特許 6383884 発電制御装置、発電制御方法および発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6383884

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】発電制御装置、発電制御方法および発電装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/14 20060101AFI20180820BHJP

【ＦＩ】

   H02P9/14 H

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-555610(P2017-555610)

(86)(22)【出願日】2016年10月27日

(86)【国際出願番号】JP2016081964

【審査請求日】2017年10月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】井ノ口 雄大

【審査官】 田村 惠里加

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−５２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１００６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ９／００−９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電機のロータの回転位置を検出する位置センサが出力した位置検出信号を入力する位置検出信号入力部と、
複数の整流素子と複数のスイッチング素子からなり、前記発電機から出力されるＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）を整流した直流電力をバッテリに供給するインバータ回路部と、
前記発電機の出力電圧が所定の波形を示す位相と前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との差分である位相差であって、基準となるユニットの前記位相差と駆動状態に関するデータとの対応付けされた基準データを記憶する記憶部と、
測定対象のユニットの駆動状態を測定するとともに当該駆動状態に対応する前記測定対象のユニットの前記位相差を測定し、当該駆動状態に対応する前記基準となるユニットの前記位相差を前記記憶部を参照して取得し、測定した前記位相差と前記基準となるユニットの前記位相差との差分である補正位相差を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記補正位相差に応じて前記複数のスイッチング素子の通電制御を行う駆動信号生成部と
を備えることを特徴とする発電制御装置。

【請求項2】

前記基準となるユニットの前記位相差は、
前記基準となるユニットの前記発電機が出力したＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）のゼロクロスを示す位相と前記基準となるユニットの前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との位相差であって、
当該位相差は、前記基準となるユニットのセンサ取付位置に対応する取付誤差と、前記基準となるユニットの駆動状態に応じて変化する位相差との合計の値であり、
前記測定対象のユニットの前記位相差は、
前記測定対象のユニットの前記発電機が出力したＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）のゼロクロスを示す位相と前記測定対象のユニットの前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との位相差であって、
当該位相差は、前記測定対象のユニットのセンサ取付位置に対応する取付誤差と、前記測定対象のユニットの駆動状態に応じて変化する位相差との合計の値である
ことを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。

【請求項3】

前記駆動状態は、前記発電機の回転数および前記バッテリの電圧の少なくとも一方をパラメータとして設定される
ことを特徴とする請求項２に記載の発電制御装置。

【請求項4】

発電機のロータの回転位置を検出する位置センサが出力した位置検出信号を入力する位置検出信号入力部と、
複数の整流素子と複数のスイッチング素子からなり、前記発電機から出力されるＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）を整流した直流電力をバッテリに供給するインバータ回路部と、
前記発電機の出力電圧が所定の波形を示す位相と前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との差分である位相差であって、基準となるユニットの前記位相差と駆動状態に関するデータとの対応付けされた基準データを記憶する記憶部と、
測定対象のユニットの駆動状態を測定するとともに当該駆動状態に対応する前記測定対象のユニットの前記位相差を測定し、当該駆動状態に対応する前記基準となるユニットの前記位相差を前記記憶部を参照して取得し、測定した前記位相差と前記基準となるユニットの前記位相差との差分である補正位相差を算出する算出部とを用い、
駆動信号生成部によって、前記算出部が算出した前記補正位相差に応じて前記複数のスイッチング素子の通電制御を行う
ことを特徴とする発電制御方法。

【請求項5】

前記発電機と、
前記位置センサと、
請求項１から３のいずれか１項に記載の発電制御装置と
を備える発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発電制御装置、発電制御方法および発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

永久磁石でロータを構成するＡＣＧ（Alternating Current Generator；発電機）を用いた発電装置は、ＡＣＧのロータの回転位置を表す位置センサ信号を出力する位置センサと、当該位置センサ信号に基づきインバータ回路を構成する各スイッチング素子の通電制御を行う駆動信号を出力する制御部とを備える（例えば、特許文献１）。バッテリの充電においてはステータ巻線の出力電流が最大となる位相領域での通電制御が求められる。出力電流が最大となる位相領域で通電制御を行うには、位置センサの検出精度を向上させることが望まれる。しかし、このような発電装置では、複数製造した場合、発電装置ごとに位置センサの取付位置が誤差により異なり、必ずしも正しい位置での測定が行われない。そのため、位置検出精度が低下してしまう。これに対し、特許文献１に記載されている発電装置では、以下のようにしてステータ巻線の誘起電圧を推定することで位置センサの取付誤差を推測し、推測結果に応じて補正した位相を使用して最大発電電力時の駆動信号を出力している。

