JPS60257799A - 充電発電機用電圧調整装置 - Google Patents
充電発電機用電圧調整装置Info
- Publication number
- JPS60257799A JPS60257799A JP59113007A JP11300784A JPS60257799A JP S60257799 A JPS60257799 A JP S60257799A JP 59113007 A JP59113007 A JP 59113007A JP 11300784 A JP11300784 A JP 11300784A JP S60257799 A JPS60257799 A JP S60257799A
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- JP
- Japan
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- voltage
- generator
- charging generator
- output
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
-
- 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
- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
- H02J7/24—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は充電発電機用電圧調整装置に係シ、特に自動車
等の車両に搭載するに好適な充電発電機用電圧調整装置
に関する。
等の車両に搭載するに好適な充電発電機用電圧調整装置
に関する。
従来の車両用充電発成機では、実用新案公開公報第昭5
3−136741号にあるように、アイドル運転時の過
負荷によシ回転数が低下してバッテリー放電及び機関停
止が生じるのを、スロットバルブの開度を増大させてア
イドルアップによシ防止するという方法が用いられてい
る。ところが上記従来の対処方法では、アイドル回転数
をアップするために機関の燃料消費量が増加し、またア
イドルアップを行うための特別のアクチュエータが必要
であシ、コストが高いという欠点があった。
3−136741号にあるように、アイドル運転時の過
負荷によシ回転数が低下してバッテリー放電及び機関停
止が生じるのを、スロットバルブの開度を増大させてア
イドルアップによシ防止するという方法が用いられてい
る。ところが上記従来の対処方法では、アイドル回転数
をアップするために機関の燃料消費量が増加し、またア
イドルアップを行うための特別のアクチュエータが必要
であシ、コストが高いという欠点があった。
本発明の目的は、簡単な電子回路の追加により、機関の
アイドル運転時の回転数の低下防止機能を織シ込んだ充
電発電機用電圧調整装置を提供することにちる。
アイドル運転時の回転数の低下防止機能を織シ込んだ充
電発電機用電圧調整装置を提供することにちる。
本発明は、アイドル回転時に充電発電機より電気負荷に
供給する電力量を必要最小限にコントロールし、機関が
充電発電機を駆動するに要するトルク量を低減させて、
機関のアイドル回転数を安定化するものである。
供給する電力量を必要最小限にコントロールし、機関が
充電発電機を駆動するに要するトルク量を低減させて、
機関のアイドル回転数を安定化するものである。
以下、本発明の一実施例を第1図によシ説明する。同図
(イ)に於て発゛尼機の屯イ幾子巻線1の出力は主整流
器2て整流されてバッテリー6へ印加され、また補助整
流器3で整流されてチャージランプ5、キースイッチ7
を介してバッテリーと接続され更に発電機の界磁巻線4
にも接続されている。電圧調整装置8は昇磁巻線4に侃
れる゛電流を調整して、発電機の出力電圧を調整するも
のである。
(イ)に於て発゛尼機の屯イ幾子巻線1の出力は主整流
器2て整流されてバッテリー6へ印加され、また補助整
流器3で整流されてチャージランプ5、キースイッチ7
を介してバッテリーと接続され更に発電機の界磁巻線4
にも接続されている。電圧調整装置8は昇磁巻線4に侃
れる゛電流を調整して、発電機の出力電圧を調整するも
のである。
上記構成に於て、キースイッチ7を投入するとバッテリ
ー6からチャージランプ5、界磁巻線4、電圧調整器8
のパワートランジスタ10を通って励磁電流が流れ、初
期励磁が行われる。次に発電機が回転を開始すると電機
子巻線1に電圧が発生し、発電機の出力電圧が高くなる
。これによって励磁電流は補助整流器3から流れ、チャ
ージランプ5は消灯する。さらに発電電圧が高くなシ所
