JPS61227645A - 自動車用充電装置 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ この発明は、自動車用電源であるバッテリをエンジン駆
動のオルタネータの出力で充電する自動車用充電装置に
関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 自動車用充電装置の従来の代表的な構成を第２図に示し
ている。オルタネータ１は、励磁用のロータコイル１ａ
と、起電力を発生するステータコイル１ｂと、発生した
交流電圧を直流電圧に変換して出力するための整流器１
Ｃとを備えており、エンジンのクランクプーリからファ
ンベルトを介して回転駆動される。

オルタネータ１の出力はバッテリ２に接続されており、
またオルタネータ１のロータコイル１ａはイグニッショ
ンスイッチ４およびレギュレータ３を介”してバッテリ
２に接続されている。

レギュレータ３は、オルタネータ１の出力に接続された
電圧コイル３ａの励磁力で可動接点３ｄを動作させ、ロ
ータコイル１ａへの励磁電流を変化させ、オルタネータ
１の出力を定電圧に保つように作用する。

オルタネータ１の回転速度が低く、その出力電圧も低い
場合、電圧コイル３ａの励磁力は弱く、可動接点３ｄは
低速側固定接点３Ｃに接しており、ロータコイル１ａに
は直接励磁電流が供給される。

オルタネータ１の回転速度が上昇し、出力電圧が調整電
圧より高くなると、電圧コイル３ａの励磁力が大きくな
って可動接点３ｄが固定接点３Ｃから引き離され、ロー
タコイル１ａには抵抗３ｂを介して励磁が供給される。

さらにオルタネータ１の出力電圧が上昇すると、電圧コ
イル３ａによって可動接点３ｄが高速側固定接点３ｅに
接し、ロータコイル１ａの両端がショート−され、励磁
電流がゼロになる。

このように、オルタネータ１の出力電圧が回転速度に応
じて変化するが、この出力電圧に合わせてレギュレータ
３でロータコイル１ａによる励磁作用を加減し、オルタ
ネータ１の出力電圧をほぼ一定に保ってバッテリ２を充
電するようになっている。

しかしながら、このような従来の自動車用充電装置にあ
っては、オルタネータ１はエンジン回転数にほぼ比例し
た大きさの直流電圧を出力する構成であるため、特にエ
ンジン回転数が低い領域において、レギュレータ３の可
動接点３ｄが低速側固定接点３Ｃに接していても、オル
タネータ１の出力電圧が低すぎ、バッテリ２を充電する
に足る電圧（約１２■）が得られないことがある。

そのため、停車中などのエンジン回転数の低い状態で、
しかも夜間のライト点灯時、雨の日のワイパー作動１時
、あるいはエアコン／ヒータの作動時などにおいて、充
電不足のままバッテリ２の電力を多量に消費してしまい
、バッテリあがりで走行不能になるおそれがある。

なお、オルタネータ１の直流出力電圧が低すぎるとき、
ＤＣ／ＤＣコンバータを用いて適宜に昇圧してバッテリ
２に供給する構成も考えられるが、これは回路コストが
非常に高くなるだけでなく、電力効率が大きく低下する
という問題もある。

［発明の目的］ この発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、低コストでしかも電力効率の高い構成に
より、エンジン回転数の低いときでもバッテリ充電に必
要な電圧が得られるようにした自動車用充電装置を提供
することにある。

［発明の概要］ 上記の目的を達成するために、この発明では、オルタネ
ータの発電出力を交流のまま取り出し、その交流出力を
トランスによる変圧回路で変圧し、その変圧出力を整流
器で直流化してバッテリに供給する構成とした。さらに
、上記変圧回路の変圧比を可変制御する構成とし、オル
タネータの出力電圧が低すぎるときに上記変圧回路でこ
れを昇圧する構成とした。

［発明の実施例コ 第１図はこの発明の一実施例による自動車用充電装置の
構成を示している。

この発明におけるオルタネータ１ｏは整流器を含まず、
ステータコイル１０ｂから得られる交流の発電出力が交
流のままで取り出され、トランス５による変圧回路に供
給される。オルタネータ１０のロータコイル１０ａは、
従来と同じ構成のレギュレータ３およびイグニッション
スイッチ４を介してバッテリ２に接続されている。

