JP2005102478A

JP2005102478A - 交流発電機

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Publication number: JP2005102478A
Application number: JP2004192379A
Authority: JP
Inventors: Toru Aoyama; 徹青山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: US20050046395A1; JP4229013B2; US7078881B2

Abstract

【課題】リーク電流による誤動作を防止することができ、発電制御装置の種類を減らすとともに小型化が可能な交流発電機を提供すること。
【解決手段】複数の界磁極を有する回転子と、界磁極を磁化させる励磁巻線１１と、回転子により発生する回転磁界を受けて交流電圧を誘起させる電機子巻線１２を有する固定子と、一方が電機子巻線１２に接続され他方がバッテリ５に接続された整流素子を有して電機子巻線１２の交流出力を直流出力に変換する整流器１３と、励磁巻線１１の通電電流を制御することにより発電電圧の制御を行う発電制御装置２とを備えて交流発電機が構成されている。発電制御装置２は、整流素子の両端電圧を比較する電圧比較器２３５と、電圧比較器２３５の比較結果に基づいて制御内容を切り替えるＲＳ型フリップフロップ２３６、インバータ回路２３７等を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される交流発電機に関する。

車両用の交流発電機は、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発電制御装置によって制御されている。発電制御装置は、交流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交流発電機の出力電圧を調整し、正常に発電を開始したことを充電警告灯によって警報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。）。

この発電制御装置においては、交流発電機から取り込まれる相電圧は、平滑用コンデンサで平滑されて電圧比較器に入力される。この電圧比較器は、相電圧を平滑した電圧が所定値を超えると、充電警告灯を点灯状態から消灯状態に切り替えて、交流発電機による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。このような発電制御装置では、整流器がリーク不良を起こすと、相電圧を検出する抵抗を通ってリーク電流が平滑コンデンサに流れ込み、エンジンが停止して交流発電機が回転を停止し、発電していないにもかかわらず充電警告灯が消灯状態になって運転者の誤解を招くおそれがあった。

このため、相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が充電されることを回避し、充電警告灯を誤って消灯させてしまうことを防止するリーク補償回路が用いられている。
特開平１０−２２５００８号公報（第２−３頁、図１−５）

ところが、電機子巻線の種類によって、例えば、高速域で出力電流を多く取り出すことができる特性の交流発電機Ａや、低速域で出力電流を多く取り出すことができる特性の交流発電機Ｂなどが設定されることがある。このとき、相電圧の周波数を交流発電機Ａに合わせた高い所定周波数ｆ_Aで検出すると、交流発電機Ｂに組み合わせたときには、出力電流が出ているにもかかわらず充電警告灯が消えない状況が起こりうる。反対に、相電圧の周波数を交流発電機Ｂに合わせた低い所定周波数ｆ_Bで検出すると、交流発電機Ａに組み合わせたときには、出力電流がまだバッテリに供給されていないにもかかわらず充電警告灯が消灯してしまう状況が起こりうる。したがって、１種類の発電制御装置ではこれらの交流発電機Ａ、Ｂに対応することができず、結局、交流発電機の仕様に応じてリーク補償回路の内容が異なる複数の発電制御装置を用意しなければならなくなるという問題があった。

また、電機子巻線の種類に関係なく相電圧の周波数を検出する方法としては、相電圧に現れる最も低い周波数成分を検出する方法が考えられる。しかし、低い周波数成分を検出するには、大きな時定数の回路が必要になるため、コンデンサ、抵抗、カウンタなどで構成されるリーク補償回路が複雑になって、発電制御装置が大型化してしまうという問題があった。しかも、低い周波数成分を検出する方法では、エンジンのクランキング時に充電警告灯が消灯してしまい、運転者がエンジンの始動が終了したものと勘違いしてクランキング操作を中断してしまう誤操作が生じるおそれもある。

