(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輌に搭載された交流発電機に設けられた界磁コイルの導通／非導通を制御するパワートランジスタと、
前記交流発電機の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、前記回転速度が前記所定の閾値以上と判定した場合に、前記界磁コイルの導通率を低減させる駆動デューティ設定部と、
前記駆動デューティ設定部から出力される前記界磁コイルの導通率に基づいて、前記パワートランジスタを駆動する駆動用ドライバーと
を備えた車輌用交流発電機の制御装置であって、
前記交流発電機の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記駆動デューティ設定部は、前記温度検出部による検出温度の変動に応じて前記導通率を切り替えるものであって、前記検出温度が高くなったときは、前記検出温度の上昇に基づき前記導通率を増加させ、前記検出温度が低くなったときは、前記検出温度の下降に基づき前記導通率を低下させる
ことを特徴とする車輌用交流発電機の制御装置。
【請求項２】
前記駆動デューティ設定部は、前記回転速度の増減に応じて前記導通率を切り替えるものであって、前記回転速度が増加したときには、前記増加に基づき前記導通率を低下させ、前記回転速度が低下したときは、前記低下に基づき前記導通率を増加させることにより、前記交流発電機の発電電力をほぼ一定に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用交流発電機の制御装置。
【請求項３】
前記駆動デューティ設定部に接続され、前記導通率の増減量を指令する外部制御ユニットをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用交流発電機の制御装置。
【請求項４】
前記外部制御ユニットに接続され、複数種類の前記導通率の増減量を予め記憶している記憶装置をさらに備えた
ことを特徴とする請求項３に記載の車輌用交流発電機の制御装置。
【請求項５】
車輌に搭載された交流発電機の回転速度を検出する回転速度検出ステップと、
前記回転速度検出ステップにより検出された前記回転速度が所定の閾値以上か否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおいて前記回転速度が前記所定の閾値以上と判定された場合に、前記交流発電機に設けられた界磁コイルの導通率を低減させる導通率設定ステップと、
前記導通率設定ステップにより設定された前記導通率に基づいて、前記界磁コイルの導通／非導通を制御するステップと
を備えた車輌用交流発電機の制御方法であって、
前記交流発電機の温度を検出する温度検出ステップをさらに備え、
前記導通率設定ステップは、前記温度検出ステップによる検出温度が高くなったときは、前記検出温度の上昇に基づき前記導通率を増加させ、前記温度検出ステップによる検出温度が低くなったときは、前記検出温度の下降に基づき前記導通率を低下させる
ことを特徴とする車輌用交流発電機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌用交流発電機の制御装置及び制御方法に関し、例えば自動車等に搭載される車輌用交流発電機の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車輌用発電機の制御装置においては、例えば特許文献１に記載のように、発電機の温度を検出し、当該検出温度に従って、界磁コイルに供給する界磁電流を制御していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６６１６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来の制御装置においては、発電機の冷時電力を熱時電力並みとし、発電機の冷時駆動トルクを熱時駆動トルク並みに合わす事は可能であるが、発電機の回転速度に応じた駆動トルクの抑制を実現できるものではない。
