(57)【要約】  マイクロコンピュータは、目標出力電流値以上の第１の指令出力電流値および目標出力電流値以下の第２の指令出力電流値を決定する。マイクロコンピュータは、電流制御周期内の第１の制御期間において第１の指令出力電流値に従って三相混合ブリッジ回路の位相角制御を行い、電流制御周期内の第２の制御期間において第２の指令出力電流値に従って三相混合ブリッジ回路の位相角制御を行う。この場合、マイクロコンピュータは、電流制御周期内での第１の指令出力電流値と第２の指令出力電流値との平均値が目標出力電流値に等しくなるように、第１の制御期間と第２の制御期間との割合を制御する。
2009130898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置であって、
前記交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、
前記整流回路の位相角制御を行うことにより前記整流回路の出力電流値を目標出力電流値に制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記目標出力電流値以上の第１の指令出力電流値および前記目標出力電流値以下の第２の指令出力電流値を決定し、所定期間内での前記第１の指令出力電流値と前記第２の指令出力電流値との平均値が前記目標出力電流値に等しくなるように、前記所定期間内で前記第１の指令出力電流値に従って前記整流回路の位相角制御を行う第１の制御期間と前記第２の指令出力電流値に従って前記整流回路の位相角制御を行う第２の制御期間との割合を制御する、発電制御装置。
【請求項２】
前記整流回路の出力電流値を検出する電流検出器をさらに備え、
前記制御部は、前記所定期間内で前記電流検出器により検出された出力電流値の平均値と前記目標出力電流値とに差がある場合に、前記差に基づいて前記出力電流値の平均値が前記目標出力電流値と等しくなるように前記第１の制御期間と前記第２の制御期間との割合を変更する、請求項１記載の発電制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記目標出力電流値が変更された場合に、前記第１の指令出力電流値および前記第２の指令出力電流値を変更するとともに、前記所定期間内での前記平均値が前記目標出力電流値に等しくなるように前記第１の制御期間と前記第２の制御期間との割合を変更する、請求項１記載の発電制御装置。
【請求項４】
前記交流発電機は、永久磁石を有する磁石式交流発電機である、請求項１記載の発電制御装置。
【請求項５】
前記整流回路は、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路を含み、
前記制御部は、前記第１および第２の指令出力電流値に従って前記複数のスイッチング素子の位相角制御を行う、請求項１記載の発電制御装置。
【請求項６】
前記第１および第２の指令出力電流値は離散的な値を有する、請求項１記載の発電制御装置。
【請求項７】
本体部と、
前記本体部に設けられるエンジンと、
前記エンジンの回転により前記本体部を移動させる駆動部と、
前記エンジンの回転により駆動される交流発電機と、
前記エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置とを備え、
前記発電制御装置は、
前記交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、
前記整流回路の位相角制御を行うことにより前記整流回路の出力電流値を目標出力電流値に制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記目標出力電流値以上の第１の指令出力電流値および前記目標出力電流値以下の第２の指令出力電流値を決定し、所定期間内での前記第１の指令出力電流値と前記第２の指令出力電流値との平均値が前記目標出力電流値に等しくなるように、前記所定期間内で前記第１の指令出力電流値に従って前記整流回路の位相角制御を行う第１の制御期間と前記第２の指令出力電流値に従って前記整流回路の位相角制御を行う第２の制御期間との割合を制御する、輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機の出力電流を制御する発電制御装置およびそれを備えた輸送機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に用いられる発電システムは、交流発電機およびレギュレータを有する（例えば特許文献１参照）。交流発電機は、エンジンにより駆動され、交流電流を発生する。レギュレータは、交流発電機により発生された交流電流をほ直流電流に変換して出力する。発電システムの出力電流は、ランプ等の電気負荷およびバッテリに供給される。それにより、電気負荷で電力が消費されるとともに、バッテリが充電される。【０００３】
上記の発電システムでは、負荷電流の値またはバッテリの充放電の状態に応じて出力電流の値を変化させることができない。【０００４】
