JPH0937597A

JPH0937597A - 車両用発電装置

Info

Publication number: JPH0937597A
Application number: JP7180375A
Authority: JP
Inventors: Fuyuki Maehara; 冬樹前原; Tadatoshi Asada; 忠利浅田; Yasuhiro Takase; 康弘高瀬; Wakako Kanazawa; 和加子金沢
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1995-07-17
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3613845B2; US5754030A

Abstract

(57)【要約】【課題】装置規模や制御規模の増大を回避しつつ、大容
量電気負荷の非作動時における発電機の発電と発電停止
との発電状態の遷移に伴うエンジン負荷の変動を低減可
能な車両用発電装置を提供する。【解決手段】大容量電気負荷６の非作動期間の一部又は
全部の期間に励磁電流断続用のトランジスタ１３の導通
率の制限を行い、かつ、大容量電気負荷６の作動期間に
この導通率制限を禁止する。このようにすれば、大容量
電気負荷６の非作動時において発電機２０が発電を開始
したとしても発電機２０の出力電流が急増することな
く、エンジン負荷の急増によるショックやエンジン回転
数の低下を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用発電装置に
関し、詳しくは大容量電気負荷への給電を制御する車両
用発電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平６−２２５４３号公報は、励磁コ
イル及び電機子コイルを有してエンジンにより駆動され
るとともにバッテリ及び大容量電気負荷を含む車両用電
気負荷に給電する発電機と、励磁コイルと直列接続され
る半導体スイッチを有するとともに半導体スイッチの導
通率の制御により励磁電流を制御して電機子コイルの出
力電流を調節する制御手段とを備える車両用発電装置に
おいて、大容量電気負荷の要求電流が大きい場合に、特
別の励磁電流発生回路（出力電流増大手段）から励磁コ
イルへ高励磁電圧を印加して励磁電流を増大させ、これ
により出力電流すなわち発電電流を増大させることを提
案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報が提案する大容量電気負荷給電方式では、装置構成が
複雑となるという問題があった。この問題を改善するた
めに、単に励磁電流の導通率増大に基づく界磁束増強に
より大容量電気負荷作動時における大電流発電を実施す
ることも考えられるが、このような大出力発電機の採用
は、大容量電気負荷の非作動時において小容量の通常電
気負荷の断続やバッテリ電位の変動によりこの大出力発
電機が断続して、発電に係わるエンジンの負荷トルクの
変動が大きくなり、例えばアイドリング時のアイドル回
転数の低下などの不具合が問題となった。もちろん、こ
のような場合でも大容量電気負荷の断続時点からある程
度時間が経過すれば、例えば検出したバッテリ電圧と基
準電圧との差を解消するよう励磁電流制御トランジスタ
の導通率をフィードバック制御するなどの従来手法によ
り発電に係わるエンジンの負荷トルクの変動を低減でき
るであろうが、発電時間がある程度持続するようなモー
ドでは発電開始時や発電停止時にエンジンに与える負荷
変動ショックが大きくなるという問題があった。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、装置規模や制御規模の増大を回避しつつ、大容量
電気負荷の非作動時における発電機の発電と発電停止と
の発電状態の遷移に伴うエンジン負荷の変動を低減可能
な車両用発電装置を提供することを、その目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】本発明の
第１の構成は、励磁コイル及び電機子コイルを有してエ
ンジンにより駆動されるとともにバッテリ及び大容量電
気負荷を含む車両用電気負荷に給電する発電機と、前記
励磁コイルと直列接続される半導体スイッチを有すると
ともに前記半導体スイッチの導通率の制御により励磁電
流を制御して前記電機子コイルの出力電流を調節する制
御手段とを備える車両用発電装置において、前記制御手
段は、入力されるかまたは自ら検出した前記大容量電気
負荷の作動、非作動に関連する電気信号に基づいて判定
した前記大容量電気負荷の非作動期間の一部又は全部の
期間に前記導通率の制限を行い、かつ、前記電気信号に
基づいて判定した少なくとも前記大容量電気負荷の作動
期間に前記導通率の制限を禁止することを特徴とする車
両用発電装置である。

【０００６】本構成では、大容量電気負荷の非作動時に
（すなわち、非作動時の一部又は全部の期間におい
て）、励磁電流の導通率を所定の最大導通率値未満に強
制的に制限し、前記大容量電気負荷の作動期間中、この
導通率の制限を禁止する。なお、導通率の制限を禁止す
るとは、通常のバッテリ電圧と基準電圧との比較に基づ
く導通率制御を１００％を含む範囲で行うか又は導通率
を１００％に固定することを意味する。