【０００５】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、交流発電機の回転速度に応じた駆動トルクの抑制が可能で、エネルギー効率の向上が図れると共に、磁気音の低減も可能となる、車輌用交流発電機の制御装置及び制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、車輌に搭載された交流発電機に設けられた界磁コイルの導通／非導通を制御するパワートランジスタと、前記交流発電機の回転速度を検出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、前記回転速度が前記所定の閾値以上と判定した場合に、前記界磁コイルの導通率を低減させる駆動デューティ設定部と、前記駆動デューティ設定部から出力される前記界磁コイルの導通率に基づいて、前記パワートランジスタを駆動する駆動用ドライバーとを備えた車輌用交流発電機の制御装置であって、前記交流発電機の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記駆動デューティ設定部は、前記温度検出部による検出温度の変動に応じて前記導通率を切り替えるものであって、前記検出温度が高くなったときは、前記検出温度の上昇に基づき前記導通率を増加させ、前記検出温度が低くなったときは、前記検出温度の下降に基づき前記導通率を低下させる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、車輌に搭載された交流発電機に設けられた界磁コイルの導通／非導通を制御するパワートランジスタと、前記交流発電機の回転速度を検出する回転速度検出部と、前記回転速度検出部により検出された前記回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、前記回転速度が前記所定の閾値以上と判定した場合に、前記界磁コイルの導通率を低減させる駆動デューティ設定部と、前記駆動デューティ設定部から出力される前記界磁コイルの導通率に基づいて、前記パワートランジスタを駆動する駆動用ドライバーとを備えた車輌用交流発電機の制御装置であって、前記交流発電機の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記駆動デューティ設定部は、前記温度検出部による検出温度の変動に応じて前記導通率を切り替えるものであって、前記検出温度が高くなったときは、前記検出温度の上昇に基づき前記導通率を増加させ、前記検出温度が低くなったときは、前記検出温度の下降に基づき前記導通率を低下させるので、交流発電機の回転速度に応じた駆動トルクの抑制が可能で、エネルギー効率の向上が図れると共に、磁気音の低減も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車輌用交流発電機の出力電流と駆動トルクの特性を示す図である。
【図２】車輌用交流発電機の界磁電流パラメータによる出力電流の特性を示す図である。
【図３】車輌用交流発電機の界磁コイル導通率と界磁電流との関係を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態１〜５に係る車輌用交流発電機の出力電流と駆動トルクの特性を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１、２及び５に係る車輌用交流発電機の制御装置の構成を示した構成図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る車輌用交流発電機の制御装置の構成を示した構成図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る車輌用交流発電機の制御装置の構成を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る車輌用交流発電機の制御装置について説明する。当該説明の前に、図１〜図４のグラフを用いて、この発明の原理について説明する。
【００１０】
図１は、交流発電機の回転速度に対する出力電流の一般的な特性を示す曲線１０と駆動トルクの一般的な特性を示す曲線１１とをそれぞれ示している。曲線１０および曲線１１は、界磁コイルをフル励磁した時の特性を示す。図１において、縦軸は、交流発電機の出力電流及び駆動トルクであり、横軸は、交流発電機の回転速度である。
