(57)【要約】交流発電機の動作を、交流発電機の出力信号の周波数成分に基づいて評価するための方法およびシステム。この方法は、交流発電機の出力信号の周波数成分を検出するステップと、交流発電機の出力信号の周波数成分をしきい値周波数と比較するステップと、比較結果に基づいて、交流発電機の動作を評価するステップとを含む。交流発電機の出力信号の周波数成分がしきい値周波数よりも低い場合、その交流発電機は欠陥があると判定される。周波数成分は、交流発電機の出力信号を適応的しきい値と比較することによって得ることができる。適応的しきい値は、交流発電機の出力信号のピーク信号レベルおよび谷信号レベル、たとえば、ピーク信号レベルと谷信号レベルとの平均に基づいて生成される。
2004502145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流発電機の動作を評価するための方法であって、
交流発電機出力信号の周波数成分を検出するステップと、
前記交流発電機出力信号の前記周波数成分をしきい値周波数と比較するステップと、
前記比較するステップの結果に基づき、前記交流発電機の動作を評価するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記交流発電機出力信号の前記周波数成分を検出する前に、前記交流発電機の回転速度を予め定められたレベルで維持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記周波数成分が前記しきい値周波数よりも小さい場合、前記交流発電機には欠陥があると判定される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
交流発電機の動作を評価するためのシステムであって、
前記交流発電機の出力を示す交流発電機出力信号を受けるための端子と、
前記交流発電機出力信号の周波数成分を検出するための周波数検出装置と、
前記交流発電機出力信号の前記周波数成分をしきい値周波数と比較して、前記比較の結果に基づいて表示信号を生成するためのコントローラと、
前記表示信号の内容に応答して前記交流発電機の前記動作を表示するための表示装置とを含む、システム。
【請求項５】
前記周波数検出装置は、
基準しきい値を生成するためのしきい値装置と、
前記交流発電機出力信号のレベルを前記基準しきい値と比較して、前記比較の結果に基づき、前記交流発電機出力信号の前記周波数成分を示す周波数信号を生成するためのコンパレータとを含み、
前記周波数信号はコントローラに結合される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記基準しきい値は、予め定められた規定に従い、前記交流発電機出力信号の前記レベルに基づいて生成される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記基準しきい値は、前記交流発電機出力信号のピーク信号レベルと谷信号レベルとの間の値である、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記基準しきい値は、前記交流発電機出力信号の前記ピークレベルと谷レベルとの平均である、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記交流発電機出力信号は、前記交流発電機によって生成された電流または電圧である、請求項４に記載のシステム。
【請求項１０】
前記交流発電機は自動車両に設置され、前記自動車両のエンジンによって駆動される、請求項４に記載のシステム。
【請求項１１】
２つ以上の車両モデルに対応するしきい値周波数を有する、コントローラによるアクセスの可能なデータベースをさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
２つ以上のエンジン回転速度に対応するしきい値周波数を有する、コントローラによるアクセスの可能なデータベースをさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記交流発電機出力信号は、前記自動車両に設置された車両コンピュータから受取られる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
