バッテリ充電制御装置
【課題】バッテリを外すことなく、外部の充電器により充電した際に装置内部で消費される電力が過大になって装置が破損するのを防止したバッテリ充電制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンにより駆動される磁石式交流発電機１の出力を整流する整流器３の出力でバッテリ２を充電する。バッテリ２の端子電圧が設定値を超えたときに短絡指令発生回路４から短絡指令信号を発生させ、短絡指令信号が発生したときにトリガ信号供給回路７から出力短絡用スイッチを構成するサイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号を与える。トリガ信号供給回路７は発電機１の出力電圧を電源電圧として動作する増幅器ＡｕないしＡｗを備えていて、短絡指令信号をこれらの増幅器により増幅して得た信号をサイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号として供給する。
【解決手段】エンジンにより駆動される磁石式交流発電機１の出力を整流する整流器３の出力でバッテリ２を充電する。バッテリ２の端子電圧が設定値を超えたときに短絡指令発生回路４から短絡指令信号を発生させ、短絡指令信号が発生したときにトリガ信号供給回路７から出力短絡用スイッチを構成するサイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号を与える。トリガ信号供給回路７は発電機１の出力電圧を電源電圧として動作する増幅器ＡｕないしＡｗを備えていて、短絡指令信号をこれらの増幅器により増幅して得た信号をサイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号として供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石式交流発電機の整流出力でバッテリを充電する際にバッテリの端子電圧を設定値以下に保つように制御するバッテリ充電制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二輪車、船外機、農業機械等、エンジンにより駆動される装置に搭載されるバッテリの充電を制御するバッテリ充電制御装置として、図３に示されているように、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２に供給するダイオードブリッジ全波整流回路３と、整流回路３の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路４と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗを備えてこれらの出力短絡用スイッチを通して交流発電機１の出力を短絡する出力短絡回路５と、短絡指令信号が発生したときに出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路７′とを備えたものが用いられている。
【０００３】
図３において、磁石式交流発電機１は、エンジンのクランク軸に取り付けられた磁石回転子と、スター結線された三相の発電コイルＬｕないしＬｗを有する固定子とからなり、整流回路３は、三相Ｈブリッジ接続されたダイオードＤ１ないしＤ６からなっている。整流回路３は三相の交流入力端子３ｕないし３ｗと正極側及び負極側の直流出力端子３ａ及び３ｂとを有していて、発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗがそれぞれ交流入力端子３ｕないし３ｗに接続され、直流出力端子３ａ，３ｂ間にバッテリ２が接続されている。
【０００４】
短絡指令発生回路４は、ＰＮＰトランジスタＴＲ１と抵抗器Ｒ１及びＲ２と、ツェナーダイオードＺＤ１とからなっていて、整流回路３の出力端子間の電圧（バッテリ２の端子電圧）が設定値以上になったときにツェナーダイオードＺＤ１が導通してトランジスタＴＲ１にベース電流が流れる。これによりトランジスタＴＲ１が導通し、バッテリ２からトランジスタＴＲ１を通して短絡指令信号が出力される。
【０００５】
出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗはそれぞれ発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗに対応するように設けられたサイリスタＳｕないしＳｗからなっていて、これらのサイリスタはそれぞれ発電機の対応する出力端子と整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間に接続されている。
【０００６】
トリガ信号供給回路７′は、トランジスタＴＲ１のコレクタに一端が共通接続され、他端がサイリスタＳｕないしＳｗのゲートに接続された抵抗器Ｒ３ないしＲ５と、サイリスタＳｕないしＳｗのゲートカソード間にそれぞれ接続された抵抗器Ｒ６ないしＲ８とからなり、トランジスタＴＲ１がオン状態になったときに発生する短絡指令信号（トランジスタＴＲ１のコレクタ電流）を抵抗器Ｒ３ないしＲ５を通してサイリスタＳｕないしＳｗのゲートにトリガ信号として供給する。
【０００７】
図３に示した例では、出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗをそれぞれ構成するサイリスタＳｕないしＳｗと、整流回路３のブリッジ回路の下辺を構成するダイオードＤ４ないしＤ６とにより出力短絡回路５が構成され、サイリスタＳｕないしＳｗのいずれかとダイオードＤ４ないしＤ６のいずれかとを通して発電機１の出力端子間が短絡される。
【０００８】
例えば、発電機１の発電コイルＬｕから流出した電流が発電コイルＬｖを通して戻る期間においては、サイリスタＳｕがオン状態になって、サイリスタＳｕとダイオードＤ５とを通して、出力端子１ｕ，１ｖ間が短絡され、発電機１の発電コイルＬｕから流出した電流が発電コイルＬｗを通して戻る期間においては、サイリスタＳｕがオン状態になって、サイリスタＳｕとダイオードＤ６とを通して、出力端子１ｕ，１ｗ間が短絡される。
【０００９】
図３に示したバッテリ充電制御装置において、バッテリ２の端子電圧が設定値以下のときには、短絡指令発生回路４のトランジスタＴＲ１が導通せず、短絡指令信号が発生しないため、サイリスタＳｕないしＳｗにはトリガ信号が与えられない。この状態では、サイリスタＳｕないしＳｗがオン状態になることがないため、発電機１の出力は短絡されることなく、整流回路３により整流されてバッテリ２に供給される。
【００１０】
バッテリ２の端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号を発生するため、サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給され、これらのサイリスタのいずれかとダイオードＤ４ないしＤ６のいずれかとを通して発電機の出力が短絡される。そのため発電機の出力電圧が低下し、バッテリ２の端子電圧が低下する。バッテリ２の端子電圧が設定値以下になるとトランジスタＴＲ１が遮断状態になって短絡指令信号が発生しなくなり、サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給されなくなるため、サイリスタＳｕないしＳｗはそれぞれのアノードカソード間に逆方向電圧が印加されてそれぞれを流れるアノード電流が保持電流未満になったときにターンオフする。これらの動作の繰り返しによりバッテリ２の端子電圧が設定値を超えないように制御される。
【００１１】
