JPWO2003065566A1 - 発電制御装置 - Google Patents
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Abstract
エンジン負荷に応じて発電機をＯＮ／ＯＦＦする場合に、運転感覚や乗車感覚の悪化や違和感を生じない発電制御装置を提供する。エンジンのクランク軸に連結された３相交流発電機１と、該発電機１にレギュレータ回路３を介して連結されたバッテリ４と、前記エンジンの負荷に応じて前記発電機をＯＮ／ＯＦＦさせる制御回路２を備えた発電制御装置であって、前記制御回路２は、前記発電機１のＯＮ／ＯＦＦを切換える場合にＯＮ状態から徐々にＯＦＦ状態に又はその逆に移行させる。
Description
技術分野
本発明は、自動車や自動二輪車のエンジンに適用する発電制御装置に関する。
背景技術
自動車エンジン等の発電機は、３相のステータコイルの周囲にエンジンのクランク軸に連結されたマグネットからなるロータを設け、このロータの回転により３相交流発電を行う。この発電機は、整流作用及び一定電圧を得るためのレギュレータを介してバッテリに連結される。このような発電機は、エンジンのクランク軸に取付けられるため、発電状態ではエンジンに対する負荷となる。したがって、加速時や坂道走行等のように高負荷を要する運転の場合には、発電機を停止してその負荷分のエネルギーを有効に走行エネルギーとして用いエンジン出力を実質上向上させることが本出願人により考えられている。
しかしながら、走行中にエンジン負荷の増減に応じて単に発電機をＯＮ／ＯＦＦ切換えしたのでは、エンジンに対する負荷変動が急激となって、運転感覚や乗車感覚が悪化し違和感を生じる。
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、エンジン負荷に応じて発電機をＯＮ／ＯＦＦする場合に、運転感覚や乗車感覚の悪化や違和感を生じない発電制御装置の提供を目的とする。
発明の開示
前記目的を達成するため、本発明では、エンジンのクランク軸に連結された３相交流発電機と、該発電機にレギュレータ回路を介して連結されたバッテリと、前記エンジンの負荷に応じて前記発電機をＯＮ／ＯＦＦさせる制御回路を備えた発電制御装置であって、前記制御回路は、前記発電機のＯＮ／ＯＦＦを切換える場合にＯＮ状態から徐々にＯＦＦ状態に又はその逆に移行させることを特徴とする発電制御装置を提供する。
この構成によれば、発電機をＯＮからＯＦＦに又はその逆に切換える場合に、徐々に切換えられるため、急激な負荷変動が避けられ運転感覚や乗車感覚の悪化や違和感を生じることなく、加速時や坂道走行等の場合に負荷状態に応じて円滑な高出力運転ができる。
好ましい構成例においては、前記３相発電機の３相のうち最初に１相のみをＯＦＦにし、その後２相目をＯＦＦに又はその逆にすることを特徴としている。
この構成によれば、３相全てを１度に切換えず、最初に１相のみをＯＮからＯＦＦに又はその逆に切換えて、その後残りの相を切換えることにより、急激な負荷変動が避けられる。
別の好ましい構成例では、発電機からの交流波形の０点を検出し、該０点から所定の位相幅をＯＦＦにし、このＯＦＦにする位相幅を徐々に長く又は短くすることを特徴としている。
この構成によれば、交流発電機の位相制御によりＯＮ／ＯＦＦ切換が徐々に行われる。すなわち、３相発電機の交流波形の０点から所定幅の位相をカットして出力を０にすることにより、発電機出力が低下し、このカットする位相幅を徐々に長くして全体の位相を０にすることにより、急激な負荷変動が避けられる。
さらに別の好ましい構成例では、発電機からの交流波形の半周期を単位とし、ＯＮの周期数とＯＦＦの周期数の比率を徐々に大きく又は小さくすることを特徴としている。
この構成によれば、３相発電機の交流波形の任意の周期をＯＦＦにすることにより、発電機出力が低下し、このＯＦＦにする周期数を徐々に増やして全体の周期をＯＦＦにすることにより、急激な負荷変動が避けられる。
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明の実施形態に係る発電制御装置の構成図である。
３相交流発電機１は、不図示のエンジンのクランク軸端部に装着される。図はステータ側の３相コイルＵ，Ｖ，Ｗを示し、これらの３相コイルの出力端子はオンオフ制御回路２を介してレギュレータ３に接続される。
レギュレータ３は、交流を直流に変換する整流機能とともに、出力を一定電圧に保持する定電圧機能を有する回路である。発電機１で発生した交流電力は、このレギュレータ３を介して整流されバッテリ４を充電するとともに外部へ出力される。
