JP2004320861A - 車両用３相電動発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＷＭ制御方式を廃止し、３相インバータにおいて電流の通電角と進相角を制御することにより、ＭＯＳトランジスタと制御回路を低コスト化し、安価な３相電動発電機の制御装置を提供する。
【解決手段】回転位置検出センサ１６ａ〜１６ｃの情報により、車両用３相電動発電機の電機子巻線４ａ〜４ｃと直流電源１３との間に介在するスイッチング手段６ａ〜６ｆの駆動方法として１２０度通電角制御方式または１８０度通電角制御方式を選択する簡易な構成としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される車両用３相電動発電機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動アイドルストップ後の再始動のために、オルタネータにインバータを接続し再始動時のみ電動機として作動させる考え方がある。
インバータは通常インバータから電動機に流れる３相電流を検出して所定電流以上流れないようにＭＯＳトランジスタをＰＷＭ制御して、始動動作中の極低回転時の過電流によりＭＯＳトランジスタが過熱して破壊することから防止するようにしている。
特許文献１には、３相電動発電機の制御に関して、ＰＷＭ制御により始動中、過電流が流れないよう電機子巻線に流れる電流を一定に保ち、かつ、始動期間中は１２０度通電方式とし、始動以外の電動時及び発電時には１８０度通電方式を選択することが開示されている。これは、電流一定という条件下では１８０度通電方式よりも１２０度通電方式の方が３相電動発電機の出力トルクが大きいとの知見に基づいた方法である。
【０００３】
また、その他の方法としては、一般車の自動アイドルストップでは、電源として１２Ｖを使用するため高電圧を使用するハイブリッド車ほど大電流は流れない。従って、電流検出とフイードバック制御によるＰＷＭ制御を行わない方法も原理的には考えられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１１６６９９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように３相電動発電機の始動動作時は１２０度通電方式とし、始動以外の電動時及び発電時には１８０度通電方式とするためには、インバータをＰＷＭ制御して３相電動発電機に流れる電流を一定値に制御する必要がある。そのためには、電流値検出のための電流センサとフイードバックによるＰＷＭ制御回路が必要となるのでコストが高くなるという問題がある。
また、電源として１２Ｖを使用する一般車等でＰＷＭ制御を廃止してコスト抑制を図る方法については、電流センサとＰＷＭ制御回路が不要になるという利点があるものの、一方、３相電動発電機に流れる電流はバッテリの充電状態や３相電動発電機のステータ抵抗の温度変化により異なってくる。
従って、ＭＯＳトランジスタの最大電流容量や最大許容損失は、最も厳しい条件である「バッテリは満充電されている。」と「電動発電機の使用温度は最も低い温度」で選定する必要があり、通常の使用状態にくらべ過大定格となりコストアップの要因となるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明においては、３相電動発電機に流れる電流の最大値を制限するＰＷＭ制御方式を廃止し、３相インバータにおいて３相電動発電機を作動させる電流の通電角と進相角を制御することでＭＯＳトランジスタの最大電流容量や最大許容損失を低減してＭＯＳトランジスタと制御回路を低コスト化し、安価な３相電動発電機の制御装置を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明の請求項１の車両用３相電動発電機の制御装置は、車両用３相電動発電機の電機子巻線と直流電源との間に介在し、スイッチング手段の断続により、前記電機子巻線に交流を供給する３相インバータにおいて、前記スイッチング手段を電気角で略１８０度区間通電駆動する１８０度通電角制御方式および電気角で略１２０度区間通電駆動する１２０度通電角制御方式の２つの通電方式と、始動時に前記スイッチング手段に流れる電流を推定する電流推定手段を備え、前記３相電動発電機による始動動作中、前記電流推定手段により電流が所定値より大きく流れると推定した時は前記１２０度通電角制御方式を選択し、前記電流推定手段により電流が所定値より小さく流れると推定した時は前記１８０度通電角制御方式を選択する構成としている。