JP2012016158A

JP2012016158A - Vehicle generator

Info

Publication number: JP2012016158A
Application number: JP2010149664A
Authority: JP
Inventors: Harumi Horihata; 晴美堀畑; Yoshihide Ito; 嘉英伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2012-01-19
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP5488265B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle generator capable of promptly completing generation of a high voltage during load damping.SOLUTION: A vehicle generator 1 comprises: armature windings 2 and 3; two rectification modules 5 and 6 that constitute a plurality of bridge circuits with lower arms; a control part 100 that on-off controls each of MOS transistors included in the bridge circuit; and a load dump protection determination part 140. The load dump protection determination part 140 transmits, to the control part 100, an instruction for turning on the MOS transistor 51 constituting the lower arm when an output voltage exceeds a first threshold voltage and, when the output voltage is lower than a second threshold voltage, transmits an instruction for turning off the MOS transistor 51 to the control part 100. The load damp protection determination part 140 determines suitability of the timing of turning off the MOS transistor 51 after detecting that the output voltage is lower than the second threshold voltage.

Description

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

車両用発電機は、出力端子に接続された充電線を介してバッテリや各種の電気負荷に充電電力や動作電力を供給している。この車両用発電機の発電動作時に出力端子やバッテリ端子が外れると、ロードダンプと称される過渡的な高電圧が発生する。このとき発生する電圧は、出力電流等にもよるが場合によっては１００Ｖ以上に達することがある。このようにして発生する高電圧は、電気負荷や車両用発電機内の各種素子の破損の原因になるため、何らかの対策が必要になる。このような対策を行う従来技術としては、例えば車両用発電機のブリッジ回路のローサイド素子をＭＯＳトランジスタで構成し、ロードダンプ発生時に車両用発電機の出力電圧が基準電圧を超えたときにこれらのＭＯＳトランジスタをオンすることにより、高電圧の発生を抑制する保護動作を行うようにした車両用発電機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この車両用発電機では、ブリッジ回路のローサイド素子としての各ＭＯＳトランジスタをオンすることで出力電圧が再び基準電圧以下になると、各ＭＯＳトランジスタは再びオフされ、ブリッジ回路による通常の整流動作が再開されるようになっている。 The vehicular generator supplies charging power and operating power to a battery and various electric loads via a charging line connected to an output terminal. If the output terminal or the battery terminal is disconnected during the power generation operation of this vehicle generator, a transient high voltage called a load dump is generated. The voltage generated at this time may reach 100 V or more depending on the output current or the like. The high voltage generated in this way causes damage to various elements in the electric load and the vehicular generator, and some measures are required. As a conventional technique for taking such measures, for example, a low-side element of a bridge circuit of a vehicular generator is configured by a MOS transistor, and when the output voltage of the vehicular generator exceeds a reference voltage when a load dump occurs, these technologies are used. 2. Description of the Related Art A vehicular generator is known in which a protection operation for suppressing generation of a high voltage is performed by turning on a MOS transistor (see, for example, Patent Document 1). In this vehicular generator, when each MOS transistor as the low side element of the bridge circuit is turned on and the output voltage again becomes lower than the reference voltage, each MOS transistor is turned off again, and normal rectification operation by the bridge circuit is resumed. It has become so.

また、ロードダンプ発生時の高電圧を抑制する他の従来技術として、高電圧検出時に上アーム側（ハイサイド側）および下アーム側（ローサイド側）のそれぞれのパワーＭＯＳＦＥＴの制御モードを逆位相に変更するようにした車両用発電機が知られている（例えば、特許文献２参照。）。ロードダンプ発生時の高電圧が解消されると、制御モードが逆位相から通常状態に戻される。 In addition, as another conventional technique for suppressing the high voltage when a load dump occurs, the control mode of the power MOSFETs on the upper arm side (high side side) and the lower arm side (low side side) are reversed in phase when high voltage is detected. There is known a vehicular generator that is changed (see, for example, Patent Document 2). When the high voltage at the time of load dump occurrence is eliminated, the control mode is returned from the reverse phase to the normal state.

特開平９−２１９９３８号公報（第５−９頁、図１−１４）JP-A-9-219938 (page 5-9, FIG. 1-14) 特開２００３−２４４８６４号公報（第４−１０頁、図１−１６）JP 2003-244864 A (page 4-10, FIG. 1-16)

ところで、特許文献１に開示された車両用発電機では、出力電圧が基準電圧以下となって再び通常の整流動作に移行する際に、電流が流れているＭＯＳトランジスタをオフすると、このＭＯＳトランジスタに接続されたステータコイルに流れている電流を瞬断することになるため、このステータコイルに高電圧が発生し、この高電圧が基準電圧を超えた場合には再び保護動作を繰り返すことになり、高電圧の発生を迅速に終わらせることができないという問題があった。 By the way, in the vehicular generator disclosed in Patent Document 1, when the output voltage becomes lower than the reference voltage and the normal rectification operation is started again, when the MOS transistor through which the current flows is turned off, the MOS transistor Since the current flowing in the connected stator coil is momentarily interrupted, a high voltage is generated in this stator coil, and when this high voltage exceeds the reference voltage, the protection operation is repeated again. There was a problem that the generation of high voltage could not be terminated quickly.

また、特許文献２に開示された車両用発電機では、ロードダンプ発生時に保護動作に入るとき、あるいは保護動作を解除するときに、上アームと下アームの各パワーＭＯＳＦＥＴのオンオフ状態を切り替えているため、これらのパワーＭＯＳＦＥＴが接続されたステータコイルに電流が流れていると切り替え時にサージ電圧が発生するという問題があった。特に、上アームと下アームの各パワーＭＯＳＦＥＴのオン／オフの切り替えタイミングは素子毎に多少のばらつきがあり、同時にオフされる場合にはステータコイルに流れている電流を瞬断することになるため、高いサージ電圧が発生することになる。 Further, in the vehicular generator disclosed in Patent Document 2, the on / off state of each of the power MOSFETs of the upper arm and the lower arm is switched when the protection operation is started when the load dump occurs or when the protection operation is canceled. Therefore, there is a problem that a surge voltage is generated at the time of switching if a current flows through the stator coil to which these power MOSFETs are connected. In particular, the on / off switching timings of the power MOSFETs of the upper arm and the lower arm vary somewhat from element to element, and if they are simultaneously turned off, the current flowing through the stator coil is momentarily interrupted. A high surge voltage will be generated.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ロードダンプ時の高電圧発生を迅速に終わらせることができる車両用発電機を提供することにある。 The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicular generator that can quickly terminate the generation of a high voltage during load dump.

上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電機は、２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成された複数の下アームを有するブリッジ回路を構成し、電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、スイッチング素子のオンオフタイミングを制御する制御部と、スイッチング部の出力電圧を監視し、出力電圧が第１のしきい値電圧を超えたときに、下アームを構成するスイッチング素子をオンする指示を制御部に対して行い、第１のしきい値電圧を超えた後に出力電圧が第１のしきい値電圧よりも低い第２のしきい値電圧よりも低くなったときに、下アームを構成するスイッチング素子をオフする指示を制御部に対して行うロードダンプ保護判定部とを備え、ロードダンプ保護判定部は、出力電圧が第２のしきい値電圧よりも低くなったことを検出した後、下アームを構成するスイッチング素子をオフするタイミングの適否判定を行っている。 In order to solve the above-described problems, a vehicle generator according to the present invention includes an armature winding having two or more phase windings and a plurality of lower arms configured by switching elements having diodes connected in parallel. A switching circuit that rectifies the induced voltage of the armature winding, a control unit that controls the on / off timing of the switching element, and an output voltage of the switching unit, the output voltage being a first threshold. When the value voltage is exceeded, the control unit is instructed to turn on the switching element that constitutes the lower arm, and after the first threshold voltage is exceeded, the output voltage is higher than the first threshold voltage. A load dump protection determination unit that instructs the control unit to turn off the switching element that constitutes the lower arm when the voltage becomes lower than the low second threshold voltage. Flop protection determination unit, after the output voltage is detected that is lower than the second threshold voltage, is performed appropriateness determination of the timing of turning off the switching elements constituting the lower arm.

ロードダンプ発生時に下アームのスイッチング素子をオンすることでロードダンプ時の高電圧の発生を防止する保護動作を行う場合であって、高電圧の発生が抑制された後に保護動作を解除する際に、下アームのスイッチング素子をオフするタイミングの適否が判定されるため、サージ電圧が発生するタイミングを避けて通常の整流動作を継続することができ、ロードダンプ時の高電圧発生を迅速に終わらせることが可能となる。 When the protection operation to prevent the generation of high voltage at the time of load dump is performed by turning on the switching element of the lower arm at the time of load dump occurrence, when releasing the protection operation after the occurrence of high voltage is suppressed Since the suitability of the timing to turn off the lower arm switching element is determined, the normal rectification operation can be continued avoiding the timing at which the surge voltage is generated, and the generation of the high voltage at the time of the load dump is quickly finished. It becomes possible.

特に、上述したロードダンプ保護判定部は、出力電圧が第２のしきい値電圧よりも低くなったことを検出した後、下アームを構成するスイッチング素子をオフしたときにこのオフ動作によるサージ電圧の発生を抑制するタイミングを、このスイッチング素子をオフするタイミングとして判定し、下アームを構成するスイッチング素子をオフする指示を制御部に対して行うことが望ましい。これにより、保護動作解除時のサージ電圧の発生を確実に抑えることができる。 In particular, when the load dump protection determination unit described above detects that the output voltage has become lower than the second threshold voltage and then turns off the switching element that constitutes the lower arm, the surge voltage due to this off operation. It is desirable to determine the timing to suppress the occurrence of this as the timing to turn off the switching element, and to instruct the control unit to turn off the switching element constituting the lower arm. Thereby, generation | occurrence | production of the surge voltage at the time of cancellation | release of protection operation can be suppressed reliably.

