JP2002135993A - Battery charger - Google Patents

Battery charger

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JP2002135993A JP2000323372A JP2000323372A JP2002135993A JP 2002135993 A JP2002135993 A JP 2002135993A JP 2000323372 A JP2000323372 A JP 2000323372A JP 2000323372 A JP2000323372 A JP 2000323372A JP 2002135993 A JP2002135993 A JP 2002135993A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid abrupt input torque change when changing the voltage boosting depending on the revolutions of a generator and prevent generator noise and vibration caused by the input torque fluctuations when changing its output power distribution to a high voltage battery or a low voltage battery. SOLUTION: When charging a low voltage battery BL, field-effect transistors Q1-Q3 are turned on to supply the output power of the generator ACG to the battery BL through rectifiers D1-D3. When charging a high voltage battery BH, the field-effect transistors Q1-Q3 are turned off to supply the output power of the generator ACG to the battery BH through rectifiers D4-D6. By switching the field-effect transistors Q4-Q6, the output of the generator ACG is turned on and off to control the duty ratio of the output of the generator so as to suppress the input torque fluctuation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハイブリッ
ド車に搭載される高電圧系のバッテリと低電圧系のバッ
テリとを充電するためのバッテリ充電装置に関する。
The present invention relates to a battery charger for charging a high-voltage battery and a low-voltage battery mounted on, for example, a hybrid vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境保護や省エネルギーなどの観
点から、エンジンと電気モータを組み合わせた動力シス
テムを搭載するハイブリッド車が注目されている。この
ハイブリッド車では、加速時には電気モータによってエ
ンジンの出力を補助し、減速時には減速回生によってバ
ッテリ等への充電を行う等、様々な制御を行うことによ
り、エンジン出力の補助を効率よく行うようになってい
る。このハイブリッド車には、走行用の電気モータに電
気エネルギーを供給するための高電圧系(例えば36
V)のバッテリと、各種補機類の電源を供給するための
低電圧系(例えば12V)のバッテリが搭載されてお
り、これら電圧仕様が異なるバッテリの双方を充電する
ためのバッテリ充電装置が必要とされている。
2. Description of the Related Art In recent years, hybrid vehicles equipped with a power system combining an engine and an electric motor have attracted attention from the viewpoints of environmental protection and energy saving. In this hybrid vehicle, various controls are performed, such as assisting the output of the engine by an electric motor during acceleration and charging the battery or the like by deceleration during deceleration, thereby efficiently assisting the engine output. ing. This hybrid vehicle has a high-voltage system (for example, 36 V) for supplying electric energy to an electric motor for traveling.
V) and a low-voltage (for example, 12 V) battery for supplying power to various auxiliary devices, and a battery charger for charging both batteries having different voltage specifications is required. It has been.

【0003】以下、この種の従来技術に係るバッテリ充
電装置について、後述する図1を援用して説明する。な
お、同図に示す電界効果トランジスタQ4〜Q6は、後
述する本願発明に係るバッテリ充電装置の特徴の一部を
なすものであって、以下に説明する従来装置では、この
電界効果トランジスタに相当するものとして整流器(ダ
イオード)が用いられ、この整流器は、整流器D1〜D
3または整流器D4〜D6と共に全波整流器を形成して
いる。
[0003] Hereinafter, this kind of conventional battery charger will be described with reference to FIG. 1 described later. The field-effect transistors Q4 to Q6 shown in FIG. 1 form part of the features of the battery charger according to the present invention described later, and correspond to the field-effect transistors in the conventional device described below. A rectifier (diode) is used, and the rectifier includes rectifiers D1 to D1.
3 or rectifiers D4 to D6 to form a full-wave rectifier.

【0004】図1において、発電機ACGの入力軸はエ
ンジンの出力軸に連結されており、エンジンの出力によ
って発電機ACGの入力軸を回転させ、交流出力を発生
させる。この交流出力は、整流器D1〜D3と電界効果
トランジスタQ1〜Q3からなる系(オープンレギュレ
ータ)を介して低電圧系のバッテリBLに振り分けられ
ると共に、整流器D4〜D6を介して高電圧系のバッテ
リBHに振り分けられる。この発電機ACGの交流出力
の振り分けは、発電機ACGの交流出力(U相,V相,
W相)の各位相に同期して、低電圧側の系に設けられた
電界効果トランジスタQ1〜Q3の導通をそれぞれ制御
することにより行われる。
In FIG. 1, an input shaft of a generator ACG is connected to an output shaft of an engine, and the input shaft of the generator ACG is rotated by an output of the engine to generate an AC output. This AC output is distributed to a low-voltage battery BL via a system (open regulator) including rectifiers D1 to D3 and field-effect transistors Q1 to Q3, and is also distributed to a high-voltage battery BH via rectifiers D4 to D6. It is distributed to. The distribution of the AC output of the generator ACG is based on the AC output of the generator ACG (U-phase, V-phase,
This is performed by controlling the conduction of the field-effect transistors Q1 to Q3 provided in the low-voltage side system in synchronization with the respective phases (W phase).

【0005】すなわち、図4に示すように、例えば、発
電機ACGが発生するU相の電圧が高くなる期間P1に
おいて、電界効果トランジスタQ1がオンして導通状態
となり、整流器D1及び電界効果トランジスタQ1を介
してU相の出力が低圧系のバッテリBLに供給される。
このとき、U相の電圧は、低電圧系のバッテリBLの端
子電圧に引かれて低下するが、高電圧系側に設けられた
整流器D4が逆バイアス状態とされるので、発電機の出
力電圧が降下しても高電圧系のバッテリBHは放電され
ない。この後、期間P2においてU相の位相が反転して
出力電圧が低下すると、整流器D1が逆バイアス状態と
なる。このとき、従来装置では、電界効果トランジスタ
Q4に対応する図示しない整流器を介してバッテリBL
の充電が行われる。
That is, as shown in FIG. 4, for example, in a period P1 in which the voltage of the U-phase generated by the generator ACG is high, the field-effect transistor Q1 is turned on and becomes conductive, and the rectifier D1 and the field-effect transistor Q1 are turned on. , The output of the U-phase is supplied to the low-voltage system battery BL.
At this time, the U-phase voltage is reduced by being pulled by the terminal voltage of the battery BL of the low-voltage system, but the rectifier D4 provided on the high-voltage system side is in a reverse-biased state, so that the output voltage of the generator is Does not discharge the high voltage battery BH. Thereafter, when the phase of the U phase is inverted and the output voltage is reduced in the period P2, the rectifier D1 enters a reverse bias state. At this time, in the conventional device, the battery BL is connected via a rectifier (not shown) corresponding to the field-effect transistor Q4.
Is charged.

【0006】さらに、この後、U相の電圧が高くなる期
間P3において、電界効果トランジスタQ1がオフして
非導通状態となる。これにより、低電圧系のバッテリB
Lに対する電力の供給が遮断され、発電機ACGから出
力されるU相の電圧が上昇する。この結果、整流器D4
が順バイアス状態とされ、この整流器D4を介して高電
圧系のバッテリBHに発電機の出力電力が供給される。
同様に、他のV相およびW相についても、整流器D2,
D3および電界効果トランジスタQ2,Q3を介して低
電圧系のバッテリBLの充電が行われ、整流器D5,D
6を介して高電圧系のバッテリBHの充電が行われる。
Further, thereafter, in a period P3 in which the voltage of the U-phase becomes high, the field-effect transistor Q1 is turned off and becomes non-conductive. Thereby, the low-voltage battery B
The supply of power to L is cut off, and the U-phase voltage output from generator ACG increases. As a result, the rectifier D4
Are forward-biased, and the output power of the generator is supplied to the high-voltage battery BH via the rectifier D4.
Similarly, for the other V-phase and W-phase, rectifiers D2 and D2
D3 and the field effect transistors Q2, Q3 charge the low-voltage battery BL, and the rectifiers D5, D5
6, the battery BH of the high voltage system is charged.

【0007】このように、低電圧側の電界効果トランジ
スタQ1〜Q3を制御することにより、低電圧系と高電
圧系とが相補的に充電され、1台の発電機を用いて双方
のバッテリを充電することが可能となっている。なお、
発電機の何れの位相の出力を低電圧系および高電圧系の
何れの充電に振り分けるかについては、これらのバッテ
リの充電状態に応じて適宜決定される。
As described above, by controlling the field effect transistors Q1 to Q3 on the low voltage side, the low voltage system and the high voltage system are charged complementarily, and both batteries are charged using one generator. It is possible to charge. In addition,
Which phase of the output of the generator is to be distributed to which of the low-voltage system and the high-voltage system is appropriately determined according to the state of charge of these batteries.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
回転数が低く、発電機の出力電圧が充分でない場合、発
電機の出力を昇圧して充電に必要とされる電圧を確保
し、エンジン回転数が上昇した場合に昇圧を停止してバ
ッテリを直接充電する充電方法がある。しかしながら、
以下に説明するように、この種の充電方法を採用するバ
ッテリ充電装置によれば、昇圧の有無を切り替える際、
発電機の入力軸を回転駆動するために必要とされるトル
ク(以下、「入力トルク」と称す)が急激に変化し、こ
のトルク変動に起因して異音が発生するという問題があ
る。
When the engine speed is low and the output voltage of the generator is not sufficient, the output of the generator is boosted to secure the voltage required for charging, and the engine speed is reduced. There is a charging method in which the boosting is stopped and the battery is directly charged when the voltage rises. However,
As described below, according to the battery charger employing this type of charging method, when switching the presence or absence of boosting,
There is a problem that the torque required for rotationally driving the input shaft of the generator (hereinafter, referred to as “input torque”) rapidly changes, and abnormal noise is generated due to the torque fluctuation.

【0009】以下、この種のトルク変動の発生メカニズ
ムを説明する。図6に、発電機の入力軸の回転数に対す
る発電機の入力トルクおよび出力電流(充電電流)の特
性を示す。発電機の回転数はエンジンの回転数に応じて
変化する。同図に示すように、発電機の出力を昇圧して
充電を行う場合(昇圧充電時)、低回転域においてバッ
テリの充電に必要とされる電圧が確保される結果、発電
機の出力電流が充電電流として消費され、発電機に入力
トルクが発生する。回転数の上昇に伴って、発電機の出
力電流は増加する傾向を示し、これにより入力トルクも
増加する。ただし、昇圧のためのスイッチングによる損
失が伴うため、出力電流の増加は抑制される。
Hereinafter, the mechanism of occurrence of this kind of torque fluctuation will be described. FIG. 6 shows characteristics of the input torque and the output current (charging current) of the generator with respect to the rotation speed of the input shaft of the generator. The rotation speed of the generator changes according to the rotation speed of the engine. As shown in the drawing, when charging is performed by boosting the output of the generator (at the time of boosting charging), the voltage required for charging the battery in the low rotation speed region is ensured, so that the output current of the generator is reduced. It is consumed as charging current and generates input torque in the generator. As the rotational speed increases, the output current of the generator tends to increase, thereby increasing the input torque. However, an increase in output current is suppressed due to switching loss for boosting.

