JP2002027798A - 車両用交流発電機の電圧制御装置 - Google Patents

車両用交流発電機の電圧制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】車両用交流発電機の鉄心残留磁化の減衰を抑止
して、種々利用可能な残留磁化誘起電圧の増大可能とし
た車両用交流発電機の制御装置を提供すること。 【解決手段】鉄心に残留する残留磁化を利用して回転検
出する技術において、界磁電流が回転停止のための減速
期間に環流ダイオード７２を通じて徐々に減衰すると交
流消磁作用により減衰するため、この減速期間中も制御
回路７３への電源電力給電を持続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用交流発電機の
電圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開昭５５ー１２７８４９号公報や特開
平６ー２８４５９８号公報は、回転界磁極型オルタネー
タの回転時に、鉄心に残留して電機子巻線に鎖交する磁
束が界磁極の回転により変調されて電機子巻線に誘起す
る交流電圧（残留磁化電機子巻線誘起電圧ともいう）を
検出して、オルタネータの回転すなわちエンジン始動を
検出することを提案している。
【０００３】特開平３ー２１５２００号公報は、回転界
磁極型オルタネータを構成する回転磁極に残留する磁束
が多相電機子巻線に鎖交して誘起する多相交流電圧のう
ちの２相の電圧間の電位差を検出することにより、発電
検出を行うことを開示している。これらの発電検出技術
を用いれば、ＩＧ配線を省略できるとともに、ＩＧスイ
ッチオンにもかかわらずエンジン始動しない場合にはオ
ルタネータを励磁することはないという利点が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の残留磁化電機子巻線誘起電圧による回転検出は、鉄心
の残留磁化がしばしば小さくなってしまい、残留磁化電
機子巻線誘起電圧が小さいため、検出信頼性の向上が望
まれている。
【０００５】この問題を改善するために、本発明者ら
は、電機子巻線に代えて界磁巻線を用いれば、鉄心残留
磁化による誘起電圧は、界磁巻線のターン数が電機子巻
線のそれに比較して格段に高いために大きくなるという
ことに気がついた。界磁巻線は電機子巻線に比べて格段
にインピーダンスが大きいため、リーク電流が流れにく
く、このリーク電流により残留磁化界磁巻線誘起電圧が
低下することが抑止できる。
【０００６】しかし、界磁巻線と鎖交する残留磁束によ
る誘起電圧（残留磁化界磁巻線誘起電圧）は、主として
電機子鉄心の残留磁化により形成されて界磁巻線と鎖交
する残留磁束が界磁鉄心の界磁極の回転により変調され
ることにより生じ、この電機子鉄心の残留磁化が界磁鉄
心のそれよりも小さいために、やはり、残留磁化界磁巻
線誘起電圧の検出においても、更なる検出信頼性の向上
が期待される。
【０００７】この種の鉄心残留磁化、特に電機子鉄心磁
界の減衰について更に説明する。
【０００８】界磁巻線のインダクタンスが大きいため、
界磁巻線に環流ダイオードを並列接続して過電圧発生を
抑止するのが一般的である。このことは、界磁巻線と直
列接続されたスイッチングトランジスタをオンして界磁
巻線に界磁電流を流した後に、このスイッチングトラン
ジスタをオフしても、界磁巻線には環流ダイオードを通
じて数百ｍｓｅｃもの間、界磁電流が減衰しながら流れ
続けることを意味する。また、上記スイッチングトラン
ジスタのオフによる界磁巻線への外部給電停止と同時に
エンジンの燃料噴射を停止してもエンジン及び車両用交
流発電機は減速しつつ惰性により所定期間回転を続け
る。その結果、電機子鉄心の各部位は、界磁電流の減衰
により次第に磁界強度が減衰してゆく逆極性の界磁極に
よって交互に磁化されることになり、磁気記録技術では
よく知られている交流消磁作用を受けて、残留磁化が消
失してしまう。この様子を図６に示す。
【０００９】実験によれば、界磁巻線の時定数τが２０
