JPS6070936A - 車両充電発電機用制御装置 - Google Patents
車両充電発電機用制御装置Info
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- JPS6070936A JPS6070936A JP58175779A JP17577983A JPS6070936A JP S6070936 A JPS6070936 A JP S6070936A JP 58175779 A JP58175779 A JP 58175779A JP 17577983 A JP17577983 A JP 17577983A JP S6070936 A JPS6070936 A JP S6070936A
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- Japan
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- current
- generator
- excitation current
- voltage
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
- H02J7/24—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
- H02J7/2434—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices with pulse modulation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は車両用充電発電機の発電電圧を制御してバッテ
リを充電する車両充電発電機用制御装置に関するもので
ある。
リを充電する車両充電発電機用制御装置に関するもので
ある。
この種の制御装置(以下レギュレータと言う)はエンジ
ンに連結せしめられて回転する充電発電−1− 機の界磁巻線電流を制御することにより、発電機回転数
や電気負荷の増減に無関係に発電電圧を一定に保ってい
る。
ンに連結せしめられて回転する充電発電−1− 機の界磁巻線電流を制御することにより、発電機回転数
や電気負荷の増減に無関係に発電電圧を一定に保ってい
る。
ところで、特に発電機回転数の低い領域で大きな電気負
荷を使用すると、発電量を増大せしめるべく、発電電圧
が設定値になるまで上記レギュレータは界磁巻線の励磁
電流を急速に大きくし、設定値に達しなければ励磁電流
は流し得る最大となる。ごく一般に使用されている自励
式充電発電機では、発電電流の一部を分流して界磁巻線
の励磁電流としてあり、発明者らの実験によると、この
種の発電機では励磁電流を増加せしめて発電量を増して
も、ある一定値以上に励磁電流を増すと、発電電流から
励磁電流を差し引いた発電機出力電流はむしろ小さくな
る。この実験結果を第1図に示す。
荷を使用すると、発電量を増大せしめるべく、発電電圧
が設定値になるまで上記レギュレータは界磁巻線の励磁
電流を急速に大きくし、設定値に達しなければ励磁電流
は流し得る最大となる。ごく一般に使用されている自励
式充電発電機では、発電電流の一部を分流して界磁巻線
の励磁電流としてあり、発明者らの実験によると、この
種の発電機では励磁電流を増加せしめて発電量を増して
も、ある一定値以上に励磁電流を増すと、発電電流から
励磁電流を差し引いた発電機出力電流はむしろ小さくな
る。この実験結果を第1図に示す。
図において、線x、y、zはそれぞれ発電機回転数を1
00Orpm 、3000rpm 、5000rpmと
した場合を示しており、出力電流I。I/T は、回転
数で異なる所定゛の励磁電流1fM+ N 14M、、
−2− I、M、(これを以下最大励磁電流1fM と言う)ま
では励磁電流Ifの増加とともに増加するが、最大励磁
電流1fm を越えると励磁電流Ifの増加にもかかわ
らず、むしろ低下している。したがって、各回転数にお
いて、上記電流値Ifl’lを越えて励磁電流を流すこ
とは全く無駄であるばかりでなく、界磁巻線やこれへの
通電を制御するパワートランジスタの発熱を招き、レギ
ュレータの放熱対策上も不利である。
00Orpm 、3000rpm 、5000rpmと
した場合を示しており、出力電流I。I/T は、回転
数で異なる所定゛の励磁電流1fM+ N 14M、、
−2− I、M、(これを以下最大励磁電流1fM と言う)ま
では励磁電流Ifの増加とともに増加するが、最大励磁
電流1fm を越えると励磁電流Ifの増加にもかかわ
らず、むしろ低下している。したがって、各回転数にお
いて、上記電流値Ifl’lを越えて励磁電流を流すこ
とは全く無駄であるばかりでなく、界磁巻線やこれへの
通電を制御するパワートランジスタの発熱を招き、レギ
ュレータの放熱対策上も不利である。
