JP2016082840A - Battery charger - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a function for outputting a rotation detection signal including rotational speed information of an engine in a battery charger for charging a battery with output of a magnet type AC generator that is driven by the engine.SOLUTION: A battery charger comprises: a pulse signal generation circuit 203 for generating a pulse signal each time, when one of positive and negative half waves of an AC voltage outputted from the magnet type AC generator is defined as a detection object half wave, it is detected that a voltage of the detection object half wave reaches a preset detection value; an output voltage detection circuit 204 for detecting an output voltage of the generator; and rotation detection signal generation means 205C for generating the rotation detection signal of a pulse waveform including information about the rotational speed of the engine calculated from a generation interval of the pulse signals which are generated by the pulse signal generation circuit if the output voltage detected by the output voltage detection circuit exceeds a preset reference value.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

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。   The present invention relates to a battery charging device that charges a battery by the output of a magnetic AC generator.

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。   In a machine equipped with an engine, for example, as shown in Patent Document 1, when a battery voltage does not reach a set reference value, a battery is output with an output of a magnet type AC generator driven by the engine. I try to charge it. Also, in a machine equipped with an engine, when it is necessary to display the rotation speed of the engine on a tachometer, as shown in Patent Document 2, a pulse is generated every time the crankshaft of the engine rotates by a certain angle. Is provided, and a signal for driving the tachometer is generated from the output of the crank angle sensor.

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。   However, in a small machine that requires simplification of configuration, such as an agricultural machine, the rotational speed of the engine is detected without using a crank angle sensor, and information on the detected rotational speed is included. It may be necessary to output the rotation detection signal to the outside in order to drive the tachometer or the like. Therefore, as shown in Patent Document 3, a dedicated detection coil for detecting the rotational speed is provided in the magnet type AC generator attached to the engine, and the positive half-wave output voltage of the detection coil is provided. Has been proposed to detect the engine rotation speed (rpm) from the time from when each detection operation is performed until the next detection operation is performed. .

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。   In the invention disclosed in Patent Document 3, when noise is included in the output voltage of the detection coil, there are a plurality of detection operations for detecting that the output voltage has reached the detection value during the half-wave period of the output voltage. In order to prevent erroneous detection of the rotation speed, the half-wave waveform of the output voltage of the detection coil is shaped into a continuous waveform in which the noise voltage and main voltage cannot be distinguished by charging and discharging the capacitor. A waveform shaping circuit is provided.

特開2005−198426号公報JP 2005-198426 A 特開平5−52859号公報JP-A-5-52859 特開2000−258445号公報JP 2000-258445 A

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。   The output voltage of the alternator used to charge the battery preferably has a sinusoidal waveform, but the voltage waveform of the magnet type alternator includes the number of stator poles, the stator winding method, the rotor Due to various factors such as the number of poles, an ideal sine wave is often not obtained. As shown in FIG. 8A, the positive and negative half waves have a trapezoidal shape, or as shown in FIG. In the middle of the peak of the positive and negative half-waves, the central part of the peak is raised, or as shown in FIG. 5C, the central part of the peak is recessed and formed between the two peak parts. Or a waveform having two peaks with different peak values and one valley formed between the peaks as shown in FIG. Often.

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。   As shown in FIGS. 8 (C) and (D), when the generator outputs an alternating voltage that exhibits a waveform in which a plurality of peaks appear successively, a detection value in which the output voltage of the generator half-wave is set. When the detection speed is detected every time the engine reaches the value of the generator, and the rotation speed of the generator is determined from the time from when each detection action is performed until the next detection action is performed, In the process of increasing the output voltage, a state in which the detection operation is performed a plurality of times during the half-wave period of the output voltage may occur, and the rotational speed of the engine may be erroneously detected.

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。   In the invention disclosed in Patent Document 3, when the noise voltage is included in the output voltage of the detection coil for detecting the rotational speed provided in the generator, the detection operation is performed when the noise voltage reaches the detection value. In order to prevent erroneous detection of the rotation speed, a waveform shaping circuit is provided that shapes the noise voltage and the main voltage so as to form a continuous waveform. The circuit shapes the output signal of the dedicated detection coil for detecting the rotational speed, and has a circuit configuration for low current considering the combination with the detection coil. Then, since heat generation becomes large, it cannot be used by being connected to a generator that outputs a large current like a magnet type AC generator that charges a battery.