一方、特許文献２に記載された車両用の発電制御装置では、三相交流発電機の界磁巻線の界磁電流を制御することにより出力電流を制御することができる。
【特許文献１】特開平６−８６４７６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２５３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、自動二輪車のエンジンにより駆動される発電システムでは、磁石式三相交流発電機であるフライホイールマグネトウジェネレータが用いられる。フライホイールマグネトウジェネレータには、永久磁石が用いられる。そのため、界磁電流を制御することにより出力電流を制御することはできない。【０００６】
本発明の目的は、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を任意の値に制御することが可能な発電制御装置およびそれを備えた輸送機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の一局面に従う発電制御装置は、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置であって、交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、整流回路の位相角制御を行うことにより整流回路の出力電流値を目標出力電流値に制御する制御部とを備え、制御部は、目標出力電流値以上の第１の指令出力電流値および目標出力電流値以下の第２の指令出力電流値を決定し、所定期間内での第１の指令出力電流値と第２の指令出力電流値との平均値が目標出力電流値に等しくなるように、所定期間内で第１の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行う第１の制御期間と第２の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行う第２の制御期間との割合を制御するものである。【０００８】
その発電制御装置においては、エンジンにより交流発電機が駆動されることにより、交流発電機から交流電流が出力され、整流回路により交流電流が直流電流に変換される。【０００９】
制御部により目標出力電流値以上の第１の指令出力電流値および目標出力電流値以下の第２の指令出力電流値が決定される。制御部は、所定期間内の第１の制御期間において第１の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行い、所定期間内の第２の制御期間において第２の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行う。この場合、制御部は、所定期間内での第１の指令出力電流値と第２の指令出力電流値との平均値が目標出力電流値に等しくなるように、第１の制御期間と第２の制御期間との割合を制御する。【００１０】
それにより、目標出力電流値を任意の値に設定することにより整流回路の平均出力電流値を任意の値に制御することが可能となる。したがって、負荷に任意の値の出力電流を供給することができる。【００１１】
（２）発電制御装置は、整流回路の出力電流値を検出する電流検出器をさらに備え、制御部は、所定期間内で電流検出器により検出された出力電流値の平均値と目標出力電流値とに差がある場合に、差に基づいて出力電流値の平均値が目標出力電流値と等しくなるように第１の制御期間と第２の制御期間との割合を変更してもよい。【００１２】
この場合、電流検出器により検出された出力電流値の平均値と目標出力電流値との差に基づいて出力電流値の平均値が目標出力電流値と等しくなるように第１の制御期間と第２の制御期間との割合が変更される。それにより、整流回路の平均出力電流値が目標出力電流値に確実に等しくなるように整流回路がフィードバック制御される。したがって、負荷に目標出力電流値に等しい出力電流を正確に供給することができる。【００１３】
（３）制御部は、目標出力電流値が変更された場合に、第１の指令出力電流値および第２の指令出力電流値を変更するとともに、所定期間内での平均値が目標出力電流値に等しくなるように第１の制御期間と第２の制御期間との割合を変更してもよい。【００１４】
この場合、目標出力電流値が変更された場合でも、整流回路の平均出力電流が変更後の目標出力電流値に等しくなる。【００１５】
（４）交流発電機は、永久磁石を有する磁石式交流発電機であってもよい。この場合においても、整流回路の平均出力電流値を任意の値に制御することが可能となる。【００１６】
（５）整流回路は、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路を含み、制御部は、第１および第２の指令出力電流値に従って複数のスイッチング素子の位相角制御を行ってもよい。【００１７】
この場合、複数のスイッチング素子の位相角制御により整流回路の出力電流値が制御される。【００１８】
