车辆电池充电器及其操作方法技术

一种用于内燃机的充电设备和用于将电能提供给由发动机驱动的组件的相关联的电池。发动机驱动发电机生成要作为充电电流提供给电池的电能。充电控制器根据发动机的工作状态在所生成的电能的正电压波形在某一相位后控制提供给电池的充电电流的值，并响应于所述内燃机的速度来调节相位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由例如车辆中的发动机驱动的电池充电器以及为此调节充电的方法。
技术介绍
正如公知的，在很多情况下，将内燃机用作产生能量的方法。例如，内燃机 经常向诸如摩托车等很多类型的车辆提供动力。当然，发动机不能自己起动，而通 常将电起动器马达用于该目的。当然起动器马达必需被供电，而在起动期间发动机 驱动的发电机不能为该目的提供足够的能量。因此车辆通常具有蓄电池，不仅为了 起动还为了向诸如灯等这样的车辆的各种电操作附件供电。当然，期望能控制电池充电以确保始终有足够的电能可用，并且还避免电池 过充电和早期失效。因此，作为工作状态的一个例子，在内燃机的起动时间中，发电机在起动状 态中也利用发动机来驱动，使得如上所述利用发电机产生的充电电流被提供给电 池。即在内燃机的起动时间中，来自电池的电能不仅被起动器马达消耗，还在起动 状态中被用内燃机驱动的发电机消耗。因此，从电池提供以驱动起动器马达的电能 倾向于减小，因为发电机也需要电池的电能。因此，有内燃机不能快速起动的风险。因此，建议在内燃机的起动时间中通过用充电控制器控制来减小从发电机输 出并提供给电池的充电电流值。这可减少间接驱动发电机连同起动内燃机所需的电 池的电能。因此可向起动器马达提供足够的电能。结果，可用起动器马达快速起动 内燃机。在日本公布专利申请JP-A-2003-284256中示出了典型的充电条件控制器。 然而，其细节没有使本领域的熟练技术人员清楚在所有条件可被精确并简单地 控制下如何充电。因此，本专利技术的主要目的是提供一种简单结构的车辆上的充电器，它可根 据内燃机的工作状态控制从发电机提供给电池的充电电流值。
技术实现思路
本专利技术适用于结合车辆的实现形式，该车辆包括用于动力驱动的内燃机、用 于将电能提供给诸如内燃机之类的车辆安装组件的电池、用内燃机驱动以生成要 作为充电电流提供给电池的电能的发电机。根据本专利技术，采用了能够根据内燃 机的工作状态控制充电电流的值的充电控制器。该充电控制器控制以将对应于 所生成的电能的正电压波形在某一相位后的部分的充电电流提供给电池并根 据内燃机速度的减小来延迟相位。本专利技术的另一个特征涉及通过用内燃机驱动以生成要作为充电电流提供给 电池的电能的发电机来控制用于将电能提供给诸如内燃机之类的车辆安装组件的 电池的充电的方法。根据本专利技术的该特征，根据内燃机的工作状态来控制充电 量。提供给电池的电荷是对应于所生成的电能的正电压波形在某一相位后的部 分的充电电流，并且该相位响应于内燃机速度的减小而变短。附图说明图1是由内燃机提供动力并具有根据本专利技术构造和工作的电池充电系统的车 辆的示意图。图2是如何根据本专利技术控制充电的图示。图3是示出充电量与发动机速度的关系的图示。具体实施方式首先参考图1，在11处非常示意性地示出了具有根据本专利技术充电的电池的车 辆。车辆11可以是任何己知的类型，尽管本专利技术尤其适用于由以跨骑方式就座的骑车人操作的车辆，诸如摩托车。这样的车辆包括作为动力源的内燃机12，用于以任何己知的方式动力驱动车辆。发动机12可根据需要由示意性示出并一般由附图标记13指示的起动器马达 来起动。尽管可脚踏起动车辆发动机，但描述的充电系统尤其适用于电马达起动的 发动机。为了向起动器马达13供电，提供了蓄电池14，它还将电能提供给其它安装在 车辆上的组件，诸如用于内燃机12的点火系统。电池14上的电荷由三相DC发电 机15维持，该发电机15由内燃机12适当驱动以生成作为充电电流A提供给电池414的电能V。根据本专利技术， 一般在16处指示并体现本专利技术的充电控制器根据内燃机12的工作状态控制充电电流A的值，正如将简短描述的。该充电由控制设备17 控制。控制设备17包括第一至第三相位输出线18、 19和21，用于通过例如示为置 于相位输出线18、 19和21中的晶闸管的第一至第三开关元件23、 24和25来将发 电机15连接到电池14的正端子22，并通过第一至第三二极管26、 27和28来将 电池14的负端子29连接到第一至第三晶闸管23、 24和25的阳极。