JP4482786B2 - Voltage control device for vehicle alternator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用交流発電機の電圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
車両用交流発電機は、励磁電流通電停止状態でも残留磁束により回転とともに微小ではあるが交流電圧(残留磁束交流電圧ともいう)を発生することが知られており、USP5376876号はこの残留磁束交流電圧をサンプリング加工して形成したステップ波形信号に基づいて回転子の回転の有無を判定することを提案している。しかしながら、この方法では、高電位のラインから電機子巻線にリーク電流が流入して電機子巻線に電圧降下が生じると、上記残留磁束交流電圧に直流電圧が重畳してしまうため、上記ステップ波形信号が大きくなってしまい、回転検出不能となってしまう。
【0003】
WO99/07064号は、交流発電機の残留磁束交流電圧による回転判定に、しきい値可変のウインドコンパレータを用いることを提案している。しかしながら、ウインドコンパレータのしきい値を可変にした場合、回転検出に手間取るという問題があった。
【0004】
特開平3ー215200(USP5182511,EP048436)号公報や特表平8ー503308(USP5602470,WO95/05606)号公報は、電機子巻線の2相の出力端間の電位差を検出することによりリーク電流の影響を軽減することを提案しているが、電機子巻線から2相の電圧をレギュレータに入力する必要が生じ、回路構成が複雑となるという欠点を有している。
【0005】
また、特開平3ー215200(USP5182511,EP0408436)号では、多相交流電圧のうちの2相の出力端間の電位差をフローティング状態で検出するので、コンパレータの基準電位設定が複雑になるという問題もあった。
【0006】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、構成を複雑化したり、検出タイミングが遅延したりするのを抑止しつつ、残留磁束交流電圧により確実に回転検出が可能な車両用交流発電機の電圧制御装置を提供することをその目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載した第一発明の車両用交流発電機の電圧制御装置は、磁極を有して回転磁界を発生する回転子と、前記磁極を磁化するための界磁巻線と、前記回転磁界により交流電圧を誘起する電機子巻線と、前記交流電圧を整流して車載バッテリを充電する全波整流回路と、前記電機子巻線の発電電圧に基づいて回転開始を検出する回転検出回路と、前記通電電流を制御して前記全波整流装置の出力電圧を制御する電圧制御回路とを備える制御装置において、前記回転検出回路が、前記車載バッテリの負極電位より高く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも小さい第1のしきい値と、前記車載バッテリの公称電圧よりも低く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも大きい第2のしきい値と、前記電機子巻線の出力端を所定電位にクランプするクランプスイッチと、前記第1のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオン時に比較し、かつ、前記第2のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオフ時に比較して前記回転子の回転を検出する比較回路と、を備えることを特徴としている。
【0008】
これにより、構成を複雑化したり、検出タイミングが遅延したりするのを抑止しつつ、残留磁束交流電圧により確実に回転検出が可能な車両用交流発電機の電圧制御装置を実現することができる。更に、本構成によれば、たとえば整流器の+極端子のような高電位源から電機子巻線にリーク電流が流入する場合にクランプスイッチをオンしてこのリーク電流を放電して電機子巻線の出力端の電位の上昇を抑止しつつ、回転開始とともに残留磁束により電機子巻線に生じる交流電圧(残留磁束交流電圧)を確実に検出することができる。
【0011】
以下、リーク電流発生時の残留磁束交流電圧について図8〜図14を参照して説明する。
【0012】
まず、検出相以外の相Pzにリークが発生した場合を図8に模式的に示す。電機子巻線の出力端Pzと+B電位、例えば全波整流器の正極側フィンとの間の接触抵抗をR1とする。この接触抵抗値R1は塩水や泥水及びそれらの乾燥した結晶や錆等様々な異物である。
【0013】
リーク発生時の等価回路を図9に示す。リーク電流の大きさは検出相Pyの状態に依存する。つまり相Pyと接地間の接地抵抗R2に依存する。抵抗R2が極めて小さな抵抗、例えば数Ωであれば極めて大きなリーク電流、例えば数Aの電流が直ちに抵抗R2を介して接地に流れ込み、相Pyの電位を接地電位に落とし込む。この状態で発電機の回転子が回転すると、回転子を構成する界磁極には前回の発電時の磁化が残留しているためこの残留磁化に起因する交流電圧が誘起する。つまりリーク電流経路中に電源が介在する事になり、リークを引き起こす直流電圧に交流電圧が重畳することになり、交流電圧の変化によりリーク電流の大きさが変化して抵抗R2の電圧降下が変化し、Py相電圧に交流電圧分が重畳する。この電圧の振幅は回転子の回転速度に比例して増大してゆく。このとき相Pyは接地電位以下になることはなく電圧信号は回転子速度に比例して正側に増大する。
【0014】
同様に、接地抵抗R2が比較的大きい場合を考える。例えば抵抗R2が数KΩとする。この場合には極めて小さなリーク電流、例えば数mAの電流が直ちに接地抵抗R2を介して接地に流れ込み、相Pyの電位をほぼ蓄電池電位に跳ね上げる。厳密には接触抵抗R1と接地抵抗R2の分圧比で決定される電位に跳ね上がる。この状態で発電機の回転子が回転するとやはり残留磁化に起因する交流電圧がこのリーク起因電圧に重畳する。このとき相Pyは蓄電池電位以上になることはなく電圧信号は回転子速度に比例して蓄電池電位より低位側に増大してゆく。
【0015】
次に検出相Pyにリークが発生した場合を考える。同じく電機子巻線の出力端Pyと+B電位、例えば全波整流器の正極側フィンとの間の接触抵抗をR1とする。
【0016】
リーク発生時の等価回路を図12に示す。リーク電流大きさはやはり検出相Pyの状態に依存する。つまりPy相と接地間の接地抵抗R2に依存する。抵抗R2が極めて小さな抵抗、例えば数Ωであれば極めて大きなリーク電流、例えば数Aの電流が直ちに接地抵抗R2を介して接地に流れ込み、相Pyの電位を接地電位に落とし込む。厳密には抵抗R1と抵抗R2の分圧比で決定される電位に固定される。この場合、リーク電流の経路に電源(電機子巻線)が介在しないのでリーク電流の大きさは電機子誘起電圧に依存せず、従って回転子が回転しても相Pyの電位は変動しない。しかしながら回転数が上昇し電機子巻線の誘起電圧が増大すると、Pz相電圧が接地電位よりもダイオ−ドドロップ分だけ下回り信号電流i1が流れ、抵抗R2にはリーク電流とこの信号電流i1が流れることになり、抵抗R2の電圧降下信号電流に起因して変動する。結局、リーク電流存在下で残留磁化のみで検出可能な交流信号を発生させるには回転数が十分に高くなる必要がある。
【0017】
