JP6406143B2

JP6406143B2 - Rotating electric machine for vehicles

Info

Publication number: JP6406143B2
Application number: JP2015135855A
Authority: JP
Inventors: 誠也中西; 敏典丸山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2035-07-07
Also published as: JP2017022790A; DE102016112286A1

Description

本発明は、発電機能を有する車両用回転電機に関する。 The present invention relates to a vehicular rotating electrical machine having a power generation function.

発電機能を有する車両用回転電機は、出力端子に接続された配線を介して、各種の電気負荷やバッテリに電力を供給する。車両用回転電機の発電作動時に、配線が出力端子やバッテリ端子から外れると、ロードダンプと呼ばれる過渡的な高電圧が発生する。このようなロードダンプの発生時には、固定子巻線に蓄積されたエネルギーが消滅するまで、スイッチング素子をオンオフして高電圧を抑制するロードダンプ保護技術が提案されている。 A vehicular rotating electrical machine having a power generation function supplies power to various electric loads and batteries via wiring connected to an output terminal. During the power generation operation of the vehicular rotating electrical machine, if the wiring is disconnected from the output terminal or the battery terminal, a transient high voltage called a load dump is generated. When such a load dump occurs, load dump protection technology has been proposed in which the switching element is turned on and off to suppress a high voltage until the energy accumulated in the stator windings disappears.

例えば、特許文献１に記載の車両用回転電機では、ロードダンプ保護動作を開始した直後に出力電圧が第１閾値電圧から第２閾値電圧まで低下する時間と、第２閾値電圧から第１閾値電圧まで上昇する時間とを実際に測定している。そして、上記車両用回転電機では、それ以後のスイッチング素子のオンオフ時間を実際に測定した時間よりも短くすることにより、ロードダンプ発生時に配線に残存する負荷の大きさに関係なく、ロードダンプ保護動作中の出力電圧変動を小さくしている。さらに、上記車両用回転電機では、固定子巻線に蓄積されたエネルギーが消滅した時点でロードダンプ保護を終了し、通常の整流動作に復帰している。 For example, in the rotating electrical machine for a vehicle described in Patent Document 1, the time during which the output voltage decreases from the first threshold voltage to the second threshold voltage immediately after the start of the load dump protection operation, and the second threshold voltage to the first threshold voltage. The time to rise up to is actually measured. In the above-mentioned vehicular rotating electrical machine, the load dump protection operation is performed regardless of the load remaining in the wiring when the load dump occurs by shortening the on / off time of the subsequent switching element from the actually measured time. The output voltage fluctuation is reduced. Further, in the above-described vehicular rotating electrical machine, when the energy accumulated in the stator windings disappears, the load dump protection is terminated and the normal rectifying operation is resumed.

特開２０１５−６５７８８号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-65788

一般に、車両用回転電機は、始動時にエンジンの負荷を徐々に増加させるため、発電量を徐々に増加させる始動時徐励を行う。ロードダンプ発生に起因してロードダンプ保護終了後に始動時徐励が実施されると、発電電力よりも負荷の消費電力の方が大きくなって、車両用回転電機の出力電圧が低下することがある。出力電圧が低下すると、発電制御装置等の電源を維持できなくなり、発電が停止に至るおそれがある。 Generally, a vehicular rotating electrical machine performs start-up gradual excitation that gradually increases a power generation amount in order to gradually increase an engine load at the time of start-up. If start-up gradual excitation is performed after the end of load dump protection due to the occurrence of load dump, the power consumption of the load may be greater than the generated power, and the output voltage of the vehicular rotating electrical machine may decrease. . When the output voltage decreases, the power source of the power generation control device or the like cannot be maintained, and power generation may stop.

本発明は、上記実情に鑑み、ロードダンプ保護動作の終了後に、徐励の実施を抑制可能な車両用回転電機を提供することを主たる目的とする。 In view of the above circumstances, it is a primary object of the present invention to provide a vehicular rotating electrical machine that can suppress the implementation of gradual excitation after the end of a load dump protection operation.

第１の発明は、回転軸が内燃機関の回転軸に接続される車両用回転電機であって、回転子の界磁極を磁化させる界磁巻線と、前記界磁極によって発生する回転磁界により交流電圧を発生する複数相の電機子巻線と、上アーム及び下アームを有し、前記上アーム及び前記下アームの少なくとも一方がスイッチング素子で構成されたブリッジ回路であって、前記電機子巻線の誘起電圧を整流して出力する整流回路と、前記界磁巻線に供給する励磁電流を調整して、前記整流回路の出力電圧を制御する発電制御装置と、前記スイッチング素子のオンオフを制御するスイッチング制御装置と、を備え、前記発電制御装置は、前記発電制御装置のリセット又は前記内燃機関の始動を検出し、且つ前記回転子の回転速度が所定回転速度よりも低い場合に、所定の徐励期間、発電量を徐々に上げる徐励を実施する徐励部を備え、前記スイッチング制御装置は、前記出力電圧が第１閾値を超えた場合に、ロードダンプの発生を検出する検出部と、前記出力電圧が前記第１閾値を超えた場合に、前記上アーム及び前記下アームの一方の前記スイッチング素子をオン状態にするとともに、前記出力電圧が前記第１閾値よりも低い第２閾値まで低下した場合に、前記一方のスイッチング素子をオフ状態にする保護部と、前記検出部により前記ロードダンプの発生が検出された場合に、前記所定回転速度よりも高い回転速度の疑似信号を前記発電制御装置へ出力する疑似信号部と、を備える、ことを特徴とする。 A first aspect of the present invention is a vehicular rotating electrical machine in which a rotating shaft is connected to a rotating shaft of an internal combustion engine, and a field winding for magnetizing a field pole of a rotor and an alternating current by a rotating magnetic field generated by the field pole. A bridge circuit having a plurality of armature windings for generating a voltage, an upper arm and a lower arm, and at least one of the upper arm and the lower arm is constituted by a switching element, the armature winding A rectifier circuit that rectifies and outputs an induced voltage of the power supply, a power generation control device that controls an output voltage of the rectifier circuit by adjusting an excitation current supplied to the field winding, and controls on / off of the switching element A switching control device, wherein the power generation control device detects reset of the power generation control device or start of the internal combustion engine, and when the rotational speed of the rotor is lower than a predetermined rotational speed, A gradual excitation unit that performs gradual excitation for gradually increasing the power generation amount during a fixed gradual excitation period, and the switching control device includes a detection unit that detects the occurrence of a load dump when the output voltage exceeds a first threshold value. When the output voltage exceeds the first threshold, the switching element of one of the upper arm and the lower arm is turned on, and the output voltage reaches a second threshold lower than the first threshold. In the case of a decrease, when the generation of the load dump is detected by the protection unit that turns off the one switching element and the detection unit, a pseudo signal having a rotational speed higher than the predetermined rotational speed is generated. And a pseudo signal unit for outputting to the control device.

第１の発明によれば、発電制御装置のリセット又は内燃機間の始動が検出され、且つ回転子の回転速度が所定回転速度よりも低い場合に、所定の徐励期間、徐励が実施される。これにより、エンジンの回転速度を安定させることができる。また、出力電圧が第１閾値を超えた場合に、ロードダンプの発生が検出される。そして、出力電圧が第１閾値を超えた場合に、上アーム及び下アームの一方のスイッチング素子がオン状態にされ、出力電圧が第２閾値まで低下した場合に、スイッチング素子がオフ状態にされる。すなわち、ロードダンプ保護動作が実施される。これにより、出力電圧が低下しすぎて界磁巻線が再励磁されることを抑制しつつ、出力電圧を抑制することができる。 According to the first invention, when the reset of the power generation control device or the start between the internal combustion engines is detected and the rotation speed of the rotor is lower than the predetermined rotation speed, the gradual excitation is performed for a predetermined gradual excitation period. . Thereby, the rotational speed of the engine can be stabilized. In addition, when the output voltage exceeds the first threshold, occurrence of a load dump is detected. When the output voltage exceeds the first threshold value, one of the switching elements of the upper arm and the lower arm is turned on, and when the output voltage drops to the second threshold value, the switching element is turned off. . That is, the load dump protection operation is performed. Thereby, it is possible to suppress the output voltage while suppressing the output voltage from being excessively lowered and re-exciting the field winding.

ここで、ロードダンプ発生に起因して、発電制御装置がリセットされ、内燃機関の始動が誤検出されたりすることがある。その場合、ロードダンプ保護動作の終了時に、回転子の回転速度が所定回転速度よりも低くなっていると、内燃機関の始動時でないにもかかわらず、徐励が実施されるおそれがある。この点、ロードダンプの発生が検出された場合に、所定回転速度よりも高い回転速度の疑似信号が発電制御装置へ出力される。これにより、ロードダンプ保護動作の終了時に、実際の回転速度が所定回転速度よりも低くなっている場合でも、所定回転速度よりも高い回転速度と認識される。したがって、ロードダンプ保護動作を終了して発電を再開した際に、徐励が実施されることを抑制できる。 Here, due to the occurrence of the load dump, the power generation control device may be reset and the start of the internal combustion engine may be erroneously detected. In this case, if the rotational speed of the rotor is lower than the predetermined rotational speed at the end of the load dump protection operation, the slow excitation may be performed even when the internal combustion engine is not started. In this regard, when occurrence of a load dump is detected, a pseudo signal having a rotational speed higher than a predetermined rotational speed is output to the power generation control device. Thereby, at the end of the load dump protection operation, even when the actual rotational speed is lower than the predetermined rotational speed, it is recognized as a rotational speed higher than the predetermined rotational speed. Therefore, when the load dump protection operation is finished and the power generation is restarted, it is possible to suppress the gradual excitation.

第２の発明は、前記発電制御装置は、前記出力電圧が所定電圧よりも低くなった場合に、前記徐励をキャンセルするキャンセル部と、前記発電制御装置のリセット又は前記内燃機関の始動が検出されてから所定期間、前記キャンセル部による前記徐励のキャンセルを無効化する無効化部と、を備え、前記疑似信号部は、前記キャンセル部によるキャンセル機能が有効になるまで、前記疑似信号を前記発電制御装置へ送信する、ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the power generation control device detects a cancellation unit that cancels the gradual excitation when the output voltage becomes lower than a predetermined voltage, and reset of the power generation control device or start of the internal combustion engine. An invalidation unit that invalidates cancellation of the gradual excitation by the cancellation unit for a predetermined period of time, and the pseudo signal unit outputs the pseudo signal until the cancel function by the cancellation unit is enabled. It transmits to a power generation control apparatus, It is characterized by the above-mentioned.