２つ以上の交流発電機回転速度に対応するしきい値周波数を有する、コントローラによるアクセスの可能なデータベースをさらに含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項１５】
前記交流発電機出力信号はデータ処理システムから受取られる、請求項４に記載のシステム。
【請求項１６】
交流発電機の動作を評価するためのシステムであって、
前記交流発電機の出力を示す交流発電機出力信号を受けるための端子と、
予め定められた規定に従い、前記交流発電機出力信号のレベルに基づいて基準しきい値を生成するための適応的しきい値装置と、
前記交流発電機出力信号の前記レベルを前記基準しきい値と比較して、前記比較の結果に基づき、前記交流発電機出力信号の周波数成分を示す周波数信号を生成するためのコンパレータと、
前記交流発電機出力信号の前記周波数成分をしきい値周波数と比較して、前記周波数成分と前記しきい値周波数との前記比較の結果に基づき、前記交流発電機の前記動作を示す表示信号を生成するためのコントローラと、
前記表示信号の内容に応答して前記交流発電機の前記動作を表示するための表示装置とを含む、システム。
【請求項１７】
前記基準しきい値は前記交流発電機出力信号のピークレベルと谷レベルとの平均である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
交流発電機の動作を評価するためのシステムであって、
前記交流発電機の出力を示す交流発電機出力信号を受けるための手段と、
前記交流発電機出力信号の周波数成分を検出するための手段と、
前記交流発電機出力信号の前記周波数成分をしきい値周波数と比較するための手段と、
前記比較の結果に基づいて表示信号を生成するための手段と、
前記表示信号の内容に応答して前記交流発電機の前記動作を表示するための表示装置とを含む、システム。
【請求項１９】
前記交流発電機出力信号の周波数成分を検出するための手段は、
基準しきい値を生成するための手段と、
前記交流発電機出力信号のレベルを前記基準しきい値と比較して、前記比較の結果に基づき、前記交流発電機出力信号の前記周波数成分を示す周波数信号を生成するための手段とを含み、
前記周波数信号はコントローラに結合される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記基準しきい値は、予め定められた規定に従い、前記交流発電機出力信号の前記レベルに基づいて生成される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記基準しきい値は、前記交流発電機出力信号のピーク信号レベルと谷信号レベルとの間の値である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記基準しきい値は、前記交流発電機出力信号の前記ピークレベルと谷レベルとの平均である、請求項２１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
この出願は、２０００年６月２６日に出願された、「自動電気系試験装置および方法（ＡＵＴＯＭＡＴＩＣ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＴＥＳＴＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ）」と題された米国仮特許出願連続番号第６０／２１４，２５４号から優先権の利益を主張する。
【０００２】
【発明の分野】
この発明は、一般に、交流発電機の動作の評価に関し、より特定的に、交流発電機の出力信号の周波数に基づいた交流発電機の故障検出に関する。
【０００３】
【発明の背景】
交流発電機は、電磁誘導によって機械運動を交流（ＡＣ）に変換する。次に、この交流は、ダイオードを含む全波整流器ブリッジ等の整流器アセンブリに通され、ＡＣはＤＣに変換され、他の電気系に給電する。たとえば、自動車両の交流発電機は、エンジンによって駆動されて、たとえばバッテリの充電、前照灯への給電等のために車両の電気系に給電する。
【０００４】
交流発電機の出力は、整流されても完全には平滑化されない。整流後の交流発電機の出力波形は一般に、ＤＣ成分上に重なった低強度のリプルである。３相交流発電機の、整流後の交流発電機出力信号の一例が図１に示される。
【０００５】
