JP5402585B2 - Vehicle generator - Google Patents

Vehicle generator Download PDF

Info

Publication number
JP5402585B2
JP5402585B2 JP2009274858A JP2009274858A JP5402585B2 JP 5402585 B2 JP5402585 B2 JP 5402585B2 JP 2009274858 A JP2009274858 A JP 2009274858A JP 2009274858 A JP2009274858 A JP 2009274858A JP 5402585 B2 JP5402585 B2 JP 5402585B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
temperature
temperature characteristic
adjustment voltage
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009274858A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011120363A (en
Inventor
徹 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2009274858A priority Critical patent/JP5402585B2/en
Publication of JP2011120363A publication Critical patent/JP2011120363A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5402585B2 publication Critical patent/JP5402585B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用発電機に関する。   The present invention relates to a vehicular generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.

車両用発電機はエンジンブロックに搭載されるが、近年、エンジンルームの高密度化で放熱性が低下し、温度環境は厳しくなっている。このような状況において車両用発電機自身の温度の過度の上昇に対する防止策が必要になってきている。このような防止策としての従来技術としては、車両用発電機の温度が所定温度になったときに出力電流を抑制して車両用発電機の温度を許容限度内に抑える方法が提案されている(例えば、特許文献1−3参照。)
その中で、限界使用温度以上の領域で調整電圧に負の温度勾配特性を持たせて車両用発電機の出力電圧を低下させ、車両用発電機から電気負荷への供給電圧を減少させて発熱量を下げる試みがなされている。
Although the generator for vehicles is mounted on an engine block, in recent years, heat dissipation has been reduced due to higher density in the engine room, and the temperature environment has become severe. Under such circumstances, it is necessary to take measures to prevent an excessive increase in the temperature of the vehicle generator itself. As a conventional technique as such a preventive measure, a method has been proposed in which when the temperature of the vehicle generator reaches a predetermined temperature, the output current is suppressed to keep the temperature of the vehicle generator within an allowable limit. (For example, see Patent Documents 1-3.)
Among them, in the region above the limit operating temperature, the adjustment voltage has a negative temperature gradient characteristic to reduce the output voltage of the vehicle generator, and the supply voltage from the vehicle generator to the electric load is reduced to generate heat. Attempts have been made to reduce the amount.

また、燃費向上のために低アイドル化がすすめられており、車両用発電機の低速回転域では、車両用発電機の出力電圧依存性により、出力電圧が低下すると出力電流が増加する現象があり(例えば、特許文献4参照。)、出力電圧低下によって車両用発電機の温度が上昇してしまう回転域が存在する。これは、固定子巻線の抵抗成分とそこに流れる電流による電力消費が熱となったり、また、三相交流を整流するための整流器にはP型とN型の半導体で形成されるダイオードが用いられ、そのPNジャンクションに生じる順方向電圧ドロップによる電力消費が熱となって車両用発電機の温度を上昇させてしまうからである。   In addition, low idling is promoted to improve fuel economy, and in the low-speed rotation range of the vehicular generator, there is a phenomenon that the output current increases when the output voltage decreases due to the output voltage dependency of the vehicular generator. (For example, refer to Patent Document 4) There is a rotation region in which the temperature of the vehicular generator rises due to a decrease in output voltage. This is because the power consumption due to the resistance component of the stator winding and the current flowing therethrough becomes heat, and the rectifier for rectifying the three-phase alternating current has diodes formed of P-type and N-type semiconductors. This is because the power consumed by the forward voltage drop generated at the PN junction becomes heat and raises the temperature of the vehicular generator.

したがって、この領域での過度の温度上昇防止のために設けられた負の温度勾配をもった調整電圧では、高温環境下で出力電圧が下がると、出力電流の増加→車両用発電機の温度上昇→調整電圧の低下→出力電流の増加→車両用発電機の温度上昇→・・・と悪循環に陥ってしまい、車両用発電機の過度の温度上昇を有効に防止することができないことになる。特に、車両用発電機の温度が上昇し、調整電圧が低くなると、車両用発電機の出力電圧低下によって前照灯などの照度低下が著しくなるという問題があった。   Therefore, with an adjustment voltage with a negative temperature gradient provided to prevent an excessive temperature rise in this region, if the output voltage drops in a high temperature environment, the output current increases → the temperature of the vehicle generator rises → Decrease in adjustment voltage → Increase in output current → Increase in temperature of vehicular generator → ... Fall into a vicious circle, and an excessive increase in temperature of the vehicular generator cannot be effectively prevented. In particular, when the temperature of the vehicular generator rises and the adjustment voltage decreases, there is a problem in that the illuminance drop of the headlamps becomes significant due to the lower output voltage of the vehicular generator.

特開平8−9567号公報JP-A-8-9567 特表平3−502873号公報Japanese National Patent Publication No. 3-502873 特表平6−505622号公報JP-T 6-505622 特開2002−17053号公報JP 2002-17053 A

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、高温環境下で過度の温度上昇を防止する際に照明機器の照度低下への影響を改善することができる車両用発電機を提供することにある。   The present invention has been created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle capable of improving the influence on the illuminance reduction of the lighting device when preventing an excessive temperature increase in a high temperature environment. The purpose is to provide a power generator.

