(57)【要約】【課題】  装置の小型化を図ることができる発電制御装置を提供すること。【解決手段】  発電制御装置２は、車両用発電機１の励磁巻線１１に通電される電流を制御することにより車両用発電機１の出力電圧を調整しており、この出力電圧が所定の調整電圧よりも高いときに励磁電流を減らし、低いときに励磁電流を増やす信号を出力して出力電圧を制御する電圧制御回路２２と、車両のイグニッションキーが操作されてから電圧制御回路２２によって励磁電流を減らす信号が出力されるまでの間警告動作を行い、励磁電流を減らす信号が出力された後に警告動作を停止する充電警告制御回路２３とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの充電および電気負荷への電力供給を行う発電機の励磁巻線に通電される励磁電流を制御することにより前記発電機の出力電圧を所定の調整電圧に調整する発電制御装置において、
前記調整電圧以下であって前記バッテリの開放電圧よりも高く設定された所定電圧と前記出力電圧とを比較する電圧比較手段と、
前記電圧比較手段から前記出力電圧が前記所定電圧よりも高くなったことを示す第１信号が出力されるまでは警告動作を行い、前記第１信号が出力された後に前記警告動作を停止する充電警告制御手段と、
を備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記励磁電流の通電量を制御する第１のスイッチ素子をさらに備え、
前記電圧比較手段は、前記所定電圧が前記調整電圧に設定されており、前記調整電圧よりも前記出力電圧が低いときに前記励磁電流を通電するとともに前記調整電圧よりも前記出力電圧が高いときに前記励磁電流を遮断する調整電圧制御信号を出力し、
前記電圧比較手段の出力に応じて前記第１のスイッチ素子をオンオフして前記出力電圧を調整するとともに、前記調整電圧制御信号によって前記第１信号が生成されることを特徴とする発電制御装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記充電警告制御手段は、
回転磁界を発生する前記励磁巻線が回転されてから前記第１信号が最初に出力された後、前記警告動作の停止状態を保持する保持手段と、
前記保持手段の保持内容に応じてオンオフされる第２のスイッチ素子と、
を備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記充電警告制御手段は、
回転磁界を発生する前記励磁巻線が回転されてから前記第１信号が最初に出力された後、前記警告動作の停止状態を保持する保持手段と、
前記保持手段の保持内容に応じてオンオフされる第２のスイッチ素子と、
を備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１のスイッチ素子に入力される信号と、前記励磁巻線に接続された前記第１のスイッチ素子から出力される出力信号とを検出して前記励磁電流の無制御状態を判別するとともに、この判別結果に基づいて前記保持手段の保持内容をリセットする判別手段をさらに備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記出力電圧が前記所定電圧より低くなったときに、前記第１のスイッチ素子を一時的にオフ状態にするオフ手段をさらに備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記オフ手段は、前記第１のスイッチ素子を周期的に所定時間オフ状態にすることを特徴とする発電制御装置。
【請求項８】
請求項６または７において、
前記所定電圧は、ヒステリシスを有しており、前記第１信号が出力されるまでは前記調整電圧以下であって前記バッテリの開放電圧よりも高い第１の基準電圧に設定され、前記第１信号が出力された後は前記調整電圧よりも低く前記バッテリの放電終止電圧よりも高い第２の基準電圧に設定されることを特徴とする発電制御装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記オフ手段は、前記出力電圧が前記第１の基準電圧を超えるまでは前記第１のスイッチ素子をオフ状態にする第１のオフ時間が設定され、前記出力電圧が前記第１の基準電圧を超えた後前記第２の基準電圧よりも低下したときには前記第１のスイッチ素子をオフ状態にする前記第１のオフ時間よりも短い第２のオフ時間が設定されていることを特徴とする発電制御装置。
【請求項１０】
バッテリの充電および電気負荷への電力供給を行う発電機の励磁巻線に通電される励磁電流を制御することにより前記発電機の出力値を所定値に調整する発電制御装置において、
前記出力値が前記所定値よりも高いときに前記励磁電流を減らし、前記所定値よりも低いときに前記励磁電流を増やす信号を出して、前記出力値を制御する出力制御手段と、
前記出力制御手段によって前記励磁電流を減らす信号が出力されるまで第１の制御を行い、前記励磁電流を減らす信号が出力された後に前記第１の制御から切り替えて前記第１の制御とは異なる第２の制御を行う制御切替手段と、
を備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記出力制御手段は、
前記発電機の出力電圧と前記所定値とを比較する第１の比較手段と、
前記第１の比較手段の出力に応じてオンオフされて前記励磁電流の増減を行う第１のスイッチ素子と、
を備え、前記第１の比較手段から前記励磁電流を増減する信号を生成することを特徴とする発電制御装置。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記出力制御手段は、
前記発電機の出力電流を前記所定値に制御するために前記励磁電流と前記所定値に応じた制限値とを比較する第２の比較手段と、
前記第２の比較手段の出力により、前記励磁電流を所定時間減らすオフ手段と、
前記オフ手段の出力に応じてオンオフされて前記励磁電流の増減を行う第１のスイッチ素子と、
を備え、前記第２の比較手段から前記励磁電流を増減する信号を生成することを特徴とする発電制御装置。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれかにおいて、
前記制御切替手段は、前記出力制御手段によって前記励磁電流を減らす信号が最初に出力された後に前記第２の制御を保持する保持手段を備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記制御切替手段は、さらに、前記保持手段の保持内容に応じてオンオフされる第２のスイッチ素子を備えることを特徴とする発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の出力電圧を調整する発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用発電機は、バッテリや各種の電気機器に電力を供給しており、その出力電圧が所定値となるように車両用発電制御装置によって制御されている。車両用発電制御装置は、車両用発電機の励磁巻線に流す励磁電流を断続することにより車両用発電機の出力電圧を調整するが、励磁巻線の断線等によって発電不良等の異常が発生したときにその旨を車両の運転者に通知する警報機能を有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような車両用発電制御装置では、車両用発電機の電機子巻線の一相出力電圧を取り込んで充電表示灯を制御する警報装置が含まれている。この警報装置では、車両用発電機から取り込まれる一相出力電圧は、平滑用コンデンサで平滑され、電圧比較器に入力される。この電圧比較器は、一相出力電圧を平滑した電圧が所定値を越えると、充電表示灯を点灯状態から消灯状態に切り替えて、車両用発電機の発電が正常に開始されたことを車両の運転者に通知する。
