JPH02202400A - 自動車の同期発電機装置 - Google Patents
自動車の同期発電機装置Info
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- JPH02202400A JPH02202400A JP1321615A JP32161589A JPH02202400A JP H02202400 A JPH02202400 A JP H02202400A JP 1321615 A JP1321615 A JP 1321615A JP 32161589 A JP32161589 A JP 32161589A JP H02202400 A JPH02202400 A JP H02202400A
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- Japan
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- synchronous generator
- switch
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- heater
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
- G05D23/24—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor
- G05D23/2401—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature the sensing element having a resistance varying with temperature, e.g. a thermistor using a heating element as a sensing element
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
- B60L1/02—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to electric heating circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1438—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in combination with power supplies for loads other than batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
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- Control Of Charge By Means Of 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】
［産業上の利用分野］
本発明は自動車の同期発電機に係わり、詳細には大電力
を必要とする負荷に適した同期発電機に関する。
を必要とする負荷に適した同期発電機に関する。
［従来の技術］
本発明の譲受人に付与された合衆国特許第４．６７８，
９８２号に於ては自動車の同期発電機の固定子巻線に変
圧器が結合されており、これを用いて同期発電機が昇圧
電圧で動作するように調圧し同期発電機から大容量出力
電力が得られるようにしている。高電圧電力は固定子巻
線と変圧器の中間タップから取り出され自動車の主暖房
機を補足する電気式暖房機の加熱に使用され、一方間時
に通常の１４ボルト電力は例えば電灯、ラジオ等の通常
電力負荷に給電される。
９８２号に於ては自動車の同期発電機の固定子巻線に変
圧器が結合されており、これを用いて同期発電機が昇圧
電圧で動作するように調圧し同期発電機から大容量出力
電力が得られるようにしている。高電圧電力は固定子巻
線と変圧器の中間タップから取り出され自動車の主暖房
機を補足する電気式暖房機の加熱に使用され、一方間時
に通常の１４ボルト電力は例えば電灯、ラジオ等の通常
電力負荷に給電される。
しかしながら、先に参考として示した特許にしたがって
構成された装置では電圧の制約をうける。すなわち、同
期発電機と装置とを連結する変圧器のスイッチングを行
なう継電器が故障で中断することがありえて、その結果
通常電気負荷に電力を供給する蓄電池の信頼性に影響を
与えかねない事態が発生する。もしもこれが正しく修正
されないと蓄電池の過放電を起こすことになる。
構成された装置では電圧の制約をうける。すなわち、同
期発電機と装置とを連結する変圧器のスイッチングを行
なう継電器が故障で中断することがありえて、その結果