０ｍｓｅｃ、磁極数が１６、回転数が２０００ｒｐｍの
状態で、界磁巻線への外部給電を停止したとする、界磁
電流はその後、約２００ｍｓｅｃ間は指数関数的に減衰
しながら流れ続ける。このとき、２６６．６６Ｈｚの減
衰交番磁界Ｈｓが電機子鉄心に加えられ、電機子鉄心の
残留磁化は大幅に減少してしまう。
【００１０】電機子巻線による残留磁化誘起電圧検出に
おいては、界磁鉄心の残留磁化が重要となるが、界磁鉄
心の残留磁化は、電機子鉄心の残留磁化や電機子巻線の
電流磁界の影響を受けるので、これら電機子鉄心の残留
磁化や電機子巻線の電流磁界が全くない場合よりは低下
する。したがって、電機子鉄心ほどではないが電機子鉄
心と同様に残留磁化低下の問題を有する。
【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、車両用交流発電機の鉄心残留磁化の減衰を抑止
して、種々利用可能な残留磁化誘起電圧の増大可能とし
た車両用交流発電機の制御装置を提供することをその目
的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の車両用交
流発電機の制御装置は、複数の界磁極が形成された界磁
鉄心をもつ回転子と、前記界磁極を磁化させるための界
磁電流が給電される界磁巻線と、該界磁巻線に並列に接
続される環流用ダイオードと、多相巻線が巻装された電
機子鉄心を有する電機子と、前記多相巻線の発電電圧を
整流して直流出力電圧として出力する整流回路とを有す
る車両用交流発電機に装備されて前記界磁電流の調整に
より前記直流出力電圧を制御する車両用交流発電機の制
御装置において、前記界磁電流を断続するスイッチ手段
と、前記直流出力電圧に関連する信号に応じて前記スイ
ッチ手段を制御する制御回路と、前記制御回路に電源電
力を給電する電源回路と、少なくとも前記回転子の回転
停止時点の直前から停止時点の所定時間経過までの期
間、前記電源回路による前記制御回路への前記電源電力
の給電を維持する電源ホールド手段とを有することを特
徴としている。
【００１３】これにより、制御回路への電源電力給電停
止による界磁巻線への外部給電停止は、少なくとも回転
子の停止後になされることになり、回転停止前に制御回
路への電源電力給電が遮断されることに起因して界磁電
流が前述した交流消磁作用により減衰することを防止す
ることができ、その結果として上記交流消磁現象を防止
して鉄心、特に電機子鉄心の残留磁化減少を抑止するこ
とができる。
【００１４】請求項２記載の構成によれば、前記電源ホ
ールド手段は、前記回転子の回転状態に関連する回転起
因電気信号又は前記直流出力電圧に関連する直流出力電
圧関連信号に基づいて、前記回転子の回転数が所定値未
満となった時点から前記回転子の通常停止の際の前記回
転子の予想回転停止時点を超える所定期間の間、前記電
源回路を活性状態に維持する。このようにすれば、簡素
な回路構成で上記交流消磁抑止を実現することができ
る。
【００１５】回転起因電気信号としては、たとえば、電
機子巻線の交流発電電圧（単に発電電圧ともいう）が好
適である。停止に向けて減速が生じれば、発電電圧の振
幅又は周波数は減少するので、それが所定値未満となっ
た時点から所定時間タイマを作動させればよい。
【００１６】次に、前記直流出力電圧に関連する直流出
力電圧関連信号に基づいて交流消磁を抑止する場合を以
下に説明する。
【００１７】車両用交流発電機の発電中はバッテリには
充電分極電圧降下が生じており、またバッテリは通常、
満充電近傍にまで充電されている。オルタネータが停止
に向けて減速する場合において、オルタネータの発電出
力が遮断されてから発電機の回転数が完全に停止するま
での時間ｔ１より、バッテリが充電停止されてから充電
分極が解消し、バッテリ電圧が無負荷端子電圧（車両用
交流発電機の直流出力電圧）略１２．５Ｖに低下する時
間ｔ２は長いので、バッテリ電圧すなわち発電機の直流
出力電圧が所定値未満になるまで制御回路に電源電圧を
印加すれば、車両用交流発電機が回転停止した後も交流
