(57)【要約】【課題】各顧客ニーズにあった複数の仕様を簡単な電気的特性機能の切替えでかつ、信頼性が高く、安定した形で得られる車両用充電発電機の制御装置を提供することにある。【解決手段】電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、バッテリＢの電圧に応じて、界磁巻線ＦＬに流れる界磁電流を制御する。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、予め複数の電気的特性制限又は電気的特性の機能を有する。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、複数の電気的特性制限又は電気的特性の機能を切替えるスイッチ端子ＳＷ１，ＳＷ２を備える。中間ターミナル１５０の切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２の切断・非切断により、スイッチ端子ＳＷ１，ＳＷ２の電位レベルを着替えて、電気的特性制限又は電気的特性の機能を切替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転により回転し回転磁界をつくる界磁巻線と、該界磁巻線を受けて電流を発生する電機子巻線とを有する車両用充電発電機に用いられ、
前記電機子巻線に発生した交流電力を整流する整流器と、
該整流器により整流された直流電力により充電されるバッテリの電圧に応じて、前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御する電圧調整手段とを有する車両用充電発電機の制御装置であって、
前記電圧調整手段は、予め複数の電気的特性制限又は電気的特性の機能を有し、
前記電圧調整手段は、前記複数の電気的特性制限又は電気的特性の機能を切替えるスイッチ端子を備えることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用充電発電機の制御装置において、
前記スイッチ端子の電位は、２つの状態のいずれかとすることで、前記電気的特性制限又は電気的特性を実行するか実行しないかを切り分けることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両用充電発電機の制御装置において、
前記スイッチ端子は、２個以上備えられるとともに、前記各スイッチ端子の電位レベルの２つの状態の組合せにより、この組合せ数分の前記電気的特性制限又は電気的特性を切り換えることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の車両用充電発電機の制御装置において、
前記スイッチ端子は、絶縁物分離集積回路、又は、バイポーラ＋Ｃ−ＭＯＳ＋Ｄ−ＭＯＳ一体形集積回路に集積されることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の車両用充電発電機の制御装置において、
前記電圧調整手段は、前記スイッチ端子を含む接続端子が片側に配置されたシングルインラインパッケージから構成され、
前記シングルインラインパッケージの電圧調整手段は、中間ターミナルを介して、ホルダに接続され、
前記中間ターミナルは、少なくとも２方向に配列された接続端子を備えるインサートモールドパッケージで構成され、その片方の接続端子に、前記シングルインラインパッケージの電圧調整手段の前記接続端子が接続され、他方の接続端子が、前記ホルダの接続端子に接続され、
前記ホルダの接続端子は、前記バッテリと前記界磁巻線とＧＮＤにそれぞれ接続されることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項６】
請求項５記載の車両用充電発電機の制御装置において、
前記中間ターミナルは、前記インサートモールドパッケージの一部に、前記接続端子の一部が露出する開口を備え、
この開口から前記接続端子を切断することで、前記電気的特性制限又は電気的特性を切替えるスイッチの端子の電位を、第１の状態から第２の状態に切り替えることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【請求項７】
請求項５記載の車両用充電発電機の制御装置において、
前記中間ターミナルは、前記インサートモールドパッケージの外周の３方向に前記接続端子を有し、
左右に配列された接続端子は、前記ホルダの接続端子に接続され、
残りの接続端子は、シングルインラインパッケージの電圧調整手段の接続端子に接続されることを特徴とする車両用充電発電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用充電発電機の制御装置に係り、特に、制御回路を１つの半導体素子に実装した１チップ形のＩＣレギュレータを使用したものに好適な車両用充電発電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用充電発電機の制御装置は、車両用充電発電機のハウジングの内部であって、回転子や固定子の軸方向側面の位置に配置される。車両用充電発電機は、各顧客ニーズに応じて、様々な体格や出力があるため、車両用充電発電機の制御装置のケース形状も、様々なものが必要となる。また、車両用充電発電機の制御装置としての機能も、各顧客ニーズに応じて、様々なものが必要となる。
【０００３】
ここで、従来、低コストで多種多様な部品に対応する方策としては、あらかじめパッケージに多様なリードフレームを形成しておき、任意の箇所を切断する事で接続箇所を変更する面実装パッケージ半導体電子部品が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、一般に、民生用部品等では、半導体素子に電気信号によりあらかじめプログラムを書き換える事が可能なＥＥＰＲＯＭを実装し、外部から電気的特性を変更するものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２３６６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１記載の方法では、接続箇所を変更するのみである。したがって、集積回路にあらかじめ設定された電気的特性制限又は電気的特性を切替える機能が得られないものであり、また、パッケージ半導体電子部品のリードフレームの任意箇所を切断することで、パッケージの機種が増加する問題が生じる。
