(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相を有する交流発電機の出力電力を整流して、前記整流した出力電力を複数のバッテリに供給する整流処理部と、
前記複数のバッテリにおける各バッテリに対する充電の要否を、前記複数相の線間電圧の位相が零であるときの前記各バッテリの状態に基づいて判定する充電状態検出部と、
前記充電状態検出部により充電が必要と判定されたバッテリが１つ以上ある場合、前記交流発電機の出力に同期させて、前記整流された出力電力を前記充電が必要と判定された１つ以上のバッテリに供給して充電するよう前記整流処理部を制御する充電制御部と、
を備え、
前記充電制御部は、
前記充電状態検出部により充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記各バッテリの状態を判定した結果に基づいて前記整流された出力電力の振り分け先を選択し、前記交流発電機の出力に同期させて、前記整流された出力電力を前記充電が必要と判定された複数のバッテリに振り分けて供給して充電するよう前記整流処理部を制御する
ことを特徴とするバッテリ充電装置。
【請求項２】
前記充電状態検出部は、
前記各バッテリの充電状態を判定し、前記判定した充電状態に基づいて、前記各バッテリの充電の要否を判定し、充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記充電が必要と判定された複数のバッテリの中から充電するバッテリを選択し、
前記充電制御部は、
前記選択されたバッテリに前記出力電力を供給して充電するよう前記整流処理部を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項３】
前記充電状態検出部は、
前記各バッテリの電圧を検出し、前記検出した電圧を基準電圧と比較することにより前記各バッテリの充電状態を判定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリ充電装置。
【請求項４】
前記充電状態検出部は、
前記交流発電機の出力に同期して、前記各バッテリの充電状態を判定し、前記充電するバッテリを選択する
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項５】
前記充電制御部は、
前記交流発電機の出力の周期に対応付けられたタイミングで、前記出力電力を供給するバッテリを時分割制御方式で切り替えるよう前記整流処理部を制御する
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項６】
前記充電制御部は、
前記出力電力を供給するバッテリを位相制御方式で切り替えるよう前記整流処理部を制御する
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項７】
前記各バッテリは優先度を有し、
充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記充電制御部は、前記優先度の高いバッテリから優先的に充電するよう前記整流処理部を制御する
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項８】
前記充電状態検出部は、
前記各バッテリの充電状態と充電するバッテリとの対応関係を予め記憶しており、前記対応関係を参照して、前記各バッテリの充電状態から前記充電するバッテリを選択する
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項９】
前記交流発電機の各相にそれぞれ同期した複数の同期信号を生成する同期信号検出部を更に備え、
前記同期信号は、
前記複数相の位相にそれぞれ同期する複数の矩形波と、前記複数の矩形波にそれぞれ同期して半周期の間に単調増加する複数の三角波とを含み、
前記充電状態検出部は、充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記複数のバッテリの中から充電するバッテリを選択し、当該選択したバッテリの電圧と基準電圧との差分に基づく誤差信号を充電制御部に入力し、
前記充電制御部は、前記誤差信号と前記複数の三角波の一つとを比較し、前記誤差信号と前記複数の三角波の一つの電位が一致した時に、前記選択されたバッテリへの充電を開始するように前記整流処理部を制御する
ことを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項１０】
前記交流発電機は、
前記複数相のうちの一相に同期したタイミング信号を出力するサブコイルを備え、
前記同期信号検出部は、
前記タイミング信号を検出し、前記検出したタイミング信号から前記複数の矩形波と前記複数の三角波を生成する
ことを特徴とする請求項９に記載のバッテリ充電装置。
【請求項１１】
前記整流処理部は、
入力が前記交流発電機に接続され、出力が前記複数のバッテリに並列に接続される
ことを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載のバッテリ充電装置。
【請求項１２】
前記交流発電機は、三相交流発電機であり、
前記複数のバッテリは第１と第２のバッテリを含み、
前記整流処理部は、
前記第１のバッテリと前記三相交流発電機とに接続され、前記三相交流発電機の各相にそれぞれ対応する第１から第３の整流素子と、
前記第２のバッテリと前記三相交流発電機とに接続され、前記三相交流発電機の各相にそれぞれ対応する第４から第６の整流素子と、
前記三相交流発電機に接続され、前記三相交流発電機の各相にそれぞれ対応する第７から第９の整流素子と、
を備え、
前記第７の整流素子は前記第１と前記第４の整流素子に接続され、
前記第８の整流素子は前記第２と前記第５の整流素子に接続され、
前記第９の整流素子は前記第３と前記第６の整流素子に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電装置。
【請求項１３】
前記第１から前記第６の整流素子は、サイリスタであり、
前記第７から前記第９の整流素子は、サイリスタ又はダイオードである
ことを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリへの充電を制御するバッテリ充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用途ごとにバッテリに接続される負荷を分けて使用するため、複数のバッテリを配置するバッテリ充電設備を構成する場合がある。
このような用途を目的とする複数のバッテリへの充電を制御する充電装置について、特許文献１で示される技術が報告されている。
この技術によると、発電機を２機備え、それぞれの発電機ごとに配置される充電装置を介して接続されるバッテリの電圧を検出し、それぞれのバッテリに過不足なく充電することを可能としている。
【０００３】
一方、発電機１機で構成する場合の従来のバッテリ充電装置について、図２７に、その基本構成図を示す。
このバッテリ充電装置３０２は、バッテリ２つ（バッテリ３、４）に対して充電する構成にショート式と呼ばれる方式を応用した回路を備える。バッテリ充電装置３０２は、バッテリ３の電圧Ｖｒｅｇを充電状態検出部３２０で検出する。検出されたバッテリ３の電圧Ｖｒｅｇが予め定められた設定値を超えると、充電制御部３３０は、整流処理部３４０に備える３個のサイリスタＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３を同時にオン状態にして、三相交流発電機３０１の出力を短絡する。バッテリ充電装置３０２は、出力が短絡された三相交流発電機３０１から、バッテリ３及びバッテリ４の充電をとめることにより過充電にならないように制御する。
また、バッテリ充電装置３０２は、電圧Ｖｒｅｇが減少すると、充電状態検出部３２０が電圧Ｖｒｅｇの低下を検出し、充電制御部３３０により、整流処理部３４０のサイリスタ群をオフ状態にして充電をするといったことを繰り返す方式である。
このような方式による充電電圧制御方法で充電を行う充電装置はショート式レギュレータと呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２８３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で示される技術による従来方式による回路では、それぞれのバッテリに過不足なく充電することを可能としている方式であるが、複数のバッテリの充電を行うには発電機を複数備える必要があり、構成品点数が多く大掛かりなものとなり設備規模が大きくなる。さらに、発電機を駆動するエンジンへの負荷も大きくかかることになるため、一般的ではないという問題がある。
【０００６】
また、発電機を複数備えることにより増大することになる設備規模を削減する方法として１機の三相交流発電機３０１で構成する形態が図２７のブロック図に示された。図示されたバッテリ充電装置３０２では、充電状態検出部３２０がバッテリ３の電圧Ｖｒｅｇの検出を行う。
この方式によると、一方のバッテリの電圧Ｖｒｅｇを基にして充電状態を検出している。その検出された充電状態により、サイリスタの導通を制御して、両方のバッテリを同時に充電、または、非充電に制御する方式である。そのため、アクセサリ系の負荷（例えば冷蔵庫、テレビなど）の使用状態によって、アクセサリ系の負荷で利用され電圧Ｖｒｅｇを検出しない方のバッテリが大きく消耗し、駆動系の負荷に利用され電圧Ｖｒｅｇを検出するバッテリが満充電となる現象が発生する。
すなわち、発電機を１機とすることにより、設備規模を削減することができる方式であるが、一方のバッテリの状態のみを検出することによって、双方のバッテリへの充電状態の検出を行っているため、双方のバッテリの充電量や負荷のバランスがよくない状態では、双方のバッテリの充電量を適切に管理しきれない場合が生じる。
【０００７】
このように、各バッテリに接続されている負荷の状態によって放電量が異なるため、いずれか一方のバッテリ電圧のみを検出して充電を制御した場合には、上記のバッテリ充電装置は、負荷の状態によってバッテリの充電量に片寄りが生ずることが問題であった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、発電機を１機として設備規模を押さえながら、その発電機から複数のバッテリに対して、それぞれ過不足なく充電するバッテリ充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数相を有する交流発電機の出力電力を整流して、前記整流した出力電力を複数のバッテリに供給する整流処理部と、前記複数のバッテリにおける各バッテリに対する充電の要否を、前記複数相の線間電圧の位相が零であるときの前記各バッテリの状態に基づいて判定する充電状態検出部と、前記充電状態検出部により充電が必要と判定されたバッテリが１つ以上ある場合、前記交流発電機の出力に同期させて、前記整流された出力電力を前記充電が必要と判定された１つ以上のバッテリに供給して充電するよう前記整流処理部を制御する充電制御部と、を備え、前記充電制御部は、前記充電状態検出部により充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記各バッテリの状態を判定した結果に基づいて前記整流された出力電力の振り分け先を選択し、前記交流発電機の出力に同期させて、前記整流された出力電力を前記充電が必要と判定された複数のバッテリに振り分けて供給して充電するよう前記整流処理部を制御することを特徴とするバッテリ充電装置である。
【００１０】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記充電状態検出部は、前記各バッテリの充電状態を判定し、前記判定した充電状態に基づいて、前記各バッテリの充電の要否を判定し、充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記充電が必要と判定された複数のバッテリの中から充電するバッテリを選択し、前記充電制御部は、前記選択されたバッテリに前記出力電力を供給して充電するよう前記整流処理部を制御することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記充電状態検出部は、前記各バッテリの電圧を検出し、前記検出した電圧を基準電圧と比較することにより前記各バッテリの充電状態を判定することを特徴とする。
【００１２】
前記充電状態検出部は、前記交流発電機の出力に同期して、前記各バッテリの充電状態を判定し、前記充電するバッテリを選択することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記充電制御部は、前記交流発電機の出力の周期に対応付けられたタイミングで、 前記出力電力を供給するバッテリを時分割制御方式で切り替えるよう前記整流処理部を制御することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記充電制御部は、前記出力電力を供給するバッテリを位相制御方式で切り替えるよう前記整流処理部を制御することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記各バッテリは優先度を有し、充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記充電制御部は、前記優先度の高いバッテリから優先的に充電するよう前記整流処理部を制御することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記充電状態検出部は、前記各バッテリの充電状態と充電するバッテリとの対応関係を予め記憶しており、前記対応関係を参照して、前記各バッテリの充電状態から前記充電するバッテリを選択することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記交流発電機の各相にそれぞれ同期した複数の同期信号を生成する同期信号検出部を更に備え、前記同期信号は、前記複数相の位相にそれぞれ同期する複数の矩形波と、前記複数の矩形波にそれぞれ同期して半周期の間に単調増加する複数の三角波とを含み、前記充電状態検出部は、充電が必要と判定されたバッテリが複数ある場合、前記複数のバッテリの中から充電するバッテリを選択し、当該選択したバッテリの電圧と基準電圧との差分に基づく誤差信号を充電制御部に入力し、前記充電制御部は、前記誤差信号と前記複数の三角波の一つとを比較し、前記誤差信号と前記複数の三角波の一つの電位が一致した時に、前記選択されたバッテリへの充電を開始するように前記整流処理部を制御することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記交流発電機は、前記複数相のうちの一相に同期したタイミング信号を出力するサブコイルを備え、前記同期信号検出部は、前記タイミング信号を検出し、前記検出したタイミング信号から前記複数の矩形波と前記複数の三角波を生成することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記整流処理部は、入力が前記交流発電機に接続され、出力が前記複数のバッテリに並列に接続されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記交流発電機は、三相交流発電機であり、前記複数のバッテリは第１と第２のバッテリを含み、前記整流処理部は、前記第１のバッテリと前記三相交流発電機とに接続され、前記三相交流発電機の各相にそれぞれ対応する第１から第３の整流素子と、前記第２のバッテリと前記三相交流発電機とに接続され、前記三相交流発電機の各相にそれぞれ対応する第４から第６の整流素子と、前記三相交流発電機に接続され、前記三相交流発電機の各相にそれぞれ対応する第７から第９の整流素子と、を備え、前記第７の整流素子は前記第１と前記第４の整流素子に接続され、前記第８の整流素子は前記第２と前記第５の整流素子に接続され、前記第９の整流素子は前記第３と前記第６の整流素子に接続されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のバッテリ充電装置は、前記第１から前記第６の整流素子は、サイリスタであり、前記第７から前記第９の整流素子は、サイリスタ又はダイオードであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、発電機を１機として設備規模を押さえながら、その発電機から複数のバッテリに対して、それぞれ過不足なく充電するバッテリ充電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のバッテリ充電装置の第１実施形態の基本構成例を示すブロック図である。
【図２】Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路における矩形波を生成するメカニズムについて説明するための図である。
【図３】Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路の構成と動作を説明するための図である。
【図４】Ｕ相の交流電圧波形に同期した矩形波を示す図である。
【図５】三角波を生成するメカニズムについて説明するための図である。
【図６】充電状態検出部２０についてのブロック図である。
【図７】充電状態検出部２０でのバッテリ電圧とモード判定の関係を説明するための図である。
【図８】充電状態検出部２０で選択したモードについての切換手順を説明するための図である。
【図９】位相角制御によるサイリスタの点弧方法と導通時間を説明するための図（その１）である。
【図１０】位相角制御によるサイリスタの点弧方法と導通時間を説明するための図（その２）である。
【図１１】充電制御部３０（点弧順成生部３１）を説明するブロック図である。
【図１２】点弧タイミングの説明を行う図（その１）である。
【図１３】点弧タイミングの説明を行う図（その２）である。
【図１４】モード判定とサイリスタの点弧制御の関係を示す図である。
