JP2837307B2 - 車両用充電発電機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジン回転中に特定
の電気負荷がスイッチ入力された時にバッテリ電圧を安
定にすることができる車両用充電発電機に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車にはランプ類及びアクチュエータ
類の電気的負荷を賄うために車両用充電発電機が搭載さ
れている。この車両用充電発電機は、一般に、エンジン
から発生する駆動トルクの一部を用いて界磁巻線を回転
させ、この回転磁界によって電気子巻線に誘導された電
流をバッテリに送り、バッテリを充電してバッテリの電
圧を所定値に維持するように制御されている。

【０００３】しかしながら、一般に、ランプスイッチを
入れることなどにより電気負荷が急激に大きくなると、
車両用充電発電機の発電量もその分増加させる必要があ
るので、上記界磁巻線に流れる電流、即ち界磁電流が急
激に大きくなるように制御される。従って、車両用充電
発電機の仕事量が増えるためその駆動トルクも大きくな
り、エンジンの発生トルクとのバランスが崩れ、エンジ
ンの発生トルクが更にその分増えるまでの間エンジン回
転数が落ち込む現象が現れ、最悪の場合としてはエンジ
ンストールが発生する場合がある。特にアイドル回転状
態では、一般に、エンジンの発生トルクと上記車両用充
電発電機を含めた補機類との駆動トルクのバランスが保
たれた上で、エンジンはある所定の回転数になるように
制御（回転制御）されているので、この回転制御の応答
速度以上の急激なトルク変動が起ることは好ましくな
い。

【０００４】このような現象を抑制するために、電気負
荷が急激に大きくなった時に上記界磁巻線に流れる界磁
電流の急激に大きくなることを抑制し、エンジンに対す
る車両用充電発電機の発生トルクの急激な変動を抑える
ように制御する、いわゆる負荷応答制御が考えられるに
至った。

【０００５】このような負荷応答制御の考え方は、特開
昭５０―７６５１２号公報に開示されており既に公知と
なっており、さらに特開昭６２―６４２９９号公報に開
示されているように、エンジンがアイドル回転状態の時
に、バッテリ電圧が所定の電圧以下になった時に界磁巻
線に流れる界磁電流の急激な上昇を抑制するよう制御す
るものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の負荷応答制御においては、エンジンがアイドル
回転状態になった時には、いかなる電気負荷が投入され
た場合においても界磁電流が緩やかに上昇するように制
御される。従って、ウィンカーやハザードランプ等のよ
うに繰り返し投入される電気負荷に対しても常に界磁電
流が緩やかに上昇するように制御されてしまい、調整電
圧が不安定になり、ランプの明るさがちらつく現象が発
生する等の問題があった。

【０００７】また、このよう繰り返し投入される電気負
荷に対しては負荷応答制御を行う頻度が著しく多くな
り、バッテリの寿命を低下させるという問題もあった。

【０００８】さらに、特開昭６２―６４２９９号公報に
開示されているように、バッテリ電圧の低下のみで負荷
応答制御を行う条件を検出すると、エンジン回転が電気
負荷の投入以外の何らかの原因で低下してしまった場合
においても、負荷応答制御が行われてしまいバッテリ電
圧の復帰が大幅に遅れるという問題もあった。

【０００９】本発明の目的は、特定の電気負荷が投入さ
れた時には負荷応答制御を行わないで、バッテリの電圧
の不安定な変化を抑えられかつバッテリの長寿命化をは
かることができ、また、特定の電気負荷以外の電気負荷
が投入された時には負荷応答制御を行ってエンジンに対
する車両用充電発電機の発生トルクの急激な変動を抑制
できる車両用充電発電機を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、界磁電流を供給されエンジンの回転によ
り回転して回転磁界をつくる界磁巻線と、前記回転磁界
によって電流が誘導される電機子巻線と、バッテリの電
圧及び整流器の電圧のうちの一方を所定の電圧と比較し
その偏差に基づいて前記界磁電流を制御するレギュレー
ト制御手段と、前記界磁電流を一定時間毎に変化させる
ことにより、前記エンジンに対する車両用充電発電機の
発生トルクの急激な変動を抑制する負荷応答制御手段と
を有し、前記電気子巻線に誘導された電流を前記整流器
を介して前記バッテリに送り前記バッテリを充電する車
両用充電発電機において、前記エンジンの回転中に投入
された電気負荷を検出し、特定の電気負荷と比較する検
出手段と、前記検出された電気負荷が予め設定された繰
り返し投入される特定の電気負荷より小さい時には前記
レギュレート制御手段によるレギュレート制御を行な
い、それ以外の時には前記負荷応答制御手段による負荷
応答制御を行うように切換える切換手段とを有する。