第２の発明によれば、発電制御装置のリセット又は内燃機関の始動が検出されてから所定期間経過するまでの間は、出力電圧が所定電圧よりも低くなっても、徐励が停止されないため、低負荷の状態でエンジンを確実に始動させることができる。ただし、ロードダンプの発生が検出された場合には、キャンセル機能が有効になるまで、疑似信号が出力される。よって、ロードダンプの発生に起因して、発電制御装置がリセットされ、内燃機関の始動が誤検出されたりした場合でも、ロードダンプ保護動作の終了後に、徐励が実施されることを抑制できる。また、徐励のキャンセル機能が有効になった後は、出力電圧が所定電圧よりも低下すれば徐励が停止されるため、出力電圧が所定電圧よりも低下することがない。よって、出力電圧の低下を抑制して、発電停止を抑制できる。 According to the second aspect of the present invention, since the reset of the power generation control device or the start of the internal combustion engine is detected and until the predetermined period elapses, the gradual excitation is not stopped even if the output voltage becomes lower than the predetermined voltage. The engine can be reliably started in a low load state. However, when the occurrence of a load dump is detected, a pseudo signal is output until the cancel function is enabled. Therefore, even when the power generation control device is reset due to the occurrence of the load dump and the start of the internal combustion engine is erroneously detected, it is possible to suppress the slow excitation after the load dump protection operation is completed. In addition, after the gradual excitation cancel function is enabled, the gradual excitation is stopped if the output voltage falls below the predetermined voltage, so that the output voltage does not fall below the predetermined voltage. Therefore, a decrease in output voltage can be suppressed, and power generation can be stopped.

第３の発明は、前記発電制御装置は、前記回転子の回転速度を検出する速度検出端子を備え、前記スイッチング制御装置は、前記疑似信号を出力する信号出力端子を備え、前記速度検出端子は、前記電機子巻線の一端と抵抗を介して接続されているとともに、前記信号出力端子と接続されている、ことを特徴とする。 In a third aspect of the invention, the power generation control device includes a speed detection terminal that detects a rotation speed of the rotor, the switching control device includes a signal output terminal that outputs the pseudo signal, and the speed detection terminal is The armature winding is connected to one end of the armature winding via a resistor and to the signal output terminal.

第３の発明によれば、発電制御装置の速度検出端子には、電機子巻線の相電圧に疑似信号が重畳した信号が入力される。これにより、発電制御装置は、疑似信号を読み取って、所定回転速度よりも高い回転速度を検出することができる。また、速度検出端子には、抵抗を介して相電圧が入力されるため、スイッチング制御装置の一部の素子が故障した場合でも、発電制御装置は、相電圧を検出して発電制御を継続することができる。 According to the third invention, a signal obtained by superimposing a pseudo signal on the phase voltage of the armature winding is input to the speed detection terminal of the power generation control device. Thereby, the power generation control device can detect the rotational speed higher than the predetermined rotational speed by reading the pseudo signal. In addition, since the phase voltage is input to the speed detection terminal via the resistor, the power generation control device continues the power generation control by detecting the phase voltage even when some element of the switching control device fails. be able to.

第４の発明は、前記スイッチング制御装置は、前記電機子巻線の相電圧を出力する第１経路と、前記疑似信号を出力する第２経路と、を備え、前記疑似信号部は、前記検出部により前記ロードダンプの発生が検出された場合に、前記第１経路と前記発電制御装置との接続を切断するとともに、前記第２経路と前記発電制御装置とを接続させる、ことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the switching control device includes a first path that outputs a phase voltage of the armature winding, and a second path that outputs the pseudo signal, and the pseudo signal unit is configured to detect the detection signal. When the occurrence of the load dump is detected by the unit, the connection between the first path and the power generation control device is disconnected and the second path and the power generation control device are connected. .

第４の発明によれば、ロードダンプの発生時には、第１経路と発電制御装置との接続が切断されるとともに、第２経路と発電制御装置とが接続され、発電制御装置に、相電圧の代わりに疑似信号が入力される。この場合、疑似信号が発電制御へ直接入力されるため、理想的な波形の疑似信号が読み取られる。よって、回転速度の誤検出を抑制できる。また、電機子巻線と発電制御装置との間に抵抗を接続する必要がない。一般に、モジュール外に抵抗を接続する場合、溶接や防水等の加工の手間がかかり、製造コストが増加する。この点、電気子巻線と発電制御装置との間、すなわちモジュール外に抵抗を接続する必要がないため、製造時の加工の手間及び製造コストを低減することができる。 According to the fourth invention, when the load dump occurs, the connection between the first path and the power generation control device is disconnected, and the second path and the power generation control device are connected. Instead, a pseudo signal is input. In this case, since the pseudo signal is directly input to the power generation control, the pseudo signal having an ideal waveform is read. Therefore, erroneous detection of the rotation speed can be suppressed. Further, it is not necessary to connect a resistor between the armature winding and the power generation control device. In general, when a resistor is connected outside the module, processing such as welding and waterproofing is required, and the manufacturing cost increases. In this respect, since there is no need to connect a resistor between the armature winding and the power generation control device, that is, outside the module, it is possible to reduce the labor and manufacturing cost during manufacturing.

第１実施形態に係る車両用発電機の構成を示す図。The figure which shows the structure of the generator for vehicles which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る発電制御装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the electric power generation control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る整流器モジュールの構成を示す図。The figure which shows the structure of the rectifier module which concerns on 1st Embodiment. 負荷遮断時における負サージの発生を示す図。The figure which shows generation | occurrence | production of the negative surge at the time of load interruption | blocking. 従来の負荷遮断時における、（ａ）出力電圧、出力端コンデンサ電圧、及び相電圧、（ｂ）下スイッチの駆動信号、（ｃ）レギュレータ電圧のタイムチャート。(A) Output voltage, output-end capacitor voltage and phase voltage, (b) Lower switch drive signal, and (c) Regulator voltage time chart at the time of conventional load interruption. 第１実施形態の負荷遮断時における、（ａ）出力電圧、出力端コンデンサ電圧、及び相電圧、（ｂ）下スイッチの駆動信号、（ｃ）疑似信号、（ｄ）レギュレータ電圧のタイムチャート。The time chart of (a) output voltage, output terminal capacitor voltage, and phase voltage, (b) driving signal of lower switch, (c) pseudo signal, and (d) regulator voltage at the time of load interruption of the first embodiment. 第１実施形態に係る信号出力部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the signal output part which concerns on 1st Embodiment. （ａ）相電圧、（ｂ）疑似信号を示す図。The figure which shows (a) phase voltage and (b) pseudo | simulation signal. 第１実施形態において、発電制御装置に入力される信号を示す図。The figure which shows the signal input into a power generation control apparatus in 1st Embodiment. ロードダンプ保護動作の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of load dump protection operation | movement. 第２実施形態に係る信号出力部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the signal output part which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態において、発電制御装置に入力される信号を示す図。The figure which shows the signal input into a power generation control apparatus in 2nd Embodiment.

以下、車両用回転電機を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る車両用回転電機は、車両用発電機として具現化することを想定している。 Hereinafter, embodiments embodying a rotating electrical machine for a vehicle will be described with reference to the drawings. The vehicular rotating electrical machine according to the present embodiment is assumed to be embodied as a vehicular generator.

（第１実施形態）
まず、本実施形態に係る車両用発電機の構成について、図１を参照して説明する。本実施形態に係る車両用発電機１０は、２つの電機子巻線１１，１２、界磁巻線１４、２つの整流器モジュール群１５，１６、発電制御装置１７、及びツェナーダイオード１８、を備えている。 (First embodiment)
First, the configuration of the vehicular generator according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The vehicle generator 10 according to the present embodiment includes two armature windings 11 and 12, a field winding 14, two rectifier module groups 15 and 16, a power generation control device 17, and a Zener diode 18. Yes.

電機子巻線１１は、複数相の固定子巻線、具体的にはＸ相巻線、Ｙ相巻線及びＺ相巻線からなる３相巻線であり、固定子鉄心（図略）に巻装されている。同様に、電機子巻線１２は、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線からなる３相の固定子巻線である。電機子巻線１２は、電機子巻線１１に対して、電気角３０度ずらした位置に巻装されている。本実施形態では、電機子巻線１１，１２及び固定子鉄心によって、固定子が構成されている。 The armature winding 11 is a multi-phase stator winding, specifically, a three-phase winding composed of an X-phase winding, a Y-phase winding, and a Z-phase winding, and a stator core (not shown). It is wound. Similarly, the armature winding 12 is a three-phase stator winding composed of a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding. The armature winding 12 is wound at a position shifted from the armature winding 11 by an electrical angle of 30 degrees. In the present embodiment, the stator is constituted by the armature windings 11 and 12 and the stator core.

界磁巻線１４は、固定子鉄心の内周側に対向配置された界磁極（図略）に巻装されて回転子を構成している。回転子の回転軸１４０は、プーリー等を介してエンジン２００（内燃機関）に接続されている。界磁巻線１４に励磁電流を流すことにより、界磁極が磁化される。そして、磁化された界磁極により発生する回転磁界によって、電機子巻線１１，１２に交流電圧が発生する。 The field winding 14 is wound around a field pole (not shown) arranged opposite to the inner peripheral side of the stator core to constitute a rotor. The rotating shaft 140 of the rotor is connected to the engine 200 (internal combustion engine) via a pulley or the like. By passing an excitation current through the field winding 14, the field pole is magnetized. An AC voltage is generated in the armature windings 11 and 12 by the rotating magnetic field generated by the magnetized field pole.

整流器モジュール群１５は、整流器モジュール１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚから構成されている。整流器モジュール１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚは、それぞれ、２個のＭＯＳトランジスタの直列体と、２つのＭＯＳトランジスタのオンオフを制御する制御回路５４とを含む。整流器モジュール１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚは、それぞれ、電機子巻線１１のＸ相巻線，Ｙ相巻線，Ｚ相巻線に接続されている。整流器モジュール１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚに含まれる６個のＭＯＳトランジスタから、図４に示すように、上アーム及び下アームを有する三相のブリッジ回路であり、電機子巻線１１，１２に発生する誘起電圧を整流する整流回路１５Ａが構成される。この整流回路１５Ａは、電機子巻線１１から出力される交流電圧を整流して出力端子であるＢ端子から出力する。なお、整流器モジュール１５Ｘの詳細な構成は後述する。 The rectifier module group 15 includes rectifier modules 15X, 15Y, and 15Z. Each of the rectifier modules 15X, 15Y, and 15Z includes a series body of two MOS transistors and a control circuit 54 that controls on / off of the two MOS transistors. The rectifier modules 15X, 15Y, and 15Z are connected to the X-phase winding, Y-phase winding, and Z-phase winding of the armature winding 11, respectively. As shown in FIG. 4, the rectifier module 15X, 15Y, 15Z is a three-phase bridge circuit having an upper arm and a lower arm, and induction generated in the armature windings 11, 12 A rectifier circuit 15A for rectifying the voltage is configured. This rectifier circuit 15A rectifies the AC voltage output from the armature winding 11 and outputs it from the B terminal which is an output terminal. The detailed configuration of the rectifier module 15X will be described later.