通常電気負荷に電力を供給する蓄電池の信頼性に影響を
与えかねない事態が発生する。もしもこれが正しく修正
されないと蓄電池の過放電を起こすことになる。
［発明の目的と要約］
本発明のひとつの目的は、通常の１４ボルト自動車負荷
に加えて風防ガラス加熱器および補助室内加熱器に電力
を供給するための改良された自動車用同期発電機装置を
提供することである。もうひとつの目的は、比較的廉価
であるが非常に高い信頼性を要求されしかも自動車の通
常運転には影響を与えない加熱装置に高電力を供給する
同期発電機装置を提供することである。
に加えて風防ガラス加熱器および補助室内加熱器に電力
を供給するための改良された自動車用同期発電機装置を
提供することである。もうひとつの目的は、比較的廉価
であるが非常に高い信頼性を要求されしかも自動車の通
常運転には影響を与えない加熱装置に高電力を供給する
同期発電機装置を提供することである。
本発明の概要は、昇圧または降圧変圧器が自動車の同期
発電機の固定子巻線に接続されており、少なくとも選択
されたひとつの動作モードにおいて同期発電機から大出
力を得るために電圧調整器が同期発電機を昇圧状態で運
転させるものである。
発電機の固定子巻線に接続されており、少なくとも選択
されたひとつの動作モードにおいて同期発電機から大出
力を得るために電圧調整器が同期発電機を昇圧状態で運
転させるものである。
本発明のひとつの特徴は、三種類の電圧が用意されてい
て、通常の１４ボルト負荷、高電力風防ガラス加熱器（
例えば７５ボルト）および補助室内加熱器（例えば３２
ボルトＰＴＣ加熱器）に給電できることである。
て、通常の１４ボルト負荷、高電力風防ガラス加熱器（
例えば７５ボルト）および補助室内加熱器（例えば３２
ボルトＰＴＣ加熱器）に給電できることである。
本発明のもうひとつの特徴は、装置のひとつの運転モー
ドとして７５ボルト加熱器の保温機能用に低電力（例え
ば３２ボルト）を供給するモードを備えていることであ
る。
ドとして７５ボルト加熱器の保温機能用に低電力（例え
ば３２ボルト）を供給するモードを備えていることであ
る。
本発明の更にもうひとつの特徴は、多重安全設計が盛り
込まれていることである、動作の種々の選択モードを切
り替える際にたとえスイッチの故障が生じても自動車の
通常負荷へ対する１４ボルトの供給は継続することであ
る。
込まれていることである、動作の種々の選択モードを切
り替える際にたとえスイッチの故障が生じても自動車の
通常負荷へ対する１４ボルトの供給は継続することであ
る。
本発明により提供される同期発電機装置のその他の目的
、特徴、長所および詳糸田な内容は、以下になされる本
発明の提供された実施例の詳細説明や添付図より明らか
となろう。
、特徴、長所および詳糸田な内容は、以下になされる本
発明の提供された実施例の詳細説明や添付図より明らか
となろう。
［実施例］
添付図に於て番号１０は本発明の提供された実施例に基
づく同期発電機装置を示す。従来型自動車用同期発電機
装置１２は三本の固定子巻線１４．１６および１８を有
し、出力線２０は巻線１４，１６の間に、出力線２２は
巻線１４．１８の間にそして出力線２４は巻線１６，１
８の間に接続されている。自動車エンジンと共に回転す
るように取り付けられた界磁巻線２６が従来より知られ
ているやり方で固定子巻線の近くに配置されており、直
流電流を界磁巻線２６に流しながら回転させることによ
り固定子巻線に電流が発生する。出力線２０．２２、お
よび２４は第一整流器３０に接続されており、その出力
線３２は第一スイッチＳＷ１および配線３４を経由して
調整器３６に接続されている。出力線２０．２２．２４
はそれぞれ線２０’ 、２２’ 、２４’ にも接続さ
れておりこれらは昇圧部３８ａと降圧部３８ｂとを有す
る昇圧降圧変圧器３８に接続されている。もし必要なら
ば図に示すような一体型装置ではなく、分離型の昇圧変
圧器および降圧変圧器を使用できることは理解されよう
。
づく同期発電機装置を示す。従来型自動車用同期発電機
装置１２は三本の固定子巻線１４．１６および１８を有
し、出力線２０は巻線１４，１６の間に、出力線２２は
巻線１４．１８の間にそして出力線２４は巻線１６，１
８の間に接続されている。自動車エンジンと共に回転す
るように取り付けられた界磁巻線２６が従来より知られ
ているやり方で固定子巻線の近くに配置されており、直
流電流を界磁巻線２６に流しながら回転させることによ
り固定子巻線に電流が発生する。出力線２０．２２、お
よび２４は第一整流器３０に接続されており、その出力
線３２は第一スイッチＳＷ１および配線３４を経由して
調整器３６に接続されている。出力線２０．２２．２４
はそれぞれ線２０’ 、２２’ 、２４’ にも接続さ
れておりこれらは昇圧部３８ａと降圧部３８ｂとを有す
る昇圧降圧変圧器３８に接続されている。もし必要なら
ば図に示すような一体型装置ではなく、分離型の昇圧変
