JPH0475429A - 車両用電源装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、蓄電池に電力を供給するとともに、発電機の
発生する交流電流を昇圧して、蓄電池に供給する電圧よ
り高い電圧によって作動する負荷にも電力を供給する車
両用電源装置に関する。

［従来の技術］ 従来技術として、実開昭５５−１７８２４６号公報に開
示された技術が知られている。

この技術は、発電機の発生する交流電圧を、蓄電池の電
圧系（低電圧系）と、蓄電池よりも電圧値の高い電圧系
（高電圧系）とに分けて供給するもので、発電機の発電
量は、蓄電池の電圧値が、常に適切な範囲内になるよう
に制御されていた。

なお、発電機の発電能力は、高電圧系の消費電力を補う
ために、大きな能力とされている。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら、従来の技術は、高電圧系の電気負荷をＯ
ＦＦ　した直後など、発電機は大きな電力を発生する場
合が有る。すると、発電機の発生した大きな電力は、低
電圧系に供給される。

このため、従来の技術では、低電圧系に使用される配線
類やヒユーズを、発電機の発電最大電流に対応させる必
要が生じる。この結果、低電圧系に使用される配線類の
線径やヒユーズ体格が増大し、配線類やヒユーズがコス
トアップする問題点を有していた。

本発明の目的は、低電圧系に加わる最大電流値を抑え、
配線類の線径やヒユーズ体格を小さくし、配線類やヒユ
ーズのコストを抑えることの可能な車両用電源装置の提
供にある。

Ｖ課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、車両用電源装置は、次の
２つの技術的手段を採用する。

（第１発明） 第１発明の車両用電源装置は、電機子コイル、および供
給される電流量に応じて磁界を形成し、前記電機子コイ
ルの発生する電力を調節する励磁コイルからなる発電機
と、前記電機子コイルの発生する交流電流を直流電流に
変換する整流装置と、この整流装置で整流された直流電
圧によって充電される蓄電池と、この蓄電池に充電され
た電圧によって作動する第１電気負苛と、前記電機子コ
イルの発生する交流電圧を昇圧する昇圧手段と、この昇
圧手段によって昇圧された交流電圧、あるいは、この交
流電圧を整流した直流電圧によって作動する第２電気負
荷と、この第２電気負荷の作動状態を検出し、前記第２
電気負荷の作動が停止しているときに前記励磁コイルに
供給される電流量を抑制する制御回路とを具備する。

（第２発明） 第２発明の車両用電源装置は、電機子コイル、および供
給される電流量に応じて磁界を形成し、前記電機子コイ
ルの発生する電力を１節する励磁コイルからなる発電機
と、前記電機子コイルの発生する交流電流を直流電流に
変換する整流装置と、この整流装置で整流された直流電
圧によって充電される蓄電池と、この蓄電池に充電され
た電圧によって作動する第１電気負荷と、前記電機子コ
イルの発生する交流電圧を昇圧する昇圧手段と、この昇
圧手段によって昇圧された交流電圧、あるいはこの交流
電圧を整流した直流電圧によつ゛Ｃ作動する第２電気負
荷と、前記蓄電池や前記第１電気負荷へ供給される電流
値を検出し、この電流値が所定電流値を越えないように
前記励磁コイルに供給される電流量を制御する制御回路
とを具備する。

［作用および発明の効果］ （第１発明の作用および効果） 制御回路は、第２電気負荷の消費電力が小さい時、ある
いは第２電気負荷の作動が停止している時は、励磁コイ
ルに供給される電流量を抑制し、発電機の発電量を抑え
る この結果、第１電気負荷および蓄電池が配された低電圧
系に、第２電気負荷を作動させるべき大電流が流れるの
が防がれる。つまり、低電圧系は、第１電気負荷と第２
電気負荷との両方を作動させるための大電流は流れず、
低電圧系に使用される配線類の線径やヒユーズ体格を小
さくして、配線類やヒユーズのコストを抑えることがで
きる。