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。   An object of the present invention is to accurately detect the rotation speed from the output voltage of a magnet type AC generator that outputs a large current to charge a battery and output a rotation detection signal including information on the engine rotation speed to the outside. It is an object of the present invention to provide a battery charging device that can be used.

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。   The present invention includes a rectifier that rectifies the output of a magnetic AC generator driven by an engine and supplies the rectifier to a battery, and a battery charge control circuit that controls the rectifier so that the voltage across the battery is kept within a set range. Targeted battery chargers.

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。   The battery charging device according to the present invention has a detection value in which a half-wave voltage to be detected is set as a half-wave with one of the positive and negative half-waves of the AC voltage output from the generator as a detection target. A pulse signal generation circuit for generating a pulse signal each time it is detected, an output voltage detection circuit for detecting an output voltage of the generator, and an output voltage detected by the output voltage detection circuit exceeds a reference value Output voltage determining means for determining whether the output voltage is detected, and the pulse signal generating circuit is generated when the output voltage detecting means determines that the output voltage detected by the output voltage detecting circuit exceeds a reference value And a rotation detection signal generating means for generating a rotation detection signal including information on the rotation speed of the engine obtained from the pulse signal to be generated.

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。   If comprised as mentioned above, without attaching a rotation sensor to an engine, the rotation speed detection signal used in order to detect the rotation speed of an engine directly from the output of the magnet type AC generator for battery charging, and to operate a tachometer etc. Can be output externally.

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。   Further, as described above, if the rotation detection signal generating means is configured to output the rotation detection signal only when the output voltage detected by the output voltage detection circuit exceeds the set reference value, a plurality of rotation detection signal generating means are configured. When the generator outputs an alternating voltage that exhibits a waveform having a peak and at least one valley, rotation is detected during the half-wave period to be detected by setting the reference value to an appropriate value. Even if the output waveform of the generator exhibits various waveforms that deviate from the sine waveform, it is possible to prevent the engine rotation speed from being erroneously detected due to multiple occurrences of the signal. It is possible to generate a rotation detection signal in which is accurately reflected and to operate an external device such as a tachometer accurately.

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。   In one aspect of the present invention, each time the pulse signal generation circuit generates a pulse signal, the rotation detection signal generation means includes the latest n pulses (n is an integer of 3 or more) generated by the pulse signal generation circuit. An average value of time intervals between signals is calculated, and a rotation detection signal is generated at a time interval proportional to the calculated average value.

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。   If comprised in this way, the rotation detection signal in which the average value of the engine rotational speed was reflected can be obtained, without being influenced by the instantaneous fluctuation | variation of the engine rotational speed.

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。   When the magnet type AC generator is configured to output a multiphase AC voltage, the pulse signal generation circuit is configured to output one of the positive and negative half-waves of any one-phase AC voltage output from the generator. It is preferable that the half wave be a detection target half wave.

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。   Also, when the magnet type AC generator is configured to output a multiphase AC voltage, the output voltage detection circuit is configured to detect the average value of the half wave of the output voltage of all phases of the generator. Is preferred.

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。   In each of the above aspects, the reference value used for determining whether or not to output the rotation detection signal from the rotation detection signal generation unit is preferably set to be less than the lower limit value of the voltage setting range at both ends of the battery.

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。   In one aspect of the present invention, when the generator is configured such that a plurality of peaks and at least one valley appear in each half-wave waveform of the output voltage, the reference value is set to the battery voltage. When the trough that appears in the output voltage waveform after the half-wave voltage of the output voltage of the generator exceeds the detected value once does not fall below the detected value. The value is set to a value equal to or greater than the voltage value of the generator output voltage detected by the output voltage detection circuit.

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。   According to the present invention, the rotational speed of the engine can be directly calculated from the output of the magnet type AC generator used for charging the battery without attaching a rotation sensor or the like to the engine and without providing a dedicated detection coil in the generator. Rotation detection signals used to detect and operate external devices can be output to the outside, so that the engine rotation can be done without complicating the structure around the engine or the generator structure. A rotation detection signal including speed information can be provided to an external device (for example, a tachometer).