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載された車両用３相電動発電機の制御装置において、アイドルストップ後の車両用３相電動発電機の起動時の通電角は、初期値として前記１２０度通電角制御方式に設定されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項１及び請求項２に記載の車両用３相電動発電機の制御装置では、起動時の通電角は、初期値として１２０度通電を設定しておき、起動時を除く始動動作中は、電流推定手段により電流が所定値より大きく流れると推定した時は１２０度通電角制御方式でスイッチング手段であるＭＯＳトランジスタを駆動し、電流が所定値より小さく流れると推定した時は１８０度通電角制御方式でＭＯＳトランジスタを駆動する。
ここで、始動動作中１２０度通電角制御方式と１８０度通電角制御方式を電流値により使い分ける理由を以下に述べる。
例えば、電機子巻線に電流を供給する３相インバータを介して３相電動発電機を制御する場合を考えて、
バッテリ起電圧：１２Ｖ
バッテリの電源インピーダンス：１０ｍΩ（バッテリの内部抵抗、ハーネスを含む）
ステータコイル１相分抵抗値：１０ｍΩ
ＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗値：２ｍΩ
とすると、３相インバータのＭＯＳトランジスタに流れる電流は次のようになる。
１２０度通電時：電源からみてステータコイルが直列に接続された状態になる（図１０参照）。
１２Ｖ／（０．０１＋（０．０１×２）＋（０．００２×２））Ω＝３５２Ａ
１８０度通電時：電源からみてステータコイルの片側が並列に接続された状態になる（図１１参照）。
１２Ｖ／（０．０１＋（０．０１×１．５）＋（０．００２×１．５））Ω＝４２８Ａ
すなわち、ステータコイルに印加される実効電圧を有効に使うために、起動時を含めて１８０度通電とすると、逆起電力のない起動時には４２８Ａ流れることとなる。
一方、１２０度通電とした場合は、３５２Ａである。
従って、１８０度通電では１２０度通電に比較して電流で１．２２倍、損失（ＭＯＳトランジスタでの発熱量に関係する。）で約１．５倍となり、それだけ最大電流容量や最大許容損失の大きなＭＯＳトランジスタを選択することが必要となる。
さらに、低温時のステータコイルの抵抗値が低い時など最悪条件を考慮するとその差はさらに大きくなる。
一方、起動時は逆起電圧がない状態で大電流が流れるのであるが、発生トルクの面から考えると上記の電流は必要とされる電流値よりかなり大きい。
例えば、上記の例では、必要トルクからの電流値は２５０Ａ程度である。
従って、起動時の通電角の初期値としては、１２０度通電を選択しておき、起動状態を脱した始動状態においてはスイッチング手段に流れる電流値に基づいて１８０度通電あるいは１２０度通電を選択する。そして、電動発電機が起動して過電流が流れないような回転域に達したら、出力パワーを優先した１８０度通電に切り替える。
以上の構成とすることで、ＰＭＷ制御を用いず、かつ、１２０度通電角制御と１８０度通電角制御を電流値により使い分け、ＭＯＳトランジスタに必要とされる定格を低く抑えながら、１２Ｖ〜３６Ｖといった比較的低い車両電源電圧を使用する３相インバータ制御の電動発電機において、高い出力パワーと短時間始動が可能となる。
【００１０】
請求項３及び請求項４の発明は、請求項１に記載された車両用３相電動発電機の制御装置において、電流推定手段は、スイッチング手段の駆動パルス幅あるいは３相電動発電機の回転数に基づき判定する。
