(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力を整流してバッテリに供給する整流器と、前記バッテリの両端の電圧を設定範囲に保つように前記整流器を制御するバッテリ充電制御回路とを備えたバッテリ充電装置であって、
前記発電機が出力する交流電圧の正負の半波のうちの一方を検出対象とする半波として、該検出対象とする半波の電圧が設定された検出値に達したことを検出する毎にパルス信号を発生するパルス信号発生回路と、
前記発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、
前記出力電圧検出回路により検出される出力電圧が基準値を超えているか否かを判定する出力電圧判定手段と、
前記出力電圧判定手段により前記出力電圧検出回路により検出される出力電圧が基準値を超えていると判定されているときに、前記パルス信号発生回路が発生するパルス信号から得られる前記エンジンの回転速度の情報を含む回転検出信号を発生する回転検出信号発生手段と、
を備え、
前記基準値は、出力電圧の各半波の波形に複数の山部と少なくとも一つの谷部とが現れるように前記発電機が構成されている場合に、バッテリ電圧の設定範囲の下限値以下で、かつ発電機の出力電圧の各半波の電圧が一度検出値を超えた後に出力電圧波形に現れる谷部が検出値を下回ることがない状態になったときに前記出力電圧検出回路により検出される発電機の出力電圧の電圧値以上の値に設定されていることを特徴とするバッテリ充電装置。
【請求項２】
前記回転検出信号発生手段は、前記パルス信号発生回路がパルス信号を発生する毎に、該パルス信号発生回路が発生した直近のｎ個（ｎは３以上の整数）のパルス信号相互間の時間間隔の平均値を演算して、演算した平均値に比例した時間間隔で前記回転検出信号を発生するように構成されている請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項３】
前記磁石式交流発電機は多相交流電圧を出力するように構成され、
前記パルス信号発生回路は、前記発電機が出力するいずれか１相の交流電圧の正負の半波のうちの一方の半波を検出対象とするように構成されている請求項１又は２に記載のバッテリ充電装置。
【請求項４】
前記磁石式交流発電機は多相交流電圧を出力するように構成され、
前記出力電圧検出回路は、前記発電機の全相の出力電圧の半波の平均値を検出するように構成されている請求項１，２又は３に記載のバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石式交流発電機の出力によりバッテリを充電するバッテリ充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを搭載した機械においては、例えば特許文献１に示されているように、バッテリ電圧が設定された基準値に達していないときに、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力でバッテリを充電するようにしている。またエンジンを搭載した機械において、エンジンの回転速度をタコメータに表示させることが必要とされる場合には、特許文献２に示されているように、エンジンのクランク軸が一定角度回転する毎にパルスを発生するクランク角センサを設けて、このクランク角センサの出力から、タコメータを駆動する信号を生成するようにしている。
【０００３】
しかしながら、農業機械のように、構成の簡素化を図ることが必要とされる小形の機械では、クランク角センサを用いることなく、エンジンの回転速度を検出して、検出した回転速度の情報を含む回転検出信号を、タコメータ等を駆動するために外部に出力することが必要とされることがある。そこで、特許文献３に示されているように、エンジンに取り付けられた磁石式交流発電機内に回転速度を検出するための専用の検出コイルを設けて、この検出コイルの正の半波の出力電圧が設定された検出値に達する毎に検出動作を行って、各検出動作が行われてから次の検出動作が行われるまでの時間からエンジンの回転速度（ｒｐｍ）を検出する提案がなされている。
【０００４】
特許文献３に示された発明では、検出コイルの出力電圧にノイズが含まれている場合に、出力電圧の半波の期間に、出力電圧が検出値に達したことを検出する検出動作が複数回行われて、回転速度が誤って検出されるのを防ぐために、検出コイルの出力電圧の半波の波形を、コンデンサの充放電により、ノイズ電圧と主電圧とが区別できない連続した波形に整形する波形整形回路を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９８４２６号公報