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。   In the present invention, an output voltage detection circuit for detecting the output voltage of the generator and an output voltage determination means for determining whether or not the output voltage detected by the output voltage detection circuit exceeds a reference value are provided. Since the rotation detection signal is output only when the output voltage detected by the output voltage detection circuit exceeds the reference value, the AC voltage exhibits a waveform in which a plurality of peaks and at least one valley appear. When the generator outputs, the reference value is set to an appropriate value, so that multiple rotation detection signals are generated during the half-wave period for which the output voltage of the generator is to be detected. It is possible to prevent a situation in which the rotation speed is erroneously detected. Therefore, even when the output voltage waveform of the generator exhibits various waveforms that deviate from the sine waveform, it always generates a rotation detection signal that accurately reflects the rotation speed of the engine and accurately operates external devices such as a tachometer. Can be made.

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。It is the block diagram which showed the whole structure of one Embodiment of this invention. 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。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a specific configuration of each unit illustrated in FIG. 1. 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。It is the block diagram which showed the structure of the rotation detection signal generation part which the microcomputer implement | achieves in embodiment of this invention. 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。It is a time chart for demonstrating operation | movement of embodiment of this invention. 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。It is another time chart for demonstrating operation | movement of embodiment of this invention. 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。It is another time chart for demonstrating operation | movement of embodiment of this invention. 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。2 is a time chart for explaining an operation in a case where a rotation detection signal is output unconditionally without determining the output voltage in the embodiment shown in FIG. 1. (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。(A) thru | or (D) are the wave form diagrams which showed the various output voltage waveforms of the magnet type AC generator.

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。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a magnet rotor in which a permanent magnet is attached to a rotor yoke to form a field, and magnetic poles of the magnet rotor. It is a well-known magnet type AC generator provided with the stator comprised by winding an electric power generation coil around the armature core which has a magnetic pole part which opposes. The rotor of the generator 1 is attached to the crankshaft of the engine directly or via a transmission, and the stator is attached to an engine case or the like. The magnet type AC generator 1 used in the present embodiment has a UVW three-phase generator coil in its stator, and outputs a three-phase AC voltage having a frequency proportional to the rotational speed of the engine from the generator coil. .

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。   In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a battery charging device that charges a battery by supplying a DC voltage obtained by rectifying the output of a magnet type AC generator driven by an engine to a battery 3. The battery charging device 2 includes AC input terminals 2u, 2v and 2w to which a three-phase AC voltage output from the magnet AC voltage 1 is input, and a positive output terminal connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery 3, respectively. 2a, a negative output terminal 2b, a battery voltage input terminal 2c connected to the positive terminal of the battery 3 via the key switch 4, and a rotation detection signal output terminal 2d for outputting a rotation detection signal applied to the tachometer 5. doing.

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。   The battery charging device 2 keeps the voltage at both ends of the battery 3 within the set range, and the rectifier 201 that rectifies the three-phase AC voltage input to the input terminals 2u to 2w from the magnet type AC generator 1 driven by the engine. And a battery charge control circuit 202 for controlling the rectifier 201 as basic components.

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。   The rectifier 201 is composed of a rectifier circuit having a function of controlling an output voltage in accordance with a control signal given from the outside, for example, a rectifier circuit constituted by a mixed bridge circuit of a diode and a thyristor.

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。   The battery charge control circuit 202 detects the voltage (battery voltage) across the battery 3 and controls the rectifier circuit of the rectifier 201 so as to keep the detected battery voltage within a set range.

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。   As described above, the battery charging device 2 includes the rectifier 201 that rectifies the output of the magnet type AC generator 1 driven by the engine and supplies the rectifier to the battery, and the rectifier so as to keep the voltage across the battery 3 within the set range. The battery charging control circuit 202 that controls 201 is configured as a basic component, but in this embodiment, the battery charging device 2 has a function of outputting a rotation detection signal including information on the rotation speed of the engine to the outside. For this purpose, a pulse signal generation circuit 203, an output voltage detection circuit 204, a rotation detection signal generation unit 205, a power supply circuit 206, and a rotation detection signal output circuit 207 are further provided.

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。   The pulse signal generation circuit 203 is configured to detect one of the positive and negative half waves of the one-phase voltage Vu of the three-phase AC voltage output from the magnetic AC generator 1 as a half wave. Each time it is detected that the half-wave voltage reaches a set detection value, a pulse signal is generated.

