JP2002233072A - Automobile power source device - Google Patents

Automobile power source device

Info

Publication number
JP2002233072A
JP2002233072A JP2001025480A JP2001025480A JP2002233072A JP 2002233072 A JP2002233072 A JP 2002233072A JP 2001025480 A JP2001025480 A JP 2001025480A JP 2001025480 A JP2001025480 A JP 2001025480A JP 2002233072 A JP2002233072 A JP 2002233072A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
duty
duty ratio
rotation speed
rectifier circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001025480A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Fujiwara
藤原  正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2001025480A priority Critical patent/JP2002233072A/en
Publication of JP2002233072A publication Critical patent/JP2002233072A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automobile power source device small in power consumption without lowering efficiency and not generating the problem such as the deterioration of fuel consumption and lowering of vehicle propulsion force. SOLUTION: The power source device is provided with a magnet generator 1 for generating alternating current, a boosting and rectifying circuit 2 for boosting and rectifying alternating current and outputting direct current, a storage device 3 for storing direct current, a load 4 driven by the direct current, and a control device 5 for controlling the boosting and rectifying circuit. The boosting and rectifying circuit is provided with switching elements S1, S2 and S3 for boosting alternating current generated by the magnet generator. The control device is provided with a rotating speed detection means 7 for detecting the rotating speed of the magnet generator, a storage means 10 for previously storing the duty ratio of the switching element corresponding to the rotating speed, and a boosting control means 13 for reading the duty ratio corresponding to the rotating speed and chopping the switching element by the read duty ratio.

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、自動車用発電機の
発電量制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to power generation control of an automobile generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンによって回転させられる自動車
用発電機の回転数は、エンジンの回転数に応じて時々刻
々変化するので、何の考慮もしなければ、自動車用発電
機の発電量も、回転数に応じて時々刻々変化する。一
方、自動車用発電機から電力を供給される、自動車に搭
載された負荷(エンジン制御装置等)が必要とする電力
もまた、その時点での状況に応じて時々刻々変化する。
従って、自動車用発電機の発電量は、常に、その時点で
必要な量に制御されなければならない。
2. Description of the Related Art The rotational speed of a generator for an automobile rotated by an engine changes every moment according to the rotational speed of the engine. It changes from moment to moment depending on On the other hand, the power required by a load (engine control device or the like) mounted on a vehicle, which is supplied with power from a vehicle generator, also changes momentarily according to the situation at that time.
Therefore, the amount of power generated by the vehicle generator must always be controlled to the amount required at that time.

【0003】従来、上記の自動車用発電機として、回転
子に永久磁石を設け、余剰発電力を熱として消費して発
電量を制御したものや、回転子に界磁巻線を巻き、界磁
巻線への通電量を制御することによって発電量を制御す
るものや、ステーターコイルと永久磁石を設けたロータ
ーとを備え、ステーターコイルにローターの磁石による
磁界と逆磁界をかけ、界磁を弱めて発電量を制御するも
のや、ローターコイルと永久磁石を併せ持つローター
で、磁石による磁界と逆磁界をローターコイルでかけ、
界磁を弱めて発電量を制御するものがあった。
Conventionally, as the above-mentioned automobile generator, a permanent magnet is provided in a rotor and the amount of generated power is controlled by consuming surplus generated power as heat. Equipped with a device that controls the amount of power generation by controlling the amount of current supplied to the windings, and a rotor that has a stator coil and permanent magnets. With a rotor that controls the amount of power generation and a rotor that has both a rotor coil and a permanent magnet, a magnetic field generated by the magnet and a reverse magnetic field are applied by the rotor coil.
In some cases, the field was weakened to control the amount of power generated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術には、次のような問題があった。すなわち、回転子に
永久磁石を設けた発電機では、磁界の強さを調節できな
いので、発電機の回転数や、負荷が必要とする電力に応
じて発電量を制御することができない。従って、回転数
が最低で、発電量が最低の場合にも、負荷が必要とする
発電量を確保できるように、アイドル回転時に、規定の
電圧、例えば14Vを出力するように、予め界磁の強
さ、すなわち永久磁石の強さを設定しておく必要があ
る。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. That is, in a generator provided with a permanent magnet in the rotor, the strength of the magnetic field cannot be adjusted, so that the power generation amount cannot be controlled according to the rotation speed of the generator or the power required by the load. Therefore, even when the rotation speed is the lowest and the power generation amount is the lowest, a predetermined voltage, for example, 14 V, is output in advance at the time of idle rotation so that the power generation amount required by the load can be secured. It is necessary to set the strength, that is, the strength of the permanent magnet.

【0005】すると、発電量は回転数に比例して上昇す
るので、高速回転時、例えば5000rpmの時には、
発電量が、アイドル回転時と比較して上昇する。このと
き、自動車に搭載された負荷が、この発電量を必要とし
ない場合には、発電された電力が余ってしまう。この余
剰発電量を、全てバッテリに充電すると、過充電になっ
てしまうので、この余剰発電量は、熱として捨てなけれ
ばならない。すると、燃費の悪化、車両推進力(馬力)
の低下という問題が発生する。特に、四輪自動車では、
自動車に搭載された負荷が消費する電力の変化が大きい
ので、熱として捨てなければならない電力も多くなる。
[0005] Then, the amount of power generation increases in proportion to the number of revolutions, so at high speed rotation, for example, at 5000 rpm,
The amount of power generation increases as compared to the time of idling. At this time, if the load mounted on the vehicle does not require this power generation amount, the generated power is left over. When the battery is fully charged with the surplus power generation amount, the battery is overcharged. Therefore, the surplus power generation amount must be discarded as heat. Then, the fuel efficiency deteriorates, the vehicle propulsion (horsepower)
The problem of a decrease in the temperature occurs. In particular, in four-wheeled vehicles,
Since the power consumed by the load mounted on the automobile changes greatly, the power that must be discarded as heat also increases.

【0006】また、回転子に界磁巻線を巻いた発電機を
用い、界磁巻線への通電量を制御すれば、回転数や、負
荷が必要とする電力に応じて発電量を制御することがで
きる。しかし、この発電機は、界磁を作るため、界磁巻
線に電流を流す必要があるので、永久磁石を用いる場合
と比較して、余分の電力を消費し、効率が低下する。す
ると、燃費の悪化、車両推進力(馬力)の低下という問
題が発生する。
Further, by using a generator in which a field winding is wound around a rotor and controlling the amount of current supplied to the field winding, the amount of power generation can be controlled in accordance with the number of rotations and the power required by the load. can do. However, this generator requires a current to flow through the field winding in order to create a field, and therefore consumes extra power and lowers efficiency as compared with the case where a permanent magnet is used. Then, there arises a problem that fuel efficiency deteriorates and vehicle propulsion force (horsepower) decreases.

【0007】また、ステーターコイルと永久磁石を設け
たローターとを備えた発電機を用い、ステーターコイル
にローターの磁石による磁界と逆磁界をかけ、界磁を弱
めて発電量を制御すれば、回転数や負荷が必要とする電
力に応じて発電量を制御することができる。しかし、こ
の発電機は、界磁を弱めるためにステーターコイルに電
流を流す必要があるので、余分の電力を消費し、効率が
低下する。すると、さらなる燃費の悪化、車両推進力
(馬力)の低下という問題が発生する。また、この発電
機には、制御回路が高価であるという問題もある。
Further, if a generator having a stator coil and a rotor provided with a permanent magnet is used, a magnetic field generated by the rotor magnet and a reverse magnetic field are applied to the stator coil, and the field is weakened to control the amount of power generation. The amount of power generation can be controlled according to the number and the power required by the load. However, this generator consumes extra power and reduces efficiency because it is necessary to supply current to the stator coil to weaken the field. Then, problems such as further deterioration of fuel efficiency and reduction of vehicle propulsion (horsepower) occur. This generator also has a problem that the control circuit is expensive.