【００１１】
図１の点Ａは、車輌に搭載された複数の電気機器（電気負荷）を駆動するための電力を賄うために必要な電力のポイントを示している。以下、点Ａを、必要出力電流ポイントと呼ぶ。点Ａの横軸の座標で示される回転速度より回転速度が大きい範囲で、点Ａの縦軸の座標で示される出力電流が確保できれば、電力バランスは成立する。なお、点Ａの横軸の座標は、車輌のエンジンがアイドル回転している時の交流発電機の回転速度を示す。
【００１２】
一方、交流発電機の出力電流は、回転エネルギー（回転速度）によって決まる。そのため、回転速度が高速になるにつれて、曲線１０で示されるように、出力電流が増加し、点Ａで示される必要出力電流を超えた値となる。超えた分の電流で発生される電力は、余分な電力であるため、エネルギー効率を悪化させ、また、高い出力を発生するため磁気音の悪化にもつながる。
【００１３】
図２は、交流発電機の回転速度に対する出力電流の一般的な特性を示している。図２では、界磁電流をパラメータとしている。図２の５つの曲線は、界磁電流の異なる５つの値のそれぞれにおける出力電流の特性を示している。曲線１２は、界磁電流が５つの値の中で最も大きい場合で、曲線１３は、界磁電流が５つの値の中で最も小さい場合を示す。図２の５つの曲線から分かるように、同一回転速度においては、界磁電流が大きいほど、出力電流が大きくなる。従って、界磁電流を抑制すれば、出力電流の大きさを制御する事ができることがわかる。例えば図２のラインＢの出力電流を得ようとした時に、回転速度の値に応じて、界磁電流の値を制御すれば、ラインＢの出力電流が得られる。すなわち、回転速度が高い場合は、界磁電流を低い値に抑制しなければ、ラインＢの出力電流が得られない。逆に、回転速度が低い場合は、界磁電流が高くても、ラインＢの出力電流が得られる。
【００１４】
図３は、界磁コイルの導通率と界磁電流との一般的な関係を示した図である。車輌用交流発電機の界磁コイルの駆動は、一般に、一定の周波数で、界磁コイルに供給する界磁電流の導通／非導通を制御することにより、ＯＮ／ＯＦＦ駆動されており、界磁コイルの導通率はＯＮ時間の比率（ＯＮデューティ）で決まる。すなわち、界磁コイルの導通率とは、界磁コイルへ給電を行う際の、全体の時間（＝導通時間（ＯＮ時間）＋非導通時間（ＯＦＦ時間））に対する導通時間（ＯＮ時間）の割合のことである（界磁コイルの導通率＝導通時間／全体の時間）。図３において、実線１４で示されるように、界磁コイルの導通率と界磁電流とは、ほぼ比例関係にある。従って、界磁コイルの導通率を決める事で界磁電流を決定することができる。また、逆に、界磁電流を決める事で界磁コイルの導通率を決定することができる。
【００１５】
図４は、本発明で得ようとする特性を示す。通常は、図１の曲線１０で示されるように、回転速度の増加に伴って、出力電流が増加する。しかしながら、点Ａで示す必要出力電流ポイント以上の電力の発生は無駄であるため、本発明では、点Ａより回転速度が大きい範囲において、界磁電流を抑制する。点Ａの回転速度の値を、界磁電流の抑制を開始するための回転速度の閾値としてもよいが、実際には、多少の誤差を含むため、図４に示すように、当該閾値は、図４の実線１５が屈曲している位置の回転速度とする。当該閾値は、従って、点Ａよりも少し出力電流が高くなる回転速度に設定される。それにより、回転速度が当該閾値以上の範囲において、出力電流が、図４の点線の曲線１０から、図４の実線１５で示す抑制出力電流のラインに抑制される。こうして、出力電流を、図４の実線１５で示す抑制出力電流のラインに沿うように制御することにより、余分な発電電力が削減でき、駆動トルクが、図４の点線の曲線１１から、実線の曲線１６（抑制駆動トルク）に抑制できるので、交流発電機の駆動のための余分なエネルギーが削減できる。
【００１６】
図５は、本発明の実施の形態１に係る車輌用交流発電機とその制御装置の構成を示す図である。図５において、１は車輌用交流発電機（以下、交流発電機１と呼ぶ）である。交流発電機１は、車輌のエンジン（図示省略）に装着され、エンジンのクランクシャフトから駆動力がベルトで伝動される。こうして、交流発電機１は、エンジンから駆動力を得て、発電を行う。