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、リーク電流によ
る誤動作を防止することができ、発電制御装置の種類を減らすとともに小型化が可能な交流発電機を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の交流発電機は、複数の界磁極を有する回転子と、界磁極を磁化させる励磁巻線と、回転子により発生する回転磁界を受けて交流電圧を誘起させる多相巻線を有する固定子と、一方が多相巻線に接続され、他方がバッテリに接続された整流素子を有し、多相巻線の交流出力を直流出力に変換する整流器と、励磁巻線の通電電流を制御することにより発電電圧の制御を行う発電制御装置とを備えており、発電制御装置は、整流素子の両端電圧を比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて制御内容を切り替える制御切替手段を有している。整流器を構成する整流素子の両端電圧を比較することにより、この整流素子を通して電流が流れているか否か、すなわち発電状態にあるか否かを判定することが可能になる。このため、相電圧の周波数検出を必要とする大規模なリーク補償回路を用いることなくリーク電流による誤動作を防止することが可能になる。また、相電圧の周波数を検出して動作するリーク補償回路が不要となるため、出力の仕様が異なる交流発電機毎に発電制御装置を用意する必要がなく、発電制御装置の種類の低減と小型化が可能になる。

また、制御切替手段は、整流素子の両端に順方向電圧が現れたときに制御内容の切り替えを行うことが望ましい。これにより、確実に発電状態を検出してリーク電流による誤動作を防止することが可能になる。

また、上述した整流素子は、ダイオードであることが望ましい。ダイオードには順方向に電流が流れたときに順方向電圧降下が生じるため、この電圧降下による電位差を比較手段によって検出して制御内容を切り替えることが可能になり、従来から一般に用いられているダイオードを用いることでコストの上昇を抑えることができる。

また、上述した発電制御装置は、多相巻線の相電圧が、整流器の正側の出力端子に現れる電圧よりも高くなったときに制御内容を切り替えることが望ましい。あるいは、上述した発電制御装置は、多相巻線の相電圧が、整流器の負側の出力端子に現れる電圧よりも低くなったときに制御内容を切り替えることが望ましい。これにより、交流発電機が発電を開始したことを確実に判定することが可能になり、出力電流が実際に供給されるタイミングで制御状態を切り替えることが可能になる。

また、上述した制御切替手段による制御内容の切り替えは、充電警告灯の点灯状態の変更であることが望ましい。これにより、交流発電機の出力によってバッテリの充電が開始されたことを運転者に正確に知らせることが可能になる。

また、上述した制御切替手段による制御内容の切り替えは、励磁巻線の通電電流の大きさの変更であることが望ましい。交流発電機の発電電圧がバッテリの端子電圧よりも高くなったときに交流発電機から各種の電気負荷に出力電流の供給が開始されるため、このタイミングを高い精度で検出することが可能になり、交流発電機の回転数の変動による影響を受けにくくすることができる。

また、上述した発電制御装置は、励磁巻線に直列に接続されたスイッチ素子のオンオフのデューティを設定するデューティ設定手段を有しており、デューティ設定手段によって設定されるデューティを可変することにより励磁巻線の通電電流の大きさを変更することが望ましい。これにより、容易かつ確実に励磁巻線の通電電流の大きさを変更することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用交流発電機について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、一実施形態の車両用交流発電機の構成を示す図であり、あわせてこの車両用交流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交流発電機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。

車両用交流発電機１には、複数の界磁極を有する回転子（図示せず）と、電機子巻線１２が電機子鉄心に巻装された固定子（図示せず）とが備わっている。励磁巻線１１は、回転子に備わった界磁極を磁化させる。また、電機子巻線１２は、多相巻線（例えば三相巻線）であって、回転子により発生する回転磁界を受けて交流電圧を誘起させる。整流器１３は、一方が電機子巻線１２に接続され、他方がバッテリ５に接続された整流素子としてのダイオードを有しており、電機子巻線１２の交流出力を直流出力に変換する。

車両用交流発電機１の出力端は、バッテリ５に接続されているとともに、スイッチ６を介して電気負荷７に、スイッチ３を介して充電警告灯４にそれぞれ接続されている。車両用交流発電機１の出力は、励磁巻線１１が巻装された回転子の回転数や、励磁巻線１１に流れる励磁電流の通電量によって変化する。この励磁電流は、発電制御装置２によって制御される。

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。

電源回路２１は、バイアス回路２１１とリセット回路２１２を含んで構成されている。バイアス回路２１１は、スイッチ３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バイアス電圧（動作電源）を生成する。リセット回路２１２は、所定のリセット信号を生成する。