（第２発明の作用および効果） 制御回路は、低電圧系に供給される電流値が、所定の電
流値を越えないように励磁コイルに供給される電流量を
制御している。

この結果、第１電気負荷および蓄電池が配された低電圧
系に、第１電気負荷と第２電気負荷との両方を作動させ
るための大電流は流れない。このため、低電圧系に使用
される配線類の線径やヒユーズ体格を小さくして、配線
類やヒユーズのコストを抑えることができる。

［実施例］ 次に、本発明の車両用電源装置を１図に示す一実施例に
基づき説明する。

（第１実施例の構成） 第１図および第２図は第１発明の実施例を示すもので、
第１図は車両用電源装置の電気回路図、第２図は制御回
路の電気回路図である。

車両用電源装置１は、発電機２の発生した電力を、第１
電気負荷３や蓄電池４の接続された低電圧系と、第２電
気負荷５が接続された高電圧系とに出力する。なお、第
１電気負荷３は、例えば照明装置類、ラジオなどのオー
ディオ類、スタータ、空気調和装置類、ワイパーなど、
約１２Ｖまたは約２４Ｖの電圧で作動する電装品で、１
０００Ｗはどの最大電力を要求する。また、第２電気負
荷５は、例えば車両のフロントガラスに蒸着された透明
抵抗体で、例えば７０Ｖ、１５００Ｗの高電圧、大電力
で駆動されて、フロントガラスの雪や霜を溶かすもので
ある。

発電機２は、エンジン（図示しない）によって回転駆動
される励磁コイル６と、３相の電機子コイル（図示しな
い）を、Ｙ結線あるいはΔ結線したものを備え、励磁コ
イル６の回転速度および励磁コイル６の通電量に応じた
交流の起電力を発生する。なお、発電機２の最大発電能
力は、第１電気負荷３の最大消費電力（１００ＯＷ　）
と第２電気負荷５の消費電力（１５００Ｗ　）とを加算
した電力（例えば２５００Ｗ　）を発生できるように設
けられている。

電機子コイルの発生した交流電流の一部は、発電機２内
に内蔵された第１整流装置（図示しない）によって直流
電流に変換され、ヒユーズ７を介して第１電気負荷３や
蓄電池４、励磁コイル６に出力される。

また、電機子コイルの発生した交流電流は、第１整流装
置以外の昇圧手段８にも出力される。昇圧手段８は、電
機子コイルの発生した交流電圧を約７０Ｖの高電圧に昇
圧する変圧器である。昇圧手段８で昇圧された交流電圧
は、第２整流装置９によって直流電流に変換され、リレ
ースイッチ１０の開閉状態に応じて第２電気負荷５へ供
給、停止される。

このリレースイッチ１０の開閉を行うリレーコイル１）
は、低電圧系に接続され、車両乗員に手動操作される操
作スイッチ１２の開閉によって、０Ｎ−ＯＦＦする。

発電機２の励磁コイル６は、通電量に応じて発電機２の
発電能力を調節するもので、励磁コイル６の通電量は、
制御回路１３によって制御される。

なお、励磁コイル６と並列に接続された符号１４は、フ
ライホイールダイオードである。

制御回路１３は、蓄電池４の電圧が所定電圧以下に低下
していて、かつ第２電気負荷５が作動しているときに、
励磁コイル６の通電率を最大で１００％にする。また、
蓄電池４の電圧が所定電圧以下に低下していても、第２
電気負荷５が作動していないときは、励磁コイル６の通
電率を最大で５０％にする。さらに、蓄電池４の電圧が
所定電圧よりも高い場合は、第２電気負荷５の作動状態
に関係なく励磁コイル６の通電率を０％にするものであ
る。