また、上述したロードダンプ保護判定部は、出力電圧が第１のしきい値電圧を超えたことを検出した後、下アームを構成するスイッチング素子をオンするタイミングの適否判定を行うことが望ましい。これにより、保護動作解除時だけでなく、保護動作に移行する際についても、サージ電圧が発生するタイミングを避けて保護動作を行うことが可能となる。 In addition, it is preferable that the load dump protection determination unit described above determines whether or not the timing of turning on the switching element configuring the lower arm is appropriate after detecting that the output voltage exceeds the first threshold voltage. As a result, not only when the protection operation is cancelled, but also when shifting to the protection operation, the protection operation can be performed while avoiding the timing at which the surge voltage is generated.

特に、上述したロードダンプ保護判定部は、出力電圧が第１のしきい値電圧を超えたことを検出した後、下アームを構成するスイッチング素子をオンしたときにこのオン動作によるサージ電圧の発生を抑制するタイミングを、このスイッチング素子をオンするタイミングとして判定し、下アームを構成するスイッチング素子をオンする指示を制御部に対して行うことが望ましい。これにより、保護動作移行時のサージ電圧の発生を確実に抑えることができる。 In particular, the load dump protection determination unit described above generates a surge voltage due to the ON operation when the switching element constituting the lower arm is turned on after detecting that the output voltage exceeds the first threshold voltage. It is desirable to determine the timing for suppressing the switching element as the timing to turn on the switching element and to instruct the control unit to turn on the switching element constituting the lower arm. Thereby, generation | occurrence | production of the surge voltage at the time of protection operation transfer can be suppressed reliably.

また、上述したサージ電圧の発生を抑制するタイミングは、下アームを構成するスイッチング素子がオンされたときに、このスイッチング素子に接続された相巻線からこのスイッチング素子に電流が流れるタイミング以外のタイミングであることが望ましい。あるいは、上述したサージ電圧の発生を抑制するタイミングは、下アームを構成するスイッチング素子がオンされたときに、このスイッチング素子からこのスイッチング素子に接続された相巻線に電流が流れるタイミングであることが望ましい。これにより、オンオフ状態が切り替わるスイッチング素子に接続された相巻線に流れる電流の瞬断や急変を防止することができ、相巻線に高いサージ電圧が発生することを抑制することができる。 The timing for suppressing the generation of the surge voltage described above is a timing other than the timing at which current flows from the phase winding connected to the switching element to the switching element when the switching element constituting the lower arm is turned on. It is desirable that Or the timing which suppresses generation | occurrence | production of the surge voltage mentioned above is a timing which an electric current flows into the phase winding connected to this switching element from this switching element, when the switching element which comprises a lower arm is turned ON. Is desirable. As a result, instantaneous interruption or sudden change of the current flowing through the phase winding connected to the switching element whose on / off state is switched can be prevented, and generation of a high surge voltage in the phase winding can be suppressed.

また、上述したスイッチング素子はＭＯＳトランジスタであり、ロードダンプ保護判定部は、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン電圧を検出するＭＯＳ電圧検出部と、この検出したソース・ドレイン電圧に基づいて、このＭＯＳトランジスタをオンしたときにこのＭＯＳトランジスタを介して流れる電流の向きを検出する通電方向検出部と、通電方向検出部による検出結果に基づいてサージ電圧の発生を抑制するタイミングを判定するタイミング判定部とを備えることが望ましい。ＭＯＳトランジスタはオン時においても所定のソース・ドレイン間電圧を有するため、この電圧を検出して電流の向きを検出することが可能となり、サージ電圧の発生を抑制するタイミングを確実に判定することができる。 Further, the switching element described above is a MOS transistor, and the load dump protection determination unit determines the MOS transistor based on the MOS voltage detection unit that detects the source / drain voltage of the MOS transistor and the detected source / drain voltage. An energization direction detection unit that detects the direction of the current flowing through the MOS transistor when turned on, and a timing determination unit that determines a timing for suppressing the generation of a surge voltage based on a detection result by the energization direction detection unit It is desirable. Since the MOS transistor has a predetermined source-drain voltage even when it is turned on, it is possible to detect the direction of the current by detecting this voltage, and to reliably determine the timing for suppressing the generation of the surge voltage. it can.

また、上述したロードダンプ保護判定部による下アームを構成するスイッチング素子をオフするタイミングの適否判定は、電機子巻線を構成する２相以上の相巻線のそれぞれ毎に行うことが望ましい。これにより、相巻線毎に適切なタイミングで保護動作を解除することができ、各相巻線によるサージ電圧の発生を確実に防止することができる。 In addition, it is desirable that the above-described load dump protection determination unit determines whether or not the timing for turning off the switching element that constitutes the lower arm is performed for each of the two or more phase windings that constitute the armature winding. As a result, the protection operation can be canceled at an appropriate timing for each phase winding, and the generation of a surge voltage by each phase winding can be reliably prevented.

一実施形態の車両用発電機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the generator for vehicles of one Embodiment. 整流器モジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a rectifier module. 制御回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a control circuit. ロードダンプ発生時に保護動作に移行し、その後、再度通常の整流動作に復帰する遷移状態を示す図である。It is a figure which shows the transition state which transfers to protection operation at the time of load dump occurrence, and returns to normal rectification operation | movement again after that. 車両用発電機の相電圧を示す図である。It is a figure which shows the phase voltage of the generator for vehicles. ロードダンプ保護判定部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a load dump protection determination part. 出力電圧としきい値電圧判定部による判定結果との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an output voltage and the determination result by a threshold voltage determination part. ソース・ドレイン電圧と参照電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a source-drain voltage and a reference voltage. １つの整流器モジュールのみが保護動作に移行した場合のＭＯＳ電圧検出部の出力の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the output of a MOS voltage detection part when only one rectifier module transfers to protection operation.

以下、本発明の車両用回転電機を適用した一実施形態の車両用発電機について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両用発電機の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両用発電機１は、２つの固定子巻線２、３、界磁巻線４、２つの整流器モジュール群５、６、発電制御装置７を含んで構成されている。２つの整流器モジュール群５、６がスイッチング部に対応する。 Hereinafter, a vehicular generator according to an embodiment to which a vehicular rotating electrical machine of the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle generator according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the vehicle generator 1 according to this embodiment includes two stator windings 2 and 3, a field winding 4, two rectifier module groups 5 and 6, and a power generation control device 7. It is configured. Two rectifier module groups 5 and 6 correspond to a switching unit.

一方の固定子巻線２は、多相巻線（例えばＸ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線からなる三相巻線）であって、固定子鉄心（図示せず）に巻装されている。同様に、他方の固定子巻線３は、多相巻線（例えばＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線からなる三相巻線）であって、上述した固定子鉄心に、固定子巻線２に対して電気角で３０度ずらした位置に巻装されている。本実施形態では、これら２つの固定子巻線２、３と固定子鉄心によって固定子が構成されている。 One stator winding 2 is a multiphase winding (for example, a three-phase winding composed of an X-phase winding, a Y-phase winding, and a Z-phase winding), and is wound around a stator core (not shown). It is disguised. Similarly, the other stator winding 3 is a multi-phase winding (for example, a three-phase winding composed of a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding). The stator winding 2 is wound at a position shifted by 30 degrees in terms of electrical angle. In the present embodiment, a stator is constituted by these two stator windings 2 and 3 and the stator core.

界磁巻線４は、固定子鉄心の内周側に対向配置された界磁極（図示せず）に巻装されて回転子を構成している。励磁電流を流すことにより、界磁極が磁化される。界磁極が磁化されたときに発生する回転磁界によって固定子巻線２、３が交流電圧を発生する。 The field winding 4 is wound around a field pole (not shown) disposed opposite to the inner peripheral side of the stator core to constitute a rotor. The field pole is magnetized by passing an exciting current. The stator windings 2 and 3 generate an alternating voltage by a rotating magnetic field generated when the field pole is magnetized.

一方の整流器モジュール群５は、一方の固定子巻線２に接続されており、全体で三相全波整流回路（ブリッジ回路）が構成され、固定子巻線２に誘起される交流電流を直流電流に変換する。この整流器モジュール群５は、固定子巻線２の相数に対応する数（三相巻線の場合には３個）の整流器モジュール５Ｘ、５Ｙ、５Ｚを備えている。整流器モジュール５Ｘは、固定子巻線２に含まれるＸ相巻線に接続されている。整流器モジュール５Ｙは、固定子巻線２に含まれるＹ相巻線に接続されている。整流器モジュール５Ｚは、固定子巻線２に含まれるＺ相巻線に接続されている。 One rectifier module group 5 is connected to one stator winding 2 to form a three-phase full-wave rectifier circuit (bridge circuit) as a whole, and the alternating current induced in the stator winding 2 is converted into direct current. Convert to current. The rectifier module group 5 includes rectifier modules 5X, 5Y, and 5Z corresponding to the number of phases of the stator winding 2 (three in the case of a three-phase winding). The rectifier module 5 </ b> X is connected to the X-phase winding included in the stator winding 2. The rectifier module 5 </ b> Y is connected to a Y-phase winding included in the stator winding 2. The rectifier module 5Z is connected to the Z-phase winding included in the stator winding 2.

