(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石式三相交流発電機（ＡＣＧ）を入力とし、制御整流器付三相全波
整流回路で整流された直流電圧によりバッテリ（Ｂ）を充電するバッテリ充電装置において、前記制御整流器付三相全波整流回路は、第一のサイリスタ群（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3）とダイオ−ド群（Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6）によって構成され、かつ前記ダイオ−ド群の各々のダイオ−ド（Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6）には、第二のサイリスタ群（Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6）がそれぞれ逆並列に接続され、前記バッテリが所定の電圧に到達するまで前は、第一のサイリスタ群（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3）がＯＮ、第２のサイリスタ群（Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）がＯＦＦしてバッテリ（Ｂ）を充電し、前記発電機が所定の回転数に到達しバッテリ（Ｂ）が満充電後は、第一のサイリスタ群（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3）がＯＦＦして、第２のサイリスタ群（Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）がＯＮすることを特徴とするバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車等の、永久磁石式三相交流発電機を使用したバッテリ充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、二輪車用バッテリ充電システムは、永久磁石式三相交流発電機を使用した、サイリスタショ−ト式のＲｅｇ／Ｒｅｃが主流であり、その回路構成は図１のようになっている。
【０００３】
バッテリ充電時は、永久磁石式三相交流発電機（以下ＡＣＧと言う）の電流は、ダイオ−ドＤ１〜Ｄ６で整流され、バッテリ（Ｂ）に充電される。
【０００４】
やがて、バッテリが満充電になると、コントロラＣがバッテリ電圧を検出して、ダイオ−ドＤ４〜Ｄ６のそれぞれと逆並列に設けた第２のサイリスタ群Ｔ４〜Ｔ６をオンして、ＡＣＧを短絡して充電を制御する。すなわち、ＡＣＧの各相は、Ｕ相−Ｔ４−Ｔ５−Ｖ相、Ｖ相−Ｔ５−Ｄ６−Ｗ相、Ｗ相−Ｔ６−Ｄ４−Ｕ相のル−トで短絡される。このように、ＡＣＧを短絡し充電を制御する為、熱ロスとなり、システムとしての効率が非常に悪くなる等の問題があった。
【０００５】
また、充電器として、図２に示すように制御整流器付三相全波整流方式の充電器がある。これは、三相サイリスタオ−プン式Ｒｅｇ／Ｒｅｃであり、前述の無制御整流器方式の欠点を解消したものである。
【０００６】
すなわち、バッテリ充電時は、サイリスタＴ１〜Ｔ３を位相制御してバッテリＢへ充電を行う。
【０００７】
そして、バッテリＢが満充電になると、バッテリ電圧を検出してコントロ−ラＣＯＮＴが、サイリスタＴ１〜Ｔ３をＯＦＦして充電量を制御する。
【０００８】
この場合、サイリスタＴ１〜Ｔ３がＯＦＦするために、発電機ＡＣＧは無負荷となり、ＡＣＧ出力電圧が上昇する。そして、エンジン回転数の上昇と共に、ＡＣＧ出力電圧及び周波数が上昇し、結果的に発電機の鉄損が激増し、バッテリ充電装置の効率を悪くしてしまう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様にいずれの従来技術も、バッテリ満充電時に、ＡＣＧ出力をショ−トする場合も、オ−プンにする場合も、効率を悪くするという点においては同じように欠点がある。しかし、エンジン回転数によって、ショ−トする場合とオ−プンにする場合とで、ＡＣＧの損失の大きさに差異がある。
【００１０】
そこで、本発明はこの点に着目してなされたものである。図３は、エンジン回転数と発電機損失との関係を示す特性図である。特性カ−ブＡは、図１に示すような回路でＡＣＧ出力をショ−トした場合、特性カ−ブＢは、図２に示すような回路でＡＣＧ出力をオ−プンにした場合の特性である。
【００１１】
図３のカ−ブから解るように、エンジン回転数がＮｅｘより低回転ではオ−プン式、Ｎｅｘより高回転ではショ−ト式の方が発電機損失が少ないことがわかる。