圧器および降圧変圧器を使用できることは理解されよう
。
図に示すように昇圧部３８ａは出力線４０．４２．４４
を有しこれらはスイッチＳＷ２を介して第二整流器４６
に接続されている。スイッチＳＷ２は二本の出力線４２
．４４のみに接続されるように図示されているが必要で
あれば三本の全ての線に取り付けることも出来る。更に
もし必要であればスイッチを直流出力４８に取り付ける
ことも可能である。出力４８は例えば７５ボルト直流加
熱器４９のような抵抗式風防ガラス加熱器に接続される
。
を有しこれらはスイッチＳＷ２を介して第二整流器４６
に接続されている。スイッチＳＷ２は二本の出力線４２
．４４のみに接続されるように図示されているが必要で
あれば三本の全ての線に取り付けることも出来る。更に
もし必要であればスイッチを直流出力４８に取り付ける
ことも可能である。出力４８は例えば７５ボルト直流加
熱器４９のような抵抗式風防ガラス加熱器に接続される
。
降圧部３８ｂは出力線５０．５２．５４を有しこれらは
第三整流器５６に接続されその直流出力線５８は線３４
に接続されている。線３４は蓄電池６０および通常の抵
抗式自動車負荷６２に接続されている。
第三整流器５６に接続されその直流出力線５８は線３４
に接続されている。線３４は蓄電池６０および通常の抵
抗式自動車負荷６２に接続されている。
整流器３０からの直流出力線３２はまた、スイッチＳＷ
３を通して電気式提供加熱器６４にも接続されておりこ
れは好適に抵抗式加熱器の自己平衡型正温度係数（ＰＴ
Ｃ）を有し、補助室内加熱器として機能する。例えば好
適な加熱器が合衆国特許第４．２６４，８８８号に記載
されており、これは例えばチタン酸バリウムを添加した
ランタンのようなセラミック材で構成されていて、これ
らの物質は予め選択されている温度に加熱されると抵抗
を増加させるという顕著で特異な特性を示すように調整
されたものである。加熱器は複数の並行に延びる細い管
で形成されていてその中を暖められる空気が流れる。必
要に応じて制御回路６６を装置に導入して、例えば手動
始動スイッチ、水温等の好適な信号を人力とし、例えば
暖気速度制御、ファン速度制御、スイッチＳＷＩ、ＳＷ
２およびＳＷ３のオンオフ切り替え制御信号を出力する
事もできる。
３を通して電気式提供加熱器６４にも接続されておりこ
れは好適に抵抗式加熱器の自己平衡型正温度係数（ＰＴ
Ｃ）を有し、補助室内加熱器として機能する。例えば好
適な加熱器が合衆国特許第４．２６４，８８８号に記載
されており、これは例えばチタン酸バリウムを添加した
ランタンのようなセラミック材で構成されていて、これ
らの物質は予め選択されている温度に加熱されると抵抗
を増加させるという顕著で特異な特性を示すように調整
されたものである。加熱器は複数の並行に延びる細い管
で形成されていてその中を暖められる空気が流れる。必
要に応じて制御回路６６を装置に導入して、例えば手動
始動スイッチ、水温等の好適な信号を人力とし、例えば
暖気速度制御、ファン速度制御、スイッチＳＷＩ、ＳＷ
２およびＳＷ３のオンオフ切り替え制御信号を出力する
事もできる。
上記の装置はスイッチ位置に応じて、多数の動作モード
を備えておりこれらは以下の表１．に示されている。
を備えておりこれらは以下の表１．に示されている。
上記の値は、２．３対１昇圧および２．３対１降圧変圧
器３８を使用し等価な直流に整流された場合の近似値を
示す。例えば表の中に３ＰＨ３２Ｖと表示されている場
合には、これは三相交流電圧で整流後の値がほぼ直流３
２Ｖに等しいことを意味する。変圧器の変圧比率および
電圧値は必要に応じて最適なものを選べばよい。スイッ
チＳＷＩが開路の時は、自動車負荷に対する直流１４ボ
ルト電圧は２．３対１降圧変圧器３８ｂおよび整流器５
６を経由して供給される。これはスイッチＳＷＩがオー
プンであることで同期発電機１２は電圧電流曲線（第２
図）の高電力出力モード中の３２ボルトで運転している
ことを意味する。このモードに於て同期発電機の速度が
十分高速である間は、より高い電力を風防ガラス加熱器
４９（例えば７５ポルト）またはＰＴＣ補助加熱器６４
（例えば３２ボルト）に供給できる。
器３８を使用し等価な直流に整流された場合の近似値を
示す。例えば表の中に３ＰＨ３２Ｖと表示されている場
合には、これは三相交流電圧で整流後の値がほぼ直流３
２Ｖに等しいことを意味する。変圧器の変圧比率および
電圧値は必要に応じて最適なものを選べばよい。スイッ
チＳＷＩが開路の時は、自動車負荷に対する直流１４ボ
ルト電圧は２．３対１降圧変圧器３８ｂおよび整流器５
６を経由して供給される。これはスイッチＳＷＩがオー
プンであることで同期発電機１２は電圧電流曲線（第２
図）の高電力出力モード中の３２ボルトで運転している
ことを意味する。このモードに於て同期発電機の速度が
十分高速である間は、より高い電力を風防ガラス加熱器