【0003】

すなわち、特許文献１に記載されている発電装置では、位置センサ信号の立ち下がりと、直接計測することが難しい誘起電圧のゼロクロス点の位相差Δθ３を、次のように推測することで、取付位置の誤差が推定される。まず、位置センサ信号の立ち下がりとＡＣＧの端子電圧の立ち上がりの位相差Δθ１が計測される。次に、ＡＣＧの端子電圧の立ち上がりと誘起電圧のゼロクロス点の位相差Δθ２が、等価回路を用いて推定されたり、回転数（回転速度に同じ）やバッテリ電圧をパラメータとする測定結果に基づいて作成されたマップを用いて推定されたりする。そして、位相差Δθ３が（Δθ３＝Δθ１−Δθ２）の計算式で推測される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】日本国特開２０１４−２０４６２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１では、ステータ巻線の誘起電圧に対して位置センサの取付誤差を推測するが、そもそも誘起電圧を測定する手段は明示されていない。また、取付誤差Δθ３を決定するには、誘起電圧と誘起電圧以外の状態を同時に測定し、かつ、発電機の回転数や誘起電圧を可変にすることが必要である。例えば、３相信号のうち１相はオープンにして、残り２相を、電子負荷を間にして接続することで、誘起電圧を測定することは可能である。しかし、この方法では、３相信号のうち１相の位相と残り２相の位相とを比較するので、３相が１２０°毎に精度よく並んでいることが前提となる。また、測定する誘起電圧は、発電機内部の磁界を通して影響を受けるので、推測する取付誤差Δθ３の精度の低下を招いてしまう。このように、特許文献１に開示された技術では、推測する取付誤差Δθ３の精度の低下が生じてしまい、最大出力の制御ができていない。

【0006】

そこで、本願は、位置検出精度を向上し、通電制御を精度よく行うことができる発電制御装置、発電制御方法および発電装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の一態様は、発電機のロータの回転位置を検出する位置センサが出力した位置検出信号を入力する位置検出信号入力部と、複数の整流素子と複数のスイッチング素子からなり、前記発電機から出力されるＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）を整流した直流電力をバッテリに供給するインバータ回路部と、前記発電機の出力電圧が所定の波形を示す位相と前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との差分である位相差であって、基準となるユニットの前記位相差と駆動状態に関するデータとの対応付けされた基準データを記憶する記憶部と、測定対象のユニットの駆動状態を測定するとともに当該駆動状態に対応する前記測定対象のユニットの前記位相差を測定し、当該駆動状態に対応する前記基準となるユニットの前記位相差を前記記憶部を参照して取得し、測定した前記位相差と前記基準となるユニットの前記位相差との差分である補正位相差を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記補正位相差に応じて前記複数のスイッチング素子の通電制御を行う駆動信号生成部とを備えることを特徴とする発電制御装置である。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記発電制御装置であって、前記基準となるユニットの前記位相差は、前記基準となるユニットの前記発電機が出力したＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）のゼロクロスを示す位相と前記基準となるユニットの前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との位相差であって、当該位相差は、前記基準となるユニットのセンサ取付位置に対応する取付誤差と、前記基準となるユニットの駆動状態に応じて変化する位相差との合計の値であり、前記測定対象のユニットの前記位相差は、前記測定対象のユニットの前記発電機が出力したＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）のゼロクロスを示す位相と前記測定対象のユニットの前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との位相差であって、当該位相差は、前記測定対象のユニットのセンサ取付位置に対応する取付誤差と、前記測定対象のユニットの駆動状態に応じて変化する位相差との合計の値であることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記発電制御装置であって、前記駆動状態は、前記発電機の回転数および前記バッテリの電圧の少なくとも一方をパラメータとして設定されることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一態様は、発電機のロータの回転位置を検出する位置センサが出力した位置検出信号を入力する位置検出信号入力部と、複数の整流素子と複数のスイッチング素子からなり、前記発電機から出力されるＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）を整流した直流電力をバッテリに供給するインバータ回路部と、前記発電機の出力電圧が所定の波形を示す位相と前記位置センサから入力した前記位置検出信号の入力位相との差分である位相差であって、基準となるユニットの前記位相差と駆動状態に関するデータとの対応付けされた基準データを記憶する記憶部と、測定対象のユニットの駆動状態を測定するとともに当該駆動状態に対応する前記測定対象のユニットの前記位相差を測定し、当該駆動状態に対応する前記基準となるユニットの前記位相差を前記記憶部を参照して取得し、測定した前記位相差と前記基準となるユニットの前記位相差との差分である補正位相差を算出する算出部とを用い、駆動信号生成部によって、前記算出部が算出した前記補正位相差に応じて前記複数のスイッチング素子の通電制御を行うことを特徴とする発電制御方法である。