【０００７】このようにすれば、大容量電気負荷の非作
動時において発電機が発電を開始したとしても発電機の
出力電流が急増することなく、エンジン負荷の急増によ
るショックやエンジン回転数の低下を防止することがで
きる。なお、本構成は、特にエンジンのアイドル時など
の低回転域においてその回転数の急低下によるエンジン
ストールを防止できる点で特に有効である。したがっ
て、本構成は、エンジンのアイドル時などの低回転域を
例えば発電周波数などに基づいて検出し、この低回転域
において実施することもできる。

【０００８】本発明の第２の構成は、上記第１の構成に
おいて更に、前記制御手段が、前記電気信号に基づいて
判定した前記大容量電気負荷の作動終了時点から所定時
間経過後に前記導通率の制限を開始することを特徴とし
ている。すなわち、大容量電気負荷の作動終了時点直後
はバッテリ電位が低下しているのが通常であるので、大
容量電気負荷の作動終了時点直後の期間も導通率の制限
を行わないことによりバッテリ電位をある程度回復さ
せ、その後、導通率制限を行う。これにより、大容量電
気負荷の非作動時におけるバッテリ電圧の低電位状態を
回避することができる。

【０００９】本発明の第３の構成は、上記第１又は第２
の構成において更に、前記制御手段が、前記導通率の制
限時に前記導通率の上限値を前記バッテリ及び大容量電
気負荷以外の前記車両用電気負荷の駆動に必要な電流以
上でかつ１００％未満に設定することを特徴としてい
る。本構成によれば、導通率制限時に万が一、通常の車
両用電気負荷を全て作動させたとしてもバッテリが過放
電となることがない。

【００１０】本発明の第４の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記制御手段が、前記導通率の制限時に前
記導通率を一定値に設定することを特徴としている。本
構成によれば、導通率を一定値に制限するので、制御が
簡単となる。本発明の第５の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記制御手段が、前記導通率の制限時に前
記励磁電流が所定値以下となるように前記導通率を制御
することを特徴としている。本構成によれば、励磁電流
の制限時に、励磁電流を検出するとともに検出した励磁
電流が所定値以下となるように導通率を制御するので、
一層正確なエンジン負荷の変動抑制が可能となる。

【００１１】本発明の第６の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記制御手段が、バッテリ電圧が所定値以
上となる場合又はその所定時間経過後、前記導通率の制
限を開始することを特徴としている。本構成によれば、
バッテリ電圧がある値以上にアップすることで大容量電
気負荷の非作動を判断するので、検出はいわゆるレギュ
レータの内部にて行うことができ、大容量電気負荷の作
動、非作動を検出するための配線を減らすことができ
る。これは、大容量電気負荷の作動時、特にある一定期
間連続作動する例えば排気ガス浄化用触媒加熱のための
のヒータなどの作動期間の終了時点にはバッテリ電圧が
低下し、その後、バッテリの充電により一時的にバッテ
リ電圧が所定の基準電圧を超過するためにバッテリ電圧
のある値以上にアップすることで大容量電気負荷の非作
動を判断できることに基づいている。

【００１２】また、本構成では、大容量電気負荷の通電
停止直後、バッテリ電圧が低下している場合でも、この
バッテリ電圧を上昇させてから（バッテリを充電してか
ら）導通率制限を行うので、大容量電気負荷の非作動時
におけるバッテリ電圧の低電位状態も回避することがで
きる。本発明の第７の構成は、上記第３の構成において
更に、前記制御手段が、バッテリ電圧が所定値未満とな
る場合、前記導通率の制限禁止を開始することを特徴と
している。本構成によれば、バッテリ電圧がある値以上
ダウンすることで大容量電気負荷の作動を判断するの
で、作動検出は多少遅れるものの検出をいわゆるレギュ
レータの内部にて行うことができ、大容量電気負荷の作
動、非作動を検出するための配線を減らすことができ
る。