上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電機は、複数の界磁極と、界磁極を磁化するための界磁巻線とを有し、エンジンにより駆動される回転子と、固定子巻線が巻装され、回転子の界磁極に対向配置される固定子と、固定子巻線で発生する交流電力をバッテリ及び電気負荷に直流電力として給電するために整流する整流器と、界磁巻線に並列に接続される還流素子と、整流器から出力される出力電圧とバッテリを充電するために設定される調整電圧とを比較する比較手段と、界磁巻線と直列に接続されたスイッチ手段とを有し、比較手段の比較結果に基づいてスイッチ手段を断続制御することにより、出力電圧を調整電圧に制御する電圧制御装置とを備えている。電圧制御装置は、バッテリの使用温度に対応した調整電圧の第1温度特性と、バッテリの使用温度にかかわらず車両用発電機自身の温度が過熱状態に至っている場合に調整電圧を低下させて過熱状態を回避するための調整電圧の第2温度特性とを有し、調整電圧を設定する調整電圧温度特性設定手段と、車両用発電機の回転数を検出し、所定回転数以下で第2温度特性を無効にし、第2温度特性にしたがった調整電圧よりも高い第1の調整電圧に、調整電圧温度特性設定手段によって設定される調整電圧を切り替える温度特性切替手段とを備えている。   In order to solve the above-described problems, a vehicle generator according to the present invention has a plurality of field poles and a field winding for magnetizing the field poles, and a rotor driven by the engine, and a fixed A stator wound around the rotor and disposed opposite to the field pole of the rotor; a rectifier that rectifies the AC power generated in the stator winding to supply the battery and the electrical load as DC power; A return element connected in parallel to the magnetic winding, a comparison means for comparing the output voltage output from the rectifier and the adjustment voltage set to charge the battery, and connected in series with the field winding And a voltage control device that controls the output voltage to an adjusted voltage by intermittently controlling the switch means based on the comparison result of the comparison means. The voltage control device reduces the adjustment voltage when the temperature of the vehicle generator itself reaches an overheated state regardless of the battery use temperature, and overheats by adjusting the first temperature characteristic of the adjustment voltage corresponding to the battery use temperature. A second temperature characteristic of an adjustment voltage for avoiding a state, and an adjustment voltage temperature characteristic setting means for setting the adjustment voltage; and detecting the rotation speed of the vehicle generator, and detecting the rotation speed of the vehicle generator to a second temperature at a predetermined rotation speed or less. Temperature characteristic switching means for switching the adjustment voltage set by the adjustment voltage temperature characteristic setting means to a first adjustment voltage higher than the adjustment voltage according to the second temperature characteristic is invalidated.

所定回転数以下では、車両用発電機の発電能力以上の電気負荷を接続した場合に、車両用発電機の出力電圧依存性により、出力電圧低下に伴って出力電流が増し、固定子巻線の抵抗成分による発熱や整流器の整流作用による発熱が増し、車両用発電機自身の温度が上昇してしまう回転領域が存在する。車両用発電機の出力電圧を調整する調整電圧設定値が、電圧制御装置に内蔵される過度の温度上昇防止のための調整電圧の第2の温度特性に移行しないように、第2温度特性による調整電圧よりも高い第1の調整電圧にして電圧回復を優先させることにより、特に、夜間のアイドル運転から低速走行時における照明機器の照度の安定化を図ることができる。また、電気負荷投入時のバッテリ電圧の回復が早められ、車両用発電機の出力端子の低くなった電圧が元の電圧へ復帰し、出力電流の減少(出力電圧依存性による減少)が早まることから、固定子や整流器での電力消費が少なくなり、これらによる発熱を抑えることができる。   Below the specified number of revolutions, when an electrical load that exceeds the power generation capacity of the vehicle generator is connected, the output current increases as the output voltage decreases due to the output voltage dependency of the vehicle generator, and the stator winding There is a rotation region where the heat generated by the resistance component and the heat generated by the rectifying action of the rectifier increase and the temperature of the vehicle generator itself increases. The adjustment voltage set value for adjusting the output voltage of the vehicular generator does not shift to the second temperature characteristic of the adjustment voltage for preventing excessive temperature rise built in the voltage control device. By giving priority to voltage recovery by setting the first adjustment voltage higher than the adjustment voltage, it is possible to stabilize the illuminance of the lighting device particularly during night driving from low speed to low speed. In addition, the recovery of the battery voltage at the time of turning on the electric load is accelerated, the lowered voltage at the output terminal of the vehicle generator is restored to the original voltage, and the decrease in output current (decrease due to output voltage dependence) is accelerated. Therefore, power consumption in the stator and rectifier is reduced, and heat generation due to these can be suppressed.

また、上述した車両用発電機の最大出力電流は、回転数が所定回転数よりも高いときに出力電圧に比例し、回転数が所定回転数よりも低いときに出力電圧に反比例する出力電圧依存性を有しており、所定回転数は、出力電圧依存性をもたない回転数に設定されている。このように所定回転数を設定することにより、出力電圧依存性に伴う照明機器の照度低下や固定子や整流器における発熱等の弊害を確実に防止することができる。 Further, the maximum output current of the above-described vehicle generator is proportional to the output voltage when the rotational speed is higher than the predetermined rotational speed, and depends on the output voltage that is inversely proportional to the output voltage when the rotational speed is lower than the predetermined rotational speed. The predetermined rotation speed is set to a rotation speed that does not have output voltage dependency . By setting the predetermined number of revolutions in this way, it is possible to reliably prevent adverse effects such as a decrease in illuminance of the lighting device and heat generation in the stator and rectifier due to output voltage dependency.

また、上述した第1の調整電圧は、第1温度特性に基づいた調整電圧であることが望ましい。これにより、バッテリ充電のための調整電圧設定用の第1温度特性を利用することができ、構成の簡略化が可能となる。   The first adjustment voltage described above is preferably an adjustment voltage based on the first temperature characteristic. Thereby, the first temperature characteristic for adjusting voltage setting for battery charging can be used, and the configuration can be simplified.

