特開 2024-130811 電圧供給装置および発電制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024130811

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】電圧供給装置および発電制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 7/00 20060101AFI20240920BHJP

   H02H 7/12 20060101ALI20240920BHJP

   B64D 27/24 20240101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H02H7/00 G

H02H7/12 D

B64D27/24

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040719

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003683

【氏名又は名称】弁理士法人桐朋

(72)【発明者】

【氏名】野口 健二

【テーマコード（参考）】

5G053

【Ｆターム（参考）】

5G053AA09

5G053BA04

5G053CA01

5G053CA04

5G053EB01

5G053EB05

5G053FA05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電圧供給装置の大型化を抑制することができる電圧供給装置および発電制御方法を提供する。
【解決手段】発電部３２が発電した直流電圧を負荷３６に供給する電圧供給装置２８であって、平滑コンデンサ３８の電圧である第１電圧Ｖ１と、バッテリ３４の電圧である第２電圧Ｖ２とを取得する電圧取得部１８０と、第１電圧と第２電圧との差を演算する演算部１７０及び第１電圧と第２電圧との差が所定閾値Ｖｔｈ以上である場合、平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定する判定部１７２を有する判定回路１２０と、前記平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定されると、前記発電部を制御して前記発電部による発電を抑制または停止させる発電制御部１４４を有する制御装置１００と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電部が発電した直流電圧を負荷に供給する電圧供給装置であって、
前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサに対して前記負荷と並列に接続されたバッテリと、
前記平滑コンデンサの電圧である第１電圧と、前記バッテリの電圧である第２電圧とを取得する電圧取得部と、
前記第１電圧と前記第２電圧との差を演算する演算部と、
前記差が所定閾値以上である場合、前記平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定する判定部と、
前記平滑コンデンサが前記過電圧の状態であると判定されると、前記発電部を制御して前記発電部による発電を抑制または停止させる発電制御部と、
を備える、電圧供給装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電圧供給装置であって、
前記平滑コンデンサと前記バッテリとの間に配置され、前記平滑コンデンサと前記バッテリとの接続を遮断可能な接続遮断部をさらに備える、電圧供給装置。

【請求項3】

請求項１に記載の電圧供給装置であって、
前記発電部が発電を開始する前に、前記平滑コンデンサと前記バッテリとの間のスイッチング素子を制御して、前記平滑コンデンサと前記バッテリとを接続させる始動制御部をさらに備える、電圧供給装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電圧供給装置であって、
前記所定閾値は、前記平滑コンデンサと前記バッテリとの間の電圧降下量と、所定の変動割合とに基づいて予め決定される、電圧供給装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の電圧供給装置であって、
前記平滑コンデンサの電圧の高周波成分を除去するローパスフィルタをさらに備え、
前記電圧取得部は、前記高周波成分が除去された前記平滑コンデンサの電圧を前記第１電圧として取得する、電圧供給装置。

【請求項6】

発電部が発電した直流電圧を負荷に供給する電圧供給装置の発電制御方法であって、
前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサの電圧である第１電圧と、前記平滑コンデンサに対して前記負荷と並列に接続されたバッテリの電圧である第２電圧とを取得する電圧取得ステップと、
前記第１電圧と前記第２電圧との差を演算する演算ステップと、
前記差が所定閾値以上である場合、前記平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定する判定ステップと、
前記平滑コンデンサが前記過電圧の状態であると判定されると、前記発電部を制御して前記発電部による発電を抑制または停止させる発電制御ステップと、
を備える、発電制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電圧供給装置および発電制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電力変換装置が開示されている。その電力変換装置に用いられている平滑コンデンサの端子間電圧を検出するため、電圧センサが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１５８６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の開示によれば、平滑コンデンサが過電圧になったことを検出するため、平滑コンデンサの端子間電圧を監視する必要がある。検出誤差を考慮した場合、平滑コンデンサが大容量化することにより、電圧供給装置が大型化するおそれがある。

【0005】

本発明は、上述した課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様は、発電部が発電した直流電圧を負荷に供給する電圧供給装置であって、前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサに対して前記負荷と並列に接続されたバッテリと、前記平滑コンデンサの電圧である第１電圧と、前記バッテリの電圧である第２電圧とを取得する電圧取得部と、前記第１電圧と前記第２電圧との差を演算する演算部と、前記差が所定閾値以上である場合、前記平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定する判定部と、前記平滑コンデンサが前記過電圧の状態であると判定されると、前記発電部を制御して前記発電部による発電を抑制または停止させる発電制御部と、を備える。