また、接地抵抗R2が比較的大きい(例えば数KΩ)場合には、極めて小さなリーク電流、例えば数mAの電流が直ちに接地抵抗R2を介して接地に流れ込み、Py相の電位をほぼ蓄電池電位に跳ね上げる。厳密には接触抵抗R1と接地抵抗R2の分圧比で決定される電位に跳ね上がる。この状態で発電機の回転子が回転すると相Pzの電位が蓄電池電位よりもダイオ−ドドロップ分だけ上回らないと信号電流i2が流れない。
【0018】
結局、この場合においても、リーク電流存在下では残留磁化のみでは回転数が十分に高くならないと検出可能な交流信号を得ることが困難である。
【0019】
これらの問題は、上述した請求項1に記載の構成により解決することができる。すなわち、本構成によれば、リーク電流が発生する場合と発生しない場合とを想定して、クランプスイッチの断続に同期して比較回路のしきい値を切り替えているので、リーク電流発生時でも、発生していない場合でも、回転子の回転を確実に検出することができる。
【0020】
請求項2に記載した第二発明の車両用交流発電機の電圧制御装置は、磁極を有して回転磁界を発生する回転子と、前記磁極を磁化するための界磁巻線と、前記回転磁界により交流電圧を誘起する電機子巻線と、前記交流電圧を整流して車載バッテリを充電する全波整流回路と、前記電機子巻線の発電電圧に基づいて回転開始を検出する回転検出回路と、前記通電電流を制御して前記全波整流装置の出力電圧を制御する電圧制御回路とを備える制御装置において、前記回転検出回路が、前記車載バッテリの負極電位より高く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも小さい第1のしきい値と、前記車載バッテリの公称電圧よりも低く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも大きい第2のしきい値とを備え、更に、前記回転検出回路が、前記電機子巻線の出力端を所定電位にクランプするクランプスイッチと、前記第1のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオン時及びオフ時の両方において比較する第一比較部と、前記第2のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオン時及びオフ時の両方において比較する第二比較部とを有し、前記両比較部の出力に基づいて回転を検出することを特徴としている。
【0021】
これにより、構成を複雑化したり、検出タイミングが遅延したりするのを抑止しつつ、残留磁束交流電圧により確実に回転検出が可能な車両用交流発電機の電圧制御装置を実現することができる。更に、クランプスイッチの断続にかかわらず常時、2つのしきい値で残留磁束交流電圧を判定しているので、クランプスイッチの動作状態にかかわらず、かつ、リーク電流の有無にかかわらず、回転開始を確実に検出することができる。
【0022】
請求項3記載の構成によれば請求項1又は2記載の車両用交流発電機の制御装置において更に、前記電機子巻線の出力端と前記全波整流装置の低電位端とを接続するとともに、前記クランプスイッチと並列に接続された第1の抵抗素子を有することを特徴としているので、基準の安定した信号を検出することになり検出精度を向上することができる。
【0023】
請求項4記載の構成によれば請求項1乃至3のいずれか記載の車両用交流発電機の制御装置において更に、前記クランプスイッチと直列に接続されて前記電機子巻線の出力端と前記全波整流装置の低電位端との間に配置される第2の抵抗素子を有する。
【0024】
本構成によれば、クランプスイッチを通じて放電するリーク電流を抑制することができ、クランプスイッチの安全性、寿命を向上することができる。
【0025】
請求項5記載の構成によれば請求項4記載の車両用交流発電機の制御装置において更に、前記第2の抵抗素子が前記第1の抵抗素子よりも低抵抗値をもつことを特徴とする。
【0026】
本構成によれば、リーク電流を確実にクランプスイッチ側に逃がすことができ、リーク発生時の回転検出を一層確実に行うことができる。
【0027】
請求項6記載の構成によれば請求項1乃至5のいずれか記載の車両用交流発電機の電圧制御装置において更に、前記電機子巻線の出力電圧が所定しきい値を超えた場合に所定の励磁電流アシスト期間だけ前記界磁巻線に励磁電流アシスト通電を実施する励磁電流アシスト手段とを有することを特徴としている。
【0028】
これにより、電機子巻線の出力電圧を増大することができるので、リーク電流が存在しても、回転数が低い段階からでも確実かつ速やかに回転子の回転を検出することができる。
【0029】
請求項7記載の構成によれば請求項6記載の車両用交流発電機の電圧制御装置において更に、前記励磁電流アシスト手段は、前記励磁電流アシスト期間に前記励磁電流アシスト通電を断続実施することを特徴としている。これにより、クランプスイッチを通じての発電電流の浪費を抑止しつつ、確実な回転検出を実現することができる。
【0030】
請求項8記載の構成によれば請求項6又は7記載の車両用交流発電機の電圧制御装置において更に、前記励磁電流アシスト手段は、前記励磁電流アシスト期間の終了後、前記励磁電流アシスト期間よりも長時間、次の励磁電流アシスト通電を禁止することを特徴としている。
【0031】
これにより、車載バッテリの浪費を抑制できる。
【0032】
【発明の実施の形態】
本発明の車両用交流発電機の電圧制御装置の実施態様を以下の実施例を参照して説明する。
【0033】
【実施例1】
実施例1の装置を図1を参照して説明する。図1はこの実施例の車両用交流発電機のブロック回路図である。
【0034】
(全体構成)
1は本発明のオルタネータ、2は車載バッテリ、3はオルタネータ1の3相の電機子巻線、4は電機子巻線3の交流出力を整流する全波整流回路、5は界磁巻線、6は界磁電流を調整してオルタネータ1の出力電圧を所定範囲内に制御する電圧制御装置である。
【0035】
61は界磁巻線5に流す界磁電流を断続するハイサイドスイッチ構成のパワートランジスタ、62はパワートランジスタ61がオフの際に界磁電流を貫流させるフライホイルダイオ−ド、63は全波整流回路4の出力電圧を所定の範囲内に収束させる電圧制御回路、64は電圧制御回路63を動作状態に保つべく給電する主電源回路、65は電機子巻線3のY相出力電圧Pyを入力し、このY相出力電圧Pyから回転子の回転を検出して主電源回路64を駆動するための信号を発する副電源回路である。
【0036】
この種の車両用交流発電機の電圧制御装置は主電源回路64、副電源回路65以外は周知であるので、主電源回路64及び副電源回路65以外の説明は省略する。
【0037】
(副電源回路65の構成)
副電源回路65の一例を図2に示す回路図を参照して以下に説明する。
【0038】
82は、副電源回路65の入力端に流れ込むリーク電流を接地に逃がすための抵抗素子であり、たとえば数kオームの抵抗値をもつ。
【0039】
81、73はコンパレータであり、コンパレータ73のー入力端には、車載バッテリ2の負極電位より高く、車載バッテリ2の公称電圧の2分の1よりも小さい第1のしきい値電圧Vth1が印加されている。コンパレータ81のー入力端には、車載バッテリ2の公称電圧よりも低く、車載バッテリ2の公称電圧の2分の1よりも大きい第2のしきい値電圧が印加されている。
【0040】
両コンパレータ73、81の+入力端には、電機子巻線3のY相出力電圧Pyが印加され、両コンパレータ73、81の出力はE−OR(排他オア回路)回路84を通じてカウンタ回路74に送られ、カウンタ回路74の出力により、アナログスイッチ75は、後段の主電源回路64への電源電圧を供給を断続する。