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。   The output voltage detection circuit 204 is a circuit that detects the output voltage of the generator 1. In this embodiment, the output voltage detection circuit detects the average value of the half-waves of the output voltages of all phases of the generator 1. Configured as follows.

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。   The rotation detection signal generation unit 205 includes a microcomputer MC having input ports IN1 and IN2 and an output port OUT1, and pulses output from the pulse signal generation circuit 203 to the input ports IN1 and IN2 of the microcomputer, respectively. The signal and the output of the output voltage detection circuit 204 are input. The rotation detection signal generation unit 205 is an engine obtained from the generation interval of the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit 203 when the output voltage of the generator detected by the output voltage detection circuit 204 exceeds the set reference value. A rotation detection signal Sr having a pulse waveform including information on the rotation speed is output from the output port OUT1 of the microcomputer MC.

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。   When the key switch 4 is closed, the power supply circuit 206 receives a voltage across the battery 3 as an input and outputs a constant DC power supply voltage (for example, 5 V) necessary for operating the microcomputer MC. The rotation detection signal output circuit 207 is composed of, for example, an amplifier circuit, and rotates the rotation detection signal Sr output from the output port OUT1 by the microcomputer as the rotation detection signal Sr ′ at a level necessary for driving an external load. Output from the detection signal output terminal 2d to the outside. The rotation detection signal Sr ′ can be supplied to an appropriate load that requires engine rotation speed information. In this embodiment, the rotation detection signal Sr ′ is supplied to the tachometer 5.

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。   Referring to FIG. 2, an example of a more specific configuration of each part of the configuration shown in FIG. 1 is shown. The magnetic AC generator 1 has three-phase power generation coils Au, Av, and Aw on its stator, and voltages Vu, Vv, and Vw generated in these power generation coils are input to the rectifier 201. In the rectifier 201 shown in FIG. 2, the upper side of the bridge is configured by thyristors Su, Sv, and Sw, and the lower side of the bridge is configured by diodes Du, Dv, and Dw connected in series to the thyristors Su, Sv, and Sw, respectively. It consists of a full-bridge rectifier circuit.

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。   In the illustrated rectifier 201, the connection points of the anodes of the thyristors Su, Sv, and Sw and the cathodes of the diodes Du, Dv, and Dw are connected to the AC input terminals 2u, 2v, and 2w, respectively, and the thyristors Su, Sv, and Sw The common connection point of the cathode and the common connection point of the anodes of the diodes Du, Dv, and Dw are connected to the positive output terminal 2a and the negative output terminal 2b, respectively. The gates of the thyristors Su, Sv, and Sw of the rectifier 201 are connected to gate signal output terminals 202 u, 202 v, and 202 w provided in the battery charge control circuit 202.

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。   The battery charge control circuit 202 detects the voltage across the battery 3 (battery voltage), and simultaneously applies a gate signal to the thyristors Su, Sv and Sw when the detected battery voltage falls below the lower limit value of the setting range. The supply of the gate signal to the thyristors Su, Sv and Sw is stopped when the detected battery voltage exceeds the upper limit of the setting range.

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。   When the battery voltage falls below the lower limit of the set voltage range and a gate signal is applied from the battery charge control circuit to the thyristors Su, Sv and Sw, a forward voltage is applied between the anode and cathode of the thyristors Su to Sw. The thyristor is turned on, and charging current is supplied from the generator 1 to the battery 3 through the rectifier 201. Further, when the supply of the gate signal from the battery charge control circuit 202 to the thyristors Su to Sw is stopped when the battery voltage exceeds the set upper limit of the voltage range, the thyristors Su to Sw have their anode potentials at the cathodes. On the other hand, when it becomes a negative potential and the anode current becomes less than the holding current, it is turned off and the supply of the charging current to the battery is stopped. With these operations, the battery voltage is kept within the set range.

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。   The pulse signal generation circuit 203 receives a one-phase AC voltage among the three-phase AC voltages output from the generator 1 as a half wave with one of the positive and negative half waves of the AC voltage as a detection target. Each time it is detected that the half-wave voltage to be detected has reached a set detection value, a pulse signal is generated. The pulse signal generation circuit 203 used in the present embodiment sets the half-wave voltage as a detection value in which the positive half-wave of the U-phase AC voltage Vu output from the generator 1 is a detection target. It is configured to generate a pulse signal when reached.