他方の整流器モジュール群６は、一方の固定子巻線３に接続されており、全体で三相全波整流回路（ブリッジ回路）が構成され、固定子巻線３に誘起される交流電流を直流電流に変換する。この整流器モジュール群６は、固定子巻線３の相数に対応する数（三相巻線の場合には３個）の整流器モジュール６Ｕ、６Ｖ、６Ｗを備えている。整流器モジュール６Ｕは、固定子巻線３に含まれるＵ相巻線に接続されている。整流器モジュール６Ｖは、固定子巻線３に含まれるＶ相巻線に接続されている。整流器モジュール６Ｗは、固定子巻線３に含まれるＷ相巻線に接続されている。 The other rectifier module group 6 is connected to one stator winding 3 to form a three-phase full-wave rectifier circuit (bridge circuit) as a whole, and the alternating current induced in the stator winding 3 is converted into direct current. Convert to current. The rectifier module group 6 includes a number of rectifier modules 6U, 6V, and 6W corresponding to the number of phases of the stator winding 3 (three in the case of a three-phase winding). The rectifier module 6U is connected to a U-phase winding included in the stator winding 3. The rectifier module 6V is connected to a V-phase winding included in the stator winding 3. The rectifier module 6 </ b> W is connected to the W-phase winding included in the stator winding 3.

発電制御装置７は、界磁巻線４に流す励磁電流を制御する励磁制御回路であって、励磁電流を制御することにより車両用発電機１の発電電圧（各整流器モジュールの出力電圧）を制御する。また、発電制御装置７は、通信端子および通信線を介してＥＣＵ８（外部制御装置）と接続されており、ＥＣＵ８との間で双方向のシリアル通信（例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）プロトコルを用いたＬＩＮ通信）を行い、通信メッセージを送信あるいは受信する。 The power generation control device 7 is an excitation control circuit that controls the excitation current that flows through the field winding 4 and controls the power generation voltage of the vehicle generator 1 (the output voltage of each rectifier module) by controlling the excitation current. To do. The power generation control device 7 is connected to the ECU 8 (external control device) via a communication terminal and a communication line, and uses bidirectional serial communication (for example, a LIN (Local Interconnect Network) protocol) with the ECU 8. LIN communication) and transmit or receive a communication message.

本実施形態の車両用発電機１はこのような構成を有しており、次に、整流器モジュール５Ｘ等の詳細について説明する。 The vehicle generator 1 of the present embodiment has such a configuration, and details of the rectifier module 5X and the like will be described next.

図２は、整流器モジュール５Ｘの構成を示す図である。なお、他の整流器モジュール５Ｙ、５Ｚ、６Ｕ、６Ｖ、６Ｗも同じ構成を有している。図２に示すように、整流器モジュール５Ｘは、２つのＭＯＳトランジスタ５０、５１、制御回路５４を備えている。ＭＯＳトランジスタ５０は、ソースが固定子巻線２のＸ相巻線に接続され、ドレインが充電線１２を介してを電気負荷１０やバッテリ９の正極端子に接続された上アーム（ハイサイド側）のスイッチング素子である。ＭＯＳトランジスタ５１は、ドレインがＸ相巻線に接続され、ソースがバッテリ９の負極端子（アース）に接続された下アーム（ローサイド側）のスイッチング素子である。また、ＭＯＳトランジスタ５０、５１のそれぞれのソース・ドレイン間にはダイオードが並列接続されている。このダイオードはＭＯＳトランジスタ５０、５１の寄生ダイオード（ボディダイオード）によって実現されるが、別部品としてのダイオードをさらに並列接続するようにしてもよい。なお、上アームおよび下アームの少なくとも一方を、ＭＯＳトランジスタ以外のスイッチング素子を用いて構成するようにしてもよい。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the rectifier module 5X. The other rectifier modules 5Y, 5Z, 6U, 6V, and 6W have the same configuration. As shown in FIG. 2, the rectifier module 5X includes two MOS transistors 50 and 51 and a control circuit 54. The MOS transistor 50 has an upper arm (high side) whose source is connected to the X-phase winding of the stator winding 2 and whose drain is connected to the electrical load 10 and the positive terminal of the battery 9 via the charging line 12. Switching element. The MOS transistor 51 is a switching element on the lower arm (low side) whose drain is connected to the X-phase winding and whose source is connected to the negative terminal (earth) of the battery 9. A diode is connected in parallel between the source and drain of each of the MOS transistors 50 and 51. This diode is realized by a parasitic diode (body diode) of the MOS transistors 50 and 51, but a diode as another component may be further connected in parallel. Note that at least one of the upper arm and the lower arm may be configured using a switching element other than a MOS transistor.

図３は、制御回路５４の詳細構成を示す図である。図３に示すように、制御回路５４は、制御部１００、電源１０２、バッテリ電圧検出部１１０、動作検出部１２０、１３０、ロードダンプ保護判定部１４０、温度検出部１５０、ドライバ１７０、１７２、通信回路１８０を備えている。 FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the control circuit 54. As shown in FIG. 3, the control circuit 54 includes a control unit 100, a power source 102, a battery voltage detection unit 110, an operation detection unit 120 and 130, a load dump protection determination unit 140, a temperature detection unit 150, drivers 170 and 172, and a communication. A circuit 180 is provided.

電源１０２は、エンジン始動に伴って固定子巻線２のＸ相巻線に所定の相電圧が発生したときに動作を開始し、制御回路５４に含まれる各素子に動作電圧を供給する。この動作自体は、発電制御装置７において従来から行われている動作と同じであり、同じ技術を用いて実現することができる。 The power supply 102 starts operation when a predetermined phase voltage is generated in the X-phase winding of the stator winding 2 as the engine is started, and supplies the operating voltage to each element included in the control circuit 54. This operation itself is the same as the operation conventionally performed in the power generation control device 7, and can be realized by using the same technique.

ドライバ１７０は、出力端子（Ｇ１）がハイサイド側のＭＯＳトランジスタ５０のゲートに接続されており、ＭＯＳトランジスタ５０をオンオフする駆動信号を生成する。同様に、ドライバ１７２は、出力端子（Ｇ２）がローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１のゲートに接続されており、ＭＯＳトランジスタ５１をオンオフする駆動信号を生成する。 The driver 170 has an output terminal (G1) connected to the gate of the high-side MOS transistor 50, and generates a drive signal for turning on and off the MOS transistor 50. Similarly, the driver 172 has an output terminal (G2) connected to the gate of the low-side MOS transistor 51, and generates a drive signal for turning the MOS transistor 51 on and off.

バッテリ電圧検出部１１０（バッテリ電圧検出手段）は、差動増幅器とその出力をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤ）によって構成されており、車両用発電機１の出力端子と充電線１２を介して接続されたバッテリ９の正極端子の電圧に対応するデータを出力する。 The battery voltage detection unit 110 (battery voltage detection means) includes a differential amplifier and an analog-digital converter (AD) that converts the output into digital data. The output terminal of the vehicular generator 1 and the charging line 12 outputs data corresponding to the voltage of the positive terminal of the battery 9 connected via the terminal 12.

動作検出部１２０は、差動増幅器とその出力をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤ）によって構成されており、ハイサイド側のＭＯＳトランジスタ５０のソース・ドレイン間電圧（図２、図３のＢ−Ｃ端子間電圧）に対応するデータを出力する。制御部１００は、このデータに基づいて、ドライバ１７０の駆動状態に対応するＭＯＳトランジスタ５０の動作状態を監視し、適宜ＭＯＳトランジスタ５０の制御や故障検知を行う。 The operation detection unit 120 includes a differential amplifier and an analog-to-digital converter (AD) that converts the output into digital data, and the source-drain voltage of the high-side MOS transistor 50 (FIGS. 2 and 2). 3 corresponding to the voltage between the B and C terminals 3). Based on this data, the control unit 100 monitors the operating state of the MOS transistor 50 corresponding to the driving state of the driver 170, and appropriately controls the MOS transistor 50 and detects a failure.

動作検出部１３０は、差動増幅器とその出力をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤ）によって構成されており、ローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１のソース・ドレイン間電圧（図２、図３のＣ−Ｄ端子間電圧）に対応するデータを出力する。制御部１００は、このデータに基づいて、ドライバ１７２の駆動状態に対応するＭＯＳトランジスタ５１の動作状態を監視し、適宜ＭＯＳトランジスタ５１の制御や故障検知を行う。 The operation detection unit 130 includes a differential amplifier and an analog-digital converter (AD) that converts the output into digital data. The operation detection unit 130 includes a source-drain voltage (FIGS. 2 and 3) of the MOS transistor 51 on the low side. Data corresponding to the voltage between the C and D terminals). Based on this data, the control unit 100 monitors the operating state of the MOS transistor 51 corresponding to the driving state of the driver 172, and appropriately controls the MOS transistor 51 and detects a failure.

ロードダンプ保護判定部１４０は、車両用発電機１（整流器モジュール群５、６）の出力電圧（Ｂ端子電圧）を監視し、Ｂ端子電圧がロードダンプ発生を判定する第１のしきい値電圧Ｖ１（例えば２０Ｖ）を超えた後に保護動作を開始する指示（保護開始指示）を行い、その後、Ｂ端子電圧がこの保護動作によって低下して第１のしきい値電圧Ｖ１よりも低い第２のしきい値電圧Ｖ２（例えば１６．５Ｖ）を下回った後に保護動作を停止して通常の整流動作を再開する指示（整流再開指示）を行う。例えば、このロードダンプ保護判定部１４０は、迅速な処理を行う必要から、各種の能動素子や受動素子を組み合わせたアナログ回路によって構成されている。制御部１００は、ロードダンプ保護判定部１４０による保護開始／整流再開指示に応じて保護動作や保護動作解除後の整流動作を実行する。ロードダンプ保護判定部１４０の詳細構成および保護動作の詳細については後述する。 The load dump protection determination unit 140 monitors the output voltage (B terminal voltage) of the vehicular generator 1 (rectifier module groups 5 and 6), and the B terminal voltage is a first threshold voltage for determining the occurrence of load dump. An instruction (protection start instruction) to start the protection operation after exceeding V1 (for example, 20V) is performed, and then the B terminal voltage is lowered by this protection operation and is lower than the first threshold voltage V1. After falling below the threshold voltage V2 (for example, 16.5 V), an instruction to stop the protection operation and resume normal rectification operation (rectification resumption instruction) is issued. For example, the load dump protection determination unit 140 is configured by an analog circuit in which various active elements and passive elements are combined because it is necessary to perform quick processing. The control unit 100 executes the protection operation and the rectification operation after the protection operation is released in accordance with the protection start / rectification restart instruction from the load dump protection determination unit 140. Details of the configuration and protection operation of the load dump protection determination unit 140 will be described later.