また、上述した所定回転数は、エンジンのアイドル回転数に相当する回転数よりも高く設定されていることが望ましい。これにより、アイドル回転数を所定回転数に相当する回転数よりも低く設定するエンジンに対応することができ、低アイドルによる低燃費車両に適用することが可能となる。   Further, it is desirable that the above-described predetermined rotational speed is set higher than the rotational speed corresponding to the idle rotational speed of the engine. As a result, it is possible to cope with an engine in which the idling speed is set lower than the speed corresponding to the predetermined speed, and it can be applied to a low fuel consumption vehicle with low idling.

また、上述した第2温度特性は、負の温度勾配を有することが望ましい。特に、第2温度特性は、第1温度特性よりも大きな負の温度勾配を有することが望ましい。万一、車両用発電機が過熱状態で発電を継続するような場合に、車両用発電機の過度の温度上昇防止のための負の温度勾配をもった第2温度特性で調整電圧を減衰させて発電量を抑制し、車両用発電機自身を過熱状態から保護するとともに、過熱状態継続時の低い調整電圧でバッテリ充電およびその他の電気負荷への電力供給を継続し、搭載電気機器の安定動作を確保することができる。   The second temperature characteristic described above desirably has a negative temperature gradient. In particular, it is desirable that the second temperature characteristic has a larger negative temperature gradient than the first temperature characteristic. If the vehicle generator continues to generate electricity in an overheated state, the adjustment voltage is attenuated by the second temperature characteristic with a negative temperature gradient to prevent excessive temperature rise of the vehicle generator. Suppresses the amount of power generated, protects the vehicle generator from overheating, and continues to charge the battery and supply power to other electrical loads with a low adjustment voltage when the overheating continues. Can be secured.

一実施形態の電圧制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the voltage control apparatus of one Embodiment. 調整電圧温度特性設定回路によって生成する調整電圧と電圧制御装置の温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the adjustment voltage produced | generated by the adjustment voltage temperature characteristic setting circuit, and the temperature of a voltage control apparatus. 調整電圧温度特性の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an adjustment voltage temperature characteristic. 調整電圧温度特性の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of an adjustment voltage temperature characteristic.

以下、本発明を適用した一実施形態の電圧制御装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明を適用した一実施形態の電圧制御装置の構成を示す図であり、あわせてこの電圧制御装置と車両用発電機やバッテリ、電気負荷との接続状態が示されている。   A voltage control apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a voltage control apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied. In addition, a connection state between the voltage control apparatus and a vehicle generator, a battery, and an electric load is shown.

図1において、車両用発電機1は、界磁巻線11、固定子巻線12、整流器13、電圧制御装置2を含んで構成されている。界磁巻線11は、複数の界磁極(図示せず)を磁化するためのものであって、界磁極に巻装されて回転子を構成し、通電されることで磁界を発生する。   In FIG. 1, the vehicle generator 1 includes a field winding 11, a stator winding 12, a rectifier 13, and a voltage control device 2. The field winding 11 is for magnetizing a plurality of field poles (not shown). The field winding 11 is wound around the field poles to form a rotor, and generates a magnetic field when energized.

固定子巻線12は、多相巻線(例えば、三相巻線)であって、回転子の界磁極に対向配置された固定子鉄心(図示せず)に巻装されて固定子を構成している。この固定子巻線12は、界磁巻線11の発生する磁界の変化によって起電力を発生する。固定子巻線12に誘起される交流出力が整流器13に供給される。また、固定子巻線12の一相が電圧制御装置2のP端子に接続されており、固定子巻線12の一相分の交流出力がP端子に入力される。   The stator winding 12 is a multiphase winding (for example, a three-phase winding), and is wound around a stator core (not shown) disposed opposite to the field pole of the rotor to constitute a stator. doing. The stator winding 12 generates an electromotive force due to a change in the magnetic field generated by the field winding 11. An AC output induced in the stator winding 12 is supplied to the rectifier 13. In addition, one phase of the stator winding 12 is connected to the P terminal of the voltage control device 2, and an AC output for one phase of the stator winding 12 is input to the P terminal.

整流器13は、固定子巻線12で発生する交流電力をバッテリ3及び電気負荷4等に直流電力として給電するために固定子巻線12の交流出力を全波整流する。この整流器13の出力が車両用発電機1の出力として外部に取り出され、バッテリ3や電気負荷4、前照灯7あるいはその他の電気負荷に供給される。   The rectifier 13 performs full-wave rectification on the AC output of the stator winding 12 in order to supply AC power generated in the stator winding 12 to the battery 3 and the electric load 4 as DC power. The output of the rectifier 13 is taken out as the output of the vehicular generator 1 and supplied to the battery 3, the electric load 4, the headlamp 7, or other electric loads.

車両用発電機1の出力は、エンジン(図示せず)によって回転駆動される回転子の回転数や出力電圧あるいは界磁巻線11に流れる界磁電流に応じて変化する。この出力電圧や界磁電流は、電圧制御装置2によって制御される。   The output of the vehicular generator 1 varies according to the rotational speed and output voltage of a rotor that is rotationally driven by an engine (not shown) or the field current flowing through the field winding 11. The output voltage and field current are controlled by the voltage control device 2.