図３に示した例では、整流回路３と、短絡指令発生回路４と、出力短絡回路５と、トリガ信号供給回路７′とにより、バッテリ充電制御装置８′が構成されている。この種のバッテリ充電制御装置は、例えば特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開２００５−１６０１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
エンジンにより駆動される装置に搭載されたバッテリ２は、長期間使用しなかった場合にバッテリ上がりの状態になることがある。バッテリ上がり状態になった場合には、エンジンを始動することができず、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ことができなくなるため、商用電源等を用いた外部のバッテリ充電器によりバッテリ２を充電することになる。外部のバッテリ充電器によりバッテリ２を充電する際には、バッテリ２をバッテリ充電制御装置８′から取り外すことになっているが、知識を有しないユーザがバッテリ２をバッテリ充電制御装置８′から取り外すことなく、バッテリ２に外部の充電器を接続することがあり得る。
【００１３】
バッテリ２をバッテリ充電制御装置８′に接続したままの状態で、外部のバッテリ充電器をバッテリ２に接続すると、バッテリ２の充電が進むに従ってバッテリ２の端子電圧が上昇し、いずれはバッテリ２の端子電圧がバッテリ充電制御装置８′に設定されている充電電圧の設定値を超える。バッテリ２の端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して出力短絡回路５のサイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が与えられるが、このとき外部の充電器による充電は停止することがないため、そのまま充電を継続させた場合には、バッテリ充電制御装置８′内の抵抗器Ｒ３ないしＲ５で消費される電力が許容電力を超えてこれらの抵抗器が焼損し、バッテリ充電制御装置８′が破損するおそれがあった。
【００１４】
本発明の目的は、バッテリを取り外すことなく外部の充電器が接続された場合に、内部の回路が破損するおそれをなくしたバッテリ充電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、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回路と、この整流回路の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチを備えて該出力短絡用スイッチを通して上記交流発電機の出力を短絡する出力短絡回路と、短絡指令信号が発生したときに出力短絡用スイッチにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路とを備えたバッテリ充電制御装置を対象とする。
【００１６】
本発明においては、上記トリガ信号供給回路が交流発電機の出力端子側から電源電圧が与えられて動作する増幅器を備えていて、短絡指令信号を該増幅器により増幅して得た信号を出力短絡用スイッチにトリガ信号として与えるように構成されている。
【００１７】
トリガ信号供給回路を上記のように構成すると、短絡指令信号が発生したときに増幅器に流れる入力電流は、出力短絡用スイッチに与えるトリガ信号の電流値よりも増幅器の直流電流増幅率分だけ小さい電流とすることができる。また交流発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリを充電している状態では、増幅器に電源電圧が与えられないため、短絡指令信号が発生しても増幅器は信号を出力せず、出力短絡用スイッチにはトリガ信号が与えられない。従って、発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリの充電を行っている状態でバッテリの端子電圧が設定値を超えたとしても、バッテリ充電制御装置の内部の回路に大きな電流が流れることはなく、内部の回路で大きな電力が消費されることがないので、バッテリ充電制御装置内の回路での消費電力が過大になって、装置の構成部品が損傷するのを防ぐことができる。
【００１８】
磁石発電機の出力を整流する整流回路としては通常ダイオードブリッジ全波整流回路が用いられる。この場合出力短絡回路は、発電機の各出力端子に対応するように設けられて発電機の対応する出力端子と整流回路の負極側出力端子との間にカソードを該負極側出力端子側に向けて接続されたサイリスタを出力短絡用スイッチとして備えて、交流発電機の出力をいずれかの出力短絡用スイッチと整流回路の一部とを通して短絡する構成をとることができる。
【００１９】
整流回路及び出力短絡回路を上記のように構成する場合、トリガ信号供給回路は、発電機の各出力端子から電源電圧が与えられて動作する増幅器を発電機の各出力端子毎に備えて、短絡指令信号を発電機の各出力端子に対応する増幅器により増幅して得た信号を発電機の各出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号として与えるように構成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、トリガ信号供給回路が交流発電機の出力端子側から電源電圧が与えられて動作する増幅器を備えていて、短絡指令信号を該増幅器により増幅して得た信号を出力短絡用スイッチにトリガ信号として与えるように構成されているので、短絡指令信号が発生したときに増幅器に流れる入力電流を、出力短絡用スイッチに与えるトリガ信号の電流値よりも増幅器の直流電流増幅率分だけ小さい電流とすることができる。また交流発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリを充電した場合には、増幅器に電源電圧が与えられず、バッテリの端子電圧が上昇して短絡指令信号が発生しても出力短絡用スイッチにトリガ信号が与えられることがない。従って、バッテリを取り外すことなく、外部の充電器による充電が行われて、バッテリの端子電圧が設定値を超えたときに、バッテリ充電制御装置の内部の回路に大きな電流が流れるのを防ぐことができ、バッテリ充電制御装置内の回路での消費電力が過大になって、装置の構成部品が損傷するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の好ましい実施形態を示したもので、同図において、１はエンジンにより駆動される磁石式交流発電機、２はバッテリ、３は発電機１の出力を整流するダイオードブリッジ全波整流回路、４は整流回路３の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路、５はトリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗを備えて、これらの出力短絡用スイッチを通して交流発電機１の出力を短絡する出力短絡回路、７は短絡指令信号が発生したときに出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路である。
【００２２】
図示の磁石式交流発電機１は、エンジンのクランク軸に取り付けられた磁石回転子と、スター結線された三相の発電コイルＬｕないしＬｗを有してエンジンのケース等に固定された固定子とからなり、エンジンの回転に伴って三相交流電圧を出力する。
【００２３】
