KR100293892B1

KR100293892B1 - 차량용발전장치

Info

Publication number: KR100293892B1
Application number: KR1019960012638A
Authority: KR
Inventors: 도시오 쓰쓰이; 히로히데 사토
Original assignee: 오카메 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 2001-09-17
Also published as: EP0740394A2; CN1044538C; CN1144413A; US5739677A; DE69615907T2; DE69615907D1; EP0740394B1; EP0740394A3; JP3417720B2; JPH08298731A; KR960039537A

Abstract

차량용 동기발전기의 진상전류 통전을 간단한 회로구성으로 실시하고 또한 발전상태나 차량상태를 개선한다. 교류발전기(100)를 가지는 차량용 발전장치에 있어서, 발전기(100)의 발전상태에 관련함과 동시에 발전기(100)로의 진상전류의 통전에 의하여 변동하는 발전상태량을 검출하고, 검출한 발전상태량에 기초하여 전기자 권선(5a, 5b, 5c)으로의 진상전류의 통전이 필요 하다고 판정했을 경우에 전기자 권선(5a, 5b, 5c)에 진상전류를 통전하고(통전량을 증대하는 경우를 포함), 그렇지 않을 경우에 진상전류의 통전을 정지한다(삭감하는 경우를 포함). 이와 같이 하면, 진상전류 통전에 의한, 예컨대 출력증가 등의 발전상태의 변경(개선)이 필요하는 경우에는 진상전류 통전을 행하여 그것을 실현할 수가 있고, 진상 전류 통전에 의한 상기 발전상태량의 변경이 불필요할 경우에는 진상전류 통전을 정지하여 진상전류 통전에 부수되는 불합리점, 특히 출력전류의 변동율 즉, 리플의 증대를 억제할 수가 있다.

Description

차량용 발전기

제1도는 본 발명의 차량용 발전장치의 전제로 되는 전체구성을 설명 하는 회로도.

제2도는 제1도의 3상 전파정류기(11)의 1상 회로도.

제3도는 제1도의 장치의 비진상(非進相)전류 제어시에 있어서, 위상 정전류, 위상전압의 파형과 MOSFET(11a, 11d)의 개폐타이밍을 나타내는 타이밍 도표.

제4도는 제1도의 장치의 진상전류 제어시에 있어서, 상전류, 상전압 의 파형과 MOSFET(11a, 11d) 개폐타이밍을 나타내는 타이밍 도표.

제5도는 제1도의 조정시(7)의 비진상전류 제어시의 제어작동을 나타 내는 순서도.

제6도는 제1도의 제어(7)의 진상전류 제어시의 제어작동을 나타내는 순서도.

제7도는 제1도의 제어(7)의 진상전류 제어시의 제어작동을 나타내는 순서도.

제8도는 제1도의 차량용 발전장치의 면형예 2를 설명하는 회로도.

제9도는 제8도의 장치의 비진상전류 제어시 및 진상전류 제어시의 있어서, 위상각과 게이트 신호의 위상관계를 나타내는 타이밍 도표.

제10도는 제1도의 차량용 발전장치의 변형예 3을 설명하는 회로도.

제11도는 제1도의 차량용 발전장치의 변형예 4를 설명하는 회로도.

제12도는 제11도의 제어의 비진상전류 제어시의 제어작동을 나타내는 순서도.

제13도는 제11도의 제어의 진상전류 제어시의 제어작동을 나타내는 순서도.

제14도는 본 발명의 차량용 발전장치의 실시예 1의 제어작동을 나타내는 순서도.

제15도는 실시예 1의 진상전류 제어시에 있어서, 지각치(8)와 효율 및 출력의 관계를 나타내는 특성도.

제16도는 실시예 1의 진상전류 제어시와 비진상전류 제어시에 있어서, 출력전류 변동을 나타내는 타이밍 도표.

제17도는 실시예 1의 진상전류 제어시와 비전상전류 제어시에 있어서, 출력전류와 발전기 회전수의 관계를 나타내는 특성도.

제18도는 실시예 2의 제어작동을 나타내는 순서도.

제19도는 실시예 3의 제어작동을 나타내는 순서도.

제20도는 실시예 4의 제어작동을 나타내는 순서도.

제21도는 실시예 4의 효과를 나타내는 타이밍 도표.

제22도는 실시예 5의 제어작동을 나타내는 순서도.

제23도는 실시예 5의 효과를 나타내는 타이밍 도표.

제24도는 실시예 5의 변형예를 나타내는 순서도.

제25도는 실시예 6의 제어작동을 나타내는 순서도.

제26도는 실시예 7의 제어작동을 나타내는 순서도.

제27도는 실시예 8 의 제어작동을 나타내는 순서도.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : ECU

100 : 교류발전기

11 : 3 상 전파정류기(AC-DC 전력 변환수단, 진상전류 제어수단의 일부)

7 : 제어(진상전류 제어수단의 나머지 부분)

5a,5b,5c : 전기자 권선

4c : 계자(계자) 권선

본 발명은 차량용 교류발전기를 구비한 차량용 발전장치에 관한 것으로, 특히 진상전류(leading phase current) 통전을 제어할 수 있는 차량용 발전장치에 관한 것이다.

일본 특개 평4-138030호 공보는, MOSFET로된 반도체 스위칭 소자로

구성한 3상 전류 브리지 회로에 의하여, 차량용 동기 발전기로 출력되는 발전전류를 정류하여 축전지를 충전하는 차량용 발전장치를 개시하고 있다.

상기 공보는, 3상 전류 브리지 회로를 구성하는 각 MOSFET를 다음과 같이 개폐제어하고 있다. 먼저, 각상의 전기자 권선 전압(상전압(相電壓)이라고도 한다)을 축전지 전압과 비교하여 축전지 전압(VB) 보다 높은 전위를 발생하는 위상의 상위측 스위치를 도통시키고, 나머지 2 위상 중에서 보다 낮은 전위의 위상의 하위측 스위치를 도통시켜, 이에 따라 축전지 층전 전류를 산출하고 있다.

또, 통상의 3상 교류발전기에 있어서, 각각의 전기자 권선의 출력단자를 진상콘덴서로 접속함에 따라서, 각각의 전기자 권선에 진상전류를 통전하여, 전기자 전류의 지연을 저감하여 출력증대를 도모한다는 사실이 주지되어 있다.

그러나, 상기한 공보의 차량용 발전장치는, 출력, 효율, 진동등의 점에서 문제가 있으며, 또 상기한 종래의 진상콘덴서를 사용하는 진상전류 전류공급방식을 발전기의 인덕턴스(inductance)가 크므로, 그 진상용 콘덴서의 용량증대의 필요성에서 콘덴서의 크기가 지나치게 커져버린다고 하는 문제도 있었다.

본 발명은 상기 문제점에 비추어서 이루어진 것이며, 장치크기의 증대를 방지하면서 진상전류 통전이 가능한 차량용 발전장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이 문제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 1 주기중의 소정의 기간(이하, 간단히 위상기간이라고도 한다)만, 스위치를 도통시켜서 전기자 권선에 진상전류를 통전함에 따라, 발전상태 예컨대 출력, 효율, 진동등을 개선할 수 있음을 발견하였다. 그러나, 이와 같은 스위치 제어에 의한 특정

위상 기간에 있어서의 진상전류 통전에서는 출력전류의 변동율, 즉 리플(ripple)이 현저하게 증대한다는 것도 알게 되었다.

본 발명은 상기 문제점에 비추어서 이루어진 것으로, 출력 전류 변동을 억제 하면서 진상전류 통전에 의한 발전상태의 개선을 실현하는 것을 또 다른 목적으로 하고 있다.

본 발명의 제1 구성은, 계자속 발생의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하여 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 전기자권선의 출력전압을 정류하여 전기부하에 전류를 공급하는 AC-DC 전력 번환 수단과, 계자권선에 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계자전류 제어수단을 제어하여, 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단등을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 발전기의 발전상대에 관련된 일정한 발전상태량을 검출하는 발전상태 검출수단과, 검출한 발전상태량에 따라서 전기자 권선으로의 진상전류의 통전의 필요 및 불필요를 판정하는 판정수단과, 판정수단이 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하였을 경우에 전기자권선으로의 진상전류의 통전을 실시 또는 증가하고, 판정수단이 진상전류의 통전이 불필요하다고 판정하였을 경우에 진상전류의 통전을 정지 또는 저감하는 진상전류 제어수단등을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치이다.

본 발명의 제2구성은, 상기 제1구성에 있어서 또한 AC-DC 전력 변환 수단으로부터 전류가 공급되는 축전지를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 구성은, 상기 제1 또는 제2구성에서 또한 판정수단이, 발전상태량이 진상전류의 통전이 필요한 방향으로 향하여 소정의 제1 최소 한계치를 초과하는 경우에, 진상천류의 통전이 필요하다고 판정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4구성은, 상기한 제2구성에서 또한, 판정수단이 발전상 태량이 진상전류의 통전이 필요한 방향과 역방향으로 향하여 제1 최소한 계치를 초과하는 제2최소 한계치를 더욱 초과하는 경우에, 진상전류의 통전이 불필요하다고 판정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제5구성은, 제1 내지 제4 중의 어느 한 구성에 있어서, 또한 발전상태량이 축전지 전압, 계자전류, 발전울, 발전전압, 부하전압, 발전전류 및 리플율 중의 적어도 하나로 된 전기적 상태량을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제6구성은, 제1 내지 제5 중의 어느 하나의 구성에 있어서, 또한, 발전상대량이 발전기 회전수, 엔진회전수 및 차량속도중의 적어도 하나로 된 속도적 상태량을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7구성은, 제1 내지 제6 중의 어느 하나의 구성에서 또한, 판정수단이, 발전상태량에 따라서, 엔진회전수가 소정의 회전수 이하라고 판단할 경우에 공회전 상태라고 판정함과 동시에, 전술한 공회전 상태라고 판정하였을 경우에는 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하는 것을 특징

으로 한다.

본 발명의 제8구성은 제1 내지 제7 중의 어느 하나의 구성에 있어서 또한, 발전기의 회전수에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 물리량에 기초하여 검출된 발전기의 회전수에 따라서 진상전류 통전타이밍을 결정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제9의 구성은, 제1 내지 제7중의 어느 하나의 구성에 있어서 또한, 진상전류 제어수단이, 엔진회전수가 소정치일 경우에 있어서의 발전기의 효율 및 출력의 한쪽이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전 타이밍에서 진상전류의 통전을 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제10구성은, 제9의 구성에서 또한 진상전류 제어수단이, 엔진 회전수가 일정한 공회전의 회전수일 경우에 있어서의 발전기의 효율 및 출력의 한쪽이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전 타이밍에서 진상전류의 통전을 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제11구성은, 제1 내지 제10 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 진상전류 제어수단이, 발전기의 효율이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전 조건에서의 진상전류 제어수단이 발전기의 효율이 소정치 이상으로되는 진상전류 통전 조건에서의 진상전류 제어 모우드인 고효율 발전 모우드와, 발전기의 출력이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전 조건에서의 진상전류 제어 모우드인 대출력발전 모우드를 구비하며, 판정수단이 진상전류 전류공급이 필요하다고 판정하는 경우에, 발전상태량에 따라서 양쪽 모우드의 한쪽을 선택하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제12구성은, 제1 내지 제11 중의 어느 한 구성에서 또한, 발전상태량이 축전지 전압을 포함하고, 판정수단이, 축전지 전압이 소정의 제1 전압치보다 낮을 경우에 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하고, 축전지 전압이 소정의 제1 전압치를 포함하는 소정의 제2 전압치 보다 높을 경우에 진상전류의 통전이 불필요하다고 판정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제13 구성은, 제1 내지 제12 중의 어느 한 구성에 있어서, 또한 진상전류 제어수단이, 진상전류를 서서히 변화시키는 것을 특징으로한다.

본 발명의 제14 구성은, 제1 내지 제13중의 어느 한 구성에 있어서, 더욱 진상 전류제어수단이, 진상전류의 통전기간, 위상전압에 대한 진상전류 통전의 위상, 및 진상전류의 평균치의 적어도 하나를 서서히 변화시킴에 따라 진상전류의 서서히 변화하는 것을 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제15구성은, 제14구성에 있어서, 또한, 진상전류 제어수단은, 전기자전류의 서로 연속하는 소정의 주기수당의 진상전류 통전실시 주기수의 비율을 서서히 면화시킴에 따라, 진상전류의 서서히 변하는 것을 실시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제16 구성은, 제13 내지 제15 중의 어느 한 구성에서 또한, 발전상태량이 발전기로부터 전력 공급되는 전기부하의 증대시에 있어서의 출력전압 저하 및 발전기 회전수의 저하의 적어도 한쪽에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단이 이 물리량에 기초하여 출력전압 저하 및 발전기

회전수의 저하의 적어도 한쪽은 크다고 판정하는 경우에 진상전류의 서서히 변하는 통전이 필요하다고 판정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제17구성은, 제1구성에 있어서 또한, 발전상태량이 엔진회 전수의 변동에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단이, 이 물리량에 기초하여 변동이 크다고 판정하는 경우에 진상전류 통전이 필요하다고 판정하며, 진상전류 제어수단은 진상전류 통전이 필요하다고 관정되었을 경우에 진상전류의 통전제어에 의하여 변동을 억제하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제18구성은, 제1구성에 있어서 또한, 발전상태량이 엔진진동에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단이, 이 물리량에 기초하여 진동이 크다고 판정하는 경우에 진상전류 통전이 필요하다고 판정하는 것이며, 진상전류 제어수단은 진상전류 통전이 필요하다고 판정되었을 경우에 진상전류의 통전제어에 의하여 엔진진동을 억제하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제19 구성은, 제1구성에 있어서 또한, 발전상태량은 발전기의 소정 부위의 온도에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단은, 이 물리량에 기초하여 발전기가 저온상태인지 어떤지를 판정하는 것이고,

진상전류 제어수단은 발전기가 저온상태라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 정지 내지는 삭감하고, 발전기가 저온상태가 아니라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 실시및 증대하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제20구성은, 상기 제1 내지 제19 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 진상전류 제어수단이, 고위직류 전원단과, 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단을 개별적으로 접속하는 반도체 스위칭 소자로 된 상위측 스위치와, 고위직류 전원단자로부터 저전위로 설정되는 저위직류 전원단과

각각의 위상의 전기자 권선의 출력단을 개별적으로 접속하는 반도체 스위칭 소자로 된 하위측 스위치를 구비한 정역 양방향 통전 개폐회로와, 정역 양방향 통전 개폐회로를 제어하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제21 구성은, 제1 내지 제19 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 진상전류 제어수단이, 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단 사이를 단락하는 여러개의 반도체 스위칭 소자로 된 단락회로와, 반도체 스위칭 소자를 개폐 제어하는 제어기를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제22구성은, 제1구성에 있어서 또한, AC-DC 전력 변환수단의 고위직류 전원단 및 저위직류 전원단의 적어도 한쪽과 전기자 권선의 출력단과의 전위차, 및 전기자 전류의 적어도 한쪽을 검출하는 검출수단을 구비하고, 진상전류 제어수단이 전위차 및 전기자 전류의 적어도 한쪽에 기초하여 반도체 스위칭 소자의 개폐 타이밍을 설정하는 것으로 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제23구성은, 제22구성에 있어서 또한, 반도체 스위칭 소자가, 전기자 전류를 검출하기 위한 전류검출 저항소자를 내장하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 제24구성은, 제20구성에 있어서 또한, 제어기가, 전기자권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위 이하로 되고나서 소정기간경과후, 상위측 스위치를 개방하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 되고 나서 소정기간 경과후, 하위측 스위치를 차단하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 제25구성은, 상기 제20구성에 있어서 또한, 제어기가, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 되고 나서 소정기간 경과후, 상위측 스위치를 도통하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위이하로 되고 나서 소정기간 경과후, 하위측 스위치를 도통하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 제26구성은, 상기 제21구성에 있어서, 또한 제어기가, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위이하로 된 후, 전기자권선으로 진상전류를 유입시키는 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 도통하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 된 후, 전기자 권선으로부터 진상전류를 유출시키는 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 도통하여, 도통으로부터 소정시간 후, 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 차단하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 제27구성은, 상기 제20 및 제21 중의 어느 한 구성에 있어서, 또한 동기발전기의 회전자의 회전위상각을 검출하는 위상각 검출수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은 회전위상각에 기초하여 반도체 스위칭 소자의 개폐동작시의 개폐 타이밍을 제어하는 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 제28구성은, 제20 내지 제27중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 반도체 스위칭 소자는 MOSFET로 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제29구성은, 제28 구성에 있어서 또한, MOSFET 가, SiC를 소재로 하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제30구성은, 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하고 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자 권선으로 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과 계자전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 전기자 권선으로 진상전류를 통전 제어하는 진상전류 제어수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 진상전류를 서서히 변화시키는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치이다.