【０００７】
また、ＥＥＰＲＯＭにより、外部から電気的特性を変更するものは、車両用充電発電機の制御装置としては、以下の理由により採用できないものである。すなわち、車両用充電発電機の制御装置は、一般に、内燃機関ルーム内に設置される。内燃機関ルーム内の温度は高温となる。また、車両用充電発電機の回転により、車両用充電発電機の温度自体も上昇する。その結果、車両用充電発電機の制御装置は、内燃機関ルームの温度と車両用充電発電機の温度により、極めて高温の環境にさらされることになる。しかしながら、ＥＥＰＲＯＭは、それほど高温の環境で使用することは不可能であるため、車両用充電発電機の制御装置にＥＥＰＲＯＭを用いた場合には、信頼性が低下する。
【０００８】
本発明の目的は、各顧客ニーズにあった複数の仕様を簡単な電気的特性機能の切替えでかつ、信頼性が高く、安定した形で得られる車両用充電発電機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関の回転により回転し回転磁界をつくる界磁巻線と、該界磁巻線を受けて電流を発生する電機子巻線とを有する車両用充電発電機に用いられ、前記電機子巻線に発生した交流電力を整流する整流器と、該整流器により整流された直流電力により充電されるバッテリの電圧に応じて、前記界磁巻線に流れる界磁電流を制御する電圧調整手段とを有する車両用充電発電機の制御装置であって、前記電圧調整手段は、予め複数の電気的特性制限又は電気的特性の機能を有し、前記電圧調整手段は、前記複数の電気的特性制限又は電気的特性の機能を切替えるスイッチ端子を備えるようにしたものである。  
かかる構成により、各顧客ニーズにあった複数の仕様を簡単な電気的特性機能の切替えでかつ、信頼性が高く、安定した形で得られるものとなる。
【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記スイッチ端子の電位は、２つの状態のいずれかとすることで、前記電気的特性制限又は電気的特性を実行するか実行しないかを切り分けるようにしたものである。
【００１１】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記スイッチ端子は、２個以上備えられるとともに、前記各スイッチ端子の電位レベルの２つの状態の組合せにより、この組合せ数分の前記電気的特性制限又は電気的特性を切り換えるようにしたものである。
【００１２】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記スイッチ端子は、絶縁物分離集積回路、又は、バイポーラ＋Ｃ−ＭＯＳ＋Ｄ−ＭＯＳ一体形集積回路に集積されるものである。
【００１３】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記車両用充電発電機の制御装置は、前記スイッチ端子を含む接続端子が片側に配置されたシングルインラインパッケージから構成され、前記シングルインラインパッケージの電圧調整手段は、中間ターミナルを介して、ホルダに接続され、前記中間ターミナルは、少なくとも２方向に配列された接続端子を備えるインサートモールドパッケージで構成され、その片方の接続端子に、前記シングルインラインパッケージの電圧調整手段の前記接続端子が接続され、他方の接続端子が、前記ホルダの接続端子に接続され、前記ホルダの接続端子は、前記バッテリと前記界磁巻線とＧＮＤにそれぞれ接続されるようにしたものである。
【００１４】
（６上記（５）において、好ましくは、前記中間ターミナルは、前記インサートモールドパッケージの一部に、前記接続端子の一部が露出する開口を備え、この開口から前記接続端子を切断することで、前記電気的特性制限又は電気的特性を切替えるスイッチの端子の電位を、第１の状態から第２の状態に切り替えるようにしたものである。
【００１５】
（７上記（５）において、好ましくは、前記中間ターミナルは、前記インサートモールドパッケージの外周の３方向に前記接続端子を有し、左右に配列された接続端子は、前記ホルダの接続端子に接続され、残りの接続端子は、シングルインラインパッケージの電圧調整手段の接続端子に接続されるようにしたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の構成及び動作について説明する。  
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置の構成について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の構成を示す回路図である。図２は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いるＩＣレギュレータの構成を示す回路図である。
【００１７】
ここで、図１を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置の構成について説明する。
【００１８】
車両用充電発電機の制御装置１００は、車両用充電発電機１０の電気子巻線ＳＬに接続された全波整流用ダイオード１１０を備えている。電気子巻線ＳＬは、デルタ結線された３個のコイルからなる。車両用充電発電機１０の固定子が内燃機関によって回転されることで、電気子巻線ＳＬには交流電力が発生する。全波整流用ダイオード１１０は、直列接続された２個のパワーツエナーダイオードがそれぞれ３並列された、６個のパワーツエナーダイオードから構成される。全波整流用ダイオード１１０は、電気子巻線ＳＬに発生した交流電力を、全波整流する。
【００１９】
車両用充電発電機の制御装置１００は、さらに、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０と、中間ターミナル１５０と、雑音防止用フィルムコンデンサ１６０とを備えている。
【００２０】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、制御部とパワー駆動部を１つのＩＣで構成している。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、Ｂ端子，Ｓ端子，Ｆ端子，Ｅ端子，Ｐ端子，Ｌ端子に加えて、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子を備えている。