【００１１】好ましくは、前記検出手段は、前記バッテ
リの電圧及び前記整流器の電圧のうちの一方の変化速度
を測定し、前記変化速度が所定の変化速度以下の時に前
記特定の電気負荷が投入されたと判断する。

【００１２】また、好ましくは、前記検出手段は、発電
機の回転加速度を測定し、前記回転加速度が所定の回転
加速度以下の時に前記特定の電気負荷が投入されたと判
断する。

【００１３】また、好ましくは、前記検出手段は、前記
特定の電気負荷に接続された負荷スイッチがＯＮされて
いるかＯＦＦされているかを表す負荷スイッチ信号を検
出することによって投入された電気負荷が特定の電気負
荷かどうかを判断する。

【００１４】さらに、好ましくは、前記負荷応答制御を
行う場合において、前記電気負荷が投入された時に前記
電気負荷を流れる電流における突入電流の有無を検出
し、前記突入電流のある場合は前記界磁電流の変化速度
の速い負荷応答制御を行い、突入電流がない場合は前記
界磁電流の変化速度の遅い負荷応答制御を行う制御手段
を設ける。

【００１５】

【作用】上記ように構成した本発明においては、検出手
段によってエンジンの回転中に投入された電気負荷が特
定の電気負荷かどうかを検出し、特定の電気負荷の時に
界磁電流に対し通常のレギュレート制御を行うように切
換えることにより、ウィンカーやハザードランプ等のよ
うに繰り返し投入されるような電気負荷が投入されたと
きにはバッテリー電圧を安定にし、ランプの明るさがち
らつく現象等を防止できる。また、この場合には負荷応
答制御が行われないので、バッテリの寿命を低下させる
ことがない。さらに、検出された電気負荷が特定の電気
負荷でない時に負荷応答制御を行うように切換えること
により、電気負荷が繰り返し投入されるような電気負荷
以外のものである時には、従来通りエンジンに対する車
両用充電発電機の発生トルクの急激な変動を抑制でき
る。

【００１６】また、上記検出手段としては、バッテリの
電圧または整流器の電圧の変化速度を測定し、この変化
速度が所定の速度以下の時に特定の電気負荷が投入され
たと判断する手段、あるいは発電機の回転加速度を測定
し、この回転加速度が所定の回転加速度以下の時に特定
の電気負荷が投入されたと判断する手段が好ましく、こ
れによって容易に特定の電気負荷であるかどうかを判断
することができる。

【００１７】また、上記検出手段としては、特定の電気
負荷に接続された負荷スイッチがＯＮされているかＯＦ
Ｆされているかを表す負荷スイッチ信号を検出し、これ
により投入された電気負荷が特定の電気負荷かどうかを
判断することによって、前段の検出手段のみによっては
複雑な判断ができず、また検出の誤差が生じる恐れがあ
る場合においても、負荷応答制御を行うか行わないかの
判断を正確に行うことができる。

【００１８】また、さらに、負荷応答制御を行う場合
に、制御手段によって、電気負荷が投入された時にそれ
を流れる電流における突入電流の有無を検出し、突入電
流のある場合に界磁電流の変化速度の速い負荷応答制御
を行うことによって、投入された電気負荷が突入電流を
生ずるようなランプ負荷であった場合に、電圧が急激に
落ちこむことにより照度が急激に暗くなっても速やかに
これを回復させることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例による車両用充電発
電機について図１から図４を参照しながら説明する。図
１は本実施例による車両用充電発電機の回路図である。
図１において、２点鎖線で囲まれた充電発電機１は、界
磁巻線２、フライホイールダイオード３、三相全波整流
器４、電機子巻線５、及びレギュレータ６により構成さ
れている。このうち界磁巻線２は、エンジンの回転軸に
ベルトを介して接続され、エンジンの回転と同期して回
転して回転磁界を発生する。この界磁巻線に流れる界磁
電流はレギュレータ６によって端子Ｆ（図２参照）より
供給される。尚、フライホイールダイオード３は界磁巻
線２に並列に接続され、スイッチングノイズを吸収す
る。電機子巻線５は界磁巻線２に接近して設けられてお
り、界磁巻線２のつくる回転磁界の大きさに応じて電流
を誘導し交流波形をもった電圧を生じる。この電機子巻
線５の回転数は回転検出端子Ｐよりレギュレータ６に入
力される。また、電機子巻線５の交流出力は三相全波整
流器４で効率よく整流され、その出力は充電発電機１の
出力端子Ｂ及び出力端子Ｂに接続する端子Ａを介して充
電発電機１外部のバッテリ１０に供給され、バッテリ１
０が充電される。また、この出力端子Ｂはレギュレータ
６に接続され、同時に端子Ａからスイッチ１１を介して
電気負荷１２に供給され、さらに端子Ａより電圧検出端
子Ｓを介してレギュレータ６に入力される。また、チャ
ージランプ１３は一端を端子Ａよりスイッチ１４を介し
て接続され、他端をチャージランプ駆動端子Ｌを介して
レギュレータ６に接続されている。端子Ｅはボディアー
スであって、余分な電荷はここから接地される。