【００１３】本発明の第８の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記大容量電気負荷が前記エンジンの始動
時点から所定時間だけ運転される排気ガス浄化用触媒加
熱のためのヒータ（以下、触媒ヒータと略称する。）か
らなり、前記制御手段が、前記エンジンの始動時点から
所定時間経過後、前記導通率の制限を開始することを特
徴としている。すなわち、本構成では、触媒ヒータはエ
ンジン始動後、ある一定時間以上は絶対に作動すること
がないということが予めわかっているので、エンジン始
動後、所定時間経過してから導通率制限を行えば制御を
簡素化でき、作動検出は多少遅れるものの検出をレギュ
レータの内部にて行うことができ、大容量電気負荷の作
動、非作動を検出するための配線を減らすことができ
る。更に、触媒ヒータ通電停止後、バッテリ電圧が回復
した後、導通率制限を行うこともでき、大容量電気負荷
非作動時におけるバッテリ電圧低下を防止することがで
きる。

【００１４】本発明の第９の構成は、上記第３の構成に
おいて更に、前記大容量電気負荷が前記エンジンの始動
時点から所定時間だけ運転される排気ガス浄化用触媒加
熱のためのヒータからなり、前記制御手段は、前記エン
ジンの始動時点又はその所定時間経過後から前記導通率
の制限禁止を開始することを特徴としている。すなわ
ち、本構成では、触媒ヒータはエンジン始動後のある一
定期間の他は絶対に作動することがないということが予
めわかっているので、エンジン始動後導通率制限を解除
すれば制御を簡素化でき、大容量電気負荷の作動検出を
レギュレータの内部にて行うことができ、大容量電気負
荷の作動、非作動を検出するための配線を減らすことが
できる。また、エンジンの始動時点から所定時間経過
後、導通率制限を解除する場合にはそれまでにエンジン
回転数を上昇させて負荷急増に耐えることが容易とな
り、エンジン回転数の落ち込みを減らせる。

【００１５】本発明の第１０の構成は、上記第３の構成
において更に、前記制御手段近傍の温度を検出する温度
検出手段を備え、前記制御手段が、前記温度が所定値値
以上となる場合又はその所定時間経過後、前記導通率の
制限を開始することを特徴としている。すなわち、本構
成では、触媒ヒータなどの大容量電気負荷に通電する場
合、制御手段に内蔵されて励磁電流を制御する半導体ス
イッチの導通率が大きくその発熱が大きいので、制御手
段内部又はその近傍の温度を検出するのみにより簡単確
実に大容量電気負荷の作動検出を多少の時間遅延はある
ものの実現することができ、更にこの検出方式はレギュ
レータ（制御手段）の内部にて行うことができ、大容量
電気負荷の作動、非作動を検出するための配線を減らす
ことができる。なお、この大容量電気負荷作動検出は触
媒ヒータのようにある期間持続して作動する大容量電気
負荷の作動検出に特に好適である。

【００１６】なお、外気温度変動の影響などを排除する
ために、単に温度の高低により判定する代わりに温度上
昇の大小や温度上昇率の大小により判定することも可能
である。本発明の第１１の構成は、上記第３の構成にお
いて更に、前記制御手段が、前記大容量電気負荷の作動
判定時に前記エンジンのアイドル回転数を上昇させる指
令を前記エンジンの制御装置へ出力することを特徴とし
ている。本構成によれば、大容量電気負荷の作動による
エンジンストールを防止することができ、かつ、このエ
ンジンストール防止と導通率制限制御との両方の制御の
ための大容量電気負荷作動判定手段を共用することもで
きる。

【００１７】本発明の第１２の構成は、上記第１１の構
成において更に、アイドル回転数を検出するアイドル回
転数検出手段を備え、前記制御手段が、前記指令出力時
点から所定時間経過後又は前記アイドル回転数の上昇
後、前記導通率の制限を禁止することを特徴としてい
る。本構成によれば、実質的にアイドル回転数の上昇
後、導通率制限を解除するので、導通率制限の解除によ
るエンジン負荷の増大をアイドル回転数の上昇後とする
ことができ、エンジンストールを一層確実に防止するこ
とができる。

【００１８】本発明の第１３の構成は、上記第１１の構
成において更に、前記制御手段が、前記大容量電気負荷
の非作動判定時又はその所定時間経過後、前記エンジン
のアイドル回転数を下降させる指令を前記エンジンの制
御装置へ出力することを特徴としている。本構成によれ
ば、簡単にエンジンのアイドル回転数を下降させること
ができる。

