(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石式交流発電機（１）と、該交流発電機の出力巻線間に接続された充電回路（イ）と、該充電回路に接続されたバッテリ（又はコンデンサ）（２）を有するバッテリ充電装置において、該充電回路は、該交流発電機の正波形出力端及び負波形出力端と該バッテリの正極間に夫々接続された第１のスイッチ（Ｓ１）及び第２のスイッチ（Ｓ２）と、該第１のスイッチ及び第２のスイッチを制御する制御回路（ホ）と、該バッテリの電圧を検出する検出回路とを備え、該制御回路は、該検出回路の検出信号と該交流発電機の正波形出力又は負波形出力との同期信号により該第１のスイッチ及び第２のスイッチを制御するよう構成し、該検出回路は、バッテリ電圧を検出して基準電圧を設定するバッテリ電圧検出回路部（ハ）、及び、外部検出信号により該バッテリ電圧検出回路部の基準電圧を連続的に可変する可変回路部（ヘ）を備えたことを特徴とするバッテリ充電装置。
【請求項２】
該バッテリ電圧検出回路部に直列に第３のスイッチを設け、該第３のスイッチを該交流発電機の出力により動作せしめ、該交流発電機の運転時のみ該バッテリ電圧検出回路部を機能せしめるようにしたことを特徴とする請求項１のバッテリ充電装置。
【請求項３】
該外部検出信号として該交流発電機の回転数検出信号もしくはスロットル変化量検出信号を用いたことを特徴とする請求項１又は請求項２のバッテリ充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
単相又は三相の磁石式発電機により、スイッチング素子介してバッテリに充電する装置のエンジン状態の変化によって充電状態を可変する充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来のバッテリ充電装置はバッテリの状態により一定の充電制御を行い、エンジンが加速時等の負荷状態においても同じ制御している。このため、発電機の負荷容量がますます大きくなってきている今日では、エンジンの加速性能を低下させる原因になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンが加速時等のエンジン負荷状態を検出し、それに応じてバッテリ充電制御の状態を変える事により、充電負荷をなくし、エンジンの加速性能を向上させることを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１の発明は、磁石式交流発電機と、該交流発電機の出力巻線間に接続された充電回路と、該充電回路に接続されたバッテリ（又はコンデンサ）を有するバッテリ充電装置において、該充電回路は、該交流発電機の正波形出力端及び負波形出力端と該バッテリの正極間に夫々接続された第１のスイッチ及び第２のスイッチと、該第１のスイッチ及び第２のスイッチを制御する制御回路と、該バッテリの電圧を検出する検出回路を備え、該制御回路は、該検出回路の検出信号と該交流発電機の正波形出力又は負波形出力との同期信号により該第１のスイッチ及び第２のスイッチを制御すると共に該検出回路は、バッテリ電圧検出回路部と基準電圧設定回路部及び外部検出信号により該基準電圧設定回路部の基準電圧を可変する可変回路部を備えたことを特徴とする。
【０００５】
又、請求項２の発明は、基準電圧設定部に直列に第３のスイッチを設け、該第３のスイッチを該交流発電機の出力により動作せしめ、該交流発電機の運転時のみ該基準電圧設定回路部を機能せしめるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図１に示す。１は単相磁石式発電機、２は１２Ｖ用バッテリイは単相磁石式発電機の充電巻線間に接続された充電する回路、ロは単相磁石式発電機の充電巻線の正波形出力または負波形出力をバッテリに充電する場合に充電回路イを通してループを形成するための回路、ハはバッテリ２の電圧を検出する回路、ニは上記ハの回路が発電機１の出力が発生している時のみ回路ハにバッテリ電圧を検出させるための回路、ホはバッテリ２の電圧が規定値より低い場合にスイッチＳ１，Ｓ２（サイリスタ）に点弧信号を出力する回路、ヘは外部信号によってハのバッテリ電圧検出レベルを可変する回路である。