同様に、整流器モジュール群１６は、電機子巻線１２のＵ相巻線，Ｖ相巻線，Ｗ相巻線に接続される整流器モジュール１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗから構成されている。そして、整流器モジュール１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗに含まれる６個のＭＯＳトランジスタから、上アーム及び下アームを有する三相のブリッジ回路である整流回路（図略）が構成される。この整流回路は、電機子巻線１２から出力される交流電圧を整流して出力端子Ｂから出力する。 Similarly, the rectifier module group 16 includes rectifier modules 16U, 16V, and 16W connected to the U-phase winding, the V-phase winding, and the W-phase winding of the armature winding 12. The six MOS transistors included in the rectifier modules 16U, 16V, and 16W form a rectifier circuit (not shown) that is a three-phase bridge circuit having an upper arm and a lower arm. This rectifier circuit rectifies the AC voltage output from the armature winding 12 and outputs it from the output terminal B.

発電制御装置１７は、車両用発電機１０の出力電圧Ｖｂ（整流器モジュール群１５，１６に含まれる整流回路の出力電圧）と、調整電圧Ｖｒｅｆとの比較に基づいて、Ｆ端子を介して接続された界磁巻線１４に供給する励磁電流を制御する。すなわち、発電制御装置１７は、出力電圧Ｖｂが調整電圧Ｖｒｅｆになるように、励磁電流を調整する。なお、発電制御装置１７の詳細な構成は後述する。 The power generation control device 17 is connected via the F terminal based on a comparison between the output voltage Vb of the vehicle generator 10 (the output voltage of the rectifier circuit included in the rectifier module groups 15 and 16) and the adjustment voltage Vref. The exciting current supplied to the field winding 14 is controlled. That is, the power generation control device 17 adjusts the excitation current so that the output voltage Vb becomes the adjustment voltage Vref. The detailed configuration of the power generation control device 17 will be described later.

ツェナーダイオード１８は、整流器モジュール群１５、１６の出力端子間、すなわちＢ端子とグランドに接続されたＥ端子との間に接続されている。詳しくは、ツェナーダイオード１８のカソードがＢ端子に接続されており、アノードがＥ端子に接続されている。 The Zener diode 18 is connected between the output terminals of the rectifier module groups 15 and 16, that is, between the B terminal and the E terminal connected to the ground. Specifically, the cathode of the Zener diode 18 is connected to the B terminal, and the anode is connected to the E terminal.

車両用発電機１０の出力端子であるＢ端子には、配線２５の一端が接続されている。配線２５の他の一端は、バッテリ４０の正極端子に接続されている。すなわち、配線２５は、Ｂ端子とバッテリ４０の正極端子とを接続する電気配線である。配線２５には、出力端コンデンサ２０及び負荷３１の第１端が接続されている。また、バッテリ４０の正極端子には、配線２５とは異なる配線により負荷３２の第１端が接続されている。負荷３１，３２は、ワイパー、空調装置、ヘッドライト、各種ＩＣ、ＥＣＵ等の車載電気負荷である。バッテリ４０の負極端子、出力端コンデンサ２０及び負荷３１,３２の第２端は、グランドに接続されている。車両用発電機１０の出力電圧Ｖｂは、配線２５やその他の配線を介して、バッテリ４０や負荷３１,３２に供給される。 One end of the wiring 25 is connected to the B terminal which is an output terminal of the vehicle generator 10. The other end of the wiring 25 is connected to the positive terminal of the battery 40. That is, the wiring 25 is an electrical wiring that connects the B terminal and the positive terminal of the battery 40. The wiring 25 is connected to the output end capacitor 20 and the first end of the load 31. Further, the first end of the load 32 is connected to the positive terminal of the battery 40 by a wire different from the wire 25. The loads 31 and 32 are in-vehicle electric loads such as wipers, air conditioners, headlights, various ICs, and ECUs. The negative terminal of the battery 40, the output end capacitor 20, and the second ends of the loads 31 and 32 are connected to the ground. The output voltage Vb of the vehicular generator 10 is supplied to the battery 40 and the loads 31 and 32 via the wiring 25 and other wirings.

次に、発電制御装置１７について、図２を参照して説明する。発電制御装置１７は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子７１、還流ダイオード７２、抵抗７３、７４、電圧比較回路７５、励磁電流制御回路７６、回転検出回路７７、通信回路７８及、電源回路７９及びコンデンサ８０を備える。また、発電制御装置１７は、Ｂ端子（出力端子）、Ｆ端子（励磁駆動端子）、Ｐ端子（相電圧検出端子）、及びＬ端子（通信端子）を備える。 Next, the power generation control device 17 will be described with reference to FIG. The power generation control device 17 includes an N-channel MOSFET switching element 71, freewheeling diode 72, resistors 73 and 74, a voltage comparison circuit 75, an excitation current control circuit 76, a rotation detection circuit 77, a communication circuit 78, a power supply circuit 79, and a capacitor. 80. The power generation control device 17 includes a B terminal (output terminal), an F terminal (excitation drive terminal), a P terminal (phase voltage detection terminal), and an L terminal (communication terminal).

電源回路７９は、Ｂ端子の電圧を用いて、発電制御装置１７に含まれる各回路に動作電源を供給する。通信回路７８は、Ｌ端子を介して外部の制御装置であるＥＣＵ１００とシリアル通信を行い、ＥＣＵ１００から送信された調整電圧Ｖｒｅｆ等を受信する。 The power supply circuit 79 supplies operating power to each circuit included in the power generation control device 17 using the voltage at the B terminal. The communication circuit 78 performs serial communication with the ECU 100, which is an external control device, via the L terminal, and receives the adjustment voltage Vref and the like transmitted from the ECU 100.

発電制御装置１７は、後述するロードダンプの発生に起因して、車両用発電機１０の出力電圧Ｖｂが急激に落ち込んだ場合、すなわち、Ｂ端子の電圧が急激に低下した場合に、コンデンサ８０の容量が比較的小さい場合、出力電圧Ｖｂが落ち込んだ際に電源電圧が不足して、発電制御装置１７は自動的にリセットする。また、発電制御装置１７は、エンジン２００の始動に伴い出力電圧Ｖｂが急激に落ち込んだ場合や、エンジン２００の始動を判断した場合に、リセットされる。 When the output voltage Vb of the vehicular generator 10 suddenly drops due to the occurrence of a load dump, which will be described later, that is, when the voltage at the B terminal drops rapidly, When the capacity is relatively small, when the output voltage Vb drops, the power supply voltage becomes insufficient and the power generation control device 17 is automatically reset. Further, the power generation control device 17 is reset when the output voltage Vb suddenly drops as the engine 200 is started or when it is determined that the engine 200 is started.

スイッチング素子７１及び還流ダイオード７２は、それぞれＢ端子とＦ端子、Ｆ端子とＥ端子との間に、接続されている。抵抗７３，７４は、Ｂ端子とＥ端子との間に直列に接続されて分圧回路を構成し、出力電圧Ｖｂを分圧した電圧を、電圧比較回路７５へ入力する。電圧比較回路７５は、分圧された出力電圧Ｖｂと、調整電圧Ｖｒｅｆに対応する基準電圧とを比較する。 The switching element 71 and the free wheeling diode 72 are connected between the B terminal and the F terminal, and the F terminal and the E terminal, respectively. The resistors 73 and 74 are connected in series between the B terminal and the E terminal to constitute a voltage dividing circuit, and a voltage obtained by dividing the output voltage Vb is input to the voltage comparison circuit 75. The voltage comparison circuit 75 compares the divided output voltage Vb with a reference voltage corresponding to the adjustment voltage Vref.

励磁電流制御回路７６は、電圧比較回路７５の比較結果に基づいて、スイッチング素子７１のオンオフを制御することにより、界磁巻線１４に供給する励磁電流を調整する。詳しくは、励磁電流制御回路７６は、出力電圧Ｖｂが調整電圧Ｖｒｅｆよりも高い場合には、励磁電流の供給を停止又は低減し、出力電圧Ｖｂが調整電圧Ｖｒｅｆ以下の場合には、励磁電流の供給を行う。励磁電流制御回路７６は、回転検出回路７７により回転子の回転停止が検出された場合に、励磁電流の供給を停止又は低減して、初期励磁状態へ移行させる。 The excitation current control circuit 76 adjusts the excitation current supplied to the field winding 14 by controlling on / off of the switching element 71 based on the comparison result of the voltage comparison circuit 75. Specifically, the excitation current control circuit 76 stops or reduces the supply of the excitation current when the output voltage Vb is higher than the adjustment voltage Vref, and the excitation current control circuit 76 when the output voltage Vb is equal to or less than the adjustment voltage Vref. Supply. When the rotation detection circuit 77 detects the rotation stop of the rotor, the excitation current control circuit 76 stops or reduces the supply of the excitation current and shifts to the initial excitation state.

また、一般に、車両用発電機は、車両の停止中において、エンジン２００を始動する際に、励磁電流を徐々に大きくして、発電量を徐々に上げる徐励を実施する。エンジン２００の始動時に急激に発電量を上げると、エンジン２００の負荷が急激に上がることになる。その結果、エンジン２００の回転速度が低下し、エンジン２００の始動が不安定になる。よって、一般に、車両用発電機は、エンジン２００の始動時において、エンジン２００の負荷を緩やかに上昇させるように徐励を実施する。 In general, the vehicular generator performs gradual excitation by gradually increasing the excitation current and gradually increasing the power generation amount when starting the engine 200 while the vehicle is stopped. If the amount of power generation is suddenly increased when the engine 200 is started, the load on the engine 200 will increase rapidly. As a result, the rotational speed of the engine 200 decreases, and the engine 200 starts unstable. Therefore, in general, the vehicular generator performs gradual excitation so that the load of engine 200 is gradually increased when engine 200 is started.