【００１９】

【発明の実施形態】以下、本発明の好適な実施態様を以
下の複数の実施例に基づいて説明する。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）本発明の車両用発電装置の一実施例を図１
を参照して説明する。本実施例の車両用発電装置は、発
電を行う発電部２と、エンジン１の運転状態を制御する
エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ、本発明でいう
制御手段）３とからなる。発電部２は、電機子コイル９
及び励磁コイル１０を有してエンジン１により駆動され
る三相交流発電機２０と、電機子コイル９が発電する三
相交流発電電圧を整流してその高位直流出力端からバッ
テリ４へ給電する三相全波整流器１１と、励磁コイル１
０へ給電する励磁電流を断続制御するレギュレータ３０
０とからなる。低位端が接地されるバッテリ４の高位端
は、車両用電気負荷５を通じて接地されるとともに、ス
イッチ７及び触媒ヒータ（大容量電気負荷）６を通じて
接地されている。

【００２１】レギュレータ３００は、抵抗１４、２１、
２２及び定電圧ダイオード１５からなる基準電圧発生回
路３０１と、抵抗１８、１９からなる分圧回路３０２
と、コンパレータ１７と、アンド回路２５と、励磁電流
断続用のトランジスタ１３と、フライホイルダイオード
１２と、バッテリ４からキースイッチ８を通じてトラン
ジスタ１３のベースにベース電流を給電する負荷抵抗３
１とからなる。アンド回路２５の出力段はオープンコレ
クタ接続のエミッタ接地トランジスタであって、負荷抵
抗３１はこのオープンコレクタ接続のエミッタ接地トラ
ンジスタの負荷素子をなしており、キースイッチ８の遮
断時におけるトランジスタ１３のオンを禁止する構成と
なっている。

【００２２】コンパレータ１７は、基準電圧発生回路３
０１が出力する基準電圧Ｖｒｅｆと、分圧回路３０２が
出力するバッテリ電圧の分圧Ｖｓとを比較し、ＶｓがＶ
ｒｅｆより大きい場合にローレベル信号Ｌｏを出力し、
ＶｓがＶｒｅｆより小さい場合にハイレベル信号Ｈｉを
出力する。アンド回路２５は、ＥＣＵ３から入力される
導通率制御信号Ｓｄがハイレベルの場合に、コンパレー
タ１７の出力信号をトランジスタ１３に出力し、トラン
ジスタ１３はコンパレータ１７の出力信号に応じて励磁
電流Ｉｆを断続制御してバッテリ電圧を所定レベルに維
持する。

【００２３】次に、本実施例の特徴をなすＥＣＵ３の導
通率制御動作（導通率制限及びその解除動作）を、図２
のフローチャートを参照して説明する。ＥＣＵ３はバッ
テリ４からキースイッチ８を通じて電源電圧を給電され
ており、キースイッチ８のオンとともにルーチンをスタ
ートし、最初にステップ１００にて初期設定を行ってか
ら、導通率制御信号Ｓｄであるオン・デューティ比Ｆｄ
ｕｔｙが２５％のＰＷＭ（パルス幅変調）信号をアンド
回路２５に出力する（１０２）。この時、バッテリ電圧
はスタータモータ（図示せず）への給電のために低値で
あるので、コンパレータ１７の出力信号はハイレベルと
なっており、トランジスタ１３は導通率制御信号Ｓｄに
よってのみ規制されることになり、その結果、励磁電流
のデューティ比は２５％に固定されることになる。

【００２４】次に、図示しないエンジン回転数センサか
らのエンジン回転数が所定レベル以上となったことを判
定することにより（又は例えば発電周波数などエンジン
回転数センサを用いないエンジン回転数検出方式によ
り）、エンジン回転数が所定値以上になったかどうかに
よりエンジン１が始動したかどうかを調べてエンジン１
が始動するまで待機し（１０４）、エンジンが始動した
らスイッチ７を閉じて触媒ヒータ（ＥＨＣ）６に給電す
るとともにアイドル回転数の設定値をアップする（１０
６）。ＥＣＵ３によるアイドル回転数を所定レベルに維
持するアイドル制御自体は周知であり、その制御の詳細
については説明を省略する。

【００２５】次に、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転
数を超えるエンジン回転数の設定値１０００ｒｐｍを超
えるまで待機し（１０８、１０９）、超えれば、導通率
制御信号Ｓｄのオン・デューティ比Ｆｄｕｔｙを１００
％に設定する（１１０）。すなわち、エンジン回転数Ｎ
ｅが設定値１０００ｒｐｍを超えれば大出力発電による
エンジンストールを回避できるのでＦｄｕｔｙを１００
％に設定して導通率の制限を解除し、トランジスタ１３
を持続してオンする（１１０）。触媒ヒータ６は大容量
であり、その導通期間中はバッテリ電圧は充分低下する
のでコンパレータ１７は常にハイレベルを出力し、コン
パレータ１７によりトランジスタ１３のこのＦｄｕｔｙ
１００％での導通が規制されることはない。