【0011】

また、本発明の一態様は、前記発電機と、前記位置センサと、上記発電制御装置とを備える発電装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明の実施形態によれば、記憶部は、基準となるユニットの位相差と駆動状態に関するデータとの対応付けされた基準データを記憶する。また、算出部は、測定対象のユニットの駆動状態を測定するとともに当該駆動状態に対応する測定対象のユニットの位相差を測定する。さらに、算出部は、当該駆動状態に対応する基準となるユニットの位相差を記憶部を参照して取得し、測定した位相差と取得した基準となるユニットの位相差との差分である補正位相差を算出する。この構成によれば、記憶部が記憶する基準となるユニットの位相差と、測定対象のユニットで測定された位相差とを直接比較して差分をとることで補正位相差が算出される。したがって、基準となるユニットの位相差と測定対象のユニットの位相差との差分を取ることで誘起電圧に係る位相差を互いに打ち消すことができる。よって、誘起電圧に係る位相差を推定する必要がない。それ故、本発明の実施形態によれば、位置検出精度を向上し、通電制御を精度よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る発電装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】図１に示す位相補正用テーブル２７１の構成例を示す模式図である。

【図3】図１に示す通電制御用テーブル２７２の構成例を示す模式図である。

【図4】図１に示す発電装置１００（Ａユニットの場合）の動作例を示すフローチャートである。

【図5】図１に示す発電装置１００（Ｂユニットの場合）の動作例を示すフローチャートである。

【図6】図１に示す発電装置１００（Ｂユニットの場合）の動作例を示すフローチャートである。

【図7】図１に示す発電装置１００の動作例を説明するための模式図である。

【図8】図１に示す発電装置１００の動作例を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る発電装置１００の構成例を示すブロック図である。図１に示す発電装置１００は、ＡＣＧ（発電機）１と、発電制御装置２とを備える。発電装置１００は、発電制御装置２によってＡＣＧ１の出力を制御し、バッテリ２００や図示していない他の電気負荷へ供給する直流電力を制御する。一例として、本実施形態の発電装置１００とバッテリ２００は、バイク、自動二輪車等の車両に搭載された充電システムを構成するものとすることができる。

【0015】

ＡＣＧ１は、ステータ１１と、ロータ１２と、位置センサ１３とを備える。ただし、位置センサ１３は、発電制御装置２に含まれる構成としてもよい。ステータ１１は、電機子コアと電機子コアに巻回された３相巻線とを備えて構成されている。３相巻線は、スター結線であってもよいし、デルタ結線であってもよい。３相巻線の各相をＵ、ＶおよびＷ相とする。ロータ１２は、ステータ１１に対してＮ極とＳ極を交互に向き合うように配置された永久磁石を備えて構成されている。ロータ１２は、例えば、エンジンのクランクシャフトに直結されていて、エンジンを動力源として回転駆動される。位置センサ１３は、ロータ１２の回転位置を検出するセンサであり。例えばロータ１２の磁極の変化に応じて変化する信号を位置センサ信号として出力する。なお、ステータ１１は、３相交流に限らず、Ｎ相交流（Ｎ＝１以上の整数）を出力するものとすることができる。

【0016】

発電制御装置２は、位置センサ信号検出部（位置検出信号入力部）２１と、出力電圧検出部２２と、回転数判別部２３と、インバータ回路部２４と、駆動信号生成部２５と、算出部２６と、記憶部２７と、バッテリ電圧検出部２８とを備える。

【0017】

位置センサ信号検出部２１は、位置センサ１３が出力した位置センサ信号を入力し、位置センサ信号に対して波形成形処理を行い、ＡＣＧ位置に対応する２値信号に変換して、変換した結果を出力する。出力電圧検出部２２は、ＡＣＧ１の３相電圧を入力し、各相電圧のゼロクロス点を表すゼロクロス信号を出力する。