【００２０】次に、レギュレータ６の構成及び機能を図
２により説明する。出力端子Ｂを介してバッテリ１０に
接続された電源回路２１は、充電発電器１の各回路に一
定電圧の電源を供給するためのものであり、バッテリ１
０の出力を受けて一定電圧を発生する。また、バッテリ
１０の出力は、電圧検出端子Ｓより電圧検出回路２２に
接続されており、この電圧検出回路２２の出力は基準電
圧を発生する設定電圧回路２３の出力と共に偏差信号出
力回路２４に入力される。偏差信号出力回路２４は、電
圧検出回路２２の検出したバッテリ１０の電圧と設定電
圧回路２３の設定した基準電圧との偏差を演算し偏差信
号として出力する。これら、電圧検出回路２２、設定電
圧回路２３、偏差信号出力回路２４は、後述の電流制御
回路２７とともにレギュレート制御手段を構成してい
る。偏差信号出力回路２４からの出力は、その偏差信号
の変化速度、即ちバッテリ１０の電圧の変化速度を検出
する検出手段である変化速度検出回路２５に入力され
る。変化速度検出回路２５出力側に設けられた電流指令
値切換スイッチ２６は、変化速度検出回路２５より出力
される負荷応答検出信号が０の時は端子２６ａに接続さ
れ、負荷応答検出信号が１の時は端子２６ｂに接続され
る。これら、電流指令値切換スイッチ２６、端子２６
ａ、２６ｂは切換手段を構成している。そして、変化速
度検出回路２５は、変化速度が所定の値、即ち規定値以
下であれば負荷応答検出信号０を出力して電流指令値切
換スイッチ２６を端子２６ａの接続し、偏差信号出力回
路２４からの出力をそのまま指令値として電流制御回路
２７に送る。電流制御回路２７は、上記指令値に比例し
た界磁電流を界磁巻線２に供給するが、この場合は後述
の負荷応答制御回路２８が関与していないので負荷応答
制御は行われない。一方、変化速度検出回路２５は、偏
差信号の変化速度が規定値以上であれば負荷応答検出信
号１を出力して電流指令値切換スイッチ２６を端子２６
ｂに切換えて負荷応答制御回路２８の出力を指令値とし
て電流制御回路２７に送る。この負荷応答制御回路２８
は、負荷応答時間発生回路２９の出力する基準時間毎に
電流制御回路２７に送る指令値を変化させることによ
り、界磁電流の変化速度を抑制しエンジンに対する車両
用充電発電機の発生トルクの急激な変動が発生しないよ
うにするものであり、負荷応答制御回路２８、負荷応答
時間発生回路２９は電流制御回路２７とともに負荷応答
制御手段を構成している。電流制御回路２７は、上記負
荷応答制御回路２８からの指令値に比例した界磁電流を
界磁巻線２に供給し、これによって負荷応答制御が行わ
れる。

【００２１】また、電機子巻線５の回転数は回転検出端
子Ｐを介して回転検出回路３０に入力され、回転検出回
路３０においてこの回転数より回転速度を算出し、この
回転速度に基づく回転速度信号がチャージランプ駆動回
路３１に入力され、チャージランプ駆動回路３１の働き
によって充電が行われている間チャージランプ駆動端子
Ｌに接続されたチャージランプ１３（図１参照）が点灯
する。