【図１５】位相制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その１）である。
【図１６】位相制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その２）である。
【図１７】位相制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その３）である。
【図１８】位相制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その４）である。
【図１９】時分割制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その１）である。
【図２０】時分割制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その２）である。
【図２１】時分割制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その３）である。
【図２２】時分割制御によりモード切換を行うときの動作を説明するための図（その４）である。
【図２３】整流処理部の一部をダイオードで構成したときのブロック図である。
【図２４】充電制御部１３０（点弧順成生部１３１）を説明するブロック図である。
【図２５】時分割制御によるサイリスタの点弧方法と導通時間を説明するための図である。
【図２６】サブコイルを備えない三相交流発電機２０１を利用するときのブロック図である。
【図２７】従来技術による構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
（本発明のバッテリ充電装置の第１実施形態の基本構成例の説明）
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明によるバッテリ充電装置の第１実施形態を示すブロック図である。この図では、三相交流発電機１の交流出力電圧を全波整流して、その出力でバッテリ３、４を充電するバッテリ充電装置２を例として示す。
【００２６】
このバッテリ充電装置２は、三相交流発電機１からの交流出力電圧を整流する整流処理部４０の整流回路を三相ブリッジ回路としている。
そして、各バッテリへの充電量を加減するにあたり、整流処理部４０における各整流素子のスイッチング動作のタイミングを、バッテリ３、４の電圧に応じて三相交流発電機１の交流出力電圧に対して導通開始角の制御を行うことにより、バッテリの充電量を制御する。
【００２７】
また、三相交流発電機１は、三相交流発電機１内のいずれか１相（この例ではＵ相）にセンサコイル（サブコイル）Ｓｕを備える。センサコイルＳｕは、交流出力電圧（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相）に同期した信号を生成し出力する。
【００２８】
以下、図１に示すバッテリ充電装置２の全体構成の概要について説明する。
バッテリ充電装置２は、同期信号検出部１０、充電状態検出部２０、充電制御部３０、整流処理部４０を備える。
【００２９】
同期信号検出部１０は、入力端子が三相交流発電機１のセンサコイルＳｕに接続され、出力端子が充電状態検出部２０の入力端子及び充電制御部３０の入力端子に接続される。
充電状態検出部２０は、入力端子がバッテリ３、４の端子に接続され、出力端子は充電制御部３０に接続される。
充電制御部３０は、出力端子が整流処理部４０の入力端子に接続される。
整流処理部４０は、入力端子が三相交流発電機１の出力端子に接続され、出力端子がバッテリ３、４の端子に接続される。
【００３０】
三相交流発電機１では、バッテリ充電装置２に出力する交流出力電圧に同期したタイミング信号がセンサコイルＳｕで生成され、バッテリ充電装置２に入力される。
【００３１】
バッテリ充電装置２の同期信号検出部１０は、三相交流発電機１から入力されるタイミング信号を検出し、三相交流発電機１が出力する交流出力電圧に同期する同期信号を生成し、出力する。
出力される同期信号は、三相交流発電機１の各相に同期するそれぞれの矩形波ならびにそれぞれの矩形波に同期し半周期の間に単調増加する三角波である。
【００３２】
同期信号検出部１０は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１と同期三角波発生回路１２を備える。
同期信号検出部１０のＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１は、三相交流発電機１のセンサコイルＳｕが出力するタイミング信号を検出し、Ｕ相の電圧波形（交流波形）Ｖｕから、Ｕ相に同期する矩形波を生成し、同期三角波発生回路１２に入力する。
また、同期信号検出部１０のＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１は、同期三角波発生回路１２から入力されるＵ相の矩形波に同期した三角波により、Ｖ、Ｗ相に同期した矩形波の信号を生成し、同期三角波発生回路１２に入力する。
【００３３】
同期信号検出部１０の同期三角波発生回路１２は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１から入力される三相分の矩形波の信号から、これらの信号に同期した三角波を生成する。この三角波は矩形波のパルス幅の大きさに無関係に高さ（三角波の最大値）が等しくなるような三角波である。同期した三角波の生成は、２段階の処理により生成される。最初に、Ｕ相電圧に同期したＵ相の三角波生成が行われ、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１に入力される。次に、Ｖ相、Ｗ相の矩形波が、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１から入力され、Ｖ、Ｗ相に同期した三角波が生成され、Ｕ相に同期した三角波と合わせて出力される。
同期三角波発生回路１２から出力される三角波は、三相交流発電機１が、スター結線であるときには、線間電圧の位相に合わせた三角波となる。線間電圧に同期する三角波は、相電圧の位相に対して、３０°遅れた位相としたものが出力される。
同期信号検出部１０の実施形態の詳細については、後述することとする。
【００３４】
充電状態検出部２０は、バッテリ３、４の電圧の検出値を予め定められた基準電位との比較により充電状態を判定し、バッテリ３、４の充電状態の組み合わせた結果から、予め定められた判定基準により充電を行うバッテリを選択し、選択されたバッテリの電圧を基準電位と比較して得られる誤差信号と、選択されたバッテリを示す選択信号を充電制御部に入力する。
それぞれのバッテリにおける実際のバッテリ電圧Ｖｂａｔからのフィードバック信号Ｖｆｂと、バッテリ充電電圧の設定値（目標値）Ｖｒｅｆとを比較して、その差の信号を増幅し誤差アンプ出力Ｖｃを検出する。
また、それぞれの誤差アンプ出力をもとに、充電するバッテリを選択し、選択されたバッテリに対応した誤差アンプ出力を出力する。
なお、誤差アンプ出力Ｖｃは、バッテリ電圧Ｖｂａｔが低く、「Ｖｆｂ＜Ｖｒｅｆ」の場合に、低い電圧を出力し、バッテリ電圧Ｖｂａｔが高く、「Ｖｆｂ＞Ｖｒｅｆ」の場合に、高い電圧を出力する。
【００３５】
充電状態検出部２０は、ＶＲＥＧ検出部２１、誤差信号処理部２２、モード判定部２３、判定結果記憶部２４、バッテリ選択情報記憶部２５を備える。
充電状態検出部２０のＶＲＥＧ検出部２１は、バッテリ３、４のそれぞれの電圧が入力される。
入力されたバッテリの電圧は、予め設定された基準電圧３、４と比較される。入力されたバッテリの電圧と基準電圧との差が、そのバッテリに必要とされる充電量を示す誤差信号になる。
【００３６】
充電状態検出部２０の誤差信号処理部２２は、ＶＲＥＧ検出部２１で検出されたそれぞれのバッテリに必要とされる充電量を示す誤差信号を、入力される選択信号に従って、該当するバッテリを充電する際に選択して出力する信号選択部として動作する。
【００３７】
充電状態検出部２０のモード判定部２３は、ＶＲＥＧ検出部２１で検出されるそれぞれのバッテリに必要とされる充電量を示す誤差信号を検出し、予め定められた周期で検出された誤差信号によって、それぞれのバッテリの充電状態を判定し、判定された結果を判定結果記憶部２４に記録する。
モード判定部２３は、判定結果記憶部２４に記憶されている判定された結果を参照し、充電を行うバッテリを選択し、選択されたバッテリを示す選択信号を出力する。
モード判定部２３は、バッテリ３とバッテリ４と交互に充電を行う際に、次にいずれのバッテリに充電を行うかを示す情報をバッテリ選択情報記憶部２５に記録する。また、交互に充電されるバッテリを選択する際に、バッテリ選択情報記憶部２５に記憶されている情報を参照して、充電するバッテリを選択する。
【００３８】
充電状態検出部２０の判定結果記憶部２４は、モード判定部２３で判定された２個のバッテリ３、４の充電状態に対する判定結果を記憶する記憶部である。判定結果記憶部２４は、半導体メモリなどの記憶素子に割り付けられた領域に情報が記録され、記録された情報を記憶する。
【００３９】
充電状態検出部２０のバッテリ選択情報記憶部２５は、モード判定部２３で判定された２個のバッテリ３、４のいずれから優先的に充電を行うための情報（選択フラグ）を記憶する記憶部である。バッテリ選択情報記憶部２５は、半導体メモリなどの記憶素子に割り付けられた領域に情報が記録され、記録された情報を記憶する。
充電状態検出部２０の実施形態の詳細については、後述することとする。
【００４０】
充電制御部３０は、充電状態検出部２０から入力された誤差信号と、同期信号検出部１０から入力された三角波とを比較することによって、誤差信号とそれぞれの三角波との電位が一致したときを前記整流素子の導通開始の契機とし、充電状態検出部２０から入力される選択信号にしたがって点弧信号を整流処理部４０に入力する。
【００４１】
充電制御部３０は、点弧順生成部３１を主要要素とする。
点弧順生成部３１の実施形態の詳細については、後述することとする。
【００４２】
整流処理部４０は、充電制御部３０から入力される点弧信号に従って、三相交流発電機１が出力する交流出力電圧を整流し、それぞれ接続されているバッテリを充電する回路である。
整流処理部４０は、サイリスタ（整流素子）Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９と、サイリスタ点弧回路４１を備える。
【００４３】
サイリスタは、接続されるバッテリの２つの系統ごとに配置される。配置されるサイリスタは、それぞれのバッテリの正極に接続される第１の系統となるサイリスタＳ１〜Ｓ３と、第２の系統となるサイリスタＳ４〜Ｓ６と、２つの系統に共通回路に共通して各バッテリの負極（接地極）に接続されるサイリスタＳ７〜Ｓ９との組み合わせで配置される。
整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１は、接続されるサイリスタＳ１〜Ｓ９を点弧させるドライバ回路ＴＡ１〜９を備える。
ドライバ回路ＴＡ１〜９は、接続されるサイリスタＳ１〜Ｓ９ごとに独立して配置され、各サイリスタのゲートに接続される。
サイリスタＳ１〜Ｓ３及びサイリスタＳ７〜Ｓ９は、バッテリ３の系統に接続され三相交流発電機１の出力を全波整流するブリッジとして機能する。
また、サイリスタＳ４〜Ｓ６及びサイリスタＳ７〜Ｓ９は、バッテリ４の系統に接続され三相交流発電機１の出力を全波整流するブリッジとして機能する。
【００４４】
ここで、サイリスタＳ１〜Ｓ９の詳細接続を整理する。
サイリスタＳ１は、アノードが三相交流発電機１のＵ相に接続され、カソードがバッテリ３の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ１の出力に接続される。
サイリスタＳ２は、アノードが三相交流発電機１のＶ相に接続され、カソードがバッテリ３の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ２の出力に接続される。
サイリスタＳ３は、アノードが三相交流発電機１のＷ相に接続され、カソードがバッテリ３の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ３の出力に接続される。
【００４５】
サイリスタＳ４は、アノードが三相交流発電機１のＵ相に接続され、カソードがバッテリ４の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ４の出力に接続される。
サイリスタＳ５は、アノードが三相交流発電機１のＶ相に接続され、カソードがバッテリ４の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ５の出力に接続される。
サイリスタＳ６は、アノードが三相交流発電機１のＷ相に接続され、カソードがバッテリ４の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ６の出力に接続される。
【００４６】
サイリスタＳ７は、アノードが接地電位に接続され、カソードが三相交流発電機１のＵ相に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ７の出力に接続される。
サイリスタＳ８は、アノードが接地電位に接続され、カソードが三相交流発電機１のＶ相に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ８の出力に接続される。
サイリスタＳ９は、アノードが接地電位に接続され、カソードが三相交流発電機１のＷ相に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路４１のドライバ回路ＴＡ９の出力に接続される。
【００４７】
整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１は、独立して配置されている９個のサイリスタ点弧回路を備える。
それぞれのサイリスタ点弧回路は、入力端子が充電制御部３０のサイリスタの点弧を制御する制御信号を出力するそれぞれの出力端子に接続され、出力端子がそれぞれのサイリスタのゲートに接続される。
充電制御部３０の出力端子から、サイリスタの点弧を制御する制御信号が入力されるとサイリスタ点弧回路４１は、当該のサイリスタに対して点弧信号を送出する。
それゆえ、サイリスタの導通開始角によって充電量が制御されているので、充電制御部３０からの制御信号によってバッテリへの充電量は制御されることになる。
【００４８】
（Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路についての説明）
次に、同期信号検出部１０におけるＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１の構成と動作について説明する。このＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１においては、三相のうちの１相（例えば、Ｕ相）と同期した矩形波の信号を基準として、残りの２相の位置（位相）を検出し、これら２相の矩形波の信号を生成する。この手段として、Ｕ相の矩形波の０°から１８０°の位相に同期した三角波（第１の三角波）を発生させ、同様にして、Ｕ相の矩形波の１８０°から３６０°の位相に同期した三角波（第２の三角波）を発生させる。
【００４９】
そして、第１の三角波および第２の三角波の各々の三角波のピーク電圧に対して、２／３の電圧点でレベルが反転する矩形波を生成する。この矩形波はＵ相に同期した矩形波より１２０度遅延しており、この矩形波がＶ相に同期した矩形波となる。
【００５０】
また、第１の三角波および第２の三角波の各々の三角波のピーク電圧に対して、１／３の電圧点でレベルが反転する矩形波を生成する。この矩形波はＵ相に同期した矩形波より２４０度遅延しており、この矩形波がＷ相に同期した矩形波となる。
【００５１】
したがって、１個のセンサコイルのみで、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に同期した矩形波の信号を生成できるため、これを通電タイミングの制御に利用することができ、三相交流発電機の構造の簡略化と外形の小形化が可能となり、また、交流発電機のコストの低減が図れる。
【００５２】
次に、具体的な例を図に示して説明する。
図２は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路の動作を説明するための図であり、Ｕ相に同期した矩形波Ｒｕから、Ｖ相の矩形波ＲｖおよびＷ相の矩形波Ｒｗを生成する方法を説明するための図である。以下、図２を参照して、その手順について説明する。
【００５３】
（手順１）  最初に、センサコイルＳｕの検出電圧からＵ相に同期した矩形波Ｒｕを生成する。そして、この矩形波Ｒｕの「Ｈ（ハイ）」側に同期した三角波（ｅ）を生成する。
この三角波（ｅ）は矩形波Ｒｕに同期しており、位相幅が１８０°（０°〜１８０°）である。また、この三角波（ｅ）は矩形波Ｒｕのパルス幅の大きさに無関係に高さ（三角波のピーク電圧Ｖｐ）が等しくなるような三角波である。なお、矩形波のパルス幅の大きさに無関係に高さ（三角波のピーク電圧）が等しくなるような三角波の生成方法については後述する。
【００５４】
（手順２）  同様にして、矩形波Ｒｕの「Ｌ（ロー）」側に同期した三角波（ｆ）を生成する。この三角波（ｆ）は矩形波Ｒｕに同期しており、位相幅が１８０°（１８０°〜３６０°）である。また、この三角波（ｆ）についても矩形波Ｒｕのパルス幅の大きさに無関係に高さ（三角波のピーク電圧Ｖｐ）が等しくなるような三角波である。
【００５５】
（手順３）  次に、三角波（ｅ）のピーク電圧Ｖｐの１／３の高さの点Ｘ１と、２／３の高さの点Ｘ２を求める。これにより、点Ｘ０（三角波（ｅ）の立ち上がり点）と点Ｘ１の間、点Ｘ１と点Ｘ２との間、および点Ｘ２と点Ｘ３（三角波（ｅ）の立下り点）との間は、それぞれ位相幅が６０°となる。同様にして、三角波（ｆ）のピーク電圧Ｖｐの１／３の高さの点Ｙ１、２／３の高さの点Ｙ２を求める。