【0041】
リーク電流がない場合には、コンパレータ73は、入力端71の電位がしきい値電圧Vth1を超えるたびにハイレベルを出力し、コンパレータ73は回転検出信号としてのパルス信号を出力する。
【0042】
数mAから数+mAのリーク電流が入力端71に流入すると、入力端71の電位は車載バッテリ2の正極電位に近い値まで増大し、回転により入力端71の電位は、図14に示すように、このリーク電流による抵抗82の電圧降下分だけレベルアップされ、結局、回転により、入力端71の電位はこの車載バッテリ2の正極電位に近い値から周期的に低下する波形となる。したがって、コンパレータ81は、回転が生じると入力端71の電位がしきい値電圧Vth2より低下する度に、ローレベルを出力し、コンパレータ81は回転検出信号としてのパルス信号を出力する。
【0043】
結局、リーク電流の有無にかかわらず、コンパレータ73、81は回転検出信号としてのパルス信号を出力し、このパルス信号がE−OR(排他オア回路)回路84を通じてカウンタ回路74に送られ、アナログスイッチ75は、カウンタ回路74の出力にもとづいて後段の主電源回路64への電源電圧を供給を断続する。なお、このカウンタ回路74の動作の詳細は後述するものとする。
【0044】
【実施例2】
本発明の装置の他の実施例を以下に説明する。この実施例は、図1に示す副電源回路65の回路を変更したものである。
【0045】
(副電源回路65の構成)
図3はこの実施例の副電源回路の回路図である。
【0046】
71は電機子巻線3のY相端子電圧を入力する入力端子、72は第1及び第2のしきい値を設定するしきい値選択回路である。しきい値選択回路72は、分圧抵抗Ra、Rb、Rc、アナログスイッチ721、ダイオ−ド722で構成されている。ダイオ−ド722はアナログスイッチ721のオン時に抵抗Rb両端を短絡防止するためのものである。
【0047】
しきい値選択回路72は、アナログスイッチ721が閉じられると、分圧抵抗Ra、Rbの接続点の電位すなわち第2のしきい値電圧Vth2を第1のコンパレータ73に出力する。第2のしきい値電圧Vth2は車載バッテリ2の公称電圧の2分の1より大きく設定されている。しきい値選択回路72は、アナログスイッチ721が開かれると、第1のしきい値電圧Vth1をコンパレータ73に出力する。第1のしきい値電圧Vth1は車載バッテリ2の公称電圧の2分の1より小さく設定されている。コンパレータ73の+入力端にはY相出力電圧Pyが、ー入力端には上記第1のしきい値電圧と第2のしきい値電圧のどちらかが入力される。
【0048】
74はコンパレータ73の出力パルス数をカウントするカウンタ回路、75は後段の主電源回路64に電源電圧を供給するアナログスイッチである。76は電機子巻線3のY相出力端を接地するクランプスイッチ、77はY相出力電圧Pyの波高値を検出するピークディテクタ、78はY相出力端子の出力電圧を所定値と比較する第2のコンパレータ、79は第2のコンパレータ78が反転した際に動作するタイマ回路であり、タイマ回路79の出力信号にて所定期間のみクランプスイッチ76を閉成し、アナログスイッチ721を開成する。80はクランプスイッチ76をしきい値選択回路72のアナログスイッチ721と逆動作させるためのインバータである。
【0049】
(動作説明)
図3に示す副電源回路65の動作を以下に説明する。
【0050】
コンパレータ78がY相電圧の波高値が所定値を超えたことを検出したら、タイマ回路79がその後、所定期間(例えば数百msec)だけクランプスイッチ76をオンし、同時にインバータ80を通じてアナログスイッチ721をオフして、第1のコンパレータ73のしきい値電圧を第1のしきい値(ローレベル)Vth1にセットする。この期間をクランプ期間という。このクランプスイッチ76のオン抵抗は所定値に設定されている。
【0051】
その後、上記所定期間が過ぎれば、タイマ回路79がクランプスイッチ76をオフし、同時にインバータ80を通じてアナログスイッチ721をオンして、第1のコンパレータ73のしきい値電圧を第2のしきい値(ハイレベル)Vth2にセットする。この期間を非クランプ期間という。
【0052】
カウンタ74は、図示しないデジタルコンパレータを含んでおり、カウンタ74が出力するデジタル回転数値がデジタルコンパレータの設定回転数値より大きい場合に、デジタルコンパレータはハイレベル電圧をアナログスイッチ75に出力し、アナログスイッチ75は主電源回路64をオンする。
【0053】
(クランプ期間の回転検出動作)
クランプ期間の回転検出動作を以下に説明する。
【0054】
リーク電流がない場合は、回転開始して、PyがVrefを超えた時点でコンパレータ78が反転し、クランプ期間には入る。クランプ期間には、アナログスイッチはオフされており、コンパレータ73にはしきい値としてVth1が入力され、PyがVth1を超えるたびにハイレベルを出力し、回転を検出する。
【0055】
リーク電流が入力端71に流入している場合には、このリーク電流はクランプスイッチ76を通じて接地に流れ、入力端71の平均電位は、リーク電流×クランプスイッチ76のオン抵抗に等しくなり、リーク電流が小さくかつクランプスイッチ76のオン抵抗が小さく設定されている範囲で小さい値(好適には第1しきい値電圧の半分以下)に抑止される。
【0056】
したがって、回転停止状態では、コンパレータ73は、ローレベル(回転停止)を検出する。すなわち、回転子が静止しているのにリーク電流が入力端71に流入する場合は上記説明したように、クランプスイッチ76のクランプにより、所定のリーク電流値以下では第1のコンパレータ73は反転せず、リーク電流流入を回転と誤判定することはない。
【0057】
回転子が回転していれば、残留磁束交流電圧が入力端71に入力する。この残留磁束交流電圧すなわちY相出力電圧Pyの振幅は、回転子の回転数がある程度高くなれば第1しきい値電圧Vth1と交差するので、第1のコンパレータ73は回転子の回転速度に比例した周波数を持つパルス信号を発生し、コンパレータ73は回転を検出する。
【0058】
結局、コンパレータ73は、このクランプ期間にリーク電流の有無にかかわらず、回転を検出することができる。
【0059】
なお、高電位ラインから電機子巻線3に流入するリーク電流は、上記(配線抵抗+電機子巻線抵抗)及びクランプスイッチ76のオン抵抗を通じて接地に落ちる。高電位ラインと電機子巻線3との間のリーク経路の内部抵抗がクランプスイッチ76のオン抵抗より格段に大きいので、クランプスイッチ76のオンによりリーク電流はほとんど増大することはない。したがって、オンしたクランプスイッチ76のリーク電流による電圧降下は小さく、それによる入力端71の電位の上昇はしきい値電圧Vth1より小さく、回転と誤検出することはない。
【0060】
(非クランプ期間の回転検出動作)
副電源回路65は、タイマ回路79が上記所定期間(例えば数百msec)だけクランプスイッチ76をオンした後、クランプスイッチ76をオフし、同時にインバータ80を通じてアナログスイッチ721をオンして、第1のコンパレータ73のしきい値電圧を第2のしきい値(ハイレベル)にセットする。
【0061】
この状態において、リーク電流があると、クランプスイッチ76のオフと同時にクランプスイッチ76を通じた電流経路が遮断されているので、リーク電流による入力端71の充電により、入力端71の電位はほとんどバッテリ電圧まで上昇する。
【0062】
