WO2012029104A1 - 発電制御装置 - Google Patents

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Abstract

 複数台の発電機を同時に並列運転させる際に、それぞれの発電制御装置の界磁電流制御を同期させて、負荷バランスを均等にした発電制御装置を得る。 主発電機ACG1に接続された第1の発電制御装置と、従属発電機ACG2に接続された第2の発電制御装置とは、それぞれ、自身が属する各発電機の外部電圧を検知する外部センシング端子c1、c2と、各発電機の自身の発電電圧を検知する出力センシング端子と、各発電機の各フィールドコイルに対する界磁電流制御信号と同期した信号を出力する外部出力端子d1、d2とを備える。複数の発電機を同時に駆動させる際に、第1の発電制御装置の外部出力端子d1と、第2の発電制御装置の外部センシング端子c2とが接続される。

Description

発電制御装置

 この発明は、内燃機関により駆動される車両用発電機(以下、単に「発電機」という)の発電制御装置に関し、特に、1つの内燃機関に複数台の発電機を載置して同時に並列運転させた場合において、フィールドコイルに対して界磁電流制御を行う発電制御装置に関するものである。

 図7は従来の一般的な発電機制御装置を発電機ACGとともに示す構成図である。
 図7において、発電機ACGは、ステータコイル1と、内燃機関(図示せず)により回転駆動されるフィールドコイル2と、三相全波整流器3とにより構成されている。

 三相全波整流器3の出力端Aは、バッテリ5の正端子、電気負荷7および発電制御装置400に接続され、フィールドコイル2は、発電制御装置400に接続されている。

 発電制御装置400は、出力センシング端子aと、起動用端子bと、外部センシング端子cと、外部出力端子dと、接地用の端子eと、界磁電流制御用の端子fとを備えている。

 発電制御装置400において、出力センシング端子aは、発電機ACGの出力端Aおよびバッテリ5の正端子に接続され、起動用端子bは、キースイッチ6を介してバッテリ5の正端子に接続され、外部センシング端子cは、バッテリ5の正端子に直接接続され、端子fは、発電機ACGのフィールドコイル2に接続され、端子eは三相全波整流器3とともに接地されている。

 発電制御装置400は、フィールドコイル2に対する界磁電流を導通および遮断するために、出力センシング端子aと端子eとの間に挿入されたスイッチング用トランジスタ401および還流ダイオード402からなる直列回路を備えている。
 発電制御装置400の外部出力端子dからは、端子fからの界磁電流制御信号に同期した信号として、端子fの電位を抵抗403、404で分圧した電位が出力される。

 また、発電制御装置400は、スイッチング用トランジスタ401のゲート端子に接続されたNOR回路405と、NOR回路405の入力端子に接続された比較器406、407と、基準電源Vを分圧して比較器406への反転入力電圧(-)を生成する抵抗408、409と、外部センシング端子cの電圧を分圧して比較器406への非反転入力電圧(+)を生成する抵抗412、413と、基準電源Vを分圧して比較器407への反転入力電圧(-)を生成する抵抗410、411と、出力センシング端子aの電圧を分圧して比較器407への非反転入力電圧(+)を生成する抵抗414、415と、起動用端子bの電圧から基準電源Vを生成する抵抗416およびツェナーダイオード417とを備えている。

 次に、図7に示した従来の発電制御装置400による発電機ACGの界磁電流制御動作について説明する。
 まず、キースイッチ6をオン(閉成)して、発電制御装置400の起動用端子bとバッテリ5との間を導通させると、バッテリ5から、キースイッチ6および起動用端子bを介して、発電制御装置400内に電流が供給される。

 これにより、発電制御装置400内の抵抗416を経由して、ツェナーダイオード417に電流が供給され、発電制御装置400内の全体回路の電源となる一定電圧の基準電源Vが生成されて、発電制御装置400による制御動作が可能な状態となる。

 発電制御装置400が制御動作可能な状態となると、比較器406は、外部センシング端子cから入力されるバッテリ電圧を抵抗412、413で分圧した入力電圧(+)と、基準電源Vの電圧を抵抗408、409で分圧した基準電圧(-)とを比較する。
 比較器406は、入力電圧(+)が基準電圧(-)よりも低い場合には、Lo(ロー)電位を出力し、入力電圧(+)が基準電圧(-)以上の場合には、Hi(ハイ)電位を出力する。

