(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞍乗型車両に搭載される発電制御装置であって、
エンジンのクランク軸の回転エネルギーを利用して三相交流電流を発電する磁石式発電機と、
この磁石式発電機によって発電された三相交流電流を整流して直流電流に変換し、この直流電流を位相角制御によって任意の電流値の出力電流に変換して給電する発電電流制御手段と、
この発電電流制御手段からの出力電流を消費する電気的負荷と、
前記発電電流制御手段からの出力電流によって充電されるとともに前記電気的負荷に放電されるバッテリとが設けられ、
前記発電電流制御手段は、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の上限値を上回った場合に、前記電気的負荷の着脱に伴って全体として負荷電流が大きくなったと判断して前記出力電流を通常より大きくするとともに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の下限値を下回った場合に、前記電気的負荷の着脱に伴って全体として負荷電流が小さくなったと判断して前記出力電流を通常より小さくし、さらに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の下限値以上で上限値以下である場合に、前記出力電流を通常電流のまま維持し、
前記発電電流制御手段は、前記バッテリのバッテリ電圧上昇率が通常時最小上昇率以下になったときに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の上限値を上回ったと判定するとともに、前記バッテリのバッテリ電圧上昇率が通常時最大上昇率以上になったときに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の下限値を下回ったと判定することを特徴とする発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動二輪車に搭載して使用するのに好適な発電制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３には、従来の発電制御装置を示す。
【０００３】
従来、この種の発電制御装置１０としては、図３に示すように、エンジン（内燃機関）のクランク軸（図示せず）の回転エネルギーを利用して磁石式発電機（マグネトウ）１１で三相交流電流を発電し、この三相交流電流をレギュレータ９で整流して直流電流に変換し、この直流電流を出力電流Ｉｘとしてバッテリ１３および電気的負荷１４に給電するように構成されたものが広く用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
そして、このレギュレータ９においては、バッテリ１３の過電圧（過充電）を防止しつつバッテリ１３や電気的負荷１４に給電すべく、バッテリ１３のバッテリ電圧Ｖbattの大小に応じて出力電流Ｉｘのオン／オフ切替制御を行っている。
【０００５】
すなわち、バッテリ電圧Ｖbattが過電圧保護閾（しきい）値以下のときは、バッテリ１３の過電圧が生じる恐れがないので、レギュレータ９をオンに切り替えて出力電流Ｉｘを供給する。すると、この出力電流Ｉｘは、充電電流Ｉｑとしてバッテリ１３に供給されたり、負荷電流Ｉｙとして電気的負荷１４に供給されたりする。
【０００６】
逆に、バッテリ電圧Ｖbattが過電圧保護閾値を超えると、バッテリ１３に過電圧が生じる恐れがあるため、レギュレータ９内で三相交流電流を短絡させてオフに切り替えることにより、出力電流Ｉｘの供給を停止する。すると、レギュレータ９から出力電流Ｉｘが出力されないため、バッテリ１３は充電されず、バッテリ１３から電気的負荷１４に放電電流Ｉｒが供給される。その結果、バッテリ１３の過電圧を未然に防止することができる。
【特許文献１】特開平５−３１２０２９号公報
【特許文献２】再表２００３−６５５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これでは、出力電流Ｉｘのオン／オフ切替制御しかできないレギュレータ９を通じてバッテリ１３の充電が行われることから、オプションの電気的負荷１７の装着・取り外しや既設の電気的負荷１４の交換に起因する負荷電流Ｉｙの増減に対しては、きめ細かい発電制御を行えないという不都合がある。
【０００８】
すなわち、自動二輪車のユーザが、図３に破線で示すように、オプションの電気的負荷１７を装着したり、既設の電気的負荷１４を消費電流の大きいものに交換したりした場合、これら電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが増大する。そして、この負荷電流Ｉｙが想定範囲の上限値を上回ると、充電電流Ｉｑが不足してバッテリ１３の充電量を確保できなくなる恐れがある。