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。   The illustrated pulse signal generation circuit 203 includes an NPN transistor Tr1 whose emitter is grounded and a collector connected to the output terminal of the power supply circuit 206 through a resistor R1, a resistor R2 connected between the base and emitter of the transistor Tr1, and a transistor The first Zener diode ZD1 whose anode is connected to the base of Tr1 through the resistor R3, the second Zener diode ZD2 connected between the cathode of the Zener diode ZD1 and the ground, and one end of the cathode of the first Zener diode ZD1 Is connected to the U-phase input terminal 2u and the resistor R5 is connected to the collector of the transistor Tr1, and the collector voltage of the transistor Tr1 is detected through the resistor R5. Microprocessors constituting the signal generator 205 Is input to the input port IN1 of the processor.

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。   The U-phase AC voltage Vu output from the generator 1 is input to the illustrated pulse signal generation circuit 203, and when the positive half-wave voltage (FIG. 4A) of the AC voltage Vu reaches the detection value. The Zener voltage of the Zener diode ZD1 is set so that the Zener diode ZD1 becomes conductive. Therefore, when the positive half-wave voltage of the U-phase AC voltage Vu is less than the detection value, no base current is supplied to the transistor Tr1, so that the transistor Tr1 is in an off state and the collector potential is at a high level (5 V). It is in the state of. When the positive half-wave voltage of the U-phase AC voltage Vu reaches the detection value, the Zener diode ZD1 is turned on, so that a base current is applied to the transistor Tr1 and the transistor is turned on. It drops from 5V to almost 0V. Therefore, as shown in FIG. 4B, the collector of the transistor Tr1 maintains a high level during the period when the positive half-wave voltage of the AC voltage Vu is less than the detected value and during the negative half-wave period of the AC voltage Vu. Thus, a signal maintaining approximately 0 V is obtained during the period when the positive half-wave voltage of the AC voltage Vu is equal to or higher than the detection value.

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。   A change in the collector potential of the transistor Tr1 is input to the input port IN1 of the microcomputer MC through the resistor R5. A voltage signal input to the input port IN1 of the microcomputer MC is assumed to be Vin1. As shown in FIG. 3, the microcomputer MC recognizes the fall of the voltage signal Vin1 from the high level to the 0 level as a pulse signal, and each time the pulse signal is recognized, the pulse signal generation circuit 203 The pulse interval average value calculating means 205A for calculating the average value of the time interval between the output pulse signals and the output voltage of the generator detected by the output voltage detection circuit 204 are compared with the reference value, and the detected output An output voltage determination means 205B for prohibiting the output of the rotation detection signal when the voltage is equal to or lower than the reference value and allowing the output of the rotation detection signal when the detected output voltage exceeds the reference value; When the voltage determination means 205B permits the output of the rotation detection signal (when the output voltage of the generator exceeds the reference value), the pulse interval average value calculation means 205A It is programmed to configure a rotation detection signal generating means 205C for generating a rotation detection signal of the pulse waveform in the operation time interval in proportion to the pulse frequency than.

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。   The pulse interval average value calculation means 205A stores, for example, the time (pulse signal generation interval) from the time when the previous pulse signal is generated to the time when the current pulse signal is generated every time each pulse signal is generated. The average value (moving average value of the pulse signal generation intervals) of the most recent n stored pulse signals (n is an integer of 3 or more) is calculated. The rotation detection signal generation means 205C outputs a pulse waveform signal repeatedly generated at a time interval proportional to the calculated average value (including a time interval equal to the calculated average value) from the output port OUT1 as a rotation detection signal. .

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。   FIG. 5 shows an example of processing performed in the process in which the microcomputer MC calculates the average value of the pulse signal generation intervals and outputs the rotation detection signal. Each time the microcomputer detects the fall of the voltage signal Vin1 (FIG. 5A) input to the input port IN1 at times txa, txb,... (Each time it recognizes that a pulse signal has occurred) As shown in FIG. 5 (B), the time from the previous pulse signal generation time to the current pulse signal generation time is calculated as pulse signal generation intervals t1, t2, t3,. By storing the generation interval, integrating (adding) time interval data t1, t2,... Tn between the latest n pulse signals, and dividing the integrated value by the number of integrated data. The average value of the time intervals between the pulse signals is calculated and stored. The pulse interval average value calculation means 205A is configured by these processes.