電圧制御装置2は、電源回路21、調整電圧制御回路22、スイッチ素子23、還流ダイオード24、温度特性切替回路25を含んで構成されている。   The voltage control device 2 includes a power supply circuit 21, an adjustment voltage control circuit 22, a switch element 23, a freewheeling diode 24, and a temperature characteristic switching circuit 25.

電源回路21は、IG(イグニッション)端子に接続され、キースイッチ6を介してバッテリ3に接続されている。電源回路21は、キースイッチ6がオンされると動作し、電圧制御装置2内の各回路を構成する各素子に電源電圧(動作電圧)Vccを供給する。   The power supply circuit 21 is connected to an IG (ignition) terminal and connected to the battery 3 via the key switch 6. The power supply circuit 21 operates when the key switch 6 is turned on, and supplies a power supply voltage (operating voltage) Vcc to each element constituting each circuit in the voltage control device 2.

調整電圧制御回路22は、車両用発電機1の出力電圧が入力され、出力段の電圧比較器221の出力端子がスイッチ素子23に接続されている。調整電圧制御回路22の詳細については後述する。   The adjustment voltage control circuit 22 receives the output voltage of the vehicle generator 1, and the output terminal of the voltage comparator 221 in the output stage is connected to the switch element 23. Details of the adjustment voltage control circuit 22 will be described later.

スイッチ素子23は、パワートランジスタを用いて構成されており、ゲートが電圧比較器221の出力端子に接続され、ドレインが還流ダイオード24を介して車両用発電機1の出力端子(B端子)に接続され、ソースがE端子に接続されて車両用発電機1のE端子(フレーム)を介してエンジンブロック(図示せず)にて接地されている。また、スイッチ素子23は、ドレインがF端子を介して界磁巻線11に接続されており、オンされると界磁巻線11に電流が流れ、オフされるとこの電流の供給が停止される。   The switch element 23 is configured using a power transistor, the gate is connected to the output terminal of the voltage comparator 221, and the drain is connected to the output terminal (B terminal) of the vehicle generator 1 via the freewheeling diode 24. The source is connected to the E terminal and is grounded by the engine block (not shown) via the E terminal (frame) of the vehicle generator 1. The switch element 23 has a drain connected to the field winding 11 via the F terminal. When the switch element 23 is turned on, a current flows through the field winding 11. When the switch element 23 is turned off, the supply of this current is stopped. The

還流ダイオード24は、界磁巻線11と並列に接続されており、スイッチ素子23がオフされたときに界磁巻線11に流れる電流を還流させる。温度特性切替回路25は、入力端子がP端子に接続され、出力端子が調整電圧制御回路22内の調整電圧温度特性設定回路224に接続されている。   The freewheeling diode 24 is connected in parallel with the field winding 11 and recirculates the current flowing through the field winding 11 when the switch element 23 is turned off. The temperature characteristic switching circuit 25 has an input terminal connected to the P terminal and an output terminal connected to the adjusted voltage temperature characteristic setting circuit 224 in the adjusted voltage control circuit 22.

調整電圧制御回路22は、電圧比較器221、抵抗222、223、調整電圧温度特性設定回路224を含んで構成されている。電圧比較器221のマイナス入力端子には、車両用発電機1のB端子電圧を検出するために、このB端子電圧が抵抗222、223で分圧された入力電圧V1が入力されている。また、プラス入力端子には、B端子電圧を所定電圧に調整するための調整電圧に対応する基準電圧V2が入力されている。調整電圧温度特性設定回路224は、発電制御装置2の温度を検出し、この検出した温度に基づいて基準電圧V2を生成する。   The adjustment voltage control circuit 22 includes a voltage comparator 221, resistors 222 and 223, and an adjustment voltage temperature characteristic setting circuit 224. In order to detect the B terminal voltage of the vehicle generator 1, an input voltage V <b> 1 obtained by dividing the B terminal voltage by the resistors 222 and 223 is input to the negative input terminal of the voltage comparator 221. Further, a reference voltage V2 corresponding to an adjustment voltage for adjusting the B terminal voltage to a predetermined voltage is input to the plus input terminal. The adjustment voltage temperature characteristic setting circuit 224 detects the temperature of the power generation control device 2, and generates the reference voltage V2 based on the detected temperature.

図2は、調整電圧温度特性設定回路224によって生成する調整電圧V2と電圧制御装置2の温度との関係を示す図である。図2に示すように、調整電圧温度特性設定回路224によって生成される調整電圧V2と温度との関係(調整電圧温度特性)は以下のようになっている。
(発電機回転数NALTがN1以下のとき)
実線で示すA特性(第1温度特性)、例えば±0mV/°C〜−10mV/°C
(発電機回転数NALTがN1よりも大きいとき)
電圧制御装置2の温度TがT2以下のとき:実線で示すA特性
電圧制御装置2の温度TがT2よりも高いとき:一点鎖線で示す負の温度勾配を有するB特性(第2温度特性)、例えば−100mV/°C〜−200mV/°C
上述したA特性は、バッテリ3の使用温度に対応した調整電圧の温度特性である。なお、本実施形態では、バッテリ3の温度を検出する代わりに、バッテリ3の温度と相関がある電圧制御装置2の温度を検出してバッテリ3の温度として用いている。また、B特性は、バッテリ3の使用温度にかかわらず車両用発電機1自身の温度が過熱状態に至っている場合に調整電圧を低下させてこの過熱状態を回避するための調整電圧の温度特性である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the adjustment voltage V2 generated by the adjustment voltage temperature characteristic setting circuit 224 and the temperature of the voltage control device 2. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the relationship between the adjustment voltage V2 generated by the adjustment voltage temperature characteristic setting circuit 224 and the temperature (adjustment voltage temperature characteristic) is as follows.
(When generator speed N ALT is less than N1)
A characteristic (first temperature characteristic) indicated by a solid line, for example, ± 0 mV / ° C to −10 mV / ° C
(When generator speed N ALT is greater than N1)
When the temperature T of the voltage control device 2 is equal to or lower than T2: A characteristic indicated by a solid line When the temperature T of the voltage control device 2 is higher than T2: B characteristic having a negative temperature gradient indicated by a one-dot chain line (second temperature characteristic) For example, -100 mV / ° C to -200 mV / ° C
The A characteristic described above is a temperature characteristic of the adjustment voltage corresponding to the operating temperature of the battery 3. In this embodiment, instead of detecting the temperature of the battery 3, the temperature of the voltage control device 2 correlated with the temperature of the battery 3 is detected and used as the temperature of the battery 3. The B characteristic is a temperature characteristic of the adjustment voltage for reducing the adjustment voltage when the temperature of the vehicle generator 1 itself reaches an overheated state regardless of the operating temperature of the battery 3 to avoid this overheated state. is there.