温度検出部１５０は、定電流源、ダイオード、差動増幅器とその出力をデジタルデータに変換するアナログ−デジタル変換器（ＡＤ）によって構成されており、温度によって変化するダイオードの順方向電圧降下に対応するデータを出力する。制御部１００は、このデータに基づいて整流器モジュール５Ｘの温度を検出する。 The temperature detection unit 150 includes a constant current source, a diode, a differential amplifier, and an analog-digital converter (AD) that converts the output into digital data, and copes with a forward voltage drop of the diode that changes with temperature. Output data. The control unit 100 detects the temperature of the rectifier module 5X based on this data.

通信回路１８０は、発電制御装置７と同様の通信手段であって、発電制御装置７とＥＣＵ８の間を接続する通信端子および通信線に共通に接続されており、ＥＣＵ８との間で双方向のシリアル通信（例えば、ＬＩＮプロトコルを用いたＬＩＮ通信）を行い、通信メッセージを送信あるいは受信する。 The communication circuit 180 is a communication means similar to the power generation control device 7, and is commonly connected to a communication terminal and a communication line that connect between the power generation control device 7 and the ECU 8, and is bidirectional with the ECU 8. Serial communication (for example, LIN communication using the LIN protocol) is performed, and a communication message is transmitted or received.

例えば、通信頻度として、１通信あたり２０ｍｓ程度でＥＣＵ８との間で通信メッセージを送受信しているような場合を考えると、１秒間に５０回の通信を行うことができる。したがって、本実施形態において６個の通信モジュール５Ｘ等を追加してそのための通信メッセージの送受信が増加しても、発電制御装置７とＥＣＵ８との間で発電状態を含む通信メッセージやダイアグ情報等の通信メッセージの送受信を行う発電制御に支障はないといえる。 For example, considering a case where a communication message is transmitted / received to / from the ECU 8 at a communication frequency of about 20 ms per communication, communication can be performed 50 times per second. Therefore, even if six communication modules 5X and the like are added in this embodiment and the transmission / reception of communication messages therefor increases, communication messages and diagnostic information including the power generation state between the power generation control device 7 and the ECU 8 are displayed. It can be said that there is no problem in power generation control for transmitting and receiving communication messages.

本実施形態の整流器モジュール５Ｘ等はこのような構成を有しており、次に、ロードダンプ発生時の保護動作と、保護動作から通常の発電（整流）状態に復帰する動作の詳細について説明する。 The rectifier module 5X and the like according to the present embodiment have such a configuration. Next, details of the protection operation when a load dump occurs and the operation of returning from the protection operation to the normal power generation (rectification) state will be described. .

図４は、ロードダンプ発生時に保護動作に移行し、その後、再度通常の整流動作に復帰する遷移状態を示す図である。図４において、「整流」はロードダンプが発生していない通常時において行われる整流動作を示しており、「保護」はロードダンプ発生時に行われる保護動作を示している。また、図５は、車両用発電機１の相電圧を示す図であり、図５（Ａ）には通常時における相電圧が、図５（Ｂ）にはロードダンプ発生時の相電圧がそれぞれ示されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating a transition state in which the operation shifts to the protection operation when a load dump occurs and then returns to the normal rectification operation again. In FIG. 4, “rectification” indicates a rectification operation performed in a normal time when no load dump occurs, and “protection” indicates a protection operation performed when a load dump occurs. FIG. 5 is a diagram showing the phase voltage of the vehicular generator 1. FIG. 5 (A) shows the normal phase voltage, and FIG. 5 (B) shows the phase voltage when the load dump occurs. It is shown.

バッテリ９の端子電圧をＶbatt、ＭＯＳトランジスタ５０、５１のオン時のソース・ドレイン間電圧をαとすると、ロードダンプが発生していない通常時には、例えばＸ相巻線の相電圧ＶｘがＶbatt＋αを超えたときにハイサイド側のＭＯＳトランジスタ５０がオンされ、相電圧Ｖｘが−αよりも低下したときにローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１がオンされる同期整流が行われる（図５（Ａ））。 When the terminal voltage of the battery 9 is Vbatt and the source-drain voltage when the MOS transistors 50 and 51 are on is α, the phase voltage Vx of the X-phase winding exceeds Vbatt + α, for example, at normal times when no load dump occurs. When the high-side MOS transistor 50 is turned on, the low-side MOS transistor 51 is turned on when the phase voltage Vx drops below -α (FIG. 5A).

このような状態において、車両用発電機１の出力端子と充電線１２との接続、あるいは、バッテリ９の正極端子と充電線１２との接続が外れると、車両用発電機１の固定子巻線２、３の各相電圧が一時的に高くなるロードダンプが発生する（図５（Ｂ））。このときの相電圧Ｖ_LDは、バッテリ９の端子電圧Ｖbattに比べて高くなるため（例えば１００Ｖ以上）、車両用発電機１内の整流器モジュール５Ｘ等や発電制御装置７あるいは各種の電気負荷１０を保護するために、「保護準備」の手順を経た後に保護動作に移行する（図４）。 In such a state, when the connection between the output terminal of the vehicle generator 1 and the charging wire 12 or the connection between the positive terminal of the battery 9 and the charging wire 12 is disconnected, the stator winding of the vehicle generator 1 A load dump in which the phase voltages of 2 and 3 are temporarily increased occurs (FIG. 5B). Since the phase voltage V _{LD at} this time is higher than the terminal voltage Vbatt of the battery 9 (for example, 100 V or more), the rectifier module 5X in the vehicular generator 1, the power generation control device 7, or various electric loads 10 are applied. In order to protect, after going through the procedure of “Preparation for protection”, it shifts to a protection operation (FIG. 4).

具体的には、相電圧が２０Ｖを超えたときに（定格電圧１２Ｖの鉛蓄電池をバッテリ９として用いる場合を想定している）、「保護準備」の手順に移行する。この保護準備とは、保護動作に入る最適なタイミングを判定する動作であり、保護動作に入る際のサージ電圧の発生を抑えることができるタイミングに合わせて保護開始指示が行われる。 Specifically, when the phase voltage exceeds 20 V (assuming a case where a lead storage battery having a rated voltage of 12 V is used as the battery 9), the procedure proceeds to the “protection preparation” procedure. This protection preparation is an operation for determining an optimum timing for entering the protection operation, and a protection start instruction is issued in accordance with a timing at which generation of a surge voltage when entering the protection operation can be suppressed.

本実施形態では、ロードダンプ発生時に相電圧が２０Ｖを超えると、ローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１がオンされ、同時に、ハイサイド側のＭＯＳトランジスタ５０がオフされて保護動作が実施される。その後、ロードダンプ発生に伴う高電圧が解消するまで、これらのＭＯＳトランジスタ５０、５１のオン／オフ状態が継続される。この保護動作中は、相電圧は、図５（Ｂ）にＶｐで示すように、−αから＋αの範囲を推移するようになる。 In the present embodiment, when the phase voltage exceeds 20 V when load dump occurs, the low-side MOS transistor 51 is turned on, and at the same time, the high-side MOS transistor 50 is turned off to perform the protection operation. Thereafter, the on / off states of these MOS transistors 50 and 51 are continued until the high voltage resulting from the load dump is eliminated. During this protection operation, the phase voltage shifts from −α to + α as indicated by Vp in FIG.

ところで、図５においてＡで示される範囲では、保護動作移行前はハイサイド側のＭＯＳトランジスタ５０がオン、ローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１がオフされていたため、これら２つのＭＯＳトランジスタ５０、５１のオン／オフを瞬時に入れ替えると、相巻線に大きなサージ電圧が発生するおそれがある。例えば、実際にはＭＯＳトランジスタ５０、５１のオン／オフ切り替えタイミングは素子毎にばらつきがあり、オンされていたハイサイド側のＭＯＳトランジスタ５０をオフするタイミングのみがわずかに早くなると、相巻線に流れていた電流が瞬断されるため、大きなサージ電圧が発生する。 In the range indicated by A in FIG. 5, the high-side MOS transistor 50 is on and the low-side MOS transistor 51 is off before the protection operation shifts. If the switch is turned off instantaneously, a large surge voltage may be generated in the phase winding. For example, the on / off switching timing of the MOS transistors 50 and 51 actually varies from element to element, and if only the timing for turning off the high-side MOS transistor 50 that has been turned on becomes slightly earlier, Since the flowing current is interrupted, a large surge voltage is generated.

また、図５においてＢで示される範囲では、相巻線に電流は流れていないが、ローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１ではソースとドレインの電位差が大きく、このＭＯＳトランジスタ５１をオンした際に、瞬間的に大きな相電流が発生するため、この相電流の変化に対抗する大きなサージ電圧が発生する。 In the range indicated by B in FIG. 5, no current flows through the phase winding, but the potential difference between the source and drain is large in the low-side MOS transistor 51, and when the MOS transistor 51 is turned on, the current instantaneously Therefore, a large surge voltage is generated against the change in the phase current.

