JP5542533B2 - ハイブリッド式発動発電機 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド式発動発電機に関するものであり、特に、負荷突入時（低負荷から高負荷への変化時を含む）に発動機（エンジン等）の回転数の垂下時間および発電出力電圧の低下時間が長くなるのを防止して起動性を向上させるとともに、発電機出力の低下を抑制するのに好適なハイブリッド式発動発電機に関する。

従来、エンジンで駆動される交流機からの交流三相出力電圧を直流電圧に変換する整流器と、整流器の直流出力を交流出力電圧に変換するインバータと、フィルタ回路と、バッテリと、バッテリの直流電圧を昇圧して前記整流器とインバータとの間に給電するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記インバータおよびＤＣ−ＤＣコンバータの出力を制御する制御部とを備えたハイブリッド式発動発電機が知られる。このような、ハイブリッド式発動発電機は、例えば、特許文献１に記載されている。また、ハイブリッド式発動発電機において、例えば、特許文献２には、過負荷時にＤＣ−ＤＣコンバータに対してバッテリの直流電圧を昇圧して給電する一方で、インバータに対しては、外部負荷電流が定格電流値より大きくなった場合に予め設定したマップに従って電圧を変化させる構成が記載されている。

特許第３９４１９２７号公報 特許第４０８２６５７号公報

特許文献２に記載されている従来のハイブリッド式発動発電機によれば、負荷増大時の突入電流が発生した場合であってもエンジンをストールさせることなく負荷を起動させることができる。しかし、従来技術では突入電流があった場合に、一時的に出力正弦波の振幅を小さくしてインバータの入力電圧が低下するので、負荷の起動時間が長くなったり電圧低下によって起動自体ができなくなったりする（リセットしてしまう）おそれがあり、これを解決することが課題であった。

本発明の目的は、上記課題に対して、突入電流があった場合にエンジンをストールさせることなく負荷を起動させることができるハイブリッド式発動発電機を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、エンジンで駆動される発電機とバッテリとを発電体として備え、前記発電機の出力を整流する整流器と、前記整流器の出力を交流に変換して発電機出力とするインバータと、前記バッテリの直流電圧を昇圧して前記インバータに入力するＤＣ−ＤＣコンバータとを有するハイブリッド式発動発電機において、エンジン回転数に対応した発電機の出力可能電流を算出する手段と、負荷電流に対する前記発電機出力可能電流の不足分を算出する手段と、前記電流値の不足分に応じた電流を前記バッテリから前記インバータに供給するため、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御手段とを備えている点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記バッテリの端子電圧が、バッテリの残量不足を判定する基準電圧以上であるか否かを判断する手段を備え、バッテリの端子電圧が基準電圧以上である場合に、前記インバータに対する前記電流値の不足分に応じた電流の供給を実施する点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記バッテリから前記インバータへの電流供給開始に応答して、前記発電機からの出力を一時停止するとともに、前記負荷電流をすべてバッテリからの出力でまかなうように前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する点に第３の特徴がある。

また、本発明は、エンジン回転数が、負荷電流に対応して決定される目標エンジン回転数に対して予定範囲内に留まった安定状態にあることを判定するエンジン回転判定手段を備え、エンジン回転が前記安定状態にあると判定されたときに前記発電機からの出力を開始し、前記バッテリからの出力を低減させる点に第４の特徴がある。

さらに、本発明は、前記バッテリ出力による電流値の不足分の補助を、予め設定した前記発電機と前記バッテリの出力比率に従って実施する点に第５の特徴がある。

上記特徴を有する本発明によれば、低負荷から高負荷へ変化した時等に大きい突入電流が発生した場合でも、発電機出力による負荷電流に対する不足分をバッテリからの出力で補うことができるのでエンジンストールを防止することができる。