【００５６】
（手順４）  次に、点Ｘ２から点Ｘ３まで「Ｈ」となるパルスａ１を生成し、また、点Ｙ２から点Ｙ３（三角波（ｆ）の立下り点）まで「Ｈ」となるパルスｂ１を生成する。
【００５７】
（手順５）  そして、パルスａ１の立ち上がりエッジで「Ｈ」となり、パルスｂ１の立ち上がりエッジで「Ｌ」に戻る矩形波Ｒｖを生成し、これをＶ相に同期した矩形波とする。
【００５８】
（手順６）  次に、点Ｘ１から点Ｘ３まで「Ｈ」となるパルスｃ１を生成し、また、点Ｙ１から点Ｙ３まで「Ｈ」となるパルスｄ１を生成する。
【００５９】
（手順７）  そして、パルスｄ１の立ち上がりエッジで「Ｈ」となり、パルスｃ１の立ち上がりエッジで０に戻る矩形波Ｒｗを生成し、これをＷ相に同期した矩形波とする。
【００６０】
上述した手順により、Ｕ相に対して１２０°位相が遅れたＶ相の矩形波Ｒｖ、Ｕ相に対して２４０°位相が遅れたＷ相の矩形波Ｒｗを生成することができる。
【００６１】
また、図３は、Ｕ相の矩形波とＵ相に同期した三角波（ｅ）、（ｆ）から、Ｖ相、Ｗ相の矩形波を生成する回路の構成例を示す図である。以下、図３を参照して、その動作について説明する。
【００６２】
三角波のピーク電圧Ｖｐは、直列に３本接続された抵抗Ｒにより分圧され、（１／３）×Ｖｐの電圧が比較器Ａ２、Ａ４の反転入力端子に基準電圧として入力され、（２／３）×Ｖｐの電圧が比較器Ａ１、Ａ３の反転入力端子に基準電圧として入力される。また、比較器Ａ１、Ａ２の非反転入力端子に三角波（ｅ）が入力され、比較器Ａ３、Ａ４の非反転入力端子に三角波（ｆ）が入力される。
【００６３】
従って、比較器Ａ１の出力は、点Ｘ２から点Ｘ３まで「Ｈ」となり、パルスａ１となる。比較器Ａ２の出力は、点Ｘ１から点Ｘ３まで「Ｈ」となり、パルスｃ１となる。比較器Ａ３の出力は、点Ｙ２から点Ｙ３まで「Ｈ」となり、パルスｂ１となる。比較器Ａ４の出力は、点Ｙ１から点Ｙ３まで「Ｈ」となり、パルスｄ１となる。
【００６４】
また、比較器Ａ１およびＡ３の出力は、オア回路ＯＲ１を介して、ＤフリップフロップＤ１のクロック端子の入力となる。比較器Ａ２およびＡ４の出力は、オア回路ＯＲ２を介して、ＤフリップフロップＤ２のクロック端子の入力となる。
【００６５】
従って、比較器Ａ１の出力（パルスａ１）の立ち上がりエッジが、ＤフリップフロップＤ１のクロック端子の入力となり、この時、Ｄ入力となるＵ相のレベルは「Ｈ」であるので、ＤフリップフロップＤ１の出力Ｑは「Ｈ」になる。
【００６６】
また、比較器Ａ３の出力（パルスｂ１）の立ち上がりエッジもＤフリップフロップＤ１のクロック端子の入力となり、この時、Ｄ入力となるＵ相のレベルは「Ｌ」であるので、出力Ｑは「Ｌ」になる。従って、ＤフリップフロップＤ１の出力Ｑは、パルスａ１の立ち上がりエッジからパルスｂ１の立ち上がりエッジまで「Ｈ」となり、Ｖ相の矩形波Ｒｖが得られる。
【００６７】
また、比較器Ａ２の出力（パルスｃ１）の立ち上がりエッジが、ＤフリップフロップＤ２のクロック端子の入力となり、この時、Ｄ入力となるＵ相のレベルは「Ｈ」であるので、ＤフリップフロップＤ２の出力Ｑは「Ｈ」、出力Ｑの反転出力（Ｑバー）は「Ｌ」になる。
【００６８】
また、比較器Ａ４の出力（パルスｄ１）の立ち上がりエッジもＤフリップフロップＤ２のクロック端子の入力となり、この時、Ｄ入力となるＵ相のレベルは「Ｌ」であるので、出力Ｑは「Ｌ」になり、出力Ｑの反転出力（Ｑバー）は「Ｈ」になる。従って、ＤフリップフロップＤ２の反転出力（Ｑバー）は、パルス（ｄ１）の立ち上がりエッジからパルス（ｃ１）の立ち上がりエッジまで「Ｈ」となり、Ｗ相の矩形波Ｒｗとなる。
【００６９】
上述した回路により、三相交流発電機１のＵ相のセンサコイルＳｕからの信号から、三相交流発電機１の交流出力電圧の位相を検出し、このＵ相の交流出力電圧に同期する矩形波を基準にして、他の２相に同期する矩形波を生成することができる。
なお、三相交流発電機１のＶ相にセンサコイルを設け、このＶ相の交流出力電圧に同期する矩形波を基準にして、他の２相に同期する矩形波を生成するようにしてもよい。同様にして、三相交流発電機１のＷ相にセンサコイルを設け、このＷ相の交流出力電圧に同期する矩形波を基準にして、他の２相に同期する矩形波を生成するようにしてもよい。
【００７０】
（Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路における三角波電圧の発生方法の説明）
上述のように、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１において、Ｕ相に同期した矩形波からＶ相、Ｗ相の矩形波を生成する場合に、Ｕ相の矩形波のパルス幅の大きさに無関係に高さ（三角波のピーク電圧）が一定の三角波を生成する必要がある。ここで、図４および図５を参照して、矩形波Ｒｕに同期したピーク電圧一定の三角波の発生メカニズムの一例について説明する。なお、ここで説明する三角波の生成メカニズムは、図１に示す同期三角波発生回路１２において、三角波を生成する場合にも共通して使用されるものである。
【００７１】
一般には三相交流発電機１が出力する交流電圧の周波数は急激に変化しないので、１サイクル前の波形と現在のサイクルの波形はほとんど同じと考えることができる。例えば、図４において、波形２が現在のサイクルの波形だとすれば、波形２の半周期Ｔ２と、その１サイクル前の波形１の半周期Ｔ１とはほとんど同じである。
【００７２】
上述の特性を利用して、次の手順により三角波電圧ＶＢを生成する。
（手順１）  図４に示すように、波形１のサイクルにおいて、三相交流発電機１が出力する交流電圧ＶＡから矩形波Ｓを生成する。この波形１に対応する矩形波Ｓの半周期は、波形１のサイクルにおける交流電圧ＶＡの半周期Ｔ１と一致する。
（手順２）  続いて、矩形波Ｓの半周期Ｔ１の時間をカウントする。
（手順３）  続いて、半周期Ｔ１の時間のカウント数を所定の分解能ｎで除算して、時間ｔ１（＝Ｔ１／ｎ）を得る。ここで、分解能ｎは、三角波電圧ＶＢのスロープの滑らかさを規定する量であり、分解能ｎが高い程、三角波電圧ＶＢのスロープが滑らかになる。
（手順４）  続いて、三角波電圧ＶＢのピーク電圧Ｖｐを所定の分解能ｎで除算して、電圧ｖ１（＝Ｖｐ／ｎ）を得る。
（手順５）  続いて、図５に示すように、次のサイクルの波形２の立ち上がりタイミング（Ｔ２をカウントし始めるタイミング）で、上記電圧ｖ１だけ三角波電圧ＶＢを上昇させ、この三角波電圧ＶＢを上記時間ｔ１の間だけ維持する。
（手順６）  同じ波形２のサイクルにおいて、上記時間ｔ１が経過したタイミングで上記電圧ｖ１だけ三角波電圧ＶＢを更に上昇させ、これを全部でｎ回繰り返すと、図５に示すような階段状の波形が得られ、波形２のサイクルに対応する三角波電圧のスロープ部分に相当する階段状の波形が得られる。分解能ｎの値を大きくすれば、階段状の波形が滑らかになり、一層良好な三角波を得ることができる。
【００７３】
以上の手順により、１サイクル前の交流電圧ＶＡの波形を用いて、交流電圧ＶＡの各周期に対応した三角波電圧であって、ピーク電圧Ｖｐが一定の三角波を生成することができる。
【００７４】
（充電するバッテリの選択）
本実施形態で示すバッテリ充電装置２は、予め定められた優先度によって充電するバッテリを選択する。
ここでは、予め定められた優先度が設定されたバッテリに対して、バッテリの充電状態に従って充電するバッテリを選択する手順を説明する。
【００７５】
図６は、充電状態検出部２０の主要な構成を示すブロック図である。
図示するように充電状態検出部２０が備えるＶＲＥＧ検出部２１、誤差信号処理部２２、モード判定部２３、判定結果記憶部２４、バッテリ選択情報記憶部２５の一実施形態を示す。
【００７６】
充電状態検出部２０のＶＲＥＧ検出部２１は、演算増幅器２１１、２１２と８個の抵抗Ｒ２１〜Ｒ２８と基準電圧ＶＲＥＦ３、ＶＲＥＦ４、ならびに入力端子、出力端子を備える。
ＶＲＥＧ検出部２１における接続は、次のようになる。
抵抗Ｒ２１は、一端が基準電圧ＶＲＥＦ３に接続され、他端が演算増幅器２１１の反転入力端子に接続される。
抵抗Ｒ２２は、一端が入力端子ＩＰ２８１に接続され、他端が演算増幅器２１１の非反転入力端子に接続される。
抵抗Ｒ２３は、一端が演算増幅器２１１の非反転入力端子に接続され、他端が接地電位に接続される。
抵抗Ｒ２４は、一端が演算増幅器２１１の出力端子に接続され、他端が演算増幅器２１１の反転入力端子に接続される。
抵抗Ｒ２５は、一端が基準電圧ＶＲＥＦ４と演算増幅器２１２の反転入力端子に接続される。
抵抗Ｒ２６は、一端が入力端子ＩＰ２８２と演算増幅器２１２の非反転入力端子に接続される。
抵抗Ｒ２７は、一端が演算増幅器２１２の非反転入力端子に接続され、他端が接地電位に接続される。
抵抗Ｒ２８は、一端が演算増幅器２１２の出力端子に接続され、他端が演算増幅器２１２の反転入力端子に接続される。
【００７７】
入力端子ＩＰ２８１には、バッテリ３の電圧を所定の比率で分圧された電位ＶＲＥＧ３が入力される。
演算増幅器２１１は、入力されたバッテリ３の電位ＶＲＥＧ３と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差を抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４で設定される利得で増幅し、誤差信号ＦＢ３を出力する。
入力端子ＩＰ２８２には、バッテリ３の電圧を所定の比率で分圧された電位ＶＲＥＧ４が入力される。
演算増幅器２１２は、入力されたバッテリ３の電位ＶＲＥＧ４と基準電位ＶＲＥＦ４の電位差を抵抗Ｒ２５〜Ｒ２８で設定される利得で増幅し、誤差信号ＦＢ４を出力する。
誤差信号が負の値を示すときには、バッテリの電圧が低く、充電不足であることを示す。
また、誤差信号ＦＢ３、ＦＢ４が負の値を示すときには、バッテリの電圧が高く、充電された状態であることを示す。
【００７８】
充電状態検出部２０の誤差信号処理部２２は、信号切換器である。
誤差信号処理部２２は、モード判定部２３から選択端子ＳＥＬに入力される切換信号により、ＶＲＥＧ検出部２１から入力される２系統の誤差信号ＦＢ３と誤差信号ＦＢ４とを選択し出力端子ＯＰ２９１に誤差信号を出力する。
また、誤差信号が正の値を示すときには、バッテリの電圧が高く、充電された状態であることを示す。
【００７９】
充電状態検出部２０のモード判定部２３は、ＶＲＥＧ検出部２１によりバッテリ３、４の電圧の検出値を予め定められた基準電位と比較して得られた結果にしたがって、充電状態を判定する。モード判定部２３は、判定された結果を判定結果記憶部２４に記録する。
また、モード判定部２３は、２個のバッテリ３、４の充電状態の組み合わせ結果と、優先的に充電を行うための情報（選択フラグ）とから、充電を行うバッテリを選択する。
モード判定部２３は、選択フラグの情報をバッテリ選択情報記憶部２５に記録し、充電するバッテリを選択する際に記憶されている情報を参照し選択条件とする。
モード判定部２３は、選択された充電するバッテリを特定する信号として選択信号１、２を出力端子ＯＰ２９２、ＯＰ２９３にそれぞれ出力する。
【００８０】
図７は、ＶＲＥＧ検出部２１で検出したバッテリ３、４の電圧と、それにより充電するバッテリを選択する方法について説明する図である。
図７（ａ）は、バッテリ３、４の電圧状態を示す図である。
それぞれのバッテリ電圧は、予め定められたそれぞれの基準電圧に対して比較される。その比較によってそれぞれの電圧状態の組み合わせにより４通りの状態が生じる。
その図に示す４通りの充電状態について整理する。
【００８１】
第１の状態は、バッテリ３及びバッテリ４のいずれの電圧も基準電圧未満の状態である。すなわちいずれのバッテリも充電不足の状態である（以下、モード１という）。
第２の状態は、バッテリ３の電圧が基準電圧以上となっているが、バッテリ４の電圧は基準電圧未満の状態である。すなわちバッテリ３は、規定の充電が完了しているが、バッテリ４は、充電不足の状態である（以下、モード２という）。
第３の状態は、バッテリ４の電圧が基準電圧以上となっているが、バッテリ３の電圧は基準電圧未満の状態である。すなわちバッテリ４は、規定の充電が完了しているが、バッテリ３は、充電不足の状態である（以下、モード３という）。
第４の状態は、バッテリ３もバッテリ４もそれぞれの電圧が、基準電圧以上となっている状態である。すなわちいずれのバッテリも規定の充電が完了している状態である（以下、モード４という）。
【００８２】
以上の４通りの状態を基準に、バッテリ３、４のいずれのバッテリに充電を行うか否かを決定する。その条件は、上記の４つのモードで規定することができ、それぞれのモードのときの充電処理について図７（ｂ）に整理する。
【００８３】
モード１では、いずれのバッテリも充電不足なので、電力を振り分けて充電することが必要になる。
モード２では、バッテリ３が充電完了状態であるので、バッテリ４への充電を行う。
モード３では、バッテリ４が充電完了状態であるので、バッテリ３への充電を行う。
モード４では、いずれのバッテリも充電完了状態なので、いずれのバッテリにも充電を行わない。
【００８４】
ここで、モード１となったときのバッテリ３とバッテリ４への電力の振り分け方法を示す。
振り分け方法として、次の方法が考えられる。
第１の手段は、バッテリ３とバッテリ４の双方に同時に充電できるように、それぞれの系統の整流素子を同時に通電状態とする。
第２の手段は、バッテリ３とバッテリ４とに交互に充電できるように、それぞれの整流素子を交互に通電状態とする。
この第１の手段では、双方の系統へ通電可能な状態とすることができるが、実際にはバッテリ電圧が低い、あるいは、バッテリに接続されている負荷が重い方の系統に偏って電力が供給され、他方のバッテリは充電されないことがある。そのため、バッテリごとの充電状態を管理しきれないことが生じうる。
本実施形態では、第２の手段を採用することとしその説明を行う。
【００８５】
上記で示した交互に充電を行う条件となるのは、２個のバッテリがともに充電が必要となるモード１のときであり、先に示したモード２、３のときには、充電が必要なバッテリは判定の結果で規定されるので、交互に充電する条件にはならない。また、モード４のときには、いずれも充電が不要な状態であるので、やはり、交互に充電を行う動作は必要にならない。
そこで、モード２、３、４が選択されたときは、選択フラグをクリアすることとする。
【００８６】
一方、特定のバッテリを優先して充電させる必要がある場合において、上記のモード１の状態で交互に充電するとしても、先に充電を行う方のバッテリを特定することが必要になる。上記の選択フラグを利用することで、モード１になったときに先に充電するバッテリを特定することが可能となる。
前述のように、選択フラグは、モード２、３、４が選択されたときには、クリアされているので、新たにモード１が判定される条件になったときにそのフラグを参照して充電するバッテリを選択すれば、特定のバッテリの充電を最初とする交互の充電を開始させることができる。交互に充電を行う際に、優先させて充電を行うバッテリに充電したときに選択フラグをセットし、非優先のバッテリを充電したときに選択フラグをクリアすることにより、その選択フラグを参照することで交互に充電を行うことができる。
【００８７】
図８は、図７で示した４通りの状態をモード判定部２３においてモード判定に関する処理を行うためのフローチャートを示す。
下記に示すモード判定と判定に基づく充電するバッテリの選択に関する処理は、充電状態検出部２０のモード判定部２３によって行われる。
【００８８】
初期状態処理として、モード判定部２３は、状態を記憶させる記憶領域である判定結果記憶部２４、バッテリ選択情報記憶部２５に初期値の情報（クリア）を記録する（ステップＳａ０）。
【００８９】
充電状態検出部２０のモード判定部２３は、同期信号検出部１０のＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１が出力する同期信号によって、Ｕ相とＶ相の線間電圧（以下、ＵＶ相という）を基準としたときの０°の位相であるかの判定を繰り返し行う（ステップＳａ1）。
【００９０】
モード判定処理は、同期信号検出部１０から入力される信号により、ＵＶ相の位相が、０°であるときに、モード判定部２３がモード判定を行う処理である。
モード判定処理は、次の手順で行われる。
まず、ＶＲＥＧ検出部２１がＵＶ相の位相が０°であるときのバッテリ３、４の電圧を検出する。ＶＲＥＧ検出部２１は、検出されたバッテリ３、４の電圧と基準電圧との比較結果をモード判定部２３に入力する。モード判定部２３は、入力される比較結果の組み合わせで得られる４通りのバッテリの電圧状態から、そのときに必要とされる処理ごとに分類される４つのモードとしての判定を行う（ステップＳａ２）。
【００９１】
モード判定部２３は、判定された結果がモード４であるかの判定を行う（ステップＳａ３）。
判定結果がモード４であるときには、モード判定部２３は、いずれのバッテリも充電を行わないことを選択し、いずれのバッテリも選択しないことを示す選択信号を出力する。モード判定部２３が出力する選択信号１、２には、両方に「０」が出力される。
また、モード判定部２３は、選択フラグをクリアしてバッテリ選択記憶部２５に記録する。そして、次のＵＶ相が０°となる時の検出を行う（ステップＳａ４）。
【００９２】
モード判定部２３は、判定された結果がモード４でなかったときは、モード２であるかの判定を行う（ステップＳａ５）。
判定結果がモード２であるときには、モード判定部２３は、バッテリ４の充電を行うことを選択し、バッテリ４を選択する選択信号を出力する。モード判定部２３が出力する選択信号には、選択信号１に「０」が、選択信号２に「１」が出力される（ステップＳａ６）。
また、モード判定部２３は、選択フラグをクリアしてバッテリ選択記憶部２５に記録する。そして、次のＵＶ相が０°となる時を検出する（ステップＳａ７）。
【００９３】
モード判定部２３は、判定された結果がモード２でなかったときは、モード３であるかの判定を行う（ステップＳａ８）。
判定結果がモード３であるときには、モード判定部２３は、バッテリ３の充電を行うことを選択し、バッテリ３を選択する選択信号を出力する。モード判定部２３が出力する選択信号には、選択信号１に「１」が、選択信号２に「０」が出力される（ステップＳａ９）。
