JP2003225000A - 車両用電源装置 - Google Patents
車両用電源装置Info
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- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
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- H02K11/05—Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、常用回転速度域で、オルタネー
タモードで回転電機を発電させるように制御装置により
インバータユニットを制御して、発電効率を高め、か
つ、低価格化を図る車両用電源装置を得る。 【解決手段】 回転電機２０の電機子巻線２１の各相の
コイルが６ターンに構成され、インバータ２２が、直列
接続された一対のスイッチング素子８及びスイッチング
素子８に並列接続されたダイオード９を複数組有し、直
列接続されたスイッチング素子８の接続点を回転電機２
０に接続されている。制御装置２４は、エンジン１の始
動時に、第１のバッテリ１１の電力を回転電機２０に供
給して該回転電機２０を駆動させ、少なくともエンジン
の常用回転速度域で、回転電機２０をオルタネータモー
ド発電させるようにインバータ２２を制御する。
タモードで回転電機を発電させるように制御装置により
インバータユニットを制御して、発電効率を高め、か
つ、低価格化を図る車両用電源装置を得る。 【解決手段】 回転電機２０の電機子巻線２１の各相の
コイルが６ターンに構成され、インバータ２２が、直列
接続された一対のスイッチング素子８及びスイッチング
素子８に並列接続されたダイオード９を複数組有し、直
列接続されたスイッチング素子８の接続点を回転電機２
０に接続されている。制御装置２４は、エンジン１の始
動時に、第１のバッテリ１１の電力を回転電機２０に供
給して該回転電機２０を駆動させ、少なくともエンジン
の常用回転速度域で、回転電機２０をオルタネータモー
ド発電させるようにインバータ２２を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンに連結
されたベルト駆動式車両用回転電機およびベルト駆動式
車両用回転電機を制御するインバータユニットを備えた
車両用電源装置に関するものである。
されたベルト駆動式車両用回転電機およびベルト駆動式
車両用回転電機を制御するインバータユニットを備えた
車両用電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来のベルト駆動式車両用回転電
機を用いた車両用電源装置を示す概念図、図９は従来の
回転電機の発電出力特性を示す図であり、縦軸は出力電
流（Ａ）を、横軸は回転電機の回転速度（ｒ／ｍｉｎ）
を示している。図８において、回転電機２は、ベルト駆
動式回転電機であり、固定子（図示せず）の電機子巻線
３と、回転子（図示せず）の界磁巻線４とを備え、回転
子がエンジン１の回転軸とベルト（図示せず）により連
結されている。ここでは、電機子巻線３は、４ターンの
３相のコイルをΔ結線して構成されている。インバータ
ユニット５は、複数のスイッチング素子８と各スイッチ
ング素子８に並列に接続されたダイオード９とからなる
インバータモジュール６と、インバータモジュール６に
並列に接続されたコンデンサ７とを備えている。このコ
ンデンサ７は、インバータモジュール６を流れる電流を
平滑する役割を有する。
機を用いた車両用電源装置を示す概念図、図９は従来の
回転電機の発電出力特性を示す図であり、縦軸は出力電
流（Ａ）を、横軸は回転電機の回転速度（ｒ／ｍｉｎ）
を示している。図８において、回転電機２は、ベルト駆
動式回転電機であり、固定子（図示せず）の電機子巻線
３と、回転子（図示せず）の界磁巻線４とを備え、回転
子がエンジン１の回転軸とベルト（図示せず）により連
結されている。ここでは、電機子巻線３は、４ターンの
３相のコイルをΔ結線して構成されている。インバータ
ユニット５は、複数のスイッチング素子８と各スイッチ
ング素子８に並列に接続されたダイオード９とからなる
インバータモジュール６と、インバータモジュール６に
並列に接続されたコンデンサ７とを備えている。このコ
ンデンサ７は、インバータモジュール６を流れる電流を
平滑する役割を有する。
【０００３】インバータモジュール６は、並列に接続さ
れたスイッチング素子８およびダイオード９の２組を直
列に接続したものを、並列に３つ配置し、それらの素子
８、９を一体にパッケージ封入して構成されている。そ
して、電機子巻線３の各Δ結線端部が、直列に接続され
たスイッチング素子８の中間点にそれぞれ接続されてい
る。インバータモジュール６は、スイッチング素子８の
スイッチング動作が制御装置１０により制御される。そ
して、回転電機２は、電力が供給されて始動電動機とし
て動作し、エンジン１を始動させる。また、回転電機２
は、エンジン１の始動後、エンジン１により回転駆動さ
れて交流発電機として動作し、三相交流電圧を発生す
る。
れたスイッチング素子８およびダイオード９の２組を直
列に接続したものを、並列に３つ配置し、それらの素子
８、９を一体にパッケージ封入して構成されている。そ
して、電機子巻線３の各Δ結線端部が、直列に接続され
たスイッチング素子８の中間点にそれぞれ接続されてい
る。インバータモジュール６は、スイッチング素子８の
スイッチング動作が制御装置１０により制御される。そ
して、回転電機２は、電力が供給されて始動電動機とし
て動作し、エンジン１を始動させる。また、回転電機２
は、エンジン１の始動後、エンジン１により回転駆動さ
れて交流発電機として動作し、三相交流電圧を発生す
る。
【０００４】回転電機２の駆動用電源である３６Ｖ系の
第１のバッテリ１１がインバータモジュール６に並列に
接続されている。この回転電機２は、第１のバッテリ１
１により、高電圧（３６Ｖ）で運転される。また、車両
に搭載される電機負荷は一般的に１２Ｖを定格としてい
るため、１２Ｖ系の第２のバッテリ１２が搭載されてい
る。そこで、電気負荷駆動用の第２のバッテリ１２を充
電できるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３がインバー
タモジュール６に並列に接続されている。つまり、回転
電機２によるエンジン１の始動時には、回転電機２の発
生トルクを大きくする、即ち電機子巻線３への通電電流
量を大きくする必要がある。そして、車両に搭載された
電気負荷を駆動するための第２のバッテリ１２による運
転では、配線でのロスが大きくなってしまい、さらに配
線抵抗を小さくするために配線自体が大きくなってしま
う。そこで、バッテリ電圧を高電圧化して、送電ロスを
低減している。
第１のバッテリ１１がインバータモジュール６に並列に
接続されている。この回転電機２は、第１のバッテリ１
１により、高電圧（３６Ｖ）で運転される。また、車両
に搭載される電機負荷は一般的に１２Ｖを定格としてい
るため、１２Ｖ系の第２のバッテリ１２が搭載されてい
る。そこで、電気負荷駆動用の第２のバッテリ１２を充
電できるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３がインバー
タモジュール６に並列に接続されている。つまり、回転
電機２によるエンジン１の始動時には、回転電機２の発
生トルクを大きくする、即ち電機子巻線３への通電電流
量を大きくする必要がある。そして、車両に搭載された
電気負荷を駆動するための第２のバッテリ１２による運
転では、配線でのロスが大きくなってしまい、さらに配
線抵抗を小さくするために配線自体が大きくなってしま
う。そこで、バッテリ電圧を高電圧化して、送電ロスを
低減している。
【０００５】ついで、このように構成された従来の車両
用電源装置の動作について説明する。まず、制御装置１
０が、各スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御し、第
１のバッテリ１１の直流電力から三相交流電力を発生さ
せる。この三相交流電力が回転電機２の電機子巻線３に
供給され、回転子の界磁巻線４に回転磁界が与えられ、
回転子が回転駆動される。そして、回転子の回転力がプ
ーリおよびベルト（図示せず）を介してエンジン１に伝
達され、エンジン１が回転駆動、即ち始動される。そし
て、エンジン１が始動されると、エンジン１の回転力が
ベルトおよびプーリを介して回転電機２に伝達される。
これにより、回転子が回転駆動され、電機子巻線３に三
相交流電圧が誘起される。そこで、制御装置１０が、各
スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御し、電機子巻線
４に誘起された三相交流電圧を直流に整流する。そし
て、インバータユニット５により整流された直流電力に
より、第１のバッテリ１１が充電される。また、インバ
ータユニット５により整流された直流電力が、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１３により１２Ｖに変換されて第２のバッ
テリ１２に供給される。
用電源装置の動作について説明する。まず、制御装置１
０が、各スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御し、第
１のバッテリ１１の直流電力から三相交流電力を発生さ
せる。この三相交流電力が回転電機２の電機子巻線３に
供給され、回転子の界磁巻線４に回転磁界が与えられ、
回転子が回転駆動される。そして、回転子の回転力がプ
ーリおよびベルト（図示せず）を介してエンジン１に伝
達され、エンジン１が回転駆動、即ち始動される。そし
て、エンジン１が始動されると、エンジン１の回転力が