본 발명의 제31구성은, 계자속 발생용의 계자 권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하고 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자 권선으로 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계잔전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어 수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 엔진 회전수의 변동에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단과, 발전기 권선으로 진상전류를 통전제어하는 진상전류 제어수단과, 물리량에 기초하여 엔진회전수의 면동의 대소를 판정하는 판정수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 변동이 크다고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로 진상전류를 통전하는 것임을 특징으로 하는 차량용 발전장치이다.

본 발명의 제32구성은, 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하고 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자 권선으로 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계자전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서,

엔진진동에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단과, 전기자 권선으로 진상전류를 통전제어하는 진상전류 제어수단과, 물리량에 기초하여 엔진진동의 대소를 판정하는 판정수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 진동이 크다고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로 진상전류를 통전하는 것임을 특징으로 하는 차량용 발전장치이다.

본 발명의 제33 구성은, 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하고 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자 권선에 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계자전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 발전기의 소정부위의 온도에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단과, 전기자 권선으로 진상전류를 통전제어하는 진상전류 제어수단과, 물리량에 기초하여 발전기가 저온상태인지 아닌지를 판정하는 판정수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 발전기가 저온상태라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 정지 내지 삭감하고, 발전기가 저온상태가 아니라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로 진상전류의 통전을 실시 내지 증대시키는 것임을 특징으로 하는 차량용 발전장치이다.

한편, 본 명세서에 있어서, 진상전류 통전의 실시는 진상전류 통전량의 증가의 의미를 포함하고, 진상전류 통전의 정지는 진상전류 통전량의 저감의 의미를 포함하고 있다.

본 발명의 제1 또는 제2구성에 의하면, 교류발전기를 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 발전기의 발전상태에 관련됨과 동시에 발전기로의 진상 전류의 통전에 의하여 변동하는 발전상태량을 검출하고, 검출한 발전상태량 에 근거하여 전기자 권선으로의 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하였을 경우에 전기자 권선으로 진상전류를 통전하고(통전량을 증대하는 경우를 포함한다), 그렇지 않은 경우에 진상전류의 통전을 정지한다(삭감하는 경우를 포함한다).

이와 같이 하면, 진상전류 통전에 의한 예컨대 출력증가등의 발전상태의 변경(개선)이 필요한 경우에는 진상전류 통전을 행하여 그것을 실현할 수 있으며, 진상 전류통전에 의한 상기 발전상태량의 면경이 불필요한 경우에는 진상전류 통전을 정지시켜 진상전류 통전에 따르는 불합리, 특히 출력 전류의 변동율, 즉리 플의 증대를 억제할 수 있다. 즉, 출력전류변동을 억제하면서 진상전류 통전에 의한 발전상태의 개선, 예컨대 발전상태량이 축전지용량에 관련된 물리량일 경우, 필요시에 이 진상전류제어에 의하여 축전지용량의 증대를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 출력증대가 불필요할 때 리플 증대를 억제하고, 필요시에 진상전류 통전에 의하여 출력증대를 실시할 수 있음과 동시에, 일정한 정격출력을 지닌 장치의 크기를 소형화 할 수 있다. 즉, 진상전류 통전을 진상 콘덴서 없이 행할 수 있어, 커다란 진상 콘덴서가 필요로하지 않고, 장치의 크기를 소형화할 수 있는 외에, 다음의 이유에서도 장치의 크기를 소형화할 수 있다.

즉, 차량용 발전장치의 정격은, 고속회전 영역에서는 출력 전류는 대폭증대하므로, 발전전압 및 출력전류가 제일작은 공회전영역(저속회전영역)에 있어서의 일정한 출력 전류값을 보증하는 크기에 의하여 규정된다. 본 발명의 진상전류 통전에서는, 종래의 비진상(非進相)방식의 발전기에서는 공회전영역(저속회전영역)에 있어서 발전전압이 작으므로 1 주기당의 출력 전류 송출기간의 비율이 작으며, 그때문에 진상전류 통전에 의한 출력전류송출기간 연장효과는 특히 공회전영역(저속회전영역)에서 높다는 것을 알 수 있다. 즉, 반도체 스위칭 소자에 의하여 출력전류 송출기간 이외의 기간에 진상전류를 통전함에 따라 출력 전류송출기간을 연장함과 동시에 진상전류를 통전함에 따라 출력전류 송출기간 중에 있어서의 출력전류를 증대하는 효과는, 저속회전 영역에서 우수하다.

따라서, 진상전류 통전에 의하여 일정한 정격 전류를 실현하기 위한 크기는 대폭 축소할 수 있음을 알 수 있다. 이하에 진상전류 통전 및 그 제어에 대하여 설명한다.

본 발명에서 말하는 진상전류라 함은, 전기자 전압의 방향과 반대방향으로 흐르는 전기자 전류를 말한다. 이 진상전류는 교류인 전기자 전류의1 주기중의 소정의 기간(이하, 단순히 위상 기간이라고 한다) 만큼, 스위치를 도통시킴에 따라 전기자 권선에 통전된다. 더욱 설명하면, 진상전류는, 전기자 권선으로부터 유출되는 출력전류가 0 으로 된 후의 소정기간에, 전기자 권선으로 유입되는 방향으로 통전되고, 또한, 전기자 권선으로 유입되 발전전류가 0으로된 후의 소정기간에, 전기자 권선으로부터 유출되는 방향으로 통전된다.

한편, 상기 소정기간이라 함은, 임의의 위상의 역위상전기자 전류의 전기 각도(2π)인 1 주기에 있어서의 제1소정의 위상 각도 위치에서 제2소정 위상 각도 위치까지의 기간(위상기간)을 말한다.

교류전압을 AC-DC 전력 번환수단으로 공급하는 경우, 그 정류전압은 어떤값이 되므로, AC-DC 전력 변환수단의 고위직류 전원단의 전위가 전기자 전압을 상회하는 위상기간 및 AC-DC 전력 번환수단의 저위직류 전원단의 전위가 전기자 전압을 하회하는 위상기간이 필연적으로 존재하고, 이들 기간은 종래에서는 전기자 전류가 통전되지 않는 기간이었다.

이 진상전류 통전을 상기 위상기간에 실시한다고 하는 것은, 종래의 AC-DC 전력 변환수단(3 상 전파정류기)에서는 필연적으로 발생한 상기 전기자 전류 비통전 기간에 전기자 전압에 대하여 전진하는 위상에서 전류를 통전한다고 하는 것이므로, 이 진상전류는 전기자 전압에 비하여 전진하는 위상이므로 계자속을 증대시켜, 이에 따라 발전전압(전기자 전압)이 증가하고, 출력이 증대한다.

또한, 이 진상전류를 AC-DC 전력 변환수단인 3상 인버터 회로에 의하여 통전하는 경우에 대하여 설명한다. 이 3상 인버터 회로는, 각각의 위상 출력단자와 고위직류 전원단 등을 접속하는 각각의 위상의 상위측 스위치와, 각각의 위상의 출력단자과 저위직류 전원단자를 접속하는 각각의 위상의 하위측 스위치를 구비하고 있다.

먼저, 전기자 권선으로 유입하는 방향으로 역위상전류인 상전류가 상기 소정의 시간(예컨대 제4도에 있어서의 T₂) 만큼 흐른다.

또, 이 소정시간(T₃)이 종료한 시점(t1')에서, 역위상전류가 통전되지 않을 경우에는, 상전압은 통상, 저위직류 전원단의 전압(제1도 에서 0V)보다 큰 값이며, 상기 역위 상전류를 통전하지 않을 경우에는, 시점(t1') 후, 상전류(역위상전류)가 저위직류 전원단으로부터 전기자 권선으로 유입하는 일은 없다.

그러나, 소정시간(T₂)동안, 상위측 스위치에서 전기자 권선으로 역위상 전류를 유입시키면, 시점(t')에 있어서의 상위측 스위치의 차단시에 각각 전기자 권선으로 발생하는 역기전력이 이 위상의 전기자 권선의 출력단의 전위, 즉 이 위상의 상전압을 저하시키는 방향으로 발생하고, 이 역기전력의 분량만큼 상전압이 저하하여 상전압(Va)이 저위직류 전원단의 전위보다 저하하며, 그 결과로서, 역위상전류가 저위직류 전원단으로부터 도통하고 있는 하위측 스위치 또는 이 하위측 스위치와 병렬로 접속된 하위측의 다이오우드를 통하여 이 위상의 전기자 권선으로 유입하게 된다.

바꾸어 말하면, 역위상전류의 전력을 공급하지 않을 때에는 소정시간(T2)동안의 역위상전류에 의하여 전기자 권선으로 전자에너지가 축적되어, 이 전자에너지가 시점(t')이후에 방출된다고 생각된다. 이 시점(t')이후의 역위상전류는 실제로 고위직류전원단으로부터 회수된다.

또한, 하위측 스위치를 흐르는 전류가 전기자 권선으로 유입하는 방향에서 그로부터 유출하는 방향으로 변환한 시점으로부터 소정시간 지연하고 나서 이 하위측 스위치를 차단한다. 이와 같이 하면, 상기 설명과 동일한 작용 및 효과에 의하여 발전능력이 증대한다.

다음에, 진상전류 통전에 의하여 출력전류의 변동율, 즉 리플이 증대한다고 하는 실험 사실에 대하여, 진상전류를 AC-DC 전력 변환수단인 3상 인버터회로에 의하여 통전하는 경우에 대하여 해석한다.

상기 설명한 바와 같이, 어떤 위상의 전기자 권선의 출력단(위상출력단)으로부터 AC-DC 전력 변환수단의 고위직류 전원단에서 외부로 전류가 유출하기 직전에서, 진상전류가 이 위상의 전기자 권선에서 그 저위직류 전원단으로 유출하고 있었기 때문이다. 이 진상전류가 AC-DC 전력변환수단의 반도체 스위칭 소자(하위측 스위치)의 차단에 의하여 차단되면, 전기자 권선에서 유도전압(Ldi/dt)이 발생하고, 전기자 권선은 이때, 도통되는 AC-DC전력변환수단의 반도체 스위칭 소자(상위측 스위치)를 통하여 급격하게 유출하려고 한다(상승). 즉, 미리 진상전류를 전기자 권선으로 통전하였던만큼, 전기자 권선의 발전전압이 고(高) 레벨인 경우에 상위측 스위치에서 외부로 유출하는 출력 전류의 상승은 급격하게 되며, 마찬가지로, 미리 진상전류를 전기자 권선으로 통전하였던 만큼, 전기자 권선의 발전전압이 저(低) 레벨인 경우에 하위측 스위치를 통하여 전기자 권선으로 유입하는 출력전류의 상승은 급격하게 되어, 결국, 진상 전류통전에 의하여 상기 리플은 증대한다.

본 발명의 제3구성에서는, 상기 제1구성에서 또한, 발전상태량이 진상전류의 통전이 필요한 방향으로 향하여 소정의 제1 최소 한계치를 초과하 경우에, 진상전류의 통전을 행한다. 이와 같이 하여, 이른바 최소 한계치에 의한 2 치(値 )제어를 행하므로 제어가 간단하다.

본 발명의 제4구성에서는, 상기 제2구성에서 또한, 판정수단이 발전상태량이 진상전류의 통전이 필요한 방향과 역방향으로 향하여 제1 최소 한계치를 초과하는 제2최소 한계치를 더욱 초과하는 경우에 진상전류의 통전을 정지한다.

이와 같이 하면, 이른바 히스테리시스를 갖는 2 치제어를 행하므로 헌팅 (hunting)을 감소시 킨다.

본 발명 제5구성에서는, 제1 내지 제4 중의 어느 하나의 구성에서 또한, 발전 상태량으로서, 축전지 전압, 계자전류, 발전율, 발전전압, 부하전압, 발전전류 및 리플율중의 적어도 하나로 되는 전기적 상태량을 채용한다. 이와 같이 하면 발전기의 발전상태의 검출 및 제어가 간단하고 확실하게 된다.

본 발명 제6 구성에서는 제1 내지 제5 중의 어느하나의 구성에서 또한, 발전 상태량으로서, 발전기 회전수, 엔진회전수 및 차량속도중의 적어도 하나로 된 속도적 상태량을 채용한다. 이와 같이 하면, 발전기의 발전상태의 검출 및 제어가 확실하게 된다.

한편, 이 속도적 상태량에 의한 판정결과가 진상전류 통전이 필요하고, 또한 전기적 상태량에 의한 판정결과가 진상전류 통전이 필요하다고 판정하는 경우에만, 진상전류 통전을 실행할 수도 있다. 이와 같이 하면, 발전기의 회전상태가 진상전류 통전에 부적합한 경우에 간단히 상기 전기적상태량만으로 진상전류 통전을 지령하여 버린다고 하는 불편을 방지할 수 있다.

본 발명의 제7 구성에서는, 제1 내지 제6 중의 어느 하나의 구성에서 또한, 공회전시일 경우에 있어서, 판정에 우선하여 진상전류의 통전이 필요하다고 판정한다. 이와 같이 하면, 발전기의 발전상태의 검출 및 제어가 간단 확실하게 된다.

한편, 공회전판정에 의한 판정결과가 진상전류 통전이 필요하고, 또한 전기적 상태량에 의한 판정결과가 진상전류 통전이 필요하다고 판정하는 경우에만, 진상전류 통전을 실행할 수도 있다. 이와 같이 하면, 발전기가 공회전사이 이외에서의 진상전류 통전을 정지할 수 있다. 한편, 공회전시등의 저속회전시는, 진상전류 통전에 의한 출력증대 효과가 특히 우수한다.

그 이유는, 공회전시등의 저속회전시에는, 1 주기내, 전기자 전압이 고위직류 전원단의 전위를 상회하는 위상기간의 비율이 적고, 그 이외의 진상전류 통전이 가능한 기간의 비율이 크며, 또한, 발전전압이 작고 출력(전류)도 작으므로, 본 발명의 진상전류의 통전에 의한 출력증대 효과가 크기 때문이다. 즉, 이 기간 특히 그 전기(前期)에 있어서의 진상전류의 통전에 의하여 발전전압이 상승하여, 전기자 권선으로부터 AC-DC 전력 변환수단을 통하여 직류전류가 출력되는 기간이 연장되고, 또한 출력전류 자체도 증대한다고 하는 본 발명의 출력증대 효과는, 공회전시등 저속회전시에 있어서 현저하다.