【０００４】
また、上述した一相出力電圧を用いる場合には、整流器にリーク不良が生じると車両用発電機が発電していなくても一相出力電圧を検出している検出電圧が高くなる場合があり、発電状態でないにも関わらず充電表示灯が消灯状態になって運転者の誤解を招くおそれがある。このため、一相出力電圧の周波数が所定値以上であることを検出したときのみ平滑コンデンサが充電されるようにすることで、発電停止時に整流器のリーク電流によって平滑コンデンサを充電してしまうことを回避し、充電表示灯を誤って消灯させてしまうことを防止している。
【特許文献１】特開平１０−２２５００８号公報（第２−３頁、図１−５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された車両用発電制御装置のように車両用発電機の一相出力電圧を用いて充電表示灯の点灯／消灯を制御する場合には、電機子巻線のいずれかの相電圧を検出する機構や検出した相電圧を取り込む機構、さらにはこれらの各機構を結合する機構等が必要になり、車両用発電制御装置やこれを用いた車両用発電機を小型化することが難しいという問題があった。また、このような相電圧を検出して充電表示灯の点灯状態を制御する構成以外に、整流器のリーク電流に対する補償回路等が必要になるため、車両用発電制御装置の構成がさらに複雑になって装置が大型化してしまうという問題があった。
【０００６】
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、装置の小型化を図ることができる発電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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の発電制御装置は、バッテリの充電および電気負荷への電力供給を行う発電機の励磁巻線に通電される励磁電流を制御することにより発電機の出力電圧を所定の調整電圧に調整するためのものであり、調整電圧以下であってバッテリの開放電圧よりも高く設定された所定電圧と出力電圧とを比較する電圧比較手段と、電圧比較手段から出力電圧が所定電圧よりも高くなったことを示す第１信号が出力されるまでは警告動作を行い、第１信号が出力された後に警告動作を停止する充電警告制御手段とを備えている。出力電圧の制御に用いる所定電圧を調整電圧以下であってバッテリの開放電圧よりも高く設定しているため、電機子巻線の相電圧を検出することなく充電を開始したことを車両の運転者等に知らせることができる。また、電機子巻線の相電圧を検出する機構や、検出した相電圧を発電制御装置に取り込む機構、さらにこれらの各機構を結合する機構が不要になり、発電制御装置や発電機の小型化、コスト低減が可能になる。また、電機子巻線の相電圧を検出して警告動作を行う場合に必要であった整流器のリーク電流に対する補償回路等が不要になるため、発電制御装置内の回路の簡素化が可能になり、発電制御装置をさらに小型化、低コスト化することができる。
【０００８】
また、上述した励磁電流の通電量を制御する第１のスイッチ素子をさらに備え、電圧比較手段は、所定電圧が調整電圧に設定されており、調整電圧よりも出力電圧が低いときに励磁電流を通電するとともに調整電圧よりも出力電圧が高いときに励磁電流を遮断する調整電圧制御信号を出力し、電圧比較手段の出力に応じて第１のスイッチ素子をオンオフして出力電圧を調整するとともに、調整電圧制御信号によって第１信号が生成されることが望ましい。これにより、第１のスイッチ素子をオンオフ制御することにより励磁電流の通電量を制御する調整電圧制御信号や、警告動作を停止する第１信号を確実かつ簡単に生成することができる。
【０００９】
また、上述した充電警告制御手段は、回転磁界を発生する励磁巻線が回転されてから第１信号が最初に出力された後、警告動作の停止状態を保持する保持手段と、保持手段の保持内容に応じてオンオフされる第２のスイッチ素子とを備えることが望ましい。これにより、励磁巻線が回転して発電を開始して出力電圧が調整電圧を超えた後に不必要な警告動作の停止を維持することが容易となる。
【００１０】
また、上述した第１のスイッチ素子に入力される信号と、励磁巻線に接続された第１のスイッチ素子から出力される出力信号とを検出して励磁電流の無制御状態を判別するとともに、この判別結果に基づいて保持手段の保持内容をリセットする判別手段をさらに備えることが望ましい。このように、励磁電流を制御する第１のスイッチ素子の入力信号と出力信号の状態を検出し、入力信号に応じた出力信号が出力されているか否かを調べることにより、励磁電流の無制御状態を判別することが可能になる。また、このような無制御状態を判別したときに保持手段の保持内容がリセットされるため、速やかに車両の運転者等に警告することが可能になる。
【００１１】
また、上述した出力電圧が所定電圧より低くなったときに、第１のスイッチ素子を一時的にオフ状態にするオフ手段をさらに備えることが望ましい。励磁巻線が断線した場合には励磁電流が流れないため出力電圧が低下し、出力電圧が所定電圧以下になったときに、オフ手段によって第１のスイッチ素子がオフされる。ここで、判別手段を用いて、第１のスイッチ素子のオフ状態に応じて正しい出力信号が出ていないことを確認する励磁巻線の断線を検出することができ、所定の警告動作を行うことが可能になる。
【００１２】
また、上述したオフ手段は、第１のスイッチ素子を周期的に所定時間オフ状態にすることが望ましい。これにより、発電機を立ち上げる際に流す初期励磁電流を抑制することが可能になり、待機時の励磁電流消費を低減することができる。また、エンジンが完爆して発電機からバッテリおよび電気負荷への電流供給を開始するまで発電が抑制されるため、始動時の発電トルクを抑制することができる。
【００１３】
また、上述した所定電圧は、ヒステリシスを有しており、第１信号が出力されるまでは調整電圧以下であってバッテリの開放電圧よりも高い第１の基準電圧に設定され、第１信号が出力された後は調整電圧よりも低くバッテリの放電終止電圧よりも高い第２の基準電圧に設定されることが望ましい。電気負荷投入など通常の運転中に生じる出力電圧低下に対して、所定電圧にヒステリシスを持たせることでノイズマージンを広くすることができ、オフ手段を動作させないようにすることができるため、通常の出力電圧制御動作においてオフ手段の誤動作を防止することができる。
