JP3060455B2 - 電圧供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はバッテリからの供給電圧の低下を補償する電
圧供給装置に関し、特に大出力電動機などの始動時の一
時電圧低下を補う電圧供給装置に関する。

（従来の技術） 近年、エンジンの排気エネルギーにより駆動されるタ
ービンに空気を圧縮するコンプレッサを取付けてエンジ
ンに送気し、過給作動を行うターボチャージャが車両に
装備され、吸気の過給によりエンジン出力の増大が計ら
れている。

また、この種のターボチャージャのタービンシャフト
に電動−発電機となる回転電機を取付け、エンジンの負
荷や回転数の検出手段からの信号に応じて回転電機を制
御する内燃機関のターボチャージャの提案が特開昭62−
48931号公報に開示されている。

そして、エンジンの重負荷低回転時にはターボチャー
ジャに取付けた回転電機にバッテリから電力を供給して
電動機として作動させ、ターボチャージャの過給作動を
助勢することにより、エンジンの低速時のトルクの向上
を計っている。

（発明が解決しようとする課題） 上述のようなターボチャージャに取付けた回転電機を
電動機として駆動する初期には、バッテリから大電力が
回転電機の駆動装置を介して流れ、例えば数秒間はバッ
テリ電圧の低下のため、前照灯などの車載機器の機能が
低下する問題がある。

なおバッテリを電源とする機器としてはエンジンのス
タータが大電流を消費するが、この場合はエンジン始動
時で車両が停止中のため、他の車載機器への電圧が低下
しても支障が少ないことになる。

したがって、本発明は前述のような問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は回転電機の始動時のように
一時的にバッテリからの供給電圧が低下したとき、他の
機器への電圧低下の影響を少なくしようとする電圧供給
装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、必要に応じてターボチャージャの過
給活動を助成する回転電機を含む複数の機器が１つのバ
ッテリを共用する電源供給装置において、電源低下防止
を要する機器と電源となる該バッテリとの間に設けられ
たインバータ手段と、前記インバータ手段と前記電源低
下防止を要する機器との間に設けられ、外部信号により
リアクタンス可変自在な制御回路と、前記バッテリの電
圧を検知し、過給活動の助成によって発生する電圧の低
下に対応して前記制御回路のリアクタンスを減少せしめ
て電源電圧低下防止を要する装置への供給電圧を一定に
保持せしめるコントロール手段と、を具備してなる電圧
供給装置が提案される。

（作用） 本発明の上記で定義した電圧供給装置では、車載電気
機器への電源供給回路に直流を交流に変換する電力変換
手段となるスイッチング回路と、２次巻線を有する鉄心
型リアクトルとを直列接続して設け、供給電圧の低下に
対応してリアクトルのリアクタンス値を下げて交流電力
の通過を容易にして供給電圧の低下を補う作用がある。

（実施例） つぎに本発明の電圧供給装置の実施例について図面を
用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
り、第２図はターボチャージャに取付けた回転電機の一
例の説明図である。

第２図において、10はエンジンで、吸気管1aを通じて
吸入する空気と供給燃料との燃焼エネルギーにより運転
するものであり、燃焼後の排気ガスは排気管1bを介して
排出される。

１はターボチャージャで、排気管1bと吸気管1aとに接
続され、排気ガスエネルギーにより駆動されるタービン
1Cと、タービン1Cの回転軸に取付けられて空気を圧縮す
るコンプレッサ1dとを備え、コンプレッサ1dの回転によ
り生ずる圧気を吸気管1aを介してエンジン10に送気し、
エンジン10の出力を増大させるものであり、タービン1c
とコンプレッサ1dとの間には電動−発電機となる回転電
機２が取付けられている。

そして、エンジン10が低回転で重負荷時には図示して
いないバッテリから回転電機に電力を供給して回転駆動
させ、コンプレッサ1dを付勢することによりターボチャ
ージャ１の過給作動を助勢するものである。

第１図において、ターボチャージャ１に設けられた回
転電機２はバッテリ３を電源として昇圧器4aおよびイン
バータ4bを介して電力が供給されるものであり、昇圧器
4aは直流入力をスイッチング素子を用いて脈流にした電
力を変圧器にて昇圧後、整流して高い電圧の直流電力に
するもので、インバータ4bは半導体制御素子を用いてオ
ン／オフ制御して、直流電力を所定周波数の交流電力に
するものであり、これらの昇圧器4aおよびインバータ4b
はともに後述するコントローラ５からの指令により制御
されるよう構成されている。

６は車載の電機負荷で、例えば前照灯のように車両の
走行に必要な電気機器で供給電圧が低下するとその機能
が不十分となるため所定電圧の供給が必要なものであ
る。

このため、バッテリ３からの直流電力を直接に電気負
荷６に加えることなく、本実施例においては電力変換手
段となるスイッチング回路７、制御回路８および整流回
路９を設けて電気負荷６に電力供給するものである。