また、モード判定部２３は、選択フラグをクリアしてバッテリ選択記憶部２５に記録する。そして、次のＵＶ相が０°となる時を検出する（ステップＳａ１０）。
【００９４】
モード判定部２３は、バッテリ選択情報記憶部２５に記憶されている選択フラグの情報を参照し、選択フラグがセットされているかの判定を行う（ステップＳａ１１）。
判定により選択フラグがセットされていると判定されたときには、モード判定部２３は、バッテリ４の充電を行うことを選択し、バッテリ４を選択する選択信号を出力する。モード判定部２３が出力する選択信号には、選択信号１に「０」が、選択信号２に「１」が出力される（ステップＳａ１２）。
また、モード判定部２３は、選択フラグをクリアしてバッテリ選択情報記憶部２５に記録する。そして、次のＵＶ相が０°となる時を検出する（ステップＳａ１３）。
【００９５】
モード判定部２３は、バッテリ選択情報記憶部２５に記憶されている選択フラグの情報を参照し、選択フラグがセットされているか否かの判定を行い、選択フラグがセットされていないと判定されたときには、バッテリ３の充電を行うことを選択し、バッテリ３を選択する選択信号を出力する。モード判定部２３が出力する選択信号には、選択信号１に「１」が、選択信号２に「０」が出力される（ステップＳａ１４）。
また、モード判定部２３は、選択フラグをセットしてバッテリ選択情報記憶部２５に記録する。そして、次のＵＶ相が０°となる時を検出する（ステップＳａ１５）。
【００９６】
以上に示したフローチャートに従って検出処理を行うことで、モード判定部２３は充電を行うバッテリを特定する。
【００９７】
図９〜図１０を参照して、整流処理部４０で行われる充電量制御のための位相制御によるサイリスタの導通角制御について示す。
図９（ａ）は、バッテリ３に接続される６個のサイリスタＳ１〜Ｓ３とＳ７〜Ｓ９及び三相交流発電機１の接続を示す。
先に説明したように、三相交流発電機１のＵ相には、サイリスタＳ１とＳ７とが接続され、Ｖ相には、サイリスタＳ２とＳ８とが接続され、Ｗ相には、サイリスタＳ３とＳ９とが接続される。
６個のサイリスタを図に示す接続とすることにより、三相交流を全波整流することができる。詳細の接続の説明は、前述の図１での説明を参照する。
また、サイリスタは、ダイオードと異なり、サイリスタを点弧する信号をゲートに入力することにより導通開始タイミングを制御することができる。
【００９８】
それぞれの線間電圧から充電をするときに制御する対象となるサイリスタは、下記の通りとなる。
波形ＵＶにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ１とＳ８であり、
波形ＵＷにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ１とＳ９であり、
波形ＶＷにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ２とＳ９であり、
波形ＶＵにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ２とＳ７であり、
波形ＷＵにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ３とＳ７であり、
波形ＷＶにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ３とＳ８である。
【００９９】
図９（ｂ）に示すグラフは、各位相で通電開始したときの直流平均出力を示すグラフである。
ｘ軸は、通電開始するときの位相角を示す。ｘ軸は、６０°から１８０°までの値をとる。ｙ軸は、通電開始から通電が終了する１８０°までにバッテリに出力される直流平均出力を示している。ｙ軸で示す値は、通電開始が、６０°のときの直流平均出力を１としたときの比率で表す。このグラフから通電を開始する位相が早いほど、出力される電力が大きいことを示している。
【０１００】
図１０（ａ）〜（ｃ）にサイリスタのゲート制御により導通開始タイミングを制御して、導通している期間が変化する様を示す。
ここでｘ軸は、原点Ｏを基準とした位相角を示し、ｙ軸は全波整流した波形の電圧を示す。
図に点線で示した波形は、三相交流の線間電圧波形を全波整流したときの電圧波形を示す。交流半周期の波形がそれぞれ６０°の位相差によって連なった波形となっている。
三相交流を全波整流しているため、６個の波形で一周期を表している。ここで、基準とする位相を、ＵＶ相とすることとし、それぞれの波形に、ＵＶ１、ＵＷ１、ＶＷ１、ＶＵ１、ＷＵ１、ＷＶ１の符号をつける。波形ＵＶ１は、Ｖ相を基準としたＵ相との線間電圧の波形で、Ｕ相の相電圧が高くなる期間の波形を表すこととする。逆に、波形ＶＵ１は、Ｖ相を基準としたＵ相との線間電圧で、Ｕ相の相電圧が低くなる期間の波形を表し、全波整流されることにより正の値を示している。
波形ＵＶ１の起点を、三相交流発電機１の線間出力電圧一周期の原点として以下説明する。すなわち、原点は、位相角が０°のときを表している。
【０１０１】
ここで、図１０（ａ）〜（ｃ）にサイリスタの導通開始角を、基準位相０°に対して、９０°、１００°、１１０°にそれぞれ遅らせた時のサイリスタの導通時間の違いを、図中の網掛け部によってそれぞれ示す。
ここでは、各サイリスタの点弧はそれぞれの線間電圧の波形に対して同じ導通開始角だけ遅れたタイミングで、それぞれのサイリスタを点弧させた波形を示す。すなわち、各波形ＵＶ１、ＵＷ１、ＶＷ１、ＶＵ１、ＷＵ１、ＷＶ１の基準位相に対して、通電波形ＵＶ１ａ、ＵＷ１ａ、ＶＷ１ａ、ＶＵ１ａ、ＷＵ１ａ、ＷＶ１ａなどで示す。
導通開始角がそろった条件の波形を示している。
サイリスタＳ１〜Ｓ９の導通開始角は、それぞれの位相で６０°〜１８０°の範囲内で設定が可能である。
また、点弧されたサイリスタは、逆バイアス電圧がかかるまで導通状態が維持される。
【０１０２】
このようにして、サイリスタを導通させる期間を制御することで、三相交流発電機１からバッテリ３への電力を制限し、充電量を制御する。
【０１０３】
図１１は、充電制御部３０および点弧順生成部３１に接続される三相交流発電機１、充電状態検出部２０、整流処理部４０との接続を示す概略ブロック図である。
充電制御部３０は、点弧順生成部３１が主たる構成要素となる。
点弧順生成部３１は、６個の比較器３１１〜３１６、９個のパルス発生器３２１〜３２９、２３個のダイオードＤ３３１〜Ｄ３３６、Ｄ３４１〜Ｄ３４６、Ｄ３５１〜Ｄ３５９、Ｄ３５１〜Ｄ３５９、２個のＤフリップフロップＦＦ３６１〜ＦＦ３６２、６個のスイッチ３７１〜３７６、入力端子ＩＰ３８１〜ＩＰ３８９、出力端子ＯＰ３９１〜ＯＰ３９９を備える。
【０１０４】
比較器３１１〜３１６は、２個の入力端子と出力端子を有し、入力端子に入力されるアナログ信号の電圧を比較し、判定結果を論理的に出力する電圧比較器である。第１の入力端子の電圧が、第２の入力端子の電圧より、高い電圧となるときに出力端子から「Ｈ（ハイ）」が出力される。
【０１０５】
パルス発生器３２１〜３２９は、トリガ入力に入力される信号の立ち上がりエッジを検出し、検出すると出力に予め定められた期間「Ｈ」となるパルスを出力するワンショット回路である。また、図示されていないが、出力端子の初期状態は「Ｌ」が出力される。
【０１０６】
ＤフリップフロップＦＦ３６１〜ＦＦ３６２は、クロック入力端子に入力される信号の立ち上がりエッジを検出すると、Ｄ入力端子に入力された信号の論理状態を保持し、出力端子に出力するＤフリップフロップである。出力端子Ｑの状態は、クロック入力端子に入力される信号の次の立ち上がりエッジを検出するまで保持される。また、図示されていないが、出力端子の初期状態は「Ｌ」が出力される。
【０１０７】
スイッチ３７１〜３７６は、それぞれが制御機能つきＳＰＳＴ（Single-Pole/Single-Throw）スイッチであり、制御端子に「Ｈ」が入力されるとスイッチが導通される。
【０１０８】
次に主たる構成要素の接続を示す。
比較器３１１は、第１の入力端子が入力端子ＩＰ３８１に接続され、第２の入力端子が入力端子ＩＰ３８７に接続され、出力端子がダイオードＤ３３１とＤ３４１のアノードに接続される。
パルス発生器３２１は、クロック入力端子がダイオードＤ３４１のカソードに接続され、出力端子がダイオードＤ３５１のアノードに接続される。
ダイオード３５１のカソードは、出力端子ＯＰ３９８に接続される。
比較器３１２は、第１の入力端子が入力端子ＩＰ３８２に接続され、第２の入力端子が入力端子ＩＰ３８７に接続され、出力端子がダイオードＤ３３２とＤ３４２のアノードに接続される。
パルス発生器３２３は、クロック入力端子がダイオードＤ３４２のカソードに接続され、出力端子がダイオードＤ３５３のアノードに接続される。
ダイオード３５３のカソードは、出力端子ＯＰ３９９に接続される。
パルス発生器３２２は、クロック入力端子がダイオードＤ３３１とダイオードＤ３３２のカソードに接続され、出力端子がダイオードＤ３５２のアノードに接続される。ダイオードＤ３３１とダイオードＤ３３２とにより、それぞれのアノードに入力される信号が論理的に加算され、パルス発生器３２２に入力される。
【０１０９】
比較器３１３は、第１の入力端子が入力端子ＩＰ３８３に接続され、第２の入力端子が入力端子ＩＰ３８７に接続され、出力端子がダイオードＤ３３３とＤ３４３のアノードに接続される。
パルス発生器３２４は、クロック入力端子がダイオードＤ３４３のカソードに接続され、出力端子がダイオードＤ３５４のアノードに接続される。
ダイオード３５４のカソードは、出力端子ＯＰ３９８に接続される。
比較器３１２は、第１の入力端子が入力端子ＩＰ３８２に接続され、第２の入力端子が入力端子ＩＰ３８７に接続され、出力端子がダイオードＤ３３４とＤ３４４のアノードに接続される。
パルス発生器３２６は、クロック入力端子がダイオードＤ３４４のカソードに接続され、出力端子がダイオードＤ３５６のアノードに接続される。
ダイオード３５６のカソードは、出力端子ＯＰ３９７に接続される。
パルス発生器３２５は、クロック入力端子がダイオードＤ３３３とダイオードＤ３３４のカソードに、出力端子がダイオードＤ３５５のアノードに接続される。ダイオードＤ３３３とダイオードＤ３３４とにより、それぞれのアノードに入力される信号が論理的に加算され、パルス発生器３２５に入力される。
【０１１０】
比較器３１１は、第１の入力端子が入力端子ＩＰ３８５に接続され、第２の入力端子が入力端子ＩＰ３８７に接続され、出力端子がダイオードＤ３３５とＤ３４５のアノードに接続される。
パルス発生器３２１は、クロック入力端子がダイオードＤ３４５のカソードに接続され、出力端子がダイオードＤ３５６のアノードに接続される。
ダイオード３５６のカソードは、出力端子ＯＰ３９７に接続される。
比較器３１２は、第１の入力端子が入力端子ＩＰ３８６に接続され、第２の入力端子が入力端子ＩＰ３８７に接続され、出力端子がダイオードＤ３３６とＤ３４６のアノードに接続される。
パルス発生器３２３は、クロック入力端子がダイオードＤ３４６のカソードに接続され、出力端子がダイオードＤ３５７のアノードに接続される。
ダイオード３５７のカソードは、出力端子ＯＰ３９９に接続される。
パルス発生器３２６は、クロック入力端子がダイオードＤ３３５とダイオードＤ３３６のカソードに、出力端子がダイオードＤ３５８のアノードに接続される。ダイオードＤ３３５とダイオードＤ３３６とにより、それぞれのアノードに入力される信号が論理的に加算され、パルス発生器３２８に入力される。
【０１１１】
ＤフリップフロップＦＦ３６１は、Ｄ入力が入力端子３８８に接続され、クロック入力端子がパルス発生器３２１の出力端子に接続され、出力端子がスイッチ３７１、３７２、３７３の制御端子に接続される。
ＤフリップフロップＦＦ３６２は、Ｄ入力が入力端子３８９に接続され、クロック入力端子がパルス発生器３２１の出力端子に接続され、出力端子をスイッチ３７４、３７５、３７６の制御端子に接続される。
【０１１２】
スイッチ３７１は、信号端子の一端がダイオード３５２のカソードに接続され、信号端子の他端が出力端子ＯＰ３９１に接続される。
スイッチ３７２は、信号端子の一端がダイオード３５８のカソードに接続され、信号端子の他端が出力端子ＯＰ３９２に接続される。
スイッチ３７３は、信号端子の一端がダイオード３５５のカソードに接続され、信号端子の他端が出力端子ＯＰ３９３に接続される。
【０１１３】
スイッチ３７４は、信号端子の一端がダイオード３５２のカソードに接続され、信号端子の他端が出力端子ＯＰ３９４に接続される。
スイッチ３７５は、信号端子の一端がダイオード３５８のカソードに接続され、信号端子の他端が出力端子ＯＰ３９５に接続される。
スイッチ３７６は、信号端子の一端がダイオード３５５のカソードに接続され、信号端子の他端が出力端子ＯＰ３９６に接続される。
【０１１４】
入力端子ＩＰ３８１は、同期信号検出部１０に接続され、同期信号検出部１０から波形ＤＬＴＵＶを基準とする三角波が入力される。
入力端子ＩＰ３８２は、同期信号検出部１０に接続され、同期信号検出部１０から波形ＤＬＴＵＷを基準とする三角波が入力される。
入力端子ＩＰ３８３は、同期信号検出部１０に接続され、同期信号検出部１０から波形ＤＬＴＷＶを基準とする三角波が入力される。
入力端子ＩＰ３８４は、同期信号検出部１０に接続され、同期信号検出部１０から波形ＤＬＴＷＵを基準とする三角波が入力される。
入力端子ＩＰ３８５は、同期信号検出部１０に接続され、同期信号検出部１０から波形ＤＬＴＶＷを基準とする三角波が入力される。
入力端子ＩＰ３８６は、同期信号検出部１０に接続され、同期信号検出部１０から波形ＤＬＴＶＵを基準とする三角波が入力される。
【０１１５】
入力端子ＩＰ３８７は、充電状態検出部２０の出力端子ＯＰ２９１に接続され、充電状態検出部２０から誤差信号が入力される。
入力端子ＩＰ３８８は、充電状態検出部２０の出力端子ＯＰ２９２に接続され、充電状態検出部２０から選択信号１が入力される。
入力端子ＩＰ３８９は、充電状態検出部２０の出力端子ＯＰ２９３に接続され、充電状態検出部２０から選択信号２が入力される。
【０１１６】
出力端子ＯＰ３９１は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ１を介して、サイリスタＳ１のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９１からは、Ｕ相にかかるサイリスタＳ１を点弧させるタイミング信号が出力される。
出力端子ＯＰ３９２は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ２を介して、サイリスタＳ２のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９２からは、Ｖ相にかかるサイリスタＳ２を点弧させるタイミング信号が出力される。
出力端子ＯＰ３９３は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ３を介して、サイリスタＳ３のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９３からは、Ｗ相にかかるサイリスタＳ３を点弧させるタイミング信号が出力される。
【０１１７】
出力端子ＯＰ３９４は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ４を介して、サイリスタＳ４のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９４からは、Ｕ相にかかるサイリスタＳ４を点弧させるタイミング信号が出力される。
出力端子ＯＰ３９５は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ５を介して、サイリスタＳ５のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９５からは、Ｖ相にかかるサイリスタＳ５を点弧させるタイミング信号が出力される。
出力端子ＯＰ３９６は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ６を介して、サイリスタＳ６のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９６からは、Ｗ相にかかるサイリスタＳ６を点弧させるタイミング信号が出力される。
【０１１８】
出力端子ＯＰ３９７は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ７を介して、サイリスタＳ７のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９７からは、Ｕ相にかかるサイリスタＳ７を点弧させるタイミング信号が出力される。
出力端子ＯＰ３９８は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ８を介して、サイリスタＳ８のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９８からは、Ｖ相にかかるサイリスタＳ８を点弧させるタイミング信号が出力される。
出力端子ＯＰ３９９は、整流処理部４０のサイリスタ点弧回路４１に接続され、ドライバ回路ＴＡ９を介して、サイリスタＳ９のゲートに接続される。出力端子ＯＰ３９９からは、Ｗ相にかかるサイリスタＳ９を点弧させるタイミング信号が出力される。
【０１１９】
図１２を参照して、点弧順生成部３１の動作を説明する。
この図は、ＵＶ線間電圧を整流する際に、対応するサイリスタへの点弧信号を発生させる原理を示す図である。
この図のｘ軸は、時間の経過を示す。時刻ｔ１１０から時刻ｔ１１８までの時間は、三相交流発電機１の出力周波数の２周期に当たる時間である。
【０１２０】
グラフ（ａ）は、三相交流発電機１のＵＶ線間電圧出力の絶対値を示す波形である。すなわち、全波整流された波形に相当する。
この電圧波形が０Ｖとなる時刻を基準として順に、時刻ｔ１１０、ｔ１１２、ｔ１１４、ｔ１１６、ｔ１１８と定める。
【０１２１】
グラフ（ｂ）は、グラフ（ａ）に示した三相交流発電機１のＵＶ線間電圧出力に同期した矩形波ＲＥＣＵＶの変化を示す。
このグラフが示す矩形波ＲＥＣＵＶが、「Ｈ」となる期間が、ＵＶ線間電圧出力を正の値を示す期間を示し、「Ｌ（ロー）」となる期間は、ＵＶ線間電圧出力が負の値を示す期間を示す。
