JPH0454838A

JPH0454838A - 車両用走行時発電装置

Info

Publication number: JPH0454838A
Application number: JP2164437A
Authority: JP
Inventors: Yukio Arai; 新井　幸男
Original assignee: TOYO KOKI KK
Current assignee: TOYO KOKI KK
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1992-02-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は車両用走行時発電装置、特に電気式の車両用走
行時発電装置に関するものである。

（従来の技術）従来、車両用走行時発電装置には、油圧式交流発電装置
や電気式交流発電装置がある。

油圧式交流発電装置では、例えば、車両走行用エンジン
に結合され、調整弁により一定回転に規定された油圧ポ
ンプの吐出圧油で駆動された油圧モータに、交流発電機
が連結されて所定電力が得られる。

かかる油圧式交流発電装置では、エンジンの回転数が変
動しても油圧モータを一定回転数で回転させることがで
きる。

また、電気式交流発電装置では、例えば、車両走゛行用
エンジンにベルト掛は又はＰＴＯにて交流発電機を取付
け、この発電機の出力電圧をインバータで定周波数に制
御して交流電圧を得ている。

この電気式交流発電装置では、油圧式交流発電装置と比
較し小型かつ軽量にすることができ、また出力電力を一
定範囲で可変して使用することができる。

かかる従来の車両用走行時発電装置には、第２図のブロ
ック図に示すものがある。

第２図において、走行用エンジン５０には、ベルト掛は
又はＰＴＯにて３相交流発電機５１が取付けられている
。

制御部５２は、整流回路５３、インバータ回路５４、イ
ンバータコントローラ５５、電圧調整回路５７及び電源
回路５７より主に構成されている。

３相交流発電機５１の電圧検出信号２００は、整流回路
５３で全波整流される。

Ｍ洸回路５３で全波整流された交流出力電圧２０！は、
電圧調整回路５６に供給される。

電圧調整回路５６からは、３相交流発電機５１へ電圧調
整信号２０２が送出され、３相交流発電機５１の駆動電
圧調整が行われる。

一方、インバータ回路５４は、インバータコントローラ
５５からのコントロール信号２０３により動作し、交流
出力電圧２０４が得られる。

電源回路５７は、電圧調整回路５６及びインバータコン
トローラ５５にバッテリ５８から運転指令２０５を送出
し、電圧調整回路５６及びインバータコントローラ５５
を動作させる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、従来の車両用走行時発電装置では、バッテリ５
８から運転指令２０５を電圧調整回路５６及びインバー
タコントローラ５５に送るようになっており、バッテリ
５８、電圧調整回路５６等が必要になる。

このため、従来の車両用走行時発電装置では、発電装置
の部品点数が多くなり、設置条件に制約がある車両には
搭載することができなくなるという不都合があった。

そこで、本発明は、電気式の発電装置における制御回路
部の回路構成を平易にすることにより、車体とフレーム
を一体構造にしたモノコックボデーの車や、動力取り出
し装置（ＰＯＷＥＲＴＡＫＥ　０ＦＦ）の装着できない
車などにも容易に取付けることができる電気式発電装置
を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記課題を解決するための手段として、本発明は、走行用エンジンと結合された３相交流発電機の検出電圧
を順変換して直流電圧にする順変換回路と、前記順変換回路で順変換された直流電圧な平滑化された
直流電圧にする電圧波形平滑回路と、前記電圧波形平滑回路で平滑された直流電圧を交流電圧
に変換するスイッチング・トランジスタから成る逆変換
回路と、前記逆変換回路で変換された交流電圧を平滑化する交流
濾波回路と、前記交流濾波回路から出力された信号を検出し、該検出
信号に基づいて前記逆変換回路のスイッチング・トラン
ジスタのベース電圧を制御する制御回路とから構成されるものである。

また、制御回路へ入力される信号に基づいて入力表示、
不足電圧表示、過電圧表示をする入力表示部と、運転表
示、停電表示、定電圧表示、過電流表示、故障表示、過
熱表示、警報表示をする出力表示部とから構成される表
示手段を備えたものである。