前記駆動パルス幅が所定値以上のとき、あるいは前記回転数が所定回転数以下では１２０度通電角制御方式に切替え、前記駆動パルス幅が所定値以下のとき、あるいは前記回転数が所定回転数以上では１８０度通電角制御方式に切替えることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１に記載された車両用３相電動発電機の制御装置において、電流推定手段は、始動時に回転ロック状態が解除されたことに基づいて判定し、始動開始から３相電動発電機の回転角度を検出する回転角度検出手段を持ち、始動開始から所定の回転角度を超えた時に、１２０度通電角制御方式から１８０度通電角制御方式への切替えをすることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の前記回転角度検出手段は、請求項５に記載された車両用３相電動発電機の制御装置において、前記回転位置検出センサ出力のパルス数をカウントし、所定回転数カウントしたことを検出して、１８０度通電角制御方式に切替えることを特徴としている。
【００１３】
請求項７では、請求項６に記載された車両用３相電動発電機の制御装置において、始動開始した後も、前記回転位置検出センサ出力のパルス幅が所定値以上になったことを検出した場合は、１２０度通電角制御方式に戻すことを特徴としている。
本発明によれば、起動して１８０度通電角制御方式に切替えられた後、シリンダの上死点を載り越すことができなくなり、エンストした場合は特定のＭＯＳトランジスタに電流が集中することになる。
そこで、回転センサのパルス幅を監視していて１２０度通電角制御方式に戻すことによりインバータのＭＯＳトランジスタに流れる電流を１８０度通電時の約７５％に減らすことができるという効果がある。
【００１４】
請求項８では、請求項１〜請求項７に記載された車両用３相電動発電機の制御装置において、前記回転位置検出センサの出力信号は、各相とも前記回転位置検出センサに誘起された電圧をもとにデジタル変換された電気角１８０度の矩形波信号であり、前記３相電動発電機の回転にともないそれぞれ位相差１２０度のずれをもって、各相が順に発生する。前記１２０度通電角駆動信号は、前記回転位置検出センサ出力である１８０度矩形波信号の後半の１２０度とすることを特徴としている。
請求項８の発明では、起動時の１２０度通電角駆動信号の位相を１８０度通電角駆動信号に対してパルス幅の中心値換算で３０度遅れるように設定しているので前記電機子巻線に誘起される線間電圧に対しては進相角０度となり、起動時の進相角としては最適で高い出力パワーを得ることができる。
【００１５】
請求項９では、請求項８記載の車両用３相電動発電機の制御装置において、前記１２０度通電角駆動信号は、１２０度進んだ隣接相の前記回転位置検出センサの出力信号と自相の前記回転位置検出センサの出力信号とで生成することを特徴としている。
【００１６】
請求項１０では、請求項１〜７記載の車両用３相電動発電機の制御装置において、前記３相インバータの始動動作は、他の車載装置からの外部信号である始動指令で作動し、該始動指令が所定時間以上継続、またはＭＯＳトランジスタ駆動信号のパルス幅が所定時間以上継続する時は、前記３相インバータの電動動作を中止し、発電動作に切り替えることとしている。
エンジンが停止したままの状態の時は、特定のＭＯＳトランジスタに電流が流れ続ける状態となり温度が上昇して破損の恐れがあるので、同一相に通電したまま所定時間以上停止した場合は、通電を遮断して故障を未然に防止している。
【００１７】
請求項１１では、請求項４記載の車両用３相電動発電機の制御装置において、前記所定回転数は、始動時に最初のエンジン上死点を超える時の回転数以下に設定することを特徴としている。
【００１８】
請求項１２では、請求項１〜１１記載の車両用３相電動発電機の制御装置において、エンジン始動中に前記３相電動発電機の前記回転数が所定回転数を超えた時の１８０度通電角駆動信号は、１２０度遅れた隣接相の前記回転位置検出センサの出力信号を反転した信号とすることを特徴とする。
始動動作中、３相電動発電機の回転数が上昇した時に電動機としての出力トルクを高めておくには、回転上昇に伴い１８０度通電角駆動信号の位相を進ませる必要がある。請求項１２の発明では、図６に示すように電動機としての回転数が約８００回転で進相角６０度の１８０度通電角駆動信号に切り替える構成としていて、その進相角６０度の１８０度通電角駆動信号は、上記のように隣接相の回転位置検出センサの出力信号から作成している。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下に図面に基づいて本発明の車両用３相電動発電機の制御装置の実施の形態について実施例により説明する。