ベルトおよびプーリを介して回転電機２に伝達される。
これにより、回転子が回転駆動され、電機子巻線３に三
相交流電圧が誘起される。そこで、制御装置１０が、各
スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御し、電機子巻線
４に誘起された三相交流電圧を直流に整流する。そし
て、インバータユニット５により整流された直流電力に
より、第１のバッテリ１１が充電される。また、インバ
ータユニット５により整流された直流電力が、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ１３により１２Ｖに変換されて第２のバッ
テリ１２に供給される。
【０００６】ここで、制御装置１０により各スイッチン
グ素子８をＯＦＦとして、従来の回転電機２をオルタネ
ータモードで発電させる場合、回転電機２の起電力は回
転子の回転速度に依存する。つまり、回転電機２の回転
子の回転速度が低速となると、オルタネータモードでは
調整系電圧を超える発電量が得られなくなる。そこで、
回転子の回転速度が低速域にあるときには、回転電機２
をインバータモードで発電させることになる。一般的な
ベルト駆動式車両用回転電機では、トルク伝達プーリ比
が２．５程度であり、一般的なエンジンの常用回転数域
が１２００〜３０００ｒ／ｍｉｎであることから、回転
電機２の常用回転速度域は３０００〜７５００ｒ／ｍｉ
ｎとなる。この回転電機２の発電は、図９に示されるよ
うに、回転速度が７０００ｒ／ｍｉｎ近傍でインバータ
モードからオルタネータモードに切り換えられている。
従って、回転電機２は、その常用回転速度域の大部分に
おいて、インバータモードで発電されていることにな
る。
グ素子８をＯＦＦとして、従来の回転電機２をオルタネ
ータモードで発電させる場合、回転電機２の起電力は回
転子の回転速度に依存する。つまり、回転電機２の回転
子の回転速度が低速となると、オルタネータモードでは
調整系電圧を超える発電量が得られなくなる。そこで、
回転子の回転速度が低速域にあるときには、回転電機２
をインバータモードで発電させることになる。一般的な
ベルト駆動式車両用回転電機では、トルク伝達プーリ比
が２．５程度であり、一般的なエンジンの常用回転数域
が１２００〜３０００ｒ／ｍｉｎであることから、回転
電機２の常用回転速度域は３０００〜７５００ｒ／ｍｉ
ｎとなる。この回転電機２の発電は、図９に示されるよ
うに、回転速度が７０００ｒ／ｍｉｎ近傍でインバータ
モードからオルタネータモードに切り換えられている。
従って、回転電機２は、その常用回転速度域の大部分に
おいて、インバータモードで発電されていることにな
る。
【０００７】このインバータモードによる発電は、制御
装置１０によりスイッチング素子８をスイッチングして
行うものであり、回転電機２の回転速度が速くなるほ
ど、スイッチング素子８をスイッチングする度合い、即
ちスイッチング周波数が高くなる。また、インバータモ
ードによる発電においてはスイッチング素子８に通電さ
れる電流は、オルタネータモードによる発電においてダ
イオード９に通電される電流に比べて、大電流となる。
そこで、インバータモードによる発電においては、大電
流がスイッチング素子８に連続して通電されることにな
る。そこで、スイッチング素子８における発熱量が大き
くなるので、インバータユニット５の放熱設計が大規模
なものとなり、インバータユニット５の冷却には冷却効
率のよい水冷構造が一般的に採用されていた。
装置１０によりスイッチング素子８をスイッチングして
行うものであり、回転電機２の回転速度が速くなるほ
ど、スイッチング素子８をスイッチングする度合い、即
ちスイッチング周波数が高くなる。また、インバータモ
ードによる発電においてはスイッチング素子８に通電さ
れる電流は、オルタネータモードによる発電においてダ
イオード９に通電される電流に比べて、大電流となる。
そこで、インバータモードによる発電においては、大電
流がスイッチング素子８に連続して通電されることにな
る。そこで、スイッチング素子８における発熱量が大き
くなるので、インバータユニット５の放熱設計が大規模
なものとなり、インバータユニット５の冷却には冷却効
率のよい水冷構造が一般的に採用されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のベルト駆動式車
両用回転電機を用いた車両用電源装置では、回転電機２
が、その常用回転速度域の大部分において、オルタネー
タモードに比べて発電損失が多いインバータモードで発
電されているので、インバータに大掛かりな冷却構造が
必要となるとともに、回転電機の発電効率が低下される
という課題があった。また、回転電機２の高速回転域ま
でスイッチング素子８を制御する必要があり、スイッチ
ング周波数が高くなるので、制御装置１０の回路構成が
複雑となり、高価格化を招いてしまうという課題もあっ
た。
両用回転電機を用いた車両用電源装置では、回転電機２
が、その常用回転速度域の大部分において、オルタネー
タモードに比べて発電損失が多いインバータモードで発
電されているので、インバータに大掛かりな冷却構造が
必要となるとともに、回転電機の発電効率が低下される
という課題があった。また、回転電機２の高速回転域ま
でスイッチング素子８を制御する必要があり、スイッチ
ング周波数が高くなるので、制御装置１０の回路構成が
複雑となり、高価格化を招いてしまうという課題もあっ
た。
【０００９】この発明は、上記のような課題を解決する
ために、回転電機の常用回転速度域においてオルタネー
タモードで回転電機を発電できるように回転電機の電機
子巻線のターン数を設定し、エンジンの始動時に、スイ
ッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して回転電機を電動機
として動作させ、かつ、エンジン始動後、スイッチング
素子をＯＦＦとしてオルタネータモードで回転電機を発
電させるように制御装置によりインバータユニットを制
御するようにして、回転電機による発電効率を高め、イ
ンバータの冷却構造を簡素化および小型化し、かつ、制
御装置の回路構成を簡素化して低価格化を図る車両用電
源装置を得ることを目的とする。
ために、回転電機の常用回転速度域においてオルタネー
タモードで回転電機を発電できるように回転電機の電機
子巻線のターン数を設定し、エンジンの始動時に、スイ
ッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して回転電機を電動機
として動作させ、かつ、エンジン始動後、スイッチング
素子をＯＦＦとしてオルタネータモードで回転電機を発
電させるように制御装置によりインバータユニットを制
御するようにして、回転電機による発電効率を高め、イ
ンバータの冷却構造を簡素化および小型化し、かつ、制
御装置の回路構成を簡素化して低価格化を図る車両用電
源装置を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用電
源装置は、バッテリと、エンジンに連結されており、該
エンジンの始動時、上記バッテリの電力により駆動され
て該エンジンを始動し、かつ、該エンジンの始動後、該
エンジンに駆動されて交流電力を発生する車両用回転電
機と、上記バッテリの正負端子間に直列接続された一対
のスイッチング素子および該スイッチング素子に並列接
続されたダイオードを複数組有し、直列接続されたスイ
ッチング素子の接続点を上記車両用回転電機に接続され
たインバータと、上記エンジンの始動時に、上記スイッ
チング素子をＯＮ／ＯＦＦさせて上記バッテリの電力を
上記車両用回転電機に供給して該車両用回転電機を駆動
させ、上記エンジンの常用回転速度域以下で、上記スイ
ッチング素子をＯＦＦとして上記ダイオード群により上
記車両用回転電機で発生する交流電力を直流電力に整流
させて上記バッテリを充電するように上記インバータを
制御する制御装置とを備えたものである。
源装置は、バッテリと、エンジンに連結されており、該
エンジンの始動時、上記バッテリの電力により駆動され
て該エンジンを始動し、かつ、該エンジンの始動後、該
エンジンに駆動されて交流電力を発生する車両用回転電
機と、上記バッテリの正負端子間に直列接続された一対
のスイッチング素子および該スイッチング素子に並列接
続されたダイオードを複数組有し、直列接続されたスイ
ッチング素子の接続点を上記車両用回転電機に接続され
たインバータと、上記エンジンの始動時に、上記スイッ
チング素子をＯＮ／ＯＦＦさせて上記バッテリの電力を
上記車両用回転電機に供給して該車両用回転電機を駆動
させ、上記エンジンの常用回転速度域以下で、上記スイ
ッチング素子をＯＦＦとして上記ダイオード群により上
記車両用回転電機で発生する交流電力を直流電力に整流
させて上記バッテリを充電するように上記インバータを
制御する制御装置とを備えたものである。
【００１１】また、上記インバータの冷却方式を空冷方
式とするものである。
式とするものである。
【００１２】また、上記インバータは、上記スイッチン
グ素子およびダイオードがヒートシンク上に実装され、
上記スイッチング素子およびダイオードで発生する熱が
ヒートシンクを介して放熱されるようにしたものであ
る。
グ素子およびダイオードがヒートシンク上に実装され、
上記スイッチング素子およびダイオードで発生する熱が
ヒートシンクを介して放熱されるようにしたものであ
る。
【００１３】また、上記ヒートシンクが放熱フィンを有
しているものである。
しているものである。
【００１４】また、上記インバータが上記車両用回転電
機に一体に取り付けられているものである。
機に一体に取り付けられているものである。
【００１５】また、上記インバータが、上記スイッチン
グ素子で構成されたインバータ回路部と、上記ダイオー
