(57)【要約】【課題】鉛バッテリ以外の２次電池を採用可能とするため、バッテリ充電電流量がバッテリの許容最大充電電流量Ｉｑmaxを越えない発電制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関で駆動される磁石式発電機２１と、整流部２２ａと制御部２２ｃとで交流電流を直流に整流し発電量を調整する発電電流制御手段２２と、発電電流制御手段２２と並列接続されたバッテリ２３を具備した。発電電流制御手段２２は、磁石式発電機２１が発生する交流電流を直流電流に変換する整流部２２ａと、整流部２２ａの発電量を制御する制御部２２ｃとを備えてなる。制御部２２ｃバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxを越えないように整流部２２ａから出力する発電電流Ｉｘの供給量を制御する。【選択図】図１
2008259372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動され交流電流を発生する磁石式発電機と、前記交流電流を直流に整流しかつ発電量を制御した発電電流を電気機器に供給する発電電流制御手段と、前記電気機器に関し前記発電電流制御手段と並列接続されたバッテリとを具備し、
前記発電電流制御手段は、前記磁石式発電機が発生する交流電流を直流電流に変換する整流部と、前記整流部の発電量を制御する制御部とを備えてなり、
前記制御部は、前記電気機器を流れる負荷電流を入力し、この負荷電流に応じて前記整流部から出力する発電電流を制御する構成であることを特徴とする発電制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記電気機器の負荷電流と前記整流部から出力する発電電流を検出して入力し照合して、該発電電流が該負荷電流よりも大きくて充電が行われるときは、前記バッテリの許容最大充電電流量を越えないように前記整流部から出力する発電電流の供給量を制御する構成であることを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記バッテリの電圧をバッテリ電圧検知手段により検出して入力し、このバッテリの電圧がこのバッテリの許容最大電圧を超えそうなときは、前記整流部から出力する発電電流を前記電気機器を流れる負荷電流と等しく保持するか、又は減少させる構成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記整流部から出力する発電電流と前記電気機器を流れる負荷電流とを照合して、前記バッテリの電圧が前記許容最大電圧よりも小、スタータモータの安全始動下限電圧よりも大の範囲となるように、前記整流部を制御して前記バッテリに対し充電する構成であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の発電制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一に記載の発電制御装置を備えたとしたことを特徴とする鞍乗型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関で駆動される磁石式発電機により発生する交流電流を発電電流制御手段により直流に整流しかつ発電量を調整し、この発電電流とバッテリとで電気機器に選択的に給電するとともに、発電電流でバッテリを充電する発電制御装置及び鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の蓄電池の充電量を常に電力障害のないレベルに充電し、自動車搭載電気機器の不具合動作を回避することを課題とする充電制御装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この充電制御装置は、エンジン軸の回転出力を蓄電池の充電量により増減するプーリに伝え、増減した回転力により発電を行う交流発電機を備え、レギュレータ、蓄電池を設けて車両の電気機器に給電する構成である。
【０００４】
そして、充電電圧検出器で蓄電池からアナログ端子電圧を検出してデジタル電圧値に変換し、充電量演算器でデジタル電圧値に基づいて充電量が適当であるか否かを判断し、エンジン軸の出力を増加または減少させるものである。
【０００５】
上記のように、キックスターター式の自動二輪車等の発電制御装置においても、電池を常に障害が起こらないように充電できてしかも発電が停止しないことによりバッテリの急速な放電が行われないことが望まれている。
【０００６】
従来のキックスターター式の自動二輪車等には、内燃機関で駆動される磁石式発電機により発生する交流電流を発電電流制御手段であるレギュレータにより直流に整流し発電量を調整し、この発電電流とバッテリとで電気機器に選択的に給電するとともに、発電電流でバッテリを充電する発電制御装置が搭載されている。