【特許文献２】特開平５−５２８５９号公報
【特許文献３】特開２０００−２５８４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バッテリを充電するために用いる交流発電機の出力電圧は、正弦波形を有することが望ましいが、磁石式交流発電機の電圧波形は、固定子の極数、固定子の巻線方式、回転子の極数等の様々な要因により、理想的な正弦波にならないことが多く、図８（Ａ）に示したように正負の半波が台形状を呈したり、同図（Ｂ）に示すように、正負の半波のピーク付近の中央部が盛り上がった波形を呈したり、同図（Ｃ）に示すように、ピークの中央部が凹んで、２つの山部と両山部の間に形成される一つの谷部とを有する波形を呈したり、同図（Ｄ）に示すようにピーク値が異なる２つの山部と両山部の間に形成される１つの谷部とを有する波形を呈したりすることが多い。
【０００７】
図８（Ｃ）や（Ｄ）に示すように、複数の山部が続いて現れる波形を呈する交流電圧を発電機が出力する場合に、発電機の半波の出力電圧が設定された検出値に達する毎に検出動作を行って、各検出動作が行われてから次の検出動作が行われるまでの時間から発電機の回転速度を求めるようにした場合には、エンジンの始動後、発電機の出力電圧が上昇していく過程で、出力電圧の半波の期間に検出動作が複数回行われる状態が生じて、エンジンの回転速度が誤って検出されることがある。
【０００８】
特許文献３に示された発明では、発電機内に設けられた回転速度検出用の検出コイルの出力電圧にノイズ電圧が含まれる場合に、ノイズ電圧が検出値に達したときに検出動作が行われて、回転速度が誤って検出されるのを防ぐために、ノイズ電圧と主たる電圧とを連続した波形とするように波形整形する波形整形回路を設けているが、同引用文献に示された波形整形回路は、回転速度を検出するための専用の検出コイルの出力信号を波形整形するものであって、検出コイルとの組合せを考えた低電流用の回路構成を有するものであり、大電流が供給されると発熱が大きくなるため、バッテリを充電する磁石式交流発電機のように、大電流を出力する発電機に接続して用いることはできない。
【０００９】
本発明の目的は、バッテリを充電するために大きな電流を出力する磁石式交流発電機の出力電圧から回転速度を正確に検出して、エンジンの回転速度の情報を含む回転検出信号を外部に出力することができるようにしたバッテリ充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力を整流してバッテリに供給する整流器と、バッテリの両端の電圧を設定範囲に保つように整流器を制御するバッテリ充電制御回路とを備えたバッテリ充電装置を対象とする。
【００１１】
本発明に係るバッテリ充電装置は、発電機が出力する交流電圧の正負の半波のうちの一方を検出対象とする半波として、該検出対象とする半波の電圧が設定された検出値に達したことを検出する毎にパルス信号を発生するパルス信号発生回路と、前記発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路により検出される出力電圧が基準値を超えているか否かを判定する出力電圧判定手段と、出力電圧判定手段により前記出力電圧検出回路により検出される出力電圧が基準値を超えていると判定されているときに、前記パルス信号発生回路が発生するパルス信号から得られる前記エンジンの回転速度の情報を含む回転検出信号を発生する回転検出信号発生手段とを備えることにより構成される。
【００１２】
上記のように構成すると、回転センサをエンジンに取り付けることなく、バッテリ充電用の磁石式交流発電機の出力から直接エンジンの回転速度を検出して、タコメータなどを動作させるために用いる回転検出信号を外部に出力することができる。
【００１３】
また上記のように、出力電圧検出回路が検出した出力電圧が設定された基準値を超えているときにのみ回転検出信号を出力するように回転検出信号発生手段を構成しておくと、複数の山部と少なくとも１つの谷部とを有する波形を呈する交流電圧を発電機が出力する場合に、基準値を適切な値に設定しておくことにより、検出対象とする半波の期間に回転検出信号が複数回発生して、エンジンの回転速度が誤って検出されるのを防ぐことができるため、発電機の出力波形が正弦波形から外れた種々の波形を呈する場合でも、常にエンジンの回転速度が正確に反映された回転検出信号を発生させて、タコメータなどの外部機器を正確に動作させることができる。
【００１４】