消磁防止のために必要時間容易に界磁電流を流すことが
でき、かつ回転停止後に界磁電流が流れ続けるという事
態も防止することができる。
【００１８】請求項３記載の構成によれば、前記スイッ
チ手段は、少なくとも前記回転子の回転停止時点の直前
から停止完了時点後までの減速期間に所定時間以上遮断
されない。この所定時間は、スイッチ手段の停止による
界磁巻線の界磁電流が所定値以下にならない範囲とされ
る。このようにすれば、制御回路への電源電力供給にも
かかわらず、制御回路に入力されるバッテリ電圧が高い
ために回転子の停止前にスイッチ手段のオフが生じ、こ
のオフにより環流ダイオードを通じて界磁電流が回転子
の回転中に緩やかに減衰して交流消磁が発生するのを防
止することができる。
【００１９】請求項４記載の構成によれば、前記スイッ
チ手段は、少なくとも前記回転子の回転停止時点の直前
から停止時点の所定時間経過までの期間に連続オンされ
るので、鉄心に強力な残留磁化を形成することができ
る。
【００２０】請求項５記載の車両用交流発電機の制御装
置によれば、前記電源ホールド手段は、前記回転子の回
転状態に関連する回転起因電気信号に基づいて前記回転
子の回転数が所定値以上の場合に、前記電源回路による
前記制御回路への前記電源電力の給電を開始させるの
で、制御回路に給電する電源回路は従来のようにＩＧ線
でイグニッションスイッチの状態を調べる必要がなく、
配線を簡素化することができる。特に、交流消磁作用の
抑止により従来より強力な残留磁化電機子巻線誘起電圧
又は残留磁化界磁巻線誘起電圧を回転開始時に発生させ
ることができるため、ＩＧ線を用いることなく良好に回
転検出を行うことができ、その結果として信頼性を低下
させることなく制御電力の給電開始を行うことにより配
線を簡素化することができる。
【００２１】請求項６記載の構成によれば、前記回転起
因電気信号は、回転する前記界磁鉄心の残留磁束が前記
多相巻線と鎖交して前記多相巻線に誘起される残留磁化
電機子巻線誘起電圧、又は、前記回転子の回転時に前記
電機子鉄心の残留磁束が前記界磁巻線と鎖交して前記界
磁巻線に誘起される残留磁化界磁巻線誘起電圧からな
る。これら残留磁化電機子巻線誘起電圧又は残留磁化界
磁巻線誘起電圧の振幅又は周波数を所定値と比較するこ
とが好適である。
【００２２】このようにすれば、簡素な回路構成で回転
開始を検出することができる。
【００２３】請求項７記載の構成によれば、前記電源ホ
ールド手段は、前記回転起因電気信号としての前記残留
磁化界磁巻線誘起電圧又は残留磁化電機子巻線誘起電圧
により回転数が所定時点に達した段階で作動するタイマ
手段と、前記直流出力電圧が所定値を超えたかどうかを
判定するコンパレータ手段と、前記タイマ手段と前記コ
ンパレータ手段との論理和出力に基づいて前記電源回路
への電源電力を給電する。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の車両用交流発電機の制御
装置の好適な態様を以下の実施例を参照して詳細に説明
する。
【００２５】〔第１の実施例〕図１は第１実施例の車両
用交流発電機の回路構成を示すブロック図である。
【００２６】１は車両用交流発電機（オルタネータ）、
２は車載バッテリ、３は三相電機子巻線、４は電機子巻
線３の各相出力端に接続される全波整流回路、６は界磁
極を有する界磁鉄心（図示せず）に巻装される界磁巻
線、７は界磁電流を調整してオルタネータ１の出力電圧
を所定範囲内に制御する電圧制御装置である。
【００２７】７１は界磁巻線と直列に接続されて界磁電
流を断続するトランジスタ、７２はトランジスタ７１が
オフの際に界磁電流を環流させるフライホイルダイオー
ド（環流ダイオード）、７３は全波整流回路４の出力電
圧をモニタし、出力電圧が所定の範囲内に収まるように
パワートランジスタ７１を駆動させる信号を発生する制
御回路、７４は電圧制御回路７３を動作状態に保つべく
電源電力を給電する電源回路、７５は回転子の回転を検
出して電源回路を駆動するための信号を発する電源駆動
回路である。