定の電圧に達すると、ツェナーダイオード14が導通し
、トランジスタ13が導通して抵抗器12での電圧降下
が大きくなってパワートランジスタ10が遮断となり、
界磁巻線4の電流はフライホイルダイオード9を通って
流れ減少する。すると発電機の出力電圧が低下し、ツェ
ナーダイオード14、トランジスタ13が遮断となシ、
パワートランジスタ10が再び導通となシ、励磁電流が
増加して発電機の出力電圧が上昇する。上記動作をくシ
返して発電機の出力電圧は一定値に制御される。
ー6からチャージランプ5、界磁巻線4、電圧調整器8
のパワートランジスタ10を通って励磁電流が流れ、初
期励磁が行われる。次に発電機が回転を開始すると電機
子巻線1に電圧が発生し、発電機の出力電圧が高くなる
。これによって励磁電流は補助整流器3から流れ、チャ
ージランプ5は消灯する。さらに発電電圧が高くなシ所
定の電圧に達すると、ツェナーダイオード14が導通し
、トランジスタ13が導通して抵抗器12での電圧降下
が大きくなってパワートランジスタ10が遮断となり、
界磁巻線4の電流はフライホイルダイオード9を通って
流れ減少する。すると発電機の出力電圧が低下し、ツェ
ナーダイオード14、トランジスタ13が遮断となシ、
パワートランジスタ10が再び導通となシ、励磁電流が
増加して発電機の出力電圧が上昇する。上記動作をくシ
返して発電機の出力電圧は一定値に制御される。
以上は基本的な電圧制御の機構であるが、本発明ではパ
ワートランジスタ10のエミッタとアース間にシャント
抵抗11を接続し、シャント抵抗11に流れる界磁電流
によって生じる電圧降下Vxを入力とする界磁電流検出
器19と、発電機の回転速度検出器20、及びナントゲ
ート21等が付加されている。回転速度検出器20は、
第1図(ハ)に示すように電機子巻線lの一つの相電圧
Vsを入力とし、発成機の回転速度Nがちる設定回転速
度No以丁の時、出力電圧■2をハイレベルとする。一
方界磁直流検出器19は第1図(ロ)に示すように入力
がある直以上でノ・イレベルとなるヒステリシス特性を
有した出力V+を出す。ナントゲート21出力は上記出
力Vl 、V2が共に71イレベルの時のみローレベル
となシ、それ以外ではハイレベルである。このナントゲ
ート2〕の出力によってトランジスタ23が導通又は遮
断することによシ、抵抗器15.16による分圧比が変
化し、発電機の出力電圧が変化する。
ワートランジスタ10のエミッタとアース間にシャント
抵抗11を接続し、シャント抵抗11に流れる界磁電流
によって生じる電圧降下Vxを入力とする界磁電流検出
器19と、発電機の回転速度検出器20、及びナントゲ
ート21等が付加されている。回転速度検出器20は、
第1図(ハ)に示すように電機子巻線lの一つの相電圧
Vsを入力とし、発成機の回転速度Nがちる設定回転速
度No以丁の時、出力電圧■2をハイレベルとする。一
方界磁直流検出器19は第1図(ロ)に示すように入力
がある直以上でノ・イレベルとなるヒステリシス特性を
有した出力V+を出す。ナントゲート21出力は上記出
力Vl 、V2が共に71イレベルの時のみローレベル
となシ、それ以外ではハイレベルである。このナントゲ
ート2〕の出力によってトランジスタ23が導通又は遮
断することによシ、抵抗器15.16による分圧比が変
化し、発電機の出力電圧が変化する。
第2図は回転速度検出器20の内部回路の一例であり、
トランジスタ26はV)Jの一周期(この周期は回転速
度Nに逆比例する)毎に導通、遮断をくシ返し、抵抗器
27、コンデンサ28によって成る微分回路によシ一定
パルス中の信号がトランジスタ32に与えられ、コンデ
ンサ34、抵抗器35によって成る積分回路によって発
成機の回転速度に比例した信号が比較器39の非反転入
力端子に与えられ、定電圧Vccを分圧抵抗器37゜3
8により分圧しだ基準電圧と比較され、発電機が一定回
転速度以上の時に比較器39の出力が・・イレベルとな
pl トランジスタ43が導通となり、出力電圧V2が
ローレベルとなる。また、第3図は界磁電流検出器19
0−タ部回路の一例であシ、抵抗器44、コンデンサ4
5から成るローパスフィルタで入力電圧Vrを積分し、
演算増幅器46、負帰還抵抗47.48による非反転増
幅回路により電圧を増幅し、比較器53により定電圧V
c cを分圧抵抗器51.52で分圧した基準電圧と
比較し、Vrが設定値よシ大きい場合に出力電圧V1を
ハイレベルにする。ここで、抵抗器50は比較器53に
正滞還を与え、比較器53の入出力特性にヒステリシス
を持たせている。
トランジスタ26はV)Jの一周期(この周期は回転速
度Nに逆比例する)毎に導通、遮断をくシ返し、抵抗器
27、コンデンサ28によって成る微分回路によシ一定