本発明の一態様では、上記回転検出信号発生手段を、パルス信号発生回路がパルス信号を発生する毎に、該パルス信号発生回路が発生した直近のｎ個（ｎは３以上の整数）のパルス信号相互間の時間間隔の平均値を演算して、演算した平均値に比例した時間間隔で回転検出信号を発生するように構成する。
【００１５】
このように構成すると、エンジンの回転速度の瞬時的な変動の影響を受けることなく、エンジンの回転速度の平均値が反映された回転検出信号を得ることができる。
【００１６】
磁石式交流発電機が多相交流電圧を出力するように構成されている場合、上記パルス信号発生回路は、発電機が出力するいずれか１相の交流電圧の正負の半波のうちの一方の半波を検出対象とする半波とするように構成するのが好ましい。
【００１７】
また磁石式交流発電機が多相交流電圧を出力するように構成されている場合、出力電圧検出回路は、発電機の全相の出力電圧の半波の平均値を検出するように構成するのが好ましい。
【００１８】
上記の各態様において、回転検出信号生成部から回転検出信号を出力させるか否かを判断するために用いる基準値は、バッテリの両端の電圧の設定範囲の下限値未満に設定することが好ましい。
【００１９】
また本発明の一態様では、出力電圧の各半波の波形に複数の山部と少なくとも一つの谷部とが現れるように前記発電機が構成されている場合に、前記基準値を、バッテリ電圧の設定範囲の下限値以下で、かつ発電機の出力電圧の各半波の電圧が一度検出値を超えた後に出力電圧波形に現れる谷部が検出値を下回ることがない状態になったときに前記出力電圧検出回路により検出される発電機の出力電圧の電圧値以上の値に設定する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、回転センサ等をエンジンに取り付けることなく、また発電機内に専用の検出コイルを設けることなく、バッテリを充電するために用いる磁石式交流発電機の出力から直接エンジンの回転速度を検出して、外部の機器を動作させるために用いる回転検出信号を外部に出力することができるので、エンジン回りの構造を複雑にしたり、発電機の構造を複雑にしたりすることなく、エンジンの回転速度の情報を含む回転検出信号を外部の機器（例えばタコメータ）に与えることができる。
【００２１】
また本発明においては、発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出回路と、出力電圧検出回路により検出される出力電圧が基準値を超えているか否かを判定する出力電圧判定手段とを設けて、出力電圧検出回路が検出した出力電圧が基準値を超えているときにのみ回転検出信号を出力するように構成したので、複数の山部と少なくとも一つの谷部とが現れる波形を呈する交流電圧を発電機が出力する場合に、基準値を適切な値に設定しておくことにより、発電機の出力電圧の検出対象とする半波の期間に複数の回転検出信号が発生して、エンジンの回転速度が誤って検出される状態が生じるのを防ぐことができる。従って、発電機の出力電圧波形が正弦波形から外れた種々の波形を呈する場合でも、常にエンジンの回転速度が正確に反映された回転検出信号を発生させて、タコメータなどの外部機器を正確に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示した各部の具体的な構成の一例を示した回路図である。
【図３】本発明の実施形態においてマイクロコンピュータが実現する回転検出信号生成部の構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明の実施形態の動作を説明するための他のタイムチャートである。
【図６】本発明の実施形態の動作を説明するための更に他のタイムチャートである。
【図７】図１に示した実施形態において出力電圧の判定を行わずに無条件に回転検出信号を出力させたとした場合の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】（Ａ）ないし（Ｄ）は磁石式交流発電機の種々の出力電圧波形を示した波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態の全体的な構成を示したもので、同図において１は、回転子ヨークに永久磁石を取り付けて界磁を構成した磁石回転子と、磁石回転子の磁極に対向する磁極部を有する電機子鉄心に発電コイルを巻回して構成した固定子とを備えた周知の磁石式交流発電機である。発電機１の回転子は、エンジンのクランク軸に直接または変速機を介して取り付けられ、固定子は、エンジンのケース等に取り付けられている。本実施形態で用いる磁石式交流発電機１は、その固定子にＵＶＷ三相の発電コイルを有していて、エンジンの回転速度に比例した周波数を有する三相交流電圧をその発電コイルから出力する。