【００２１】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＢ端子は、車両用充電発電機の制御装置１００のＢ端子を介して、外部のバッテリＢに接続されている。全波整流用ダイオード１１０で整流された直流電力は、バッテリＢに充電される。バッテリＢの直流電力は、電気負荷スイッチＳＷ−Ｌを介して、電気負荷Ｌに供給されるとともに、車両用充電発電機の制御装置１００のＢ端子及び電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＢ端子を介して、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０に、電源電力として供給される。
【００２２】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＳ端子は、バッテリＢの正極端子に接続され、バッテリＢの電圧を、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０に取り込む。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＦ端子は、車両用充電発電機１０の界磁巻線ＦＬに接続される。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、Ｆ端子を介して、界磁巻線ＦＬに流れる界磁電流を制御することで、車両用充電発電機１０の発電電圧を制御する。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＥ端子は、接地される。
【００２３】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＰ端子は、車両用充電発電機１０の電気子巻線ＳＬに接続され、車両用充電発電機１０の発電電圧を、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０に取り込む。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、Ｐ端子から入力する電気子巻線に発生した電圧により、充電発電機１０が発電を開始したか判断する。
【００２４】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＬ端子は、チャージランプＣＬに接続される。チャージランプＣＬは、発光ダイオードＥＤと、抵抗Ｒ１とからなる。チャージランプＣＬは、キースイッチＳＷ−Ｋに接続されており、キースイッチＳＷ−Ｋがオンすると、チャージランプＣＬは、点灯する。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、充電発電機が発電を開始した後、Ｌ端子に接続されたチャージランプＣＬへの電流供給を遮断することで、チャージランプＣＬが消灯する。
【００２５】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＳＷ１端子及びＳＷ２端子は、中間ターミナル１５０を介して、接地される。中間ターミナル１５０は、切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２を備えている。切断箇所ＣＰ１が導通した状態では、ＳＷ１端子は接地電位に保たれる。また、切断箇所ＣＰ１が切断された状態では、ＳＷ１端子は開放電位に保たれる。切断箇所ＣＰ２についても、切断箇所ＣＰ１と同様である。すなわち、スイッチ端子ＳＷ１，ＳＷ２の電位は、２つの状態のいずれかとしており、これにより、電気的特性制限又は電気的特性を実行するか実行しないかを切り分けるようにしている。
【００２６】
本実施形態では、切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２を有する中間ターミナル１５０を備え、切断箇所ＣＰ１が導通した状態か、切断された状態かによって、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＳＷ１端子の電圧レベルに２状態を形成する。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、ＳＷ１端子の電圧レベルに応じて、予め備えている電気的特性制限又は電気的特性を切替えるようにしている。ＳＷ２端子についても、同様である。なお、図示の例では、ＳＷ１端子は、中間ターミナル１５０を介して、接地電位に接続されているが、一点鎖線で示すように、バッテリ電圧が供給されるＢ端子に接続するようにしてもよいものである。この場合、切断箇所ＣＰ１が導通した状態では、ＳＷ１端子はバッテリ電圧となり、切断箇所ＣＰ１が切断された状態では、ＳＷ端子は開放電位となる。これによって、ＳＷ１端子の電位レベルを２つの状態とすることができる。
【００２７】
次に、図２を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の構成について説明する。
【００２８】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、電圧制御部１２２と、内部電圧発生部１２４と、ＳＷ１端子判定部１２６と、ＳＷ２端子判定部１２８と、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−Ｆ，ＳＷ−Ｌｐと、フライフォイール・ダイオードＤ１とを備えている。なお、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、誘電体分離型半導体で構成されているため、パワー素子部と制御部を１つの半導体基板上に実装している。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、誘電体分離型半導体を含む絶縁物分離集積回路で構成しても良く、また、バイポーラとＣ−ＭＯＳとＤ−ＭＯＳ一体形集積回路で構成してもよいものである。
【００２９】
電圧制御部１２２は、Ｓ端子から検出される、図１に示したバッテリＢの電圧及びＰ端子から検出される図１に示した車両用充電発電機１０の発電電圧に基づいて、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−Ｆをオンオフ制御し、Ｆ端子から図１に示した界磁巻線ＦＬに供給される界磁電流を制御する。また、電圧制御部１２２は、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−Ｌｐをオンオフ制御し、Ｌ端子から図１に示したチャージランプＣＬに供給される電圧を制御し、チャージランプＣＬのオンオフを制御する。