【００１７】
図５において、２はステータコイルである。ステータコイル２は、交流出力を発生する。３は界磁コイル（界磁巻線）である。界磁コイル３は、発電に必要な磁束を発生する。４はレクチファイヤ（整流器）である。レクチファイヤ４は、ステータコイル２で発生した交流出力を直流に変換する３相全波整流構成を有している。５は、交流発電機１の発電出力を制御する制御器（本発明の車輌用交流発電機の制御装置）である。以下では、制御器５を、レギュレータ５と呼ぶ。交流発電機１内には、ステータコイル２、界磁コイル３、レクチファイヤ４、および、レギュレータ５が設けられている。
【００１８】
６はバッテリ（車載バッテリ）である。バッテリ６として、通常、鉛蓄電池などが用いられる。バッテリ６は、交流発電機１に接続され、交流発電機１で発電された電力を蓄える。７は、交流発電機１に接続された、外部制御ユニットである。外部制御ユニット７は、交流発電機１の発電状態を制御する。外部制御ユニット７は、エンジン状態、車輌走行状態、アクセル開度、ブレーキ踏込み等の車輌情報に基づいて、レギュレータ５に対して制御電圧の切替え等の指令を行う。
【００１９】
レギュレータ５内には、内部電源５０１、パワートランジスタ５０２、ダイオード５０３、駆動用ドライバー５０４、電圧検出抵抗５０５、電圧比較器５０６、基準電圧発生器５０７、入力インターフェース部５０８、パルス発生器５０９、駆動デューティ設定部５１０、および、回転速度検出部５１１が設けられている。
【００２０】
内部電源５０１は、外部制御ユニット７からの信号の入力をトリガにして起動し、レギュレータ５の内部に電源供給を行う。
パワートランジスタ５０２は、界磁コイル３をＯＮ／ＯＦＦ制御し、界磁コイル３を駆動する。パワートランジスタ５０２は、レギュレータ５の出力段である。パワートランジスタ５０２がＯＮのときに、界磁コイル３に界磁電流が供給されて発電が行われ、パワートランジスタ５０２がＯＦＦのときには界磁電流は供給されず発電は行われない。
ダイオード５０３は、界磁コイル３に並列接続され、界磁コイル３がＯＦＦの時に発生するサージを吸収する。
駆動用ドライバー５０４は、パワートランジスタ５０２を駆動する。駆動用ドライバー５０４は、電圧比較器５０６の出力およびパルス発生器５０９の出力が共にＨｉの時のみパワートランジスタ５０２を駆動する。
電圧検出抵抗５０５は、レクチファイヤ４の直流出力ラインに接続され、レクチファイヤ４の電圧を分圧する構成を有し、交流発電機１の出力電圧を検出する。
【００２１】
電圧比較器５０６は、電圧検出抵抗５０５の検出電圧と後述する基準電圧とを比較し、検出電圧が基準電圧より低ければＨｉ出力となる。つまり、検出電圧が低い場合に、パワートランジスタ５０２を導通させ、界磁コイル３の導通率を上げる。
基準電圧発生器５０７は、電圧制御のために、例えば１２Ｖ〜１５Ｖの範囲で、リニア（linear）に制御できる基準電圧を発生する。制御の値は外部制御ユニット７により指令される。
入力インターフェース部５０８は、外部制御ユニット７からの指令信号を受け、当該指令信号を電源起動信号および電圧制御信号に分別する。入力インターフェース部５０８は、電源起動信号は内部電源５０１に入力し、電圧制御信号は基準電圧発生器５０７に入力する。
パルス発生器５０９は、駆動デューティ設定部５１０の出力をＨｉ/Ｌｏから構成されるパルス信号に変換する。
駆動デューティ設定部５１０は、回転速度検出部５１１の回転信号に基づき、交流発電機１の回転速度が所定の閾値以上になったか否かを判定し、所定の閾値以上になったときに、界磁コイル３の導通率を抑制するために、導通率を現在の値よりも低い、予め設定された所定の値に設定する。
回転速度検出部５１１は、ステータコイル２の１相半波波形により、交流発電機１の回転速度を検出し、回転速度信号として駆動デューティ設定部５１０に出力する。
【００２２】
次に、本発明の実施の形態１に係る交流発電機１の制御装置（レギュレータ５）の動作について説明する。
【００２３】
まず、外部制御ユニット７が、指令信号として、電源起動信号を出力する。
入力インターフェース部５０８は、当該指令信号を受けて、当該指令信号が電源起動信号であると判別して、内部電源５０１に出力する。