整流回路３は、カソードが共通接続されダイオードＤ１ないしＤ３と、アノードが共通接続されるとともにカソードがダイオードＤ１ないしＤ３のアノードに接続されたダイオードＤ４ないしＤ６とからなるダイオードブリッジ全波整流回路からなっていて、ダイオードＤ１ないしＤ３のアノードとダイオードＤ４ないしＤ６のカソードとの接続点からそれぞれ三相の交流入力端子３ｕないし３ｗが引き出され、ダイオードＤ１ないしＤ３のカソードの共通接続点及びダイオードＤ４ないしＤ６のアノードの共通接続点からそれぞれ正極側及び負極側の直流出力端子３ａ及び３ｂが引き出されている。
【００２４】
整流回路３の交流入力端子３ｕないし３ｗにそれぞれ発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗが接続され、直流出力端子３ａ及び３ｂにそれぞれバッテリ２の正極端子及び負極端子が接続されている。
【００２５】
短絡指令発生回路４は、エミッタが整流回路３の正極側出力端子３ａに接続されたＰＮＰ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器Ｒ１と、トランジスタＴＲ１のベースにカソードが接続されたツェナーダイオードＺＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードと整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間に接続された抵抗器Ｒ２とからなっている。この短絡指令発生回路４においては、整流回路３の出力端子間の電圧（バッテリ２の端子電圧）が設定値以上になったときにツェナーダイオードＺＤ１が導通してトランジスタＴＲ１にベース電流を流し、トランジスタＴＲ１を導通させる。トランジスタＴＲ１が導通したときに、バッテリ２からトランジスタＴＲ１を通して短絡指令信号が出力される。
【００２６】
出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗはそれぞれ発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗに対応するように設けられたサイリスタＳｕないしＳｗからなっている。サイリスタＳｕないしＳｗはそれぞれ発電機１の対応する出力端子１ｕないし１ｗと、整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間に、それぞれのアノードを出力端子１ｕないし１ｗに接続し、カソードを負極側出力端子３ｂ側に接続した状態で設けられている。
【００２７】
トリガ信号供給回路７は、磁石式交流発電機１の各出力端子から電源電圧が与えられて動作する増幅器を前記発電機の各出力端子毎に備えていて、短絡指令信号を発電機の各出力端子に対応する増幅器により増幅して得た信号を発電機の各出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号として与えるように構成されている。
【００２８】
更に詳細に説明すると、発電機１の出力端子１ｕないし１ｗ（整流回路３の入力端子３ｕないし３ｗ）にそれぞれコレクタが接続されたＮＰＮトランジスタＴＲｕないしＴＲｗが設けられ、これらのトランジスタＴＲｕないしＴＲｗのエミッタがそれぞれサイリスタＳｕないしＳｗのゲートに接続されている。トランジスタＴＲｕないしＴＲｗのベースはそれぞれ抵抗器Ｒ３ないしＲ５を通してトランジスタＴＲ１のコレクタ（短絡指令発生回路４の出力端子）に接続され、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗのエミッタベース間にはそれぞれ抵抗器Ｒ９ないしＲ１１が接続されている。図３に示した例と同様に、サイリスタＳｕないしＳｗのゲートカソード間には抵抗器Ｒ６ないしＲ８が接続されている。
【００２９】
この例では、トランジスタＴＲｕと抵抗器Ｒ３及びＲ９とにより発電機１のＵ相の出力端子に対応する増幅器Ａｕが構成され、トランジスタＴＲｖと抵抗器Ｒ４及びＲ１０とにより発電機のＶ相の出力端子に対応する増幅器Ａｖが構成されている。またトランジスタＴＲｗと抵抗器Ｒ５及びＲ１１とにより発電機のＷ相の出力端子に対応する増幅器Ａｗが構成されている。増幅器ＡｕないしＡｗと抵抗器Ｒ６ないしＲ８とにより、トリガ信号供給回路７が構成されている。
【００３０】
増幅器Ａｕは、発電機１のＵ相の出力端子１ｕから与えられる電圧を電源電圧として動作する増幅器で、トランジスタＴＲ１が通したときに発生する短絡指令信号を増幅して得た信号をサイリスタＳｕにトリガ信号として与える。
【００３１】
また増幅器Ａｖは、発電機１のＶ相の出力端子１ｖから与えられる電圧を電源電圧として動作する増幅器で、トランジスタＴＲ１が通したときに発生する短絡指令信号を増幅して得た信号をサイリスタＳｖにトリガ信号として与える。
【００３２】
更に増幅器Ａｗは、発電機１のＷ相の出力端子１ｗから与えられる電圧を電源電圧として動作する増幅器で、トランジスタＴＲ１が通したときに発生する短絡指令信号を増幅して得た信号をサイリスタＳｗにトリガ信号として与える。
【００３３】
図１に示した例では、出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗをそれぞれ構成するサイリスタＳｕないしＳｗと、整流回路３のブリッジ回路の下辺を構成するダイオードＤ４ないしＤ６とにより出力短絡回路５が構成され、サイリスタＳｕないしＳｗのいずれかとダイオードＤ４ないしＤ６のいずれかとを通して発電機１の出力端子間が短絡される。
【００３４】
図１に示した実施形態において、バッテリ２の端子電圧が設定値以下のときには、短絡指令発生回路４のトランジスタＴＲ１が導通せず、短絡指令信号が発生しないため、サイリスタＳｕないしＳｗにはトリガ信号が与えられない。この状態では、サイリスタＳｕないしＳｗがオン状態になることがないため、発電機１の出力は短絡されることなく、整流回路３により整流されてバッテリ２に供給される。
【００３５】
バッテリ２の端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号を発生するため、発電機の出力端子１ｕないし１ｗのうち、他の出力端子よりも電位が高くなっている出力端子（出力電流が流出する状態にある出力端子）から、該電位が高い出力端子に接続された増幅器を通して、対応するサイリスタにトリガ信号が供給される。このとき増幅器ＡｕないしＡｗに流れる入力電流の電流値は、出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗに与えるトリガ信号の電流値よりも増幅器の直流電流増幅率分だけ小さい値（従来の制御装置で流れていたトリガ信号電流値を直流電流増幅率で除した値）となるため、トリガ信号供給回路７で生じる損失は、従来のバッテリ充電制御装置のトリガ信号供給回路で生じる損失に比べて大幅に低減される。
【００３６】
交流発電機１の出力端子１ｕないし１ｗのうち、他の出力端子よりも電位が高くなっている出力端子に接続された増幅器を通して、該出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号が与えられると、該サイリスタがオン状態になり、オン状態になったサイリスタと整流回路３のブリッジの下辺を構成するいずれかのダイオードとを通して発電機の出力が短絡される。
【００３７】