【００２８】電源回路７４自体は、制御回路７３に電源
電圧を給電する従来同様の回路であり、たとえば定電圧
回路で構成してもよく、電源回路のＩＧ端子に入力され
る電源電圧をそのまま制御回路７３に電源電圧として印
加してもよい。制御回路７３は、バッテリ電圧と所定の
調整電圧を比較して比較結果によりトランジスタ７１を
断続制御するコンパレータを含む。電源回路７４及び制
御回路７３は従来同様であるので、詳細な説明を省略す
る。
【００２９】電源駆動回路７５の一例を図２に示す。
【００３０】７５１は前記界磁巻線の１端電圧を所定の
定電圧（ここでは接地電位）と比較する第１のコンパレ
ータ、７５２は後述する電源電圧Ｖｃｃを分圧する抵抗
群で各々の抵抗値は等しく設定する事が望ましい。７５
３は電源電圧Ｖｃｃの２／３分圧と後段のＣＲ積分回路
７５７の出力とを比較する第２のコンパレータ、７５４
は第１のコンパレータ７５１の出力電圧と電源電圧Ｖｃ
ｃの１／３分圧とを比較する第３のコンパレータ、７５
５は第２のコンパレータ７５３出力をリセット入力、第
３のコンパレータ７５４の出力をセット入力とするＲＳ
フリップフロップ、７５７はコンデンサＣ１と抵抗Ｒ２
とを直列接続してなる前述のＣＲ積分回路、７５９はフ
リップフロップ７５５の反Ｑ出力をベース抵抗Ｒｂを通
じて受けてコンデンサＣ１の電荷を放電させるトランジ
スタである。
【００３１】７６１は抵抗Ｒ３、Ｒ４を直列接続して構
成されてオルタネータ１の直流出力電圧の分圧Ｖ２を出
力する抵抗分圧回路、７６３は抵抗Ｒ４と並列接続され
て分圧Ｖ２の高周波成分を除去するコンデンサ、７６４
は分圧Ｖ２を所定の電圧Ｖｒｅｆと比較するコンパレー
タ、７６５はフリップフロップ７５５のＱ出力とコンパ
レータ７６４の出力との論理和をとるＯＲゲート、７６
６はオルタネータ１の直流出力電圧を降圧して定電圧の
電源電圧Ｖｃｃを形成する定電圧回路、７６０はＯＲゲ
ート７６５の出力で駆動され、主電源回路７４のＩＧ端
子に供給する電力を断続するアナログスイッチである。
【００３２】Ｃｂはコンパレータ７５１の一対の入力端
間に接続される高周波バイパスコンデンサであり、接地
電位への高周波ノイズ電圧が重畳して、コンパレータ７
５１が誤動作するのを防止する。なお、車両用交流発電
機の回転開始により残留磁化により生じる残留磁化界磁
巻線誘起電圧は交流電圧ではあるが、低周波数のためこ
の高周波バイパスコンデンサによる減衰効果は小さい。
【００３３】図３を用いて電源駆動回路（本発明で言う
電源ホールド手段）７５の動作を以下に説明する。
【００３４】オルタネータ１の各鉄心には前回の発電に
よって磁化が残留している。回転子が回転することで界
磁コイル６には、界磁鉄心の残留磁化と電機子鉄心の残
留磁化との合成残留磁化により形成される残留磁束が前
記合成残留磁化（主として電機子鉄心残留磁化）が界磁
極に対して周期変動し、これにより界磁巻線に鎖交する
上記残留磁束が周期変動することにより交流電圧が誘起
される。
【００３５】更に説明すれば、電機子鉄心の残留磁化の
空間分布は前回の回転子の爪状の界磁極の停止時の位置
により電機子鉄心の内周面において周方向にＮ極とＳ極
とをその合計が界磁極総数と一致するだけ周方向交互に
生じさせ、その結果、界磁極が回転すると、この電機子
鉄心の残留磁化により形成されて界磁巻線６と鎖交する
磁束が周期変化し、界磁巻線６には交流電圧が発生す
る。このとき、スイッチ７１はオフしているものとす
る。この交流電圧の振幅はたとえば約０．２〜０．４
Ｖ、周波数は回転磁極数を２Ｐ１個とするとＮ〔ｒｐ
ｍ〕にてＰ１・Ｎ／６０〔Ｈｚ〕となる。
【００３６】コンパレータ７５１は、この交流電圧と定
電圧（ここでは接地電位）と比較して、デュ−ティ比５
０％、周波数Ｐ１・Ｎ／６０の矩形波パルス電圧ｉｎを
出力する。この矩形波パルス電圧ｉｎは第３のコンパレ
ータ７５４に入力されて分圧Ｖｃｃ／３と比較され、フ
リップフロップ７５５のセット入力になる。もちろん、
基準電圧を接地以外に設定することにより任意デュ−テ