本実施形態では、励磁電流制御回路７６は、徐励部７６ａ、キャンセル部７６ｂ及び無効化部７６ｃの機能を備える。徐励部７６ａは、発電制御装置１７のリセットを検出し、且つ車両用発電機１０の回転子の回転速度が徐励キャンセル回転速度（所定回転速度）よりも低い場合に、所定の徐励期間（例えば、数ｓ）、徐励を実施する。あるいは、徐励部７６ａは、エンジン２００の始動を検出し、且つ車両用発電機１０の回転速度が徐励キャンセル回転速度よりも低い場合に、所定の除励期間、徐励を実施する。徐励部７６ａは、ＥＣＵ１００から発電開始指示を受信するとともに、回転速度を検出した場合や、発電制御装置１７がリセットされた場合等に、エンジン２００の始動を検出する。よって、ロードダンプの発生に起因して、発電制御装置１７がリセットされた際に、車両用発電機１０の回転速度が徐励キャンセル回転速度よりも低い場合には、徐励が実施される。 In the present embodiment, the exciting current control circuit 76 includes functions of a gradual excitation unit 76a, a canceling unit 76b, and a disabling unit 76c. The gradual excitation unit 76a detects a reset of the power generation control device 17, and when the rotational speed of the rotor of the vehicle generator 10 is lower than the gradual excitation cancellation rotational speed (predetermined rotational speed), a predetermined gradual excitation period (for example, , A few s), and implement slow excitation. Alternatively, the gradual excitation unit 76a detects the start of the engine 200 and performs gradual excitation for a predetermined de-excitation period when the rotational speed of the vehicle generator 10 is lower than the gradual excitation canceling rotational speed. The gradual excitation unit 76a receives a power generation start instruction from the ECU 100, and detects the start of the engine 200 when the rotational speed is detected or when the power generation control device 17 is reset. Therefore, when the power generation control device 17 is reset due to the occurrence of the load dump, if the rotational speed of the vehicular generator 10 is lower than the slow excitation canceling rotational speed, the slow excitation is performed.

キャンセル部７６ｂは、出力電圧Ｖｂが所定電圧よりも低くなった場合に、徐励をキャンセルする。通常、出力電圧Ｖｂが所定電圧よりも低くなった場合に、徐励の実施を継続すると、出力電圧Ｖｂが過度に低下する。出力電圧Ｖｂが過度に低下すると、各種ＩＣやＥＣＵ等の電源が不足して各種ＩＣやＥＣＵ等が停止し、エンスト等のおそれがある。よって、キャンセル部７６ｂは、出力電圧Ｖｂが所定電圧よりも低くなった場合に、徐励をキャンセルする。 The cancel unit 76b cancels the gradual excitation when the output voltage Vb becomes lower than a predetermined voltage. In general, when the output voltage Vb is lower than a predetermined voltage, if the gradual excitation is continued, the output voltage Vb is excessively lowered. If the output voltage Vb is excessively reduced, the power sources of various ICs and ECUs are insufficient, and the various ICs and ECUs are stopped. Accordingly, the cancel unit 76b cancels the gradual excitation when the output voltage Vb becomes lower than the predetermined voltage.

無効化部７６ｃは、発電制御装置１７のリセット又はエンジン２００の始動が検出されてから所定期間（例えば数百ｍｓ）、キャンセル部７６ｂによる徐励のキャンセルを無効化する。これにより、発電制御装置１７のリセット又はエンジン２００の始動が検出されてから所定期間が経過するまでの間は、出力電圧Ｖｂが所定電圧よりも低くなった場合でも、徐励が継続される。すなわち、所定期間が経過するまでの間は、出力電圧Ｖｂの維持よりもエンジン２００の始動を優先して、負荷の急激な上昇を確実に抑制する。これにより、エンジン２００を安定して始動させることができる。 The invalidation unit 76c invalidates the cancellation of the slow excitation by the cancellation unit 76b for a predetermined period (for example, several hundred ms) after the reset of the power generation control device 17 or the start of the engine 200 is detected. Thereby, even if the output voltage Vb becomes lower than the predetermined voltage after the reset of the power generation control device 17 or the start of the engine 200 is detected until the predetermined period elapses, the gradual excitation is continued. That is, until the predetermined period elapses, the engine 200 is prioritized over the maintenance of the output voltage Vb, and the rapid increase in the load is reliably suppressed. Thereby, engine 200 can be started stably.

回転検出回路７７は、Ｐ端子に接続されており、Ｐ端子は、抵抗１３を介して、電機子巻線１１，１２（例えばＸ相巻線）に接続されている。回転検出回路７７には、抵抗１３（破線で示す）及びＰ端子を介して、電機子巻線１１，１２のいずれかの相電圧Ｖｐ（例えばＸ相）が入力される。回転検出回路７７は、入力された相電圧Ｖｐの振幅の振動周期に基づいて、回転子の回転速度を検出する。また、回転検出回路７７は、ロードダンプ保護動作中に、後述する整流器モジュール１５Ｘの信号出力部６０から疑似信号Ｓｐを受信し、受信した疑似信号Ｓｐに基づいて、回転子の回転速度を検出する。なお、本実施形態では、Ｐ端子が速度検出端子に相当する。 The rotation detection circuit 77 is connected to the P terminal, and the P terminal is connected to the armature windings 11 and 12 (for example, X-phase windings) via the resistor 13. The rotation detection circuit 77 receives the phase voltage Vp (for example, X phase) of one of the armature windings 11 and 12 via the resistor 13 (shown by a broken line) and the P terminal. The rotation detection circuit 77 detects the rotation speed of the rotor based on the oscillation cycle of the amplitude of the input phase voltage Vp. Further, during the load dump protection operation, the rotation detection circuit 77 receives a pseudo signal Sp from a signal output unit 60 of the rectifier module 15X described later, and detects the rotation speed of the rotor based on the received pseudo signal Sp. . In the present embodiment, the P terminal corresponds to the speed detection terminal.

コンデンサ８０は、Ｂ端子とＥ端子との間に接続されており、整流器モジュール群１５、１６の出力端子であるＢ端子から入力されるノイズを除去するものである。コンデンサ８０の容量Ｃｉｎは、出力端コンデンサ２０の容量Ｃｃｏｎよりも小さい。例えば、容量Ｃｉｎは数μＦ程度、容量Ｃｃｏｎは数ｍＦ程度である。 The capacitor 80 is connected between the B terminal and the E terminal, and removes noise input from the B terminal which is an output terminal of the rectifier module groups 15 and 16. The capacitance Cin of the capacitor 80 is smaller than the capacitance Ccon of the output end capacitor 20. For example, the capacitance Cin is about several μF, and the capacitance Ccon is about several mF.

次に、整流器モジュール１５Ｘについて、図３を参照して説明する。整流器モジュール１５Ｘ，１５Ｙ，１５Ｚ，１６Ｕ，１６Ｖ，１６Ｗは、同じ構成となっているので、ここでは、代表して整流器モジュール１５Ｘについて説明する。 Next, the rectifier module 15X will be described with reference to FIG. Since the rectifier modules 15X, 15Y, 15Z, 16U, 16V, and 16W have the same configuration, the rectifier module 15X will be described as a representative here.

整流器モジュール１５Ｘは、上スイッチ５０、下スイッチ５１、及び制御回路５４を備える。また、整流器モジュール１５Ｘは、Ｂ端子（出力端子）、Ｐ端子（相電圧検出端子）、Ｅ端子（グランド）、及びＲＰ端子（信号出力端子）を備える。 The rectifier module 15 </ b> X includes an upper switch 50, a lower switch 51, and a control circuit 54. The rectifier module 15X includes a B terminal (output terminal), a P terminal (phase voltage detection terminal), an E terminal (ground), and an RP terminal (signal output terminal).

上スイッチ５０は、整流回路１５Ａの上アーム（ハイサイド側）のスイッチング素子であり、下スイッチ５１は、整流回路１５Ａの下アーム（ローサイド側）のスイッチング素子である。本実施形態では、上スイッチ５０及び下スイッチ５１は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。上スイッチ５０は、ソース端子がＰ端子を介して電機子巻線１１のＸ相巻線に接続されており、ドレイン端子が出力端子であるＢ端子に接続されている。下スイッチ５１は、ドレイン端子がＰ端子を介して電機子巻線１１のＸ相巻線に接続されており、ソース端子がＥ端子に接続されている。すなわち、上スイッチ５０のソース端子と、下スイッチ５１のドレイン端子とは接続されている。 The upper switch 50 is a switching element on the upper arm (high side) of the rectifier circuit 15A, and the lower switch 51 is a switching element on the lower arm (low side) of the rectifier circuit 15A. In the present embodiment, the upper switch 50 and the lower switch 51 are N-channel MOSFETs. The upper switch 50 has a source terminal connected to the X-phase winding of the armature winding 11 via a P terminal, and a drain terminal connected to a B terminal which is an output terminal. The lower switch 51 has a drain terminal connected to the X-phase winding of the armature winding 11 via the P terminal, and a source terminal connected to the E terminal. That is, the source terminal of the upper switch 50 and the drain terminal of the lower switch 51 are connected.

そして、上スイッチ５０のゲート端子は、制御回路５４の出力端子ＨＧに接続されており、下スイッチ５１のゲート端子は、制御回路５４の出力端子ＬＧに接続されている。上スイッチ５０及び下スイッチ５１は、制御回路５４からゲート端子に入力される駆動信号によりオンオフされる。また、上スイッチ５０及び下スイッチ５１のそれぞれのソース−ドレイン間には、ボディダイオードが並列に接続されている。また、ＲＰ端子は、抵抗１３を介してＸ相巻線に接続されている。 The gate terminal of the upper switch 50 is connected to the output terminal HG of the control circuit 54, and the gate terminal of the lower switch 51 is connected to the output terminal LG of the control circuit 54. The upper switch 50 and the lower switch 51 are turned on / off by a drive signal input from the control circuit 54 to the gate terminal. A body diode is connected in parallel between the source and drain of each of the upper switch 50 and the lower switch 51. The RP terminal is connected to the X-phase winding via the resistor 13.

制御回路５４（スイッチング制御装置）は、電源６３及び制御部５５を備える。電源６３は、Ｂ端子の電圧を用いて、制御回路５４に含まれる各素子に動作電源を供給する。 The control circuit 54 (switching control device) includes a power source 63 and a control unit 55. The power supply 63 supplies operating power to each element included in the control circuit 54 using the voltage at the B terminal.

制御部５５は、ロードダンプが発生していない通常時には、上スイッチ５０及び下スイッチ５１に、オン状態又はオフ状態にする駆動信号を送信して、同期整流を行う。詳しくは、Ｐ端子に入力された相電圧Ｖｐが、Ｂ端子に入力された出力電圧Ｖｂを超えている期間に渡って、上スイッチ５０をオン状態にするとともに、下スイッチ５１をオフ状態とする。また、相電圧Ｖｐが負電圧となっている期間に渡って、上スイッチ５０をオフ状態とするとともに、下スイッチ５１をオン状態とする。 The control unit 55 performs synchronous rectification by transmitting a drive signal for turning on or off to the upper switch 50 and the lower switch 51 at normal times when no load dump occurs. Specifically, the upper switch 50 is turned on and the lower switch 51 is turned off over a period in which the phase voltage Vp input to the P terminal exceeds the output voltage Vb input to the B terminal. . Further, the upper switch 50 is turned off and the lower switch 51 is turned on over a period in which the phase voltage Vp is a negative voltage.