따라서, 원래 출력이 작고 출력부족이 되기 쉬운 공회전시에 진상전류 통전을 함에 따라, 그것을 방지하고, 출력부족으로 되기 어려운 고속회전시에 출력전류의 번동을 저감할 수 있다.

본 발명의 제8구성은, 제1 내지 제7 중의 어느 하나의 구성에서 또한, 발전기의 회전수에 따라서 진상전류 통전 타이밍, 특히 그 통전기간을 결정한다.

즉, 상기 구성(1)에서 설명한 바와 같이, AC-DC 전력 변화수단을 통하여 직류 전류를 출력하는 교류발전기에서는, 전기자 전압(위상전압)이 AC-DC 전력 변환수단의 고위직류 전원단 보다 낮은 전위로 되는 기간 및 그 저위직류 전원단 보다 높은 전위로 되어 전기자 권선으로부터 전류를 출력 하지 않는 기간을 각 위상마다 갖고 있어, 진상 전류제어가 필요한 스위치의 도통에 의하여 이들의 진상전류 통전 가능기간에 진상전류가 전기자 권선으로 통전된다. 이들 기간은, 회전수에 따라서 시간이 변화하므로, 회전수에 관련된 상태량에 의하여 통전기간을 조정함에 따라, 불필요한 기간에 진상전류를 통전한다고 하는 문제를 해결할 수 있다.

한편, 이 회전수에 의한 통전기간의 결정은, 통전 기간의 최대치를 결정하는 것이라도 좋다.

본 발명의 제9구성에서는 제1 내지 제7 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 소정의 엔진 회전수치(예컨대 공회전 회전수)로 발전기의 효율 및 출력의 한쪽이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전 타이밍에서, 전체 회전수에 걸쳐서 진상전류의 통전제어를 행한다. 이와 같이 하면, 제어상 중요한회전수 치에 있어서 양호한 출력 또는 효율을 달성할 수 있음과 동시에, 제어가 간단하게 된다.

한편, 진상전류의 통전에 의한 출력 향상 효과가 최대로 되는 진상전류 통전조건(예컨대 통전 타이밍)과, 진상전류의 통전에 의한 효율 향상 효과가 최대로 되는 진상전류 통전조건(예컨대 통전 타이밍)은 다르다.

일반적으로, 효율증가가 최고로 되는 진상전류 통전 기간은, 출력증대가 최대로 되는 진상전류 통전 기간보다도 짧다.

본 발명의 제10 구성에서는, 제9구성에 있어서 또한, 상기 소정의 회전수치를 소정의 공회전 회전수치(통상 500∼1000rpm으로 설정된다)로 설정하므로, 제7구성에서 설명한 바와 같이 효과가 크다.

본 발명의 제11구성에서는, 제1 내지 제10 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 진상 전류통전 조건으로서, 발전기의 효율이 소정치 이상으로 되는 고효율 발전모우드와, 발전기의 출력이 소정치 이상으로 되는 대출력 발전모우드를 설치한다. 그리고, 발전상태량에 근거하여 두가지 모우드의 한쪽을 선택한다.

이와 같이 하면, 대출력이 필요한 경우에는 대출력을 얻을 수 있고, 그렇지 않을 경우에는 고효율을 얻을 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 진상전류의 통전에 의한 출력 향상효과가 최대로 되는 진상전류 통전조건(예컨대 통전 타이밍)과, 진상전류의 통전에 의한 효율향상 효과가 최대로 되는 진장전류 통전조건(예컨대 통전타이밍)은 다르다. 일반적으로, 효율증가가 최고로 되는 진상전류 통전 기간은, 출력증대가 최대로 되는 진상전류 통전 기간 보다도 짧다.

따라서, 발전상태량에 근거하여 출력에 여유가 있는지 어떤지를 판정하고, 출력에 여유가 있으면 진상전류 통전 조건을 대출력측에서 고효율측으로 시프트하고 출력이 부족하다면 진상전류 통전 조건을 고효율측에서 대출력측으로 시프트함에 의해 상술한 작용효과를 달성할 수 있다.

본 발명의 제12구성에서는, 제1 내지 제11 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 축전지 전압이 낮을 경우에 진상전류를 통전하여 출력을 증대시키고, 높을 경우에 진상전류의 통전을 정지한다. 이와 같이 하면, 진상전류제어에 의하여 축전지 전압을 희망하는 레벨로 제어할 수 있다. 이것은 계

자전류의 제어 보다 재빠르게 제어할 수 있는 이점이 있어, 계자전류 제어와의 병용에 출력제어폭을 증대할 수도 있다.

본 발명의 제13 내지 15 중의 어느 한 구성에서는, 제1 내지 제12 중의 어느 구성에 있어서 또한, 진상전류는 서서히 변하고, 즉 소정의 최대전류 증가율 또는 소정의 최대전류 감소율 이하에서 변화된다.

이와 같이 하면, 진상전류의 통전 또는 그 정지에 따른 발전기의 부하 토오크의 급증을 방지하고, 엔진으로의 기계적 층격을 완화하며, 엔진 회전수의 변동 증대를 억제할 수 있다.

본 발명의 제16구성에서는, 상기 제13 내지 제15 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 발전기로부터 공급되는 전기부하의 증대시에 있어서의 출력전압 저하 및 발전기 회전수의 저하가 크다고 판정할 경우에만 상기의 진상전류 통전에 의한 서서히 번함, 즉 진상전류가 서서히 증대 또는 서서히 감소한다. 이와 같이 하면, 부하토오크 번화가 작을 경우에는 서서히 변함을 실시하지 않고 재빠르게 진상전류 통전제어를 행할 수 있다.

본 발명의 제17의 구성에서는, 상기 제1 구성에 있어서 또한, 엔진 회전수의 변동이 크다고 판정하는 물리조건(예컨대 공회전일 때)으로 진상 전류 제어에 의한 엔진회전수 변동의 억제를 행한다.

즉, 엔진 회전수가 클 경우에는 진상전류를 통전하여 엔진부하를 증대시키고, 엔진 회전수가 작을 경우에는 진상전류를 정지시켜 엔진부하를 경감한다. 이에 따라, 간단히 또한 재빠르게 회전수변동을 억제할 수 있다.

본 발명의 제18구성에서는, 상기 제1구성에 있어서 또한, 엔진 진동이 크다고 판정하는 물리조건(예컨대 공회전일 때)으로 진상전류제어에 의한 엔진 진동의 억제를 행한다.

즉, 엔진 진동 파형(특히 그 기본 주파수)과 동일한 주파수로 그 진동을 억제하는 방향으로 진상전류 제어를 행한다. 한편, 엔진 진동에는 회전진동, 왕복진동 및 그것들의 합성진동이 있으나, 어느 진동을 제어하여도 좋다.

본 발명의 제19구성에서는, 제1구성에 있어서 또한, 발전기가 저온인 경우에 진상전류 통전을 정지한다. 즉, 발전기가 저온인 경우에는 그 권선 저항이 낮고, 고온시보다 동일한 물리조건에서 출력은 증대한다. 따라서, 저온시에 진상전류 통전을 정지함으로써 예상 이상 또는 필요 이상의 출력 전류가 흐르고 또한 엔진부하가 커지는 것을 회피할 수 있다.

본 발명의 제20구성에서는, 제1 내지 제19 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 진상전류 제어수단은 고위직류 전원단과 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단을 개별적으로 접속하는 반도체 스위칭 소자로 된 상위측 스위치와, 고위직류 전원단 보다 저전위로 설정되는 저위직류 전원단과 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단을 개별적으로 접속하는 반도체 스위칭 소자로된 하위측 스위치를 구비한 정역 양방향 통전 개폐회로와, 그것을 제어하는 제어기로 되어 있다. 정역 양방향 통전 개폐회로(인버터 회로라고도 한다) 상술한 AC-DC 전력 변환수단을 겸할 수도 있다.

이와 같이 하면, 진상전류 제어수단을 간단하게 구성할 수 있다. 특히 정역 양방향 통전 개폐회로가 AC-DC 전력변환수단을 겸하는 경우에는 더 한층 회로구성의 간단화를 도모할 수 있다.

본 발명의 제21구성에서는, 제1 내지 제19 중의 어느 한 구성에 있어서, 또한, 진상전류 제어수단이, 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단간을 단락하는 여러개의 반도체 스위칭 소자(단락 스위치라고도 한다)로 되는 단락회로와, 이들 반도체 스위칭 소자를 개페 제어하는 제어기로 되어 있다.

이와 같이 하면, 진상전류 제어수단을 간단하게 구성할 수 있다. 또한, 본 구성에 의하면, 진상용의 콘덴서를 사용함이 없이 진상전류 전력 공급이 가능하고, 장치의 소형 경량화 및 출력증대가 가능한 차량용 발전장치를 제공할 수 있다. 또한, 회전수에 의존함이 없이 희망하는 진상전류를 공급할 수 있는 차량용 발전장치를 제공할 수 있다. 또한, 진상전류 통전이 불필요할 경우에는 진상전류를 정지할 수 있으며, 불필요한 전류의 통전을 방지할 수 있다.

본 발명의 제22구성에서는, 제1구성에 있어서 또한, AC-DC 전력 변환 수단의 고위직류 전원단 또는 저위직류 전원단과 전기자 권선의 출력단 사이의 전위차, 또는, 전기자 전류를 검출하고, 그 어느쪽에 기초하여 진상전류 통전 제어용의 반도체 스위칭 소자의 개폐 타이밍을 설정한다.

이와 같이 하면, 회전각도 검출센서 즉, 절대형의 회전식 인코더를 설치할 필요가 엾이, 장치 구성이 간단하게 된다.

본 발명의 제23구성에서는, 제22구성에 있어서 또한, 반도체 스위칭 소자를 집적하는 IC 칩에 전기자 전류검출용의 전류검출 저항 소자를 집적한다. 이와 같이 하면 장치 구성이 간단하게 된다.

본 발명의 제24구성에서는 제20구성에 있어서 또한, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위 이하로 된 후(즉, 전기자 전류의 반전후), 소정기간이 경과하고 나서 상위측 스위치를 차단하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 된 후(즉, 전기자전류의 반전후), 소정기간이 경과하고나서 하위측 스위치를 차단한다.

이와 같이 하면, 간단하고 확실하게 진상전류를 가장 적합한 타이밍으로 차단할 수 있다.

본 발명의 제25구성에서는, 제20의 구성에 있어서 또한, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위이하로 된 후(즉, 전기자 전류의 반전후), 소정기간이 경과하고 나서 하위측 스위치를 통전하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 된 후(즉, 전기자 전류의 반전후), 소정기간이 경과하고 나서 상위측 스위치를 통전한다. 이와 같이 하면, 간단 확실하게 진상전류를 가장 적합한 타이밍으로 통전할 수 있다.

특히, 동일위상의 상위측 스위치와 하위측 스위치를 역동작시키는 경우, 각각의 위상의 전기자 권선은 언제나 상위측 스위치 또는 하위측 스위치의 어느 편인가에 의하여 접속하게 되어, 상위측 스위치 차단시 또는 하위측 스위치 차단시의 큰 역기전력이 반도체 스위칭 소자등에 서지(surge) 전압으로서 걸리는 것이 방지된다.

본 발명의 제26 구성에서는, 제21 구성에 있어서 또한, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위 이하로 된 후, 전기자 권선으로 진상전류를 유입시키는 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 도통하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 된 후, 전기자 권선으로부터 진상전류를 유출시키는 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 도통하여, 이들 도통으로부터 소정의 시간후, 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 차단한다.

이와 같이 하면, 간단하고 확실하게 진상전류를 가장 적합한 타이밍으로 개폐할 수 있다.

본 발명의 제27구성에서는, 제20 내지 제27 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 교류발전기의 회전자의 회전 위상각을 검출하고, 이 회전위상각에 근거하여 반도체 스위칭 소자의 개폐 동작시의 개폐 타이밍을 제어한다.

이와 같이 하면, 확실하게 진상전류를 가장 적합한 타이밍으로 개폐할 수 있다.

본 발명의 제28구성에서는, 제20 내지 제27 중의 어느 한 구성에 있어서 또한, 진상전류 제어용의 반도체 스위칭 소자를 MOSFET로 구성한다.MOSFET는 쌍방향 통전이 가능하므로, 단일 소자로 반도체 스위칭 소자를 구성할 수 있다. 특히, MOSFET는, 그 소오스(source) 및 드레인(drain) 중의 한쪽과 웰(well) 영역과의 사이에 한쌍의 기생 접합 다이오우드를 내장하므로, 정역 양방향 통전개폐 회로의 상위측 스위치 또는 하위측 스위치에의응용에 있어서 한쪽의 다이오우드를 단락하면, 다른쪽의 다이오우드로 과잉 전류를 분류(分流) 할 수 있는 이점이 발생한다.

본 발명의 제29구성에서는, 상기 제28 구성에 있어서 또한, MOSFET가, SiC를 소재로 하여 형성된다. SiC는 내전압이 높고, 도통저항이 작으므로, 손실의 절감, 고전압화를 실현할 수 있다.

본 발명의 제30구성에서는, 교류발전기를 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 진상전류를 서서히 변화시킨다. 이와 같이 하면, 진상전류의 통전 또는 그 정지에 따른 발전기의 부하 토오크의 급증을 방지하고, 엔진에의 기계적 충격을 완화하며, 엔진 회전수의 변동 증대를 억제할 수 있다.

본 발명의 제31 구성에서는, 교류발전기를 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 진상전류 제어에 의하여 엔진 회전수의 면동을 저감한다. 즉, 엔진 회전수가 클 경우에는 진상전류를 통전하여 엔진부하를 증대시키고, 엔진 회전수가 작을 경우에는 진상전류를 정지하여 엔진부하를 경감한다. 이에 따라, 간단하고 또한 재빠르게 회전수 변동을 억제할 수 있다.

본 발명의 제32구성에서는, 교류발전기를 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 진상전류 제어에 의하여 엔진진동을 저감한다. 즉, 검출 내지 추정한 엔진진동 파형(특히 그 기본 주파수)과 동일한 주파수로 그 진동을 억제하는 방향으로 진상전류제어를 행한다. 엔진진동에는 회전진동, 왕복진동 및 그것들의 합성진동이 있으나, 어느것의 진동을 제어하여도 좋다.

본 발명의 제33구성에서는, 교류발전기를 구비한 차량용발전장치에 있어서, 진상전류제어에 의하여 저온시의 출력 과대화 현상을 억제한다.

즉, 발전기가 저온인 경우에는 그 권선저항이 낮고, 고온시보다 동일한 물리조건에 있어서 출력은 증대함으로, 저온시에 진상전류 통전을 정지함에 따라 예상 이상 또는 필요 이상의 출력전류가 흐르며, 또한 엔진 부하가 커지는 것을 회피할 수 있다.

[실시예]

본 발명의 차량용 발전장치의 전제로 되는 전체구성을 제1도에 나타낸 블록도를 참조하여 설명한다.

이 차량용 발전장치는, 제1도의 블록도에 나타낸 바와 같이,3상 동기 발전기(본 발명에서 말하는 교류발전기)(100)와, 그 교류발전전류를 정류하는 3상 전파(全波)정류기(본 발명에서 말하는 AC-DC 전력 빈환수단, 정역 양방향 통전 개폐회로)(11)와, 제어기(7) 되어 있다. 이 3상 전파정류기(11) 및 제어기(7)로, 본 발명에서 말하는 판정수단 및 진상전류 전력 공급 수단을 구성하고 있다.