【００３０】
内部電圧発生部１２４は、抵抗１２４ａと、平滑用コンデンサー１２４ｂと、抵抗１２４ｃと、ツエナーダイオード１２４ｄとが図示のように接続されており、ＩＣの内部電圧ＶＣＣを発生する。内部電圧ＶＣＣは、電圧制御部１２２や、ＳＷ１端子判定部１２６や、ＳＷ２端子判定部１２８の動作電圧として用いられる。
【００３１】
ＳＷ１端子判定部１２６は、抵抗１２６ａ，１２６ｂと、基準電源１２６ｃと、比較器１２６ｄと、ＳＷ１端子がＧＮＤに接地しているか否か判断した結果を電圧制御部１２２に伝える判定回路１２６ｅで構成されている。
【００３２】
ＳＷ２端子判定部１２８は、抵抗１２８ａ，１２８ｂと、基準電源１２８ｃと、比較器１２８ｄと、ＳＷ２端子がＧＮＤに接地しているか否か判断した結果を電圧制御部１２２に伝える判定回路１２８ｅで構成されている。
【００３３】
電圧制御部１２２は、ＳＷ１端子判定部１２６若しくはＳＷ２端子判定部１２８の判定結果に応じて、電気的特性制限又は電気的特性を切替える。
【００３４】
次に、図３を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置を搭載した車両用充電発電機の構成について説明する。  
図３は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置を搭載した車両用充電発電機の構成を示す縦部分断面図である。
【００３５】
車両用充電発電機１０は、固定子１２と、回転子１４とを備えている。固定子１２は、フロントハウジング１６Ｆとリアハウジング１６Ｒの内周側に固定されている。固定子１２は、固定子鉄心１２ａと、固定子鉄心１２ａに巻回された電機子巻線ＳＬとからなる。
【００３６】
回転子１４は、シャフト１８に固定されている。シャフト１８は、ベアリング１７Ｆによりフロントハウジング１６Ｆに回転可能に取り付けられ、ベアリング１７Ｒによりリアハウジング１６Ｒに回転可能に取り付けられている。また、シャフト１８の一方の端部には、プーリー１９が取り付けられている。プーリー１９は、内燃機関に接続され、内燃機関の回転駆動力が伝達される。従って、回転子１４は、内燃機関によって回転駆動される。回転子１４は、一対の爪形磁極１４ａ，１４ｂを備えている。爪形磁極１４ａ，１４ｂの爪部は、回転方向にずらした上で、互いに対向している。爪形磁極１４ａ，１４ｂの内周には、図１に示した界磁巻線ＦＬが巻回されている。
【００３７】
リアハウジング１６Ｒの内周側には、図１に示した全波整流用ダイオード１１０が取り付けられている。全波整流用ダイオード１１０は、電機子巻線ＳＬに接続されている。
【００３８】
また、リアハウジング１６Ｒの内周側には、ＩＣケース１７０が取り付けられている。ＩＣケース１７０には、図１に示した電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０と、中間ターミナル１５０と、雑音防止用フィルムコンデンサ１６０が取り付けられるとともに、カーボンブラシが取り付けられている。一方、シャフト１８には、スリップリング１５が取り付けられている。図１に示した電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＦ端子は、カーボンブラシとスリップリング１５とを介して、爪形磁極１４ａ，１４ｂの内周巻回された界磁巻線ＦＬに接続されている。
【００３９】
次に、図１〜図３に示した車両用充電発電機の制御装置１００の動作について説明する。
【００４０】
図３に示した回転子１４に装着された界磁巻線ＦＬは、内燃機関の回転と同期して回転し回転磁界を発生する。図２に示したフライ・ホイールダイオードＤ１は、界磁巻線ＦＬに並列に接続されており、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−Ｆのスイッチング時に発生するスイッチングノイズを吸収するために、接続されている。
【００４１】
図３に示した回転子１４と空隙を持って対向する固定鉄心１２に巻装された電機子巻線ＳＬは、界磁巻線ＦＬのつくる回転磁界の大きさに応じて交流波形をもった電圧を出力する。この交流出力は、図１に示した三相全波整流器１１０を構成する整流用パワーツエナーダイオードで全波整流される。
【００４２】
三相全波整流器１１０の出力はＢ端子を介してバッテリーＢに供給され、バッテリーＢが充電される。また、同時に、三相全波整流器１１０の出力は、Ｂ端子から負荷スイッチＳＷ−Ｌを介してランプ等の電気負荷Ｌに供給される。また、バッテリーＢは、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の電源を構成する内部電圧発生部１２４に接続されていて、バッテリーＢの出力を受けて、一定電圧ＶＣＣを発生する。
【００４３】
電圧制御部１２２は、バッテリー電圧をＳ端子から検出し、界磁巻線ＦＬに流れる電流を制御することで、発電機出力電圧を一定電圧に制御する。
【００４４】
チャージランプＣＬは、キースイッチＳＷ−Ｋを閉じることにより、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−ＬｐがＯＮするため、チャージランプＣＬが点灯する。なお、電圧制御部１２２のＰ端子は電機子巻線ＳＬが発生する、交流波形を検出することで、その交流波形から内燃機関の回転と同期して回転する図３に示した回転子１４の回転数を検出する。電圧制御部１２２は、内燃機関の回転数が０より大きく、アイドリング回転数以下のとき、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−ＬｐをＯＦＦすることで、チャージランプＣＬを消灯させ、充電発電機が発電を開始したことを知らせる。
【００４５】
電圧制御部１２２は、上述の機能の他に、以下の機能を備えている。すなわち、電圧制御部１２２は、発電機出力電圧を一定電圧に制御するだけでなく、内燃機関に急激な負担をかけないように界磁電流をゆっくり増加させる機能（ＬＲＣ機能）を有している。このＬＲＣ機能がない場合、大きな電気負荷Ｌが投入された時に充電発電機がその電気負荷分の電流を供給しようとして、電圧制御部１２２は界磁巻線ＦＬに即界磁電流を増加させる指示を与える。その結果生じる回転子の駆動トルクの急増により、ベルトを介して内燃機関に急激な負荷を与える事となる。内燃機関への急激な負荷は、特に内燃機関回転数の低いアイドル時に、内燃機関の回転数を不安定とし、内燃機関から不快な振動を発生させる。最悪の場合、内燃機関は停止する。