【００２２】図３は、バッテリ１０の電圧の変化速度と
負荷電流（電気負荷１２を流れる電流）の関係を示す図
である。図３に示すように、バッテリ１０の電圧の変化
速度と負荷電流ＩLOADとは比例関係にあるので、負荷応
答制御を行うかどうかは、負荷電流ＩLOADの代りに、バ
ッテリ１０の電圧の変化速度を測定してその値と所定の
値（規定値）とを比較することによって判断すればよ
く、本実施例では、前述のようにバッテリ１０の電圧の
変化速度を測定し、その値と規格値とを比較する構成と
している。以下、この規定値の設定について説明する。
一般に、負荷応答制御が行われるとエンジンに対する車
両用充電発電機の発生トルクの急激な変動を抑制するた
めに、図４（ａ）に示すように負荷電流ＩLOADに対して
界磁巻線１１に供給される界磁電流ＩALTが抑えられて
しまい、バッテリ１０の電圧ＶBATは目標の値に対して
変動を生じてしまう。この時バッテリ１０では放電が起
こる。これは、大きな電気負荷を運転者が入れた場合に
は一瞬であり、運転手が意識しているため余り問題とな
らないが、ウィンカーやハザードランプのような繰り返
し投入される電気負荷に対して負荷応答制御が行われる
場合には、バッテリ１０の電圧ＶBATが不安定になるだ
けでなくバッテリ１０の放電する頻度が増加するためバ
ッテリの寿命が劣化するという問題が生じる。車両にお
いて、図４（ａ）のような繰り返し投入される電気負荷
のうち最も大きなものはハザードランプであるので、本
実施例においては、電気負荷としてハザードランプ及び
それよりも負荷電流の小さい電気負荷が投入された時に
負荷応答制御が行われないようにこのバッテリ１０の電
圧の変化速度の規定値を設定する。このように設定すれ
ば、図４（ｂ）に示すように、ウィンカーやハザードラ
ンプのような繰り返し投入される電気負荷に対しては負
荷応答制御が行われず、通常のレギュレート制御が行わ
れるので、負荷電流ＩLOADに対する充電発電機１の発電
電流が抑えられることがなく、バッテリ１０の電圧ＶBA
Tは目標の値に安定する。一方、バッテリ１０の電圧の
変化速度が上記規定値よりも大きい時には、ハザードラ
ンプよりも大きい負荷電流の電気負荷が投入されたもの
と判断され、負荷応答制御が行われることになる。

【００２３】以上のように本実施例によれば、測定した
バッテリー２の電圧の変化速度がハザードランプに基づ
く規定値よりも小さいときに電流指令値切換スイッチ２
６を制御して、通常のレギュレート制御を行うので、バ
ッテリー２の電圧が安定し、バッテリ１０の寿命を低下
させることがなく、ランプの明るさがちらつく現象等を
防止できる。また、バッテリー２の電圧の変化速度が上
記規定値よりも大きい時には、電流指令値切換スイッチ
２６を切換えて従来通り負荷応答制御を行うことができ
る。

【００２４】次に、本発明の他の実施例による車両用充
電発電機について図５及び図６を参照しながら説明す
る。本実施例の回路構成は、レギュレータ６の構成及び
機能のみが異なること以外は図１から図４で説明した実
施例と同様である。また、本実施例においても、繰り返
し投入される電気負荷、つまりハザードランプ及びそれ
よりも負荷電流の小さい電気負荷が投入された時には負
荷応答制御が行われないように制御し、ハザードランプ
よりも大きい負荷電流の電気負荷が投入された時には負
荷応答制御が行われるように制御する。但し、その判断
は本来負荷応答制御が行われることによって低減する対
象である界磁巻線２の負荷トルクによって行う。即ち、
ハザードランプが投入されたときの負荷トルクを規定値
として、測定された負荷トルクとこの規定値とを比較す
ることによって負荷応答制御を行うかどうかを判断す
る。負荷トルクは、その値がハザードランプによる負荷
トルク程度の比較的小さい範囲においては、前述した負
荷電流（図３参照）とほぼ比例関係にあるので、投入さ
れる電気負荷を判断するために負荷トルクを利用するこ
とは、図２においてバッテリ１０の電圧の変化速度を利
用することと等価なことである。

【００２５】しかし、上記のように負荷トルクを直接測
定することは一般には難しいので、本実施例において
は、界磁巻線２の回転加速度を測定することにより負荷
トルクを間接的に測定する方法を採用する。即ち、図５
に示すように、界磁巻線２の負荷トルクと回転加速度と
は比例関係にあるため、負荷トルクの規定値に相当する
回転加速度（本実施例ではハザードランプの投入による
回転加速度）を規定値として設定する。そして、充電発
電機１の回転加速度を測定し、この回転加速度と上記規
定値とを比較することにより、特定の電気負荷が投入さ
れたかどうかを判断し、負荷応答制御を行うか行わない
かを判断する。