この状態で回転子が回転し、残留磁束交流電圧が生じると、Y相出力電圧Pyはバッテリ電圧を基準として正負に変動し、第2のしきい値電圧と交差し、第1のコンパレータ73はやはり回転検出を行う。なお、回転子が回転していない場合には、Y相出力電圧Pyはリーク電流により高位レベルに張り付いたままとなり、第1のコンパレータ73は反転せず、回転を誤検出することはない。
【0063】
結局、この実施例によれば、上記電流リークのあるなしに関わらず、コンパレータ73はローレベルのしきい値により回転判定を行い、上記電流リークがある場合にはハイレベルのしきい値により回転判定を行うことができる。図4は図3の各部電位状態を示すタイミングチャートである。
【0064】
(実施例効果)
上記説明したように、本実施例によれば、一相電圧入力端71の電位を所定オン抵抗をもつクランプスイッチ76を所定タイミングで断続し、クランプ期間にも非クランプ期間(ただしリーク電流ありの場合)にも回転検出できるようにしたものである。
【0065】
これにより、リーク電流がない場合だけでなく、リーク電流が存在する場合(実際にはこちらのケースが圧倒的に多い)でも、それを接地に逃がしているために確実に回転検出することができる。その上、クランプスイッチを常時オンするのではないので、発電が立ち上がった後において、電機子電流が接地にバイパスしてロスするという問題を改善することができ、実用性に優れる。また、車両側からのイグニッションスイッチのオンを知らせる通信線を廃止することができ、配線構成を簡素化することができる。
【0066】
(変形態様)
なお、上記実施例では、ピークディテクタ77が、入力端71の電位(瞬時値)が第二のコンパレータ78のー入力端のしきい値電圧Vrefよりも大きくなったことを検出した時点から起算して、タイマ回路79に設定された所定期間だけ、クランプスイッチ76をオンし、かつ、第1のコンパレータ73のしきい値電圧を非リーク状態検出用のローレベルに切り替えているが、瞬時値の代わりに平均値を用いてもよい。また、ピークディテクタ77を省略して入力端71の電位を第2のコンパレータの入力端に直接入力してもよい。また、ピークディテクタ77と第2のコンパレータ78を省略し、タイマ回路79を長い(たとえば数百msec)所定期間Tごとにオンする無安定マルチバイブレータに変更し、上記期間Tごとに第1のしきい値電圧での回転検出と第2のしきい値電圧による回転検出とを切り替えてもよい。この場合、クランプオン期間をクランプオフ期間より短く設定することにより、発電立ち上がり後の、クランプスイッチ76を通じての発電電流のロスを低減することができる。
【0067】
【実施例3】
上記説明した第2実施例の変形態様である第3実施例を図5に示す。
【0068】
この変形態様は、第2実施例のしきい値選択回路に替えて、第3のコンパレータ81とE−OR(排他オア回路)回路84とを追加して、Y相出力電圧Pyを第1しきい値電圧Vth1と第2しきい値電圧Vth2と同時に比較する回路構成を採用している。基本動作は第1実施例に同じである。
【0069】
図3のクランプスイッチ76は、図5では並列抵抗82、直列抵抗83、クランプスイッチ76aに置換されている。直列抵抗83は図1におけるクランプスイッチ76のオン抵抗に相当するものであり、図3ではクランプスイッチ76aとして小オン抵抗のものを用いるためにクランプスイッチ76aと直列に接続追加されている。もちろん、クランプスイッチ76aのオン抵抗を適切な値に設定することにより直列抵抗83の省略は可能である。並列抵抗82は、極めて小さいレベルのリーク電流を接地にバイパスして入力端71の電位が上昇するのを防止し、これにより、この極めて小さいリーク電流が流れている状態を実質的にリーク電流が流れていないとみなすことができるようにしたものであり、かなり高い値に設定されている。
【0070】
動作について説明する。
【0071】
(クランプ期間の回転検出動作)
クランプ期間の回転検出動作を以下に説明する。
【0072】
リーク電流がない場合には、コンパレータ73は、入力端71の電位がしきい値電圧Vth1を超えるたびにハイレベルを出力し、回転を検出する。
【0073】
リーク電流が入力端71に流入している場合には、このリーク電流はクランプスイッチ76を通じて接地に流れ、入力端71の平均電位は、リーク電流×直列抵抗83の抵抗値に等しくなり、リーク電流が小さくかつ直列抵抗83の抵抗値が小さく設定されている範囲で小さい値(好適には第1しきい値電圧の半分以下)に抑止される。したがって、回転停止状態では、コンパレータ73は、ローレベル(回転停止)を検出する。すなわち、回転子が静止しているのにリーク電流が入力端71に流入する場合は上記説明したように、クランプスイッチ76のクランプにより、所定のリーク電流値以下では第1のコンパレータ73は反転せず、リーク電流流入を回転と誤判定することはない。回転子が回転していれば、残留磁束交流電圧が入力端71に入力する。この残留磁束交流電圧すなわちY相出力電圧Pyの振幅は、回転子の回転数がある程度高くなれば第1しきい値電圧Vth1と交差するので、第1のコンパレータ73は回転子の回転速度に比例した周波数を持つパルス信号を発生し、コンパレータ73は回転を検出する。
【0074】
結局、コンパレータ73は、このクランプ期間にリーク電流の有無にかかわらず、回転を検出することができる。
【0075】
次に、このクランプ期間において、コンパレータ81は、そのしきい値電圧Vth2が高いために常にローレベルを出力する。したがって、E−OR回路84は、コンパレータ73がハイレベルを出力する場合にのみハイレベルを出力し、上記回転検出を行う。
【0076】
(非クランプ期間の回転検出動作)
非クランプ期間には、コンパレータ73は、リーク電流がない場合には、当然、回転を検出する。しかし、リーク電流があると、入力端71の電位がハイレベルとなるので、常時ハイレベルを出力し、回転を検出できない。
【0077】
これに対し、コンパレータ81は、リーク電流がある場合に非クランプなので、Py電位が高電位にあり、回転開始してVth2を下まわったらパルスを出力し、回転を検出する。回転していなければ、パルスは発生せず、回転していないことを検出することができる。
【0078】
結局、両コンパレータ73、81は、クランプ期間及び非クランプ期間の両方において、リーク電流がない場合に一方がパルス信号を出力し、他方がハイレベルを出し、リーク電流がある場合に一方がハイレベルを出力し、他方がパルス信号を出力する。その結果、E−OR回路は、クランプ期間と非クランプ期間の両方において回転時にパルス信号を出力することができる。
【0079】
この実施例においても、クランプスイッチ760のオン期間をその非クランプ期間に比較して相対的に短縮して発電立ち上がり後の出力ロスを低減することができる。
【0080】
また、発電電圧の整流値が十分大きい場合には、クランプスイッチをオンしない回路を追加して上記出力ロスの更なる低減を図ることもできる。
【0081】
(変形態様)
なお、ピークディテクタ77の出力信号に基づいてクランプスイッチ76のオン期間に重なる所定期間に界磁巻線5に励磁電流を通電することも可能であり、検出感度を向上することができる。
【0082】
この場合、回転子が回転しておらず、リーク電流によるY相出力電圧Pyの上昇に伴って、第2コンパレータ78が反転して励磁電流通電開始し、所定期間が経過して励磁電流通電が終了した場合、リーク電流が残っていれば続けて励磁電流通電モ−ドに突入するのでバッテリの浪費を招く恐れがある。これを防止するために、この所定期間よりも十分に長い所定の休止時間を設定し、励磁電流通電終了直後からこの休止期間の間は励磁電流の通電を禁止すれば、バッテリの浪費を抑制することができる。