【０００９】
また、自動二輪車のユーザが、一旦装着したオプションの電気的負荷１７を取り外したり、既設の電気的負荷１４を消費電流の小さいものに交換したりした場合、これら電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが減少する。そして、この負荷電流Ｉｙが想定範囲の下限値を下回ると、必要以上の出力電流Ｉｘが電気的負荷１４およびバッテリ１３に流れることになり、出力電流Ｉｘがより小さいときに比べて、磁石式発電機１１を回転させるエネルギーを余計に必要とする。その結果、燃費が低下する恐れがある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、オプションの電気的負荷の装着・取り外しなどに起因する負荷電流の増減に対して、きめ細かい発電制御を適切に行うことが可能な発電制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、鞍乗型車両に搭載される発電制御装置であって、エンジンのクランク軸の回転エネルギーを利用して三相交流電流を発電する磁石式発電機と、この磁石式発電機によって発電された三相交流電流を整流して直流電流に変換し、この直流電流を位相角制御によって任意の電流値の出力電流に変換して給電する発電電流制御手段と、この発電電流制御手段からの出力電流を消費する電気的負荷と、前記発電電流制御手段からの出力電流によって充電されるとともに前記電気的負荷に放電されるバッテリとが設けられ、前記発電電流制御手段は、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の上限値を上回った場合に、前記電気的負荷の着脱に伴って全体として負荷電流が大きくなったと判断して前記出力電流を通常より大きくするとともに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の下限値を下回った場合に、前記電気的負荷の着脱に伴って全体として負荷電流が小さくなったと判断して前記出力電流を通常より小さくし、さらに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の下限値以上で上限値以下である場合に、前記出力電流を通常電流のまま維持し、前記発電電流制御手段は、前記バッテリのバッテリ電圧上昇率が通常時最小上昇率以下になったときに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の上限値を上回ったと判定するとともに、前記バッテリのバッテリ電圧上昇率が通常時最大上昇率以上になったときに、前記電気的負荷の負荷電流が想定範囲の下限値を下回ったと判定する発電制御装置としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、電気的負荷の負荷電流が想定範囲の上限値を上回っても、出力電流の増大によってバッテリの充電量を確保することができる。また、電気的負荷の負荷電流が想定範囲の下限値を下回っても、出力電流の減少により、磁石式発電機を回転させるエネルギーを抑えることになるので、燃費の低下を回避することができる。したがって、オプションの電気的負荷の装着・取り外しなどに起因する負荷電流の増減に対して、きめ細かい発電制御を適切に行うことが可能となる。しかも、バッテリ電圧上昇率から電気的負荷の負荷電流の増減を知ることができるため、負荷電流の増減判定、ひいては、きめ細かい発電制御を適切に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１６】
図１および図２には、本発明の実施の形態１を示す。
【００１７】
まず、構成を説明する。
【００１８】
自動二輪車に搭載される発電制御装置１０は、図１に示すように、磁石式発電機１１、発電電流制御手段１２、バッテリ１３および電気的負荷１４から構成されている。この電気的負荷１４としては、例えば、ヘッドランプ、ブレーキランプなどの電気機器が考えられる。
【００１９】
ここで、磁石式発電機１１は、図１に示すように、３個のステータコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有しており、ロータ（図示せず）に取り付けられた永久磁石（図示せず）がエンジンのクランク軸（図示せず）の回転エネルギーを利用して回転することにより、三相交流電流を発電することができるように構成されている。
【００２０】
また、発電電流制御手段１２は、図１に示すように、整流部１２ａと、三相電圧検出回路１２ｂと、マイクロコンピュータなどの制御部１２ｃと、電圧センサ１２ｄとを備えており、位相角制御により、任意の電流値の直流電流を出力電流Ｉｘとして出力するように構成されている。