【００２６】本実施例におけるレギュレータ６ａの構成
及び機能を図６により説明する。レギュレータ６ａの構
成及び機能は、Ｆ／Ｖ変換器４１及びフィルタ４２が変
化速度検出回路２５の前に設置され、これに起因する接
続関係が異ること以外は、図２に示したレギュレータ６
と同様である。本実施例においては、回転検出回路３０
から出力される回転速度信号がチャージランプ駆動回路
３１に入力されるほか、Ｆ／Ｖ変換器４１にも入力され
る。Ｆ／Ｖ変換器４１において回転速度信号は電圧信号
に変換され、フィルタ４２によりスパイク状のノイズが
除去された後、電圧信号の変化速度、即ち回転加速度を
検出する変化速度検出回路２５に入力される。以下、図
２に示した実施例と同様に、変化速度検出回路２５にお
いて、この回転加速度が所定の値、即ち規定値以下であ
れば負荷応答検出信号０を出力して電流指令値切換スイ
ッチ２６を端子２６ａに接続し、偏差信号出力回路２４
からの出力がそのまま指令値として電流制御回路２７に
送られ、電流制御回路２７からこの指令値に比例した界
磁電流が界磁巻線２に供給されて負荷応答制御が行われ
ずに通常のレギュレート制御が行われる。また、回転加
速度が規定値以上であれば負荷応答検出信号１を出力し
て電流指令値切換スイッチ２６を端子２６ｂに切換え、
負荷応答制御回路２８の出力が指令値として電流制御回
路２７に送られ、電流制御回路２７からこの指令値に比
例した界磁電流が界磁巻線２に供給されて負荷応答制御
が行われる。

【００２７】以上のように本実施例によれば、前述のバ
ッテリー２の電圧の変化速度の代りに界磁巻線２の負荷
トルクに比例する回転加速度を測定し、これをハザード
ランプに基づく規定値と比較して図２の実施例と同様に
負荷応答制御を行うか行わないかを制御するので、図２
の実施例と同様の効果が得られる。

【００２８】次に、本発明のさらに他の実施例による車
両用充電発電機について図７及び図８を参照しながら説
明する。本実施例の回路構成は、レギュレータ６の構成
及び機能のみが異なること以外は図１から図４で説明し
た実施例と同様である。本実施例は、これまでの実施例
とは異なり、ランプ等の照明類が電気負荷として投入さ
れた時に負荷応答制御を行う場合において、特に突入電
流の発生の有無によって負荷応答制御によるバッテリ１
０の電圧の回復の速さを制御するものである。

【００２９】一般に、電気負荷が投入された場合には、
図７（ａ）に示すように負荷電流（電気負荷１２を流れ
る電流）Ｉ_LOADが立ち上り、バッテリ１０の電圧Ｖ_BAT
は急激に低下する。そして、負荷応答制御が行われるこ
とにより界磁巻線２に供給される界磁電流Ｉ_ALTの変化
は図７（ａ）にのような変化速度の遅い応答波形とな
り、これに伴なってバッテリの電圧Ｖ_BATは比較的ゆっ
くりと回復する。

【００３０】一方、図７（ｂ）に示すように、電気負荷
の種類によっては負荷電流Ｉ_LOADに突入電流の発生する
ものがある。これは主にランプ等が投入されたときに発
生する現象であり、電気負荷投入前には小さかったラン
プの抵抗値が、投入されると同時に自己発熱し急激にそ
の抵抗値が増加しその後安定状態になるためである。こ
のような電気負荷が投入された時に、従来は図中破線で
示されるように、図７（ａ）の突入電流がない場合と同
様の負荷応答制御が行われていた。この場合には、電圧
が急に落ち込むためにランプ等の照明類は急に暗くなる
ような印象を運転手に与え、負荷応答制御によるバッテ
リ電圧回復がゆっくりと行われるので、照度はゆっくり
と回復していても人間の目には暗くなった印象だけが残
ってしまう。本実施例においては、この照度回復を速め
るために、電気負荷が投入された時に突入電流を検出す
るとこの電気負荷がランプ負荷であると判断し、図７
（ｂ）中実線で示すように、負荷応答制御による界磁電
流Ｉ_ALTの変化の時定数を短くし、バッテリ１０の電圧
の回復を速めて通常のレギュレート制御に速く戻るよう
に制御する。