また、制御部５５は、ロードダンプの発生時に、電機子巻線１１に蓄積されたエネルギーが消滅するまで、上スイッチ５０及び下スイッチ５１の一方をオフ状態にしたまま、他方のスイッチのオンオフを繰り返すロードダンプ保護動作を行う。本実施形態では、上スイッチ５０をオフ状態にしたまま、下スイッチ５１のオンオフを繰り返すロードダンプ保護動作を行う。詳しくは、下スイッチ５１をオフ状態にして、電機子巻線１１からグランドへ電流を流し、出力電圧Ｖｂが調整電圧Ｖｒｅｆ以下になる前に、下スイッチ５１をオン状態にして、出力電圧Ｖｂを回復させることを繰り返す。 In addition, when the load dump occurs, the control unit 55 keeps one of the upper switch 50 and the lower switch 51 in the off state until the energy accumulated in the armature winding 11 disappears, and turns on and off the other switch. Perform repeated load dump protection. In the present embodiment, a load dump protection operation is performed in which the lower switch 51 is repeatedly turned on and off while the upper switch 50 is in the off state. Specifically, the lower switch 51 is turned off, current is supplied from the armature winding 11 to the ground, and the lower switch 51 is turned on before the output voltage Vb becomes equal to or lower than the adjustment voltage Vref. Repeat recovery.

具体的には、制御部５５は、電圧検出部５６、ロードダンプ検出部５７、保護部５８及び信号出力部６０の機能を備える。電圧検出部５６は、Ｂ端子の電圧である出力電圧Ｖｂを検出する。ロードダンプ検出部５７（検出部）は、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１（第１閾値）を超えた場合に、ロードダンプの発生を検出する。 Specifically, the control unit 55 includes functions of a voltage detection unit 56, a load dump detection unit 57, a protection unit 58, and a signal output unit 60. The voltage detector 56 detects the output voltage Vb, which is the voltage at the B terminal. The load dump detection unit 57 (detection unit) detects the occurrence of load dump when the output voltage Vb exceeds the threshold value Vth1 (first threshold value).

図５（ａ）及び図６（ａ）は、出力電圧Ｖｂ、出力端コンデンサ２０の端子間電圧Ｖｃｏｎ、Ｘ相の相電圧Ｖｐのタイムチャートを示す。図５（ｂ）及び図６（ｂ）は、下スイッチ５１の駆動信号のタイムチャートを示す。図５（ｃ）及び図６（ｄ）は、レギュレータ電圧であるＦ端子の電圧ＶＦのタイムチャートを示す。また、図６（ｃ）は、後述する疑似信号Ｓｐのタイムチャートを示す。なお、端子間電圧Ｖｃｏｎは、直接検出できないため、出力電圧Ｖｂから推定した推定値となっている。 FIGS. 5A and 6A are time charts of the output voltage Vb, the voltage Vcon between the terminals of the output-end capacitor 20, and the X-phase phase voltage Vp. FIG. 5B and FIG. 6B show time charts of drive signals for the lower switch 51. FIGS. 5C and 6D are time charts of the voltage VF at the F terminal, which is a regulator voltage. FIG. 6C shows a time chart of a pseudo signal Sp described later. Note that the inter-terminal voltage Vcon cannot be directly detected, and is an estimated value estimated from the output voltage Vb.

保護部５８は、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１（第１閾値）を超えた場合に、上スイッチ５０をオフ状態にしたまま下スイッチ５１をオン状態にする。このとき相電圧Ｖｐは、０Ｖとなる。図５及び図６において、遅れ時間Ｔ１は、実際に出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１を超えた時点ｔ１０，ｔ２０から、下スイッチ５１がオン状態になる時点ｔ１１，ｔ２１までの遅れ時間である。 When the output voltage Vb exceeds the threshold value Vth1 (first threshold value), the protection unit 58 turns on the lower switch 51 while keeping the upper switch 50 in the off state. At this time, the phase voltage Vp becomes 0V. 5 and 6, the delay time T1 is a delay time from the time point t10 and t20 when the output voltage Vb actually exceeds the threshold value Vth1 to the time point t11 and t21 when the lower switch 51 is turned on.

そして、保護部５８は、下スイッチ５１をオン状態にしたことに伴い、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ２（第２閾値）まで低下した場合に、下スイッチ５１をオフ状態にする。閾値Ｖｔｈ２は、閾値Ｖｔｈ１よりも低く、調整電圧Ｖｒｅｆよりも高い値とする。このとき相電圧Ｖｐは、ボディダイオードの順方向電圧となる。図５及び図６において、遅れ時間Ｔ２は、実際に出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ２まで低下した時点ｔ１２，ｔ２２から、下スイッチ５１がオフ状態になる時点ｔ１３，ｔ２３までの遅れ時間である。 The protection unit 58 turns the lower switch 51 off when the output voltage Vb drops to the threshold value Vth2 (second threshold value) as the lower switch 51 is turned on. The threshold value Vth2 is lower than the threshold value Vth1 and higher than the adjustment voltage Vref. At this time, the phase voltage Vp becomes the forward voltage of the body diode. 5 and 6, the delay time T2 is a delay time from time t12, t22 when the output voltage Vb actually decreases to the threshold value Vth2 to time t13, t23 when the lower switch 51 is turned off.

保護部５８は、電機子巻線１１に蓄積されたエネルギーが消滅するまで、下スイッチ５１のオンオフを繰り返して、ロードダンプ保護動作を実施する。保護部５８は、出力電圧Ｖｂが一定時間継続して閾値Ｖｔｈ１よりも低くなった場合や、出力電圧Ｖｂが一定時間継続して閾値Ｖｔｈ２よりも低くなった場合に、電機子巻線１１に蓄積されたエネルギーが消失したと判定して、ロードダンプ保護動作を終了する。本実施形態では、保護部５８は、出力電圧Ｖｂが、下スイッチ５１をオフ状態にしてから車両用発電機１０の１周期以上、継続して閾値Ｖｔｈ１よりも低くなった場合に、ロードダンプ保護動作を終了する。ロードダンプ保護動作の終了後、出力電圧Ｖｂが調整電圧Ｖｒｅｆを下回ると、励磁電流の供給が再開され、発電が再開される。 The protection unit 58 repeats on / off of the lower switch 51 until the energy accumulated in the armature winding 11 disappears, and performs the load dump protection operation. The protection unit 58 accumulates in the armature winding 11 when the output voltage Vb continues to be lower than the threshold value Vth1 for a certain period of time or when the output voltage Vb continues to be lower than the threshold value Vth2 for a certain period of time. It is determined that the generated energy has been lost, and the load dump protection operation is terminated. In the present embodiment, the protection unit 58 protects the load dump when the output voltage Vb is continuously lower than the threshold value Vth1 for one cycle or more of the vehicle generator 10 after the lower switch 51 is turned off. End the operation. When the output voltage Vb falls below the adjustment voltage Vref after the load dump protection operation is completed, the supply of excitation current is resumed and power generation is resumed.

負荷遮断が発生して出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１を超えると、上スイッチ５０がオフ状態、下スイッチ５１がオン状態にされる。その際、上スイッチ５０がオフ状態で上スイッチ通電中に、下スイッチ５１がオン状態にされると、上スイッチ５０に並列接続されたダイオードよりも下スイッチ５１の方が、電流が流れやすいため、出力電流Ｉｂの流れが止まり、下スイッチ５１を通って電流が流れるようになる。これに伴い、Ｂ端子に接続されている配線２５のインダクタンスＬにより、Ｂ端子に負サージが発生する。その結果、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、出力電圧Ｖｂが０Ｖまで急激に落ち込む。この負サージは、配線２５のインダクタンスＬによる一時的なものであり、配線２５に蓄えられているエネルギーがなくなると消失する。 When the load interruption occurs and the output voltage Vb exceeds the threshold value Vth1, the upper switch 50 is turned off and the lower switch 51 is turned on. At that time, if the lower switch 51 is turned on while the upper switch 50 is in the off state and the upper switch is energized, the current flows more easily in the lower switch 51 than in the diode connected in parallel to the upper switch 50. The output current Ib stops flowing, and the current flows through the lower switch 51. Along with this, a negative surge is generated at the B terminal due to the inductance L of the wiring 25 connected to the B terminal. As a result, as shown in FIG. 5A and FIG. 6A, the output voltage Vb drops rapidly to 0V. This negative surge is temporary due to the inductance L of the wiring 25 and disappears when the energy stored in the wiring 25 is exhausted.

出力電圧Ｖｂが０Ｖまで急激に落ち込んだ時点ｔ１１，時点ｔ２１において、発電制御装置１７はリセットされる。これに伴い、徐励部７６ａは、徐励Dutyの初期値をセットして、内部で所定の徐励時間をかけてDutyを上げていく。その後、出力電圧Ｖｂが回復し、時点ｔ１４，ｔ２４において、再び出力電圧Ｖｂが０Ｖまで落ち込むと、発電制御装置１７は再度リセットされる。これに伴い、徐励部７６ａは、徐励Dutyカウンタの初期値を再度セットして徐励Dutyを上げる。 The power generation control device 17 is reset at time t11 and time t21 when the output voltage Vb suddenly drops to 0V. Accordingly, the gradual excitation unit 76a sets the initial value of the gradual excitation Duty and increases the Duty over a predetermined gradual excitation time. Thereafter, when the output voltage Vb recovers and the output voltage Vb drops to 0 V again at time points t14 and t24, the power generation control device 17 is reset again. Accordingly, the gradual excitation unit 76a sets the initial value of the gradual excitation duty counter again and increases the gradual excitation duty.

そして、保護部５８によるロードダンプ保護動作が終了すると、出力電圧Ｖｂが調整電圧Ｖｒｅｆよりも低下した時点で、発電が再開される。従来、徐励部７６ａは、発電の再開時に回転子の回転速度が徐励キャンセル回転速度よりも低い場合、図５（ｃ）に示すように、徐励Dutyのカウント時間（時点ｔ１４から時点ｔ１５までの時間）に応じた徐励Dutyで、スイッチング素子７１を制御して徐励を開始していた。 Then, when the load dump protection operation by the protection unit 58 is completed, the power generation is resumed when the output voltage Vb is lower than the adjustment voltage Vref. Conventionally, when the rotational speed of the rotor is lower than the slow excitation cancellation rotational speed when power generation is resumed, the slow excitation section 76a, as shown in FIG. 5C, counts the slow excitation duty (from time t14 to time t15). The switching element 71 was controlled with the gradual excitation duty according to the time) and the gradual excitation was started.