こうして、内部電源５０１は、外部制御ユニット７からの電源起動信号を、入力インターフェース部５０８を介して、受信する。内部電源５０１は、電源起動信号をトリガに起動し、レギュレータ５内部に電源供給を行う。
【００２４】
次に、電圧検出抵抗５０５は、交流発電機１の電圧を検出し、電圧比較器５０６に入力する。
また、基準電圧発生器５０７は、外部制御ユニット７からの電圧制御信号を、入力インターフェース部５０８を介して、受信する。基準電圧発生器５０７は、外部制御ユニット７からの電圧制御信号に基づく基準電圧を発生し、電圧比較器５０６に入力する。
電圧比較器５０６は、電圧検出抵抗５０５からの検出電圧と、基準電圧発生器５０７からの基準電圧とを比較する。比較の結果、検出電圧が基準電圧よりも低い場合には、電圧比較器５０６は、Ｈｉ信号を出力し、駆動用ドライバー５０４に入力する。一方、検出電圧が基準電圧以上の場合には、電圧比較器５０６は、Ｌｏ信号を出力するか、あるいは、何も出力しない。
【００２５】
また、回転速度検出部５１１は、交流発電機１の回転速度を検出する。
駆動デューティ設定部５１０は、回転速度検出部５１１の回転信号に基づいて、交流発電機１の回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、所定の閾値以上になったときに、界磁コイル３の導通率を、現在の値よりも低い、予め設定された所定の値に切り替える。なお、当該閾値は、上述したように、図４の点Ａにおける出力電流よりも少し高い出力電流が得られる回転速度に設定することが望ましい。
パルス発生器５０９は、駆動デューティ設定部５１０からの導通率に基づいて、Ｈｉ／Ｌｏ信号からなるパルス信号を生成し、駆動用ドライバー５０４に入力する。なお、パルス信号がＨｉ信号となる時間の比率が、導通率に等しくなっていればよいため、パルスの幅を制御するか、パルスの個数を制御して、パルス信号がＨｉ信号となる時間の比率が、導通率に等しくなるようにする。
【００２６】
駆動用ドライバー５０４は、電圧比較器５０６からの信号がＨｉ信号で、かつ、パルス発生器５０９からの信号がＨｉ信号の場合にのみ、パワートランジスタ５０２を駆動する。なお、駆動用ドライバー５０４は、電圧比較器５０６からの信号、および、パルス発生器５０９からの信号の、少なくともいずれか一方が、Ｌｏ信号の場合には、パワートランジスタ５０２を駆動しない。
【００２７】
パワートランジスタ５０２は、駆動用ドライバー５０４からの駆動信号に従って、界磁コイル３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。導通率と界磁電流とは、図３に示すように、ほぼ比例関係にあるので、駆動デューティ設定部５１０が導通率を切り替えることにより、界磁コイル３の界磁電流が制御される。
【００２８】
図２を用いて説明したように、界磁電流の大きさによって、出力電流の大きさが決定されるので、回転速度が所定の閾値以上の範囲において、導通率を切り替えることにより界磁電流を抑制すれば、出力電流の大きさを図４の実線１５で示す抑制出力電流のラインに確保する事ができる。実線１５で示される抑制出力電流の値は、図４に示すように、点Ａの出力電流の値よりも大きいため、車輌の電気負荷の電力を賄うには、十分である。
【００２９】
上記動作により、交流発電機１の回転速度が所定の閾値以上になったときに、界磁コイル３の導通率を、現在の導通率の値よりも低い所定の値に切り替えて、界磁コイル３の界磁電流を制御するようにしたので、回転速度が所定の閾値以上の範囲での交流発電機１の出力電流を一定に制御し、駆動エネルギーを削減することができる。
【００３０】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る車輌用交流発電機の制御装置は、車輌に搭載された交流発電機１の出力電圧に応じて、界磁コイル３の導通／非導通を制御するパワートランジスタ５０２と、交流発電機１の回転速度を検出する回転速度検出部５１１と、回転速度検出部５１１により検出された回転速度が所定の閾値以上か否かを判定し、回転速度が所定の閾値以上と判定した場合に、界磁コイル３の導通率を低減させる駆動デューティ設定部５１０と、駆動デューティ設定部５１０から出力される界磁コイル３の導通率に基づいて、パワートランジスタ５０２を駆動する駆動用ドライバー５０４とを備え、回転速度が所定の値以上の範囲においては、交流発電機１の界磁コイル３の導通率を抑制するようにしたので、車輌が必要とする必要出力電力以上となる領域において、交流発電機１の発電電力を抑制する事により、交流発電機１のエネルギー効率が上がり、無駄な駆動トルクが抑制でき、エンジンの燃費効率を上げる事ができる。更に、回転速度の高速域で界磁コイル３の起磁力を低減するので、交流発電機１の不快な磁気音を低減する事ができる。