（６）第１および第２の指令出力電流値は離散的な値を有してもよい。この場合においても、整流回路の平均出力電流値を任意の目標出力電流値に等しくすることができる。【００１９】
（７）本発明の他の局面に従う輸送機器は、本体部と、本体部に設けられるエンジンと、エンジンの回転により本体部を移動させる駆動部と、エンジンの回転により駆動される交流発電機と、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置とを備え、発電制御装置は、交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、整流回路の位相角制御を行うことにより整流回路の出力電流値を目標出力電流値に制御する制御部とを備え、制御部は、目標出力電流値以上の第１の指令出力電流値および目標出力電流値以下の第２の指令出力電流値を決定し、所定期間内での第１の指令出力電流値と第２の指令出力電流値との平均値が目標出力電流値に等しくなるように、所定期間内で第１の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行う第１の制御期間と第２の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行う第２の制御期間との割合を制御するものである。【００２０】
その輸送機器においては、エンジンの回転により駆動部が本体部を移動させる。この場合、発電制御装置においては、エンジンにより交流発電機が駆動されることにより、交流発電機から交流電流が出力され、整流回路により交流電流が直流電流に変換される。【００２１】
制御部により目標出力電流値以上の第１の指令出力電流値および目標出力電流値以下の第２の指令出力電流値が決定される。制御部は、所定期間内の第１の制御期間において第１の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行い、所定期間内の第２の制御期間において第２の指令出力電流値に従って整流回路の位相角制御を行う。この場合、制御部は、所定期間内での第１の指令出力電流値と第２の指令出力電流値との平均値が目標出力電流値に等しくなるように、第１の制御期間と第２の制御期間との割合を制御する。【００２２】
それにより、目標出力電流値を任意の値に設定することにより整流回路の平均出力電流値を任意の値に制御することが可能となる。したがって、負荷に任意の値の出力電流を供給することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を任意の値に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】図２は本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置を備えた自動二輪車の電気系統の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は基本クロック信号、トリガー信号、出力電圧および出力電流の例を示す波形図である。
【図４】図４は基本クロック信号、トリガー信号、出力電圧および出力電流の例を示す波形図である。
【図５】図５は発電制御装置における出力電流の一例を示す図である。
【図６】図６は発電制御装置における出力電流の制御の一例を示す図である。
【図７】図７はマイクロコンピュータのＣＰＵによる発電制御装置の出力電流制御処理を示すフローチャートである。
【図８】図８は本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置を備えた自動二輪車の電気系統の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は発電制御装置における出力電流の一例を示す図である。
【図１０】図１０はマイクロコンピュータのＣＰＵによる発電制御装置の出力電流制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、本発明に係る発電制御装置を輸送機器の一例としてスクータ型の自動二輪車に適用した場合について説明する。【００２６】
（１）第１の実施の形態
（１−１）発電制御装置および自動二輪車の構成
図１は本発明の第１の実施の形態に係る自動二輪車の側面図である。図２は本発明の第１の実施の形態に係る発電制御装置を備えた自動二輪車の電気系統の構成を示すブロック図である。【００２７】
図１に示す自動二輪車１００においては、本体フレーム３１の前端にヘッドパイプ３２が設けられる。ヘッドパイプ３２の上端にはハンドル３３が設けられる。ヘッドパイプ３２の下端にフロントフォーク３４が取り付けられる。この状態で、フロントフォーク３４は、ヘッドパイプ３２の軸心を中心として所定の角度範囲内で回転可能となっている。フロントフォーク３４の下端に前輪３５が回転可能に支持される。【００２８】
本体フレーム３１の中央部には、エンジン３０が設けられる。エンジン３０には、フライホイールマグネトウジェネレータ（以下、マグネトウジェネレータと略記する）１が取り付けられ、マグネトウジェネレータ１の近傍に発電制御装置２が設けられる。バッテリ３は、本体シート３６の下部またはサイドカバー内に設けられる。【００２９】