【実施例】
図１は、本発明の車両用３相電動発電機の制御装置の全体構成を示すものである。
図１において、本実施例の車両用３相電動発電機の制御装置１は、界磁巻線２ａを有するロータ２、電機子巻線４ａ、４ｂ、４ｃを有する電機子４（図示せず）、電機子巻線４ａ、４ｂ、４ｃに流す電流をコントロールするスイッチング手段であるＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｆ、ＭＯＳトランジスタ製造時に生成される寄生整流用ダイオード、ロータ２と同一の回転軸に設けられロータ２と一体に回転するセンサ磁極１５とセンサ磁極１５の磁束の変化を検出して電圧を誘起し、ロータ２と電機子巻線４ａ、４ｂ、４ｃとの相対的な回転位置を検出する回転位置検出センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、この回転位置検出センサの出力をデジタル変換するデジタル変換回路７、インバータを構成しているＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｆを制御するインバータ制御装置９、及び励磁電流制御用ＭＯＳトランジスタ１１を制御している制御装置１０、で構成されている。
【００２０】
ロータ２は、界磁巻線２ａが励磁電流制御用ＭＯＳトランジスタ１１を介して流れる電流により界磁として働く。そしてエンジン（図示せず）とは双方向の動力伝達系で連結されており、３相電動発電機が電動モードとして機能する時はエンジンに回転動力が伝達される。エンジンの回転数が上昇し発電モードとして機能する時はエンジンの回転動力を受けて回転駆動される。
電機子巻線４ａ、４ｂ、４ｃは、図１に示すようにＹ結線されていて、ロータ２の回転にともなって電機子巻線４ａ、４ｂ、４ｃの順に電気角で１２０度の位相差を持った誘起相電圧が発生する。
【００２１】
スイッチング手段である６個のＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｆは、インバータ制御装置９からの指示に基づいてＯＮあるいはＯＦＦのスイッチング操作を行うことでバッテリ１３から電機子巻線４ａ、４ｂ、４ｃに通電する電流を通電角と位相の面から制御して本発明の１２０度通電あるいは１８０度通電を行う。
【００２２】
３個の回転位置検出センサ１６ａ〜１６ｃは、センサ磁極１５の回転に伴い各回転位置検出センサに順に電圧が発生する。そして、電機子巻線４ａ〜４ｃに対してそれぞれ同位相となる位置に配置している。すなわち、電機子巻線４ａに対して回転位置検出センサ１６ａを、電機子巻線４ｂに対して回転位置検出センサ１６ｂを、電機子巻線４ｃに対して回転位置検出センサ１６ｃを電気角で１２０度間隔で配置している。
電機子巻線４ａ〜４ｃに誘起される電圧と回転位置検出センサ１６ａ〜１６ｃに誘起される電圧の位相関係は、本実施例では次のように設定されている。
すなわち、ロータ２の回転に伴って電機子巻線に誘起される誘起線間電圧の位相に対して回転位置検出センサ出力の位相は３０度進んだ状態となるように回転位置検出センサ１６ａ〜１６ｃが取り付けられている。
これは、電動モードの時、３相電動発電機を最大トルクで動作させるためには、回転数が上昇するとともに駆動信号の位相を進角させる必要があるが、通常は特定の回転数で最大トルクが得られるように設定し、全域をカバーする方法が取られる。
そして、その回転数としては、始動中の全回転域でのトルク発生と、始動時にエンジンのシリンダ内の空気を圧縮して上死点を載り越すときの回転数近傍で特に出力パワーが出るように２００ｒｐｍ付近が選定されている。そして、この回転数に該当する進相角が３０度であるため、回転位置検出センサは電機子巻線に誘起される誘起線間電圧に対して３０度進んだ出力が得られるような位置に取り付けられている。これにより、始動中インバータの各ＭＯＳトランジスタの駆動は回転位置検出センサのデジタル変換出力の論理に従いＯＮ／ＯＦＦするだけでよく、簡易な構成となる。
図２に電機子巻線に誘起される誘起線間電圧（Ｅ_Ｕー_Ｖ）と回転位置検出センサ出力（Ｕ）の位相関係が示されていて回転位置検出センサ出力（Ｕ）の位相が誘起線間電圧（Ｅ_Ｕー_Ｖ）に対し３０度進んでいることがわかる。