ドで構成された整流回路部とに分割構成され、該整流回
路部が上記車両用回転電機に内蔵されているものであ
る。
グ素子で構成されたインバータ回路部と、上記ダイオー
ドで構成された整流回路部とに分割構成され、該整流回
路部が上記車両用回転電機に内蔵されているものであ
る。
【００１６】また、上記インバータが、上記車両用回転
電機の冷却媒体により冷却されるようになっているもの
である。
電機の冷却媒体により冷却されるようになっているもの
である。
【００１７】また、上記制御装置は、上記エンジンの始
動を検知したときに、上記スイッチング素子をＯＦＦす
るように上記インバータを制御するように構成されてい
るものである。
動を検知したときに、上記スイッチング素子をＯＦＦす
るように上記インバータを制御するように構成されてい
るものである。
【００１８】 上記車両用回転電機は、発電時の調整系
電圧をＥ、回転子の磁極数をｐ、１磁極当たりの電機子
巻線の直列導体数をｗとしたときに、{Ｅ／（ｐ２・
ｗ）}＜０．０４を満足するように構成されているもの
である。
電圧をＥ、回転子の磁極数をｐ、１磁極当たりの電機子
巻線の直列導体数をｗとしたときに、{Ｅ／（ｐ２・
ｗ）}＜０．０４を満足するように構成されているもの
である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係るベ
ルト駆動式車両用回転電機を適用した車両用電源装置を
示す概念図である。図２はこの発明の実施の形態１に係
る車両用電源装置における回転電機の発電出力特性を示
す図であり、図において、縦軸は出力電流（Ａ）を、横
軸は回転電機の回転速度（ｒ／ｍｉｎ）を示している。
図１において、回転電機２０はベルト駆動式車両用回転
電機であり、その電機子巻線２１がそれぞれ５ターンの
各相のコイルをΔ結線して構成されている。また、イン
バータユニット２２およびインバータモジュール２３
は、インバータユニット５およびインバータモジュール
６と同様に構成されている。なお、他の構成は、図８に
示される従来の車両用電源装置と同様に構成されてい
る。
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係るベ
ルト駆動式車両用回転電機を適用した車両用電源装置を
示す概念図である。図２はこの発明の実施の形態１に係
る車両用電源装置における回転電機の発電出力特性を示
す図であり、図において、縦軸は出力電流（Ａ）を、横
軸は回転電機の回転速度（ｒ／ｍｉｎ）を示している。
図１において、回転電機２０はベルト駆動式車両用回転
電機であり、その電機子巻線２１がそれぞれ５ターンの
各相のコイルをΔ結線して構成されている。また、イン
バータユニット２２およびインバータモジュール２３
は、インバータユニット５およびインバータモジュール
６と同様に構成されている。なお、他の構成は、図８に
示される従来の車両用電源装置と同様に構成されてい
る。
【００２０】ついで、この実施の形態１における回転電
機の発電特性について説明する。図２から、電機子巻線
２１の各相のコイルのターン数を５ターンと設定する回
転電機２０では、インバータモード発電とオルタネータ
モード発電との切り換え回転速度が約２５００ｒ／ｍｉ
ｎであり、エンジン機関常用回転速度域ではオルタネー
タモード発電できることが分かる。つまり、少なくとも
エンジン機関の常用回転速度域の全域において、回転電
機２０をオルタネータモードで発電できる車両用電源装
置を実現できる。
機の発電特性について説明する。図２から、電機子巻線
２１の各相のコイルのターン数を５ターンと設定する回
転電機２０では、インバータモード発電とオルタネータ
モード発電との切り換え回転速度が約２５００ｒ／ｍｉ
ｎであり、エンジン機関常用回転速度域ではオルタネー
タモード発電できることが分かる。つまり、少なくとも
エンジン機関の常用回転速度域の全域において、回転電
機２０をオルタネータモードで発電できる車両用電源装
置を実現できる。
【００２１】つぎに、この実施の形態１による車両用電
源装置の動作について説明する。まず、制御装置２４
が、各スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御し、第１
のバッテリ１１の直流電力から三相交流電力を発生させ
る。この三相交流電力が回転電機２０の電機子巻線２１
に供給され、回転子の界磁巻線４に回転磁界が与えら
れ、回転子が回転駆動される。そして、回転子の回転力
がプーリおよびベルト（図示せず）を介してエンジン１
に伝達され、エンジン１が回転駆動、即ち始動される。
そして、エンジン１が始動されると、エンジン１の回転
力がベルトおよびプーリを介して回転電機２０に伝達さ
れる。これにより、回転子が回転駆動され、電機子巻線
２１に三相交流電圧が誘起される。制御装置２４は、回
転電機２０からの回転信号（ｆ）に基づいて回転子の回
転速度をモニターしており、回転速度が２５００ｒ／ｍ
ｉｎ未満のときに、各スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御し、インバータモードにより回転電機２０を発電
させる。そして、回転速度が２５００ｒ／ｍｉｎとなっ
たときに各スイッチング素子８をＯＦＦとし、オルタネ
ータモードにより回転電機２０を発電させる。これによ
り、インバータモジュール２３は直列接続された２つの
ダイオード９の組が並列に３組接続された三相全波整流
回路となり、電機子巻線２１に誘起された三相交流電圧
がインバータユニット２２により直流に整流される。そ
して、インバータユニット２２により整流された直流電
力により、第１のバッテリ１１が充電される。また、イ
ンバータユニット５により整流された直流電力が、ＤＣ
／ＤＣコンバータ１３により１２Ｖに変換されて第２の
バッテリ１２に供給される。
源装置の動作について説明する。まず、制御装置２４
が、各スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御し、第１
のバッテリ１１の直流電力から三相交流電力を発生させ
る。この三相交流電力が回転電機２０の電機子巻線２１
に供給され、回転子の界磁巻線４に回転磁界が与えら
れ、回転子が回転駆動される。そして、回転子の回転力
がプーリおよびベルト（図示せず）を介してエンジン１
に伝達され、エンジン１が回転駆動、即ち始動される。
そして、エンジン１が始動されると、エンジン１の回転
力がベルトおよびプーリを介して回転電機２０に伝達さ
れる。これにより、回転子が回転駆動され、電機子巻線
２１に三相交流電圧が誘起される。制御装置２４は、回
転電機２０からの回転信号（ｆ）に基づいて回転子の回
転速度をモニターしており、回転速度が２５００ｒ／ｍ
ｉｎ未満のときに、各スイッチング素子８をＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御し、インバータモードにより回転電機２０を発電
させる。そして、回転速度が２５００ｒ／ｍｉｎとなっ
たときに各スイッチング素子８をＯＦＦとし、オルタネ
ータモードにより回転電機２０を発電させる。これによ
り、インバータモジュール２３は直列接続された２つの
ダイオード９の組が並列に３組接続された三相全波整流
回路となり、電機子巻線２１に誘起された三相交流電圧
がインバータユニット２２により直流に整流される。そ
して、インバータユニット２２により整流された直流電
力により、第１のバッテリ１１が充電される。また、イ
ンバータユニット５により整流された直流電力が、ＤＣ
／ＤＣコンバータ１３により１２Ｖに変換されて第２の
バッテリ１２に供給される。
【００２２】このように、この実施の形態１によれば、
電機子巻線２１の各相のコイルのターン数を５ターンに
設定しているので、インバータモード発電とオルタネー
タモード発電との切り換え回転速度を２５００ｒ／ｍｉ
ｎに低減できる。従って、オルタネータモードに比べて
発電損失の多いインバータモードでの発電が２５００ｒ
／ｍｉｎ未満の回転速度域となる。言い換えれば、少な
くともエンジン機関の常用回転速度域の全域において、
回転電機２０をオルタネータモードで発電できるので、
回転電機２０の発電効率が向上される。また、回転電機
２０の高速回転域までスイッチング素子８をＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御する必要がなく、インバータユニット２２の制御
が簡易となる。その結果、制御装置２４の回路構成が簡
易となり、低価格化を図ることができる。
電機子巻線２１の各相のコイルのターン数を５ターンに
設定しているので、インバータモード発電とオルタネー
タモード発電との切り換え回転速度を２５００ｒ／ｍｉ
ｎに低減できる。従って、オルタネータモードに比べて
発電損失の多いインバータモードでの発電が２５００ｒ
／ｍｉｎ未満の回転速度域となる。言い換えれば、少な
くともエンジン機関の常用回転速度域の全域において、
回転電機２０をオルタネータモードで発電できるので、
回転電機２０の発電効率が向上される。また、回転電機
２０の高速回転域までスイッチング素子８をＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御する必要がなく、インバータユニット２２の制御
が簡易となる。その結果、制御装置２４の回路構成が簡
易となり、低価格化を図ることができる。
【００２３】また、この実施の形態１では、電機子巻線
２１の各相のコイルのターン数を従来の車両用電源装置
の電機子巻線２の各相のコイルのターン数に比べて多く
しているので、同一トルクを発生させるために必要な電
機子巻線への通電量を小さくすることができる。そこ
で、この実施の形態１によれば、従来の車両用電源装置
に比べて、スイッチング素子８の通電容量を小さく設定