トランス５は、オルタネータ１０の出力が接続された１
次巻線５ａと、巻き端のタップ５ｄと中間タップ５Ｃと
を有する２次巻１ｉ１５ｂとからなる。

タップ５ｄからは入力電圧を昇圧した電圧が得られ、中
間タップ５ｃからは入力電圧を若干降圧した（あるいは
入力電圧と等しい）電圧が得られる。

トランス５のタップ５Ｃと５ｄとは、前述の制御手段の
一部であるリレー６によって整流器８に切り換え接続さ
れる。この整流器８によってオルタネータ１０の発電出
力が直流化され、バッテリ２に供給される。

リレー６のコイル６ａはアイドルスイッチ７を介してバ
ッテリ２に接続されている。アイドルスイッチ７は、例
えばエンジンのスロットル弁制御系に設けられたスイッ
チで、アイド、ル状態でオン、それ以外でオフとなる。

以上の構成において、エンジンがアイドル状態で回転数
が低いと、オルタネータ１０の出力電圧も低い。このと
きアイドルスイッチ７はオンで、リレー６のコイル６ａ
が励磁され、可動接点６ｂがタップ５ｄにつながった固
定接点６ｄと接触している。つまり、トランス５の高圧
側の出力が整流器８を経てバッテリ２に供給される。し
たがって、オルタネータ１０の出力電圧が低くても、ト
ランス５でこれを昇圧することにより、バッテリ２を充
電するのに必要な電圧が得られる。

またスロットル弁が開かれ、エンジン回転数が上昇する
と、オルタネータ１０の出力電圧も高くなる。このとき
アイドルスイッチ７がオフするので、リレー６のコイル
６ｂは励磁されず、可動接点６ｂは固定接点６Ｃと接触
する。つまり、トランス５の中間タップ５Ｃからの低圧
側の出力が整流Ｈ８を経てバッテリ２に供給される。こ
れにより、オルタネータ１ｏの出力電圧が高くなっても
過充電状態になるのを防止する。

なお、レギュレータ３は前述したように作動し、整流器
８の出力電圧（バッテリ２の電圧）が所定値になるよう
に、ロータコイル１０ａへの励磁電流を加減し、オルタ
ネータ１０の発電出力を調整する。勿論、レギュレータ
３は図示したようなリレ一式のものに限定されず、ＩＣ
レギュレータを使用しても良い。

また、上記の実施例ではトランス５から変圧比の異なる
２段階の出力を取り出すようにしているが、例えばトラ
ンス５の２次巻線にさらに多数の中間タップを設け、変
圧比を多数に変化させるように構成しても良い。また、
変圧出力の切り換え接続は実施例のリレー回路に限定さ
れず、無接点回路でも同じ機能を容易に得ることができ
る。

また上記の実施例では、アイドルスイッチ７に応答して
上記変圧出力の切り換えを行っているが、本発明はこれ
に限定されない。他の手段でエンジン回転数を検出し、
それに応じて変圧比を切り換えても良いし、またはオル
タネータ１０の交流出力電圧に応じて変圧比を変えるよ
うに構成しても良い。

［発明の効果コ 以上詳細に説明したように、この発明に係る自動車用充
電装置は、オルタネータの出力を交流電圧で取り出し、
それをトランスによる変圧回路で変圧し、さらに整流し
てからバッテリに印加する構成とするとともに、上記変
圧回路の変圧比を可変制卸する構成としたので、自動車
停車時などエンジン回転数が低いときでもバッテリ充電
に必要な高い電圧の発電出力が得られ、バッテリを充電
することができる。またエンジン回転数が高くなっても
、上記変圧比の制御作用により、バッテリに過大な電圧
が印加されるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る自動車用充電装置の
構成図、第２図は従来の自動車用充電・装置の構成図で
ある。 １０・・・オルタネータ ２・・・バッテリ ３・・・レギュレータ ４・・・イグニションスイッチ ５・・・トランス（変圧回路） ６・・・リレー ７・・・アイドルスイッチ ８・・・整流器 特許出願人　日産自動車株式会社 第１図 ！ 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン回転数に応じた電圧の交流出力を発生す
   るオルタネータと、このオルタネータの交流出力を入力
   とする変圧回路と、この変圧回路の変圧比を変化させる
   制御手段と、上記変圧回路の交流出力を直流に変換して
   バッテリに供給する整流器とを備えた自動車用充電装置
   。
2. （２）上記制御手段は、エンジン回転がアイドル状態に
   なっているときに、上記オルタネータの交流出力を上記
   変圧回路で昇圧して上記整流器に供給し、エンジン回転
   数が高いときに、上記オルタネータの交流出力を上記変
   圧回路で降圧し、あるいは降圧しないで上記整流器に供
   給するように構成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の自動車用充電装置。