【0010】これに対し、発電機の出力を昇圧せずに直
接的に充電を行う場合(直接充電時)、低回転域では、
バッテリの充電に必要とされる電圧が得られないため、
バッテリの充電が行われず、出力電流が充電電流として
現れない。従って、発電機の入力トルクとして、機械的
なフリクションや電機子の慣性等の充電以外の要因に起
因するトルクが現れる。そして、エンジンの回転数が上
昇して出力電圧が充電可能な電圧に到達すると、出力電
流が充電電流として現れる。さらにエンジンの回転数が
上昇すると、出力電流は増加し、点Bで昇圧充電時の出
力電流を越える。この出力電流の増加に伴い、入力トル
クも増加し、点Cで昇圧充電時の入力トルクを越える。
なお、昇圧の有無、即ち昇圧充電と直接充電の切り替え
は、昇圧のためのスイッチングのデューティを切り替え
ることにより可能である。
On the other hand, when charging is performed directly without increasing the output of the generator (at the time of direct charging), in the low rotation speed range,
Because the voltage needed to charge the battery is not available,
The battery is not charged and the output current does not appear as a charging current. Therefore, as the input torque of the generator, torque due to factors other than charging, such as mechanical friction and armature inertia, appears. When the engine speed increases and the output voltage reaches a chargeable voltage, the output current appears as a charging current. When the engine speed further increases, the output current increases and exceeds the output current at the point B during the boost charging. With the increase in the output current, the input torque also increases, and exceeds the input torque at the time of point C at the time of boost charging.
It should be noted that whether or not boosting is performed, that is, switching between boosting charging and direct charging can be performed by switching the switching duty for boosting.

【0011】ここで、昇圧充電時と直接充電時の制御状
態の相違により、出力電流の交点Bでの回転数は、入力
トルクの交点Cでの回転数と必ずしも一致しない。従っ
て、例えばバッテリの電圧安定性の観点から、昇圧の有
無の切り替えを行う回転数として発電機の出力電流が一
致する点Bでの回転数R(B)を選ぶと、入力トルクの
差分Tdに起因して発電機の入力トルクが急激に変化
し、異音が発生する結果となる。即ち、図7において、
時刻t1で回転数が上昇を開始し、時刻t2で回転数R
(B)に到達すると、昇圧スイッチングのためのスイッ
チングのデューティDRを切り替える。これにより、上
述のトルクの差分Tdに起因して入力トルクTが急激に
変動する。同様に、回転数が降下する場合にも時刻t6
で回転数R(B)を越える際に入力トルクTが急激に変
動する。このように、昇圧の有無を切り替える際に入力
トルクが急激に変動し、異音が発生する。
Here, due to the difference in the control state between the boost charging and the direct charging, the rotation speed at the intersection B of the output current does not always match the rotation speed at the intersection C of the input torque. Therefore, for example, from the viewpoint of the voltage stability of the battery, if the rotation speed R (B) at the point B where the output current of the generator matches is selected as the rotation speed at which the switching between the presence and absence of boosting is performed, the difference Td of the input torque becomes As a result, the input torque of the generator rapidly changes, resulting in generation of abnormal noise. That is, in FIG.
The rotation speed starts increasing at time t1, and the rotation speed R at time t2.
When (B) is reached, the switching duty DR for boost switching is switched. As a result, the input torque T fluctuates rapidly due to the torque difference Td described above. Similarly, when the rotation speed drops, the time t6
, The input torque T fluctuates abruptly when exceeding the rotation speed R (B). As described above, when switching between the presence and absence of the boost, the input torque fluctuates rapidly, and abnormal noise occurs.

【0012】また、上述の問題に加えて、以下に説明す
るように、発電機の出力を低電圧系のバッテリと高電圧
系のバッテリとに振り分ける際に発電機の入力トルクが
変動し、同様に騒音や振動が発生するという問題があ
る。即ち、入力トルクは、発電機の出力電圧と出力電流
とにより決定され、発電機の入力トルクと充電に費やさ
れる電力との間には相関関係が存在する。即ち、発電機
の出力電圧が一定であれば、充電電流が大きいほど、発
電機の入力トルクが大きく、発電機の出力電流が一定で
あれば、充電電圧が大きいほど、発電機の入力トルクが
大きくなる。この入力トルクに抗し得る回転力(例えば
エンジンの回転出力)を外部から発電機の入力軸に与え
ることにより、電気エネルギーである電力が発生する。
従って、理想的には、発電機の入力軸に与えられる回転
力が一定であれば、出力電圧と出力電流とが出力電力を
一定とするように決定されるべきである。
In addition to the above-described problem, as described below, when the output of the generator is divided between the low-voltage battery and the high-voltage battery, the input torque of the generator fluctuates. There is a problem that noise and vibration occur. That is, the input torque is determined by the output voltage and the output current of the generator, and there is a correlation between the input torque of the generator and the power consumed for charging. That is, if the output voltage of the generator is constant, the larger the charging current, the larger the input torque of the generator. If the output current of the generator is constant, the larger the charging voltage, the larger the input torque of the generator. growing. By applying a rotational force (for example, the rotational output of the engine) that can withstand the input torque to the input shaft of the generator from the outside, electric power as electric energy is generated.
Therefore, ideally, if the rotational force applied to the input shaft of the generator is constant, the output voltage and the output current should be determined so that the output power is constant.

【0013】しかしながら、現実には、発電機に与えら
れる回転力が一定であっても、負荷の変動により出力電
圧が変わると、発電機の特性上、出力電力を一定とする
ように出力電流が応答せず、出力電力も変化する傾向が
ある。このため、図4に示すように、低電圧側のバッテ
リを充電している期間P1と、高電圧側のバッテリを充
電している期間P3とでは、入力トルクTの大きさが異
なり、発電機の出力を各バッテリに振り分ける際に入力
トルクTに変動が生じる。このため、発電機の騒音や振
動が発生し、静粛性や耐久性が阻害されることとなる。
However, in reality, even if the rotational force applied to the generator is constant, if the output voltage changes due to a change in load, the output current is controlled so that the output power is constant due to the characteristics of the generator. There is no response and the output power also tends to change. For this reason, as shown in FIG. 4, the magnitude of the input torque T is different between the period P1 during which the low-voltage battery is being charged and the period P3 during which the high-voltage battery is being charged. When the output is distributed to each battery, the input torque T fluctuates. For this reason, noise and vibration of the generator are generated, and silence and durability are impaired.

【0014】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、発電機の入力軸の回転数に応じて昇圧を切り替え
る際に入力トルクが急激に変動することなく、このトル
ク変動に起因した異音や振動を抑制することが可能なバ
ッテリ充電装置を提供することを第1の目的とする。ま
た、この発明は、発電機の出力を高電圧系と低電圧系と
の各バッテリに振り分けることに伴う発電機の入力トル
クの変動を有効に抑制することができ、この入力トルク
の変動に起因する騒音や振動の発生を防止することが可
能なバッテリ充電装置を提供することを第2の目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not cause a sudden change in the input torque when switching the boosting according to the rotation speed of the input shaft of the generator. A first object is to provide a battery charging device capable of suppressing sound and vibration. Further, the present invention can effectively suppress the fluctuation of the input torque of the generator caused by distributing the output of the generator to each of the high-voltage system and the low-voltage system batteries. It is a second object of the present invention to provide a battery charger capable of preventing generation of noise and vibration.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は以下の構成を有する。すなわち、本発明
に係るバッテリ充電装置は、交流電力を発生する発電機
(例えば後述する発電機ACGに相当する構成要素)
と、前記発電機の出力に同期したタイミングで該発電機
の出力を低電圧系の第1のバッテリに振り分けて該第1
のバッテリを充電する第1の充電系(例えば後述する整
流器D1〜D3および電界効果トランジスタQ1〜Q3
に相当する構成要素)と、前記発電機の出力に同期した
タイミングであって前記第1のバッテリを充電するタイ
ミングとは異なるタイミングで前記発電機の出力を高電
圧系の第2のバッテリに振り分けて該第2のバッテリを
充電する第2の充電系(例えば後述する整流器D4〜D
6に相当する構成要素)と、前記発電機の入力軸の回転
数が、前記発電機の出力電圧を昇圧するか否かの境界を
与える回転数を下回っている場合、前記第1のバッテリ
の充電時と前記第2のバッテリの充電時とで前記発電機
の出力電力の変化を抑制するように該発電機の出力を断
続して昇圧すると共に、前記発電機の入力軸の回転数が
前記境界を与える回転数を越えて変化する場合、前記発
電機の出力のデューティの変化を抑制しながら該デュー
ティを切り替えるスイッチ系(例えば後述する電界効果
トランジスタQ4〜Q6に相当する構成要素)と、を備
えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following arrangement. That is, the battery charging device according to the present invention includes a generator that generates AC power (for example, a component corresponding to a generator ACG described later).
Allocating the output of the generator to the first battery of the low-voltage system at a timing synchronized with the output of the generator,
Charging system (for example, rectifiers D1 to D3 and field effect transistors Q1 to Q3 to be described later)
And the output of the generator is distributed to the second battery of the high voltage system at a timing synchronized with the output of the generator and different from the timing of charging the first battery. A second charging system (for example, rectifiers D4 to D
6), and when the number of revolutions of the input shaft of the generator is lower than the number of revolutions that determines whether to increase the output voltage of the generator, The output of the generator is intermittently boosted so as to suppress a change in the output power of the generator between the time of charging and the time of charging the second battery, and the rotation speed of the input shaft of the generator is reduced. A switch system (for example, a component corresponding to field-effect transistors Q4 to Q6 described later) that switches the duty while suppressing a change in the duty of the output of the generator when the rotation exceeds the rotation speed giving the boundary; It is characterized by having.