【００２４】
図１において、２はエンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力を整流して得た直流電圧をバッテリ３に供給して該バッテリを充電するバッテリ充電装置である。バッテリ充電装置２は、磁石式交流電圧１が出力する三相の交流電圧が入力される交流入力端子２ｕ，２ｖ及び２ｗと、バッテリ３の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続される正極側出力端子２ａ及び負極側出力端子２ｂと、バッテリ３の正極端子にキースイッチ４を介して接続されるバッテリ電圧入力端子２ｃと、タコメータ５に与える回転検出信号を出力する回転検出信号出力端子２ｄとを有している。
【００２５】
バッテリ充電装置２は、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機１から入力端子２ｕ〜２ｗに入力された三相交流電圧を整流する整流器２０１と、バッテリ３の両端の電圧を設定範囲に保つように整流器２０１を制御するバッテリ充電制御回路２０２とを基本的な構成要素として備えている。
【００２６】
整流器２０１は、外部から与えられる制御信号に応じて出力電圧を制御する機能を備えた整流回路、例えばダイオードとサイリスタとの混合ブリッジ回路により構成された整流回路からなっている。
【００２７】
バッテリ充電制御回路２０２は、バッテリ３の両端の電圧（バッテリ電圧）を検出して、検出したバッテリ電圧を設定範囲に保つように整流器２０１の整流回路を制御する。
【００２８】
上記のように、バッテリ充電装置２は、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機１の出力を整流してバッテリに供給する整流器２０１と、バッテリ３の両端の電圧を設定範囲に保つように整流器２０１を制御するバッテリ充電制御回路２０２とを基本的な構成要素として構成されるが、本実施形態では、エンジンの回転速度の情報を含む回転検出信号を外部に出力する機能をバッテリ充電装置２に持たせるため、パルス信号発生回路２０３と、出力電圧検出回路２０４と、回転検出信号生成部２０５と、電源回路２０６と、回転検出信号出力回路２０７とが更に設けられている。
【００２９】
パルス信号発生回路２０３は、磁石式交流発電機１が出力する三相の交流電圧の内の一相の電圧Ｖｕの正負の半波のうちの一方を検出対象とする半波として、該検出対象とする半波の電圧が設定された検出値に達したことを検出する毎にパルス信号を発生するように構成される。
【００３０】
また出力電圧検出回路２０４は、発電機１の出力電圧を検出する回路で、本実施形態では、この出力電圧検出回路が、発電機１の全相の出力電圧の半波の平均値を検出するように構成される。
【００３１】
回転検出信号生成部２０５は、入力ポートＩＮ１及びＩＮ２と、出力ポートＯＵＴ１とを有するマイクロコンピュータＭＣにより構成されていて、該マイクロコンピュータの入力ポートＩＮ１及びＩＮ２にそれぞれパルス信号発生回路２０３が出力するパルス信号及び出力電圧検出回路２０４の出力が入力されている。回転検出信号生成部２０５は、出力電圧検出回路２０４が検出した発電機の出力電圧が設定された基準値を超えているときに、パルス信号発生回路２０３が発生するパルス信号の発生間隔から求まるエンジンの回転速度の情報を含むパルス波形の回転検出信号Ｓｒを、マイクロコンピュータＭＣの出力ポートＯＵＴ１から出力する。
【００３２】
電源回路２０６は、キースイッチ４が閉じているときに、バッテリ３の両端の電圧を入力として、マイクロコンピュータＭＣを動作させるために必要な一定の直流電源電圧（例えば５Ｖ）を出力する。回転検出信号出力回路２０７は、例えば増幅回路からなっていて、マイクロコンピュータが出力ポートＯＵＴ１から出力する回転検出信号Ｓｒを、外部負荷を駆動するために必要なレベルの回転検出信号Ｓｒ′として、回転検出信号出力端子２ｄから外部に出力する。回転検出信号Ｓｒ′は、エンジンの回転速度情報を必要とする適宜の負荷に供給することができるが、本実施形態では、回転検出信号Ｓｒ′がタコメータ５に与えられている。
【００３３】
図２を参照すると、図１に示した構成の各部のより具体的な構成の一例が示されている。磁石式交流発電機１は、その固定子に三相の発電コイルＡｕ，Ａｖ及びＡｗを有していて、これらの発電コイルに発生する電圧Ｖｕ，Ｖｖ及びＶｗが整流器２０１に入力されている。図２に示された整流器２０１は、ブリッジの上辺をサイリスタＳｕ，Ｓｖ及びＳｗにより構成し、サイリスタＳｕ，Ｓｖ及びＳｗに対してそれぞれ直列に接続されたダイオードＤｕ，Ｄｖ及びＤｗによりブリッジの下辺を構成したフルブリッジ形の整流回路からなっている。