することができるので、小さな電流容量のスイッチング
素子８を採用でき、インバータユニット２２の容積およ
びコストを低減できるとともに、大掛かりなインバータ
ユニット２２の放熱設計が不要となり、インバータユニ
ット２２の小型化が図られる。
２１の各相のコイルのターン数を従来の車両用電源装置
の電機子巻線２の各相のコイルのターン数に比べて多く
しているので、同一トルクを発生させるために必要な電
機子巻線への通電量を小さくすることができる。そこ
で、この実施の形態１によれば、従来の車両用電源装置
に比べて、スイッチング素子８の通電容量を小さく設定
することができるので、小さな電流容量のスイッチング
素子８を採用でき、インバータユニット２２の容積およ
びコストを低減できるとともに、大掛かりなインバータ
ユニット２２の放熱設計が不要となり、インバータユニ
ット２２の小型化が図られる。
【００２４】ここで、オルタネータモード発電において
は、回転子の回転速度が速くなるにつれ、電機子巻線２
１に誘起される電圧が大きくなる。そして、電機子巻線
２１に誘起された電圧を三相全波整流した直流電圧が第
１のバッテリ１１の電圧を超えると、初めて回転電機２
０の発電を出力として取り出せることになる。そして、
オルタネータモード発電の出力電流がインバータ発電モ
ードの出力電流を越える回転子の回転速度がインバータ
モード発電とオルタネータモード発電との切り換え回転
速度となる。そして、電機子巻線２１の各相のコイルの
ターン数を増やすことにより、電機子巻線２１に誘起さ
れる電圧が大きくなる。従って、各相のコイルのターン
数を増やすことにより、インバータモード発電とオルタ
ネータモード発電との切り換え回転速度を低回転速度側
にシフトできることになる。
は、回転子の回転速度が速くなるにつれ、電機子巻線２
１に誘起される電圧が大きくなる。そして、電機子巻線
２１に誘起された電圧を三相全波整流した直流電圧が第
１のバッテリ１１の電圧を超えると、初めて回転電機２
０の発電を出力として取り出せることになる。そして、
オルタネータモード発電の出力電流がインバータ発電モ
ードの出力電流を越える回転子の回転速度がインバータ
モード発電とオルタネータモード発電との切り換え回転
速度となる。そして、電機子巻線２１の各相のコイルの
ターン数を増やすことにより、電機子巻線２１に誘起さ
れる電圧が大きくなる。従って、各相のコイルのターン
数を増やすことにより、インバータモード発電とオルタ
ネータモード発電との切り換え回転速度を低回転速度側
にシフトできることになる。
【００２５】本発明は、上記見知に基づいて、発電時の
調整系電圧をＥ、回転子の磁極数をｐ、１磁極当たりの
電機子巻線の直列導体数をｗとしたときに、{Ｅ／（ｐ
２・ｗ）}＜０．０４を満足するように回転電機を設計
することで、インバータモード発電とオルタネータモー
ド発電との切り換え回転速度をエンジン機関の常用回転
速度域以下にできることを見出してなされたものであ
る。なお、上記実施の形態１においては、電源が３６Ｖ
系の第１のバッテリ１１である関係上、調整系電圧は４
２ｖとなり、回転子の磁極数が１６極であることから、
ターン数ｗを５以上に設定すれば、{Ｅ／（ｐ２・ｗ）}
＜０．０４を満足している。そして、ターン数ｗは調整
系電圧（Ｅ）および回転子の磁極数（ｐ）によって変化
することは言うまでもないことである。
調整系電圧をＥ、回転子の磁極数をｐ、１磁極当たりの
電機子巻線の直列導体数をｗとしたときに、{Ｅ／（ｐ
２・ｗ）}＜０．０４を満足するように回転電機を設計
することで、インバータモード発電とオルタネータモー
ド発電との切り換え回転速度をエンジン機関の常用回転
速度域以下にできることを見出してなされたものであ
る。なお、上記実施の形態１においては、電源が３６Ｖ
系の第１のバッテリ１１である関係上、調整系電圧は４
２ｖとなり、回転子の磁極数が１６極であることから、
ターン数ｗを５以上に設定すれば、{Ｅ／（ｐ２・ｗ）}
＜０．０４を満足している。そして、ターン数ｗは調整
系電圧（Ｅ）および回転子の磁極数（ｐ）によって変化
することは言うまでもないことである。
【００２６】実施の形態２．上記実施の形態２では、回
転電機２０が、電機子巻線２１の各相のコイルのターン
数を６ターンに設定している。なお、他の構成は上記実
施の形態１と同様に構成されている。
転電機２０が、電機子巻線２１の各相のコイルのターン
数を６ターンに設定している。なお、他の構成は上記実
施の形態１と同様に構成されている。
【００２７】この実施の形態２による車両用電源装置で
は、図３に示されるように、回転電機２０が回転を開始
した時点でオルタネータモード発電できることが分か
る。そして、この実施の形態２では、制御装置２４が回
転電機２０からの回転信号（ｆ）に基づいて回転子が回
転した時点でスイッチング素子８をＯＦＦとしてオルタ
ネータモード発電を行わせるものとしている。
は、図３に示されるように、回転電機２０が回転を開始
した時点でオルタネータモード発電できることが分か
る。そして、この実施の形態２では、制御装置２４が回
転電機２０からの回転信号（ｆ）に基づいて回転子が回
転した時点でスイッチング素子８をＯＦＦとしてオルタ
ネータモード発電を行わせるものとしている。
【００２８】この実施の形態２によれば、インバータモ
ード発電が行われない回路設計が可能となり、インバー
タユニット２２の冷却構造が簡素化される。また、スイ
ッチング素子８のＯＮ／ＯＦＦ制御は回転電機２０を始
動電動機として動作させる場合のみであり、インバータ
ユニット２２の制御が簡易となるので、制御装置２４の
回路構成がさらに簡易となり、さらなる低価格化を図る
ことができる。
ード発電が行われない回路設計が可能となり、インバー
タユニット２２の冷却構造が簡素化される。また、スイ
ッチング素子８のＯＮ／ＯＦＦ制御は回転電機２０を始
動電動機として動作させる場合のみであり、インバータ
ユニット２２の制御が簡易となるので、制御装置２４の
回路構成がさらに簡易となり、さらなる低価格化を図る
ことができる。
【００２９】さらに、この実施の形態２においては、大
電流を要するスイッチング素子８のＯＮ／ＯＦＦ制御は
回転電機２０を始動電動機として動作させる場合のみで
あり、しかも制御時間も０．３秒〜１秒であるので、ス
イッチング素子８からの発熱は瞬時なものとなる。そこ
で、インバータユニット２２の冷却に冷却効率のよい水
冷構造を必ずしも採用する必要はなく、この損失熱量を
十分に受け入れられる熱容量を持ったヒートシンクの設
計を行うことにより、インバータユニット２２の冷却に
自然空冷方式を採用することが可能となる。そして、水
冷構造の採用は、煩雑な配管が必要となり、組み付け性
の悪化やコストアップをもたらすが、空冷方式を採用す
れば、組み付け性が向上され、低価格化が図られる。
電流を要するスイッチング素子８のＯＮ／ＯＦＦ制御は
回転電機２０を始動電動機として動作させる場合のみで
あり、しかも制御時間も０．３秒〜１秒であるので、ス
イッチング素子８からの発熱は瞬時なものとなる。そこ
で、インバータユニット２２の冷却に冷却効率のよい水
冷構造を必ずしも採用する必要はなく、この損失熱量を
十分に受け入れられる熱容量を持ったヒートシンクの設
計を行うことにより、インバータユニット２２の冷却に
自然空冷方式を採用することが可能となる。そして、水
冷構造の採用は、煩雑な配管が必要となり、組み付け性
の悪化やコストアップをもたらすが、空冷方式を採用す
れば、組み付け性が向上され、低価格化が図られる。
【００３０】実施の形態３．上記実施の形態２では、回
転電機２０を３６Ｖ系の第１のバッテリ１１で運転する
ものとしているが、この実施の形態３では、回転電機２
０を１２Ｖ系の第２のバッテリ１２で運転するものとし
ている。つまり、回転電機２０は、電機子巻線２１の各
相のコイルのターン数を６ターンとしているので、電機
子巻線２１への通電量を小さくしても、エンジン１を始
動させるに十分なトルクを発生させることができる。そ
こで、送電ロスが小さくなり、１２Ｖ系の第２のバッテ
リ１２を用いて回転電機２０を運転することができる。
この実施の形態２によれば、回転電機２０を第２のバッ
テリ１２で運転するようにしているので、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１３が不要となり、インバータユニット２２の
さらなる低価格化および小型化を実現できる。
転電機２０を３６Ｖ系の第１のバッテリ１１で運転する
ものとしているが、この実施の形態３では、回転電機２
０を１２Ｖ系の第２のバッテリ１２で運転するものとし
ている。つまり、回転電機２０は、電機子巻線２１の各
相のコイルのターン数を６ターンとしているので、電機
子巻線２１への通電量を小さくしても、エンジン１を始
動させるに十分なトルクを発生させることができる。そ
こで、送電ロスが小さくなり、１２Ｖ系の第２のバッテ
リ１２を用いて回転電機２０を運転することができる。
この実施の形態２によれば、回転電機２０を第２のバッ
テリ１２で運転するようにしているので、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１３が不要となり、インバータユニット２２の
さらなる低価格化および小型化を実現できる。
【００３１】実施の形態４．上記実施の形態１では、イ
ンバータユニット２２を回転電機２０と別体で構成し、
かつ、インバータユニット２２を回転電機２０と別置き
に設置するものとしているが、この実施の形態４では、
図４に示されるように、インバータユニット２２を回転
電機２０のリアブラケット４４の端面（外壁面）に搭載
するものとしている。
ンバータユニット２２を回転電機２０と別体で構成し、
かつ、インバータユニット２２を回転電機２０と別置き
に設置するものとしているが、この実施の形態４では、