【0016】この構成によれば、発電機の入力軸の回転
数が、前記境界を与える回転数を越えて変化する場合、
前記スイッチ系は、発電機の出力のデューティの変化を
抑制しながら、このデューティの切り替えを行う。例え
ば、発電機の入力軸の回転数が増加して、前記境界を与
える回転数よりも大きい値となった場合、前記スイッチ
系は、発電機の出力のデューティを徐々に変化させる。
このデューティの変化に応じて発電機の出力電力も徐々
に変化し、前記スイッチ手段で切り替えられたデューテ
ィに応じた値になる。従って、出力電力が急激に変化し
ないので、入力トルクの変動も緩和され、この結果、異
音の発生が防止される。なお、回転数が上昇すれば、発
電機の出力が増加し、出力電力が変化するが、この場合
の出力電力の変化は、回転数に従ったものであるから、
入力トルクの変動をもたらすものではない。
According to this configuration, when the rotation speed of the input shaft of the generator changes beyond the rotation speed giving the boundary,
The switch system switches the duty while suppressing a change in the duty of the generator output. For example, when the rotation speed of the input shaft of the generator increases and becomes a value larger than the rotation speed that gives the boundary, the switch system gradually changes the duty of the output of the generator.
The output power of the generator also gradually changes in accordance with the change in the duty, and becomes a value corresponding to the duty switched by the switch means. Therefore, since the output power does not change rapidly, the fluctuation of the input torque is also reduced, and as a result, generation of abnormal noise is prevented. If the rotation speed increases, the output of the generator increases, and the output power changes.In this case, the change in the output power is in accordance with the rotation speed.
It does not cause fluctuation of the input torque.

【0017】また、発電機の入力軸の回転数が、前記境
界を与える回転数を下回っている場合(即ち回転数が低
い場合)、前記スイッチ系により発電機の出力を断続さ
せ、この出力のデューティを制御することにより、発電
機の出力電圧を高電圧系の第2のバッテリを充電可能な
電圧に維持したまま、発電機の出力電力を調節し、発電
機の入力トルクを制御する。従って、発電機の出力のデ
ューティを適切に設定すれば、低電圧側のバッテリを充
電している状態での入力トルクと、高電圧側のバッテリ
を充電している状態での入力トルクとが等しくなる。よ
って、発電機の出力を高電圧系のバッテリと低電圧系の
バッテリとに振り分ける際に発生する入力トルクの変動
を有効に抑制し、この入力トルクの変動に起因する騒音
や振動の発生を防止することが可能となる。なお、前記
スイッチ系のスイッチング動作により、発電機の出力を
昇圧するものとしてもよい。
When the rotation speed of the input shaft of the generator is lower than the rotation speed giving the boundary (ie, when the rotation speed is low), the output of the generator is intermittently operated by the switch system, By controlling the duty, the output power of the generator is adjusted and the input torque of the generator is controlled while maintaining the output voltage of the generator at a voltage at which the second battery of the high voltage system can be charged. Therefore, if the output duty of the generator is set appropriately, the input torque when charging the battery on the low voltage side is equal to the input torque when charging the battery on the high voltage side. Become. Therefore, the fluctuation of the input torque generated when the output of the generator is divided between the high-voltage battery and the low-voltage battery is effectively suppressed, and the generation of noise and vibration due to the fluctuation of the input torque is prevented. It is possible to do. The output of the generator may be boosted by the switching operation of the switch system.

【0018】また、前記バッテリ充電装置において、前
記第1の充電系として、アノードが前記発電機の出力端
子側に接続されると共にカソードが前記第1のバッテリ
の電極側に接続された第1の整流器(例えば後述する整
流器D1〜D3に相当する構成要素)と、前記第1の整
流器のカソードと前記第1のバッテリの電極との間に設
けられ、前記第1のバッテリを充電すべきタイミングで
導通状態とされると共に前記第2のバッテリを充電すべ
きタイミングで非導通状態とされる第1の電界効果トラ
ンジスタ(例えば後述する電界効果トランジスタQ1〜
Q3に相当する構成要素)とを備え、前記第2の充電系
として、アノードが前記発電機の出力端子側に接続され
ると共にカソードが前記第2のバッテリの電極側に接続
された第2の整流器(例えば後述する整流器D4〜D6
に相当する構成要素)を備え、前記スイッチ系として、
前記発電機の出力端子と接地との間に設けられ、前記デ
ューティを有するクロック信号に基づきスイッチングし
て前記発電機の出力を断続させる第2の電界効果トラン
ジスタ(例えば後述する電界効果トランジスタQ4〜Q
6に相当する構成要素)を備えたことを特徴とする。
In the battery charger, the first charging system may include a first charging system in which an anode is connected to an output terminal of the generator and a cathode is connected to an electrode of the first battery. A rectifier (for example, a component corresponding to rectifiers D1 to D3 to be described later) and a rectifier are provided between a cathode of the first rectifier and an electrode of the first battery, at a timing at which the first battery is to be charged. A first field-effect transistor (for example, a field-effect transistor Q1 to be described later) that is turned on and turned off at the timing when the second battery is to be charged.
A second charging system, wherein an anode is connected to an output terminal side of the generator and a cathode is connected to an electrode side of the second battery. Rectifier (for example, rectifiers D4 to D6 described later)
And the switch system includes:
A second field effect transistor (eg, field effect transistors Q4 to Q4 to be described later) which is provided between an output terminal of the generator and ground and switches on and off the output of the generator based on the clock signal having the duty.
6).

【0019】この構成によれば、第1の電界効果トラン
ジスタがオンして導通状態になると、第1の整流器が順
バイアス状態とされ、この第1の整流器を介して発電機
の出力が低電圧系の第1のバッテリに振り分けられ、こ
の第1のバッテリが充電される。これに対し、第1の電
界効果トランジスタがオフして非導通状態となると、発
電機の出力電圧が上昇する結果、第2の整流器が順バイ
アス状態とされ、この第2の整流器を介して発電機の出
力が高電圧系の第2のバッテリに振り分けられ、この第
2のバッテリが充電される。
According to this configuration, when the first field-effect transistor is turned on and becomes conductive, the first rectifier is in a forward-biased state, and the output of the generator is reduced to a low voltage via the first rectifier. The battery is distributed to the first battery of the system, and the first battery is charged. On the other hand, when the first field-effect transistor is turned off and becomes non-conductive, the output voltage of the generator rises, and as a result, the second rectifier is brought into a forward-biased state, and power is generated via the second rectifier. The output of the machine is distributed to the second battery of the high-voltage system, and the second battery is charged.

【0020】このとき、第2の電界効果トランジスタ
は、発電機の入力軸の回転数が、前記境界を与える回転
数を越えて変化する場合、クロック信号に基づきスイッ
チングし、第2のバッテリに供給される発電機の出力の
デューティを徐々に変化させて切り替える。これによ
り、発電機の出力電力も徐々に変化する。従って、回転
数の変化に応じて発電機の出力のデューティを切り替え
ても、この発電機の出力電力が緩やかに変化するため、
入力トルクが急激に変化せず、入力トルクの変動による
騒音や振動が防止される。
At this time, when the rotation speed of the input shaft of the generator changes beyond the rotation speed giving the boundary, the second field-effect transistor switches based on the clock signal and supplies the second battery to the second battery. The duty of the output of the generator to be switched is changed gradually. Thereby, the output power of the generator also changes gradually. Therefore, even if the duty of the output of the generator is switched according to the change in the number of revolutions, the output power of the generator changes slowly,
The input torque does not change abruptly, and noise and vibration due to the change in the input torque are prevented.

【0021】さらに、前記バッテリ充電装置において、
前記第2の電界効果トランジスタは、前記第1のバッテ
リの充電時には前記発電機の出力位相の変化に従って導
通制御され、前記第2のバッテリの充電時には前記クロ
ック信号に基づき導通制御されることを特徴とする(例
えば後述する制御部CTLの機能に相当する要素)。こ
の構成によれば、第1のバッテリの充電時には、第1の
整流器と第2の電界効果トランジスタとが全波整流器を
形成し、発電機の出力を全波整流して第1のバッテリに
供給する。また、第2のバッテリの充電時には、第2の
整流器と第2の電界効果トランジスタとが全波整流器を
形成すると共に、第2の電界効果トランジスタが、発電
機の出力電流を正弦波に近似させるためのスイッチ系と
して機能する。これにより、発電機の入力トルクの変動
を抑えながら、低電圧系のバッテリと高電圧系のバッテ
リに発電機の出力を割り振ることが可能となる。
Further, in the battery charger,
The conduction of the second field-effect transistor is controlled according to a change in the output phase of the generator when the first battery is charged, and the conduction is controlled based on the clock signal when the second battery is charged. (For example, an element corresponding to the function of the control unit CTL described later). According to this configuration, when the first battery is charged, the first rectifier and the second field-effect transistor form a full-wave rectifier, and the output of the generator is full-wave rectified and supplied to the first battery. I do. When charging the second battery, the second rectifier and the second field-effect transistor form a full-wave rectifier, and the second field-effect transistor causes the output current of the generator to approximate a sine wave. Function as a switch system. As a result, the output of the generator can be allocated to the low-voltage battery and the high-voltage battery while suppressing the fluctuation of the input torque of the generator.

【0022】さらにまた、前記バッテリ充電装置におい
て、前記発電機は、多相交流(例えば後述するU相、V
相、W相の3相交流に相当する要素)を発生するもので
あって、前記第1及び第2の整流器並びに第1及び第2
の電界効果トランジスタは、前記多相交流の各相ごとに
設けられたことを特徴とする。この構成によれば、発電
機の出力の各相を、独立した充電経路を介してバッテリ
に供給する。従って、充電経路での干渉や各充電経路の
電流密度を抑えることができ、充電動作を安定化させる
ことが可能となる。
Further, in the battery charger, the generator may be a multi-phase alternating current (for example, a U-phase or V-phase
, And W-phase three-phase alternating current), the first and second rectifiers and the first and second rectifiers.
The field effect transistor is provided for each phase of the polyphase alternating current. According to this configuration, each phase of the output of the generator is supplied to the battery via the independent charging path. Therefore, it is possible to suppress the interference in the charging path and the current density of each charging path, and to stabilize the charging operation.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。この実施の形態にかかるバ
ッテリ充電装置は、ハイブリッド車に搭載された高電圧
系および低電圧系の双方のバッテリを充電するものであ
って、エンジンの回転数に応じて発電機の出力の昇圧の
有無を切り替えながら高電圧系のバッテリを充電する機
能を有する。図1に、本発明の実施の形態に係るバッテ
リ充電装置の構成を示す。同図において、ACGは、3
相交流(U相,V相,W相)を発生する発電機である。
この発電機ACGの入力軸は、エンジンの出力軸に連結
されており、このエンジンから回転力が与えられる。L
Fは発電機の界磁コイル、CNVは、発電機の交流出力
を直流に変換して充電対象の低電圧系(例えば12
[V])のバッテリBLおよび高電圧系(例えば42
[V])のバッテリBHに振り分けるコンバータである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The battery charger according to the present embodiment charges both a high-voltage system battery and a low-voltage system battery mounted on a hybrid vehicle, and boosts the output of a generator according to the engine speed. It has a function of charging a high-voltage battery while switching between presence and absence. FIG. 1 shows a configuration of a battery charging device according to an embodiment of the present invention. In the figure, ACG is 3
It is a generator that generates phase alternating current (U phase, V phase, W phase).
An input shaft of the generator ACG is connected to an output shaft of the engine, and a torque is applied from the engine. L
F is a field coil of the generator, and CNV is a low voltage system (for example, 12
[V]) of the battery BL and the high-voltage system (for example, 42
[V]) is a converter for distributing to the battery BH.