【００３１】本実施例におけるレギュレータ６ｂの構成
及び機能を図８により説明する。レギュレータ６ｂの構
成及び機能は、突入電流検出回路５１が負荷応答時間発
生回路２９の前に設置されたこと以外は、図２に示した
レギュレータ６と同様である。また、電気負荷には外付
け負荷電流センサ５２が取り付けられ、これがレギュレ
ータ６ｂの突入電流検出回路５１に接続される。但し、
本実施例の場合、変化速度検出回路２５において負荷応
答制御を行うか行わないかの判断は図２の実施例と同様
の方法で行われ、その後の処理も同様に行われるが、基
準となるバッテリ１０の電圧の変化速度の規定値は前述
のハザードランプによる値よりは低く設定される。図８
において、負荷電流センサ５２により検出された負荷電
流信号はレギュレータ６ｂ内の突入電流検出回路５１に
入力される。突入電流検出回路５１においては、電気負
荷の電圧と充電発電機１の出力電圧との差を出すことに
よって負荷電流を測定して電気負荷が投入されたことを
検出し、また、負荷応答時間発生回路２９から一定時間
毎に発せられる負荷応答検出のタイミング毎に、前記負
荷電流のサンプルホールド値を予め設定された所定の電
流値と比較し、極大値を越えた後前記所定の電流値以下
に落ち込むかどうかによって突入電流の検出を行う。図
７（ｂ）においては検出点Ｒで突入電流が検出されるこ
とになる。そして、突入電流があると判断された場合に
は図７（ｂ）のように界磁電流Ｉ_ALTの変化の時定数を
短くし、バッテリ１０の電圧、従ってランプ等の照度回
復を速め、突入電流がないと判断された場合には通常の
負荷応答制御が行われる。

【００３２】以上のように本実施例によれば、負荷応答
制御を行う場合、負荷電流Ｉ_LOADに突入電流がある時に
界磁電流Ｉ_ALTの変化速度の速い負荷応答制御を行うの
で、ランプ負荷が投入された時にその照度が急激に暗く
なっても速やかにこれを回復させることができる。

【００３３】次に、本発明のさらに他の実施例による車
両用充電発電機について図９及び図１０を参照しながら
説明する。本実施例の回路構成は、レギュレータ６ｃの
構成及び機能のみが異なること以外は図１から図４で説
明した実施例と同様である。一般に、電気負荷には負荷
応答制御を行うと不具合が生じるようなものがあるが、
負荷応答制御を行うか行わないかの判断をこれまでに述
べた３つの実施例のように充電発電機１のレギュレータ
単独で行う場合には、複雑な判断が必ずしもできるわけ
ではなく、また検出の誤差が生じることもある。そこ
で、本実施例では、車両側よりオペレータが操作する特
定の電気負荷に接続された負荷スイッチからの負荷スイ
ッチ信号を検出し、これにより投入された電気負荷が特
定の電気負荷かどうかを判断する。さらに、この判断と
図２のレギュレータの判断による信号とを後述するよう
にＡＮＤゲートで処理して負荷応答制御を行うか行わな
いかの最終的判断を行う。本実施例における特定の電気
負荷も図２の実施例と同様にハザードランプとする。

【００３４】本実施例におけるレギュレータ６ｃの構成
及び機能を図８により説明する。レギュレータ６ｃにお
いて、変化速度検出回路２５からの出力がＡＮＤゲート
６１に入力されるように接続され、また、外部の負荷ス
イッチ６２からの出力がインバータ６３を介してＡＮＤ
ゲート６１に入力されるように接続される。これ以外の
レギュレータ６ｃの構成及び機能は図２に示したレギュ
レータ６と同様である。また、本実施例の場合も、変化
速度検出回路２５における負荷応答制御を行うか行わな
いかの判断は図２の実施例と同じ規定値を用いて同様の
方法で行われ、レギュレート制御や負荷応答制御も同様
の方法で行われる。図１０において、変化速度検出回路
２５からの負荷応答切換信号ＸはそのままＡＮＤゲート
６１に入力される。即ち、バッテリ１０の電圧変化速度
が規定値以下であれば負荷応答検出信号０が、規定値以
上であれば負荷応答検出信号１がそれぞれＡＮＤゲート
６１に入力される。また、負荷スイッチ６２から入力さ
れた負荷スイッチ信号Ｙ１はインバータ６３で反転さ
れ、反転された負荷スイッチ信号Ｙ２としてＡＮＤゲー
ト６１に入力される。即ち、負荷スイッチ６２がＯＮさ
れた場合には負荷スイッチ信号Ｙ１としては１が出力さ
れ、ＯＦＦされた場合には負荷スイッチ信号Ｙ１として
０が出力されるが、これら負荷スイッチ信号はインバー
タ６３でそれぞれ０，１に反転されて負荷スイッチ信号
Ｙ２としてＡＮＤゲート６１に入力される。これら変化
速度検出回路２５からの負荷応答切換信号Ｘと反転され
た負荷スイッチ信号Ｙ２とはＡＮＤゲート６１により処
理されて指令値切換信号Ｑとして出力され電流指令値切
換スイッチ２６を切換える。電流指令値切換スイッチ２
６は、指令値切換信号Ｑが０の時は端子２６ａに接続さ
れて負荷応答制御が行われずに通常のレギュレート制御
が行われるが、指令値切換信号Ｑが１の時は端子２６ｂ
に接続されて負荷応答制御が行われる。この時、このＡ
ＮＤゲート６１における処理は図１０に示したＡＮＤ真
理値表に基づいて行われる。

