JPS5893449A

JPS5893449A - 車両用発電装置

Info

Publication number: JPS5893449A
Application number: JP56192071A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Ito; 忠彦伊東; Akira Takahashi; 晃高橋
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1983-06-03

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】本発明は、車両用の発電装置に関する。

従来上り、例えば自動車の内燃機関に連動して発電機を
作動させ、この発電機によって発電された電力をバッテ
リに充電することが行なわれている。

しかしながら、従来の車両用発電装置では、内燃機関の
トルク変動による影響を全く考慮することなく、発電を
行なっているので、十分な発電効率が得られないという
問題点があり、更にそのような発電装置では、トルク変
動に起因して振動が発生するという問題点がある。

本発明は、これらの問題点を解決しようとするもので、
トルク変動を低減させるような発電手段を用いることに
より、トルク変動の低減化と高い発電効率とを得られる
ようにした車両用発電装置を提供することを目的とする
。

このため、本発明の車両用発電装置は、内燃機関のクラ
ンク軸に連動する発電機をそなえ、同発電機の出力ピー
クが上記クランク軸のトルク変動のピークに同期するよ
うに、上記発電機の電機子および磁極の取付位置が上記
クランク軸の回転位相に対して決定されでいることを特
徴としでいる。

また、本発明の車両用発電装置は、内燃機関のクランク
軸に連動する発電機をそなえ、上記クランク軸のトルク
変動に同期して上記発電機のフィールド電流を調整制御
すべく、上記クランク軸の回転位相を検出するセンサと
、同センサからの信号を受けて上記発電機のフィールド
電流を制御する制御回路とが設けられたことを特徴とし
でいる。

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜３図は本発明の第１実施例としての車両用発電装
置を示すもので、第１図はその概略構成図、第２図（ａ
）はその発電機の電機子と磁極との取付位置を説明する
ための電気回路図、第２図（ｂ）はその他の発電機の電
機子と磁極との取付位置を説明するための電気回路図、
第３図（ａ）、（ｂ）はいずれもその作用を説明するた
めのグラフである。

第１図に示すように、内燃機関１の出力軸２には、発電
Ｊ１１３が接続されており、これにより発電８１３は内
燃機関１のクランク軸に連動するようになっている。

ところで、この内燃機関１は４つの気＠　Ｉ　、ＩＩ、
ＩＩＬＴＶをそなえでおり、その点火順序は＄１．３．
４．２気筒の順序である。そして各気筒は、第３図（ａ
）に実線で示すように、その爆発行程で最大のトルクを
発生するため、この発生トルクは第３図（ａ）に実線で
示すように時間的に変動し、このトルク変動が振動発生
の原因となっている。

そこで、本装置では、発電機３の電機子（アーマチュア
）４と磁ｔｆｉ（フィールド）５との取付位置を、クラ
ンク軸の回転位相に対し次のように決定することにより
、トルク変動の低減と発電効率の向上とをはかっでいる
。

すなわち、第３図（ａ）＝（ｂ）に示すごとく、クラン
ク軸のトルク変動のピークに発電Ｉ１３の出力ピーク（
発電１ｆ１３の消費トルクのピーク）が同期するように
、発電＃１３の電機子４と磁極５との相対的な取付位置
が決定されでいるのである。

例えば、回転電機子４と固定磁極５とを有する発電機３
を、この４気筒内燃慨関１に連動させた場合は、第２　
閃（ａ）に示すように、回転電機子４と固定磁極５とを
２対設け、気筒内のピストンが上死点になったと−きに
、同じく第２図（、）に示すように電機子４と磁極５と
がそれぞれ対向するごとく、これらの部材４．５の取付
位置が決定される。

また、固定電機子４と回転磁極５とを有する発電機３を
同じくこの４気筒内燃機関１に連動させた場合も、＄２
図（ａ）に示す発電Ｊｆ１３と同様、第２図（ｂ）に示
すように、固定電機子４と回転磁極５とをそれぞれ２対
設け、気筒内のピストンが上死点になったと料乙同じく
第２図（ｂ）に示すように電機子４と磁極５とが対向す
るごとく、これらの部材４．５の取付位置が決定される
。