【００１４】
また、上述したオフ手段は、出力電圧が第１の基準電圧を超えるまでは第１のスイッチ素子をオフ状態にする第１のオフ時間が設定され、出力電圧が第１の基準電圧を超えた後第２の基準電圧よりも低下したときには第１のスイッチ素子をオフ状態にする第１のオフ時間よりも短い第２のオフ時間が設定されていることが望ましい。これにより、通常の出力電圧制御動作中に出力電圧が第２の基準電圧以下になった場合であっても、ほぼ最大出力電流を維持することが可能になる。
【００１５】
また、本発明の発電制御装置は、バッテリの充電および電気負荷への電力供給を行う発電機の励磁巻線に通電される励磁電流を制御することにより発電機の出力値を所定値に調整するためのものであり、出力値が所定値よりも高いときに励磁電流を減らし、所定値よりも低いときに励磁電流を増やす信号を出して、出力値を制御する出力制御手段と、出力制御手段によって励磁電流を減らす信号が出力されるまで第１の制御を行い、励磁電流を減らす信号が出力された後に第１の制御から切り替えて第１の制御とは異なる第２の制御を行う制御切替手段とを備えている。これにより、発電機の出力値を制御する励磁電流を減らす信号を検出することで発電機の出力値が所定値に達するくらい発電したことを受けて制御切替を行うことができる。したがって、電機子巻線の相電圧を検出する機構や、検出した相電圧を発電制御装置に取り込む機構、さらに、これらの各機構を結合する機構が不要になり、発電制御装置や発電機の小型化、コスト低減が可能になる。
【００１６】
また、上述した出力制御手段は、発電機の出力電圧と所定値とを比較する第１の比較手段と、第１の比較手段の出力に応じてオンオフされて励磁電流の増減を行う第１のスイッチ素子とを備え、第１の比較手段から励磁電流を増減する信号を生成することが望ましい。制御切替信号に出力電圧を制御する信号を利用するので、発電機の出力値が調整電圧に達するくらい発電し、バッテリへの充電を開始していることを検知した後に、出力電圧を調整電圧に調整するとともに、第１の制御から第２の制御への制御切替を可能にする。
【００１７】
また、上述した出力制御手段は、発電機の出力電流を所定値に制御するために励磁電流と所定値に応じた制限値とを比較する第２の比較手段と、第２の比較手段の出力により、励磁電流を所定時間減らすオフ手段と、オフ手段の出力に応じてオンオフされて励磁電流の増減を行う第１のスイッチ素子とを備え、第２の比較手段から励磁電流を増減する信号を生成することが望ましい。制御切替信号に励磁電流を制限する信号を利用するので、励磁電流が制限値以上になる環境を検知した後に、出力電流を制限するとともに、第１の制御から第２の制御への制御切替を可能にする。
【００１８】
また、上述した制御切替手段は、出力制御手段によって励磁電流を減らす信号が最初に出力された後に第２の制御を保持する保持手段を備えることが望ましい。これにより、出力制御手段による励磁電流を減らす信号の最初に出力される前と後を区別し、区別した後に第２の制御状態を維持することが容易となる。
【００１９】
また、上述した制御切替手段は、さらに、保持手段の保持内容に応じてオンオフされる第２のスイッチ素子を備えることが望ましい。第２のスイッチにより、発電状態を記憶した保持内容を外部装置へ伝達することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態の車両用発電機の構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電機とバッテリ等との接続状態が示されている。図１に示すように、本実施形態の車両用発電機１は、励磁巻線１１、電機子巻線１２、整流器１３、発電制御装置２を含んで構成されている。
【００２２】
励磁巻線１１は、通電されて磁界を発生する。この励磁巻線１１は、界磁極（図示せず）に巻装されて回転子を構成している。
【００２３】
電機子巻線１２は、多相巻線（例えば三相巻線）であって、電機子鉄心に巻装されて電機子を構成している。この電機子巻線１２は、励磁巻線１１の発生する磁界の変化によって起電力を発生する。電機子巻線１２に誘起される交流出力が整流器１３に供給される。
【００２４】
整流器１３は、電機子巻線１２の交流出力を全波整流する。この整流器１３の出力が、車両用発電機１の出力として外部に取り出され、バッテリ４や電気負荷６に供給される。整流器１３の出力端は、バッテリ４に接続されているとともに、スイッチ８を介して電気負荷６に、スイッチ９を介して充電警告灯５に接続されている。
【００２５】
車両用発電機１の出力電圧は、エンジン３の回転数や励磁巻線１１に流れる励磁電流の通電量に応じて変化する。この励磁電流の通電量は、発電制御装置２によって制御されている。
【００２６】
発電制御装置２は、電源回路２１、電圧制御回路２２、充電警告制御回路２３を含んで構成されている。
【００２７】
電源回路２１は、スイッチ９がオンされた後に、発電制御装置２内の各回路を動作状態にするための動作電圧（電源電圧）を生成する。このスイッチ９は、イグニッションキーの操作に連動してオンオフされる。具体的には、イグニッションキーを所定のキー穴に差し込んだ後所定方向に回すと、まず最初にスイッチ９がオンされ、次にスタータ始動用のスイッチ（図示せず）がオンされてエンジンが始動される。
【００２８】
電圧制御回路２２は、励磁巻線１１に流す励磁電流を調整することにより、車両用発電機１の出力電圧を所定の調整電圧に調整する。充電警告制御回路２３は、エンジン始動前にイグニッションキーが操作されたときに充電警告灯５を点灯させ、エンジン始動後に電圧制御回路２２から出力される信号に応じて充電警告灯５を消灯させる。
【００２９】
電気負荷６は、車両の運転者の操作によって、あるいはエンジン制御装置（図示せず）によってスイッチ８がオンされたときに動作する。例えば、この電気負荷６として複数の電気機器（エアコンやライト類など）が含まれており、それぞれの電気機器に別々に接続されたスイッチ８がオンされたときに、対応する電気機器が動作する。
【００３０】
図２は、図１に示した発電制御装置２に含まれる電圧制御回路２２と充電警告制御回路２３の詳細構成を示す図である。
【００３１】
図２に示すように、電圧制御回路２２は、抵抗２２１、２２２、コンデンサ２２３、電圧比較器２２４、ドライブ回路２２５、還流ダイオード２２６、スイッチ素子２２７を含んで構成されている。
【００３２】
電圧比較器２２４は、プラス入力端子には基準電圧Ｖａが、マイナス入力端子には車両用発電機１の出力電圧を検出するために抵抗２２１、２２２で分圧された入力電圧Ｖｂがそれぞれ入力されている。この基準電圧Ｖａは、調整電圧以下であってバッテリ４の開放電圧よりも高い値に設定されている。コンデンサ２２３は、入力電圧Ｖｂに含まれるノイズを除去するためのものである。一般に、車両用発電機１の出力電圧には、高周波ノイズ（点火ノイズやリップル、転流ノイズ、スイッチングノイズなど）が含まれており、これらのノイズを除去するとともに、遅延時間を作って、スイッチ素子２２７のスイッチング周期を安定化させるために、抵抗２２２に並列にコンデンサ２２３が接続される。電圧比較器２２４の出力は、ドライブ回路２２５に入力される。
