JPH05123000A - 車両の電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高電圧直流負荷用の三相変圧器の一次巻線の
電磁スイッチの接点の損傷をなくし、寿命を延長する。 【構成】 高電圧直流負荷１５に通電及び通電停止する
のに、請求項１では、制御装置２により、無負荷状態で
電磁スイッチ１３を入れ、つづいて負荷スイッチ２０を
入れ通電し、負荷スイッチ２０を切り無通電にしてから
電磁スイッチ１３を切る。また、請求項２では、制御装
置２２により、電圧調整器５による励磁電流を抑制し交
流発電機１の発電を無発電又は発電抑制状態にし、電磁
スイッチ１３を入り及び切りをする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、機関の回転により駆
動される交流発電機の交流電圧を整流し直流負荷に供給
する車両の電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などの車両の電源装置では、三相
交流発電機を機関の回転により駆動し、三相交流電圧を
整流し低圧直流電圧とし、蓄電池の充電及び直流負荷へ
の供給をしている。さらに、三相交流電圧を昇圧しこれ
を整流し、高圧直流電圧を高圧直流負荷（例えば窓ガラ
ス用電気ヒータ）に供給するようにしたものがある。

【０００３】この種の電源装置として、特開昭６３−６
９５００号公報に示されたものがある。図６は従来の車
両の電源装置の回路図である。１は三相交流発電機で、
固定子の電機子鉄心には三相の電機子巻線２が設けら
れ、回転子の磁極鉄心には界磁巻線３が装着されてい
る。交流発電機１は車両の機関の回転により駆動され
る。４は交流発電機１の三相交流低電圧を整流し直流低
電圧を出す第１の整流器、５はこの整流器４の出力電圧
を検出し、所定値になるように励磁電流を調整する電圧
調整器である。上記交流発電機１、電圧調整器５及び整
流器４とで充電発電機を構成している。７は蓄電池、８
は低電圧の直流負荷である。

【０００４】次に、１１は昇圧の三相変圧器、１２はこ
の変圧器１１の二次巻線の三相高電圧を整流し、直流高
電圧を供給する第２の整流器、１３は変圧器１１の一次
巻線への回路を開閉する電磁スイッチ、１４は負荷スイ
ッチ、１５は高電圧直流負荷で、例えば、車両の風防ガ
ラス、窓ガラスに付着した霜や氷を短時間に融かす電気
ヒータからなる。この電気ヒータは、合わせガラスの中
間に超薄膜金属抵抗体を張付けたもので、光の透視性か
ら抵抗値が約２Ω以下にはできなく、短時融氷には１〜
１.５ｋＷ位の電力で、５０〜６０Ｖ程度の直流高電圧
を必要とするものである。

【０００５】上記電源装置において、三相交流低電圧を
整流し、直流低電圧を蓄電池７に加え充電するととも
に、低電圧直流負荷８に加える。一方、電磁スイッチ１
３を投入することにより、三相交流低電圧を三相変圧器
１１で昇圧し、この三相交流高電圧を整流し、直流高電
圧を高電圧直流負荷１５に供給する。直流負荷１５を使
用しないときは、電磁スイッチ１３を切っておき、三相
変圧器１１の無負荷時の一次巻線への通電による無負荷
損失を防ぐ。

【０００６】上記電磁スイッチ１３の通電電流は大き
く、例えば高電圧直流負荷１５の所要電力１.５ｋＷの
場合、変圧器１１の一次電流は一相分交流実効値８０Ａ
位になる。

【０００７】注：√3×Ｖ×Ｉ×η＝１５００Ｗ ここ
に、Ｖ：一次電圧実効値（１２ボルト）、Ｉ：一次電
流、η：効率（０.９）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の車両の電源
装置では、電磁スイッチ１３の通電の通電電流は大き
く、閉成時の接点ハンチング微動によるアーク、開放時
の電流遮断アークなどで、接点転移や摩耗、面荒れを起
こすことがあり、信頼性と耐久性を低下させるという問
題点があった。