 また、発電制御装置400は、外部センシング端子cに異常(断線など)が発生した場合のバックアップとして、比較器407を備えており、比較器407は、出力センシング端子aから入力される出力端Aの電圧を抵抗414、415で分圧した入力電圧(+)と、基準電源Vの電圧を抵抗410と抵抗411で分圧した基準電圧(-)とを比較する。
 比較器407は、入力電圧(+)が基準電圧(-)よりも低い場合には、Lo電位を出力し、入力電圧(+)が基準電圧(-)以上の場合には、Hi電位を出力する。

 以上のように、従来の発電制御装置400においては、1つのスイッチング用トランジスタ401のゲート端子に対し、外部センシング端子cに対する比較器406の出力電位と、出力センシング端子aに対する比較器407の出力電位とが用いられる。
 このとき、比較器407の基準電圧(-)に基づく発電電圧の目標電圧値を、比較器406の基準電圧(-)に基づく目標電圧値よりも高い値に設定しておき、比較器406、407の出力電位を、NOR回路405を介して適正に制御可能な構成としている。

 つまり、NOR回路405は、比較器406、407の両方の出力電位がLo電位の場合のみ、Hi電位を出力し、スイッチング用トランジスタ401をオンして、フィールドコイル2への界磁電流を通電する。
 一方、比較器406、407のどちらか一方の出力電位がHi電位になると、NOR回路405は、Lo電位を出力し、スイッチング用トランジスタ401をオフして、フィールドコイル2への界磁電流を遮断する。

 ただし、比較器407の目標電圧値は、比較器406の目標電圧値よりも高いので、外部センシング端子cに異常がない場合は、比較器407の出力電位は、常にLo電位となる。したがって、スイッチング用トランジスタ401への制御動作に影響を与えることはなく、スイッチング用トランジスタ401の制御動作は、比較器406の出力に依存した動作となる。

 内燃機関の始動直後において、バッテリ電圧が低い状態であった場合には、比較器406の入力電圧(+)は基準電圧(-)よりも低くなり、比較器406はLo電位を出力する。
 比較器406がLo電位を出力すると、NOR回路405の出力電位がHi電位となり、スイッチング用トランジスタ401のゲート端子に電圧が印加され、スイッチング用トランジスタ401のソース-ドレイン間は導通状態となる。

 これにより、バッテリ5から、出力センシング端子a、スイッチング用トランジスタ401および端子fを経由して、フィールドコイル2に界磁電流が通電され、フィールドコイル2の起磁力が増加する。また、このとき、外部出力端子dからは、Hi電位が出力される。

 この状態で、内燃機関の始動にともなって、発電機ACGの回転速度が増加していくと、ステータコイル1に発生する発電電圧も増加していく。
 ステータコイル1で発生した交流電圧は、三相全波整流器3で直流電圧に整流され、バッテリ5および電気負荷7に電流を供給する。

 発電機ACGの発電電圧の増加にともない、バッテリ電圧も増加することによって、比較器406の入力電圧(+)も増加する。
 その後、比較器406の入力電圧(+)が基準電圧(-)よりも高くなり、比較器406がHi電位を出力すると、NOR回路405の出力はLo電位となり、スイッチング用トランジスタ401のゲート端子に電圧が印加されなくなる。
 これにより、スイッチング用トランジスタ401のソース-ドレイン間が遮断状態となるので、フィールドコイル2への界磁電流の供給が遮断され、フィールドコイル2の起磁力が低下し、発電機ACGの発電電圧も低下していく。また、このときの外部出力端子dの電位は、Lo電位となる。

 このように、発電制御装置400は、フィールドコイル2に対し、界磁電流の通電動作と遮断動作とを繰り返す界磁電流制御を行い、発電機ACGの発電電圧を目標電圧値に調整すると同時に、外部出力端子dから界磁電流制御信号に同期した信号を外部に出力する。

 発電制御装置400において、万一、外部センシング端子cが断線するなどの異常が発生し、比較器406による界磁電流制御が不能となった場合には、比較器407が、出力センシング端子aから入力された発電機ACGの出力電圧に対して、前述の比較器406の動作と同じように界磁電流制御を行い、発電機ACGの発電電圧を目標電圧値に調整する。