【0008】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、電力の消費が少なく、効率が低下するこ
とがなく、従って燃費の悪化、車両推進力(馬力)の低
下という問題が発生することがない自動車用電源装置を
提供するものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a problem that power consumption is small and efficiency is not reduced, and thus fuel efficiency is deteriorated and vehicle propulsion (horsepower) is reduced. An object of the present invention is to provide a power supply device for a vehicle that does not generate any power.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、内燃機関(実施形態ではエンジン14)に駆動され
て交流電流を発生する磁石発電機(実施形態では発電機
1)と、この磁石発電機が発生する交流電流を昇圧かつ
整流し、直流電流を出力する昇圧整流回路(実施形態で
は昇圧整流回路2)と、この昇圧整流回路が出力する直
流電流を蓄電する蓄電装置(実施形態ではバッテリ3)
と、この蓄電装置または前記昇圧整流回路から供給され
る直流電流で駆動される負荷(実施形態では負荷4)
と、前記昇圧整流回路を制御する制御装置(実施形態で
は制御装置5)とを備えた自動車用電源装置において、
前記昇圧整流回路は、前記磁石発電機が発生する交流電
流をチョッピングして昇圧させるスイッチング素子(実
施形態ではトランジスタS1、S2、S3)を備え、前
記制御装置は、前記磁石発電機の回転数を検出する回転
数検出手段(実施形態では回転数検出回路7)と、この
回転数検出手段が検出する回転数に対応する、前記スイ
ッチング素子のチョッピング時のオン期間とオフ期間と
のデューティ比を予め記憶している記憶手段(実施形態
では記憶装置10)と、前記回転数検出手段が検出した
回転数に対応するデューティ比を前記記憶手段から読み
出し、読み出したデューティ比で前記スイッチング素子
をチョッピングさせる昇圧制御手段(実施形態では昇圧
制御及び電圧制御回路13)とを備えたことを特徴とす
る自動車用電源装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnet generator (generator 1 in the embodiment) driven by an internal combustion engine (engine 14 in the embodiment) to generate an alternating current, and A step-up rectifier circuit (step-up rectifier circuit 2 in the embodiment) that steps up and rectifies an alternating current generated by a magnet generator and outputs a DC current, and a power storage device that stores the DC current output from the step-up rectifier circuit (the embodiment) Then battery 3)
And a load (load 4 in the embodiment) driven by a DC current supplied from the power storage device or the boost rectifier circuit.
And a control device (the control device 5 in the embodiment) for controlling the step-up rectifier circuit.
The boost rectifier circuit includes a switching element (transistors S1, S2, and S3 in the embodiment) for chopping and boosting an alternating current generated by the magnet generator, and the control device controls a rotation speed of the magnet generator. The rotational speed detecting means (the rotational speed detecting circuit 7 in the embodiment) to be detected and the duty ratio between the ON period and the OFF period at the time of chopping of the switching element corresponding to the rotational speed detected by the rotational speed detecting device are determined in advance. A storage unit (in the embodiment, the storage device 10) that stores the data, and a duty ratio corresponding to the rotation speed detected by the rotation speed detection unit, read from the storage unit, and a booster that chops the switching element with the read duty ratio. A power supply unit for a vehicle, comprising: a control unit (in the embodiment, a boost control and voltage control circuit 13). It is.

【0010】上記構成によれば、磁石発電機が発生する
交流電流が、昇圧整流回路によって昇圧かつ整流され、
直流電流に変換され、この直流電流が蓄電装置に蓄電さ
れると共に、負荷に供給される。そして、回転数検出手
段が、磁石発電機の回転数を検出し、昇圧制御手段が、
回転数検出手段が検出した回転数に対応するデューティ
比を記憶手段から読み出し、読み出したデューティ比
で、昇圧整流回路内のスイッチング素子をチョッピング
させ、昇圧整流回路の出力電流を制御する。これによ
り、昇圧整流回路の出力電流は、磁石発電機の回転数に
よらず、一定の範囲内に調節されて蓄電装置および負荷
に供給される。従って、発電機において、界磁を発生さ
せるための余分な電流を消費することなしに、蓄電装置
および負荷に適切な通電量に調節された電流を供給する
ことができ、充電効率を向上させることができる。
According to the above configuration, the alternating current generated by the magnet generator is boosted and rectified by the boost rectifier circuit,
The direct current is converted to a direct current, which is stored in the power storage device and supplied to the load. Then, the rotation speed detecting means detects the rotation speed of the magnet generator, and the boost control means,
A duty ratio corresponding to the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is read from the storage unit, and the switching element in the boost rectification circuit is chopped by the read duty ratio to control an output current of the boost rectification circuit. Thus, the output current of the boost rectifier circuit is adjusted within a certain range and supplied to the power storage device and the load regardless of the rotation speed of the magnet generator. Therefore, in the generator, a current adjusted to an appropriate amount of current can be supplied to the power storage device and the load without consuming an extra current for generating a magnetic field, thereby improving charging efficiency. Can be.

【0011】請求項2に記載の発明は、前記記憶手段
は、回転数に応じて設定された、前記昇圧整流回路の出
力電流が初期値より減少する第1のデューティ比(実施
形態では出力低減側DutyテーブルTbl_B)と、
回転数に応じて設定された、前記昇圧整流回路の出力電
流が初期値より増加する第2のデューティ比(実施形態
では出力増加側DutyテーブルTbl_C)とを予め
記憶しており、前記制御装置は、前記蓄電装置の電圧を
検出し、検出電圧を出力する電圧検出手段(実施形態で
は電圧検出回路8)と、この電圧検出手段が出力する検
出電圧と、予め設定された基準電圧とを比較する比較手
段(実施形態では比較回路11)と、この比較手段によ
る比較の結果、検出電圧が基準電圧より大きい場合に
は、前記記憶手段から第1のデューティ比を取り出し、
検出電圧が基準電圧より小さい場合には、前記記憶手段
から第2のデューティ比を取り出すデューティ補正手段
(実施形態ではDuty演算回路12)とを備えたこと
を特徴とする請求項1に記載の自動車用電源装置であ
る。
According to a second aspect of the present invention, the storage means includes a first duty ratio (output reduction in the embodiment) in which the output current of the step-up rectifier circuit is set according to the number of revolutions and the output current of the step-up rectifier circuit decreases from an initial value. Side Duty table Tbl_B),
A second duty ratio (in the embodiment, an output increasing duty table Tbl_C) at which the output current of the boosting rectifier circuit increases from an initial value, which is set in accordance with the rotation speed, is stored in advance, and the control device includes: A voltage detecting means (a voltage detecting circuit 8 in the embodiment) for detecting a voltage of the power storage device and outputting a detected voltage, and comparing the detected voltage output by the voltage detecting means with a preset reference voltage. As a result of the comparison by the comparing means (the comparing circuit 11 in the embodiment) and the comparing means, if the detected voltage is higher than the reference voltage, the first duty ratio is extracted from the storage means,
2. The vehicle according to claim 1, further comprising: a duty correction unit (in the embodiment, a duty calculation circuit 12) for extracting a second duty ratio from the storage unit when the detection voltage is smaller than the reference voltage. Power supply device.

【0012】上記構成によれば、比較手段が、電圧検出
手段が出力する検出電圧と、予め設定された基準電圧と
を比較し、比較の結果、検出電圧が基準電圧より大きい
場合には、デューティ補正手段が、記憶手段から第1の
デューティ比を取り出し、検出電圧が基準電圧より小さ
い場合には、デューティ補正手段が、記憶手段から第2
のデューティ比を取り出すので、蓄電装置の電圧が、基
準電圧より大きい場合には、昇圧整流回路の出力電流が
減少させられ、基準電圧より小さい場合には、昇圧整流
回路の出力電流が増加させられる。従って、昇圧整流回
路の出力電流によって充電される蓄電装置の電圧は、常
に一定に保持されるように制御され、発電機での余剰電
力の消費が抑制され、充電効率を向上させることができ
る。
According to the above arrangement, the comparing means compares the detected voltage output from the voltage detecting means with a predetermined reference voltage, and if the comparison result indicates that the detected voltage is larger than the reference voltage, The correction means retrieves the first duty ratio from the storage means, and if the detected voltage is smaller than the reference voltage, the duty correction means reads the second duty ratio from the storage means.
When the voltage of the power storage device is higher than the reference voltage, the output current of the boost rectifier circuit is reduced, and when the voltage is lower than the reference voltage, the output current of the boost rectifier circuit is increased. . Therefore, the voltage of the power storage device charged by the output current of the boost rectifier circuit is controlled so as to be constantly maintained at a constant level, so that the consumption of surplus power in the generator can be suppressed and the charging efficiency can be improved.

【0013】請求項3に記載の発明は、前記記憶手段
は、回転数に応じて設定された、前記昇圧整流回路の出
力電流が初期値より減少または増加する複数系統のデュ
ーティ比を予め記憶しており、前記制御装置は、前記蓄
電装置の電圧を検出し、検出電圧を出力する電圧検出手
段と、この電圧検出手段が出力する検出電圧と、予め設
定された基準電圧との偏差を算出する偏差算出手段(実
施形態では比較回路11)と、この偏差算出手段が算出
する偏差を減少させるデューティ比を前記記憶手段から
取り出すデューティ補正手段とを備えたことを特徴とす
る請求項1に記載の自動車用電源装置である。
According to a third aspect of the present invention, the storage means stores in advance the duty ratios of a plurality of systems in which the output current of the step-up rectifier circuit decreases or increases from an initial value, which is set according to the number of revolutions. The control device detects a voltage of the power storage device and calculates a deviation between a voltage detection unit that outputs a detection voltage and a detection voltage that is output by the voltage detection unit and a preset reference voltage. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a deviation calculating unit (a comparison circuit in the embodiment); and a duty correcting unit for extracting a duty ratio for reducing the deviation calculated by the deviation calculating unit from the storage unit. This is an automotive power supply.