【００３１】
実施の形態２．
本実施の形態２に係る車輌用交流発電機（交流発電機１）とその制御装置（レギュレータ５）の構成は、図５と同じである。本実施の形態と上記の実施の形態１との違いは、駆動デューティ設定部５１０の動作である。
【００３２】
上記の実施の形態１においては、交流発電機１の回転速度が所定の値以上になったときに、駆動デューティ設定部５１０が、界磁コイル３の導通率を、現在の値よりも低い、所定の値に切り替える例について説明した。しかしながら、回転速度と界磁電流との間には、図２に示すような関係があるため、駆動デューティ設定部５１０が、回転速度に応じて導通率を順次切り替えるように構成すれば、より正確に、出力電流の大きさを図４の実線１５で示す抑制出力電流のラインに制御する事ができる。具体的には、駆動デューティ設定部５１０は、出力電流の大きさが図４の実線１５で示す抑制出力電流のラインに沿うように、回転速度の増加に伴い、順次、導通率を低減させる。
【００３３】
なお、導通率の値の決定には、例えば、回転速度ごとの導通率が予め設定されたマップを用いる等すればよい。
【００３４】
図２に示すように、界磁電流および回転速度によって出力電流の大きさが決定される。すなわち、回転速度が高い場合には、界磁電流を低くしなければ、ラインＢ以下の出力電流は得られず、一方、回転速度が低い場合には、界磁電流が高くても、ラインＢ以下の出力電流を得ることができる。また、図３に示すように、界磁電流と導通率とはほぼ比例関係にある。そのため、駆動デューティ設定部５１０が、回転速度をパラメータとして、界磁コイル３の導通率を順次切り替えるように構成して、界磁電流を制御すれば、出力電流の大きさを、図２のラインＢに合わせるように、精度よく制御する事ができる。このことは、図４の実線１５で示す抑制出力電流のラインでも同じことが言える。従って、回転速度が所定の閾値以上の範囲において、駆動デューティ設定部５１０が、回転速度をパラメータとして、界磁コイル３の導通率を順次切り替えるように構成して、界磁電流を制御すれば、出力電流の大きさを、図４の実線１５で示す抑制出力電流のラインに合わせるように、精度よく制御する事ができる。図２のラインＢおよび図４の抑制出力電流ラインの値は、図１および図４の点Ａの出力電流の値よりも大きいため、車輌の電気機器の電力を賄うには、十分である。
【００３５】
以上のように、本実施の形態２においては、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態２においては、回転速度が所定の閾値以上になったときに、界磁コイル３の導通率を、回転速度検出部５１１で検出した回転速度をパラメータとして順次変更するようにしたので、回転速度に応じて界磁コイル３の導通率を変更する事で発電電力を必要な値に一定にコントロールできるので、効率良く駆動トルクの低減が可能となる。
【００３６】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る車輌用交流発電機（交流発電機１）とその制御装置（レギュレータ５）の構成を示した図である。図６に示すように、本実施の形態３においては、図５の入力インターフェース部５０８の代わりに、入力インターフェース部５１２が設けられている。また、図５の駆動デューティ設定部５１０の代わりに、駆動デューティ設定部５１３が設けられている。本実施の形態２においては、入力インターフェース部５１２が、内部電源５０１と基準電圧発生器５０７だけでなく、駆動デューティ設定部５１３にも接続されている。他の構成については、図５と同じであるため、ここでは、その説明を省略し、以下では、実施の形態１と異なる動作について主に説明する。