【0083】
【実施例4】
実施例4の装置を図6を参照して以下に説明する。この実施例は、図3に示す実施例2の副電源回路65において、パルス発生器91、オア回路92を追加したものである。
【0084】
すなわち、実施例2で説明したコンパレータ78が回転を仮に検出してタイマ回路79が決定するクランプスイッチ76を閉成する所定期間の間、パルス発生器91は所定デューティ比のパルス信号電圧を発生してオア回路92を通じてパワートランジスタ61を作動させ、上記所定デューティ比の励磁電流通電を行う。
【0085】
これにより、回転検出後ただちに界磁巻線5に励磁電流をアシスト通電して発電電圧を増大できるため、信号検出精度を向上させることができる。
【0086】
【実施例5】
実施例5の装置を図7を参照して以下に説明する。この実施例は、図5に示す実施例3の副電源回路65において、第2のタイマ回路93、パルス発生器91、オア回路92を追加したものである。
【0087】
すなわち、実施例3で説明したコンパレータ78が回転を仮に検出したら、第2のタイマ回路93が決定する所定期間の間、パルス発生器91は所定デューティ比のパルス信号電圧を発生してオア回路92を通じてパワートランジスタ61を作動させ、上記所定デューティ比の励磁電流通電を行う。
【0088】
これにより、回転検出後ただちに界磁巻線5に励磁電流をアシスト通電して発電電圧を増大できるため、信号検出精度を向上させることができる。
【0089】
なお、この実施例では、コンパレータ78による回転検出後、第2のタイマ回路93が上記励磁電流のアシスト通電を指令する期間は、第1のタイマ回路がクランプスイッチ76aをオンする期間よりも長く設定されている。
【0090】
その結果、クランプスイッチ76aがターンオン状態かつ励磁電流アシスト状態で、コンパレータ73が検出を行い、更にその後、クランプスイッチ76aがターンオフ状態かつ励磁電流アシスト状態で、コンパレータ81が検出を行うことができ、リーク発生時には、コンパレータ73、81が順次パルス信号を出力することができ、検出精度を向上することができる。
【0091】
なお上記した実施例4、5において、リーク電流増大時にも励磁電流アシストが生じるが、その期間(励磁電流アシスト期間)はタイマ79又は93が決定する所定短時間であるので、無駄な電力消費が持続することはない。
【0092】
【変形態様】
上記した実施例4を説明する図6のタイマ回路79、又は、図7のタイマ回路93に、励磁電流アシスト期間の終了後、この励磁電流アシスト期間よりも長期間の間、次の励磁電流アシスト期間の開始を禁止する励磁電流アシスト禁止期間を設定する機能を与えることができる。
【0093】
これにより、励磁電流通電による電流浪費を抑止することができる。
【0094】
なお、この種のタイマ機能は周知であり、かつ、ソフトウエアにより実現することも容易であり、タイマ回路の回路構成の図示は省略する。
【0095】
【変形態様】
なお、上記各実施例では、回転子に巻装した界磁巻線にブラシ、スリップリングを通じて界磁電流を給電して回転磁界を発生する界磁巻線回転式同期発電機構成の車両用交流発電機に本発明を適用した場合を説明したが、その他、固定子鉄心に界磁巻線を巻装した界磁巻線固定式同期発電機構成に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック回路図である。
【図2】実施例1の副電源回路を示す回路図である。
【図3】実施例2の副電源回路を示す回路図である。
【図4】実施例2の動作を示すタイミングチャートである。
【図5】実施例3の副電源回路を示す回路図である。
【図6】実施例4の副電源回路を示す回路図である。
【図7】実施例5の変形態様を示す回路図である。
【図8】従来のリーク電流発生時の信号発生状態を示す模式説明図である。
【図9】従来のリーク電流発生時の信号発生状態を示す模式説明図である。
【図10】従来のリーク電流発生時の信号発生状態を示す模式説明図である。
【図11】従来のリーク電流発生時の信号発生状態を示す模式説明図である。
【図12】従来のリーク電流発生時の信号発生状態を示す模式説明図である。
【図13】従来のリーク電流発生時の信号発生状態を示す模式説明図である。
【図14】従来のリーク電流発生時の信号発生状態を示す模式説明図である。
【符号の説明】
1 車両用発電機
3 電機子巻線
5 界磁巻線
6 電圧制御装置
63 電圧制御回路
64 主電源回路
65 副電源回路
71 しきい値選択回路
73、79、81 コンパレータ
74 カウンタ回路
76 クランプスイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage control device for an automotive alternator.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
It is known that a vehicular AC generator generates an AC voltage (also referred to as a residual magnetic flux AC voltage), although it is minute with rotation due to residual magnetic flux even in a state where excitation current application is stopped. US Pat. No. 5,376,766 discloses this residual magnetic flux AC voltage. It is proposed to determine the presence or absence of rotation of the rotor based on a step waveform signal formed by sampling. However, in this method, if a leakage current flows from the high potential line into the armature winding and a voltage drop occurs in the armature winding, a DC voltage is superimposed on the residual magnetic flux AC voltage. The waveform signal becomes large and rotation detection becomes impossible.
[0003]
WO99 / 07064 proposes to use a window comparator having a variable threshold value for the rotation determination by the residual magnetic flux AC voltage of the AC generator. However, when the threshold value of the window comparator is made variable, there is a problem that it takes time to detect rotation.