【０００９】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、電磁スイッチの開閉動作時のア
ークを少なくし、接点の信頼性を向上し寿命を延長し、
また、接点容量が小さくでき、電磁スイッチを小形軽量
化し、価格を低減した車両の電源装置を得ることを目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる車両の
電源装置は、高電圧直流負荷に通電するのに、請求項１
の発明では、制御装置により三相変圧器の電磁スイッチ
を閉成してから負荷スイッチを閉成して通電し、通電を
停止するのに、制御装置により負荷スイッチを開放して
から電磁スイッチを開放するようにしたものである。

【００１１】また、請求項２の発明では、制御装置によ
り、電圧調整器による交流発電機の励磁電流の通電を一
時断つか又は抑制し、この無発電又は発電抑制間に三相
変圧器の電磁スイッチを閉成する。高電圧直流負荷の通
電を停止するのに、制御装置により、電圧調整器による
交流発電機の励磁電流の通電を一時断つか又は抑制し、
この無発電又は発電制の間に電磁スイッチを開放するよ
うにしたものである。

【００１２】

【作用】この発明においては、請求項１の発明では、負
荷スイッチを開いた無負荷時に電磁スイッチを閉成し、
この後に負荷スイッチを入れ通電し、また、負荷への通
電を停止するには、負荷スイッチを開放してから電磁ス
イッチを開放している。このように、無通電状態で電磁
スイッチを閉成、開放しており、接点の損傷がなくされ
る。一方、負荷スイッチは閉成、開放しても、負荷電流
は小さく支障はない。

【００１３】また、請求項２の発明では、交流発電機の
発電を一時停止状態にした間に、電磁スイッチを閉成、
開放しており、電磁スイッチの損傷がなくされる。

【００１４】

【実施例】実施例１．図１はこの発明による車両の電源
装置の回路図であり、１〜５、７、８、１１〜１３、１
５は図５と同様である。２１は制御装置で、高電圧直流
負荷１５の通電のための電磁スイッチ１３及び負荷スイ
ッチ２０（電磁スイッチからなる）の開閉の制御をす
る。電磁スイッチ１３と負荷スイッチ２０は常時は開か
れている。高電圧直流負荷１５に通電するには、まず、
電磁スイッチ１３を閉成する。つづいて、負荷スイッチ
２０を閉成する。また、通電を停止するには、まず、負
荷スイッチ２０を開き、つづいて電磁スイッチ１３を開
く。

【００１５】電磁スイッチ１３と負荷スイッチ２０の開
閉制御動作タイミングを図２に示す。三相変圧器１１の
低電圧で大電流の一次巻線の回路の電磁スイッチ１３
は、無負荷状態で開閉され、接点の摩耗のおそれはな
い。一方、負荷スイッチ２０は負荷電流を開閉するが、
その電流は電磁スイッチ１３の回路の負荷電流に比べ十
分に小さい。例えば、１.５ｋＷ、６０Ｖで負荷電流は
２５Ａ程度であり、負荷スイッチ２０の接点の摩耗はわ
ずかで、支障はきたさない。

【００１６】実施例２．図３はこの発明の実施例２によ
る車両の電源装置の回路図であり、図１とは制御装置２
２が異なる。制御装置２２は、電圧調整器５による界磁
巻線３への励磁電流の通電を一時止めさせることによ
り、交流発電機１の発電を一時停止させ、この一時停止
状態で電磁スイッチ１３を閉成又は開放の制御をする。