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。   In the example shown in FIG. 5, every time each pulse signal is generated, as shown in FIGS. 5C and 5D, the time interval between the four latest pulse signals (pulse signal generation interval). And the integrated value is divided by 4 to calculate the average value of the time intervals between the pulse signals. For example, at time txe, as shown in FIG. 5C, by dividing the integrated value t1 + t2 + t3 + t4 of the data t1, t2,. An average value Te of the pulse signal generation intervals generated during the period txe is calculated, and at time txf, as shown in FIG. 5D, the integrated value of the pulse signal generation interval data t2, t3,. By dividing t2 + t3 + t4 + t5 by the number of data 4, the average value Tf of the generation intervals of the pulse signals generated during the period from time txb to txf is calculated. Similarly, at times txa to txd, average values Txa to Txd of the generation intervals of the latest n pulse signals are calculated. These average values are inversely proportional to the rotational speed of the engine.

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。   In the example shown in FIG. 2, the output voltage detection circuit 204 includes diodes D11 to D13 having anodes connected to the AC input terminals 2u to 2w through resistors R11 to R13 and cathodes connected in common, and diodes D11 to D13. A voltage dividing circuit composed of a series circuit of resistors R14 and R15 connected between the common connection point of the cathode and the ground, a diode D14 having an anode connected to the voltage dividing point of the voltage dividing circuit, and a cathode and a ground of the diode D14 The capacitor C1 is connected between the capacitor C1 and the Zener diode ZD3 connected in parallel with both ends of the capacitor C1 facing the ground side. The voltage at both ends of the capacitor C1 is input to the input port IN2 of the microcomputer. Yes. A voltage input to the input port IN2 of the microcomputer is Vin2.

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。   The illustrated output voltage detection circuit 204 outputs a voltage proportional to the average value Vav of the three-phase AC output voltages of the generator 1 to both ends of the capacitor C1. In the illustrated output voltage detection circuit 204, the average value of the output voltage of the generator 1 is set so that it can be determined whether or not the average value of the AC output voltage of the generator 1 has reached the reference value. The voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit composed of the series circuit of the resistors R14 and R15 and the Zener voltage of the Zener diode ZD3 are set so that the Zener diode ZD3 is not conducted until the reference value is exceeded. The Zener diode ZD3 is provided to prevent an excessive voltage from being input to the input port IN2 of the microcomputer when the output voltage of the generator 1 rises.

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。   In the present embodiment, when the output voltage waveform of the generator 1 exhibits a waveform in which a plurality of peaks and at least one valley appear in each half wave, as shown in FIGS. In order to prevent a rotation detection signal from being generated a plurality of times during each half-wave period of the generator output voltage and erroneously detecting the rotation speed, an output voltage detection circuit 204 and an output voltage determination unit 205B are provided and output. The rotation detection signal is output from the rotation detection signal generating means 205C only when the output voltage of the generator detected by the voltage detection circuit exceeds the set reference value.

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。   As shown in FIG. 4C, the output voltage determination unit 205B compares the generator output voltage average value Vav detected from the voltage signal Vin2 input from the output voltage detection circuit 204 with a reference value, While the average value Vav of the output voltage is below the reference value, the output of the rotation detection signal is prohibited as shown in FIG. 4D, and the average value of the output voltage exceeds the reference value at time ty. Sometimes output of rotation detection signal is permitted.

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。   The rotation detection signal generation unit 205C sets the potential of the output port OUT1 to a high level at the timing of generating the rotation detection signal when the output voltage determination unit 205B permits the output of the rotation detection signal and averages the pulse intervals. The time k * Tav (k is a proportional constant determined by the number of rotation detection signals generated per engine revolution) proportional to the average value Tav of the latest pulse generation intervals calculated by the value calculation means 205A is generated. The interval Tint is calculated, and a timer in the microcomputer is started to measure the calculated generation interval Tint.