【００２６】次に、触媒ヒータ６の温度を検出する温度
センサ６０が検出する温度Ｔが所定温度Ｔｔを超えるま
で待機し（１１２、１１４）、超えれば触媒ヒータ６へ
の通電は不要と判定して触媒ヒータ６への通電を遮断す
るとともにアイドル回転数の設定値を元の値にダウンす
る（１１６）。その後、一定時間ΔＴだけ待機した後
（１１８）、導通率制御信号Ｓｄのオン・デューティ比
Ｆｄｕｔｙを６０％に設定する（１２０）。本実施例で
は、触媒ヒータ６が遮断された場合には、残りの車両用
電気負荷全部からなる車両用電気負荷５がオンしてもト
ランジスタ１３のオン・デューティ比Ｆｄｕｔｙは６０
％未満としてあるので、過渡的に車両用電気負荷５の状
態がいかなる状態であろうとトランジスタ１３の導通率
を６０％未満に抑制することができ、エンジン負荷の急
増を防止でき、エンジンストールを防止することができ
る。

【００２７】本実施例における導通率変化を図５の
（ａ）に示す。Ｌは導通率を６０％未満に制限した領域
である。ステップ１１８における待機時間を０とするこ
とも可能である。（実施例２）本発明の車両用発電装置の他の実施例を図
３を参照して説明する。

【００２８】本実施例の車両用発電装置は、トランジス
タ１３の導通率の制御（導通率制限及びその解除）をレ
ギュレータ３００ａにてハードウエアにより実施するも
のであり、したがって、本実施例では、レギュレータ３
００ａが本発明でいう制御手段を構成している。レギュ
レータ３００ａは、ＮＡＮＤ回路２６がハイレベルを出
力する場合（導通率制限を行わない場合）、トランジス
タ１３はアンド回路２５を通じてコンパレータ１７の出
力により制御され、コンパレータ１７は、基準電圧発生
回路３０１ａが出力する基準電圧Ｖｒｅｆと、分圧回路
３０２ａが出力するバッテリ電圧の分圧Ｖｓとの比較結
果を出力し、励磁コイル１０にバッテリ電圧を一定レベ
ルに維持する励磁電流を給電する制御を行う点で、実施
例１又は通常のレギュレータと同じである。

【００２９】ただし、基準電圧発生回路３１ａは抵抗２
１、２２と直列に抵抗２３、２４とをもち、基準電圧Ｖ
ｒｅｆ２及び基準電圧Ｖｒｅｆ３を発生している。ま
た、分圧回路３２ａも抵抗１８、１９と直列に抵抗２０
とをもち、バッテリ電圧の分圧Ｖｓ２を発生している。
次に、導通率制限及びその解除を行う回路部の構成及び
動作を説明する。

【００３０】この回路部は、アンド回路２５に出力する
ＮＡＮＤ回路２６と、基準電圧Ｖｒｅｆ２と分圧Ｖｓ２
との比較結果をＮＡＮＤ回路２６に出力するコンパレー
タ１６と、トランジスタ１３のエミッタと接地間に接続
される電流検出用のエミッタ抵抗３２と、トランジスタ
１３のエミッタ電位と基準電圧Ｖｒｅｆ３とを比較する
コンパレータ２７と、コンパレータ２７の出力電圧の低
下時点から遅延動作を行う遅延回路３０３ａとからな
る。遅延回路３０３ａは、低位端が接地されるコンデン
サ２９と、コンデンサ２９からコンパレータ２７の出力
端への逆流を阻止するダイオード２８と、コンデンサ３
０と並列に接続される抵抗３０とからなり、コンデンサ
２９の高位端はダイオード２８を通じてコンパレータ２
７により充電される。

【００３１】いま、触媒ヒータ６に通電が開始されたも
のとする。触媒ヒータ６は大容量であるので、バッテリ
電圧の低下によりトランジスタ１３の導通率は１００％
となり、励磁電流Ｉｆに比例するトランジスタ１３のエ
ミッタ電圧は基準電圧Ｖｒｅｆ３より大きくなるので
（すなわち励磁電流Ｉｆが所定値を超えるので）、コン
パレータ２７はハイレベルを出力し、ダイオード２８を
通じてコンデンサ２９を充電するとともにＮＡＮＤ回路
２６にハイレベルを出力する。この時、上述したように
バッテリ電圧が低いので、コンパレータ１６はローレベ
ルを出力し、その結果、ＮＡＮＤ回路２６はハイレベル
を出力し、結局、アンド回路２５はハイレベルを出力
し、トランジスタ１３は常時オンされる。