また、回転数N1は、出力電圧依存性(車両用発電機1の最大出力電流が、回転数がN1よりも高いときに出力電圧に比例し、回転数がN1よりも低いときに出力電圧に反比例する特性)をもたない回転数であって、エンジンのアイドル回転数に相当する回転数よりも高い値に設定されている。   The rotation speed N1 is dependent on the output voltage (the maximum output current of the vehicle generator 1 is proportional to the output voltage when the rotation speed is higher than N1, and becomes the output voltage when the rotation speed is lower than N1. The rotation speed does not have an inversely proportional characteristic, and is set to a value higher than the rotation speed corresponding to the idle rotation speed of the engine.

温度特性切替回路25は、固定子巻線12に発生する矩形波電圧をP端子から取り込み、発電機回転数NALTを検出する。また、温度特性切替回路25は、検出した発電機回転数NALTを所定回転数N1(例えば2000rpm、エンジン回転数に換算したときにアイドル時に相当するエンジン回転数と走行時に相当するエンジン回転数の間となるように設定されている)と比較し、NALTがN1以下のときにL信号(ローレベルの信号)を、NALTがN1よりも高いときにH信号(ハイレベルの信号)を調整電圧温度特性設定回路224に向けて出力する。 The temperature characteristic switching circuit 25 takes in the rectangular wave voltage generated in the stator winding 12 from the P terminal and detects the generator rotational speed NALT . Further, the temperature characteristic switching circuit 25 sets the detected engine speed N ALT to a predetermined speed N1 (for example, 2000 rpm, engine speed corresponding to idling when converted to engine speed and engine speed corresponding to traveling). L signal (low level signal) when N ALT is less than or equal to N1, and H signal (high level signal) when N ALT is higher than N1. Output to the adjustment voltage temperature characteristic setting circuit 224.

上述した還流ダイオード25が還流素子に、調整電圧温度特性設定回路224が調整電圧温度特性設定手段に、温度特性切替回路25が温度特性切替手段にそれぞれ対応する。   The above-described freewheeling diode 25 corresponds to the freewheeling element, the adjusted voltage temperature characteristic setting circuit 224 corresponds to the adjusted voltage temperature characteristic setting means, and the temperature characteristic switching circuit 25 corresponds to the temperature characteristic switching means.

本実施形態の電圧制御装置2はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。キースイッチ6がオンされると、電圧制御装置2内の電源回路21で作られた一定の動作電圧で各素子がバイアスされ、各回路が動作を開始する。   The voltage control apparatus 2 of this embodiment has such a configuration, and the operation thereof will be described next. When the key switch 6 is turned on, each element is biased with a constant operating voltage generated by the power supply circuit 21 in the voltage control device 2, and each circuit starts operating.

調整電圧制御回路22の電圧比較器221では、入力電圧V1が基準電圧V2よりも低いので、出力がハイレベルになる。したがって、スイッチ素子23はオンとなり、界磁巻線11に初期励磁電流が供給される。初期励磁電流により、界磁極の磁化力が強くなる。   In the voltage comparator 221 of the adjustment voltage control circuit 22, since the input voltage V1 is lower than the reference voltage V2, the output becomes high level. Accordingly, the switch element 23 is turned on, and the initial exciting current is supplied to the field winding 11. The magnetizing force of the field pole is increased by the initial excitation current.

その後、スタータ(図示せず)によってエンジンを始動させることにより車両用発電機1の回転子が回転され、固定子巻線12に発生する電圧(発電電圧)が大きくなる。さらに発電電圧が上昇し、車両用発電機1のB端子電圧を検出する入力電圧V1が基準電圧V2(常温T1(図2)における調整電圧VB=14V相当の電圧)に達すると、電圧比較器221の出力はローレベルに変化する。したがって、スイッチ素子23はオフとなり、界磁電流を減少させる。このような制御を繰り返して、車両用発電機1のB端子電圧は、第1の調整電圧(例えばVB=14V)に調整される。   Thereafter, the engine is started by a starter (not shown), whereby the rotor of the vehicular generator 1 is rotated, and the voltage (generated voltage) generated in the stator winding 12 is increased. When the generated voltage further rises and the input voltage V1 for detecting the B terminal voltage of the vehicular generator 1 reaches the reference voltage V2 (the voltage corresponding to the adjusted voltage VB = 14 V at room temperature T1 (FIG. 2)), the voltage comparator The output of 221 changes to a low level. Therefore, the switch element 23 is turned off, and the field current is reduced. By repeating such control, the B terminal voltage of the vehicular generator 1 is adjusted to the first adjustment voltage (for example, VB = 14V).