なお、回転位置検出センサとしては、ホール素子を用いた磁気センサ等が使われている。
【００２３】
デジタル変換回路７は、増幅器及びデジタル変換回路で構成されていて、回転位置検出センサ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの出力であるアナログ信号（図２のセンサ出力Ｕ、Ｖ、Ｗ）を入力し増幅した後、デジタル信号（図２のセンサ出力Ｕ_Ｄ、Ｖ_Ｄ、Ｗ_Ｄ）に変換してインバータ制御装置９に送り出す。
【００２４】
インバータ制御装置９は、図５及び図６に示すように、１２０度通電角信号生成回路９ａ、１８０度通電角信号生成回路９ｂ、通電角切替回路９ｃ、ＭＯＳドライブ回路９ｄ、回転数検出手段９ｅ、進相角切替回路９ｆ、及びインバータ回路９ｇより構成される。
デジタル変換回路７からインバータ制御装置９に入力した回転位置検出センサ出力のデジタル変換された信号（例えば、図２のセンサ出力Ｕ_Ｄ、Ｖ_Ｄ、Ｗ_Ｄ）は、１２０度通電角信号生成回路９ａ及び１８０度通電角信号生成回路９ｂで電気角及び位相の処理がなされ、１２０度通電角信号及び１８０度通電角信号はそれぞれ通電角切替回路９ｃに送られる。
通電角切替回路９ｃでは、回転数検出手段９ｅの判定に基づいて１２０度通電角信号あるいは１８０度通電角信号を選択する。ＭＯＳドライブ回路９ｄでは通電角切替回路９ｃからのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の通電角信号を受けてＭＯＳトランジスタ６ａ〜６ｆを駆動するための信号を作成し、出力する。
【００２５】
制御装置１０は、バッテリ１３の電圧を検出するＳ端子、Ｋｅｙスイッチ１７を介してバッテリ１３に接続しているＩＧ端子、インバータ制御装置９にＥＣＵ１８からの始動指令を伝えるＫ端子、及びＥＣＵ１８に接続されていてＥＣＵ１８から電動モードあるいは発電モードの指令を受けるＣ端子から構成されている。
【００２６】
次に、本発明に係わる１２０度通電角信号及び１８０度通電角信号の生成について、本実施例に基づき説明する。
１２０度通電角信号は、請求項８に対応するもので図５に示されている１２０度通電角信号生成回路９ａで生成される。回転位置検出センサ出力のデジタル変換後の信号入力、すなわち、Ｕ_Ｄ、Ｖ_Ｄ、Ｗ_Ｄに対してそれぞれ論理回路が設けられている。
ここで、Ｕ相の１２０度通電角信号について説明すると、図３に示されている図で自相であるＵ_Ｄ信号とＷ_Ｄ信号を図５に示すように論理回路に入力するとＷ_Ｄ信号が反転された後、論理積出力として図３に示すＵＧ_１２０のデジタル信号が出力される。
ＵＧ_１２０は通電角が１２０度で、位相はＵ_Ｄに対して−３０度であり、先に述べたように起動時の駆動信号としては最適である。
Ｖ相及びＷ相の１２０度通電角信号も同様に図５の論理回路で生成される。
【００２７】
次に、１８０度通電角信号の場合は、本発明ではＭＧ回転数８００ｒｐｍを境に進相角を変えている。ＭＧ回転数１００〜８００ｒｐｍでは進相角０度、８００ｒｐｍ以上は進相角＋６０度としている。
１８０度通電角信号は、インバータ制御装置９内に構成されている図６の回路により生成される。
図６の回路において、回転位置検出センサ出力のデジタル変換後の信号、Ｕ_Ｄ、Ｖ_Ｄ、Ｗ_Ｄが入力する。切替信号が進相角０度を選択しているときは、進相角０度切替回路９ｆがＯＮとなり、進相角６０度切替回路９ｇがＯＦＦとなって進相角０度の入力信号Ｕ_Ｄ、Ｖ_Ｄ、Ｗ_Ｄはそのまま出力される。
進相角６０度が選択されている時は進相角０度切替回路９ｆはＯＦＦとなり、進相角６０度切替回路９ｇがＯＮとなるので入力信号Ｕ_Ｄ、Ｖ_Ｄ、Ｗ_Ｄはインバータ回路９ｈを通り進相角６０度、通電角１８０度の信号に加工された後、進相角６０度切替回路９ｇを通って出力される。
インバータ回路９ｈでは、入力信号Ｖ_ＤがＵ相のインバータ回路に入力し、反転しＵ相の出力信号となる。
この入力信号と出力信号の関係は、図４に示されており、例えば、Ｕ相の場合は入力信号はセンサ出力Ｖ_Ｄであり、生成された出力信号はＵＧ２_１８０である。
Ｖ相、Ｗ相についても、同様に入力信号Ｗ_Ｄから出力信号ＶＧ２_１８０が生成され、入力信号Ｕ_Ｄから出力信号ＷＧ２_１８０が生成される。
【００２８】