このように、図５においてＡ、Ｂで示される範囲にあるときに保護動作に入ると大きなサージ電圧の発生を伴うおそれがあるため、本実施形態では、図５においてＣで示される範囲に含まれることを確認した後に保護動作に入るようにしている。「保護準備」では、Ｃで示される範囲にあるときに、保護動作に入る最適なタイミングであると判定している。 As described above, since there is a possibility that a large surge voltage is generated when the protection operation is started when the protection operation is in the ranges indicated by A and B in FIG. 5, in the present embodiment, it is included in the range indicated by C in FIG. 5. After confirming that this is done, the protection operation is started. In “protection preparation”, when it is within the range indicated by C, it is determined that it is the optimum timing to enter the protection operation.

一方、ロードダンプ時に発生した高電圧が解消して保護動作から通常の整流動作に復帰する場合も、同様に間に「復帰準備」の手順を経ている。具体的には、ロードダンプ発生時に高電圧となった相電圧が再び低下して１６．５Ｖを下回ったときに「復帰準備」の手順に移行する。この復帰準備とは、通常の整流動作に入る最適なタイミングを判定する動作であり、整流動作に入る際のサージ電圧の発生を抑えることができるタイミングに合わせて整流再開指示が行われる。整流再開指示が出されると、制御部１００によってローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１がオフされ、その後、制御部１００による通常の整流動作（同期整流の制御動作）が行われる。 On the other hand, when the high voltage generated at the time of load dump is eliminated and the normal operation is restored from the protection operation, the procedure of “recovery preparation” is similarly performed. Specifically, when the phase voltage that has become a high voltage at the time of load dumping decreases again and falls below 16.5 V, the procedure proceeds to the “recovery preparation” procedure. This recovery preparation is an operation for determining an optimum timing for entering a normal rectification operation, and a rectification restart instruction is issued in accordance with a timing at which generation of a surge voltage upon entering the rectification operation can be suppressed. When the commutation restart instruction is issued, the control unit 100 turns off the low-side MOS transistor 51, and then the normal rectification operation (synchronous rectification control operation) by the control unit 100 is performed.

ところで、保護動作中はローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１が常時オンされており、図５（Ｂ）のＶｐで示される相電圧が発生している。この状態で、ローサイド側のＭＯＳトランジスタをオフするということは、ＡとＢで示された範囲においてはそれまでＭＯＳトランジスタ５１を通して流れていた大きな相電流を瞬断することになるため、大きなサージ電圧が発生する。したがって、本実施形態では、上述した「保護準備」の手順と同様に、図５においてＣで示される範囲に含まれることを確認した後に通常の整流動作に入るようにしている。「復帰準備」では、Ｃで示される範囲にあるときに、整流動作に入る最適なタイミングであると判定している。 Incidentally, during the protection operation, the low-side MOS transistor 51 is always on, and a phase voltage indicated by Vp in FIG. 5B is generated. In this state, turning off the low-side MOS transistor means that the large phase current that has been flowing through the MOS transistor 51 in the range indicated by A and B is momentarily interrupted. Will occur. Therefore, in the present embodiment, the normal rectification operation is started after confirming that it is included in the range indicated by C in FIG. In “recovery preparation”, when it is within the range indicated by C, it is determined that it is the optimum timing to enter the rectifying operation.

次に、保護準備動作と復帰準備動作を行うロードダンプ保護判定部１４０の詳細について説明する。図６は、ロードダンプ保護判定部１４０の構成を示す図である。図６に示すように、ロードダンプ保護判定部１４０は、Ｂ電圧検出部１４１、しきい値電圧判定部１４２、ＭＯＳ電圧検出部１４３、通電方向検出部１４４、タイミング判定部１４５、１４６を備えている。 Next, details of the load dump protection determination unit 140 that performs the protection preparation operation and the recovery preparation operation will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the load dump protection determination unit 140. As shown in FIG. 6, the load dump protection determination unit 140 includes a B voltage detection unit 141, a threshold voltage determination unit 142, a MOS voltage detection unit 143, an energization direction detection unit 144, and timing determination units 145 and 146. Yes.

Ｂ電圧検出部１４１は、車両用発電機１（整流器モジュール群５、６）の出力電圧（Ｂ端子電圧）ＶＢを検出する。しきい値電圧判定部１４２は、出力電圧ＶＢが第１のしきい値電圧Ｖ１よりも高くなったか否か、一旦第１のしきい値電圧Ｖ１より高くなった出力電圧ＶＢが第２のしきい値電圧よりも低くなったか否かを判定する。 The B voltage detector 141 detects the output voltage (B terminal voltage) VB of the vehicle generator 1 (rectifier module groups 5 and 6). The threshold voltage determination unit 142 determines whether or not the output voltage VB is higher than the first threshold voltage V1, and the output voltage VB once higher than the first threshold voltage V1 is the second threshold voltage. It is determined whether or not the voltage has become lower than the threshold voltage.

図７は、出力電圧ＶＢとしきい値電圧判定部１４２による判定結果との関係を示す図である。図７において、横軸は出力電圧ＶＢを、縦軸はしきい値電圧判定部１４２の判定結果をそれぞれ示している。図７に示すように、しきい値電圧判定部１４２は、出力電圧ＶＢが高くなって第１のしきい値電圧Ｖ１としての２０Ｖを超えたときに、出力をローレベル（Ｌ）からハイレベル（Ｈ）に切り替える。また、一旦２０Ｖを超えた出力電圧ＶＢが低くなって第２のしきい値電圧Ｖ２としての１６．５Ｖよりも低くなったときに、出力をハイレベルからローレベルに切り替える。 FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the output voltage VB and the determination result by the threshold voltage determination unit 142. In FIG. 7, the horizontal axis represents the output voltage VB, and the vertical axis represents the determination result of the threshold voltage determination unit 142. As shown in FIG. 7, when the output voltage VB increases and exceeds 20 V as the first threshold voltage V1, the threshold voltage determination unit 142 changes the output from the low level (L) to the high level. Switch to (H). Further, when the output voltage VB once exceeding 20 V is lowered and becomes lower than 16.5 V as the second threshold voltage V2, the output is switched from the high level to the low level.

ＭＯＳ電圧検出部１４３は、ローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１のソース・ドレイン間電圧Ｖds（図２、図３のＣ−Ｄ端子間電圧）を検出する。通電方向検出部１４４は、ＭＯＳ電圧検出部１４３によって検出されたＭＯＳトランジスタ５１のソース・ドレイン間電圧Ｖdsに基づいて、ＭＯＳトランジスタ５１をオンしたときにソース・ドレイン間に流れる電流の向きを判定する。 The MOS voltage detector 143 detects the source-drain voltage Vds (voltage between the C-D terminals in FIGS. 2 and 3) of the low-side MOS transistor 51. The energization direction detector 144 determines the direction of the current flowing between the source and drain when the MOS transistor 51 is turned on based on the source-drain voltage Vds of the MOS transistor 51 detected by the MOS voltage detector 143. .

ロードダンプ発生時であって保護動作に入る前（ローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１をオンする前）の状態においては、図５においてＡあるいはＢで示す範囲に対応する相電圧Ｖ_LDは、０Ｖ以上となる。したがって、Ｃで示す範囲にあるか否か（ＭＯＳトランジスタ５１をオンしたときに、このＭＯＳトランジスタ５１に並列接続されたダイオードの順方向と反対方向に電流が流れるか否か）を知りたければ、相電圧Ｖ_LD、すなわちＭＯＳトランジスタ５１のソース・ドレイン間電圧Ｖdsが０Ｖよりも低い所定の基準電圧Ｖref を下回ったか否かを調べればよい。ソース・ドレイン間電圧Ｖdsが基準電圧Ｖref よりも低いということは、相電圧Ｖ_LDが図５においてＣに示す範囲にあることを示しており、この場合には、通電方向検出部１４４の出力がハイレベルになる。 In a state when a load dump occurs and before the protection operation is started (before the low-side MOS transistor 51 is turned on), the phase voltage V _LD corresponding to the range indicated by A or B in FIG. Become. Therefore, if it is desired to know whether or not it is in the range indicated by C (whether or not current flows in the direction opposite to the forward direction of the diode connected in parallel to the MOS transistor 51 when the MOS transistor 51 is turned on), What is necessary is just to check whether or not the phase voltage V _LD , that is, the source-drain voltage Vds of the MOS transistor 51 is lower than a predetermined reference voltage Vref lower than 0V. That the source-drain voltage Vds is lower than the reference voltage Vref indicates that the phase voltage V _LD is in the range indicated by C in FIG. 5. In this case, the output of the energization direction detection unit 144 is Become high level.

実際には、ＭＯＳ電圧検出部１４３において−０．１〜＋０．１Ｖの範囲の電圧を精度よく検出し、通電方向検出部１４４において０Ｖ近傍の参照電圧Ｖref を用いて精度よく電圧比較を行うことは難しい。このため、ＭＯＳ電圧検出部１４３では、検出したソース・ドレイン電圧Ｖdsを所定の利得で増幅して電圧レベルを変換した後の電圧Ｖds’を出力し、通電方向検出部１４４はこの電圧Ｖds’を用いて電圧比較を行っている。 Actually, the MOS voltage detector 143 accurately detects a voltage in the range of −0.1 to +0.1 V, and the energization direction detector 144 uses the reference voltage Vref near 0 V to accurately compare the voltages. Is difficult. For this reason, the MOS voltage detection unit 143 outputs the voltage Vds ′ after the detected source / drain voltage Vds is amplified with a predetermined gain and the voltage level is converted, and the energization direction detection unit 144 outputs the voltage Vds ′. Voltage comparison.