전기자코일(5a∼5c)에서 발생한 발전전류는 3상 전파정류기(11)에 의하여 정류되고, 계자코일(4c)에 통전되는 계자전류는 제어기(7)에 의하여 제어된다. 계자전류가 통전되는 계자코일(4c)을 회전함에 따라, 전기자 코일(5a∼5c)에 3상 교류전압이 유도된다.

3상 전파정류기(11)는, SiC를 소재로 하는 MOSFET(11a∼11f)를 3상 브리지 접속한 인버터회로로 되고, 그 고위 직류출력단은 축전지(9)의 고위단 및 전기부하(10)의 한쪽의 단에 접속되어, 3상 전파정류기(11)의 저위직 류출력단은 축전지(9)의 저위단 및 전기부하(10)의 다른쪽 단과 함게 접지되어 있다.

제어기(7)는 마이크로 컴퓨터 구성을 구비하고, 축전지 전압(VB)을 소정의 발전전압치에 일치하도록 계자전류(lf)의 도통율 PWM 제어함과 동시에, 각각의 Si-MOSFET(11a∼11f)에서 개별적으로 입력하는 후술하는 전압 강하 신호(Pa∼Pf)에 근거하여 게이트 전압신호(Ga∼Gf)를 형성하고, 각각

의 Si-MOSFET (11a∼11f)의 게이트 전극에 개별적으로 인가한다. 한편, (70)은 계자 온도 검출기이며, 발전기에 부착되어, 계자권선의 온도에 상당하는 온도신호를 검출한다.

3상 전파정류기(11)의 a위상의 인버터를 제2도를 참조하여 설명한다. 상위측 스위치인 Si-MOS FET(11a) 및 하위측 스위치인 Si-MOSFET(11d)는 각기 N 채널형 이며, 서로 직렬로 접속되어 있다. Si-MOSFET(11a)는, 발전시의 드레인 영역인 전기자 코일측의 N형 영역과, 그 발전시의 소오스 영역인 축전지측의 N형 영역과, 게이트 전극(114a)바로 밑의 P웰 영역을 구비하고, 이들 N형 영역과 P웰 영역과의 사이의 PN 접합이 기생(寄生) 다이오우 드를 형성하고 있다.

상위측 스위치인 Si-MOSFET(11a)는, P웰 영역과 전기자 코일측의 N형 영역이 단락 접속되고, 또한 이 전기자 코일측의 N형 영역과 전기자 코일(5)의 출력단이 전류 전류검출용의 저저항(低抵抗), 예컨대 칩상에 절연막을 사이에 끼워 소정저항율의 반도체 또는 금속 배선등을 패터닝하여 형성한 저저항(113a)을 사이에 끼워 접속되어 있으며, 이 저저항(113a)의 전압강하를 검출함에 따라 전류를 검출할 수 있게 하다.

마찬가지로, Si-MOSFET(11d)는, P웰 영역과 반 전기자 코일측의 N형 영역이 단락 접속되고, 또한 발전기자 코일측의 N형 영역과 접지단이 전류 검출용의 저저항(113d)을 사이에 끼워 접속되어 있어, 이 저저항(113d)의 전압강하를 검출함에 따라 전류를 검출할 수 있게한다. 다른위상의 Si-MOSFET(11b,11e,11c,11f)도 마찬가지의 저저항을 구비하고, N형 영역과 저저항의 접속점에 접속되는 단자(Pa∼Pf)를 구비하고 있다. 한편, 이들 기생다이오우드(112a,112d)는 발전전류를 축전지(9)에 공급하는 경우의 전류 경로로도 된다.

따라서, 상전압(Va)과 접속단자(Pa)의 전위차로부터 Si-MOSFET (11a)가 도통할 경우의 전류를 검출할 수 있다. 마찬가지로, 각각의 Si-MOSFET(11b 11f)의 채널 전류를 검출할 수 있다.

한편, 게이트 전압은 충분히 높고, Si-MOSFET(11a∼11f)는 비포화동작영역(즉, 채널이 공핍층에서 핀치오프(pinch off) 되지 않는 동작 모우드)에서 사용된다.

다음에 3상 전파정류기(11)의 각각의 Si-MOSFET(11a∼11f)의 개폐 타이밍에 대하여 설명한다.(진상전류 공급을 실시하지 않을 경우) 먼저, 진상전류 공급을 실시하지 않는 제어예를 설명한다. 제3도는 전기자코일(5a)의 상전압(Va)의 타이밍챠트를 뜻한다.

a 위상의 하위측 스위치인 Si-MOSFET(11d)의 제어는 이하와 같이 실행된다. 그 도통은, 전기자 코일(5a)의 상전압(Va)이 접지전압 VE = OV 및 다른 상전압(Vb, Vc) 보다 낮은가 어떤가를 조사하여, 낮을 경우에 도통한다. 차단은 상전압(Va)이 접지전압보다 높아진 시점에서 실행한다. 다른위 상의 하위측 스위치인 Si-MOSFET(11e,11f)의 개폐 제어도 마찬가지로 실행한다.

제5도의 순서도에 의하여 비진상모우드를 행하는 서브 루우틴 (subroutine)의 한 예를 설명한다. 이 순서도는, 도시하지 않은 메인루우틴(mainroutine)으로 일정시간마다 끼워 넣어서 실시된다.

우선, x 위의 상전압(Va)이 축전지 전압(VB)을 초과하는지 어떤지를 조사하여(200), 초과하면 상위측 스위치(11a)를 도통하고(202), 이하이면 상위측 스위치(11a)를 차단한다(204). 다음에 x 위상의 상전압(Va)이 축전지 저위단의 전위인 0V 보다 작은지 어떤지를 조사하여(206), 작으면 하위측 스위치(11d)를 도통하고(208), 작지 않으면 하위측 스위치(11d)를 차단한다(210).

다음에, y 위상의 상전압(Vb)이 축전지 전압(VE)을 초과하였는지 어떤지를 조사하여(212), 초과하면 상위측 스위치(11b)를 도통하고(214), 이하이면 상위측 스위치(11b)를 차단한다(216). 다음에, y 위상의 상전압(Vd)이 축전지 저위단위 전위인 0 V 보다 작은지 어떠지를 조사하여(218, 작으면 하위측 스위치(11e)를 도통하고(220), 작지 않으면 하위측 스위치(11e)를 차단한다(222).

다음에, z 위상의 상전압(Vc)이 축전지 전압(VB)을 초과하는지 어떤지를 조사하여(224), 초과하면 상위측 스위치(11c)를 도통하고(226), 이하이면 상위측 스위치(11c)를 차단한다(228). 다음에, z 위상의 상전압(Vc)이 축전지 저위단위 전위를 가진 0 V 보다 작은지 어떠지를 조사하여(230), 작으면 하위측 스위치(11f)를 도통하고(232), 작지 않으면 하위측 스위치(11f)를 차단하여(234), 메인루우틴에 복귀한다. (진상전류 공급을 실시하는 경우) 다음에, 진상전류 공급을 실시하는 제어예를 설명한다. 제4도는 전기자 코일(5a)의 상전압(Va)의 타이밍 도표이다.

이 실시예에서는, 상위측 스위치인 Si-MOSFET(11a)의 도통 타이밍은, 그 위상 전류가 부(負)에서 정(正)으로 되는 시점, 즉 저저항(113d)의 전압 강하(Vpsd)가 부에서 정으로 되는 시점 t₂보다 T₄(=T₂) 만큼 지연된 시점 t'(=tO)에 실시되며, 다른 상위측 스위치인 각가의 Si-MOSFET(11b, 11c)의 도통 타이밍도 동일하다. 또한, 해위측 스위치인 Si-MOSFET(11d)의 도통 타이밍은 그 위상 전류가 정에서 부로 되는 시점, 즉 저저항(113a)의 전압강하(Vpsa)가 정에서 부로 되는 시점 t₁보다 T(=T₂)만큼 지연된 시점 tl'에실시되어, 다른 하위측 스위치인 각각의 Si-MOSFET(11e, 115)의 도통 타이밍도 동일하다.

한편, 각각의 Si-MOSFET(11a∼11f)의 차단 타이밍은, 본 실시예에서는, 도통 타이밍에서 대략 180도 위상기간 후까지 연장하고 있다. 즉, Si-MOSFET(11a)의 턴오프는 Si-MOSFET(11d)의 도통과 동시 또는 그 직전에 실시되어, Si-MOSFET(11d)의 차단은 Si-MOSFET (11a)의 도통과 동시 또는 그 직전에 실시된다.

제6도 및 제7도의 순서도에 의하여, 진상제어 모우드를 행하는 서브 루우틴의 일례를 설명한다.

우선, 이 루우틴을 실시하는 것이 첫회냐 2번째 이후이냐를 판정하는 플래그(flag)(F2)가 1인지 아닌지를 조사하고(290),2번째 이후(F2 = 1)이면, 스텝(step)(300)으로 뛰고, 첫회(F2 = 0)이면, 각각의 MOSFET(11a∼ 11f)의 도통(ON) 동작만을 제5도의 비진상 제어 루우틴을 사용하여 행하고(292), 플래그(F2)를 1에 설정하여 스텝(300)으로 나아간다(294). 한편, 플래그(F2)는 전원전압 투입시에 0으로 재설정 되는 것으로 한다.

스텝(300)에서는, 우선, 하위측 스위치(11d)가 도통 되고 있는 기간 에 있어서, 하위측 스위치(11d)의 전류, 즉 전기자 전류(ix)가 부에서 정으로, 즉 고정자 권선(5a)에 유입하는 방향으로부터 저위직류 전원단(0 V)으로 유출하는 방향으로 번화했는지 어떤지를 조사하고, 변화했으면 내장 타

이머(d)를 스타트시키고(302), 변화가 일어나지 않았으면, 상위측 스위치(11a)가 도통 되고 있는 기간에 있어서 상위측 스위치(11a)의 전류, 즉 전기자 전류(ix)가 정에서 부로, 즉 고정자 권선(5a)으로부터 고위직류 전원단에 유출하는 방향에서 고정자 권선(5a)에 유입하는 방햐으로 변화했는지 어떤지를 조사하고(304), 변화했으면 내장타이머(a)를 스타트시키고(306), 변화되지 않았으면 스텝(308)으로 나아간다.

스텝(308)에서는, 우선, 하위측 스위치(11e)가 도통 되고 있는 기간에 있어서 하위측 스위치(11e)의 전류, 즉 전기자 전류(iy)가 부에서 정으로, 즉, 고정자 권선(5b)에 유입되는 방향으로부터 저위직류 전원단(0 V)에 유출하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고, 변화했으면 내장타이머(e)를 스타트시키고(310), 변화되지 않았으면 상위측 스위치(11b)가 도통하고 있는 기간에 있어서 상위측 스위치(11b)의 전류, 즉 전기자 전류(iy)가 정에서 부로, 즉 고정자 권선(5b)으로부터 고위직류 전원단에 유출하는 방향으로부터 고정자 권선(5b)에 유입하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고(312), 변화했으면 내장 타이 머(b)를 스타트시키고(314), 변화되지않았으면 스텝(316)으로 나아간다.

스텝(316)에서는, 우선, 하위측 스위치(11f)가 도통되어 있는 기간에 있어서 하위측 스위치(11f)의 전류, 즉 전기자 전류(iz)가 부에서 정으로, 즉, 고정자 권선(5c)에 유입하는 방향으로부터 저위직류 전원단(0 V)에 유출하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고, 변화했으면 내장타이머(f)를 스타트시키고(318), 변화되지 않았으면 상위측 스위치(11c)가 도통되어 있는 기간에 있어서 상위측 스위치(11c)의 전류, 즉 전기자 전류(iz)가 정에서 부로, 즉, 고정자 권선(5c)으로부터 고위직류 전원단에 유출하는 방향에서 고정자 권선(5c)에 유입하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고(320), 변화했으면 내장 타이머(c)를 스타트시키고,(322), 변화되지 않았으면 스텝(400)으로 나아간다.

스텝(400)에서는, 타이머(d)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연 시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접적으로 스텝(404)에 나아가고, 초과했으면, 하위측 스위치(11d)를 차단하고, 상위측 스위치(11a)를 도통하여, 타이머(d)를 0에 재설정시키고 스텝(404)으로 나아간다.

스텝(404)에서는, 타이머(a)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연 시간(진상전류 통전시간) △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접 스텝(408)에 나아가고, 초과했으면, 하위측 스위치(11d)를 도통하고, 상위측 스위치(11a)를 차단하며, 타이머(a)를 0으로 재설정시켜 놓고 스텝(408)으로 나아간다.

스텝(408)에서는, 타이머(e)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연 시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과하지 않았으면 직접적으로 스텝(412)에 나아가고, 초과했으면, 하위측 스위치(11e)를 차단하고, 상위측 스위치(11b)를 도통하며, 타이머(e)를 0으로 재설정시켜 놓고 스텝(412)으로 나아간다.

스텝(412)에서는, 타이머(b)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연 시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과하지 않았으면 직접적으로 스텝(416)에 나아가고, 초과했으면, 하위측 스위치(11e)를 도통하고, 상위측 스위치(11b)를 차단하며, 타이머(b)를 0으로 재설정시켜놓고 스텝(416)으로 나아간다.

스텝(416)에서는, 타이머(f)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연 시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접적으로 스텝(420)에 나아가고, 초과했으면, 하위측 스위치(11f)를 차단하고, 상위측(11c)를 도통하며, 타이머(f)를 0으로 재설정시켜 놓고 스텝(420)으로 나아간다.

스텝(420)에서는, 타이머(c)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연 시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접적으로 스텝(102)에 나아가고, 초과했으면 하위측 스위치(11f)를 도통하고, 상위측 스위치(11c)를 차단하여, 타이머(c)를 0으로 재설정시켜놓고 스텝(102)으로 나아간다.

이와 같이 하면, 이 차단 시점의 지연으로 인하여 진상전류성분이 각각의 전기자코일(5a, 5b, 5c)에 공급되는 경로가 형성되고 이로 인하여 계자(界磁)가 증강된다. 예컨대 Si-MOSFET(11a)는, t1에 달하여도 차단되지 않으며, 기간 △T = T₂= T₄만큼 차단이 지연된다. 이와 같이, Si-MOSFET(11d)의 차단도, t2 보다 △T = T₂= T₄만큼 지연 된 t2'로 된다. 이로 인하여, 전기자 코일(5a∼5c)에 전류를 끌어 넣을 수가 있으며, 이로 인하여 증자(增磁)작용을 발생시키는 q (제4도 참조)만큼 위상의 나아간 전류가 고정자 코일(5a)에 공급되는 것이다. 여기서, 충전기간 T₁(= T₃)과 지연시간 △T = T₂= T₄의 합은 전기적으로 180°이하로 할 필요가 있다.

또한, a 위상에 대하여 b 위상을 전기적으로 120°지연시켜, c 위상을 전기적 으로 120°나아가게 하여 제어하여도 3 상의 진상제어가 가능하게 된다.

또한, 상기 제어예에서는, 각각의 스위치(11a∼11f)는 각각 180°기간만큼 도통 되도록 했으나, 도통기간은 180°미만으로 해도 좋다. 이 경우에는, 각각의 위상 인버터 회로에 있어서 각각 상위측 스위치 및 하위측 스위치의 양쪽이 차단하는 기간 발생함으로, 이 경우에는, 이하와 같이 제어를 행하면 좋다.

예컨대, a 위상에 대하여 설명한다면, 상위측 스위치(11a) 및 하위측 스위치(11d)가 차단하고 있는 기간에 a 위상의 고정자 권선(5a)의 위상전압 (Va)이 축전지 전압(VB)보다 높게 되면 상위측 스위치(11a)를 도통한다.