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。   The rotation detection signal generation means 205C also calculates the pulse width Tw = α * Tint / 100 of the rotation detection signal by multiplying the calculated generation interval Tint (= k * Tav) by a predetermined duty ratio α (%). The timer is then started to measure this pulse width Tw. When the timer completes the measurement of the pulse width, the potential of the output port OUT1 is lowered from 5V to 0V to make the rotation detection signal 0 level, and then the generation interval Tint at which the timer is set is completed. Further, the potential of the output port OUT1 of the microcomputer is set to a high level. As a result, as shown in FIG. 5E, a rotation detection signal Sr having a pulse waveform that repeatedly occurs at the set duty ratio α is generated.

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。   The number of rotation detection signals generated during one revolution of the engine can be appropriately set according to the load (in this embodiment, a tachometer) that supplies the rotation detection signal. For example, when the generator 1 is configured with 12 poles and the generator is driven via a pulley or the like by the engine, when the generator 1 rotates twice while the engine rotates once, the pulse signal generation circuit 203 generates 6 pulse signals during one revolution of the generator, and 12 pulse signals during one revolution of the engine. In this case, for example, if the tachometer is configured to display one rotation when receiving twelve pulses, a pulse signal is generated while the generator 1 makes one rotation with the proportionality constant k = 1. By configuring the rotation detection signal generating means so as to generate a pulse signal having the same frequency as the pulse signal output from the circuit 203 as the rotation detection signal, the engine speed can be displayed on the tachometer.

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。   The duty ratio α of the rotation detection signal is set to an appropriate value according to the request on the tachometer side. In the example shown in FIG. 5, the duty ratio α is set to 50%.

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。   In the above embodiment, the output voltage detection circuit 204 and the output voltage determination unit 205B are omitted so that the rotation detection signal generation means 205C generates the rotation detection signal even when the output voltage of the generator is equal to or lower than the reference value. If it is configured, as shown in the left half of FIG. 7 (A), a waveform having two peaks Vu1 and Vu2 and one valley formed between the peaks. When the generator 1 outputs the AC voltage Vu, the pulse signal generation circuit 203 performs the detection operation when the two peaks of the half wave of the output voltage Vu reach the detection values at times tx1 and tx2, respectively. Since the voltage Vin1 input to the input port IN1 of the microcomputer falls twice during the half wave period of the output voltage Vu, the microcomputer outputs as shown in the left half of FIG. Half-wave period of voltage It recognizes the two pulse signal at the time tx1 and tx2 to. Therefore, the rotational speed detected by the pulse signal recognized by the microcomputer becomes higher than the actual rotational speed, and the actual rotational speed is reflected as shown in the left half of FIG. The rotation detection signal Sr is generated at an interval smaller than the generation interval, and the engine rotation speed is detected to be higher than the actual rotation speed.

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。   As the rotational speed of the generator 1 increases, the output voltage Vu increases as shown in the right half of FIG. 7, and the voltage Vu is at a timing before the timing at which the peak portion Vu1 of the output voltage Vu is generated. Reaches the detection value and the valley does not fall below the detection value, the pulse signal is recognized only once in each half wave of the output voltage Vu, so that the rotation detection signal Sr is normal. To occur.

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。   On the other hand, when the rotation detection signal is generated only when the output voltage of the generator 1 exceeds the set reference value as in this embodiment, the reference value is set to an appropriate value. As shown in FIG. 6, the microcomputer causes the voltage signal Vin1 to fall only once in each half wave of the output voltage Vu as in the period after time ty in FIG. Since only the rotation detection signal Sr in which the engine speed is accurately reflected in the generation interval is generated, it is possible to prevent a situation in which the engine speed is erroneously detected. be able to.

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。   Normally, the generator output voltage is set to exceed the battery voltage at the normal rotation speed. Therefore, in order to minimize the range in which the rotation detection signal is not output, the reference value is the lower limit of the battery voltage setting range. Set it below the value. In addition, when the generator is configured such that a plurality of peaks and at least one valley appear in each half-wave waveform of the output voltage, the above reference value is set to the lower limit value of the battery voltage setting range. The output voltage detection circuit 204 is below when the trough appearing in the output voltage waveform does not fall below the detection value after the half-wave voltage of the generator output voltage Vu once exceeds the detection value. Is set to a value equal to or higher than the voltage value detected by.

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。   In the above example, the output voltage detection circuit 204 detects the average value of the three-phase AC voltage output from the generator 1, but the average value of the AC voltage of one of the three phases is determined. The output voltage detection circuit 204 may be configured to detect.