【0014】上記構成によれば、偏差算出手段が、電圧
検出手段が出力する検出電圧と、予め設定された基準電
圧との偏差を算出し、デューティ補正手段が、記憶手段
から、偏差を減少させるデューティ比を取り出す。従っ
て、偏差が減少する方向にデューティ比が変えられるの
で、昇圧整流回路の出力電流によって充電される蓄電装
置の電圧は、常に一定に保持されるように制御され、発
電機での余剰電力の消費が抑制され、充電効率を向上さ
せることができる。
According to the above configuration, the deviation calculating means calculates the deviation between the detected voltage output from the voltage detecting means and a preset reference voltage, and the duty correcting means reduces the deviation from the storage means. Extract the duty ratio. Therefore, the duty ratio is changed in the direction of decreasing the deviation, so that the voltage of the power storage device charged by the output current of the boosting rectifier circuit is controlled to be always kept constant, and the power consumption of the generator is reduced. Is suppressed, and the charging efficiency can be improved.

【0015】請求項4に記載の発明は、前記記憶手段
は、回転数毎の発電電流が所定値以上となるデューティ
比(実施形態では初期DutyテーブルTbl_A)を
予め記憶していることを特徴とする請求項1から3のい
ずれかに記載の自動車用電源装置である。上記構成によ
れば、負荷である自動車用補機が、常時、最低限必要と
する電流が確保される。
The invention according to claim 4 is characterized in that the storage means stores in advance a duty ratio (in the embodiment, an initial duty table Tbl_A) at which a generated current for each rotation speed becomes a predetermined value or more. An automobile power supply device according to any one of claims 1 to 3. According to the above configuration, the minimum necessary current is always ensured by the automotive auxiliary equipment as a load.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態にお
ける自動車用電源装置の構成を示す構成図である。図中
の符号1は、回転子に永久磁石を設けた発電機である。
この発電機1は、三相(U相、V相、W相)の交流電圧
および電流を発生する。この発電機1は、出力端子とし
て、U相出力端子1Uと、V相出力端子1Vと、W相出
力端子1Wとを有する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an automobile power supply device according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 in the drawing denotes a generator having a rotor provided with permanent magnets.
The generator 1 generates three-phase (U-phase, V-phase, and W-phase) AC voltages and currents. This generator 1 has a U-phase output terminal 1U, a V-phase output terminal 1V, and a W-phase output terminal 1W as output terminals.

【0017】符号2は、発電機1が発生する交流電圧を
昇圧し、かつ交流を直流に変換する昇圧整流回路であ
る。この昇圧整流回路2は、入力端子として、U相入力
端子2Uと、V相入力端子2Vと、W相入力端子2Wと
を有し、出力端子として、+側出力端子2Pと、−側出
力端子2Gとを有し、制御端子として、U相制御端子2
USと、V相制御端子2VSと、W相制御端子2WSと
を有する。
Reference numeral 2 denotes a step-up rectifier circuit that steps up an AC voltage generated by the generator 1 and converts AC into DC. This step-up rectifier circuit 2 has a U-phase input terminal 2U, a V-phase input terminal 2V, and a W-phase input terminal 2W as input terminals, and a + side output terminal 2P and a − side output terminal as output terminals. 2G, and a U-phase control terminal 2 as a control terminal.
It has a US, a V-phase control terminal 2VS, and a W-phase control terminal 2WS.

【0018】発電機1の出力端子は、昇圧整流回路2の
入力端子に接続されている。詳細には、発電機1のU相
出力端子1Uが、昇圧整流回路2のU相入力端子2Uに
接続され、V相出力端子1Vが、V相入力端子2Vに接
続され、W相出力端子1Wが、W相入力端子2Wに接続
されている。
The output terminal of the generator 1 is connected to the input terminal of the boost rectifier circuit 2. Specifically, the U-phase output terminal 1U of the generator 1 is connected to the U-phase input terminal 2U of the step-up rectifier circuit 2, the V-phase output terminal 1V is connected to the V-phase input terminal 2V, and the W-phase output terminal 1W Are connected to the W-phase input terminal 2W.

【0019】昇圧整流回路2は、整流のためのダイオー
ドD1、D2、D3と、昇圧のためのスイッチング素子
として電界効果形(FET型)のトランジスタS1、S
2、S3とを内蔵している。さらに、トランジスタS
1、S2、S3のソース・ドレイン間には、それぞれ寄
生ダイオードK1、K2、K3が形成されている。すな
わち、等価的には、トランジスタS1、S2、S3のソ
ースに、それぞれ寄生ダイオードK1、K2、K3のア
ノードが接続され、トランジスタS1、S2、S3のド
レインに、それぞれ寄生ダイオードK1、K2、K3の
カソードが接続された状態となる。ダイオードD1、D
2、D3のアノードは、それぞれトランジスタS1、S
2、S3のドレインに接続されている。
The step-up rectifier circuit 2 includes diodes D1, D2, and D3 for rectification, and field-effect (FET) transistors S1 and S as switching elements for step-up.
2 and S3. Further, the transistor S
Parasitic diodes K1, K2, and K3 are formed between the source and the drain of S1, S2, and S3, respectively. That is, equivalently, the anodes of the parasitic diodes K1, K2, and K3 are connected to the sources of the transistors S1, S2, and S3, respectively, and the drains of the parasitic diodes K1, K2, and K3 are connected to the drains of the transistors S1, S2, and S3, respectively. The cathode is connected. Diode D1, D
The anodes of D2 and D3 are connected to transistors S1 and S1, respectively.
2, connected to the drain of S3.

【0020】U相入力端子2Uは、ダイオードD1のア
ノード、トランジスタS1のドレイン、寄生ダイオード
K1のカソードと接続されている。V相入力端子2V
は、ダイオードD2のアノード、トランジスタS2のド
レイン、寄生ダイオードK2のカソードと接続されてい
る。W相入力端子2Wは、ダイオードD3のアノード、
トランジスタS3のドレイン、寄生ダイオードK3のカ
ソードと接続されている。
The U-phase input terminal 2U is connected to the anode of the diode D1, the drain of the transistor S1, and the cathode of the parasitic diode K1. V phase input terminal 2V
Is connected to the anode of the diode D2, the drain of the transistor S2, and the cathode of the parasitic diode K2. The W-phase input terminal 2W is connected to the anode of the diode D3,
The drain of the transistor S3 is connected to the cathode of the parasitic diode K3.

【0021】ダイオードD1、D2、D3のカソード
は、相互に接続され、これらは全て+側出力端子2Pに
接続されている。また、トランジスタS1、S2、S3
のソースも、相互に接続され、これらは全て−側出力端
子2Gに接続されている。
The cathodes of the diodes D1, D2 and D3 are connected to each other, and all of them are connected to the + output terminal 2P. Also, transistors S1, S2, S3
Are connected to each other, and they are all connected to the − side output terminal 2G.

【0022】また、U相制御端子2USは、トランジス
タS1のゲートに接続され、V相制御端子2VSは、ト
ランジスタS2のゲートに接続され、W相制御端子2W
Sは、トランジスタS3のゲートに接続されている。
The U-phase control terminal 2US is connected to the gate of the transistor S1, the V-phase control terminal 2VS is connected to the gate of the transistor S2, and the W-phase control terminal 2W
S is connected to the gate of the transistor S3.

【0023】符号3は、充電が可能なバッテリであり、
+側端子3Pおよび−側端子3Gを有する。また、符号
4は、自動車に搭載された負荷であり、例えば、自動車
のエンジンを制御する制御装置やエアコンや照明灯等で
ある。負荷4は、+側入力端子4Pおよび−側入力端子
4Gを有する。バッテリ3の+側端子3Pは、負荷4の
+側入力端子4Pに接続され、バッテリ3の−側端子3
Gは、負荷4の−側入力端子4Gに接続されている。
Reference numeral 3 denotes a rechargeable battery.
It has a positive terminal 3P and a negative terminal 3G. Reference numeral 4 denotes a load mounted on the vehicle, for example, a control device for controlling the engine of the vehicle, an air conditioner, an illuminator, and the like. The load 4 has a positive input terminal 4P and a negative input terminal 4G. The positive terminal 3P of the battery 3 is connected to the positive input terminal 4P of the load 4, and the negative terminal 3P of the battery 3
G is connected to the negative input terminal 4G of the load 4.

【0024】昇圧整流回路2の出力端子は、バッテリ3
の端子および負荷4の入力端子に接続されている。詳細
には、昇圧整流回路2の+側出力端子2Pが、バッテリ
3の+側端子3Pおよび負荷4の+側入力端子4Pに接
続され、昇圧整流回路2の−側出力端子2Gが、バッテ
リ3の−側端子3Gおよび負荷4の−側入力端子4Gに
接続されている。
The output terminal of the step-up rectifier circuit 2 is connected to a battery 3
And the input terminal of the load 4. Specifically, the + output terminal 2P of the boost rectifier circuit 2 is connected to the + terminal 3P of the battery 3 and the + input terminal 4P of the load 4, and the − output terminal 2G of the boost rectifier circuit 2 is connected to the battery 3 Of the load 4 and the negative input terminal 4G of the load 4.