한편, 도통된 상위측 스위치(11a)의 차단은, 상기와 같이 위상전압 (Va)이 축전지 전압(VB)보다 낮게 되어서 소정의 지연시간(△T)후, 실시하면 좋다.

이와 같이, 상위측 스위치(11a)및 하위측 스위치(11d)가 차단하고 있는 기간에, 위상전압(Va)이 접지전위 보다 낮게 되면 하위측 스위치(11d)를 도통한다. 한편, 도통된 하위측 스위치(11d)의 차단은, 상기와 같이 위상전압 Va 이 접지전압 0 V 보다 낮게 되어서 소정의 지연시간(△T)후 실시하면 좋다. b, c 위상의 제어도 동일하다. 또한, 상기 소자개페제어는 a 위상만에서 행하며, b, c 위상의 스위치(11b, 11c, 11e, 11f)의 제어는 a 위상 스위칭 타이밍을 120°변경하여 행할 수도 있다.

제8도에 제1도의 변형예 1로서의 차량용 교류발전기의 블록회로도를 나타낸다. 이 발전기는 회전자의 자극(磁極) 위치를 검출하는 자극위치 검출기(본 발명에서 말하는 위상각 검출수단(16), 계자전류 검출용의 저저항 소자(r)를 갖춘 다른 실시예 1(제1도 참조)의 블록회로도와 동일하다. 또한, 저저항소자(r)는 계자코일(4c)과 직렬로 접속되어 있고, 제어(7)는, 저저항소자(r)의 전압강하로부터 계자전류를 검출함과 동시에, 엔진(1)을 제어하는 ECU(2)로부터 엔진정보를 판독하고 있다. 또한, 이 실시예에서는, 3상 전파(全波)정류기(11)의 각각의 MOSFET(17a∼17f)는 전류검출용의 저저항을 가지지 않는 점이 실시예 1의 MOSFET(11a∼11f)와 다른 점이다.

다음에, 이 구성의 MOSFET(17a∼17f)의 개폐제어에 관하여 제9도의 타이밍 챠트를 참조하여 이하에서 설명한다.

본 변형예에서는, 자극위치 검출기(16)에 의하여 회전자의 자극위치를 검출한다. 자극위치검출기(16)는, 절대형식의 로타리 인코더로서 형성되며, 기준의 각도위치에서 기준 펄스신호를 출력하고, 소정 각도마다 펄스신호를 출력하는 것으로 한다. 그리고, 제어(7)는 판독한 기준 펄스신호로부터 펄스 신호를 카운트하여, MOSFET(17a∼17f)를 제어하기 위하여 위상각신호(Sa, Sb, Sc)를 출력하는 것으로 한다. x 위상의 전기자 코일(전기자 권선)(5a)의 출력전압인 상전압(Va)이 부에서 정으로 변화하는 위상각(δ1) 에서 고 레벨로 되고, 상전압(Va)이 정에서 부로 변화하는 위상각(δ2)에서 저 레벨을 출력한다. y 위상의 전기자 코일(전기자 권선)(5b)의 출력전압인 상전압(Vb)이 부에서 정으로 변화하는 위상각(δ3)에서 고 레벨로 되며, 상전압(Vb)이 정에서 부로 빈화하는 위상각(δ4)에서 저 레벨을 출력한다. z 상의 전기자 코일(전기자 권선)(5c)의 출력전압인 상전압(Vc)이 부에서 정으로 변화하는 위상각(δ5)에서 고 레벨로 되며, 상전압(Vc)이 정에서 부로 변화하는 위상각(δ6)에서 저 레벨을 출력한다.

비진상제어 모우드 자체는 제1도와 동일하게 할 수가 있으므로, 진상 제어 모우드를 이하에, 설명한다. 본 구성에 있어서의 진상제어는, 제9도에 나타낸 바와 같이, 위상각(δ1)에서 소정의 지연각(δ )에 상당하는 위상각 만큼지연한 시점에서 MOSFET(17a)를 도통하고, MOSFET(17d)를 차단 한다.

위상각(δ2)에서 소정의 지연각(δ)에 상당하는 위상각만큼 지연한 시점에서 MOSFET(17a)를 차단하고, MOSFET(17d)를 도통 한다. 위상각(δ3)에서 소정의 지연각(δ)에 상당하는 위상각만큼 지연한 시점에서 MOSFET(17b)를 도통하고, MOSFET(17e)를 차단한다. 위상각(δ4) 에서 소정의 지연각(δ)에 상당하는 위상각만큼 지연한 시점에서 MOSFET(17b)를 오프하고, MOSFET(17e)를 온으로 한다. 위상각(δ5)에서 소정의 지각(δ)에 상당하는 위상각만큼 지연한 시점에서 MOSFET (17c)에서 도통하고, MOSFET(17f)를 오프한다. 위상각(δ6)에서 소정의 지각(δ)에 상당하는 위상각만큼 지연한 시점에서 MOSFET(17c)를 오프하고, MOSFET(17f)를 온으로 한다.

이와 같이 하면, 제1도와 동일한 진상제어를 실현할 수 있다. 또한, 제1도의 지연시간(△T), 실시예 2의 지각(δ)에서 되는 진상전류 통전시간의 설정방식은 후술하는 실시예로서 설명된다.

다음으로, 제1도의 번형예 2의 발전장치를 제10도를 참조하여 설명한다. 제10도의 장치는, 제1도의 3상 전파정류기(11)의 MOSFET(11a∼11f)를 제 2도와 같이 전류검출용의 저저항 소자를 내장하지 않는 MOSFET(17a∼17f)로 교체해 놓은 것이다.

이하, 비진상제어 자체는 제5도의 제어방식을 채용할 수 있으므로, 이 번형예 2의 진상전류 제어의 방식을 제6도, 제7도의 순서도를 참조하여 이하에서 설명한다. 이 변형예에서는, MOSFET(17a∼17f)의 개폐 타이밍을 MOSFET(17a∼17f)의 소스 드레인간의 전외차에 기초하여 결정하는 점이 제1 도와는 다르다. 또한, 제6도는 각각의 전기자 전류의 부호변환점을 판정하는 루우틴이며, 제7도는 MOSFET(17a∼17f)를 개폐제어하는 루우틴이다. 또한, 이 실시예에서는 각각의 전기자 전류의 부호변환점을 MOSFET(17a∼17f)의 전위차에 기초하여 판정하는 점만이 실시예 1의 저항전압 강하에서 검출하는 점과 상이하다.

우선, 이 루우틴을 실행하는 것이 첫번째인지 2번째 이후인지를 판단하는 플래그(F2)가 1인지 아닌지를 조사하고(290), 두번째 이후(F2 = 1)이면 스텝(300)으로 나아가고, 첫번째(F2 = 0)이면, 각각의 MOSFET(17a∼17f)의 도통(ON) 동작만을 제8도 루우틴을 사용하여 행하고(292), 플래그(F2)를 1 에 설정하여 스텝(300)으로 나아간다(294). 또한, 플래그(F2)는 전원전압 투입시에 ⒯느로 재설정되는 것이다.

스텝(300)에서는, 우선, 하향측 스위치(17d)가 도통 되어 있는 기간에 있어서 Va가 0 V 이상으로 되었는지 어떤지에 의해, 하향측 스위치(17d)의 전류, 즉 전기자 전류(ix)가 부에서 정으로, 즉 고정자 권선(5a)에 유입하는 방향으로부터 저위직류 전원단(O V)에 유출하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고, 변화했으면 내장 타이머(d)를 스타트시키고(302), 변화하지 않았으면, 상위측 스위치(17a)가 도통되어 있는 기간에 있어서 Va가 VE 이하로 되었는지 어떤지에 의하여, 상위측 스위치(17a)의 전류, 즉 전기자 전류(ix)가 정에서 부로, 즉 고정자 권선(5a)에서 고위직류 전원단으로 유출하는 방향으로부터 고정자 권선(5a)에 유입하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고(304), 변화했으면 내장 타이 머(a)를 스타트시키고(306), 변화하지 않았으면 스텝(308)에 나아간다.

스텝(308)에서는, 우선, 하위측 스위치(17e)가 도통 되고 있는기간에있어서 Vb가 0 V 이상으로 되었는지 어떤지에 의하여, 하향측 스위치(17e)의 전류, 즉 전기자 전류(iy)가 부에서 정으로, 즉 고정자 권선(5b)에 유입하는 방향으로부터 저위직류 전원단(O V)에 유출하는 방향으로 변화했는지어떤지를 조사하고, 변화했으면 내장 타이머(e)를 스타드 시키고(310), 변화하지 않았으면, 상위측 스위치(17b)가 도통 되어 있는 기간에 있어서 Vb가 VB 이하로 되었는지 어떤지에 의하여, 상위측 스위치(17b)의 전류, 즉 전기자 전류(iy)가 정에서 부로, 즉 고정자 권선 (5b)에서 고위직류 전원단에 유출하는 방향으르부터 고정자 권선(5b)에 유입하는 방향으르 변화했는지 어떤지를 조사하고(312), 변화했으면 내장 타이머(b)를 스타트시키고 (314), 변화되지 않았으면 스텝(316)에 나아간다.

스텝(316)에서는, 우선, 하위측 스위치(17f)가 도통되어 있는 기간에 있어서 Vc가 0V 이상으로 되었는지 어떤지에 의하여, 하위측 스위치(17f)의 전류, 즉 전기자 전류(iz)가 부에서 정으로, 즉 고정자 권선(5c)에 유입하는 방향으로부터 저위직류 전원단(0 V)에 유출하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고, 변화했으면 내장 타이머(f)를 스타트시키고(318), 변화되지 않았으면, 상위측 스위치(17c)가 도통되어 있는 기간에 있어서 Vc 가 Vl3 이하로 되었는지 어떤지에 의하여, 상위측 스위치(17c)의 전류, 즉 전기자 전류(iz)가 정에서 부로, 즉 고정자 권선(5c)에서 고위직류 전원단에 유출하는 방향으로부터 고정자 권선(5c)에 유입하는 방향으로 변화했는지 어떤지를 조사하고(320), 변화했으면 내장 타이머(c)를 스타트시키고(322), 변화되지 않았으면, 스텝(400)으로 나아간다.

스텝(400)에서는, 타이머(d)가 초과했는지 어떤지, 즉 소정의 지연시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접적으로 스텝(404)에 나아가고, 초과했으면, 하위측 스위치(17d)를 차단하며, 상위측 스위치(17a)를 도통하고, 타이머(d)를 0으로 재설정시켜 놓고 스텝(404)으로 나아간다.

스텝(404)에서는, 타이머(a)가 초과했는지 어떤지, 즉 소정의 지연시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접적으로 스텝(408)에 나아가고, 초과했으면 하위측 스위치(17d)를 도통하고, 상위측 스위치(17a)를 차단하며, 타이머(a)를 0으로 재설정 시켜 놓고 스텝(408)으로 나아간다.

스텝(408)에서는, 타이머(e)가 초과했는지 어떤지, 즉 소정의 지연시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과하지 않았으면 직접적으로 스텝(412)에 나아가고, 초과했으면 하위측 스위치(17e)를 차단하고, 상위측 스위치(17b)를 도통하며, 타이머(e)를 0으로 재설정시켜 놓고 스텝(412)으로 나아간다.

스텝(412)에서는, 타이머(b)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과하지 않았으면 직접적으로 스텝(416)에 나아가고, 초과했으면 하위측 스위치(17e)를 도통하고, 상위측 스위치(17b)를 차단하며, 타이머(b)를 0으로 재설정시켜 놓고 스텝(416)으로 나아간다.

스텝(416)에서는, 타이머(f)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연 시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접적으로 스텝(420)에 나아가고, 초과했으면 하위측 스위치(17f)를 차단하고, 상위측(17c)를 도통하며, 타이머(f)를 0으로 재설정시켜 놓고 스텝 (420)으로 나아간다.

스텝(420)에서는, 타이머(c)가 초과했는지 어떤지를, 즉 소정의 지연시간 △T = T₂= T₄만큼 경과했는지 어떤지를 조사하고, 초과되지 않았으면 직접적으로 스텝(102)에 나아가고, 초과했으면 하위측 스위치(17f)를 도통하고, 상위측 스위치(17c)를 차단하여, 타이머(c)를 0으로 재설정시켜 놓고 메인루우틴으로 복귀한다.

다음에, 제1도의 변형예 3을 제11도를 참조하여 설명한다. 이 차량용 발전장치는, 란델-라이스형(Lunde11-Rice type) 계자극을 가지는 차량용 3상 동기발전기(교류 발전기)(100)와, 그 교류발전 전류를 정류하는 3상 전파정류기(AC-DC 전력 변환수단)(3)와, 단락회로(4)와, 단락회로(4)를 제어하는 제어기(7a)와, 계자전류 제어용의 제어기(8)로서 형성된다. 단락회로(4) 및 제어기(7a)는 본 발명에서 말하는 진상전류 제어수단을 구성하고 있다.

3상 동기발전기(1)는, 고정자코어(stator core)에 감긴 3상의 전기자 권선(5a, 5b, 6c)과 회전자 코어(rotor core)에 감긴 계자권선(4c)을 가지며, 엔진에 의하여 구동되는, 소위, 교류발전기이다. 양지하는 바와 같이, 조정기(8)에서 계자 권선(4c)에 필요한 계자전류를 통전하고, 엔진에 의하여 회전자 코어를 회전시킴으로써, 전기자 권선(5a, 5b, 5c)에 3상 교류전압(Va, Vb, Vc)이 유도된다.

제어기(7)는 마이컴을 내장하고, 입력된 축전지 전압(VB), 각 전기자 권선(5a, 5b,5 c)의 출력전압(상전압)(Va∼Vc)에 기초하여 단락회로(4)의 각각의 단락 스위치(41∼43)를 제어하고, 소정의 양의 진상전류를 소정의 타이밍으로서 각 전기자 권선(5a, 5b, 5c)에 전력을 공급시키는 회로이다.

조정기(8)는 축전지 전압(VB)을 일정하게 하기 위하여 축전지 전압(VB)과 일정한 참조전압을 비교하여, 그 비교결과에 의하여 계자전류(If)의 도통율을 결정하며, 그 도통율로서 스위칭 트랜지스터(82)를 제어하는 도통율 결정회로부(81)를 가지고 있으며, 스위칭 트랜지스터(82)는 계자 권선(4c)에 통전하는 계자전류를 단속 제어한다.

3상 전파정류기(3)는, 통상의 것으로서, 발전기(1)의출력전압을 정류하여 축전지(9) 및 전기부하(10)에 공급하는 것이다.

단락회로(4)는, 각각 SiC를 소재로 하여 작성된 전력용 MOSFET 로된 단락 스위치(41∼43)를 델타 결선하여서 되며(또는 스타 결선해도 됨), 단락 스위치(41∼43)의 접속점은 각각 전기자 권선(5a, 5b, 5c)의 출력단에 접속되어 있다.

이 변형예 3의 비진상제어는, 단락회로(4)의 단락 스위치(41∼43)를 도통시키지 않고,3상 전파정류기(3)에서 상전압(Va∼Vc)을 정류하면 되기 때문에, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이 실시예에 있어서, 상전압(Va)은, 상전압(Vb)보다 120°나아가 있으며, 상전압(Vb)은 상전압(Vc)보다 120°나아가 있는 것으로 한다. 또한, 여기에서 설명을 간단하게 하기 위하여 3상 전파정류기(3)의 각각의 다이오드(31∼36)의 순방향의 전압강하는 무시한다.

제12도∼제13도의 순서도를 참조하여 이 변형예 3의 진상전류 제어에 대하여 다음에 설명한다. 이 서브루우틴은, 일정시간마다 우선(優先) 실시되는 루우틴이다.