即ち、発電機の出力端子１ｕの電位が出力端子１ｖ及び１ｗの電位よりも高い期間は、出力端子１ｕから増幅器Ａｕを通してサイリスタＳｕにトリガ信号が与えられる。これによりサイリスタＳｕがオン状態になり、このサイリスタＳｕとダイオードＤｖまたはＤｗとを通して発電機の出力端子１ｕ，１ｖ間または１ｕ，１ｗ間が短絡される。また発電機の出力端子１ｖの電位が出力端子１ｕ及び１ｗの電位よりも高い期間は、出力端子１ｖから増幅器Ａｖを通してサイリスタＳｖにトリガ信号が与えられる。これによりサイリスタＳｖがオン状態になり、このサイリスタＳｖとダイオードＤｗまたはＤｕとを通して発電機の出力端子１ｖ，１ｗ間または１ｖ，１ｕ間が短絡される。更に発電機の出力端子１ｗの電位が出力端子１ｕ及び１ｖの電位よりも高い期間は、出力端子１ｗから増幅器Ａｗを通してサイリスタＳｗにトリガ信号が与えられて、サイリスタＳｗがオン状態になり、サイリスタＳｗとダイオードＤｕまたはＤｖとを通して発電機の出力端子１ｗ，１ｕ間または１ｗ，１ｖ間が短絡される。
【００３８】
上記のように、バッテリ２の端子電圧が設定値を超えたときには、サイリスタＳｕないしＳｖのうちのいずれかと、ダイオードＤ４ないしＤ６のうちのいずれかとを通して発電機の出力が短絡されるため、発電機の出力電圧が低下し、バッテリ２の端子電圧が低下する。発電機の出力が短絡されると増幅器ＡｕないしＡｗに電源電圧が与えられなくなるため、これらの増幅器が動作を停止し、サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給されなくなる。またバッテリ２の端子電圧が設定値以下になるとトランジスタＴＲ１が遮断状態になって短絡指令信号の出力を停止する。サイリスタＳｕないしＳｗはそれぞれのアノードカソード間に逆方向電圧が印加されてそれぞれを流れるアノード電流が保持電流未満になったときにターンオフする。サイリスタがターンオフすると発電機の出力の短絡が解除されるため、バッテリの充電が再開される。これらの動作の繰り返しによりバッテリ２の端子電圧が設定値を超えないように制御される。
【００３９】
図１に示したバッテリ充電制御装置において、バッテリ２が消耗し、エンジンを始動することができなくなったときに、ユーザがバッテリ２を取り外すことなく、外部の充電器によりバッテリ２の充電を行ったとする。この充電によりバッテリの端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号が発生するが、交流発電機１を停止させて外部の充電器によりバッテリを充電している状態では、増幅器ＡｕないしＡｗに電源電圧が与えられず、これらの増幅器が動作を停止しているため、短絡指令発生回路４が短絡指令信号が発生しても増幅器ＡｕないしＡｗは信号を出力せず、出力短絡用スイッチにはトリガ信号が与えられない。従って、発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリの充電を行っている状態でバッテリの端子電圧が設定値を超えたとしても、バッテリ充電制御装置の内部の回路に大きな電流が流れることはなく、内部の回路で大きな電力が消費されることがないので、バッテリ充電制御装置内の回路での消費電力が過大になって、装置の構成部品が損傷するのを防ぐことができる。
【００４０】
上記の実施形態では、トリガ信号供給回路７において、発電機の各出力端子１ｕないし１ｗにそれぞれ対応させて増幅器ＡｕないしＡｗを設けているが、図２に示したように、発電機の複数の出力端子に対して共通に１つの増幅器を設けるようにすることもできる。
【００４１】
図２に示した例では、発電機１の出力端子１ｕないし１ｗにそれぞれアノードが接続されたダイオードＤauないしＤawが設けられ、これらのダイオードのカソードの共通接続点に１つのＮＰＮトランジスタＴＲａのコレクタが接続されている。トランジスタＴＲａのエミッタはそれぞれアノードをトランジスタＴＲａのエミッタ側に向けたダイオードＤbuないしＤbwを通してサイリスタＳｕないしＳｗのゲートに接続され、トランジスタＴＲａのベースは抵抗器Ｒａを通してトランジスタＴＲ１のコレクタ（短絡指令発生回路４の出力端子）に接続されている。またトランジスタＴＲａのエミッタベース間に抵抗器Ｒｂが接続され、トランジスタＴＲａのエミッタと整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間には図１に示された抵抗器Ｒ６ないしＲ８に相当する抵抗器Ｒｃが接続されている。この例では、トランジスタＴＲａと抵抗器Ｒａ及びＲｂとにより短絡指令信号を増幅する増幅器Ａが構成されている。
【００４２】
この例では、ダイオードＤauないしＤaw及びＤbuないしＤbwと、トランジスタＴＲａと、抵抗器ＲａないしＲｃとによりトリガ信号供給回路７が構成されている。また整流回路３と、短絡指令発生回路４と、出力短絡回路５と、トリガ信号供給回路７とにより、バッテリ充電制御装置８が構成されている。
【００４３】
図２に示したバッテリ充電制御装置の動作は、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号が発生したときに、サイリスタＳｕないしＳｗへのトリガ信号の供給が１つの増幅器Ａを通して行われる点を除き、図１に示した実施形態のそれと同様である。
【００４４】
上記の実施形態では、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機が三相の発電コイルＬｕないしＬｗを有しているとしたが、単相の磁石式交流発電機が用いられる場合にも同様に本発明を適用することができるのはもちろんである。
【００４５】
本発明で用いる短絡指令発生回路４は、整流回路３の出力電圧（バッテリの端子電圧）が設定値を超えたときに短絡指令信号（電気信号）を出力するものであればよく、その構成は上記の実施形態に示したものに限定されない。
【００４６】
上記の実施形態では、出力短絡用スイッチとしてサイリスタを用いたが、出力短絡用スイッチは自己保持機能を有するスイッチであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態を示した回路図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示した回路図である。
【図３】従来のバッテリ充電制御装置の構成を示した回路図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 磁石式交流発電機
２ バッテリ
３ 整流回路
４ 短絡指令発生回路
５ 出力短絡回路
５ｕないし５ｗ 出力短絡用スイッチ
７ トリガ信号供給回路
ＳｕないしＳｗ サイリスタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石式交流発電機の整流出力でバッテリを充電する際にバッテリの端子電圧を設定値以下に保つように制御するバッテリ充電制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二輪車、船外機、農業機械等、エンジンにより駆動される装置に搭載されるバッテリの充電を制御するバッテリ充電制御装置として、図３に示されているように、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２に供給するダイオードブリッジ全波整流回路３と、整流回路３の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路４と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗを備えてこれらの出力短絡用スイッチを通して交流発電機１の出力を短絡する出力短絡回路５と、短絡指令信号が発生したときに出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路７′とを備えたものが用いられている。
【０００３】