（作用）走行用エンジンと結合された３相交流発電機の検出電圧
を順変換回路で交流電圧から直流電圧に順変換する。

そして、電圧波形平滑回路では、順変換回路で順変換さ
れた直流電圧を平滑化する。

次に、逆変換回路では、電圧波形平滑回路で平滑された
直流電圧を交流電圧に変換する。

また、交流濾波回路では、逆変換回路で変換された交流
電圧を平滑化する。

一方、制御回路では、交流濾波回路から出力された信号
を検出し、該検出信号に基づいて前記逆変換回路のスイ
ッチング・トランジスタのベース電圧を制御する。

従って、全体構成を平易にすることができるので、小型
にすることができるとともに、部品点数を少なくするこ
とができる。

一方、表示手段では、制御回路へ入力される信号に基づ
いて、所定閾値になると、入力表示、不足電圧表示、過
電圧表示をすると共に、運転表示、停電表示、定電圧表
示、過電圧表示、故障表示、過熱表示、警報表示され、
正常異常動作の表示を迅速確実にする。

（実施例）次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明の電気式交流発電装置の一実施例の概要
構成を示す図である。

走行用エンジンｌには、ベルト掛は又はＰＴＯにて自励
式の三相交流発電機２が取付けられている。

制御部Ａは、ダイオードからなるコンバータ３、大容量
の平滑コンデンサ４、ｎｐｎトランジスタからなるイン
バータ５、ＬＣ回路からなるＡＣフィルタ６、ＣＴ帰這
スナバ回路７、制御回路８及び電源回路９より構成され
ている。

３相交流発電機２の電圧検出信号１００ａ−１０［１ｃ
は、コンバータ３により正弦波の交流電圧から。

いったん直流電圧１０１に順変換される。

コンバータ３で順変換された直流電圧１０］は、平滑コ
ンデンサ４で平滑化された直流電圧２０２にする。

平滑コンデンサ４で平滑化された直流電圧１０２は、イ
ンバータ５で直流電圧１０１から交流電圧１０３ａ−１
０３ｃに変換される。

インバータ５で変換された交流電圧１０３ａＮ１０３ｃ
は、ＡＣフィルタ６で平滑化され交流電圧１０４ａ〜１
０４ｃになる。

ＡＣフィルタ６で平滑化された交流電圧１０４ａ〜１０
４ｃは、ＣＴ帰還スナバ回路７のＣＴ帰還スナバ回路７
ａ〜７Ｃにより制御回路８に供給される。

制御回路８では、電源回路９からの指令１０５に基づい
て、制御信号１０６がインバータ５を構成するｎｐｎ）
ランジスタのベース側に供給され、該ベース電圧の印加
により、ｎｐｎ　トランジスタが導通し、前記交流電圧
１０３ａ〜ｌ　０３ｃが得られる。

そして、インバータ５から出力される交流電圧１０３ａ
−１θ３ｃは、前記ＡＣフィルタ６を経て、単相交流出
力となり、車両内の単相交流モータを駆動させることが
できる。

本実施例では、コンバータ３、インバータ５などを用い
、インバータ制御をすることにより、変更使用を容易に
することができるので、容量別、電圧側、相別、交直流
刑に幅広く用いることができるので、取り付は車両に応
じて変更が容易になり便利になる。

一方、第２図乃至第８図は、車両用走行時発電装置の表
示動作を示す図である。

車両用走行時発電装置の動作時には、第１図の制御回路
８からの指令に基づいて、例えば、運転席の近傍、に取
り付けられた図示しない入力側表示部と出力側表示部が
点灯するようになっている。

そして、入力側表示部と出力側表示部の点灯は、例えば
、緑色灯が正常時に点灯し、赤色灯が異常時に点灯する
ようになっている。

すなわち、入力表示側は、入力表示ランプ（緑色ＬＥＤ）（１）、不足電圧表示ランプ（赤色
Ｌ　Ｅ　Ｄ　）　（２）、過電圧表示ランプ（赤色ＬＥ
Ｄ　）　（３）からなり、出力表示側は運転表示ランプ
（緑色ＬＥＤ）（４）、停止表示ランプ（赤色ＬＥＤ　
）　（５）、定電圧表示ランプ（緑色ＬＥＤ）（６）、
過電流表示ランプ（赤色ＬＥＤ）（７）、故障表示ラン
プ（赤色ＬＥＤ）（８）、過熱表示ランプ（赤色ＬＥＤ
）（９）、警報表示ランプ（赤色ＬＥＤ）（１０）、か
らなっている。

