(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力した交流電力を直流電圧に変換して昇圧する昇圧チョッパと、該昇圧チョッパの直流出力を高周波電力に変換する共振コンバータと、該共振コンバータにより生成された高周波電力を伝送するカプラーと、パワーリクエスト信号を受信して前記昇圧チョッパおよび共振コンバータを制御するパワーリクエスト判定器とによって構成した非接触形の車載バッテリー用充電器の充電方法において、
電気自動車に搭載してある充電器にカプラーを接続することによりパワーリクエスト判定器が受信したパワーリクエスト信号に基づいて、昇圧チョッパによる直流電圧制御と共振コンバータによる周波数制御とを組み合わせてパワーリクエスト信号に対応したパワーの高周波電力をカプラーを介して電気自動車に搭載してある充電器に供給するようにし、
パワーリクエスト信号に対応したパワーの高周波電力を共振コンバータから出力するように周波数制御器を制御すると共に、共振コンバータが出力する高周波電力の発振周波数を低下させるように昇圧チョッパの出力電圧を電圧制御器によって制御し、
該電圧制御器は、パワーリクエスト信号によるパワーが大きいときは昇圧チョッパの直流出力電圧を大きくし、パワーリクエスト信号によるパワーが小さいときは昇圧チョッパの直流出力電圧を小さくするように、複数のステップに分けて昇圧チョッパの出力電圧を制御することを特徴とする非接触形の車載バッテリー用充電器の充電方法。
【請求項２】
電圧制御器は、昇圧チョッパを構成するスイッチ素子のデューティ比を制御することによって、昇圧チョッパの出力電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の非接触形の車載バッテリー用充電器の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電気自動車に搭載するバッテリーを充電するための非接触形の車載バッテリー用充電器の充電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来方式の非接触形の車載バッテリー用充電器の構成は図２に示す通りである。
図２において、非接触形の車載バッテリー用充電器は、交流電源１０１を入力して所定の直流電圧を出力する昇圧チョッパ１０２と、該昇圧チョッパ１０２からの直流電力を高周波電力に変換する共振コンバータ１０３と、該共振コンバータ１０３の出力する高周波電力を制御する周波数制御器１０５と、電気自動車１０８に搭載してあるバッテリー用充電器（図示せず）に共振コンバータ１０３からの高周波電力を伝送するカプラー１０６と、電気自動車１０８に搭載のバッテリー用充電器にカプラー１０６を接続することによって受信されるパワーリクエスト信号によりバッテリーの充電所要量を判定するパワーリクエスト判定器１０７とによって構成している。
【０００３】
次に、従来方式の非接触形の車載バッテリー用充電器によるバッテリーの充電方法を、図５に示すフローチャートによって説明する。
車載バッテリー用充電器によるパワー制御は、第１のステップＳ１０と第２のステップＳ１１によって構成している。
共振コンバータ１０３に接続してあるカプラー１０６を電気自動車１０８に搭載してあるバッテリー用充電器（図示せず）に接続すると、パワーリクエスト信号が前記車載の充電器から発信され、パワーリクエスト判定器１０７により受信される（ステップＳ１０）。パワーリクエスト判定器１０７から出力される制御信号は周波数制御器１０５に入力し、共振コンバータ１０３がパワーリクエスト信号に対応したパワーの高周波電力を出力するように周波数制御器１０５によって周波数制御され、カプラー１０６を介して車載の充電器へ共振コンバータ１０３からの高周波電力を供給する（ステップＳ１１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
昇圧チョッパ１０２の出力特性は図６に示す通りであって、パワーリクエスト信号によるパワー量とは無関係に、一定した直流電圧を出力する。
このため、昇圧チョッパ１０２からの一定電圧の直流電力を入力する共振コンバータ１０３は、パワーリクエスト信号によるパワーに対応した高周波電力を生成するように内蔵するスイッチ素子の発振周波数の制御範囲を広げなくてはならない。即ち、大きなパワーに対しては発振周波数を低くし、小さなパワーに対しては発振周波数を高くする。
また、上述した発振周波数を高くすることは共振コンバータの回路損失を増加させるばかりでなく、低電力の高周波電力を生成する場合の充電効率は低下する。なお、大容量の充電器によって小容量のバッテリーを充電させるためには、充電器の微調整が必要であってこの出力調整は面倒である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した従来技術による欠陥を解決するためになされたものであって、昇圧チョッパによる直流出力電圧の制御と共振コンバータによる高周波電力の周波数制御とを組み合わせ、共振コンバータの周波数制御範囲を広げずにパワーリクエスト信号に対応したパワーの高周波電力を生成するように、昇圧チョッパの直流出力電圧を図４に示すように複数のステップに分けて制御する。