【００３３】
ドライブ回路２２５は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴで構成されたスイッチ素子２２７を駆動する。このスイッチ素子２２７は、ゲートがドライブ回路２２５の出力端に、ドレインが還流ダイオード２２６を介して車両用発電機１の出力端子にそれぞれ接続されており、ソースが接地されている。また、このスイッチ素子２２７のドレインは、励磁巻線１１に接続されている。スイッチ素子２２７がオンされると励磁巻線１１に励磁電流が通電され、オフされるとこの通電が停止される。
【００３４】
還流ダイオード２２６は、励磁巻線１１と並列に接続されており、スイッチ素子２２７がオフされたときに、励磁巻線１１に流れる励磁電流を還流させる。
【００３５】
また、図２に示すように、充電警告制御回路２３は、インバータ回路２３１、２３３、２３４、ノア（ＮＯＲ）回路２３２、スイッチ素子２３５を含んで構成されている。
【００３６】
インバータ回路２３１の入力端は、上述した電圧制御回路２２内の電圧比較器２２４の出力端に接続されている。ノア回路２３２は、２つの入力端の一方がインバータ回路２３１の出力端に、他方がインバータ回路２３３の出力端にそれぞれ接続され、出力端がインバータ回路２３３の入力端に接続されている。インバータ回路２３３の出力端は、スイッチ素子２３５を駆動するドライブ回路として動作するインバータ回路２３４の入力端にも接続されている。
【００３７】
上述した電圧比較器２２４が電圧比較手段に、充電警告制御回路２３が充電警告制御手段に、スイッチ素子２２７が第１のスイッチ素子に、ノア回路２３２、インバータ回路２３３が保持手段に、スイッチ素子２３５が第２のスイッチ素子にそれぞれ対応する。また、電圧比較器２２４の出力信号が調整電圧制御信号に対応する。また、電圧制御回路２２が出力制御手段に、充電警告制御回路２３が制御切替手段に、電圧比較器２２４が第１の比較手段にそれぞれ対応する。
【００３８】
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、次にその動作を説明する。
【００３９】
エンジン始動前にイグニッションキーが操作されてスイッチ９がオンされると電源回路２１が動作を開始し、電圧制御回路２２と充電警告制御回路２３内の各素子が動作状態に移行する。
【００４０】
（エンジン始動前の動作）
エンジン始動前の電圧制御回路２２では、電圧比較器２２４の２つの入力端子に着目すると、プラス入力端子に入力される基準電圧Ｖａの方がマイナス入力端子の入力電圧Ｖｂよりも大きくなっている。このため、電圧比較器２２４からは励磁電流を増やすハイレベルの信号が出力される。ドライブ回路２２５は、電圧比較器２２４から出力されるこのハイレベルの出力信号に応じてスイッチ素子２２７をオンし、これにより励磁巻線１１に励磁電流が流れる。
【００４１】
このとき、充電警告制御回路２３では、電圧比較器２２４から出力されるハイレベルの信号が入力されるインバータ回路２３１は、ローレベルの信号を出力し、この信号がノア回路２３２の一方の入力端に入力される。また、電源回路２１が動作を開始した直後においては、ノア回路２３２の他方の入力端にはローレベルの信号が入力されるように設定されている。例えば、入力抵抗および入力容量を考慮して、ノア回路２３２の入力インピーダンスをインバータ回路２３３の入力インピーダンスよりも小さくしておくことにより、このような設定が可能になる。このようにして２つの入力端にともにローレベルの信号が入力されてノア回路２３２から出力される信号がハイレベルになるため、この信号が入力されるインバータ回路２３３の出力信号はローレベルを維持し、ノア回路２３２の動作が安定する。
【００４２】
また、インバータ回路２３３から出力されるローレベルの信号はインバータ回路２３４にも入力されており、インバータ回路２３４は、この入力されたローレベルの信号の論理を反転したハイレベルの信号を出力してスイッチ素子２３５をオンする。これにより、充電警告灯５が点灯される。
【００４３】
（エンジン始動後の動作）
次に、エンジンが始動し、励磁電流が流れた状態で励磁巻線１１が回転して回転磁界が発生すると、電機子巻線１２に起電力が発生し、整流器１３による整流によって発生した直流電流がバッテリ４やオン状態になっているスイッチ８を介して電気負荷６に供給される。
【００４４】
その後、車両用発電機１の出力電圧が上昇し、電圧制御回路２２内の電圧比較器２２４のマイナス入力端子の入力電圧Ｖｂがプラス入力端子に入力された基準電圧Ｖａよりも高くなると（Ｖｂ＞Ｖａ）、電圧比較器２２４の出力はハイレベルからローレベルに変化し、励磁電流を減らす信号（第１信号）が出力される。したがって、スイッチ素子２２７はオフされ、励磁巻線１１に流れる励磁電流が減少し、車両用発電機１の出力電圧が低下する。そして、電圧比較器２２４のマイナス端子の入力電圧Ｖｂがプラス端子に入力された基準電圧Ｖａよりも低くなったときに（Ｖｂ＜Ｖａ）、スイッチ素子２２７が再びオンされ、励磁巻線１１に流れる励磁電流が増加する。
【００４５】
このように、スイッチ素子２２７のオンオフ制御を行って、励磁巻線１１に流す励磁電流を制御することにより、車両用発電機１の出力電圧が所定の調整電圧に調整される。
【００４６】
このような調整動作と並行して充電警告制御回路２３では、電圧比較器２２４から出力される信号がハイレベルからローレベルに変化したときに、インバータ回路２３１から出力される信号がローレベルからハイレベルに変化し、ノア回路２３２の出力信号がハイレベルからローレベルに変化する。したがって、ノア回路２３２の出力端に接続されたインバータ回路２３３の出力信号がハイレベルになり、インバータ回路２３４の出力信号がローレベルになってスイッチ素子２３５がオフされ、充電警告灯５が消灯する。
【００４７】
また、上述したようにノア回路２３２の出力信号がローレベルになると、インバータ回路２３３から出力されるハイレベルの信号がノア回路２３２の他方の入力端に入力されるため、一方の入力端子に入力される電圧比較器２２４の出力信号の論理状態に関係なく、それ以後ノア回路２３２から出力される信号はローレベルを維持する。したがって、電源回路２１が動作を停止するまでスイッチ素子２３５はオフされ、充電警告灯５が消灯した状態が継続する。
【００４８】