エンジン３０の後方に延びるように、本体フレーム３１にリアアーム３７が接続される。リアアーム３７は、後輪３８および後輪ドリブンスプロケット３９を回転可能に保持する。後輪ドリブンスプロケット３９には、チェーン４０が取り付けられる。【００３０】
また、ヘッドパイプ３２の前方にヘッドライト４ａが取り付けられ、本体シート３６の後方にテールライト４ｂが取り付けられる。【００３１】
図２の電気系統は、マグネトウジェネレータ１、発電制御装置２、バッテリ３および電気負荷４を含む。電気負荷４は、例えば、図１のヘッドライト４ａ、テールライト４ｂ、ブレーキランプ、およびウインカー等を含む。【００３２】
マグネトウジェネレータ１は、磁石式三相交流発電機であり、ロータおよびステータを有する。ロータには永久磁石が取り付けられ、ステータにはステータコイル１ａ，１ｂ，１ｃが設けられている。マグネトウジェネレータ１は、エンジン３０（図１）のクランク軸とともにロータが回転することにより、ステータコイル１ａ〜１ｃで発電を行い、交流電流を発生する。【００３３】
発電制御装置２は、マイクロコンピュータ５、分圧回路６および三相混合ブリッジ回路７を含む。【００３４】
マグネトウジェネレータ１のステータコイル１ａ，１ｂ，１ｃはノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃに接続される。三相混合ブリッジ回路７は、３個のダイオード７ａおよび３個のサイリスタ７ｂにより構成される。３個のダイオード７ａは負側電源ラインＬ２とノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃとの間にそれぞれ接続され、３個のサイリスタ７ｂは正側電源ラインＬ１とノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃとの間にそれぞれ接続される。三相混合ブリッジ回路７は、マグネトウジェネレータ１により発生された交流電流を直流電流に変換する。分圧回路６は、ノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃの交流電圧をそれぞれ分圧し、分圧された電圧をマイクロコンピュータ５に出力する。【００３５】
マイクロコンピュータ５は、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート５１、ＣＰＵ（中央演算処理装置）５２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５３およびメモリ５４を含む。Ａ／Ｄ変換器５３は、分圧回路６の出力電圧をデジタルの電圧値に変換する。メモリ５４は、例えば不揮発性メモリからなり、後述する制御プログラム、目標出力電流値、第１および第２の指令出力電流値、およびデューティ比等を記憶する。【００３６】
ＣＰＵ５２は、基本クロック信号ＣＫに同期して動作する。この基本クロック信号ＣＫは、マイクロコンピュータ５の内部で発生されてもよく、またはマイクロコンピュータ５の外部から与えられてもよい。基本クロック信号ＣＫの周波数によりマイクロコンピュータ５の動作周波数が決定される。【００３７】
ＣＰＵ５２は、Ａ／Ｄ変換器５３により得られた電圧値に基づいてエンジン１０の回転速度およびその変動を検出する。また、ＣＰＵ５２は、メモリ５４に記憶される制御プログラムに従って後述する出力電流制御処理を実行し、Ｉ／Ｏポート５１を介してサイリスタ７ｂのゲートにトリガー信号を与えることによりサイリスタ７ｂの位相角制御を行う。トリガー信号のタイミングが制御されることにより三相混合ブリッジ回路７から出力される電流が制御される。【００３８】
正側電源ラインＬ１と負側電源ラインＬ２との間にはバッテリ３および電気負荷４が接続される。三相混合ブリッジ回路７から出力される電流は、バッテリ３および電気負荷４に供給される。それにより、バッテリ３が充電されるとともに、電気負荷４で電力が消費される。【００３９】
（１−２）発電制御装置２の動作
次に、本実施の形態に係る発電制御装置２の動作について説明する。図３および図４は基本クロック信号ＣＫ、トリガー信号ＴＲ、出力電圧および出力電流の例を示す波形図である。【００４０】
図３および図４には、ＣＰＵ５２に与えられる基本クロック信号ＣＫ、１個のサイリスタ７ｂに与えられるトリガー信号ＴＲ、三相混合ブリッジ回路７の１相分の出力電圧および三相混合ブリッジ回路７の１相分の出力電流が示される。基本クロック信号ＣＫの周期Ｔが、マイクロコンピュータ５の制御周期に相当し、例えば４０μｓｅｃである。トリガー信号ＴＲは、基本クロック信号ＣＫに同期して立ち上がる。したがって、トリガー信号ＴＲのタイミングは、制御周期Ｔを単位として制御される。【００４１】
図３の例では、ＣＰＵ５２は、時点ｔ１で出力電圧の立ち上がりを検出し、時点ｔ２で基本クロック信号ＣＫの立ち上がりに同期してトリガー信号ＴＲのパルスを立ち上げる。トリガー信号ＴＲのパルスの立ち上がりに応答してサイリスタ７ｂがオンする。それにより、時点ｔ２から時点ｔ３までダイオード７ａおよびサイリスタ７ｂに電流が流れる。図３の例では、出力電流の値は７．５Ａである。【００４２】