【００３７】
上記の実施の形態１の入力インターフェース部５０８は、電源起動信号と電圧制御信号との２つの信号を分別する分別機能を有していたが、本実施の形態３においては、入力インターフェース部５１２が、電源起動信号と、電圧制御信号と、界磁コイル３の導通率設定指令の３つの信号を分別する機能を有している。入力インターフェース部５１２は、外部制御ユニット７から、導通率設定指令を受信したときに、それに基づいて導通率設定信号を生成し、駆動デューティ設定部５１３に出力する。入力インターフェース部５１２の電源起動信号及び電圧制御信号を受信したときの動作は、入力インターフェース部５０８と同じである。
【００３８】
駆動デューティ設定部５１３は、入力インターフェース部５１２からの導通率設定信号に基づいて、界磁コイル３の導通率を設定する。
【００３９】
本実施の形態３においては、実施の形態１で説明した導通率の制御を行っているときに、出力電流以外の他の要因で、導通率を現在の値よりも少し高い値に変更したい事象が発生した場合に、外部制御ユニット７でそれを検知し、外部制御ユニット７から、導通率の増加量（或いは減少量）を指示する導通率設定指令を出力し、界磁コイル３の導通率を高める（或いは低める）という変更を行うことができる。当該事象の例としては、例えばバッテリ６が過放電状態で、より多くの充電電力が必要な時等が挙げられる。この例の場合には、外部制御ユニット７でそれを検知し、導通率の増加量を決定して、外部制御ユニット７から、当該導通率の増加量を指示する導通率設定指令を出力し、界磁コイル３の導通率を当該増加量の分だけ高い値に変更する事で、バッテリ６の充電状態を速やかに回復させる事ができる。なお、導通率の増加量は大きくし過ぎると、出力電流の増加につながるため、前記事象が解決し、かつ、出力電流が増加しない程度の適度な増加量を外部制御ユニット７が演算により求める。また、外部制御ユニット７が、フィードバック制御により、導通率を制御するようにしてもよい。
【００４０】
以上のように、本実施の形態３においては、上記の実施の形態１と同様の効果が得られる。また、さらに、本実施の形態３においては、界磁コイル３の導通率を、外部（外部制御ユニット７）から変更可能としたので、例えば、バッテリ６が過放電状態で、より多くの充電電力が必要な時などに、界磁コイル３の導通率を外部（外部制御ユニット７）からの指令で変更することで、バッテリ６への電力量を増加させ、バッテリ６の充電状態を速やかに回復させる事ができる。
【００４１】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る車輌用交流発電機（交流発電機１）とその制御装置（レギュレータ５）の構成を示した図である。図７に示すように、本実施の形態４においては、図５の駆動デューティ設定部５１０の代わりに、駆動デューティ設定部５１５が設けられている。また、温度検出部５１４が追加されている。温度検出部５１４は、駆動デューティ設定部５１５に接続されている。他の構成については、図５と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
【００４２】
温度検出部５１４は、交流発電機１の温度を検出する。温度検出部５１４としては、例えば、レギュレータ５のＩＣ（Integrated Circuit）内に設けられている温度検出部を用いるようにしてもよい。
【００４３】
駆動デューティ設定部５１５は、温度検出部５１４からの検出温度に応じて、界磁コイル３の導通率の変更を行う。駆動デューティ設定部５１５は、実施の形態１で説明した導通率の制御をおこなっているときに、交流発電機１の温度が高くなり、それによって、界磁コイル３の抵抗値が高くなった時には、導通率を上げ、逆に、交流発電機１の温度が低くなり、界磁コイル３の抵抗値が低くなった時には、導通率を下げて、温度による出力電流の変化を抑える。
【００４４】
導通率の変更方法としては、例えば、駆動デューティ設定部５１５が、界磁コイル３の導通率に対する温度による補正係数を予め有していて、当該補正係数を用いて導通率を変更するようにすればよい。
【００４５】