ィの矩形波パルスを作ることができる。
【００３７】第２コンパレータ７５３には後段のＣＲ回
路７５７（第１のタイマ）の出力が入力され、分圧２・
Ｖｃｃ／３と比較される。つまり、ＣＲ回路７５７の出
力が分圧２・Ｖｃｃ／３に達した時点で第２コンパレー
タ７５３はＨｉ出力を出し、フリップフロップ７５５を
リセットする。
【００３８】第２コンパレータ７５３の出力がＬｏ、つ
まりＣＲ回路の出力が２・Ｖｃｃ／３以下の期間ではフ
リップフロップ７５５のＱ出力はＨｉ、反Ｑ出力はＬｏ
になり、トランジスタ７５９がオフとなってコンデンサ
Ｃ１が充電される。コンデンサＣ１が充電されて電位Ｖ
ｃが２・Ｖｃｃ／３に達するとフリップフロップ７５５
がリセットされてトランジスタ７５９がオンし、コンデ
ンサＣ１が放電される。結局、フリップフロップ７５５
は、コンデンサ７５７が充電されている期間、つまりほ
ぼＣＲ回路７５７の時定数に等しいだけの一定期間だけ
Ｈｉを出力する。フリップフロップ７５５の出力がＨｉ
である場合、電源回路７４のＩＧ端子に電力を供給する
スイッチ７６０はオン状態に維持され、電源回路７４が
動作可能になる。
【００３９】回転数が低い場合には、フリップフロップ
７５５のセット入力の周期よりＣＲ回路７５７のＣＲ時
定数の方が短いので、フリップフロップ７５５がリセッ
トされる時点つまりコンデンサＣ１の電位が２・Ｖｃｃ
／３となる時点ではセット入力はＬｏになっており、次
に、セット入力がＨｉになるまで、フリップフロップ７
５５はＬｏ出力を維持し、電源駆動回路７５の出力Ｏｕ
ｔ１はＬｏを維持する。
【００４０】回転数が所定値を超えるとフリップフロッ
プ７５５のセット入力の周期の方がＣＲ時定数より短く
なるので、フリップフロップ７５５のリセット時点つま
りコンデンサＣ１の電位が２・Ｖｃｃ／３になる時点で
はセット入力もＨｉになっており、フリップフロップ７
５５はＨｉ出力を維持し、電源駆動回路７５の出力Ｏｕ
ｔ１はＨｉを維持する。つまり、回転数が高くなるにつ
れて界磁巻線６に誘起される電圧の周波数が高くなって
出力Ｏｕｔ１のオフ期間が次第に短縮され、やがては連
続的にオンになる。つまりは連続的に電源回路７４を動
作状態に維持できる。すなわち、低回転域では間欠動作
であり、ある回転数以上で連続動作に移行する。
【００４１】たとえば１２極（６極対）の回転磁極を備
えるオルタネータにおいて、Ｒ２＝１００ｋΩ、Ｃ１＝
０．１μＦに設定すると約１０００〔ｒｐｍ〕にて連続
的に動作可能である。一般に２・Ｐ１極のオルタネータ
をＮ１〔ｒｐｍ〕で連続に動作させたい場合、ＣＲ回路
７５７の時定数を６０／（Ｐ１・Ｎ１）〔ｓｅｃ〕に設
定すればよい。
【００４２】すなわち、上記実施例では、残留磁化界磁
巻線誘起電圧の周期（周波数関連信号電圧、回転起因電
気信号）とＣＲ回路（第１のタイマ）７５７の時定数と
の比較により、電源電力を給電するかどうかを判定する
ので、安定に回転数が所定値以上となったことを判別し
て制御回路に電源電力を給電することができる。
【００４３】なお、ＲＳフリップフロップ７５５を用い
た場合、セット、リセット入力がともにＨｉとなる場合
にフリップフロップ出力が不定となる。そこで、抵抗分
圧回路７６１によりオルタネータ１の出力電圧を検出
し、コンパレータ７６４でバッテリの開放端子電圧より
も高い基準電圧たとえば１３．０Ｖに対応する基準電圧
値Ｖｒｅｆと比較し、オルタネータ１の出力電圧がこの
基準電圧値Ｖｒｅｆよりも高い場合にＨｉを出力し。こ
の信号と出力Ｏｕｔ１との論理和信号にてスイッチ７６
０のゲートを駆動すれば動作を一層の安定化することが
できる。
【００４４】また、オルタネータ１の出力電圧とバッテ
リの開放端子電圧よりも高い基準電圧との比較結果を論
理和ゲートを通すことで更に以下の如き効果も奏するこ
とができる。
【００４５】車両の運行が終了して車載エンジンを停止
させるプロセスを考える。通常、バッテリは略満充電状
態に維持されているので、その端子電圧、即ちコンパレ
ータ７６４の入力電圧はほぼ１４．５Ｖに対応する値に
なっており、コンパレータ７６４の出力はＨｉである。