우선, 이 단락제어의 실시를 지령하는 플래그(F)가 1 인지 어떤지를 조사하고(500), 0이면 단락제어의 실시지령이 없는 것으로 하여 메인루우틴(도시생략)으로 복귀하고, 1이면 단락제어의 실시지령 있는 것으로하여 스텝(501)으로 나아간다.

스텝(501)에서는, 상전압(Va∼Vc)을 판독하고, 판독한 상전압(Va)이축전지 전압(B) 보다 작은지 어떠한지를 조사하고(502), 작지 않으면 스텝(503)으로 나아가고, 작으면 스텝(512)으로 나아간다. 스텝(503)에서는, 상 이 접지전압 VE(= 0 V)보다 큰지 어떤지를 조사하고, 크지 않으면 스텝 (504)으로 나아가고, 크면 스텝(512)으로 나아간다. 스텝(512)에서는, 단락 스위치(41)의 도통시간을 설정하기 위한 타이머(a)를 스타트시키고, 즉시 단락스위 치(41)를 도통하고(Ei14), 스텝(600)으로 나아간다.

스텝(504)에서는, 상전압(Vb)가 축전지 전압(VE)보다 작은지 어떠한지를 조사하고, 작지 않으면 스텝(506)으로 나아가고, 작을 때는 스텝(516)으로 나아간다. 스텝(506)에서는, 상전압(Vb)이 접지전압 VE(=0V)보다 큰지 어떠한지를 조사하고, 크지 않으면 스텝(508)으로 나아가고, 크면 스텝(516)으로 나아간다. 스텝(516)에서는, 단락 스위치(42)의 도통시간을 설정하기 위한 타이머(b)를 스타트시키고, 즉시 단락 스위치(42)를 도통하고(518), 스텝(600)으로 나아간다.

스텝(508)에서는, 상전압(Vc)이 축전지 전압(VE)보다 작은지, 어떠한지를 조사하고, 작지않으면 스텝(510)으로 나아가고, 작으면 스텝(520)으로 나아간다.

스텝(510)에서는, 상전압(Vc)이 접지전압 VE(= 0 V)보다 큰지 어떠한지를 조사하고, 크지 않으면 스텝(600)으로 나아가고, 크면 스텝(520)으로 나아간다. 스텝(520)에서는, 단락 스위치(43)의 도통시간을 설정하기 위한 타이머(c)를 스타트시키고, 즉시 단락 스위치(43)를 도통하며(522), 스텝(600)으로 나아간다.

또한, 스텝(514,518)종료후, 즉시 스텝(600)으로 나아가는 것은, 제12도, 제13도의 루우틴이 정기적, 또한 빈번히 실시되고 있으며, 단락 스위치(41∼43)의 위상차에 의하여 그것들이 1회의 루우틴 순회시간 내에 있어서, 같이 도통되는 일이 없기 때문이다. 또한, 타이머(a, b, c)에는, 후술하는 실시예에서 산출 또는 미리 설정된 소정의 지연시간(△T)이 설정되어 있는 것으로 한다.

다음에 스텝(600)에서, 타이머(a)의 카운터치가 그것에 설정되어 지연시간(△T)에 달했는지 어떤지를 조사하여, 달하지 않았으면 스텝(604)으로 나아가고, 만료되었으면 단락 스위치(41)를 차단하며, 타이머(a)를 재설정하여(602), 스텝(604)으로 나아간다.

다음의 스텝(604)에서는, 타이머(b)의 카운트치가 그것에 설정된 지연시간(△T)에 달했는지 어떤지를 조사하여, 달하지 않았으면 스텝(608)으로 나아가고, 만료되었으면 단락 스위치(42)를 차단하고, 타이머(b)를 재설정하여(606), 스텝(604)으로 나아간다.

다음의 스텝(608)에서는, 타이머(c)의 카운트치가 그것에 설정된 지연시간(△T)에 달했는지 어떤지를 조사하여, 달하지 않았으면 메인루우틴(도시생략)에 복귀하고, 만료하였으면 단락 스위치(43)를 차단하며, 타이머(c)를 재설정하여(610), 메인루우틴으로 복귀 한다.

상기 동작에 의하여, 각각의 전기자 권선(5a,5b,5c)에서는, 유출전류가 0으로 되면 단락 스위치(41∼43)를 통하여 진상전류(단락전류)가 유입되고, 또한 유입전류가 0으로 되면 단락 스위치(41∼43)를 통하여 진상전류(단락 전류)가 유출되며, 이로서 진상전류의 통전이 실현된다.

다음에, 제 4 도를 참조하여 단락 스위치(41)의 도통제어에 의하여 발생하는 전자(電磁) 현상에 대하여 이하에서 설명한다.

본 변형예 3 에서는, 단락전류의 통전이 시점 t1에서 개시되어, 단락시간이 종료한 시점(이하, tl'으로 한다)에서 종료한다. 이 단락전류가 통전되지 않을 경우에는, 상전압 Va 통상 VB 보다 작은 것으로서의 저위직류 전원단의 전압 0 V 보다 큰 값이며, 상기 단락전류를 통전하지 않을 경우에는 시점(t1')후, 상전류(Va)가 저위직류 전원단에서 고정자 권선(5a)으로 유입되는 일은 없다. 그러나, 시점 t1으로부터 시점 tl'까지에서 고정자 권선(5a)에 단락 상전류를 유입시키면, 시점 tl'에 있어서, 단락 스위치(41)의 차단시에 각각의 고정자 권선(5a)에 발생하는 역기전력이 고정자 권선(5a)의 출력단의 전위, 즉 상전압(Va)을 저하시키는 방향으로 발생하며, 이 역기전력의 분만큼 상전압(Va)이 저하하여 저위직류 전원단(0 V)의 전위 보다 저하하고, 그 결과로서, 전류가 저위직류 전원단으로부터 다이오드(34)를 통하여, 고정자 권선(5a)으로 유입되게 된다.

환언하면, 단락전류의 통전에 의하여, 고정자 권선(5a)에 전자 에너지가 축적되고, 이 전자 에너지가 시점 tl'이후에 방출된다고 생각된다. 또한 이 시점 tl'이후의 전류는 고위직류 전원단에서 축전지(9)에 의하여 회수된다. 동일한 이유로, 시점 t2 로부터 시점 t2'까지 고정자 권선(5a)에서 단락 전류를 유출시키면, 이 단락전류의 통전에 의하여 고정자 권선(5a)에 전자(電磁) 에너지가 축적되어, 이 전자 에너지가 시점(t2')이후에 방출된다고 생각된다. 또한, 이 시점 t2'이후의 전류는 고위직류 전원단으로부터 축전지 (9)에 의하여 회수된다.

본 변형예(3)에서는 상기한 단락 스위치(41∼43)에 의하여 진상전류의 공급을 행함으로, 만일, 이들 스위치가 차단 불능으로 되어도 축전지(9)가 방전하는 일이 없고, 안전하다고 하는 뛰어난 효과를 나타낸다.

이상 설명한 진상전류 통전을 차량용 반전장치의 운전제어에 적용한 본 발명의 실시예를 이하에서 설명한다. 단, 진상전류 제어방식으로서는, 간단하기 때문에 제8도의 회전각 센서(절대형식의 로타리 인코우더)(16)를 사용하는 방식을 예를 들어 설명하는바, 물론 상기한 그 것과 다른 방식을 채용하는 것도 가능하다.

[실시예 1]

발전기(100)의 발전상태의 일예로서, 그 발전율에 기초하여 진상전류 제어를 행하는 본 발명의 실시예를, 제14도의 순서도를 참조하여 설명한다.

우선, 발전율이 소정의 임계값 A(예컨대 100 %)이상으로 될때까지 대기하고,(1000). 발전율이 A 이상으로 되면, 중부하(重負荷) 상태 즉, 발전부족 상태로 판정하여, 제8도에서 나타내는 회전각 센서(16)에서 검출한 회전각 신호로부터 회전수를 검출한다(1010). 또한, 본 실시예에서는, 발전율은 제8도에 나타내는 제어기(7)에 내장된 계자권선(4c)에 통전하는 계자 전류를 제어하는 스위칭 트랜지스터(도시생략)의 베이스 전극에 인가되는 제어전압의 도통율로 한다. 이 도통율은, 축전지 전압(VE)이 소정의 목표전압에 일치하도록 상기 스위칭 트랜지스터를 제어하는 주지의 제어에 의하여 제어기(7)에 의하여 행하여지는 것이다.

다음의, 스텝(1020)에서는, 검출한 회전수(n)에 있어서, 최대 효율로 되는 지각치(遲角値)(δa)를, 제어기(7) 내의 메모리(도시생략)에 내장됨과 동시에(n)와(δa)의 관계를 미리 기억하는 맵(map)에서 판독해내고, 판독한 지각치(δa)를 제어기(7) 내의 CPU(도시생략)의 레지스터(regieter)(도시생략)에 격납한다. 제어기(7)는, 순서도로서는 도시하지 않은나, 제9도의 타이밍 차트에 나타내는 것같이, 위상각(δ1∼δ6)에서 각각 지각치(δa)만을 지연시킨 타이밍으로서, MOSFET(17a∼17f)를 개폐하는 서브루우틴을, 제14 도의 메인루우틴과는 독립적으로 일정 시간 마다 또는 일정 각도 마다, 실시하는 것으로 한다. 또한, 발전울이 A 이상의 경우에 있어서의 발전기(100)가 최대 효율을 인출시키는 지각치(δa)와 회전수(n)의 관계는 미리 측정하여 상기 메모리에 격납하여 두는 것으로 한다.

다음에, 발전기(100)가 최대 효율로 되는 지각치(δa)에서의 진상전류 통전을 개시한 시점에서 소정시간이 경과했는지 어떤지를 조사하고 (1025), 경과하지 않았으면, 스텝(1010)으로 복귀하고, 경과했으면, 이 최대 효율 진상전류 통전에 의하여 축전지(9)의 용량은 회복상태에 있는지 어떠한지, 즉 발전부족은 해소되었는지 어떠한지를 조사하기 위하여, 발전율이 A이상인지를 판정한다(1030). 발전율이 A 미만이면, 이 최대 효울시의 진상전류 통전에 의하여, 축전지(9)가 충전되어가며, 발전부족상태가 해소되어 가고 있는 것으로서 스텝(1040)으로 나아가고, 의연하게 발전율이 A이상이면, 상기 최대 효율 조건에서의 진상전류 통전에서는 발전부족은 해소될 수 없는 것으로서, 회전수(n)를 재차 검출하고(1060), 이 회전수(n)에 있어서, 발전기(100)의 출력이 최대로 되는 지각치(δb)를, 제어기(7) 내의 메모리(도시생략)에 내장시킴과 동시에 n과 6 의 관계를 미리 기억하는 맵에서 판독해내고, 판독된 지각치(δb)를 제어기(7) 내의 CPU(도시생략)의 레지스터(도시생략)에 격납한다. 그리고, 제어기(7)는, 위상각(δ1∼δ6)에 서 각각 지각치(δb)만을 지연한 타이밍으로서 MOSFET(17a∼17f)를 개폐하는 서브루우틴을, 제14도의 메인 루우틴과는 독립하여 일정 시간마다 또는 일정 각도마다 실시하는 것으로 한다. 또한 발전율이 A 이상의 경우에 있어서의 발전기(100)의 최대출력을 인출할 수 있는 지각치(δb)와 회전수(n)의 관계는 미리 측정하여 상기 메모리에 격납시켜 놓는 것으로 한다.

스텝(1030)에서, 발전율이 A 미만으로 되면, 발전율이 제 2 의 임계값 B(예컨대 50%)이하인지, 어떠한지를 판정하고(1040), 이하가 아니면 스텝(1010)으로 복귀하고, 이하로 되면, 진상전류 통전은 불필요한 것으로서 지각치(δ)를 0으로 하는 제어 즉, 비진상 전류제어(제5도 참조)를 끼워 넣는 제어로서 실행하는 것을 지령한다(1050).

이와 같이 하면, 발전상태량인 발전율에 상응하여 발전량이 약간 부족한 경우에는 발전기(100)를 고효율 발전 모우드로서 진상전류 제어를 할 수 있고, 그래도 부족할 경우에는 대출력 발전 모우드로서 진상전류 제어를 실시할 수가 있다.

또한, 제15도에서 나타낸 바와 같이, 임의의 회전수에 있어서, 최대 효율의 진상전류량(여기에서는 지각치(δa))은, 최대출력의 진상전류량(여기에서는 지각치(δb)) 보다 작은 것이 보통이다.

또한, 상기 실시예에서는, 발전상태를 나타내는 발전상태량으로서의, 발전율을 채용하였으나, 그 이외의 전기적 상태량, 예컨대 계자전류, 축전지 전압, 발전전압, 부하전압, 발전전류, 리플율 등을 사용하여도 좋다.

즉, 계자전류나 발전전류가 있는 제1임계값을 증가방향으로 초과하면 발전 부족 상태 또는 발전증가 필요상태를 판별하고, 축전지 전압이나 발전전압이나, 부하전압이 있는 제1의 임계값을 감소방향으로 초과하면 발전부족 상태 또는 발전증가 필요상태를 판별하며, 리플울 즉, 발전기(100)의 출력전류 빈동율 또는 출력전압변동율이 있는 제1임계값을 증가방향으로 초과하면 발전부족 상태 또는 발전증가 필요상태를 판별한다.

또한, 계자전류나 발전전류가 상기 제1의 임계값 보다도 작은 제2임계값을 감소방향으로 초과하면 발전부족 상태가 해소되고, 또한 헌팅없이 진상전류 통전정지를 실시할 수 있게 되며 이유이며, 축전지 전압이나 발전 전압이나 부하전압이 상기 제1의 임계값 보다 큰 제2의 임계값치를 증대방향으로 초과하면 발전부족 상대가 해소되고 또한 헌팅없이 진상전류 통전정지를 실시할 수 있게 되며, 리플율, 즉 발전기(100)의 출력전류 면동율 또는 출력전압 변동율이 상기 제1의 임계값 보다 작은 제2의 임계값을 감소방향으로 초과하면 고 리플 상태가 해소되고 또한 헌팅 없이 진상전류 통전정지를 실시할 수 있게 된다.

상기에서 설명한 전기적 상태량 대신, 발전기(100)나 엔진(1)의 회전수나 차량속도등, 발전기(100)의 회전수에 관련된 속도적 상태량을 발전의 대신 발전상태량으로서 상기 제어를 행할 수도 있다.

즉, 발전기(100)는 회전수의 증가와 더불어 그 발전전압이나, 출력전류가 대폭으로 증대함으로, 발전기의 회전수(n)나, 엔진 회전수나 차량속도가 있는 제2임계값을 증가방향으로 초과하면, 발전부족 상태는 존재하지 않는 것으로 판정하여도 문제가 없으며 진상전류 통전을 정지한다. 한편, 발전기의 회전수(n)나 엔진 회전수나 차량속도가 상기 제2임계값 보다 작은 제1의 임계값을 그 감소방향으로 초과하면, 발전부족 상태가 존재할 가능성이 있다고 판정하고 진상 전류통전을 지령한다.

이와 같이 하면, 진상전류 통전이 불필요한 고속회전영역에 있어서, 진상전류 통전을 행하는 일이 없고, 고속회전영역에 있어서, 출력전류의 리플을 저감하고, 또한, 저속회전영역에 있어서, 출력부족을 해소할 수가 있다. 지각치(δ) 0의 경우(비진상 제어시)와 진상제어시의 출력전류의 변동율(리플)의 비교를 제16도에서 나타낸다. 진상전류 통전시에는 리플이 크다고 하는 불합리점이 있다.