図４の例では、ＣＰＵ５２は、時点ｔ１で出力電圧の立ち上がりを検出し、時点ｔ３で基本クロック信号ＣＫの立ち上がりに同期してトリガー信号ＴＲのパルスを立ち上げる。トリガー信号ＴＲのパルスの立ち上がりに応答してサイリスタ７ｂがオンする。それにより、時点ｔ４から時点ｔ３までダイオード７ａおよびサイリスタ７ｂに電流が流れる。図４の例では、出力電流の値は８．５Ａである。【００４３】
図５は発電制御装置２における出力電流の一例を示す図である。図５において、図３の例のタイミングでトリガー信号ＴＲのパルスが立ち上げられる場合、出力電流の値は７．５Ａとなり、図４の例のタイミングでトリガー信号ＴＲのパルスが立ち上げられる場合、出力電流の値は８．５Ａとなる。【００４４】
トリガー信号ＴＲのタイミングは制御周期Ｔを単位として制御されるため、出力電流は離散的な値を有する。上記の場合、トリガー信号ＴＲのタイミング（位相角）を制御することにより出力電流の値を８．０Ａに制御することができない。本実施の形態に係る発電制御装置２では、以下の方法で出力電流を任意の値に制御することができる。【００４５】
ＣＰＵ５２は、電流制御周期Ｔｃを設定する。ここで、電流制御周期Ｔｃはエンジン３０のアイドリング状態での回転周期（例えば５０ｍｓｅｃ）よりも十分に大きく設定される。電流制御周期Ｔｃは、次式（１）のように、第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂからなる。【００４６】
Ｔｃ＝ｔａ＋ｔｂ  …（１）
また、電流制御周期Ｔｃに対する第１の制御期間ｔａの割合をデューティ比Ｒｄと呼ぶ。【００４７】
Ｒｄ＝ｔａ／Ｔｃ＝ｔａ／（ｔａ＋ｔｂ）  …（２）
ここで、第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂはマイクロコンピュータ５の制御周期Ｔの整数倍に設定される。電流制御周期Ｔｃを一定にし、第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂを調整することによりデューティ比Ｒｄを変更してもよい。また、第１の制御期間ｔａを一定にし、第２の制御期間ｔｂおよび電流制御周期Ｔｃを調整することによりデューティ比Ｒｄを変更してもよい。【００４８】
ここで、ＣＰＵ５２は、第１の制御期間ｔａにおいて第１の指令出力電流値Ｉ１に従って三相混合ブリッジ回路７の出力電流を制御し、第２の制御期間ｔｂにおいて第２の指令出力電流値Ｉ２に従って三相混合ブリッジ回路７の出力電流を制御する。すなわち、ＣＰＵ５２は、第１の制御期間ｔａにおいて三相混合ブリッジ回路７の出力電流が第１の指令出力電流値Ｉ１に等しくなるようにサイリスタ７ｂの位相角制御を行い、第２の制御期間ｔｂにおいて三相混合ブリッジ回路７の出力電流が第２の指令出力電流値Ｉ２に等しくなるようにサイリスタ７ｂの位相角制御を行う。【００４９】
この場合、ＣＰＵ５２は、電流制御周期Ｔｃにおける三相混合ブリッジ回路７の平均出力電流値が目標出力電流値Ｉｔａｒに等しくなるように第１の指令出力電流値Ｉ１、第２の指令出力電流値Ｉ２およびデューティ比Ｒｄを設定する。デューティ比Ｒｄは、次式（３）を満足するように設定される。【００５０】
Ｉｔａｒ＝Ｉ１・Ｒｄ＋Ｉ２・（１−Ｒｄ）  …（３）
このように、ＣＰＵ５２は、第１の指令出力電流値Ｉ１、第２の指令出力電流値Ｉ２およびデューティ比Ｒｄを制御することにより、三相混合ブリッジ回路７の平均出力電流値を任意の目標出力電流値Ｉｔａｒに制御することができる。【００５１】
図６は発電制御装置２における出力電流の制御の一例を示す図である。図６の例では、目標出力電流値Ｉｔａｒが８．０Ａに設定される。この場合、第１の指令出力電流値Ｉ１が７．５Ａに設定され、第２の指令出力電流値Ｉ２が８．５Ａに設定される。また、デューティ比Ｒｄが０．５に設定される。すなわち、第１の制御期間ｔａと第２の制御期間ｔｂとが等しくなる。この場合、平均出力電流値Ｉａｖｅが８．０Ａとなる。【００５２】
図７はマイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２による発電制御装置２の出力電流制御処理を示すフローチャートである。【００５３】
目標出力電流値Ｉｔａｒ、第１の指令出力電流値Ｉ１、第２の指令出力電流値Ｉ２およびデューティ比Ｒｄの初期値が予め設定されているものとする。【００５４】
まず、ＣＰＵ５２は、目標出力電流値Ｉｔａｒが変更されたか否かを判定する（ステップＳ１）。目標出力電流値Ｉｔａｒは、例えば自動二輪車１００の状態に基づいて変更される。この場合、複数の目標出力電流値Ｉｔａｒが自動二輪車１００の状態に対応して予めメモリ５４に記憶される。自動二輪車１００の状態とは、例えばエンジン３０のアイドリング状態、加速状態、減速状態および定速状態である。自動二輪車１００の状態はこれらの状態に限定されない。あるいは、目標出力電流値Ｉｔａｒがバッテリ３の充電状態および放電状態に基づいて変更されてもよい。【００５５】