特に、第２の特徴を有する本発明によれば、バッテリの残量が十分である場合にバッテリ出力によるアシストを行うので、バッテリの過放電を防止することができる。

また、第３の特徴を有する本発明によれば、バッテリからの出力を開始すると、発電機の出力は一時停止されるので、エンジンにかかる負荷が増大してエンジン回転数が低下するのを防止できるので、バッテリ出力で負荷に対応している間にエンジンを負荷に応じた回転数まで短時間で立ち上げることができ、負荷の起動特性を向上できる。

また、第４の特徴を有する本発明によれば、確実にエンジン回転が安定した状態を確認して、発電機からの出力を開始できるし、バッテリからの出力を低減させることができるので、負荷の切り替わり時、または負荷投入時に、ハイブリッド式発動発電機の発電出力電圧が低下するのを防止することができる。

さらに、第５の特徴を有する本発明によれば、所定の範囲内でバッテリ出力によるアシストを行うことができるので、バッテリの負担を軽減することができる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド式発動発電機のシステム構成を示すブロック図である。 負荷電流に対する目標エンジン回転数を設定したマップの例である。 ハイブリッド式発動発電機のより具体的な構成を示す回路図である。 ＤＣ−ＤＣコンバータの一例を示す回路図である。 ハイブリッド式発動発電機の制御動作に係るフローチャートである。 エンジン回転数に対するエンジン出力可能電流を設定したマップの例である。 負荷電流に対する発電機出力とバッテリ出力との出力比の関係を示す図である。 ハイブリッド式発動発電機の動作に係るタイミングチャートである。 ハイブリッド式発動発電機の要部制御機能を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド式発動発電機のシステム構成図である。図１において、ハイブリッド式発動発電機１は、エンジン２に連結され、発動機としてのエンジン２によって駆動される発電機３を有する。発電機３は、例えば３相の多極磁石発電機である。発電機３の出力側は、電力変換部５に接続される。電力変換部５は、発電機３の発電出力を、整流、降圧し、さらに所定周波数の交流に変換し、かつフィルタ処理して出力端子であるコンセント６に接続する。

電力変換部５には、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９を介してバッテリ４が接続され、発電機３からの発電出力による電流とバッテリ４の電力による電流が合算されてコンセント６に供給される。

コントロールユニット（制御部）７は、電力変換部５の出力側で検出される負荷電流ＩＬの検出値（以下、単に「負荷電流」と呼ぶ）が入力されると、負荷電流ＩＬに応じた目標エンジン回転数を算出する。例えば、負荷電流ＩＬとの関連で予め対応付けられたエンジン目標回転数をメモリにマップとして記憶しておき、このマップを検索して目標エンジン回転数を求めることができる。制御部７は、エンジン２の回転数センサ（周知のものを使用できる）で検出されるエンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数に収斂させるようにガバナ機構８を制御してエンジン２のスロットル開度を調整する。

制御部７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ９にバッテリ出力指示を供給することができ、ＤＣ−ＤＣコンバータ９はバッテリ出力指示に応じてバッテリ４からの入力を制御し、バッテリ４に蓄えられている電力を電力変換部５へ供給する。なお、バッテリ出力指示には、バッテリ情報（バッテリ電圧等）が考慮される。

図２は、負荷電流ＩＬとの関係で目標エンジン回転数を設定したマップの一例を示す図である。負荷電流ＩＬがゼロからＩ１までは目標エンジン回転数はアイドル回転数Ｎｅｉｄｌ（例えば２５００ｒｐｍ）に設定されており、負荷電流ＩＬの増大に伴って目標エンジン回転数は増大し、負荷電流ＩＬがＩ２となったところで、目標エンジン回転数は最大値Ｎｅｍａｘになるよう設定される。

図３は、ハイブリッド式発動発電機の具体的な構成を示す回路図である。電力変換部５は、整流部５１、直流部５２、インバータ部５３、および波形成形回路５４からなる。

整流部５１は、ブリッジ接続されたダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３と、スイッチング素子（以下、「ＦＥＴ」として説明する）Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８とを有する混合ブリッジ整流回路である。交流機３の３相巻線ＵはダイオードＤ１とＦＥＴＱ６との結合部に、３相巻線ＶはダイオードＤ２とＦＥＴＱ７との結合部に、３相巻線ＷはダイオードＤ３とＦＥＴＱ８との結合部にそれぞれ接続される。