オンオフ制御回路２は、不図示のエンジン負荷検出手段からのエンジン負荷状態に応じて発電機１の出力をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。加速時や坂道走行等のようにエンジン負荷が大きいときには、発電機出力をＯＦＦにして、発電機からクランク軸を介してエンジン側へかかる負荷を軽減する。これにより、この発電機の発電による負荷分のエンジン出力が高められる。
エンジン負荷の検出については、スロットル開度やエンジン回転数、あるいは加速度センサやトルクセンサ等により運転状態を検出してエンジンに対する負荷を検出することができる。
本実施形態においては、このオンオフ制御回路２は、オンオフ切換え時にＯＮ状態からＯＦＦ状態に又はその逆に徐々に移行するように回路が構成される。
このように徐々にオンオフ切換えを行う方法としては、ＯＮからＯＦＦに切換える場合、まず３相のＵ，Ｖ，Ｗの配線のうちいずれか１相のみをＯＦＦにし、次に残りの２相のうち１相又は全相をＯＦＦにする。このように３相コイルを順番に時間差をもってＯＦＦにすることにより、切換えによる急激な出力変動が防止される。
ＯＦＦからＯＮへの切換えは、上記と逆に行い、１相ずつ順番に時間差をもってＯＮに移行させる。
オンオフ切換えの別の方法として、位相制御により徐々に切換えることも可能である。これは、図２に示すように、発電機からの交流波形を取り出し、その０点を検出するとともに、０点から所定幅の位相（図の斜線部分）をカットして出力を０にする。このカットする位相幅を段階的に又は連続的に徐々に長くすることにより全体の出力を０にしてＯＦＦに移行させる。
この位相制御によりＯＦＦ状態にある発電機をＯＮに移行する場合には、上記と逆にカットする位相幅を徐々に短くして元の交流波形に戻す。
図３はＯＮ／ＯＦＦ切換えの別の方法を示す。
この例は図の斜線で示すように、３相発電機の交流波形の任意の周期をＯＦＦにすることにより、発電機出力が低下し、このＯＦＦにする周期数を徐々に増やして全体の周期をＯＦＦにするものである。この場合、発電機からの交流波形の半周期を単位とし、ＯＮの周期数とＯＦＦの周期数の比率を徐々に大きく又は小さくすることによりＯＮ／ＯＦＦ切換えを行うことができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明では、発電機をＯＮからＯＦＦに又はその逆に切換える場合に、徐々に切換えられるため、急激な負荷変動が避けられ運転感覚や乗車感覚の悪化や違和感を生じることなく、加速時や坂道走行等の場合に負荷状態に応じて円滑な高出力運転ができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施形態に係る発電機の構成図。
図２は、本発明の実施形態の位相制御の説明図。
図３は、本発明の別の実施形態のＯＮ／ＯＦＦ制御の説明図。
本発明は、自動車や自動二輪車のエンジンに適用する発電制御装置に関する。
背景技術
自動車エンジン等の発電機は、３相のステータコイルの周囲にエンジンのクランク軸に連結されたマグネットからなるロータを設け、このロータの回転により３相交流発電を行う。この発電機は、整流作用及び一定電圧を得るためのレギュレータを介してバッテリに連結される。このような発電機は、エンジンのクランク軸に取付けられるため、発電状態ではエンジンに対する負荷となる。したがって、加速時や坂道走行等のように高負荷を要する運転の場合には、発電機を停止してその負荷分のエネルギーを有効に走行エネルギーとして用いエンジン出力を実質上向上させることが本出願人により考えられている。
しかしながら、走行中にエンジン負荷の増減に応じて単に発電機をＯＮ／ＯＦＦ切換えしたのでは、エンジンに対する負荷変動が急激となって、運転感覚や乗車感覚が悪化し違和感を生じる。
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、エンジン負荷に応じて発電機をＯＮ／ＯＦＦする場合に、運転感覚や乗車感覚の悪化や違和感を生じない発電制御装置の提供を目的とする。
発明の開示
前記目的を達成するため、本発明では、エンジンのクランク軸に連結された３相交流発電機と、該発電機にレギュレータ回路を介して連結されたバッテリと、前記エンジンの負荷に応じて前記発電機をＯＮ／ＯＦＦさせる制御回路を備えた発電制御装置であって、前記制御回路は、前記発電機のＯＮ／ＯＦＦを切換える場合にＯＮ状態から徐々にＯＦＦ状態に又はその逆に移行させることを特徴とする発電制御装置を提供する。
この構成によれば、発電機をＯＮからＯＦＦに又はその逆に切換える場合に、徐々に切換えられるため、急激な負荷変動が避けられ運転感覚や乗車感覚の悪化や違和感を生じることなく、加速時や坂道走行等の場合に負荷状態に応じて円滑な高出力運転ができる。