４９（例えば７５ポルト）またはＰＴＣ補助加熱器６４
（例えば３２ボルト）に供給できる。
スイッチＳＷ１が閉路されると同期発電機１２は通常１
４ボルトの公称出力で運転される。この条件下で暖気（
風防ガラス加熱器４９の弱加熱）運転が可能であって、
その場合スイッチＳＷＩを閉じた状態でスイッチＳＷ２
を閉じることにより１４ボルトが３２ボルトに昇圧され
る。スイッチＳＷ１が閉じられたときは降圧変圧器３８
ｂは低い電圧（例えば三相交流６ボルト）を整流器５６
に供給しこれを非導通状態として、全ての自動車負荷に
対する１４ボルト電力が整流器３０を通って供給される
ようにする。
４ボルトの公称出力で運転される。この条件下で暖気（
風防ガラス加熱器４９の弱加熱）運転が可能であって、
その場合スイッチＳＷＩを閉じた状態でスイッチＳＷ２
を閉じることにより１４ボルトが３２ボルトに昇圧され
る。スイッチＳＷ１が閉じられたときは降圧変圧器３８
ｂは低い電圧（例えば三相交流６ボルト）を整流器５６
に供給しこれを非導通状態として、全ての自動車負荷に
対する１４ボルト電力が整流器３０を通って供給される
ようにする。
スイッチＳＷＩ、ＳＷ２およびＳＷ３は制御回路６６か
らの指令で駆動される継電器で構成することも可能であ
り、また無負荷状態に於て同期発電機の界磁電圧２６を
瞬時にオフとする指令によって切り替えることもできる
。制御回路６６はさきに述べたように手動始動スイッチ
、水温等を含む種々の信号を入力とし、暖気速度制御、
ファン速度制御、スイッチＳＷＩ、ＳＷ２．ＳＷ３のオ
ンオフ切り替え等を含む好適な出力を供給できる。
らの指令で駆動される継電器で構成することも可能であ
り、また無負荷状態に於て同期発電機の界磁電圧２６を
瞬時にオフとする指令によって切り替えることもできる
。制御回路６６はさきに述べたように手動始動スイッチ
、水温等を含む種々の信号を入力とし、暖気速度制御、
ファン速度制御、スイッチＳＷＩ、ＳＷ２．ＳＷ３のオ
ンオフ切り替え等を含む好適な出力を供給できる。
本発明に従って製作された装置は、同期発電機の回転数
が維持されている間は１０００ワツトを直流１４ボルト
自動車負荷に供給する一方で２０００ワツトを室内そし
てｌまたは風防ガラス加熱器に供給できる。優れている
点として、スイッチＳＷＩが故障して開路または閉路状
態となっても、好適な同期発電機速度が維持されている
間は通常の１４ボルトを自動車負荷に供給できるので蓄
電池の放電が避けられる。
が維持されている間は１０００ワツトを直流１４ボルト
自動車負荷に供給する一方で２０００ワツトを室内そし
てｌまたは風防ガラス加熱器に供給できる。優れている
点として、スイッチＳＷＩが故障して開路または閉路状
態となっても、好適な同期発電機速度が維持されている
間は通常の１４ボルトを自動車負荷に供給できるので蓄
電池の放電が避けられる。
加熱器４９．６４は図では接地されているが、必要であ
れば二線入力を用いて正または負の直流バイアスを掛け
られることも理解されよう。さらに回路に示される種々
の部品に対して好適な容量性保護回路が具備されること
も理解されよう。
れば二線入力を用いて正または負の直流バイアスを掛け
られることも理解されよう。さらに回路に示される種々
の部品に対して好適な容量性保護回路が具備されること
も理解されよう。
本発明を明らかにする目的で、新規でがっ改善された同
期発電機装置に付いて提出された実施例に基づき詳細に
記述したが、記述された実施例の改変等は添付の特許請
求の範囲に含まれるものと考えることを理解されたい。
期発電機装置に付いて提出された実施例に基づき詳細に
記述したが、記述された実施例の改変等は添付の特許請
求の範囲に含まれるものと考えることを理解されたい。
第１図は、通常の自動車負荷、ＰＴＣ補助自動車室内加
熱器および風防ガラス加熱器で使用される同期発電機装
置の構成図； 第２図は、典型的な自動車同期発電機のいくっがの同期
発電機速度における電圧対電流を示すグラフ図； 第３図は、第２図に示すものと同じ同期発電機の各同期
発電機速度に於ける電力対電流の関係を示すグラフ図で
ある。 ［符号の説明］ １０・・・同期発電機装置、 １２・・・自動車登載同期発電機、 １４、１６．１８・・・固定子巻線、２６・・・界磁巻
線、３０、４６．５６・・・整流器、３６・・・電圧調
整器、３８・・・昇圧降圧変圧器、３８ａ・・・昇圧部
３８ｂ・・・降圧部、４９・・・風防ガラス加熱器、６
０・・・蓄電池、６２・・・通常の抵抗式自動車負荷、
６４・・・電気式抵抗加熱器、６６・・・制御回路。
熱器および風防ガラス加熱器で使用される同期発電機装
置の構成図； 第２図は、典型的な自動車同期発電機のいくっがの同期
発電機速度における電圧対電流を示すグラフ図； 第３図は、第２図に示すものと同じ同期発電機の各同期
発電機速度に於ける電力対電流の関係を示すグラフ図で