制御回路１３の具体的な構成を第２図に示す。−制御回
路１３は一スイッチング素子であるトランジスタ１５の
作動によって励磁コイル６の通電量を制御するもので、
このトランジスタ１５は、ベースに接続されたアンド回
路１６の出力によって作動が制御される。アンド回路１
６は、蓄電池４の電圧値を検出し、電圧値が所定電圧以
下となるとｌｌｉの出力を発生する比較器１７の出力と
、旧とＬｏｗとの割合が５０％のフィリップフロップ１
８の出力とを入力している。このため、蓄電池４の電圧
が所定電圧値以下に低下すると、トランジスタ１５の通
電割合が最大で５０％となり、結果的に励磁コイル６の
通電率が最大で５０％になる。

また、制御回路１３は、第２電気負荷５の作動状態を検
出するために、リード！１９によって操作スイッチ１２
の０Ｎ−ＯＦＩ’状態を検出する。このリード線１９は
、フィリップフロップ１８の出力側に接続され、アンド
回路１６に入力されている。この結果、第２電気負荷５
が作動し、蓄電池４の電圧が所定電圧値以下に低下する
と、トランジスタ１５の通電割合がフィリップフロップ
１８の作動に関係なく最大て１００　％となり、励磁コ
イル６の通電率が最大で１００％になる。

なお、第２図に示す符号２０〜２４は抵抗体、符号２５
はツェナーダイオード、符号２６．２７はダイオードを
示す。また、符号２８は励磁コイル６に接続される端子
、符号２９はアース端子、符号３０は蓄電池４に接続さ
れる端子、符号３１はリレーコイル１）に接続される端
子である。

（実施例の作動） 次に、上記実施例の作動を簡単に説明する。

イ）操作スイッチ１２がＯＮの場合。

車両乗員によって操作スイッチ１２がＯＮされると、リ
レーコイル１）が通電され、リレースイッチ１０がＯＮ
する。このため、発電１！２の発電状態に応じて第２電
気負荷５が作動する。

発電機２は、蓄電池４の充電状態に応じて作動する。つ
まり、第１電気負荷３の作動状態によって、蓄電池４の
電圧が所定電圧以下に低下すると、比較器１７が旧の出
力を発生する。操牛スイッチ１２がＯＮされているとき
は、常にリード線１９によってアンド回路１６の一方は
、旧の信号が入力されているため、比較器１７が旧の出
力を発生すると、アンド回路１６がＨｌの出力を発生し
てトランジスタ１５をＯＮＬ、励磁コイル６を最大で１
００％の通電率で通電する。

励磁コイル６が１００％の通電率で通電されると、電機
子コイルは、約２５００Ｗの電力を発生する。そして、
発生した電力のうち約１５００Ｗが第２電気負荷５の作
動に使用され、残りの約１０００Ｗの電力が低電圧系の
第１電気負荷３や蓄電池４に印加される。

低電圧系には、第１電気負荷３の消費電力よりも大きな
電力が供給されるた５め、蓄電池４が充電される。そし
て、蓄電池４の電圧値が所定値よりも上昇すると、比較
器１７の出力がＬｏｗに反転し、アンド回路１Ｂの出力
もＬｏｗに反転し、トランジスタ１５がＯＦｊ　Ｌ、励
磁コイル６の通・電が停止される。

この結果、電機子コイルは電力を発生しなくなる。

つまり、蓄電池４の電圧が低下すると、発電機２を最大
で１００％の発電能力で駆動して第２電気負荷５を作動
する。

口〉操作スイッチ１２が叶Ｆの場合。

操作スイッチ１２が叶Ｆ状態では、リレーコイル１）の
通電が停止されて、リレースイッチ１０がＯＦＦ状態と
なる。このため、発電機２の発電に関係なく第２電気負
荷５は作動しない。

そして、第１電気負荷３の作動状態によって、蓄電池４
の電圧が所定電圧以下に低下すると、比較器１７がＨｌ
の出力を発生する。一方、フィリップフロップ１８は常
に５０％の割合で旧−ＬＯＷを繰り返しており、トラン
ジスタ１５を最大で５０％の導通割合でＯＮＬ、励磁コ
イル６を最大で５０％の通電率で通電させる。