好ましい構成例においては、前記３相発電機の３相のうち最初に１相のみをＯＦＦにし、その後２相目をＯＦＦに又はその逆にすることを特徴としている。
この構成によれば、３相全てを１度に切換えず、最初に１相のみをＯＮからＯＦＦに又はその逆に切換えて、その後残りの相を切換えることにより、急激な負荷変動が避けられる。
別の好ましい構成例では、発電機からの交流波形の０点を検出し、該０点から所定の位相幅をＯＦＦにし、このＯＦＦにする位相幅を徐々に長く又は短くすることを特徴としている。
この構成によれば、交流発電機の位相制御によりＯＮ／ＯＦＦ切換が徐々に行われる。すなわち、３相発電機の交流波形の０点から所定幅の位相をカットして出力を０にすることにより、発電機出力が低下し、このカットする位相幅を徐々に長くして全体の位相を０にすることにより、急激な負荷変動が避けられる。
さらに別の好ましい構成例では、発電機からの交流波形の半周期を単位とし、ＯＮの周期数とＯＦＦの周期数の比率を徐々に大きく又は小さくすることを特徴としている。
この構成によれば、３相発電機の交流波形の任意の周期をＯＦＦにすることにより、発電機出力が低下し、このＯＦＦにする周期数を徐々に増やして全体の周期をＯＦＦにすることにより、急激な負荷変動が避けられる。
発明を実施するための最良の形態
図１は、本発明の実施形態に係る発電制御装置の構成図である。
３相交流発電機１は、不図示のエンジンのクランク軸端部に装着される。図はステータ側の３相コイルＵ，Ｖ，Ｗを示し、これらの３相コイルの出力端子はオンオフ制御回路２を介してレギュレータ３に接続される。
レギュレータ３は、交流を直流に変換する整流機能とともに、出力を一定電圧に保持する定電圧機能を有する回路である。発電機１で発生した交流電力は、このレギュレータ３を介して整流されバッテリ４を充電するとともに外部へ出力される。
オンオフ制御回路２は、不図示のエンジン負荷検出手段からのエンジン負荷状態に応じて発電機１の出力をＯＮ／ＯＦＦ制御するものである。加速時や坂道走行等のようにエンジン負荷が大きいときには、発電機出力をＯＦＦにして、発電機からクランク軸を介してエンジン側へかかる負荷を軽減する。これにより、この発電機の発電による負荷分のエンジン出力が高められる。
エンジン負荷の検出については、スロットル開度やエンジン回転数、あるいは加速度センサやトルクセンサ等により運転状態を検出してエンジンに対する負荷を検出することができる。
本実施形態においては、このオンオフ制御回路２は、オンオフ切換え時にＯＮ状態からＯＦＦ状態に又はその逆に徐々に移行するように回路が構成される。
このように徐々にオンオフ切換えを行う方法としては、ＯＮからＯＦＦに切換える場合、まず３相のＵ，Ｖ，Ｗの配線のうちいずれか１相のみをＯＦＦにし、次に残りの２相のうち１相又は全相をＯＦＦにする。このように３相コイルを順番に時間差をもってＯＦＦにすることにより、切換えによる急激な出力変動が防止される。
ＯＦＦからＯＮへの切換えは、上記と逆に行い、１相ずつ順番に時間差をもってＯＮに移行させる。
オンオフ切換えの別の方法として、位相制御により徐々に切換えることも可能である。これは、図２に示すように、発電機からの交流波形を取り出し、その０点を検出するとともに、０点から所定幅の位相（図の斜線部分）をカットして出力を０にする。このカットする位相幅を段階的に又は連続的に徐々に長くすることにより全体の出力を０にしてＯＦＦに移行させる。
この位相制御によりＯＦＦ状態にある発電機をＯＮに移行する場合には、上記と逆にカットする位相幅を徐々に短くして元の交流波形に戻す。
図３はＯＮ／ＯＦＦ切換えの別の方法を示す。
この例は図の斜線で示すように、３相発電機の交流波形の任意の周期をＯＦＦにすることにより、発電機出力が低下し、このＯＦＦにする周期数を徐々に増やして全体の周期をＯＦＦにするものである。この場合、発電機からの交流波形の半周期を単位とし、ＯＮの周期数とＯＦＦの周期数の比率を徐々に大きく又は小さくすることによりＯＮ／ＯＦＦ切換えを行うことができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明では、発電機をＯＮからＯＦＦに又はその逆に切換える場合に、徐々に切換えられるため、急激な負荷変動が避けられ運転感覚や乗車感覚の悪化や違和感を生じることなく、加速時や坂道走行等の場合に負荷状態に応じて円滑な高出力運転ができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施形態に係る発電機の構成図。
