WO2012029104A1

WO2012029104A1 - 発電制御装置

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Publication number: WO2012029104A1
Application number: PCT/JP2010/064706
Authority: WO
Inventors: 敬佑桂田; 達樹鴻和
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-08
Also published as: JP5383919B2; EP2613436B1; EP2613436A4; JPWO2012029104A1; US20130056983A1; EP2613436A1; US8653680B2

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

　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。
　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。
　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。
　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。
　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。