JPWO2009136487A1 - 発電制御装置および輸送機器 - Google Patents

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Abstract

マイクロコンピュータは、マグネトウジェネレータから出力される交流電圧の半波波形の立ち上がり開始時点を検出することによりマグネトウジェネレータの回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて位相角制御による三相混合ブリッジ回路の最大出力電流値を取得する。また、マイクロコンピュータは、目標出力電流値が位相角制御による三相混合ブリッジ回路の最大出力電流値以下である場合に、三相混合ブリッジ回路の出力電流値が目標出力電流値に等しくなるようにサイリスタの位相角制御を行う。さらに、マイクロコンピュータは、目標出力電流値が位相角制御による三相混合ブリッジ回路の最大出力電流値よりも大きい場合に、三相混合ブリッジ回路の出力電流値が最大になるようにサイリスタをオン状態に保つ。

Description

本発明は、発電機の出力電流を制御する発電制御装置およびそれを備えた輸送機器に関する。
自動車等の車両に用いられる発電システムは、交流発電機およびレギュレータを有する（例えば特許文献１参照）。交流発電機は、エンジンにより駆動され、交流電流を発生する。レギュレータは、交流発電機により発生された交流電流を直流電流に変換して出力する。発電システムの出力電流は、ランプ等の電気負荷およびバッテリに供給される。それにより、電気負荷で電力が消費されるとともに、バッテリが充電される。
上記の発電システムでは、負荷電流の値またはバッテリの充放電の状態に応じて出力電流の値を変化させることができない。
一方、特許文献２に記載された車両用の発電制御装置では、三相交流発電機の界磁巻線の界磁電流を制御することにより出力電流を制御することができる。
特開平６−８６４７６号公報 特開２００２−１２５３２９号公報
一般に、自動二輪車のエンジンにより駆動される発電システムでは、磁石式三相交流発電機であるフライホイールマグネトウジェネレータが用いられる。フライホイールマグネトウジェネレータには、永久磁石が用いられる。そのため、界磁電流を制御することにより出力電流を制御することはできない。
本発明の目的は、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を適切でかつ十分な値に制御することが可能な発電制御装置およびそれを備えた輸送機器を提供することである。
（１）本発明の一局面に従う発電制御装置は、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置であって、交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、整流回路を制御する制御部とを備え、制御部は、目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、整流回路の出力電流値が目標出力電流値に等しくなるように整流回路の位相角制御を行い、目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合に、整流回路の位相角制御を行わずに整流回路を最大の電流値が出力される状態に制御するものである。
その発電制御装置においては、エンジンにより交流発電機が駆動されることにより、交流発電機から交流電流が出力され、整流回路により交流電流が直流電流に変換される。
目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合には、整流回路の出力電流値が目標出力電流値に等しくなるように制御部により整流回路の位相角制御が行われる。それにより、整流回路から目標出力電流値に等しい値の電流が出力される。したがって、負荷に適切な値の電流を供給することができる。
目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合には、制御部により整流回路の位相角制御が行われずに整流回路が最大の電流値を出力する状態に制御される。それにより、位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい値の電流が出力される。したがって、負荷に十分な値の電流を供給することができる。
さらに、目標出力電流値を任意に変更することにより、負荷に供給される出力電流の値を任意に変更することができる。
（２）制御部は、交流発電機の回転速度に基づいて位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値を決定してもよい。