【００２１】
すなわち、整流部１２ａは、磁石式発電機１１が発生する三相交流電流を直流電流に変換する回路部であり、ダイオードとサイリスタとで三相混合ブリッジ回路を構成し、磁石式発電機１１の各ステータコイル１１ａ、１１ｂ、１１ｃ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出力電流Ｉｘを可変出力するように構成されている。
【００２２】
また、三相電圧検出回路１２ｂは、整流部１２ａの三相の電圧を入力して各相の位相角基準タイミングを検出するための電圧波形に変換する。具体的には、各相の電圧を入力して制御部１２ｃが認識できる電圧波形に整形し、入力電圧が上昇を開始するときに所定の基準電圧になったときを制御部１２ｃが位相角基準タイミングと設定できるようにする。
【００２３】
また、制御部１２ｃには、図２に示す発電制御プログラムＰＲＧが読み出し自在に格納されている。
【００２４】
さらに、制御部１２ｃには、通常時最小上昇率Ａおよび通常時最大上昇率Ｂが読み出し自在に格納されている。ここで、通常時最小上昇率Ａとは、ノーマル車両（オプションの電気的負荷１７の装着や既設の電気的負荷１４の交換が行われていない車両）におけるバッテリ１３のバッテリ電圧Ｖbattの上昇率の最小値を意味する。また、通常時最大上昇率Ｂとは、ノーマル車両におけるバッテリ１３のバッテリ電圧Ｖbattの上昇率の最大値を意味する。
【００２５】
また、電圧センサ１２ｄは、バッテリ１３のバッテリ電圧Ｖbattを検出し、その検出信号を制御部１２ｃに出力するように構成されている。
【００２６】
次に、作用について説明する。
【００２７】
以上のような構成を有する発電制御装置１０においては、図１に示すように、磁石式発電機１１で三相交流電流が発電され、発電電流制御手段１２で、この三相交流電流が整流されて直流電流に変換され、この直流電流が位相角制御によって任意の電流値の出力電流Ｉｘに変換され、バッテリ１３および電気的負荷１４に給電される。このとき、電気的負荷１４の負荷電流Ｉｙは、想定範囲内（上限値と下限値との間）で変動する。
【００２８】
ところで、自動二輪車のユーザが、図１に破線で示すように、オプションの電気的負荷１７を装着したり、既設の電気的負荷１４を消費電流の大きいものに交換したりした場合、電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが増大する。ここで、オプションの電気的負荷１７としては、非常回転灯、ハンドルウォーマ、盗難防止器その他の電気機器が想定される。また、自動二輪車のユーザが、一旦装着したオプションの電気的負荷１７を取り外したり、既設の電気的負荷１４を消費電流の小さいものに交換したりした場合、電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが減少する。しかし、これらの場合でも、以下に述べるとおり、発電電流制御手段１２の制御部１２ｃは、図２に示す発電制御プログラムＰＲＧを読み出し、この発電制御プログラムＰＲＧに基づく発電制御動作を実行することにより、負荷電流Ｉｙの増減に対して、きめ細かい発電制御を適切に行う。
【００２９】
すなわち、まずバッテリ電圧読込工程（発電制御プログラムＰＲＧのステップＳ１）で、制御部１２ｃは、電圧センサ１２ｄの検出信号に基づき、バッテリ１３のバッテリ電圧Ｖbattを読み込む。このとき、ある時刻Ｔ１におけるバッテリ電圧Ｖbatt１を読み込むとともに、その時刻Ｔ１から所定の時間ΔＴ（例えば、ΔＴ＝５ｓ）が経過した時刻Ｔ２（＝Ｔ１＋ΔＴ）におけるバッテリ電圧Ｖbatt２を読み込む。
【００３０】
次に、バッテリ電圧上昇率算出工程（発電制御プログラムＰＲＧのステップＳ２）で、制御部１２ｃは、バッテリ１３のバッテリ電圧上昇率Ｖupを算出する。それには、時刻Ｔ２におけるバッテリ電圧Ｖbatt２から時刻Ｔ１におけるバッテリ電圧Ｖbatt１を減じ、この差ΔＶbatt（＝Ｖbatt２−Ｖbatt１）を所定の時間ΔＴで除し、この商をバッテリ電圧上昇率Ｖup（＝ΔＶbatt／ΔＴ）とする。
【００３１】
その後、第１バッテリ電圧上昇率判定工程（発電制御プログラムＰＲＧのステップＳ３）で、制御部１２ｃは、通常時最小上昇率Ａを読み出し、バッテリ電圧上昇率Ｖupが通常時最小上昇率Ａ以下であるか否かを判定する。
【００３２】
この判定の結果、バッテリ電圧上昇率Ｖupが通常時最小上昇率Ａ以下である場合は、オプションの電気的負荷１７の装着や既設の電気的負荷１４の交換により、これら電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが想定範囲の上限値を上回っていると考えられるため、出力電流増大工程（発電制御プログラムＰＲＧのステップＳ４）に移行し、制御部１２ｃは、位相角制御により、出力電流Ｉｘを通常より大きくする。すると、電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙの増大に見合った大電流が発電電流制御手段１２からバッテリ１３に供給されるため、バッテリ１３の充電量を確保することができる。