 次に、図7内の発電制御装置400を搭載した発電機を2台用いて、2台の発電機を同時に並列運転する場合について説明する。
 図8は従来の発電機(発電制御装置を含む)の接続状態を図式的に示すブロック構成図であり、2台の発電機(主発電機ACG1、従属発電機ACG2)を同時に並列運転する場合の接続関係を各端子のみで示している。

 図8においては、簡略的に、主発電機ACG1および従属発電機ACG2の各出力端A1、A2と、主発電機ACG1および従属発電機ACG2の各発電制御装置400(図7参照)の起動用端子b1、b2、外部センシング端子c1、c2および外部出力端子d1、d2と、が示されている。

 主発電機ACG1および従属発電機ACG2の外部センシング端子c1、c2はバッテリ5に接続されている。
 また、主発電機ACG1および従属発電機ACG2の各発電制御装置400は、キースイッチ6に連動して起動用端子b1、b2からの電流供給によって、制御動作が可能な状態となる。

 前述のように、主発電機ACG1および従属発電機ACG2の各発電制御装置400は、それぞれの外部センシング端子c1、c2、または、出力センシング端子a1、a2からの入力電圧を、各比較器406(図7参照)の基準電圧に基づく発電電圧の目標電圧値と比較して、フィールドコイル2への界磁電流制御を行う。

 このとき、主発電機ACG1および従属発電機ACG2の各発電制御装置400の目標電圧値には、製造時のばらつきが存在するので、目標電圧値が低い発電制御装置を有する発電機の方が、先にフィールドコイル2への界磁電流を遮断し始め、目標電圧値が高い発電制御装置を有する発電機は、フィールドコイル2への界磁電流の通電時間が長くなる。

 従来の発電制御装置は、2台の発電機を同時に並列運転する場合に、製造時のばらつきに起因して、目標電圧値が低い発電制御装置を有する発電機の方が、先にフィールドコイルへの界磁電流を遮断し始め、目標電圧値が高い発電制御装置を有する発電機は、フィールドコイルへの界磁電流の通電時間が長くなるので、目標電圧値の高い発電機および発電制御装置への負荷が大きくなり、寿命差が生じてしまうという課題があった。

 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、複数台の発電機を同時に並列運転させる際に、それぞれの発電制御装置の界磁電流制御を同期させて、負荷バランスを均等にした発電制御装置を得ることを目的とする。

 この発明に係る発電制御装置は、1つの内燃機関に搭載された主発電機および従属発電機を含む複数の発電機を、内燃機関により同時に駆動する際に、安定した均等な動作を得るための発電制御装置であり、主発電機に接続された第1の発電制御装置と、従属発電機に接続された第2の発電制御装置と、からなる。第1および第2の発電制御装置は、それぞれ、自身が属する各発電機の外部電圧を検知する外部センシング端子と、各発電機の自身の発電電圧を検知する出力センシング端子と、各発電機の各フィールドコイルに対する界磁電流制御信号と同期した信号を出力する外部出力端子と、を備え、各フィールドコイルに対する界磁電流を断続的に通電する界磁電流制御を行うことにより、各発電機の発電電圧を目標電圧値に調整する発電制御装置であり、これらの発電機を同時に駆動させる際に、第1の発電制御装置の外部出力端子と、第2の発電制御装置の外部センシング端子とが接続されるものである。

 この発明によれば、主発電機の外部出力端子と、従属発電機の外部センシング端子とを接続することにより、従属発電機は、主発電機の界磁電流制御に同期した発電制御を行うので、各発電機および発電制御装置の負荷バランスを均等にすることができる。

この発明の実施例1に係る発電機および発電制御装置の接続状態を図式的に示すブロック構成図である。(実施例1) この発明の実施例1に係る発電機制御装置を示す構成図である。(実施例1) この発明の実施例2に係る発電機制御装置を示す構成図である。(実施例2) この発明の実施例2による動作を示すフローチャートである。(実施例2) この発明の実施例3に係る発電機および発電制御装置の接続状態を図式的に示すブロック構成図である。(実施例3) この発明の実施例4に係る発電機および発電制御装置の接続状態を図式的に示すブロック構成図である。(実施例4) 従来の一般的な発電機制御装置を発電機とともに示す構成図である。 従来の発電機および発電制御装置の接続状態を図式的に示すブロック構成図である。