位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値は、交流発電機の回転速度に依存して変化する。この場合、位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値が交流発電機の回転速度に基づいて決定されるので、整流回路の位相角制御が行われるべきか否かを適切に判定することができる。
（３）制御部は、交流発電機から出力される交流電圧に基づいて交流発電機の回転速度を検出してもよい。
この場合、交流発電機の回転速度を検出するために交流発電機から出力される交流電圧が用いられるので、新たな部品を追加する必要がない。そのため、部品点数の増加による製造コストの上昇を回避することができる。
（４）制御部は、交流発電機から出力される交流電圧の各半波波形の立ち上がり開始時点に基づいて交流電圧の周期を算出し、算出された周期から交流発電機の回転速度を算出してもよい。
この場合、交流発電機から出力される交流電圧の各半波波形の立ち上がり開始時点を検出することにより交流発電機の回転速度を容易かつ正確に算出することができる。
（５）制御部は、交流発電機から出力される交流電圧が予め定められたしきい値に達した時点を各半波波形の立ち上がり開始時点と判定してもよい。
この場合、ノイズにより各半波波形の立ち上がり開始時点の判定誤差が生じることが防止される。したがって、交流発電機の回転速度を正確に算出することができる。
（６）制御部は、目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、交流発電機から出力される交流電圧の各半波波形の立ち上がり開始時点で位相角制御における位相角の算出を開始してもよい。
この場合、位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値を十分に確保することができる。
（７）交流発電機は、永久磁石を有する磁石式交流発電機であってもよい。この場合においても、負荷に十分でかつ適切な電流を供給することが可能となる。
（８）整流回路は、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路を含み、制御部は、目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、整流回路の出力電流値が目標出力電流値に等しくなるように複数のスイッチング素子の位相角制御を行い、目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合に、複数のスイッチング素子をオン状態に保ってもよい。
この場合、複数のスイッチング素子の位相角制御により整流回路の出力電流値が制御される。また、複数のスイッチング素子がオン状態に保たれることにより整流回路から最大の電流が出力される。
（９）本発明の他の局面に従う輸送機器は、本体部と、本体部に設けられるエンジンと、エンジンの回転により本体部を移動させる駆動部と、エンジンの回転により駆動される交流発電機と、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置とを備え、発電制御装置は、交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、整流回路を制御する制御部とを備え、制御部は、目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、整流回路の出力電流値が目標出力電流値に等しくなるように整流回路の位相角制御を行い、目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合に、整流回路の位相角制御を行わずに整流回路を最大の電流値が出力される状態に制御するものである。
その輸送機器においては、エンジンの回転により駆動部が本体部を移動させる。この場合、発電制御装置においては、エンジンにより交流発電機が駆動されることにより、交流発電機から交流電流が出力され、整流回路により交流電流が直流電流に変換される。
目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合には、整流回路の出力電流値が目標出力電流値に等しくなるように制御部により整流回路の位相角制御が行われる。それにより、整流回路から目標出力電流値に等しい値の電流が出力される。したがって、負荷に適切な値の電流を供給することができる。
目標出力電流値が位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合には、制御部により整流回路の位相角制御が行われずに整流回路が最大の電流値を出力する状態に制御される。それにより、位相角制御により整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい値の電流が出力される。したがって、負荷に十分な値の電流を供給することができる。