【００４６】
なお、このＬＲＣ機能は、アイドル時の電気負荷急変時の内燃機関回転数安定化に有効であるが、反面、界磁電流をゆっくり増加させる為に、このＬＲＣ機能が動作している間、要求された電気負荷に対応する十分な電流が供給されず、結果として、バッテリ電圧が低下する。
【００４７】
そのため、内燃機関のトルクが大きい車種では、内燃機関の回転不調は起こりづらいため、ＬＲＣ機能による電圧低下を嫌がり、ＬＲＣ機能を設ける事を避ける場合がある。一方、内燃機関のトルクが小さい車種では、内燃機関の回転不調を避けるために、ＬＲＣ機能を設ける場合がある。
【００４８】
また、電圧制御部１２２は、バッテリー電圧が規定値以上（例えば、１６Ｖ以上）になった場合にオ−バチャージ状態と判断し、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−ＬｐをＯＮすることで、チャージランプＣＬを点灯させオ−バチャージ状態を警報するオ−バチャージ警報機能や、Ｓ端子（電圧検出端子）が車両側で断線した場合に、Ｓ端子の電圧低下（通常１２Ｖ以下）を検出し、パワーＭＯＳトランジスタＳＷ−ＬｐをＯＮすることで、チャージランプＣＬを点灯することで警報する端子外れ警報機能を有する。電圧制御部１２２は、Ｓ端子が断線した場合、警報すると共に、電圧検出端子を、Ｂ端子に変更することで、バッテリに充電する電圧を一定に制御する。
【００４９】
Ｓ端子は、充電発電機から車両側の配線によりバッテリ近傍に接続されている。これは、できるだけバッテリ近傍の電圧を正確に検出する為である。
【００５０】
車両側の配線は、時によって中間接合用カプラーを１から３箇所経由する場合がある。その場合、各中間接合部での内燃機関振動による瞬間的な接触不良が生じやすく、この様な瞬間的断線が生じた場合、誤って端子外れ警報が動作する。この様な現象はｍ顧客に不安感を与えると共に、原因を追求しても見つからない場合が多い。そのため、先に述べたＳ端子が外れた場合に補助検出である電圧検出端子をＢ端子に変更することで、バッテリに充電する電圧を一定に制御する機能を有していれば、端子外れ警報は無用と考え、この端子外れ警報機能を設ける事を避ける場合が有る。
【００５１】
このように、顧客の要求は多岐に亘っている。そこで、本実施形態では、顧客の多様な要求に対応する為に、誘電体分離半導体で構成された集積回路にあらかじめ内蔵された機能を動作させる場合とその機能を制限する場合との切替スイッチを内蔵している。前述のＬＲＣ機能，オ−バチャージ警報機能，端子外れ警報機能は、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の電圧制御部１２２に予め内蔵されている。そして、切替スイッチの切替により、内蔵された機能を動作させる場合とその機能を制限する場合との切り替えられるようにしている。
【００５２】
図２に示す回路図にて、ＳＷ１端子の動作を説明する。ＳＷ１端子は、この端子が開放状態では、電源電圧ＶＣＣから直接接続された抵抗１２６ａと抵抗１２６ｂの分圧電圧が発生している。例えば、抵抗１２６ａが１０ＫΩ、抵抗１２６ｂが５０ＫΩ、電源電圧ＶＣＣが５Ｖとすれば、ＳＷ１の電圧は４．１７Ｖである。
【００５３】
比較器１２６ｄのマイナス側入力端子の基準電圧１２６ｃが２Ｖとすれば、比較器１２６ｄの出力はプラス側入力端子を優先し“Ｈｉｇｈ”を出力する。この出力は、判定回路１２６ｅに入力される。判定回路１２６ｅは、入力が“Ｈｉｇｈ”の場合、電圧制御部１２２に対し、ＬＲＣ機能の制限（禁止）信号を出力しない。
【００５４】
次に、ＳＷ１端子がＧＮＤに接続された場合は、比較器１２６ｄのプラス側入力端子の電圧がほぼ０Ｖとなるために、比較器１２６ｄの出力は“Ｌｏｗ”を出力する。判定回路１２６ｅは、入力が“Ｌｏｗ”の場合、電圧制御部１２２に対し、ＬＲＣ機能の制限（禁止）信号を出力する。その結果、電圧制御部１２２はＬＲＣ機能の制限（禁止）動作を実行する。
【００５５】
次に、図２に示す回路図にてＳＷ２の動作を説明する。ＳＷ２端子は、この端子が開放状態では、電源電圧ＶＣＣから直接接続された抵抗１２８ａと抵抗１２８ｂの分圧電圧が発生している。抵抗１２８ａが１０ＫΩ、抵抗１２８ｂが５０ＫΩ、電源ＶＣＣは５Ｖとすれば、ＳＷ２の電圧は４．１７Ｖである。比較器１２８ｄのマイナス側入力端子の基準電圧１２８ｃが２Ｖとすれば、比較器１２８ｄの出力はプラス側入力端子を優先し“Ｈｉｇｈ”を出力する。この出力は判定回路１２８ｅに入力される。判定回路１２８ｅは、入力が“Ｈｉｇｈ”の場合、電圧制御部１２２に対し、Ｓ端子外れ警報の制限（禁止）信号を出力しない。
【００５６】
次に、ＳＷ２端子がＧＮＤに接続された場合は、比較器１２８ｄのプラス側入力端子の電圧がほぼ０Ｖとなるために、比較器１２８ｄの出力は“Ｌｏｗ”を出力する。判定回路１２８ｅは、入力が“Ｌｏｗ”の場合、電圧制御部１２２に対し、Ｓ端子外れ警報の制限（禁止）信号を出力する。その結果、電圧制御部１２２は、Ｓ端子外れ警報の制限（禁止）動作を実行する。
【００５７】
次に、図４を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の構成について説明する。  
図４は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる電圧制御用ＩＣレギュレータの構成を示す斜視図である。なお、図１及び図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００５８】
電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、誘電体分離半導体で構成された集積回路（ここでは中心の四角い形状）を、端子数８ピンのモールドパッケージに実装したシングルインラインパッケージの構造を有する。集積回路は、外部端子とアルミワイヤもしくは金線で接続されてた後、モールド樹脂でコーテイングされた構造をしている。
【００５９】