本発明はこのような問題点に鑑み、発電電圧が設定値に
達し得ない場合の自励式充電発N機の出力電流を、発電
機の各回転数において最大に維持することができ、しか
もレギュレータ本体の発熱も小さいレギュレータを提供
することを目的としている。
達し得ない場合の自励式充電発N機の出力電流を、発電
機の各回転数において最大に維持することができ、しか
もレギュレータ本体の発熱も小さいレギュレータを提供
することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明のレギュレータには
、充電発電機の回転数を検出するとともに、各回転数に
おいて、上記発電電流より励磁電流を分流せしめた残る
発電機出力電流が最大となる電流値1メ下に、上記励磁
電流を制限する電流制−3− 限回路を設()である。
、充電発電機の回転数を検出するとともに、各回転数に
おいて、上記発電電流より励磁電流を分流せしめた残る
発電機出力電流が最大となる電流値1メ下に、上記励磁
電流を制限する電流制−3− 限回路を設()である。
以下、図示の実施例により本発明を説明する。
第2図において、図中1は充電発電機、2はレギュレー
タ、3はバッテリ、4は電気負荷、5はキースイッチで
ある。
タ、3はバッテリ、4は電気負荷、5はキースイッチで
ある。
レギュレータ2は作動増幅器21、のこぎり波発生回路
22、コンパレータ23およびスイッチング用パワート
ランジスタ24を有し、上記増幅器21は定電圧VCと
、バッテリ電圧V8 のフィードバック電圧VB ′と
の差電圧分を含む差電圧信@Vdを出力する。差電圧信
号VCI は抵抗25とコンデンサ26よりなる遅延回
路を経てコンパレータ23に入力され、のこぎり波発生
回路22より発せられたのこぎり波信号Veと比較され
る。
22、コンパレータ23およびスイッチング用パワート
ランジスタ24を有し、上記増幅器21は定電圧VCと
、バッテリ電圧V8 のフィードバック電圧VB ′と
の差電圧分を含む差電圧信@Vdを出力する。差電圧信
号VCI は抵抗25とコンデンサ26よりなる遅延回
路を経てコンパレータ23に入力され、のこぎり波発生
回路22より発せられたのこぎり波信号Veと比較され
る。
この比較出力によりトランジスタ27を介して、界磁巻
線11の励磁電流Tfを制御するパワートランジスタ2
4のONNココ−イが変化して発電機出力電流I。UT
が増減せしめられ、フィードバック電圧vB′が常に定
電圧VCと一致するようにバッテリ電圧VB が一定に
制御される。ここで、上−4− 記出力電流I。0エ は発電電流I。より励磁電流■[
を分流せしめた残る電流である。
線11の励磁電流Tfを制御するパワートランジスタ2
4のONNココ−イが変化して発電機出力電流I。UT
が増減せしめられ、フィードバック電圧vB′が常に定
電圧VCと一致するようにバッテリ電圧VB が一定に
制御される。ここで、上−4− 記出力電流I。0エ は発電電流I。より励磁電流■[
を分流せしめた残る電流である。
第3図には差電圧信@Vdとのこぎり波信号Vaの経時
変化、および両信号Vd 、Veの比較結果により0N
−OFFIIItllされるトランジスタ24のコレク
タ電圧v丁 の経時変化を示す。
変化、および両信号Vd 、Veの比較結果により0N
−OFFIIItllされるトランジスタ24のコレク
タ電圧v丁 の経時変化を示す。
さて、本発明のレギュレータでは第2図に示す如く、周
波数−電圧(F/V )変換器281とその出力側に配
したトランジスタ282よりなる電流制限回路28が設
けである。そして、上記制限回路28の出力端たるトラ
ンジスタ282のエミッタは、コンパレータ23の入力
端子に通じる抵抗25とコンデンサ26の接続点に接続
され、一方F/V変換器281の入力端子は発側1の電
機子巻線12の1つに接続されて、発電機回転数信号v
N が入力されている。
波数−電圧(F/V )変換器281とその出力側に配
したトランジスタ282よりなる電流制限回路28が設
けである。そして、上記制限回路28の出力端たるトラ
ンジスタ282のエミッタは、コンパレータ23の入力
端子に通じる抵抗25とコンデンサ26の接続点に接続
され、一方F/V変換器281の入力端子は発側1の電
機子巻線12の1つに接続されて、発電機回転数信号v
N が入力されている。
ここで、前述の最大励磁電流IfMの変化は、第4図に
示す如く、発電機回転数に対してほぼ直線で近似できる
。そこで、上記F/V変換器281は、入力する回転数
信号VN に比例した電流制限−5= 信号Vrを出力するように設定しである。すなわち、上
記制限信号Vrは、これと上記のこぎり波信号Veの比
較結果に基づいて作動せしめられるスイッチング用トラ
ンジスタ24により制御される励磁電流Ifが最大励磁
電流TfMとなるように、発電機回転数に伴なってその
電圧が直線的に変化する。