図８は、ソース・ドレイン電圧Ｖds’と参照電圧Ｖref’との関係を示す図である。図８において、縦軸は変換後の電圧Ｖds’を、横軸は変換前のソース・ドレイン電圧Ｖdsをそれぞれ示している。通電方向検出部１４４において電圧比較を行う範囲は−０．１〜＋０．１Ｖの範囲に含まれるソース・ドレイン電圧Ｖdsであるため、この範囲が例えば２０倍に増幅されている。図８に示す例では、−０．１Ｖが０Ｖに、＋０．１Ｖが＋５Ｖにそれぞれ対応し、その間の電圧が線形的に１対１に対応している。また、ソース・ドレイン電圧Ｖdsが−０．１Ｖよりも低くなった場合、あるいは、＋０．１Ｖよりも高くなった場合には、ＭＯＳ電圧検出部１４３の出力電圧が０Ｖあるいは＋５Ｖにクリップ（固定）されるようになっている。なお、図５においてＣで示される範囲に含まれるタイミングを正確に判定するためには、参照電圧Ｖref’は＋５Ｖに近い値に設定する必要がある。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the source / drain voltage Vds 'and the reference voltage Vref'. In FIG. 8, the vertical axis represents the converted voltage Vds', and the horizontal axis represents the source / drain voltage Vds before conversion. Since the voltage comparison range in the energization direction detection unit 144 is the source / drain voltage Vds included in the range of −0.1 to +0.1 V, this range is amplified, for example, 20 times. In the example shown in FIG. 8, −0.1 V corresponds to 0 V, +0.1 V corresponds to +5 V, and the voltage therebetween linearly corresponds to 1: 1. When the source / drain voltage Vds is lower than −0.1V or higher than + 0.1V, the output voltage of the MOS voltage detection unit 143 is clipped (fixed) to 0V or + 5V. It has come to be. In order to accurately determine the timing included in the range indicated by C in FIG. 5, the reference voltage Vref 'needs to be set to a value close to + 5V.

通電方向検出部１４４は、ＭＯＳ電圧検出部１４３の出力電圧Ｖds’と参照電圧Ｖref’ とを比較し、Ｖds’がＶref’ よりも低い場合に出力をハイレベルにし、高い場合に出力をローレベルにする。 The energization direction detection unit 144 compares the output voltage Vds ′ of the MOS voltage detection unit 143 with the reference voltage Vref ′, sets the output to a high level when Vds ′ is lower than Vref ′, and sets the output to a low level when it is high To.

一方のタイミング判定部１４５は、しきい値電圧判定部１４２の出力がローレベルからハイレベルに変化した後、通電方向検出部１４４の出力がハイレベルになったとき、すなわち、ロードダンプ発生に伴って出力電圧ＶＢが２０Ｖよりも高くなり、かつ、図５（Ｂ）においてＣで示す範囲にあると判定されたときに、出力をハイレベルにする。このタイミング判定部１４５のハイレベルの出力が「保護開始指示」に対応しており、この保護開始指示が出力されると、制御部１００は、ドライバ１７０を駆動してハイサイド側のＭＯＳトランジスタ５０をオフするとともに、ドライバ１７２を駆動してローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１をオンすることにより、ロードダンプ発生時の保護動作を開始する。 One timing determination unit 145 changes the output of the energization direction detection unit 144 to a high level after the output of the threshold voltage determination unit 142 changes from a low level to a high level, that is, with the occurrence of a load dump. When the output voltage VB becomes higher than 20V and is determined to be in the range indicated by C in FIG. 5B, the output is set to the high level. The high level output of the timing determination unit 145 corresponds to the “protection start instruction”, and when this protection start instruction is output, the control unit 100 drives the driver 170 to perform the high-side MOS transistor 50. Is turned off and the driver 172 is driven to turn on the low-side MOS transistor 51, thereby starting a protection operation when a load dump occurs.

他方のタイミング判定部１４６は、しきい値電圧判定部１４２の出力がハイレベルからローレベルに変化した後、通電方向検出部１４４の出力がハイレベルになったとき、すなわち、ロードダンプ発生に伴って一旦２０Ｖを超えた出力電圧ＶＢが再び１６．５Ｖよりも低くなり、かつ、図５においてＣで示す範囲にあると判定されたときに、出力をハイレベルにする。このタイミング判定部１４６のハイレベルの出力が「整流再開指示」に対応しており、この整流再開指示が出力されると、制御部１００は、ドライバ１７２を駆動してローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１をオフする。以後、制御部１００は、同期整流の制御動作を再開する。 The other timing determination unit 146 changes the output of the energization direction detection unit 144 to a high level after the output of the threshold voltage determination unit 142 changes from a high level to a low level, that is, with the occurrence of a load dump. When the output voltage VB once exceeding 20 V once again becomes lower than 16.5 V and is determined to be within the range indicated by C in FIG. 5, the output is set to the high level. The high level output of the timing determination unit 146 corresponds to the “rectification resumption instruction”. When this rectification resumption instruction is output, the control unit 100 drives the driver 172 to activate the low-side MOS transistor 51. Turn off. Thereafter, the control unit 100 resumes the synchronous rectification control operation.

このように、本実施形態の車両用発電機１では、ロードダンプ発生時にローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１をオンすることでロードダンプ時の高電圧の発生を防止する保護動作を行う場合であって、高電圧の発生が抑制された後に保護動作を解除する際に、このＭＯＳトランジスタ５１をオフするタイミングの適否が判定されるため、サージ電圧が発生するタイミングを避けて通常の整流動作を継続することができ、ロードダンプ時の高電圧発生を迅速に終わらせることが可能となる。特に、ＭＯＳトランジスタ５１をオフしたときにこのオフ動作によるサージ電圧の発生を抑制するタイミングが判定されるため、保護動作解除時のサージ電圧の発生を確実に抑えることができる。 As described above, the vehicular generator 1 according to this embodiment is a case where a protection operation is performed to prevent the generation of a high voltage at the time of load dump by turning on the low-side MOS transistor 51 at the time of load dump. When the protection operation is canceled after the generation of the high voltage is suppressed, it is determined whether the timing for turning off the MOS transistor 51 is appropriate. Therefore, the normal rectification operation is continued while avoiding the timing at which the surge voltage is generated. It is possible to quickly terminate the generation of high voltage during load dump. In particular, when the MOS transistor 51 is turned off, the timing for suppressing the generation of the surge voltage due to the off operation is determined, so that the generation of the surge voltage when the protective operation is released can be reliably suppressed.

また、保護動作解除時だけでなく、保護動作に移行する際についても、サージ電圧が発生するタイミングを避けて保護動作を行うことが可能となる。 Further, not only when the protection operation is released, but also when the protection operation is performed, the protection operation can be performed while avoiding the timing at which the surge voltage is generated.

また、サージ電圧の発生を抑制するタイミングとして、ＭＯＳトランジスタ５１がオンされたときに、このＭＯＳトランジスタ５１に接続された相巻線からこのＭＯＳトランジスタ５１に電流が流れるタイミング（図５においてＡおよびＢで示した範囲）以外のタイミングを設定している。これにより、オンオフ状態が切り替わるＭＯＳトランジスタ５１に接続された相巻線に流れる電流の瞬断や急変を防止することができ、相巻線に高いサージ電圧が発生することを抑制することができる。 Further, as a timing for suppressing the generation of the surge voltage, when the MOS transistor 51 is turned on, a current flows from the phase winding connected to the MOS transistor 51 to the MOS transistor 51 (A and B in FIG. 5). A timing other than the range shown in (1) is set. As a result, instantaneous interruption or sudden change of the current flowing through the phase winding connected to the MOS transistor 51 whose on / off state is switched can be prevented, and generation of a high surge voltage in the phase winding can be suppressed.

また、ＭＯＳトランジスタ５１はオン時においても所定のソース・ドレイン間電圧を有するため、この電圧を検出して電流の向きを検出することが可能となり、サージ電圧の発生を抑制するタイミングを確実に判定することができる。 Further, since the MOS transistor 51 has a predetermined source-drain voltage even when it is turned on, it is possible to detect the direction of the current by detecting this voltage, and to reliably determine the timing for suppressing the generation of the surge voltage. can do.

また、保護動作およびその解除動作においてＭＯＳトランジスタ５１をオフ（あるいはオン）するタイミングの適否判定を各相巻線毎に行うことにより、相巻線毎に適切なタイミングで保護動作を解除したり保護動作に移行したりすることができ、各相巻線によるサージ電圧の発生を確実に防止することができる。 In addition, by determining whether or not the timing for turning off (or turning on) the MOS transistor 51 in the protection operation and its release operation is made for each phase winding, the protection operation can be released or protected at an appropriate timing for each phase winding. It is possible to shift to operation, and it is possible to reliably prevent the generation of surge voltage by each phase winding.