【0007】

本発明の第２の態様は、発電部が発電した直流電圧を負荷に供給する電圧供給装置の発電制御方法であって、前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサの電圧である第１電圧と、前記平滑コンデンサに対して前記負荷と並列に接続されたバッテリの電圧である第２電圧とを取得する電圧取得ステップと、前記第１電圧と前記第２電圧との差を演算する演算ステップと、前記差が所定閾値以上である場合、前記平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定する判定ステップと、前記平滑コンデンサが前記過電圧の状態であると判定されると、前記発電部を制御して前記発電部による発電を抑制または停止させる発電制御ステップと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、電圧供給装置の大型化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、航空機の模式図である。

【図2】図２は、航空機が有する電圧供給装置の構成を示す模式図である。

【図3】図３は、一実施の形態による発電制御方法を説明するための図である。

【図4】図４は、発電制御方法に係る処理手順を示すフローチャートである。

【図5】図５は、過電圧判定に伴う発電制御の所要時間の変化を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

一実施の形態による電圧供給装置およびその発電制御方法について、図面を用いて説明する。本実施の形態の説明では、電圧供給装置を有する移動体として航空機の例を用いるが、これに限定されない。図１は、航空機１０の模式図である。航空機１０は、電動垂直離着陸機（ｅＶＴＯＬ）である。航空機１０は、機体１２を有する。機体１２には、コックピット、キャビン等が設けられる。

【0011】

航空機１０は、タンデム翼機である。航空機１０は、翼１４を有する。翼１４は、前翼１４ａおよび後翼１４ｂを含む。後翼１４ｂは、後退翼である。航空機１０が前方に移動する場合に、前翼１４ａおよび後翼１４ｂの各々において揚力が発生する。前翼１４ａおよび後翼１４ｂには、ブーム１６Ｌおよびブーム１６Ｒが取り付けられる。

【0012】

ブーム１６Ｌは、機体１２の中心線ＡＸに沿って前後方向に延びる。ブーム１６Ｌは、機体１２の中心線ＡＸに対して左方に配置される。ブーム１６Ｒは、中心線ＡＸに沿って前後方向に延びる。ブーム１６Ｒは、中心線ＡＸに対して右方に配置される。ブーム１６Ｌおよびブーム１６Ｒは、機体１２を間にはさんで左右方向に互いに離間して配置される。ブーム１６Ｌおよびブーム１６Ｒを区別しない場合には、単にブーム１６と呼ぶ場合がある。

【0013】

航空機１０は、複数のロータ１８Ｖを有する。図１においては、複数のロータ１８Ｖとして、４つのロータ１８Ｖ１、１８Ｖ２、１８Ｖ３、１８Ｖ４が例示されている。各ロータ１８Ｖは、１つまたは複数のモータ２０Ｖにより駆動される。図１においては、各ロータ１８Ｖが１つのモータ２０Ｖにより駆動される例が示されている。ロータ１８Ｖ１に対して、モータ２０Ｖ１が設けられる。ロータ１８Ｖ２に対して、モータ２０Ｖ２が設けられる。ロータ１８Ｖ３に対して、モータ２０Ｖ３が設けられる。ロータ１８Ｖ４に対して、モータ２０Ｖ４が設けられる。

【0014】

ロータ１８Ｖがモータ２０Ｖに駆動されることにより、主に垂直方向に推力が発生する。ロータ１８Ｖの回転数と、ロータ１８Ｖのブレードのピッチ角度とが調整されることにより、推力が制御される。各ロータ１８Ｖにおける推力が制御されることにより、機体１２に対して主に上方に推進力が発生する。各ロータ１８Ｖは、主に、垂直離陸時、垂直離陸から巡航への移行時、巡航から垂直着陸への移行時、垂直着陸時、空中停止時等において使用される。

【0015】

２つのロータ１８Ｖ１、１８Ｖ３は、ブーム１６Ｌに取り付けられる。これに対応して、モータ２０Ｖ１、２０Ｖ３もまた、ブーム１６Ｌに取り付けられる。残り２つのロータ１８Ｖ２、１８Ｖ４は、ブーム１６Ｒに取り付けられる。これに対応して、モータ２０Ｖ２、２０Ｖ４もまた、ブーム１６Ｒに取り付けられる。