運転者がエンジンを停止させるとオルタネータ１も直ち
に停止するものの、オルタネータ１の電圧制御装置の主
電源はコンパレータ７６４のＨｉ信号を受けてまだアク
ティブ状態にある。従って、適当なデュ−ティ比でオル
タネータ１の界磁巻線６に励磁電流を通電し続ける。や
がて車載バッテリの端子電圧は充電分極の消失などによ
り無負荷電圧略１２．８Ｖにまで落ち込み、コンパレー
タ７６４の出力を反転させて電源回路７４を非動作状態
にする。一般の車載バッテリは化学反応を利用している
ので、エンジンが停止し、オルタネータ１の発電が停止
してから電圧制御装置の電源回路７４が非動作状態にな
り、界磁巻線６に流れる励磁電流が完全に消滅するまで
十数秒〜数十秒を要する。
【００４６】したがって、この実施例では、界磁巻線６
の減衰励磁電流が回転停止時に電機子鉄心を消磁すると
いう現象を、バッテリ電圧すなわちオルタネータ１の直
流出力電圧に基づく制御回路への電源電力給電停止の遅
延により実現しているので、次回のエンジン始動時に
も、オルタネータ１の電圧制御装置を確実にスタンバイ
状態に復帰させることができる。もちろん、直流出力電
圧の大きさの変化ではなく、その周波数変化や電機子巻
線の発電電圧又は周波数の変化により制御回路への電源
電力給電停止の遅延を実現してもよい。
【００４７】なお、ここではＣＲ回路の時定数を利用し
たアナログ信号処理にてタイマ機能を実現した例を示し
ているが、各種ディジタルカウンタを利用したディジタ
ル信号処理を施しても同等の効果が得られることはもち
ろんである。図３は各部電位状態を示す。
【００４８】〔変形態様〕第１実施例の変形態様を図４
に示す。
【００４９】上述した第１実施例では界磁巻線６の誘起
交流電圧を検出して電源回路覚醒のトリガ信号としてい
たのに対し、本変形態様では電機子巻線６の１相の出力
電圧信号を検出してトリガ信号とする。動作は第１実施
例と同じである。
【００５０】〔第２実施例〕第２実施例を図５を参照し
て説明する。
【００５１】この実施例の電源駆動回路７５は、図２に
示す界磁巻線電圧により作動する電源駆動回路７５と同
等機能をもつ第一電源駆動回路部７５ａと、図４に示す
一相電機子巻線電圧により作動する電源駆動回路７５と
略同等機能をもつ第二電源駆動回路部７５ｂとを並列使
用することを特徴としている。ただし、第二電源駆動回
路部７５ｂのＨｉ出力の継続時間（コンデンサＣ３と抵
抗Ｒ５との直列接続回路からなるＣＲ回路（第２のタイ
マ）の時定数）Ｃ３Ｒ５は、第一電源駆動回路７５ａの
Ｈｉ出力の継続時間Ｃ１Ｒ２に比べて十分に長く設定さ
れている。
【００５２】更に、この実施例の電源駆動回路７５は、
電機子巻線３の出力電圧の周波数成分を検出する検出手
段７６７、例えば周知のＦ／Ｖコンバータと、検出手段
７６７の出力を所定の定電圧と比較するコンパレータ７
６８と、第二電源駆動回路部７５ｂのＱ出力とコンパレ
ータ７６８の出力との論理積を演算するＡＮＤゲート７
６９と、ＡＮＤゲート７６９の出力と第一電源駆動回路
部７５ａの出力との論理和を演算するＯＲゲート７７０
とを有している。
【００５３】次に動作を説明する。
【００５４】第一電源駆動回路部７５ａの動作は第１実
施例に同じであるので省略する。
【００５５】第二電源駆動回路部７５ｂは第１実施例の
変形態様と同じである。ただし、周波数検出器７６７の
出力が所定値Ｖｒｅｆよりも大きい場合にはコンパレー
タ７６８はＬｏを出力し、その結果、回転数が高い通常
の発電状態では第二電源駆動回路部７５ｂの出力は無効
とされる。
【００５６】以下、動作を説明する。
【００５７】エンジンが停止過程に入ってオルタネータ
１の回転数が下がり、電機子巻線の交流電圧の周波数が
Ｖｒｅｆ２相当以下になると、コンパレータ７６８がＨ
ｉを出力し、第二電源駆動回路部７５ｂの出力がＯＲゲ
ート７７０に入力されることになる。このとき、回路７
５ｂからのＨｉ出力期間Ｔ２は、回路７５ａからのＨｉ
出力期間Ｔ１に比べて十分に長いために回転数が低下
し、エンジンが完全に停止した後もしばらくの間ＯＲゲ