ところで、本実施形態では、保護動作への移行タイミングが各整流器モジュール毎に判定されるため、ロードダンプ発生の原因となる不良箇所（例えば、車両用発電機１の出力端子外れか、バッテリ９の正極端子外れか）やそのときの相電流の大きさ等によっては、１相の相巻線に対応する１つの整流器モジュールのみが保護動作に移行する場合もある。例えば、一方の固定子巻線２について考えた場合に、整流器モジュール５Ｘのみが保護動作に移行し、他の整流器モジュール５Ｙ、５Ｚについては保護動作に移行しない場合がある。このような場合の保護動作中は、整流器モジュール５Ｘのローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１のみがオンされ、他の整流器モジュール５Ｙ、５Ｚのローサイド側のＭＯＳトランジスタ５１はオフ状態を継続することになる。このため、オフ状態にある整流器モジュール５Ｙ、５Ｚの下アーム（ローサイド側）については、ＭＯＳトランジスタ５１と並列に接続されたダイオードを介してのみ電流が流れることになり、オン状態にある整流器モジュール５ＸのＭＯＳトランジスタ５１については、ソースからドレインに向かう向き（ＭＯＳトランジスタ５１からＸ相巻線に向けて電流が流れ込む向き）には電流が流れなくなる現象が確認されている。このような場合には、オンされているＭＯＳトランジスタ５１のソース・ドレイン間電圧Ｖdsが０Ｖ以下になる。 By the way, in this embodiment, since the transition timing to the protection operation is determined for each rectifier module, a defective portion that causes the occurrence of load dump (for example, the output terminal of the vehicle generator 1 is disconnected or the battery 9 Depending on whether the positive terminal is disconnected) or the magnitude of the phase current at that time, only one rectifier module corresponding to the one-phase phase winding may shift to the protective operation. For example, when one stator winding 2 is considered, only the rectifier module 5X may shift to the protective operation, and the other rectifier modules 5Y and 5Z may not shift to the protective operation. During the protection operation in such a case, only the low-side MOS transistor 51 of the rectifier module 5X is turned on, and the low-side MOS transistors 51 of the other rectifier modules 5Y and 5Z continue to be in the off state. For this reason, in the lower arms (low side) of the rectifier modules 5Y and 5Z in the off state, a current flows only through the diode connected in parallel with the MOS transistor 51, and the rectifier module 5X in the on state. For the MOS transistor 51, a phenomenon has been confirmed in which current does not flow in the direction from the source to the drain (the direction in which the current flows from the MOS transistor 51 toward the X-phase winding). In such a case, the source-drain voltage Vds of the MOS transistor 51 that is turned on becomes 0 V or less.

図９は、１つの整流器モジュールのみが保護動作に移行した場合のＭＯＳ電圧検出部１４３の出力の具体例を示す図である。図９に示すように、ｔ₀ においてＢ端子電圧が２０Ｖを超えて１つの整流器モジュールのみが保護動作に移行すると、ＭＯＳ電圧検出部１４３の出力電圧Ｖds’が常に２．５Ｖ（Ｖdsでは０Ｖ）以上を維持することになる。このような場合を想定して、通電方向検出部１４４で用いる参照電圧Ｖref’を２．５Ｖよりも高い参照電圧Ｖref''に置き換えるようにしてもよい。これにより、１つの整流器モジュールのみが保護動作に移行することによって、２０Ｖを超えたＢ端子電圧が１６．５Ｖ以下になった場合であっても通常の整流動作に復帰することが可能となる。 FIG. 9 is a diagram illustrating a specific example of the output of the MOS voltage detection unit 143 when only one rectifier module shifts to the protection operation. As shown in FIG. 9, when the B terminal voltage exceeds 20 V at t _{0 and} only one rectifier module shifts to the protection operation, the output voltage Vds ′ of the MOS voltage detector 143 is always 2.5 V (0 V for Vds). The above will be maintained. Assuming such a case, the reference voltage Vref ′ used in the energization direction detection unit 144 may be replaced with a reference voltage Vref ″ higher than 2.5V. As a result, only one rectifier module shifts to the protection operation, so that it is possible to return to the normal rectification operation even when the B terminal voltage exceeding 20 V becomes 16.5 V or less.

また、上述した１つの整流器モジュールのみによる保護動作が行われる現象は、保護動作を解除して通常の整流動作に復帰する場合も起こりうる。すなわち、通常の整流動作に復帰するタイミングも各整流器モジュール毎に判定されるため、３つの整流器モジュールの内の２つについて先に保護動作が解除されると、残り１つの整流器モジュールのみについて保護動作が維持されることになる。このようにして保護動作を維持している整流器モジュールのＭＯＳトランジスタ５１のソース・ドレイン間電圧Ｖdsも０Ｖより低くならない場合があることが確かめられている。 In addition, the phenomenon in which the protection operation by only one rectifier module described above is performed may occur when the protection operation is canceled and the normal rectification operation is restored. That is, since the timing for returning to the normal rectifying operation is also determined for each rectifier module, when the protective operation is canceled first for two of the three rectifier modules, only the remaining one rectifier module is protected. Will be maintained. In this way, it has been confirmed that the source-drain voltage Vds of the MOS transistor 51 of the rectifier module maintaining the protective operation may not be lower than 0V.

ところで、このような場合であっても、既にＢ端子電圧が１６．５Ｖよりも低くなっているため、図５において示したＣの範囲にあることが明らかな場合にはこのタイミングで通常の整流動作に復帰してもよいことになる。例えば、全ての整流器モジュールによる保護動作中は、通電方向検出部１４４の出力がハイレベルとローレベルを交互に繰り返し、しかも、ローレベルからハイレベルに変化するタイミングが図５においてＣで示された範囲の左端近傍に対応する。保護動作を解除する前後の回転数は、数回転については実質的に一定と考えることができる。したがって、タイミング判定部１４６によって、通電方向検出部１４４の出力がハイレベルに変化する周期Ｔを検出、保持しておいて、Ｂ端子電圧が１６．５Ｖよりも低くなる直前に通電方向検出部１４４の出力がローレベルからハイレベルに変化したタイミング（Ｖds’がＶref’よりも低くなった時点）から周期Ｔあるいはその整数倍（２Ｔ等）経過した時点を判定して、タイミング判定部１４６の出力をハイレベルに変化させる（整流再開指示を出力する）ようにしてもよい。 Even in such a case, since the B terminal voltage is already lower than 16.5 V, when it is clear that the voltage is in the range C shown in FIG. It may return to operation. For example, during the protection operation by all the rectifier modules, the timing at which the output of the energizing direction detection unit 144 alternately repeats the high level and the low level and changes from the low level to the high level is indicated by C in FIG. Corresponds to the vicinity of the left end of the range. The rotation speed before and after releasing the protection operation can be considered to be substantially constant for several rotations. Therefore, the timing determination unit 146 detects and holds the period T in which the output of the energization direction detection unit 144 changes to a high level, and immediately before the B terminal voltage becomes lower than 16.5 V, the energization direction detection unit 144. Is output from the timing determination unit 146 by determining when the cycle T or an integral multiple thereof (2T, etc.) has elapsed from the timing at which the output of V is changed from the low level to the high level (when Vds ′ becomes lower than Vref ′). May be changed to a high level (commutation restart instruction is output).

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、２つの固定子巻線２、３と２つの整流器モジュール群５、６を備えるようにしたが、一方の固定子巻線２と一方の整流器モジュール群５を備える車両用発電機についても本発明を適用することができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the two stator windings 2 and 3 and the two rectifier module groups 5 and 6 are provided. However, the vehicle including one stator winding 2 and one rectifier module group 5 is provided. The present invention can also be applied to power generators.

また、上述した実施形態では、各整流器モジュール５Ｘ等を用いて整流動作（発電動作）を行う場合について説明したが、ＭＯＳトランジスタ５０、５１のオン／オフタイミングを変更することにより、バッテリ９から印加される直流電流を交流電流に変換して固定子巻線２、３に供給することにより、車両用発電機１に電動動作を行わせるようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the rectifying operation (power generation operation) is performed using each rectifier module 5X or the like has been described. However, it is applied from the battery 9 by changing the on / off timing of the MOS transistors 50 and 51. The generated DC current may be converted into an AC current and supplied to the stator windings 2 and 3 to cause the vehicle generator 1 to perform an electric operation.

また、上述した実施形態では、２つの整流器モジュール群５、６のそれぞれに３つの整流器モジュールを含ませるようにしたが、整流器モジュールの数は３以外であってもよい。 In the above-described embodiment, each of the two rectifier module groups 5 and 6 includes three rectifier modules. However, the number of rectifier modules may be other than three.

また、上述した実施形態では、ＭＯＳトランジスタ５１のソース・ドレイン間電圧Ｖdsを検出してその検出値に基づいて保護動作に移行するタイミングあるいは保護動作を解除して通常の整流動作に移行するタイミングを決定したが、ＭＯＳトランジスタ５１を通して流れる電流の向きや値を直接検出して同様のタイミング判定を行うようにしてもよい。例えば、ＭＯＳトランジスタ５１のソース側あるいはドレイン側に電流検出用素子（抵抗等）を挿入し、この素子の両端電圧に基づいて同様の判定を行うようにしてもよい。この場合には、ＭＯＳトランジスタ５１あるいはこれと並列接続されたダイオードを通して相巻線に電流が流れ込むタイミング（図５においてＤで示した範囲）を確実に検出して保護動作への移行あるいは保護動作の解除を行うことができる。これにより、相巻線に流れる電流の瞬断や急変を防止することができ、相巻線に高いサージ電圧が発生することを抑制することができる。 Further, in the above-described embodiment, the timing at which the source-drain voltage Vds of the MOS transistor 51 is detected and the protection operation is shifted based on the detected value, or the timing at which the protection operation is canceled and the normal rectification operation is shifted. However, the same timing determination may be performed by directly detecting the direction and value of the current flowing through the MOS transistor 51. For example, a current detection element (such as a resistor) may be inserted on the source side or drain side of the MOS transistor 51, and the same determination may be made based on the voltage across the element. In this case, the timing at which current flows into the phase winding through the MOS transistor 51 or a diode connected in parallel with the MOS transistor 51 (range indicated by D in FIG. 5) is reliably detected to shift to the protection operation or to perform the protection operation. Release can be made. Thereby, the instantaneous interruption and sudden change of the electric current which flows into a phase winding can be prevented, and it can suppress that a high surge voltage generate | occur | produces in a phase winding.