【0016】

航空機１０は、複数のロータ１８Ｃを有する。図１においては、複数のロータ１８Ｃとして、２つのロータ１８Ｃ１、１８Ｃ２が例示されている。各ロータ１８Ｃは、１つまたは複数のモータ２０Ｃにより駆動される。図１においては、各ロータ１８Ｃが１つのモータ２０Ｃにより駆動される例が示されている。ロータ１８Ｃ１に対して、モータ２０Ｃ１が設けられる。ロータ１８Ｃ２に対して、モータ２０Ｃ２が設けられる。

【0017】

機体１２の側面には、マウント２６（マウント２６Ｌおよびマウント２６Ｒ）が取り付けられる。マウント２６Ｌは、機体１２の左側面から左方に向かって延びる。マウント２６Ｒは、機体１２の右側面から右方に向かって延びる。ロータ１８Ｃ１は、モータ２０Ｃ１とともに、マウント２６Ｌに取り付けられる。ロータ１８Ｃ２は、モータ２０Ｃ２とともに、マウント２６Ｒに取り付けられる。なお、各ロータ１８Ｃは、機体１２の、後翼１４ｂよりも後方に取り付けられてもよい。

【0018】

ロータ１８Ｃがモータ２０Ｃに駆動されることにより、主に水平方向に推力が発生する。ロータ１８Ｃの回転数と、ロータ１８Ｃのブレードのピッチ角度とが調整されることにより、推力が制御される。各ロータ１８Ｃにおける推力が制御されることにより、機体１２に対して主に前方に推進力が発生する。各ロータ１８Ｃは、主に、垂直離陸から巡航への移行時、巡航時、巡航から垂直着陸への移行時等において使用される。

【0019】

図２は、航空機１０が有する電圧供給装置２８の構成を示す模式図である。航空機１０は、ハイブリッド航空機である。したがって、航空機１０は、１つまたは複数の発電部３２と、１つまたは複数のバッテリ３４とを有する。図２には、１つの発電部３２が例示されている。１つの発電部３２に対し、１つの電圧供給装置２８が設けられる。

【0020】

１つの電圧供給装置２８に、１つまたは複数のバッテリ３４が含まれる。図２には、１つの電圧供給装置２８が２つのバッテリ３４を含む例が示されている。本実施の形態による電圧供給装置２８は、発電部３２が発電した直流電圧、またはバッテリ３４からの直流電圧を、複数のモータ２０（上述したモータ２０Ｃ、２０Ｖ）等の負荷３６に供給する。また、発電部３２が発電した直流電圧は、バッテリ３４の充電にも用いられ得る。電圧供給装置２８は、平滑コンデンサ３８と、バッテリ３４と、後述するコンタクタ等の回路素子とを有する。

【0021】

電圧供給装置２８は、さらに、発電部３２に接続される電圧供給ラインＭＬと、電圧供給ラインＭＬから分岐した複数の電圧供給ラインＰＬとを有する。複数の電圧供給ラインＰＬの各々が、各負荷３６に接続される。図２に示す例では、２つの電圧供給ラインＰＬが示されている。電圧供給ラインＭＬは、正極の配線ＭＬＰと、負極の配線ＭＬＮとを含む。各電圧供給ラインＰＬは、正極の配線ＰＬＰと、負極の配線ＰＬＮとを含む。

【0022】

１つの発電部３２に対し、１つの平滑コンデンサ３８が設けられる。平滑コンデンサ３８の正極端子および負極端子は、電圧供給ラインＭＬの正極の配線ＭＬＰおよび負極の配線ＭＬＮに、それぞれ接続される。平滑コンデンサ３８は、発電部３２が発電した直流電圧を平滑化する。平滑化された直流電圧は、電圧供給ラインＭＬおよび各電圧供給ラインＰＬを介して、各負荷３６または各バッテリ３４に供給され得る。

【0023】

１つの電圧供給ラインＰＬに、１つのバッテリ３４が接続される。１つの電圧供給ラインＰＬに複数のバッテリ３４が接続されてもよい。各バッテリ３４の正極端子および負極端子は、電圧供給ラインＰＬの正極の配線ＰＬＰおよび負極の配線ＰＬＮに、それぞれ接続される。各バッテリ３４からの直流電圧は、電圧供給ラインＰＬにより、負荷３６に供給され得る。また、後述するように、内燃機関４４の始動時に、バッテリ３４からの直流電圧は、電圧供給ラインＰＬにより、発電部３２に供給され得る。