電圧制御回路２２は、電圧比較器２２１、ノア（ＮＯＲ）回路２２２、スイッチ素子２２３、還流ダイオード２２４、デューティ設定回路２２５を含んで構成されている。電圧比較器２２１は、マイナス入力端子には基準電圧Ｖ１が、プラス入力端子には車両用交流発電機１の出力電圧を検出するためにこの出力電圧を充電警告制御回路２３内の抵抗２３１、２３２で分圧した入力電圧Ｖ２がそれぞれ入力されている。ノア回路２２２は、一方の入力端に電圧比較器２２１の出力端が接続され、他方の入力端にデューティ設定回路２２５の出力端がそれぞれ接続されている。また、ノア回路２２２は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴで構成されたスイッチ素子２２３のゲートに出力端が接続されており、スイッチ素子２２３を駆動する。このスイッチ素子２２３は、ドレインが還流ダイオード２２４を介して車両用交流発電機１の出力端子（Ｂ端子）に接続され、ソースが接地されている。また、スイッチ素子２２３のドレインは励磁巻線１１に接続されており、スイッチ素子２２３がオンされると励磁巻線１１に励磁電流が流れ、オフされるとこの通電が停止される。還流ダイオード２２４は、励磁巻線１１と並列に接続されており、スイッチ素子２２３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。デューティ設定回路２２５は、励磁巻線１１に流れる励磁電流の通電率を検出するためにＦ端子（励磁巻線１１の一方端が接続されている）に接続されているとともに、充電警告制御回路２３内のＲＳ型フリップフロップ２３６（後述する）のＱ端子に接続されている。

充電警告制御回路２３は、抵抗２３１、２３２、２３３、２３４、電圧比較器２３５、ＲＳ型フリップフロップ２３６、インバータ回路２３７、スイッチ素子２３８を含んで構
成されている。電圧比較器２３５は、マイナス入力端子には車両用交流発電機１の出力電圧を抵抗２３１、２３２で分圧した基準電圧Ｖ２が、プラス入力端子には電機子巻線１２の相電圧を検出するためにＰ端子に現れるこの相電圧を抵抗２３３、２３４で分圧した入力電圧Ｖ３がそれぞれ入力されている。ＲＳ型フリップフロップ２３６は、Ｓ入力端子に電圧比較器２３５の出力端が、Ｒ入力端子にリセット回路２１２の出力端がそれぞれ接続されている。インバータ回路２３７は、入力端がＲＳ型フリップフロップ２３６のＱ端子に、出力端がスイッチ素子２３８のゲートにそれぞれ接続されている。また、スイッチ素子２３８は、ドレインが充電警告灯４に接続され、ソースが接地されており、オンされると充電警告灯４が点灯し、オフされると消灯する。

上述した抵抗２３１〜２３４、電圧比較器２３５が比較手段に、ＲＳ型フリップフロップ２３６、インバータ回路２３７が制御切替手段に、デューティ設定回路２２５がデューティ設定手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両用交流発電機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。図２は、発電制御装置２の各部に現れる電圧波形を示す動作タイミング図（タイミングチャート）である。

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３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。

（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２２１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Ｖ１よりもプラス入力端子に入力される入力電圧Ｖ２の方が小さくなっている（Ｖ２＜Ｖ１）。このため、電圧比較器２２１からはローレベルの出力信号（ａ）が出力される。また、デューティ設定回路２２５からは、励磁巻線１１に流される初期励磁電流（例えば、励磁巻線１１に流れる通電量がフル励磁状態のときの数十％程度となる大きさ）を作り出すためのデューティ信号（ｂ）が出力される。デューティ設定回路２２５の出力信号（デューティ信号）がローレベルのとき、ノア回路２２２の出力信号（ｃ）はハイレベルになり、スイッチ素子２２３がオンされる。反対に、デューティ設定回路２２５の出力信号がハイレベルのとき、ノア回路２２２の出力信号（ｃ）はローレベルになり、スイッチ素子２２３がオフされる。このようにしてスイッチ素子２２３がオンオフ制御されて励磁巻線１１に初期励磁電流が流される（図２（Ｆ）、（Ｇ））。

充電警告制御回路２３では、電源回路２１のリセット回路２１２からＲＳ型フリップフロップ２３６のＲ入力端子に入力される信号はローレベルを維持する。また、電圧比較器２３５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Ｖ２よりもプラス入力端子に入力される入力電圧Ｖ３の方が小さくなっている（Ｖ３＜Ｖ２、図２（Ａ））。このため、電圧比較器２３５の出力信号（ｄ）はローレベルを維持する（図２（Ｂ））。したがって、ＲＳ型フリップフロップ２３６のＱ端子からはローレベルの信号（ｅ）が出力され（図２（Ｃ））、インバータ回路２３７からはこの信号（ｅ）の論理を反転したハイレベルの信号（ｆ）が出力されて、スイッチ素子２３８がオンされる（図２（Ｄ）、（Ｅ））。これにより、充電警告灯４が点灯される。