励磁コイル６が５０％の通電率で通電されると、電機子
コイルは、約１２５０Ｗの電力を発生する。そして、発
生した電力は、低電圧系に印加されて、一部第１電気負
荷３の作動に便用され、残りの電力が蓄電池４に印加さ
れる。

第１電気負荷３は、最大消費電力が１００ＯＷであるた
め、第２電気負荷５で使用されない過剰な電力によって
蓄電池４が充電される。そして−蓄電池４め電圧値が所
定値よりも上昇すると、比較器１７の出力が１−０ｗに
反転し、アンド回路１６の出力もＬｏｗに反転し、トラ
ンジスタ１５が叶「し、励磁コイル６の通電が停止され
る。この結果、電機子コイルは電力を発生しなくなる。

つまり、蓄電池４の電圧が低下すると、発電機２を最大
で５０％の発電能力で駆動し、蓄電池４の電圧が上昇す
ると、発電機２の発電を停止している。

（実施例の効果） 本実施例の車両用電源装置ｌは、第２電気負荷５が作動
するときのみ、発電機２の発電能力を１００％とするが
、第２電気負荷５が作動しないときは、発電ｆｉ２の発
電能力は最大で５０％となる。

そして、第２電気負荷５が作動するときは、低電圧系に
は、約１０００Ｗの電力が供給され、第２電気負荷５が
作動しないときでも、最大的１２５０Ｗの電力しか供給
されない。

つまり、本実施例の車両用電源装置１は、第１電気負荷
３および蓄電池４が配された低電圧系に、第２電気負荷
５を作動させ得る電流が流れるのが防がれる。このため
、低電圧系には、第１電気負荷３と第２電気負荷５との
両方を作動させるための大電流は流れず、低電圧系に使
用される配線類の線径やヒユーズ７の体格を小さくして
、配線類やヒユーズ７のコストを抑えることができる。

また、第２電気負荷５を搭載する車両と、搭載しない車
両に対して、低電圧系に使用されるヒユーズ７や配線類
を共通に使用でき、量産性に優れる効果も有する。

なお、第２電気負荷５の作動状態を検出する検出手段と
して操作スイッチ１２の０Ｎ−ＯＦｒ状態を検出した例
を示したが、高電圧系の電圧を検出するなど、他の手段
によって第２電気負荷５の作動状態を検出しても良い。

また、第２電気負荷５の使用電力を可変するように設け
ても良い。その場合は、第２電気負荷５の使用電力に応
じて、励磁コイル６の通電量を制御し、発電ｌｌ！２の
発電量を抑制しても良い。

（第２実施例） 第２実施例は第２発明を示すもので、第３図は車両用電
源袋！１の電気回路図、第４図は制御回路１３の電気回
路図である。なお、前記実施例と同一符号は、同−機能
物を示す。

本実施例の制御回路１３は、低電圧系に供給される電流
値を検出する検出手段３２を備える。検出手段３２の出
力は、増幅手段３３で増幅された後、第２比較器３４の
マイナス入力側に出力される。この第２比較器３４のプ
ラス側には、基準電圧ｖＯが印加されている。そして、
第２比較器３４の出力は、アンド回路１６に入力されて
いる。

この結果、低電圧系に供給される電流値が、所定電流値
よりも低いときは、第２比較器３４の出力がＨｌの状態
にあるので、励磁コイル６は、比較器１７の出力状態、
つまり蓄電池４の電圧値に応じて通電制御される。

また、低電圧系に供給される電流値が所定電流値に達す
ると、第２比較器３４の出力がＬｏｗになるため、アン
ド回路１６の出力は蓄電池４の電圧にかかわらずＬｏｗ
となり、トランジスタ１５をＯＦＦ　して、励磁コイル
６の通電を停止し、電機子コイルの発゛亀を停止する。