図４に示されるように、インバータユニット２２を回転
電機２０のリアブラケット４４の端面（外壁面）に搭載
するものとしている。
【００３２】図４はこの発明の実施の形態４に係る車両
用電源装置におけるインバータユニットの取付構造を説
明する縦断面図、図５はこの発明の実施の形態４に係る
車両用電源装置におけるインバータユニットの構造を説
明する図であり、図５の（ａ）は一部破断側面図、図５
の（ｂ）はその平面図である。図４および図５におい
て、回転電機２０は、シャフト４１に固着されてフロン
トブラケット４３およびリヤブラケット４４に回転自在
に装着されたランデル型の回転子４０と、フロントブラ
ケット４３およびリヤブラケット４４の側端部に挟持さ
れて回転子４０を囲繞するように配設された固定子４２
と、回転子４０の軸方向の両端面に固着されたファン４
５と、シャフト４１のフロント側の端部に固着されたプ
ーリ４６と、シャフト４１のリヤ側外周に位置するよう
にリヤブラケット４４の内壁面に配設されたブラシホル
ダ４７と、シャフト４１のリヤ側に装着された一対のス
リップリング４９に摺接するようにブラシホルダ４７内
に配設された一対のブラシ４８とを備えている。そし
て、この回転電機２０は、プーリ４６およびベルト（図
示せず）を介してエンジン１に連結されている。また、
吸気孔４３ａ、４４ａがフロントブラケット４３および
リヤブラケット４４の端面に穿設され、排気孔４３ｂ、
４４ｂがフロントブラケット４３およびリヤブラケット
４４の側面に穿設されている。
用電源装置におけるインバータユニットの取付構造を説
明する縦断面図、図５はこの発明の実施の形態４に係る
車両用電源装置におけるインバータユニットの構造を説
明する図であり、図５の（ａ）は一部破断側面図、図５
の（ｂ）はその平面図である。図４および図５におい
て、回転電機２０は、シャフト４１に固着されてフロン
トブラケット４３およびリヤブラケット４４に回転自在
に装着されたランデル型の回転子４０と、フロントブラ
ケット４３およびリヤブラケット４４の側端部に挟持さ
れて回転子４０を囲繞するように配設された固定子４２
と、回転子４０の軸方向の両端面に固着されたファン４
５と、シャフト４１のフロント側の端部に固着されたプ
ーリ４６と、シャフト４１のリヤ側外周に位置するよう
にリヤブラケット４４の内壁面に配設されたブラシホル
ダ４７と、シャフト４１のリヤ側に装着された一対のス
リップリング４９に摺接するようにブラシホルダ４７内
に配設された一対のブラシ４８とを備えている。そし
て、この回転電機２０は、プーリ４６およびベルト（図
示せず）を介してエンジン１に連結されている。また、
吸気孔４３ａ、４４ａがフロントブラケット４３および
リヤブラケット４４の端面に穿設され、排気孔４３ｂ、
４４ｂがフロントブラケット４３およびリヤブラケット
４４の側面に穿設されている。
【００３３】そして、インバータユニット２２Ａは、ス
イッチング素子８からの発熱に起因する損失熱量を十分
に受け入れられる熱容量を持つように放熱設計されたヒ
ートシンク３０と、絶縁性樹脂によりヒートシンク３０
の外周部に一体に成形された樹脂成形部３１と、スイッ
チング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御するための電子部品が
実装された制御回路基板３２と、電源端子３３、３４と
を備えている。
イッチング素子８からの発熱に起因する損失熱量を十分
に受け入れられる熱容量を持つように放熱設計されたヒ
ートシンク３０と、絶縁性樹脂によりヒートシンク３０
の外周部に一体に成形された樹脂成形部３１と、スイッ
チング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御するための電子部品が
実装された制御回路基板３２と、電源端子３３、３４と
を備えている。
【００３４】ヒートシンク３０は、銅、アルミニウム等
の良熱伝導体でＣ状に作製され、フィン３０ａがその内
周面に周方向に複数形成され、３つの平坦面３０ｂがそ
の外周面に形成されている。そして、並列に接続される
スイッチング素子８およびダイオード９の２組が、各平
坦面３０ｂにそれぞれ固着されている。樹脂成形部３１
には、スイッチング素子８およびダイオード９の素子群
と、制御回路基板３２とを収納する収納空間３１ａが形
成されている。そして、ヒートシンク３０の各平坦面３
０ｂが収納空間３１ａ内に露呈している。さらに、図示
していないが、インサート導体が樹脂成形部３１にイン
サート成形されており、インサート導体の一部が接続端
子として所定位置に露呈している。なお、電源端子３
３、３４が樹脂成形部３１に取り付けられ、インバータ
ユニットの正極および負極を構成する接続端子にそれぞ
れ電気的に接続されている。
の良熱伝導体でＣ状に作製され、フィン３０ａがその内
周面に周方向に複数形成され、３つの平坦面３０ｂがそ
の外周面に形成されている。そして、並列に接続される
スイッチング素子８およびダイオード９の２組が、各平
坦面３０ｂにそれぞれ固着されている。樹脂成形部３１
には、スイッチング素子８およびダイオード９の素子群
と、制御回路基板３２とを収納する収納空間３１ａが形
成されている。そして、ヒートシンク３０の各平坦面３
０ｂが収納空間３１ａ内に露呈している。さらに、図示
していないが、インサート導体が樹脂成形部３１にイン
サート成形されており、インサート導体の一部が接続端
子として所定位置に露呈している。なお、電源端子３
３、３４が樹脂成形部３１に取り付けられ、インバータ
ユニットの正極および負極を構成する接続端子にそれぞ
れ電気的に接続されている。
【００３５】そして、スイッチング素子８およびダイオ
ード９が各平坦面３０ｂに固着され、制御回路基板３２
の各端子がスイッチング素子８およびダイオード９の各
端子に電気的に接続されて収納空間３１ａ内に取り付け
られる。さらに、制御回路基板３２とインサート導体の
接続端子とを結線した後、蓋３５により収納空間３１ａ
を密閉して、インバータユニット２２Ａが組み立てられ
る。
ード９が各平坦面３０ｂに固着され、制御回路基板３２
の各端子がスイッチング素子８およびダイオード９の各
端子に電気的に接続されて収納空間３１ａ内に取り付け
られる。さらに、制御回路基板３２とインサート導体の
接続端子とを結線した後、蓋３５により収納空間３１ａ
を密閉して、インバータユニット２２Ａが組み立てられ
る。
【００３６】このように組み立てられたインバータユニ
ット２２Ａが、フィン３０ａの長さ方向（図５の（ｂ）
中紙面と直交する方向）をシャフト４１の軸心方向に一
致するように、かつ、シャフト４１を取り囲むように配
置され、取付金具（図示せず）によりリヤブラケット４
４の端面（外壁面）に取り付けられている。そして、電
機子巻線２１のΔ結線端部が直列接続されたスイッチン
グ素子８の中間点に接続されているインサート導体の接
続端子に結線される。さらに、電源端子３３、３４が第
１のバッテリ１１に接続される。これにより、図１に示
される回路と等価の電源回路が構成される。
ット２２Ａが、フィン３０ａの長さ方向（図５の（ｂ）
中紙面と直交する方向）をシャフト４１の軸心方向に一
致するように、かつ、シャフト４１を取り囲むように配
置され、取付金具（図示せず）によりリヤブラケット４
４の端面（外壁面）に取り付けられている。そして、電
機子巻線２１のΔ結線端部が直列接続されたスイッチン
グ素子８の中間点に接続されているインサート導体の接
続端子に結線される。さらに、電源端子３３、３４が第
１のバッテリ１１に接続される。これにより、図１に示
される回路と等価の電源回路が構成される。
【００３７】この実施の態４においては、回転子４０が
回転駆動されると、ファン４５が駆動される。これによ
り、図４中矢印に示されるように、冷却風が吸気孔４３
ａ、４４ａからフロントおよびリヤブラケット４３、４
４内に導入され、ファン４５により遠心方向に曲げられ
て排気孔４３ｂ、４４ｂから排出される冷却風の流れが
形成される。そして、この冷却風により、電機子巻線２
１が冷却される。この時、冷却風が、ヒートシンク３０
のフィン３０ａに沿って流れ、スイッチング素子８およ
びダイオード９で発生した熱がフィン３０ａを介して冷
却風に放熱される。そして、回転電機２０のオルタネー
タモードで発電された電力は、インバータユニット２２
Ａで直流に整流された後、電源端子３３、３４を介して
バッテリに供給される。
回転駆動されると、ファン４５が駆動される。これによ
り、図４中矢印に示されるように、冷却風が吸気孔４３
ａ、４４ａからフロントおよびリヤブラケット４３、４
４内に導入され、ファン４５により遠心方向に曲げられ
て排気孔４３ｂ、４４ｂから排出される冷却風の流れが
形成される。そして、この冷却風により、電機子巻線２
１が冷却される。この時、冷却風が、ヒートシンク３０
のフィン３０ａに沿って流れ、スイッチング素子８およ
びダイオード９で発生した熱がフィン３０ａを介して冷
却風に放熱される。そして、回転電機２０のオルタネー
タモードで発電された電力は、インバータユニット２２
Ａで直流に整流された後、電源端子３３、３４を介して
バッテリに供給される。
【００３８】なお、この実施の形態４においても、{Ｅ
／（ｐ２・ｗ）}＜０．０４を満足するように回転電機
を設計し、上記実施の形態２と同様に、エンジン１の始
動時に、スイッチング素子８をＯＮＮ／ＯＦＦ制御して
回転電機２０を始動電動機として動作させ、またエンジ
ン１の始動後スイッチング素子８をＯＦＦとして、エン
ジン機関の常用回転速度域のみならずエンジン機関の全
回転速度域で回転電機２０をオルタネータモードで発電
するようにしている。
／（ｐ２・ｗ）}＜０．０４を満足するように回転電機
を設計し、上記実施の形態２と同様に、エンジン１の始
動時に、スイッチング素子８をＯＮＮ／ＯＦＦ制御して