ート７７０はＨｉを出力し続け、電源回路７４は動作状
態に維持される。電源回路７４が動作状態に維持されれ
ば、界磁巻線６には励磁電流が流れ続けるので、電機子
鉄心には直流の磁界が印加され続け、次回のエンジン始
動時には容易に発電開始できる。
【００５８】すなわち、この実施例では、電機子巻線の
発電電圧に基づいて回転停止完了後も制御回路７３への
電源電力の給電をしばらくの間持続し、交流消磁を防止
する。
【００５９】
【実施例３】他の実施例を図７を参照して説明する。
【００６０】１０００は、調整電圧Ｖｔｈとバッテリ電
圧Ｖｂとを比較するコンパレータ、１００１はオアゲー
トであり、コンパレータ１０００の出力はオアゲート１
００１を通じてトランジスタ７１を制御して、直流出力
電圧を調整電圧Ｖｔｈに収束制御する。
【００６１】１００２は一相電機子巻線電圧（発電電
圧）Ｖｐを半波整流するダイオード、１００３、１００
５は抵抗、１００４はコンデンサ、１００６はコンパレ
ータである。
【００６２】一相電機子巻線電圧（発電電圧）Ｖｐはダ
イオード１００２で半波整流されて抵抗１００３を通じ
てコンデンサ１００４を充電し、コンデンサ１００４は
抵抗１００６を通じて放電される。
【００６３】したがって、コンパレータ１００６は一相
電機子巻線電圧（発電電圧）Ｖｐの整流電圧が所定値Ｖ
ｒｅｆｘを超える通常発電段階となるとＬｏを出力し、
回転数が所定値未満である回転開始初期、回転停止期及
び回転停止後にＨｉを出力し、その結果、オアゲート１
００１は回転開始初期、回転停止期及び回転停止後に界
磁電流を通電する。
【００６４】これにより、回転停止のために回転数が所
定値未満となると界磁巻線６には界磁電流が十分に流れ
て交流消磁を防止する。その後、制御回路７３への電源
電圧供給は遮断されて無駄な界磁電流通電及び制御回路
７３の電力消費は防止される。同様に、実施例１，２で
は回転開始初期には制御回路７３への電源電力供給が未
だ開始されておらず無駄な界磁電流通電が防止される。
【００６５】これにより、バッテリ電圧Ｖｂの値の如何
にかかわらず、回転停止完了後まで界磁電流通電が十分
に保証されるために、交流消磁作用は生じない。
【００６６】（変形態様）上記実施例では、発電電圧Ｖ
ｐの振幅を用いたが、その代わりに周波数を用いてもよ
く、直流出力電圧の振幅又は直流出力電圧を用いてもよ
い。
【００６７】（変形態様）上記実施例では、回転停止の
ための減速期間中に界磁電流の強制通電を開始したが、
回転停止完了後でかつ制御回路への電源電力給電終了前
に界磁電流の強制通電を行ってもよい。たとえば、図７
の回路において、Ｖｒｅｆｘを０Ｖとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例の電源ホールド手段の一例を示す回
路図である。
【図３】第１実施例の各部状態を示すタイミングチャー
トである。
【図４】第１実施例の電源ホールド手段の変形態様を示
す回路図である。
【図５】第２実施例の電源ホールド手段の一例を示す回
路図である。
【図６】電機子鉄心の交流消磁過程を示す特性図であ
る。
【図７】界磁電流断続用のトランジスタの制御回路図で
ある。
【符号の説明】
１ 車両用発電機 ３ 電機子巻線 ６ 界磁巻線 ７ 電圧制御装置 ７１ トランジスタ（スイッチ手段） ７３ 電圧制御回路 ７４ 電源回路 ７５ 電源駆動回路 ７５ａ 第１のタイマ ７５ｂ 第２のタイマ ７５１、７５３、７５４、７６４、７６８ コンパレー
タ ７５２ 分圧抵抗 ７５５ フリップフロップ ７５６ インバータ ７５７ タイマ時定数決定コンデンサ ７５８ タイマ時定数決定抵抗 ７６０ アナログスイッチ ７６５、７７０ ＯＲゲート ７６６ ＤＣーＤＣコンバータ ７６７ Ｆ／Ｖコンバータ ７６８ ＡＮＤゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 敏典 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5G060 AA20 CA01 DA01 DB01 DB02 DB03 DB05 5H590 AA10 CA23 CC12 CC18 CC24 CC28 CC29 CD01 CE05 DD52 DD64 EA05 EB02 FA06 FC14 FC17 GA02 GA05 GB02 HA02 HA27 HB06 JB03 JB05 JB06 JB09 JB14