【0024】

航空機１０は、発電部３２と、電圧供給装置２８と、負荷３６とを有する。発電部３２は、内燃機関４４と、発電機４６と、コンバータ４８とを含む。内燃機関４４は、例えばガスタービンである。発電機４６は、内燃機関４４から得られる動力で発電する。コンバータ４８は、発電機４６からの交流電圧を直流電圧に変換する。

【0025】

負荷３６は、複数のロータ１８（上述したロータ１８Ｃ、１８Ｖ）と、複数のモータ２０と、複数のインバータ５６とを含む。各インバータ５６は、平滑コンデンサ３８またはバッテリ３４からの直流電圧を交流電圧に変換する。各モータ２０は、各インバータ５６から得られる交流電圧により、各ロータ１８を駆動する。負荷３６は、コンバータ５８をさらに含んでもよい。コンバータ５８は、平滑コンデンサ３８またはバッテリ３４からの直流電圧を降圧し、冷却装置（不図示）等に出力する。

【0026】

電圧供給ラインＭＬは、共有バス６２により、複数の電圧供給ラインＰＬに分岐する。図２に示す例では、共有バス６２により、各バッテリ３４が、平滑コンデンサ３８に対して各負荷３６と並列に接続されている。

【0027】

接続遮断部６４が、平滑コンデンサ３８と共有バス６２との間の、電圧供給ラインＭＬ上に配置される。接続遮断部６４は、コンタクタ６４ａ、６４ｂを有する。コンタクタ６４ａは、電圧供給ラインＭＬの正極の配線ＭＬＰに設けられる。コンタクタ６４ｂは、電圧供給ラインＭＬの負極の配線ＭＬＮに設けられる。

【0028】

コンタクタ６４ａ、６４ｂがオンになると、平滑コンデンサ３８と、負荷３６またはバッテリ３４とが接続され得る。その場合、負荷３６またはバッテリ３４に直流電圧が供給され得る。コンタクタ６４ａ、６４ｂがオフになると、平滑コンデンサ３８と、負荷３６およびバッテリ３４との接続は遮断され得る。その場合、負荷３６およびバッテリ３４への直流電圧の供給は遮断され得る。なお、接続遮断部６４は、コンタクタ６４ａ、６４ｂのうちの一方のみを有してもよい。

【0029】

１つの電圧供給ラインＰＬに、１つの接続遮断部６６が配置される。図２には、２つの接続遮断部６６が示されている。各接続遮断部６６は、共有バス６２と各負荷３６および各バッテリ３４との間に配置される。接続遮断部６６は、コンタクタ６６ａ、６６ｂを有する。コンタクタ６６ａは、電圧供給ラインＰＬの正極の配線ＰＬＰに設けられる。コンタクタ６６ｂは、電圧供給ラインＰＬの負極の配線ＰＬＮに設けられる。

【0030】

コンタクタ６６ａ、６６ｂがオンになると、平滑コンデンサ３８と、負荷３６またはバッテリ３４とが接続され得る。その場合、負荷３６またはバッテリ３４に直流電圧が供給され得る。コンタクタ６６ａ、６６ｂがオフになると、平滑コンデンサ３８と、負荷３６およびバッテリ３４との接続は遮断され得る。その場合、負荷３６およびバッテリ３４への直流電圧の供給は遮断され得る。なお、接続遮断部６６は、コンタクタ６６ａ、６６ｂのうちの一方のみを有してもよい。

【0031】

各バッテリ３４は、接続遮断部７２を介して負荷３６に直流電圧を供給し得る。図２には、２つの接続遮断部７２が示されている。各接続遮断部７２は、各バッテリ３４と各電圧供給ラインＰＬとの間に配置される。接続遮断部７２は、コンタクタ７２ａ、７２ｂと、プリチャージ回路７２ｃとを有する。

【0032】

コンタクタ７２ａは、接続遮断部７２の正極の配線７２ｐに設けられる。コンタクタ７２ｂは、接続遮断部７２の負極の配線７２ｎに設けられる。コンタクタ７２ａ、７２ｂがオンになると、バッテリ３４から負荷３６へ直流電圧が供給され得る。また、発電部３２の始動時にコンタクタ７２ａ、７２ｂがオンになると、後述するように、バッテリ３４から平滑コンデンサ３８へ直流電圧が供給され得る。

【0033】

プリチャージ回路７２ｃは、コンタクタ７２ｂと並列に設けられる。プリチャージ回路７２ｃは、互いに直列に接続されたコンタクタ７２ｄおよび抵抗７２ｅを有する。なお、接続遮断部７２は、コンタクタ７２ｂとプリチャージ回路７２ｃのみを有してもよい。また、プリチャージ回路７２ｃは、コンタクタ７２ａと並列に設けられてもよい。この場合、接続遮断部７２は、コンタクタ７２ａとプリチャージ回路７２ｃのみを有してもよい。