なお、（１））は出力表示ランプで、ネオンランプから
なる。

入力側表示部の入力表示ランプ（１）は、第２図（ａ）
に示すように、入力電圧が約１００Ｖ以上、上記制御回
路８に印加されると点灯し、制御電源が確立される。

例えば、ヒユーズ（Ｆｌ）が「断」すると、制御電源が
確立しなくなるので、すべての回路が動作しなくなる。

不足電圧表示ランプ（２）は、入力電圧が第２図（ｂ）
に示すように、約２３０Ｖ以上、制御回路８に印加され
ると消灯し、制御回路８に入力電圧が１３０Ｖ印加され
る時に点灯し、インバータ５を停止させる。

なお、入力電圧が１００Ｖ以下になり、かつ制御回路８
に入力電圧がなくなると、不足電圧表示ランプ（２）が
消灯する。

過電圧表示ランプ（３）は、第２図（ｃ）に示すように
入力電圧が５２０■以上、制御回路８に印加させると点
灯し、インバータ５を停止させ、入力電圧が５２０Ｖ以
下に復９帰すると自動的に消灯し、インバータ５を運転
させる。

一方、出力側表示部の、運転表示ランプ（４）は、第２
図（ｄ）に示すように入力電圧が１３０■から５２０Ｖ
の時、点灯し、かつインバータ５を動作させる。

停止表示ランプ（５）は、第２図（ｅ）に示すように、
入力電圧が１００ｖ〜１３０Ｖまたは入力電圧が５２０
■以上で入力表示灯が点灯し、インバータ５が停止する
。

定電圧表示ランプ（６）は、第２図（ｆ）に示すように
、正常時に点灯、装置内部のサーマルリレーが作動した
時、運転表示ランプ（４）が点灯しているのに出力がな
い状態になり、消灯する。

過電流表示ランプ（７）は、定格容量に対して、過負荷
（過電圧）になった時に点灯し、過電流の状態により、
下記２通りの制御動作をする。

ａ）出力電圧を序々に増加し、定格容量を超した時出力
電圧を低下させ約１２０％に電流を抑える動作をし、点
灯する。

ｂ）電動機の起動時のような瞬時に定格容量を超した時
に、突入電流が流れると、−旦（０，５Ｓｅｃ間）イン
バータ５を停止させた後、ソフトスタートで出力電圧を
立ち上げる動作をする。

この間には、０．５Ｓｅｃの間、運転表示ランプ（４）
が消灯し、停止表示ランプ（５）が点灯する。

突入電流のようなソフトスタートをすることにより、突
入電流が小さくなる場合には、約０．５Ｓｅｃ間点灯す
るだけであるが、出力短絡時のように過電流が継続する
場合はソフトスタートで立ち上がる時にａ）の動作に移
行し、電流を１２０％抑えると共に、過電流表示ランプ
（７）は点灯を続ける。

故障表示ランプ【８）では、インバータ５内部の半導体
素子等の故障時に、インバータ５を停止させた時に、点
灯する。

このランプの点灯時には、リセット釦を押すか、−旦発
電機を停止等してインバータ５の入力電圧をゼロに戻さ
ないと、運転状態に戻らない。

なお、内部の故障等の場合には、リセット釦を押しても
、すぐに故障表示ランプ（８）が点灯して運転状態には
戻らない。

過熱表示ランプ（９）では、インバータ５の内部温度が
以上温度に上昇した時に、サーモスタットが作動すると
点灯し、インバータ５を停止させる。

リセットは、サーモスタットの復帰により、自動的に働
く。

警報表示ランプ（ｌＯ）は、過電流表示ランプ（７）、
故障表示ランプ（８）、過熱表示ランプ（７）の内、い
ずれか一つのランプが点灯すると点灯する。

また、出力表示ランプ（１））では、インバータ出刃端
子に接続され、通常時に点灯する。

なお、過電圧表示ランプ（４）の過電圧状態では、出力
電圧が５０Ｖ以下になった時に、消灯する。

次に、さらに第２図乃至第８図のついて説明する。

第２図（ａ）は、入力電圧が第１図の制御回路８に入力
され、入力電圧が１００ｖ以上の時に立ち上がり、入力
表示ランプ（１）が点灯する。

第２図（ｂ）は、第１図の制御回路８に入力電圧が１０
０Ｖ〜１３０ｖの時に点灯し、１３０ｖ以上になると入
力電圧が満足する状態になり、不足電圧表示ランプ（２
）が消灯することを示す。