目標出力電流値Ｉｔａｒが変更されない場合には、ＣＰＵ５２は、第１の指令出力電流値Ｉ１で第１の制御期間ｔａの間、トリガー信号ＴＲによるサイリスタ７ｂの位相角制御を行う（ステップＳ２）。【００５６】
続いて、ＣＰＵ５２は、第２の指令出力電流値Ｉ２で第２の制御期間ｔｂの間、トリガー信号ＴＲによるサイリスタ７ｂの位相角制御を行う（ステップＳ３）。その後、ＣＰＵ５２は、ステップＳ１の処理に戻る。【００５７】
ステップＳ１〜Ｓ３の処理が繰り返し実行されることにより、平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒに制御される。【００５８】
ステップＳ１で目標出力電流値Ｉｔａｒが変更された場合には、ＣＰＵ５２は、変更後の目標出力電流値Ｉｔａｒに近い第１の指令出力電流値Ｉ１および第２の指令出力電流値Ｉ２を決定する（ステップＳ４）。この場合、第１の指令出力電流値Ｉ１および第２の指令出力電流値Ｉ２は目標出力電流値Ｉｔａｒの上下の値に設定される。【００５９】
次に、ＣＰＵ５２は、上式（３）よりデューティ比Ｒｄを決定する（ステップＳ３）。これにより、上式（２）より第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂが算出される。その後、ＣＰＵ５２は、ステップＳ１の処理に戻り、変更後の第１の指令出力電流値Ｉ１、第２の指令出力電流値Ｉ２、デューティ比Ｒｄ、第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂを用いてステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返し実行する。それにより、平均出力電流値Ｉａｖｅが変更後の目標出力電流値Ｉｔａｒに制御される。【００６０】
（１−３）発電制御装置２の効果
第１の実施の形態に係る発電制御装置２によれば、目標出力電流値Ｉｔａｒをマイクロコンピュータ５の制御周期Ｔの制限下で決定される第１の指令出力電流値Ｉ１と第２の指令出力電流値Ｉ２との間の任意の値に設定することができる。それにより、三相混合ブリッジ回路７の平均出力電流値Ｉａｖｅを任意の値に制御することが可能となる。したがって、電気負荷およびバッテリ３に任意の値の出力電流を供給することができる。また、自動二輪車１００の状態またはバッテリ３の状態等に基づいて目標出力電流値Ｉｔａｒを任意に変更することにより、電気負荷およびバッテリ３に供給される出力電流の値を任意に変更することができる。【００６１】
（２）第２の実施の形態
（２−１）発電制御装置および自動二輪車の構成
図８は本発明の第２の実施の形態に係る発電制御装置を備えた自動二輪車の電気系統の構成を示すブロック図である。【００６２】
図８の発電制御装置２の構成が図１の発電制御装置２の構成と異なるのは、三相混合ブリッジ回路７の出力電流値を検出する電流センサ８がさらに設けられる点である。本実施の形態では、電流センサ８は正側電源ラインＬ２に接続される。電流センサ８の出力信号はマイクロコンピュータ５に与えられる。マイクロコンピュータ５のＡ／Ｄ変換器５３は、電流センサ８の出力信号をデジタルの電流値に変換する。【００６３】
（２−２）発電制御装置２の動作
マグネトウジェネレータ１の特性のばらつきまたは温度変化等により三相混合ブリッジ回路７からの実際の出力電流値と第１の指令出力電流値Ｉ１または第２の指令出力電流値Ｉ２との間に誤差が生じる場合がある。本実施の形態に係る発電制御装置２では、このような誤差が生じる場合でも、以下に示す方法により三相混合ブリッジ回路７の平均出力電流値を目標出力電流値Ｉｔａｒに一致させることができる。【００６４】
次に、本実施の形態に係る発電制御装置２の動作について説明する。図９は発電制御装置２における出力電流の一例を示す図である。【００６５】
図９において、目標出力電流値Ｉｔａｒは８．０Ａである。この場合、第１の指令出力電流値Ｉ１が７．５Ａに設定され、第２の指令出力電流値Ｉ２が８．５Ａに設定され、デューティ比Ｒｄが０．５に設定される。【００６６】
図９の例では、第１の指令出力電流値Ｉ１に従って位相角制御が行われた場合、マグネトウジェネレータ１の特性のばらつきまたは温度変化等により三相混合ブリッジ回路７の出力電流値Ｉｒ１は第１の指令出力電流値Ｉ１に一致せず、７．０Ａとなる。なお、第２の指令出力電流値Ｉ２に従って位相角制御が行われた場合、三相混合ブリッジ回路７の出力電流値Ｉｒ２は第２の指令出力電流値Ｉ２に一致する。【００６７】
この場合、時点ｔ１０から時点ｔ１１までは、三相混合ブリッジ回路７からの実際の平均出力電流値Ｉａｖｅは目標出力電流値Ｉｔａｒよりも低くなる。【００６８】
そこで、時点ｔ１１以下は、電流センサ８により検出される出力電流値に基づいてデューティ比Ｒｄが変更される。図９の例では、デューティ比Ｒｄが０．５よりも小さい値に変更される。すなわち、第２の制御期間ｔｂが第１の制御期間ｔａよりも長くなる。その結果、実際の平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒに一致する。【００６９】