 (実施例1)
 図1はこの発明の実施例1に係る発電制御装置の接続状態を図式的に示すブロック構成図である。
 図1においては、並列運転される2台の発電機として、主発電機ACG1および従属発電機ACG2を示しており、各発電機ACG1、ACG2は、個別に接続された第1および第2の発電制御装置(図2とともに後述する)を含むものとする。

 主発電機ACG1および従属発電機ACG2の各出力端A1、A2は、バッテリ5および電気負荷7に接続されている。
 なお、各出力端A1、A2には、各発電機ACG1、ACG2の各発電制御装置の出力センシング端子a1、a2(図示せず)が接続されている。

 主発電機ACG1および従属発電機ACG2の各発電制御装置の起動用端子b1、b2は、キースイッチ6を介してバッテリ5に接続されている。
 主発電機ACG1の外部センシング端子c1は、バッテリ5に接続され、従属発電機ACG2の外部センシング端子c2は、主発電機ACG1の外部出力端子d1に接続されている。

 各発電機ACG1、ACG2の各発電制御装置は、キースイッチ6に連動して、起動用端子b1、b2を介したバッテリ5からの電流供給により、制御動作が可能な状態となる。

 図2はこの発明の実施例1に係る発電制御装置を示す構成図である。
 図2においては、主発電機ACG1(または、従属発電機ACG2)、バッテリ5、キースイッチ6および電気負荷7が省略されているが、図2の回路構成を有する第1および第2の発電制御装置4は、主発電機ACG1および従属発電機ACG2にそれぞれ個別に接続されている。
 また、前述と同様に、各発電制御装置4は、バッテリ5、キースイッチ6および電気負荷7にも接続されている。

 各発電制御装置4は、出力センシング端子aと、起動用端子bと、外部センシング端子cと、外部出力端子dと、接地用の端子eと、界磁電流制御用の端子fとを備えている。

 また、発電制御装置4は、従来の発電制御装置400(図7)の回路構成に加えて、比較器407の基準電圧(-)を生成する抵抗410、411の接続点に接続された抵抗418と、抵抗418にコレクタ端子が接続されたエミッタ接地のトランジスタ419と、外部センシング端子c(c2)の入力状態を検知してトランジスタ419をオン/オフ動作させる比較器420と、基準電源Vを分圧して比較器420への非反転入力電圧(+)を生成する抵抗421、422と、を備えている。

 比較器420の反転入力端子(-)は、外部センシング端子cの電圧を分圧する抵抗412、413の接続点に接続されている。
 抵抗418、トランジスタ419および比較器420は、外部センシング端子cの入力状態に応じて、比較器407の基準電圧(-)を切り替える機能を有する。

 比較器420は、外部センシング端子cから入力される電圧を、抵抗412、413で分圧して反転入力電圧(-)として取り込み、基準電源Vを抵抗421、422で分圧した基準電圧(+)と比較する。
 比較器420の基準電圧(+)は、比較器406の基準電圧(-)よりも低い値に設定されている。

 比較器420は、反転入力電圧(-)が基準電圧(+)よりも低い場合には、Hi電位を出力し、反転入力電圧(-)が基準電圧(+)以上の場合には、Lo電位を出力する。

 比較器420がHi電位を出力した場合には、トランジスタ419がオンされるので、比較器407の基準電圧(-)は、基準電源Vを合成抵抗(抵抗410、411、418)で分圧した電圧値(抵抗410、411のみで分圧した場合よりも低い電圧値)に切り替えられる。

 したがって、比較器420がHi電位を出力した(反転入力電圧(-)が基準電圧(+)よりも低い)場合には、比較器407の基準電圧(-)に基づく発電電圧の目標電圧値が、比較器406の目標電圧値よりも低い値に切り替えられる。