図３において、磁石式交流発電機１は、エンジンのクランク軸に取り付けられた磁石回転子と、スター結線された三相の発電コイルＬｕないしＬｗを有する固定子とからなり、整流回路３は、三相Ｈブリッジ接続されたダイオードＤ１ないしＤ６からなっている。整流回路３は三相の交流入力端子３ｕないし３ｗと正極側及び負極側の直流出力端子３ａ及び３ｂとを有していて、発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗがそれぞれ交流入力端子３ｕないし３ｗに接続され、直流出力端子３ａ，３ｂ間にバッテリ２が接続されている。
【０００４】
短絡指令発生回路４は、ＰＮＰトランジスタＴＲ１と抵抗器Ｒ１及びＲ２と、ツェナーダイオードＺＤ１とからなっていて、整流回路３の出力端子間の電圧（バッテリ２の端子電圧）が設定値以上になったときにツェナーダイオードＺＤ１が導通してトランジスタＴＲ１にベース電流が流れる。これによりトランジスタＴＲ１が導通し、バッテリ２からトランジスタＴＲ１を通して短絡指令信号が出力される。
【０００５】
出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗはそれぞれ発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗに対応するように設けられたサイリスタＳｕないしＳｗからなっていて、これらのサイリスタはそれぞれ発電機の対応する出力端子と整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間に接続されている。
【０００６】
トリガ信号供給回路７′は、トランジスタＴＲ１のコレクタに一端が共通接続され、他端がサイリスタＳｕないしＳｗのゲートに接続された抵抗器Ｒ３ないしＲ５と、サイリスタＳｕないしＳｗのゲートカソード間にそれぞれ接続された抵抗器Ｒ６ないしＲ８とからなり、トランジスタＴＲ１がオン状態になったときに発生する短絡指令信号（トランジスタＴＲ１のコレクタ電流）を抵抗器Ｒ３ないしＲ５を通してサイリスタＳｕないしＳｗのゲートにトリガ信号として供給する。
【０００７】
図３に示した例では、出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗをそれぞれ構成するサイリスタＳｕないしＳｗと、整流回路３のブリッジ回路の下辺を構成するダイオードＤ４ないしＤ６とにより出力短絡回路５が構成され、サイリスタＳｕないしＳｗのいずれかとダイオードＤ４ないしＤ６のいずれかとを通して発電機１の出力端子間が短絡される。
【０００８】
例えば、発電機１の発電コイルＬｕから流出した電流が発電コイルＬｖを通して戻る期間においては、サイリスタＳｕがオン状態になって、サイリスタＳｕとダイオードＤ５とを通して、出力端子１ｕ，１ｖ間が短絡され、発電機１の発電コイルＬｕから流出した電流が発電コイルＬｗを通して戻る期間においては、サイリスタＳｕがオン状態になって、サイリスタＳｕとダイオードＤ６とを通して、出力端子１ｕ，１ｗ間が短絡される。
【０００９】
図３に示したバッテリ充電制御装置において、バッテリ２の端子電圧が設定値以下のときには、短絡指令発生回路４のトランジスタＴＲ１が導通せず、短絡指令信号が発生しないため、サイリスタＳｕないしＳｗにはトリガ信号が与えられない。この状態では、サイリスタＳｕないしＳｗがオン状態になることがないため、発電機１の出力は短絡されることなく、整流回路３により整流されてバッテリ２に供給される。
【００１０】
バッテリ２の端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号を発生するため、サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給され、これらのサイリスタのいずれかとダイオードＤ４ないしＤ６のいずれかとを通して発電機の出力が短絡される。そのため発電機の出力電圧が低下し、バッテリ２の端子電圧が低下する。バッテリ２の端子電圧が設定値以下になるとトランジスタＴＲ１が遮断状態になって短絡指令信号が発生しなくなり、サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給されなくなるため、サイリスタＳｕないしＳｗはそれぞれのアノードカソード間に逆方向電圧が印加されてそれぞれを流れるアノード電流が保持電流未満になったときにターンオフする。これらの動作の繰り返しによりバッテリ２の端子電圧が設定値を超えないように制御される。
【００１１】
図３に示した例では、整流回路３と、短絡指令発生回路４と、出力短絡回路５と、トリガ信号供給回路７′とにより、バッテリ充電制御装置８′が構成されている。この種のバッテリ充電制御装置は、例えば特許文献１に示されている。
【特許文献１】特開２００５−１６０１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
エンジンにより駆動される装置に搭載されたバッテリ２は、長期間使用しなかった場合にバッテリ上がりの状態になることがある。バッテリ上がり状態になった場合には、エンジンを始動することができず、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ことができなくなるため、商用電源等を用いた外部のバッテリ充電器によりバッテリ２を充電することになる。外部のバッテリ充電器によりバッテリ２を充電する際には、バッテリ２をバッテリ充電制御装置８′から取り外すことになっているが、知識を有しないユーザがバッテリ２をバッテリ充電制御装置８′から取り外すことなく、バッテリ２に外部の充電器を接続することがあり得る。
【００１３】
バッテリ２をバッテリ充電制御装置８′に接続したままの状態で、外部のバッテリ充電器をバッテリ２に接続すると、バッテリ２の充電が進むに従ってバッテリ２の端子電圧が上昇し、いずれはバッテリ２の端子電圧がバッテリ充電制御装置８′に設定されている充電電圧の設定値を超える。バッテリ２の端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して出力短絡回路５のサイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が与えられるが、このとき外部の充電器による充電は停止することがないため、そのまま充電を継続させた場合には、バッテリ充電制御装置８′内の抵抗器Ｒ３ないしＲ５で消費される電力が許容電力を超えてこれらの抵抗器が焼損し、バッテリ充電制御装置８′が破損するおそれがあった。
【００１４】
本発明の目的は、バッテリを取り外すことなく外部の充電器が接続された場合に、内部の回路が破損するおそれをなくしたバッテリ充電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、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回路と、この整流回路の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチを備えて該出力短絡用スイッチを通して上記交流発電機の出力を短絡する出力短絡回路と、短絡指令信号が発生したときに出力短絡用スイッチにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路とを備えたバッテリ充電制御装置を対象とする。
【００１６】
本発明においては、上記トリガ信号供給回路が交流発電機の出力端子側から電源電圧が与えられて動作する増幅器を備えていて、短絡指令信号を該増幅器により増幅して得た信号を出力短絡用スイッチにトリガ信号として与えるように構成されている。