また、上述した実施形態では、各整流器モジュール毎に図６に示したロードダンプ保護判定部１４０を設けたが、その中で、Ｂ電圧検出部１４１およびしきい値電圧判定部１４２については、各整流器モジュール毎に設けるのではなく、全体で１つあるいは整流器モジュール群５、６毎に１つずつ設けるようにしてもよい。また、各相巻線に対応させた整流器モジュールを備えて各整流器モジュール毎に同期整流の制御を行う場合の他、共通の制御装置を用いて同期整流の制御を行う構成についても本発明を適用することができる。但し、この場合であっても、図６に示したＭＯＳ電圧検出部１４３、通電方向検出部１４４、タイミング判定部１４５、１４６は、下アーム（ローサイド側）のＭＯＳトランジスタ毎に設ける必要がある。 In the above-described embodiment, the load dump protection determination unit 140 shown in FIG. 6 is provided for each rectifier module. Among them, the B voltage detection unit 141 and the threshold voltage determination unit 142 are Instead of providing each rectifier module, one may be provided as a whole or one for each of the rectifier module groups 5 and 6. In addition to the case where a rectifier module corresponding to each phase winding is provided and synchronous rectification control is performed for each rectifier module, the present invention is applied to a configuration where synchronous rectification control is performed using a common control device. can do. However, even in this case, the MOS voltage detection unit 143, the energization direction detection unit 144, and the timing determination units 145 and 146 shown in FIG. 6 need to be provided for each lower arm (low side) MOS transistor.

また、上述した実施形態では、上アームと下アームの両方にＭＯＳトランジスタを用いたが、下アームのみをＭＯＳトランジスタとし、上アームをダイオードで構成するようにしてもよい。 In the embodiment described above, MOS transistors are used for both the upper arm and the lower arm. However, only the lower arm may be a MOS transistor, and the upper arm may be formed of a diode.

上述したように、本発明によれば、ロードダンプ発生時に下アーム（ローサイド側）のＭＯＳトランジスタ５１をオンすることでロードダンプ時の高電圧の発生を防止する保護動作を行う場合であって、高電圧の発生が抑制された後に保護動作を解除する際に、ＭＯＳトランジスタ５１をオフするタイミングの適否が判定されるため、サージ電圧が発生するタイミングを避けて通常の整流動作を継続することができ、ロードダンプ時の高電圧発生を迅速に終わらせることが可能となる。 As described above, according to the present invention, when a load dump occurs, the lower arm (low side) MOS transistor 51 is turned on to perform a protective operation to prevent the generation of a high voltage at the time of load dump. When the protection operation is canceled after the generation of the high voltage is suppressed, it is determined whether the timing for turning off the MOS transistor 51 is appropriate. Therefore, the normal rectification operation can be continued while avoiding the timing at which the surge voltage is generated. It is possible to quickly end the generation of high voltage during load dump.

１車両用発電機
２、３固定子巻線
４界磁巻線
５、６整流器モジュール群
５Ｘ、５Ｙ、５Ｚ、６Ｕ、６Ｖ、６Ｗ整流器モジュール
７発電制御装置
８ＥＣＵ
９バッテリ
１０電気負荷
１２充電線
５０、５１ＭＯＳトランジスタ
５４制御回路
１００制御部
１４０ロードダンプ保護判定部
１４１Ｂ電圧検出部
１４２しきい値電圧判定部
１４３ＭＯＳ電圧検出部
１４４通電方向検出部
１４５、１４６タイミング判定部
１７０、１７２ドライバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle generator 2, 3 Stator winding 4 Field winding 5, 6 Rectifier module group 5X, 5Y, 5Z, 6U, 6V, 6W Rectifier module 7 Power generation control apparatus 8 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Battery 10 Electric load 12 Charging line 50, 51 MOS transistor 54 Control circuit 100 Control part 140 Load dump protection determination part 141 B voltage detection part 142 Threshold voltage determination part 143 MOS voltage detection part 144 Current direction detection part 145,146 Timing determination unit 170, 172 driver

Claims

２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、
ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成された複数の下アームを有するブリッジ回路を構成し、前記電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、
前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と、
前記スイッチング部の出力電圧を監視し、前記出力電圧が第１のしきい値電圧を超えたときに、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオンする指示を前記制御部に対して行い、前記第１のしきい値電圧を超えた後に前記出力電圧が前記第１のしきい値電圧よりも低い第２のしきい値電圧よりも低くなったときに、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオフする指示を前記制御部に対して行うロードダンプ保護判定部と、
を備え、前記ロードダンプ保護判定部は、前記出力電圧が前記第２のしきい値電圧よりも低くなったことを検出した後、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオフするタイミングの適否判定を行うことを特徴とする車両用発電機。 An armature winding having two or more phase windings;
A switching circuit configured to rectify an induced voltage of the armature winding by configuring a bridge circuit having a plurality of lower arms configured by switching elements having diodes connected in parallel;
A control unit for controlling on / off of the switching element;
The output voltage of the switching unit is monitored, and when the output voltage exceeds a first threshold voltage, an instruction to turn on the switching element constituting the lower arm is given to the control unit, The switching element constituting the lower arm when the output voltage becomes lower than a second threshold voltage lower than the first threshold voltage after exceeding a first threshold voltage A load dump protection determination unit for instructing the control unit to turn off,
The load dump protection determination unit determines whether or not the timing for turning off the switching element constituting the lower arm after detecting that the output voltage is lower than the second threshold voltage. A vehicular generator characterized by:

請求項１において、
前記ロードダンプ保護判定部は、前記出力電圧が前記第２のしきい値電圧よりも低くなったことを検出した後、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオフしたときにこのオフ動作によるサージ電圧の発生を抑制するタイミングを、このスイッチング素子をオフするタイミングとして判定し、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオフする指示を前記制御部に対して行うことを特徴とする車両用発電機。 In claim 1,
The load dump protection determination unit detects that the output voltage has become lower than the second threshold voltage, and then turns off the switching element that constitutes the lower arm. A vehicle generator characterized in that a timing for suppressing generation of voltage is determined as a timing for turning off the switching element, and an instruction to turn off the switching element constituting the lower arm is issued to the control unit. .

請求項１または２において、
前記ロードダンプ保護判定部は、前記出力電圧が第１のしきい値電圧を超えたことを検出した後、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオンするタイミングの適否判定を行うことを特徴とする車両用発電機。 In claim 1 or 2,
The load dump protection determination unit, after detecting that the output voltage exceeds a first threshold voltage, determines whether or not to turn on the switching element constituting the lower arm. A vehicle generator.

請求項３において、
前記ロードダンプ保護判定部は、前記出力電圧が前記第１のしきい値電圧を超えたことを検出した後、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオンしたときにこのオン動作によるサージ電圧の発生を抑制するタイミングを、このスイッチング素子をオンするタイミングとして判定し、前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオンする指示を前記制御部に対して行うことを特徴とする車両用発電機。 In claim 3,
The load dump protection determination unit detects the surge voltage caused by the ON operation when the switching element constituting the lower arm is turned on after detecting that the output voltage exceeds the first threshold voltage. The vehicle generator is characterized in that the timing for suppressing the occurrence is determined as the timing for turning on the switching element, and the control unit is instructed to turn on the switching element constituting the lower arm.

請求項２または４において、
前記サージ電圧の発生を抑制するタイミングは、前記下アームを構成する前記スイッチング素子がオンされたときに、このスイッチング素子に接続された相巻線からこのスイッチング素子に電流が流れるタイミング以外のタイミングであることを特徴とする車両用発電機。 In claim 2 or 4,
The timing for suppressing the generation of the surge voltage is a timing other than the timing at which current flows from the phase winding connected to the switching element to the switching element when the switching element constituting the lower arm is turned on. A vehicular generator characterized by that.

請求項５において、
前記サージ電圧の発生を抑制するタイミングは、前記下アームを構成する前記スイッチング素子がオンされたときに、このスイッチング素子からこのスイッチング素子に接続された相巻線に電流が流れるタイミングであることを特徴とする車両用発電機。 In claim 5,
The timing for suppressing the generation of the surge voltage is the timing at which current flows from the switching element to the phase winding connected to the switching element when the switching element constituting the lower arm is turned on. A vehicular generator.

請求項５または６において、
前記スイッチング素子はＭＯＳトランジスタであり、
前記ロードダンプ保護判定部は、前記ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン電圧を検出するＭＯＳ電圧検出部と、この検出したソース・ドレイン電圧に基づいて、このＭＯＳトランジスタをオンしたときにこのＭＯＳトランジスタを介して流れる電流の向きを検出する通電方向検出部と、前記通電方向検出部による検出結果に基づいて前記サージ電圧の発生を抑制するタイミングを判定するタイミング判定部とを備えることを特徴とする車両用発電機。 In claim 5 or 6,
The switching element is a MOS transistor;
The load dump protection determination unit includes a MOS voltage detection unit that detects a source / drain voltage of the MOS transistor and, based on the detected source / drain voltage, when the MOS transistor is turned on, A vehicle power generation comprising: an energization direction detection unit that detects a direction of a flowing current; and a timing determination unit that determines a timing for suppressing generation of the surge voltage based on a detection result by the energization direction detection unit. Machine.

請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記ロードダンプ保護判定部による前記下アームを構成する前記スイッチング素子をオフするタイミングの適否判定は、前記電機子巻線を構成する２相以上の相巻線のそれぞれ毎に行うことを特徴とする車両用発電機。 In any one of Claims 1-7,
The load dump protection determination unit determines whether or not the timing of turning off the switching element that constitutes the lower arm is performed for each of two or more phase windings that constitute the armature winding. Vehicle generator.