直流部５２は電圧変換回路（降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ）であり、整流部５１の出力ラインに直列に接続されるスイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ１およびチョークコイルＬ３と、整流部５１の出力ラインに並列に接続されるダイオードＤ７とを含む。直流部５２の入力側および出力側にそれぞれコンデンサＣ１、Ｃ２が並列接続される。

インバータ部５３は、４つのＦＥＴＱ２、Ｑ３、Ｑ４およびＱ５をブリッジ接続してなる。波形成形回路５４はコイルＬ１、Ｌ２とコンデンサＣ３とからなる。

直流部５２のＦＥＴＱ１とインバータ部５３のＦＥＴＱ２〜Ｑ５と、整流部５１のＦＥＴＱ６〜Ｑ８は、制御部７によってＰＷＭ制御される。直流部５２は入力される直流電圧を降圧する。インバータ部５３は、入力電圧を所定周波数の交流電圧に変換して波形成形回路５４に入力する。波形成形回路５４の出力側は、発電機出力を外部に取り出すためのコンセント６に接続される。コンセント６には負荷１６が接続される。

バッテリ４は絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９の入力側に接続され、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９の出力側は直流部５２の入力側に接続される。バッテリ４の出力電力は絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９で昇圧され、直流部５２に入力される。

図４は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９の構成例を示す回路図である。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９は、一次側の低圧側巻線１０−１と二次側の高圧側巻線１０−２とを備えるトランス１０を含む。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９の昇圧比は、低圧側巻線１０−１と高圧側巻線１０−２の巻線比により決定される。

低圧側スイッチング部１１は、低圧側巻線１０−１側に挿入され、高圧側スイッチング部１２は、高圧側巻線１０−２側に挿入される。低圧側スイッチング部１１は、例えば、４つのＦＥＴＱ９、Ｑ１０、Ｑ１１およびＱ１２をブリッジ接続して構成され、高圧側スイッチング部１２も同様に４つのＦＥＴＱ１３、Ｑ１４、Ｑ１５およびＱ１６をブリッジ接続して構成される。

低圧側スイッチング部１１および高圧側スイッチング部１２のＦＥＴＱ９〜Ｑ１６にはダイオードＤ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１０、ならびにＤ１１、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１４がそれぞれ並列接続される。これらはＦＥＴの寄生ダイオードであってもよいし、別途接続したダイオードであってもよい。並列接続された整流素子Ｄ７〜Ｄ１４を合わせれば、低圧側スイッチング部１１および高圧側スイッチング部１２はそれぞれ、スイッチング・整流部と考えることができる。

トランス１０の高圧側巻線１０−２側にはＬＣ共振回路１３が挿入される。ＬＣ共振回路１３は、低圧側スイッチング部１１および高圧側スイッチング部１２の少なくとも一方が駆動されたときに流れる電流を正弦波状にし、スイッチング損失を低減し、また、大電流によるＦＥＴ破壊を招かないように機能する。正弦波状の電流の零クロス点付近でＦＥＴをオン、オフさせることができるからである。なお、ＬＣ共振回路１３は、二次側ではなく一次側に設けてもよい。

低圧側スイッチング部１１のＦＥＴＱ９〜Ｑ１２ならびに高圧側スイッチング部１２のＦＥＴＱ１３〜Ｑ１６は、制御部７によってスイッチング制御される。一次側および二次側に接続されているコンデンサ１４、１５は、出力平滑用コンデンサである。