エンジン始動後であって車両走行前の状態では、電圧制御装置2の温度TがT2以下の温度範囲では、調整電圧温度特性設定回路224によって図2に示されるA特性に対応する基準電圧V2が生成され、A特性に対応する調整電圧で車両用発電機1が制御される。   In a state after the engine is started and before the vehicle travels, in the temperature range where the temperature T of the voltage control device 2 is equal to or lower than T2, the reference voltage V2 corresponding to the A characteristic shown in FIG. The vehicular generator 1 is controlled by the adjustment voltage generated and corresponding to the A characteristic.

次に、車両走行時(N1<NALT)に、電圧制御装置2の温度TがT2よりも高いときの動作について説明する。温度特性切替回路25は、発電機回転数NALTがN1よりも高いとH信号を出力し、調整電圧温度特性設定回路224で生成される基準電圧V2の特性をB特性に切り替える。 Next, the operation when the temperature T of the voltage control device 2 is higher than T2 when the vehicle is traveling (N1 <N ALT ) will be described. The temperature characteristic switching circuit 25 outputs an H signal when the generator rotational speed N ALT is higher than N1, and switches the characteristic of the reference voltage V2 generated by the adjustment voltage temperature characteristic setting circuit 224 to the B characteristic.

ところで、エンジンルーム内に搭載されたエンジンや補機類の動作で上昇する雰囲気温度は、ラジエータやファンなどの冷却装置を使って許容範囲を超えないように抑えられている。しかし、冷却装置の故障などでエンジンルーム内の温度が許容範囲を超えて上昇すると車両用発電機1の吸気温が上昇し、車両用発電機1に内蔵された冷却ファンでは、車両用発電機1自らの発電による固定子、回転子、整流器13、電圧制御装置2(特にスイッチ素子23)からの発熱(温度上昇)を放熱しきれなくなり、車両用発電機1が過熱状態を維持しながら動作することになる。   By the way, the ambient temperature that rises due to the operation of the engine and accessories mounted in the engine room is suppressed so as not to exceed an allowable range by using a cooling device such as a radiator or a fan. However, if the temperature in the engine room rises beyond the allowable range due to a failure of the cooling device or the like, the intake air temperature of the vehicular generator 1 rises, and the cooling fan built in the vehicular generator 1 1 Heat generation (temperature rise) from the stator, rotor, rectifier 13 and voltage control device 2 (especially switch element 23) due to its own power generation cannot be dissipated and the vehicle generator 1 operates while maintaining an overheated state. Will do.

このような場合に、電圧制御装置2の高い温度に対応して調整電圧を急激に減衰させるB特性を用いてバッテリ3への充電電圧を下げることで、車両用発電機1の発電電流を抑え、発熱を抑えつつバッテリ3への充電をまかなうようになっている。   In such a case, the generated voltage of the vehicular generator 1 is suppressed by lowering the charging voltage to the battery 3 by using the B characteristic that rapidly attenuates the adjustment voltage corresponding to the high temperature of the voltage control device 2. The battery 3 is charged while suppressing heat generation.

次に、アイドル付近(NALT≦N1)で発電制御装置2の温度TがT2よりも高くなったときの動作について説明する。 Next, the operation when the temperature T of the power generation control device 2 becomes higher than T2 near the idle (N ALT ≦ N1) will be described.

温度特性切替回路25は、発電機回転数NALTがN1以下のときにL信号を出力し、調整電圧温度特性設定回路224の特性をA特性に切り替える。電圧制御装置2の温度TがT2よりも高いときに調整電圧がB特性のままだと、車両用発電機1の最大出力電流は出力電圧の大きさに依存する性質(出力電圧依存性)を有し、出力電圧が低くなると最大出力電流が増大する状況が生じる。このため、この最大出力電流の増大により、車両用発電機1の固定子や整流器13の温度が上昇し、発電制御装置2の調整電圧は、B特性にしたがってさらに低下してしまう。そして、車両用発電機1の出力電圧は、低下した調整電圧に維持される。つまり、前照灯7などの照明機器への印加電圧が低下するため、これらの照度も低下してしまうことになる。 The temperature characteristic switching circuit 25 outputs an L signal when the generator rotation speed N ALT is N1 or less, and switches the characteristic of the adjustment voltage temperature characteristic setting circuit 224 to the A characteristic. If the adjustment voltage remains in the B characteristic when the temperature T of the voltage control device 2 is higher than T2, the maximum output current of the vehicle generator 1 depends on the magnitude of the output voltage (output voltage dependency). If the output voltage is lowered, the maximum output current increases. For this reason, due to the increase in the maximum output current, the temperature of the stator of the vehicular generator 1 and the rectifier 13 increases, and the adjustment voltage of the power generation control device 2 further decreases according to the B characteristic. And the output voltage of the generator 1 for vehicles is maintained by the reduced adjustment voltage. That is, since the voltage applied to lighting equipment such as the headlamp 7 is reduced, the illuminance is also reduced.

このような事態を回避するために、本実施形態では、エンジンのアイドル回転付近(例えば、渋滞走行時)の発電機回転数NALTがN1以下のときに、発電制御装置2の温度TがT2よりも高い場合であってもB特性を無効にしてA特性による調整電圧(第1の調整電圧)の制御を維持している。 In order to avoid such a situation, in the present embodiment, the temperature T of the power generation control device 2 is T2 when the generator rotational speed NALT near the engine idle speed (for example, during a traffic jam) is N1 or less. Even if it is higher, the B characteristic is invalidated and the control of the adjustment voltage (first adjustment voltage) by the A characteristic is maintained.