示す如く、発電機回転数に対してほぼ直線で近似できる
。そこで、上記F/V変換器281は、入力する回転数
信号VN に比例した電流制限−5= 信号Vrを出力するように設定しである。すなわち、上
記制限信号Vrは、これと上記のこぎり波信号Veの比
較結果に基づいて作動せしめられるスイッチング用トラ
ンジスタ24により制御される励磁電流Ifが最大励磁
電流TfMとなるように、発電機回転数に伴なってその
電圧が直線的に変化する。
上記構成のレギュレータにおいて、通常の電圧制御動作
時には差電圧信号Vdの電圧は制限信号Vrの電圧より
も低く、したがって電流制限回路28のトランジスタ2
82はOFF状態にある。
時には差電圧信号Vdの電圧は制限信号Vrの電圧より
も低く、したがって電流制限回路28のトランジスタ2
82はOFF状態にある。
この状態では電機負荷4の変動等によりバッテリ電圧V
B が変化すると、これに伴なって差電圧信号Vdの電
圧が昇降し、第3図の如くスイッチング用トランジスタ
24のONデユーティが変わる。
B が変化すると、これに伴なって差電圧信号Vdの電
圧が昇降し、第3図の如くスイッチング用トランジスタ
24のONデユーティが変わる。
これにより、励磁電流Ifが変化して発側1の出力電流
tou工 が増減せしめられ、上記バッテリ電圧vF5
は所定電圧に制御される。
tou工 が増減せしめられ、上記バッテリ電圧vF5
は所定電圧に制御される。
ここで、例えばアイドリング時の如く発電機回転数が低
い時に、ヘッドライトを点灯する等によ−6− り電機負荷4が急激に増大すると、バッテリ電圧vB
の低下を防止すべく差電圧信号Vdは急1昇し、終には
一時的に電流制限信号Vrの電圧を越える。ここにおい
て、この間トランジスタ282はON状態となり、コン
パレータ23の入力電圧は上昇を停止せしめられて上記
制限信号Vrの電圧に維持される。これにより、励磁電
流Ifはこの時の発電機回転数における最大励磁電流T
fMに制限され、この結果、発電機1の出力電流l。0
丁は最大値を維持する。
い時に、ヘッドライトを点灯する等によ−6− り電機負荷4が急激に増大すると、バッテリ電圧vB
の低下を防止すべく差電圧信号Vdは急1昇し、終には
一時的に電流制限信号Vrの電圧を越える。ここにおい
て、この間トランジスタ282はON状態となり、コン
パレータ23の入力電圧は上昇を停止せしめられて上記
制限信号Vrの電圧に維持される。これにより、励磁電
流Ifはこの時の発電機回転数における最大励磁電流T
fMに制限され、この結果、発電機1の出力電流l。0
丁は最大値を維持する。
かくの如く、本発明のレギュレータによれば、発電機の
励磁電流は、各発電機回転数において励磁電流の増加に
伴なって出力電流が増加する範囲内に制限されるから、
無駄な励磁電流を消費することはなく、したがって、発
電機やスイッチング用トランジスタの発熱を低く抑える
ことができて、レギュレータの放熱対策を簡略化できる
。
励磁電流は、各発電機回転数において励磁電流の増加に
伴なって出力電流が増加する範囲内に制限されるから、
無駄な励磁電流を消費することはなく、したがって、発
電機やスイッチング用トランジスタの発熱を低く抑える
ことができて、レギュレータの放熱対策を簡略化できる
。
特に発電機に一体に組込まれたレギュレータの温度上昇
は、第5図に示す如く、冷却用ファンの送風量が充分で
ない発電機の低回転域で大きい。
は、第5図に示す如く、冷却用ファンの送風量が充分で
ない発電機の低回転域で大きい。
−7−
したがって、この領域で無駄な励磁電流を流さないこと
による効果はきわめて大きい。
による効果はきわめて大きい。
上記実施例は、各発電機回転数に対する最大励磁電流I
fl、lの変化を直線で近似した場合について説明した
が、より精度を向上せしめる為に折れ線近似としても良
く、この場合には例えば上記F/V変換器281の出力
側に第6図に示すような可変ゲイン回路283を設ける
。すなわち、この場合の制限信号Vrの電圧はツェナー
ダイオード283aのツェナー電圧で決まる所定電圧を
境にその変化の割合が変わる。
fl、lの変化を直線で近似した場合について説明した
が、より精度を向上せしめる為に折れ線近似としても良
く、この場合には例えば上記F/V変換器281の出力
側に第6図に示すような可変ゲイン回路283を設ける
。すなわち、この場合の制限信号Vrの電圧はツェナー
ダイオード283aのツェナー電圧で決まる所定電圧を
境にその変化の割合が変わる。
また、さらに精度良く励磁電流を制限したい場合には、
」−記制限回路28にマイクロコンピュータを設けて、
これにあらかじめ各発電機回転数における最大励磁電流
IJ、の値を記憶せしめておき、これに基づいて各回転
数における制限信号Vrを逐次出力するように構成して
も良い。
」−記制限回路28にマイクロコンピュータを設けて、
これにあらかじめ各発電機回転数における最大励磁電流