動作時、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９が自動的に双方向で電力変換を行うように、その低圧側スイッチング部１１と高圧側スイッチング部１２とを同一の信号で駆動して完全同期させる。この駆動は、周知のように、低圧側スイッチング部１１においてはＦＥＴＱ９とＱ１２のペア、ＦＥＴＱ１０とＱ１１のペアを交互にオン、オフし、高圧側スイッチング部１２においてはＦＥＴＱ１３とＱ１６のペア、ＦＥＴＱ１４とＱ１５のペアを交互にオン、オフすることで行われる。

エンジンの始動時には、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９の一次側から二次側への電力変換が行われ、これにより昇圧されたバッテリ４の直流電圧が駆動用インバータとしての整流部５１に与えられる。整流部５１は、Ｑ６〜Ｑ８を周知のようにＰＷＭ駆動させて、入力された直流電圧を３相の交流電圧に変換して交流機３に印加する。これによってエンジン２は始動される。この際、交流機３の動作に従って生じる逆起電圧で電流分配が変化することを利用して位相判別し、センサレス制御で同期駆動することができる。

直流部５２は、ＦＥＴＱ１がオンされている時間は、整流部５１または絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ９から入力される電圧によってチョークコイルＬ３およびコンデンサＣ２に電荷（エネルギ）が蓄積される。そして、ＦＥＴＱ１がオフになったときに蓄積されたエネルギによってダイオードＤ７およびチョークコイルＬ３を通じて電流が流れる。直流部５２の出力電圧は、ＦＥＴＱ１のデューティ比に応じて降圧される。

図５は、本実施形態の第１実施例に係るコントロールユニットの動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、例えば、１０ミリ秒毎の割込によって実行される。図５において、ステップＳ１では、負荷電流ＩＬおよびバッテリ４の端子電圧Ｖｂを検知する。負荷電流ＩＬはインバータ部５３と波形成形回路５４との間に設けることができる電圧検出抵抗の両端で検出された電圧に基づいて算出される。ステップＳ２では、負荷電流ＩＬをもとに負荷電流−目標回転数マップ（図２参照）を検索して目標回転数Ｎｅｔｇｔを算出する。目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔは、予め設定した演算式によって算出してもよい。ステップＳ３では、エンジン２を始動し、エンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔに収斂させるようにガバナ機構８によりスロットル開度を制御する。

ステップＳ４では、エンジン回転数Ｎｅを回転数センサ（図示せず）で検出する。ステップＳ５では、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔに略一致しているか（例えば、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔの±１００ｒｐｍ以内に収まっているか）否か、つまりエンジン回転数Ｎｅが安定しているかどうかを判断する。ステップＳ５が肯定ならば、ステップＳ６に進んで、エンジン回転数Ｎｅの安定状態が所定時間（例えば、１００ミリ秒）経過したか否かが判断される。つまり、エンジン回転数Ｎｅの安定状態が所定時間維持されたか否かが判断される。この経過時間判定のためのタイマ処理は図示しない別ルーチンで行われる。なお、目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔは負荷電流ＩＬに応じて決定されるので、負荷電流ＩＬが増減中は目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔも増減し、負荷が一定になってくるとエンジン回転数Ｎｅも安定状態になる。

ステップＳ６が肯定ならば、ステップＳ７に進んで、負荷電流ＩＬに対応する発電機３の出力可能電流Ｉｇｏｕｔの差ΔＩ（ΔＩ＝Ｉｇｏｕｔ−ＩＬ）を算出する。発電機３の出力可能電流Ｉｇｏｕｔは、例えば、エンジン回転数Ｎｅに対する値としてマップに設定しておくことができる。エンジン回転数Ｎｅに対応する発電機３の出力可能電流Ｉｇｏｕｔを設定したマップの例は、図６に示す。マップは、エンジン回転数Ｎｅが増大するのに伴って出力可能電流Ｉｇｏｕｔが増大するように設定される。