交流発電機で用いられる整流器アセンブリはダイオードを含む。開路または短絡等で１つ以上のダイオードが破損すると、交流発電機の出力波形はかなり歪んでしまう。図２ａ〜図２ｅは、整流器アセンブリにおいて１つ以上のダイオードが破損している場合の交流発電機の出力波形の例を示す。図２ａは正常な交流発電機の出力波形である。図２ｂは短絡した整流ダイオードを１つ有する交流発電機の波形を示し、図２ｃは短絡した整流ダイオードを２つ有する交流発電機の波形を示す。図２ｄは開路したダイオードを１つ有する交流発電機の波形を示し、図２ｅは開路したダイオードを２つ有する交流発電機の波形を示す。いずれの場合も、交流発電機の歪んだ出力波形は、交流発電機によって給電される電気系に損傷を与えやすい。したがって、交流発電機およびその整流器アセンブリが正常に動作しているかどうかを知ることが、交流発電機の試験に重要である。
【０００６】
ダイオードの動作状態を判定する方法の１つは、整流器アセンブリを分解して各ダイオードを個別に測定することによる。しかしながら、このアプローチは時間がかかりかつ非効率的である。交流発電機の試験器には、交流発電機の出力信号のリプル振幅を検出することによって交流発電機の正常度を判定するものがある。図２ｂから図２ｅに示される歪んだリプル波形は、図２ａに示される正常なリプル波形よりも大きな振幅を有する。したがって、試験器には、交流発電機の出力信号を、プリセットされたしきい値電圧Ａを有するコンパレータに通すものがある（図３ａ参照）。コンパレータは、リプルによるしきい値電圧の横断を検出する。コンパレータは、リプル電圧がしきい値電圧よりも高い場合は論理状態「１」を出力し、リプル電圧がしきい値電圧よりも低い場合は論理状態「０」を出力する。正常な出力波形では、リプル振幅はしきい値電圧Ａを常に超える。したがって、コンパレータの出力は論理状態「１」である。逆に、整流器アセンブリに欠陥がある場合、リプル波形は図２ｂから図２ｅに示されるものと同様になり、リプルの谷電圧はしきい値電圧Ａよりも低くなる。論理状態「０」がコンパレータの出力上に現れ、交流発電機に欠陥があることを示す。
【０００７】
しかしながら、このアプローチは問題を生じる。エンジンの回転速度の変化等の理由により、交流発電機の出力のＤＣ成分は、異なったＤＣレベル間で変動する傾向があり、したがって、リプル電圧はそれに伴って変動する。しきい値電圧は固定値であるため、変動する波形のレベルがしきい値電圧よりも下がることがある（図３ｂ参照）。したがって、コンパレータはたとえ整流器アセンブリが良好に作動していても交流発電機に欠陥があると示すであろう。逆に、ＤＣレベルがしきい値電圧よりも上昇すると、コンパレータの出力は、１つ以上のダイオードに欠陥がある場合も論理「１」にある。このような状況下では、リプル振幅を用いて交流発電機の正常度を判定すると誤差を生じやすい。
【０００８】
試験中にエンジンの回転速度が安定している場合も、リプル振幅を用いた方法は依然として問題を生じる。たとえば、車両には、交流発電機から離して置かれかつ長いワイヤで交流発電機に接続されたバッテリを搭載するものがある。バッテリと交流発電機との間に渡る導電ワイヤは、交流発電機に近接するものとは異なるインピーダンスを有する。このインピーダンス差が交流発電機の出力信号のＤＣレベルに影響を及ぼす傾向があり、したがって、上述のとおり、間違った試験結果を生じる。
【０００９】
【発明の概要】
したがって、交流発電機の正常度を効率的に判定する必要性がある。また、交流発電機の正常度を正確に判定する必要性がある。交流発電機の出力信号から交流発電機の正常度を評価する、別の必要性がある。バッテリの位置に関係なく交流発電機の正常度を正しく判定する、さらなる必要性がある。交流発電機の出力信号の周波数成分を示す正しい波形を生成するよう、適応的（ａｄａｐｔｉｖｅ）しきい値がさらに必要とされる。
【００１０】
この発明に従った方法は、交流発電機の出力信号の周波数成分を検出するステップと、交流発電機の出力信号の周波数成分をしきい値周波数と比較するステップと、比較結果に基づいて交流発電機の動作を評価するステップとを含む。
【００１１】
この発明による、交流発電機の動作を評価するためのシステムは、交流発電機の出力を示す交流発電機出力信号を受けるための端子と、交流発電機の出力信号の周波数成分を検出するための周波数検出装置と、交流発電機の出力信号の周波数成分をしきい値周波数と比較して、比較結果に基づいて表示信号を生成するためのコントローラと、表示信号の内容に応答して交流発電機の動作を表示するための表示装置とを含む。