【０１２２】
グラフ（ｃ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＵＶは、ＵＶ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１１０から時刻ｔ１１２の間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１１２から時刻ｔ１１４が先の三角波の初期値を連続的に示す波形とが交互に切り換わる基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０から点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８１に入力される信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１２３】
グラフ（ｄ）に示す波形は、グラフ（ｂ）に示した２つの信号が入力された比較器３１１の出力信号である。
入力された第１の波形である波形ＤＬＴＵＶの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いときに、「Ｈ」が出力される（時刻ｔ１１１からｔ１１２までなど）。
【０１２４】
グラフ（ｅ）に示すパルスは、グラフ（ｄ）の信号が入力されたパルス発生器３２２から出力されるパルスである。この信号をもとにサイリスタＳ１を点弧させる信号を示す。
グラフ（ｆ）に示すパルスは、後述するグラフ（ｈ）の信号が入力されたパルス発生器３２８から出力されるパルスである。この信号をもとにサイリスタＳ２を点弧させる信号を示す。
【０１２５】
グラフ（ｇ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＶＵは、ＵＶ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１１２から時刻ｔ１１４の間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１１４から時刻ｔ１１６が先の三角波の初期値を連続的に示す波形が交互に切り換わる基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０から点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８６に入力される信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１２６】
グラフ（ｈ）に示す波形は、グラフ（ｇ）に示した２つの信号が入力された比較器３１６の出力信号である。
入力された第１の波形である波形ＤＬＴＶＵの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いときに、「Ｈ」が出力される（時刻ｔ１１３からｔ１１４までなど）。
【０１２７】
グラフ（ｉ）に示すパルスは、グラフ（ｄ）の信号が入力されたパルス発生器３２２から出力されるパルスである。この信号をもとにサイリスタＳ８を点弧させる信号を示す。
グラフ（ｊ）に示すパルスは、グラフ（ｈ）の信号が入力されたパルス発生器３２８から出力されるパルスである。この信号をもとにサイリスタＳ７を点弧させる信号を示す。
【０１２８】
まず、（ｂ）同期信号検出部１０は、充電状態検出部２０に入力する矩形波ＲＥＣＵＶを三相交流発電機１からの交流出力に同期して時刻ｔ１１０で立ち上げ、（ｃ）あわせて同期信号検出部１０が充電状態検出部２０に入力する波形ＤＬＴＵＶの電圧を徐々に増加させる。
（ｃ）同期信号検出部１０が充電状態検出部２０に入力する波形ＤＬＴＵＶの電圧が、時刻ｔ１１１で、充電状態検出部２０が充電制御部３０に入力する誤差信号の波形ＦＢの電圧より高くなると、（ｄ）電圧の変化を検出した充電制御部３０の比較器３１１は、出力が反転して「Ｈ」を出力する。
充電制御部３０のパルス発生器３２２、３２１が比較器３１１の出力の立ち上がりエッジを検出すると、充電制御部３０は、サイリスタの点弧制御信号ＴＲＧＳ１１（ｅ）とＴＲＧＳ８１（ｉ）を出力する。
この点弧制御信号が入力されたサイリスタＳ１とＳ８は、点弧され、導通を開始する。
【０１２９】
時刻ｔ１１２になると、サイリスタＳ１とＳ８は、逆バイアスされることにより遮断する。
【０１３０】
続いて、（ｂ）同期信号検出部１０は、充電状態検出部２０に入力する矩形波ＲＥＣＵＶを三相交流発電機１からの交流出力に同期して時刻ｔ１１２で立ち下げ、（ｃ）あわせて同期信号検出部１０は、充電状態検出部２０に入力する波形ＤＬＴＵＶを立ち下げ、（ｇ）あわせて同期信号検出部１０は、充電状態検出部２０に入力する波形ＤＬＴＶＵを徐々に増加させる。
（ｇ）同期信号検出部１０が充電状態検出部２０に入力する波形ＤＬＴＶＵの電圧が、時刻ｔ１１３で、充電状態検出部２０が充電制御部３０に入力する誤差信号の波形ＦＢの電圧より高くなると、（ｈ）電圧の変化を検出した充電制御部３０の比較器３１６は、出力が反転して「Ｈ」を出力する。
充電制御部３０のパルス発生器３２８、３２９が比較器３１６の出力の立ち上がりエッジを検出すると、充電制御部３０は、サイリスタの点弧制御信号ＴＲＧＳ２１（ｆ）とＴＲＧＳ７１（ｊ）が出力する。
この点弧制御信号が入力されたサイリスタＳ２とＳ７は、点弧され、導通を開始する。
【０１３１】
時刻ｔ１１４になると、サイリスタＳ２とＳ７は、逆バイアスされることにより遮断する。
この動作をそれぞれの相の信号を参照して繰り返し行い、三相交流からの充電量を制御する。
【０１３２】
図１２おける説明は、バッテリ３への充電を行う場合を例として説明した。
なお、バッテリ４への充電を行う場合の説明は、サイリスタＳ１〜Ｓ３をサイリスタＳ４〜Ｓ６に、バッテリ３をバッテリ４に読み替えることにより置き換えることができる。
【０１３３】
図１３を参照して、三相それぞれ導通開始角を判定するしくみについて示す。
この図は、図１２で示したＵＶ相における動作を、三相まとめて示したタイミングチャートである。
グラフ（ａ）は、三相交流発電機１のＵＶ線間電圧に同期する信号として同期信号検出部１０で生成した矩形波ＲＥＣＵＶの変化を示す。
ＵＶ相の電圧波形が０Ｖとなる時刻を基準として順に、時刻ｔ１２０Ｕ、ｔ１２２Ｕ、ｔ１２４Ｕ、ｔ１２６Ｕ、ｔ１２８Ｕと定める。
このグラフの矩形波ＲＥＣＵＶが、「Ｈ」となる期間が、ＵＶ線間電圧出力を正の値を示す期間とすると、「Ｌ」となる期間は、ＵＶ線間電圧出力が負の値を示す期間になる。
【０１３４】
グラフ（ｂ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＵＶは、ＵＶ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１２０Ｕから時刻ｔ１２２Ｕの間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１２２Ｕから時刻ｔ１２４Ｕが先の三角波の初期値を示す波形が連続する基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０が生成し、同期信号検出部１０が点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８１に入力する信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１３５】
グラフ（ｃ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＶＵは、ＵＶ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１２２Ｕから時刻ｔ１２４Ｕの間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１２４Ｕから時刻ｔ１２６Ｕが先の三角波の初期値を示す波形が連続する基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０が生成し、同期信号検出部１０が点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８６に入力する信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１３６】
グラフ（ｄ）に示す波形は、グラフ（ｂ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＵＶの電圧ならびにグラフ（ｃ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＶＵの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いと充電制御部３０が判定したときに、充電制御部３０が整流処理部４０に出力するサイリスタＳ１、Ｓ２への点弧制御信号の波形である。
ここで示すパルスは、バッテリの正極に接続されているサイリスタを点弧させるタイミングパルスの発生位置を示している。
【０１３７】
グラフ（ｅ）に示す波形は、グラフ（ｂ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＵＶの電圧ならびにグラフ（ｃ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＶＵの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いと充電制御部３０が判定したときに、充電制御部３０が整流処理部４０に出力するサイリスタＳ７、Ｓ８への点弧制御信号の波形である。
ここで示すパルスは、バッテリの負極に接続されているサイリスタを点弧させるタイミングパルスの発生位置を示している。
【０１３８】
グラフ（ｆ）は、三相交流発電機１のＶＷ線間電圧出力に同期する信号として同期信号検出部１０で生成した矩形波ＲＥＣＶＷの変化を示す。
ＶＷ相の電圧波形が０Ｖとなる時刻を基準として順に、時刻ｔ１２２Ｖ、ｔ１２４Ｖ、ｔ１２６Ｖ、ｔ１２８Ｖと定める。
このグラフの矩形波ＲＥＣＶＷが、「Ｈ」となる周期が、ＶＷ線間電圧出力を正の値を示す期間とすると、「Ｌ」となる期間は、ＶＷ線間電圧出力が負の値を示す期間になる。
【０１３９】
グラフ（ｇ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＶＷは、ＶＷ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１２２Ｖから時刻ｔ１２４Ｖの間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１２４Ｖから時刻ｔ１２６Ｖが先の三角波の初期値を示す波形が連続する基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０が生成し、同期信号検出部１０が点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８５に入力する信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１４０】
グラフ（ｈ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＷＶは、ＶＷ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１２４Ｖから時刻ｔ１２６Ｖの間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１２６Ｖから時刻ｔ１２８Ｖが先の三角波の初期値を示す波形が連続する基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０が生成し、同期信号検出部１０が点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８３に入力する信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１４１】
グラフ（ｉ）に示す波形は、グラフ（ｇ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＶＷの電圧ならびにグラフ（ｈ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＷＶの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いと充電制御部３０が判定したときに、充電制御部３０が整流処理部４０に出力するサイリスタＳ２、Ｓ３への点弧制御信号の波形である。
ここで示すパルスは、バッテリの正極に接続されているサイリスタを点弧させるタイミングパルスの発生位置を示している。
【０１４２】
グラフ（ｊ）に示す波形は、グラフ（ｇ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＶＷの電圧ならびにグラフ（ｈ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＷＶの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いと充電制御部３０が判定したときに、充電制御部３０が整流処理部４０に出力するサイリスタＳ８、Ｓ９への点弧制御信号の波形である。
ここで示すパルスは、バッテリの負極に接続されているサイリスタを点弧させるタイミングパルスの発生位置を示している。
【０１４３】
グラフ（ｋ）は、三相交流発電機１のＷＵ線間電圧出力に同期する信号として同期信号検出部１０で生成した矩形波ＲＥＣＷＵの変化を示す。
ＷＵ相の電圧波形が０Ｖとなる時刻を基準として順に、時刻ｔ１２２Ｗ、ｔ１２４Ｗ、ｔ１２６Ｗと定める。
このグラフの矩形波ＲＥＣＷＵが、「Ｈ」となる周期が、ＷＵ線間電圧出力を正の値を示す期間とすると、「Ｌ」となる期間は、ＷＵ線間電圧出力が負の値を示す期間になる。
【０１４４】
グラフ（ｌ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＷＵは、ＷＵ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１２２Ｗから時刻ｔ１２４Ｗの間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１２４Ｗから時刻ｔ１２６Ｗが先の三角波の初期値を示す波形が連続する基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０が生成し、同期信号検出部１０が点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８４に入力する信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１４５】
グラフ（ｍ）に示す第１の波形である波形ＤＬＴＵＷは、ＷＵ線間電圧出力に同期し、時刻ｔ１２４Ｗから時刻ｔ１２６Ｗの間、初期値から単調増加する三角波と、時刻ｔ１２６Ｗから時刻ｔ１２８Ｗが先の三角波の初期値を示す波形が連続する基準波形を示す。
この波形の信号は、同期信号検出部１０が生成し、同期信号検出部１０が点弧順生成部３１の入力端子ＩＰ３８２に入力する信号に相当する。
第２の波形である波形ＦＢは、充電状態検出部２０に入力されたバッテリ３の電位と基準電位ＶＲＥＦ３の電位差をもとに充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の波形である。
【０１４６】
グラフ（ｎ）に示す波形は、グラフ（ｌ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＷＵの電圧ならびにグラフ（ｍ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＵＷの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いと充電制御部３０が判定したときに、充電制御部３０が整流処理部４０に出力するサイリスタＳ１、Ｓ３への点弧制御信号の波形である。
ここで示すパルスは、バッテリの正極に接続されているサイリスタを点弧させるタイミングパルスの発生位置を示している。
【０１４７】
グラフ（ｏ）に示す波形は、グラフ（ｌ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＷＵの電圧ならびにグラフ（ｍ）に示した第１の波形である波形ＤＬＴＵＷの電圧が、第２の波形である波形ＦＢの電圧より高いと充電制御部３０が判定したときに、充電制御部３０が整流処理部４０に出力するサイリスタＳ７、Ｓ９への点弧制御信号の波形である。
ここで示すパルスは、バッテリの負極に接続されているサイリスタを点弧させるタイミングパルスの発生位置を示している。
【０１４８】
図の（ｂ）、（ｃ）、（ｈ）、（ｉ）、（ｌ）、（ｍ）に記載の波形ＦＢは、誤差信号をあらわし同じ波形である。
ＵＶ相、ＶＷ相、ＷＵ相それぞれ、三相交流発電機１の交流出力電圧の１周期の間に、２回サイリスタの点弧タイミングが生成され、充電状態検出部２０が生成し充電制御部３０に入力する誤差信号の電圧の大きさに応じて、充電制御部３０が整流処理部４０に出力するサイリスタを点弧される信号の生成される時刻が前後する。
【０１４９】
上記では、バッテリ３に接続されているサイリスタＳ１〜Ｓ３、Ｓ７〜Ｓ９についての点弧タイミング信号の生成順について示した。
各バッテリにサイリスタは接続されているが、サイリスタＳ７〜Ｓ９は、各バッテリの共通回路となっているので、バッテリ３とバッテリ４に共通に接続されている。
バッテリの正極に接続されているサイリスタＳ１〜Ｓ３は、バッテリごとに独立した回路を構成している。前述の点弧タイミング生成において、それぞれのバッテリの充電期間に応じて、入力される誤差信号が、充電状態検出部２０内部で切り換えられて入力され、また、生成したタイミング信号は、充電状態検出部２０から入力される選択信号１、２により、充電するバッテリにかかるサイリスタにしか点弧タイミング信号が送出されないようにされている。