【0018】

回転数判別部２３は、位置センサ信号検出部２１が出力したＡＣＧ位置を表す信号または出力電圧検出部２２が出力したゼロクロス信号に基づきＡＣＧ１の回転数を算出し、算出した回転数を表す信号を出力する。なお、図１では、回転数判別部２３に対して、ＡＣＧ位置を表す信号とゼロクロス信号の２つの信号が入力されるように示しているが、いずれか一方の信号が入力されていればよい。

【0019】

図１に示す構成例では、インバータ回路部２４は３相インバータ２４０を備える。３相インバータ２４０は、６個のトランジスタ（スイッチング素子）２４１〜２４６を有する。インバータ回路部２４は、駆動信号生成部２５から入力された駆動信号に基づき、ＡＣＧ１が出力した３相交流の位相に同期させて６個のトランジスタ２４１〜２４６を通電制御することで、バッテリ２００等へ出力される直流電力を制御する。図１に示す構成例では、トランジスタ２４１〜２４６がＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）である。ただし、トランジスタの種類に限定はない。図１に示す例では、トランジスタ２４１〜２４３の各ドレインはバッテリ２００の正極に接続され、トランジスタ２４４〜２４６の各ソースはバッテリ２００の負極に接続されている（バッテリ２００と共通に接地されている）。トランジスタ２４１のソースとトランジスタ２４４のドレインはＡＣＧ１のＵ相出力に接続されている。トランジスタ２４２のソースとトランジスタ２４５のドレインはＡＣＧ１のＶ相出力に接続されている。トランジスタ２４３のソースとトランジスタ２４６のドレインはＡＣＧ１のＷ相出力に接続されている。また、トランジスタ２４１〜２４６の各寄生ダイオードＤ１（整流素子）は、トランジスタ２４１〜２４６がオフされた状態で、３相全波整流回路を構成する。ただし、３相全波整流回路を構成するダイオードは個別のダイオードであってもよい。なお、インバータ回路部２４は、３相フルブリッジ回路に限らず、Ｈブリッジ回路、４相ブリッジ回路等、ACG１が出力したＮ相交流（Ｎ＝１以上の整数）を整流することができる回路を備えていればよい。

【0020】

駆動信号生成部２５は、算出部２６から入力された所定の制御信号に基づき、トランジスタ２４１〜２４６のゲート・ソース間に入力される６個の駆動信号を生成して出力する。駆動信号生成部２５が出力する各駆動信号は、トランジスタ２４１〜２４６を個別にオンまたはオフする。なお、各駆動信号がトランジスタ２４１〜２４６をオンまたはオフにする制御には、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御も含む。

【0021】

バッテリ電圧検出部２８は、バッテリ２００の端子電圧を入力し、所定の分圧比で分圧した信号をバッテリ電圧検出信号として出力する。

【0022】

記憶部２７は、位相補正用テーブル２７１、通電制御用テーブル２７２および補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３を記憶する。なお、本実施形態の発電装置１００は、基準となるユニット（以下、Ａユニットと称する）として用いられる場合と、測定対象のユニット（以下、Ｂユニットと称する）として用いられる場合がある。Ａユニットは、位相補正用テーブル２７１および通電制御用テーブル２７２を作成する際に用いられる発電装置１００である。Ｂユニットとして用いられる場合の発電装置１００は、Ａユニットを用いて作成された記憶部２７が記憶する位相補正用テーブル２７１を参照して補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３を算出する。ここで、補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３は、Ａユニットの位置センサ１３が出力する位置センサ信号とＢユニットの位置センサ１３が出力する位置センサ信号との位相差（すなわち取付位置の誤差）に対応する情報である。補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３は、例えば初期値はゼロに設定され、その後、Ｂユニットで所定の測定を実施した結果に基づいてＢユニットに対応した値に設定される。また、Ｂユニットは、Ａユニットを用いて作成された記憶部２７が記憶する通電制御用テーブル２７２を参照し、自ら算出した補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３を用いてインバータ回路部２４による通電制御を実行する。例えば、Ａユニットは試作段階の発電装置１００であり、Ｂユニットは製品として出荷される発電装置１００である。したがって、Ａユニットでは、記憶部２７が、例えば、位相補正用テーブル２７１、通電制御用テーブル２７２および補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３を記憶していない場合がある。また、Ｂユニットでは、記憶部２７が、例えば、位相補正用テーブル２７１および通電制御用テーブル２７２を予め記憶するとともに、補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３を記憶あるいは更新して記憶することになる。なお、Ａユニットは、同一仕様のＡＣＧ１に対して１台だけ設定してもよいし、複数台設定してもよい。複数台設定する場合には、後述する位相補正用テーブル２７１や通電制御用テーブル２７２の内容を例えば複数台の特性の平均値や中央値に基づいて設定することができる。