第２図（Ｃ）は、制御回路８に入力される電圧が５２０
ｖ以上になると、過電圧であることを点灯により示す。

第２図（ｄ）は、制御回路８に入力される電圧が１３０
Ｖ〜５２０Ｖの時、本実施例の車両用走行時発電装置が
運転状態になることを示すものである。

第２図（ｅ）は、制御回路８に入力される電圧が１００
ｖ〜１３０Ｖと、５２０ｖ以上の時に、本実施例の車両
用走行時発電装置が停止することを示すものである。

なお、制御電源が確立した時、過電流表示ランプ（７）
、警報表示ランプ（１０）が約０．５秒間点灯する。

第２図（ｆ）は、制御回路８に入力される電圧が１３０
Ｖを越え、ＳＳ時間の遅れの後、５２０ｖ以下の時に定
電圧になると点灯表示する。

第２図（ｇ）は、制御回路８に入力される電圧が１３０
ｖを越え、ＳＳ時間の遅れの後、５２０ｖ以下の時に、
出力表示ランプ（１））が点灯する。

この時には、出力表示ランプ（１））以外の表示ランプ
は消灯したままになる。

なお、ＳＳ時間の遅れは、ソフトスタートで出力電圧が
確立するまで約２秒である。

一方、第３図はリレーが動作した時のタイミングチャー
トを示す図である。

第３図（ａ）はサーマルリレーの０Ｎ−ＯＦＦ動作、第
３図（ｂ）は制御回路８に入力があるとき入力表示ラン
プ（１）が点灯することを示し、第３図（ｃ）は本車両
用走行時発電装置の運転時に運転表示ランプが点灯する
ことを示す。

第３図（ｄ）は、サーマルリレーが非動作の時に定電圧
表示ランプ（６）が点灯し、サーマルリレーが動作時に
定電圧表示ランプ（６）が消灯する。

第３図（ｅ）は、定電圧表示ランプ（６）が点灯時に点
灯し、定電圧表示ランプ（６）が消灯時に消灯する。

また、第４図は過電流を徐々に増加させるときのタイミ
ングチャートを示すもので、第４図（ａ）は負荷電流で
、約３００％の突入電流の後、約０．５Ｓｅｃ経過後に
ソフトスタートｓｓｔ、て一定電流になる。

第４図（ｂ）は入力表示ランプ（１）、第４図（ｃ）は
運転表示ランプ（４）、第４図（ｄ）は定電圧表示ラン
プ（６）、第４図（ｅ）は過電流表示ランプ（７）、第
４図（ｆ）は警報表示ランプ（９）の点灯状態を示す。

なお、警報表示ランプ（９）は過電流表示ランプ（７）
の点灯時に点灯する。

第４図（ｇ）は、出力表示ランプ（１））が点灯する場
合を示し、この時にはこの他の表示ランプは消灯し、該
出力表示ランプ（１））は出力電圧が約５０ｖ以下にな
ると消灯する。

第５図は瞬時に過電流が増加（突入等の場合）のタイミ
ングチャートを示し、第５図（ａ）は負荷電流で、約３
００％の突入電流の後、約０，５ｓｅｃ経過後にソフト
スタートＳＳして定電流になる。

第５図（ｂ）は入力表示ランプ（１）、第５図（ｃ）は
運転表示ランプ（４）、第５図（ｄ）は定電圧表示ラン
プ（６）、第５図（ｅ）は過電流表示ランプ（７）、第
５図（ｆ）は警報表示ランプ（９）の点灯状態を示す。

第５図（ｇ）は、出力電圧が約５０Ｖ以上で出力表示ラ
ンプ（１））が点灯する。

また、第６図は瞬時に増加し継続する場合を示し、第６
図（ａ）は負荷電流で、第６図（ｂ）は入力表示ランプ
（Ｉ）、第６図（ｃ）は運転表示ランプ（４）、第６図
（ｄ）は定電圧表示ランプ（６）、第６図（ｅ）は過電
流表示ランプ（７）、第６図（ｆ）は警報表示ランプ（
９）の点灯状態を示す。