【００３２】その後、触媒ヒータ６への通電が遮断され
ると、導通率１００％の発電によりバッテリ電圧が回復
し、バッテリ電圧の分圧Ｖｓ２が基準電圧Ｖｒｅｆ２よ
り大きくなり、コンパレータ１６はハイレベルを出力す
る。この時、コンパレータ１７はまだハイレベルを出力
している。この結果、ＮＡＮＤ回路２６の出力信号は遅
延回路３０３ａの出力信号の反転信号を出力する。

【００３３】すなわち、トランジスタ１３の通電電流が
増大して、そのエミッタ電圧が基準電圧Ｖｒｅｆ３より
大きくなればコンパレータ２７はハイレベルを出力し、
ダイオード２８を通じてコンデンサ２９を充電するとと
もにＮＡＮＤ回路２６にハイレベルを出力する。する
と、ＮＡＮＤ回路２６はローレベルを出力し、トランジ
スタ１３をオフする。トランジスタ１３がオフすれば、
励磁コイル１０にはダイオード１２を通じて励磁電流を
流しつつ、徐々に励磁電流Ｉｆが低下していく。

【００３４】一方、トランジスタ１３を流れる励磁電流
が遮断されれば、コンパレータ２７はローレベルを出力
するが、遅延回路３０３ａはコンデンサ２９の蓄電によ
りすぐにはＮＡＮＤ回路２６にローレベルを出力せず、
一定の遅延時間遅れて漸くローレベルを出力し、ＮＡＮ
Ｄ回路２６はハイレベルを出力し、トランジスタ１３は
再びオンする。このトランジスタ１３のオンにより励磁
コイル１０への励磁電流Ｉｆは徐々に増大され、結局、
トランジスタ１３のエミッタ電位に比例するトランジス
タ１３の励磁電流成分が所定のピーク値を超えない範囲
でトランジスタ１３が断続することになる。なお、励磁
コイル１０に流れる電流はトランジスタ１３のオフ時に
もダイオード１２を通じて流れるので、励磁電流Ｉｆは
所定の一定レベルを超えないように制限されることにな
る。

【００３５】次に、このように励磁電流Ｉｆの瞬時値を
所定の一定レベルに制限しつつ発電を行っても、車両用
電気負荷５が軽いのでバッテリ電圧は徐々に増大し、分
圧Ｖｓが基準電圧Ｖｒｅｆを超えると、コンパレータ１
７がローレベルを出して、トランジスタ１３をオフす
る。すなわち、レギュレータ３００ａは、励磁電流Ｉｆ
の瞬時値が所定の一定レベルを超えないように制限する
とともに、バッテリ電圧の分圧Ｖｓを基準電圧Ｖｒｅｆ
に維持する制御動作を行う。

【００３６】この実施例の導通率の変化を図５の（ｂ）
に示し、バッテリ電圧Ｖｂの変化をＶｂに示す。なお、
コンパレータ１６は触媒ヒータ６が遮断された後、所定
時間経過したことをレギュレータ３００ａの内部で検出
する機能を果たす。（実施例３）本発明の車両用発電装置の他の実施例を図
４を参照して説明する。

【００３７】本実施例の車両用発電装置は、実施例２の
レギュレータ３００ａの回路を一部変更したものであ
る。すなわちこの実施例では、実施例２のコンパレータ
１６が出力する比較結果の代わりに、抵抗３３とコンデ
ンサ３４とからなる遅延回路３０４ｂの出力電圧をＮＡ
ＮＤ回路２６に出力するものである。

【００３８】このようにすれば、キースイッチ８をオン
した後、抵抗３３とコンデンサ３４とで決定される遅延
時間ΔＴ１だけ、遅延回路３０４ｂはＮＡＮＤ回路２６
にローレベルを出力し、この期間中、ＮＡＮＤ回路２６
はハイレベルを出力し、トランジスタ１３はオンされ
る。この遅延時間Ｔ１が過ぎれば、遅延回路３０４ｂは
ハイレベルを出力し、実施例２と同様の励磁電流制限を
行いつつバッテリ電圧の分圧Ｖｓを基準電圧Ｖｒｅｆに
収束させる動作を行う。