パルス中の信号がトランジスタ32に与えられ、コンデ
ンサ34、抵抗器35によって成る積分回路によって発
成機の回転速度に比例した信号が比較器39の非反転入
力端子に与えられ、定電圧Vccを分圧抵抗器37゜3
8により分圧しだ基準電圧と比較され、発電機が一定回
転速度以上の時に比較器39の出力が・・イレベルとな
pl トランジスタ43が導通となり、出力電圧V2が
ローレベルとなる。また、第3図は界磁電流検出器19
0−タ部回路の一例であシ、抵抗器44、コンデンサ4
5から成るローパスフィルタで入力電圧Vrを積分し、
演算増幅器46、負帰還抵抗47.48による非反転増
幅回路により電圧を増幅し、比較器53により定電圧V
c cを分圧抵抗器51.52で分圧した基準電圧と
比較し、Vrが設定値よシ大きい場合に出力電圧V1を
ハイレベルにする。ここで、抵抗器50は比較器53に
正滞還を与え、比較器53の入出力特性にヒステリシス
を持たせている。
第4図は以上の実施例で示しだ電圧調整装置を使用した
場合の充電発電機の電流−電圧特性の一例を示す。第4
図中■8は充電発電機の負荷電流と出力jt圧の関係を
示したものでちシ、充電発電機の回転速度Nが回転速度
検出器20によシ与えられる設定回転速度Noよシも大
きい時はV2−0でナントゲート出力は常に1、従って
トランジスタ23はオンで抵抗器22は短絡され、出力
電力V5は抵抗器15と16の分圧比で定まる値Vs1
で一定である。この電圧は負荷が最大となる点A2まで
維持される。但し第4図よこ軸の負荷電流ILは第1図
のバッテリー6に並列に接続された電気負荷(図示せず
)の量に応じて変化する。
場合の充電発電機の電流−電圧特性の一例を示す。第4
図中■8は充電発電機の負荷電流と出力jt圧の関係を
示したものでちシ、充電発電機の回転速度Nが回転速度
検出器20によシ与えられる設定回転速度Noよシも大
きい時はV2−0でナントゲート出力は常に1、従って
トランジスタ23はオンで抵抗器22は短絡され、出力
電力V5は抵抗器15と16の分圧比で定まる値Vs1
で一定である。この電圧は負荷が最大となる点A2まで
維持される。但し第4図よこ軸の負荷電流ILは第1図
のバッテリー6に並列に接続された電気負荷(図示せず
)の量に応じて変化する。
充電発電機の回転速度Nが設定回転速度No よりも小
さい時はV2−1となっている。負荷電流ILが小さく
、励磁電流IP<IFOの間はV2−〇でナントゲート
出力は1であり、上記と同様Vs=Vs+であるが、I
Lの増大とともにIF≧IFOになると界磁電流検出器
19が作動して(第4図B1点)V2 =1となシ、こ
れとV!=1とからナントゲート出力はOになってトラ
ンジスタ23はオフし、抵抗器22と16の直列抵抗と
抵抗器15との分圧比で定まる値であるVB2にVBの
値が低下する(Al→A3)。そうすると界磁電流Iy
もB1点から83点へ低下する。N > N 。
さい時はV2−1となっている。負荷電流ILが小さく
、励磁電流IP<IFOの間はV2−〇でナントゲート
出力は1であり、上記と同様Vs=Vs+であるが、I
Lの増大とともにIF≧IFOになると界磁電流検出器
19が作動して(第4図B1点)V2 =1となシ、こ
れとV!=1とからナントゲート出力はOになってトラ
ンジスタ23はオフし、抵抗器22と16の直列抵抗と
抵抗器15との分圧比で定まる値であるVB2にVBの
値が低下する(Al→A3)。そうすると界磁電流Iy
もB1点から83点へ低下する。N > N 。
の時には界磁電流■rはこのような低下をせず、点線ノ
ようにB2点へ向って増大する。この状態で負荷電流I
Lが減少すると、第1.3図で説明したように界磁電流
検出器19にはヒステリシス特性を持たせであるので、
IFがIFOよシ小さいIFIに落ちるまではVl−1
のf、まであシ、出力電圧VsはV g 2に保たれる
( N (N oでV2−1の時)。そしてIr<Ir
+になるとvs=V11へ戻る(A4→A 5 、 、
B 4→B5)。以上のように本発明の装置によるとN
(N oの時は負荷電流の増大、減少時に出力電圧v
8及び励磁電流IPにヒステリシス特性が現れる。この
ようなヒステリシス特性を持たせるのは、もしそうでな
いと限界値近傍でVBに振動現象が生じることがあるか
らである。なおこのヒステリシス特性は界磁電流検出値
19ではなく回転速度検出器20にもたせても同様な結
果が得られる。
ようにB2点へ向って増大する。この状態で負荷電流I
Lが減少すると、第1.3図で説明したように界磁電流
検出器19にはヒステリシス特性を持たせであるので、
IFがIFOよシ小さいIFIに落ちるまではVl−1
のf、まであシ、出力電圧VsはV g 2に保たれる