図２は、本発明の実施形態の位相制御の説明図。
図３は、本発明の別の実施形態のＯＮ／ＯＦＦ制御の説明図。
Claims (4)
- エンジンのクランク軸に連結された３相交流発電機と、該発電機にレギュレータ回路を介して連結されたバッテリと、前記エンジンの負荷に応じて前記発電機をＯＮ／ＯＦＦさせる制御回路を備えた発電制御装置であって、
前記制御回路は、前記発電機のＯＮ／ＯＦＦを切換える場合にＯＮ状態から徐々にＯＦＦ状態に又はその逆に移行させることを特徴とする発電制御装置。 - 前記３相発電機の３相のうち最初に１相のみをＯＦＦにし、その後２相目をＯＦＦに又はその逆にすることを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
- 発電機からの交流波形の０点を検出し、該０点から所定の位相幅をＯＦＦにし、このＯＦＦにする位相幅を徐々に長く又は短くすることを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
- 発電機からの交流波形の半周期を単位とし、ＯＮの周期数とＯＦＦの周期数の比率を徐々に大きく又は小さくすることを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002020935 | 2002-01-30 | ||
| JP2002020935 | 2002-01-30 | ||
| PCT/JP2003/000505 WO2003065566A1 (fr) | 2002-01-30 | 2003-01-22 | Dispositif de commande de generation electrique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2003065566A1 true JPWO2003065566A1 (ja) | 2005-05-26 |
Family
ID=27654376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003565033A Pending JPWO2003065566A1 (ja) | 2002-01-30 | 2003-01-22 | 発電制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2003065566A1 (ja) |
| TW (1) | TWI273048B (ja) |
| WO (1) | WO2003065566A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
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| RU2459343C1 (ru) * | 2011-06-10 | 2012-08-20 | Александр Абрамович Часовской | Электромеханическое устройство |
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Family Cites Families (3)
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| JP3513083B2 (ja) * | 2000-06-02 | 2004-03-31 | 三菱電機株式会社 | オルタネータの制御装置 |
-
2003
- 2003-01-22 WO PCT/JP2003/000505 patent/WO2003065566A1/ja active Application Filing
- 2003-01-22 JP JP2003565033A patent/JPWO2003065566A1/ja active Pending
- 2003-01-29 TW TW092101950A patent/TWI273048B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TWI273048B (en) | 2007-02-11 |
| TW200302788A (en) | 2003-08-16 |
| WO2003065566A1 (fr) | 2003-08-07 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061205 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070424 |