【0024】また、コンバータCNVにおいて、D1〜
D3は、発電機ACGの交流出力を整流して低電圧側の
バッテリBLに供給する整流器、Q1〜Q3は、発電機
ACGの出力の振り分け先を制御する電界効果トランジ
スタ(n型)であり、これら整流器D1〜D3および電
界効果トランジスタQ1〜Q3は、低電圧系のバッテリ
BLを充電するための第1の充電系を構成する。D4〜
D6は、発電機ACGの交流出力を整流して高電圧側の
バッテリBHに供給する整流器であり、高電圧系のバッ
テリBHを充電するための第2の充電系を構成する。Q
4〜Q6は、発電機ACGの出力電圧を昇圧するための
電界効果トランジスタ(n型)であって、この発電機の
出力電圧を断続(チョッピング:chopping)するスイッ
チ系を構成する。この電界効果トランジスタQ4〜Q6
は、上述の低電圧系側の整流器D1〜D3または高電圧
系側の整流器D4〜D6と共に全波整流器を形成する。
In the converter CNV, D1
D3 is a rectifier for rectifying the AC output of the generator ACG and supplying the rectified output to the battery BL on the low voltage side, and Q1 to Q3 are field effect transistors (n-type) for controlling the output destination of the output of the generator ACG. The rectifiers D1 to D3 and the field effect transistors Q1 to Q3 constitute a first charging system for charging the low-voltage battery BL. D4 ~
D6 is a rectifier for rectifying the AC output of the generator ACG and supplying the rectified output to the battery BH on the high voltage side, and constitutes a second charging system for charging the battery BH on the high voltage system. Q
Reference numerals 4 to Q6 denote field effect transistors (n-type) for boosting the output voltage of the generator ACG, and constitute a switch system for intermittently chopping the output voltage of the generator. These field effect transistors Q4 to Q6
Forms a full-wave rectifier together with the rectifiers D1 to D3 on the low voltage side or the rectifiers D4 to D6 on the high voltage side.

【0025】CTLは、電界効果トランジスタQ1〜Q
6の導通を制御する制御部である。この制御部CTL
は、電界効果トランジスタQ1〜Q6の導通を制御する
際に、エンジン回転数に応じて発電機ACGの出力の昇
圧の要否を判断し、昇圧を要する場合には電界効果トラ
ンジスタQ1〜Q6をスイッチング動作させる。D7は
ダイオード、Q7は電界効果トランジスタであり、これ
らは、制御部CTLの制御の下に界磁コイルLFに流れ
る電流量を調整するためのものである。このように、充
電経路をなす各整流器および各電界効果トランジスタ
は、発電機ACGが発生するU相,V相,W相の各相ご
とに設けられている。
CTL is composed of field effect transistors Q1 to Q
6 is a control unit for controlling the conduction of 6. This control unit CTL
Determines the necessity of boosting the output of the generator ACG according to the engine speed when controlling the conduction of the field effect transistors Q1 to Q6, and switches the field effect transistors Q1 to Q6 when the boosting is required. Let it work. D7 is a diode, and Q7 is a field-effect transistor, which adjusts the amount of current flowing through the field coil LF under the control of the control unit CTL. Thus, each rectifier and each field-effect transistor forming a charging path are provided for each of the U-phase, V-phase, and W-phase generated by the generator ACG.

【0026】また、この実施の形態では、制御部CTL
は、前述の図6に示すように、直接充電時の出力電流が
昇圧充電時の出力電流を上回る回転数Rtを境界とし
て、昇圧の有無を制御する。具体的には、制御部CTL
は、回転数Rt以下の領域では、電界効果トランジスタ
Q4〜Q6をスイッチング動作させて発電機の出力を昇
圧し、この回転数Rt以上の領域では、スイッチング動
作を停止させる。この回転数Rtは、発電機ACGの出
力電圧を昇圧するか否かの境界を与えるものとして、図
6に示す特性から適切に設定される。バッテリの電圧安
定性の観点からすれば、回転数Rtは、交点Bの近傍が
望ましいが、直接充電時の出力電流特性が安定していな
い領域であるため、回転数R(B)よりも高回転側に設
定される。
In this embodiment, the control unit CTL
Controls the presence / absence of boosting at a rotational speed Rt where the output current during direct charging exceeds the output current during boosting charging, as shown in FIG. 6 described above. Specifically, the control unit CTL
In the region below the rotation speed Rt, the field-effect transistors Q4 to Q6 are switched to boost the output of the generator, and in the region above the rotation speed Rt, the switching operation is stopped. This rotation speed Rt is appropriately set based on the characteristics shown in FIG. 6 as a boundary for determining whether to increase the output voltage of the generator ACG. From the viewpoint of battery voltage stability, the rotation speed Rt is preferably near the intersection B, but is higher than the rotation speed R (B) because the output current characteristic during direct charging is not stable. Set to rotation side.

【0027】次に、各構成要素の接続関係を具体的に説
明する。整流器D1〜D3のアノードは、発電機ACG
の出力端子に接続される。電界効果トランジスタQ1〜
Q3は、整流器D1〜D3のカソードとバッテリBLの
正極との間に設けられ、バッテリBLを充電すべきタイ
ミングで導通状態とされると共にバッテリBHを充電す
べきタイミングで非導通状態とされる。整流器D4〜D
6のアノードは、発電機ACGの出力端子に接続され、
そのカソードはバッテリBHの正極に接続される。
Next, the connection relationship between the components will be specifically described. The anodes of the rectifiers D1 to D3 are connected to the generator ACG
Output terminal. Field effect transistors Q1
Q3 is provided between the cathodes of the rectifiers D1 to D3 and the positive electrode of the battery BL, and is turned on at the timing to charge the battery BL and is turned off at the timing to charge the battery BH. Rectifiers D4 to D
6 is connected to the output terminal of the generator ACG,
Its cathode is connected to the positive electrode of battery BH.

【0028】電界効果トランジスタQ4〜Q6は、発電
機ACGの出力端子と接地との間に設けられる。この電
界効果トランジスタQ4〜Q6は、制御部CTLからの
クロック信号CLKに基づきスイッチングして発電機A
CGの出力を断続させるものとして機能する。このクロ
ック信号CLKのデューティは、発電機ACGの出力を
各バッテリに振り分ける際の出力電力の変動を抑制する
ように設定されている。ただし、後述するように、制御
部CTLは、昇圧の有無を制御する上で、このクロック
信号CLKのデューティを切り替える際に、このデュー
ティの変化を抑制しながら緩やかに切り替える。なお、
この実施の形態では、クロック信号CLKのデューティ
とは、このクロック信号CLKの1サイクルにおいて、
電界効果トランジスタQ4(Q5,Q6)をオフ状態と
するパルス幅が占める比率を意味するものとする。従っ
て、このクロック信号CLKは、昇圧された発電機AC
Gの出力パルスのデューティを与える。この実施の形態
では、クロック信号CLKのデューティと発電機ACG
の出力のデューテイとは、同義語であるものとする。た
だし、クロック信号CLKのデューティと発電機ACG
の出力のデューテイとは同一である必要はなく、これら
のデューティの間に一定の関係があれば足りる。
The field effect transistors Q4 to Q6 are provided between the output terminal of the generator ACG and the ground. The field effect transistors Q4 to Q6 switch based on the clock signal CLK from the control unit CTL to switch the generator A
It functions as an intermittent CG output. The duty of the clock signal CLK is set so as to suppress fluctuations in output power when the output of the generator ACG is distributed to each battery. However, as described later, when switching the duty of the clock signal CLK, the control unit CTL switches gently while suppressing the change of the duty when controlling the presence or absence of the boost. In addition,
In this embodiment, the duty of the clock signal CLK means that in one cycle of the clock signal CLK,
It means the ratio occupied by the pulse width for turning off the field effect transistor Q4 (Q5, Q6). Therefore, the clock signal CLK is supplied to the boosted generator AC
The duty of the G output pulse is given. In this embodiment, the duty of clock signal CLK and generator ACG
The output duty is a synonym. However, the duty of the clock signal CLK and the generator ACG
Does not have to be the same as the output duty, and it is sufficient if there is a certain relationship between these duties.

【0029】以下、この実施の形態に係るバッテリ充電
装置の動作を説明する。なお、この実施の形態では、発
電機ACGは、昇圧するまでもなく低電圧系のバッテリ
BLを充電可能な電圧を発生し得るものとする。また、
この実施の形態に係るバッテリ充電装置の動作は、U相
〜W相の各相について同様であるから、U相に着目して
説明する。さらに、説明の便宜上、上述の回転数Rt以
下の領域を「低回転域」とし、この回転数Rt以上の領
域を「高回転域」と称す。さらにまた、エンジンの回転
数と発電機の入力軸の回転数とを同義語として取り扱
う。
Hereinafter, the operation of the battery charger according to this embodiment will be described. In this embodiment, it is assumed that the generator ACG can generate a voltage that can charge the low-voltage battery BL without boosting. Also,
The operation of the battery charging apparatus according to the present embodiment is the same for each of the U-phase to W-phase, and therefore the description will be made focusing on the U-phase. Further, for the sake of convenience of explanation, the region below the above-mentioned rotation speed Rt is referred to as “low rotation region”, and the region above this rotation speed Rt is referred to as “high rotation region”. Furthermore, the rotation speed of the engine and the rotation speed of the input shaft of the generator are treated as synonyms.