このように、本実施形態の発電制御装置２では、車両用発電機１の出力電圧が所定の調整電圧よりも低いときに電圧制御回路２２内の電圧比較器２２４から励磁電流を増やすハイレベルの信号が出力され、反対に、車両用発電機１の出力電圧が所定の調整電圧よりも高いときに電圧制御回路２２内の電圧比較器２２４から励磁電流を減らすローレベルの信号が出力される。そして、充電警告制御回路２３では、エンジンが始動して車両用発電機１の出力電圧が上昇して、電圧比較器２２４から励磁電流を減らす信号が最初に出力されるまでスイッチ素子２３５がオンされて充電警告灯５が点灯され、その後スイッチ素子２３５がオフされて充電警告灯５が消灯される。したがって、車両用発電機１の電機子巻線１２の相電圧を検出せずに充電警告灯５の動作を制御することができるので、電機子巻線１２の相電圧を検出する機構や検出した相電圧を発電制御装置２に取り込む機構、さらにはこれらの各機構を結合する機構等が不要になり、発電制御装置２や車両用発電機１の小型化、コストの低減が可能になる。
【００４９】
また、相電圧を検出して警告灯の点灯状態を制御する場合に必要であった整流器１３のリーク電流に対する補償回路等が不要になるため、発電制御装置２内の回路の簡素化が可能になり、発電制御装置２をさらに小型化し、コストを低減することができる。
【００５０】
また、所定の調整電圧に達したことによって充電警告灯５の点灯状態を変更するようにしているため、車両用発電機１から供給される電流によってバッテリ４が正常に充電されていることを運転者に知らせることが可能になる。例えば、エンジン始動の際に、接続された負荷が大きすぎたり、車両用発電機１を回転駆動するベルトが切れて発電が停止したり、バッテリ４が過度に劣化した場合には、バッテリ４を十分に充電することができないため、エンジン始動後に充電警告灯５を消灯させるまでに時間がかかったり、あるいは充電警告灯５を消灯させることができない事態が生じる。運転者は、エンジン始動後のこのような充電警告灯５の点灯状態を観察することにより、バッテリ４の不十分な充電状態を判断することができるため、不必要な電気負荷６の動作を停止させてバッテリ４の充電を促進することによりバッテリ充電状態の回復を図ったり、あるいは、ベルトの点検や過度に劣化したバッテリ４を交換するなどによる早期の処置を施すことが可能になる。
【００５１】
また、電圧比較器２２４の出力に応じてスイッチ素子２２７をオンオフすることにより、車両用発電機１の出力電圧の高低に応じて励磁電流を増減する信号を確実かつ簡単に生成することが可能になる。
【００５２】
さらに、ノア回路２３２とインバータ回路２３３によって構成される保持回路を用いることにより、エンジン始動後に電圧比較器２２４の出力がハイレベルからローレベルに変化したときにこの保持回路の出力をハイレベルに固定することができるため、車両用発電機１が発電を開始して出力電圧が基準電圧を越えた後に充電警告灯５の消灯状態を維持することが可能になる。
【００５３】
なお、上述した実施形態では、発電制御装置２が作動開始の後に、励磁電流を減らす信号を監視している。発電制御装置２の作動開始は、その装置への電源供給の開始、またはその装置への作動開始信号の入力などに対応して行われる。また、制御切替手段としての充電警告制御回路２３は、それ単独で、または他の制御手段と共同して第１の制御と第２の制御とを実行する。例えば、出力制御手段としての電圧制御回路２２と共同して第１の制御と第２の制御とを実現することができる。第１の制御と第２の制御とは、それらの制御動作あるいはそれらの制御により実現される機能が異なる制御を意味する。第１の制御から第２の制御への切り替えは、発電制御装置２の作動開始の後に、最初に出力された励磁電流を減らす信号に応答して実行することができる。ここで、「最初に出力された励磁電流を減らす信号に応答して」とは、最初に出力された励磁電流を減らす信号をトリガとして切り替えるものの他、最初に出力された励磁電流を減らす信号の後に制御切替の条件が満たされたときに切り替えるもの、最初に出力された励磁電流を減らす信号から所定時間経過後に切り替えるもの、さらには最初に出力された励磁電流を減らす信号の後さらに１回以上励磁電流を減らす信号が検出された後に切り替えるものなどを包含する。簡単な構成を実現する上では、最初に出力された励磁電流を減らす信号をトリガとして切り替えることが望ましい。
【００５４】
〔第２の実施形態〕
図３は、第２の実施形態の車両用発電機に含まれる電圧制御回路と充電警告制御回路の詳細構成を示す図である。なお、図３に示す電圧制御回路２２Ａと充電警告制御回路２３Ａが含まれる発電制御装置や車両用発電機の全体構成については、図１に示したものがそのまま適用される。
【００５５】
大きな熱ストレスや振動が加わる厳しい使用環境下では、スイッチ素子２２７が短絡して励磁電流が無制御状態になったり、励磁巻線１１の断線や短絡が発生してバッテリ充電系統に異常が生じるおそれがあり、本実施形態の車両用発電機は、このような異常の発生に対して速やかに警告できるようにしたものである。
【００５６】
図３に示す本実施形態の電圧制御回路２２Ａ、充電警告制御回路２３Ａは、図２に示した第１の実施形態の電圧制御回路２２や充電警告制御回路２３と部分的に類似した構成を有しており、以下では主に相違点に着目して説明を行うものとする。また、共通する構成については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５７】
図３に示すように、電圧制御回路２２Ａは、抵抗２２１、２２２、コンデンサ２２３、電圧比較器２２４Ａ、ドライブ回路２２５、還流ダイオード２２６、スイッチ素子２２７の他に、電圧比較器２２４Ｂ、出力制御信号設定回路２４、オフ時間変更回路２５を含んで構成されている。
【００５８】
電圧比較器２２４Ａは、マイナス入力端子には基準電圧Ｖａが、プラス入力端子には車両用発電機１の出力電圧を検出するために抵抗２２１、２２２で分圧された入力電圧Ｖｂがそれぞれ入力されており、入力電圧Ｖｂの方が基準電圧Ｖａよりも高くなったときに出力がハイレベルになる。
【００５９】
電圧比較器２２４Ｂは、マイナス入力端子には第１の基準電圧Ｖｃとこの基準電圧Ｖｃにヒステリシスを持たせた第２の基準電圧Ｖｃ’が入力され、プラス入力端子には車両用発電機の出力電圧を検出するために抵抗２２１、２２２で分圧された入力電圧Ｖｂが入力されており、入力電圧Ｖｂの方が基準電圧ＶｃあるいはＶｃ’よりも高くなったときに出力がハイレベルになる。
【００６０】
出力制御信号設定回路２４は、オフ回路２４１、オフ回路入／切回路２４２、ノア回路２４３を有している。ノア回路２４３は、一方の入力端には電圧比較器２２４Ａの出力端が接続され、他方の入力端にはオフ回路２４１の出力端がそれぞれ接続されており、出力端がドライブ回路２２５に接続されている。オフ回路２４１は、スイッチ素子２２７を一時的（具体的には周期的に所定時間）オフ状態にするために、一時的にハイレベルとなる信号を出力する。
【００６１】
オフ回路入／切回路２４２は、バッファ２４４とトランジスタ２４５を有している。バッファ２４４の入力端は充電警告制御回路２３Ａ内のＲＳ型フリップフロップ２３７（後述する）のＱ端子に接続されており、出力端はトランジスタ２４５のゲートに接続されている。また、トランジスタ２４５は、ドレインがオフ回路２４１とノア回路２４３の接続点に接続されている。
【００６２】