回転電機２０を始動電動機として動作させ、またエンジ
ン１の始動後スイッチング素子８をＯＦＦとして、エン
ジン機関の常用回転速度域のみならずエンジン機関の全
回転速度域で回転電機２０をオルタネータモードで発電
するようにしている。
【００３９】上記実施の形態１では、インバータユニッ
ト２２が回転電機２０と別体で構成され、かつ、回転電
機２０と別置きで設置されているので、接続されるハー
ネス類が長くなり、重量増加や耐外乱ノイズ性の悪化の
問題があった。しかしながら、この実施の形態４によれ
ば、インバータユニット２２Ａがリヤブラケット４４に
一体に取り付けられているので、接続されるハーネス類
を短くでき、ハーネスの重量低減や耐外乱ノイズ性の向
上が図られる。また、ヒートシンク３０がスイッチング
素子８からの発熱に起因する損失熱量を十分に受け入れ
られる熱容量を持つように放熱設計されているので、ヒ
ートシンク３０の小型化、即ちインバータユニット２２
Ａの小型化が図られ、インバータユニット２２Ａのリヤ
ブラケット４４への搭載性が向上される。
ト２２が回転電機２０と別体で構成され、かつ、回転電
機２０と別置きで設置されているので、接続されるハー
ネス類が長くなり、重量増加や耐外乱ノイズ性の悪化の
問題があった。しかしながら、この実施の形態４によれ
ば、インバータユニット２２Ａがリヤブラケット４４に
一体に取り付けられているので、接続されるハーネス類
を短くでき、ハーネスの重量低減や耐外乱ノイズ性の向
上が図られる。また、ヒートシンク３０がスイッチング
素子８からの発熱に起因する損失熱量を十分に受け入れ
られる熱容量を持つように放熱設計されているので、ヒ
ートシンク３０の小型化、即ちインバータユニット２２
Ａの小型化が図られ、インバータユニット２２Ａのリヤ
ブラケット４４への搭載性が向上される。
【００４０】また、インバータユニット２２Ａの冷却媒
体が回転電機２０の冷却媒体（冷却風）と共用している
ので、冷却構造が簡素化される。また、インバータユニ
ット２２Ａのヒートシンク３０にフィン３０ａを設け、
ファン４５の駆動によって形成される冷却風がフィン３
０ａに沿って流れることで、スイッチング素子８および
ダイオード９で発生する熱がヒートシンク３０に伝達さ
れた後、フィン３０ａを介して冷却風に放熱される。従
って、自然冷却構造に比べて、冷却効率が高く、ヒート
シンク３０の小型化がさらに促進される。
体が回転電機２０の冷却媒体（冷却風）と共用している
ので、冷却構造が簡素化される。また、インバータユニ
ット２２Ａのヒートシンク３０にフィン３０ａを設け、
ファン４５の駆動によって形成される冷却風がフィン３
０ａに沿って流れることで、スイッチング素子８および
ダイオード９で発生する熱がヒートシンク３０に伝達さ
れた後、フィン３０ａを介して冷却風に放熱される。従
って、自然冷却構造に比べて、冷却効率が高く、ヒート
シンク３０の小型化がさらに促進される。
【００４１】実施の形態５．図６はこの発明の実施の形
態５に係るベルト駆動式車両用回転電機を適用した車両
用電源装置を示す概念図、図７はこの発明の実施の形態
５に係る車両用電源装置におけるインバータユニットの
取付構造を説明する縦断面図である。
態５に係るベルト駆動式車両用回転電機を適用した車両
用電源装置を示す概念図、図７はこの発明の実施の形態
５に係る車両用電源装置におけるインバータユニットの
取付構造を説明する縦断面図である。
【００４２】上記実施の形態４では、スイッチング素子
８とダイオード９とが併設されてインバータユニット２
２Ａを構成するものとしているが、この実施の形態５で
は、図６に示されるように、スイッチング素子８からな
るインバータ回路部（インバータユニット２２Ｂ）と、
ダイオード９からなる三相全波整流回路部（整流器５
１）とが別体に構成されているものとしている。また、
回転電機２０を１２Ｖ系の第２のバッテリ１２で運転す
るようにしている。
８とダイオード９とが併設されてインバータユニット２
２Ａを構成するものとしているが、この実施の形態５で
は、図６に示されるように、スイッチング素子８からな
るインバータ回路部（インバータユニット２２Ｂ）と、
ダイオード９からなる三相全波整流回路部（整流器５
１）とが別体に構成されているものとしている。また、
回転電機２０を１２Ｖ系の第２のバッテリ１２で運転す
るようにしている。
【００４３】インバータユニット２２Ｂは、ヒートシン
ク３０Ａと、絶縁性樹脂によりヒートシンク３０Ａの外
周部に一体に成形された樹脂成形部３１Ａと、スイッチ
ング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御するための電子部品が実
装された制御回路基板３２Ａと、電源端子３３、３４と
を備えている。
ク３０Ａと、絶縁性樹脂によりヒートシンク３０Ａの外
周部に一体に成形された樹脂成形部３１Ａと、スイッチ
ング素子８をＯＮ／ＯＦＦ制御するための電子部品が実
装された制御回路基板３２Ａと、電源端子３３、３４と
を備えている。
【００４４】ヒートシンク３０Ａは、銅、アルミニウム
等の良熱伝導体でＣ状に作製され、３つの平坦面３０ｂ
がその外周面に形成されている。そして、並列に接続さ
れる２つのスイッチング素子８が、各平坦面３０ｂにそ
れぞれ固着されている。樹脂成形部３１Ａには、スイッ
チング素子８と、制御回路基板３２Ａとを収納する収納
空間３１ａが形成されている。そして、ヒートシンク３
０Ａの各平坦面３０ｂが収納空間３１ａ内に露呈してい
る。さらに、図示していないが、インサート導体が樹脂
成形部３１Ａにインサート成形されており、インサート
導体の一部が接続端子として所定位置に露呈している。
なお、電源端子３３、３４が樹脂成形部３１Ａに取り付
けられ、インバータユニットの正極および負極を構成す
る接続端子にそれぞれ電気的に接続されている。
等の良熱伝導体でＣ状に作製され、３つの平坦面３０ｂ
がその外周面に形成されている。そして、並列に接続さ
れる２つのスイッチング素子８が、各平坦面３０ｂにそ
れぞれ固着されている。樹脂成形部３１Ａには、スイッ
チング素子８と、制御回路基板３２Ａとを収納する収納
空間３１ａが形成されている。そして、ヒートシンク３
０Ａの各平坦面３０ｂが収納空間３１ａ内に露呈してい
る。さらに、図示していないが、インサート導体が樹脂
成形部３１Ａにインサート成形されており、インサート
導体の一部が接続端子として所定位置に露呈している。
なお、電源端子３３、３４が樹脂成形部３１Ａに取り付
けられ、インバータユニットの正極および負極を構成す
る接続端子にそれぞれ電気的に接続されている。
【００４５】そして、スイッチング素子８が各平坦面３
０ｂに固着され、制御回路基板３２Ａの各端子がスイッ
チング素子８の各端子に電気的に接続されて収納空間３
１ａ内に取り付けられる。さらに、制御回路基板３２Ａ
とインサート導体の接続端子とを結線した後、蓋３５に
より収納空間３１ａを密閉して、インバータユニット２
２Ｂが組み立てられる。
０ｂに固着され、制御回路基板３２Ａの各端子がスイッ
チング素子８の各端子に電気的に接続されて収納空間３
１ａ内に取り付けられる。さらに、制御回路基板３２Ａ
とインサート導体の接続端子とを結線した後、蓋３５に
より収納空間３１ａを密閉して、インバータユニット２
２Ｂが組み立てられる。
【００４６】整流器５１は、一面を素子実装面５２ａと
し、複数のフィン５２ｂが他面に直立に形成された円弧
状の第１のヒートシンク５２と、一面を素子実装面５３
ａとし、複数のフィン５３ｂが他面に直立に形成され、
第１のヒートシンク５２より大径の円弧状に形成され、
第１のヒートシンク５２の外周に素子実装面５２ａ、５
３ａを同一面位置となるように配設される第２のヒート
シンク５３と、絶縁性樹脂により円弧状に成形され、第
１および第２のヒートシンク５２、５３の素子実装面５
２ａ、５３ａ上に配設されるサーキットボード５４とを
備えている。
し、複数のフィン５２ｂが他面に直立に形成された円弧
状の第１のヒートシンク５２と、一面を素子実装面５３
ａとし、複数のフィン５３ｂが他面に直立に形成され、
第１のヒートシンク５２より大径の円弧状に形成され、
第１のヒートシンク５２の外周に素子実装面５２ａ、５
３ａを同一面位置となるように配設される第２のヒート
シンク５３と、絶縁性樹脂により円弧状に成形され、第
１および第２のヒートシンク５２、５３の素子実装面５
２ａ、５３ａ上に配設されるサーキットボード５４とを
備えている。
【００４７】第１および第２のヒートシンク５２、５３
は、銅、アルミニウム等の良熱伝導体で作製され、ダイ
オード９が各素子実装面５２ａ、５３ａのそれぞれに３
つづつ実装されている。サーキットボード５４には、図
示していないが、インサート導体がインサート成形され
ており、インサート導体の一部が接続端子として所定位
置に露呈している。そして、第２のヒートシンク５３が
第１のヒートシンク５２の外周に素子実装面５２ａ、５
３ａを同一面位置となるように配設され、サーキットボ
ード５４が第１および第２のヒートシンク５２、５３の
素子実装面５２ａ、５３ａ上に配設され、ダイオード９
の各端子がサーキットボード５４の接続端子に結線され
て、整流器５１が組み立てられる。
は、銅、アルミニウム等の良熱伝導体で作製され、ダイ
オード９が各素子実装面５２ａ、５３ａのそれぞれに３
つづつ実装されている。サーキットボード５４には、図
示していないが、インサート導体がインサート成形され
ており、インサート導体の一部が接続端子として所定位
置に露呈している。そして、第２のヒートシンク５３が
第１のヒートシンク５２の外周に素子実装面５２ａ、５
３ａを同一面位置となるように配設され、サーキットボ
ード５４が第１および第２のヒートシンク５２、５３の
素子実装面５２ａ、５３ａ上に配設され、ダイオード９
の各端子がサーキットボード５４の接続端子に結線され