【００３９】この実施例の導通率の変化を図５の（ｃ）
に示す。なお、遅延回路３０４ｂは触媒ヒータ６が遮断
された後、所定時間経過したことをレギュレータ３００
ａの内部で検出する機能を果たす。（実施例４）本発明の車両用発電装置の他の実施例を図
６を参照して説明する。

【００４０】本実施例の車両用発電装置は、実施例１の
スイッチ７を、三相全波整流器１１の高位直流出力端を
バッテリ４の高位端と触媒ヒータ６の高位端との一方に
切り換える切り換えスイッチ７ｃに変更した点が異なっ
ている。ＥＣＵ３の動作自体は図２のフローチャートに
示す通りであるが、切り換えスイッチ７ｃはステップ１
０６にて触媒ヒータ６側に切り換えられ、ステップ１１
６にてバッテリ４側に切り換えられる。

【００４１】このようにすれば、バッテリ４から触媒ヒ
ータ６に給電することはなく、かつ、触媒ヒータ６の作
動期間中における車両用電気負荷５の使用電力自体はバ
ッテリ４の容量からみて充分小さいので、で、触媒ヒー
タ６の作動時のバッテリ４の電位低下を抑止できるとい
う利点が生じる。（実施例５）本発明の車両用発電装置の他の実施例を図
７及び図８を参照して説明する。

【００４２】本実施例の車両用発電装置は、実施例２
（図３参照）において、コンパレータ１６に入力するバ
ッテリ電圧の分圧Ｖｓ２の代わりにサーミスタ４０と抵
抗４１との直列接続回路からなる温度検出回路３０５ｃ
の出力信号Ｖｓ４をコンパレータ１６に入力する点と、
コンパレータ１６の出力を所定時間遅延する遅延回路３
０３ｃを設けたものである。遅延回路３０３ｃは抵抗４
２とコンデンサ４３とからなる通常のローパスフィルタ
であるが、どんな回路形式を採用してもよい。サーミス
タ４０はトランジスタ１３の近傍に配設される。

【００４３】以下、上記変更回路部分の動作を説明す
る。触媒ヒータ６への通電時において、トランジスタ１
３は導通率１００％で運転され、サーミスタ４０は次第
に温度が上昇し、その抵抗が低下し、温度信号電圧Ｖｓ
４が低下し、所定時間経過すると温度信号電圧Ｖｓ４は
基準電圧Ｖｒｅｆ２を下回る。すると、コンパレータ１
７はハイレベルを出力し、抵抗４２を通じてコンデンサ
４３を充電し、コンデンサ４３は所定時間後、ハイレベ
ルをＮＡＮＤ回路２６に出力する。その他の動作は実施
例２と同じである。サーミスタ４０以外の他の温度検出
手段をレギュレータ３００ｃに内蔵することは当然可能
である。また、遅延回路３０３ｃの省略も可能である。

【００４４】更に、上記実施例２、３、５では、レギュ
レータ（制御手段）内部にて、バッテリ電圧の低下また
はキースイッチ８のオンの検出を行うことにより、触媒
ヒータ６のオンを推定することができ、触媒ヒータ６の
動作検出のための配線を必要としない。また、上記実施
例２、３、５では、レギュレータ（制御手段）内部に
て、触媒ヒータ６のオフを推定することができ、触媒ヒ
ータ６の動作検出のための配線を必要としない。

【００４５】（変形態様１）触媒ヒータ６がオンすれば
すぐにバッテリ電圧が大幅に低下するので、バッテリ電
圧が所定値未満となる場合、触媒ヒータ６のオンと判定
して導通率の制限禁止を開始することができる。このよ
うにすれば、触媒ヒータ６のオン時、導通率の制限禁止
を速やかに実施することができる。

【００４６】なお、この態様では、この場合、実際に触
媒ヒータ６がオンしてから実際にバッテリ電圧が触媒ヒ
ータ６のオンの判定可能なレベルまで低下する期間は、
厳密に言えば導通率制限の禁止を行うことができない。
しかし、この制御モードも本発明に包含されるものとす
る。（変形態様２）エンジン１の始動時点またはその直後を
触媒ヒータ６のオン時点とし、その一定時間後を触媒ヒ
ータ６のオフ時点とし、このオフ時点より長い所定時間
がエンジン始動時から経過した後、トランジスタ１３の
導通率の制限を開始することができる。すなわち、本態
様では、エンジン始動時点から所定時間経過するまでの
期間に触媒ヒータ６の作動期間が含まれると仮定して、
その作動、非作動をレギュレータ内部で検出している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の車両用発電装置を含む車両
電気系のブロック図である。