【００１７】
トリガ信号供給回路を上記のように構成すると、短絡指令信号が発生したときに増幅器に流れる入力電流は、出力短絡用スイッチに与えるトリガ信号の電流値よりも増幅器の直流電流増幅率分だけ小さい電流とすることができる。また交流発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリを充電している状態では、増幅器に電源電圧が与えられないため、短絡指令信号が発生しても増幅器は信号を出力せず、出力短絡用スイッチにはトリガ信号が与えられない。従って、発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリの充電を行っている状態でバッテリの端子電圧が設定値を超えたとしても、バッテリ充電制御装置の内部の回路に大きな電流が流れることはなく、内部の回路で大きな電力が消費されることがないので、バッテリ充電制御装置内の回路での消費電力が過大になって、装置の構成部品が損傷するのを防ぐことができる。
【００１８】
磁石発電機の出力を整流する整流回路としては通常ダイオードブリッジ全波整流回路が用いられる。この場合出力短絡回路は、発電機の各出力端子に対応するように設けられて発電機の対応する出力端子と整流回路の負極側出力端子との間にカソードを該負極側出力端子側に向けて接続されたサイリスタを出力短絡用スイッチとして備えて、交流発電機の出力をいずれかの出力短絡用スイッチと整流回路の一部とを通して短絡する構成をとることができる。
【００１９】
整流回路及び出力短絡回路を上記のように構成する場合、トリガ信号供給回路は、発電機の各出力端子から電源電圧が与えられて動作する増幅器を発電機の各出力端子毎に備えて、短絡指令信号を発電機の各出力端子に対応する増幅器により増幅して得た信号を発電機の各出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号として与えるように構成するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、トリガ信号供給回路が交流発電機の出力端子側から電源電圧が与えられて動作する増幅器を備えていて、短絡指令信号を該増幅器により増幅して得た信号を出力短絡用スイッチにトリガ信号として与えるように構成されているので、短絡指令信号が発生したときに増幅器に流れる入力電流を、出力短絡用スイッチに与えるトリガ信号の電流値よりも増幅器の直流電流増幅率分だけ小さい電流とすることができる。また交流発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリを充電した場合には、増幅器に電源電圧が与えられず、バッテリの端子電圧が上昇して短絡指令信号が発生しても出力短絡用スイッチにトリガ信号が与えられることがない。従って、バッテリを取り外すことなく、外部の充電器による充電が行われて、バッテリの端子電圧が設定値を超えたときに、バッテリ充電制御装置の内部の回路に大きな電流が流れるのを防ぐことができ、バッテリ充電制御装置内の回路での消費電力が過大になって、装置の構成部品が損傷するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の好ましい実施形態を示したもので、同図において、１はエンジンにより駆動される磁石式交流発電機、２はバッテリ、３は発電機１の出力を整流するダイオードブリッジ全波整流回路、４は整流回路３の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路、５はトリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗを備えて、これらの出力短絡用スイッチを通して交流発電機１の出力を短絡する出力短絡回路、７は短絡指令信号が発生したときに出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路である。
【００２２】
図示の磁石式交流発電機１は、エンジンのクランク軸に取り付けられた磁石回転子と、スター結線された三相の発電コイルＬｕないしＬｗを有してエンジンのケース等に固定された固定子とからなり、エンジンの回転に伴って三相交流電圧を出力する。
【００２３】
整流回路３は、カソードが共通接続されダイオードＤ１ないしＤ３と、アノードが共通接続されるとともにカソードがダイオードＤ１ないしＤ３のアノードに接続されたダイオードＤ４ないしＤ６とからなるダイオードブリッジ全波整流回路からなっていて、ダイオードＤ１ないしＤ３のアノードとダイオードＤ４ないしＤ６のカソードとの接続点からそれぞれ三相の交流入力端子３ｕないし３ｗが引き出され、ダイオードＤ１ないしＤ３のカソードの共通接続点及びダイオードＤ４ないしＤ６のアノードの共通接続点からそれぞれ正極側及び負極側の直流出力端子３ａ及び３ｂが引き出されている。
【００２４】
整流回路３の交流入力端子３ｕないし３ｗにそれぞれ発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗが接続され、直流出力端子３ａ及び３ｂにそれぞれバッテリ２の正極端子及び負極端子が接続されている。
【００２５】
短絡指令発生回路４は、エミッタが整流回路３の正極側出力端子３ａに接続されたＰＮＰ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器Ｒ１と、トランジスタＴＲ１のベースにカソードが接続されたツェナーダイオードＺＤ１と、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードと整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間に接続された抵抗器Ｒ２とからなっている。この短絡指令発生回路４においては、整流回路３の出力端子間の電圧（バッテリ２の端子電圧）が設定値以上になったときにツェナーダイオードＺＤ１が導通してトランジスタＴＲ１にベース電流を流し、トランジスタＴＲ１を導通させる。トランジスタＴＲ１が導通したときに、バッテリ２からトランジスタＴＲ１を通して短絡指令信号が出力される。
【００２６】
出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗはそれぞれ発電機１の三相の出力端子１ｕないし１ｗに対応するように設けられたサイリスタＳｕないしＳｗからなっている。サイリスタＳｕないしＳｗはそれぞれ発電機１の対応する出力端子１ｕないし１ｗと、整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間に、それぞれのアノードを出力端子１ｕないし１ｗに接続し、カソードを負極側出力端子３ｂ側に接続した状態で設けられている。
【００２７】
トリガ信号供給回路７は、磁石式交流発電機１の各出力端子から電源電圧が与えられて動作する増幅器を前記発電機の各出力端子毎に備えていて、短絡指令信号を発電機の各出力端子に対応する増幅器により増幅して得た信号を発電機の各出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号として与えるように構成されている。
【００２８】
更に詳細に説明すると、発電機１の出力端子１ｕないし１ｗ（整流回路３の入力端子３ｕないし３ｗ）にそれぞれコレクタが接続されたＮＰＮトランジスタＴＲｕないしＴＲｗが設けられ、これらのトランジスタＴＲｕないしＴＲｗのエミッタがそれぞれサイリスタＳｕないしＳｗのゲートに接続されている。トランジスタＴＲｕないしＴＲｗのベースはそれぞれ抵抗器Ｒ３ないしＲ５を通してトランジスタＴＲ１のコレクタ（短絡指令発生回路４の出力端子）に接続され、トランジスタＴＲｕないしＴＲｗのエミッタベース間にはそれぞれ抵抗器Ｒ９ないしＲ１１が接続されている。図３に示した例と同様に、サイリスタＳｕないしＳｗのゲートカソード間には抵抗器Ｒ６ないしＲ８が接続されている。