【0023】

次に、図２〜図４等を参照して、位相補正用テーブル２７１および通電制御用テーブル２７２の構成例について説明する。図２は、図１に示す位相補正用テーブル２７１の構成例を示す模式図である。図３は、図１に示す通電制御用テーブル２７２の構成例を示す模式図である。図４は、Ａユニットを用いて位相補正用テーブル２７１および通電制御用テーブル２７２を作成する処理の流れを示すフローチャートである。

【0024】

位相補正用テーブル２７１は、ＡＣＧ１の出力電圧が所定の波形を示す位相と位置センサ１３から入力した位置センサ信号（位置検出信号）の入力位相との差分である位相差であって、基準となるＡユニットの位相差（θＴＡ）とＡＣＧ１の駆動状態に関するデータとを対応付けるテーブル（基準データ）である。図２に示す例では、ＡＣＧ１の駆動状態に関するデータとして、バッテリ電圧とＡＣＧ１の回転数を用いている。また、ＡＣＧ１の出力電圧における所定の波形は、３相インバータ２４０のトランジスタ２４１〜２４６をすべてオフした状態で、図７に示すように、ＡＣＧ１の出力電圧における相電圧がゼロクロスする時点の波形である。また、ＡＣＧ１の出力電圧が所定の波形を示す位相と位置センサ１３から入力した位置センサ信号の入力位相との差分である位相差は、図７に示すように、３相インバータ２４０のトランジスタ２４１〜２４６をすべてオフした状態で、位置センサ信号を位置センサ信号検出部２１で２値化した信号が立ち下がった時点の相電圧の位相と、相電圧がゼロクロスする時点の位相との位相差θＴＡである。位相差θＴＡは、例えば相電圧の電気角の差で表すことができる。図２に示す位相補正用テーブル２７１は、バッテリ電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３、…と変化させるとともに、各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…で回転数をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、…と変化させたときに、３相インバータ２４０のトランジスタ２４１〜２４６をすべてオフした状態でＡユニットで計測された位相差θＴＡ１、θＴＡ２、θＴＡ３、…とを各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…と各回転数をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、…とに対応づけるテーブルである。

【0025】

一方、通電制御用テーブル２７２は、基準となるＡユニットのＡＣＧ１から所定の電力を出力させるための通電位相差（通電角）と、ＡＣＧ１の駆動状態に関するデータとを対応付けるテーブルである。ＡＣＧ１の出力電力は、例えば図８に示すように、通電制御によって３相インバータ２４０における通電パターンを切り替える時の相電圧の位相（これを通電位相と呼ぶ）を変化させることで制御することができる。ここで、３相インバータ２４０における通電パターンとは、トランジスタ２４１〜２４６のオンまたはオフの組み合わせである。また、通電位相差θＡとは、位置センサ信号の所定の位相を基準とする所定の通電位相までの位相差である。図８に示す例では、通電位相差θＡは、位置センサ１３から入力した位置センサ信号を位置センサ信号検出部２１で２値化した信号が立ち下がった時点の位相から、通電パターンを切り替える時点の位相までの位相差である。また、図８に示す例では、通電位相をθＷｍａｘとした場合にＡＣＧ１の出力電力を最大とすることができる。また、例えば、通電制御用テーブル２７２に設定される通電位相差θＡは、ＡＣＧ１から最大電力を出力させるための最大出力時通電位相差θｐｅａｋＡとすることができる。最大出力時通電位相差θｐｅａｋＡは、最大電力を出力する位相θＷｍａｘに対応する通電位相差θＡである。Ａユニットでは、位置センサ信号を２値化した信号が立ち下がった時点の位相を基準として、通電位相差がθｐｅａｋＡとなるように通電制御を行うことで、ＡＣＧ１の出力電力を最大に制御することができる。