【図２】実施例１のＥＣＵ３の制御動作を示すフローチ
ャートである。

【図３】本発明の実施例２の車両用発電装置を含む車両
電気系のブロック図である。

【図４】本発明の実施例３の車両用発電装置を含む車両
電気系のブロック図である。

【図５】実施例１〜３における導通率波形を示すタイミ
ングチャートである。

【図６】本発明の実施例４の車両用発電装置を含む車両
電気系のブロック図である。

【図７】本発明の実施例５の車両用発電装置を含む車両
電気系のブロック図である。

【図８】図７の要部回路図である。

【符号の説明】

１０は励磁コイル、９は電機子コイル、１はエンジン、
４はバッテリ、６は触媒ヒータ（大容量電気負荷）、５
は車両用電気負荷、２０は車両用交流発電機（発電
機）、１３はトランジスタ（半導体スイッチ）、３０
０、３００ａ、３００ｃはレギュレータ（制御手段）、
３はＥＣＵ（制御手段）、４０はサーミスタ（温度検出
手段）、６０はアイドル回転数検出手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金沢和加子愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】励磁コイル及び電機子コイルを有してエン
ジンにより駆動されるとともにバッテリ及び大容量電気
負荷を含む車両用電気負荷に給電する発電機と、前記励
磁コイルと直列接続される半導体スイッチを有するとと
もに前記半導体スイッチの導通率の制御により励磁電流
を制御して前記電機子コイルの出力電流を調節する制御
手段とを備える車両用発電装置において、前記制御手段は、入力されるかまたは自ら検出した前記
大容量電気負荷の作動、非作動に関連する電気信号に基
づいて判定した前記大容量電気負荷の非作動期間の一部
又は全部の期間に前記導通率の制限を行い、かつ、前記
電気信号に基づいて判定した少なくとも前記大容量電気
負荷の作動期間に前記導通率の制限を禁止することを特
徴とする車両用発電装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記電気信号に基づいて
判定した前記大容量電気負荷の作動終了時点から所定時
間経過後に前記導通率の制限を開始する請求項１記載の
車両用発電装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記導通率の制限時に前
記導通率の上限値を前記バッテリ及び大容量電気負荷以
外の前記車両用電気負荷の駆動に必要な電流以上でかつ
１００％未満に設定する請求項１又は２記載の車両用発
電装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記導通率の制限時に前
記導通率を一定値に設定する請求項３記載の車両用発電
装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記導通率の制限時に前
記励磁電流が所定値以下となるように前記導通率を制御
する請求項３記載の車両用発電装置。
【請求項６】前記制御手段は、バッテリ電圧が所定値以
上となる場合又はその所定時間経過後、前記導通率の制
限を開始する請求項３記載の車両用発電装置。
【請求項７】前記制御手段は、バッテリ電圧が所定値未
満となる場合、前記導通率の制限禁止を開始する請求項
３記載の車両用発電装置。
【請求項８】前記大容量電気負荷は前記エンジンの始動
時点から所定時間だけ運転される排気ガス浄化用触媒加
熱のためのヒータからなり、前記制御手段は、前記エン
ジンの始動時点から所定時間経過後、前記導通率の制限
を開始する請求項３記載の車両用発電装置。
【請求項９】前記大容量電気負荷は前記エンジンの始動
時点から所定時間だけ運転される排気ガス浄化用触媒加
熱のためのヒータからなり、前記制御手段は、前記エン
ジンの始動時点又はその所定時間後、前記導通率の制限
禁止を開始する請求項３記載の車両用発電装置。
【請求項１０】前記制御手段近傍の温度を検出する温度
検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度が所定値値
以上となる場合又はその所定時間経過後、前記導通率の
制限を開始する請求項３記載の車両用発電装置。
【請求項１１】前記制御手段は、前記大容量電気負荷の
作動判定時に前記エンジンのアイドル回転数を上昇させ
る指令を前記エンジンの制御装置へ出力する請求項３記
載の車両用発電装置。
【請求項１２】アイドル回転数を検出するアイドル回転
数検出手段を備え、前記制御手段は、前記指令出力時点
から所定時間経過後又は前記アイドル回転数の上昇後、
前記導通率の制限を禁止する請求項１１記載の車両用発
電装置。
【請求項１３】前記制御手段は、前記大容量電気負荷の
非作動判定時又はその所定時間経過後、前記エンジンの
アイドル回転数を下降させる指令を前記エンジンの制御
装置へ出力する請求項１１記載の車両用発電装置。