 次に、図2の回路構成からなる第1および第2の発電制御装置4をそれぞれ搭載した主発電機ACG1および従属発電機ACG2を、図1のように接続して、同時に並列運転させたときの界磁電流制御動作を説明する。
 まず、主発電機ACG1の外部センシング端子c1には、バッテリ電圧が印加される。

 このとき、主発電機ACG1に接続された第1の発電制御装置4(図2参照)において、比較器420は、入力電圧(-)が基準電圧(+)よりも高くなり、Lo電位を出力するので、トランジスタ419はオフのままである。
 したがって、主発電機ACG1での比較器407の発電電圧の目標電圧値は、比較器406の目標電圧値よりも高いままであり、比較器407の出力電位は、Lo電位に固定される。
 この結果、第1の発電制御装置4は、比較器406の出力電位に依存した界磁電流制御を行う。

 一方、従属発電機ACG2において、第2の発電制御装置4(図2参照)の外部センシング端子c2には、第1の発電制御装置4(ACG1)の外部出力端子d1からの界磁電流制御信号が入力される。
 このとき、第1の発電制御装置4(ACG1)のスイッチング用トランジスタ401がオンし、フィールドコイル2(図7参照)への界磁電流を通電している場合には、主発電機ACG1の外部出力端子d1はHi電位となるので、従属発電機ACG2の外部センシング端子c2に対してもHi電位が入力される。

 また、第2の発電制御装置4(ACG2)の比較器420は、入力電圧(-)が基準電圧(+)よりも高くなるので、Lo電位を出力する。
 これにより、第2の発電制御装置4(ACG2)の比較器407による発電電圧の目標電圧値は、比較器406の目標電圧値よりも高いままとなる。

 さらに、従属発電機ACG2において、第2の発電制御装置4の外部センシング端子c2に入力される界磁電流制御信号のHi電位は、第1の発電制御装置4(ACG1)の端子fの電位を抵抗403、404で分圧した電圧値なので、比較器406の入力電圧(+)は、基準電圧(-)よりも常に低く、Lo電位を出力する。

 この結果、第2の発電制御装置4(ACG2)は、出力センシング端子a2によって比較器407の出力に依存した制御動作を行う。
 したがって、第1の発電制御装置4(ACG1)は、外部センシング端子c1に対して比較器406で界磁電流制御を行うのに対し、第2の発電制御装置4(ACG2)は、出力センシング端子a2に対して、比較器407で界磁電流制御を行う。

 ここで、第2の発電制御装置4(ACG2)において、比較器406による発電電圧の目標電圧値よりも、比較器407による発電電圧の目標電圧値の方が高いことから、比較器407への非反転入力電圧(+)は、基準電圧(-)よりも低く、比較器407がLo電位を出力するので、フィールドコイル2への界磁電流を通電する。

 また、第1の発電制御装置4(ACG1)がスイッチング用トランジスタ401をオフして、フィールドコイル2への界磁電流を遮断している場合には、第1の発電制御装置4(ACG1)の外部出力端子d1は、Lo電位となり、第2の発電制御装置4(ACG2)の外部センシング端子c2に対しても、Lo電位が入力される。

 さらに、従属発電機ACG2において、第2の発電制御装置4の比較器420は、入力電圧(-)が基準電圧(+)よりも低くなることから、Hi電位を出力するので、比較器407での発電電圧の目標電圧値は、比較器406の発電電圧の目標電圧値よりも低い値に設定される。
 この結果、第2の発電制御装置4(ACG2)の比較器407は、入力電圧(+)が基準電圧(-)よりも高くなり、Hi電位を出力して、フィールドコイル2への界磁電流を遮断する。

 以上のように、この発明の実施例1(図1、図2)に係る発電制御装置は、1つの内燃機関に搭載された主発電機ACG1および従属発電機ACG2を含む複数の発電機を、内燃機関により同時に駆動するために、主発電機ACG1に接続された第1の発電制御装置4と、従属発電機ACG2に接続された第2の発電制御装置4と、を備えている。

 第1および第2の発電制御装置4は、それぞれ、自身が属する各発電機の外部電圧を検知する外部センシング端子c(c1、c2)と、各発電機の自身の発電電圧を検知する出力センシング端子a(a1、a2)と、各発電機の各フィールドコイル2に対する界磁電流制御信号と同期した信号を出力する外部出力端子d(d1、d2)と、を備えている。