て、整流器５１が組み立てられる。
【００４８】そして、図７に示されるように、インバー
タ回路部を構成するスイッチング素子８を組み込んだイ
ンバータユニット２２Ｂが回転電機２０のリヤブラケッ
ト４４の端面（外壁面）に取り付けられ、整流器５１が
リヤブラケット４４の内壁面に取り付けられる。そし
て、直列に接続されたスイッチング素子８の中間点およ
び直列に接続されたダイオード９の中間点が、電機子巻
線２１のΔ結線端部に電気的に接続される。さらに、電
源端子３３、３４が第２のバッテリ１２に接続される。
これにより、図６に示される電源回路が構成される。
タ回路部を構成するスイッチング素子８を組み込んだイ
ンバータユニット２２Ｂが回転電機２０のリヤブラケッ
ト４４の端面（外壁面）に取り付けられ、整流器５１が
リヤブラケット４４の内壁面に取り付けられる。そし
て、直列に接続されたスイッチング素子８の中間点およ
び直列に接続されたダイオード９の中間点が、電機子巻
線２１のΔ結線端部に電気的に接続される。さらに、電
源端子３３、３４が第２のバッテリ１２に接続される。
これにより、図６に示される電源回路が構成される。
【００４９】この実施の態５においては、回転子４０が
回転駆動されると、ファン４５が駆動される。これによ
り、上記実施の形態４と同様に、冷却風が吸気孔４３
ａ、４４ａからフロントおよびリヤブラケット４３、４
４内に導入され、ファン４５により遠心方向に曲げられ
て排気孔４３ｂ、４４ｂから排出される冷却風の流れが
形成される。そして、この冷却風により、電機子巻線２
１が冷却される。この時、冷却風が、ヒートシンク３０
Ａの内周面に沿って流れ、スイッチング素子８で発生し
た熱が冷却風に放熱される。また、冷却風が第１および
第２のヒートシンク５２、５３のフィン５２ｂ、５３ｂ
に沿って流れ、ダイオード９で発生した熱がフィン５２
ｂ、５３ｂを介して冷却風に放熱される。そして、回転
電機２０のオルタネータモードで発電された電力は、整
流器５１で直流に整流された後、電源端子３３、３４を
介して第２のバッテリ１２に供給される。
回転駆動されると、ファン４５が駆動される。これによ
り、上記実施の形態４と同様に、冷却風が吸気孔４３
ａ、４４ａからフロントおよびリヤブラケット４３、４
４内に導入され、ファン４５により遠心方向に曲げられ
て排気孔４３ｂ、４４ｂから排出される冷却風の流れが
形成される。そして、この冷却風により、電機子巻線２
１が冷却される。この時、冷却風が、ヒートシンク３０
Ａの内周面に沿って流れ、スイッチング素子８で発生し
た熱が冷却風に放熱される。また、冷却風が第１および
第２のヒートシンク５２、５３のフィン５２ｂ、５３ｂ
に沿って流れ、ダイオード９で発生した熱がフィン５２
ｂ、５３ｂを介して冷却風に放熱される。そして、回転
電機２０のオルタネータモードで発電された電力は、整
流器５１で直流に整流された後、電源端子３３、３４を
介して第２のバッテリ１２に供給される。
【００５０】なお、この実施の形態５においても、{Ｅ
／（ｐ２・ｗ）}＜０．０４を満足するように回転電機
を設計し、上記実施の形態２と同様に、エンジン１の始
動時に、スイッチング素子８をＯＮＮ／ＯＦＦ制御して
回転電機２０を始動電動機として動作させ、またエンジ
ン１の始動後スイッチング素子８をＯＦＦとして、エン
ジン機関の常用回転速度域のみならずエンジン機関の全
回転速度域で回転電機２０をオルタネータモードで発電
するようにしている。
／（ｐ２・ｗ）}＜０．０４を満足するように回転電機
を設計し、上記実施の形態２と同様に、エンジン１の始
動時に、スイッチング素子８をＯＮＮ／ＯＦＦ制御して
回転電機２０を始動電動機として動作させ、またエンジ
ン１の始動後スイッチング素子８をＯＦＦとして、エン
ジン機関の常用回転速度域のみならずエンジン機関の全
回転速度域で回転電機２０をオルタネータモードで発電
するようにしている。
【００５１】この実施の形態５によれば、インバータユ
ニット２２Ｂがスイッチング素子８で構成されたインバ
ータ回路部のみを有しているので、インバータユニット
２２Ｂはエンジン１の始動時にのみ駆動される。従っ
て、インバータユニット２２Ｂでの常時の損失発熱がな
くなり、インバータユニット２２Ｂの放熱設計が容易と
なる。つまり、インバータユニット２２Ｂのヒートシン
クはエンジン１の始動時の通電による発熱を冷却できる
に十分な熱容量があるように設計すれば、放熱フィンを
省略することが可能となる。これにより、インバータユ
ニット２２Ｂの小型化が促進され、搭載性が格段に向上
する。
ニット２２Ｂがスイッチング素子８で構成されたインバ
ータ回路部のみを有しているので、インバータユニット
２２Ｂはエンジン１の始動時にのみ駆動される。従っ
て、インバータユニット２２Ｂでの常時の損失発熱がな
くなり、インバータユニット２２Ｂの放熱設計が容易と
なる。つまり、インバータユニット２２Ｂのヒートシン
クはエンジン１の始動時の通電による発熱を冷却できる
に十分な熱容量があるように設計すれば、放熱フィンを
省略することが可能となる。これにより、インバータユ
ニット２２Ｂの小型化が促進され、搭載性が格段に向上
する。
【００５２】この実施の形態５においても、インバータ
ユニット２２Ｂがリヤブラケット４４に一体に取り付け
られているので、接続されるハーネス類を短くでき、ハ
ーネスの重量低減や耐外乱ノイズ性の向上が図られる。
また、インバータユニット２２Ｂの冷却媒体が回転電機
２０の冷却媒体（冷却風）と共用しているので、冷却構
造が簡素化される。また、１２Ｖ系の第２のバッテリ１
２で回転電機２０を運転するようにしているので、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２３が不要となり、小型化および低価
格化が図られる。
ユニット２２Ｂがリヤブラケット４４に一体に取り付け
られているので、接続されるハーネス類を短くでき、ハ
ーネスの重量低減や耐外乱ノイズ性の向上が図られる。
また、インバータユニット２２Ｂの冷却媒体が回転電機
２０の冷却媒体（冷却風）と共用しているので、冷却構
造が簡素化される。また、１２Ｖ系の第２のバッテリ１
２で回転電機２０を運転するようにしているので、ＤＣ
／ＤＣコンバータ２３が不要となり、小型化および低価
格化が図られる。
【００５３】なお、上記各実施の形態では、電機子巻線
２１が３相分のコイルをΔ結線して構成されているもの
としているが、この発明は、電機子巻線２１に代えて、
３相分のコイルをＹ結線して構成された電機子巻線を採
用しても、同様の効果が得られる。また、上記各実施の
形態では、電機子巻線２１が３相分のコイルを交流結線
（例えばΔ結線）して構成されているものとしている
が、電機子巻線を構成する相数が３相に限定されるもの
ではなく、例えば４相、５相でもよい。また、上記各実
施の形態では、インバータユニットが水および空気を冷
却媒体とする冷却方式により冷却されるものとして説明
しているが、油を冷却媒体とする冷却方式を採用しても
よい。また、この発明による車両用電源装置は、ディー
ゼル自動車、エンジン自動車、ハイブリッド自動車の電
源装置として適用できる。
２１が３相分のコイルをΔ結線して構成されているもの
としているが、この発明は、電機子巻線２１に代えて、
３相分のコイルをＹ結線して構成された電機子巻線を採
用しても、同様の効果が得られる。また、上記各実施の
形態では、電機子巻線２１が３相分のコイルを交流結線
（例えばΔ結線）して構成されているものとしている
が、電機子巻線を構成する相数が３相に限定されるもの
ではなく、例えば４相、５相でもよい。また、上記各実
施の形態では、インバータユニットが水および空気を冷
却媒体とする冷却方式により冷却されるものとして説明
しているが、油を冷却媒体とする冷却方式を採用しても
よい。また、この発明による車両用電源装置は、ディー
ゼル自動車、エンジン自動車、ハイブリッド自動車の電
源装置として適用できる。
【００５４】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５５】この発明によれば、バッテリと、エンジン
に連結されており、該エンジンの始動時、上記バッテリ
の電力により駆動されて該エンジンを始動し、かつ、該
エンジンの始動後、該エンジンに駆動されて交流電力を
発生する車両用回転電機と、上記バッテリの正負端子間
に直列接続された一対のスイッチング素子および該スイ
ッチング素子に並列接続されたダイオードを複数組有
し、直列接続されたスイッチング素子の接続点を上記車
両用回転電機に接続されたインバータと、上記エンジン
の始動時に、上記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせ
て上記バッテリの電力を上記車両用回転電機に供給して
該車両用回転電機を駆動させ、上記エンジンの常用回転
速度域以下で、上記スイッチング素子をＯＦＦとして上
記ダイオード群により上記車両用回転電機で発生する交
流電力を直流電力に整流させて上記バッテリを充電する
ように上記インバータを制御する制御装置とを備えてい
るので、回転電機による発電効率を高め、インバータの
冷却構造を簡素化および小型化でき、かつ、制御装置の
回路構成を簡素化して低価格化が図られる車両用電源装
置を実現できる。
に連結されており、該エンジンの始動時、上記バッテリ
の電力により駆動されて該エンジンを始動し、かつ、該
エンジンの始動後、該エンジンに駆動されて交流電力を
発生する車両用回転電機と、上記バッテリの正負端子間
に直列接続された一対のスイッチング素子および該スイ
ッチング素子に並列接続されたダイオードを複数組有
し、直列接続されたスイッチング素子の接続点を上記車
両用回転電機に接続されたインバータと、上記エンジン
の始動時に、上記スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせ
て上記バッテリの電力を上記車両用回転電機に供給して
該車両用回転電機を駆動させ、上記エンジンの常用回転
速度域以下で、上記スイッチング素子をＯＦＦとして上
記ダイオード群により上記車両用回転電機で発生する交
流電力を直流電力に整流させて上記バッテリを充電する
ように上記インバータを制御する制御装置とを備えてい
るので、回転電機による発電効率を高め、インバータの
冷却構造を簡素化および小型化でき、かつ、制御装置の
回路構成を簡素化して低価格化が図られる車両用電源装
置を実現できる。
【００５６】また、上記インバータの冷却方式を空冷方
式としているので、冷却構造が簡素化される。
式としているので、冷却構造が簡素化される。
【００５７】また、上記インバータは、上記スイッチン
グ素子およびダイオードがヒートシンク上に実装され、
上記スイッチング素子およびダイオードで発生する熱が
ヒートシンクを介して放熱されるようにしているので、
冷却媒体として空気を用いても、効率よくインバータを
冷却することができる。
グ素子およびダイオードがヒートシンク上に実装され、
上記スイッチング素子およびダイオードで発生する熱が
ヒートシンクを介して放熱されるようにしているので、
冷却媒体として空気を用いても、効率よくインバータを
冷却することができる。
【００５８】また、上記ヒートシンクが放熱フィンを有
しているので、冷却効率がさらに向上される。
しているので、冷却効率がさらに向上される。
【００５９】また、上記インバータが上記車両用回転電
機に一体に取り付けられているので、ハーネス重量を低
減できるとともに、耐外乱ノイズ性を高めることができ
る。
機に一体に取り付けられているので、ハーネス重量を低
減できるとともに、耐外乱ノイズ性を高めることができ
る。
【００６０】また、上記インバータが、上記スイッチン
グ素子で構成されたインバータ回路部と、上記ダイオー
ドで構成された整流回路部とに分割構成され、該整流回
路部が上記車両用回転電機に内蔵されているので、イン
バータ回路部の小型化が図られ、インバータ回路部の搭
載性が向上される。
グ素子で構成されたインバータ回路部と、上記ダイオー
ドで構成された整流回路部とに分割構成され、該整流回
路部が上記車両用回転電機に内蔵されているので、イン
バータ回路部の小型化が図られ、インバータ回路部の搭
載性が向上される。
【００６１】また、上記インバータが、上記車両用回転
電機の冷却媒体により冷却されるようになっているの
で、冷却構造が一元化され、小型化、低価格化が図られ
る。
電機の冷却媒体により冷却されるようになっているの
で、冷却構造が一元化され、小型化、低価格化が図られ
る。
【００６２】また、上記制御装置は、上記エンジンの始
動を検知したときに、上記スイッチング素子をＯＦＦす
るように上記インバータを制御するように構成されてい
るので、インバータモード発電が省略され、インバータ
の冷却設計が容易となる。
動を検知したときに、上記スイッチング素子をＯＦＦす
るように上記インバータを制御するように構成されてい
るので、インバータモード発電が省略され、インバータ
の冷却設計が容易となる。
【００６３】 上記車両用回転電機は、発電時の調整系
電圧をＥ、回転子の磁極数をｐ、１磁極当たりの電機子
巻線の直列導体数をｗとしたときに、{Ｅ／（ｐ２・
ｗ）}＜０．０４を満足するように構成されているの
で、インバータモード発電とオルタネータモード発電と
の切り換え回転速度をエンジン機関の常用回転速度域以
下にできる。
電圧をＥ、回転子の磁極数をｐ、１磁極当たりの電機子
巻線の直列導体数をｗとしたときに、{Ｅ／（ｐ２・
ｗ）}＜０．０４を満足するように構成されているの
で、インバータモード発電とオルタネータモード発電と
の切り換え回転速度をエンジン機関の常用回転速度域以
下にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係るベルト駆動式
車両用回転電機を適用した車両用電源装置を示す概念図
である。
車両用回転電機を適用した車両用電源装置を示す概念図
である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る車両用電源装
置における回転電機の発電出力特性を示す図である。
置における回転電機の発電出力特性を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態２に係る車両用電源装
置における回転電機の発電出力特性を示す図である。
置における回転電機の発電出力特性を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態４に係る車両用電源装
置におけるインバータユニットの取付構造を説明する縦
断面図である。
置におけるインバータユニットの取付構造を説明する縦
断面図である。
【図５】 この発明の実施の形態４に係る車両用電源装
置におけるインバータユニットの構造を説明する図であ
る。
置におけるインバータユニットの構造を説明する図であ
る。
【図６】 この発明の実施の形態５に係るベルト駆動式
車両用回転電機を適用した車両用電源装置を示す概念図
である。
車両用回転電機を適用した車両用電源装置を示す概念図
である。
【図７】 この発明の実施の形態５に係る車両用電源装
置におけるインバータユニットの取付構造を説明する縦
断面図である。
置におけるインバータユニットの取付構造を説明する縦
断面図である。
【図８】 従来の車両用電源装置を示す概念図である。
【図９】 従来の回転電機の発電出力特性を示す図であ
る。
る。
１ エンジン、８ スイッチング素子、９ ダイオー
ド、１１ 第１のバッテリ、１２ 第２のバッテリ、２
０ 回転電機、２１ 電機子巻線、２２、２２Ａインバ
ータユニット（インバータ）、２２Ｂ インバータユニ
ット（インバータ回路部）、２４ 制御装置、３０ ヒ
ートシンク、３０ａ フィン、５１ 整流器（整流回路
部）。
ド、１１ 第１のバッテリ、１２ 第２のバッテリ、２
０ 回転電機、２１ 電機子巻線、２２、２２Ａインバ
ータユニット（インバータ）、２２Ｂ インバータユニ
ット（インバータ回路部）、２４ 制御装置、３０ ヒ
ートシンク、３０ａ フィン、５１ 整流器（整流回路
部）。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3G093 AA07 AB01 BA00 DA12 EB08
EB09
5H590 AA02 AA03 AA04 AB01 CA07
CA23 CC01 CC18 CC24 CD01
CD03 CE05 EA01 EA07 EA10
EA13 EB02 EB12 FA08 FB01
FC14 FC17 GA02 HA02 HA27
Claims (9)
- 【請求項１】 バッテリと、 エンジンに連結されており、該エンジンの始動時、上記
バッテリの電力により駆動されて該エンジンを始動し、
かつ、該エンジンの始動後、該エンジンに駆動されて交
流電力を発生する車両用回転電機と、 上記バッテリの正負端子間に直列接続された一対のスイ
ッチング素子および該スイッチング素子に並列接続され
たダイオードを複数組有し、直列接続されたスイッチン
グ素子の接続点を上記車両用回転電機に接続されたイン
バータと、 上記エンジンの始動時に、上記スイッチング素子をＯＮ
／ＯＦＦさせて上記バッテリの電力を上記車両用回転電
機に供給して該車両用回転電機を駆動させ、上記エンジ
ンの常用回転速度域以下で、上記スイッチング素子をＯ
ＦＦとして上記ダイオード群により上記車両用回転電機
で発生する交流電力を直流電力に整流させて上記バッテ
リを充電するように上記インバータを制御する制御装置
とを備えたことを特徴とする車両用電源装置。 - 【請求項２】 上記インバータの冷却方式が空冷方式で
あることを特徴とする請求項１記載の車両用電源装置。 - 【請求項３】 上記インバータは、上記スイッチング素
子およびダイオードがヒートシンク上に実装され、上記
スイッチング素子およびダイオードで発生する熱がヒー
トシンクを介して放熱されるようにしたことを特徴とす
る請求項２記載の車両用電源装置。 - 【請求項４】 上記ヒートシンクが放熱フィンを有して
いることを特徴とする請求項３記載の車両用電源装置。 - 【請求項５】 上記インバータが上記車両用回転電機に
一体に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃
至請求項４のいずれかに記載の車両用電源装置。 - 【請求項６】 上記インバータが、上記スイッチング素
子で構成されたインバータ回路部と、上記ダイオードで
構成された整流回路部とに分割構成され、該整流回路部
が上記車両用回転電機に内蔵されていることを特徴とす
る請求項５記載の車両用電源装置。 - 【請求項７】 上記インバータが、上記車両用回転電機
の冷却媒体により冷却されるようになっていることを特
徴とする請求項５又は請求項６記載の車両用電源装置。 - 【請求項８】 上記制御装置は、上記エンジンの始動を
検知したときに、上記スイッチング素子をＯＦＦするよ
うに上記インバータを制御するように構成されているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載
の車両用電源装置。 - 【請求項９】 上記車両用回転電機は、発電時の調整系
電圧をＥ、回転子の磁極数をｐ、１磁極当たりの電機子
巻線の直列導体数をｗとしたときに、{Ｅ／（ｐ２・
ｗ）}＜０．０４を満足するように構成されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の
車両用電源装置。
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