ステップＳ８では、電流差ΔＩがゼロ以上であるか否かを判断する。電流差ΔＩがゼロ以上であれば、ステップＳ９に進んで、ＤＣ−ＤＣコンバータ９を制御してバッテリ４からの出力を停止させ、すべての負荷電流ＩＬを発電機３から供給する。すなわち、負荷電流ＩＬに応じてエンジン２の目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔを決定して発電機３の出力を開始する。なお、この場合、バッテリ４の出力を完全に停止させるのではなく、バッテリ４の残量が十分である場合は、予め設定した比率で発電機３の出力をアシストするようにしてもよい。また、バッテリ４の出力を直ちにゼロにするのではなく、発電機３の出力増大に応じてバッテリ４の出力比率を徐々に低減させてもよい。

一方、電流差ΔＩがゼロ未満つまり発電機３の出力可能電流Ｉｇｏｕｔが負荷電流ＩＬを下回っていれば、ステップＳ１０に進んで、バッテリ電圧Ｖｂがバッテリ出力許可電圧Ｖｂｒｅｆ以上であるか否かを判断する。バッテリ４の充電状態が十分であれば、このステップＳ１０の判断は肯定となり、バッテリ４の充電状態が不十分（例えば放電状態）であれば、ステップＳ１０は否定である。ステップＳ１０が肯定の場合は、ステップＳ１１に進む。

ステップＳ１１では、発電機３の出力電流Ｉｇｏｕｔの不足を補うためにＤＣ−ＤＣコンバータ９を駆動してバッテリ４からの電流Ｉｂが直流部５２に供給されるようにする。電流差ΔＩの負の大きさが大きくなるほどバッテリ４による出力アシスト量が大きくなるようにＤＣ−ＤＣコンバータ９の出力を制御する。したがって、ΔＩの負の値が大きくなるほど、バッテリ４からの出力電流のアシスト分は増えて、バッテリ４の出力電流Ｉｂと発電機３の出力電流Ｉｇｏｕｔとの合計値に占めるバッテリ４の出力電流Ｉｂの比率は高まる。

一方、ステップＳ５が否定の場合は、ステップＳ１２に進んで第２の所定時間が経過したか否かが判断される。第２の所定時間が経過するまでエンジン回転数Ｎｅが安定しない場合は、負荷の増大量が大きくてエンジン回転数Ｎｅが低下し、発電機３による出力ではまかなえない状態が生じていると判断する。なお、第２の所定時間はステップＳ３でエンジン２が始動されたときからの時間とする。

ステップＳ１２が肯定の場合は、ステップＳ１３に進んで、バッテリ電圧Ｖｂがバッテリ出力許可電圧Ｖｂｒｅｆ以上であるか否かを判断する。ステップＳ１３が肯定の場合、ステップＳ１４に進んでバッテリ４の出力を開始する。バッテリ４の出力は、負荷電流ＩＬに応じて決定される値とする。ステップＳ１５では、整流部５１のＦＥＴＱ６〜Ｑ８をオフにして発電機３の出力を停止する。エンジン２は停止させない。

また、ステップＳ１０およびステップＳ１３でバッテリ４の電圧Ｖｂがバッテリ出力許可電圧未満である場合は、バッテリ４からの出力はできないので、ステップＳ１６に進んで、バッテリ４の出力を停止するとともに、発電機３の出力を振幅制御する手法で負荷に電流を供給する。バッテリ４の残量が低下している場合は、従来技術と同様、振幅制御によるしかないからである。

図７は、負荷電流ＩＬに対する発電機３とバッテリ４の出力比率を示す図である。図５に示した処理により、負荷電流ＩＬに応じて発電機出力（発電機出力電圧）に対するバッテリ４の出力（バッテリ出力電圧）の比率は増大する。すなわち、負荷電流ＩＬが小さい間は発電機出力電圧の比率が大きく、バッテリ出力電圧の比率は小さい。そして、負荷電流ＩＬが最大である場合、バッテリ４および発電機３はそれらの出力が最大値となり、それぞれの最大出力電圧（定格電圧）の大きさに応じた比率でバッテリ４および発電機３の出力の比率が決定される。なお、図７に示した出力比率は、バッテリ４の残量が十分にある場合のものであり、バッテリ４の残量が不十分である場合は、上述のとおり、バッテリ４はその出力が停止される。