【０００７】
図５は、従来のキックスターター式の自動二輪車等の発電制御装置の回路図を示す。この発電制御装置は、内燃機関（図示しない）を駆動源として磁石式発電機１１で三相交流電流を発電し、レギュレータ１２により直流電流に整流し、この発電電流を電気機器１４（ヘッドランプ１４ａとブレーキランプ１４ｂとその他の電気機器１４ｃ）に供給すると共に、レギュレータ１２と並列に設けたバッテリ１３からの発電電流を電気機器１４に供給するように構成されている。
【０００８】
図６（Ａ）は、この発電制御装置１０の負荷電流Ｉｙの変動に対する発電電流Ｉｘの変動を示している。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の負荷電流Ｉｙの変動に対するバッテリの電圧の変動を示している。
【０００９】
例えば、図６（Ａ）のａ→ｂ間では、発電電流Ｉｘよりも負荷電流Ｉｙが少し大きいので、これに対応し、図６（Ｂ）のａ’→ｂ’間では、バッテリ１３から放電電流Ｉｄが放電されバッテリ電圧が緩く下降する。
【００１０】
次いで、図６（Ａ）のｂ→ｃ間では、負荷電流Ｉｙが発電電流Ｉｘを少し下回るように小さくなるが、発電電流Ｉｘは変化せず追随しない。これに対応し、図６（Ｂ）のｂ’→ｃ’間では、充電電流Ｉｑにより充電が行われ緩く上昇する。
【００１１】
次いで、図６（Ａ）のｃ→ｅ間では、負荷電流Ｉｙが発電電流Ｉｘを大きく下回るように小さくなるが、発電電流Ｉｘは追随せずしばらくは変化しないので、余剰の発電電流Ｉｑがバッテリ１３に流れて充電が行われバッテリ電圧が急上昇する。このために、発電電流Ｉｘはｄポイントで供給停止に至る。
【００１２】
すると、対応するｄ’ポイントでバッテリ１３が大きく放電することで電気機器１４に負荷電流Ｉｙが供給される。そして、バッテリ電圧がｅ’ポイントまで低下すると、発電電流Ｉｘの電気機器１４への供給停止はｅポイントで終わりになり、ｅポイントより発電電流Ｉｘの供給を再開し再び発電電流Ｉｘが負荷電流Ｉｙを上回ると、余剰の充電電流Ｉｑがバッテリ１３に流れて充電が行われバッテリ電圧が上昇する。
【００１３】
ｅポイントより僅かに時間経過してｆポイントで負荷電流Ｉｙが発電電流Ｉｘを大きく上回ると、バッテリ１３がｆ’ポイントから再び大きく放電してバッテリ電圧が降下していく。発電電流Ｉｘと負荷電流Ｉｙとバッテリ電圧は、以上のように相関関係を有して変動する。
【特許文献１】特開平６−８６４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、図５に示すキックスターター式の自動二輪車等に採用されているレギュレータ１２とバッテリ１３とを備えた発電制御装置によれば、発電電流は、負荷電流の変動に対して円滑に追従することができない。
【００１５】
また、バッテリ１３として、通常、鉛蓄電池が使用される。鉛蓄電池は、エネルギー密度が低いために小型化が難しい。また、鉛蓄電池以外の２次電池では、電流及び電圧の何れに関しても過充電に対する耐性が弱く、過充電されると、電池寿命が短縮するという問題がある。そのため、鉛蓄電池以外の２次電池を上記発電制御装置のバッテリに採用すると、レギュレータにより２次電池が過充電されることが免れないので、鉛蓄電池以外の２次電池では故障する可能性が高い。
【００１６】
そこで、この発明は、鉛バッテリ以外の２次電池を採用可能とするため、バッテリ充電電流量がバッテリの許容最大充電電流量を越えることがない発電制御装置及び鞍乗型車両を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、内燃機関により駆動され交流電流を発生する磁石式発電機と、前記交流電流を直流に整流しかつ発電量を制御した発電電流を電気機器に供給する発電電流制御手段と、前記電気機器に関し前記発電電流制御手段と並列接続されたバッテリとを具備し、前記発電電流制御手段は、前記磁石式発電機が発生する交流電流を直流電流に変換する整流部と、前記整流部の発電量を制御する制御部とを備えてなり、前記制御部は、前記電気機器を流れる負荷電流を入力し、この負荷電流に応じて前記整流部から出力する発電電流を制御する構成である発電制御装置としたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記制御部は、前記電気機器の負荷電流と前記整流部から出力する発電電流を検出して入力し照合して、該発電電流が該負荷電流よりも大きくて充電が行われるときは、前記バッテリの許容最大充電電流量を越えないように前記整流部から出力する発電電流の供給量を制御する構成であることを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記制御部は、前記バッテリの電圧をバッテリ電圧検知