【００３４】
図示の整流器２０１においては、サイリスタＳｕ，Ｓｖ及びＳｗのアノードと、ダイオードＤｕ，Ｄｖ及びＤｗのカソードとの接続点がそれぞれ交流入力端子２ｕ，２ｖ及び２ｗに接続され、サイリスタＳｕ，Ｓｖ，Ｓｗのカソードの共通接続点及びダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗのアノードの共通接続点がそれぞれ正極側出力端子２ａ及び負極側出力端子２ｂに接続されている。整流器２０１のサイリスタＳｕ，Ｓｖ及びＳｗのゲートは、バッテリ充電制御回路２０２に設けられたゲート信号出力端子２０２ｕ，２０２ｖ及び２０２ｗに接続されている。
【００３５】
バッテリ充電制御回路２０２は、バッテリ３の両端の電圧（バッテリ電圧）を検出して、検出したバッテリ電圧が設定範囲の下限値未満となったときにサイリスタＳｕ、Ｓｖ及びＳｗに同時にゲート信号を与え、検出したバッテリ電圧が設定範囲の上限を超えたときにサイリスタＳｕ，Ｓｖ及びＳｗへのゲート信号の供給を停止するように構成されている。
【００３６】
バッテリ電圧が設定された電圧範囲の下限値を下回って、バッテリ充電制御回路からサイリスタＳｕ，Ｓｖ及びＳｗにゲート信号が与えられると、サイリスタＳｕ〜Ｓｗのうち、アノードカソード間に順方向電圧が印加されているサイリスタがオン状態になって、発電機１から整流器２０１を通してバッテリ３に充電電流が供給される。またバッテリ電圧が設定された電圧範囲の上限値を超えて、バッテリ充電制御回路２０２からサイリスタＳｕ〜Ｓｗへのゲート信号の供給が停止すると、サイリスタＳｕ〜Ｓｗは、それぞれのアノードの電位がカソードに対して負電位になって、アノード電流が保持電流未満になった時点でターンオフしてバッテリへの充電電流の供給を停止する。これらの動作により、バッテリ電圧が設定範囲に保たれる。
【００３７】
パルス信号発生回路２０３は、発電機１が出力する三相の交流電圧のうち、１相の交流電圧を入力とし、該交流電圧の正負の半波のうちの一方を検出対象とする半波として、検出対象とする半波の電圧が設定された検出値に達したことを検出する毎にパルス信号を発生するように構成される。本実施形態で用いるパルス信号発生回路２０３は、発電機１が出力するＵ相の交流電圧Ｖｕの正の半波を検出対象とする半波として、この半波の電圧が設定された検出値に達したときにパルス信号を発生するように構成されている。
【００３８】
図示のパルス信号発生回路２０３は、エミッタが接地され、コレクタが抵抗Ｒ１を通して電源回路２０６の出力端子に接続されたＮＰＮトランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ１のベース・エミッタ間に接続された抵抗Ｒ２と、トランジスタＴｒ１のベースに抵抗Ｒ３を通してアノードが接続された第１のツェナーダイオードＺＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードと接地間に接続された第２のツェナーダイオードＺＤ２と、第１のツェナーダイオードＺＤ１のカソードに一端が接続され、他端がＵ相の入力端子２ｕに接続された抵抗Ｒ４と、トランジスタＴｒ１のコレクタに一端が接続された抵抗Ｒ５とにより構成され、トランジスタＴｒ１のコレクタの電圧が抵抗Ｒ５を通して回転検出信号生成部２０５を構成するマイクロプロセッサの入力ポートＩＮ１に入力されている。
【００３９】
図示のパルス信号発生回路２０３には、発電機１が出力するＵ相の交流電圧Ｖｕが入力されており、この交流電圧Ｖｕの正の半波の電圧（図４Ａ）が検出値に達したときにツェナーダイオードＺＤ１が導通するようにツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧が設定されている。従って、Ｕ相の交流電圧Ｖｕの正の半波の電圧が検出値未満のときには、トランジスタＴｒ１にベース電流が供給されないため、トランジスタＴｒ１がオフ状態にあり、そのコレクタの電位が高レベル（５Ｖ）の状態にある。Ｕ相の交流電圧Ｖｕの正の半波の電圧が検出値に達すると、ツェナーダイオードＺＤ１が導通するため、トランジスタＴｒ１にベース電流が与えられて該トランジスタが導通状態になり、そのコレクタの電位が５Ｖからほぼ０Ｖまで低下する。従って、トランジスタＴｒ１のコレクタには、図４（Ｂ）に示すように、交流電圧Ｖｕの正の半波の電圧が検出値未満の期間及び交流電圧Ｖｕの負の半波の期間高レベルを保ち、交流電圧Ｖｕの正の半波の電圧が検出値以上になっている期間ほぼ０Ｖを保つ信号が得られる。