第６図（ｇ）は、出力電圧が約５０Ｖ以上で出力表示ラ
ンプ（１））が点灯する。

第７図は故障時におけるタイミングチャート］で、第７図（ａ）は入力表示ランプ（１）、第１図（ｂ
）は運転表示ランプ（４）、第７図（ｃ）は停止表示ラ
ンプ（５）の表示動作を示し、第７図（ｄ）は定電圧表
示ランプ（６）、第７図（ｅ）は故障表示ランプ（８）
、第７図（ｆ）は警報表示ランプ（１０）の点灯状態を
示す。

なお、警報表示ランプ（ｌＯ）は故障表示ランプ（８）
の点灯時に点灯する。

第７図（ｇ）は、出力電圧が約５０Ｖ以上で出力表示ラ
ンプ（１））が点灯する。

第８図はインバータ５の半導体素子が過熱時におけるタ
イミングチャートを示し、第８図（ａ）は過熱表示ラン
プ（９）、第８図（ｂ）は入力表示ランプ（１）、第８
図（Ｃ）は運転表示ランプ（４）の表示動作を示し、第
８図（ｄ）は停止表示ランプ（５）、第８図（ｅ）は定
電圧表示ランプ（６）、第８図（ｆ）は過熱表示ランプ
（９）の点灯状態を示し、第８図（ｇ）は警報表示ラン
プ（１０）の点灯状態を示す。

また、第８図（ｈ）は出力表示ランプ（１））の点灯状
態を示すものである。

なお、警報表示ランプ（ｌＯ）は故障表示ランプ（１）
）点灯時に点灯する。

第）図（ｇ）は、出力電圧が約５０Ｖ以上で出力表示ラ
ンプ（１））が点灯する。

以上のように、本実施例では、走行時における発電装置
の動作を、ランプの点灯状況を見ることにより、迅速か
つ確実に認識することができるようになる。

また、本実施例によれば、容量別、電圧別、相別、交直
流別に幅広く用いることができるので、取り付は車両に
応じて変更が容易になり汎用的になるだけでなく、回路
部品点数を少なくすることにより小型軽量にすることが
できるので、取り付は性が向上する。

（発明の効果）上記のように本発明によれば、容量別、電圧別、相別、
交直流別に幅広く用いることができるので、取り付は車
両に応じて変更が容易になり、便利にすることができ、
かつ小型軽量にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気式交流発電装置の一実施例の概要
構成を示す図、第２図乃至第８図は本発明の実施例′の
動作を示すタイミングチャートを示す図で、第９図は従
来の電気式交流発電装置の一例を示す図である。・インバータ、・ＡＣフィルタ、・ＣＴ帰還スナバ回路、・制御回路。図中で、１・・・走行用エンジン、２・・・３相交流発電機、３・・・コンバータ、Ｌ− ２５ｅα （Ｓ）７１］−一一丁−Ｔ覆（ｈ）東灯　　　−ｉニーｒｒ−一一一（ｈ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）走行用エンジンと結合された３相交流発電機の検
出電圧を順変換して直流電圧にする順変換回路と、前記順変換回路で順変換された直流電圧を平滑化された
直流電圧にする電圧波形平滑回路と、前記電圧波形平滑回路で平滑された直流電圧を交流電圧
に変換するスイッチング・トランジスタから成る逆変換
回路と、前記逆変換回路で変換された交流電圧を平滑化する交流
濾波回路と、前記交流濾波回路から出力された信号を検出し、該検出
信号に基づいて前記逆変換回路のスイッチング・トラン
ジスタのベース電圧を制御する制御回路とから構成されることを特徴とする車両用走行時発電装置
。
（２）前記制御回路へ入力される信号に基づいて所定閾
値になると、入力表示、不足電圧表示、過電圧表示をす
る入力表示部と、運転表示、停電表示、定電圧表示、過
電流表示、故障表示、過熱表示、警報表示をする出力表
示部とから構成される表示手段を備えたことを特徴とする請求項（１）記載の車両用走
行時発電装置。