手段により検出して入力し、このバッテリの電圧がこのバッテリの許容最大電圧を超えそうなときは、前記整流部から出力する発電電流を前記電気機器を流れる負荷電流と等しく保持するか、又は減少させる構成であることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一に記載の構成に加え、前記制御部は、前記整流部から出力する発電電流と前記電気機器を流れる負荷電流とを照合して、前記バッテリの電圧が前記許容最大電圧よりも小、スタータモータの安全始動下限電圧よりも大の範囲となるように、前記整流部を制御して前記バッテリに対し充電する構成であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一に記載の発電制御装置を備えた鞍乗型車両としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１に記載の発明によれば、制御部が電気機器を流れる負荷電流の変動に応じて整流部から出力する発電電流を制御するので、発電電流と負荷電流との差値（バッテリ充電電流量）をフレキシブルに変えられるから、バッテリに過負荷となる急速な充電や満充電を越えた充電や異常に低い電圧状態を回避できる。従って、バッテリの耐久力を害しないで、鉛バッテリ以外の２次電池の採用が可能になる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、制御部がバッテリの許容最大充電電流量を越えないように整流部から出力する発電電流の供給量を制御するので、負荷電流が減じて発電電流が相対的に大きくなるときに、発電量をリアルタイムで小さくして、発電電流と負荷電流との差値（バッテリ充電電流量）をバッテリの許容最大充電電流量を越えないようにして、バッテリに対して、適切な大きさの充電電流を流し過負荷となる充電電流を流さなくすることができ、負荷電流が減じて発電電流が相対的に大きくなってしまうことが回避され、発電電流と負荷電流との差値（バッテリ充電電流量）をバッテリの許容最大充電電流量を越えないから、バッテリに過負荷となる急速な充電を回避できる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、バッテリの電圧がバッテリの許容最大電圧を超える発電電流の出力をなくし、バッテリが満充填状態の時には、発電電流を負荷電流と等しくなるまで減じて発電電流と負荷電流との差値を零として、充電電流を流さないようにしたので、バッテリの過負荷充電を回避できる。そして、発電電流の値は、負荷電流の値よりも下回らないように負荷電流の最下限値と等しいところまでを限度として下がるようにして、発電電流の出力の停止を回避したので、バッテリが過負荷となる急速な放電を行うことを回避できる。従って、バッテリの耐久力を向上させることができ、鉛バッテリ以外の２次電池の採用が一層可能になる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、鉛バッテリ以外のバッテリの安全使用限界領域での制御が実現でき、さらに一歩進めて、スタータモータによる発電機の起動時にバッテリ電圧が低くて起動できない惧れを回避できる制御が実現できる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、鞍乗型車両の発電制御装置に採用され、鉛蓄電池以外の２次電池を採用できるので、バッテリを小型軽量にすることができて、全体の重量を低減することができ、従来の自動二輪車内にバッテリを収納するために必要とされていた収納スペースを他へ転用することができ、又、バッテリが不要となることによるコストダウンが実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
〔発明の実施の形態１〕
この実施の形態１の発電制御装置は、自動二輪車等の鞍乗型車両に備えられる。
図１に示すように、発電制御装置２０は、磁石式発電機２１と、発電電流制御手段２２と、発電電流制御手段２２と並列な電源であるバッテリ２３と、発電電流制御手段２２及びバッテリ２３から給電される電気機器２４とを備えている。
【００２９】
磁石式発電機（発電体）２１は、図示しないエンジン（内燃機関）により駆動されロータに取付けられた永久磁石（図示しない）が回転してステータコイル２１ａ〜２１ｃで発電する三相交流発電機である。
【００３０】
バッテリ２３は、発電電流制御手段２２と並列接続され該発電電流制御手段２２からの発電電流Ｉｘが電気機器２４の負荷電流Ｉｙよりも小さいときに放電電流を前記電気機器２４に供給すると共に発電電流Ｉｘの負荷電流Ｉｙよりも大きいときに充電電流を受ける。本願発明では、このバッテリ２３を、充電電圧が高い急速充電や満充電を超過することに対して敏感であり鉛バッテリに比べて耐性が弱い二次電池を採用できるようにしている。