図２は、本発明の電機子巻線に誘起される誘起線間電圧、回転位置検出センサ出力とＭＯＳトランジスタの駆動信号の通電角と位相の関係を示している。
例えばＵ相について見てみると、電機子巻線に誘起される誘起線間電圧（Ｅ_Ｕー_Ｖ）に対して、回転位置検出センサ出力（Ｕ）は３０度進んでいる（図２のδ１）。
ＭＯＳトランジスタの駆動信号である１２０度通電角信号（ＵＧ_１２０）は、回転位置検出センサ出力（Ｕ）に対しては、３０度遅れている（図２のδ２）。これは、電機子巻線に誘起される誘起線間電圧（Ｅ_Ｕー_Ｖ）に対しては、進相角０度ということであり起動時のＭＯＳトランジスタの駆動信号としては、最適条件である。
低速回転時の１８０度通電角信号（ＵＧ１_１８０）は、回転位置検出センサ出力（Ｕ）に対しては、進相角０度となっている（図２のδ３）。
また、高速回転時の１８０度通電角信号（ＵＧ２_１８０）は、回転位置検出センサ出力（Ｕ）に対しては、進相角６０度となっている（図２のδ４）。
なお、低速回転時とは、図７の進相角と回転数の関係に示すようにＭＧ回転数で約１００〜８００（ｒｐｍ）とし、高速回転時とは、８００（ｒｐｍ）以上としている。
【００２９】
図８は、始動時のエンジン回転数の推移を示すもので、１２０度通電角駆動信号と１８０度通電角駆動信号の切替回転数は、初回上死点乗越え回転数であるＮ１点（１００ｒｐｍ程度）以下に設定されている。
【００３０】
図９は、始動中のエンジン回転数と電動トルクの関係を示すもので、本実施例の電動トルクは実線で表されている。一方、従来のＰＭＷ電流制御による電動トルクは起動時にＰ点にあり、本発明の３相電動発電機の制御装置によれば特に起動時に高い電動トルクを得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の車両用３相電動発電機の制御装置は、ＰＭＷ制御を用いないで、ＭＧ回転数およびＭＯＳトランジスタの駆動信号の情報をもとに電動発電機の起動時及び始動中の制御を行う簡易な構成としたので、起動時の過電流を抑制しインバータを低コスト化できるとともに、始動中の電動機出力を高く保ちながら起動する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用３相電動発電機の制御装置の全体構成図である。
【図２】本発明の電機子巻線誘起電圧、回転位置検出センサ出力、１２０度通電角信号及び１８０度通電角信号の説明図である。
【図３】本実施例の１２０度通電角（進相角ー３０度）信号の生成方法説明図である。
【図４】本実施例の１８０度通電角（進相角６０度）信号の生成方法説明図である。
【図５】本実施例のインバータ制御装置の説明図である。
【図６】本実施例の１８０度通電角信号の生成回路図である。
【図７】本実施例の始動時の回転数と進相角及び通電角の関係図である。
【図８】本実施例の始動中のエンジン回転数の推移と通電角切替回転数の説明図である。
【図９】本実施例のエンジン回転数−電動トルクのグラフである。
【図１０】１２０度通電角制御方式の説明図である。
【図１１】１８０度通電角制御方式の説明図である。
【符号の説明】
１：車両用３相電動発電機の制御装置 ９ａ：１２０度通電角信号生成回路
２：ロータ ９ｂ：１８０度通電角信号生成回路
２ａ：界磁巻線 ９ｃ：通電角切替回路
４ａ、４ｂ、４ｃ：電機子巻線 ９ｄ：ＭＯＳドライブ回路
６ａ〜６ｆ：ＭＯＳトランジスタ ９ｅ：回転数検出手段
７：デジタル変換器 ９ｆ：進相角０度切替回路
９：インバータ制御装置 ９ｇ：進相角６０度切替回路
１０：制御装置 ９ｈ：インバータ回路
１１：励磁電流制御ＭＯＳトランジスタ
１３：バッテリ
１４：電気負荷
１５：センサ磁極
１６：回転位置検出センサ
１７：Ｋｅｙスイッチ
１８：アイドルストップを指令するＥＣＵ

Claims (12)

1. 車両用３相電動発電機の電機子巻線と直流電源との間に介在し、スイッチング手段の断続により、前記電機子巻線に交流を供給する３相インバータにおいて、
   前記スイッチング手段を電気角で略１８０度区間通電駆動する１８０度通電角制御方式および電気角で略１２０度区間通電駆動する１２０度通電角制御方式の２つの通電方式と、始動時に前記スイッチング手段に流れる電流を推定する電流推定手段を備え、前記３相電動発電機による始動動作中、前記電流推定手段により電流が所定値より大きく流れると推定した時は前記１２０度通電角制御方式を選択し、前記電流推定手段により電流が所定値より小さく流れると推定した時は前記１８０度通電角制御方式を選択することを特徴とする車両用３相電動発電機の制御装置。