８ピンの端子は、図示のように、Ｓ端子，Ｌ端子，ＳＷ１端子，ＳＷ２端子，Ｅ端子，Ｐ端子，Ｆ端子，Ｂ端子の順となっている。ここで、ＳＷ１端子は、ＬＲＣ機能の制限（禁止）端子であり、ＳＷ２端子はＳ端子外れ警報の制限（禁止）端子である。
【００６０】
次に、図５を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置１００の構成について説明する。  
図５は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の構成を示す斜視図である。なお、図１及び図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００６１】
車両用充電発電機の制御装置１００は、ＩＣケース１７０と、中間ターミナル１５０と、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０と、ヒートシンク１８０とからなる。
【００６２】
ヒートシンク１８０は、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０を冷却するために備えられる。ヒートシンク１８０の材質は、アルミニウム又は銅材を使用しており、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０が異常に発熱する事を防止する。電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、ネジＳＣにより、ヒートシンク５０に固定される。
【００６３】
中間ターミナル１２０は、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０とＩＣケース１７０の中間に配置される。中間ターミナル１２０は、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＳＷ１端子、ＳＷ２端子を開放して使用するか、ＧＮＤに接続するかを内部のターミナル接続で区別している。
【００６４】
ＩＣケース１７０は、配線部材である導体バーを樹脂により一体型モールド成形したものである。ＩＣケース１７０は、充電発電機の外部端子接続部（カプラー部）１７２を備えている。カプラー部１７２の内部には、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の図４に示したＳ端子及びＬ端子に接続される端子Ｓ，Ｌを備えている。また、ＩＣケース１７０は、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の図４に示したＢ端子及びＰ端子に接続される端子Ｂ，Ｐを備えている。さらに、ＩＣケース１７０は、カーボンブラシ収納箱１７４が一体的に形成されている。カーボンブラシ収納箱１７４には、カーボンブラシ１７４ａ，１７４ｂが収納されている。ここで、カーボンブラシ１７４ａは、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の図４に示したＦ端子に相当する端子Ｆとなる。また、カーボンブラシ１７４ｂは、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の図４に示したＥ端子に相当する端子Ｅとなる。カーボンブラシ１７４ａ，１７４ｂは、図３に示した２個のスリップリング１５とそれぞれ接触して、界磁巻線に界磁電流を流すことができる。また、ＩＣケース１７０の内部には、図１に示した雑音防止コンデンサー１６０が内蔵されている。
【００６５】
次に、図６及び図７を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置における機能制限のための構成について説明する。  
図６は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる中間ターミナルの外観形状を示す斜視図である。図７は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる中間ターミナルの配線構造を示す平面図である。なお、図５と同一符号は、同一部分を示している。
【００６６】
図６に示すように、中間ターミナル１５０は、１４本の端子を有する樹脂モールドによる成型品である。中間ターミナル１５０の１４本の端子は、３辺に配置されている。第１の辺には、７本のＳ端子，Ｌ端子，ＳＷ１端子，ＳＷ２端子，Ｅ端子，Ｐ端子，Ｆ端子，Ｂ端子が順に配列されている。この配列は、図４に示した電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０のＳ端子，Ｌ端子，ＳＷ１端子，ＳＷ２端子，Ｅ端子，Ｐ端子，Ｆ端子，Ｂ端子に対応している。したがって、図５に図示したように、中間ターミナル１５０及び電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０を配置した上で、対応するＳ端子，Ｌ端子，ＳＷ１端子，ＳＷ２端子，Ｅ端子，Ｐ端子，Ｆ端子，Ｂ端子を、それぞれ、溶接により接続することができる。
【００６７】
また、第２の辺には、３本の端子が配列されている。第２の辺の端子は、第１の辺のＬ端子，Ｓ端子と電気的に接続されたＬ端子，Ｓ端子である。残りの一つの端子は、ダミー端子である。
【００６８】
さらに、第３の辺には、４本の端子が配列されている。第３の辺の端子は、第１の辺のＥ端子，Ｐ端子，Ｆ端子，Ｂ端子と電気的に接続されたＥ端子，Ｐ端子，Ｆ端子，Ｂ端子である。
【００６９】
第２の辺のＬ端子，Ｓ端子及び、第３の辺のＥ端子，Ｐ端子，Ｆ端子，Ｂ端子は、それぞれ、図５に示したＩＣケース１７０に設けられた接続端子と、溶接により接続される。
【００７０】
中間ターミナル１５０の樹脂部の一部には、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子にそれぞれ接続された導体の一部が露出する開口部１５２が形成されている。各端子は、厚さが０．５〜０．３ｍｍ程度の鉄若しくはりん青銅の材料からなる。したがって、開口部１５２に露出している導体は、切断雇いで、切断できる。開口部１５２に露出している導体部が、図１に示した中間ターミナル１５０の切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２に相当する。
【００７１】
次に、図７を用いて、中間ターミナル１５０における対応する各端子を接続する導体のパターンについて説明する。