【００３１】
電気機器２４として、ここではヘッドランプ２４ａとブレーキランプ２４ｂとその他の電気機器２４ｃが示されている。その他の電気機器２４ｃとは、点火制御コントローラ、エンジンコントロールユニット、ＦＩコントローラ、テールランプ、ストップランプ、ニュートラルインジケータ、メーター、電動ポンプ等が該当する。
【００３２】
発電電流制御手段２２は、整流部２２ａと、位相検出回路２２ｂと、制御部２２ｃと、ゲート回路２２ｄとを備えてなる。制御部２２ｃには、マイクロコンピュータを採用することができる。
【００３３】
整流部２２ａは、磁石式発電機２１が発生する交流電流を直流電流に変換する回路部であり、上流側のダイオードと下流側のサイリスタとを直列接続した回路を三相ブリッジ混合接続し、各ステータコイル２１ａ〜２１ｃに誘起された交流電流をダイオードとサイリスタの中点位置に入力し、各サイリスタのゲートが位相角制御電流によりターンオン制御されて発電電流を可変出力するように構成されている。サイリスタは、ゲートに一定の電流を通過させるとアノードとカソード間が導通（ターンオン）する。この導通を停止（ターンオフ）するためには、アノードとカソード間の電流を一定値以下にする必要があるが、ここでは、交流電流が所定電圧以下になるとターンオフすることになる。
【００３４】
位相検出回路２２ｂは、整流部２２ａの三相の電圧を入力して三相の位相差を検出する。具体的には、一相毎に変化する電圧を入力して例えば電圧が上昇開始するときの所要基準電圧になったときに入力電圧が基準電圧になったときに１パルスを出力することを三相について行うようになっていれば足りる。なお、位相検出回路２２ｂに変えて、位相検出センサ（例えば磁気センサ）２８を磁石式発電機２１の近傍に設けると共に、ロータに位相検出センサが３つのステータコイルノ位置を検出できる突起等を設けて良い。
【００３５】
この制御部２２ｃは、発電電流Ｉｘと負荷電流Ｉｙとバッテリ電圧Ｅをフィードバック入力して電流要求とバッテリの充電・放電を管理するように発電制御を行う。
【００３６】
制御部２２ｃは、位相検出回路２２ｂから三相分の信号を入力し、一相毎に、ゲート信号（トリガー信号）を出力するタイミング時間をカウント開始する基準とし、そして、発電電流Ｉｘと負荷電流Ｉｙとバッテリー電圧Ｅを検出して入力し、必要な演算を行いかつ電力需要の状況を適宜に判断してカウント時間を決定し、その時間の経過時にゲート信号出力指示信号をゲート回路２２ｄへ出力する。
【００３７】
制御部２２ｃは、電流要求が小さいときは、（例えばアイドル状態やエンジンブレーキがかかる減速運転時）、カウント時間を長くしてサイリスタにおいて発電電流の発生が小さくなるように制御し、電流要求が大きいときは（例えばエンジン始動時や急加速運転時や高速運転時）、カウント時間を短くしてサイリスタにおいて発電電流の発生が大きくなるように制御する。しかし、バッテリ保護のために、制御部２２ｃは、バッテリに負担が大きい急速充電は行わないように制御するようになっていると共に、バッテリが許容最大電圧となる満充電状態ではそれ以上の充電は行わないように制御するようになっている。これによって、鉛バッテリ以外の２時電池が安全に使用可能であるようにしている。
【００３８】
ゲート回路２２ｄは、制御部２２ｃからのトリガー信号出力指示信号を入力し、この信号に基づいて整流部２２ａのサイリスタのゲートをターンオンできる大きさの電流であるトリガー信号を出力する。従って、整流部２２ａは、位相角制御されて発電電流Ｉｘを増減させる。
【００３９】
整流部２２ａから出力する発電電流Ｉｘを検知する発電電流検知手段（電流センサ）２５が設けられており、この発電電流検知手段２５により検知した検知信号を制御部２２ｃに入力するように構成されている。また、電気機器２４を流れる負荷電流Ｉｙを検知する負荷電流検知手段（電流センサ）２６が設けられており、この負荷電流検知手段２６により検知した検知信号を制御部２２ｃに入力するように構成されている。さらに、バッテリ２３の電圧Ｅを検知するバッテリ電圧検知手段（電圧センサ）２７が設けられており、このバッテリ電圧検知手段２７により検知した検知信号を制御部２２ｃに入力するように構成されている。
【００４０】
発電電流検知手段２５と負荷電流検知手段２６は、電流値を検知して電流値に対応した大きさのアナログ値又はデジタル値を制御部２２ｃに入力する。バッテリ電圧検知手段２７は、電圧値を検知して電圧値に対応した大きさのアナログ値又はデジタル値を制御部２２ｃに入力する。
【００４１】
制御部２２ｃは、負荷電流Ｉｙの値が前記発電電流Ｉｘの値を下回りバッテリ充電電流が前記バッテリ２３に流れる場合に、該発電電流Ｉｘから該負荷電流Ｉｙを引いた差値（＝充電電流量：Ｉｘ−Ｉｙ）が前記バッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxを越えないように整流部２２ａを制御して前記発電電流Ｉｘの供給量を減少させるように構成されている。