なお、第２図（＆）、（ｂ）中の符号６は、フィールド
電流（界磁電流）を変えて発電電圧を調整しうるレギュ
レータを示しでいる。

また、図示しないが発電１９１３の出力端は、バッテリ
に接続されており、発電電力をバッテリに充電でかるよ
うになっている。

上述のごとく発電１ｆ１３の電機子４と磁極５との取付
位置がクランク軸の回転位相に対して決定されでいるの
で、発電機３の消費トルク変動を第３図（ｂ）に示すよ
うに出力トルク変動に合わせることができ、これにより
発電機３の発電効率をあげることができるとともに、出
力トルク変動を第３図（ａ）に破線で示すように低減で
きるのである。

なお、第３図においで、符号ｔ＋ｗｔｚｅｔｓおよびｔ
４は、それぞれ第１気筒Ｉ、第３気筒ＩＩＩ、第４気筒
ＩＶおよび第２気筒ＩＩの各ピストンが上死点にきて最
大トルクを発生する時間を示しで塾；る。

６気筒内ｍ機関に発電８！Ｊ３を連動させる場合は、電
機子４おより磁極５を３対設け、それぞれ１２０°ずつ
間隔をあけて取付ければ、発電機３の出力ピークとトル
ク変動のピークとを同期させることかで鯵、これにより
４気曽内燃槻Ｉｌｌの場合と同様に、トルク変動の低減
と発電効率の向上とを共にはかることがで終る。

絡４，５図は本発明の第２実施例としての車両用発電装
置を示すもので、第４図はその発電機の電気回路図１．
第５図（ＪＲ）〜（ｄ）はいずれもその作用を説明する
ためのグラフである。

この第２実施例は、４気筒内燃４１関１のクランク軸に
連動する発電機３′のフィールド電流を、クランク輪の
トルク変動と同期して連続的に増減させるごとく調整制
御で終るようにしたもので、このためにまずクランク軸
の回啄位相を検出するためのセンサ７が設けられている
。

また、制御回路１０が設けられでおり、この制御回路１
０はセンサ７からの検出信号を受けで、フィールド回路
８における可変抵抗器ＶＲｖ値を変えることにより、フ
ィールドコイル（ロータ）９を流れる電流（フィールド
電流）Ｈを連続的に制御で１本ようにしたもので、この
制御回路１０の主制御部として、マイクロコンピュータ
や適宜の電子回路が用いられる。

ところで、この第２実施例における内燃機関１は、その
４つの気筒１　、Ｈ，ＩＩＩ、ＩＶのうちの一部（２つ
）の気筒１１．ＴＩＩを休止させうる体筒式＊＊として
構成されており、上記制御回路１０による制御態様は次
のようになっている。

すなわち、制御回路１０は、内燃機関１の全部作動時に
は、第５図（ｂ）に示すよらなりランク軸のトルク変動
と同期してフィールド電流Ｉｆを連続的に増減させるよ
うに調整制御するとともに、内燃機関１の休部作動時に
は、全部作動時におけるフィールド電流特性においで、
休止気筒が上死点に艶た時（第５図において時間す山で
示すところ）に７゛謙−ルド電流Ｉｆを低減させるよう
に構成されてい逮の誉ある。

これにより、全部作動時には、発電＠３’の゛消費トル
クを１５図（ｄ）に示すように変動させることができ、
その結果出力トルク変動を第５図（ｂ）に破線で示すよ
うに低減させることができる。

また、休部作動時には、発電機３′の消費トルクを＃１
５図（ｃ）に示すように変動させることができ、その結
果出力トルク変動を第５図（ａ）に破線で示すように低
減させることがで終る。

なお、第５図（ａ）、（ｂ）中の実線で示す特性は、発
電＠３’により低減させない場合のトルク変動特性を示
している。

また、第５図において、符号ｔ＋＊ｔｚ＊ｔｓおよびｔ
４は、それぞれ第１気筒■、第３気曽ＩＨ，第４気筒Ｉ
Ｖお上り第２気筒ＩＩの客ピストンが上死点に１で最大
トルクを発生する時間を示している。

したがって、この第２実施例の場合は、全部作動時にお
いでも、また体筒作動時においても、発電効率を高めな
がらしかも出力トルク変動を低減できるのである。

なお、第４図中の符号１１は発電子（ステータ）、１２
は整流回路を示している。

また、この場合も発電ａ３’の出力端は図示しないバッ
テリに接続されている。

第６．７図は本発明の＃３実施例としての車両用発電装
置を示すもので、第６図はその発電機のフィールド電流
制御系を示す電気回路図、第７図（ａ）〜（ｆ）はいず
れもその作用を説明するためのグラフであり、第６゜７
図中、第４，５図と同じ符号はほぼ同様の部分を示して
いる。