本発明は、この両者の特性をうまく利用して実現したものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、永久磁石式三相交流発電機（ＡＣＧ）を入力とし、制御整流器付三相全波整流回路で整流された直流電圧によりバッテリ（Ｂ）を充電するバッテリ充電装置において、前記制御整流器付三相全波整流回路は、第一のサイリスタ群（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3）とダイオ−ド群（Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6）によって構成され、かつ前記ダイオ−ド群の各々のダイオ−ド（Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6）には、第二のサイリスタ群（Ｔ4、Ｔ5、Ｔ6）がそれぞれ逆並列に接続され、前記バッテリが所定の電圧に到達するまで前は、第一のサイリスタ群（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3）がＯＮ、第２のサイリスタ群（Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）がＯＦＦしてバッテリを充電し、前記発電機が所定の回転数に到達しバッテリ（Ｂ）が満充電後は、第一のサイリスタ群（Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3）がＯＦＦして、第２のサイリスタ群（Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）がＯＮすることを特徴とするバッテリ充電装置である。
【００１３】
このようにして、エンジン回転数が一定値以下ではＡＣＧ出力をオ−プンにし、一定値以上になったときＡＣＧ出力をショ−トするような回路構成にすれば、発電機損失を低く押えることができ、結果的にバッテリ充電装置の効率を上げることができる。
【００１４】
【実施の形態】
図４は、本発明の二輪車用バッテリ充電システムで、永久磁石式三相交流発電機を使用した、サイリスタショ−ト／オ−プン式のＲｅｇ／Ｒｅｃである。
【００１５】
永久磁石式三相交流発電機ＡＣＧを入力とし、第一のサイリスタ群Ｔ１〜Ｔ３及びダイオ−ド群Ｄ４〜Ｄ６で制御整流器付三相全波整流回路を構成し、ダイオ−ド群Ｄ４〜Ｄ６の各々に第二のサイリスタ群Ｔ４〜Ｔ６をそれぞれ逆並列に接続する。そして、制御整流器付三相全波整流回路の出力をバッテリＢに接続する。
【００１６】
又、コントロ−ラＣＯＮＴは、出力電圧や永久磁石式三相交流発電機ＡＣＧの回転数を検出して、それぞれのサイリスタにゲ−ト信号を与え、又は停止するように構成されている。
【００１７】
さらに、バッテリ充電装置を構成する部品、例えば、永久磁石式三相交流発電機ＡＣＧやバッテリＢあるいは、整流回路を構成するダイオ−ドやサイリスタ等の温度を検出して、第２のサイリスタ群にゲ−ト信号を送出するように構成されている。
【００１８】
このような回路構成において、バッテリ充電時にはサイリスタＴ１〜Ｔ３にゲ−ト信号を与え、バッテリＢが満充電になった後、エンジン回転数がＮｅｘより低いとき、例えば、４０００〜５０００ｒｐｍ以下の時は、第１のサイリスタ群Ｔ１〜Ｔ３のゲ−ト信号を止めてＡＣＧ出力をオ−プンにする。ＡＣ８０〜１００Ｖ以下の時は、第１のサイリスタ群Ｔ１〜Ｔ３のゲ−ト信号を止めてＡＣＧ出力をオ−プンにする。
【００１９】
また、満充電時に、ＡＣＧの出力電圧が高いとき、例えば、ＡＣ８０〜１００Ｖ以上のときは、第B ２のサイリスタ群Ｔ４〜Ｔ６にゲ−ト信号を与え、ＡＣＧ出力をショ−トする。
【００２０】
このようにすることによって、エンジン回転数が低い時から高い時まで、発電機損失を比較的低く押えることができ、常に、バッテリ充電装置の効率が高い状態で運転することができる。
【００２１】
又、満充電時にＡＣＧやバッテリＢあるいは、ダイオード、サイリスタ等の温度を検出して、これらの部品の少なくとも一つが温度上昇した時に、第２のサイリスタ郡Ｔ４〜Ｔ６にゲート信号を送出して、ＡＣＧ出力を短絡するようにしても良い。
【００２２】
同様に、バッテリＢが満充電になった後、ＡＣＧの出力電圧が高いとき、例えば、ＡＣ８０〜１００Ｖ以上のときは、第B ２のサイリスタ群Ｔ４〜Ｔ６にゲ−ト信号を与え、ＡＣＧ出力を短絡するようにしても良い。
【００２３】
又、ＡＣＧの回転加速度が正の値で一定値以上になったとき、第２のサイリスタ群Ｔ４〜Ｔ６にゲ−ト信号を送出してＡＣＧ出力を短絡するようにしても良い。このようにすることによって、ＡＣＧの鉄損を減らすことができ、又、ＡＣＧの出力電圧の異常な上昇を押える事もできる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、このようにすることによって、エンジン回転数が低い時から高い時まで、発電機損失を比較的低く押えることができ、常に、バッテリ充電装置の効率が高い状態で運転することができる二輪車用バッテリ充電装置を実現することが出来るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の、二輪車用バッテリ充電装置の一実施例回路図（ＡＣＧショ−ト方式）。
【図２】従来の、二輪車用バッテリ充電装置の他の実施例回路図（ＡＣＧオ−プン方式）
【図３】ＡＣＧのエンジン回転数と発電機損失の特性曲線。
【図４】本発明の、二輪車用バッテリ充電装置の一実施例回路図（ＡＣＧショ−ト／オ−プン方式）。
【符号の説明】
ＡＣＧ 永久磁石式三相交流発電機
Ｄ１〜Ｄ６ ダイオ−ド
Ｔ１〜Ｔ３ 第１のサイリスタ群
Ｔ４〜Ｔ６ 第２のサイリスタ群
ＣＯＮＴ コントロ−ラ
Ｂ バッテリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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