図８は、本実施形態に係るハイブリッド式発動発電機の動作タイミングチャートである。図８において、タイミングｔ１で負荷が低負荷から高負荷に切り替わると、負荷電流ＩＬは増大する。この負荷電流ＩＬの増大に応じて目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔも増大する。負荷が切り替わるとき、負荷電流ＩＬは大きい突入電流となり、タイミングｔ２で目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔはピークを迎える。突入電流により、コンセント６の電圧は一時的に低下する。負荷電流ＩＬの増大に応じて増大するように設定された目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔに追従してエンジン回転数Ｎｅが徐々に増大する。

タイミングｔ１では、負荷電流ＩＬの急激な増大に発電機３の出力が追従できないので発電機３の出力を停止する。これにより発電機３の出力電流Ｉｇｏｕｔはゼロになる（前記ステップＳ１５参照）。発電機３の出力を停止するに代わってバッテリ４が出力を開始するので（前記ステップＳ１４参照）、バッテリ出力電流Ｉｂはタイミングｔ１から負荷電流ＩＬに応じて増大し始める。

タイミングｔ３で、エンジン回転数Ｎｅが安定するので、整流部５１のＦＥＴＱ６〜Ｑ８をオンにして発電機３の出力を開始し、発電機３の出力電流は負荷電流ＩＬに応じた値まで増大される（前記ステップＳ９参照）。これにより、コンセント６の電圧も安定する。エンジン回転数Ｎｅが安定するタイミングｔ３で、バッテリ４の出力電流は減少を開始し、このバッテリ出力電流は、発電機３の出力可能電流Ｉｇｏｕｔの増大に応じて徐々に低減する。低負荷から高負荷に切り替わったタイミングｔ１からコンセント６の電圧が安定するタイミングｔ３までの時間は、例えば、１．２，３秒である。

このように、本実施形態によれば、低負荷から高負荷に切り替わった時に、発電機３の出力が負荷に追従できない場合は、発電機３の出力を停止し、バッテリ４によって負荷に対応するので、突入電流によってエンジン回転数Ｎｅが落ち込むことがない。したがって、バッテリ４で負荷に対応している間に、エンジン２は素早く目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔに到達して安定化する。従来技術では、低負荷から高負荷に切り替わった時に、エンジン回転数Ｎｅが落ち込むので、このエンジン回転数Ｎｅが落ち込んだ位置から目標エンジン回転数に到達し、安定するまでに時間が長くかかってしまうし、極端な場合、エンジンがストールしてしまうおそれがある。

なお、負荷電流ＩＬを発電機３およびバッテリ４双方の出力でまかなう場合、バッテリ４の残量が十分である場合、負荷電流ＩＬに応じて予め設定した両者の出力比率に従って電流が供給されるように発電機３およびバッテリ４の出力を制御することができる。負荷電流ＩＬに応じた出力比率は予めマップに設定しておくのがよい。その場合のマップは、例えば、図７に示した設定とすることができる。

図９は、制御部７の要部機能を示すブロック図である。図９において、図１と同符号は同一または同等部分を示す。制御部７の機能は、マイクロコンピュータによって実現できる。エンジン回転数検出部２０は、エンジン２に設けられる周知の回転数センサの出力に基づいてエンジン回転数Ｎｅを検出する。検出されたエンジン回転数Ｎｅは出力可能電流算出部２１に入力され、出力可能電流算出部２１は、エンジン回転数Ｎｅに応じた発電機３の出力可能電流を算出する。この算出は、エンジン回転数Ｎｅによる図６のマップ検索によって実現することができる。