そして、スイッチング回路７は半導体制御素子7aとパ
ルス発生器7bおよび変圧器7cとを備えており、バッテリ
３からスイッチング回路７に供給される電力は、パルス
発生器7bからのパルス信号に応じて回路を開閉する半導
体制御素子7aにより脈流となり、トランス7cにより昇圧
されるものでいわゆるインバータ手段ある。

また、制御回路８はリアクトル8aと２次電源8bとを備
え、２次電源8bからの電力をリアクトル8aの２次巻線に
供給してリアクトル8aの鉄心の磁気飽和度を制御するこ
とにより、リアクトル8aの１次側リアクタンスを変えて
通過する交流電力を制御するものであり、整流回路９は
整流器9aと平滑コンデンサ9bとを備え、制御回路８を通
過する交流電力を整流して平滑することにより直流電力
に変換するものである。

なお、上記のスイッチング回路７のパルス発生器8a
と、制御回路８の２次電源8bはそれぞれコントローラ５
からの制御指令を受令して、パルス信号の周波数、リア
クトル8aの２次巻線への供給電力を制御するよう構成さ
れている。

コントローラ５はマイクロコンピュータよりなり、プ
ロセッサ、各種メモリ、入／出力回路などを有し、電気
負荷６の低下した端子電圧値が入力されるとパルス発生
器7aや２次電源8bへ指令を発して適正な所定の電圧値と
なるよう制御するものである。この他、回転電機２の始
動時には昇圧器4a、およびインバータ4bに対してコント
ローラ５からそれぞれ制御指令が発せられるよう構成さ
れている。

このような構成の本実施例の作動を説明すると、回転
電機２が電動機作動していないとき、電気負荷６への供
給電力はスイッチング回路７のトランス7cにより昇圧さ
れるが、リアクトル8aの２次電源8bから鉄心への制御が
少なく、大きいリアクタンスにより電流が制御されるこ
とにより整流回路９からの直流出力は電気負荷６の適正
電圧に保たれている。

つぎにエンジンへの吸気の過給を助勢のため、コント
ローラ５から昇圧器4aおよびインバータ4bに指令が発せ
られてバッテリ３から駆動用電力が供給されると、回転
電機２の始動時の負荷電流が大きいため、バッテリ３の
内部抵抗などによりバッテリ３の端子電圧が低下する。

このため、スイッチング回路７、制御回路８および整
流回路９を介して電気負荷６に到達する電圧が変化して
低下することになるが、コントローラ５はこの電圧変化
を検知して、制御回路８の２次電源8bに指令を行い、リ
アクトル8aの２次巻線に電流を通じて鉄心の磁束を増し
飽和させるよう発令する。このことによりリアクトル8a
の１次側リアクタンスが減ずるので、トランス7cの２次
側の交流電力はリアクトル8aにより制御されること少な
く整流回路９に達し、所定の供給電圧となって電気負荷
６に印加されることになる。したがって上述のようにコ
ントローラ５は低下した電圧に応じて、リアクトル8aの
リアクタンス値を減ずるため、電気負荷６への供給電圧
は補償されることになり、電気負荷６の機能は低下する
ことなく保持されるものである。

以上のように本発明を１実施例によって説明したが、
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明は車載電気機器の電源供給回路にスイッチング
回路とリアクトルを用いた制御回路などを備え、電気機
器への供給電圧が低下するときは、供給電圧の低下に対
応してリアクトルのリアクタンス値を変化させ、リアク
トルによる電圧降下を減じて供給電圧の低下を補償する
ので、電気機器への電圧低下の影響は少なくなる効果が
生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図はターボチャージャに取付けた回転電機の一例の説明
図である。 １……ターボチャージャ、２……回転電機、３……バッ
テリ、５……コントローラ、６……電気負荷、７……ス
イッチング回路、８……制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−106875（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−115179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−35038（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−30689（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−85308（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−57241（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−89915（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−21783（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−159893（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−29692（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 16/02 F02B 37/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】必要に応じてターボチャージャの過給活動
   を助成する回転電機を含む複数の機器が１つのバッテリ
   を共用する電源供給装置において、 電源低下防止を要する機器と電源となる該バッテリとの
   間に設けられたインバータ手段と、 前記インバータ手段と前記電源低下防止を要する機器と
   の間に設けられ、外部信号によりリアクタンス可変自在
   な制御回路と、 前記バッテリの電圧を検知し、過給活動の助成によって
   発生する電圧の低下に対応して前記制御回路のリアクタ
   ンスを減少せしめて電源電圧低下防止を要する装置への
   供給電圧を一定に保持せしめるコントロール手段と、 を具備してなる電圧供給装置。
2. 【請求項２】前記インバータ手段は、直流を交流に変換
   するスイッチング回路と、変換された交流を昇圧する手
   段とを有することを特徴とする請求項（１）に記載の電
   圧供給装置。
3. 【請求項３】前記制御回路は、鉄心の磁気飽和量を制御
   してリアクタンスを可変にせしめることを特徴とする請
   求項（１）に記載の電圧供給装置。