さらに、目標出力電流値を任意に変更することにより、負荷に供給される出力電流の値を任意に変更することができる。
本発明によれば、エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を適切でかつ十分な値に制御することが可能となる。
図１は本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の側面図である。 図２は本発明の一実施の形態に係る発電制御装置を備えた自動二輪車の電気系統の構成を示すブロック図である。 図３は三相混合ブリッジ回路の１つのノードの電圧を示す波形図である。 図４はサイリスタの位相角制御が行われる場合のトリガー信号、三相混合ブリッジ回路の１相分の電圧および１相分の電流の波形図である。 図５はサイリスタの位相角制御が行われない場合のトリガー信号、三相混合ブリッジ回路の１相分の電圧および１相分の電流の波形図である。 図６はマグネトウジェネレータの回転速度と三相混合ブリッジ回路からの出力電流との関係を示す図である。 図７はマイクロコンピュータのＣＰＵによる発電制御装置の出力電流制御処理を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、本発明に係る発電制御装置を輸送機器の一例としてスクータ型の自動二輪車に適用した場合について説明する。
（１）実施の形態
（１−１）発電制御装置および自動二輪車の構成
図１は本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の側面図である。図２は本発明の一実施の形態に係る発電制御装置を備えた自動二輪車の電気系統の構成を示すブロック図である。
図１に示す自動二輪車１００においては、本体フレーム３１の前端にヘッドパイプ３２が設けられる。ヘッドパイプ３２の上端にはハンドル３３が設けられる。ヘッドパイプ３２の下端にフロントフォーク３４が取り付けられる。この状態で、フロントフォーク３４は、ヘッドパイプ３２の軸心を中心として所定の角度範囲内で回転可能となっている。フロントフォーク３４の下端に前輪３５が回転可能に支持される。
本体フレーム３１の中央部には、エンジン３０が設けられる。エンジン３０には、フライホイールマグネトウジェネレータ（以下、マグネトウジェネレータと略記する）１が取り付けられ、マグネトウジェネレータ１の近傍に発電制御装置２が設けられる。バッテリ３は、本体シート３６の下部またはサイドカバー内に設けられる。
エンジン３０の後方に延びるように、本体フレーム３１にリアアーム３７が接続される。リアアーム３７は、後輪３８および後輪ドリブンスプロケット３９を回転可能に保持する。後輪ドリブンスプロケット３９には、チェーン４０が取り付けられる。
また、ヘッドパイプ３２の前方にヘッドライト４ａが取り付けられ、本体シート３６の後方にテールライト４ｂが取り付けられる。
図２の電気系統は、マグネトウジェネレータ１、発電制御装置２、バッテリ３および電気負荷４を含む。電気負荷４は、例えば、図１のヘッドライト４ａ、テールライト４ｂ、ブレーキランプ、およびウインカー等を含む。
マグネトウジェネレータ１は、磁石式三相交流発電機であり、ロータおよびステータを有する。ロータには永久磁石が取り付けられ、ステータにはステータコイル１ａ，１ｂ，１ｃが設けられている。マグネトウジェネレータ１は、エンジン３０（図１）のクランク軸とともにロータが回転することにより、ステータコイル１ａ〜１ｃで発電を行い、交流電流を発生する。
発電制御装置２は、マイクロコンピュータ５、分圧回路６および三相混合ブリッジ回路７を含む。
マグネトウジェネレータ１のステータコイル１ａ，１ｂ，１ｃはノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃに接続される。三相混合ブリッジ回路７は、３個のダイオード７ａおよび３個のサイリスタ７ｂにより構成される。３個のダイオード７ａは負側電源ラインＬ２とノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃとの間にそれぞれ接続され、３個のサイリスタ７ｂは正側電源ラインＬ１とノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃとの間にそれぞれ接続される。三相混合ブリッジ回路７は、マグネトウジェネレータ１により発生された交流電流を直流電流に変換する。分圧回路６は、ノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃの交流電圧をそれぞれ分圧し、分圧された電圧をマイクロコンピュータ５に出力する。
マイクロコンピュータ５は、Ｉ／Ｏ（入出力）ポート５１、ＣＰＵ（中央演算処理装置）５２、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器５３およびメモリ５４を含む。Ａ／Ｄ変換器５３は、分圧回路６の出力電圧をデジタルの電圧値に変換する。メモリ５４は、例えば不揮発性メモリからなり、後述する制御プログラム、および目標出力電流値等を記憶する。