【００３３】
一方、バッテリ電圧上昇率Ｖupが通常時最小上昇率Ａを超えている場合には、第２バッテリ電圧上昇率判定工程（発電制御プログラムＰＲＧのステップＳ５）に移行し、制御部１２ｃは、通常時最大上昇率Ｂを読み出し、バッテリ電圧上昇率Ｖupが通常時最大上昇率Ｂ以上であるか否かを判定する。
【００３４】
この判定の結果、バッテリ電圧上昇率Ｖupが通常時最大上昇率Ｂ以上である場合は、オプションの電気的負荷１７の取り外しや既設の電気的負荷１４の交換により、これら電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが想定範囲の下限値を下回っていると考えられるため、出力電流減少工程（発電制御プログラムＰＲＧのステップＳ６）に移行し、制御部１２ｃは、位相角制御により、出力電流Ｉｘを通常より小さくする。すると、発電電流制御手段１２によって無駄な発電動作が削減されるため、燃費の低下を回避することができる。
【００３５】
一方、バッテリ電圧上昇率Ｖupが通常時最大上昇率Ｂ未満である場合には、オプションの電気的負荷１７の装着・取り外しや既設の電気的負荷１４の交換が行われていないか、或いは、これらが行われていたとしても電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが大幅には増減しておらず、出力電流Ｉｘを増減させる必要がないと考えられるため、出力電流維持工程（発電制御プログラムＰＲＧのステップＳ７）に移行し、制御部１２ｃは、位相角制御により、出力電流Ｉｘを通常電流のまま維持する。
【００３６】
このように、発電制御装置１０における発電制御においては、まず、電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙの増減を判定する。そして、電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが想定範囲の上限値を上回った場合には、出力電流Ｉｘを通常より大きくすることにより、バッテリ１３の充電量を確保する。また、電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙが想定範囲の下限値を下回った場合には、出力電流Ｉｘを通常より小さくし、磁石式発電機１１を回転させるエネルギーを抑えることにより、燃費の低下を回避する。その結果、オプションの電気的負荷１７の装着・取り外しや既設の電気的負荷１４の交換に起因して負荷電流Ｉｙが増減した場合でも、きめ細かい発電制御を適切に行うことが可能となる。
【００３７】
しかも、電気的負荷１４、１７の負荷電流Ｉｙの増減はバッテリ電圧上昇率Ｖupに基づいて判定されるので、負荷電流Ｉｙの増減判定、ひいては、きめ細かい発電制御を適切に行うことが可能となる。
［発明のその他の実施の形態］
【００３８】
なお、上述した実施の形態１では、自動二輪車に搭載される発電制御装置１０について説明したが、この発電制御装置１０を自動二輪車以外の鞍乗型車両、例えば自動三輪車、鞍乗型四輪車両（ＡＴＶ（不整地走行車両）など）に搭載することも勿論できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、自動二輪車、自動三輪車、鞍乗型四輪車両その他の鞍乗型車両に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発電制御装置を示す回路図である。
【図２】同実施の形態１に係る発電制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】従来の発電制御装置を例示する回路図である。
【符号の説明】
【００４１】
９……レギュレータ
１０……発電制御装置
１１……磁石式発電機
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ……ステータコイル
１２……発電電流制御手段
１２ａ……整流部
１２ｂ……三相電圧検出回路
１２ｃ……制御部
１２ｄ……電圧センサ
１３……バッテリ
１４……既設の電気的負荷
１７……オプションの電気的負荷
Ａ……通常時最小上昇率
Ｂ……通常時最大上昇率
Ｉｑ……充電電流
Ｉｒ……放電電流
Ｉｘ……出力電流
Ｉｙ……負荷電流
ＰＲＧ……発電制御プログラム
Ｖbatt……バッテリ電圧
Ｖup……バッテリ電圧上昇率
【図１】
0005269437.tif 000002
【図２】
0005269437.tif 000003
【図３】
0005269437.tif 000004