【０１５０】
サイリスタの正極に接続されたサイリスタの点弧回路に向けて信号が出力される前に、図１０に示したスイッチ３７１〜３７６によって信号の出力が切り換えられ、タイミングパルスを出力するスイッチだけ導通するように切換信号端子が制御される。
充電状態検出部２０から入力された選択信号は、サイリスタＳ１の点弧タイミングをパルス発生器３２１が検出し、出力パルス信号が送出された段階でＤフリップフロップＦＦ３６１、ＦＦ３６２のＤ入力端子の状態がＤフリップフロップＦＦ３６１、３６２で保持される。
ＤフリップフロップＦＦ３６１、３６２は、ＤフリップフロップＦＦ３６１、３６２で保持された状態による出力信号を、前述のスイッチ３７１〜３７６の切換を制御する制御信号として利用し、スイッチ３７１〜３７６の制御信号端子に入力する。
サイリスタＳ７〜Ｓ９への点弧制御信号には、サイリスタＳ１〜Ｓ６側で配置されているようなスイッチは不要とした。
ここで仮に、サイリスタＳ７〜Ｓ９に対してのみ点弧制御信号が出力されても、正極側に接続されているサイリスタＳ１〜Ｓ６への点弧制御信号が送出されないので、三相交流発電機１の出力が、バッテリに接続されることはない。
また、モード４という条件では、誤差信号の電圧が高くなり、点弧信号タイミングを決定する比較の対象範囲を超えているので、判定周期の間において比較器３１１〜３１６の出力が「Ｈ」に変化しない。
【０１５１】
図１３における説明は、バッテリ３への充電を行う場合を例として説明した。
バッテリ４への充電を行う場合の説明は、サイリスタＳ１〜Ｓ３をサイリスタＳ４〜Ｓ６に、バッテリ３をバッテリ４に、基準電圧ＶＲＥＦ３を基準電圧ＶＲＥＦ４に読み替えることにより置き換えることができる。
【０１５２】
図１４を参照して、バッテリ３、４の正極に接続されているサイリスタＳ１〜Ｓ９への点弧信号の出力について示す。
この図では、点弧信号の出力は、各バッテリの充電状況に応じて判定された前述の「モード」判定に従い切り換えられる状態を示している。
モード判定部２３によって判定された結果によるモード番号と、判定フラグの状態により決定され、モード判定部２３が充電制御部３０に入力する選択信号１、２によって、充電するバッテリが指定され、充電制御部３０は、対応するバッテリのサイリスタに対してサイリスタ点弧制御信号を整流制御部４０に送出する。
すなわち、本バッテリ充電装置２は、選択信号１が「１」のときに、バッテリ３の充電を行い、選択信号２が「１」のときには、バッテリ４の充電を行う。
バッテリ３の充電を行うときには、サイリスタＳ１〜Ｓ３とサイリスタＳ７〜Ｓ９が点弧される。
バッテリ４の充電を行うときには、サイリスタＳ４〜Ｓ９が点弧される。
【０１５３】
また、先に説明したように選択信号１、２がともに「０」の時に、充電制御部３０は、バッテリ３、４の正極に接続されているサイリスタＳ１〜Ｓ６に対して、点弧信号を送出しないようにスイッチ３７１〜３７６で遮断しているため点弧制御信号が出力されない。
この図のモード４の欄において、図１１のブロック図に合わせサイリスタＳ７〜Ｓ９には、「○」印を記載している。しかし、実際の動作では、点弧制御信号は出力される条件となる入力信号が存在しないのは先に説明したとおりである。
【０１５４】
図１５〜図１８を参照して、連続して充電動作を行うときのモード切換動作を示す。
この図では、ｘ軸方向に時間が経過する。図１５から図１８まで順につながるタイミングチャートである。
【０１５５】
時刻ｔ１４１、ｔ１４２、ｔ１４３、ｔ１４４、ｔ１４５、ｔ１４６、ｔ１４７、ｔ１４８、ｔ１４９のタイミングでバッテリ３、４の充電状態を充電状態検出部２０が検出するものとする。
ここで示す充電状態検出部２０が行う検出間隔は、三相交流発電機１の１周期にあたり、検出するタイミングは、ＵＶ相の電圧波形の位相が０°を示すときになる。
すなわち、時刻ｔ１４１、ｔ１４２、ｔ１４３、ｔ１４４、ｔ１４５、ｔ１４６、ｔ１４７、ｔ１４８で始まる８周期にまたがる充電動作を示す。
三相交流発電機１の線間電圧を全波整流したときの電圧波形を破線で示した。例えば、第１周期目においては、ＵＶ１１、ＵＷ１１、ＶＷ１１、ＶＵ１１、ＷＵ１１、ＷＶ１１の６個の半周期の電圧波形で１周期となる。
本装置では、破線で示された電圧波形が有する電力の一部をサイリスタへの点弧制御によりバッテリに充電する電力として切り出す制御を行う。充電を行う位相は、網掛けされた範囲となる。例えば、第１周期目においては、波形ＵＶ１１ａ、ＵＷ１１ａ、ＶＷ１１ａ、ＶＵ１１ａ、ＷＵ１１ａ、ＷＶ１１ａが充電を行うために充電制御部３０が指定する位相を示す。
【０１５６】
また、図１５〜図１８において、上記で説明した電圧波形の下に記載されている各欄の説明を行う。
状態検出欄に示す逆三角形（「▽」印）は、充電状態検出部２０が、バッテリの状態検出を行うタイミングであることを示す。
モード欄は、上記の時刻で充電状態検出部２０が検出した結果にしたがって、充電状態検出部２０が選択したモードを示す。
バッテリ欄は、充電状態検出部２０が充電制御部３０に入力する選択信号をもとに、充電制御部３０がその周期で充電するバッテリを示す。
充電状態検出部２０によって検出された結果は、次の判定の周期においてＵＶ相のサイリスタＳ１が点弧されるまで、充電状態検出部２０は、ひとつ前の周期で判定された状態を保持する。
また、Ｓ１からＳ９までの欄は、充電制御部３０が生成し整流処理部４０に出力するそれぞれのサイリスタＳ１〜Ｓ９を点弧するタイミング信号を示す。
【０１５７】
はじめに、図１５において時刻ｔ１４１において、充電状態検出部２０が最初の充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足の状態であり、充電状態検出部２０によってモード１と判定される。
バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされていない状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ３を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをセットする。
充電状態検出部２０は、入力されるバッテリ３の電圧の検出値を基に、基準電圧と比較し、誤差信号を生成し出力する。
充電制御部３０は、充電状態検出部２０が出力する誤差信号の電圧と、同期信号検出部１０が出力する線間電圧に同期した三角波を含む基準信号との電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧より高くなったタイミングを検出する。充電制御部３０は、検出したタイミングをもとにサイリスタの点弧制御信号を生成し、整流処理部４０に入力する。
【０１５８】
整流処理部４０は、入力された点弧制御信号をもとにサイリスタを下記に記す順序で点弧させ、サイリスタが点弧されているときに三相交流発電機１の交流出力電圧を整流してバッテリ３に出力する。
ＵＶ相においては、サイリスタＳ１とＳ８が時刻ｔ１４１ａで点弧され通電波形ＵＶ１１ａが出力される。
ＵＷ相においては、サイリスタＳ１とＳ９が時刻ｔ１４１ｂで点弧され通電波形ＵＶ１１ｂが出力される。
ＶＷ相においては、サイリスタＳ２とＳ９が時刻ｔ１４１ｃで点弧され通電波形ＵＶ１１ｃが出力される。
ＶＵ相においては、サイリスタＳ２とＳ７が時刻ｔ１４１ｄで点弧され通電波形ＵＶ１１ｄが出力される。
ＷＵ相においては、サイリスタＳ３とＳ７が時刻ｔ１４１ｅで点弧され通電波形ＵＶ１１ｅが出力される。
ＷＶ相においては、サイリスタＳ３とＳ８が時刻ｔ１４１ｆで点弧され通電波形ＵＶ１１ｆが出力される。
点弧されたサイリスタは、その相の電圧が０となる位相１８０°となるタイミングまで、それぞれのサイリスタは通電状態となる。
【０１５９】
時刻ｔ１４２に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足と検出されモード１が選択される。また、バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされている状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ４を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電状態検出部２０は、入力されるバッテリ４の電圧の検出値を基に、基準電圧と比較し、誤差信号を生成し出力する。
充電制御部３０は、充電状態検出部２０が出力する誤差信号の電圧と、同期信号検出部１０が出力する線間電圧に同期した三角波を含む基準信号との電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧より高くなったタイミングを検出する。充電制御部３０は、検出したタイミングをもとにサイリスタの点弧制御信号を生成し、整流処理部４０に入力する。
【０１６０】
整流処理部４０は、入力された点弧制御信号をもとにサイリスタを下記に記す順序で点弧させ、サイリスタが点弧されているときに三相交流発電機１の交流出力電圧を整流してバッテリ４に出力する。
ＵＶ相においては、サイリスタＳ４とＳ８が時刻ｔ１４２ａで点弧され通電波形ＵＶ１２ａが出力される。
ＵＷ相においては、サイリスタＳ４とＳ９が時刻ｔ１４２ｂで点弧され通電波形ＵＶ１２ａが出力される。
ＶＷ相においては、サイリスタＳ５とＳ９が時刻ｔ１４２ｃで点弧され通電波形ＵＶ１２ａが出力される。
ＶＵ相においては、サイリスタＳ５とＳ７が時刻ｔ１４２ｄで点弧され通電波形ＵＶ１２ａが出力される。
ＷＵ相においては、サイリスタＳ６とＳ７が時刻ｔ１４２ｅで点弧され通電波形ＵＶ１２ａが出力される。
ＷＶ相においては、サイリスタＳ６とＳ８が時刻ｔ１４２ｆで点弧され通電波形ＵＶ１２ａが出力される。
サイリスタが点弧されると、その相の電圧が０となる位相１８０°となるタイミングまで、それぞれのサイリスタは通電状態となる。
この周期では、バッテリ３は充電されずに、バッテリ４が充電される。
【０１６１】
図１６において、時刻ｔ１４３に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３の充電不足が検出されモード３が選択される。このときバッテリ４の充電は基準レベル以上に充電されている。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電状態検出部２０は、入力されるバッテリ３の電圧の検出値を基に、基準電圧と比較し、誤差信号を生成し出力する。
充電制御部３０は、充電状態検出部２０が出力する誤差信号の電圧と、同期信号検出部１０が出力する線間電圧に同期した三角波を含む基準信号との電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧より高くなったタイミングを検出する。充電制御部３０は、検出したタイミングをもとにサイリスタの点弧制御信号を生成し、整流処理部４０に入力する。
【０１６２】
整流処理部４０は、入力された点弧制御信号をもとにサイリスタを下記に記す順序で点弧させ、サイリスタが点弧されているときに三相交流発電機１の交流出力電圧を整流してバッテリ３に出力する。
ＵＶ相においては、サイリスタＳ１とＳ８が時刻ｔ１４３ａで点弧され通電波形ＵＶ１３ａが出力される。
ＵＷ相においては、サイリスタＳ１とＳ９が時刻ｔ１４３ｂで点弧され通電波形ＵＶ１３ａが出力される。
ＶＷ相においては、サイリスタＳ２とＳ９が時刻ｔ１４３ｃで点弧され通電波形ＵＶ１３ａが出力される。
ＶＵ相においては、サイリスタＳ２とＳ７が時刻ｔ１４３ｄで点弧され通電波形ＵＶ１３ａが出力される。
ＷＵ相においては、サイリスタＳ３とＳ７が時刻ｔ１４３ｅで点弧され通電波形ＵＶ１３ａが出力される。
ＷＶ相においては、サイリスタＳ３とＳ８が時刻ｔ１４３ｆで点弧され通電波形ＵＶ１３ａが出力される。
サイリスタが点弧されると、その相の電圧が０となる位相１８０°となるタイミングまで、それぞれのサイリスタは通電状態となる。
この周期では、バッテリ４は充電されずに、バッテリ３が充電される。
【０１６３】
時刻ｔ１４４に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３の充電不足が検出されモード３が選択される。このときバッテリ４の充電は基準レベル以上に充電されている。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電状態検出部２０は、入力されるバッテリ３の電圧の検出値を基に、基準電圧と比較し、誤差信号を生成し出力する。
充電制御部３０は、充電状態検出部２０が出力する誤差信号の電圧と、同期信号検出部１０が出力する線間電圧に同期した三角波を含む基準信号との電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧より高くなったタイミングを検出する。充電制御部３０は、検出したタイミングをもとにサイリスタの点弧制御信号を生成し、整流処理部４０に入力する。
【０１６４】
整流処理部４０は、入力された点弧制御信号をもとにサイリスタを下記に記す順序で点弧させ、サイリスタが点弧されているときに三相交流発電機１の交流出力電圧を整流してバッテリ３に出力する。
ＵＶ相においては、サイリスタＳ１とＳ８が時刻ｔ１４４ａで点弧され通電波形ＵＶ１４ａが出力される。
ＵＷ相においては、サイリスタＳ１とＳ９が時刻ｔ１４４ｂで点弧され通電波形ＵＶ１４ａが出力される。
ＶＷ相においては、サイリスタＳ２とＳ９が時刻ｔ１４４ｃで点弧され通電波形ＵＶ１４ａが出力される。
ＶＵ相においては、サイリスタＳ２とＳ７が時刻ｔ１４４ｄで点弧され通電波形ＵＶ１４ａが出力される。
ＷＵ相においては、サイリスタＳ３とＳ７が時刻ｔ１４４ｅで点弧され通電波形ＵＶ１４ａが出力される。
ＷＶ相においては、サイリスタＳ３とＳ８が時刻ｔ１４４ｆで点弧され通電波形ＵＶ１４ａが出力される。
サイリスタが点弧されると、その相の電圧が０となる位相１８０°となるタイミングまで、それぞれのサイリスタは通電状態となる。
この周期では、バッテリ４は充電されずに、バッテリ３が充電される。
【０１６５】
図１７において、時刻ｔ１４５に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ４の充電不足が検出されモード２が選択される。このときバッテリ３の充電は基準レベル以上に充電されている。また、充電状態検出部２０は、バッテリ４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電状態検出部２０は、入力されるバッテリ４の電圧の検出値を基に、基準電圧と比較し、誤差信号を生成し出力する。
充電制御部３０は、充電状態検出部２０が出力する誤差信号の電圧と、同期信号検出部１０が出力する線間電圧に同期した三角波を含む基準信号との電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧より高くなったタイミングを検出する。充電制御部３０は、検出したタイミングをもとにサイリスタの点弧制御信号を生成し、整流処理部４０に入力する。
【０１６６】
整流処理部４０は、入力された点弧制御信号をもとにサイリスタを下記に記す順序で点弧させ、サイリスタが点弧されているときに三相交流発電機１の交流出力電圧を整流してバッテリ４に出力する。
ＵＶ相においては、サイリスタＳ４とＳ８が時刻ｔ１４５ａで点弧され通電波形ＵＶ１５ａが出力される。
ＵＷ相においては、サイリスタＳ４とＳ９が時刻ｔ１４５ｂで点弧され通電波形ＵＶ１５ａが出力される。
ＶＷ相においては、サイリスタＳ５とＳ９が時刻ｔ１４５ｃで点弧され通電波形ＵＶ１５ａが出力される。
ＶＵ相においては、サイリスタＳ５とＳ７が時刻ｔ１４５ｄで点弧され通電波形ＵＶ１５ａが出力される。
ＷＵ相においては、サイリスタＳ６とＳ７が時刻ｔ１４５ｅで点弧され通電波形ＵＶ１５ａが出力される。
ＷＶ相においては、サイリスタＳ６とＳ８が時刻ｔ１４５ｆで点弧され通電波形ＵＶ１５ａが出力される。
サイリスタが点弧されると、その相の電圧が０となる位相１８０°となるタイミングまで、それぞれのサイリスタは通電状態となる。
この周期では、バッテリ３は充電されずに、バッテリ４が充電された。
【０１６７】
時刻ｔ１４６に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに基準値以上に充電されていることが検出されモード４が選択される。また、充電状態検出部２０は、モード４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
この周期では、充電を行わないため各サイリスタへの点弧信号は送出されない。
このモード４と検出された周期では、バッテリ３、４ともに充電されない。
【０１６８】
図１８において、時刻ｔ１４７において、充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足の状態であり、充電状態検出部２０によってモード１と判定される。
バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされていない状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ３を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをセットする。
充電状態検出部２０は、入力されるバッテリ３の電圧の検出値を基に、基準電圧と比較し、誤差信号を生成し出力する。
充電制御部３０は、充電状態検出部２０が出力する誤差信号の電圧と、同期信号検出部１０が出力する線間電圧に同期した三角波を含む基準信号との電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧より高くなったタイミングを検出する。充電制御部３０は、検出したタイミングをもとにサイリスタの点弧制御信号を生成し、整流処理部４０に入力する。
【０１６９】
整流処理部４０は、入力された点弧制御信号をもとにサイリスタを下記に記す順序で点弧させ、サイリスタが点弧されているときに三相交流発電機１の交流出力電圧を整流してバッテリ３に出力する。