【００１２】
この発明の１局面に従い、周波数検出装置は、たとえば、基準しきい値を生成するためのしきい値装置と、交流発電機の出力信号のレベルを基準しきい値と比較するためのコンパレータとを含み得る。コンパレータは交流発電機の出力信号の周波数成分を示す周波数信号を生成する。この発明の１局面に従い、基準しきい値は、予め定められた規定に従い、交流発電機の出力信号のレベルに基づいて生成されてよい。基準しきい値は、交流発電機の出力信号のピーク信号レベルと谷信号レベルとの間の値であり得る。たとえば、基準しきい値は、ピーク信号レベルと谷信号レベルとの平均であり得る。
【００１３】
この発明の一実施例に従った、交流発電機の動作を評価するためのシステムは、交流発電機の出力を示す交流発電機の出力信号を受けるための端子と、予め定められた規定に従い、交流発電機の出力信号のレベルに基づいて基準しきい値を生成するための適応的しきい値装置と、交流発電機の出力信号のレベルを基準しきい値と比較して、比較結果に基づき、交流発電機の出力信号の周波数成分を示す周波数信号を生成するためのコンパレータとを含む。コントローラは周波数信号に応答し、交流発電機の出力信号の周波数成分をしきい値周波数と比較して、周波数成分としきい値周波数との比較結果に基づき、交流発電機の動作を示す表示信号を生成する。表示装置は、表示信号の内容に応答して交流発電機の動作を表示する。
【００１４】
この発明の方法およびシステムは、交流発電機の出力信号の周波数成分を用いて交流発電機の正常度を評価することにより、交流発電機の動作を効率的にかつ精密に表示する。交流発電機の出力信号のＤＣレベルが変動する場合も、誤った判断が減じられる。
【００１５】
この発明のさらに他の利点および新規の特徴は、この発明の限定ではなく単に例示としての以下の詳細な説明から、明らかになるであろう。認識されるように、この発明は他のおよび異なる実施例が可能であり、そのいくつかの詳細は、すべてがこの発明から逸脱することなくさまざまな明らかな点において変更され得る。したがって、図面および説明は限定としてではなく、本質的に例示として考えられるべきである。
【００１６】
この発明は、同じ参照番号が同様の要素を指す添付の図面において、限定としてではなく例として示される。
【００１７】
【好ましい実施例の説明】
例示のために、自動車両の交流発電機の動作を評価するための方法およびシステムを提供するための例を説明する。以下の説明では、この発明の完全な理解をもたらすよう、多くの特定の詳細が提示される。しかしながら、これらの特定の詳細なしにこの発明を実施できることが当業者にとっては明らかであろう。他の場合では、この発明を不必要に分かりにくくすることを避けるため、周知の構造および装置がブロック図の形態で示される。
【００１８】
図２ｂ〜図２ｅに示される、欠陥のある整流器アセンブリを有する交流発電機の出力波形は、図２ａに示される正常な交流発電機、すなわち、設計された態様で機能する交流発電機の周波数よりも低い周波数を有する。この発明に従って実現される方法およびシステムは、波形のリプル周波数に基づいて交流発電機の正常度を判定する。リプル周波数がしきい値周波数よりも低い場合、交流発電機に欠陥があると判定される。
【００１９】
図４はこの発明に従って実現された交流発電機の試験システムのブロック図を示す。例示のため、試験システムの動作を、自動車両のバッテリに充電する交流発電機を用いて説明する。自動車両において、交流発電機（図示せず）は自動車両のエンジン（図示せず）によって駆動されて電気を生成する。交流発電機の出力は１組のバッテリ端子３３３を介してバッテリ３３４に結合される。
【００２０】
試験システム３００は交流発電機の出力を示す交流発電機出力信号３３０を受けるための端子を有し得る。交流発電機出力信号は、バッテリ３３４を充電する交流発電機によって生成される電圧および／または電流であり得る。代替的に、交流発電機出力信号３３０は、車両搭載型コンピュータまたは他の試験機器からの、交流発電機の出力を示す信号であり得る。いずれの場合も、交流発電機出力信号３３０は、上記のように、交流発電機出力のリプルを示す信号成分を含む。
【００２１】
動作の際に、試験システム３００は、交流発電機出力信号３３０を受けるために、交流発電機の出力端子に直接結合されてよく、または、代替的に、交流発電機が結合されているバッテリ端子に結合されてよい。代替的に、試験システム３００は、オンボードコンピュータに接続して交流発電機の出力を示す交流発電機出力信号を受けるための信号プラグを用いてよい。