【００７２】
中間ターミナル１５０の内部の導体は、順送型で成形されている。１層目は、対応するＳ端子，Ｌ端子，Ｅ端子，Ｐ端子，Ｆ端子を接続する導体からなる。なお、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子は、それぞれ、第３の辺のＥ端子に接続されている。２層目は、Ｂ端子を接続する導体である。
【００７３】
図７（Ａ）は、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子が、それぞれ、Ｅ端子に接続されている通常の状態である。ＳＷ１端子とＳＷ２端子は、Ｅ端子，すなわち、ＧＮＤに接続されるため、ＬＲＣ機能およびＳ端子外れ警報の制限（禁止）動作を実行する組合せとなる。
【００７４】
図７（Ｂ）は、開口部１５２の切断箇所ＣＰ１において、ＳＷ１端子が、Ｅ端子から開放された状態である。この場合には、ＬＲＣ機能の制限（禁止）動作を実行されないものである。
【００７５】
図７（Ｃ）は、開口部１５２の切断箇所ＣＰ２において、ＳＷ２端子が、Ｅ端子から開放された状態である。この場合には、Ｓ端子外れ警報の制限（禁止）動作を実行されないものである。
【００７６】
図７（Ｄ）は、開口部１５２の切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２において、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子が、Ｅ端子から開放された状態である。この場合には、ＬＲＣ機能及びＳ端子外れ警報の制限（禁止）動作を実行されないものである。
【００７７】
このように、中間ターミナル１５０の切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２の切断の有無により、ＬＲＣ機能やＳ端子外れ警報の制限（禁止）動作を実行したり、実行しないようにすることができる。すなわち、切断箇所切断するか、切断しないかで、非常に簡単に顧客の任意の機能を制限（禁止）することが可能となる。
【００７８】
なお、以上の説明は、切断箇所ＣＰ１の切断の有無で、第１の機能を実行するか否かを決定し、切断箇所ＣＰ２の切断の有無で、第２の機能を実行するか否かを決定するものであり、切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２は、それぞれ、異なる機能の実行の有無の判定のために用いられている。
【００７９】
それに対して、切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２の２カ所の切断箇所の切断の有無の組合せで、一つの機能を、４種類の状態に切り替えることもできる。例えばＳＷ１端子およびＳＷ２端子の開放か、ＧＮＤに接続するかを１又は０で表し、２×２＝４通りの異なる電気的特性を選択することも可能である。
【００８０】
最初に、以下の（表１）を用いて、第１の例について説明する。
【００８１】
【表１】
2010088275.tif 000003
【００８２】
（表１）においては、例えば、内燃機関始動時にチャージランプが消灯する発電機の回転数を、６８０ｒｐｍから１２４ｂ０ｒｐｍに変更するようにしている。すなわち、ＳＷ１端子が開放で、ＳＷ２端子も開放の時は、内燃機関始動時にチャージランプの消灯回転数を６８０ｒｐｍとする。また、ＳＷ１端子が開放で、ＳＷ２端子をＧＮＤに接続した時は、内燃機関始動時にチャージランプの消灯回転数を８００ｒｐｍとする。さらに、ＳＷ１端子をＧＮＤに接続し、ＳＷ２端子が開放の時は、内燃機関始動時にチャージランプの消灯回転数を１０５０ｒｐｍとする。また、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子をＧＮＤに接続した時は、内燃機関始動時にチャージランプの消灯回転数を１４５０ｒｐｍとする。
【００８３】
ここで、内燃機関と発電機は、プーリーにより接続されているが、プーリー比は顧客毎に異なっている。そのような場合でも、チャージランプの消灯する発電機の回転数を変えることができるので、プーリー比の相違に拘わらず、内燃機関の回転数としては、一定の回転数でチャージランプを消灯することができる。
【００８４】
また、チャージランプが点灯から消灯に変化する，すなわち、Ｌ端子電圧の変化（ＬＯＷ→Ｈｉｇｈ）を利用し、スタ−タモータの再飛び込み禁止信号とすることもできる。
【００８５】
次に、以下の（表２）を用いて、第２の例について説明する。
【００８６】
【表２】
2010088275.tif 000004
【００８７】
（表２）の例では、あらかじめ設定した回転数以上でＬＲＣ動作を中止する機能の設定バリエーションを作るものである。すなわち、ＳＷ１端子が開放で、ＳＷ２端子も開放の時は、発電機の回転数が２４００ｒｐｍ以上になると、ＬＲＣ動作を中止する。また、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子をＧＮＤに接続した時は、発電機の回転数が３０００ｒｐｍ以上になると、ＬＲＣ動作を中止する。
【００８８】
次に、図８〜図１０を用いて、本実施形態による車両用充電発電機の制御装置１００の組立構造について説明する。  
図８〜図１０は、本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の組立構造の説明図である。なお、図５と同一符号は、同一部分を示している。
【００８９】
図８に示すように、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、ネジＳＣにより、ヒートシンク５０に固定される。
【００９０】
その後、図９に示すように、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の８本の端子は、中間ターミナル１５０の８本の端子に、ＡＡ部において、それぞれ、溶接により接続される。
【００９１】
次に、図１０に示すように、中間ターミナル１５０の３本の端子は、ＩＣケース１７０の３本の端子に、ＡＢ部において、それぞれ、溶接により接続され、また、中間ターミナル１５０の４本の端子は、ＩＣケース１７０の４本の端子に、ＡＢ部において、それぞれ、溶接により接続される。
【００９２】
ここで、ＩＣケース１７０は、従来の車両用充電発電機の制御装置で用いられていたものを流用している。