ＵＶ相においては、サイリスタＳ１とＳ８が時刻ｔ１４７ａで点弧され通電波形ＵＶ１７ａが出力される。
ＵＷ相においては、サイリスタＳ１とＳ９が時刻ｔ１４７ｂで点弧され通電波形ＵＶ１７ａが出力される。
ＶＷ相においては、サイリスタＳ２とＳ９が時刻ｔ１４７ｃで点弧され通電波形ＵＶ１７ａが出力される。
ＶＵ相においては、サイリスタＳ２とＳ７が時刻ｔ１４７ｄで点弧され通電波形ＵＶ１７ａが出力される。
ＷＵ相においては、サイリスタＳ３とＳ７が時刻ｔ１４７ｅで点弧され通電波形ＵＶ１７ａが出力される。
ＷＶ相においては、サイリスタＳ３とＳ８が時刻ｔ１４７ｆで点弧され通電波形ＵＶ１７ａが出力される。
サイリスタが点弧されると、その相の電圧が０となる位相１８０°となるタイミングまで、それぞれのサイリスタは通電状態となる。
【０１７０】
時刻ｔ１４８に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足と検出されモード１が選択される。また、バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされている状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ４を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電状態検出部２０は、入力されるバッテリ４の電圧の検出値を基に、基準電圧と比較し、誤差信号を生成し出力する。
充電制御部３０は、充電状態検出部２０が出力する誤差信号の電圧と、同期信号検出部１０が出力する線間電圧に同期した三角波を含む基準信号との電圧を比較し、後者の電圧が前者の電圧より高くなったタイミングを検出する。充電制御部３０は、検出したタイミングをもとにサイリスタの点弧制御信号を生成し、整流処理部４０に入力する。
【０１７１】
整流処理部４０は、入力された点弧制御信号をもとにサイリスタを下記に記す順序で点弧させ、サイリスタが点弧されているときに三相交流発電機１の交流出力電圧を整流してバッテリ４に出力する。
ＵＶ相においては、サイリスタＳ４とＳ８が時刻ｔ１４８ａで点弧され通電波形ＵＶ１８ａが出力される。
ＵＷ相においては、サイリスタＳ４とＳ９が時刻ｔ１４８ｂで点弧され通電波形ＵＶ１８ａが出力される。
ＶＷ相においては、サイリスタＳ５とＳ９が時刻ｔ１４８ｃで点弧され通電波形ＵＶ１８ａが出力される。
ＶＵ相においては、サイリスタＳ５とＳ７が時刻ｔ１４８ｄで点弧され通電波形ＵＶ１８ａが出力される。
ＷＵ相においては、サイリスタＳ６とＳ７が時刻ｔ１４８ｅで点弧され通電波形ＵＶ１８ａが出力される。
ＷＶ相においては、サイリスタＳ６とＳ８が時刻ｔ１４８ｆで点弧され通電波形ＵＶ１８ａが出力される。
サイリスタが点弧されると、その相の電圧が０となる位相１８０°となるタイミングまで、それぞれのサイリスタは通電状態となる。
この周期では、バッテリ３は充電されずに、バッテリ４が充電された。
【０１７２】
以上がこれらの図によって示される充電動作の説明である。
充電制御部３０は、充電を行っているバッテリの充電電圧を逐次基準電圧と比較する。これにより、充電制御部３０は、それぞれの点弧のタイミングを、充電量が少ないときには早め、充電量が多いときには遅くする。充電制御部３０は、ＵＶ相で始まる交流１周期にあたる充電周期の中で合わせて６回サイリスタの点弧のタイミングを設定する。そして、それぞれの点弧のタイミングごとに、点弧させるタイミングを位相制御することにより充電する量を充電周期の中でも細かく制御することができる。
【０１７３】
以上により、三相交流発電機を複数備えることなく、複数のバッテリを適性に充電することを可能とするバッテリ充電装置２を提供できる。
【０１７４】
（第２実施形態）：時分割制御
第１実施形態で示した充電量の制御方法は、図１５から図１８で説明したように充電状態検出部２０によって検出された状態を基にしながら、その充電周期の間で、バッテリ電圧に基づいた充電量を逐次検出を行いながら充電量を位相制御により制御する方法を示した。
第２実施形態では、充電状態検出部２０は、バッテリの充電状態の周期的な検出を、第１実施形態と同様に行うが、その周期的な検出点でのバッテリの充電状態をもとにして、次に充電状態検出部２０の検出が行われるまで、最大充電量で充電するという変形が行われた形態を示す。
このときのバッテリの充電の切換は、充電状態検出部２０による検出周期を基準とする周期をもとにして充電するバッテリが選択される。その選択された情報をもとにして、充電制御部３０は、充電するバッテリを時分割で切り換え、充電されるバッテリへの充電量を制御する。
【０１７５】
図１９から図２２を参照し、連続して充電動作を行うときのモード切換動作を示す。
最大の充電量で充電するため、それぞれのサイリスタは、各線間電圧波形の基準位相から６０°遅れたタイミングで点弧され、サイリスタが逆バイアスされるまで通電状態が保持される。
また、充電制御部３０が行うサイリスタの点弧制御の順序は、バッテリ３への充電では、ＵＶ相においては、サイリスタＳ１とＳ８、ＵＷ相においては、サイリスタＳ１とＳ９、ＶＷ相においては、サイリスタＳ２とＳ９、ＶＵ相においては、サイリスタＳ２とＳ７、ＷＵ相においては、サイリスタＳ３とＳ７、ＷＶ相においては、サイリスタＳ３とＳ８の順でサイリスタが点弧される。
また、バッテリ４への充電では、ＵＶ相においては、サイリスタＳ４とＳ８、ＵＷ相においては、サイリスタＳ４とＳ９、ＶＷ相においては、サイリスタＳ５とＳ９、ＶＵ相においては、サイリスタＳ５とＳ７、ＷＵ相においては、サイリスタＳ６とＳ７、ＷＶ相においては、サイリスタＳ６とＳ８の順でサイリスタが点弧される。
【０１７６】
この図では、ｘ軸方向に時間が経過する。図１９から図２２まで順につながるタイミングチャートである。
【０１７７】
時刻ｔ１５１、ｔ１５２、ｔ１５３、ｔ１５４、ｔ１５５、ｔ１５６、ｔ１５７、ｔ１５８、ｔ１５９のタイミングでバッテリ３、４の充電状態を充電状態検出部２０が検出するものとする。
ここで示す充電状態検出部２０が行う検出間隔は、三相交流発電機１の１周期にあたり、検出するタイミングは、ＵＶ相の電圧波形の位相が０°を示すときになる。
すなわち、時刻ｔ１５１、ｔ１５２、ｔ１５３、ｔ１５４、ｔ１５５、ｔ１５６、ｔ１５７、ｔ１５８で始まる８周期の充電動作を示す。
三相交流発電機１の線間電圧を全波整流したときの電圧波形を破線で示した。例えば、第１周期目においては、ＵＶ２１、ＵＷ２１、ＶＷ２１、ＶＵ２１、ＷＵ２１、ＷＶ２１の６個の半周期の電圧波形で１周期となる。
【０１７８】
また、図１９〜図２２において、上記で説明した電圧波形の下に記載されている各欄の説明を行う。
状態検出欄に示す逆三角形（「▽」印）は、充電状態検出部２０が、バッテリの状態検出を行うタイミングであることを示す。
モード欄は、上記の時刻で充電状態検出部２０が検出した結果にしたがって、充電状態検出部２０が選択したモードを示す。
バッテリ欄は、充電状態検出部２０が充電制御部３０に入力する選択信号をもとに、充電制御部３０がその周期で充電するバッテリを示す。
充電状態検出部２０によって検出された結果は、次の判定の周期においてＵＶ相のサイリスタＳ１が点弧される６０°遅延したタイミングまで、ひとつ前の周期で判定された状態が保持される。
また、Ｓ１からＳ９までの欄は、充電制御部３０が生成し整流処理部４０に出力するそれぞれのサイリスタＳ１〜Ｓ９を点弧するタイミング信号を示す。
それぞれのサイリスタが点弧されるタイミングは、基準位相の６０°ごとに固定されたタイミングで点弧される。また、バッテリへの充電は、それぞれの位相で６０°〜１８０°の間、通電状態となるので、各充電サイクルにおいて最大充電能力によって充電が行われることになる。
【０１７９】
はじめに、図１９において時刻ｔ１５１での充電状態検出部２０による最初の充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足の状態であり、充電状態検出部２０によってモード１と判定される。
バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされていない状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ３を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをセットする。
充電制御部３０は、サイリスタＳ１とＳ８、サイリスタＳ１とＳ９、サイリスタＳ２とＳ９、サイリスタＳ２とＳ７、サイリスタＳ３とＳ７、サイリスタＳ３とＳ８の順で点弧信号を生成し、各サイリスタを点弧させ、バッテリ３を充電する。
この周期での通電波形ＵＶ２１ａ、ＵＷ２１ａ、ＶＷ２１ａ、ＶＵ２１ａ、ＷＵ２１ａ、ＷＶ２１ａにより、バッテリ４は充電されずに、バッテリ３が充電される。
【０１８０】
時刻ｔ１５２に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足と検出されモード１が選択される。また、バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされている状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ４を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電制御部３０は、サイリスタＳ４とＳ８、サイリスタＳ４とＳ９、サイリスタＳ５とＳ９、サイリスタＳ５とＳ７、サイリスタＳ６とＳ７、サイリスタＳ６とＳ８の順で点弧信号を生成し、各サイリスタを点弧させ、バッテリ４を充電する。
この周期での通電波形ＵＶ２２ａ、ＵＷ２２ａ、ＶＷ２２ａ、ＶＵ２２ａ、ＷＵ２２ａ、ＷＶ２２ａにより、バッテリ３は充電されずに、バッテリ４が充電される。
【０１８１】
図２０において、時刻ｔ１５３に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３の充電不足が検出されモード３が選択される。このときバッテリ４の充電は基準レベル以上に充電されている。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電制御部３０は、サイリスタＳ１とＳ８、サイリスタＳ１とＳ９、サイリスタＳ２とＳ９、サイリスタＳ２とＳ７、サイリスタＳ３とＳ７、サイリスタＳ３とＳ８の順で点弧信号を生成し、各サイリスタを点弧させ、バッテリ３を充電する。
この周期での通電波形ＵＶ２３ａ、ＵＷ２３ａ、ＶＷ２３ａ、ＶＵ２３ａ、ＷＵ２３ａ、ＷＶ２３ａにより、バッテリ４は充電されずに、バッテリ３が充電される。
【０１８２】
時刻ｔ１５４に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３の充電不足が検出されモード３が選択される。このときバッテリ４の充電は基準レベル以上に充電されている。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電制御部３０は、サイリスタＳ１とＳ８、サイリスタＳ１とＳ９、サイリスタＳ２とＳ９、サイリスタＳ２とＳ７、サイリスタＳ３とＳ７、サイリスタＳ３とＳ８の順で点弧信号を生成し、各サイリスタを点弧させ、バッテリ３を充電する。
この周期での通電波形ＵＶ２４ａ、ＵＷ２４ａ、ＶＷ２４ａ、ＶＵ２４ａ、ＷＵ２４ａ、ＷＶ２４ａにより、バッテリ４は充電されずに、バッテリ３が充電される。
【０１８３】
図２１において、時刻ｔ１５５に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ４の充電不足が検出されモード２が選択される。このときバッテリ３の充電は基準レベル以上に充電されている。また、充電状態検出部２０は、バッテリ４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電制御部３０は、サイリスタＳ４とＳ８、サイリスタＳ４とＳ９、サイリスタＳ５とＳ９、サイリスタＳ５とＳ７、サイリスタＳ６とＳ７、サイリスタＳ６とＳ８の順で点弧信号を生成し、各サイリスタを点弧させ、バッテリ４を充電する。
この周期での通電波形ＵＶ２５ａ、ＵＷ２５ａ、ＶＷ２５ａ、ＶＵ２５ａ、ＷＵ２５ａ、ＷＶ２５ａにより、バッテリ３は充電されずに、バッテリ４が充電された。
【０１８４】
時刻ｔ１５６に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに基準値以上に充電されていることが検出されモード４が選択される。また、充電状態検出部２０は、バッテリ４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
この周期では、充電を行わないため各サイリスタへの点弧信号は送出されない。
このモード４と検出された周期では、バッテリ３、４ともに充電されない。
【０１８５】
図２２において、時刻ｔ１４７において、充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足の状態であり、充電状態検出部２０によってモード１と判定される。
バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされていない状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ３を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ３が選択されたことによって、選択フラグをセットする。
充電制御部３０は、サイリスタＳ１とＳ８、サイリスタＳ１とＳ９、サイリスタＳ２とＳ９、サイリスタＳ２とＳ７、サイリスタＳ３とＳ７、サイリスタＳ３とＳ８の順で点弧信号を生成し、各サイリスタを点弧させ、バッテリ３を充電する。
この周期での通電波形ＵＶ２７ａ、ＵＷ２７ａ、ＶＷ２７ａ、ＶＵ２７ａ、ＷＵ２７ａ、ＷＶ２７ａにより、バッテリ４は充電されずに、バッテリ３が充電された。
【０１８６】
時刻ｔ１４８に充電状態検出部２０は、次の周期に行う充電のための充電状態の検出を行う。充電状態検出部２０が行った検出の結果は、バッテリ３、４ともに充電不足と検出されモード１が選択される。また、バッテリ３、４の双方に充電が必要であるが、充電状態検出部２０に記憶されている選択フラグがセットされている状態であったことにより、充電状態検出部２０は、バッテリ４を選択する。また、充電状態検出部２０は、バッテリ４が選択されたことによって、選択フラグをクリアする。
充電制御部３０は、サイリスタＳ４とＳ８、サイリスタＳ４とＳ９、サイリスタＳ５とＳ９、サイリスタＳ５とＳ７、サイリスタＳ６とＳ７、サイリスタＳ６とＳ８の順で点弧信号を生成し、各サイリスタを点弧させ、バッテリ４を充電する。
この周期での通電波形ＵＶ２８ａ、ＵＷ２８ａ、ＶＷ２８ａ、ＶＵ２８ａ、ＷＵ２８ａ、ＷＶ２８ａにより、バッテリ３は充電されずに、バッテリ４が充電された。
【０１８７】
以上がこれらの図によって示される充電動作の説明である。
それぞれのサイリスタの点弧のタイミングは、基準位相の６０°ごとに固定されたタイミングで点弧される。また、バッテリへの充電は、それぞれの位相で６０°〜１８０°の間、通電状態となるので、各充電サイクルにおいて最大充電能力によって充電が行われることになる。
【０１８８】
以上により、三相交流発電機を複数備えることなく、複数のバッテリを適性に充電する動作を第１実施形態と異なる制御を行うバッテリ充電装置２を用いて提供できる。
【０１８９】
（第３実施形態）：ダイオード
先に示した実施形態では、９個のサイリスタを利用して、２系統のバッテリを充電する形態を示した。
図２３を参照して、第３実施形態による整流処理部の形態を変更した実施形態を示す。
この図は、第３実施形態におけるバッテリ充電装置１０２に関する概略ブロック図である。
【０１９０】
バッテリ充電装置１０２は、同期信号検出部１０、充電状態検出部２０、充電制御部１３０、整流処理部１４０を備える。
【０１９１】
第１実施形態の図１に示したブロック図から変更されている点は、充電制御部１３０、整流処理部１４０になる。以下、変更されている点について整理する。
【０１９２】
先に整流処理部１４０について説明する。
バッテリ充電装置１０２における整流処理部１４０は、充電制御部１３０から入力される点弧信号に従って、三相交流発電機１が出力する交流出力電圧を整流し、それぞれ接続されているバッテリを充電する回路である。
整流処理部１４０は、サイリスタ（整流素子）Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、サイリスタ点弧回路１４１を備える。
先に示した第１実施形態の整流処理部４０の整流素子は、サイリスタによって構成されていた点が異なっている。
【０１９３】
サイリスタは、接続されるバッテリの２つの系統ごとに配置される。配置されるサイリスタは、それぞれのバッテリの正極に接続される第１の系統となるサイリスタＳ１〜Ｓ３と、第２の系統となるサイリスタＳ４〜Ｓ６とが配置されている点は第１実施形態と同じである。
２つの系統に共通回路に共通して各バッテリの負極（接地極）に接続される整流素子が、ダイオードＤ１〜Ｄ３の組み合わせで配置される。
【０１９４】
整流処理部１４０のサイリスタ点弧回路１４１は、独立して配置されている６個のサイリスタを点弧させるドライバ回路ＴＡ１〜ＴＡ６を備える。
サイリスタ点弧回路１４１が備えるドライバ回路ＴＡ１〜ＴＡ６は、接続されるサイリスタＳ１〜Ｓ６を点弧させるサイリスタを点弧させるドライバ回路であり、接続されるサイリスタＳ１〜Ｓ６ごとに独立してそのドライバ回路ＴＡ１〜ＴＡ６が配置されている。
【０１９５】
サイリスタＳ１〜Ｓ３及びダイオードＤ１〜Ｄ３は、バッテリ３の系統に接続され三相交流発電機１の出力を全波整流する混合ブリッジとして機能する。
また、サイリスタＳ４〜Ｓ６及びダイオードＤ１〜Ｄ３は、バッテリ４の系統に接続され三相交流発電機１の出力を全波整流する混合ブリッジとして機能する。
【０１９６】
ここで、サイリスタＳ１〜Ｓ６とダイオードＤ１〜Ｄ３の詳細接続を整理する。