【００２２】
この試験は、交流発電機またはエンジンの任意の回転速度で行なわれてよいが、交流発電機が安定した交流発電機出力信号を確実にバッテリ３３４に対して生成するよう、エンジンは、好ましくは、１５００ｒｐｍ等の安定した回転速度に駆動される。代替例として、エンジンがアイドリング回転速度にある場合にこの試験を行なってよい。
【００２３】
試験システム３００はマイクロコントローラ３０２とディスプレイ３０４とを有する。マイクロコントローラ３０２はデータを処理して制御信号を生成する。ディスプレイ３０４はユーザにコミュニケーションインターフェイスをもたらすための手段であり、ＬＣＤ画面、ＬＥＤインジケータ等であってよい。マイクロコントローラ３０２は、負荷３２２を交流発電機に選択的に結合する、ＦＥＴスイッチ等のスイッチ装置３２４を制御することができ、それにより、交流発電機を負荷の下で試験することができる。負荷３２２は、ミクロム（Ｍｉｃｈｒｏｍｅ）コイルまたは他の抵抗ワイヤ等であるか、交流発電機から電流を引出す、他の形態の負荷であってよい。代替的に、負荷３２２は、前照灯、後部窓の除霜装置等の電気関係の車両付属品をオンすることによってもたらされてよい。別の代替例として、バッテリが交流発電機から大きな電流を引出す場合、負荷を外部から交流発電機に結合させずに試験を行なうことができる。負荷３２２によって生じた熱を消散させる助けとなるよう、マイクロコントローラ３０２によって制御される冷却ファン３２６を設けることができる。これらの構成要素の説明をするために、この明細書では、この出願と同時に出願され、　　　　　と題されて同一人に譲渡された、同じ発明者による同時係属中の出願連続番号第　　　　　号を参照する。
【００２４】
試験中に、マイクロコントローラ３０２は、スイッチ３２４を制御して負荷３２２をバッテリ端子を介して交流発電機に結合するスイッチ制御信号３２８を生成する。バッテリ３３４はバッテリ端子３３３を介して交流発電機に結合されるため、交流発電機は負荷の下で動作し、交流発電機出力信号３３０が生成される。
【００２５】
交流発電機出力信号３３０はまず、バッテリ端子３３３に捉えられた高調波およびノイズを除去するために、帯域通過フィルタ３０８を通過することができる。帯域通過フィルタ３０８は１００Ｈｚと４ｋＨｚとの間の通過帯域を有し得る。次に、交流発電機出力信号３３０は増幅器３１０を通過して信号レベルを増幅する。
【００２６】
次に、交流発電機出力信号３３０は適応的しきい値回路３３２およびコンパレータ３１８に与えられる。適応的しきい値回路３３２は、コンパレータ３１８内で用いるための、基準電圧等の適応的しきい値を生成する。コンパレータ３１８はリプル信号レベルと適応的しきい値との比較に基づいて周波数信号３２０を生成する。すなわち、交流発電機出力信号３３０のリプル信号レベルが適応的しきい値よりも大きい場合、コンパレータ３１８は論理「１」を生成し、交流発電機出力信号３３０のリプル信号レベルが適応的しきい値よりも小さい場合、コンパレータ３１８は論理「０」を生成する。したがって、コンパレータ３１８の出力は、交流発電機出力信号３３０のリプル成分による適応的しきい値の横断を示すクロック信号と同様である。当業者には公知のとおり、コンパレータ３１８は比較結果を示すために逆論理を用いることができる。
【００２７】
適応的しきい値回路３３２は谷レベル検出器３１２、ピークレベル検出器３１４、および適応的しきい値生成器３１６を含み得る。谷レベル検出器３１２およびピークレベル検出器３１４は、リプル波形のピークおよび谷の信号レベル、たとえば電圧を検出し、その結果を適応的しきい値生成器３１６に送る。適応的しきい値生成器３１６は、ピークおよび谷の信号レベルが変化するにつれて値を変化させる適応的しきい値を生成する。たとえば、適応的しきい値はピーク信号レベルと谷信号レベルとの平均であるか、または入力に伴って変化する他の値であってよい。
【００２８】
適応的しきい値を用いることにより、変動するリプルのＤＣレベルによって生じる横断を不正確に読出すことを防ぐ。適応的しきい値のレベルは交流発電機出力信号３２０のピークレベルおよび谷レベルによって決定されるため、適応的しきい値は、固定しきい値とは異なり、交流発電機出力信号３２０のＤＣレベルが変動するのに伴って変動する。したがって、リプルによる適応的しきい値の横断は、リプル波形の変動をより正確に反映する。このシステムの動作を示すために適応的しきい値を用いているが、コストおよび設計の複雑さを減じるため、固定しきい値を用いてもよい。