【0030】(1)低回転域での動作 エンジンの回転数(発電機の入力軸の回転数)が上述の
回転数Rt以下では、低電圧系のバッテリを充電する場
合には昇圧せず、高電圧系のバッテリBHを充電する場
合にのみ発電機ACGの出力を昇圧する。図2に、低回
転域での発電機の出力波形(U相,V相,W相)と入力
トルクTの波形を示す。まず、低電圧系のバッテリBL
を充電する場合を説明する。制御部CTLは、発電機A
CGのU相〜W相について各位相を検出し、この位相に
同期したタイミングに従って電界効果トランジスタQ1
〜Q3の導通をそれぞれ制御する。具体的には、制御部
CTLは、U相の電圧が高くなる期間P1の始点で電界
効果トランジスタQ1をオンさせる。電界効果トランジ
スタQ1がオンすると、整流器D1を介して発電機AC
GのU相の出力が低電圧系のバッテリBLの正極に供給
される。これにより、発電機ACGの出力に同期したタ
イミングで発電機ACGの出力が低電圧系のバッテリB
Lに振り分けられ、このバッテリが充電される。
(1) Operation in the Low Rotation Range When the rotation speed of the engine (the rotation speed of the input shaft of the generator) is equal to or lower than the rotation speed Rt, the battery is not boosted when charging a low-voltage battery. The output of the generator ACG is boosted only when charging the high-voltage battery BH. FIG. 2 shows the output waveforms (U-phase, V-phase, W-phase) of the generator and the waveform of the input torque T in the low rotation range. First, the low-voltage battery BL
Will be described. The control unit CTL includes the generator A
Each phase of the CG U-phase to W-phase is detected, and the field-effect transistor Q1
To Q3. Specifically, the control unit CTL turns on the field-effect transistor Q1 at the start point of the period P1 during which the U-phase voltage increases. When the field effect transistor Q1 is turned on, the generator AC is connected via the rectifier D1.
The output of the U phase of G is supplied to the positive electrode of the low-voltage battery BL. As a result, the output of the generator ACG is changed to the low-voltage battery B at the timing synchronized with the output of the generator ACG.
L and the battery is charged.

【0031】この後、期間P2において発電機のU相の
位相が切り替わって電圧が低下すると、制御部CTL
は、電界効果トランジスタQ4をオンさせる。ここで、
バッテリBLの負極と電界効果トランジスタQ4のソー
スは共にグランドを介して接続されているから、発電機
ACGは、全波整流器を形成する電界効果トランジスタ
Q4を介してバッテリBLを充電する。このように、電
界効果トランジスタQ4を用いて全波整流器を形成し、
このトランジスタの導通を発電機の出力の位相変化に従
って制御することにより、整流器のみから構成される従
来の全波整流器に比較して、電界効果トランジスタQ4
での電圧降下が小さい分だけ充電効率が改善される。こ
のように、電界効果トランジスタはQ4は、低電圧系の
バッテリBLの充電時には、発電機ACGの出力位相の
変化に従って導通制御され、クロック信号によるスイッ
チング動作を行わない。
Thereafter, in the period P2, when the phase of the U-phase of the generator is switched and the voltage drops, the control unit CTL
Turns on the field effect transistor Q4. here,
Since the negative electrode of the battery BL and the source of the field effect transistor Q4 are both connected via the ground, the generator ACG charges the battery BL via the field effect transistor Q4 forming a full-wave rectifier. Thus, a full-wave rectifier is formed using the field effect transistor Q4,
By controlling the conduction of this transistor in accordance with the phase change of the output of the generator, the field-effect transistor Q4 is compared with a conventional full-wave rectifier comprising only a rectifier.
The charging efficiency is improved by the small voltage drop in the. As described above, the conduction of the field effect transistor Q4 is controlled according to the change in the output phase of the generator ACG when the low-voltage battery BL is charged, and the switching operation by the clock signal is not performed.

【0032】次に、高電圧系のバッテリBHを充電する
場合の動作を説明する。制御部CTLは、発電機ACG
のU相の電圧が高くなる期間P3の始点で電界効果トラ
ンジスタQ1をオフさせると共に、電界効果トランジス
タQ4のゲートに後述する所定のデューティを有するク
ロック信号CLKを印加し、この電界効果トランジスタ
Q4をスイッチング動作させる。これにより、発電機A
CGの出力電圧が昇圧されて高電圧系のバッテリBHに
供給され、このバッテリBHが充電される。
Next, the operation for charging the high voltage battery BH will be described. The control unit CTL includes a generator ACG
The field effect transistor Q1 is turned off at the start point of the period P3 during which the voltage of the U-phase becomes high, and a clock signal CLK having a predetermined duty, which will be described later, is applied to the gate of the field effect transistor Q4 to switch the field effect transistor Q4. Let it work. Thereby, the generator A
The output voltage of the CG is boosted and supplied to a high-voltage battery BH, which is charged.

【0033】即ち、電界効果トランジスタQ4がオンの
期間、発電機ACGの電機子コイルに電流が流れ、この
電機子コイルに電気エネルギーが蓄積される。この期間
に蓄えられた電気エネルギーは、電界効果トランジスタ
Q4がオフの期間に発電機ACGが新たに発生する電気
エネルギーに重畳して放出され、発電機ACGの出力電
圧が昇圧される。この結果、整流器D4が順バイアス状
態とされ、この整流器D4を介して発電機ACGのU相
の出力が高電圧系のバッテリBHの正極に供給される。
このようにして、発電機ACGの出力に同期したタイミ
ングであって上述の低電圧系のバッテリBLを充電する
タイミングとは異なるタイミングで、発電機ACGの出
力がバッテリBHの充電に振り分けられる。
That is, while the field effect transistor Q4 is on, a current flows through the armature coil of the generator ACG, and electric energy is stored in the armature coil. The electric energy stored during this period is discharged while being superimposed on electric energy newly generated by the generator ACG while the field effect transistor Q4 is off, and the output voltage of the generator ACG is boosted. As a result, the rectifier D4 is brought into a forward bias state, and the U-phase output of the generator ACG is supplied to the positive electrode of the high-voltage battery BH via the rectifier D4.
In this manner, the output of the generator ACG is allocated to the charging of the battery BH at a timing synchronized with the output of the generator ACG and at a timing different from the timing of charging the low-voltage battery BL described above.

【0034】また、スイッチング制御用のクロック信号
CLKに基づき電界効果トランジスタQ4がスイッチン
グすると、発電機ACGの出力電圧が断続し、いわゆる
チョッピング(chopping)が行われる。このクロック信号
CLKのデューティを調節することにより、後述するよ
うに、発電機ACGの出力電力を調節し、発電機ACG
の入力トルクTの変動を小さく抑えることができる。こ
のように、高電圧系のバッテリBHの充電時には、電界
効果トランジスタQ4は、制御部CTLからのクロック
信号CLKに基づき導通制御され、発電機ACGの出力
電圧を昇圧すると共に、この発電機の入力トルクの変動
を抑制するように機能する。
When the field effect transistor Q4 switches based on the switching control clock signal CLK, the output voltage of the generator ACG is interrupted, so-called chopping is performed. By adjusting the duty of the clock signal CLK, as described later, the output power of the generator ACG is adjusted and the generator ACG is adjusted.
Of the input torque T can be kept small. As described above, when the high-voltage system battery BH is charged, the conduction of the field-effect transistor Q4 is controlled based on the clock signal CLK from the control unit CTL, so that the output voltage of the generator ACG is increased and the input of the generator ACG is increased. It functions to suppress fluctuations in torque.

【0035】以下、図3を参照して、スイッチング制御
用のクロック信号CLKのデューテイにより発電機AC
Gの入力トルクの変動が抑制される原理を説明する。前
述したように、発電機ACGの入力トルクはバッテリB
L,BHの充電に要する電力に依存する。逆に言えば、
高電圧系および低電圧系の充電に必要とされる電圧をそ
れぞれ確保することを条件に発電機ACGの出力電力
(充電電力)の変化を小さく抑えることができれば、発
電機の出力を振り分ける際の入力トルクの変動を小さく
することができ、しかも双方のバッテリの充電に対応す
ることができる。
Referring to FIG. 3, the generator AC is changed according to the duty of the switching control clock signal CLK.
The principle of suppressing the change in the input torque of G will be described. As described above, the input torque of the generator ACG is
It depends on the power required to charge L and BH. Conversely,
If the change in the output power (charging power) of the generator ACG can be kept small on condition that the voltages required for charging the high-voltage system and the low-voltage system are secured, respectively, The fluctuation of the input torque can be reduced, and moreover, both batteries can be charged.

【0036】ここで、図3に示すように、高電圧系のバ
ッテリBHを充電している状態での入力トルクTは、電
界効果トランジスタQ4のスイッチングを制御するクロ
ック信号CLKのデューティDRが大きくなるにつれて
増加する傾向を示す。これに対し、低電圧系のバッテリ
BLを充電している状態では、クロック信号CLKによ
る電界効果トランジスタQ4のスイッチングは行われな
いので、このときの入力トルクTは、クロック信号CL
KのデューティDRに依存せずに一定である。従って、
高電圧系の充電時の特性線と低電圧系の充電時の特性線
との交点Aが存在し、この交点Aでは、高電圧系の充電
時と低電圧系の充電時とで入力トルクTが等しくなる。
Here, as shown in FIG. 3, when the high-voltage battery BH is being charged, the input torque T is such that the duty DR of the clock signal CLK for controlling the switching of the field-effect transistor Q4 is large. It shows a tendency to increase with the increase. On the other hand, when the battery BL of the low voltage system is being charged, the switching of the field effect transistor Q4 by the clock signal CLK is not performed, and the input torque T at this time is the clock signal CL.
It is constant without depending on the duty DR of K. Therefore,
There is an intersection A between the characteristic line at the time of charging the high-voltage system and the characteristic line at the time of charging the low-voltage system. At this intersection A, the input torque T between the high-voltage system charging and the low-voltage system charging is determined. Are equal.