 複数の発電機の各発電制御装置4は、各フィールドコイル2に対する界磁電流を断続的に通電する界磁電流制御を行うことにより、各発電機の発電電圧を目標電圧値に調整する。
 また、複数の発電機を同時に駆動させる際に、第1の発電制御装置4の外部出力端子d1と、第2の発電制御装置4の外部センシング端子c2とが接続される。

 第2の発電制御装置4は、外部センシング端子c2によって、主発電機ACG1の界磁電流制御信号を検知し、主発電機ACG1の界磁電流制御に同期した発電制御を、従属発電機ACG2に対して行う。
 さらに、第2の発電制御装置4は、外部センシング端子c2の検知電圧を基準電圧と比較する比較器420と、比較器420の出力電位に応答して目標電圧値を切替設定する抵抗410、411、418(抵抗回路)と、を備えており、主発電機ACG1の界磁電流制御信号が遮断状態であることを検知した場合には、出力センシング端子a2に対する発電電圧の目標電圧値を、低電圧に切り替える。

 すなわち、主発電機ACG1の界磁電流制御信号が通電信号の場合には、従属発電機ACG2においても、フィールドコイル2への界磁電流が通電される。
 一方、主発電機ACG1の界磁電流制御信号が遮断信号の場合には、従属発電機ACG2においても、フィールドコイル2への界磁電流が遮断される。

 これにより、主発電機ACG1および従属発電機ACG2の界磁電流制御は、互いに同期したものとなるので、主発電機ACG1(およびその発電制御装置4)と従属発電機ACG2(およびその発電制御装置4)との負荷バランスを均等にすることができ、各発電機および発電制御装置の寿命差をなくすことが可能となる。

 (実施例2)
 上記実施例1(図2)では、第2の発電制御装置4に、抵抗418、トランジスタ419および比較器420を設けたが、図3のように、トランジスタ423および周波数検知回路424を設けることでより良い制御が可能である。
 図3はこの発明の実施例2に係る発電制御装置を示す構成図であり、前述(図2参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して詳述を省略する。

 図3において、発電制御装置4Aは、前述(図2)の構成に加えて、トランジスタ423と、周波数検知回路424とを備えている。
 周波数検知回路424は、外部センシング端子c(c2)に入力された信号の周波数を検知する。
 トランジスタ423は、周波数検知回路424の出力電位に応答して、導通(オン)されて比較器420の出力電位を無効化する。

 次に、図1、図3および図4を参照しながら、複数の発電機を同時制御する場合での、この発明の実施例2に係る発電制御装置の動作について説明する。
 図4はこの発明の実施例2による切替動作を示すフローチャートである。
 図4において、まず、比較器420および周波数検知回路424は、主発電機ACG1側の外部出力端子d1から外部センシング端子c(c2)への入力状態(電圧、周波数)を検知する(ステップS41)。

 続いて、周波数検知回路424は、外部センシング端子c(c2)に入力された周波数と所定周波数とを比較し、周波数≧所定周波数の関係を満たすか否かを判定する(ステップS42)。

 ステップS42において、周波数<所定周波数(すなわち、NO)と判定されれば、周波数検知回路424は、トランジスタ423を導通(オン)させて、比較器420の出力電位を無効化し、比較器407の基準電圧(-)による発電電圧の目標電圧値を、比較器406の目標電圧値よりも高い状態に固定する。
 すなわち、出力センシング端子a(a2)の目標電圧値を高電圧に設定する(ステップS44)。

 一方、ステップS42において、周波数≧所定周波数(すなわち、YES)と判定されれば、続いて、比較器420は、外部センシング端子c(c2)に入力された電圧と基準電圧とを比較し、電圧≧基準電圧の関係を満たすか否かを判定する(ステップS43)。

 ステップS43において、電圧≧基準電圧(すなわち、YES)と判定されれば、ステップS44に移行する。
 一方、ステップS43において、電圧<基準電圧(すなわち、NO)と判定されれば、比較器420は、トランジスタ419を導通(オン)させて、比較器407の基準電圧を低電圧に切り替えて、出力センシング端子a(a2)の目標電圧値を低電圧に設定する(ステップS45)。
 以上により、目標電圧値の切替制御ルーチン(図4)は終了する。