負荷電流検出部２２は、電流変換部５（より具体的にはインバータ部５４）からコンセント６に流れる負荷電流ＩＬを検出する。電流不足分算出部２３は、負荷電流ＩＬから出力可能電流Ｉｇｏｕｔを減算して電流不足分ΔＩを算出する。ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部２４は、電流不足分ΔＩに相当する電流をバッテリ４から電力変換部５（具体的には直流部５２）に供給するため、ＤＣ−ＤＣコンバータ９を駆動する。バッテリ４から電力変換部５へ電流供給を行うかどうかはバッテリ４の残量が十分であるかどうかによって決定されるので、そのためのバッテリ残量判別部２５を設ける。

バッテリ出力開始検出部２６は、バッテリ４から電流変換部５へ電流供給が開始されたことをＤＣ−ＤＣコンバータ制御部２４の出力に基づいて検出すると、電力変換部５（具体的には整流部５１）のＦＥＴＱ６〜Ｑ８をオフにして発電機３の出力を停止する。

エンジン回転安定判定部２７は、エンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅｔｇｔに略一致していて、しかもその状態が所定時間経過しているかどうかによってエンジン回転が安定しているかどうかを判定する。エンジン回転が安定状態にあると判定されたならば、整流部５１のＦＥＴＱ６〜Ｑ８をオンにして発電機３の出力を開始させる。これとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部２４を駆動してバッテリ４から直流部５２への電流供給を停止または漸減させる。

本発明を、実施例に従って説明したが、本発明はこの実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載した事項と周知技術に基づいて変形が可能である。例えば、エンジンの始動手段は発電機３でなくてもよい。リコイルスタータやスタータモータによるものであってもよい。

１…ハイブリッド式発動発電機、 ２…エンジン、 ３…発電機、 ４…バッテリ、 ５…電力変換部、 ９…ＤＣ−ＤＣコンバータ、 ２０…エンジン回転数検出部、 ２１…出力可能電流算出部、 ２２…負荷電流検出部、 ２３…電流不足分算出部、 ２４…ＤＣ−ＤＣコンバータ制御部、 ２５…バッテリ残量判別部、 ２７…エンジン回転安定判別部、 ５１…整流部、 ５２…直流部、 ５３…インバータ部

Claims (4)

1. エンジンで駆動される発電機とバッテリとを発電体として備え、前記発電機の出力を整流する整流器と、前記整流器の出力を交流に変換して発電機出力とするインバータと、前記バッテリの直流電圧を昇圧して前記インバータに入力するＤＣ−ＤＣコンバータとを有するハイブリッド式発動発電機において、
   エンジン回転数検出手段と、
   エンジン回転数に対応した前記発電機の出力可能電流を算出する手段と、
   負荷電流検出手段と、
   前記負荷電流に対する前記発電機出力可能電流の不足分を算出する手段と、
   前記電流値の不足分に応じた電流を前記バッテリから前記インバータに供給するため、前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御する制御手段とを備えており、
   前記バッテリの端子電圧を検出する手段と、
   前記バッテリの端子電圧が、バッテリの残量不足を判定する基準電圧以上であるか否かを判断する手段とを備え、
   前記制御手段が、バッテリの端子電圧が基準電圧以上である場合に、前記インバータに対する前記電流値の不足分に応じた電流の供給を実施するように構成されていることを特徴とするハイブリッド式発動発電機。
2. 前記バッテリから前記インバータへの電流供給開始に応答して、前記発電機からの出力を一時停止するとともに、前記制御手段が、前記負荷電流をすべてバッテリからの出力でまかなうように前記ＤＣ−ＤＣコンバータを制御することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド式発動発電機。
3. エンジン回転数が、負荷電流に対応して決定される目標エンジン回転数に対して予定範囲内に留まった安定状態にあることを判定するエンジン回転判定手段を備え、
   エンジン回転が前記安定状態にあると判定されたときに前記発電機からの出力を開始し、前記バッテリからの出力を低減させることを特徴とする請求項２記載のハイブリッド式発動発電機。
4. 前記バッテリ出力による電流値の不足分の補助を、予め設定した前記発電機と前記バッテリの出力比率に従って実施することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド式発動発電機。