【００２９】
この例では、トランジスタＴＲｕと抵抗器Ｒ３及びＲ９とにより発電機１のＵ相の出力端子に対応する増幅器Ａｕが構成され、トランジスタＴＲｖと抵抗器Ｒ４及びＲ１０とにより発電機のＶ相の出力端子に対応する増幅器Ａｖが構成されている。またトランジスタＴＲｗと抵抗器Ｒ５及びＲ１１とにより発電機のＷ相の出力端子に対応する増幅器Ａｗが構成されている。増幅器ＡｕないしＡｗと抵抗器Ｒ６ないしＲ８とにより、トリガ信号供給回路７が構成されている。
【００３０】
増幅器Ａｕは、発電機１のＵ相の出力端子１ｕから与えられる電圧を電源電圧として動作する増幅器で、トランジスタＴＲ１が通したときに発生する短絡指令信号を増幅して得た信号をサイリスタＳｕにトリガ信号として与える。
【００３１】
また増幅器Ａｖは、発電機１のＶ相の出力端子１ｖから与えられる電圧を電源電圧として動作する増幅器で、トランジスタＴＲ１が通したときに発生する短絡指令信号を増幅して得た信号をサイリスタＳｖにトリガ信号として与える。
【００３２】
更に増幅器Ａｗは、発電機１のＷ相の出力端子１ｗから与えられる電圧を電源電圧として動作する増幅器で、トランジスタＴＲ１が通したときに発生する短絡指令信号を増幅して得た信号をサイリスタＳｗにトリガ信号として与える。
【００３３】
図１に示した例では、出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗをそれぞれ構成するサイリスタＳｕないしＳｗと、整流回路３のブリッジ回路の下辺を構成するダイオードＤ４ないしＤ６とにより出力短絡回路５が構成され、サイリスタＳｕないしＳｗのいずれかとダイオードＤ４ないしＤ６のいずれかとを通して発電機１の出力端子間が短絡される。
【００３４】
図１に示した実施形態において、バッテリ２の端子電圧が設定値以下のときには、短絡指令発生回路４のトランジスタＴＲ１が導通せず、短絡指令信号が発生しないため、サイリスタＳｕないしＳｗにはトリガ信号が与えられない。この状態では、サイリスタＳｕないしＳｗがオン状態になることがないため、発電機１の出力は短絡されることなく、整流回路３により整流されてバッテリ２に供給される。
【００３５】
バッテリ２の端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号を発生するため、発電機の出力端子１ｕないし１ｗのうち、他の出力端子よりも電位が高くなっている出力端子（出力電流が流出する状態にある出力端子）から、該電位が高い出力端子に接続された増幅器を通して、対応するサイリスタにトリガ信号が供給される。このとき増幅器ＡｕないしＡｗに流れる入力電流の電流値は、出力短絡用スイッチ５ｕないし５ｗに与えるトリガ信号の電流値よりも増幅器の直流電流増幅率分だけ小さい値（従来の制御装置で流れていたトリガ信号電流値を直流電流増幅率で除した値）となるため、トリガ信号供給回路７で生じる損失は、従来のバッテリ充電制御装置のトリガ信号供給回路で生じる損失に比べて大幅に低減される。
【００３６】
交流発電機１の出力端子１ｕないし１ｗのうち、他の出力端子よりも電位が高くなっている出力端子に接続された増幅器を通して、該出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号が与えられると、該サイリスタがオン状態になり、オン状態になったサイリスタと整流回路３のブリッジの下辺を構成するいずれかのダイオードとを通して発電機の出力が短絡される。
【００３７】
即ち、発電機の出力端子１ｕの電位が出力端子１ｖ及び１ｗの電位よりも高い期間は、出力端子１ｕから増幅器Ａｕを通してサイリスタＳｕにトリガ信号が与えられる。これによりサイリスタＳｕがオン状態になり、このサイリスタＳｕとダイオードＤｖまたはＤｗとを通して発電機の出力端子１ｕ，１ｖ間または１ｕ，１ｗ間が短絡される。また発電機の出力端子１ｖの電位が出力端子１ｕ及び１ｗの電位よりも高い期間は、出力端子１ｖから増幅器Ａｖを通してサイリスタＳｖにトリガ信号が与えられる。これによりサイリスタＳｖがオン状態になり、このサイリスタＳｖとダイオードＤｗまたはＤｕとを通して発電機の出力端子１ｖ，１ｗ間または１ｖ，１ｕ間が短絡される。更に発電機の出力端子１ｗの電位が出力端子１ｕ及び１ｖの電位よりも高い期間は、出力端子１ｗから増幅器Ａｗを通してサイリスタＳｗにトリガ信号が与えられて、サイリスタＳｗがオン状態になり、サイリスタＳｗとダイオードＤｕまたはＤｖとを通して発電機の出力端子１ｗ，１ｕ間または１ｗ，１ｖ間が短絡される。
【００３８】
上記のように、バッテリ２の端子電圧が設定値を超えたときには、サイリスタＳｕないしＳｖのうちのいずれかと、ダイオードＤ４ないしＤ６のうちのいずれかとを通して発電機の出力が短絡されるため、発電機の出力電圧が低下し、バッテリ２の端子電圧が低下する。発電機の出力が短絡されると増幅器ＡｕないしＡｗに電源電圧が与えられなくなるため、これらの増幅器が動作を停止し、サイリスタＳｕないしＳｗにトリガ信号が供給されなくなる。またバッテリ２の端子電圧が設定値以下になるとトランジスタＴＲ１が遮断状態になって短絡指令信号の出力を停止する。サイリスタＳｕないしＳｗはそれぞれのアノードカソード間に逆方向電圧が印加されてそれぞれを流れるアノード電流が保持電流未満になったときにターンオフする。サイリスタがターンオフすると発電機の出力の短絡が解除されるため、バッテリの充電が再開される。これらの動作の繰り返しによりバッテリ２の端子電圧が設定値を超えないように制御される。
【００３９】
図１に示したバッテリ充電制御装置において、バッテリ２が消耗し、エンジンを始動することができなくなったときに、ユーザがバッテリ２を取り外すことなく、外部の充電器によりバッテリ２の充電を行ったとする。この充電によりバッテリの端子電圧が設定値を超えると、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号が発生するが、交流発電機１を停止させて外部の充電器によりバッテリを充電している状態では、増幅器ＡｕないしＡｗに電源電圧が与えられず、これらの増幅器が動作を停止しているため、短絡指令発生回路４が短絡指令信号が発生しても増幅器ＡｕないしＡｗは信号を出力せず、出力短絡用スイッチにはトリガ信号が与えられない。従って、発電機を停止させて外部の充電器によりバッテリの充電を行っている状態でバッテリの端子電圧が設定値を超えたとしても、バッテリ充電制御装置の内部の回路に大きな電流が流れることはなく、内部の回路で大きな電力が消費されることがないので、バッテリ充電制御装置内の回路での消費電力が過大になって、装置の構成部品が損傷するのを防ぐことができる。
【００４０】
上記の実施形態では、トリガ信号供給回路７において、発電機の各出力端子１ｕないし１ｗにそれぞれ対応させて増幅器ＡｕないしＡｗを設けているが、図２に示したように、発電機の複数の出力端子に対して共通に１つの増幅器を設けるようにすることもできる。
【００４１】