【００２９】
上述のとおり、コンパレータ３１８は、リプル電圧と基準電圧との間の比較に基づいて周波数信号３２０を生成する。周波数信号３２０はリプル波形による基準信号レベルの横断を反映するため、周波数信号３２０は交流発電機出力信号３３０内に含まれる高周波数リプルを反映する。
【００３０】
次に、周波数信号３２０はＡＤ／ＤＡコンバータ（図示せず）に渡され、次に、周波数解析のためにマイクロコントローラ３０２に渡され得る。マイクロコントローラ３０２は各位相間の時間期間を測定することによって周波数信号３２０の周波数を計算することができる。周波数が決定されると、マイクロコントローラ３０２はリプル周波数をしきい値周波数と比較して交流発電機の正常度を判定する。
【００３１】
しきい値周波数は、正常な交流発電機、すなわち、許容可能な動作特性を有する交流発電機のパラメータから得られる。たとえば、しきい値周波数は、特定のエンジン回転速度に対応する正常な交流発電機のリプル周波数に基づいて決定され得る。自動車両で用いられる交流発電機については、交流発電機出力信号のリプル周波数は、交流発電機のロータの回転速度と交流発電機のロータの１回転当りのリプルの数とに比例する。交流発電機は、通常、車両のエンジンによって駆動されるため、交流発電機のロータの回転速度はエンジン回転速度に比例する。エンジン回転速度と交流発電機のロータの回転速度との間の関係は、
交流発電機のロータの回転速度＝エンジン回転速度・プーリ比
であり、式中、プーリ比はクランクシャフトのプーリ直径と交流発電機のプーリ直径との間の比である。
【００３２】
交流発電機出力信号のリプル周波数は、交流発電機のロータの１回転中のリプルの数と、交流発電機のロータの回転速度とに比例するため、リプル周波数と交流発電機のロータの回転速度との間の関係は、
リプル周波数＝交流発電機のロータの回転速度・ｋ リプル
であり、式中、ｋ リプルはロータの１回転当りのリプルの数である。
【００３３】
したがって、リプル周波数とエンジン回転速度との間の関係は、
リプル周波数＝エンジン回転速度・プーリ比・ｋ リプル
となる。
【００３４】
プーリ比およびｋ リプルは共に、特定の車両モデルに対する既知の定数であるため、エンジン回転速度を観察することによってリプル周波数を決定することができる。したがって、特定のエンジン回転速度に対応する、正常な交流発電機のリプル周波数を決定することができる。一実施例において、しきい値周波数は、故障許容マージン等の懸念に対応するよう、経験的に調整されてよい。たとえば、３相交流発電機については、エンジン回転速度が１５００ｒｐｍである場合にしきい値周波数を１７００Ｈｚに設定してよく、アイドリングエンジン回転速度（７００〜１０００ｒｐｍ）に対してはしきい値周波数を５００Ｈｚに設定してよい。異なるエンジン回転速度または交流発電機の回転速度に対応するしきい値周波数のためにルックアップテーブルが作成されてよい。
【００３５】
交流発電機を１５００ｒｐｍのエンジン回転速度下で試験する場合、マイクロコントローラ３０２は周波数信号３２０の周波数が１７００Ｈｚよりも低いかどうか検査する。周波数が１７００Ｈｚよりも低い場合、マイクロコントローラ３０２は誤差信号をディスプレイ３０４に生成し、欠陥のある交流発電機または整流器アセンブリの存在を示す。
【００３６】
図５は帯域通過フィルタ３０８、利得増幅器３１０、コンパレータ３１８、および適応的しきい値回路３３２のための回路の例を示す。ブロック３０８および３１０のキャパシタおよび抵抗器は、ノイズまたは高調波による所望しない周波数成分をフィルタ除去する。増幅器３１２は、交流発電機出力信号の谷電圧を検出する谷レベル検出器である。増幅器３１４は、交流発電機出力信号のピーク電圧を検出するピークレベル検出器である。増幅器５１０は、増幅器３１２および３１４の出力に基づいて基準電圧を生成する。このシステムを実現するために、当業者に公知の他の設計を用いてよい。
【００３７】