【0037】そこで、クロック信号CLKのデューティ
DRとして、上述の交点AでのデューティDR(A)を
設定し、この状態で電界効果トランジスタQ4をスイッ
チング動作させて発電機ACGの出力電圧を断続させれ
ば、高電圧系の充電時と低電圧系の充電時とで発電機A
CGの出力電力が略等しくなり、従って入力トルクTの
差分dが小さくなる。よって、発電機ACGの出力を低
電圧系のバッテリBLと高電圧系のバッテリBHとに振
り分ける際に発生する入力トルクTの変動が抑制され、
この入力トルクTの変動に起因する発電機の振動や騒音
の発生が防止されることとなる。このように、電界効果
トランジスタQ4は、発電機ACGの出力電力(即ち発
電機の入力トルク)の変動を抑制するように、バッテリ
BHに振り分けられるべき発電機ACGの出力を断続さ
せる。
Therefore, the duty DR (A) at the intersection A is set as the duty DR of the clock signal CLK, and in this state, the field effect transistor Q4 performs a switching operation to interrupt the output voltage of the generator ACG. For example, when charging the high voltage system and charging the low voltage system, the generator A
The output power of the CG becomes substantially equal, and therefore, the difference d of the input torque T becomes smaller. Therefore, the fluctuation of the input torque T generated when the output of the generator ACG is divided between the low-voltage battery BL and the high-voltage battery BH is suppressed,
The generation of vibration and noise of the generator due to the fluctuation of the input torque T is prevented. As described above, the field effect transistor Q4 interrupts the output of the generator ACG to be distributed to the battery BH so as to suppress the fluctuation of the output power of the generator ACG (that is, the input torque of the generator).

【0038】上述のU相と同様に、V相およびW相によ
る各バッテリの充電が行われる。この場合、整流器D
2,D3は上述の整流器D1と同様に機能し、電界効果
トランジスタQ2,Q3は上述の電界効果トランジスタ
Q1と同様に機能する。また整流器D5,D6は上述の
整流器D4と同様に機能し、電界効果トランジスタQ
5,Q6は上述の電界効果トランジスタQ4と同様に機
能する。
As in the above-described U-phase, each battery is charged by the V-phase and the W-phase. In this case, the rectifier D
2 and D3 function similarly to the above-described rectifier D1, and the field-effect transistors Q2 and Q3 function similarly to the above-described field-effect transistor Q1. The rectifiers D5 and D6 function in the same manner as the rectifier D4 described above,
5, Q6 function similarly to the above-mentioned field effect transistor Q4.

【0039】(2)高回転域での動作 エンジン回転数が上述の回転数Rtを越えると、電界効
果トランジスタQ4〜Q6のスイッチング制御は行われ
ず、高電圧系および低電圧系の何れのバッテリを充電す
る場合にも、上述したように、低回転域で低電圧系のバ
ッテリを充電する場合と同様に動作する。これにより、
図4に示すように、例えば充電期間P1では、低電圧系
のバッテリが発電機ACGのU相で充電され、充電期間
P3では、高電圧系のバッテリが同様に充電される。こ
のとき、U相の電圧波形は、各バッテリの端子電圧に応
じた波高を有するものとなる。
(2) Operation in High Speed Range When the engine speed exceeds the above speed Rt, the switching control of the field effect transistors Q4 to Q6 is not performed, and either the high voltage system battery or the low voltage system battery is operated. When charging, as described above, the operation is the same as when charging the low-voltage battery in the low rotation range. This allows
As shown in FIG. 4, for example, in the charging period P1, the low-voltage battery is charged in the U phase of the generator ACG, and in the charging period P3, the high-voltage battery is similarly charged. At this time, the voltage waveform of the U phase has a peak corresponding to the terminal voltage of each battery.

【0040】この実施の形態では、高回転域で昇圧を停
止するものとしているが、この理由は、以下の通りであ
る。 a.回転数が高くなると、昇圧するまでもなく充電に必
要とされる発電機の出力電圧が得られる。 b.電界効果トランジスタQ4〜Q6のスイッチング動
作により損失電流が発生し、充電効率が低下する。 c.エンジン回転数が上昇すると、エンジンなどの騒音
や振動が高まるため、発電機が発生する騒音や振動を抑
制するメリットが少なくなる。
In this embodiment, the boosting is stopped in the high rotation region, for the following reason. a. When the rotation speed increases, the output voltage of the generator required for charging can be obtained without boosting. b. Loss current is generated by the switching operation of the field effect transistors Q4 to Q6, and the charging efficiency is reduced. c. When the engine speed increases, the noise and vibration of the engine and the like increase, so that the merit of suppressing the noise and vibration generated by the generator decreases.

【0041】(3)低回転域から高回転域に移行する際
の動作 次に、図5を参照して、エンジンの回転数が上述の回転
数Rtを越えて変化する場合の動作を説明する。この場
合、以下に説明するように、電界効果トランジスタQ4
〜Q6は、制御部CTLの制御の下に、高電圧系のバッ
テリを充電する際、発電機ACGの出力のデューティの
変化を抑制しながら、この出力のデューティを切り替え
る。以下、高電圧系のバッテリに着目して説明する。
(3) Operation when shifting from low rotation range to high rotation range Next, with reference to FIG. 5, an operation when the engine speed changes beyond the above-mentioned speed Rt will be described. . In this case, as described below, the field effect transistor Q4
When charging a high-voltage battery under the control of the control unit CTL, Q6 to Q6 switch the output duty of the generator ACG while suppressing a change in the output duty. The following description focuses on high-voltage batteries.

【0042】図5において、時刻t1以前では、回転数
Rは、回転数Rt以下の低回転域にあり、上述の図3に
示すように、発電機ACGの出力を昇圧して高電圧系の
バッテリBHの充電が行われる。このとき、電界効果ト
ランジスタQ4は、発電機の出力を振り分ける際の入力
トルクの変動を抑制するように設定されたデューティD
R(A)のクロック信号CLKに基づきスイッチングし
て発電機ACGの出力を断続させ、入力トルクTの変動
を抑制するように発電機ACGの出力電力を制御する。
続いて、時刻t1でエンジンの回転数が上昇を開始する
と、発電機ACGの出力電力(図示なし)も上昇を開始
し、この出力電力の上昇に従って入力トルクTが増加す
る。
In FIG. 5, before time t1, the rotational speed R is in a low rotational speed range below the rotational speed Rt, and as shown in FIG. Battery BH is charged. At this time, the field effect transistor Q4 has a duty D set to suppress the fluctuation of the input torque when distributing the output of the generator.
Switching is performed based on the clock signal CLK of R (A) to interrupt the output of the generator ACG, and control the output power of the generator ACG so as to suppress the fluctuation of the input torque T.
Subsequently, when the rotation speed of the engine starts increasing at time t1, the output power (not shown) of the generator ACG also starts increasing, and the input torque T increases in accordance with the increase in the output power.

【0043】続いて、時刻t2で回転数Rが回転数Rt
に達すると、制御部CTLは、クロック信号CLKのデ
ューティDRをデューティDR(A)からデューティD
R(0)に向けて徐々に減少させる。ここで、デューテ
ィDR(0)は、高回転域で設定されるべき値であっ
て、この実施の形態ではゼロとする。デューティDRが
徐々に減少すると、発電機の出力のデューティが徐々に
減少する。換言すれば、クロック信号CLKのデューテ
ィの変化に応じて、発電機の出力のデューティの変化が
抑制されながら減少する。この結果、発電機の出力電力
が徐々に増加し、入力トルクTが緩やかに増加する。即
ち、入力トルクTの変動が小さく抑制される。
Subsequently, at time t2, the rotational speed R becomes equal to the rotational speed Rt.
The control unit CTL changes the duty DR of the clock signal CLK from the duty DR (A) to the duty D.
Gradually decrease toward R (0). Here, the duty DR (0) is a value to be set in a high rotation range, and is set to zero in this embodiment. When the duty DR gradually decreases, the duty of the output of the generator gradually decreases. In other words, according to the change in the duty of the clock signal CLK, the change in the duty of the output of the generator is reduced while being suppressed. As a result, the output power of the generator gradually increases, and the input torque T gradually increases. That is, the fluctuation of the input torque T is suppressed to be small.

【0044】続いて、時刻t3で回転数Rが高回転域で
安定すると、回転数の上昇に伴う出力電力の増加がなく
なるので、クロック信号CLKのデューティDRの減少
に従って入力トルクTが増加を続ける。続いて、時刻t
4でデューティDRがデューティDR(0)に達する
と、クロック信号CLKがロウレベルに固定された状態
となる。このため、電界効果トランジスタQ4は、スイ
ッチング状態にはなくなり、オフ状態に安定する。従っ
て、図4に示すように、高電圧側のバッテリを充電する
場合にも、発電機ACGの出力の昇圧が停止され、この
出力が整流器D4を介して高電圧系のバッテリBHに振
り分けられる。
Subsequently, when the rotation speed R is stabilized in the high rotation range at the time t3, the output power does not increase with the increase in the rotation speed, so that the input torque T continues to increase as the duty DR of the clock signal CLK decreases. . Subsequently, at time t
When the duty DR reaches the duty DR (0) at 4, the clock signal CLK is fixed at a low level. For this reason, the field effect transistor Q4 is not in the switching state and is stabilized in the off state. Therefore, as shown in FIG. 4, even when charging the battery on the high voltage side, the boosting of the output of the generator ACG is stopped, and this output is distributed to the high voltage system battery BH via the rectifier D4.

【0045】続いて、時刻t5で回転数Rが降下を開始
すると、発電機ACGの出力電力が減少し、入力トルク
Tが徐々に減少し始める。続いて、時刻t6で回転数R
が回転数Rtに達すると、制御部CTLは、クロック信
号CLKのデューティDRをデューティDR(0)から
デューティDR(A)に向けて徐々に増加させる。この
とき、上述の回転数Rの減少に加えてデューティDRが
減少するため、発電機の出力電力が一層低下する傾向を
示すが、デューティDRの変化が緩やかであるため、こ
の出力電力は急激に変化せず、従って入力トルクTは緩
やかな減少を継続する。続いて、時刻t7で回転数Rが
低回転域に安定すると、入力トルクTは、デューティD
Rの増加によって減少を継続する。そして、時刻t8で
デューティDRがデューティDR(A)に達すると、入
力トルクTが一定に安定する。
Subsequently, when the rotation speed R starts decreasing at time t5, the output power of the generator ACG decreases, and the input torque T starts to decrease gradually. Subsequently, at time t6, the rotational speed R
Reaches the rotation speed Rt, the control unit CTL gradually increases the duty DR of the clock signal CLK from the duty DR (0) to the duty DR (A). At this time, the output power of the generator tends to further decrease because the duty DR decreases in addition to the decrease in the rotation speed R described above. However, since the change in the duty DR is gradual, the output power sharply increases. It does not change, so the input torque T continues to decrease slowly. Subsequently, when the rotation speed R is stabilized in the low rotation range at time t7, the input torque T becomes the duty D
Continue to decrease with increasing R. Then, when the duty DR reaches the duty DR (A) at time t8, the input torque T stabilizes to a constant.