ＣＰＵ５２は、Ａ／Ｄ変換器５３により得られた電圧値に基づいてエンジン１０の回転速度およびその変動を検出する。また、ＣＰＵ５２は、メモリ５４に記憶される制御プログラムに従って後述する出力電流制御処理を実行し、Ｉ／Ｏポート５１を介してサイリスタ７ｂのゲートにトリガー信号ＴＲを与えることによりサイリスタ７ｂの位相角制御を行う。トリガー信号ＴＲのタイミングが制御されることにより三相混合ブリッジ回路７から出力される電流が制御される。
正側電源ラインＬ１と負側電源ラインＬ２との間にはバッテリ３および電気負荷４が接続される。三相混合ブリッジ回路７から出力される電流は、バッテリ３および電気負荷４に供給される。それにより、バッテリ３が充電されるとともに、電気負荷４で電力が消費される。
（１−２）発電制御装置２の動作
次に、本実施の形態に係る発電制御装置２の動作について説明する。図３は三相混合ブリッジ回路７の１つのノードの電圧を示す波形図である。図３には、ノードＮａと負側電源ラインＬ２との間の電圧が示される。なお、三相混合ブリッジ回路７のノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃと負側電源ラインＬ２との間の電圧の位相は互いに１２０°ずれている。
図３に示すように、時点ｔ０から時点ｔ３までの期間にノードＮａに半波波形の電圧が現れる。半波波形の立ち上がり前の期間においても、ノイズによる電圧が現れる。そのため、電圧が０を超えた時点を半波波形の立ち上がり開始時点と判定すると、半波波形の立ち上がり開始時点を誤判定する可能性がある。
そこで、ノードＮａの電圧が予め定められたしきい値ＴＨに達した時点ｔ１を半波波形の立ち上がり開始時点と判定する。ここで、しきい値ＴＨは、ノイズの電圧値が達し得ない最低の電圧値に設定される。これにより、半波波形の立ち上がり開始時点を誤判定することが防止される。
マイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２は、１つの半波波形の立ち上がり時点ｔ１から次の半波波形の立ち上がり時点ｔ１までの時間を交流電圧の周期として検出する。さらに、ＣＰＵ５２は、検出された周期に基づいてマグネトウジェネレータ１のロータの回転速度を算出する。マグネトウジェネレータ１のロータはエンジン３０のクランク軸とともに回転するので、エンジン３０の回転速度はロータの回転速度に等しい。
図４はサイリスタ７ｂの位相角制御が行われる場合のトリガー信号ＴＲ、三相混合ブリッジ回路７の１相分の電圧および１相分の電流の波形図である。図５はサイリスタ７ｂの位相角制御が行われない場合のトリガー信号ＴＲ、三相混合ブリッジ回路７の１相分の電圧および１相分の電流の波形図である。
図４および図５には、１つのサイリスタ７ｂに与えられるトリガー信号ＴＲ、三相混合ブリッジ回路７の１つのノードＮａと負側電源ラインＬ２との間の電圧、および三相混合ブリッジ回路７の１つのノードＮａに流れる電流が示される。
なお、三相混合ブリッジ回路７のノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃと負側電源ラインＬ２との間の電圧の位相は互いに１２０°ずれている。また、三相混合ブリッジ回路７のノードＮａ，Ｎｂ，Ｎｃに流れる電流の位相は互いに１２０°ずれている。
図４に示すように、サイリスタ７ｂの位相角制御が行われる場合、マイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２は、交流電圧の半波波形の立ち上がり開始時点ｔ１を検出する。それにより、ＣＰＵ５２は、後述する目標出力電流値およびエンジン３０の回転速度に基づいてトリガー信号ＴＲを立ち上げるべきタイミングを算出する。その後、ＣＰＵ５２は、算出されたタイミングでトリガー信号ＴＲのパルスを立ち上げる。それにより、サイリスタ７ｂがオンし、ダイオード７ａおよびサイリスタ７ｂに電流が流れる。半波波形の立ち下がり終了時点ｔ３でサイリスタ７ｂがオフする。
この場合、トリガー信号ＴＲを立ち上げるべきタイミングを算出するために一定時間ＴＡを要する。したがって、ＣＰＵ５２は、実際の半波波形の立ち上がり開始時点ｔ０から一定時間ＴＡを経過した時点ｔ２よりも前にトリガー信号ＴＲを立ち上げることができない。ＣＰＵ５２は、時点ｔ２から半波波形の立ち下がり終了時点ｔ３までの期間において任意の時点でトリガー信号ＴＲを立ち上げることにより、ノードＮａに流れる電流を制御することができる。それにより、三相混合ブリッジ回路７からバッテリ３および電気負荷４に任意の値の電流を供給することができる。
図４に示すように、トリガー信号ＴＲが時点ｔ２で立ち上がる場合に、三相混合ブリッジ回路７から出力される電流が最大となる。サイリスタ７ｂの位相角制御が行われる場合において三相混合ブリッジ回路７から出力される電流の最大値を位相角制御による最大出力電流値と呼ぶ。