また、オフ時間変更回路２５は、インバータ回路２５１、ノア回路２５２、バッファ２５３、トランジスタ２５４を有している。ノア回路２５２は、一方の入力端が電圧比較器２２４Ｂの出力端に接続され、他方の入力端が充電警告制御回路２３Ａ内のＲＳ型フリップフロップ２３７のＱ端子にインバータ回路２５１を介して接続されている。このノア回路２５２の出力端は、バッファ２５３を介してトランジスタ２５４のゲートに接続されているとともに、オフ回路２４１に接続されている。トランジスタ２５４のドレインは、オフ回路入／切回路２４２内のバッファ２４４の出力端に接続されている。
【００６３】
また、図３に示すように、充電警告制御回路２３Ａは、インバータ回路２３４とスイッチ素子２３５の他に、判別回路２６とＲＳ型フリップフロップ２３７を含んで構成されている。
【００６４】
判別回路２６は、抵抗２６１、２６２、電圧比較器２６３、イクスクルーシブオア回路２６４を有している。電圧比較器２６３は、プラス入力端子には基準電圧Ｖｄが入力され、マイナス入力端子には励磁巻線１１とスイッチ素子２２７の接続部の電位を検出するために抵抗２６１と抵抗２６２とで分圧された入力電圧Ｖｅが入力されており、基準電圧Ｖｄよりも入力電圧Ｖｅの方が低くなったときに出力がハイレベルになる。イクスクルーシブオア回路２６４は、一方の入力端に電圧比較器２６３の出力信号が入力され、他方の入力端にスイッチ素子２２７の前段に設けられたドライブ回路２２５に入力される信号（出力制御信号設定回路２４の出力信号）が入力され、これらの排他的論理和信号を出力する。このイクスクルーシブオア回路２６４の出力は、判別回路２６の出力信号としてＲＳ型フリップフロップ２３７のＲ端子に入力される。ＲＳ型フリップフロップ２３７は、Ｒ端子が判別回路２６の出力端に、Ｓ端子が電圧制御回路２２Ａ内の電圧比較器２２４Ｂの出力端にそれぞれ接続されているとともに、Ｑ端子がスイッチ素子２３５を駆動するドライブ回路としてのインバータ回路２３４の入力端に接続されている。
【００６５】
上述した電圧比較器２２４Ａ、２２４Ｂが電圧比較手段に、充電警告制御回路２３Ａが充電警告制御手段に、ＲＳ型フリップフロップ２３７が保持手段に、判別回路２６が判別手段に、オフ回路２４１がオフ手段にそれぞれ対応する。また、電圧比較器２２４Ａの出力信号が調整電圧制御信号に対応する。
【００６６】
本実施形態の電圧制御装置２２Ａおよび充電警告制御回路２３Ａはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。
【００６７】
エンジン始動前にイグニッションキーが操作されてスイッチ９がオンされると、電源回路２１が動作を開始し、電圧制御回路２２Ａと充電警告制御回路２３Ａ内の各素子が動作状態に移行する。
【００６８】
（エンジン始動前の動作）
エンジン始動前の電圧制御回路２２Ａでは、電圧比較器２２４Ａの２つの入力端子に着目すると、マイナス入力端子に入力される基準電圧Ｖａの方がプラス入力端子の入力電圧Ｖｂよりも大きくなっている。このため、電圧比較器２２４Ａからは励磁電流を増やすローレベルの信号が出力される。同様に、電圧比較器２２４Ｂの２つの入力端子に着目すると、マイナス入力端子に入力される基準電圧Ｖｃの方がプラス入力端子に入力される基準電圧Ｖｂよりも大きくなっている。このため、電圧比較器２２４Ｂからはローレベルの信号が出力される。
【００６９】
また、充電警告制御回路２３Ａ内のＲＳ型フリップフロップ２３７では、Ｓ端子にローレベルの信号が入力されるため、Ｑ端子から出力される信号はローレベルになる。このとき、オフ回路２４１からは、励磁電流を減らすハイレベルの信号が周期的に出力されており、ノア回路２４３では、電圧比較器２２４Ａとオフ回路２４１のそれぞれの出力信号に応じて初期励磁電流を流すためのデューティ信号が出力される。ドライブ回路２２５は、ノア回路２４３から出力されるディーティ信号に応じて、スイッチ素子２２７をオンオフし、これにより励磁巻線１１に初期励磁電流を流す。
【００７０】
このとき、充電警告制御回路２３Ａでは、ＲＳ型フリップフロップ２３７のＱ端子から出力される信号がローレベルになっているので、インバータ回路２３４は、この入力されたローレベルの信号の論理を反転したハイレベルの信号を出力して、スイッチ素子２３５をオンする。これにより、充電警告灯５が点灯される。
【００７１】
（エンジン始動後の動作）
次に、エンジンが始動し、励磁電流が流れた状態で励磁巻線１１が回転して回転磁界が発生すると、電機子巻線１２に起電力が発生し、整流器１３による整流によって発生した直流電流がバッテリ４やオン状態になっているスイッチ８を介して電気負荷６に供給される。
【００７２】
その後、車両用発電機１の出力電圧が上昇し、電圧制御回路２２Ａ内の電圧比較器２２４Ｂのプラス入力端子の入力電圧Ｖｂがマイナス入力端子に入力された基準電圧Ｖｃ（例えば１４Ｖの出力電圧に相当する）よりも高くなると（Ｖｂ＞Ｖｃ）、電圧比較器２２４Ｂの出力はローレベルからハイレベルに変化（第１信号を出力）し、充電警告制御回路２３Ａ内のＲＳ型フリップフロップ２３７のＱ端子から出力される信号はローレベルからハイレベルになる。このため、インバータ回路２３４の出力信号がローレベルになって、スイッチ素子２３５がオフされ、充電警告灯５が消灯される。
【００７３】
また、ＲＳ型フリップフロップ２３７のＱ端子から出力される信号がハイレベルになると、オフ回路入／切回路２４２内のトランジスタ２４５がオンされるため、オフ回路２４１の出力端がトランジスタ２４５を介して接地され、このオフ回路２４１の出力がローレベルを維持する。したがって、ノア回路２４３の出力がハイレベルになり、励磁巻線１１はフル励磁され、車両用発電機１はフル発電できる状態に移行する。なお、このとき、エンジンの始動時において、ＲＳ型フリップフロップ２３７のＱ端子から出力されるハイレベルの信号を受けて、徐々に励磁電流を増加させるようにしてもよい。これにより、車両用発電機１の駆動トルクを抑制することができ、エンジンはさらに円滑に回転数を増すことができるようになる。
【００７４】
さらに車両用発電機１の出力電圧が上昇し、電圧比較器２２４Ａのプラス入力端子に入力された入力電圧Ｖｂがマイナス入力端子に入力された基準電圧Ｖａ（例えば１４．５Ｖの出力電圧に相当する）よりも高くなると（Ｖｂ＞Ｖａ）、電圧比較器２２４Ａの出力はローレベルからハイレベルに変化し、ノア回路２４３の出力はローレベルになる。このため、スイッチ素子２２７はオフされ、励磁巻線１１に流れる励磁電流が減少して、車両用発電機１の出力電圧は低下する。
【００７５】
そして、電圧比較器２２４Ａのプラス入力端子の入力電圧Ｖｂがマイナス入力端子に入力された基準電圧Ｖａよりも低くなったとき（Ｖｂ＜Ｖａ）、スイッチ素子２２７が再びオンされ、励磁巻線１１に流れる励磁電流が増加する。このように、スイッチ素子２２７のオンオフ制御を行って、励磁巻線１１に流す励磁電流を制御することにより、車両用発電機１の出力電圧が所定の調整電圧に調整される。
【００７６】
（スイッチ素子が無制御状態の場合の動作）
次に、スイッチ素子２２７のショート故障（ドレイン・ソースの短絡）等が発生して、励磁電流が無制御状態になった場合の動作について説明する。