【０００７】
次にこの回路動作について図２の各動作波形図を参照して説明する。先ず、
バッテリ２が満充電でない時で、外部検出端子Ｔに信号が印可されない時は、発電機１の出力（図２ａ）が発生している時にトランジスタＱ４がＯＮし、トランジスタＱ５が動作することで、回路ハにバッテリ電圧を印可する。これより、バッテリの電圧を検出する回路ハはバッテリ電圧が規定値以下のため、トランジスタＱ３が動作せず、トランジスタＱ１がＯＮ状態になる。したがって、発電機の正波形出力が発生するとトランジスタＱ２は動作してサイリスタＳ１を点弧させ、バッテリ２に充電される。また、発電機の負波形出力のタイミングにも同様にサイリスタＳ２を点弧させ、バッテリ２に充電される。（図２ｂ）
【０００８】
次に、バッテリ２が満充電で、外部検出信号Ｔに信号が印可されない時は、発電機１の出力が発生している時にトランジスタＱ４がＯＮし、トランジスタQ5が動作することで、回路ハにバッテリ電圧を印可する。これにより、バッテリの電圧を検出する回路ハはバッテリ電圧が規定値以上のため、トランジスタＱ３が動作し、トランジスタＱ１がＯＦＦ状態になる。したがって、発電機１の正波形出力が発生するとトランジスタＱ２は動作せず、サイリスタＳ１を点弧させないのでバッテリ２に充電されない。
発電機の負波形出力のタイミングにも同様にサイリスタＳ２を点弧させないので、バッテリ２に充電されない。（図２ｃ）
【０００９】
次に、バッテリ２が満充電でなく、外部検出端子Ｔに信号が印可された時は、発電機１の出力が発生している時にトランジスタＱ４がＯＮし、トランジスタＱ５が動作することで、回路ハにバッテリ電圧を印可する。更に、外部検出端子Ｔに信号が印可されたると、トランジスタＱ６がＯＮし、トランジスタＱ７が動作するのでバッテリの電圧を検出する回路ハのツェナーダイオードＺ１の電圧分バッテリの電圧を検出するレベルが下がるのでバッテリの電圧を規定値以上と判断し、トランジスタＱ３が動作し、トランジスタＱ１がＯＦＦ状態となる。したがって、発電機の正波形出力が発生するとトランジスタＱ２は動作せず、サイリスタＳ１を点弧させないのでバッテリ２に充電されない。また、発電機の負波形出力のタイミングにも同様にサイリスタＳ２を点弧させないので、バッテリ２は充電されない。
【００１０】
次に、外部検出端子Ｔに信号が印可されなくなると、トランジスタＱ６がＯＮせず、トランジスタＱ７が動作しないのでバッテリの電圧を検出する回路ハのツェナーダイオードＺ１の両端間の電圧はコンデンサＣ１は抵抗Ｒ１，Ｒ２で決められる充電時定数でバッテリの電圧を検出するレベルがあがるのでバッテリの電圧を徐々に規定値以上と判断し、トランジスタＱ３が動作し、トランジスタＱ１がＯＦＦ状態が徐々に変化する。したがって、発電機の正波形出力が発生するとトランジスタＱ２はコンデンサＣ１充電電圧により、動作状態が変化し、サイリスタＳ１を点弧タイミングが変化してバッテリ２に充電される。また、発電機の負波形出力のタイミングにも同様である。図２ｄ）
【００１１】
以上のことから、外部信号により、バッテリ充電制御の状態を徐々に変える事ができる。
次に、エンジンの負荷状態を検出する外部制御信号としてスロットルセンサーから検出するブロック図を図３に示す。ＳＬはスロットルセンサー、Ｂはバッファ、ＶＤは電圧変化量を検出する回路である。このような構成により、操縦者がエンジンを加速しようとスロットルセンサーを動かし、変化させると（図４−ａ）に示すようにスロットル値は時間と伴に電圧が上昇し、一定になる。このＡ〜Ｂのタイミングの信号（図４−ｂ）を図１の外部検出端子Ｔの信号として入力するとバッテリ２が満充電でない場合でもコンデンサＣ１の充電時間（図２−ｄ）の（ｔ０＋ｔ）バッテリ充電状態を停止及び一定時間充電電圧値を可変できる。このことにより、エンジンが加速等の状態で発電機負荷を低減し、徐々に元の状態に戻す事でエンジンの加速性能を向上する事ができる。