【0026】

また、通電制御用テーブル２７２に設定されるＡＣＧ１の駆動状態に関するデータとしては、例えばバッテリ電圧とＡＣＧ１の回転数を用いることができる。図３に示す通電制御用テーブル２７２は、バッテリ電圧をＶ１、Ｖ２、Ｖ３、…と変化させるとともに、各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…で回転数をＮ１、Ｎ２、Ｎ３、…と変化させたときに、Ａユニットで計測された最大出力時位相差θｐｅａｋＡ１、θｐｅａｋＡ２、θｐｅａｋＡ３、…を、各電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…と各回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、…とに対応づけるテーブルである。

【0027】

なお、位相補正用テーブル２７１を作成する際に使用するＡＣＧ１の出力電圧が所定の波形を示す位相は、ゼロクロスに限らず、所定の電圧値を立ち上がりで通過する位相、所定の電圧値を立ち下がりで通過する位相等、任意に設定することができる。また、通電制御用テーブル２７２を作成する際に使用するＡＣＧ１から所定の電力を出力させるための通電位相差θＡは、最大出力時の位相に限らず、出力がゼロのときや出力ゼロから最大出力までの中間の値、あるいはACG１を電動機として動作させるとき（すなわち出力が負の値となるとき）の位相に対応するものとしてもよい。この場合、通電制御用テーブル２７２は、例えば出力に応じて複数設けることができる。

【0028】

次に、図４を参照して、Ａユニットを用いて位相補正用テーブル２７１および通電制御用テーブル２７２を作成する際に、操作者、所定のプログラムを実行するコンピュータ等が実行する処理の流れについて説明する。この処理では、まず、インバータ回路部２４のトランジスタ２４１〜２４６をすべてオフした状態で回転数とバッテリ電圧を所定の範囲で変化させながらＡユニットの位置センサ１３の所定の波形変化から出力電圧の所定の波形変化までの位相差θＴＡを測定する（ステップＳ１１）。次に、ステップＳ１１での測定結果に基づいて位相補正用テーブル２７１（図２）を作成する（ステップＳ１２）。

【0029】

次に、回転数とバッテリ電圧を所定の範囲で変化させながら通電制御を実行し、通電位相差θＡを変化させて、Ａユニットの出力が最大となる最大出力時通電位相差θｐｅａｋＡを測定する（ステップＳ１３）。次に、ステップＳ１３での測定結果に基づいて通電制御用テーブル２７２（図３）を作成する。ステップＳ１２で作成された位相補正用テーブル２７１とステップＳ１４で作成された通電制御用テーブル２７２は、Ｂユニットの記憶部２７に記憶される。

【0030】

一方、図１に示す算出部２６は、位置センサ信号検出部２１が出力したＡＣＧ位置を表す信号、出力電圧検出部２２が出力したゼロクロス信号、回転数判別部２３が出力した回転数を表す信号、および、バッテリ電圧検出部２８が出力したバッテリ電圧検出信号を入力する。また、算出部２６は、入力信号や記憶部２７に記憶されている情報を参照して駆動信号生成部２５を制御する。また、算出部２６は、入力信号や記憶部２７に記憶されている情報を参照して駆動信号生成部２５を制御するとともに、所定の測定を行い、測定結果に基づいて補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３を算出して記憶部２７へ記憶する。ここで、図５、図６等を参照して、算出部２６の動作について説明する。

【0031】

図５は、図１に示す発電装置１００（Ｂユニットの場合）の動作例（補正位相差ΔθＴＡＢ２７３を算出する処理）を示すフローチャートである。なお、この場合、位相補正用テーブル２７１には図７を参照して説明したように、位置センサ信号を位置センサ信号検出部２１で２値化した信号が立ち下がった時点の相電圧の位相と、相電圧がゼロクロスする時点の位相との位相差θＴＡが設定されているものとする。

【0032】

補正位相差ΔθＴＡＢ２７３を算出する場合、算出部２６は、インバータ回路部２４のトランジスタ２４１〜２４６をすべてオフした状態で回転数とバッテリ電圧を測定するとともにＢユニットの位置センサ１３の所定の波形変化からＡＣＧ１の出力電圧の所定の波形変化までの位相差θＴＢを測定する（ステップＳ２１）。この場合、ステップＳ２１において、算出部２６は、図７に示すように、位置センサ信号を位置センサ信号検出部２１で２値化した信号が立ち下がった時点の相電圧の位相と、相電圧がゼロクロスする時点の位相との位相差θＴＢを測定する。