図２に示した例では、発電機１の出力端子１ｕないし１ｗにそれぞれアノードが接続されたダイオードＤauないしＤawが設けられ、これらのダイオードのカソードの共通接続点に１つのＮＰＮトランジスタＴＲａのコレクタが接続されている。トランジスタＴＲａのエミッタはそれぞれアノードをトランジスタＴＲａのエミッタ側に向けたダイオードＤbuないしＤbwを通してサイリスタＳｕないしＳｗのゲートに接続され、トランジスタＴＲａのベースは抵抗器Ｒａを通してトランジスタＴＲ１のコレクタ（短絡指令発生回路４の出力端子）に接続されている。またトランジスタＴＲａのエミッタベース間に抵抗器Ｒｂが接続され、トランジスタＴＲａのエミッタと整流回路３の負極側出力端子３ｂとの間には図１に示された抵抗器Ｒ６ないしＲ８に相当する抵抗器Ｒｃが接続されている。この例では、トランジスタＴＲａと抵抗器Ｒａ及びＲｂとにより短絡指令信号を増幅する増幅器Ａが構成されている。
【００４２】
この例では、ダイオードＤauないしＤaw及びＤbuないしＤbwと、トランジスタＴＲａと、抵抗器ＲａないしＲｃとによりトリガ信号供給回路７が構成されている。また整流回路３と、短絡指令発生回路４と、出力短絡回路５と、トリガ信号供給回路７とにより、バッテリ充電制御装置８が構成されている。
【００４３】
図２に示したバッテリ充電制御装置の動作は、トランジスタＴＲ１が導通して短絡指令信号が発生したときに、サイリスタＳｕないしＳｗへのトリガ信号の供給が１つの増幅器Ａを通して行われる点を除き、図１に示した実施形態のそれと同様である。
【００４４】
上記の実施形態では、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機が三相の発電コイルＬｕないしＬｗを有しているとしたが、単相の磁石式交流発電機が用いられる場合にも同様に本発明を適用することができるのはもちろんである。
【００４５】
本発明で用いる短絡指令発生回路４は、整流回路３の出力電圧（バッテリの端子電圧）が設定値を超えたときに短絡指令信号（電気信号）を出力するものであればよく、その構成は上記の実施形態に示したものに限定されない。
【００４６】
上記の実施形態では、出力短絡用スイッチとしてサイリスタを用いたが、出力短絡用スイッチは自己保持機能を有するスイッチであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態を示した回路図である。
【図２】本発明の他の実施形態を示した回路図である。
【図３】従来のバッテリ充電制御装置の構成を示した回路図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 磁石式交流発電機
２ バッテリ
３ 整流回路
４ 短絡指令発生回路
５ 出力短絡回路
５ｕないし５ｗ 出力短絡用スイッチ
７ トリガ信号供給回路
ＳｕないしＳｗ サイリスタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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回路と、前記整流回路の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチを備えて該出力短絡用スイッチを通して前記交流発電機の出力を短絡する出力短絡回路と、前記短絡指令信号が発生したときに前記出力短絡用スイッチにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路とを備えたバッテリ充電制御装置において、
前記トリガ信号供給回路は、前記交流発電機の出力端子側から電源電圧が与えられて動作する増幅器を備えていて、前記短絡指令信号を前記増幅器により増幅して得た信号を前記出力短絡用スイッチにトリガ信号として与えるように構成されていることを特徴とするバッテリ充電制御装置。
【請求項２】
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ダイオードブリッジ全波整流回路と、前記整流回路の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路と、前記発電機の各出力端子に対応するように設けられて前記発電機の対応する出力端子と前記整流回路の負極側出力端子との間にカソードを該負極側出力端子側に向けて接続されたサイリスタを出力短絡用スイッチとして備えて前記交流発電機の出力をいずれかの出力短絡用スイッチと前記整流回路の一部とを通して短絡する出力短絡回路と、前記短絡指令信号が発生したときに前記出力短絡用スイッチを構成するサイリスタにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路とを備えたバッテリ充電制御装置において、
前記トリガ信号供給回路は、前記発電機の各出力端子から電源電圧が与えられて動作する増幅器を前記発電機の各出力端子毎に備えていて、前記短絡指令信号を前記発電機の各出力端子に対応する増幅器により増幅して得た信号を前記発電機の各出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号として与えるように構成されていること、
を特徴とするバッテリ充電制御装置。
【請求項１】
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回路と、前記整流回路の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路と、トリガ信号が与えられたときにオン状態になる出力短絡用スイッチを備えて該出力短絡用スイッチを通して前記交流発電機の出力を短絡する出力短絡回路と、前記短絡指令信号が発生したときに前記出力短絡用スイッチにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路とを備えたバッテリ充電制御装置において、
前記トリガ信号供給回路は、前記交流発電機の出力端子側から電源電圧が与えられて動作する増幅器を備えていて、前記短絡指令信号を前記増幅器により増幅して得た信号を前記出力短絡用スイッチにトリガ信号として与えるように構成されていることを特徴とするバッテリ充電制御装置。
【請求項２】
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ダイオードブリッジ全波整流回路と、前記整流回路の出力電圧が設定値以上になったときに短絡指令信号を発生する短絡指令発生回路と、前記発電機の各出力端子に対応するように設けられて前記発電機の対応する出力端子と前記整流回路の負極側出力端子との間にカソードを該負極側出力端子側に向けて接続されたサイリスタを出力短絡用スイッチとして備えて前記交流発電機の出力をいずれかの出力短絡用スイッチと前記整流回路の一部とを通して短絡する出力短絡回路と、前記短絡指令信号が発生したときに前記出力短絡用スイッチを構成するサイリスタにトリガ信号を与えるトリガ信号供給回路とを備えたバッテリ充電制御装置において、
前記トリガ信号供給回路は、前記発電機の各出力端子から電源電圧が与えられて動作する増幅器を前記発電機の各出力端子毎に備えていて、前記短絡指令信号を前記発電機の各出力端子に対応する増幅器により増幅して得た信号を前記発電機の各出力端子に対応するサイリスタにトリガ信号として与えるように構成されていること、
を特徴とするバッテリ充電制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−３５６３７（Ｐ２００８−３５６３７Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０６９４８（Ｐ２００６−２０６９４８）
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００００１３４０）国産電機株式会社 (191)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]