【００１２】
次に、外部制御信号として発電機の出力波形回転数の変化量を検出するブロック図を（図５）に示す。Ｆは発電機の１相分の出力波形整形回路、ＣＯＶはＦ／Ｖコンバータ、ＶＤは電圧変化量を検出する回路である。このような構成により、操縦者がエンジンを加速しようとする発電機の出力波形の周波数が高くなる。それに伴いＦ／Ｖコンバータ値は、（図６−ａ）に示すように時間と伴に電圧が上昇し、一定になる。このＡ〜Ｂのタイミングの信号（図６−ｂ）を図１の外部検出端子Ｔの信号として入力するとバッテリ２が満充電でない場合でもコンデンサＣ１の充電時間（図２−ｄ）の（ｔ０＋ｔ）バッテリ充電状態を停止及び一定時間充電電圧値を可変できる。
このことにより、エンジンが加速等の状態で発電機負荷を低減し、徐々に元の状態に戻す事でエンジンの加速性能を向上する事ができる。
【００１３】
次に外部検出端子の信号としてエンジン回転数を検出する機能及びスロットル検出をする機能を有する点火機能（図７）を用いて点火機能回路から出力される信号に沿って、外部検出端子の信号として入力する更に詳細の制御ができる。
このことにより、エンジンが加速等の状態で発電機負荷を低減し、徐々に元の状態に戻す事でエンジンの加速性能をより向上する事ができる。
【００１４】
図８は本発明の他の実施例を示す回路図で、上記実施例（図１）と相違する点は、バッテリオープン時にサージ電圧を吸収して出力電圧を一定以下に制限する電圧検出回路トを追加した事及びバッテリ電圧検出回路に直列にスイッチＱ４（ＭＯＳＦＥＴ）を接続した所である。即ち、エンジンが回転すると発電機から出力されるとＤ１，Ｄ２→Ｒ８→Ｄ５を通してトランジスタＱ４をＯＮし、そのことにより、トランジスタＱ５が動作されるのでバッテリ電圧制御が可能となる。その後の動作は実施例１と同じなので省略する。
【００１５】
以上の説明は単相磁石式発電機に適用した例について説明したが三相発電機にも同様に適用できる。図９にこの例を示す。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の構成をすることにより、エンジンの加速時等のエンジン負荷状態を検出する外部検出端子の信号として、エンジンの回転数変化、スロットル変化、点火装置等の外部ユニットより、信号を得る事によりエンジンが加速等の状態で発電機の負荷を低減し、徐々に元の状態に戻す事でエンジンの加速性能をより向上する事ができる。これをエンジンの出力が小さい二輪車のバッテリ充電装置に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例回路図
【図２】本発明実施例の各部動作波形図
【図３】本発明に適用するスロットル変化量検出回路
【図４】図３の説明図
【図５】本発明に適用する回転数変化量検出回路
【図６】図５の説明図
【図７】本発明に適用する点火装置の回路例
【図８】本発明の他の実施例回路図
【図９】本発明の他の実施例回路図
【符号の説明】
１      交流発電機
２      バッテリ
イ      充電回路
ロ      充電ループ回路
ハ      バッテリ電圧検出回路
ニ      バッテリ電圧検出回路の駆動回路
ホ      点弧信号回路
ヘ      基準レベル可変回路
ト      バッテリオープン保護回路
Ｓ１，Ｓ２      スイッチ（サイリスタ）
Ｑ４    スイッチ（ＭＯＳトランジスタ）
【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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