【0025】符号5は、発電機1の回転数またはバッテ
リ3の電圧に応じて、昇圧整流回路2を制御する制御装
置である。この制御装置5は、電圧(位相)検出回路
6、回転数検出回路7、電圧検出回路8、基準電圧回路
9、記憶装置10、比較回路11、Duty演算回路1
2、昇圧制御及び電圧制御回路13を内蔵している。
Reference numeral 5 denotes a control device for controlling the step-up rectifier circuit 2 according to the rotation speed of the generator 1 or the voltage of the battery 3. The control device 5 includes a voltage (phase) detection circuit 6, a rotation speed detection circuit 7, a voltage detection circuit 8, a reference voltage circuit 9, a storage device 10, a comparison circuit 11, and a duty calculation circuit 1.
2. Built-in boost control and voltage control circuit 13.

【0026】電圧(位相)検出回路6は、発電機1が発
生する電圧波形および位相を検出する。この電圧(位
相)検出回路6は、発電機1のW相出力端子1Wと発電
機1の中性点1nとの間に接続された電圧検出器6aの
出力、発電機1のU相出力端子1Uと発電機1の中性点
1nとの間に接続された電圧検出器6bからの出力が入
力される。電圧(位相)検出回路6の出力は、回転数検
出回路7と、昇圧制御及び電圧制御回路13とに入力さ
れる。
The voltage (phase) detection circuit 6 detects a voltage waveform and a phase generated by the generator 1. This voltage (phase) detection circuit 6 is provided with an output of a voltage detector 6a connected between the W-phase output terminal 1W of the generator 1 and the neutral point 1n of the generator 1, and a U-phase output terminal of the generator 1. The output from the voltage detector 6b connected between 1U and the neutral point 1n of the generator 1 is input. The output of the voltage (phase) detection circuit 6 is input to a rotation speed detection circuit 7 and a boost control and voltage control circuit 13.

【0027】回転数検出回路7は、電圧(位相)検出回
路6からの出力に基づいて、発電機1の回転数を検出
し、検出結果をDuty演算回路12へ送る。
The rotation speed detection circuit 7 detects the rotation speed of the generator 1 based on the output from the voltage (phase) detection circuit 6 and sends the detection result to the duty calculation circuit 12.

【0028】電圧検出回路8は、バッテリ3の端子間電
圧を検出する。電圧検出回路8は、端子間電圧の検出結
果を比較回路11に送る。基準電圧回路9は、バッテリ
3の端子間電圧と比較するための基準電圧を発生し、比
較回路11に送る。
The voltage detection circuit 8 detects a voltage between terminals of the battery 3. The voltage detection circuit 8 sends the detection result of the inter-terminal voltage to the comparison circuit 11. The reference voltage circuit 9 generates a reference voltage for comparison with a voltage between terminals of the battery 3 and sends the reference voltage to the comparison circuit 11.

【0029】記憶装置10は、回転数に応じたDuty
(デューティ)テーブルを記憶している。ここでいうD
uty(デューティ)とは、昇圧整流回路2をPWM制
御する場合に、この昇圧整流回路2の制御端子に印加さ
れるパルスのオン期間とオフ期間との比率である。この
記憶装置10の出力は、Duty演算回路12に入力さ
れている。
The storage device 10 has a duty cycle corresponding to the number of rotations.
(Duty) table is stored. D here
The “uty” (duty) is a ratio between an on-period and an off-period of a pulse applied to a control terminal of the boosting rectifier circuit 2 when the boosting rectifier circuit 2 is subjected to PWM control. The output of the storage device 10 is input to the duty operation circuit 12.

【0030】比較回路11は、電圧検出回路8が検出し
たバッテリ3の端子間電圧と、基準電圧回路9が発生し
た基準電圧とを入力し、これらの入力を比較し、比較結
果をDuty演算回路7bへ送る。
The comparison circuit 11 receives the voltage between the terminals of the battery 3 detected by the voltage detection circuit 8 and the reference voltage generated by the reference voltage circuit 9, compares these inputs, and compares the comparison result with the duty calculation circuit. Send to 7b.

【0031】Duty演算回路12は、比較回路11、
回転数検出回路7、記憶装置10の出力を入力し、これ
らの入力に基づいてDutyを演算し、演算結果を昇圧
制御及び電圧制御回路13へ送る。
The duty operation circuit 12 includes a comparison circuit 11,
The outputs of the rotation speed detection circuit 7 and the storage device 10 are input, the duty is calculated based on these inputs, and the calculation result is sent to the boosting control and voltage control circuit 13.

【0032】昇圧制御回路13は、Duty演算回路1
2、電圧(位相)検出回路6の出力を入力し、これらの
入力に基づいて昇圧整流回路2を制御する。具体的に
は、昇圧制御回路13の出力は、昇圧整流回路2のU相
制御端子2US、V相制御端子2VS、W相制御端子2
WSに入力される。
The boost control circuit 13 includes a duty operation circuit 1
2. The output of the voltage (phase) detection circuit 6 is input, and the boost rectification circuit 2 is controlled based on these inputs. Specifically, the output of the boost control circuit 13 is the U-phase control terminal 2US, the V-phase control terminal 2VS, and the W-phase control terminal 2 of the boost rectifier circuit 2.
Input to WS.

【0033】電圧(位相)検出回路6の出力が昇圧制御
回路13に入力されているのは、電圧波形から、トラン
ジスタS1、S2、S3をON、OFFするタイミング
を検出し、前記電圧波形と同期がとれたタイミングでト
ランジスタS1、S2、S3をON、OFFさせるため
である。
The reason why the output of the voltage (phase) detection circuit 6 is input to the boosting control circuit 13 is that the timing at which the transistors S1, S2, and S3 are turned on and off is detected from the voltage waveform and synchronized with the voltage waveform. This is because the transistors S1, S2, and S3 are turned ON and OFF at the timing when the current is removed.

【0034】また、電圧(位相)検出回路6の出力が回
転数検出回路7に入力されているのは、電圧波形から、
発電機1の回転数を検出するためである。すなわち、発
電機1の出力は回転数に応じて変化するので、この回転
数を検出し、昇圧整流回路2の制御に反映させている。
記憶装置10は、回転数毎のDutyテーブルを記憶し
ているが、回転数によっては、Dutyを上げた方が、
昇圧整流回路2からバッテリ3に送られる出力電流が上
がる場合と、Dutyを下げた方が、昇圧整流回路2か
らバッテリ3に送られる出力電流が上がる場合とがあ
る。従って、回転数を検出する必要がある。
The reason why the output of the voltage (phase) detection circuit 6 is input to the rotation speed detection circuit 7 is as follows from the voltage waveform.
This is for detecting the rotation speed of the generator 1. That is, since the output of the generator 1 changes according to the number of revolutions, the number of revolutions is detected and reflected on the control of the boost rectifier circuit 2.
The storage device 10 stores a Duty table for each rotation speed, but depending on the rotation speed, increasing the Duty depends on the rotation speed.
The output current sent from the boost rectifier circuit 2 to the battery 3 increases, and the output current sent from the boost rectifier circuit 2 to the battery 3 increases when the duty is reduced. Therefore, it is necessary to detect the rotation speed.

【0035】図2は、本実施形態における電源装置を自
動車に組み込んだ状態を示すブロック図である。エンジ
ン14は、変速機15を介して駆動輪16を駆動すると
共に、発電機(オルターネータ)1を回転させる。発電
機(オルターネータ)1が発生する交流電流は、昇圧整
流回路2で昇圧され、かつ直流電流に変換され、バッテ
リ3に充電される。バッテリ3は、自動車に搭載された
負荷(補機)4に電力を供給する。制御装置5は、発電
機(オルターネータ)1の回転数およびバッテリ3の電
圧に応じて、昇圧整流回路2を制御し、バッテリ3への
充電量を制御する。
FIG. 2 is a block diagram showing a state in which the power supply device according to the present embodiment is incorporated in an automobile. The engine 14 drives the drive wheels 16 via the transmission 15 and rotates the generator (alternator) 1. The alternating current generated by the generator (alternator) 1 is boosted by the boost rectifier circuit 2, converted into a direct current, and charged in the battery 3. The battery 3 supplies power to a load (auxiliary machine) 4 mounted on the vehicle. The control device 5 controls the boost rectifier circuit 2 according to the rotation speed of the generator (alternator) 1 and the voltage of the battery 3, and controls the amount of charge to the battery 3.