一方、図５に示すように、サイリスタ７ｂの位相角制御が行われない場合、マイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２は、トリガー信号ＴＲをハイレベルに維持する。この場合、サイリスタ７ｂは半波波形の立ち上がりの開始時点ｔ０から立ち下がり終了時点ｔ３までの期間オン状態を維持する。それにより、半波波形の期間、ダイオード７ａおよびサイリスタ７ｂに電流が流れる。半波波形の立ち下がり終了時点ｔ３でサイリスタ７ｂはオフする。
サイリスタ７ｂの位相角制御が行われない場合において三相混合ブリッジ回路７から出力される電流の値を発電制御装置２の最大出力電流値と呼ぶ。発電制御装置２の最大出力電流値は、位相角制御による最大出力電流値よりも大きい。
図６はマグネトウジェネレータ１の回転速度と三相混合ブリッジ回路７からの出力電流との関係を示す図である。図６において、実線Ａは発電制御装置２の最大出力電流値の変化を示し、点線Ｂは位相角制御による最大出力電流値の変化を示す。
図６に示すように、三相混合ブリッジ回路７からの出力電流は、マグネトウジェネレータ１の回転速度の増加に従って増加する。また、位相角制御による最大出力電流値は、発電制御装置２の最大出力電流値よりも小さい。特に、マグネトウジェネレータ１の回転速度が低い場合には、位相角制御による最大出力電流値が顕著に低下する。
本実施の形態では、目標出力電流値が位相角制御による最大出力電流値以下である場合には、目標出力電流値に従ってサイリスタ７ｂの位相角制御が行われる。一方、目標出力電流値が位相角制御による最大出力電流値よりも大きい場合には、サイリスタ７ｂの位相角制御が行われない。その場合、三相混合ブリッジ回路７からは発電制御装置２の最大出力電流値が得られる。
図７はマイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２による発電制御装置２の出力電流制御処理を示すフローチャートである。
以下の説明では、サイリスタ７ｂの位相角制御を行うことを位相角制御をオンすると称し、サイリスタ７ｂの位相角制御を行わないことを位相角制御をオフすると称する。
ここで、目標出力電流値は、メモリ５４に予め記憶されている。目標出力電流値は、例えば自動二輪車１００の状態に基づいて変更される。この場合、複数の目標出力電流値が自動二輪車１００の状態に対応して設定される。自動二輪車１００の状態とは、例えばエンジン３０のアイドリング状態、加速状態、減速状態および定速状態である。自動二輪車１００の状態はこれらの状態に限定されない。あるいは、目標出力電流値がバッテリ３の充電状態および放電状態に基づいて変更されてもよい。例えば、バッテリ３が十分に充電されていない場合、バッテリ３が劣化している場合、またはバッテリ３の電力残量が０の場合には、目標出力電流値が高い値に変更される。これらの目標出力電流値は、少なくとも電気負荷４で必要な電流値に設定される。バッテリ３が十分に充電されている場合には、目標出力電流値が低い値に変更される。
まず、マイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２は、メモリ５４から目標出力電流値を取得する（ステップＳ１）。
次に、マイクロコンピュータ５のＣＰＵ５２は、分圧回路６の出力電圧に基づいてマグネトウジェネレータ１の回転速度を検出する（ステップＳ２）。この場合、ＣＰＵ５２は、図３を用いて説明したように、１つの半波波形の立ち上がり開始時点ｔ１から次の半波波形の立ち上がり開始時点ｔ１までの時間を交流電圧の周期として検出し、検出された周期に基づいてマグネトウジェネレータ１のロータの回転速度を算出する。マグネトウジェネレータ１の回転速度はエンジン３０の回転速度に等しい。
さらに、ＣＰＵ５２は、検出されたマグネトウジェネレータ１の回転速度に基づいて位相角制御による最大出力電流値を取得する（ステップＳ３）。マグネトウジェネレータ１の回転速度と位相角制御による最大出力電流値との関係は、予めメモリ５４に記憶される。この場合、ＣＰＵ５２は、検出された回転速度に対応する最大出力電流値をメモリ５４から読み出す。あるいは、ＣＰＵ５２は、検出された回転速度を予め設定された計算式に代入することにより、位相角制御による最大出力電流値を取得してもよい。
次に、ＣＰＵ５２は、取得した目標出力電流値が位相角制御による最大出力電流値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。
目標出力電流値が位相角制御による最大出力電流値以下である場合には、ＣＰＵ５２は位相角制御をオンにする（ステップＳ５）。この場合、ＣＰＵ５２は、半波波形の立ち上がり開始時点ｔ１を検出すると、三相混合ブリッジ回路７からの出力電流の値が目標出力電流値に等しくなるようにトリガー信号ＴＲを立ち上げるタイミングを算出する。その後、ＣＰＵ５２は、各半波波形の期間内で、算出されたタイミングでトリガー信号ＴＲを立ち上げる。