【００４２】
この構成により、バッテリ充電電流量がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxを越えない。すなわち、制御部２２ｃは、バッテリ２３に対して、過負荷となるバッテリ充電電流を流さない。従って、鉛バッテリ以外の２次電池も採用可能となる。
【００４３】
また、制御部２２ｃは、バッテリ電圧検知手段２７により検知したバッテリ端子電圧Ｅと、予め設定されているバッテリの許容最大電圧Ｅｐmaxとを比較し、端子電圧Ｅがバッテリの許容最大電圧Ｅｐmaxを超えそうなときは、整流部２２ａを制御して前記整流部２２ａから出力する発電電流Ｉｘの値を前記電気機器２４を流れる負荷電流Ｉｙの値と等しくさせるように構成されている。
【００４４】
さらに、制御部２２ｃは、負荷電流Ｉｙの値が発電電流Ｉｘの値を下回って下降変化してバッテリ充電が行われバッテリ許容充電電圧を越えそうなときは、整流部２２ａを制御して発電電流Ｉｘの値を負荷電流Ｉｙの値と等しくさせるように構成されている。
【００４５】
この構成により、発電電流Ｉｘの値は、負荷電流Ｉｙの値よりも下回らないように負荷電流Ｉｙの最下限値と等しいところまでを限度として下がる。従って、鉛バッテリ以外の２次電池の採用が一層可能となる。また、発電電流Ｉｘの値は、負荷電流Ｉｙの値よりも下回らないように負荷電流Ｉｙの最下限値と等しいところまでを限度として下がる。
【００４６】
制御部２２ｃは、負荷電流Ｉｙの値が整流部２２ａの定常最大発電電流Ｉｎmax未満の範囲で上昇変化するときは、発電電流Ｉｘの値を、負荷電流Ｉｙの値と等しくなるように、かつ上限値が前記整流部２２ａの定常最大発電電流Ｉｎmaxとなって上昇変化するように、整流部２２ａを制御して前記発電電流Ｉｘの供給量を増大させ、また、前記負荷電流Ｉｙの値が前記整流部２２ａの定常最大発電電流Ｉｎmaxを越えて上昇変化するときは、前記発電電流Ｉｘの値を、前記整流部２２ａの定常最大発電電流Ｉｎmaxと等しくなるように、前記整流部２２ａを制御して前記発電電流Ｉｘの供給量を一定に維持するように構成されている。
【００４７】
この構成により、負荷電流Ｉｙの値が整流部２２ａの定常最大発電電流Ｉｎmaxを越えて上昇変化しても、発電電流Ｉｘの値は、整流部２２ａの定常最大発電電流Ｉｎmaxとなる。
【００４８】
図２は、制御部２２ｃのフローチャートを示す。
まず、電気機器２４を流れる負荷電流Ｉｙを負荷電流検知手段２６で検知した情報を入力する（ステップＳ１０１）。
【００４９】
次に、発電電流Ｉｘが負荷電流Ｉｙ以上か否かを判断する（ステップＳ１０２）。発電電流Ｉｘの方が大きい場合には、バッテリ２３の端子電圧Ｅを検知するバッテリ電圧検知手段２７で検知した情報を入力する（ステップＳ１０３）し、続いて、バッテリ２３の端子電圧Ｅが、バッテリ２３の許容最大電圧Ｅｐmax−０．２Ｖよりも小さいか（Ｅ≦（Ｅｐmax−０．２Ｖ）であるか）否かを判断する（ステップＳ１０４）。ここで、Ｅ≦（Ｅｐmax−０．２Ｖ）であるか否かとしたのは、バッテリ２３の端子電圧Ｅがバッテリ２３の許容最大電圧Ｅｐmaxを越えそうなときの、臨界的事例である。
【００５０】
ステップＳ１０４の判断において、Ｅ≦（Ｅｐmax−０．２Ｖ）であるときは、さらに、発電電流Ｉｘから負荷電流Ｉｙを引いた差値がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxの９８％以上か否かを判断する（ステップＳ１０５）。ここで、バッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxの９８％という閾値を持ち出したのは、バッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxを越えそうなときの、臨界的事例である。
【００５１】
ステップＳ１０５の判断において、発電電流Ｉｘから負荷電流Ｉｙを引いた差値がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxの９８％以上であるときは、電流に関して過充電になるので、発電電流Ｉｘの供給量を僅か減少させてから（ステップＳ１０６）、発電電流Ｉｘから負荷電流Ｉｙを引いた差値がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxの９８％未満になったか否かを判断し（ステップＳ１０７）、この判断で未満であるときは過充電にならないので発電電流Ｉｘの供給量をそのまま維持し（ステップＳ１０８）、また未満でないときはステップＳ１０６とステップＳ１０７を反復して、発電電流Ｉｘから負荷電流Ｉｙを引いた差値がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxの９８％未満とし過充電にならなくして、発電電流Ｉｘの供給量をそのまま維持する（ステップＳ１０８）。