또한, 상기한 속도적 상태량 및 전기적 상태량이 양쪽다 같이 진상전류 통전을 요구하는 경우만이 진상전류 통전을 실시하도록 해도 좋으며, 또는 저속회전시에는 무조건 진상전류 통전을 실시하고, 고속회전시에는 전기적 상태량이 진상전류 통전을 요구하는 경우에서만 진상전류 통전을 실시할 수도 있다. 예컨대 발전기 회전수(n)가, 예컨대 2000rpm 이하인 것을 검출하여, 상기 진상전류를 발생하는 제어를 행하며, 2000∼5000rpm에서는 전기적 상태량이 출력증대를 요구하는 경우에서만 진상전류 통전을 행하고, 5000rpm 이상에서는 진상전류 통전을 정지시킬 수가 있다.

제17도에서, 진상전류 통전시 및 비진상 전류통전시에 있어서, 출력 전류와 발전기 회전수(n)와의 관계를 나타낸다. 진상전류 통전에 의한 출력 증대 효과는 특히, 저속회전영역에서 현저하며, 고속회전영역에서는 작다.

또한, 상기 실시예에서는 진상전류 통전의 실시와 정지의 이치(二値)를 행하였으나, 진상전류 통전 대신에 진상전류 통전량의 증대를 실시하고, 진상전류 통전정지대신 진상전류 통전량의 삭감을 행하여도 상관없음은 물론이다.

이상에서, 설명한 구성 및 작용에 의하여, 통상 사용시의 제어는, 발전출력 리플을 작게하여 전원으로서 고품질을 유지하고, 발전기의 출력이 부족시에는 고효율, 고출력의 발전을 행함으로써, 차량의 연비가 향상됨과 동시에 축전지의 층전부족을 방지할 수 있다.

또한, 출력이 부족하기 쉬운 저속회전시의 출력이 진상전류 통전에 의하여 증대하게 됨으로써, 그 분량만큼, 발전기를 소형, 경량화할 수 있어서, 동일 크기의 경우 공회전 회전수를 저하시켜 연비향상 효과도 실현할 수 있다.

[실시예 2]

다른 실시예로서, 공회전시의 진상전류 통전 제어의 한 예를 제18도를 참조하여 설명한다.

이 실시예는, 실시예 1을 나타내는 제14도의 순서도의 스텝(1010, 1020)대신 스텝(2020)을 실시하고, 스텝(1060,1070)대신 스텝(2070)을 실시하는 것이다.

스텝(2020)에서는, 실제의 회전수임에도 불구하고, 소정의 공회전 회전수에 있어서, 발전기(100)의 효율이 최상으로 되는 진상전류 통전량에 상당하는 지각치(δc)에 지각치(δ)를 고정한다. 또한, 스텝(2070)에서는 실제의 회전수에 관계치 않고 소정의 공회전 회전수에 있어서 발전기 (100)의 출력이 최대로 되는 진상전류 통전량에 상당하는 지각치(δd)에 지각치(δ)를 고정한다.

이와 같이 하면, 진상전류 통전이 가장 필요한 공회전시에 있어서, 강하게 출력증대가 요구되는 경우에는 최대출력 진상전류 통전이 실시될 수 있고, 진상전류 통전이 가장 필요한 공회전시에 있어서, 다소의 출력증대가 요구되는 것의 최대출력통전은 요구되지 않는 경우에는 최고효율에서의 진상전류 통전이 실시될 수 있으며, 진상전류 통전에 의한 출력증대가 요구되지 않을 경우에는 그것을 정지시킬 수가 있다. 비공회전시의 진상전류 통전에 의한 출력증대 효과는 작기 때문에, 이와 같이 하면 제어가 간단함에도 불구하고 큰 효과를 확보할 수가 있다.

또한, 공회전시에 있어서, 지각치(δ)는 아니고, 차량의 사용 회전수의 지각치(δ)를, 동일하게 최량 효율치 또는 최대 출력치에 설정할 수도 있게 된다. 이와 같이 하면, 차량의 주행중에 있어서 가장 많이 사용되고 있는 회전수에 대하여 발전기의 효율을 개선할 수 있어서 차량의 연비가 향상되는 효과가 있다.

[실시예 3]

다른 실시예로서, 공회전시의 진상전류 통전제어의 다른예를 제19도를 참조하여 설명한다.

이 실시예는, 실시예 2를 나타내는 제18도의 순서도에 있어서, 공회전 상태인지 어떤지를 판정하는 스텝(990)을 스텝(1000)의 앞에 추가한 것이다. 또한, 공회전 상태는, ECU(2)에서 스로틀(throttle) 및 회전수 및 차량속도에 기초하여 판정되는 것이다.

또한, 상기 실시예에서는, 속도적 상태량인 엔진 회전수와 전기적 상태량인 발전율을 발전상태량으로서, 그 판정결과에 기초하여 진상전류 통전을 단속 제어한다. 특히, 속도적 상태량인 엔진 회전수가 공회전상태라고 판정한 경우에만 발전율에 응하여 진상전류 통전을 제어한다. 이와 같이 하면, 진상전류 통전이 가장 필요한 공회전시에 있어서, 발전율이 높을 경우, 즉 발전부족의 경우에만 진상전류 통전을 행함과 동시에, 강하게 출력증대가 요구될 경우에는 최대출력 진상전류 통전을 실시할 수 있고, 진상전류 통전이 가장 필요한 공회전시에 있어서, 다소의 출력증대가 요구되는 것으로서의 최대출력 통전이 요구되지 않을 경우에는 최고효율의 진상전류 통전이 실시될 수 있다.

또한, 회전각 센서(16)의 신호에서 출력되는 펄스신흐에 기초하여 회전수를 검출하고, 검출한 회전수가 소정의 저속회전범위이면, 본 실시예에 있어서의 공회전 상태로 인정해도 좋다. 또한, 상기한 발전기 회전수(n)대신, 차량속도나 엔진 회전수 등을 속도적 상태량으로서 채용하는 것도 가능하다. 예컨대, 차량속도센서가 차량속도(0)을 출력하면 공회전상태로 판정할 수 있다. 또한, 엔진회전수가 800rpm 이하에서는 공회전상태로서 스텝(1000)으로 나아가고, 엔진회전수가 2000rpm 이상으로 상승하면, 진상전류 통전을 정지하여도 좋다. 또한, 차량속도가 시속 5km 이하에서는 거의 발전기의 회전수가 낮고 발전 출력이 작다고 하여 진상전류를 공급하는 제어를 행하며, 시속 20帥 이상에서는, 발전기 회전수(n)가 높고 층분히 발전 출력이 크다고 하여 진상전류의 공급을 제어하여 정지시킬 수도 있다.

또한, 상기 각각의 실시예에서는, 제어기(7)를 마이컴 구성으로 하고, 각각의 순서도를 실행하였으나, 상술한 각각의 순서도를 ECU(2)에서 실행할 수 있는 것은 당연하다.

[실시예 4]

다른 실시예로서, 전기적 상태량인 축전지 전압을 발전상태량으로서 진상전류 통전제어를 행하는 실시예를 제20도의 순서도를 참조하여 설명한다.

우선, 발전율이 소정치(여기에서는 95% 이상)로 될 때까지 대기하고 (700), 100%가 되면, 축전지 전압(VB)이 소정의 조정전압(Vref)미만인지 어떤지를 조사하고(702), 미만이 아니면 지각치(δ)가 최소치(δmin)(여기에서는 0에 가까운 값)인지 어떤지를 조사하고(706), 그렇다고 하면 진상전 류 통전불필요로 하여 지각치(δ)를 0으로 설정하고(712), 스텝(700)으로 복귀 하며, 그렇지 않으면 지각치(δ)의 전회치(前回値)에서 일정의 적은 값 만큼 감산한 값을 지각치(δ)의 금회치(今回値)로서 설정하고(710), 소정시간 지연후(711), 스텝(700)으로 복귀한다. 한편, 스텝(702)에서는 축전지 전압(VB)이 소정의 조정전압(Vref)이상이면, 지각치(δ)가 최대치(6 max) 인지 어떤지를 조사하고, 그렇다면 스텝(700)으로 복귀하고, 그렇지 않으면 지각치(δ)의 전회치에 일정의 적은 값을 가산한 값을 지각치(δ)의 금회치로서 설정하여(708), 소정시간 지연후(711), 스텝(700)으로 복귀한다. 또한, 스텝(711)에 있어서 소정시간의 지연은 루우틴의 순회속도를 제어하여 스텝 (708)의 지각치(δ)의 증가울이나 스텝(710)의 지각치(δ)의 감소율이 너무 빨리되지 않도록 하기 위한 것이다.

또한, 본 실시예에서는, 지각치(δ)를 격납하는 제어기(7) CPU 의레 지스터의 격납치가 0 이면, 소정시간 간격에서 실행되는 끼워 넣는 루우틴으로서 비진상전류 통전제어를 실시하고, 이 레지스터의 격납치가 0이 아니면, 소정시간 간격에서 실행되는 루우틴으로서 진상전류 통전제어를 실시하는 것이다.

즉, 본 실시예에서는 계자전류의 제어만으로서는 발전율이 소정치 이상으로 되며, 발전부족의 가능성이 있을 경우, 축전지 전압(VB)이 조절전압(Vref)에 일치시키기 위하여 진상전류 제어를 행하는 것이다.

상기 실시예에 있어서, 지각치(δ)의 최대치(δmax)는, 제15도의 최대 출력을 발생하는 지각치(δ2)에 설정된다. 지각치(δ)의 최소치(δmin)는 제15도의 지각치(δ) 0에 설정된다.

또, 이 실시예에서는, 스텝(708, 710, 711)에 의하여 지각치(δ)의 변화율을 일정 이하로 억제하고 있으므로(서서히 변하고 있으므로), 이 진상전류 통전에 의한 엔진부하의 급변 충격을 완화할 수가 있으며, 발전기(100)의 출력전압의 변동도 저감할 수가 있다.

제21도에 이 서변(徐變)효과에 대하여 설명한다. 발전기 부하가 급증하고, 축전지 전압이 저하하면, 종래의 계자전류 제어에 의하여 발전율이 급증할 때에 진상전류 제어에 의한 스텝(708,711)의 지각치(δ)의 서증(徐增) 효과에 의하여 엔진부하는 서증할 뿐이므로, 엔진 회전수의 급감을 방지할 수가 있다. 또한, 이 실시예에 있어서, 지각치(δ)를 격납하는 상기 레지스터에는 전원투입후의 초기 재설정시에 소기의 초기치가 설정된다.

[실시예 5]

다음에, 상기한 진상전류 제어에 의한 엔진 회전수의 주기적인 변동(즉, 리플)의 저감동작에 대하여 제22도의 순서도를 참조하며 설명한다.

우선, 상기 리플은 특히 공회전시에 감지되기가 쉽기 때문에, 우선 공회전 상태인지 어떤지를 제19도의 스텝(990)과 동일한 방식으로 판정하고(800), 그렇지 못하면 스텝(800)에 복귀하고, 공회전 상태이면 엔진 회전수를 검출하고(802), 검출된 엔진 회전수가 소정 회전수(Nl)보다 작은지 어떤지를 조사하고(804), 크면 진상건류 통전 모우드(예컨대, 제6도, 제7도)를 선택하여 엔진부하를 증대시키고(806), 이하이면 비진상전류 통전 모우드 (예컨대, 제5도 참조)를 선택하여 엔진부하를 감소시킨다(808).

이와 같이 하면, 엔진 회전수의 주기적인 변동(즉, 리플)의 저감이 실현된다. 제23도는 상기 진상전류의 통전시(실선)와, 비통전시(파선)와의 엔진 회전수의 주기적인 변동(즉, 리플)의 저감효과를 나다내는 타이밍 챠트이다. 또한, 이 공회전시에 있어서 평균 회전수(Nm)(본 실시예에서는 600rpm)로 하면 상기 소정 회전수(Nl)는 Nm 이하, 바람직하게는 Nm 보다 다소 작은 값(예컨대,590rpm)으로 하는 것이 바람직하다. 이 실시예에서는, 지각치(δ)는 일정하게 되어 있다.

또한, 상기 소정 회전수(Nl)는 엔진 회전수의 변동(리플)의 크기에 응하여 보정할 수가 있다. 즉, 엔진 회전수의 변동이 클 때에는, 상기 소정 회전수(Nl)를 평균 회전수(Nm)(본 실시예에서는 600rpm)에 거의 같은 값으로 함으로써, 엔진 회전수의 변동과역위상으로서 엔진부하 토오크의 증대를 도모하고, 엔진 회전수의 변동이 작을 경우에는, 상기 소정 회전수(Nl)를 평균 회전수(Nm) (본 실시예에서는 600rpm)보다 많이 작은 값으로 함으로써 엔진 회전수의 변동과 역위상을 가지는 엔진부하 토오크 증대량을 감소한다. 일례를 제24도의 순서도에서 나타낸다. 이 순서도는 제 21 도의 스텝(802)과 스텝(804)간에 스텝(803)을 추가한 것이다. 이 스텝(803)에서는, 검출한 엔진 회전수에 기초하여 제어기(7)의 메모리에서 그것에 대응하는 소정 회전수(N1)를 판독하는 스텝이다. 또한, 이 메모리에는 미리양자의 관계가 기억되어 있는 것으로 한다. 이와 같이 하면, 리플에 응하는 진상전류 통전량을 조절할 수 있으며, 리플이 작을 경우에는 큰 역위상 진상전류 통전에 의하여 리플 증대의 위험을 방지할 수가 있다.

또한, 진상전류 통전량의 제어는, 상전류의 각각의 주기에 있어서 진상전류 통전기간, 즉 지각치(δ)를 조절하는 것외에, 상전류의 전체주기당의 진상전류 통전주기의 비율을 바꾸어도 조절할 수가 있다.

또, 상기 실시예에서는, 엔진 회전수가 소정 회전수(N1)보다 큰지 어떤지에 의하여 진상전류 통전에 의한 회전수 변동의 억제를 행하였으나, 소정기간중의 엔진 회전수의 변화율(회전수 변화량/평균 회전수)이 소정 수준을 초과할 경우에 실시해도 좋다. 그 위에, 엔진 회전수가 공회전 회전수 이하로 떨어질 때는, 만약 진상전류 통전중이면, 진상전류 통전을 정지하고 엔진 정지를 억제해도 좋다.

[실시예 6]

다음에, 상기한 진상전류 제어에 의한 엔진 회전수의 급락(急落) 방지를 행하는 다른 제어예를 제25도를 참조하여 설명한다.

우선, 엔진부하의 급변에 관련하여 변동하는 상태량을 입력하고(900), 이 상태량의 변화에 기초하여 엔진부하가 급증했는지 어떤지를 조사하고(902), 급증한 것이 판명되면 진상전류 통전 모우드중인지 어떤지를 조사하고(904), 급증중이 아니면 엔진부하가 급감했는지 어떤지를 조사한다 (90 6).

또한, 엔진부하의 급변에 관련하여 변동하는 상태량으로서는, 부하전류, 축전지 전압, 발전율, 전기부하의 통전제어 스위치의 개폐상태, 압축기등의 기계부하 투입 스위치의 개폐상태 등을 채용할 수가 있다. 이것들의 상태량이 제어기(7)나 ECU(2)에서 검출할 수 있음은 명백하다.