【００７７】
入力電圧Ｖｂが基準電圧Ｖａよりも高くなると（Ｖｂ＞Ｖａ）電圧比較器２２４Ａの出力がハイレベルになり、ノア回路２４３からはローレベルの信号が出力される。しかし、スイッチ素子２２７のショート故障が発生しているため、スイッチ素子２２７と励磁巻線１１とが接続されるＦ端子の電位が高くならないと、充電警告制御回路２３Ａ内の判別回路２６の電圧比較器２６３のマイナス入力端子の入力電圧Ｖｅがプラス入力端子に入力される基準電圧Ｖｄよりも低くなる（Ｖｅ＜Ｖｄ）ため、電圧比較器２６３の出力はハイレベルとなる。イクスクルーシブオア回路２６４には、出力制御信号設定回路２４内のノア回路２４３から出力されるローレベルの信号と、電圧比較器２６３から出力されるハイレベルの信号とが入力される。このため、イクスクルーシブオア回路２６４からはハイレベルの信号が出力される。
【００７８】
ＲＳ型フリップフロップ２３７は、Ｒ端子にハイレベルの信号（リセット信号）が入力されると、Ｑ端子から出力される信号はハイレベルからローレベルに変化する。このため、インバータ回路２３４の出力信号がハイレベルになってスイッチ素子２３５がオンされ、充電警告灯５を点灯させる。
【００７９】
ところで、上述した例では、判別回路２６において、スイッチ素子２２７のショート故障を検出して励磁電流の無制御状態を判別したが、スイッチ素子２２７のゲートに入力される信号とスイッチ素子２２７から励磁巻線１１に向けて出力される信号とに基づいてスイッチ素子２２７の故障による励磁電流の無制御状態を判別するようにしてもよい。また、他の動作例としては、判別回路２６によって、スイッチ素子２２７のオープン故障や、励磁巻線１１の両端部のショート故障（励磁巻線１１がショートしてしまった場合にスイッチ素子２２７を過電流から保護する短絡保護回路を設けるようにしてもよい）などの励磁回路部の異常を検出したときにハイレベルとなるリセット信号をＲＳ型フリップフロップ２３７のＲ端子に入力して、励磁電流の無制御状態に対応するように充電警告灯５を点灯させるようにしてもよい。
【００８０】
（励磁巻線が断線故障した場合の動作）
次に、車両走行中に励磁巻線１１が断線故障して励磁電流が無制御状態になった場合の動作について説明する。
【００８１】
励磁巻線１１が断線したときには、励磁電流は流れないので、車両用発電機１の出力電圧が低下する。したがって、電圧比較器２２４Ａでは、プラス入力端子に入力された入力電圧Ｖｂがマイナス入力端子に入力された基準電圧Ｖａよりも低くなって（Ｖｂ＜Ｖａ）、ノア回路２４３の一方の入力端に向けてローレベルの信号が出力される。また、車両用発電機１が正常に発電した後は、ＲＳ型フリップフロップ２３７のＱ端子から出力される信号はハイレベルを維持しているので、オフ回路入／切回路２４２内のトランジスタ２４５はオンされ、ノア回路２４３の他方の入力端にはローレベルの信号が入力される。このように、ノア回路２４３は、２つの入力端にともにローレベルの信号が入力されるためハイレベルの信号を出力し、スイッチ素子２２７はオンされる。
【００８２】
一方、判別回路２６内の電圧比較器２６３では、マイナス入力端子の入力電圧Ｖｅがスイッチ素子２２７がオンされることに伴って低下するため、プラス入力端子に入力されている基準電圧Ｖｄよりも低くなり（Ｖｅ＜Ｖｄ）、電圧比較器２６３からはハイレベルの信号が出力される。このため、イクスクルーシブオア回路２６４の出力信号がローレベルのままであり、ＲＳ型フリップフロップ２３７のリセットは行われない。
【００８３】
車両用発電機１の出力電圧がさらに低下すると、電圧比較器２２４Ｂでは、プラス入力端子の入力電圧Ｖｂがマイナス入力端子に入力された基準電圧Ｖｃ’（電圧比較器２２４Ｂの出力が一旦ハイレベルに変化した後のヒステリシス後の基準電圧であり、例えば１２Ｖの出力電圧に相当する）よりも低くなると（Ｖｂ＜Ｖｃ’）、ローレベルの信号を出力する。
【００８４】
ここで、車両用発電機１が正常に発電した後は、ＲＳ型フリップフロップ２３７のＱ端子から出力される信号はハイレベルを維持しているので、オフ回路入／切回路２４２内のトランジスタ２４５はオンされ、オフ回路２４１の出力が強制的にローレベルに維持される。また、オフ時間変更回路２５内のインバータ回路２５１の出力はローレベルになっている。したがって、ノア回路２５２からはハイレベルの信号が出力され、トランジスタ２５４がオンされる。これにより、オフ回路入／切回路２４２内のトランジスタ２４５はオフされるため、オフ回路２４１からハイレベルのオフ信号が出力される。
【００８５】
すると、ノア回路２４３からはローレベルの信号が出力され、スイッチ素子２２７がオフされる。しかし、励磁巻線１１によるバイアスがないため、判別回路２６内の電圧比較器２６３のマイナス入力端子の入力電圧Ｖｅは、基準電圧Ｖｄよりも低いアース電位のレベルになり（Ｖｅ＜Ｖｄ）、電圧比較器２６３の出力はハイレベルを維持する。したがって、イクスクルーシブオア回路２６４からはハイレベルの信号（リセット信号）が出力される。このリセット信号がＲＳ型フリップフロップ２３７のＲ端子に入力されるとＲＳ型フリップフロップ２３７がリセットされ、Ｑ端子から出力される信号がローレベルになる。このため、インバータ回路２３４の出力がハイレベルになり、スイッチ素子２３５がオンされ、充電警告灯５が点灯される。
【００８６】
また、オフ時間変更回路２５内のノア回路２５２の出力がハイレベルになったことで、オフ回路２４１によるオフ時間の設定を変更するようにしてもよい。オフ回路２４１では、電圧比較器２２４Ｂのプラス入力端子の入力電圧Ｖｂがマイナス入力端子に入力される基準電圧Ｖｃを越えるまで、初期励磁電流を流すための第１のデューティ信号（例えば、スイッチ素子２２７のオン期間が全期間に対して数十％程度）が出力され、入力電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｃを越えた後基準電圧Ｖｃ’よりも低くなったときに、第１のデューティ信号よりも大きなオンデューティ比（例えば、スイッチ素子２２７のオフ期間が全期間に対して数％程度）を有する第２のデューティ信号を出力する。これにより、正常時の出力電圧低下時（例えば１２Ｖ以下）にも、出力電流にほとんど影響を与えずに、しかも、万一励磁巻線１１の断線異常時にはこの断線状態を警告することが可能になる。
【００８７】
このように、励磁電流を制御するスイッチ素子２２７の入力信号と出力信号の状態を判別回路２６によって調べることにより、励磁電流の無制御状態を判別することが可能になる。また、このような無制御状態を判別したときにＲＳ型フリップフロップ２３７の保持内容をリセットすることにより、速やかに充電警告灯５を点灯させて異常の発生を運転者等に警告することが可能になる。
【００８８】
特に、出力電圧が低くなったときにスイッチ素子２２７を一時的にオフ状態にするオフ回路２４１を備えることにより、スイッチ素子２２７のオフ状態に応じて正しい出力信号が出ていないことを確認して励磁巻線１１の断線を検出することができ、充電警告灯５を点灯させる警告動作を行うことが可能になる。