（エンジン始動後の動作）
次に、電気負荷７の一つであるスタータ装置によってエンジンが回され、初期励磁電流が流れた状態で励磁巻線１１が回転されて回転磁界が発生すると、電機子巻線１２に起電力が生じ、Ｐ端子には回転子の回転数に応じた周期で相電圧が現れる。その後、エンジン
が完爆（運転者のキー操作により、エンジンの完爆を判断した後に、スタータ装置によるエンジンクランキングを解除した状態も含むものとする）すると、相電圧は急激に増加し、Ｂ端子の電圧よりも整流素子としてのダイオードの順方向電圧分だけ大きい値になって、発電電流がバッテリ５側に供給される。

そして、電圧比較器２３５のプラス入力端子の入力電圧Ｖ３が、マイナス入力端子に入力された基準電圧Ｖ２よりも高くなると（Ｖ３＞Ｖ２、図２（Ａ））、電圧比較器２３５の出力信号（ｄ）はローレベルからハイレベルに変化し（図２（Ｂ））、この出力信号がＲＳ型フリップフロップ２３６のＳ入力端子に入力される。すると、ＲＳ型フリップフロップ２３６のＱ端子の出力信号（ｅ）はローレベルからハイレベルに変化し（図２（Ｃ））、このハイレベルの状態が維持される。インバータ回路２３７からはこのハイレベルの信号の論理を反転したローレベルの信号（ｆ）が出力されて、スイッチ素子２３８がオフされる（図２（Ｄ）、（Ｅ））。これにより、充電警告灯４を点灯状態から消灯状態に変更する制御内容の切り替えが行われる。

また、ＲＳ型フリップフロップ２３６のＱ端子から出力される信号（ｅ）がローレベルからハイレベルに変化すると、デューティ設定回路２２５は、デューティ信号のデューティ比を、初期励磁制御デューティから徐励制御デューティに変更する。これにより、スイッチ素子２２３の導通率が徐々に増加し、必要な最大励磁電流に増加される（図２（Ｆ）、（Ｇ））。なお、図１には、Ｆ端子に現れるデューティ信号をフィードバック入力して所定のデューティ増加分を加えることにより徐励制御を行う場合のデューティ設定回路２２５の接続例が示されている。

その後、Ｂ端子の出力電圧が所定の調整電圧（例えば１４．５Ｖ）に到達して、電圧比較器２２１のプラス入力端子の入力電圧Ｖ２が、マイナス入力端子の基準電圧Ｖ１よりも高くなると（Ｖ２＞Ｖ１）、電圧比較器２２１の出力信号（ａ）がローレベルからハイレベルに変化し、ノア回路２２２からはローレベルの信号（ｃ）が出力される。したがって、スイッチ素子２２３はオフされ、励磁電流が遮断されるので、車両用交流発電機１の出力電圧は低下に転じる。そして、電圧比較器２２１のプラス入力端子の入力電圧Ｖ２がマイナス入力端子に入力される基準電圧Ｖ１よりも低くなると（Ｖ２＜Ｖ１）、スイッチ素子２２３が再びオンされて励磁電流が増加する。このように、スイッチ素子２２３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、車両用交流発電機１の出力電圧が所定の調整電圧に調整される。

その後、デューティ設定回路２２５は、電気負荷７の投入によって出力電圧Ｖ_Bが低下したときには、徐々に励磁電流を増加させて出力電流を徐々に増加させ、調整電圧まで出力電圧を上昇させる徐励制御を行う。

一般に、車両用交流発電１の出力電圧には点火ノイズやリップル、転流ノイズ、スイッチングノイズ等の高調波ノイズが含まれている。電圧比較器２２１、２３５では、これらのノイズ成分を除去するとともに比較結果の出力タイミングを遅延させることにより、後段の回路に送る信号の安定化を図っている。

（リーク不良発生時の動作）
次に、整流器１３が接続されたＰ端子とＢ端子の間にリーク不良が発生した場合について説明する。例えば、抵抗２３１の抵抗値Ｒ１と抵抗２３２の抵抗値Ｒ２との比をａ１（＝Ｒ１／Ｒ２）、抵抗２３３の抵抗値Ｒ３と抵抗２３４の抵抗値Ｒ４との比をａ２（＝Ｒ３／Ｒ４）とし、ａ１＝ａ２の場合を考えるものとする。