【００４０】
マイクロコンピュータＭＣの入力ポートＩＮ１には、トランジスタＴｒ１のコレクタの電位の変化が、抵抗Ｒ５を通して入力される。マイクロコンピュータＭＣの入力ポートＩＮ１に入力される電圧信号をＶin1とする。マイクロコンピュータＭＣは、図３に示されているように、電圧信号Ｖin1の高レベルから０レベルへの立ち下がりをパルス信号として認識して、パルス信号を認識する毎に、パルス信号発生回路２０３が出力するパルス信号相互間の時間間隔の平均値を演算するパルス間隔平均値演算手段２０５Ａと、出力電圧検出回路２０４により検出された発電機の出力電圧を基準値と比較して、検出された出力電圧が基準値以下であるときに回転検出信号の出力を禁止し、検出された出力電圧が基準値を超える状態になったときに回転検出信号の出力を許可する出力電圧判定手段２０５Ｂと、出力電圧判定手段２０５Ｂが回転検出信号の出力を許可しているときに（発電機の出力電圧が基準値を超えているときに）パルス間隔平均値演算手段２０５Ａにより演算されたパルス間隔に比例した時間間隔でパルス波形の回転検出信号を発生する回転検出信号発生手段２０５Ｃとを構成するようにプログラムされている。
【００４１】
上記パルス間隔平均値演算手段２０５Ａは、例えば、各パルス信号が発生する毎に、前回パルス信号が発生した時刻から今回パルス信号が発生した時刻までの時間（パルス信号の発生間隔）を記憶するとともに、記憶されている直近のｎ個（ｎは３以上の整数）のパルス信号の発生間隔の平均値（パルス信号の発生間隔の移動平均値）を演算する。また回転検出信号発生手段２０５Ｃは、演算した平均値に比例した時間間隔（演算した平均値に等しい時間間隔を含む。）で繰り返し発生するパルス波形の信号を出力ポートＯＵＴ１から回転検出信号として出力する。
【００４２】
図５は、マイクロコンピュータＭＣがパルス信号の発生間隔の平均値の演算を行って、回転検出信号を出力する過程で行う処理の一例を示している。マイクロコンピュータは、時刻ｔxa，ｔxb，…でその入力ポートＩＮ１に入力されている電圧信号Ｖin1（図５Ａ）の立ち下がりを検出する毎に（パルス信号が発生したことを認識する毎に）、図５（Ｂ）に示すように、前回パルス信号が発生した時刻から今回パルス信号が発生した時刻までの時間をパルス信号発生間隔ｔ1 ，ｔ2 ，ｔ3 ,…として演算して、演算した一連のパルス信号発生間隔を記憶させるとともに、直近のｎ個のパルス信号相互間の時間間隔のデータｔ1，ｔ2 ，…ｔn を積算（加算）して、その積算値を、積算したデータの数で除することにより、パルス信号相互間の時間間隔の平均値を演算して記憶させる。これらの過程により、パルス間隔平均値演算手段２０５Ａが構成される。
【００４３】
図５に示した例では、各パルス信号が発生する毎に、同図（Ｃ），（Ｄ）に示すように、直近の４個のパルス信号相互間の時間間隔（パルス信号の発生間隔）を積算してその積算値を４で除することにより、パルス信号相互間の時間間隔の平均値を演算している。例えば、時刻ｔxe においては、図５（Ｃ）に示すように、パルス信号の発生間隔のデータｔ1 ，ｔ2，…ｔ4 の積算値ｔ1 ＋ｔ2 ＋ｔ3 ＋ｔ4 をデータ数４で除することにより、時刻ｔxa〜ｔxe の期間に発生したパルス信号の発生間隔の平均値Ｔe を演算し、時刻ｔxf においては、図５（Ｄ）に示すように、パルス信号の発生間隔のデータｔ2 ，ｔ3，…ｔ5 の積算値ｔ2 ＋ｔ3 ＋ｔ4 ＋ｔ5 をデータ数４で除することにより、時刻ｔxb〜ｔxfの期間に発生したパルス信号の発生間隔の平均値Ｔf を演算している。同様に、時刻ｔxa〜ｔxdにおいても、直近のｎ個のパルス信号の発生間隔の平均値Ｔxa〜Ｔxdを演算している。これらの平均値は、エンジンの回転速度に反比例している。
【００４４】
図２に示した例では、出力電圧検出回路２０４が、交流入力端子２ｕ〜２ｗにそれぞれ抵抗Ｒ11ないしＲ13を通してアノードが接続され、カソードが共通接続されたダイオードＤ11ないしＤ13と、ダイオードＤ11ないしＤ13のカソードの共通接続点と接地間に接続された抵抗Ｒ14及びＲ15の直列回路からなる分圧回路と、この分圧回路の分圧点にアノードが接続されたダイオードＤ14と、ダイオードＤ14のカソードと接地間に接続されたコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１の両端にアノードを接地側に向けて並列接続されたツェナーダイオードＺＤ３とにより構成され、コンデンサＣ１の両端の電圧がマイクロコンピュータの入力ポートＩＮ２に入力されている。マイクロコンピュータの入力ポートＩＮ２に入力される電圧をＶin2とする。