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。   In the above embodiment, the magnet type AC generator 1 is configured to output a three-phase AC voltage, but the number of phases of the magnet type AC generator is arbitrary.

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。   In the above embodiment, every time the pulse signal generation circuit generates a pulse signal, the average value of the time intervals between the latest n (n is an integer of 3 or more) pulse signals generated by the pulse signal generation circuit. The rotation detection signal generator 205 is configured to generate a rotation detection signal at a time interval proportional to the calculated average value, but the timing at which each pulse signal is generated without calculating the average value. The rotation detection signal generation unit 205 may be configured to generate the rotation detection signal at a time interval proportional to the time difference between the first pulse signal and the timing at which the previous pulse signal is generated.

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。   In the above embodiment, when the battery voltage becomes less than the lower limit value of the setting range, the trigger signal is simultaneously supplied to all the thyristors of the control rectifier circuit constituting the rectifier 201, and the battery voltage exceeds the upper limit value of the setting range. The battery charge control circuit 202 is configured to keep the battery voltage within a set range by stopping the supply of the trigger signal to all thyristors of the control rectifier circuit sometimes, but the conduction angle of the thyristor of the rectifier circuit is controlled. Thus, the battery charge control circuit 202 may be configured to keep the battery voltage within a set range.

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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet type AC generator 2 Battery charger 201 Rectifier 202 Battery charge control circuit 203 Pulse signal generation circuit 204 Output voltage detection circuit 205 Rotation detection signal generation part 205A Pulse interval average value calculation means 205B Output voltage determination means 205C Rotation detection signal generation Means 206 Power supply circuit 207 Rotation detection signal output circuit 3 Battery 5 Tachometer

Claims (6)

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、
を備えていることを特徴とするバッテリ充電装置。
A battery comprising: a rectifier that rectifies the output of a magnet type AC generator driven by an engine and supplies the rectifier to a battery; and a battery charge control circuit that controls the rectifier so as to keep the voltage across the battery within a set range. A charging device,
Every time it detects that the half-wave voltage to be detected reaches a set detection value as a half-wave to be detected as one of positive and negative half-waves of the AC voltage output by the generator A pulse signal generation circuit for generating a pulse signal;
An output voltage detection circuit for detecting an output voltage of the generator;
Output voltage determination means for determining whether or not the output voltage detected by the output voltage detection circuit exceeds a reference value;
The engine speed obtained from the pulse signal generated by the pulse signal generation circuit when the output voltage detection means determines that the output voltage detected by the output voltage detection circuit exceeds a reference value. Rotation detection signal generating means for generating a rotation detection signal including the information of
A battery charging device comprising:
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。   The rotation detection signal generating means generates a time interval between the most recent n (n is an integer of 3 or more) pulse signals generated by the pulse signal generating circuit each time the pulse signal generating circuit generates a pulse signal. The battery charging device according to claim 1, wherein the rotation detection signal is generated at a time interval proportional to the calculated average value. 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。
The magnet type AC generator is configured to output a polyphase AC voltage,
The pulse signal generation circuit is configured to detect one half wave of positive and negative half waves of any one-phase AC voltage output from the generator as a detection target. Battery charger.
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。
The magnet type AC generator is configured to output a polyphase AC voltage,
4. The battery charger according to claim 1, wherein the output voltage detection circuit is configured to detect an average value of half waves of output voltages of all phases of the generator.
前記基準値は、前記バッテリの両端の電圧の設定範囲の下限値未満に設定されている請求項1,2,3又は4に記載のバッテリ充電装置。   The battery charging device according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the reference value is set to be less than a lower limit value of a voltage setting range at both ends of the battery. 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、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されていることを特徴とする請求項1,2,3又は4に記載のバッテリ充電装置。   When the generator is configured such that a plurality of peaks and at least one valley appear in each half-wave waveform of the output voltage, the reference value is a setting range of the battery voltage. Output voltage when the trough appearing in the output voltage waveform does not fall below the detected value after the voltage of each half wave of the output voltage of the generator exceeds the detected value once. 5. The battery charging device according to claim 1, wherein the battery charging device is set to a value equal to or greater than a voltage value of an output voltage of the generator detected by the detection circuit.
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