IJ、の値を記憶せしめておき、これに基づいて各回転
数における制限信号Vrを逐次出力するように構成して
も良い。
以上の如く、本発明の充電発電機用制御装置は、自励式
充電発電機において、励磁電流がある値を越えるとかえ
って出力電流が小さくなり、しかも−8− その値は発電機回転数によって異なることに注目したも
ので、発電機の各回転数において、発N機出力電流が最
大となる電流値以下に上記励磁電流を制限する電流制限
回路を設けることにより、発電機の出力電流を各回転数
において最大に維持することができ、かつ制御装置の発
熱も小さいものである。
充電発電機において、励磁電流がある値を越えるとかえ
って出力電流が小さくなり、しかも−8− その値は発電機回転数によって異なることに注目したも
ので、発電機の各回転数において、発N機出力電流が最
大となる電流値以下に上記励磁電流を制限する電流制限
回路を設けることにより、発電機の出力電流を各回転数
において最大に維持することができ、かつ制御装置の発
熱も小さいものである。
第1図は発電機の励磁電流と出力電流の関係を示す図、
第2図は制御装置の回路図、第3図は回路図中の各信号
電圧の経時変化を示す図、第4図は各発電機回転数にお
ける最大励磁電流を示す図、第5図は制御装置の温度上
昇の発電機回転数依存性を示す図、第6図は電流制限回
路の他の実施例を示す回路図である。 1・・・・・・・・・充電発電機 11・・・・・・界磁巻線 2・・・・・・・・・制御装置 28・・・・・・電流制限回路 ■仰・・・・・・発電電流 −9− If・・・・・・励磁電流 l0IL工・・・・・・出力電流 VA7・・・・・・回転数信号 −10− (V)−’01’1171)11乎 百皐 JΔl喜〆乙1〔
第2図は制御装置の回路図、第3図は回路図中の各信号
電圧の経時変化を示す図、第4図は各発電機回転数にお
ける最大励磁電流を示す図、第5図は制御装置の温度上
昇の発電機回転数依存性を示す図、第6図は電流制限回
路の他の実施例を示す回路図である。 1・・・・・・・・・充電発電機 11・・・・・・界磁巻線 2・・・・・・・・・制御装置 28・・・・・・電流制限回路 ■仰・・・・・・発電電流 −9− If・・・・・・励磁電流 l0IL工・・・・・・出力電流 VA7・・・・・・回転数信号 −10− (V)−’01’1171)11乎 百皐 JΔl喜〆乙1〔
Claims (1)
- エンジンに連結せしめられて回転する界磁巻線に発電電
流の一部を分流せしめて励磁電流となす自励式車両用充
電発電機の、上記励磁電流を制御してバッテリ充電電圧
を制御する充電発電機用制御装置において、上記充電発
電機の回転数を検出するとともに、各回転数において、
上記発電電流より励磁電流を分流せしめた残る発電機出
力電流が最大となる電流値以下に上記励磁電流を制限す
る電流制限回路を設けたことを特徴とする車両充電発電
機用制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58175779A JPS6070936A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 車両充電発電機用制御装置 |
US06/635,181 US4634954A (en) | 1983-09-22 | 1984-07-27 | Voltage regulator for alternating current generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58175779A JPS6070936A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 車両充電発電機用制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6070936A true JPS6070936A (ja) | 1985-04-22 |
JPH05934B2 JPH05934B2 (ja) | 1993-01-07 |
Family
ID=16002113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58175779A Granted JPS6070936A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 車両充電発電機用制御装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4634954A (ja) |
JP (1) | JPS6070936A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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