【００４５】
図示の出力電圧検出回路２０４は、発電機１の三相の交流出力電圧の平均値Ｖavに比例した電圧をコンデンサＣ１の両端に出力する。発電機１の交流出力電圧の平均値が基準値に達したか否かを判定し得るようにするため、図示の出力電圧検出回路２０４においては、発電機１の出力電圧の平均値が設定された基準値を超えるまでの間ツェナーダイオードＺＤ３を導通させないように、抵抗Ｒ14及びＲ15の直列回路からなる分圧回路の分圧比と、ツェナーダイオードＺＤ３のツェナー電圧とが設定されている。ツェナーダイオードＺＤ３は、発電機１の出力電圧が上昇したときにマイクロコンピュータの入力ポートＩＮ２に過大な電圧が入力されるのを防ぐために設けられている。
【００４６】
本実施形態では、発電機１の出力電圧波形が、図８（Ｃ）や（Ｄ）に示すように、各半波に複数の山部と少なくとも一つの谷部とが現れる波形を呈する場合に、発電機の出力電圧の各半波の期間に回転検出信号が複数回発生して回転速度の検出を誤るのを防ぐために、出力電圧検出回路２０４と出力電圧判定部２０５Ｂとを設けて、出力電圧検出回路が検出している発電機の出力電圧が設定された基準値を超えているときにのみ回転検出信号発生手段２０５Ｃから回転検出信号を出力させる。
【００４７】
出力電圧判定部２０５Ｂは、図４（Ｃ）に示すように、出力電圧検出回路２０４から入力される電圧信号Ｖin2から検出される発電機の出力電圧の平均値Ｖavを基準値と比較して、出力電圧の平均値Ｖavが基準値以下である間は、図４（Ｄ）に示すように回転検出信号の出力を禁止し、時刻ｔｙで出力電圧の平均値が基準値を超える状態になったときに回転検出信号の出力を許可する。
【００４８】
回転検出信号発生手段２０５Ｃは、出力電圧判定手段２０５Ｂが回転検出信号の出力を許可しているときに、回転検出信号を発生させるタイミングで出力ポートＯＵＴ１の電位を高レベルにするとともに、パルス間隔平均値演算手段２０５Ａが演算した最新のパルス発生間隔の平均値Ｔavに比例した時間ｋ*Ｔav（ｋはエンジンの１回転当たりに発生させる回転検出信号の数により決まる比例定数）を回転検出信号の発生間隔Ｔintとして演算して、マイクロコンピュータ内のタイマに、演算した発生間隔Ｔintの計測を開始させる。
【００４９】
回転検出信号発生手段２０５Ｃはまた、演算された発生間隔Ｔint（＝ｋ*Ｔav）に所定のデューティ比α（％）を乗じることにより回転検出信号のパルス幅Ｔｗ＝α＊Ｔint／１００を演算してタイマにこのパルス幅Ｔｗの計測を開始させる。そして、タイマがパルス幅の計測を完了した時に出力ポートＯＵＴ１の電位を５Ｖから０ボルトまで低下させて回転検出信号を０レベルにした後、タイマがセットされた発生間隔Ｔintの計測を完了したときに、マイクロコンピュータの出力ポートＯＵＴ１の電位を高レベルにする。これにより、図５（Ｅ）に示すように、設定されたデューティ比αで繰り返し発生するパルス波形の回転検出信号Ｓｒを発生する。
【００５０】
エンジンが１回転する間に発生させる回転検出信号の数は、回転検出信号を供給する負荷（本実施形態ではタコメータ）に応じて適宜に設定することができる。例えば、発電機１が１２極に構成されていて、発電機がエンジンによりプーリなどを介して駆動されるために、エンジンが１回転する間に発電機１が２回転する場合、パルス信号発生回路２０３は発電機が１回転する間に６個のパルス信号を発生し、エンジンが１回転する間に１２個のパルス信号を発生する。この場合、例えばタコメータが１２個のパルスを受けたときに１回転を表示するように構成されているとすると、前記比例定数ｋ＝１として、発電機１が１回転する間に、パルス信号発生回路２０３が出力するパルス信号と同じ周波数のパルス信号を回転検出信号として発生するように、回転検出信号発生手段を構成しておくことにより、タコメータにエンジンの回転速度を表示させることができる。
【００５１】
回転検出信号のデューティ比αは、タコメータ側の要求に応じて適宜の値に設定する。図５に示した例では、デューティ比αを５０％に設定している。
【００５２】