2. アイドルストップ後の起動時の通電角制御方式は、初期値として前記１２０度通電角制御方式が選択されていることを特徴とする請求項１記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
3. 前記電流推定手段は、前記スイッチング手段の駆動パルス幅に基づき判定し、前記駆動パルス幅が所定値以上では前記１２０度通電角制御方式に切替え、所定値以下では前記１８０度通電角制御方式に切替えることを特徴とする請求項１記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
4. 前記電流推定手段は、前記３相電動発電機の回転数に基づき判定し、前記回転数が所定回転数以下では前記１２０度通電角制御方式に切替え、所定回転数以上では前記１８０度通電角制御方式に切替えることを特徴とする請求項１記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
5. 前記電流推定手段は、始動時に回転ロック状態が解除されたことに基づいて判定し、始動開始から前記３相電動発電機の回転角度を検出する回転角度検出手段を持ち、始動開始から所定の回転角度を超えた時に、前記１２０度通電角制御方式から前記１８０度通電角制御方式への切替えをすることを特徴とする請求項１記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
6. 前記回転角度検出手段は、前記電機子巻線とロータとの相対的な回転位置を検出する回転位置検出センサのパルス数をカウントし、所定回転カウントしたことを検出して、前記１２０度通電角制御方式から前記１８０度通電角制御方式に切替えることを特徴とする請求項５記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
7. 始動開始した後も、前記回転位置検出センサのパルス幅が所定値以上になったことを検出した場合は、前記１２０度通電角制御方式に戻すことを特徴とする請求項５記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
8. 前記回転位置検出センサの出力信号は、各相とも前記回転位置検出センサに誘起された電圧をもとにデジタル変換された電気角１８０度の矩形波信号であり、前記３相電動発電機の回転にともないそれぞれ位相差１２０度のずれをもって、各相が順に発生する。前記１２０度通電角駆動信号は、前記回転位置検出センサ出力である１８０度矩形波信号の後半の１２０度とすることを特徴とする請求項１〜７記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
9. 前記１２０度通電角駆動信号は、１２０度進んだ隣接相の前記回転位置検出センサの出力信号と自相の前記回転位置検出センサの出力信号とで生成することを特徴とする請求項８記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
10. 前記３相インバータの始動動作は、他の車載装置からの外部信号である始動指令で作動し、該始動指令が所定時間以上継続、またはＭＯＳトランジスタ駆動信号のパルス幅が所定時間以上継続する時は、前記３相インバータの電動動作を中止し、発電動作に切り替えることを特徴とする請求項１〜７記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
11. 前記所定回転数は、始動時に最初のエンジン上死点を超える時の回転数以下に設定することを特徴とする請求項４記載の車両用３相電動発電機の制御装置。
12. エンジン始動中に前記３相電動発電機の前記回転数が所定回転数を超えた時の１８０度通電角駆動信号は、１２０度遅れた隣接相の前記回転位置検出センサの出力信号を反転した信号とすることを特徴とする請求項１〜１１記載の車両用３相電動発電機の制御装置。

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