ロードダンプの発生原因が負荷遮断の場合、配線２５に負荷３１のような残存負荷が接続されている場合がある。配線２５に残存負荷が接続されている状態で、発電量を徐々に上げる徐励を実施すると、発電量が十分に上がる前に、負荷３１の消費電力量に対して発電量が足りなくなり、出力電圧Ｖｂが過度に低下してしまうおそれがある。出力電圧Ｖｂが過度に低下すると、発電制御装置１７や整流器モジュール１５，１６等の各種ＩＣやＥＣＵに電源電圧が供給されなくなり、各種ＩＣやＥＣＵが停止して、発電が停止してしまうおそれがある。よって、ロードダンプ保護動作の終了後に発電を再開する際には、徐励を実施せず、通常の発電制御を実施することが望ましい。 When the load dump is caused by the interruption of the load, a remaining load such as the load 31 may be connected to the wiring 25. When gradual excitation is performed to gradually increase the power generation amount with the remaining load connected to the wiring 25, the power generation amount becomes insufficient with respect to the power consumption amount of the load 31 before the power generation amount sufficiently increases, and the output The voltage Vb may be excessively reduced. If the output voltage Vb is excessively reduced, the power supply voltage is not supplied to the various ICs and ECUs such as the power generation control device 17 and the rectifier modules 15 and 16, and the various ICs and ECUs may stop and power generation may stop. is there. Therefore, when restarting power generation after the end of the load dump protection operation, it is desirable to perform normal power generation control without performing slow excitation.

そこで、信号出力部６０（疑似信号部）は、図６（ｃ）に示すように、ロードダンプの発生が検出された場合に、徐励キャンセル回転速度よりも高い回転速度の疑似信号Ｓｐを、ＲＰ端子から発電制御装置１７のＲＰ端子へ送信する。これにより、発電制御装置１７の回転検出回路７７は、回転子の回転速度を疑似信号Ｓｐの回転速度と認識する。そのため、徐励部７６ａは、ロードダンプ保護動作の終了後に発電を再開する際に、徐励を実施しない。励磁電流制御回路７６は、図６（ｄ）に示すように、ロードダンプ保護動作の終了後に、出力電圧Ｖｂが調整電圧Ｖｒｅｆ以下となった場合には、通常の発電制御を実施する。 Therefore, the signal output unit 60 (pseudo signal unit), as shown in FIG. 6C, generates a pseudo signal Sp having a rotational speed higher than the slow excitation canceling rotational speed when the occurrence of load dump is detected. It transmits from the RP terminal to the RP terminal of the power generation control device 17. Thereby, the rotation detection circuit 77 of the power generation control device 17 recognizes the rotation speed of the rotor as the rotation speed of the pseudo signal Sp. Therefore, the gradual excitation unit 76a does not perform gradual excitation when restarting power generation after the end of the load dump protection operation. As shown in FIG. 6D, the excitation current control circuit 76 performs normal power generation control when the output voltage Vb becomes equal to or lower than the adjustment voltage Vref after the end of the load dump protection operation.

以下、信号出力部６０の具体的な構成について、図７を参照して説明する。信号出力部６０は、抵抗Ｒ１ＡとスイッチＳＷＡとの直列体と、スイッチＳＷＡを駆動する駆動部とから構成される。抵抗Ｒ１ＡとスイッチＳＷＡとの直列体は、整流器モジュール１５ＸのＢ端子とＲＰ端子との間に接続されている。また、発電制御装置１７のＰ端子は、抵抗１３及び整流器モジュール１５ＸのＰ端子を介してＸ相巻線の一端に接続されているとともに、整流器モジュール１５ＸのＲＰ端子に接続されている。スイッチＳＷＡを、所望の回転速度に応じた周期でオンオフすると、図８（ｂ）に示す疑似信号Ｓｐが、整流器モジュール１５ＸのＲＰ端子から発電制御装置１７のＰ端子へ入力される。また、図８（ａ）に示す相電圧Ｖｐも、整流器モジュール１５ＸのＰ端子及び抵抗１３を介して、発電制御装置１７のＰ端子へ入力される。よって、発電制御装置１７のＰ端子には、図９に示す相電圧Ｖｐに疑似信号Ｓｐが重畳した信号が入力される。相電圧Ｖｐに疑似信号Ｓｐを重畳することにより、相電圧ＶｐはスイッチＳＷＡから流し込む電流に応じて（例えば５Ｖ）持ち上げられる。 Hereinafter, a specific configuration of the signal output unit 60 will be described with reference to FIG. The signal output unit 60 includes a series body of a resistor R1A and a switch SWA and a drive unit that drives the switch SWA. A series body of the resistor R1A and the switch SWA is connected between the B terminal and the RP terminal of the rectifier module 15X. The P terminal of the power generation control device 17 is connected to one end of the X-phase winding via the resistor 13 and the P terminal of the rectifier module 15X, and is connected to the RP terminal of the rectifier module 15X. When the switch SWA is turned on / off at a cycle according to a desired rotation speed, the pseudo signal Sp shown in FIG. 8B is input from the RP terminal of the rectifier module 15X to the P terminal of the power generation control device 17. The phase voltage Vp shown in FIG. 8A is also input to the P terminal of the power generation control device 17 via the P terminal of the rectifier module 15X and the resistor 13. Therefore, a signal obtained by superimposing the pseudo signal Sp on the phase voltage Vp shown in FIG. 9 is input to the P terminal of the power generation control device 17. By superimposing the pseudo signal Sp on the phase voltage Vp, the phase voltage Vp is raised according to the current flowing from the switch SWA (for example, 5 V).

信号出力部６０は、図６（ｃ）に示すように、保護部５８によりロードダンプ保護動作の終了が判断された時点ｔ２５において、スイッチＳＷＡの駆動を開始して、疑似信号Ｓｐの出力を開始する。なお、発電を再開するのはロードダンプ保護動作の終了後であるが、信号出力部６０は、ロードダンプ保護動作の終了前から疑似信号Ｓｐを出力するようにしてもよい。例えば、信号出力部６０は、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１を最初に超えた時点ｔ２０や、ロードダンプ保護動作を開始した時点ｔ２１から、疑似信号Ｓｐの出力を開始してもよい。 As shown in FIG. 6C, the signal output unit 60 starts driving the switch SWA and starts outputting the pseudo signal Sp at the time t25 when the end of the load dump protection operation is determined by the protection unit 58. To do. The power generation is resumed after the end of the load dump protection operation, but the signal output unit 60 may output the pseudo signal Sp before the end of the load dump protection operation. For example, the signal output unit 60 may start outputting the pseudo signal Sp from the time t20 when the output voltage Vb first exceeds the threshold value Vth1 or the time t21 when the load dump protection operation is started.

さらに、信号出力部６０は、キャンセル部７６ｂによる徐励のキャンセル機能が有効になるまで、疑似信号Ｓｐの出力を継続する。上述したように、無効化部７６ｃは、発電制御装置１７のリセット又はエンジン２００の始動が検出されてから所定期間、キャンセル部７６ｂによる徐励のキャンセルを無効化する。信号出力部６０は、この所定期間が終了するまで疑似信号Ｓｐの出力を継続する。例えば、無効化部７６ｃが、時点ｔ２４から時点ｔ２７までを所定期間として、徐励のキャンセルを無効化する場合、信号出力部６０は、どの時点から疑似信号Ｓｐの出力を開始したとしても、時点ｔ２７まで疑似信号Ｓｐの出力を継続する。キャンセル部７６ｂによる徐励のキャンセル機能が有効になった後は、出力電圧Ｖｂが低下した場合に徐励がキャンセルされて、発電量が増加する。そのため、徐励のキャンセル機能が有効になった後は、疑似信号Ｓｐを送信しなくても、出力電圧Ｖｂの過度な低下が抑制される。 Further, the signal output unit 60 continues to output the pseudo signal Sp until the gradual excitation canceling function by the canceling unit 76b becomes effective. As described above, the invalidation unit 76c invalidates the cancellation of gradual excitation by the cancellation unit 76b for a predetermined period after the reset of the power generation control device 17 or the start of the engine 200 is detected. The signal output unit 60 continues to output the pseudo signal Sp until the predetermined period ends. For example, when the invalidation unit 76c invalidates the cancellation of the gradual excitation with a predetermined period from the time point t24 to the time point t27, the signal output unit 60 can output the pseudo signal Sp from any time point. The pseudo signal Sp is continuously output until t27. After the gradual excitation canceling function by the cancel unit 76b is enabled, the gradual excitation is canceled and the power generation amount increases when the output voltage Vb decreases. Therefore, after the gradual excitation canceling function is enabled, an excessive decrease in the output voltage Vb is suppressed without transmitting the pseudo signal Sp.

発電制御装置１７の回転検出回路７７は、疑似信号Ｓｐの周期を読み取って、回転速度を検出する。よって、回転子の実際の回転速度が徐励キャンセル回転速度よりも低い場合でも、徐励回転速度よりも高い回転速度と認識される。これにより、図６（ｄ）に示すように、ロードダンプ保護動作の終了後において、徐励が実施されず、通常の発電制御が実施される。 The rotation detection circuit 77 of the power generation control device 17 reads the period of the pseudo signal Sp and detects the rotation speed. Therefore, even when the actual rotational speed of the rotor is lower than the slow excitation cancellation rotational speed, it is recognized as a rotational speed higher than the slow excitation rotational speed. As a result, as shown in FIG. 6D, after the load dump protection operation is completed, the slow excitation is not performed and normal power generation control is performed.

また、制御回路５４の一部の素子が故障して、上スイッチ５０や下スイッチ５１がオン状態にならない場合でも、発電制御装置１７のＰ端子には、抵抗１３を介して相電圧Ｖｐが入力される。よって、制御回路５４の一部の素子が故障しても、発電制御装置１７は、相電圧Ｖｐを検出して発電制御を継続できる。上スイッチ５０又は下スイッチ５１がオン状態にならない場合には、ボディダイオードによる整流が行われる。 Even when some elements of the control circuit 54 fail and the upper switch 50 and the lower switch 51 are not turned on, the phase voltage Vp is input to the P terminal of the power generation control device 17 via the resistor 13. Is done. Therefore, even if some elements of the control circuit 54 fail, the power generation control device 17 can continue the power generation control by detecting the phase voltage Vp. When the upper switch 50 or the lower switch 51 is not turned on, rectification by the body diode is performed.