【0046】このように、制御部CTLの制御の下に、
電界効果トランジスタQ4は、発電機ACGの入力軸の
回転数Rが、この発電機の出力電圧を昇圧するか否かの
境界を与える回転数Rtを下回っている場合、低電圧系
のバッテリBLの充電時と高電圧系のバッテリBHの充
電時とで発電機の出力電力の変化を抑制するように発電
機ACGの出力を断続して昇圧する。そして、発電機A
CGの入力軸の回転数Rが回転数Rtを越えて変化する
場合、この発電機ACGの出力のデューティの変化が抑
制されるように、電界効果トランジスタQ4のスイッチ
ング動作を制御するクロック信号CLKのデューティD
Rを切り替える。これにより、回転数に応じて昇圧の有
無を切り替える際の入力トルクの変化が緩やかとなり、
入力トルクの変動が小さく抑制される。従って、この種
のトルク変動に起因する異音の発生が防止される。
As described above, under the control of the control unit CTL,
When the rotation speed R of the input shaft of the generator ACG is lower than the rotation speed Rt that determines whether or not to boost the output voltage of the generator, the field-effect transistor Q4 detects the low-voltage battery BL. The output of the generator ACG is intermittently boosted so as to suppress a change in the output power of the generator between the time of charging and the time of charging of the high-voltage battery BH. And generator A
When the rotation speed R of the input shaft of the CG changes beyond the rotation speed Rt, the clock signal CLK for controlling the switching operation of the field effect transistor Q4 is controlled so that the change in the duty of the output of the generator ACG is suppressed. Duty D
Switch R. As a result, the change in the input torque when switching between the presence and absence of the boost according to the rotation speed becomes gentle,
The fluctuation of the input torque is suppressed to a small level. Therefore, generation of abnormal noise due to this kind of torque fluctuation is prevented.

【0047】上述のように、発電機ACGの入力トルク
の変動を抑制しながら、低電圧系のバッテリBLと高電
圧系のバッテリBHに対して発電機ACGの出力が振り
分けられる一方、発電機ACGの発電量そのものは、各
バッテリの充電状態に応じて界磁コイルLFを流れる界
磁電流により制御される。すなわち、充電対象のバッテ
リが満充電状態であれば、充電電力を必要としないた
め、制御部CTLは、電界効果トランジスタQ7のスイ
ッチングを制御して界磁電流を減少させ、発電量を抑制
する。逆に未充電状態であれば、制御部CTLは界磁電
流を増加させ、発電量を増やす。このように、この実施
の形態に係るバッテリ充電装置によれば、入力トルクの
変動を抑制しながら、各バッテリの充電状態に応じて発
電機ACGの発電量が適切に制御される。従って、入力
トルクの変動に起因する振動や騒音の発生を抑制しなが
ら、効率よく各バッテリを充電することが可能となる。
As described above, the output of the generator ACG is distributed to the low-voltage system battery BL and the high-voltage system battery BH while suppressing the fluctuation of the input torque of the generator ACG. Is controlled by the field current flowing through the field coil LF in accordance with the state of charge of each battery. That is, if the battery to be charged is in a fully charged state, no charging power is required, and thus the control unit CTL controls the switching of the field effect transistor Q7 to reduce the field current and suppress the power generation. Conversely, if the battery is not charged, the control unit CTL increases the field current to increase the amount of power generation. As described above, according to the battery charger according to the present embodiment, the amount of power generated by generator ACG is appropriately controlled in accordance with the state of charge of each battery while suppressing fluctuations in input torque. Therefore, it is possible to efficiently charge each battery while suppressing the generation of vibration and noise due to the fluctuation of the input torque.

【0048】以上、この発明の実施の形態を説明した
が、この発明は、この実施の形態に限られるものではな
く、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があ
っても本発明に含まれる。例えば、上述の実施の形態で
は、低電圧系のバッテリを充電する場合には、発電機の
出力を昇圧せず、高電圧系のバッテリを充電する場合
に、回転数に応じて昇圧の有無を切り替えるものとした
が、これに限定されることなく、例えば、低電圧系のバ
ッテリについても、回転数に応じて昇圧の有無を切り替
えて充電するものとしてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and the present invention is applicable to any design change or the like without departing from the gist of the present invention. included. For example, in the above-described embodiment, when charging a low-voltage battery, the output of the generator is not boosted, and when charging a high-voltage battery, the presence or absence of the boost is determined according to the rotation speed. Although switching is performed, the present invention is not limited to this. For example, a low-voltage battery may be charged by switching between the presence and absence of boosting according to the number of revolutions.

【0049】また、上述の実施の形態では、発電機AC
Gの出力を低電圧系のバッテリBLと高電圧系のバッテ
リBHとに振り分けて、これら双方のバッテリを充電す
るものとしたが、これに限定されることなく、回転数に
応じて昇圧の有無を切り替えながら高電圧系のバッテリ
のみを充電するものとしてもよく、また同様に低電圧系
のバッテリのみを充電するものとしてもよい。
In the above embodiment, the generator AC
The output of G is divided into a low-voltage battery BL and a high-voltage battery BH to charge both batteries. However, the present invention is not limited to this. Alternatively, only the high-voltage battery may be charged while switching, or similarly, only the low-voltage battery may be charged.

【0050】また、昇圧用の電界効果トランジスタQ4
〜Q6をスイッチングさせることにより、発電機ACG
の出力電力を調節するものとしたが、発電機ACGの出
力電圧を昇圧する必要がなければ、発電機ACGの出力
端子と高電圧系のバッテリBHの電極との間に、整流器
D4〜D6と直列に電界効果トランジスタQ4〜Q6を
接続してもよい。この場合、トランジスタQ4〜Q6を
スイッチングさせることによりバッテリに供給される充
電電力が断続的に抑制されて発電機ACGの入力トルク
が調整される。
The boosting field effect transistor Q4
To Q6, the generator ACG
However, if it is not necessary to increase the output voltage of the generator ACG, the rectifiers D4 to D6 are connected between the output terminal of the generator ACG and the electrode of the high-voltage battery BH. The field effect transistors Q4 to Q6 may be connected in series. In this case, by switching the transistors Q4 to Q6, the charging power supplied to the battery is intermittently suppressed, and the input torque of the generator ACG is adjusted.

【0051】また、上述の実施の形態では、電界効果ト
ランジスタQ1〜Q3を設けたが、これに限定されるこ
となく、整流器D1〜D3のカソードを共通に接続し、
この共通に接続されたカソードとバッテリBLとの間
に、電界効果トランジスタQ1〜Q3に対応する一つの
電界効果トランジスタを設けるものとしてもよい。さら
に、上述の実施の形態では、整流器D4〜D6を介して
発電機ACGの出力を高電圧系のバッテリBHに供給す
るものとしたが、これに限定されることなく、整流器D
4〜D6に代えて、電界効果トランジスタQ1〜Q3に
対して相補的に導通制御される電界効果トランジスタを
採用してもよい。さらにまた、上述の実施の形態では、
電界効果トランジスタQ1〜Q6としてn型電界効果ト
ランジスタを用いたが、これに限定されることなく、p
型電界効果トランジスタを用いて構成することも可能で
ある。なお、本発明は、発電機ACGの出力の何れのサ
イクルを低電圧系および高電圧系の何れの充電に振り分
けるかについては、特に限定されるものではなく、この
バッテリ充電装置が適用されるシステムに応じて適宜取
り決めればよい。
In the above-described embodiment, the field effect transistors Q1 to Q3 are provided. However, the present invention is not limited to this, and the cathodes of the rectifiers D1 to D3 are commonly connected.
One field effect transistor corresponding to the field effect transistors Q1 to Q3 may be provided between the commonly connected cathode and the battery BL. Furthermore, in the above-described embodiment, the output of the generator ACG is supplied to the high-voltage battery BH via the rectifiers D4 to D6. However, the present invention is not limited to this.
Instead of 4-D6, a field-effect transistor whose conduction is complementarily controlled with respect to the field-effect transistors Q1-Q3 may be employed. Furthermore, in the above embodiment,
Although n-type field-effect transistors are used as the field-effect transistors Q1 to Q6, the present invention is not limited to this.
It is also possible to use a field effect transistor. In the present invention, which cycle of the output of the generator ACG is allocated to which of the low-voltage system and the high-voltage system is not particularly limited, and a system to which the battery charger is applied is not limited. May be negotiated as appropriate.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、以下の効果を得ることができる。即ち、発電機の出
力のデューティの変化を抑制しながら該デューティを切
り替えるようにしたので、発電機の入力軸の回転数に応
じて昇圧を切り替える際に入力トルクが急激に変動する
ことなく、このトルク変動に起因した異音を抑制するこ
とが可能となり、また高電圧系の第1のバッテリの充電
時と低電圧系の第2のバッテリの充電時とで発電機の出
力電力の変化を抑制するようにしたので、発電機の出力
を高電圧系と低電圧系との各バッテリに振り分けること
に伴う発電機の入力トルクの変動を有効に抑制すること
ができる。従って、入力トルクの変動に起因する異音、
騒音、振動等の発生を防止することが可能となり、この
発電機の静粛性や耐久性が向上する。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. That is, since the duty is switched while suppressing the change in the duty of the output of the generator, the input torque does not fluctuate rapidly when the boost is switched according to the rotation speed of the input shaft of the generator. Abnormal noise caused by torque fluctuation can be suppressed, and a change in the output power of the generator between the time of charging the first battery of the high voltage system and the time of charging of the second battery of the low voltage system can be suppressed. Therefore, fluctuations in the input torque of the generator due to distribution of the output of the generator between the high-voltage system and the low-voltage system batteries can be effectively suppressed. Therefore, abnormal noise caused by the fluctuation of the input torque,
Generation of noise, vibration, and the like can be prevented, and the quietness and durability of the generator are improved.