この結果、第２電気負荷５の作動状態にかかわらず、低
電圧系には、第１電気負荷３と第２′８気負荷５との両
方を作動させるための大電流は流れない。このため、低
電圧系に使用される配線類の線径やヒユーズ７の体格を
小さくして、配線類やヒユーズ７のコストを抑えること
ができる。

なお、符号３５は励磁コイル検出手段３２に接続される
端子である。

（変形例） 本実施例では第２電気負荷の一例として、フロントガラ
スに蒸着した透明電極を示したが、例えば車室内に吹き
出す空気を加熱する電気ヒータや、空気調和装置や寒冷
地においてエンジン吸入空気を加熱する電気ヒータなど
、大きな電力を使用する電気負荷に適用しても良い。

発電機の発電した交流電流を第２整流装置で直流電流に
変換した後に第２電気負荷へ供給した例を示したが、使
用する第２電気負荷によっては、整流することなく交流
のまま印加しても良い。

制御回路を比較器やロジック回路を用いて構成した例を
示し７たか、マイクロコンピュータを使用するなど、他
の回路構成ても良い。

第２電気負荷を１つ設けた例を示したが、第２電気負荷
を複数設けても良い。

なお、実施例中に示した数値は、説明のために用いたも
ので、本発明は実施例中の数値に限定されるものではな
い。

である。

図中 １・・車両用電源装置 ３・第１電気負荷 ５・・・第２電気負荷 ８・・・昇圧手段 代 理 人 石 黒 ２・・・発電機 ４　・蓄電池 ６・・励磁コイル １３・・制御回路 健

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第１発明を適用した第１実施例を
示すもので、第１図は車両用電源装置の電気回路図、第
２図は制御回路の電気回路図である。 また第３図および第４図は第２発明を適用した第２実施
例を示すもので、第３図は車両用電源装置の電気回路図
、第４図は制御回路の電気回路図第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ−１）電機子コイル、および供給される電流量
   に応じて磁界を形成し、前記電機子コイルの発生する電
   力を調節する励磁コイルからなる発電機と、 （ｂ−１）前記電機子コイルの発生する交流電流を直流
   電流に変換する整流装置と、 （ｃ−１）この整流装置で整流された直流電圧によって
   充電される蓄電池と、 （ｄ−１）この蓄電池に充電された電圧によって作動す
   る第１電気負荷と、 （ｅ−１）前記電機子コイルの発生する交流電圧を昇圧
   する昇圧手段と、 （ｆ−１）この昇圧手段によって昇圧された交流電圧、
   あるいはこの交流電圧を整流した直流電圧によって作動
   する第２電気負荷と、 （ｇ−１）この第２電気負荷の作動状態を検出し、前記
   第２電気負荷の作動状態に応じて前記励磁コイルに供給
   される電流量を抑制する制御回路とを具備する車両用電
   源装置。 ２）（ａ−２）電機子コイル、および供給される電流量
   に応じて磁界を形成し、前記電機子コイルの発生する電
   力を調節する励磁コイルからなる発電機と、 （ｂ−２）前記電機子コイルの発生する交流電流を直流
   電流に変換する整流装置と、 （ｃ−２）この整流装置で整流された直流電圧によって
   充電される蓄電池と、 （ｄ−２）この蓄電池に充電された電圧によって作動す
   る第１電気負荷と、 （ｅ−２）前記電機子コイルの発生する交流電圧を昇圧
   する昇圧手段と、 （ｆ−２）この昇圧手段によって昇圧された交流電圧、
   あるいはこの交流電圧を整流した直流電圧によって作動
   する第２電気負荷と、 （ｇ−２）前記蓄電池や前記第１電気負荷へ供給される
   電流値を検出し、この電流値が所定電流値を越えないよ
   うに前記励磁コイルに供給される電流量を制御する制御
   回路と を具備する車両用電源装置。