上記の実施形態において、出力電圧検出回路２０４及び出力電圧判定部２０５Ｂが省略されて、発電機の出力電圧が基準値以下のときにも回転検出信号発生手段２０５Ｃが回転検出信号を発生するように構成されているとすると、図７（Ａ）の左半部に示されているように、２つの山部Ｖu1及びＶu2と両山部の間に形成された一つの谷部とを有する波形の交流電圧Ｖｕを発電機１が出力する場合に、出力電圧Ｖｕの半波の２つの山部がそれぞれ時刻ｔx1及びｔx2で検出値に達したときにパルス信号発生回路２０３が検出動作を行って、マイクロコンピュータの入力ポートＩＮ１に入力される電圧Ｖin1が出力電圧Ｖｕの半波の期間に２回立ち下がるため、マイクロコンピュータは、同図（Ｂ）の左半部に示されているように、出力電圧の半波の期間に時刻ｔx1とｔx2で２個のパルス信号を認識する。そのため、マイクロコンピュータが認識するパルス信号により検出される回転速度が実際の回転速度よりも高くなり、図７（Ｃ）の左半部に示されているように、実際の回転速度が反映されている発生間隔よりも狭い間隔で回転検出信号Ｓｒが発生して、エンジンの回転速度が実際の回転速度よりも高く検出されてしまう。
【００５３】
発電機１の回転速度が上昇して、図７の右半部に示されているように出力電圧Ｖｕが上昇し、出力電圧Ｖｕの山部Ｖu1が発生するタイミングよりも前のタイミングで電圧Ｖｕが検出値に達し、かつ谷部が検出値を下回ることなないようになると、出力電圧Ｖｕの各半波において、パルス信号が１回だけしか認識されない状態になるため、回転検出信号Ｓｒが正常に発生するようになる。
【００５４】
これに対し、本実施形態のように、発電機１の出力電圧が設定された基準値を超えている場合にのみ回転検出信号を発生させるように構成しておくと、基準値を適当な値に設定しておくことにより、図６の時刻ｔｙ 以降の期間のように、出力電圧Ｖｕの各半波で電圧信号Ｖin1の立ち下がりを１回だけ生じさせて、マイクロコンピュータがパルス信号を１回だけ認識するようにすることができるため、発生間隔にエンジンの回転速度が正確に反映された回転検出信号Ｓｒのみを発生させて、エンジンの回転速度が誤って検出される状態が生じるのを防ぐことができる。
【００５５】
通常、発電機の出力電圧は、常用回転速度でバッテリ電圧を上回る設定となっているため、回転検出信号が出力されない範囲を最小限に抑えるため、上記基準値は、バッテリ電圧の設定範囲の下限値以下に設定しておく。また出力電圧の各半波の波形に複数の山部と少なくとも一つの谷部とが現れるように発電機が構成されている場合には、上記の基準値を、バッテリ電圧の設定範囲の下限値以下で、かつ発電機の出力電圧Ｖｕの半波の電圧が一度検出値を超えた後に出力電圧波形に現れる谷部が検出値を下回ることがない状態になったときに前記出力電圧検出回路２０４により検出される電圧値以上の値に設定しておく。
【００５６】
上記の例では、出力電圧検出回路２０４が、発電機１が出力する三相の交流電圧の平均値を検出するようにしているが、三相のうちの一つの相の交流電圧の平均値を検出するように出力電圧検出回路２０４を構成してもよい。
【００５７】
上記の実施形態では、磁石式交流発電機１が三相交流電圧を出力するように構成されているが、磁石式交流発電機の相数は任意である。
【００５８】
上記の実施形態では、パルス信号発生回路がパルス信号を発生する毎に、該パルス信号発生回路が発生した直近のｎ個（ｎは３以上の整数）のパルス信号相互間の時間間隔の平均値を演算して、演算した平均値に比例した時間間隔で回転検出信号を発生するように回転検出信号生成部２０５を構成したが、平均値の演算を行うことなく、各パルス信号が発生したタイミングと一つ前のパルス信号が発生したタイミングとの時間差に比例した時間間隔で回転検出信号を発生するように回転検出信号生成部２０５を構成してもよい。
【００５９】
上記の実施形態では、バッテリ電圧が設定範囲の下限値未満になった時に整流器２０１を構成する制御整流回路のすべてのサイリスタに同時にトリガ信号を供給し、バッテリ電圧が設定範囲の上限値を超えたときに制御整流回路のすべてのサイリスタへのトリガ信号の供給を停止することにより、バッテリ電圧を設定範囲に保つようにバッテリ充電制御回路２０２を構成したが、整流回路のサイリスタの導通角を制御することによりバッテリ電圧を設定範囲に保つようにバッテリ充電制御回路２０２を構成してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  磁石式交流発電機
２  バッテリ充電装置
２０１  整流器
２０２  バッテリ充電制御回路
２０３  パルス信号発生回路
２０４  出力電圧検出回路
２０５  回転検出信号生成部
２０５Ａ  パルス間隔平均値演算手段
２０５Ｂ  出力電圧判定手段
２０５Ｃ  回転検出信号発生手段
２０６  電源回路
２０７  回転検出信号出力回路
３  バッテリ
５  タコメータ
【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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