【0036】図3は、発電機1が出力する三相(U相、
V相、W相)波形と、トランジスタS1、S2、S3の
動作(ON、OFFの状態)との関係を示すタイミング
チャートである。図中のは同期整流(ON)領域であ
り、はダイオード整流(OFF)領域であり、は昇
圧制御(PWM)領域である。各相のスイッチング素子
は、昇圧制御を行わない領域で、他の相に比べて電位が
低い時は、同期整流動作を行う。すなわち、昇圧制御し
ていない相の電位が、他の相に比べて低い時に、発電機
1が出力する電流を、寄生ダイオードを経由させると、
約0.5Vの電圧降下があるので、トランジスタをON
させて、該電圧降下がないよう出力電流を導通させて、
電圧の損失を防いでいる。昇圧制御領域と、同期整流
領域との間は、他の相が同期整流を行っているので、
この時に同時にトランジスタをONさせて同期整流させ
ようとすると、同期整流をしている他の相と短絡を起こ
してしまい損失が発生することから、短絡を防止するた
め、発電機1の出力電流を、寄生ダイオードを経由させ
ている。
FIG. 3 shows three phases (U-phase,
6 is a timing chart showing the relationship between waveforms (V phase, W phase) and the operations (ON and OFF states) of transistors S1, S2, and S3. In the figure, a synchronous rectification (ON) region, a diode rectification (OFF) region, and a boost control (PWM) region. The switching element of each phase performs a synchronous rectification operation when the potential is lower than the other phases in a region where the boost control is not performed. That is, when the electric potential of the generator 1 is passed through the parasitic diode when the potential of the phase that is not boosted is lower than the other phases,
Turn on the transistor because there is a voltage drop of about 0.5V
Then, the output current is conducted so that the voltage drop does not occur,
Prevents voltage loss. Between the boost control region and the synchronous rectification region, since the other phases are performing synchronous rectification,
At this time, if the transistor is turned on at the same time to perform synchronous rectification, a short circuit occurs with another phase that is performing synchronous rectification, and a loss occurs. Therefore, in order to prevent a short circuit, the output current of the generator 1 is reduced. , Through a parasitic diode.

【0037】図4は、図3に示した期間T1におけるト
ランジスタS1、S2、S3の動作を示す図である。こ
の期間T1には、トランジスタS1は昇圧制御(PW
M)領域、トランジスタS2も昇圧制御(PWM)領
域、トランジスタS3は同期整流(ON)領域にあ
る。この期間T1に、発電機1の出力電流(矢印i1)
を、トランジスタS3と並列接続された寄生ダイオード
K3を経由させると、寄生ダイオードK3において約
0.5Vの電圧降下が発生するので、トランジスタS3
をONさせ、電圧の損失を防いでいる。なお、図中の矢
印i1およびi2は、発電機1の出力電流の向きを示し
ている。
FIG. 4 is a diagram showing the operation of the transistors S1, S2 and S3 during the period T1 shown in FIG. During this period T1, the transistor S1 controls the boost (PW
M) region, the transistor S2 is also in the boost control (PWM) region, and the transistor S3 is in the synchronous rectification (ON) region. During this period T1, the output current of the generator 1 (arrow i1)
Through the parasitic diode K3 connected in parallel with the transistor S3, a voltage drop of about 0.5 V occurs in the parasitic diode K3.
Is turned on to prevent voltage loss. Note that arrows i1 and i2 in the figure indicate the directions of the output current of the generator 1.

【0038】図5は、図3に示した期間T2におけるト
ランジスタS1、S2、S3の動作を示す図である。こ
の期間T2には、トランジスタS1はダイオード整流
(OFF)領域、トランジスタS2は昇圧制御(PW
M)領域、トランジスタS3は同期整流(ON)領域
にある。なお、図中の矢印i2およびi3は、発電機
1の出力電流の向きを示している。
FIG. 5 is a diagram showing the operation of the transistors S1, S2 and S3 during the period T2 shown in FIG. In this period T2, the transistor S1 is in a diode rectification (OFF) region, and the transistor S2 is in a step-up control (PW
M) region, the transistor S3 is in the synchronous rectification (ON) region. Note that arrows i2 and i3 in the figure indicate the directions of the output current of the generator 1.

【0039】図6は、図3に示したタイミングチャート
において、トランジスタS1、S2、S3のON、OF
Fを明示したタイミングチャートである。昇圧制御(P
WM)領域では、トランジスタのON、OFFが繰り
返される。この領域におけるON時間とOFF時間との
比を、デューティ比(Duty比)と呼ぶ。
FIG. 6 shows the timing chart shown in FIG. 3 in which the transistors S1, S2 and S3 are turned on and off.
6 is a timing chart showing F. Boost control (P
In the WM) region, ON and OFF of the transistor are repeated. The ratio between the ON time and the OFF time in this area is called a duty ratio (Duty ratio).

【0040】図7は、各Dutyにおける、発電機1の
回転数と、昇圧整流回路2から出力される出力電流との
関係を示すグラフである。このグラフは、回転数によっ
ては、Dutyを上げると出力電流が増加する場合と、
Dutyを下げると出力電流が増加する場合とがあるこ
とを示している。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of revolutions of the generator 1 and the output current output from the boost rectifier circuit 2 at each duty. This graph shows that when the duty is increased, the output current increases depending on the rotation speed,
This indicates that lowering the duty may increase the output current.

【0041】この図を参照し、本実施形態におけるDu
tyの変更方法を、具体例を挙げて説明する。まず、回
転数が2000rpm、Dutyが40%であった場合
に、昇圧整流回路2の出力電流を抑制するには、Dut
yを増加させて80%とし、昇圧整流回路2の出力電流
を増加させるには、Dutyを減少させて20%とす
る。これは、この回転数においては、Dutyを20%
にしたときに昇圧整流回路2の出力電流が最大になり、
Dutyを80%にしたときに昇圧整流回路2の出力電
流が最小になるからである。
Referring to this figure, Du in the present embodiment is shown.
The method of changing ty will be described with a specific example. First, in order to suppress the output current of the boost rectifier circuit 2 when the rotation speed is 2000 rpm and the duty is 40%, Dut
In order to increase y to 80% and to increase the output current of the boost rectifier circuit 2, Duty is reduced to 20%. This means that the duty is 20% at this rotational speed.
The output current of the boost rectifier circuit 2 becomes maximum,
This is because when Duty is set to 80%, the output current of the boost rectifier circuit 2 becomes minimum.

【0042】回転数が2500〜4500rpmの場合
には、Dutyを増加させても減少させても、昇圧整流
回路2の出力が低下する場合がある。例えば、回転数が
3000rpm、Dutyが40%であった場合に、昇
圧整流回路2の出力電流を抑制することを考えると、こ
のDutyを20%にしても60%にしても、どちらの
場合にも昇圧整流回路2の出力電流が低下する。このよ
うな場合には、後述する図8に示されている効率の良い
Dutyである60%を選択する。
When the number of rotations is 2500 to 4500 rpm, the output of the boosting rectifier circuit 2 may decrease even if the duty is increased or decreased. For example, considering that the output current of the step-up rectifier circuit 2 is suppressed when the rotation speed is 3000 rpm and the duty is 40%, the duty is set to 20% or 60% in either case. Also, the output current of the boost rectifier circuit 2 decreases. In such a case, an efficient duty of 60% shown in FIG. 8 described later is selected.

【0043】回転数が5000rpm、Dutyが40
%であった場合に、昇圧整流回路2の出力電流を抑制す
るには、Dutyを減少させて20%とし、昇圧整流回
路2の出力電流を増加させるには、Dutyを増加させ
て80%とする。これは、この回転数においては、Du
tyを20%にしたときに昇圧整流回路2の出力電流が
最小になり、Dutyを80%にしたときに昇圧整流回
路2の出力電流が最大になるからである。
The rotation speed is 5000 rpm and the duty is 40
%, The duty is reduced to 20% in order to suppress the output current of the boost rectifier circuit 2, and to increase the output current of the boost rectifier circuit 2, the duty is increased to 80%. I do. This is because at this rotational speed Du
This is because when ty is set to 20%, the output current of the boost rectifier circuit 2 becomes minimum, and when Duty is set to 80%, the output current of the boost rectifier circuit 2 becomes maximum.

【0044】図8は、各Dutyにおける、発電機1の
回転数と、昇圧整流回路2の効率との関係を示すグラフ
である。このグラフによれば、Dutyが高い方が、効
率も高い。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the generator 1 and the efficiency of the boost rectifier circuit 2 at each duty. According to this graph, the higher the duty, the higher the efficiency.

【0045】図9は、本実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。以下、このフローチャートを参照し、本
実施形態の動作を説明するが、以下の文中におけるST
1〜ST15の符号は、フローチャート中のステップを
表す。まず、イグニッションキーがオンされると、比較
に用いられる回転数Nbが保持される領域に、初期値と
して0が設定される。言い換えれば、Nbに、0が代入
される(ST1)。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to this flowchart.
Reference numerals 1 to ST15 represent steps in the flowchart. First, when the ignition key is turned on, 0 is set as an initial value in a region where the rotation speed Nb used for comparison is held. In other words, 0 is substituted for Nb (ST1).