【００１７】制御装置２２による電圧調整器５の励磁電
流通電停止制御動作を、図４により説明する。電圧調整
器５の通常動作は、整流器４の出力端子から電力を受
け、パワートランジスタ５ａを通して界磁巻線３へ通電
する。５ｆ、５ｇは抵抗の分圧回路で、整流器４の出力
電圧を検出し、分圧点に接続されたゼナーダイオード５
ｅで基準値と比較し、この出力で制御トランジスタ５
ｄ、５ｃに作用して、パワートランジスタ５ａのベース
電流を通電と遮断のスイッチ動作をさせる。すなわち、
分圧回路５ｆ、５ｇの分圧点の電圧が高くなれば、パワ
ートランジスタ５ａが断、逆であれば入りとなる断続動
作で、界磁巻線３の通電電流を制御する。５ｂはサプレ
ッションダイオードで、界磁巻線の電流遮断時のサージ
を吸収する。電磁スイッチ１３を開閉するときに、交流
発電機１を一時無発電にさせるには、制御トランジスタ
５ｃのベースを制御装置２２に設けられたトランジスタ
２３で接地させれば、パワートランジスタ５ａが断とな
り励磁電流が遮断されることでなされる。完全無発電と
しない発電量抑制も、トランジスタ２３の入り及び切り
を一定デューティに設定することで可能である。

【００１８】上記制御装置２２による交流発電機１の一
時無発電と電磁スイッチ１３の開閉制御タイミングを図
５に示す。電磁スイッチ１３は、交流発電機１を一時無
発電にした状態で開閉される。負荷スイッチ１４は常時
投入しておいてよい。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、三相
変圧器の電磁スイッチを、無負荷状態又は交流発電機を
無発電若しくは発電を抑制した状態で、閉成及び開放す
るようにしたので、電磁スイッチの接点の損傷がなくさ
れ信頼性が向上し寿命が延長される。また、電磁スイッ
チの接点容量が小さくでき、装置が小形、軽量にされ、
安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による車両の電源装置の回
路図である。

【図２】図１の電磁スイッチと負荷スイッチの開閉のタ
イミングを示す説明である。

【図３】この発明の実施例２による車両の電源装置の回
路図である。

【図４】図３の電圧調整装置と制御装置による制御を示
す回路図である。

【図５】図３の電磁スイッチの開閉と交流発電機の発電
及び無発電のタイミングを示す説明図である。

【図６】従来の車両の電源装置の回路図である。

【符号の説明】

１ 三相交流発電機 ４ 第１の整流器 ５ 電圧調整器 ７ 蓄電池 ８ 低電圧直流負荷 11 三相変圧器 12 第２の整流器 13 電磁スイッチ 14、20 負荷スイッチ 15 高電圧直流負荷 21、22 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の機関の回転により駆動され三相交
   流低電圧を発生する三相交流発電機と、この三相交流低
   電圧を整流し直流低電圧を蓄電池及び低電圧直流負荷に
   供給する第１の整流器と、上記三相交流低電圧を昇圧す
   る三相変圧器と、この昇圧された三相交流高電圧を整流
   し直流高電圧を高電圧直流負荷に供給する第２の整流器
   と、上記三相変圧器の一次巻線の回路に入れられた電磁
   スイッチと、上記高電圧直流負荷の回路に入れられた負
   荷スイッチとを備えた車両の電源装置において、 上記電磁スイッチを閉成させてから上記負荷スイッチを
   閉成させて上記高電圧直流負荷に通電し、上記負荷スイ
   ッチを開放させ通電を断ってから上記電磁スイッチを開
   放させる制御装置を備えたことを特徴とする車両の電源
   装置。
2. 【請求項２】 車両の機関の回転により駆動され三相交
   流低電圧を発生する三相交流発電機と、この三相交流低
   電圧を整流し直流低電圧を蓄電池及び低電圧直流負荷に
   供給する第１の整流器と、上記三相交流低電圧を昇圧す
   る三相交圧器と、この昇圧された三相交流高電圧を整流
   し直流高電圧を高電圧直流負荷に供給する第２の整流器
   と、上記三相変圧器の一次巻線の回路に入れられた電磁
   スイッチと、上記高電圧直流負荷の回路に入れられた負
   荷スイッチとを備えた車両の電源装置において、 上記負荷スイッチは常時閉成されており、上記高電圧直
   流負荷に通電及び停止するのに、上記交流発電機の電圧
   調整器による励磁電流を抑制させ、交流発電機を一時無
   発電又は発電抑制状態にし、上記電磁スイッチを閉成及
   び開放させる制御装置を備えたことを特徴とする車両の
   電源装置。