 図3の回路構成からなる各発電制御装置4Aを図1のように接続して、各発電機ACG1、ACG2を同時に並列運転する際、第2の発電制御装置4A(ACG2)の外部センシング端子c2には、第1の発電制御装置4A(ACG1)の外部出力端子d1からの界磁電流制御信号が入力される。

 このとき、外部センシング端子c2に入力される界磁電流制御信号は、スイッチング用トランジスタ401の断続的なオン/オフ信号であることから、周波数成分をもった矩形波信号となる。
 したがって、各発電制御装置4Aが正常状態であれば、第2の発電制御装置4Aの周波数検知回路424に所定周波数以上の周波数信号が入力されるので、トランジスタ423はオフ状態となり、比較器420の出力電位は有効化される。

 この結果、外部センシング端子c(c2)の入力状態(電圧)に応答して、比較器406の基準電圧(-)を切り替えることが可能となり、前述の界磁電流制御に同期した従属発電機ACG2の動作に影響を与えることはない。

 しかし、各発電制御装置4Aのいずれかにおいて、断線または地絡などの異常が発生して、外部センシング端子c(c2)の入力状態がLo電位で固定された場合には、周波数検知回路424(図3、図4)を備えていなければ、第2の発電制御装置4A(ACG2)の比較器407の目標電圧値は、比較器406の目標電圧値よりも低い値に固定されてしまう。
 この結果、第2の発電制御装置4A(ACG2)の発電電圧が低い状態が継続して、バッテリ5および電気負荷7(図1参照)に対して適正な電流を供給できなくなる。

 そこで、第2の発電制御装置4A内に周波数検知回路424を追加することにより、比較器407の目標電圧値を、比較器406の目標電圧値よりも高い状態に固定することができる。
 したがって、出力センシング端子a(a2)による界磁電流制御が可能となり、安定した制御動作が得られる。

 以上のように、この発明の実施例2(図3、図4)によれば、第2の発電制御装置4Aは、出力センシング端子a(a2)に入力された界磁電流制御信号の周波数を検知する周波数検知回路424を備えている。
 周波数検知回路424は、検知した界磁電流制御信号の周波数が所定周波数よりも低い場合には、比較器420の出力電位を無効化して、界磁電流制御が主発電機ACG1と同期した従属発電機ACG2に対する発電制御を中断する。

 これにより、前述の実施例1と同様に、主発電機ACG1および従属発電機ACG2の界磁電流制御が同期した動作が可能となり、負荷バランスを均等にすることができる。
 さらに、主発電機ACG1と従属発電機ACG2との間の信号線が異常となった場合でも、安定した制御動作が可能となる。

 (実施例3)
 上記実施例1、実施例2(図1)では、2台の発電機(ACG1、ACG2)を同時に並列運転する場合を示したが、これに限定されることはなく、たとえば、図5のように、3台以上(n台)の発電機(ACG1~ACG3)を使用する場合でも、各発電機の界磁電流制御を同期させた並列運転が可能なことは言うまでもない。

 図5においては、別の従属発電機ACG3が追加配置されており、第3の発電制御装置(ACG3)の外部センシング端子c3には、第1の発電制御装置(ACG1)の外部出力端子d1からの界磁電流制御信号が入力されている。また、従属発電機ACG3の出力端A3には、出力センシング端子a3(図示せず)が接続されている。
 図5に示す各発電制御装置(ACG1~ACG3)の接続状態においては、主発電機ACG1を1台設定し、第1の発電制御装置(ACG1)の外部出力端子d1から、すべての従属発電機ACG2、ACG3の外部センシング端子c2、c3に対して界磁電流制御信号が入力される。

 (実施例4)
 また、図5の接続状態に限らず、図6のように、任意数(n台)の発電機ACG1~ACGnを同時に並列運転することも可能である。
 図6に示す各発電制御装置(ACG1~ACGn)の接続状態においては、主発電機ACG1を1台設定し、各発電制御装置(従属発電機ACG2~ACGn)の外部センシング端子c2~cnには、それぞれ、前段の発電制御装置(ACGn-1)の外部出力端子dn-1からの界磁電流制御信号が入力される。また、従属発電機ACGnの出力端Anには、出力センシング端子an(図示せず)が接続されている。
 図5、図6のいずれの接続状態においても、前述と同様に、界磁電流制御が同期した並列運転が可能である。
 また、図5、図6の接続の組み合わせにより、外部センシング端子(c)をいずれかの発電機の外部出力端子(d)に、接続することによっても同期した並列運転が可能なことは言うまでもない。