次に、ロードダンプ保護動作の処理手順について、図１０のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、制御部５５が所定間隔で繰り返し実行する。 Next, the processing procedure of the load dump protection operation will be described with reference to the flowchart of FIG. This processing procedure is repeatedly executed by the control unit 55 at predetermined intervals.

まず、発電中か否か判定する（Ｓ１０）。発電中でない場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、Ｓ１０の処理を繰り返し実行する。発電中の場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、次に、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１よりも大きいか否か判定する（Ｓ１１）。すなわち、ロードダンプが発生して、過電圧となったか否か判定する。出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１以下の場合は（Ｓ１１：ＮＯ）、ロードダンプが発生していないと判定して、Ｓ１０の処理に戻る。 First, it is determined whether or not power generation is in progress (S10). When the power generation is not in progress (S10: NO), the process of S10 is repeated. If power is being generated (S10: YES), it is next determined whether or not the output voltage Vb is larger than the threshold value Vth1 (S11). That is, it is determined whether a load dump has occurred and an overvoltage has occurred. When the output voltage Vb is less than or equal to the threshold value Vth1 (S11: NO), it is determined that no load dump has occurred, and the process returns to S10.

一方、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１よりも大きい場合は（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ロードダンプが発生したと判定して、ロードダンプ保護動作を開始する。まず、上スイッチ５０をオフ状態にするとともに、下スイッチ５１をオン状態にする（Ｓ１２）。 On the other hand, when the output voltage Vb is larger than the threshold value Vth1 (S11: YES), it is determined that a load dump has occurred, and the load dump protection operation is started. First, the upper switch 50 is turned off and the lower switch 51 is turned on (S12).

続いて、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ２よりも低いか否か判定する（Ｓ１３）。出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ２以上の場合は（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１３の処理を繰り返し実行する。一方、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ２よりも低い場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、上スイッチ５０をオフ状態にしたまま、下スイッチ５１をオフ状態にする（Ｓ１４）。 Subsequently, it is determined whether or not the output voltage Vb is lower than the threshold value Vth2 (S13). When the output voltage Vb is equal to or higher than the threshold value Vth2 (S13: NO), the process of S13 is repeatedly executed. On the other hand, when the output voltage Vb is lower than the threshold value Vth2 (S13: YES), the lower switch 51 is turned off while the upper switch 50 is turned off (S14).

続いて、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１よりも低い状態が、下スイッチ５１をオフ状態に切り替えてから、車両用発電機１０の１周期以上継続しているか否か判定する（Ｓ１５）。すなわち、電機子巻線１１に蓄積されたエネルギーが消滅したか否か判定する。 Subsequently, it is determined whether or not the state in which the output voltage Vb is lower than the threshold value Vth1 continues for one or more cycles of the vehicular generator 10 after the lower switch 51 is switched off (S15). That is, it is determined whether the energy accumulated in the armature winding 11 has disappeared.

下スイッチ５１をオン状態に切り替えてから、車両用発電機１０の１周期が経過する前に、出力電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ１を超えた場合は（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１２の処理に戻って、ロードダンプ保護動作を繰り返し実行する。一方、下スイッチ５１をオフ状態に切り替えてから、車両用発電機１０の１周期が経過するまでの間、出力電圧Ｖｂが継続して閾値Ｖｔｈ１よりも低かった場合は（Ｓ１５：ＹＥＳ）、ロードダンプ保護動作を終了して、疑似信号Ｓｐの出力を開始する（Ｓ１６）。以上で本処理を終了する。 If the output voltage Vb exceeds the threshold value Vth1 before one cycle of the vehicle generator 10 elapses after the lower switch 51 is switched to the on state (S15: NO), the process returns to S12 to load Repeat the dump protection operation. On the other hand, when the output voltage Vb continues to be lower than the threshold value Vth1 from when the lower switch 51 is switched to the OFF state until one cycle of the vehicle generator 10 elapses (S15: YES), the load The dump protection operation is finished and the output of the pseudo signal Sp is started (S16). This process is complete | finished above.

以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。 According to 1st Embodiment described above, there exist the following effects.

（１）ロードダンプの発生が検出された場合に、徐励キャンセル回転速度よりも高い回転速度の疑似信号Ｓｐが、整流器モジュール１５Ｘの信号出力部６０から発電制御装置１７へ出力される。これにより、ロードダンプ保護動作の終了後に、実際の回転速度が徐励キャンセル回転速度よりも低くなっている場合でも、徐励キャンセル回転速度よりも高い回転速度と認識される。したがって、ロードダンプ保護動作を終了して発電を再開した際に、徐励が実施されることを抑制できる。 (1) When the occurrence of a load dump is detected, a pseudo signal Sp having a rotational speed higher than the gradual excitation canceling rotational speed is output from the signal output unit 60 of the rectifier module 15X to the power generation control device 17. Thereby, even if the actual rotational speed is lower than the slow excitation canceling rotational speed after the end of the load dump protection operation, it is recognized as a rotational speed higher than the slow excitation canceling rotational speed. Therefore, when the load dump protection operation is finished and the power generation is restarted, it is possible to suppress the gradual excitation.

（２）発電制御装置１７のリセット又はエンジン２００の始動が検出されてから所定期間経過するまでの間は、出力電圧Ｖｂが所定電圧よりも低くなっても、徐励が停止されないため、低負荷の状態でエンジン２００を確実に始動させることができる。 (2) Since the gradual excitation is not stopped even if the output voltage Vb becomes lower than the predetermined voltage from when the reset of the power generation control device 17 or the start of the engine 200 is detected until the predetermined period elapses, the low load In this state, the engine 200 can be reliably started.

（３）ロードダンプの発生が検出された場合には、徐励のキャンセル機能が有効になるまでの間、疑似信号Ｓｐが出力される。よって、ロードダンプの発生に起因して、発電制御装置１７がリセットされエンジン２００の始動が誤検出されたりした場合には、ロードダンプ保護動作の終了後に、徐励が実施されること抑制できる。また、徐励のキャンセル機能が有効になった後は、出力電圧Ｖｂが所定電圧よりも低下すれば徐励が停止されるため、出力電圧Ｖｂが所定電圧よりも低下することがない。よって、出力電圧Ｖｂの過度の低下を抑制して、発電停止を抑制できる。 (3) When the occurrence of a load dump is detected, the pseudo signal Sp is output until the slow excitation cancel function is enabled. Therefore, when the power generation control device 17 is reset due to the occurrence of the load dump and the start of the engine 200 is erroneously detected, it is possible to suppress the gradual excitation after the end of the load dump protection operation. In addition, after the gradual excitation cancel function is enabled, the gradual excitation is stopped if the output voltage Vb falls below a predetermined voltage, so that the output voltage Vb does not fall below the predetermined voltage. Therefore, an excessive decrease in the output voltage Vb can be suppressed and power generation stoppage can be suppressed.

（４）発電制御装置１７のＰ端子には、相電圧Ｖｐに疑似信号Ｓｐが重畳した信号が入力されるため、発電制御装置１７は、疑似信号Ｓｐを読み取って、徐励キャンセル回転速度よりも高い回転速度を検出することができる。 (4) Since the signal obtained by superimposing the pseudo signal Sp on the phase voltage Vp is input to the P terminal of the power generation control device 17, the power generation control device 17 reads the pseudo signal Sp and determines the rotational speed from the gradual excitation cancel rotation speed. A high rotational speed can be detected.

（５）上スイッチ５０や下スイッチ５１がオフ状態のままとなっても、発電制御装置１７のＰ端子には、抵抗１３を介して相電圧Ｖｐが入力されるため、発電制御装置１７は発電制御を継続することができる。 (5) Since the phase voltage Vp is input to the P terminal of the power generation control device 17 via the resistor 13 even if the upper switch 50 and the lower switch 51 remain in the OFF state, the power generation control device 17 generates power. Control can be continued.

（第２実施形態）
第２実施形態に係る整流器モジュール１５，１６は、第１実施形態に係る整流器モジュール１５，１６と、信号出力部６０の構成が異なる。また、第２実施形態では、図２及び図３において破線で示す抵抗１３は接続されていない。すなわち、第２実施形態では、整流器モジュール１５ＸのＲＰ端子及び発電制御装置１７のＰ端子は、抵抗１３を介して電機子巻線１１，１２に接続されていない。 (Second Embodiment)
The rectifier modules 15 and 16 according to the second embodiment are different from the rectifier modules 15 and 16 according to the first embodiment in the configuration of the signal output unit 60. Moreover, in 2nd Embodiment, the resistance 13 shown with a broken line in FIG.2 and FIG.3 is not connected. That is, in the second embodiment, the RP terminal of the rectifier module 15 </ b> X and the P terminal of the power generation control device 17 are not connected to the armature windings 11 and 12 via the resistor 13.

以下、第２実施形態に係る信号出力部６０の構成について、図１１を参照して説明する。第２実施形態に係る信号出力部６０は、抵抗Ｒ１ＢとスイッチＳＷＢとの直列体と、スイッチＳＷＣと、スイッチＳＷＢ及びスイッチＳＷＣを駆動する駆動部とから構成される。抵抗Ｒ１ＢとスイッチＳＷＢとの直列体は、整流器モジュール１５ＸのＢ端子とＲＰ端子との間に接続されている。スイッチＳＷＣは、整流器モジュールＸのＰ端子とＲＰ端子との間に接続されている。 Hereinafter, the configuration of the signal output unit 60 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The signal output unit 60 according to the second embodiment includes a series body of a resistor R1B and a switch SWB, a switch SWC, and a drive unit that drives the switch SWB and the switch SWC. A series body of the resistor R1B and the switch SWB is connected between the B terminal and the RP terminal of the rectifier module 15X. The switch SWC is connected between the P terminal and the RP terminal of the rectifier module X.