充电控制器16还包括相位检测电路31，用于检测第一至第三相位输出线18、 19和21分别生成的电能V及其相位差。同样栅驱动电路32将栅电流作为相位控 制信号分别加到第一至第三晶间管23、 24和25的栅上，用于促使充电电流A在 信号加载期间从它们的阳极流到阴极。此外，中心控制设备33接收内燃机12的诸如作为操作状态要素之一的转速 之类的输出信号。同样中心控制设备33输出来自相位检测电路31的信号，用于根 据内燃机12的工作状态驱动栅驱动电路32。这样来自相位检测电路31的输出信 号促使栅驱动电路32输出相位控制信号。正如图1所示，当内燃机12工作时，发电机15以从内燃机12输出的驱动力 来驱动。然后，将生成的电能V以120度的相位差顺序地输出到发电机15的第一 至第三相位输出线18、 19和21。现在参考图2，将所生成的电能V示出为第一相位输出线18上的正电压波形 34，作为通过二极管26、 27和28的第一至第三相位输出线的所生成的电能V的 表示。通过充电控制器16的控制，相位控制信号在电压波形34的某个相位35处 从栅驱动电路32输出到第一开关元件23的栅。然后，第一开关元件23被开启以 向电池14提供对应于相位35后的波形部分34a的第一相位的充电电流A。同样以 与上述相同的方式，根据第二和第三相位输出线24和25的所生成的电能V将第 二和第三相位的充电电流A以120度的相位差顺序地提供给电池14的正端子22。现在参考图3，假设图2中所示的相位35是作为内燃机12的工作状态之一的 N 〉 3000 rpm的高速状态。在这种情况下，提供给电池14的平均充电电流Al是 约8安培(A)。如果内燃机12的转速N从以上的高速状态下降到2000 rpm N ^ 3000 rpm的中速状态，则相位35被延迟(图2中的假想线)。对应于相位35后的小 波形部分34b的第一至第三相位的相应充电电流A被提供给电池14。在这种情况下，如图3所示，提供给电池的平均充电电流A2减小到约5安培(A)。当内燃机12的转速N从以上的中速状态进一步下降到N < 2000 rpm的低速 状态，则相位35被进一步延迟(图2中的假想线)，以近似达到电压波形34的 最低部分。作为实际的问题，相位35在电压波形34的外部。结果第一至第三 相位的相应的充电电流A变为0。内燃机12的上述的低速状态对应于其起动或 空转状态。图3中的假想线指示在没有充电控制器16的情况下的平均充电电流A0的 值，其具有被直接转换成可通过常规充电器充电的充电电流A的第一至第三相 位输出线18、 19和21上所生成的电能V中的每一个的电压波形34。当内燃机 12具有常规的充电器时，高速N范围中的平均充电电流AO往往太大并在内燃 机12和电池14中产生无用的热损耗。然而，当使通过以上的充电器17的平均充电电流Al小于通过常规充电器 的平均充电电流AO时，可防止发生无用的热损耗，所以内燃机12的输出损耗 也被减小了。作为另一种情况的例子，如果内燃机12以中速范围中的内燃机12的转速 N加速，则通过常规的充电器的平均充电电流AO高。这样，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于内燃机的充电设备，包括用于将电能提供给由所述内燃机驱动的组件的电池，所述内燃机驱动的发电机，其生成要作为充电电流提供给所述电池的电能，以及根据所述内燃机的工作状态来控制所述充电电流的值的充电控制器，所述充电控制器控制至所述电池的供应以及响应于所述内燃机的速度来调节所述相位，所述充电电流对应于所述生成的电能的正电压波形在某一相位后的部分。

【技术特征摘要】
JP 2007-1-9 2007-0011901.一种用于内燃机的充电设备，包括用于将电能提供给由所述内燃机驱动的组件的电池，所述内燃机驱动的发电机，其生成要作为充电电流提供给所述电池的电能，以及根据所述内燃机的工作状态来控制所述充电电流的值的充电控制器，所述充电控制器控制至所述电池的供应以及响应于所述内燃机的速度来调节所述相位，所述充电电流对应于所述生成的电能的正电压波形在某一相位后的部分。2. 如权利要求1所述的充电设备，其特征在于，具有用于所述内燃机的 起动的电起动马达，并且所述充电控制器在所述电起动马...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井太宪，
申请(专利权)人：雅马哈发动机电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]