( N (N oでV2−1の時)。そしてIr<Ir
+になるとvs=V11へ戻る(A4→A 5 、 、
B 4→B5)。以上のように本発明の装置によるとN
(N oの時は負荷電流の増大、減少時に出力電圧v
8及び励磁電流IPにヒステリシス特性が現れる。この
ようなヒステリシス特性を持たせるのは、もしそうでな
いと限界値近傍でVBに振動現象が生じることがあるか
らである。なおこのヒステリシス特性は界磁電流検出値
19ではなく回転速度検出器20にもたせても同様な結
果が得られる。
一般に発電機は出力電力に相応する駆動トルクを要し、
出力電力を減じれば、駆動トルクも少なくてすむ。発電
機の出力電力は、負荷電流I r、と出力電圧V8の積
により与えられ、外部負荷の抵抗値を一定とすれば、出
力電圧VSの自乗に比例するので、出力電圧を下げるこ
とにより、駆動トルクが大きく減少する。第5図は、気
化器式ガソリンエンジンの回転速度−トルク特性と、充
電発電機の出力電力−駆動トルク特性の一例を描いたも
のである。第5図中の直線Eはスロットルペダルを踏ま
ないアイドル運転時の、エンジンの回転速度を表わして
おり、負荷トルクが無い時は800r、p、Inである
が、1.25kg−mの負荷トルクを加えると、5QQ
r、98mに回転速度が落ちる。第5図中OW、150
W、300W、450W。
出力電力を減じれば、駆動トルクも少なくてすむ。発電
機の出力電力は、負荷電流I r、と出力電圧V8の積
により与えられ、外部負荷の抵抗値を一定とすれば、出
力電圧VSの自乗に比例するので、出力電圧を下げるこ
とにより、駆動トルクが大きく減少する。第5図は、気
化器式ガソリンエンジンの回転速度−トルク特性と、充
電発電機の出力電力−駆動トルク特性の一例を描いたも
のである。第5図中の直線Eはスロットルペダルを踏ま
ないアイドル運転時の、エンジンの回転速度を表わして
おり、負荷トルクが無い時は800r、p、Inである
が、1.25kg−mの負荷トルクを加えると、5QQ
r、98mに回転速度が落ちる。第5図中OW、150
W、300W、450W。
600Wと記した曲線群は、これらの値を出力電力とし
た時の充電発電機の駆動トルクを表わしたものである。
た時の充電発電機の駆動トルクを表わしたものである。
従ってエンジンによシ駆動される負荷を充電発電機のみ
とすれば、第5図の曲線群と直線Eとの交点が、アイド
ル運転時のエンジン回転速度と駆動トルクを与える。そ
こで今仮に、充電発電機の外部負荷として0.36Ωの
電気負荷が接続されていて、’Vs+=14.7 Vと
設定されていると、出力電力は14.7270.36=
約600Wとなる。この時、第5図の点Fが平衡点とな
シ、エンジン回転速度は約60Or、I)、m”11:
あり、エンジン回転速度が低すぎ、回転むら、工/ジン
停止を起こしやすい。ところが本実施例による回路で、
このような過負荷時にV82= 12.7 ’Vとなる
ようにVB2とIPI、NO等を設定しておけば、同様
にして、出力電力は約450Wとなり、点Gが平衡点と
なり、エンジン回転速度は約65 Or、 p、 mに
上げることができる。しかも一般に■8ン115Vであ
れば、バッテリーは放電しないので、上記実施例のVs
2= 12.7 Vであれば、ノ(ツテリー充電性能上
も問題はない。
とすれば、第5図の曲線群と直線Eとの交点が、アイド
ル運転時のエンジン回転速度と駆動トルクを与える。そ
こで今仮に、充電発電機の外部負荷として0.36Ωの
電気負荷が接続されていて、’Vs+=14.7 Vと
設定されていると、出力電力は14.7270.36=
約600Wとなる。この時、第5図の点Fが平衡点とな
シ、エンジン回転速度は約60Or、I)、m”11:
あり、エンジン回転速度が低すぎ、回転むら、工/ジン
停止を起こしやすい。ところが本実施例による回路で、
このような過負荷時にV82= 12.7 ’Vとなる
ようにVB2とIPI、NO等を設定しておけば、同様
にして、出力電力は約450Wとなり、点Gが平衡点と
なり、エンジン回転速度は約65 Or、 p、 mに
上げることができる。しかも一般に■8ン115Vであ
れば、バッテリーは放電しないので、上記実施例のVs
2= 12.7 Vであれば、ノ(ツテリー充電性能上
も問題はない。
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、簡
単な電子回路の追加によりエンジンのアイドル回転数の
低下を防止することができ、工/ジンストップ、バッテ
リー充電不足という不具合を同時に解消することができ
る。さらに、外部装置によシ燃料供給量を増加する必要
がないので、燃料消費量が少なくなるという効果もある
。
単な電子回路の追加によりエンジンのアイドル回転数の