界磁コイル３は銅線を巻回して構成されている。そのため、交流発電機１の温度上昇によって、銅線の温度が上昇する。界磁コイル３の界磁電流は、銅線の温度係数による抵抗値変化により変化し、交流発電機１の発電電力が変化する。従って、銅線の温度係数を駆動デューティ設定部５１５が予め記憶していて、温度検出部５１４の検出温度に応じて、当該温度係数を用いて導通率を補正する事で、温度上昇による発電電力の変化を抑える事ができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態４においては、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態４においては、駆動デューティ設定部５１５に、交流発電機１の温度を検出する温度検出部５１４を接続し、検出温度に応じて、導通率を補正するようにしたので、交流発電機１の温度変化に伴う出力電流の変動を抑える事ができる。
【００４７】
実施の形態５．
本実施の形態５に係る車輌用交流発電機（交流発電機１）とその制御装置（レギュレータ５）の構成は、図５と同じである。
【００４８】
本実施の形態５においては、図５の構成において、レギュレータ５の駆動デューティ設定部５１０が不揮発性メモリ（記憶装置）を有しており、当該不揮発性メモリ内に予め複数の導通率を記憶させておき、その中から導通率を選択できる構成とした。例えば、交流発電機１には色々な種類（機種）があるので、それらの種類に対応させた導通率を不揮発性メモリに予め記憶させておき、使用する交流発電機１の種類に合わせて、導通率を切り替える。他の構成および動作については、実施の形態１と同じである。
【００４９】
このように、本実施の形態５においては、駆動デューティ設定部５１０の不揮発性メモリの中に予め複数の導通率を記憶させておき、交流発電機１の機種に合わせて導通率を選択できる構成としたので、複数の交流発電機１（機種バリエーション）に対し、一種類のレギュレータで対応する事が可能となる。
【００５０】
具体的な操作について説明する。レギュレータ５は、車輌の製造時または車輌の出荷時に、交流発電機１内に搭載される。レギュレータ５の駆動デューティ設定部５１０の不揮発性メモリの中には、上述のように、交流発電機１の複数の種類に応じた複数の導通率が予め記憶されているので、レギュレータ５を交流発電機１内に搭載する前に、外部制御ユニット７からの操作により、交流発電機１の種類に合わせて当該不揮発性メモリの中から導通率を選択し、設定する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態５においては、上記の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態５においては、交流発電機１の複数の種類に応じた導通率を予めレギュレータ５内に記憶しておき、レギュレータ５を交流発電機１に搭載する前に、外部操作により、交流発電機１の種類に合わせて導通率を設定する事で、一種類のレギュレータで多種類の交流発電機に対応する事ができる。
【００５２】
なお、上記の説明においては、レギュレータ５を交流発電機１に搭載する前に、外部操作により、導通率を設定する構成としたが、その場合に限らず、レギュレータ５を交流発電機１に搭載した後にも、外部操作により、導通率の切替が可能な構成にしてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  交流発電機（車輌用交流発電機）、２  ステータコイル、３  界磁コイル、４  レクチファイヤ、５  レギュレータ（車輌用交流発電機の制御装置）、６  バッテリ、７  外部制御ユニット、１０，１１，１２，１３，１６  曲線、１４，１５  実線、５０１  内部電源、５０２  パワートランジスタ、５０３  ダイオード、５０４  駆動用ドライバー、５０５  電圧検出抵抗、５０６  電圧比較器、５０７  基準電圧発生器、５０８，５１２  入力インターフェース部、５０９  パルス発生器、５１０，５１３，５１５  駆動デューティ設定部、５１１  回転速度検出部、５１４  温度検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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