ある。 ［符号の説明］ １０・・・同期発電機装置、 １２・・・自動車登載同期発電機、 １４、１６．１８・・・固定子巻線、２６・・・界磁巻
線、３０、４６．５６・・・整流器、３６・・・電圧調
整器、３８・・・昇圧降圧変圧器、３８ａ・・・昇圧部
３８ｂ・・・降圧部、４９・・・風防ガラス加熱器、６
０・・・蓄電池、６２・・・通常の抵抗式自動車負荷、
６４・・・電気式抵抗加熱器、６６・・・制御回路。
Claims (3)
- （１）原動機と複数の電気負荷、原動機で駆動される界
磁巻線を有し上記負荷に電力を供給する同期発電機、界
磁巻線の励磁を制御するための電圧調整器、必要に応じ
て同期発電機から供給される電力の補助をしたり始動時
に原動機を回転するための蓄電池とを有する自動車で使
用される同期発電機装置であって、三本の巻線を備えた
固定子を有する同期発電機と、互いに接続されて三本の
出力線に三相出力を出力する巻線と、その直流出力線が
第一スイッチを介して複数の電機負荷および蓄電池を含
む回路に接続されている第一整流器に接続された出力線
と、また昇圧変圧器および降圧変圧器にも接続された三
本の出力線と、第二整流器に接続された昇圧変圧器の出
力と、風防ガラス加熱器に接続された第二整流器の出力
と、昇圧変圧器の出力に接続され昇圧変圧器の出力をオ
ンオフするように適合されている第二スイッチと、その
出力が電気負荷に接続されている第三整流器に接続され
た降圧変圧器の出力と、降圧変圧器の出力が予め選択さ
れた最低値以下の場合に非導通となるように適合された
第三整流器とで構成されており、前記直流出力線が第三
スイッチを介して電気式抵抗加熱器にも接続され、回路
に対して選択された電圧レベルを供給するために電圧調
整器が同期発電機界磁の励磁レベルを制御することを特
徴とする同期発電機装置。 - （２）請求項第一項に記載の自動車に於て、第一および
第二スイッチが閉路で第三スイッチが開路状態の時に、
約１４ボルトを複数の電気負荷を含む回路に供給し、降
圧変圧器は予め定められた最低値以下となり、昇圧変圧
器は直流で約３２ボルトと等価な出力を供給するように
、調整器が同期発電機を制御する事を特徴とする前記同
期発電機装置。 - （３）請求項第二項に記載の自動車に於て、風防ガラス
加熱器の定格が直流で約７５ボルトであることを特徴と
する前記同期発電機装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/284,207 US4950972A (en) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | Alternator system for automotive vehicles |
| US284207 | 1988-12-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02202400A true JPH02202400A (ja) | 1990-08-10 |
| JP2774847B2 JP2774847B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=23089295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1321615A Expired - Lifetime JP2774847B2 (ja) | 1988-12-14 | 1989-12-13 | 自動車の同期発電機装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4950972A (ja) |
| EP (1) | EP0373805B1 (ja) |
| JP (1) | JP2774847B2 (ja) |
| DE (1) | DE68905450T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0311999A (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | 充電発電装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5523547A (en) * | 1994-04-11 | 1996-06-04 | Ford Motor Company | System for diverting electric current to an electrical load |
| US5834854A (en) * | 1995-09-21 | 1998-11-10 | Ford Motor Company | Motor vehicle electrical system |
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