Ｂ端子とＰ端子との間にリーク電流が流れると、これらの端子間にリーク電流に相当す
る抵抗成分ｒ_Lが存在することになり、電圧比較器２３５のプラス入力端子とＢ端子との間の抵抗は、抵抗２３３と抵抗成分ｒ_Lを直列接続したものとなり、抵抗２３３単独の場合よりも抵抗値が大きくなる。したがって、バッテリ５から電圧が印加された状態では、入力電圧Ｖ３は基準電圧Ｖ２よりも低くなり（Ｖ３＜Ｖ２）、電圧比較器２３５からは状態切替（充電警告灯４の点灯から消灯への切り替え）を指示するハイレベルの信号は出力されない。つまり、Ｂ端子とＰ端子との間にリーク電流が流れた場合において、相電圧を分圧した入力電圧Ｖ３がＢ端子電圧を分圧した基準電圧Ｖ２より大きくならないように各抵抗比ａ１、ａ２を設定することにより、エンジン始動前の発電停止状態において充電警告灯４が消灯してしまう誤動作を防止することができる。

整流器１３を構成するダイオードに並列に上述した抵抗成分ｒ_Lが存在していても、Ｂ端子電圧よりＰ端子電圧の方が高くなると、出力電流は車両用交流発電機１からバッテリ５側へ流れ出てダイオードには順方向電圧が発生する。この順方向電圧によって入力電圧Ｖ３の方が基準電圧Ｖ２よりも大きくなると、電圧比較器２３５からは状態切替を指示するハイレベルの信号が出力される。

このように、本実施形態の車両用交流発電機１に備わった発電制御装置２では、整流器１３を構成するダイオードの両端電圧を比較することにより、このダイオードを通して順方向に電流が流れているか否か、すなわち車両用交流発電機１が発電状態にあるか否かを判定することが可能になる。このため、相電圧の周波数検出を必要とする大規模なリーク補償回路を用いることなくリーク電流による誤動作を防止することが可能になる。また、相電圧の周波数を検出して動作するリーク補償回路が不要となるため、出力の仕様が異なる車両用交流発電機１毎に発電制御装置２を用意する必要がなく、発電制御装置２の種類の低減と小型化が可能になる。

また、本実施形態の車両用交流発電機１では、整流器１３を構成する整流素子としてダイオードが用いられている。ダイオードには順方向に電流が流れたときに順方向電圧降下が生じるため、この電圧降下による電位差を比較手段によって検出して制御内容を切り替えることが可能になり、従来から一般に用いられているダイオードを用いることでコストの上昇を抑えることができる。

また、発電制御装置２では、電機子巻線１２の相電圧が、整流器１３の正側の出力端子に現れる電圧よりも高くなったときに制御内容を切り替えているため、車両用交流発電機１が発電を開始したことを確実に判定することが可能になり、出力電流が実際に供給されるタイミングで制御状態を切り替えることが可能になる。

また、本実施形態の発電制御装置２による制御内容の切り替え動作として充電警告灯４の点灯状態の変更を行っており、車両用交流発電機１の出力によってバッテリ５の充電が開始されたことを運転者に正確に知らせることが可能になる。

また、本実施形態の発電制御装置２による制御内容の切り替え動作として、充電警告灯４の点灯状態の変更とともに、デューティ設定回路２２５に指示を送ることによる励磁巻線１１の通電電流の大きさの変更を行っている。車両用交流発電機１の発電電圧がバッテリ５の端子電圧よりも高くなったときに車両用交流発電機１から各種の電気負荷７に出力電流の供給が開始されるため、このタイミングを高い精度で検出することが可能になり、車両用交流発電機１の回転数の変動による影響を受けにくくすることができる。特に、デューティ設定回路２２５によって設定されるデューティを可変することにより、容易かつ確実に励磁巻線１１の通電電流の大きさを変更することができる。

初期励磁電流によって発生する相電圧でバッテリ５への出力供給がされるくらい車両用
交流発電機１の回転子が回転されていることを判断して初期励磁制御から徐励制御へ切り替えるので、特に、始動時のエンジン完爆を容易かつ確実に判断することができ、発電トルク抑制と早期出力供給をすることができる点で効果的である。