【００８９】
また、オフ回路２４１によってスイッチ素子２２７を周期的に所定時間オフ状態にすることにより、車両用発電機１を立ち上げる際に流す初期励磁電流を抑制することが可能になり、待機時の励磁電流消費を低減することができる。また、エンジン３が完爆して車両用発電機１からバッテリ４および電気負荷６への電流供給を開始するまで発電が抑制されるため、始動時の発電トルクを抑制することができる。
【００９０】
また、電圧比較器２２４Ｂに入力される基準電圧にヒステリシスを持たせることにより、電気負荷投入など通常の運転中に生じる出力電圧低下に対してノイズマージンを広くすることができ、オフ回路２４１を動作させないようにすることができるため、通常の出力電圧制御動作においてオフ回路２４１の誤動作を防止することができる。
【００９１】
〔励磁電流を減らして制御切替するその他の実施形態１〕
上述した説明では、励磁電流を減らす信号を電圧制御回路２２、２２Ａにより生成して充電警告制御を行ったが、励磁電流制限回路（出力制御手段に対応する）により励磁電流を減らす信号を生成してもよい。例えば、発電機の出力端子（Ｂ端子）をバッテリより切り離して高電圧負荷（例えば、３０Ｖ程度で駆動される電気加熱触媒負荷）に電力を供給する構成において、上記した励磁電流制限回路は、Ｂ端子に接続された励磁巻線を含む励磁回路のバイアス（Ｂ端子電圧）が上昇することで励磁電流が増大するとき、励磁回路が破損しないように最大励磁電流になるように制限するとともに、発電機の出力電流を所定値に制限するものである。
【００９２】
その仕組みは、励磁電流と、最大励磁電流設定値とを比較する比較回路（第２の比較手段に対応する）により、最大励磁電流を検出した後に、オフ回路（オフ手段に対応する）により所定時間スイッチ素子２２７（第１のスイッチ素子に対応する）を遮断して、励磁電流を環流ダイオード２２６に環流させるオフ制御（例えば、数ｍｓ（励磁巻線の時定数よりも短い時間））を加え、その後再び最大励磁電流設定値になるまでスイッチ素子２２７のオン制御を行う。励磁電流は、励磁巻線に接続されたスイッチ素子２２７によりオン／オフ制御を繰り返すことによって最大励磁電流に制限される。そして、高電圧負荷のための高い調整電圧（例えばＶB ＝３０Ｖ）に達していない状態でも、励磁電流制限回路による励磁電流を減らす信号が出されることで、充電警告灯５の表示を切り替える。
【００９３】
このように、励磁電流を制限する信号を利用することで、出力電流に制限をかけるとともに、充電警告制御回路２３、２３Ａ（制御切替手段に対応する）による充電警告灯５の点灯制御（第１の制御）から消灯制御（第２の制御）への制御切替を可能にし、発電が正常に開始されたことを速やかに運転者に知らせることができる。
【００９４】
〔励磁電流を減らして制御切替するその他の実施形態２〕
また、上述した説明では、励磁電流を減らす信号が出力された後に充電警告制御の切り替えを行うようにしたが、別の制御切替を行うようにしてもよい。
【００９５】
例えば、励磁巻線の温度特性には、低温になると励磁巻線の抵抗値が小さくなって励磁電流が多く流れ、逆に、高温になると励磁巻線の抵抗値が大きくなって励磁電流が少なく流れる特性がある。そこで、上述した「その他の実施形態１」の励磁電流制限回路の最大励磁電流の閾値を、低温域（例えば０°Ｃ以下）で動作するように設定する。
【００９６】
発電機がおかれている環境が低温の環境にある場合に、励磁電流がこの閾値を上まわれば励磁電流制限信号が出されるので、これを受けて、エンジン始動時の徐励制御時間を長く設定（第１の制御）し、高温の環境にある場合に、励磁電流が閾値に達しなければ励磁電流制限信号が出されないので、これを受けて、エンジン始動時の徐励制御時間を短く設定（第２の制御）する。
【００９７】
したがって、励磁電流のもつ温度特性を利用し、発電機のおかれている温度環境を判断して低温時の励磁電流を制限しつつ、エンジン始動時の発電抑制時間の切り替えが可能になる。エンジン始動性により適合しやすくするものに応用することができる。
【００９８】
さらに、励磁電流制限回路により励磁電流を減らす信号が出された後に、出力電圧が調整電圧に達したら、出力電圧制御手段により出される励磁電流を減らす信号によって長い徐励制御（第１の制御）は解除されるようにしてもよい。これによって、エンジン始動時の徐励時間は長く、運転中の徐励時間は短く設定することができ、運転中の電気負荷投入時のバッテリ電圧低下の影響を抑えつつ、エンジン始動性をさらに向上させることに応用することができる。
【００９９】
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。上述した各実施形態では、エンジン始動前に車両用発電機１の出力電圧が所定の調整電圧よりも低いときに充電警告灯５を点灯するようにしたが、他の充電警告装置を動作させるようにしてもよい。例えば、充電警告制御回路２３、２３Ａの出力（スイッチ素子２３５のオンオフ状態）をエンジン制御装置（図示せず）に送って、充電警告灯５の表示に代わる動作を行わせるようにしてもよい。
【０１００】
また、上述した各実施形態では、エンジンによって回転駆動される車両用発電機１について説明したが、エンジン以外の駆動力（例えば水力）などによって回転駆動される発電機にも本発明を適用することができる。
【０１０１】
また、上述した第２の実施形態では、電圧比較器２２４Ｂで用いられる基準電圧Ｖｃ、Ｖｃ’について、第１の基準電圧Ｖｃを、バッテリ４の開放電圧よりも高く調整電圧以下の範囲で設定するようにしてもよい。これにより、電機子巻線の相電圧を検出することなく充電を開始したことを車両の運転者等に知らせることが可能になる。また、第２の所定電圧Ｖｃ’を、バッテリ４の放電終止電圧よりも高く調整電圧よりも低い範囲に設定するようにしてもよい。これにより、オフ回路２４１が動作を開始する出力電圧を十分低く設定することが可能になる。また、ヒステリシスを持たせた基準電圧Ｖｃ、Ｖｃ’を用いたが、ヒステリシスのない基準電圧を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】第１の実施形態の車両用発電機の構成を示す図である。
【図２】発電制御装置に含まれる電圧制御回路と充電警告制御回路の詳細構成を示す図である。
【図３】第２の実施形態の車両用発電機に含まれる電圧制御回路と充電警告制御回路の詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  車両用発電機
２  発電制御装置
３  エンジン
４  バッテリ
５  充電警告灯
６  電気負荷
８、９  スイッチ
１１  励磁巻線
１２  電機子巻線
１３  整流器
２１  電源回路
２２、２２Ａ  電圧制御回路
２３、２３Ａ  充電警告制御回路
２４  出力制御信号設定回路
２５  オフ時間変更回路
２６  判別回路
【図１】
2004208488.tif 000003
【図２】
2004208488.tif 000004
【図３】
2004208488.tif 000005