サイリスタＳ１は、アノードが三相交流発電機１のＵ相に接続され、カソードがバッテリ３の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路１４１のドライバ回路ＴＡ１の出力に接続される。
サイリスタＳ２は、アノードが三相交流発電機１のＶ相に接続され、カソードがバッテリ３の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路１４１のドライバ回路ＴＡ２の出力に接続される。
サイリスタＳ３は、アノードが三相交流発電機１のＷ相に接続され、カソードがバッテリ３の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路１４１のドライバ回路ＴＡ３の出力に接続される。
【０１９７】
サイリスタＳ４は、アノードが三相交流発電機１のＵ相に接続され、カソードがバッテリ４の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路１４１のドライバ回路ＴＡ４の出力に接続される。
サイリスタＳ５は、アノードが三相交流発電機１のＶ相に接続され、カソードがバッテリ４の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路１４１のドライバ回路ＴＡ５の出力に接続される。
サイリスタＳ６は、アノードが三相交流発電機１のＷ相に接続され、カソードがバッテリ４の正極に接続され、ゲートがサイリスタ点弧回路１４１のドライバ回路ＴＡ６の出力に接続される。
【０１９８】
ダイオードＤ１は、アノードが接地電位に接続され、カソードが三相交流発電機１のＵ相に接続される。
ダイオードＤ２は、アノードが接地電位に接続され、カソードが三相交流発電機１のＶ相に接続される。
ダイオードＤ３は、アノードが接地電位に接続され、カソードが三相交流発電機１のＷ相に接続される。
【０１９９】
それぞれのサイリスタ点弧回路１４１のドライバ回路は、入力端子が充電制御部１３０のサイリスタの点弧を制御する制御信号を出力するそれぞれの出力端子に接続され、出力端子がそれぞれのサイリスタのゲートに接続される。
充電制御部１３０の出力端子から、サイリスタの点弧を制御する制御信号が入力されるとサイリスタ点弧回路１４１は、当該のサイリスタに対して点弧信号を送出する。
それゆえ、サイリスタの導通開始角で充電量が制御されているので、充電制御部１３０からの制御信号によってバッテリへの充電量は制御されることになる。
【０２００】
図２４を参照して、充電制御部１３０について説明する。
この図は、バッテリ充電装置１０２の充電制御部１３０のブロック図である。
【０２０１】
バッテリ充電装置１０２における充電制御部１３０は、整流処理部１４０に配置されたサイリスタの数量が６個となる。第１実施形態によるサイリスタＳ７〜Ｓ９にかかる回路が必要なくなり、バッテリ３、４の正極側に接続されているサイリスタＳ１〜Ｓ６への信号生成部を独立させた形態にあたる。
【０２０２】
第１実施形態における構成要素と同じ働きをするものに、同じ符号をつけ、その説明は前述を参照することとする。
【０２０３】
図２５を参照して、整流処理部１４０で行われる充電量制御のための位相制御によるサイリスタの導通角制御について示す。
図２５（ａ）は、バッテリ３に接続される３個ずつのサイリスタＳ１〜Ｓ３とダイオードＤ１〜Ｄ３及び三相交流発電機１の接続を示す。
【０２０４】
先に説明したように、三相交流発電機１のＵ相には、サイリスタＳ１とダイオードＤ１とが接続され、Ｖ相には、サイリスタＳ２とダイオードＤ２とが接続され、Ｗ相には、サイリスタＳ３とダイオードＤ３とが接続される。
３個のサイリスタと３個のダイオードを図に示すような接続とすることにより、三相交流を全波整流する。
また、ここで、バッテリ３の正極に接続されるサイリスタは、ダイオードと異なり、サイリスタを点弧する信号をゲートに入力することにより導通開始タイミングを制御する。
【０２０５】
それぞれの線間電圧から充電をするときに、充電制御部３０が制御するときに対象となるサイリスタは、下記の通りとなる。
波形ＵＶ、波形ＵＷにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ１である。
波形ＶＷ、波形ＶＵにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ２である。
波形ＷＵ、波形ＷＶにおいて点弧するサイリスタは、サイリスタＳ３である。
波形が６０°の位相差で重なっている波形ＵＶと波形ＵＷ、波形ＶＷと波形ＶＵ、波形ＷＵと波形ＷＶは、波形ＵＶ、波形ＶＷ、波形ＷＵのタイミングでそれぞれ１回サイリスタを点弧することにより、波形ＵＷ、波形ＶＵ、波形ＷＶの１８０°の位相まで導通状態が継続することになる。
【０２０６】
図２５（ｂ）〜（ｄ）にサイリスタのゲート制御により導通開始タイミングを制御して、導通している期間が変化する様を示す。
ここでｘ軸は、原点Ｏを基準とした位相角を示し、ｙ軸は全波整流した波形の電圧を示す。
図に点線で示した波形は、三相交流の線間電圧波形を全波整流したときの電圧波形である。この波形は、交流半周期の波形がそれぞれ１２０°の位相差によって連なった波形となっている。
【０２０７】
三相交流を全波整流しているため、６つの波形で一周期を表している。ここで、基準とする位相を、ＵＶ相とすることとし、それぞれの波形に、ＵＶ３、ＵＷ３、ＶＷ３、ＶＵ３、ＷＵ３、ＷＶ３の符号をつける。波形ＵＶ３は、Ｖ相を基準としたＵ相との線間電圧の波形で、Ｕ相の相電圧が高くなる期間の波形を表すこととする。逆に、波形ＶＵ３は、Ｖ相を基準としたＵ相との線間電圧で、Ｕ相の相電圧が低くなる期間の波形を表し、全波整流されることにより正の値を示している。
波形ＵＶ３の起点を、三相交流発電機１の線間出力電圧一周期の原点として以下説明する。すなわち、原点は、位相角が０°のときを表している。
【０２０８】
ここで、図２５（ｂ）〜（ｄ）にサイリスタの導通開始角を、基準位相０°に対して、９０°、１００°、１１０°遅らせた時の違いを、図中の網掛け部によってそれぞれ示す。
ここでは、各サイリスタの点弧はそれぞれの線間電圧の波形に対して同じだけ遅れたタイミングで、それぞれのサイリスタを点弧させた波形を示す。すなわち、各波形ＵＶ３、ＵＷ３、ＶＷ３、ＶＵ３、ＷＵ３、ＷＶ３の基準位相に対して、導通開始角がそろった条件を示している。
サイリスタＳ１〜Ｓ３の導通開始角は、波形ＵＶ３、ＶＷ３、ＷＵ３の位相で６０°〜１８０°の範囲内で設定が可能である。
また、点弧されたサイリスタは、逆バイアス電圧がかかるまで導通状態が維持される。
なお、バッテリ３の代わりにバッテリ４を充電する系統とする場合には、サイリスタＳ１、Ｓ２、Ｓ３をＳ４、Ｓ５、Ｓ６と読み替える。
【０２０９】
以上により、三相交流発電機を複数備えることなく、複数のバッテリを適性に充電することを可能とするバッテリ充電装置１０２を提供できる。
【０２１０】
（第４実施形態）：電圧検出
先に示した実施形態では、三相交流発電機１がいずれか１相のコイルに同期が取れた信号を出力するサブコイルを備える形態を示した。
図２６を参照して、第４実施形態による同期信号検出部の形態を変更した実施形態を示す。
この図は、第４実施形態におけるバッテリ充電装置２０２に関する概略ブロック図である。
【０２１１】
バッテリ充電装置２０２は、同期信号検出部２１０、充電状態検出部２０、充電制御部３０、整流処理部４０を備える。
【０２１２】
第１実施形態の図１に示したブロック図から変更されている点は、同期信号検出部２１０と、三相交流発電機２０１になる。以下、変更されている点について整理する。
【０２１３】
先に三相交流発電機２０１について説明する。
三相交流発電機２０１は、サブコイル等を備えることなく、電力を三相交流で出力する。
【０２１４】
バッテリ充電装置２０２の同期信号検出部２１０は、三相交流発電機２０１から入力される交流出力電圧を検出し、交流出力電圧に同期したタイミング信号を生成し、三相交流発電機２０１が出力する交流出力電圧に同期する同期信号を生成し、出力する。
出力される同期信号は、三相交流発電機２０１の各相に同期するそれぞれの矩形波ならびにそれぞれの矩形波に同期し半周期の間に単調増加する三角波である。
【０２１５】
同期信号検出部２１０は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路２１１と同期三角波発生回路１２を備える。
同期信号検出部２１０のＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路２１１は、三相交流発電機２０１から入力される交流出力電圧を検出し、交流出力電圧に同期したタイミング信号を生成し、Ｕ相の電圧波形（交流波形）Ｖｕから、Ｕ相に同期する矩形波を生成し、同期三角波発生回路１２に入力する。
また、同期信号検出部２１０のＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路２１１は、同期三角波発生回路１２から入力されるＵ相の矩形波に同期した三角波により、Ｖ、Ｗ相に同期した矩形波の信号を生成し、同期三角波発生回路１２に入力する。
【０２１６】
同期信号検出部２１０の同期三角波発生回路１２は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路２１１から入力される三相分の矩形波の信号から、これらの信号に同期した三角波を生成する。この三角波は矩形波のパルス幅の大きさに無関係に高さ（三角波の最大値）が等しくなるような三角波である。同期した三角波の生成は、２段階の処理により生成される。最初に、Ｕ相電圧に同期したＵ相の三角波生成が行われ、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路２１１に入力される。次に、Ｖ相、Ｗ相の矩形波が、Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路２１１から入力され、Ｖ、Ｗ相に同期した三角波が生成され、Ｕ相に同期した三角波と合わせて出力される。
同期三角波発生回路１２から出力される三角波は、三相交流発電機２０１が、スター結線であるときには、線間電圧の位相に合わせた三角波となる。線間電圧に同期する三角波は、相電圧の位相に対して、３０°遅れた位相としたものが出力される。
【０２１７】
第１実施形態における構成要素と同じ働きをするものに、同じ符号をつけ、その説明は前述を参照することとする。
【０２１８】
先に示した第１実施形態の同期信号検出部１０におけるＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路１１に対して、ここでの同期信号検出部２１０におけるＵ、Ｖ、Ｗ相検出回路２１１は、入力される信号の処理が、三相交流発電機が備えるサブコイルからの信号ではなく、三相交流発電機の出力電圧から抽出する点が異なっている。
【０２１９】
このようにして、サイリスタを導通させる期間を制御することで、三相交流発電機２０１からバッテリ３、４への電力を制限し、充電量を制御できる。
【０２２０】
以上により、三相交流発電機を複数備えることなく、複数のバッテリを適性に充電することを可能とするバッテリ充電装置２０２を提供できる。
【０２２１】
なお、三相交流発電機１が出力する出力電力に同期する信号は、いずれか１相（ここでは、Ｕ相として説明した）に付与されたセンサコイル（サブコイル）によって出力電力に同期された信号が出力されることとして説明した。センサコイルが出力する信号の代わりとして、三相交流発電機１の出力電力に同期が取れる信号であればよく、センサコイルの代わりにピックアップコイルを利用することとしてもよい。
【０２２２】
なお、本実施形態の説明では、２系統のバッテリがバッテリ充電装置２に接続される構成として説明した。
バッテリ充電装置に接続されるバッテリの系統数に見合った数の整流処理部４０と、充電状態検出部２０、充電制御部３０の機能を見直すことにより必要な系統数のバッテリ数に対応するバッテリ充電装置を提供することができる。
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。本発明のバッテリ充電装置における、三相交流発電機、バッテリには、あらゆる種類の交流発電機及びバッテリを使用することができ、電源装置の構成数や接続形態についても特に限定されるものではない。
【０２２３】
なお、本発明のバッテリ充電装置は、接続されるバッテリに対して並列運転させることができる。複数のバッテリ充電装置の出力端子から、共通のバッテリに接続し、それぞれのバッテリ充電装置の出力を互いに補完しながら運転させることが可能である。
【０２２４】
なお、バッテリ充電装置２内にはマイクロコンピュータ（又はマイクロコントローラ）が搭載されており、バッテリ充電装置２内の同期信号検出部１０や、充電状態検出部２０や、充電制御部３０や、その他の回路について、ソフトウェアプログラムを実行することにより、その処理機能を実現することができるものについては、ソフトウェア処理により実現するようにしてもよい。勿論、ハードウェアにより構成するようにしてもよい。
上記は、バッテリ充電装置１０２、２０２についても適用できる。
【０２２５】
上述のバッテリ充電装置２は、同装置が備える処理をハードウェアによって構成することもでき、内部に、有するコンピュータシステムで行うことも可能である。そして、上述したバッテリ充電装置が有する同期信号検出（同期信号生成）、充電状態検出（モード判定）および充電制御（点弧順生成）の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
上記は、バッテリ充電装置１０２、２０２についても適用できる。
【０２２６】
なお、以上の実施形態に示したバッテリ充電装置２を、以下のように機能させてもよい。
【０２２７】
上記の実施形態において、充電制御部３０は、整流処理部４０から複数のバッテリ（バッテリ３、４）への充電量の制御を、充電状態検出部２０により予め定められた判定周期で選択されたバッテリを切り換える時分割制御方式により行うこととした。
これにより、負荷の状態に左右されることなく常に複数のバッテリ（バッテリ３、４）を最適に充電できる。
【０２２８】
また、上記の実施形態において、充電制御部３０は、整流処理部４０からバッテリ３、４への充電量の制御を、充電状態検出部２０により予め定められた判定周期で選択されたバッテリに対し、位相制御方式により行うこととした。
これにより、位相制御により電圧を直接制御できるため、抵抗制御のように電流を熱として捨てる無駄がない。
【０２２９】
また、上記の実施形態において、充電制御部３０は、バッテリ３、４の充電順位に予め設定された優先度により、上記の優先度の高いバッテリから優先的に充電を行うこととした。
これにより、信頼度を高く設定したい用途のバッテリに優先度を高く設定して、優先的に充電するシステムとして、船舶や車両などの信頼性を必要とする動力制御に関係する用途に使用することができる。
【０２３０】
また、上記の実施形態において、充電状態検出部２０は、各バッテリの電圧の検出値を予め定められた基準電位との比較により充電状態を判定し、バッテリ３、４の充電状態の組み合わせ結果から、予め定められた判定基準により充電を行うバッテリを選択し、選択されたバッテリ３、４の電圧の検出値を基準電位と比較して得られる誤差信号と、選択されたバッテリ３、４を示す選択信号を充電制御部に入力し、同期信号検出部１０は、前記三相交流発電機１の各相の位相に同期するそれぞれの位相の矩形波ならびに前記それぞれの位相の矩形波に同期し半周期の間に単調増加する三角波を前記同期信号として出力し、充電制御部３０は、充電状態検出部２０から入力された誤差信号と、同期信号検出部１０から出力された三角波とを比較することによって、前記誤差信号と前記それぞれの三角波との電位が一致したときを前記整流素子の導通開始の契機とし、充電状態検出部２０から入力される前記選択信号にしたがって前記導通開始の契機とする信号を整流処理部に入力することとした。
これにより、三相交流発電機１の回転に同期させて整流手段を通電させる位相角制御によって、バッテリへの充電量を制御することができる。
【０２３１】
また、上記の実施形態において、整流処理部４０は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相に対応して少なくとも３個のサイリスタが前記整流素子としてバッテリごとに接続され、少なくとも３個のサイリスタ又は３個のダイオードがバッテリ３、４間に共通して接続されることとした。
これにより、サイリスタだけでブリッジを構成する必要はなくなり、高価なサイリスタの必要数を減らすことができ、サイリスタの一部をダイオードによって構成しても同じ効果を得ることができる。
【０２３２】
また、上記の実施形態において、三相交流発電機１は、いずれか１相にサブコイルを備え、同期信号検出部１０は、上記のサブコイルから出力される信号を前記各相の位相に同期した信号として検出することとした。
これにより、いずれか１相にサブコイルを備える三相交流発電機１に適用するバッテリ充電装置を提供できる。
【０２３３】
また、上記の実施形態において、同期信号検出部１０は、三相交流発電機１における各相の位相を、三相交流発電機１のいずれか1相の電圧により検出することとした。
これにより、サブコイルを備えていない三相交流発電機１にも適用するバッテリ充電装置を提供できる。
【符号の説明】
【０２３４】
１  三相交流発電機
２  バッテリ充電装置
３、４  バッテリ
１０  同期信号検出部
１１  Ｕ、Ｖ、Ｗ相検出回路
１２  同期三角波発生回路
２０  充電状態検出部
２１  ＶＲＥＧ検出部
２２  誤差信号処理部
２３  モード判定部
２４  判定結果記憶部
２５  バッテリ選択情報記憶部
３０  充電制御部
３１  点弧順生成部
４０  整流処理部
４１  サイリスタ点弧回路
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９  整流素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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