例えば、マグネトウジェネレータ１の回転速度と位相角制御による最大出力電流値との関係が予めメモリ５４に記憶される。この場合、ＣＰＵ５２は、回転速度に基づいてメモリ５４から位相角制御による最大出力電流値を読み出し、目標出力電流値と最大出力電流値との比に基づいてトリガー信号ＴＲを立ち上げるタイミングを算出する。あるいは、マグネトウジェネレータ１の回転速度および目標出力電流値を予め設定された計算式に代入することによりトリガー信号ＴＲを立ち上げるタイミングを算出してもよい。
これにより、三相混合ブリッジ回路７からバッテリ３および電気負荷４に目標出力電流値に等しい値の電流が供給される。
ステップＳ４で目標出力電流値が位相角制御による最大出力電流値よりも大きい場合には、ＣＰＵ５２は位相角制御をオフにする（ステップＳ６）。この場合、ＣＰＵ５２は、トリガー信号ＴＲをハイレベルに維持する。あるいは、ＣＰＵ５２は、各半波波形の立ち上がり開始時点ｔ１でトリガー信号ＴＲを立ち上げる。それにより、三相混合ブリッジ回路７からバッテリ３および電気負荷４に発電制御装置２の最大出力電流値に等しい電流が供給される。
（１−３）発電制御装置２の効果
本実施の形態に係る発電制御装置２によれば、目標出力電流値が位相角制御による最大出力電流値以下である場合にはサイリスタ７ｂの位相角制御が行われる。それにより、三相混合ブリッジ回路７から目標出力電流値に等しい値の電流が出力される。したがって、バッテリ３および電気負荷４に目標出力電流値に等しい値の電流を供給することができる。
特に、エンジン３０の回転速度が高い場合には、三相混合ブリッジ回路７から大きな出力電流を得ることができる。この場合には、位相角制御により三相混合ブリッジ回路７からバッテリ３および電気負荷４に適切な値の電流を供給することによりエンジン３０の燃費を向上させることができるとともに、二酸化炭素の排出量を低減することができる。
また、目標出力電流値が位相角制御による最大出力電流値よりも大きい場合にはサイリスタ７ｂの位相角制御が行われない。それにより、三相混合ブリッジ回路７から発電制御装置２の最大出力電流値に等しい値の電流が出力される。したがって、バッテリ３および電気負荷４に目標出力電流値に等しいかまたは近い値の電流を供給することができる。
特に、エンジン３０の回転速度が低い場合には、位相角制御による最大出力電流値が著しく小さくなる。この場合、三相混合ブリッジ回路７から発電制御装置２の最大出力電流値に等しい値の電流が出力されるので、バッテリ３および電気負荷４に可能な限り目標出力電流値に近い十分な値の電流を供給することができる。
さらに、自動二輪車１００の状態またはバッテリ３の状態等に基づいて目標出力電流値を任意に変更することにより、電気負荷およびバッテリ３に供給される電流の値を任意に変更することができる。
また、マグネトウジェネレータ１の回転速度を検出するために、マグネトウジェネレータ１の出力電圧を用いているので、新たな部品を追加する必要がない。そのため、部品点数の増加による製造コストの上昇を回避することが可能となる。
（２）他の実施の形態
上記実施の形態では、交流発電機の一例としてフライホイールマグネトウジェネレータ１が用いられるが、これに限定されず、他のマグネトウジェネレータを用いてもよい。例えば、交流発電機として界磁巻線を有する交流発電機を用いてもよい。
また、上記実施の形態では、整流回路としてダイオード７ａおよびサイリスタ７ｂにより構成される三相混合ブリッジ回路７が用いられているが、これに限定されず、他の整流回路を用いてもよい。例えば、整流回路としては種々の半波整流回路および種々の全波整流回路を用いることができる。また、スイッチング素子としてサイリスタ７ｂの代わりにトランジスタを用いることもできる。
さらに、上記実施の形態では、制御部がマイクロコンピュータ５および制御プログラムにより構成されるが、これに限定されず、制御部を論理回路により構成してもよい。
また、三相混合ブリッジ回路７の出力電流値を検出する電流センサを設け、電流センサにより検出される電流値に基づいて三相混合ブリッジ回路７の出力電流値が目標出力電流値に等しくなるようにトリガー信号ＴＲを立ち上げるタイミングをフィードバック制御してもよい。
上記の実施の形態では、発電制御装置２を輸送機器の一例としてスクータ型の自動二輪車１００に適用しているが、これに限定されない。発電制御装置２をスクータ型以外の形式の自動二輪車（例えば、鞍乗型自動二輪車）に適用してもよい。
また、発電制御装置２は自動三輪車、自動四輪車、および船舶等の種々の輸送機器に適用することも可能である。
さらに、発電制御装置２はバッテリを有しない輸送機器に適用することも可能である。この場合には、負荷電流の値が大きく変動するため、上記の発電制御装置２を適用することは有効である。