図１０はマイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２による発電制御装置２の出力電流制御処理を示すフローチャートである。【００７０】
目標出力電流値Ｉｔａｒ、第１の指令出力電流値Ｉ１、第２の指令出力電流値Ｉ２およびデューティ比Ｒｄの初期値が予め設定されているものとする。【００７１】
第１の制御期間ｔａにおける出力電流値の現在の積算値をＩ１ｓｕｍとし、第２の制御期間ｔｂにおける出力電流値の現在の積算値をＩ２ｓｕｍとする。また、第１の制御期間ｔａにおける出力電流値の前回まで積算値をＩ１’ｓｕｍとし、第２の制御期間ｔｂにおける出力電流値の前回まで積算値をＩ２’ｓｕｍとする。積算値Ｉ１’ｓｕｍ，Ｉ２’ｓｕｍの初期値は０である。【００７２】
まず、ＣＰＵ５２は、目標出力電流値Ｉｔａｒが変更されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。目標出力電流値Ｉｔａｒは、第１の実施の形態と同様に、例えば自動二輪車１００の状態またはバッテリ３の状態に基づいて変更される。【００７３】
目標出力電流値Ｉｔａｒが変更されない場合には、ＣＰＵ５２は、現在の指令電流値が第１の指令出力電流値Ｉ１であるか第２の指令出力電流値Ｉ２であるかを判定する（ステップＳ１２）。【００７４】
ステップＳ１２で現在の指令出力電流値が第１の指令出力電流値Ｉ１である場合には、ＣＰＵ５２は、第１の指令出力電流値Ｉ１でトリガー信号ＴＲによるサイリスタ７ｂの位相角制御を行う（ステップＳ１３）。【００７５】
また、ＣＰＵ５２は、電流センサ８により検出された出力電流値Ｉ１ｒを読み込む（ステップＳ１４）。次いで、ＣＰＵ５２は、第１の制御期間ｔａにおける前回まで積算値Ｉ１’ｓｕｍに出力電流値Ｉ１ｒを加算し、加算結果を第１の制御期間ｔａにおける現在の積算値Ｉ１ｓｕｍとする（ステップＳ１５）。【００７６】
ステップＳ１２で現在の指令出力電流値が第２の指令出力電流値Ｉ２である場合には、ＣＰＵ５２は、第２の指令出力電流値Ｉ２でトリガー信号ＴＲによるサイリスタ７ｂの位相角制御を行う（ステップＳ１６）。【００７７】
また、ＣＰＵ５２は、電流センサ８により検出された出力電流値Ｉ２ｒを読み込む（ステップＳ１７）。次いで、ＣＰＵ５２は、第２の制御期間ｔｂにおける前回まで積算値Ｉ２’ｓｕｍに出力電流値Ｉ２ｒを加算し、加算結果を第２の制御期間ｔｂにおける現在の積算値Ｉ２ｓｕｍとする（ステップＳ１８）。【００７８】
次に、ＣＰＵ５２は、電流制御周期Ｔｃが経過したか否かを判定する（ステップＳ１９）。すなわち、ＣＰＵ５２は、第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂが終了したか否かを判定する。電流制御周期Ｔｃが経過していない場合には、ＣＰＵ５２はステップＳ１１の処理に戻る。【００７９】
電流制御周期Ｔｃが経過していない場合には、ＣＰＵ５２は、電流制御周期Ｔｃ内の平均出力電流値Ｉａｖｅを次式（４）より算出する（ステップＳ２０）。【００８０】
Ｉａｖｅ＝（Ｉ１ｓｕｍ＋Ｉ２ｓｕｍ）／（ｔａ＋ｔｂ）  …（４）
そして、ＣＰＵ５２は、平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒと等しいか否かを判定する（ステップＳ２１）。【００８１】
平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒと等しい場合には、ＣＰＵ５２は、ステップＳ１１の処理に戻る。【００８２】
平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒと等しくない場合には、ＣＰＵ５２は、第１の制御期間ｔａにおける第１の平均出力電流値Ｉ１ａｖｅおよび第２の制御期間ｔｂにおける第２の平均出力電流値Ｉ２ａｖｅを次式（５），（６）より算出する（ステップＳ２２）。【００８３】
Ｉ１ａｖｅ＝Ｉ１ｓｕｍ／ＴＡ  …（５）
Ｉ２ａｖｅ＝Ｉ２ｓｕｍ／ＴＢ  …（６）
上式（５），（６）において、ＴＡは第１の制御期間ｔａ内での出力電流値Ｉ１ｒの読み込み回数であり、ＴＢは第２の制御期間ｔｂ内での出力電流値Ｉ２ｒの読み込み回数である。【００８４】
さらに、ＣＰＵ５２は、平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒと等しくなるように、第１の平均出力電流値Ｉ１ａｖｅおよび第２の平均出力電流値Ｉ２ａｖｅに基づいて次式（７）よりデューティ比Ｒｄを算出する（ステップＳ２３）。【００８５】
Ｒｄ（Ｉ１ａｖｅ−Ｉｔａｒ）＋（１−Ｒｄ）（Ｉ２ａｖｅ−Ｉｔａｒ）＝０  …（７）
これにより、デューティ比Ｒｄが更新される。デューティ比Ｒｄの更新に伴って第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂが更新される。その後、ＣＰＵ５２は、ステップＳ１１の処理に戻る。ステップＳ１１〜Ｓ２３の処理が繰り返し実行されることにより、平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒにフィードバック制御される。【００８６】