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の界磁極が形成された界磁鉄心をもつ
    回転子と、 前記界磁極を磁化させるための界磁電流が給電される界
    磁巻線と、 該界磁巻線に並列に接続される環流用ダイオードと、 多相巻線が巻装された電機子鉄心を有する電機子と、 前記多相巻線の発電電圧を整流して直流出力電圧として
    出力する整流回路と、 を有する車両用交流発電機に装備されて前記界磁電流の
    調整により前記直流出力電圧を制御する車両用交流発電
    機の制御装置において、 前記界磁電流を断続するスイッチ手段と、 前記直流出力電圧に関連する信号に応じて前記スイッチ
    手段を制御する制御回路と、 前記制御回路に電源電力を給電する電源回路と、 少なくとも前記回転子の回転停止時点の直前から停止時
    点の所定時間経過までの期間、前記電源回路による前記
    制御回路への前記電源電力の給電を維持する電源ホール
    ド手段と、 を有することを特徴とする車両用交流発電機の制御装
    置。
  2. 【請求項２】前記電源ホールド手段は、前記回転子の回
    転状態に関連する回転起因電気信号又は前記直流出力電
    圧に関連する直流出力電圧関連信号に基づいて、前記回
    転子の回転数が所定値未満となった時点から前記回転子
    の通常停止の際の前記回転子の予想回転停止時点を超え
    る所定期間の間、前記電源回路を活性状態に維持するこ
    とを特徴とする請求項１記載の車両用交流発電機の制御
    装置。
  3. 【請求項３】前記スイッチ手段は、少なくとも前記回転
    子の回転停止時点の直前から停止完了時点後までの期間
    に所定時間以上遮断されないことを特徴とする請求項１
    又は２記載の車両用交流発電機の制御装置。
  4. 【請求項４】前記スイッチ手段は、前記期間に連続オン
    されることを特徴とする請求項３記載の車両用交流発電
    機の制御装置。
  5. 【請求項５】前記電源ホールド手段は、前記回転子の回
    転状態に関連する回転起因電気信号に基づいて前記回転
    子の回転数が所定値以上の場合に、前記電源回路による
    前記制御回路への前記電源電力の給電を開始させること
    を特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の車両用交
    流発電機の制御装置。
  6. 【請求項６】前記回転起因電気信号は、前記回転子の回
    転時に前記電機子鉄心の残留磁束が前記界磁巻線と鎖交
    して前記界磁巻線に誘起される残留磁化界磁巻線誘起電
    圧、又は、回転する前記界磁鉄心の残留磁束が前記多相
    巻線と鎖交して前記多相巻線に誘起される残留磁化電機
    子巻線誘起電圧からなることを特徴とする請求項５記載
    の車両用交流発電機の制御装置。
  7. 【請求項７】前記電源ホールド手段は、前記回転起因電
    気信号としての前記残留磁化界磁巻線誘起電圧又は残留
    磁化電機子巻線誘起電圧により回転数が所定時点に達し
    た段階で作動するタイマ手段と、 前記直流出力電圧が所定値を超えたかどうかを判定する
    コンパレータ手段と、 前記タイマ手段と前記コンパレータ手段との論理和出力
    に基づいて前記電源回路への電源電力を給電することを
    特徴とする請求項７記載の車両用交流発電機の制御装
    置。
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