低下を防止することができ、工/ジンストップ、バッテ
リー充電不足という不具合を同時に解消することができ
る。さらに、外部装置によシ燃料供給量を増加する必要
がないので、燃料消費量が少なくなるという効果もある
。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図及び特性図
、第2図は第1図の回転速度検出器200回路例を示す
図、第3図は第1図の界磁電流検出器190回路例を示
す図、第4図及び第5図は本発明の装置の動作説明のだ
めの特性図である。 1・・・電機子巻線、4・・・界磁巻線、6・・・バッ
テリー、8・・・電圧調整装置、10・・・パワートラ
ンジスタ、14・・・ツェナーダイオード、19・・・
界磁電流検出器、20・・・回転速度検出器、21・・
・ナントゲート、23・・・トランジスタ。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 1 図 (ロ) (7す $ 2 図 第 3 図
、第2図は第1図の回転速度検出器200回路例を示す
図、第3図は第1図の界磁電流検出器190回路例を示
す図、第4図及び第5図は本発明の装置の動作説明のだ
めの特性図である。 1・・・電機子巻線、4・・・界磁巻線、6・・・バッ
テリー、8・・・電圧調整装置、10・・・パワートラ
ンジスタ、14・・・ツェナーダイオード、19・・・
界磁電流検出器、20・・・回転速度検出器、21・・
・ナントゲート、23・・・トランジスタ。 代理人 弁理士 高橋明夫 第 1 図 (ロ) (7す $ 2 図 第 3 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、エンジンによシ駆動される充電発電機の界磁電流を
制御して充電発電機の出力電圧を調整する充電発電機用
電圧調整装置において、充電発電機またはエンジンの回
転速度検出値が予め設定された限界値より小さく、かつ
充電発電機の界磁電流検出値が予め設定された閾値をこ
えた時に充電発電機の出力電圧を低下させる機能を有せ
しめたことを特徴とする充電発電機用電圧調整装置。 2、前記回転速度検出値が限界値より小さいか否かを判
定する回路もしくは前記界磁電流検出値が閾値をこえた
か否かを判定する回路の一方のみにヒステリシス特性を
有せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の充電発電機用電圧調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113007A JPS60257799A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 充電発電機用電圧調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113007A JPS60257799A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 充電発電機用電圧調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257799A true JPS60257799A (ja) | 1985-12-19 |
Family
ID=14601097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59113007A Pending JPS60257799A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 充電発電機用電圧調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257799A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63198400U (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-21 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59113007A patent/JPS60257799A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63198400U (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-21 |
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