【0033】

次に、算出部２６は、記憶部２７に記憶されている位相補正用テーブル２７１を参照し、ステップＳ２１においてＢユニットで測定した回転数とバッテリ電圧に対応するＡユニットの位相差θＴＡを取得する（ステップＳ２２）。

【0034】

次に、算出部２６は、ステップＳ２２において位相補正用テーブル２７１を参照して取得した位相差θＴＡと、ステップＳ２１においてＢユニットで測定した位相差θＴＢに基づき補正位相差ΔθＴＡＢ（＝θＴＡ−θＴＢ）を算出して、記憶部２７に補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３として記憶する（ステップＳ２３）。なお、図７に示すように、位相差（θＴＡ）は、基準となるユニットＡのセンサ取付位置に対応する取付誤差（θＴＡｃ）と、基準となるユニットＡの駆動状態に応じて変化する位相差（θＴＡｄ）との合計の値である。また、位相差（θＴＢ）は、測定対象のユニットＢのセンサ取付位置に対応する取付誤差（θＴＢｃ）と、測定対象のユニットＢの駆動状態に応じて変化する位相差（θＴＢｄ）との合計の値である。

【0035】

次に、図６は、図１に示す発電装置１００（Ｂユニットの場合）の動作例（通電制御において通電位相差θＢを決定する処理）を示すフローチャートである。この場合、通電位相差θＢは、図８に示すように、通電位相差θＡと同様、位置センサ１３から入力した位置センサ信号を位置センサ信号検出部２１で２値化した信号が立ち下がった時点の位相から、通電パターンを切り替える時点の位相までの位相差である。Ｂユニットにおいて、ＡＣＧ１の出力を最大にする通電制御において用いる通電位相差θＢを決定する場合、算出部２６は、まず、ＡＣＧ１の回転数とバッテリ電圧を測定する（ステップＳ３１）。次に、算出部２６は、通電制御用テーブル２７２（図３）を参照し、ステップＳ３１においてＢユニットで測定した回転数とバッテリ電圧に対応するＡユニットの最大時通電位相差θｐｅａｋＡを取得する（ステップＳ３２）。

【0036】

次に、算出部２６は、ステップＳ３２において通電制御用テーブル２７２を参照して取得したＡユニットの最大時通電位相差θｐｅａｋＡと記憶している補正位相差ΔθＴＡＢデータ２７３に基づき、Ｂユニットの通電位相差θＢを（θＢ＝θｐｅａｋＡ−ΔθＴＡＢ）式にて算出する（ステップＳ３３）。次に、算出部２６は、ステップＳ３３において算出した通電位相差θＢで通電制御を実行する（ステップＳ３４）。

【0037】

以上のように通電位相差θＢを決定して通電制御を行うことで、発電装置１００（Ｂユニット）は、図８に示すように、通電位相をθＷｍａｘで制御して、ＡＣＧ１の出力を最大値に制御することができる。

【0038】

本実施形態によれば、記憶部２７は、基準となるユニットの位相差（θＴＡ）と駆動状態に関するデータとの対応付けされた位相補正用テーブル２７１（基準データ）を記憶する。また、算出部２６は、測定対象のＢユニットの駆動状態を測定するとともに当該駆動状態に対応する測定対象のＢユニットの位相差（θＴＢ）を測定する。さらに、算出部２６は、当該駆動状態に対応する基準となるＡユニットの位相差（θＴＡ）を記憶部２７を参照して取得し、測定した位相差（θＴＢ）と取得した基準となるＡユニットの位相差（θＴＡ）との差分である補正位相差（ΔθＴＡＢ＝θＴＡ−θＴＢ）を算出する。この構成によれば、記憶部２７が記憶する基準となるＡユニットの位相差（θＴＡ）と、測定対象のＢユニットで測定された位相差（θＴＢ）とを直接比較して差分をとることで補正位相差（ΔθＴＡＢ）が算出される。したがって、基準となるＡユニットの位相差（θＴＡ）と測定対象のＢユニットの位相差（θＴＢ）との差分を取ることで誘起電圧に係る位相差を互いに打ち消すことができる。よって、誘起電圧に係る位相差を推定する必要がない。それ故、本実施形態によれば、位置検出精度を向上し、通電制御を精度よく行うことができる。