【００５２】
また、ステップＳ１０５の判断において、発電電流Ｉｘから負荷電流Ｉｙを引いた差値がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxの９８％以上であるときは、過充電にならないので、発電電流Ｉｘの供給量をそのまま維持する（ステップＳ１０８）。
【００５３】
上記ステップＳ１０４の判断において、ステップＳ１０４の判断において、Ｅ＞（Ｅｐmax−０．２Ｖ）であるときは、電圧に関して過充電になるので、発電電流Ｉｘの供給量を僅か減少させてから（ステップＳ１０９）、発電電流Ｉｘが負荷電流Ｉｙと等しくなったか否かを判断し（ステップＳ１１０）、この判断でＩｘ＝Ｉｙのときは充電が行われないので発電電流Ｉｘの供給量をそのまま維持し（ステップＳ１０８）、またＩｘ≠ＩｙのときはステップＳ１０９とステップＳ１１０を反復して充電が行われない大きさの発電電流Ｉｘ（＝Ｉｙ）として、この発電電流Ｉｘの供給量をそのまま維持する（ステップＳ１０８）。
【００５４】
上記ステップＳ１０２の判断において、発電電流Ｉｘが負荷電流Ｉｙよりも小さくなるときは、発電電流Ｉｘの供給量を僅か増大させてから（ステップＳ１１１）、ステップＳ１０１に戻る。
【００５５】
図３（Ａ）は、この発電制御装置２０の負荷電流検知手段２６で得られる負荷電流Ｉｙの変動に対する発電電流検知手段２５で得られる発電電流Ｉｘの変動の一例を示している。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の負荷電流Ｉｙの変動に対するバッテリ電圧検知手段２７で得られるバッテリ２３のバッテリ２３の端子電圧Ｅの変動を示している。また、点線は、バッテリ２３の許容最大電圧Ｅｐmaxを示す。
【００５６】
例えば、図３（Ａ）のａ→ｂ間では、発電電流Ｉｘよりも負荷電流Ｉｙが大きい（ステップＳ１０２の判断でＮＯ→ステップＳ１０８）。この場合、発電電流Ｉｘは、発電機２１の現在回転数での最大発電電流Ｉｎmaxに等しいので増大できない。さらにこの場合、負荷電流Ｉｙから発電電流Ｉｘを引いた差値ΔＩ１がバッテリ２３の最大発電電流Ｉｄmaxよりも小さいので、負荷電流Ｉｙから発電電流Ｉｘとの差値（−ΔＩ１）分がバッテリ２３の放電電流Ｉｄとして電気機器２４に流れる（ステップＳ１１１の判断でＹＥＳ→ステップＳ１０８）。これに対応し、図３（Ｂ）のａ’→ｂ’間では、バッテリ２３から放電電流Ｉｄが放電されバッテリ電圧が緩く下降する。
【００５７】
図３（Ａ）のｂ→ｃ間では、負荷電流Ｉｙが発電電流Ｉｘを少し下回るように小さくなる（ステップＳ１０４の判断でＹＥＳとなる）。この場合、発電電流Ｉｘと負荷電流Ｉｙとの差値ΔＩ２は、バッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmax×０．９８よりも小さいので、発電電流Ｉｘは小さく変化しない（ステップＳ１１１の判断でＹＥＳ→ステップＳ１０８）。従って、発電電流Ｉｘと負荷電流Ｉｙとの差値ΔＩ２でバッテリ２３に充電が行われる。これに対応し、図３（Ｂ）のｂ’→ｃ’間では、充電電流Ｉｑにより充電が行われ緩く上昇する。
【００５８】
次いで、図３（Ａ）のｃ→ｄ間では、負荷電流Ｉｙが発電電流Ｉｘをさらに小さくなり、発電電流Ｉｘと負荷電流Ｉｙとの差値ΔＩ２が、バッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmax×０．９８より大きくなり、かつ、バッテリ２３の端子電圧Ｅが、許容最大電圧Ｅｐmax−０．２Ｖよりも小さいので、発電電流Ｉｘが小さくなるように変化して、発電電流Ｉｘと負荷電流Ｉｙとの差値ΔＩ３は、バッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxの９８％よりも小さく抑えられる。
【００５９】
そして、これに対応し、図３（Ｂ）のｄ’ポイントまでバッテリ２３に充電が行われる。バッテリ２３の電圧は、図３（Ｂ）のｄ’ポイントで許容最大電圧Ｅｐmaxに到達する（ステップＳ１０４の判断でＹＥＳ→ステップＳ１０５〜ステップＳ１０８となる）。
【００６０】
従って、ｃ→ｄ間では充電を継続し、図４、図５に示す従来回路のように、発電を停止してしまいかつバッテリの急激な放電を行って電気機器に給電することは、この実施の形態では起こらない。
【００６１】