即ち、共振コンバータはパワーリクエスト信号に対応したパワーの高周波電力を生成して車載のバッテリーに設けて充電器に供給するが、共振コンバータが出力する高周波電力の周波数を抑制するように昇圧チョッパの直流出力電圧を制御する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る非接触形の車載バッテリー用充電器の充電方法を図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明に係るバッテリー用充電器の構成を示すブロック図である。車載バッテリー用充電器は、交流電源１を入力して直流電力に変換すると共に電圧制御器４により制御されて任意の直流電圧を出力する昇圧チョッパ２と、昇圧チョッパ２から入力した直流電力を周波数制御器５によって制御された高周波電力を出力する共振コンバータ３と、共振コンバータ３に接続してあるカプラー６と、電気自動車８に搭載のバッテリー用充電器（図示せず）にカプラー６を接続したときに、前記充電器から発信されるパワーリクエスト信号を受信するパワーリクエスト判定器７とによって構成している。パワーリクエスト判定器７は、電圧制御器４と周波数制御器５を介して昇圧チョッパ２又は共振コンバータ３へ制御信号を送出して、パワーリクエスト信号に対応したパワーの高周波電力を出力するように昇圧チョッパ２と共振コンバータ３を制御する。
【０００７】
次に、この発明による非接触形の車載バッテリー用充電器による充電方法を図３に示すフローチャートによって説明する。
車載バッテリー用充電器によるパワー制御は、第１のステップＳ１から第４のステップＳ４によって構成している。
【０００８】
共振コンバータ３に接続してあるカプラー６を電気自動車８に搭載してあるバッテリー用充電器（図示せず）に接続すると、パワーリクエスト信号が前記車載の充電器から発信されパワーリクエスト判定器７により受信される（ステップＳ１）。
なお、パワーリクエスト信号は赤外線や無線周波数を利用した信号である。
【０００９】
パワーリクエスト判定器７は受信したパワーリクエスト信号に対応したパワーの高周波電力を生成するように、周波数制御器５を介して共振コンバータ３を制御する（ステップＳ２）。
【００１０】
パワーリクエスト信号に対応した小さなパワーの高周波電力を共振コンバータ３から出力させるためには、共振コンバータ３を構成するスイッチ素子（図示せず）のスイッチング周波数を高くしなくてはならない。
この結果、共振コンバータ３が出力する高周波電力の周波数も高くなり、共振コンバータ３の回路損失が増加して充電効率も低下する。
また、一般にバッテリーの充電は、充電末期にはパワーを絞る必要があるので小さなパワーでの充電となり、充電効率が低下する。
この充電効率低下を抑制する手段として共振コンバータ３が出力する高周波電力の周波数を低下させるためには、直流入力電圧（換言すると昇圧チョッパ２の直流出力電圧）を図４に示すように制御する。即ち、パワーリクエスト信号によるパワーが大きいときは直流出力電圧を大きくし、パワーが小さいときは直流出力電圧を小さくするように昇圧チョッパ２の出力判定を行う（ステップＳ３）。
【００１１】
ステップＳ３による昇圧チョッパ出力判定に基づいて、電圧制御器４を介して昇圧チョッパ２の出力電圧を制御する（ステップＳ４）。
なお、昇圧チョッパ２の出力電圧制御は、昇圧チョッパ２を構成するスイッチ素子のデューティ比を制御することによって行う。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による非接触形の車載バッテリー用充電器の充電方法によると、昇圧チョッパによる電圧制御と共振コンバータによる発振周波数制御とを組み合わせ、共振コンバータが出力する高周波数電力の周波数を抑制しながら充電すべきパワーをバッテリーへ供給できる。従って、共振コンバータの発振周波数の制御範囲を広げることなしに、充電装置のフルパワーから低パワーまで効率低下を抑制しながら充電することができる。
また、小さな電力から大きな電力までの充電を、充電効率の低下を来すことなしに１つの充電装置によって供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施例を示すブロック図。
【図２】従来技術による回路構成を示すブロック図。
【図３】この発明によるパワー制御方法を説明するためのフローチャート。
【図４】この発明による昇圧チョッパのパワーリクエストと出力電圧との関係を示す特性図面。
【図５】従来方法によるパワー制御方法を説明するためのフローチャート。
【図６】従来方法による昇圧チョッパのパワーリクエストと出力電圧の関係を示す特性図面。
【符号の説明】
１  交流電源
２  昇圧チョッパ
３  共振コンバータ
４  電圧制御器
５  周波数制御器
６  カプラー
７  パワーリクエスト判定器
８  電気自動車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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