（３）請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
上記実施の形態では、マグネトウジェネレータ１が交流発電機または磁石式交流発電機の例であり、三相混合ブリッジ回路７が整流回路またはブリッジ回路の例であり、マイクロコンピュータ５が制御部の例であり、サイリスタ７ｂがスイッチング素子の例である。
さらに、発電制御装置２および後輪３９を除く自動二輪車１００の部分が本体部の例であり、後輪３９が駆動部の例である。
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
本発明は、自動二輪車、自動三輪車、自動四輪車、または船舶等の種々の輸送機器における発電システムに広く適用することができる。

Claims (9)

  1. エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置であって、
    前記交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、
    前記整流回路を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記目標出力電流値が前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、前記整流回路の出力電流値が前記目標出力電流値に等しくなるように前記整流回路の位相角制御を行い、前記目標出力電流値が前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合に、前記整流回路の位相角制御を行わずに前記整流回路を最大の電流値が出力される状態に制御する、発電制御装置。
  2. 前記制御部は、前記交流発電機の回転速度に基づいて前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値を決定する、請求項１記載の発電制御装置。
  3. 前記制御部は、前記交流発電機から出力される交流電圧に基づいて前記交流発電機の回転速度を検出する、請求項２記載の発電制御装置。
  4. 前記制御部は、前記交流発電機から出力される交流電圧の各半波波形の立ち上がり開始時点に基づいて交流電圧の周期を算出し、算出された周期から前記交流発電機の回転速度を算出する、請求項３記載の発電制御装置。
  5. 前記制御部は、前記交流発電機から出力される交流電圧が予め定められたしきい値に達した時点を各半波波形の立ち上がり開始時点と判定する、請求項４記載の発電制御装置。
  6. 前記制御部は、前記目標出力電流値が前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、前記交流発電機から出力される交流電圧の各半波波形の立ち上がり開始時点で位相角制御における位相角の算出を開始する、請求項５記載の発電制御装置。
  7. 前記交流発電機は、永久磁石を有する磁石式交流発電機である、請求項１記載の発電制御装置。
  8. 前記整流回路は、複数のスイッチング素子を含むブリッジ回路を含み、
    前記制御部は、前記目標出力電流値が前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、前記整流回路の出力電流値が前記目標出力電流値に等しくなるように前記複数のスイッチング素子の位相角制御を行い、前記目標出力電流値が前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合に、前記複数のスイッチング素子をオン状態に保つ、請求項１記載の発電制御装置。
  9. 本体部と、
    前記本体部に設けられるエンジンと、
    前記エンジンの回転により前記本体部を移動させる駆動部と、
    前記エンジンの回転により駆動される交流発電機と、
    前記エンジンにより駆動される交流発電機の出力電流を制御する発電制御装置とを備え、
    前記発電制御装置は、
    前記交流発電機から出力される交流電流を直流電流に変換する整流回路と、
    前記整流回路を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記目標出力電流値が前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値以下である場合に、前記整流回路の出力電流値が前記目標出力電流値に等しくなるように前記整流回路の位相角制御を行い、前記目標出力電流値が前記位相角制御により前記整流回路から出力可能な最大の電流値よりも大きい場合に、前記整流回路の位相角制御を行わずに前記整流回路を最大の電流値が出力される状態に制御する、輸送機器。
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