図６はこの発明に従って実現される、車両の交流発電機の試験手順を示すフローチャートを示す。ステップ６０３において、マイクロコントローラ３０２は、エンジンの回転速度が１５００ｒｐｍに達したかどうかの確認をユーザに依頼するメッセージを生成する。ユーザはタコメータからエンジン回転速度を観察することができる。代替的に、経験を積んだユーザであれば、エンジンによって発生した可聴ノイズに基づいてエンジンの回転速度を判定することができる。ユーザにより、１５００ｒｐｍに達していることが示されると、マイクロコントローラ３０２は制御スイッチ３２４にスイッチ制御信号３２８を出し、負荷３２２をバッテリ端子３３３を介して交流発電機に結合する（ステップ６０３〜６０７）。それにより、交流発電機は負荷の下で動作する。交流発電機出力信号３３０がこのシステムに入った後、マイクロコントローラ３０２は交流発電機出力信号３３０のリプル成分の周波数を計算する（ステップ６０９）。ステップ６１１において、マイクロコントローラ３０２はリプル周波数を１５００ｒｐｍのエンジン回転速度に対応するしきい値周波数と比較する。たとえば、周波数がしきい値周波数よりも著しく低い場合、マイクロコントローラ３０２は、試験中の交流発電機に欠陥があることを示すエラーメッセージを生成する。そうでなければ、交流発電機が正常であることを示すメッセージが生成され、ユーザに表示される（ステップ６１３）。
【００３８】
この発明の別の実施例として、試験システムは、別の試験システムからエンジンの回転速度を示す信号を受けることができ、または、この試験システムは、エンジンの回転速度を検出するためのセンサを含むことができる。回転速度の読取り値をマイクロコントローラ３０２に与えることができる。この、エンジン回転速度に関する情報により、マイクロコントローラ３０２はユーザからのフィードバックなしに試験を行なうことができる。したがって、ステップ６０２と６０３とを省略することができる。
【００３９】
この発明に従って実現される試験システムは、異なる車両モデルおよび年に対するしきい値周波数のデータを含むデータベースを有する、フラッシュメモリ、ディスケット等のメモリ装置３５２を任意に有してよい。メッセージにより、ユーザは試験中に車両モデルおよび年を特定するよう促される。マイクロコントローラ３０２はそれに従い、対応するしきい値周波数にアクセスする。したがって、試験システムは、異なるタイプの交流発電機を車両が使用している場合も、異なる車両モデルに設置された交流発電機の動作を正しく判定することができる。
【００４０】
交流発電機出力信号を試験するための例において、電圧波形の説明をしているが、光学信号、デジタル化された信号等の他の信号の形態および媒体を用いることもできる。
【００４１】
上述の実施例を任意の所望のシステムまたはエンジンと共に用いることができる。それらのシステムまたはエンジンは、ガソリン、天然ガス、プロパン等の化石燃料、風力、およびそれらのハイブリッドまたは組合せを用いるアイテムを含んでよい。これらのシステムまたはエンジンは、自動車、トラック、ボートまたは船、オートバイ、発電機、飛行機等の別のシステム内に組み込まれてよい。これらの実施例は、約１２ボルト、約４２ボルト等の任意の適切な電圧レベルを含んでよく、または、そのレベルで使用されてよい。
【００４２】
この発明を実施例の一例と共に説明してきたが、この発明が開示された実施例に限定されず、その反対に、前掲の請求項の精神および範囲内に含まれるさまざまな変更物および等価の構成物を包含するよう意図されることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】３相交流発電機の、整流後の交流発電機出力信号の波形の一例を示す図である。
【図２ａ】交流発電機の出力波形の例を示す図である。
【図２ｂ】交流発電機の出力波形の例を示す図である。
【図２ｃ】交流発電機の出力波形の例を示す図である。
【図２ｄ】交流発電機の出力波形の例を示す図である。
【図２ｅ】交流発電機の出力波形の例を示す図である。
【図３ａ】固定しきい値電圧を用いたコンパレータ出力を示す図である。
【図３ｂ】固定しきい値電圧を用いたコンパレータ出力を示す図である。
【図４】この発明に従って実現される、交流発電機の試験システムのブロック図である。
【図５】この発明に従って実現される、交流発電機の試験システムで用いられる構成要素のための回路の一例を示す図である。
【図６】この発明に従って実現される、車両交流発電機の試験手順を示すフローチャートを示す図である。
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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