【００９３】
従来の車両用充電発電機の制御装置では、ハイブリット形ＩＣレギュレータを使用している。ハイブリット形ＩＣレギュレータのセラミック基板には、溶接接合用の７個のパッドがはんだ接合で固定されている。これらのパッドに、７本のワイヤが溶接されている。その上で、７本のワイヤを、ＩＣケースの各端子と溶接接合している。
【００９４】
すなわち、従来の車両用充電発電機の制御装置で用いられるＩＣケース１７０では、図１０の溶接箇所ＡＢ，ＡＣに示すように、３本の接続端子と、４本の接続端子が並列されている。
【００９５】
一方、図４で説明したように、本実施形態で用いる電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、端子数８ピンのモールドパッケージに実装したシングルインラインパッケージの構造となっている。従って、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の端子を、直接、ＩＣケース１７０の接続端子に接続することはできないものである。それに対して、図５及び図８にて説明した中間ターミナル１５０を用いて、端子形状を、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の一列の８本の接続端子から、ＩＣケース１７０の３本の接続端子と４本の接続端子が並列配置されたものに変換することで、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０をＩＣケース１７０に接続することができる。しかも、中間ターミナル１５０は、図７にて説明したように、切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２を備え、ＳＷ１端子及びＳＷ２端子により異なる機能の実行の有無の判定のために用いることもできる。
【００９６】
以上のように、従来のＩＣケース１７０を流用し、中間ターミナル１５０を使用することで、新しいＩＣケースを新設する必要が無くなり、かつ、従来のハイブリット形ＩＣレギュレータと構造の異なる電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０を実装させることができる。
【００９７】
なお、中間ターミナル１５０は、モールド型が１つで対応可能であるため、モールド型の型代を安価にできる。
【００９８】
この様に、多くの機能を盛り込んだ電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０と中間ターミナル１５０を組み合わせることで、非常に安価に、かつ他機種、多機能の顧客ニーズに対応することが可能となる。
【００９９】
なお、図４の説明では、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０は、端子数８ピンのモールドパッケージに実装したシングルインラインパッケージの構造とし、図７の説明では、中間ターミナル１５０は、複数の端子の途中に、切断箇所ＣＰ１，ＣＰ２を備えるものとしているが、他の構成も可能である。
【０１００】
すなわち、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０の集積回路をベアチップの状態で使用する。ベアチップのパッドは、アルミワイヤもしくは金ワイヤにより、ＩＣケースのＧＮＤ端子に接続する構成とする。そして、電圧制御用ＩＣレギュレータ１２０に内蔵された機能を動作させる場合とその機能を制限する場合とで、ワイヤを接続したままとするか、切断することで、機能の切り分けを行なうこともできる。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態では、複数の機能を同一半導体素子に実装し、その機能の切り分けもしくは機能の制限を、半導体素子に実装したスイッチ端子の状態で区別し、各顧客ニーズにあった仕様を提供するようにしている。そのため、多種のバリエーションに対応しながら、機能の切替えは単純でかつ、半導体素子およびそのパッケージが１機種で済むため、量産効果によりコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いるＩＣレギュレータの構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置を搭載した車両用充電発電機の構成を示す縦部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる電圧制御用ＩＣレギュレータの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる中間ターミナルの外観形状を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置に用いる中間ターミナルの配線構造を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の組立構造の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の組立構造の説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態による車両用充電発電機の制御装置の組立構造の説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…車両用充電発電機
１００…車両用充電発電機の制御装置
１１０…全波整流用ダイオード
１２０…電圧制御用ＩＣレギュレータ
１２２…電圧制御部
１２４…内部電圧発生部
１２６…ＳＷ１端子判定部
１２８…ＳＷ２端子判定部
１５０…中間ターミナル
Ｂ…バッテリ
ＦＬ…界磁巻線
ＳＬ…電機子巻線
【図１】
2010088275.tif 000005
【図２】
2010088275.tif 000006
【図３】
2010088275.tif 000007
【図４】
2010088275.tif 000008
【図５】
2010088275.tif 000009
【図６】
2010088275.tif 000010
【図７】
2010088275.tif 000011
【図８】
2010088275.tif 000012
【図９】
2010088275.tif 000013
【図１０】
2010088275.tif 000014