N1以下の低い回転域において、調整電圧を急激に低下させる温度特性(B特性)をやめ、バッテリ3充電のための温度特性(A特性)にすることで、前照灯7などの照明機器の照度低下を抑えることができる。また、電気負荷4や前照灯7等の各種電気負荷を投入した際のバッテリ電圧の回復が早められ、車両用発電機1の低下した出力電圧が元の電圧へと高められ、出力電流の減少(出力電圧依存性による減少)が早まることから、固定子や整流器13での電力消費が少なくなり、これらによる発熱が抑えられる。言い換えると、このような切替制御を行うことで、N1以下の低い回転域で、バッテリ電圧低下による照明機器の照度低下を改善しつつ、車両用発電機1の発熱も抑えることができる。   In the low rotation range below N1, the temperature characteristic (B characteristic) that suddenly lowers the adjustment voltage is stopped, and the temperature characteristic (A characteristic) for charging the battery 3 is changed, so that the lighting device such as the headlamp 7 can be used. A decrease in illuminance can be suppressed. Further, the recovery of the battery voltage when various electric loads such as the electric load 4 and the headlamp 7 are turned on is accelerated, the lowered output voltage of the vehicle generator 1 is increased to the original voltage, and the output current is reduced. Since the reduction (reduction due to output voltage dependency) is accelerated, power consumption in the stator and the rectifier 13 is reduced, and heat generation due to these is suppressed. In other words, by performing such switching control, heat generation of the vehicular generator 1 can be suppressed while improving the illuminance reduction of the lighting device due to the battery voltage drop in a low rotation range of N1 or less.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、図2に示したようにA特性とB特性のそれぞれの負の温度特性は直線的なものを例にとって説明したが、A特性とB特性の境界を、温度上昇に応じて階段的(図3)または曲線的(図4)に調整電圧を下げてA特性からB特性に切り替えるようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the embodiment described above, the negative temperature characteristic of each of the A characteristic and the B characteristic has been described as an example as shown in FIG. 2, but the boundary between the A characteristic and the B characteristic is assumed to be a temperature rise. Accordingly, the adjustment voltage may be lowered stepwise (FIG. 3) or curvilinearly (FIG. 4) to switch from the A characteristic to the B characteristic.

本発明によれば、夜間のアイドル運転から低速走行時における照明機器の照度の安定化を図ることができる。また、電気負荷投入時のバッテリ電圧の回復が早められ、車両用発電機の出力端子の低くなった電圧が元の電圧へ復帰し、出力電流の減少(出力電圧依存性による減少)が早まることから、固定子や整流器での電力消費が少なくなり、これらによる発熱を抑えることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the illumination intensity of the illuminating device at the time of low-speed driving | running | working from the idle driving | operation at night can be aimed at. In addition, the recovery of the battery voltage at the time of turning on the electric load is accelerated, the lowered voltage at the output terminal of the vehicle generator is restored to the original voltage, and the decrease in output current (decrease due to output voltage dependence) is accelerated. Therefore, power consumption in the stator and rectifier is reduced, and heat generation due to these can be suppressed.

1 車両用発電機
2 電圧制御装置
3 バッテリ
4 電気負荷
5、8 負荷スイッチ
6 キースイッチ
7 前照灯
11 界磁巻線
12 固定子巻線
13 整流器
21 電源回路
22 調整電圧制御回路
23 スイッチ素子
24 還流ダイオード
25 温度特性切替回路
221 電圧比較器
222、223 抵抗
224 調整電圧温度特性設定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle generator 2 Voltage control apparatus 3 Battery 4 Electric load 5, 8 Load switch 6 Key switch 7 Headlamp 11 Field winding 12 Stator winding 13 Rectifier 21 Power supply circuit 22 Adjustment voltage control circuit 23 Switch element 24 Freewheeling diode 25 Temperature characteristic switching circuit 221 Voltage comparator 222, 223 Resistance 224 Adjustment voltage temperature characteristic setting circuit

Claims (5)