【００３５】図１０より、負荷スイッチ信号Ｙ２が１
（負荷スイッチ信号Ｙ１が０）つまりハザードランプの
負荷スイッチ６２がＯＦＦで、かつ負荷応答検出信号Ｘ
が１つまり負荷応答制御を行うように変化速度検出回路
２５で判断された場合でのみ指令値切換信号Ｑが０とな
り負荷応答制御が行われる。また、負荷スイッチ信号Ｙ
２が０（負荷スイッチ信号Ｙ１が１）つまりハザードラ
ンプの負荷スイッチ６２がＯＮの時は負荷応答検出信号
Ｘに関係なく指令値切換信号Ｑが０となり負荷応答制御
が行われずに通常のレギュレート制御が行われる。

【００３６】また、図１０の最下段に示すように、負荷
スイッチ信号Ｙ２が１（負荷スイッチ信号Ｙ１が０）つ
まりハザードランプの負荷スイッチ６２がＯＦＦで、か
つ負荷応答検出信号Ｘが０つまり負荷応答制御を行わな
いように変化速度検出回路２５で判断されたときにも指
令値切換信号Ｑが０となり負荷応答制御が行われずに通
常のレギュレート制御が行われる。これは、ハザードラ
ンプの負荷スイッチ６２がＯＦＦされていてもハザード
ランプ以外のランプ類（バッテリ電圧の変化速度がハザ
ードランプに対する規定値よりも小さい）の負荷スイッ
チがＯＮになった時には、指令値切換信号Ｑが０となり
負荷応答制御が行われずに通常のレギュレート制御が行
われることを示している。基本的には変化速度検出回路
２５を設けずに負荷スイッチ信号Ｙ１のみによって負荷
応答制御を行うか行わないかの判断をすれば充分である
が、上記のように負荷スイッチ信号Ｙ２を変化速度検出
回路２５からの負荷応答切換信号ＸとともにＡＮＤゲー
ト６１で処理することにより、ハザードランプ以外のラ
ンプ類が投入された時にも負荷応答制御を行わずに通常
のレギュレート制御が行える。

【００３７】また、変化速度検出回路２５において検出
の誤差等により誤った判断をしても、上記のように負荷
スイッチ信号を利用することによって正確に負荷応答を
行うか行わないかの判断を行うことができ、負荷応答制
御を行うことにより不具合を生じるような電気負荷が投
入されたときにも、確実にレギュレート制御を行うこと
ができる。

【００３８】以上のように本実施例によれば、ハザード
ランプに接続された負荷スイッチ６２による負荷スイッ
チ信号Ｙ１を検出し、これを反転したＹ２と負荷応答切
換信号ＸとをＡＮＤゲート６１で処理し、これにより負
荷応答制御を行うか行わないかの判断をするので、レギ
ュレータのみによっては複雑な判断ができず、また検出
の誤差が生じる恐れがある場合においても、負荷応答制
御を行うか行わないかの判断を正確に行うことができ
る。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、ランプ等のように繰り
返し投入されるような特定の電気負荷が投入された時に
通常のレギュレート制御を行うので、バッテリー電圧が
安定し、バッテリの寿命を低下させることがなく、ラン
プの明るさがちらつく現象等を防止できる。また、特定
の電気負荷でない電気負荷が投入された時に負荷応答制
御を行うように切換えることにより、従来通りエンジン
に対する車両用充電発電機の発生トルクの急激な変動を
抑制できる。

【００４０】また、特定の電気負荷が投入されたこと
は、検出手段によってバッテリの電圧または整流器の電
圧の変化速度、あるいは界磁巻線の回転加速度を所定の
電圧と比較することによって検出するので、容易に特定
の電気負荷であるかどうかを判断することができる。

【００４１】また、特定の電気負荷に接続された負荷ス
イッチからの負荷スイッチ信号を検出し、これにより投
入された電気負荷が特定の電気負荷かどうかを判断する
ので、負荷応答制御を行うか行わないかの判断を正確に
行うことができる。

【００４２】また、負荷応答制御を行う場合に、電気負
荷を流れる電流に突入電流がある場合に界磁電流の変化
速度の速い負荷応答制御を行うので、電気負荷がランプ
等である場合にその照度が急激に暗くなっても、速やか
にこれを回復させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による車両用充電発電機の回
路図である。