【0046】次に、電圧(位相)検出回路6が、発電機
1の出力波形の位相を検出し(ST2)、回転数検出回
路7が、前記出力波形から、発電機1の回転数Naを検
出する(ST3)。そして、検出された回転数Naが、
所定値より大きいか否か、すなわちアイドル回転数に達
しているか否かが調べられる。所定値より大きくない場
合(N)には、エンジンが停止していると判断され、昇
圧制御が停止され(ST5)、ステップST1に戻る。
検出された回転数Naが、所定値より大きい場合(Y)
には、エンジンが始動したと判断され、次のステップS
T6へ進む。
Next, the voltage (phase) detection circuit 6 detects the phase of the output waveform of the generator 1 (ST2), and the rotation speed detection circuit 7 determines the rotation speed Na of the generator 1 from the output waveform. Detect (ST3). Then, the detected rotation speed Na is
It is checked whether or not it is greater than a predetermined value, that is, whether or not the idling speed has been reached. If it is not larger than the predetermined value (N), it is determined that the engine is stopped, the boost control is stopped (ST5), and the process returns to step ST1.
When the detected rotation speed Na is larger than a predetermined value (Y)
Is determined that the engine has started, and the next step S
Proceed to T6.

【0047】次のステップST6では、検出された回転
数Naと、比較に用いられる回転数Nbとの差の絶対値
が、所定値ΔNsより大きいか否かが調べられる(ST
6)。Nbには、前回検出された回転数が格納され、N
aには、今回検出された回転数が格納される。従って、
このステップでは、発電機1の回転数が、所定量ΔNs
以上変動したかどうかが調べられる。
In the next step ST6, it is checked whether or not the absolute value of the difference between the detected rotational speed Na and the rotational speed Nb used for comparison is larger than a predetermined value ΔNs (ST).
6). In Nb, the previously detected rotation speed is stored.
“a” stores the number of rotations detected this time. Therefore,
In this step, the number of revolutions of the generator 1 is increased by a predetermined amount ΔNs
It is checked whether or not it has fluctuated.

【0048】発電機1の回転数が、所定量ΔNs以上変
動し、NaとNbとの差の絶対値がΔNsより大きい場
合(Y)には、Duty演算回路12は、記憶装置10
に予め記憶された初期DutyテーブルTbl_Aの値
を読み出す(ST7)。初期DutyテーブルTbl_
Aには、負荷(補機類)4への給電のために最低必要な
電流が確保できて、かつ過電流によるヒューズトリップ
や球切れを起こすことがない出力電流を確保できるDu
tyの値が記載されている。最低必要な電流の値とは、
例えば10Aである。初期DutyテーブルTbl_A
には、各回転数に対するDutyの値が書かれているの
で、この時点での回転数Naに対応するDutyの値が
読み出される。発電機1の回転数が、所定量ΔNs以上
変動しておらず、NaとNbとの差の絶対値がΔNsよ
り大きくない場合(N)には、ステップST7は実行さ
れず、ステップST8へ進む。
When the rotation speed of the generator 1 fluctuates by a predetermined amount ΔNs or more and the absolute value of the difference between Na and Nb is larger than ΔNs (Y), the duty calculation circuit 12
The value of the initial duty table Tbl_A stored in advance is read (ST7). Initial duty table Tbl_
A is Du which can secure a minimum current required for power supply to the load (auxiliary equipment) 4 and can secure an output current which does not cause a fuse trip or a burnout due to an overcurrent.
The value of ty is described. What is the minimum required current value?
For example, 10A. Initial duty table Tbl_A
Indicates the value of the duty for each rotation speed, and the value of the duty corresponding to the rotation speed Na at this time is read. If the rotation speed of the generator 1 has not fluctuated by the predetermined amount ΔNs or more and the absolute value of the difference between Na and Nb is not larger than ΔNs (N), the step ST7 is not executed and the process proceeds to the step ST8. .

【0049】ステップST8では、NbにNaの値が代
入される。すなわち、今回検出された回転数の値が、前
回値を格納する領域に移される。次に、昇圧制御回路1
3が、昇圧スイッチング制御を開始する(ST9)。す
ると、昇圧整流回路2は、発電機1の出力電圧を昇圧
し、かつ整流し、バッテリ3に所定の直流電流を印加
し、バッテリ3の電圧を徐々に増加させる。この直流電
流により充電されるバッテリ3の電圧が、電圧検出回路
8によって検出され、検出値Vbaが比較回路11に送
られる。比較回路11は、この検出値Vbaを入力する
(ST10)。
In step ST8, the value of Na is substituted for Nb. That is, the value of the rotational speed detected this time is moved to the area where the previous value is stored. Next, the boost control circuit 1
3 starts boost switching control (ST9). Then, the boost rectifier circuit 2 boosts and rectifies the output voltage of the generator 1, applies a predetermined DC current to the battery 3, and gradually increases the voltage of the battery 3. The voltage of the battery 3 charged by the DC current is detected by the voltage detection circuit 8, and the detection value Vba is sent to the comparison circuit 11. The comparison circuit 11 receives the detection value Vba (ST10).

【0050】比較回路11は、電圧検出回路8から送ら
れた電圧の検出値Vbaと、基準電圧回路9から送られ
る電圧の設定値Vbsとを比較し、これらの値が、ほぼ
一致していて、両者が所定の範囲内に入っていれば
(Y)、ステップST2に戻る。所定の範囲に入ってい
なければ(N)、比較回路11は、検出値Vbaと設定
値Vbsとの大小関係を調べ(ST12)、検出値Vb
a<設定値Vbsであれば(Y)、Duty演算回路1
2は、記憶装置10に予め記憶された出力増加側Dut
yテーブルTbl_Cの値を読み出す(ST13)。出
力増加側DutyテーブルTbl_Cにも、各回転数に
対するDutyの値が書かれているので、この時点での
回転数Naに対応するDutyの値が読み出される。検
出値Vba<設定値Vbsでなければ(N)、Duty
演算回路12は、記憶装置10に予め記憶された出力低
減側DutyテーブルTbl_Bの値を読み出す(ST
14)。出力低減側DutyテーブルTbl_Bにも、
各回転数に対するDutyの値が書かれているので、こ
の時点での回転数Naに対応するDutyの値が読み出
される。
The comparison circuit 11 compares the detected value Vba of the voltage sent from the voltage detection circuit 8 with the set value Vbs of the voltage sent from the reference voltage circuit 9, and these values are almost the same. If both are within the predetermined range (Y), the process returns to step ST2. If it is not within the predetermined range (N), the comparison circuit 11 checks the magnitude relation between the detection value Vba and the set value Vbs (ST12), and
If a <set value Vbs (Y), the Duty operation circuit 1
2 is the output increasing side Dut stored in the storage device 10 in advance.
The value of the y table Tbl_C is read (ST13). Since the Duty value for each rotation speed is also written in the output increasing duty table Tbl_C, the Duty value corresponding to the rotation speed Na at this point is read. If the detected value Vba is not smaller than the set value Vbs (N), Duty
The arithmetic circuit 12 reads the value of the output reduction duty table Tbl_B stored in the storage device 10 in advance (ST
14). The output reduction duty table Tbl_B also has
Since the value of the duty for each rotation speed is written, the value of the duty corresponding to the rotation speed Na at this time is read.

【0051】なお、初期DutyテーブルTbl_Aか
ら出力低減側DutyテーブルTbl_Bまたは出力増
加側DutyテーブルTbl_Cへの変更を、負荷(補
機)4の動作数を検知して、この動作数に基づいて行っ
ても良い。
The change from the initial duty table Tbl_A to the output reduction duty table Tbl_B or the output increase duty table Tbl_C is performed based on the number of operations of the load (auxiliary equipment) 4 based on the detected number of operations. Is also good.

【0052】そして、Duty演算回路12は、昇圧制
御回路13に送るDutyの値を、読み出した値に変更
する(ST15)。すると、昇圧制御回路13からトラ
ンジスタS1、S2、S3に送られる制御波形のDut
yが変更される。その後、ステップST2に戻り、上記
の動作を繰り返す。
Then, the duty calculation circuit 12 changes the duty value to be sent to the boost control circuit 13 to the read value (ST15). Then, Dut of the control waveform sent from the boosting control circuit 13 to the transistors S1, S2, S3
y is changed. Thereafter, the process returns to step ST2, and the above operation is repeated.

【0053】図10は、Dutyテーブルを選択する動
作の別の実施形態を示すフローチャートである。このフ
ローは、図9におけるステップS11からS14の代わ
りに実行される。すなわち、図9におけるステップS1
0で、比較回路11が、バッテリ3の両端間の電圧の検
出値Vbaを入力した後に、電圧の検出値Vbaと設定
値Vbsとの差ΔVを算出する(ST16)。そして、
この差ΔVの値に応じたDutyの値を、記憶装置10
内のDutyテーブルから読み出す。このとき、Dut
yテーブルには、予め、初期Dutyと、出力低減側D
utyと、出力増加側Dutyとの3系統のみのDut
yテーブルではなく、出力低減側と出力増加側とのそれ
ぞれが、低減・増加の程度に応じた複数の系統に分かれ
たDutyテーブルが記憶される。そして、電圧の検出
値が、設定値からどのくらいずれているかに応じて、D
utyテーブルのどの系列からDutyの値を選択する
かを切り替える。このような構成では、より正確に効率
の良い発電制御が可能である。
FIG. 10 is a flowchart showing another embodiment of the operation for selecting the duty table. This flow is executed instead of steps S11 to S14 in FIG. That is, step S1 in FIG.
At 0, the comparison circuit 11 calculates the difference ΔV between the detected voltage Vba and the set value Vbs after inputting the detected value Vba of the voltage between both ends of the battery 3 (ST16). And
The value of Duty corresponding to the value of the difference ΔV is stored in the storage device 10.
Is read from the Duty table. At this time, Dut
In the y table, the initial Duty and the output reduction D
Duty of only three systems, i.e., duty and the output increasing side Duty
Instead of the y table, a duty table is stored in which each of the output reduction side and the output increase side is divided into a plurality of systems according to the degree of reduction and increase. Then, depending on how much the detected value of the voltage is from the set value, D
Switching from which sequence of the duty table a duty value is selected. With such a configuration, more efficient and efficient power generation control is possible.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、請求項1の発明では、
回転数に対応するデューティ比を記憶手段から読み出
し、読み出したデューティ比で、昇圧整流回路内のスイ
ッチング素子をチョッピングさせ、昇圧整流回路の出力
電流を制御するので、昇圧整流回路の出力電流は、磁石
発電機の回転数によらず、一定の範囲内に調節されて蓄
電装置および負荷に供給される。従って、発電機におい
て、界磁を発生させるための余分な電流を消費すること
なしに、蓄電装置および負荷に適切な通電量に調節され
た電流を供給することができ、充電効率を向上させるこ
とができる。
According to the present invention, according to the first aspect of the present invention,
The duty ratio corresponding to the rotation speed is read from the storage means, and the switching element in the boost rectifier circuit is chopped by the read duty ratio to control the output current of the boost rectifier circuit. Regardless of the number of revolutions of the generator, the power is adjusted within a certain range and supplied to the power storage device and the load. Therefore, in the generator, a current adjusted to an appropriate amount of current can be supplied to the power storage device and the load without consuming an extra current for generating a magnetic field, thereby improving charging efficiency. Can be.

【0055】また、請求項2の発明では、比較手段が、
電圧検出手段が出力する検出電圧と、予め設定された基
準電圧とを比較し、比較の結果、検出電圧が基準電圧よ
り大きい場合には、デューティ補正手段が、記憶手段か
ら第1のデューティ比を取り出し、検出電圧が基準電圧
より小さい場合には、デューティ補正手段が、記憶手段
から第2のデューティ比を取り出すので、蓄電装置の電
圧が、基準電圧より大きい場合には、昇圧整流回路の出
力電流が減少させられ、基準電圧より小さい場合には、
昇圧整流回路の出力電流が増加させられる。従って、過
剰な発電を行うことがなく昇圧整流回路の出力電流によ
って充電される蓄電装置の電圧は、常に一定に保持され
るように制御され、発電機での余剰電力の消費が抑制さ
れ、充電効率を向上させることができる。
According to the second aspect of the present invention, the comparing means includes:
The detected voltage output from the voltage detecting means is compared with a preset reference voltage. If the comparison result shows that the detected voltage is larger than the reference voltage, the duty correcting means determines the first duty ratio from the storage means. If the detected and detected voltage is lower than the reference voltage, the duty correction means fetches the second duty ratio from the storage means. If the voltage of the power storage device is higher than the reference voltage, the output current of the boost rectifier circuit Is reduced and is smaller than the reference voltage,
The output current of the boost rectifier circuit is increased. Therefore, the voltage of the power storage device that is charged by the output current of the boost rectifier circuit without generating excessive power is controlled so as to be constantly maintained at a constant level. Efficiency can be improved.

【0056】また、請求項3の発明では、偏差算出手段
が、電圧検出手段が出力する検出電圧と、予め設定され
た基準電圧との偏差を算出し、デューティ補正手段が、
記憶手段から、偏差を減少させるデューティ比を取り出
す。従って、偏差が減少する方向にデューティ比が変え
られるので、過剰な発電を行うことがなく昇圧整流回路
の出力電流によって充電される蓄電装置の電圧は、常に
一定に保持されるように制御される。
Further, in the invention according to claim 3, the deviation calculating means calculates a deviation between the detected voltage output from the voltage detecting means and a preset reference voltage, and the duty correcting means comprises:
The duty ratio for reducing the deviation is obtained from the storage means. Therefore, since the duty ratio is changed in a direction in which the deviation decreases, the voltage of the power storage device charged by the output current of the boosting rectifier circuit without generating excessive power is controlled so as to be always kept constant. .

【0057】また、請求項4の発明では、記憶手段が、
回転数毎の発電電流が所定値以上となるデューティ比を
予め記憶しているので、負荷が最低限必要とする電流が
確保される。
According to the fourth aspect of the present invention, the storage means comprises:
Since the duty ratio at which the generated current for each rotation speed is equal to or more than the predetermined value is stored in advance, the minimum current required by the load is secured.

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

【図1】 本発明の一実施形態における自動車用電源装
置の構成を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an automobile power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施形態における電源装置を自動
車に組み込んだ状態を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a state in which the power supply device according to the embodiment of the present invention is incorporated in an automobile.

【図3】 発電機1が出力する三相(U相、V相、W
相)波形と、トランジスタS1、S2、S3の動作(O
N、OFFの状態)との関係を示すタイミングチャー
ト。
FIG. 3 shows three phases (U-phase, V-phase, W-phase) output from the generator 1
Phase) waveform and the operation of the transistors S1, S2, S3 (O
(N, OFF state).

【図4】 図3に示した期間T1におけるトランジスタ
S1、S2、S3の動作を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing operations of transistors S1, S2, and S3 during a period T1 shown in FIG.

【図5】 図3に示した期間T2におけるトランジスタ
S1、S2、S3の動作を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing operations of transistors S1, S2, and S3 during a period T2 shown in FIG.

【図6】 図3に示したタイミングチャートにおいて、
トランジスタS1、S2、S3のON、OFFを明示し
たタイミングチャート。
FIG. 6 is a timing chart shown in FIG.
6 is a timing chart clearly showing ON and OFF of transistors S1, S2, and S3.

【図7】 各Dutyにおける、発電機1の回転数と、
昇圧整流回路2から出力される出力電流との関係を示す
グラフ。
FIG. 7 shows the number of rotations of the generator 1 at each duty;
5 is a graph showing a relationship with an output current output from the boost rectifier circuit 2.

【図8】 各Dutyにおける、発電機1の回転数と、
昇圧整流回路2の効率との関係を示すグラフ。
FIG. 8 shows the number of rotations of the generator 1 at each duty;
4 is a graph showing a relationship between the efficiency of the boost rectifier circuit 2 and the boost rectifier circuit 2.

【図9】 本発明の一実施形態の動作を示すフローチャ
ート。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of one embodiment of the present invention.

【図10】 Dutyテーブルを選択する動作の別の実
施形態を示すフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart showing another embodiment of the operation of selecting a duty table.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発電機磁石発電機 2 昇圧整流回路 3 バッテリ蓄電装置 4 負荷 5 制御装置 6 電圧(位相)検出回路 7 回転数検出回路(回転数検出手段) 8 電圧検出回路 9 基準電圧回路 10 記憶装置(記憶手段) 11 比較回路 12 Duty演算回路 13 昇圧制御回路(昇圧制御手段) 14 エンジン 15 変速機 16 駆動輪 D1、D2、D3 ダイオード S1、S2、S3 トランジスタ(スイッチング素子) K1、K2、K3 寄生ダイオード REFERENCE SIGNS LIST 1 generator magnet generator 2 step-up rectifier circuit 3 battery power storage device 4 load 5 controller 6 voltage (phase) detection circuit 7 rotation speed detection circuit (rotation speed detection means) 8 voltage detection circuit 9 reference voltage circuit 10 storage device (storage) Means) 11 Comparison circuit 12 Duty operation circuit 13 Step-up control circuit (step-up control means) 14 Engine 15 Transmission 16 Drive wheel D1, D2, D3 Diode S1, S2, S3 Transistor (switching element) K1, K2, K3 Parasitic diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G060 CA13 DA01 DB01 5H590 AA02 AA15 AB02 CA07 CA23 CC02 CC18 CC24 CD01 CE05 CE08 CE10 DD72 EA13 EB02 EB21 FA08 FB01 FB03 FC12 FC14 FC17 GA04 GB05 HA01 HA02 HA10 HA27 JA02 JB02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5G060 CA13 DA01 DB01 5H590 AA02 AA15 AB02 CA07 CA23 CC02 CC18 CC24 CD01 CE05 CE08 CE10 DD72 EA13 EB02 EB21 FA08 FB01 FB03 FC12 FC14 FC17 GA04 GB05 HA01 HA02 HA10 HA27 JA02 JB02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関に駆動されて交流電流を発生す
る磁石発電機と、 この磁石発電機が発生する交流電流を昇圧かつ整流し、
直流電流を出力する昇圧整流回路と、 この昇圧整流回路が出力する直流電流を蓄電する蓄電装
置と、 この蓄電装置または前記昇圧整流回路から供給される直
流電流で駆動される負荷と、 前記昇圧整流回路を制御する制御装置とを備えた自動車
用電源装置において、 前記昇圧整流回路は、前記磁石発電機が発生する交流電
流をチョッピングして昇圧させるスイッチング素子を備
え、 前記制御装置は、 前記磁石発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、 この回転数検出手段が検出する回転数に対応する、前記
スイッチング素子のチョッピング時のオン期間とオフ期
間とのデューティ比を予め記憶している記憶手段と、 前記回転数検出手段が検出した回転数に対応するデュー
ティ比を前記記憶手段から読み出し、読み出したデュー
ティ比で前記スイッチング素子をチョッピングさせる昇
圧制御手段とを備えたことを特徴とする自動車用電源装
置。
1. A magnet generator driven by an internal combustion engine to generate an alternating current, and a step-up and rectification of the alternating current generated by the magnet generator,
A boost rectifier circuit that outputs a DC current; a power storage device that stores the DC current output by the boost rectifier circuit; a load that is driven by the DC current supplied from the power storage device or the boost rectifier circuit; A power supply device for a vehicle, comprising: a control device for controlling a circuit; wherein the boosting rectifier circuit includes a switching element for chopping and boosting an alternating current generated by the magnet generator; Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the machine; and storage for storing in advance a duty ratio between an ON period and an OFF period during chopping of the switching element corresponding to the rotation speed detected by the rotation speed detection device. Means for reading a duty ratio corresponding to the number of rotations detected by the number of rotations detection means from the storage means; Automobile power unit being characterized in that a step-up control means for chopping the switching element.
【請求項2】 前記記憶手段は、回転数に応じて設定さ
れた、前記昇圧整流回路の出力電流が初期値より減少す
る第1のデューティ比と、回転数に応じて設定された、
前記昇圧整流回路の出力電流が初期値より増加する第2
のデューティ比とを予め記憶しており、 前記制御装置は、 前記蓄電装置の電圧を検出し、検出電圧を出力する電圧
検出手段と、 この電圧検出手段が出力する検出電圧と、予め設定され
た基準電圧とを比較する比較手段と、 この比較手段による比較の結果、検出電圧が基準電圧よ
り大きい場合には、前記記憶手段から第1のデューティ
比を取り出し、検出電圧が基準電圧より小さい場合に
は、前記記憶手段から第2のデューティ比を取り出すデ
ューティ補正手段とを備えたことを特徴とする請求項1
に記載の自動車用電源装置。
2. The storage device according to claim 1, wherein said storage means is set according to a first duty ratio at which an output current of said step-up rectifier circuit is reduced from an initial value, said first duty ratio being set according to a rotation speed.
A second output current of the step-up rectifier circuit increases from an initial value;
The control device detects a voltage of the power storage device and outputs a detection voltage; a detection voltage output by the voltage detection device; Comparing means for comparing with a reference voltage; as a result of comparison by the comparing means, when the detected voltage is larger than the reference voltage, the first duty ratio is taken out from the storage means; And a duty correction means for extracting a second duty ratio from the storage means.
The power supply device for an automobile according to claim 1.
【請求項3】 前記記憶手段は、回転数に応じて設定さ
れた、前記昇圧整流回路の出力電流が初期値より減少ま
たは増加する複数系統のデューティ比を予め記憶してお
り、 前記制御装置は、 前記蓄電装置の電圧を検出し、検出電圧を出力する電圧
検出手段と、 この電圧検出手段が出力する検出電圧と、予め設定され
た基準電圧との偏差を算出する偏差算出手段と、 この偏差算出手段が算出する偏差を減少させるデューテ
ィ比を前記記憶手段から取り出すデューティ補正手段と
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の自動車用電
源装置。
3. The storage device stores, in advance, duty ratios of a plurality of systems in which the output current of the boost rectifier circuit decreases or increases from an initial value, the duty ratio being set according to a rotation speed. Voltage detecting means for detecting a voltage of the power storage device and outputting a detected voltage; deviation calculating means for calculating a deviation between the detected voltage output by the voltage detecting means and a preset reference voltage; The vehicle power supply device according to claim 1, further comprising: a duty correction unit that extracts a duty ratio for reducing the deviation calculated by the calculation unit from the storage unit.
【請求項4】 前記記憶手段は、回転数毎の発電電流が
所定値以上となるデューティ比を予め記憶していること
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の自動車
用電源装置。
4. The vehicle power supply device according to claim 1, wherein said storage means stores in advance a duty ratio at which a generated current for each rotation speed is equal to or more than a predetermined value. .
JP2001025480A 2001-02-01 2001-02-01 Automobile power source device Withdrawn JP2002233072A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001025480A JP2002233072A (en) 2001-02-01 2001-02-01 Automobile power source device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001025480A JP2002233072A (en) 2001-02-01 2001-02-01 Automobile power source device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002233072A true JP2002233072A (en) 2002-08-16

Family

ID=18890460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001025480A Withdrawn JP2002233072A (en) 2001-02-01 2001-02-01 Automobile power source device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002233072A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148341A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Rectification system for three-phase ac generator and battery charging unit using the same
JP2012254692A (en) * 2011-06-08 2012-12-27 Honda Motor Co Ltd Control device of outboard motor
WO2016151851A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 新電元工業株式会社 Battery charging device and battery charging device control method
EP2629409A4 (en) * 2010-10-13 2018-01-10 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Regulator, battery charging apparatus, and battery charging system
CN112567617A (en) * 2018-08-31 2021-03-26 本田技研工业株式会社 Inverter type engine generator
CN113285635A (en) * 2021-05-28 2021-08-20 哈尔滨工业大学 Multiphase permanent magnet synchronous motor system
JP2022173040A (en) * 2021-05-06 2022-11-17 深▲せん▼市斗索科技有限公司 Ac rectification and buck-boost circuit and method thereof

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148341A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Shindengen Electric Mfg Co Ltd Rectification system for three-phase ac generator and battery charging unit using the same
EP2629409A4 (en) * 2010-10-13 2018-01-10 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Regulator, battery charging apparatus, and battery charging system
JP2012254692A (en) * 2011-06-08 2012-12-27 Honda Motor Co Ltd Control device of outboard motor
WO2016151851A1 (en) * 2015-03-26 2016-09-29 新電元工業株式会社 Battery charging device and battery charging device control method
JPWO2016151851A1 (en) * 2015-03-26 2017-04-27 新電元工業株式会社 Battery charging device and battery charging device control method
US10256651B2 (en) 2015-03-26 2019-04-09 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Battery charging device and method of controlling battery charging device
CN112567617A (en) * 2018-08-31 2021-03-26 本田技研工业株式会社 Inverter type engine generator
JP2022173040A (en) * 2021-05-06 2022-11-17 深▲せん▼市斗索科技有限公司 Ac rectification and buck-boost circuit and method thereof
US11955903B2 (en) 2021-05-06 2024-04-09 SHENZHEN DOSO Technology Ltd. Rectification and boost-buck control system for alternating current
CN113285635A (en) * 2021-05-28 2021-08-20 哈尔滨工业大学 Multiphase permanent magnet synchronous motor system
CN113285635B (en) * 2021-05-28 2022-10-25 哈尔滨工业大学 Multiphase permanent magnet synchronous motor system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7816805B2 (en) Power supply system with multiphase motor and multiphase inverter
JP4116292B2 (en) Electric power generation system for hybrid vehicles
JP5553677B2 (en) Output controller for hybrid generator
US6346797B1 (en) Load matched alternator system
US7834578B2 (en) Load driving apparatus, vehicle, and abnormality processing method at load driving apparatus
US8164282B2 (en) Motive power output apparatus and vehicle with the same
US7525278B2 (en) Voltage conversion apparatus, power output apparatus, and control method of voltage converter
US20050001582A1 (en) Motor control device
US7675192B2 (en) Active DC bus filter for fuel cell applications
KR20060085239A (en) Power supply device
JP6214711B2 (en) Control device for rotating electrical machine
CN110880869A (en) Voltage converter
US8598723B2 (en) Hybrid engine-driven power generator
US7545122B2 (en) Control method of generator
JP2002233072A (en) Automobile power source device
JP4950162B2 (en) Vehicle power supply
US11038367B2 (en) Power supply apparatus for vehicle
US8680796B2 (en) Control device and control method for power converter
JP2012224187A (en) Hybrid power generator
KR101361782B1 (en) Hybrid power apparatus
JP2000083329A (en) Energy supplying equipment for electromagnetic valve control device of internal combustion engine
JP4553292B2 (en) Power supply
JP2005295626A (en) Drive controller of generator
JP2001157497A (en) Power generation controller for synchronous generator
US20150035500A1 (en) method for operating a power supply unit for an electrical system of a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080401