この第３実施例では、そのフィールド回路８に、制御回
路１０からのオンオフ制御信号を受けてオンオフするス
イッチングトランジスタＴｒが介装されており、このト
ランジスタＴｒのスイッチング作用によりフィールド電
流Ｉｆが断続的に調整制御されるようになっていて、こ
のと鯵のフィールド電流Ｉｆの特性は、全部作動時では
、第７図（ｆ）に示すようになり、体筒作動時では、第
７図（ｅ）に示すようになる。

したがって、全部作動時には、発電ｅ１１３’の消費ト
ルクを第７図（ｄ）に示すように変動させることができ
、その結果トルク変動を第７図（ｂ）に破線で示すよう
に低減させることがで終る。

また、休部作動時には、発電１１１３’の消費トルクを
第７図（ｃ）に示すように変動させることができ、その
結果トルク変動を第７図ｂ）に破線で示す、ように低減
させることができる。

なお、第７図（ａ）、（ｂ）中の実線で示す特性は、発
電Ｖａ３’により低減させない場合のトルク変動特性を
示し・でいる。

したがって、この第３実施例の場合も、全部作動時お上
り体筒作動時の双方において、発電効率を高めながら、
しかも出力トルク変動を低減させる効果がある。

なお、前述の第２．３実施例の装置は、第１実施例の装
置と同様に、体簡式内＊＊ａでない普通の内燃機関にも
適用することができる。

また、前述の各実施例において、内燃機関１の７ライホ
イールを電機子また１を磁極あるいはロータとした“　
１′ 発電機を用いることも可能である。この場合は発電機の
大型化が容易となって、発電機の消費トルク変動を大き
く設定でき、これにより出力トルク変動を更に低減させ
ることがで終る。

以上詳述したように、本発明の車両用発電装置によれば
、発電機の発電効率を向上させながら、出力トルク変動
を大幅に低減させる効果が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の第１実施例としての車両用発電装
置を示すもので、第４図はその概略構成図、第２図（、
）はその発電機の電機子−と磁極との取付位置を説明す
るための電気回路図、第２図（ｂ）はその他の発電機の
電機子と磁極との取付位置を説明するための、電気回路
図、第３図（ａ）Ｉ（ｂ）はいずれもその作用を説明す
るためのグラフであり、第４．５図は本発明の第２実施
例としての車両用発電装置を示すもので、第４図はその
発電機の電気回路図、第５図（−゛）〜（ｄ）はいずれ
もその作用を説明するためのグラフであり、第６ツ７図
は本発明の第３実施例としての車両用発電装置を示すも
めで、第６図はその発電機のフィールド電流制御系を示
す電気回路図、第７図（ａ）〜（ｆ）はいずれもその作
用を説明するためのグラフである。１・・内燃機関、２・・出力軸、３．３′　・・発電機
、４・・電機子、５・・磁極、６・・レギュレータ、７
・・センサ、８Φφフイ一ルド回Ｌ９−・フィールドコ
イル（ロータ）、１０・・制！鶴、１１・・発電子（ス
テータ）、１２・・整流回路、ＶＲ・・可変抵抗器、Ｔ
ｒ・俸トランジスタ。復代理人　弁理士　　飯　沼　義　彦第１図第４図第６図第２図（０）（０）第３図第５図第　７　図（ｎｌ −１η↑、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　内燃機関のクランク軸に連動する発電機をそ
なえ、同発電機の出力ピークが上記クランク軸のトルク
変動のピークに同期するように、上記発電機の電機子お
よび磁極の取付位置が上記クランク軸の回転位相に対し
て決定されていることを特徴とする、車両用発電装置。
（２）　　内燃機関のクランク軸に連動する発電機をそ
なえ、上記クランク軸のトルク変動に同期して上記発電
機のフィールド電流を調整制御すべく、上記クランク軸
の回転位相を検出するセンサと、同センサからの信号を
受けて上記発電機のフィールド電流を制御する制御回路
とが設けられたことを特徴とする、車両用発電装置。
（３）　　上記内燃機関がその複数の気筒のうちの一部
の気筒を休止させうる休部式機関として構成されて、上
記制御回路が、上記内燃機関の全部作動時には上記クラ
ンク軸のトルク変動に同期して上記フィールド電流を調
整制御するとともに、上記内燃機関の体筒運転時には上
記全部作動時におけるフィールド電流特性において休止
気筒が上死点にきた時に上記フィールド電流を低減させ
るように構成された、特許請求の範囲第２項に記載の車
両用発電装置。