[0004]
JP-A-3-215200 (USP 5182511, EP048436) and JP-T 8-503308 (USP 5602470, WO95 / 05606) disclose a leakage current by detecting a potential difference between two phase output terminals of an armature winding. However, there is a disadvantage that the circuit configuration becomes complicated because it is necessary to input a two-phase voltage from the armature winding to the regulator.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 3-215200 (US Pat. No. 5,182,511, EP 0408436) detects the potential difference between the two-phase output terminals of the multiphase AC voltage in a floating state, so that the reference potential setting of the comparator becomes complicated. there were.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of reliably detecting rotation with a residual magnetic flux AC voltage while preventing the configuration from being complicated and the detection timing from being delayed. It is an object of the present invention to provide a voltage control device for a machine.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Claim 1firstThe voltage control device for an AC generator for a vehicle according to the present invention includes a rotor that has a magnetic pole and generates a rotating magnetic field, a field winding for magnetizing the magnetic pole, and an electric machine that induces an AC voltage by the rotating magnetic field. A secondary winding, a full-wave rectifier circuit that rectifies the AC voltage to charge the on-vehicle battery, a rotation detection circuit that detects the start of rotation based on the power generation voltage of the armature winding, and the energization current is controlled. And a voltage control circuit for controlling the output voltage of the full-wave rectifier.SystemIn the control device, the rotation detection circuit has a first threshold value that is higher than a negative potential of the in-vehicle battery and less than half of a nominal voltage of the in-vehicle battery, and lower than a nominal voltage of the in-vehicle battery. , A second threshold value greater than one half of the nominal voltage of the vehicle batteryA clamp switch that clamps the output end of the armature winding to a predetermined potential, the first threshold value and the output voltage of the armature winding are compared when the clamp switch is turned on, and A comparison circuit for comparing the second threshold value and the output voltage of the armature winding when the clamp switch is turned off to detect rotation of the rotor;It is characterized by that.
[0008]
As a result, it is possible to realize a voltage control device for a vehicle alternator that can reliably detect rotation with a residual magnetic flux AC voltage while preventing the configuration from becoming complicated and the detection timing from being delayed.Furthermore, according to this configuration, when a leak current flows into the armature winding from a high potential source such as the positive electrode terminal of the rectifier, the clamp switch is turned on to discharge the leak current to It is possible to reliably detect an AC voltage (residual magnetic flux AC voltage) generated in the armature winding by the residual magnetic flux as the rotation starts, while suppressing an increase in the potential of the output terminal.
[0011]
Hereinafter, the residual magnetic flux AC voltage when the leakage current is generated will be described with reference to FIGS.
[0012]
First, FIG. 8 schematically shows a case where a leak occurs in the phase Pz other than the detection phase. The contact resistance between the output terminal Pz of the armature winding and the + B potential, for example, the positive side fin of the full-wave rectifier is defined as R1. The contact resistance value R1 is various foreign matters such as salt water, muddy water, dried crystals, and rust.
[0013]
An equivalent circuit when a leak occurs is shown in FIG. The magnitude of the leakage current depends on the state of the detection phase Py. That is, it depends on the ground resistance R2 between the phase Py and the ground. If the resistance R2 is a very small resistance, for example, several Ω, a very large leakage current, for example, a current of several A, immediately flows to the ground via the resistance R2, and drops the potential of the phase Py to the ground potential. When the rotor of the generator rotates in this state, since the magnetization at the previous power generation remains in the field pole constituting the rotor, an alternating voltage is induced due to this residual magnetization. In other words, the power supply is interposed in the leakage current path, and the AC voltage is superimposed on the DC voltage that causes the leakage, and the magnitude of the leakage current changes due to the change in the AC voltage, and the voltage drop of the resistor R2 changes. Then, the AC voltage component is superimposed on the Py phase voltage. The amplitude of this voltage increases in proportion to the rotational speed of the rotor. At this time, the phase Py does not fall below the ground potential, and the voltage signal increases to the positive side in proportion to the rotor speed.
[0014]
Similarly, consider a case where the grounding resistance R2 is relatively large. For example, the resistance R2 is set to several KΩ. In this case, a very small leakage current, for example, a current of several mA flows immediately to the ground via the grounding resistor R2, and the potential of the phase Py jumps to almost the storage battery potential. Strictly speaking, it jumps to a potential determined by the voltage division ratio between the contact resistance R1 and the ground resistance R2. In this state, when the rotor of the generator rotates, an AC voltage caused by residual magnetization is superimposed on the leak-caused voltage. At this time, the phase Py does not exceed the storage battery potential, and the voltage signal increases to the lower side of the storage battery potential in proportion to the rotor speed.
[0015]
Next, consider a case where a leak occurs in the detection phase Py. Similarly, the contact resistance between the output end Py of the armature winding and the + B potential, for example, the positive side fin of the full-wave rectifier is R1.
[0016]
FIG. 12 shows an equivalent circuit when a leak occurs. The magnitude of the leakage current still depends on the state of the detection phase Py. That is, it depends on the grounding resistance R2 between the Py phase and the ground. If the resistance R2 is a very small resistance, for example, several Ω, a very large leak current, for example, a current of several A, immediately flows to the ground via the ground resistance R2, and drops the potential of the phase Py to the ground potential. Strictly speaking, the potential is fixed to a potential determined by the voltage dividing ratio of the resistor R1 and the resistor R2. In this case, since the power source (armature winding) does not intervene in the path of the leakage current, the magnitude of the leakage current does not depend on the armature induced voltage, and therefore the potential of the phase Py does not change even when the rotor rotates. However, when the rotational speed increases and the induced voltage of the armature winding increases, the Pz phase voltage falls below the ground potential by a diode drop, and the signal current i1 flows. The leakage current and the signal current i1 flow through the resistor R2. Will flow and vary due to the voltage drop signal current of resistor R2. Eventually, in order to generate an AC signal that can be detected only by residual magnetization in the presence of a leakage current, the rotational speed needs to be sufficiently high.
[0017]
When the ground resistance R2 is relatively large (for example, several KΩ), an extremely small leakage current, for example, a current of several mA, immediately flows to the ground via the ground resistance R2, and the Py phase potential almost jumps to the storage battery potential. increase. Strictly speaking, it jumps to a potential determined by the voltage division ratio between the contact resistance R1 and the ground resistance R2. When the generator rotor rotates in this state, the signal current i2 does not flow unless the potential of the phase Pz exceeds the potential of the storage battery by a diode drop.
[0018]
After all, even in this case, it is difficult to obtain a detectable AC signal unless the number of rotations is sufficiently high only by residual magnetization in the presence of a leakage current.
[0019]
These problems are addressed by the claims described above.1This can be solved by the described configuration. That is, according to the present configuration, the threshold value of the comparison circuit is switched in synchronization with the on / off of the clamp switch, assuming the case where the leak current occurs and the case where the leak current does not occur. Even when it does not occur, the rotation of the rotor can be reliably detected.