【0053】また、前記バッテリ充電装置において、前
記第1の充電系として、発電機の出力端子側と第1のバ
ッテリの電極側との間に接続された第1の整流器と、第
1の整流器のカソードと前記第1のバッテリの電極との
間に設けられた第1の電界効果トランジスタとを備え、
前記第2の充電系として、前記発電機の出力端子側と第
2のバッテリの電極側との間に接続された第2の整流器
を備え、前記スイッチ系として、発電機の出力端子と接
地との間に設けられてスイッチングする第2の電界効果
トランジスタを備えたので、第2のバッテリに供給され
る発電機の出力を断続させ、この発電機の出力のデュー
ティや入力トルクの変動を抑制するように、その出力電
力を調節することが可能となる。
In the battery charger, the first charging system may include a first rectifier connected between an output terminal of the generator and an electrode of the first battery, and a first rectifier. A first field-effect transistor provided between a cathode of the first battery and an electrode of the first battery,
As the second charging system, a second rectifier connected between the output terminal side of the generator and the electrode side of the second battery is provided. As the switch system, the output terminal of the generator is connected to ground. The second field-effect transistor provided between the second battery and the switching device, so that the output of the generator supplied to the second battery is interrupted, and the fluctuation of the output duty and input torque of this generator is suppressed. Thus, the output power can be adjusted.

【0054】さらに、前記バッテリ充電装置において、
前記第2の電界効果トランジスタは、第1のバッテリの
充電時には発電機の出力の位相変化に従って導通し、第
2のバッテリの充電時にはクロック信号に基づき導通す
るようにしたので、発電機の入力トルクの変動を抑えな
がら、低電圧系のバッテリと高電圧系のバッテリに発電
機の出力を振り分けることが可能となる。
Further, in the battery charger,
The second field effect transistor conducts according to the phase change of the output of the generator when charging the first battery, and conducts based on the clock signal when charging the second battery. It is possible to distribute the output of the generator to the low-voltage battery and the high-voltage battery while suppressing the fluctuation of the power.

【0055】さらにまた、前記バッテリ充電装置におい
て、前記発電機は、多相交流(例えば後述するU相、V
相、W相の3相交流に相当する要素)を発生するもので
あって、前記第1及び第2の整流器並びに第1及び第2
の電界効果トランジスタを、前記多相交流の各相ごとに
設けたので、発電機の出力の各相を、独立した充電経路
を介してバッテリに供給することができる。従って、充
電経路での干渉や各充電経路の電流密度を抑え、充電動
作を安定化させることが可能となる。
Further, in the battery charger, the generator may be a multi-phase alternating current (for example, a U-phase or V-phase
, And W-phase three-phase alternating current), the first and second rectifiers and the first and second rectifiers.
Is provided for each phase of the polyphase alternating current, so that each phase of the output of the generator can be supplied to the battery via an independent charging path. Therefore, it is possible to suppress the interference in the charging path and the current density in each charging path, and to stabilize the charging operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態にかかるバッテリ充電
装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a battery charging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態にかかるバッテリ充電
装置の動作(低回転時)を説明するための波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining an operation (during low rotation) of the battery charger according to the embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の実施の形態にかかるバッテリ充電
装置の動作原理を説明するための特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining the operation principle of the battery charging device according to the embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態にかかるバッテリ充電
装置の動作(高回転時)を説明するための波形図であ
る。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining an operation (at a high rotation speed) of the battery charger according to the embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の実施の形態にかかるバッテリ充電
装置の動作(回転数変化時)を説明するための波形図で
ある。
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation (at the time of change in rotation speed) of the battery charger according to the embodiment of the present invention;

【図6】 回転数に応じて昇圧の有無を切り替える際に
発生するトルク変動のメカニズムを説明するための図で
ある。
FIG. 6 is a diagram for explaining the mechanism of torque fluctuation that occurs when switching between the presence and absence of boosting according to the number of revolutions.

【図7】 従来技術にかかるバッテリ充電装置の動作
(回転数変化時)を説明するための波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation (at the time of change in rotation speed) of the battery charging device according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

ACG:発電機 BH:高電圧系のバッテリ BL:低電圧系のバッテリ CTL:制御部 CNV:コンバータ D1〜D7:整流器 LF:界磁コイル Q1〜Q7:電界効果トランジスタ(n型) ACG: Generator BH: High-voltage battery BL: Low-voltage battery CTL: Control unit CNV: Converter D1-D7: Rectifier LF: Field coil Q1-Q7: Field effect transistor (n-type)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/02 H02J 7/02 J H02P 9/30 ZHV H02P 9/30 ZHVD (72)発明者 金子 政晴 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業株 式会社工場内 (72)発明者 久保 和之 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 藤原 正 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 5G003 AA07 BA04 FA06 GB02 5G060 AA04 BA06 BA08 CA13 DA01 5H030 AS08 AS20 BB01 BB10 BB21 5H115 PA05 PC06 PG04 PI14 PI16 PI24 PI29 PI30 PO02 PO06 PO17 PU10 PU24 PU25 PV03 PV07 PV09 PV24 QE02 QE03 QE08 QE10 QI04 RB22 SE04 SE05 TB01 TE02 TI02 TO13 TO30 5H590 AA06 AA15 CA07 CA23 CC01 CC18 CC24 CD01 CE05 DD25 DD64 DD72 EA07 EB12 EB14 EB21 FA06 FB01 FB03 FC14 GA02 HA02 HA10 HA27 JB14──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H02J 7/02 H02J 7/02 J H02P 9/30 ZHV H02P 9/30 ZHVD (72) Inventor Masaharu Kaneko Saitama (13) Inventor Kazuyuki Kubo 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref.Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Tadashi Fujiwara 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama F-term in Honda R & D Co., Ltd. (reference) 5G003 AA07 BA04 FA06 GB02 5G060 AA04 BA06 BA08 CA13 DA01 5H030 AS08 AS20 BB01 BB10 BB21 5H115 PA05 PC06 PG04 PI14 PI16 PI24 PI29 PI30 PO02 PO06 PO17 PU10 PU24 PU25 PV03 PV07 PV09 PV24 QE02 QE03 QE08 QE10 QI04 RB22 SE04 SE05 TB01 TE02 TI02 TO13 TO30 5H590 AA06 AA15 CA07 CA23 CC01 CC18 CC24 CD01 CE05 DD25 DD64 DD72 EA07 EB12 EB14 EB21 FA06 FB01 FB03 FC14 GA02 HA02 HA10 HA27 JB14

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電力を発生する発電機と、 前記発電機の出力に同期したタイミングで該発電機の出
力を低電圧系の第1のバッテリに振り分けて該第1のバ
ッテリを充電する第1の充電系と、 前記発電機の出力に同期したタイミングであって前記第
1のバッテリを充電するタイミングとは異なるタイミン
グで前記発電機の出力を高電圧系の第2のバッテリに振
り分けて該第2のバッテリを充電する第2の充電系と、 前記発電機の入力軸の回転数が、前記発電機の出力電圧
を昇圧するか否かの境界を与える回転数を下回っている
場合、前記第1のバッテリの充電時と前記第2のバッテ
リの充電時とで前記発電機の出力電力の変化を抑制する
ように該発電機の出力を断続して昇圧すると共に、前記
発電機の入力軸の回転数が前記境界を与える回転数を越
えて変化する場合、前記発電機の出力のデューティの変
化を抑制しながら該デューティを切り替えるスイッチ系
と、 を備えたことを特徴とするバッテリ充電装置。
A generator for generating alternating-current power; and a generator for charging the first battery by distributing an output of the generator to a first battery of a low-voltage system at a timing synchronized with an output of the generator. And the output of the generator is distributed to the second battery of the high voltage system at a timing synchronized with the output of the generator and at a timing different from the timing of charging the first battery. A second charging system for charging a second battery, wherein the rotation speed of the input shaft of the generator is lower than the rotation speed that gives a boundary as to whether or not to boost the output voltage of the generator; The output of the generator is intermittently boosted so as to suppress a change in the output power of the generator between the time of charging the first battery and the time of charging the second battery. The number of revolutions of the And a switch system for switching the duty while suppressing a change in the output duty of the generator when the number of rotations exceeds the number of turns.
【請求項2】 前記第1の充電系として、 アノードが前記発電機の出力端子側に接続されると共に
カソードが前記第1のバッテリの電極側に接続された第
1の整流器と、 前記第1の整流器のカソードと前記第1のバッテリの電
極との間に設けられ、前記第1のバッテリを充電すべき
タイミングで導通状態とされると共に前記第2のバッテ
リを充電すべきタイミングで非導通状態とされる第1の
電界効果トランジスタとを備え、 前記第2の充電系として、アノードが前記発電機の出力
端子側に接続されると共にカソードが前記第2のバッテ
リの電極側に接続された第2の整流器を備え、前記スイ
ッチ系として、 前記発電機の出力端子と接地との間に設けられ、前記デ
ューティを有するクロック信号に基づきスイッチングし
て前記発電機の出力を断続させる第2の電界効果トラン
ジスタを備えたことを特徴とする請求項1に記載された
バッテリ充電装置。
2. A first rectifier having an anode connected to an output terminal side of the generator and a cathode connected to an electrode side of the first battery, wherein the first charging system includes: Is provided between the cathode of the rectifier and the electrode of the first battery, and is turned on at the timing to charge the first battery and is turned off at the timing to charge the second battery. A first field-effect transistor, wherein the second charging system has an anode connected to the output terminal side of the generator and a cathode connected to the electrode side of the second battery. 2 rectifier, provided as the switch system, between the output terminal of the generator and ground, and switching based on a clock signal having the duty to output the output of the generator. By battery charging apparatus according to claim 1, further comprising a second field effect transistor in which chopped.
【請求項3】 前記第2の電界効果トランジスタは、 前記第1のバッテリの充電時には前記発電機の出力位相
の変化に従って導通制御され、前記第2のバッテリの充
電時には前記クロック信号に基づき導通制御されること
を特徴とする請求項2に記載されたバッテリ充電装置。
3. The conduction control of the second field-effect transistor according to a change in the output phase of the generator when the first battery is charged, and the conduction control based on the clock signal when the second battery is charged. The battery charging device according to claim 2, wherein the charging is performed.
【請求項4】 前記発電機は、多相交流を発生するもの
であって、前記第1及び第2の整流器並びに第1及び第
2の電界効果トランジスタは、前記多相交流の各相ごと
に設けられたことを特徴とする請求項2または3に記載
されたバッテリ充電装置。
4. The generator according to claim 1, wherein the generator generates a polyphase alternating current, and the first and second rectifiers and the first and second field effect transistors are provided for each phase of the polyphase alternating current. The battery charger according to claim 2, wherein the battery charger is provided.
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