 なお、上記実施例1~4では、特に言及しなかったが、各発電機の発電制御装置は同じ構成であり、複数の発電機を同時制御する場合に限らず、1つの発電機を単体で使用する場合にも、発電機の界磁電流制御が可能なことは言うまでもない。

 たとえば、この発明の実施例1または実施例2(図2、図3)の発電制御装置を搭載した発電機を、相互接続せずに単体で使用する場合にも、前述と同様にバッテリ電圧を外部センシング端子cで検知することにより、発電機の界磁電流制御を行うことができる。

 また、発電機(発電制御装置)の単体使用時に、外部センシング端子cが断線した場合には、出力センシング端子aで発電機の出力端電圧を検知することにより、発電機の界磁電流制御を行うことができるので、単体使用時または複数台使用時によらず、発電制御装置を共用化することができる。

 1 ステータコイル、2 フィールドコイル、3 三相全波整流器、4、4A 発電制御装置、5 バッテリ、6 キースイッチ、7 電気負荷、401 スイッチング用トランジスタ、402 還流ダイオード、405 NOR回路、406、407、420 比較器、403、404、408、409、410、411、412、413、414、415、416、418、421、422 抵抗、417 ツェナーダイオード、419、423 トランジスタ、424 周波数検知回路、a、a1、a2、・・・、an 出力センシング端子、 A、A1、A2、・・・、An 出力端、ACG1 主発電機、ACG2、ACG3、ACGn 従属発電機、b、b1、b2、・・・、bn 起動用端子、c、c1、c2、・・・、cn 外部センシング端子、d、d1、d2、・・・、dn 外部出力端子、e、f 端子、V 基準電源。

Claims (5)

  1.  1つの内燃機関に搭載された主発電機および従属発電機を含む複数の発電機を、前記内燃機関により同時に駆動するための発電制御装置であって、
     前記主発電機に接続された第1の発電制御装置と、
     前記従属発電機に接続された第2の発電制御装置と、からなり、
     前記第1および第2の発電制御装置は、それぞれ、
     自身が属する各発電機の外部電圧を検知する外部センシング端子と、
     前記各発電機の自身の発電電圧を検知する出力センシング端子と、
     前記各発電機の各フィールドコイルに対する界磁電流制御信号と同期した信号を出力する外部出力端子と、を備え、
     前記各フィールドコイルに対する界磁電流を断続的に通電する界磁電流制御を行うことにより、前記各発電機の発電電圧を目標電圧値に調整する発電制御装置において、
     前記複数の発電機を同時に駆動させる際に、前記第1の発電制御装置の外部出力端子と、前記第2の発電制御装置の外部センシング端子とが接続されることを特徴とする発電制御装置。
  2.  前記第2の発電制御装置は、外部センシング端子によって、前記主発電機の界磁電流制御信号を検知し、前記主発電機の界磁電流制御に同期した発電制御を、前記従属発電機に対して行うことを特徴とする請求項1に記載の発電制御装置。
  3.  前記第2の発電制御装置は、
     前記外部センシング端子の状態を検知する検知回路と、
     前記検知回路の出力電位に応答して目標電圧値を切替設定する切替回路と、を備え、
     前記主発電機の界磁電流制御信号が遮断状態であることを検知した場合には、出力センシング端子に対する発電電圧の目標電圧値を、低電圧に切り替えることを特徴とする請求項2に記載の発電制御装置。
  4.  前記第2の発電制御装置は、入力された界磁電流制御信号の周波数を検知する周波数検知回路を備えたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の発電制御装置。
  5.  前記周波数検知回路は、検知した界磁電流制御信号の周波数が所定周波数よりも低い場合には、界磁電流制御が前記主発電機と同期した前記従属発電機に対する発電制御を中断することを特徴とする請求項4に記載の発電制御装置。
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