【0039】

なお、本実施形態においては、例えば、図１に示す各ブロックの一部または全部を分割したり、他のブロックの一部または全部と統合したりしてもよい。すなわち、例えば、算出部２６と回転数判別部２３と記憶部２７の各一部または各全部を統合することができる。また、発電制御装置２と位置センサ１３と一体的に構成し、上述したように発電制御装置２と位置センサ１３とを組み合わせものが発電制御装置２であるとしてもよい。

【0040】

また、本発明の実施の形態は、上記の実施形態に限定されない。例えば、本発明の実施形態は、次のようなものとすることができる。

【0041】

（１）上記実施形態では、駆動状態に関するデータとして図２に示すバッテリ電圧と回転数とを用いることで位相補正用テーブル２７１（基準データ）を３次元テーブルとして構成している。しかし、位相補正用テーブル２７１の構成は限定されず、例えば、駆動状態に関するデータをバッテリ電圧と回転数のいずれか一方として、位相補正用テーブル２７１（基準データ）を２次元テーブルとして構成してもよい。例えば、回転数を１つにしてバッテリ電圧を一定の範囲で変化させ、位相差θＴＡを測定した結果に基づいて位相補正用テーブル２７１（基準データ）を構成してもよい。あるいは、バッテリ電圧を１つにして回転数を一定の範囲で変化させ、位相差θＴＡを測定した結果に基づいて位相補正用テーブル２７１（基準データ）を構成してもよい。

【0042】

（２）上記実施形態では、位相差θＴＡをＡＣＧ１の出力電圧（相電圧）のゼロクロス点を基準として設定したが、相電流のゼロクロス点を基準として設定してもよい。また、バッテリ電圧は、インバータ回路部２４の直流出力電圧（ＡＣＧ１の出力電圧）としてもよい。

【0043】

（３）また、ゼロクロス点に限らず、所定電圧（例えば数ボルト）あるいは所定電流（例えば数アンペア）となる時点を基準として位相差θＴＡを設定してもよい。

【0044】

（４）上記実施形態では、駆動状態に関するデータとしてバッテリ電圧と回転数とを用いているが、例えばＡＣＧ１の温度や発電制御装置２の温度、あるいはバッテリ周囲温度等を要素として（パラメータとして）加えて、位相差θＴＡを設定してもよい。

【0045】

例えば、（１）〜（４）の組み合わせから、計測した発電制御装置２の温度とＡＣＧ１の出力電圧をパラメータとするとともに、計測したＡＣＧ１の三相出力電流が所定の電流（例えば３Ａ）を通過する時点の位相と位置センサ信号の入力位相との位相差を位相差θＴＡとすることができる。

【0046】

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【符号の説明】

【0047】

１００ 発電装置
２００ バッテリ
１ ＡＣＧ（発電機）
１１ ステータ
１２ ロータ
１３ 位置センサ
２ 発電制御装置
２１ 位置センサ信号検出部
２２ 出力電圧検出部
２３ 回転数判別部
２４ インバータ回路部
２４０ ３相インバータ
２４１〜２４６ トランジスタ
Ｄ１ 寄生ダイオード
２５ 駆動信号生成部
２６ 算出部
２７ 記憶部
２７１ 位相補正用テーブル
２７２ 通電制御用テーブル
２７３ 補正位相差ΔθＴＡＢデータ
２８ バッテリ電圧検出部

【要約】

本実施形態の発電制御装置は、発電機のロータの回転位置を検出する位置センサが出力した位置検出信号を入力する入力部と、発電機が出力した３相交流を整流した直流電力をバッテリに供給するインバータ回路部と、発電機の出力電圧が所定の波形を示す位相と位置検出信号の位相との差分である位相差であって、基準となるユニットの位相差と駆動状態に関するデータとの対応付けされた基準データを記憶する記憶部と、測定対象のユニットの駆動状態を測定しかつ当該駆動状態に対応する測定対象のユニットの位相差を測定し、当該駆動状態に対応する基準となるユニットの位相差を記憶部を参照して取得し、測定した位相差と基準となるユニットの位相との差分である補正位相差を算出する算出部と、算出した補正位相差に応じて通電制御を行う駆動信号生成部とを備える。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】