スイッチＳＷＣをオン状態にすると、スイッチＳＷＣを介して、相電圧Ｖｐが整流器モジュール１５ＸのＲＰ端子から発電制御装置１７のＰ端子に入力される。また、スイッチＳＷＢを、所望の回転速度に応じた周期でオンオフすると、図１２に示す疑似信号Ｓｐが、整流器モジュール１５ＸのＲＰ端子から発電制御装置１７のＰ端子に入力される。抵抗Ｒ１Ｂの抵抗値よりも抵抗Ｒ２Ｂの抵抗値を十分に大きくすることにより、疑似信号Ｓｐの振幅は、相電圧Ｖｐと略等しい値にする。本実施形態では、スイッチＳＷＣが、相電圧Ｖｐを出力する第１経路に相当し、抵抗Ｒ１ＢとスイッチＳＷＢとの直列体が、疑似信号Ｓｐを出力する第２経路に相当する。なお、第１経路には、スイッチＳＷＣと直列にボルテージフォロアが接続されていてもよい。 When the switch SWC is turned on, the phase voltage Vp is input from the RP terminal of the rectifier module 15X to the P terminal of the power generation control device 17 via the switch SWC. When the switch SWB is turned on / off at a cycle according to a desired rotation speed, the pseudo signal Sp shown in FIG. 12 is input from the RP terminal of the rectifier module 15X to the P terminal of the power generation control device 17. By making the resistance value of the resistor R2B sufficiently larger than the resistance value of the resistor R1B, the amplitude of the pseudo signal Sp is made substantially equal to the phase voltage Vp. In the present embodiment, the switch SWC corresponds to the first path that outputs the phase voltage Vp, and the series body of the resistor R1B and the switch SWB corresponds to the second path that outputs the pseudo signal Sp. Note that a voltage follower may be connected to the first path in series with the switch SWC.

本実施形態では、通常時は、スイッチＳＷＢをオフ状態、且つスイッチＳＷＣをオン状態にして、発電制御装置１７のＰ端子に相電圧Ｖｐが入力されるようにする。一方、ロードダンプの発生が検出された場合には、スイッチＳＷＣをオフ状態にしたまま、スイッチＳＷＣをオンオフして、発電制御装置１７のＰ端子に疑似信号Ｓｐが入力されるようにする。すなわち、本実施形態では、相電圧Ｖｐに疑似信号Ｓｐを重畳させない。本実施形態では、通常時とロードダンプ発生時とで信号出力部６０内の経路を切替え、相電圧Ｖｐと疑似信号Ｓｐのいずれか一方を、発電制御装置１７のＰ端子に出力するようにしている。なお、本実施形態では、通常時にスイッチＳＷＣが故障してオン状態にならない場合には、相電圧Ｖｐが発電制御装置１７のＰ端子に入力されなくなるため、発電制御装置１７は発電制御を継続できなくなる。 In the present embodiment, normally, the switch SWB is turned off and the switch SWC is turned on so that the phase voltage Vp is input to the P terminal of the power generation control device 17. On the other hand, when the occurrence of the load dump is detected, the switch SWC is turned on and off while the switch SWC is in the off state so that the pseudo signal Sp is input to the P terminal of the power generation control device 17. That is, in this embodiment, the pseudo signal Sp is not superimposed on the phase voltage Vp. In the present embodiment, the path in the signal output unit 60 is switched between a normal time and a load dump occurrence, and either the phase voltage Vp or the pseudo signal Sp is output to the P terminal of the power generation control device 17. Yes. In the present embodiment, when the switch SWC fails and is not turned on at normal times, the phase voltage Vp is not input to the P terminal of the power generation control device 17, so that the power generation control device 17 can continue the power generation control. Disappear.

本実施形態では、疑似信号Ｓｐを相電圧Ｖｐに重畳させないため、発電制御装置１７のＰ端子には、理想的な波形の疑似信号Ｓｐが入力される。よって、発電制御装置１７の回転検出回路７７が、疑似信号Ｓｐの回転速度を誤検出するおそれが抑制される。 In this embodiment, since the pseudo signal Sp is not superimposed on the phase voltage Vp, the pseudo signal Sp having an ideal waveform is input to the P terminal of the power generation control device 17. Therefore, the possibility that the rotation detection circuit 77 of the power generation control device 17 erroneously detects the rotation speed of the pseudo signal Sp is suppressed.

また、本実施形態では、電気子巻線１１の一端と発電制御装置１７のＰ端子との間に抵抗１３を接続する必要がない。一般に、整流器モジュール１５Ｘや発電制御装置１７のようなモジュール内に素子を接続する場合は、比較的容易に接続できる。これに対して、電機子巻線１１の一端と発電制御装置１７のＰ端子との間のように、モジュール外に素子を接続する場合、溶接加工や防水加工等をする必要があり、接続加工に手間がかかる。ひいては、製造コストが増加する。本実施形態では、抵抗１３を接続しないため、製造時の加工の手間及び製造コストが低減される。 In the present embodiment, it is not necessary to connect the resistor 13 between one end of the armature winding 11 and the P terminal of the power generation control device 17. Generally, when an element is connected in a module such as the rectifier module 15X or the power generation control device 17, it can be connected relatively easily. On the other hand, when connecting an element outside the module, such as between one end of the armature winding 11 and the P terminal of the power generation control device 17, it is necessary to perform welding processing, waterproof processing, etc. It takes time and effort. As a result, the manufacturing cost increases. In this embodiment, since the resistor 13 is not connected, the labor and manufacturing cost during manufacturing are reduced.

以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）〜（３）と同様の効果を奏するともに、次の効果を奏する。 According to 2nd Embodiment demonstrated above, while there exists an effect similar to (1)-(3) of 1st Embodiment, there exist the following effects.

（６）疑似信号Ｓｐを相電圧Ｖｐに重畳させないことにより、発電制御装置１７のＰ端子には、理想的な波形の疑似信号Ｓｐが入力される。よって、疑似信号Ｓｐを相電圧Ｖｐに重畳させる場合と比べて、疑似信号Ｓｐの回転速度の誤検出を抑制することができる。 (6) By not superimposing the pseudo signal Sp on the phase voltage Vp, the pseudo signal Sp having an ideal waveform is input to the P terminal of the power generation control device 17. Therefore, erroneous detection of the rotational speed of the pseudo signal Sp can be suppressed as compared with the case where the pseudo signal Sp is superimposed on the phase voltage Vp.

（７）相電圧Ｖｐに疑似信号Ｓｐを重畳させないため、電機子巻線１１の一端と発電制御装置１７のＰ端子との間に抵抗１３を接続しない。そのため、製造時の加工の手間を低減し、ひいては製造コストを低減することができる。 (7) Since the pseudo signal Sp is not superimposed on the phase voltage Vp, the resistor 13 is not connected between one end of the armature winding 11 and the P terminal of the power generation control device 17. Therefore, it is possible to reduce the labor of processing at the time of manufacturing, and consequently to reduce the manufacturing cost.

（他の実施形態）
・１個の整流器モジュールが、２相分以上のスイッチング素子を備え、２相分以上のスイッチング素子のオンオフを制御するようにしてもよい。また、全てのスイッチング素子に対して共通の１個の制御回路を設け、１個の制御回路で全てのスイッチング素子のオンオフを制御するようにしてもよい。 (Other embodiments)
A single rectifier module may be provided with switching elements for two or more phases and control on / off of switching elements for two or more phases. Further, a common control circuit may be provided for all the switching elements, and the on / off of all the switching elements may be controlled by one control circuit.

・上スイッチ５０，下スイッチ５１は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、ＩＧＢＴやバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチでもよい。 The upper switch 50 and the lower switch 51 are not limited to MOSFETs but may be semiconductor switches such as IGBTs or bipolar transistors.

・整流器モジュール群１５，１６の上アーム及び下アームのいずれか一方のみをスイッチング素子で構成し、他方をダイオードで構成してもよい。この場合、スイッチング素子の方のアームをオンオフして、ロードダンプ保護動作を実施する。 Only one of the upper arm and the lower arm of the rectifier module groups 15 and 16 may be configured with a switching element, and the other may be configured with a diode. In this case, the load dump protection operation is performed by turning on and off the arm of the switching element.

・車両用発電機１０は、６相以外、例えば、電機子巻線１１だけを備えた３相でもよい。また、電機子巻線１１，１２は、３相に限らず、２相や４相以上でもよい。 -The generator 10 for vehicles may be 3 phases other than 6 phases, for example, provided with only the armature winding 11. The armature windings 11 and 12 are not limited to three phases, and may be two phases or four or more phases.

１０…車両用発電機、１１，１２…電機子巻線、１４…界磁巻線、１５Ａ…整流回路、１７…発電制御装置、５４…制御回路、１４０…回転軸、２００…エンジン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Generator for vehicles, 11, 12 ... Armature winding, 14 ... Field winding, 15A ... Rectification circuit, 17 ... Power generation control apparatus, 54 ... Control circuit, 140 ... Rotary shaft, 200 ... Engine.

Claims

A rotating electrical machine (10) for a vehicle in which a rotating shaft (140) is connected to a rotating shaft of an internal combustion engine (200),
A field winding (14) for magnetizing the rotor field poles;
A plurality of armature windings (11, 12) for generating an alternating voltage by a rotating magnetic field generated by the field pole;
A rectifier circuit (15A) having an upper arm and a lower arm, wherein at least one of the upper arm and the lower arm is constituted by a switching element, and rectifies and outputs an induced voltage of the armature winding )When,
A power generation control device (17) for adjusting the excitation current supplied to the field winding to control the output voltage of the rectifier circuit;
A switching control device (54) for controlling on / off of the switching element,
The power generation control device
When the reset of the power generation control device or the start of the internal combustion engine is detected and the rotational speed of the rotor is lower than a predetermined rotational speed, the gradual excitation is performed to gradually increase the power generation amount for a predetermined gradual excitation period. It has a gradual excitation part,
The switching control device includes:
A detection unit for detecting the occurrence of a load dump when the output voltage exceeds a first threshold;
When the output voltage exceeds the first threshold, the switching element of one of the upper arm and the lower arm is turned on, and the output voltage is reduced to a second threshold lower than the first threshold. A protective unit that turns off the one switching element,
And a pseudo signal unit that outputs a pseudo signal having a rotational speed higher than the predetermined rotational speed to the power generation control device when occurrence of the load dump is detected by the detection unit. Rotating electric machine.

The power generation control device
When the output voltage becomes lower than a predetermined voltage, a cancellation unit that cancels the gradual excitation,
A disabling unit that disables the cancellation of the slow excitation by the canceling unit for a predetermined period after the reset of the power generation control device or the start of the internal combustion engine is detected,
The rotating electrical machine for a vehicle according to claim 1, wherein the pseudo signal unit transmits the pseudo signal to the power generation control device until a cancel function by the cancel unit becomes effective.

The power generation control device includes a speed detection terminal (P) for detecting the rotational speed of the rotor,
The switching control device includes a signal output terminal (RP) that outputs the pseudo signal,
The speed detection terminal is connected to one end of the armature winding via a resistor (13) and to the signal output terminal. Rotating electric machine for vehicles.

The switching control device includes a first path (SWC) that outputs a phase voltage of the armature winding, and a second path (R1B, SWB) that outputs the pseudo signal,
The pseudo signal unit disconnects the connection between the first path and the power generation control device when the generation of the load dump is detected by the detection unit, and connects the second path and the power generation control device. The rotating electrical machine for a vehicle according to claim 1, wherein the rotating electrical machine is connected.