図３（Ａ）のｄ→ｅ間では、これ以上充電が行われると、バッテリ２３の許容最大電圧Ｅｐmaxを越えて過充電が行われてしまう恐れがあるので、発電電流Ｉｘを負荷電流Ｉｙに等しくなるように小さくする（ステップＳ１０４の判断でＮＯ→ステップＳ１０９→Ｓ１０９→ステップＳ１０８となる）。ここでの、負荷電流Ｉｙの値は、下限値を示している。これに対応し、図３（Ｂ）のｄ’→ｅ’間では、バッテリ２３の電圧は、略満充填状態の許容最大電圧Ｅｐmax−０．２Ｖで推移する。
【００６２】
図３（Ａ）のｅ→ｆ間では、負荷電流Ｉｙが発電機２１の現在回転数での最大発電電流Ｉｎmaxよりも大きく変化し、これに対応し、発電電流Ｉｘも大きく変化していき（ステップＳ１０２の判断でＮＯ→ステップＳ１１１、ステップＳ１１１→ステップＳ１１２→ステップＳ１１１→ステップＳ１１２→…を反復する）、発電電流Ｉｘが発電機２１の現在回転数での最大発電電流Ｉｎmaxまで大きく変化する（ステップＳ１１３の判断でＹＥＳ→ステップＳ１０８）。この区間では、負荷電流Ｉｙが発電電流Ｉｘよりも大きくなるので、負荷電流の不足分（ΔＩ４）をバッテリ２３が放電する放電電流Ｉｄで補充することになる。従って、図３（Ｂ）のｅ’→ｆ’間では、バッテリ２３の電圧が降下していく。
【００６３】
続く、図３（Ａ）のｆ→ｇ→ｈ→ｉ間の負荷電流Ｉｙの変化は、ｄ→ｃ→ｄ→ｅ間の負荷電流Ｉｙの変化に対応しており、これに対応して、バッテリ２３の端子電圧のｆ’→ｇ’→ｈ’→ｉ’間の変化も、ｄ’→ｃ’→ｄ’→ｅ’間の変化に対応している。
【００６４】
続く、図３（Ａ）のｉ→ｊ間では、負荷電流Ｉｙが発電機２１の現在回転数での最大発電電流Ｉｎmaxよりも大きく変化し、これに対応し、発電電流Ｉｘも大きく変化していく（ステップＳ１０２の判断でＮＯ→ステップＳ１１１→ステップＳ１０１→ステップＳ１０２の判断でＮＯ→…を反復する）。ここでの負荷電流Ｉｙの上昇変化は、発電機２１の現在回転数での最大発電電流Ｉｎmaxよりも小さい。これに対応する図３（Ｂ）のｉ’→ｊ’間では、バッテリ２３の端子電圧が略満充電状態にあるので、発電電流Ｉｘが負荷電流Ｉｙに等しくなるように上昇し推移する。
【００６５】
続く、図３（Ａ）のｊ→ｋ間では、負荷電流Ｉｙが発電機２１の現在回転数での最大発電電流Ｉｎmaxよりも大きく上昇する。すると、発電電流Ｉｘが最大発電電流Ｉｎmaxになるまでは負荷電流Ｉｙと同期して上昇しその値で推移する（ステップＳ１０２の判断でＮＯ→ステップＳ１１１→ステップＳ１０１→ステップＳ１０２の判断でＮＯ→…を反復する、その後、ステップＳ１０２の判断でＹＥＳ→ステップＳ１０４→ステップＳ１０５→ステップＳ１０６→ステップＳ１０７→ステップＳ１０８）。これに対応する図３（Ｂ）のｊ’→ｋ’間では、バッテリ２３の負荷電流の不足分（ΔＩ５）をバッテリ２３が放電する放電電流Ｉｄで補充することになる。従って、図３（Ｂ）のｊ’→ｋ’間では、バッテリ２３の電圧が降下していく。
【００６６】
この実施の形態によれば、発電電流Ｉｘが負荷電流Ｉｙよりも大きい発電電流Ｉｘが負荷電流Ｉｙよりも大きいときは、バッテリ２３の端子電圧Ｅがバッテリ２３の許容最大電圧Ｅｐmaxを越えそうであるか否かを判断して、充電しても良いときは、発電電流Ｉｘから負荷電流Ｉｙを引いた差値（充電電流量）がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxを越えそうであるか否かを判断して、越えそうであるときは、充電電流量がバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxよりも低くなるまで発電電流Ｉｘの供給量を減少させ、発電電流Ｉｘから負荷電流Ｉｙを引いた差値の充電電流Ｉｑでバッテリ２３に対して安全に充電を行う。
【００６７】
従って、バッテリ２３が電流及び電圧について過充電にならないから、鉛バッテリ以外の２次電池を採用しても故障しない。また、発電電流Ｉｘが零まで落ちないので、バッテリ２３の放電電流が過剰とならず電圧降下が過剰とならない。
【００６８】
さらに、この実施の形態によれば、制御部２２ｃは、負荷電流Ｉｙが下がったときには、発電電流Ｉｘが相対的に大きくなりバッテリ２３を充電することになるが、このとき、発電電流Ｉｘをバッテリ２３の許容最大充電電流量Ｉｑmaxを越えないようにすることができると共に、バッテリ２３の許容最大電圧Ｅｐmaxを越えない場合に発電電流Ｉｘでバッテリ２３の充電する。
【００６９】
そして、制御部２２ｃは、バッテリ２３の電圧が許容最大電圧Ｅｐmaxを越えそうなときは、発電電流Ｉｘを負荷電流Ｉｙと等しくしてバッテリ２３が充電されず放電もしないようにすることができる。さらに、負荷電流Ｉｙが上がったときには、発電電流Ｉｘが、発電機２１の現在回転数での最大発電電流Ｉｎmaxを上限として迅速に追随上昇させることができる。
〔発明の実施の形態２〕
【００７０】
この実施の形態の発電制御装置の回路図は、発明の実施の形態１の発電制御装置の回路図を示す図１と同一であるので図１を流用し、かつ同一の構成部分の説明を省略する。