스텝(906)에서 엔진부하의 급감이 발생하지 않으면, 스텝(900)으로 복귀하고, 급감이 발생하면 진상전류 통전을 지령하여(910), 스텝(900)에 복귀한다. 또한, 스텝(904)에서 진상전류 통전 모우드중이 아니면 스텝(900)에 복귀하고, 진상전류 통전 모우드증이면 축전지 전압이 소정의 최소치 보다 크다고 함을 확인하고, 축전지 용량에 여유가 있는지 어떤지를 확인하고(908), 축전지 전압이 낮아서 여유가 없으면 스텝(900)으로 복귀하고, 축전지 전압이 커서 여유가 있으면 진상전류 통전 모우드를 정지하여(912), 스텝(900)으로 복귀한다.

이와 같이 하면, 제21도에 나타내는 것같이 발전기 부하의 급빈에 의한 엔진희전수의 급면을 방지할 수가 있다.

또한, 진상전류 제어는 계자전류 제어에 비하여 응답성이 높으며, 본 실시예의 제어에 잘 적합하다.

[실시예 7]

다음에, 계자 권선(4c)이나 고정자 권선(5a∼5c), 또는 발전기(100)의 소정 부위의 온도에 기초하여서 진상전류 제어를 행하는 실시예를 제26도의 순서도를 참조하여 설명한다.

이 순서도는, 제14도의 순서도에 스텝(1002, 1004, 1006)을 추가한 것으로서, 이 스텝만을 설명한다. 스텝(1000)에서 소정치(A)(예컨대, 95%)와 비교하여 발전율이 높으면 출력부족의 가능성이 있으므로 진상전류 제어를 행하나, 그 전에, 제8도에서 나타내는 온도센서(70)에서의 신호에 기초하여 발전기(100)의 온도를 검출한다(1002). 발전기(100)의 온도가 낮을 때는 계자전류가 증가하는 것은 주지의 사실이다.

그리하여, 검출온도가 소정치(T)(예컨대,100℃)보다 높으면 상기한 저온시의 계자전류 증가는 무시할 수 있는 것으로 하여 스텝(1010)으로 나아가며, 그 이하이면, 기억하는 맵에서 온도에 응한 지각치(δg)를 조사하여 이것을 지각치(δ)격납의 상술한 레지스터에 설정하여(1006), 스텝(1040)으로 나아간다.

또한, 메모리에 기억된 상기 맵은, 미리 조사된 온도와 그때의 최적한(예컨대, 자기(磁汽) 포화를 발생치 않는) 지각치(δg)의 관계를 나타내는 것이다. 즉, 온도가 낮을수록 지각치(δg)는 적게 된다.

또한, 발전기(100)의 온도는 졔자 권선(4c)의 계자전류를 검출하는 전류검출저항을 접속시켜 저항치를 전기적으로 검출하고, 이 저항에 기초하여 저항치-온도관계를 나타내는 맵에서 조사해도 좋다. 이 경우에, 온도센서(70)는 필요없게 되므로 구성이 간소화된다.

이와 같이 하면, 발전율이 클 경우에, 즉 부하가 클 경우에도 저온시의 계자전류 증대분 만큼 진상전류를 저감하므로, 예상 이상의 출력증대나 자기포화를 억제할 수가 있다. 특히, 저온에 있어서 엔진시동시 또는 시동 직후에 있어서 발전기(100)에 의한 엔진부하의 불필요한 증대를 방지할 수가 있다.

[실시예 8]

다음에, 진상전류 제어에 의한 엔진진동의 저감을 실시하는 진동동작에 관하여 제27도의 순서도를 참조하여 설명한다. 또한, 실시예 9,12는 본 발명의 진상전류제어에 의한 출력제어가 종래의 계자전류에 의한 출력제어에 비교하여 현력하게 고속인 것을 응용한 것이다.

우선, 상기 엔진진동은 특히 공회전시에 감지되기가 쉽기 때문에, 우선 공회전 상태인지 어떤지를 제19도의 스텝(990)과 동일한 방식으로 판정하고(2000), 그렇지 않으면 스텝(2000)으로 복귀하고, 공회전 상태이면 ECU(2)를 경유하여 엔진(1)에 장착된 도시하지 않은 크랭크각 센서에서 크랭크각을 판독한다(2002).

다음에, 판독한 크랭크각이 진상전류 통전에 의하여 제진(制振)가능한 반주기(半周期)인지, 그렇지 않으면 그것과 역의 반주기인지를 조사하고(2004), 제진 가능한 반주기이면 진상전류 통전 모우드(제6도, 제7도)를 선택하며(2006), 그렇지 않으면 진상전류 비통전 모우드(제5도)를 선택한다(2008).

또한, 엔진진동(특히, 그 기본주파수 성분)은 회전진동과 왕복진동의 합성 파형을 형성하나, 이 합성파형은 소정의 크랭크각도에 관련된 1 주기를 가진다. 그리고, 소정의 크랭크각도(θ1)에서 소정의 크랭크각(θ2)까지의 위상기간(이하, 증속위상기간이라 한다)에 있어서 엔진회전이 증속한다.

따라서, 이 증속위상기간(또는 이 증속위상기간을 중심으로 하는 반주기도 좋다)에 있어서, 진상전류 통전을 행하여 엔진부하를 무겁게 하면, 크랭크 축의 증속은 억제될 수 있고, 크랭크축의 증속에 관련된 엔진진동을 억압할 수가 있다.

또한, 발전기(100)와 엔진(1)이 벨트로 연결되어 있을 때, 양자간의 토오크 전달시간이 다소 지연할 경우가 있다. 이 경우에는, 이 지연분만큼 진상전류 통전 모우드 선택 타이밍을 빠르게 하면 된다.

Claims

(정정) 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 지니고 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 전기자 권선의 출력전압을 정류하여 전기부하에 전기 공급하는 AC-DC 전력 변환수단과, 계자권선에 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계자전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단을 구비한 차량용 발전 장치에 있어서, 발전기의 발전상태에 관련된 일정한 발전상태량을 검출하는 발전상태 검출수단과, 검출한 발전상태량에 기초하여 전기자 권선으로 진상전류의 통전의 필요, 불필요를 판정하는 판정수단과, 판정수단이 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하였을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 실시 또는 증가하고, 판정수단이 진상전류의 통전이 불필요하다고 판정하였을 경우에 진상전류의 통전을 정지 또는 저감하는 진상전류제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
(정정) 제1항에 있어서, AC-DC 전력 변환수단으로부터 전력이 공급되는 축전지를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 또는 제2항에 있어서, 판정수단은, 발전상태량이 진상 전류의 통전이 필요한 방향으로 향하여 소정의 제1의 최소 한계치를 초과할 경우에, 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제3항에 있어서, 판정수단은, 발전상태량이 진상전류의 통전이 필요한 방향과 역방향으로 향하여 제1최소 한계치를 초과하는 제2최소 한계치를 또한 초과하는 경우에, 진상전류의 통전이 불필요하다고 판정하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제4항 중의 어느 한항에 있어서, 발전상태량은, 축전지 전압, 계자전류, 발전울, 발전전압, 부하전압, 발전전류 및 리플율중의 적어도 하나로 되는 전기적 상태량을 포함하는 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 발전상태량은, 발전기 회전수, 엔진 회전수 및 차량속도 중의 적어도 하나로 되는 속도적 상태량을 포함하는 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 판정수단은, 발전상태량에 기초하여 엔진 회전수가 소정의 회전수 이하라고 판단하는 경우, 공회전 상태라고 판정함과 동시에, 공회전 상태이라고 판정하였을 경우에 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 발전기의 회전수에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은 물리량에 기초하여 검출된 발전기의 회전수에 응하여 진상전류 통전 타이밍을 결정하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 엔진회전수가 소정치일 경우에 있어서의 발전기의 효율 및 출력의 한쪽이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전 타이밍에서 진상전류의 통전을 실시하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제9항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 엔진회전수가 소정의 공회전 회전수일 경우에 있어서의 발전기의 효율 및 출력의 한쪽이 소정치 이상으로 되는 진상전류통전 타이밍에서 진상전류의 통전을 실시하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제10항중의 어느 한 항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 발전기의 효율이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전 조건에서의 진상전류 제어 모우드인 고효율 발전모우드와, 발전기의 출력이 소정치 이상으로 되는 진상전류 통전조건에서의 진상전류 제어 모우드인 대출력 발전 모우드를 구비하고, 판정수단은, 진상전류 공급이 필요하다고 판정하는 경우에, 발전상태량에 기초하여 상기 양 모우드의 한쪽을 선택하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제11항중의 어느 한 항에 있어서, 발전상태량은 축전지 전압을 포함하고, 판정수단은, 축전지 전압이 소정의 제1전압치보다 낮을 경우에 진상전류의 통전이 필요하다고 판정하고, 축전지 전압이 소정의 제1 전압치를 포함하는 소정의 제2전압치보다 높을 경우에 진상전류의 통전이 불필요하다고 판정하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제12항중의 어느 한 항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 진상전류를 서서히 변하게 하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제13항중의 어느 한 항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 진상전류 통전 기간, 상전압에 대한 진상전류 통전의 위상, 및 진상전류의 평균치의 적어도 하나를 서서히 변하게 함으로써 진상전류의 서서히 변함을 실시하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제14항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 전기자 전류의 서로 연속하는 소정의 주기수당의 진상전류 통전실시 주기수의 비율을 서서히 변하게 함으로써 진상 전류의 서서히 변함을 실시하는 것임을 특징으로 하는 차량 용 발전장치.
(정정) 제13항 내지 제15항중의 어느 한 항에 있어서, 발전상태량은, 발전기로부터 전력이 공급되는 전기부하의 증대시에 있어서의 출력전압 저하 및 발전기 회전수의 저하의 적어도 한쪽에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단은, 이 물리량에 기초하여 출력전압의 저하 및 발전기 회전수의 저하의 적어도 한쪽이 크다고 판정하는 경우에 진상전류의 서서히 변하는 통전이 필요하다고 판정하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항에 있어서, 발전상태량은, 엔진회전수의 번동에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단은, 이 물리량에 기초하여 변동이 크다고 판정하는 경우에 진상전류 통전이 필요하다고 판정하는 것이고, 진상전류 제어수단은, 진상 전류 통전이 필요하다고 판정되었을 경우에 진상전류의 통전제어에 의하여 엔진회전수의 번동을 억제하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항에 있어서, 발전상태량은, 엔진진동에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단은, 이 물리량에 기초하여 진동이 크다고 판정하는 경우에 진상전류 통전이 필요하다고 판정하는 것이고, 진상전류 제어수단은, 진상 전류 통전이 필요하다고 판정되었을 경우에 진상전류의 통전제어에 의하여 엔진진동을 억제하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항에 있어서, 발전상태량은, 발전기의 소정 부위의 온도에 관련된 물리량을 포함하고, 판정수단은, 이 물리량에 기초하여 발전기가 저온상대인지 여떤지를 판정하는 것이고, 진상전류 제어수단은, 발전기가 저온상태라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 정지 내지 삭감하고, 발전기가 저온상태라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 실시 내지 증대하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제9항의 중의 어느 한 항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 고위직류 전원단과 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단을 개별적으로 접속하는 반도체 스위칭 소자로 된 상위측 스위치와, 고위직류 전원단 보다 저전위로 설정되는 저위직류 전원단과 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단을 개별적으로 접속하는 반도체 스위칭 소자로된 하위측 스위치를 구비한 정역 양방향 통전 개폐 회로와, 정역 양방향 통전 개폐 회로를 제어하는 제어기를 구비한 차랑용 발전장치.
(정정) 제1항 내지 제19항중의 어느 한 항에 있어서, 진상전류 제어수단은, 각각의 위상의 전기자 권선의 출력단 사이를 단락하는 복수의 반도체 스위칭 소자로 된 단락회로와, 반도체 스위칭 소자를 개폐제어하는 제어기를 구비한 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제1항에 있어서, AC-DC 전력 변환수단의 고위직류 전원단 및 저위직류 전원단의 적어도 한쪽과 전기자 권선의 출력단과의 전위차, 및 전기자전류의 적어도 한쪽을 검출하는 검출수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 전위차 및 전기자 전류의 적어도 한쪽에 기초하여 반도체 스위칭 소자의 개폐 타이밍을 설정하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제22항에 있어서, 반도체 스위칭 소자는, 전기자 전류를 검출하기 위한 전류검출 저항소자를 내장하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제20항에 있어서, 제어기는, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위이하로 되고 나서 소정기간 경과후 상위측 스위치를 차단하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 되고 나서 소정기간 경과후 하위측 스위치를 차단하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제20항에 있어서, 제어기는, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 되고 나서 소정기간 경과후 상위측 스위치를 도통하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위 이하로 되고나서 소정기간 경과후 하위측 스위치를 도통하는 것인 차량용 교류 발전장치.
(정정) 제21항에 있어서, 제어기는, 전기자 권선의 출력단의 전위가 고위직류 전원단의 전위 이하로 된후, 전기자 권선으로 진상전류를 유입시키는 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 도통하고, 전기자 권선의 출력단의 전위가 저위직류 전원단의 전위 이상으로 된 후, 전기자 권선으로부터 진상전류를 유출시키는 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 도통하고, 도통으로부터 소정시간후 단락회로의 반도체 스위칭 소자를 차단하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제20항 및 제21항중의 어느 한 항에 있어서, 동기발전기의 회전자의 회전 위상각을 검출하는 위상각 검출수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 회전 위상각에 기초하여 반도체 스위칭 소자의 개폐 동작시의 개폐타이밍을 제어하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제20항 내지 제27항중의 어느 한 항에 있어서, 반도체 스위칭 소자는 MOSFET로 된 것인 차량용 발전장치.
(정정) 제28항에 있어서, MOSFET는 SiC를 소재로하여 형성되된 차량용 발전장치.
(정정) 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하여 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자권선에 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계자전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어 수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 전기자 권선으로 진상전류를 통전제어하는 진상전류 제어수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은 진상전류를 서서히 변하게 하는 것인 차량용 발전장치.
(정정) 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하여 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자권선에 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계자천류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 엔진회전수의 변동에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단과, 전기자 권선으로 진상전류를 통전제어하는 진상전류 제어수단과, 전술한 물리량에 기초하여 엔진회전수의 변동의 대소를 판정하는 판정수단을 구비하고, 진상 전류 제어수단은 변동이크다고 판정 되었을 경우에 전기자 권선으로 진상전류를 통전하는 것임을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
(정정) 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하여 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자권선에 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류제어수단과, 계자전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 엔진진동에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단과, 전기자 권선으로 진상전류를 통전제어하는 진상전류 제어수단과, 전술한 물리량에 기초하여 엔진진동의 대소를 판정하는 판정수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은 진동이 크다고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로 진상전류를 통전하는 것임을 특징으로 하는 차량용 발전장치.
(정정) 계자속 발생용의 계자권선 및 발전출력 발생용의 전기자 권선을 구비하여 엔진에 의하여 구동되는 교류발전기와, 계자권선으로 통전하는 계자전류를 제어하는 계자전류 제어수단과, 계자전류 제어수단을 제어하여 발전기의 전압을 소정치로 제어하는 전압제어수단을 구비한 차량용 발전장치에 있어서, 발전기의 소정 부위의 온도에 관련된 물리량을 검출하는 검출수단과, 전기자 권선으로 진상전류를 통전 제어하는 진상전류 제어수단과, 전술한 물리량에 기초하여 발전기가 저온 상태인지 어떤지를 판정하는 판정수단을 구비하고, 진상전류 제어수단은, 발전기가 저온상태라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 정지 또는 삭감하고, 발전기가 저온 상태가 아니라고 판정되었을 경우에 전기자 권선으로의 진상전류의 통전을 실시 또는 증대하는 것임을 특징으로 하는 차량용 발전장치.