ステップＳ１１で目標出力電流値Ｉｔａｒが変更された場合には、ＣＰＵ５２は、変更後の目標出力電流値Ｉｔａｒに近い第１の指令出力電流値Ｉ１および第２の指令出力電流値Ｉ２を決定する（ステップＳ２４）。この場合、第１の指令出力電流値Ｉ１および第２の指令出力電流値Ｉ２は目標出力電流値Ｉｔａｒの上下の値に設定される。【００８７】
次に、ＣＰＵ５２は、上式（３）よりデューティ比Ｒｄを決定する（ステップＳ２５）。これにより、上式（２）より第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂが算出される。その後、ＣＰＵ５２は、ステップＳ１１の処理に戻り、変更後の第１の指令出力電流値Ｉ１、第２の指令出力電流値Ｉ２、デューティ比Ｒｄ、第１の制御期間ｔａおよび第２の制御期間ｔｂを用いてステップＳ１１〜Ｓ２３の処理を繰り返し実行する。それにより、平均出力電流値Ｉａｖｅが変更後の目標出力電流値Ｉｔａｒにフィードバック制御される。【００８８】
（２−３）発電制御装置２の効果
第２の実施の形態に係る発電制御装置２によれば、目標出力電流値Ｉｔａｒをマイクロコンピュータ５の制御周期Ｔの制限下で決定される第１の指令出力電流値Ｉ１と第２の指令出力電流値Ｉ２との間の任意の値に設定することができる。それにより、三相混合ブリッジ回路７の平均出力電流値Ｉａｖｅを任意の値に制御することが可能となる。したがって、電気負荷およびバッテリ３に任意の値の出力電流を供給することができる。また、自動二輪車１００の状態またはバッテリ３の状態等に基づいて目標出力電流値Ｉｔａｒを任意に変更することにより、電気負荷およびバッテリ３に供給される出力電流の値を任意に変更することができる。【００８９】
さらに、第１および第２の指令出力電流値Ｉ１，Ｉ２と三相混合ブリッジ回路７からの実際の出力電流値との間に誤差がある場合でも、三相混合ブリッジ回路７の平均出力電流値Ｉａｖｅが目標出力電流値Ｉｔａｒに確実に等しくなるように三相混合ブリッジ回路７をフィードバック制御することができる。したがって、電気負荷およびバッテリ３に目標出力電流値Ｉｔａｒと一致する出力電流を正確に供給することができる。【００９０】
（３）他の実施の形態
上記実施の形態のでは、交流発電機の一例としてフライホイールマグネトウジェネレータ１が用いられるが、これに限定されず、他のマグネトウジェネレータを用いてもよい。例えば、交流発電機として界磁巻線を有する交流発電機を用いてもよい。【００９１】
また、上記実施の形態では、整流回路としてダイオード７ａおよびサイリスタ７ｂにより構成される三相混合ブリッジ回路７が用いられているが、これに限定されず、他の整流回路を用いてもよい。例えば、整流回路としては種々の半波整流回路および種々の全波整流回路を用いることができる。また、スイッチング素子としてサイリスタ７ｂの代わりにトランジスタを用いることもできる。【００９２】
さらに、上記実施の形態では、制御部がマイクロコンピュータ５および制御プログラムにより構成されるが、これに限定されず、制御部を論理回路により構成してもよい。【００９３】
上記の実施の形態では、発電制御装置２を輸送機器の一例としてスクータ型の自動二輪車１００に適用しているが、これに限定されない。発電制御装置２をスクータ型以外の形式の自動二輪車（例えば、鞍乗型自動二輪車）に適用してもよい。【００９４】
また、発電制御装置２は自動三輪車、自動四輪車、および船舶等の種々の輸送機器に適用することも可能である。【００９５】
さらに、発電制御装置２はバッテリを有しない輸送機器に適用することも可能である。【００９６】
（４）請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。【００９７】
上記実施の形態では、マグネトウジェネレータ１が交流発電機または磁石式交流発電機の例であり、三相混合ブリッジ回路７が整流回路またはブリッジ回路の例であり、マイクロコンピュータ５が制御部の例であり、電流センサ８が電流検出器の例であり、サイリスタ７ｂがスイッチング素子の例である。また、電流制御周期Ｔｃが所定期間の例であり、第１の制御期間ｔａが第１の制御期間の例であり、第２の制御期間ｔｂが第２の制御期間の例である。【００９８】
さらに、発電制御装置２および後輪３９を除く自動二輪車１００の部分が本体部の例であり、後輪３９が駆動部の例である。【００９９】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、自動二輪車、自動三輪車、自動四輪車、または船舶等の種々の輸送機器における発電システムに広く適用することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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