[0020]
Claim2DescriptionSecond inventionThe vehicle AC generator voltage control device ofA rotor having a magnetic pole to generate a rotating magnetic field, a field winding for magnetizing the magnetic pole, an armature winding for inducing an AC voltage by the rotating magnetic field, and rectifying the AC voltage to be mounted on a vehicle A full-wave rectifier circuit that charges the battery, a rotation detection circuit that detects the start of rotation based on the generated voltage of the armature winding, and a voltage that controls the output current of the full-wave rectifier by controlling the energization current In the control device including the control circuit, the rotation detection circuit includes a first threshold value that is higher than a negative potential of the in-vehicle battery and smaller than a half of a nominal voltage of the in-vehicle battery; A second threshold value that is lower than the nominal voltage and greater than one half of the nominal voltage of the onboard battery;The rotation detection circuit includes a clamp switch that clamps an output terminal of the armature winding to a predetermined potential, and the first threshold value and the output voltage of the armature winding when the clamp switch is turned on and off. A first comparison unit that compares both at the time, and a second comparison unit that compares the second threshold value and the output voltage of the armature winding both when the clamp switch is on and when it is off. And detecting the rotation based on the outputs of the two comparison units.
[0021]
This,It is possible to realize a voltage control device for a vehicle alternator that can reliably detect rotation with a residual magnetic flux AC voltage while preventing the configuration from being complicated or the detection timing from being delayed. Furthermore,Clamp switch intermittentlyKawaraSince the residual magnetic flux AC voltage is always determined with two threshold values, the start of rotation can be reliably detected regardless of the operation state of the clamp switch and the presence or absence of the leakage current.
[0022]
Claim3Claims according to the arrangement described1Or2In the vehicle alternator control device described above, a first resistor connected to the output terminal of the armature winding and the low potential terminal of the full-wave rectifier and connected in parallel to the clamp switch Since it has an element, it is possible to detect a reference stable signal and improve detection accuracy.
[0023]
Claim4Claims according to the arrangement described1Thru3The vehicle alternator control device according to any one of the above, further connected in series with the clamp switch and disposed between the output end of the armature winding and the low potential end of the full-wave rectifier. A second resistance element is included.
[0024]
According to this structure, the leak current discharged through the clamp switch can be suppressed, and the safety and life of the clamp switch can be improved.
[0025]
Claim5Claims according to the arrangement described4The vehicle alternator control device described above is further characterized in that the second resistance element has a lower resistance value than the first resistance element.
[0026]
According to this configuration, the leak current can be surely released to the clamp switch side, and the rotation detection when the leak occurs can be more reliably performed.
[0027]
Claim6According to the described configuration,
[0028]
As a result, the output voltage of the armature winding can be increased, so that even if there is a leakage current, the rotation of the rotor can be reliably and promptly detected even when the rotational speed is low.
[0029]
Claim7Claims according to the arrangement described6The voltage control device for a vehicle AC generator described above is further characterized in that the excitation current assist means intermittently performs the excitation current assist energization during the excitation current assist period. Thereby, it is possible to realize reliable rotation detection while suppressing waste of the generated current through the clamp switch.
[0030]
Claim8Claims according to the arrangement described6Or7In the vehicle AC generator voltage control apparatus described above, the excitation current assisting means prohibits the next excitation current assist energization for a longer time than the excitation current assist period after the excitation current assist period ends. It is characterized by.
[0031]
Thereby, the waste of a vehicle-mounted battery can be suppressed.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the voltage control apparatus for a vehicle alternator according to the present invention will be described with reference to the following examples.
[0033]
[Example 1]
The apparatus of Example 1 is demonstrated with reference to FIG. FIG. 1 is a block circuit diagram of the vehicle alternator of this embodiment.
[0034]
(overall structure)
DESCRIPTION OF
[0035]
[0036]
Since this type of voltage control device for an AC generator for a vehicle is well known except for the main
[0037]
(Configuration of sub power circuit 65)
An example of the sub
[0038]
[0039]
81 and 73 are comparators, and a first threshold voltage Vth1 higher than the negative potential of the in-
[0040]
The Y-phase output voltage Py of the armature winding 3 is applied to the + input ends of both the
[0041]
When there is no leakage current, the
[0042]
When a leak current of several mA to several + mA flows into the
[0043]
Eventually, regardless of the presence or absence of a leakage current, the
[0044]
[Example 2]
Another embodiment of the apparatus of the present invention will be described below. In this embodiment, the circuit of the sub
[0045]
(Configuration of sub power circuit 65)
FIG. 3 is a circuit diagram of the sub power supply circuit of this embodiment.
[0046]
71 is an input terminal for inputting the Y-phase terminal voltage of the armature winding 3, and 72 is a threshold selection circuit for setting the first and second thresholds. The
[0047]
When the
[0048]
74 is a counter circuit that counts the number of output pulses of the
[0049]
(Description of operation)
The operation of the sub
[0050]
When the
[0051]
Thereafter, when the predetermined period elapses, the
[0052]
The
[0053]
(Rotation detection operation during clamp period)
The rotation detection operation during the clamp period will be described below.
[0054]
When there is no leakage current, the rotation starts, and when Py exceeds Vref, the
[0055]
When the leak current flows into the
[0056]
Therefore, in the rotation stop state, the
[0057]
If the rotor is rotating, the residual magnetic flux AC voltage is input to the
[0058]
Eventually, the
[0059]
The leakage current flowing into the armature winding 3 from the high potential line falls to the ground through the above (wiring resistance + armature winding resistance) and the ON resistance of the
[0060]
(Rotation detection operation during non-clamping period)
The sub
[0061]
In this state, if there is a leakage current, the current path through the
[0062]
When the rotor rotates in this state and a residual magnetic flux AC voltage is generated, the Y-phase output voltage Py varies positively and negatively with respect to the battery voltage, crosses the second threshold voltage, and the
[0063]
Eventually, according to this embodiment, the
[0064]
(Example effect)
As described above, according to the present embodiment, the
[0065]
As a result, not only when there is no leakage current, but also when there is a leakage current (in fact, this case is overwhelmingly large), it is possible to reliably detect rotation because it has escaped to ground. . In addition, since the clamp switch is not always turned on, the problem that the armature current is bypassed to the ground and lost after power generation is started can be improved, and the practicality is excellent. Further, it is possible to eliminate the communication line that notifies the vehicle that the ignition switch is turned on, and the wiring configuration can be simplified.
[0066]
(Modification)
In the above embodiment, the
[0067]
[Example 3]
FIG. 5 shows a third embodiment which is a modification of the second embodiment described above.
[0068]
In this modification, a
[0069]
The
[0070]
The operation will be described.
[0071]
(Rotation detection operation during clamp period)
The rotation detection operation during the clamp period will be described below.