複数の界磁極と、前記界磁極を磁化するための界磁巻線とを有し、エンジンにより駆動される回転子と、
固定子巻線が巻装され、前記回転子の界磁極に対向配置される固定子と、
前記固定子巻線で発生する交流電力をバッテリ及び電気負荷に直流電力として給電するために整流する整流器と、
前記界磁巻線に並列に接続される還流素子と、
前記整流器から出力される出力電圧と前記バッテリを充電するために設定される調整電圧とを比較する比較手段と、前記界磁巻線と直列に接続されたスイッチ手段とを有し、前記比較手段の比較結果に基づいて前記スイッチ手段を断続制御することにより、前記出力電圧を前記調整電圧に制御する電圧制御装置と、を備える車両用発電機において、
前記電圧制御装置は、
前記バッテリの使用温度に対応した前記調整電圧の第1温度特性と、前記バッテリの使用温度にかかわらず車両用発電機自身の温度が過熱状態に至っている場合に前記調整電圧を低下させて前記過熱状態を回避するための前記調整電圧の第2温度特性とを有し、前記調整電圧を設定する調整電圧温度特性設定手段と、
車両用発電機の回転数を検出し、所定回転数以下で前記第2温度特性を無効にし、前記第2温度特性にしたがった調整電圧よりも高い第1の調整電圧に、前記調整電圧温度特性設定手段によって設定される前記調整電圧を切り替える温度特性切替手段と、を備え、
車両用発電機の最大出力電流は、前記回転数が前記所定回転数よりも高いときに前記出力電圧に比例し、前記回転数が前記所定回転数よりも低いときに前記出力電圧に反比例する出力電圧依存性を有しており、
前記所定回転数は、前記出力電圧依存性をもたない回転数に設定されていることを特徴とする車両用発電機。
A rotor having a plurality of field poles and a field winding for magnetizing the field poles, driven by an engine;
A stator wound with a stator winding and disposed opposite to the field pole of the rotor;
A rectifier that rectifies the AC power generated in the stator windings to supply the battery and the electrical load as DC power;
A reflux element connected in parallel to the field winding;
Comparing means for comparing an output voltage output from the rectifier and an adjustment voltage set for charging the battery, and switch means connected in series with the field winding, the comparing means In a vehicle generator comprising: a voltage control device that controls the output voltage to the adjusted voltage by intermittently controlling the switch means based on the comparison result of
The voltage controller is
The first temperature characteristic of the adjustment voltage corresponding to the operating temperature of the battery and the overheating by reducing the adjustment voltage when the temperature of the vehicle generator itself is overheated regardless of the operating temperature of the battery A second temperature characteristic of the adjustment voltage for avoiding a state, and an adjustment voltage temperature characteristic setting means for setting the adjustment voltage;
The rotation speed of the vehicle generator is detected, the second temperature characteristic is invalidated below a predetermined rotation speed, and the adjustment voltage temperature characteristic is set to a first adjustment voltage higher than the adjustment voltage according to the second temperature characteristic. Temperature characteristic switching means for switching the adjustment voltage set by the setting means ,
The maximum output current of the vehicular generator is proportional to the output voltage when the rotational speed is higher than the predetermined rotational speed, and is inversely proportional to the output voltage when the rotational speed is lower than the predetermined rotational speed. It has voltage dependency,
Wherein the predetermined rotation speed, the vehicle generator characterized that you have set the rotational speed without the output voltage dependence.
請求項1において、
前記第1の調整電圧は、前記第1温度特性に基づいた調整電圧であることを特徴とする車両用発電機。
In claim 1,
The vehicular generator, wherein the first adjustment voltage is an adjustment voltage based on the first temperature characteristic.
請求項1または2において、
前記所定回転数は、エンジンのアイドル回転数に相当する回転数よりも高く設定されていることを特徴とする車両用発電機。
In claim 1 or 2,
The vehicle generator is characterized in that the predetermined rotational speed is set higher than a rotational speed corresponding to an idle rotational speed of the engine.
請求項1〜3のいずれかにおいて、
前記第2温度特性は、負の温度勾配を有することを特徴とする車両用発電機。
In any one of Claims 1-3,
The vehicular generator according to claim 2, wherein the second temperature characteristic has a negative temperature gradient.
請求項4において、
前記第2温度特性は、前記1温度特性よりも大きな負の温度勾配を有することを特徴とする車両用発電機。
In claim 4,
The vehicular generator, wherein the second temperature characteristic has a negative temperature gradient larger than that of the first temperature characteristic.
JP2009274858A 2009-12-02 2009-12-02 Vehicle generator Expired - Fee Related JP5402585B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009274858A JP5402585B2 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Vehicle generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009274858A JP5402585B2 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Vehicle generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011120363A JP2011120363A (en) 2011-06-16
JP5402585B2 true JP5402585B2 (en) 2014-01-29

Family

ID=44285003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009274858A Expired - Fee Related JP5402585B2 (en) 2009-12-02 2009-12-02 Vehicle generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5402585B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014106218B4 (en) 2013-05-09 2021-11-25 Denso Corporation Rotating electrical machine for a vehicle
JP2014220956A (en) * 2013-05-10 2014-11-20 株式会社デンソー Vehicular rotating electrical machine

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5430416A (en) * 1977-08-10 1979-03-06 Nippon Denso Co Ltd Voltage regulator
JPH03183332A (en) * 1989-12-13 1991-08-09 Nissan Motor Co Ltd Power source for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011120363A (en) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4656346B2 (en) Voltage control device
JP4113848B2 (en) Motor generator control device
JP3797972B2 (en) Generator motor system for vehicles
JP2576233B2 (en) Control device for vehicle alternator
US7728561B2 (en) Apparatus for controlling power generation for vehicle
US7535203B2 (en) Alternator
CN102957371B (en) The method of the overvoltage in automobile-used circuit for avoiding motor vehicle
JP4776682B2 (en) Output voltage control device for vehicle alternator
JP4628426B2 (en) Control device for vehicle alternator
JP2002017053A (en) Vehicle ac generator
JP2005333686A (en) Power generation system for vehicle
JP4926227B2 (en) Power supply
US9397601B2 (en) Power generation control unit determining maximum excitation current of power generator mounted on vehicle
JP5402585B2 (en) Vehicle generator
JP4911235B2 (en) Vehicle power generation control device
JP2004336881A (en) Control device for alternator
CN103975520A (en) Method for operating a separately excited electric machine in a motor vehicle
JP4299055B2 (en) Automotive power circuit
JP4450085B2 (en) Vehicle power generation control device
US20190214921A1 (en) Low loss shunt regulator
JP2008092785A (en) Alternating current generator for vehicle
JP2021184665A (en) Vehicle power generation control device
JP2003174799A (en) Ac generator for vehicle
KR20100098754A (en) Ac generator for vehicle
Robert Bosch GmbH Alternators

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120217

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130809

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131001

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131014

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees