WO2019186962A1 - ハイブリッド式エンジン発電機の制御装置 - Google Patents

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WO2019186962A1
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battery
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崇 橋爪
木全　隆一
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本田技研工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device for a hybrid engine generator including an engine power generator driven by a battery and an engine.
  • Patent Document 1 a technique described in Patent Document 1 is known as a control device for a hybrid engine generator including an engine power generator driven by a battery and an engine.
  • the technique described in Patent Document 1 fixes the engine speed when the battery output is greater than or equal to a predetermined value and compensates for the shortage with the battery output, while increasing the engine speed when the battery output falls below the predetermined value. By increasing the power generation output, the engine speed is prevented from increasing and the increase in noise is avoided.
  • Patent Document 1 is configured as described above to suppress an increase in the engine speed and avoid an increase in noise. However, since it merely includes a battery, in addition to cooperative control of the battery and the engine generator, There was room for improvement in fuel economy. *
  • an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a hybrid engine generator control device that improves the coordinated control of the battery and the engine generator and improves the fuel efficiency.
  • the present invention provides a user load specifying instruction for instructing a user to specify a load to be used in a control device for a hybrid engine generator having an engine power generation unit driven by an engine.
  • a battery connection unit that selects at least one of a plurality of batteries different in discharge capacity per unit time according to a load specified by a user according to the instruction and connects to the engine power generation unit,
  • a control unit that controls charging / discharging of the connected battery and operation of the engine power generation unit based on a load request output required from the specified load is provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram generally showing a control device for a hybrid engine generator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing in detail the configuration of the engine power generator and the like of FIG. *
  • a hybrid engine generator (hereinafter referred to as “generator”) 1 includes an engine 10, an engine power generation unit 12 driven by the engine 10, a battery 14, and an electronic device that controls the operation thereof.
  • a control unit Electric Control Unit; hereinafter referred to as “ECU”) 16 is provided. *
  • the battery 14 consists of four, 14a, 14b, 14c, 14d.
  • the four batteries 14 are composed of batteries having different discharge capacities per unit time. Specifically, the batteries 14a and 14b have normal discharge characteristics (first characteristics), and the batteries 14c and 14d have first characteristics. It has a characteristic with a larger discharge capacity (second characteristic, in other words, a characteristic capable of rapid discharge). Since the remaining configurations of the four batteries 14 are the same except for the discharge characteristics, the following description will be made simply as the batteries 14. *
  • the ECU 16 comprises a microcomputer having at least a processor (CPU) 16a and at least one memory (ROM, RAM) 16b connected to the processor 16a, etc., and comprises an input unit usable by a user, comprising a keyboard and a display. 16c. *
  • the engine power generation unit 12 includes an alternator 20 and a power conversion unit 22.
  • the engine 10 is composed of, for example, an ignition type air-cooled engine using gasoline as fuel, a piston (not shown) that reciprocates in a cylinder, and a crankshaft (output shaft; not shown) that rotates in synchronization with the piston. Have The rotation of the engine 10 is adjusted by a throttle valve 10a driven by an actuator. *
  • the power of the engine 10 drives the alternator 20 of the engine power generation unit 12 via the crankshaft.
  • the alternator 20 is of a multipolar type, is connected to the crankshaft and rotates integrally with the crankshaft, and has a rotor (not shown) in which a permanent magnet is disposed around the rotor, and a rotor facing the rotor circumferential surface. 2 and a stator (not shown) provided with UVW phase windings 20a arranged at a phase angle of every 120 degrees as shown in FIG. *
  • the power conversion unit 22 includes a rectification unit 22a, a DC unit 22b, an inverter unit 22c, and a waveform shaping circuit 22d.
  • the rectifying unit 22a is composed of a mixed bridge rectifier circuit having bridge-connected thyristors SCR1, SCR2, SCR3 and diodes D1, D2, D3.
  • the U-phase portion 20a1 is connected to the connecting portion of SCR1 and D1
  • the V-phase portion 20a2 is connected to the connecting portion of SCR2 and D2
  • the W-phase portion 20a3 is connected to the connecting portion of SCR3 and D3. Is done. *
  • the rectifying unit 22a rectifies the output of the alternator 20 and outputs the rectified output to the DC unit 22b.
  • the SCR1 to SCR3 are turned on / off by the ECU 16, the DC output voltage output from the battery 14 is changed to a three-phase AC voltage. It also functions as drive means for converting and applying to the alternator 20.
  • the direct current unit 22b includes a capacitor C1. *
  • the inverter unit 22c includes switching elements Q1, Q2, Q3, and Q4 that are bridge-connected and diodes are connected in parallel.
  • the output of the inverter unit 22c is input to a waveform shaping circuit 22d composed of coils L1 and L2 and a capacitor C2.
  • a load (electric load) 24 is connected to the subsequent stage of the waveform shaping circuit 22d.
  • the battery 14 is connected to the power conversion unit 22 via an insulating DCDC converter 26.
  • the DCDC converter 26 supplies electric power bidirectionally between the battery 14 and the DC unit 22b.
  • the DCDC converter 26 corresponds to the charging power conversion unit and the output power conversion unit in FIG.
  • the DCDC converter 26 is connected to the primary low voltage side winding 30a and the secondary high voltage side winding 30b, the low voltage side switching unit 30c connected to the low voltage side coil 30a, and the high voltage side coil 30b.
  • the rectifying unit 30d is provided. *
  • the low-voltage side switching unit 30c is composed of switching elements Q5, Q6, Q7, and Q8 that are bridge-connected with diodes connected in parallel.
  • the rectifying unit 30d is composed of diodes D4, D5, D6, and D7 that are bridge-connected.
  • the LC resonance circuit 30f is inserted into the high voltage side winding 30b, and smoothing capacitors C3 and C4 are connected to the low voltage side switching unit 30c and the rectification unit 30d.
  • the switching elements Q5 to Q8 of the low voltage side switching unit 30c are ON / OFF controlled by the ECU 16. *
  • a charging circuit is formed on the input / output side of the second transformer 32.
  • the charging circuit includes a switching element Q9 provided on the input side of the second transformer 32, a capacitor C5 provided on the output side, and a switching element Q10.
  • the ECU 16 controls the switching element Q9 on and off to store a DC voltage in the capacitor C5. The voltage is adjusted to be suitable for charging the battery 14 by controlling the switching element Q10 on and off.
  • the ECU 16 drives and synchronizes the switching elements so that the battery 14, more specifically, the DCDC converters 26 of the batteries 14 a, 14 b, 14 c, and 14 d perform bidirectional power conversion.
  • the output voltage of the DC unit 22b is stepped down by the DCDC converter 26, In addition to being input to the battery 14 (charging the battery 14), when the remaining capacity of the battery 14 is large, the DCDC converter 26, the inverter unit 22c, and the waveform shaping circuit are used to supplement (assist) the output voltage of the engine power generation unit 12. It is supplied to the load 24 from the battery 14 via 22d.
  • the output voltage of the rectification unit 22a is smoothed and adjusted by the DC unit 22b, converted to AC power of a predetermined frequency by the inverter unit 22c, as will be described later, and supplied to the load 24 via the waveform shaping circuit 22d.
  • An engine speed detector 34 made of a magnetic pickup or the like is provided in the vicinity of the engine 10, more specifically, the stator of the alternator 20 to detect the engine speed corresponding to the rotor speed and to convert power.
  • the unit 22 is provided with a power conversion unit output detection unit 36 including a voltage / current sensor, and detects the voltage across the capacitor C1 of the DC unit 22b, the power generation output of the engine power generation unit 12, and the like.
  • a load output detection unit 40 including a voltage / current sensor or the like is provided upstream of the load 24, and detects a required output of the load 24.
  • a battery output detection unit 42 composed of a voltage / current sensor or the like is provided downstream of the DCDC converter (output power conversion unit) 26 to detect power output (discharged) from the battery 14 and to appropriately position the battery 14.
  • the DCDC converter (output power conversion unit) 26 is provided with a battery output instruction unit 46 that instructs the output (discharge) of the battery 14. *
  • the actuator of the throttle valve 10a of the engine 10 is connected to the throttle opening instruction unit 50, and the actuator is driven in accordance with the output of the throttle opening instruction unit 50 to adjust the opening / closing of the throttle valve 10a. It is corrected.
  • the output of each detection unit described above is input to the ECU 16.
  • the ECU 16 controls the terminal voltage of the capacitor C1 detected in the engine power generation unit 12 to be constant regardless of the increase or decrease of the load 24, and the AC voltage output from the inverter unit 22c from the load 24 at a desired frequency.
  • the switching elements Q5 to Q8 are turned on / off so that the required load output is obtained.
  • the ECU 16 instructs the output (discharge) of the battery 14 through the battery output instruction unit 46 based on the input sensor output, and adjusts the throttle opening through the throttle opening instruction unit 50 to adjust the engine. Control the number of revolutions.
  • the processor 16a follows a program stored in the memory 16b and, as will be described later, a user load specifying instruction unit 16a1 for instructing the user to specify the load 24 (more specifically, the type) to be used, and an instruction Battery connection for selecting at least one of a plurality of (4) batteries having different discharge capacities per unit time according to the load 24 (type) specified by the user and connecting to the engine power generation unit 12 It functions as the control unit 16a3 that controls charging / discharging of the battery 14 and the operation of the engine power generation unit 12 based on the load request output requested from the unit 16a2 and the specified load.
  • the user is instructed to specify the load 24, and the load specified by the user in response to the instruction 4, at least one of a plurality of batteries having different discharge capacities per unit time according to 4 is selected, and charging / discharging of the battery 14 selected based on a load request output required from the specified load and an engine power generation unit And twelve operations.
  • the batteries 14 a, 14 b, 14 c, and 14 d are connected in parallel to the DCDC converter 26 through the battery selection mechanism 52.
  • the battery selection mechanism 52 is provided at the output end of the DCDC converter 26, and includes a switch (not shown) that can be opened and closed by the ECU 16, more specifically, the battery connection unit 16a2, and the battery 14a is operated by the operation of the battery connection unit 16a2.
  • 14b, 14c, 14d can be selected from one to four. *
  • FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the control device for the engine generator 1 according to the embodiment, more specifically, the operation of the ECU 16, and
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing types of loads planned in the processing of FIG. 5A to 5C are time charts for explaining the processing of FIG. *
  • a general type load changes in the required load output of commercial home appliances are normal (medium battery assist amount)
  • transient loads changes in the required load output of electric drills, compressors, etc. are suddenly changed (battery assist amount) Is a large load)
  • a stationary load means a load with a small change in load demand output such as lighting (a small battery assist amount).
  • the battery 14 has batteries (hereinafter referred to as “normal”) 14a and 14b having normal discharge characteristics (first characteristics) and characteristics (second characteristics) having a discharge capacity larger than the first characteristics.
  • the process proceeds to S12, where the above-described type of the load 24 specified by the user through the operation of the input unit 16c is determined, and the process proceeds to S14. It is determined whether the load is a mold load. If the determination is affirmative, the process proceeds to S ⁇ b> 16, and the normal 14 a and the rapid 14 c are selected as the battery 14 and connected to the engine power generation unit 12. *
  • batteries 14a, 14b, 14c, and 14d are prepared in advance and are selected / connected according to the load specified by the user.
  • the present invention is not limited thereto. Instead, it may be obtained from a storage location such as a warehouse or purchased from the market according to the load specified by the user, and may be connected to the DCDC converter 26 via the battery selection mechanism 52. *
  • the general type load 24 is controlled using the normal battery 14a and the quick battery 14c. *
  • the ECU 16 controls the DCDC converter 26 of each of the batteries 14a and 14c to generate the power output of the engine power generation unit 12.
  • the batteries 14a and 14c are charged.
  • the load demand output greatly rose from zero to the maximum load state. Therefore, the power generation output of the engine power generation unit 12 is maximized, and the DCDC converter 26 is controlled to discharge the shortage from the batteries 14a and 14c. At the same time, the voltage is gradually decreased, and at time t2, the discharge is stopped according to the decrease in the load request output, and only the power generation output of the engine 10 is set.
  • the power generation output of the engine power generation unit 12 and the charge / discharge of the battery 14 can be smoothed. Further, even when the load request output increases rapidly, the two batteries 14a and 14c can assist, and the generator 1 and the battery 14 can be suitably coordinated and the fuel efficiency of the generator 1 can be improved.
  • the transient type load 24 is controlled using the two rapid batteries 14c and 14d. *
  • the ECU 16 controls the DCDC converter 26 of each of the two batteries 14c and 14d to generate two power generation outputs.
  • the batteries 14c and 14d are charged.
  • the batteries 14c and 14d are charged with the power generation output of the engine power generation unit 12, and from time t3 to t4, the shortage with the required load output is assisted by discharging. Since the load request output becomes zero from t4, the batteries 14c and 14d are charged with the power generation output.
  • the stationary load 24 is controlled using two normal batteries 14a and 14b. *
  • the ECU 16 controls the DCDC converter 26 of each of the two batteries 14a and 14b to generate two power generation outputs.
  • the batteries 14a and 14b are charged.
  • the battery is discharged at time t2, the engine power generation unit 12 is generated at time t3, and the battery is generated again at time t4.
  • the power generation output of the engine power generation unit 12 and the charging / discharging of the battery 14 can be optimally smoothed and optimally coordinated, and the battery power generation amount can be increased and ecological The fuel efficiency can be greatly improved by enabling a simple driving.
  • the number of the batteries 14 selected / connected according to the load is two.
  • the number of the batteries 14 is not limited thereto, and may be one or three or more. good. That is, the feature of this embodiment is that at least one of a plurality of batteries different in discharge amount per unit time is selected according to the load and connected to the engine power generation unit 12, so that the battery to be selected / connected It is sufficient that the number of 14 is at least one.
  • the plurality of batteries 14 (14a, 14b, 14c, 14d) having different discharge capacities per unit time according to the instruction unit (16a1, 16c, S10) and the load 24 specified by the user according to the instruction
  • movement of the said engine electric power generation part 12 is provided. Since Ku configuration, it is possible to improve the cooperative control of the engine generator 1 (engine generator unit 12) and the battery 14, it is possible to improve fuel economy. *
  • the plurality of batteries 14 include a battery 14a, 14b having a discharge characteristic per unit time having a first characteristic (normal characteristic) and a second characteristic (rapid characteristic) having a discharge capacity larger than the first characteristic. ) Having the battery 14c and 14d having the above-described configuration, the cooperative control between the engine generator 1 (engine power generation unit 12) and the battery 14 can be easily improved, and the fuel consumption can be easily improved. *
  • the battery connection unit is configured to select at least two batteries from the plurality of batteries prepared in advance according to the load specified by the user in accordance with the instruction and to connect to the engine power generation unit. Therefore, the coordinated control of the engine generator 1 (engine power generation unit 12) and the battery 14 can be reliably improved, and the fuel consumption can be improved accurately.
  • At least one of a plurality of batteries 14 (14a, 14b, 14c, 14d) having different discharge capacities per unit time according to the instruction step (S10) and the load 24 specified by the user according to the instruction is selected.
  • a battery connection step (S12 to S22) for connecting to the engine power generation unit 12, charge / discharge of the connected battery 14 based on a load request output requested from the specified load 24, and the engine power generation unit 12 is provided with a control step (S24) for controlling the operation of the engine 12.
  • Electric machine 1 it is possible improve the cooperative control (engine generator unit 12) and the battery 14, it is possible to improve fuel economy.
  • the plurality of batteries 14 include a battery 14a, 14b having a discharge characteristic per unit time having a first characteristic (normal characteristic) and a second characteristic (rapid characteristic) having a discharge capacity larger than the first characteristic. ) Having the battery 14c and 14d having the above-described configuration, the cooperative control between the engine generator 1 (engine power generation unit 12) and the battery 14 can be easily improved, and the fuel consumption can be easily improved. *
  • At least two batteries are selected from the plurality of batteries prepared in advance according to the load specified by the user according to the instruction and connected to the engine power generation unit 12. Since it comprised, the coordinated control of the engine generator 1 (engine power generation part 12) and the battery 14 can be improved reliably, and a fuel consumption can be improved exactly.
  • the processor 16a and at least one connected to the processor 16a are provided.
  • ECU 16 having at least a memory 16b.
  • the processor 16a instructs the user to specify the load 24 to be used in accordance with a program stored in the memory 16b (S10), and is specified by the user according to the instruction.
  • At least one of a plurality of batteries 14 (14a, 14b, 14c, 14d) having different discharge capacities per unit time according to the load 24 is selected and connected to the engine power generation unit 12 (S12 to S22), Based on the load request output requested from the specified load 24.
  • the cooperative control of the engine generator 1 (engine power generation unit 12) and the battery 14 is performed. It can be improved and fuel consumption can be improved.
  • the plurality of batteries 14 include a battery 14a, 14b having a discharge characteristic per unit time having a first characteristic (normal characteristic) and a second characteristic (rapid characteristic) having a discharge capacity larger than the first characteristic. ) Having the battery 14c and 14d having the above-described configuration, the cooperative control between the engine generator 1 (engine power generation unit 12) and the battery 14 can be easily improved, and the fuel consumption can be easily improved. *
  • the processor 16a selects at least two batteries from the plurality of batteries prepared in advance according to the load specified by the user according to the instruction, and connects to the engine power generation unit 12 (S12). To S22), the coordinated control of the engine generator 1 (engine power generation unit 12) and the battery 14 can be reliably improved, and the fuel consumption can be improved accurately.
  • control device for a hybrid engine generator can be suitably used for a generator driven by an engine.

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Abstract

エンジン０で駆動されるエンジン発電部とを備えると共に、使用する負荷を特定するようにユーザに指示し（Ｓ１０）、指示に応じてユーザによって特定された負荷に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数個のバッテリの中の少なくとも１個を選択してエンジン発電部に接続し（Ｓ１２からＳ２２）、特定された負荷から要求される負荷要求出力に基づいて選択されたバッテリの充放電とエンジン発電部の動作とを制御する（Ｓ２４）。

Description

ハイブリッド式エンジン発電機の制御装置
　この発明は、バッテリとエンジンによって駆動されるエンジン発電部を備えるハイブリッド式エンジン発電機の制御装置に関する。　
　バッテリとエンジンによって駆動されるエンジン発電部を備えるハイブリッド式エンジン発電機の制御装置としては、例えば特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術は、バッテリ出力が所定値以上のときはエンジン回転数を固定して不足分をバッテリ出力で補填する一方、バッテリ出力が所定値未満に低下したときはエンジン回転数を上昇させて発電出力を増加させることでエンジン回転数の上昇を抑制して騒音の増加を回避するように構成している。　
特開２０１１－２３４４５８号公報
　特許文献１は上記のように構成することでエンジン回転数の上昇を抑制して騒音の増加を回避しているが、単にバッテリを備えるに止まるため、バッテリとエンジン発電機との協調制御に加え、燃費において改善の余地があった。　
　従って、この発明は上記した課題を解決し、バッテリとエンジン発電機の協調制御を改善すると共に、燃費を向上させるようにしたハイブリッド式エンジン発電機の制御装置を提供することを目的とする。
　上記した課題を達成するために、この発明は、エンジンで駆動されるエンジン発電部を備えたハイブリッド式エンジン発電機の制御装置において、使用する負荷を特定するようにユーザに指示するユーザ負荷特定指示部と、前記指示に応じてユーザによって特定された負荷に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数個のバッテリの中の少なくとも１個を選択して前記エンジン発電部に接続するバッテリ接続部と、前記特定された負荷から要求される負荷要求出力に基づいて前記接続されたバッテリの充放電と前記エンジン発電部の動作とを制御する制御部とを備える如く構成した。
この発明の実施形態に係るハイブリッド式エンジン発電機の制御装置を全体的に示す概略図である。 図１のエンジン発電部などの構成を詳細に示す回路図である。 図１のハイブリッド式エンジン発電機の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。 図３フロー・チャートの処理で予定される負荷の種別を示す説明図である。 図３フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。 図３フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。 図３フロー・チャートの処理を説明するタイム・チャートである。
　以下、添付図面に即してこの発明の実施形態に係るハイブリッド式エンジン発電機の制御装置について説明する。　
　図１はこの発明の実施形態に係るハイブリッド式エンジン発電機の制御装置を全体的に示す概略図、図２は図１のエンジン発電部などの構成を詳細に示す回路図である。　
　図１に示すように、ハイブリッド式エンジン発電機（以下「発電機」という）１は、エンジン１０と、エンジン１０で駆動されるエンジン発電部１２と、バッテリ１４と、それらの動作を制御する電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）１６を備える。　
　バッテリ１４は、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの４個からなる。４個のバッテリ１４は単位時間当たりの放電容量において異なるバッテリからなる、具体的にはバッテリ１４ａ，１４ｂが通常の放電特性（第１の特性）を有し、バッテリ１４ｃ，１４ｄが第１の特性より放電容量の大きい特性（第２の特性。換言すれば急速放電可能な特性）を有する。４個のバッテリ１４は放電特性を除くと、残余の構成は同一なので、以下、単にバッテリ１４として説明する。　
　ＥＣＵ１６はプロセッサ（ＣＰＵ）１６ａと前記プロセッサ１６ａに接続される少なくとも１個のメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）１６ｂなどを少なくとも有するマイクロコンピュータからなると共に、キーボードとディスプレイなどからなる、ユーザが使用可能な入力部１６ｃを備える。　
　エンジン発電部１２は、オルタネータ２０と電力変換部２２とを備える。エンジン１０は、例えばガソリンを燃料とする点火式の空冷エンジンからなり、シリンダ内を往復動するピストン（図示せず）と、ピストンに同期して回転するクランク軸（出力軸。図示せず）とを有する。エンジン１０の回転はアクチュエータで駆動されるスロットルバルブ１０ａで調整される。　
　エンジン１０の動力はクランク軸を介してエンジン発電部１２のオルタネータ２０を駆動する。オルタネータ２０は多極型からなり、クランク軸に連結されてクランク軸と一体に回転すると共に、周囲に永久磁石が配置されたロータ（図示せず）と、ロータの周面に対向してロータと同心状に配置されると共に、図２に示すように１２０度毎の位相角で配置されたＵＶＷ相の巻線２０ａが設けられるステータ（図示せず）とを有する。　
　図２に示す如く、電力変換部２２は、整流部２２ａと、直流部２２ｂと、インバータ部２２ｃと、波形成形回路２２ｄとからなる。　
　整流部２２ａは、ブリッジ接続されたサイリスタＳＣＲ１，ＳＣＲ２，ＳＣＲ３とダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３とを有する混合ブリッジ整流回路からなる。　
　オルタネータ２０の３相巻線２０ａのうちのＵ相分２０ａ１はＳＣＲ１とＤ１の結合部に、Ｖ相分２０ａ２はＳＣＲ２とＤ２の結合部に、Ｗ相分２０ａ３はＳＣＲ３とＤ３の結合部に接続される。　
　整流部２２ａは、オルタネータ２０の出力を整流して直流部２２ｂに出力すると共に、ＥＣＵ１６によってＳＣＲ１からＳＣＲ３がオン・オフされるとき、バッテリ１４から出力される直流出力電圧を３相の交流電圧に変換してオルタネータ２０に印加する駆動手段としても機能する。直流部２２ｂはコンデンサＣ１からなる。　
　インバータ部２２ｃは、ブリッジ接続されると共に、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を備える。インバータ部２２ｃの出力は、コイルＬ１，Ｌ２とコンデンサＣ２とからなる波形成形回路２２ｄに入力される。波形成形回路２２ｄの後段には負荷（電気負荷）２４が接続される。
　バッテリ１４は、絶縁型のＤＣＤＣコンバータ２６を介して電力変換部２２に接続される。
　ＤＣＤＣコンバータ２６はバッテリ１４と直流部２２ｂの間で双方向に電力を供給する。ＤＣＤＣコンバータ２６が図１で充電用電力変換部と出力用電力変換部とに相当する。
　ＤＣＤＣコンバータ２６は、トランス３０の一次側の低圧側巻線３０ａと二次側の高圧側巻線３０ｂと、低圧側巻線３０ａに接続される低圧側スイッチング部３０ｃと高圧側巻線３０ｂに接続される整流部３０ｄとを備える。　
　低圧側スイッチング部３０ｃはダイオードが並列接続されると共に、ブリッジ接続されたスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８から構成される。整流部３０ｄはブリッジ接続されたダイオードＤ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７から構成される。
　高圧側巻線３０ｂにはＬＣ共振回路３０ｆが挿入されると共に、低圧側スイッチング部３０ｃと整流部３０ｄには平滑用コンデンサＣ３，Ｃ４が接続される。低圧側スイッチング部３０ｃのスイッチング素子Ｑ５からＱ８はＥＣＵ１６によってオン・オフ制御される。　
　第２のトランス３２の入出力側には充電回路が形成される。充電回路は第２のトランス３２の入力側に設けられるスイッチング素子Ｑ９と出力側に設けられるコンデンサＣ５とスイッチング素子Ｑ１０とからなり、ＥＣＵ１６によってスイッチング素子Ｑ９をオンオフ制御してコンデンサＣ５に直流電圧を蓄え、スイッチング素子Ｑ１０をオンオフ制御することでバッテリ１４の充電に適した電圧に調整する。　
　ＥＣＵ１６は、バッテリ１４、より具体的にはバッテリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６が双方向で電力変換を行うようにそれらのスイッチング素子を駆動して同期させる。　
　それにより、図示の構成にあっては、バッテリ１４の残容量が所定値より少なく、エンジン発電部１２の発電出力が十分であるならば、直流部２２ｂの出力電圧がＤＣＤＣコンバータ２６で降圧され、バッテリ１４に入力される（バッテリ１４を充電する）と共に、バッテリ１４の残容量が多いときはエンジン発電部１２の出力電圧を補う（アシストする）ため、ＤＣＤＣコンバータ２６とインバータ部２２ｃと波形成形回路２２ｄを介してバッテリ１４から負荷２４に供給される。
　電力変換部２２において整流部２２ａの出力電圧は直流部２２ｂで平滑・調整され、後述するようにインバータ部２２ｃで所定周波数の交流電力に変換され、波形成形回路２２ｄを介して負荷２４に供給される。　
　エンジン１０、より具体的にはオルタネータ２０のステータの付近には磁気ピックアップなどからなるエンジン回転数検出部３４が設けられ、ロータの回転数に応じたエンジン１０の回転数を検出すると共に、電力変換部２２には電圧・電流センサなどからなる電力変換部出力検出部３６が設けられ、直流部２２ｂのコンデンサＣ１の両端電圧とエンジン発電部１２の発電出力などを検出する。
　負荷２４の上流には電圧・電流センサなどからなる負荷出力検出部４０が設けられ、負荷２４の要求出力を検出する。　
　ＤＣＤＣコンバータ（出力用電力変換部）２６の下流には電圧・電流センサなどからなるバッテリ出力検出部４２が設けられ、バッテリ１４から出力（放電）される電力を検出すると共に、バッテリ１４の適宜位置には電圧・電流センサなどからなるバッテリ残量検出部４４が設けられ、バッテリ１４の残量（ＳＯＣ）を検出する。　
　また、ＤＣＤＣコンバータ（出力用電力変換部）２６にはバッテリ１４の出力（放電）を指示するバッテリ出力指示部４６が設けられる。　
　エンジン１０のスロットルバルブ１０ａのアクチュエータはスロットル開度指示部５０に接続され、アクチュエータがスロットル開度指示部５０の出力に応じて駆動されることでスロットルバルブ１０ａの開閉が調整されてスロットル開度が補正される。　
　上記した各検出部の出力はＥＣＵ１６に入力される。ＥＣＵ１６はエンジン発電部１２において検出されたコンデンサＣ１の端子間電圧が負荷２４の増減に関わらず一定となるように制御すると共に、インバータ部２２ｃから出力される交流電圧が所望の周波数において負荷２４から要求される負荷要求出力となるようにスイッチング素子Ｑ５からＱ８のオン・オフを制御する。　
　また、ＥＣＵ１６は、入力されたセンサ出力に基づき、バッテリ出力指示部４６を介してバッテリ１４の出力（放電）を指示すると共に、スロットル開度指示部５０を介してスロットル開度を調整してエンジン回転数を制御する。　
　また、ＥＣＵ１６においてプロセッサ１６ａはメモリ１６ｂに格納されているプログラムに従い、後述する如く、使用する負荷２４（より詳しくはその種別）を特定するようにユーザに指示するユーザ負荷特定指示部１６ａ１と、指示に応じてユーザによって特定された負荷２４（の種別）に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数（４）個のバッテリの中の少なくとも１個を選択して前記エンジン発電部１２に接続するバッテリ接続部１６ａ２と、特定された負荷から要求される負荷要求出力に基づいて接続されたバッテリ１４の充放電とエンジン発電部１２の動作とを制御する制御部１６ａ３として機能する、換言すれば、使用する負荷２４を特定するようにユーザに指示し、指示に応じてユーザによって特定された負荷２４に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数個のバッテリの中の少なくとも１個を選択し、特定された負荷から要求される負荷要求出力に基づいて選択されたバッテリ１４の充放電とエンジン発電部１２の動作とを制御するように構成される。　　
　図２に示す如く、バッテリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄはバッテリ選択機構５２を介してＤＣＤＣコンバータ２６に並列接続される。バッテリ選択機構５２は、ＤＣＤＣコンバータ２６の出力端に設けられると共に、ＥＣＵ１６、より具体的にはバッテリ接続部１６ａ２によって開閉可能なスイッチ（図示せず）を備え、バッテリ接続部１６ａ２の動作によってバッテリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの１個から４個までを選択可能に構成される。　
　図３は実施形態に係るエンジン発電機１の制御装置の動作、より具体的にはＥＣＵ１６の動作を示すフロー・チャート、図４は図３の処理で予定される負荷の種別を示す説明図、図５Ａから図５Ｃは図３の処理を説明するタイム・チャートである。　
　以下、図３を参照して説明すると、Ｓ１０において入力部１６ｃを介して使用（を予定）する負荷２４（より詳しくはその種別）を特定するようにユーザに指示する（Ｓ：処理ステップ）。　　
　図４を参照して負荷２４の種別を説明すると、この実施形態では負荷として一般型負荷と、過渡型負荷と、定常型負荷の３種を予定する。一般型負荷は市販家電などの負荷要求出力の変化が通常の（バッテリアシスト量が中程度の）負荷を、過渡型負荷は電動ドリル、コンプレッサなどの負荷要求出力の変化が急変な（バッテリアシスト量が大きい）負荷を、定常型負荷は照明などの負荷要求出力の変化が少ない（バッテリアシスト量が小さい）負荷を意味する。
　また、バッテリ１４は前記した如く、通常の放電特性（第１の特性）を有するバッテリ（以下「通常」という）１４ａ，１４ｂと、第１の特性より放電容量の大きい特性（第２の特性）を有するバッテリ（以下「急速」という）１４ｃ，１４ｄを含む４個のバッテリからなる。
　図３フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、ユーザによって入力部１６ｃの操作を介して特定された負荷２４の上記した種類を判別し、Ｓ１４に進み、判別された負荷２４が一般型負荷か否か判断し、肯定されるときはＳ１６に進み、バッテリ１４として通常１４ａと急速１４ｃの２個を選択してエンジン発電部１２に接続する。　
　他方、Ｓ１４で否定されるときはＳ１８に進み、判別された負荷２４が過渡型負荷か否か判断し、肯定されるときはＳ２０に進み、バッテリ１４として急速１４ｃ，１４ｄの２個を選択してエンジン発電部１２に接続する。　
　また、Ｓ１８で否定されるときは判別された負荷２４が定常型負荷となるので、Ｓ２２に進み、バッテリ１４として通常１４ａ，１４ｂの２個を選択してエンジン発電部１２に接続する。　
　尚、この実施形態では予め４個のバッテリ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを用意しておき、それをユーザによって特定された負荷に応じて選択／接続するように構成したが、この発明はそれに限定されるものではなく、ユーザによって特定された負荷に応じ、倉庫などの保管場所から入手あるいは市場から購入し、それをバッテリ選択機構５２を介してＤＣＤＣコンバータ２６に接続するようにしても良い。　
　次いでＳ２４に進み、判別された負荷２４から要求される負荷要求出力に基づき、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのうちの選択されたバッテリそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６の制御すると共に、エンジン発電部１２の動作を制御する。　
　以下、図５Ａから図５Ｃを参照してＳ２４の処理を説明する。　
　図５Ａの場合、一般型の負荷２４を通常バッテリ１４ａと急速バッテリ１４ｃを用いて制御する場合である。　
　図５Ａの場合、時刻ｔ０からｔ１までは負荷２４から要求される要求負荷出力が零であるので、ＥＣＵ１６はバッテリ１４ａ，１４ｃのそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６を制御してエンジン発電部１２の発電出力でバッテリ１４ａ，１４ｃを充電する。　　
　次いで、時刻ｔ１で負荷要求出力が零から最大負荷状態に大きく立ち上がったので、エンジン発電部１２の発電出力を最大にし、不足分をそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６を制御してバッテリ１４ａ，１４ｃから放電させると共に、その後徐々に減少させ、時刻ｔ２で負荷要求出力の減少に応じて放電を停止し、エンジン１０の発電出力のみとする。　
　時刻ｔ２からｔ３まで発電出力を徐々に減少させ、時刻ｔ３で負荷要求出力に応じて中程度にし、余剰分を充電させる。時刻ｔ４で発電機１を停止（アイドルストップ）し、バッテリ１４ａ，１４ｃから放電させ、それを時刻ｔ５まで継続する。　
　時刻ｔ５で負荷要求出力が零となった後、時刻ｔ６で大きく立ち上がったので、発電機１の停止を継続したまま、負荷要求出力に応じてバッテリ１４ａ，１４ｃから放電させる。次いで時刻７で再び発電機１を始動してエンジン発電部１２から発電させる。　
　これにより、図２と図５Ａに示す如く、エンジン発電部１２の発電出力とバッテリ１４の充放電を平滑化することができる。また、負荷要求出力が急増したときも２個のバッテリ１４ａ，１４ｃでアシストでき、発電機１とバッテリ１４とを好適に協調制御できると共に、発電機１の燃費を向上させることができる。　
　図５Ｂの場合、過渡型の負荷２４を２個の急速バッテリ１４ｃ，１４ｄを用いて制御する場合である。　
　同図の場合、時刻ｔ０からｔ１までは負荷２４から要求される要求負荷出力が零であるので、ＥＣＵ１６は２個のバッテリ１４ｃ，１４ｄのそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６を制御して発電出力で２個のバッテリ１４ｃ，１４ｄに充電する。　　
　次いで、時刻ｔ１で負荷要求出力が大きく立ち上がったので、エンジン発電部１２の発電出力を最大にし、不足分をそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６を制御して２個のバッテリ１４ｃ，１４ｄから放電させると共に、要求負荷出力の増減に応じてバッテリアシストを断続的に行う。　
　時刻ｔ２で負荷要求出力が零となったので、エンジン発電部１２の発電出力でバッテリ１４ｃ，１４ｄを充電し、時刻ｔ３からｔ４の間、要求負荷出力との不足分を放電でアシストし、時刻ｔ４から負荷要求出力が零となったので、発電出力でバッテリ１４ｃ，１４ｄを充電する。　
　これにより、図４と図５Ｂに示す如く、バッテリアシスト量を増加することで、エンジン発電部１２の発電出力とバッテリ１４の充放電は、図５Ａに比較すると、平滑化の程度は減少するものの、電圧降下を少なくすることができて好適に協調制御できると共に、燃費を多少とも向上させることができる。　
　図５Ｃの場合、定常型の負荷２４を２個の通常バッテリ１４ａ，１４ｂを用いて制御する場合である。　
　同図の場合、時刻ｔ０からｔ１までは負荷２４から要求される要求負荷出力が零であるので、ＥＣＵ１６は２個のバッテリ１４ａ，１４ｂのそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６を制御して発電出力で２個のバッテリ１４ａ，１４ｂを充電する。　　
　次いで、時刻ｔ１で負荷要求出力が立ち上がったので、エンジン発電部１２の発電出力で対応すると共に、余剰分をそれぞれのＤＣＤＣコンバータ２６を制御して２個のバッテリ１４ａ，１４ｂを充電する。　
　次いで時刻ｔ２でバッテリ放電とし、時刻ｔ３でエンジン発電部１２の発電とし、時刻ｔ４で再びバッテリ発電とするなど両者を交互に繰り返す。　
　これにより、図４と図５ｃに示す如く、エンジン発電部１２の発電出力とバッテリ１４の充放電は最適に平滑化できて最適に協調制御させることができ、バッテリ発電量を増加してエコロジカルな運転を可能とすることで燃費も大きく向上させることができる。
　尚、図３から図５に示す実施形態において、負荷に応じて選択／接続されるバッテリ１４の個数を２個としたが、それに限られるものではなく、１個あるいは３個以上であっても良い。即ち、この実施形態の特徴は単位時間当たりの放電量において異なる複数個のバッテリの少なくとも１個を負荷に応じて選択してエンジン発電部１２に接続することにあるので、選択／接続されるバッテリ１４の個数は少なくとも１個であれば足りる。　
　上記した如く、この実施形態にあっては、エンジン１０で駆動されるエンジン発電部１２を備えたハイブリッド式エンジン発電機１の制御装置において、使用する負荷２４を特定するようにユーザに指示するユーザ指示部（１６ａ１，１６ｃ，Ｓ１０）と、前記指示に応じてユーザによって特定された負荷２４に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数個のバッテリ１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）の中の少なくとも１個を選択して前記エンジン発電部１２に接続するバッテリ接続部（１６ａ２，５０，Ｓ１２からＳ２２）と、前記特定された負荷２４から要求される負荷要求出力に基づいて前記接続されたバッテリ１４の充放電と前記エンジン発電部１２の動作とを制御する制御部（１６ａ３，Ｓ２４）とを備える如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を改善できると共に、燃費を向上させることができる。　
　また、前記複数個のバッテリ１４は、単位時間当たりの放電容量が第１の特性（通常の特性）を有するバッテリ１４ａ，１４ｂと前記第１の特性より放電容量の大きい第２の特性（急速特性）を有するバッテリ１４ｃ，１４ｄとからなる如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を容易に改善できると共に、燃費を容易に向上させることができる。　
　また、前記バッテリ接続部は、予め用意された前記複数個のバッテリの中から前記指示に応じてユーザによって特定された負荷に従って少なくとも２個のバッテリを選択して前記エンジン発電部に接続する如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を確実に改善できると共に、燃費を的確に向上させることができる。　
　上記した如く、この実施形態にあっては、エンジン１０で駆動されるエンジン発電部１２を備えたハイブリッド式エンジン発電機１の制御方法において、使用する負荷２４を特定するようにユーザに指示するユーザ指示ステップ（Ｓ１０）と、前記指示に応じてユーザによって特定された負荷２４に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数個のバッテリ１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）の中の少なくとも１個を選択して前記エンジン発電部１２に接続するバッテリ接続ステップ（Ｓ１２からＳ２２）と、前記特定された負荷２４から要求される負荷要求出力に基づいて前記接続されたバッテリ１４の充放電と前記エンジン発電部１２の動作とを制御する制御ステップ（Ｓ２４）とを備える如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を改善できると共に、燃費を向上させることができる。　
　また、前記複数個のバッテリ１４は、単位時間当たりの放電容量が第１の特性（通常の特性）を有するバッテリ１４ａ，１４ｂと前記第１の特性より放電容量の大きい第２の特性（急速特性）を有するバッテリ１４ｃ，１４ｄとからなる如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を容易に改善できると共に、燃費を容易に向上させることができる。　
　また、前記バッテリ接続ステップは、予め用意された前記複数個のバッテリの中から前記指示に応じてユーザによって特定された負荷に従って少なくとも２個のバッテリを選択して前記エンジン発電部１２に接続する如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を確実に改善できると共に、燃費を的確に向上させることができる。　
　上記した如く、この実施形態にあっては、エンジン１０で駆動されるエンジン発電部１２を備えたハイブリッド式エンジン発電機１の制御装置において、プロセッサ１６ａと前記プロセッサ１６ａに接続される少なくとも１個のメモリ１６ｂとを少なくとも有するＥＣＵ１６を備え、前記プロセッサ１６ａは前記メモリ１６ｂに格納されるプログラムに従い、使用する負荷２４を特定するようにユーザに指示し（Ｓ１０）、前記指示に応じてユーザによって特定された負荷２４に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数個のバッテリ１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）の中の少なくとも１個を選択して前記エンジン発電部１２に接続し（Ｓ１２からＳ２２）、前記特定された負荷２４から要求される負荷要求出力に基づいて前記接続されたバッテリ１４の充放電と前記エンジン発電部１２の動作とを制御する（Ｓ２４）とを備える如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を改善できると共に、燃費を向上させることができる。　
　また、前記複数個のバッテリ１４は、単位時間当たりの放電容量が第１の特性（通常の特性）を有するバッテリ１４ａ，１４ｂと前記第１の特性より放電容量の大きい第２の特性（急速特性）を有するバッテリ１４ｃ，１４ｄとからなる如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を容易に改善できると共に、燃費を容易に向上させることができる。　
　また、前記プロセッサ１６ａは、予め用意された前記複数個のバッテリの中から前記指示に応じてユーザによって特定された負荷に従って少なくとも２個のバッテリを選択して前記エンジン発電部１２に接続する（Ｓ１２からＳ２２）如く構成したので、エンジン発電機１（エンジン発電部１２）とバッテリ１４の協調制御を確実に改善できると共に、燃費を的確に向上させることができる。　
　この発明に係るハイブリッド式エンジン発電機の制御装置は、エンジンで駆動される発電機に好適に利用することができる。　
１　エンジン発電機、１０　エンジン、１２　エンジン発電部、１４　バッテリ、１６　電子制御ユニット（ＥＣＵ）、１６ａ　プロセッサ、１６ａ１　ユーザ指示部、１６ａ２　バッテリ接続部、１６ａ３　制御部、１６ｂ　メモリ、１６ｃ　入力部、２０　オルタネータ、２２　電力変換部、２２ａ　整流部、２２ｂ　直流部、２２ｃ　インバータ部、２２ｄ　波形成形回路、２４　負荷、２６　ＤＣＤＣコンバータ、３０　トランス、３２　第２のトランス、３４　エンジン回転数検出部、３６　電力変換部出力検出部、４０　負荷出力検出部、４２　バッテリ出力検出部、４４　バッテリ残量検出部、４６　バッテリ出力指示部、５０　スロットル開度指示部、　５２　バッテリ選択機構　

Claims (3)

  1. 　エンジンで駆動されるエンジン発電部を備えたハイブリッド式エンジン発電機の制御装置において、　
    　使用する負荷を特定するようにユーザに指示するユーザ負荷特定指示部と、
    　前記指示に応じてユーザによって特定された負荷に従って単位時間当たりの放電容量において異なる複数個のバッテリの中の少なくとも１個を選択して前記エンジン発電部に接続するバッテリ接続部と、　
    　前記特定された負荷から要求される負荷要求出力に基づいて前記接続されたバッテリの充放電と前記エンジン発電部の動作とを制御する制御部と
    を備えたことを特徴とするハイブリッド式エンジン発電機の制御装置。
  2. 　前記複数個のバッテリは、単位時間当たりの放電容量が第１の特性を有するバッテリと前記第１の特性より放電容量の大きい第２の特性を有するバッテリとからなることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド式エンジン発電機の制御装置。
  3. 　前記バッテリ接続部は、予め用意された前記複数個のバッテリの中から前記指示に応じてユーザによって特定された負荷に従って少なくとも２個のバッテリを選択して前記エンジン発電部に接続することを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド式エンジン発電機の制御装置。
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