【図２】図１のレギュレータの構成及び機能を示すブロ
ック図である。

【図３】図１のバッテリの電圧の変化速度と負荷電流
（電気負荷を流れる電流）の関係を示す図である。

【図４】ランプ等の繰り返し投入される電気負荷が投入
された時の負荷電流Ｉ_LOAD、界磁巻線に供給される界磁
電流Ｉ_ALT、バッテリの電圧Ｖ_BATの変化を示す図であっ
て、（ａ）は負荷応答制御が行われる場合であり、
（ｂ）は負荷応答制御が行われない場合である。

【図５】界磁巻線の負荷トルクと回転加速度との関係を
示す図である。

【図６】本発明の他の実施例による車両用充電発電機の
レギュレータの構成及び機能を示すブロック図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例による車両用充電発
電機によって負荷応答制御を行う場合の負荷電流
Ｉ_LOAD、界磁巻線に供給される界磁電流Ｉ_ALT、バッテ
リの電圧Ｖ_BATの変化を示す図であって、（ａ）は負荷
電流Ｉ_LOADに突入電流の発生しない場合であり、（ｂ）
は負荷電流Ｉ_LOADに突入電流の発生する場合である。

【図８】本発明のさらに他の実施例による車両用充電発
電機のレギュレータの構成及び機能を示すブロック図で
ある。

【図９】本発明のさらに他の実施例による車両用充電発
電機のレギュレータの構成及び機能を示すブロック図で
ある。

【図１０】図９に示したＡＮＤゲートにおける処理の根
拠となるＡＮＤ真理値表である。

【符号の説明】

１ 充電発電機 ２ 界磁巻線 ４ 三相全波整流器 ５ 電機子巻線 ６，６ａ，６ｂ，６ｃ レギュレータ １０ バッテリ １２ 電気負荷 １３ チャージランプ ２２ 電圧検出回路 ２３ 設定電圧回路 ２４ 偏差信号出力回路 ２５ 変化速度検出回路 ２６ 電流指令値切換えスイッチ ２７ 電流制御回路 ２８ 負荷応答制御回路 ２９ 負荷応答時間発生回路 ３０ 回転検出回路 ４１ ＦＶ変換器 ４２ フィルタ ５１ 突入電流検出回路 ５２ 負荷電流センサ ６１ ＡＮＤゲート ６２ 負荷スイッチ ６３ インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 河合 弘明 (56)参考文献 特開 平４−150735（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−236672（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−67152（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H02J 7/14 - 7/30

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 界磁電流を供給されエンジンの回転によ
   り回転して回転磁界をつくる界磁巻線と、 前記回転磁界によって電流が誘導される電機子巻線と、 バッテリの電圧及び整流器の電圧のうちの一方を所定の
   電圧と比較しその偏差に基づいて前記界磁電流を制御す
   るレギュレート制御手段と、 前記界磁電流を一定時間毎に変化させることにより、前
   記エンジンに対する車両用充電発電機の発生トルクの急
   激な変動を抑制する負荷応答制御手段とを有し、 前記電気子巻線に誘導された電流を前記整流器を介して
   前記バッテリに送り前記バッテリを充電する車両用充電
   発電機において、 前記エンジンの回転中に投入された電気負荷を検出し、
   特定の電気負荷と比較する検出手段と、 前記検出された電気負荷が予め設定された繰り返し投入
   される特定の電気負荷より小さい時には前記レギュレー
   ト制御手段によるレギュレート制御を行ない、それ以外
   の時には前記負荷応答制御手段による負荷応答制御を行
   うように切換える切換手段とを有することを特徴とする
   車両用充電発電機。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記バッテリの電圧及
   び前記整流器の電圧のうちの一方の変化速度を測定し、
   前記変化速度が所定の変化速度以下の時に前記特定の電
   気負荷が投入されたと判断することを特徴とする請求項
   １記載の車両用充電発電機。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、発電機の回転加速度を
   測定し、前記回転加速度が所定の回転加速度以下の時に
   前記特定の電気負荷が投入されたと判断することを特徴
   とする請求項１記載の車両用充電発電機。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記特定の電気負荷に
   接続された負荷スイッチがＯＮされているかＯＦＦされ
   ているかを表す負荷スイッチ信号を検出することによっ
   て投入された電気負荷が特定の電気負荷かどうかを判断
   することを特徴とする請求項１記載の車両用充電発電
   機。
5. 【請求項５】 さらに、前記負荷応答制御を行う場合に
   おいて、前記電気負荷が投入された時に前記電気負荷を
   流れる電流における突入電流の有無を検出し、前記突入
   電流のある場合は前記界磁電流の変化速度の速い負荷応
   答制御を行い、突入電流がない場合は前記界磁電流の変
   化速度の遅い負荷応答制御を行う制御手段を設けたこと
   を特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の
   車両用充電発電機。