図４は、制御部２２ｃの制御手順を示すフローチャートである。
図４のフローチャートでは、Ａの部分とＢの部分が実施の形態１の図２のフローチャートに対して増加している。図２のステップＳ１０４に対応する部分は、図４では、ステップＳ１０４’とステップＳ１０４”に分かれている。
【００７１】
図４のフローチャートのステップＳ１０４’では、「Ｅはスタータモータの安全始動加減電圧よりも小さいか」という内容であり、例えば、ここでは１０．０Ｖとするという内容である。また、図４のフローチャートのステップＳ１０４”では、「Ｅはバッテリの許容最大電圧よりも大きいか」という内容であり、許容最大電圧Ｅｐmaxを１４．５Ｖとする内容である。さらに、ステップＳ１１０’では、「Ｅはバッテリの許容最大電圧Ｅｐmax−０．２Ｖよりも小さいか」という内容になっている。なお、ここで、ステップＳ１０４’とステップＳ１０４”とステップＳ１１０’の「バッテリの許容最大電圧（例えば１４．５Ｖ）」という内容を「バッテリの準満充電電圧（例えば１３．０Ｖ）」という内容に置き換えることができる。これは、１４．５Ｖ付近での充電は充電されず熱に変わり燃費が悪くなるので、これを避けるためである。
【００７２】
また、図４のフローチャートでは、ステップＳ１１１の前に、ステップＳ１１１’とステップＳ１１１”があり、実施の形態１の図２のフローチャートと相違している。ステップＳ１１１’とステップＳ１１１”があることによって、バッテリ電圧が充分に高いときには、充電電流が生じないように発電電流を制御する。
【００７３】
また、図４のフローチャートでは、バッテリ電圧が低くなってさらに低くなってしまうとバッテリがへたれてしまい、スタータモータによる発電機の回転起動ができなくなる惧れが生ずるバッテリ電圧（例えばバッテリの許容最大電圧が１４．５Ｖのときに８．０Ｖ〜９．０Ｖ）まで降下するのを回避するため、ステップＳ１１１’とステップＳ１１１”があることによって、該スタータモータの安全始動下限電圧（例えば９．０Ｖ〜１０．０Ｖ）まで電圧降下したら発電電流を増大制御して発電機の動作モードが発電電流の増大を要求していない場面でも発電電流を増大してバッテリの充電を行うようになっている。
【００７４】
図２と図４のフローチャートの、このような相違は、実施の形態１の発電制御装置では、鉛バッテリ以外のバッテリの安全使用限界領域での制御が実現できる構成であり、これに対し、実施の形態２の発電制御装置では、スタータモータによる発電機の起動時にバッテリ電圧が低くて起動できない惧れを回避できる制御が実現できる構成であることにより、生ずる。
【００７５】
本発明は、上記一実施の形態に限られるものではなく、その趣旨と技術思想の範囲を逸脱しない範囲でさらに種々の変形が可能である。
制御部２２ｃによる整流部２２ａに対する電流の増減制御は位相制御に限定されない。整流部２２ａは、図１とは異なる他の回路を採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発電制御装置の回路図である。
【図２】図１の発電制御装置の制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【図３】（Ａ）は、図１の発電制御装置の負荷電流の変動に対する発電電流の変動を示すグラフである。（Ｂ）は、（Ａ）の負荷電流の変動に対するバッテリの端子電圧の変動を示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る発電制御装置の制御部の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】従来のキックスターター式の自動二輪車等の発電制御装置の回路図である。
【図６】（Ａ）は、図４の発電制御装置の負荷電流の変動に対する発電電流の変動を示すグラフである。（Ｂ）は、（Ａ）の負荷電流の変動に対するバッテリの端子電圧の変動を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
Ｉｘ  発電機の発電電流
Ｉｙ  電気機器の負荷電流
Ｉｑ  充電電流
Ｉｑmax  バッテリの許容最大充電電流量
Ｉｄ  放電電流
Ｅ  バッテリの電圧
Ｅｐmax  バッテリの許容最大電圧
２１  磁石式発電機
２２  発電電流制御手段
２２ａ  整流部
２２ｃ  制御部
２３  バッテリ
２４  電気機器
２５  発電電流検知手段
２６  負荷電流検知手段
２７  バッテリ電圧検知手段
【図１】
2008259372.tif 000003
【図２】
2008259372.tif 000004
【図３】
2008259372.tif 000005
【図４】
2008259372.tif 000006
【図５】
2008259372.tif 000007
【図６】
2008259372.tif 000008