[0072]
When there is no leakage current, the
[0073]
When the leak current flows into the
[0074]
Eventually, the
[0075]
Next, in this clamping period, the
[0076]
(Rotation detection operation during non-clamping period)
During the non-clamping period, the
[0077]
On the other hand, the
[0078]
After all, in both the clamp period and the non-clamp period, one of the
[0079]
Also in this embodiment, the on-period of the clamp switch 760 can be relatively shortened compared to the non-clamp period, and the output loss after the power generation rises can be reduced.
[0080]
Further, when the rectified value of the generated voltage is sufficiently large, a circuit that does not turn on the clamp switch can be added to further reduce the output loss.
[0081]
(Modification)
In addition, it is possible to energize the field winding 5 in a predetermined period that overlaps the ON period of the
[0082]
In this case, the rotor is not rotating, and as the Y-phase output voltage Py rises due to the leakage current, the
[0083]
[Example 4]
The apparatus of Example 4 is demonstrated below with reference to FIG. In this embodiment, a
[0084]
That is, the
[0085]
As a result, the power generation voltage can be increased by assisting energization of the field winding 5 with the excitation current immediately after the rotation is detected, so that the signal detection accuracy can be improved.
[0086]
[Example 5]
The apparatus of Example 5 is demonstrated below with reference to FIG. In this embodiment, a
[0087]
That is, if the
[0088]
As a result, the power generation voltage can be increased by assisting energization of the exciting current to the field winding 5 immediately after the rotation is detected, so that the signal detection accuracy can be improved.
[0089]
In this embodiment, after the rotation is detected by the
[0090]
As a result, the
[0091]
In the fourth and fifth embodiments described above, the excitation current assist occurs even when the leakage current increases, but the period (excitation current assist period) is a predetermined short time determined by the
[0092]
[Modification]
In the
[0093]
Thereby, current waste due to energization of excitation current can be suppressed.
[0094]
This type of timer function is well known and can be easily realized by software, and the circuit configuration of the timer circuit is not shown.
[0095]
[Modification]
In each of the above-described embodiments, a vehicle AC having a field winding rotary synchronous generator configuration that generates a rotating magnetic field by supplying a field current to a field winding wound around a rotor through a brush and a slip ring. Although the case where the present invention is applied to a generator has been described, the present invention can also be applied to a field winding fixed synchronous generator configuration in which a field winding is wound around a stator core.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block circuit diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a sub power supply circuit according to the first embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a sub power supply circuit according to a second embodiment.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the second embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a sub power supply circuit according to a third embodiment.
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a sub power supply circuit according to a fourth embodiment.
7 is a circuit diagram showing a modification of the fifth embodiment. FIG.
FIG. 8 is a schematic explanatory diagram showing a signal generation state when a conventional leakage current is generated.
FIG. 9 is a schematic explanatory diagram illustrating a signal generation state when a conventional leakage current is generated.
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram illustrating a signal generation state when a conventional leakage current is generated.
FIG. 11 is a schematic explanatory diagram illustrating a signal generation state when a conventional leakage current is generated.
FIG. 12 is a schematic explanatory diagram showing a signal generation state when a conventional leakage current is generated.
FIG. 13 is a schematic explanatory diagram illustrating a signal generation state when a conventional leakage current is generated.
FIG. 14 is a schematic explanatory diagram illustrating a signal generation state when a conventional leakage current is generated.
[Explanation of symbols]
1 Vehicle generator
3 Armature winding
5 Field winding
6 Voltage controller
63 Voltage control circuit
64 Main power circuit
65 Sub power circuit
71 Threshold selection circuit
73, 79, 81 Comparator
74 Counter circuit
76 Clamp switch
Claims (8)
前記回転検出回路は、
前記車載バッテリの負極電位より高く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも小さい第1のしきい値と、前記車載バッテリの公称電圧よりも低く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも大きい第2のしきい値と、
前記電機子巻線の出力端を所定電位にクランプするクランプスイッチと、
前記第1のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオン時に比較し、かつ、前記第2のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオフ時に比較して前記回転子の回転を検出する比較回路と、
を備えることを特徴とする車両用交流発電機の電圧制御装置。A rotor having a magnetic pole to generate a rotating magnetic field, a field winding for magnetizing the magnetic pole, an armature winding for inducing an AC voltage by the rotating magnetic field, and rectifying the AC voltage to be mounted on a vehicle A full-wave rectifier circuit that charges the battery, a rotation detection circuit that detects the start of rotation based on the generated voltage of the armature winding, and a voltage that controls the output current of the full-wave rectifier by controlling the energization current in Ru control device and a control circuit,
The rotation detection circuit includes:
A first threshold value that is higher than the negative potential of the in-vehicle battery and less than one half of the nominal voltage of the in-vehicle battery; and less than a nominal voltage of the in-vehicle battery; a second threshold value greater than 1,
A clamp switch for clamping the output end of the armature winding to a predetermined potential;
The first threshold value and the output voltage of the armature winding are compared when the clamp switch is turned on, and the second threshold value and the output voltage of the armature winding are compared with the clamp switch. A comparison circuit for detecting the rotation of the rotor as compared to when the motor is off;
Voltage control apparatus for a vehicle alternator, characterized in that it comprises a.
前記回転検出回路は、
前記車載バッテリの負極電位より高く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも小さい第1のしきい値と、前記車載バッテリの公称電圧よりも低く、前記車載バッテリの公称電圧の2分の1よりも大きい第2のしきい値とを備え、
更に、前記電機子巻線の出力端を所定電位にクランプするクランプスイッチと、
前記第1のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオン時及びオフ時の両方において比較する第一比較部と、
前記第2のしきい値と前記電機子巻線の出力電圧とを前記クランプスイッチのオン時及びオフ時の両方において比較する第二比較部とを有し、
前記両比較部の出力に基づいて回転を検出することを特徴とする車両用交流発電機の電圧制御装置。 A rotor having a magnetic pole to generate a rotating magnetic field, a field winding for magnetizing the magnetic pole, an armature winding for inducing an AC voltage by the rotating magnetic field, and rectifying the AC voltage to be mounted on a vehicle A full-wave rectifier circuit that charges the battery, a rotation detection circuit that detects the start of rotation based on the generated voltage of the armature winding, and a voltage that controls the output current of the full-wave rectifier by controlling the energization current In a control device comprising a control circuit,
The rotation detection circuit includes:
A first threshold value that is higher than the negative potential of the in-vehicle battery and less than one half of the nominal voltage of the in-vehicle battery; and less than a nominal voltage of the in-vehicle battery; A second threshold value greater than 1,
Furthermore, a clamp switch for clamping the output end of the armature winding to a predetermined potential;
A first comparison unit that compares the first threshold value and the output voltage of the armature winding both when the clamp switch is on and when it is off;
A second comparison unit that compares the second threshold value and the output voltage of the armature winding both when the clamp switch is on and when it is off;
A voltage control device for an AC generator for a vehicle, wherein rotation is detected based on outputs of both the comparison units.
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