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。上述した実施形態では、電圧比較器２３５のマイナス入力端子の入力電圧Ｖ２を、車両用交流発電機１の出力電圧Ｖ_Bに基づいて生成したが、バッテリ５の端子電圧や、スイッチ３と充電警告灯４の接続点であるＩＧ端子の電圧に基づいて生成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、Ｐ端子に現れる相電圧が整流器１３の正側の出力端子に現れる電圧よりも高くなったとき（正確にはダイオードの順方向電圧分だけ高くなったとき）に充電警告灯４を点灯状態から消灯状態に変更する制御内容の切り替えを行うようにしたが、Ｐ端子に現れる相電圧が整流器１３の負側の出力端子に現れる電圧よりも低くなったとき制御内容の切り替えを行うようにしてもよい。具体的には、電圧比較器２３５のプラス入力端子を接地し、Ｐ端子電圧を抵抗２３３、２３４で分圧した電圧Ｖ３をマイナス入力端子に入力するようにしてもよい。このとき、電圧比較器２３５内部では、マイナス入力端子で検出された電圧がプラス入力端子で検出された電圧よりも高くなるようにあらかじめレベルシフトさせて電圧比較するようにしてあり、マイナス入力端子の電圧がプラス入力端子の電圧より低くなったときに、電圧比較器２３５の出力信号をローレベルからハイレベルに変化させる。これにより、Ｐ端子電圧が車両用交流発電機１の負側の出力端子の電圧より低くなったときに充電警告灯４を消灯させることができる。

また、上述した実施形態におけるリーク不良発生時の動作説明では、各抵抗比ａ１とａ２が等しいものとしたが、一方の抵抗比ａ２をダイオードの順方向電圧の範囲で（基準電圧Ｖ２を入力電圧Ｖ３が超えない範囲で）変更するようにしてもよい。

一実施形態の車両用交流発電機の構成を示す図である。発電制御装置の各部に現れる電圧波形を示す動作タイミング図である。

符号の説明

１車両用交流発電機
２発電制御装置
３、６スイッチ
４充電警告灯
５バッテリ
７電気負荷
１１励磁巻線
１２電機子巻線
１３整流器
２１電源回路
２２電圧制御回路
２３充電警告制御回路
２１１バイアス回路
２１２リセット回路
２２１、２３５電圧比較器
２２２ノア回路
２２３、２３８スイッチ素子
２２４還流ダイオード
２２５デューティ設定回路
２３１、２３２、２３３、２３４抵抗
２３６ＲＳ型フリップフロップ
２３７インバータ回路

Claims

複数の界磁極を有する回転子と、
前記界磁極を磁化させる励磁巻線と、
前記回転子により発生する回転磁界を受けて交流電圧を誘起させる多相巻線を有する固定子と、
一方が前記多相巻線に接続され、他方がバッテリに接続された整流素子を有し、前記多相巻線の交流出力を直流出力に変換する整流器と、
前記励磁巻線の通電電流を制御することにより発電電圧の制御を行う発電制御装置とを備える交流発電機において、
前記発電制御装置は、前記整流素子の両端電圧を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて制御内容を切り替える制御切替手段を有することを特徴とする交流発電機。
請求項１において、
前記制御切替手段は、前記整流素子の両端に順方向電圧が現れたときに前記制御内容の切り替えを行うことを特徴とする交流発電機。
請求項１または２において、
前記整流素子は、ダイオードであることを特徴とする交流発電機。
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記発電制御装置は、前記多相巻線の相電圧が、前記整流器の正側の出力端子に現れる電圧よりも高くなったときに前記制御内容を切り替えることを特徴とする交流発電機。
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記発電制御装置は、前記多相巻線の相電圧が、前記整流器の負側の出力端子に現れる電圧よりも低くなったときに前記制御内容を切り替えることを特徴とする交流発電機。
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記制御切替手段による前記制御内容の切り替えは、充電警告灯の点灯状態の変更であることを特徴とする交流発電機。
請求項１〜５のいずれかにおいて、
前記制御切替手段による前記制御内容の切り替えは、前記励磁巻線の通電電流の大きさの変更であることを特徴とする交流発電機。
請求項７において、
前記発電制御装置は、前記励磁巻線に直列に接続されたスイッチ素子のオンオフのデューティを設定するデューティ設定手段を有しており、前記デューティ設定手段によって設定されるデューティを可変することにより前記励磁巻線の通電電流の大きさを変更することを特徴とする交流発電機。