【0034】

電圧供給装置２８は、複数のダイオード８０を有する。複数のダイオード８０の各々は、接続遮断部６６と、各負荷３６および各バッテリ３４との間の、各電圧供給ラインＰＬ上に配置される。ダイオード８０は、平滑コンデンサ３８から負荷３６またはバッテリ３４への直流電圧の供給を許容する。また、ダイオード８０は、複数のバッテリ３４の間で、複数の接続遮断部６６を介して電流が流れることを防止する。

【0035】

電圧供給装置２８は、複数のスイッチング素子８２を有する。スイッチング素子８２は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。複数のスイッチング素子８２の各々は、各バッテリ３４に対して、各電圧供給ラインＰＬ上でダイオード８０と並列に接続される。

【0036】

スイッチング素子８２がオンになることにより、平滑コンデンサ３８とバッテリ３４とが接続される。発電部３２が発電を開始する前に、スイッチング素子８２がオンになることにより、平滑コンデンサ３８とバッテリ３４とが電気的に接続され得る。そのため、バッテリ３４から平滑コンデンサ３８への電力供給が可能になる。発電部３２の始動時に、発電機４６は、内燃機関４４を始動させるための始動装置として機能する。発電機４６は、平滑コンデンサ３８に供給された電力を用いて、内燃機関４４を始動させる。

【0037】

上述したように、電圧供給装置２８は、平滑コンデンサ３８と、負荷３６およびバッテリ３４との接続を遮断可能な接続遮断部６４、６６を有する。発電部３２が発電している間に、接続遮断部６４、６６のうちの少なくとも一部が、意図せずオフになった場合を想定する。その場合、平滑コンデンサ３８と、負荷３６およびバッテリ３４との接続が遮断されるため、平滑コンデンサ３８が過電圧の状態になる可能性がある。また、接続遮断部６４、６６の周辺に不図示のヒューズが配置され、ヒューズが溶断した場合も同様である。

【0038】

平滑コンデンサ３８が過電圧の状態になった場合、発電部３２による発電を早期に抑制または停止させる必要がある。平滑コンデンサ３８が過電圧の状態であるか否かを判定するため、従来、平滑コンデンサ３８の端子間電圧が監視されている。航空機１０に搭載される発電部３２が発電中における平滑コンデンサ３８の端子間電圧は高電圧であり、例えば１０００Ｖである。

【0039】

平滑コンデンサ３８の過電圧判定の閾値として、端子間電圧１０００［Ｖ］に対して例えば誤差割合１％が考慮され、閾値１０１０［Ｖ］が用いられる。誤差割合１％に対応する誤差分が比較的大きな値である１０［Ｖ］になるため、その分、過電圧判定の所要時間が遅延する。したがって、発電部３２の発電を早期に抑制または停止させることができず、平滑コンデンサ３８が故障するおそれがある。

【0040】

また、平滑コンデンサ３８の容量に１０［Ｖ］分の余裕を見込む必要があるため、平滑コンデンサ３８の大容量化に伴い、電圧供給装置２８が大型化するおそれがある。

【0041】

図３は、本実施の形態による発電制御方法を説明するための図である。図３に示すように、本実施の形態による電圧供給装置２８は、制御装置１００と、１つまたは複数のバッテリ制御装置１１０と、判定回路１２０とを、さらに有する。制御装置１００は、演算部１３０と、記憶部１３２とを有する。演算部１３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサを含む。すなわち、演算部１３０は、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）を含む。

【0042】

記憶部１３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性メモリと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを含む。揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして用いられる。不揮発性メモリは、プロセッサが実行するプログラムと、その他必要なデータとを記憶する。

【0043】

演算部１３０は、始動制御部１４０と、遮断制御部１４２と、発電制御部１４４とを有する。演算部１３０が記憶部１３２に保存されたプログラムを実行することにより、始動制御部１４０と、遮断制御部１４２と、発電制御部１４４とが実現される。始動制御部１４０と、遮断制御部１４２と、発電制御部１４４とのうちの少なくとも一部は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路、或いはディスクリートデバイスを含む電子回路によって実現されてもよい。

【0044】

始動制御部１４０は、発電部３２が発電を開始する前に、バッテリ制御装置１１０を制御して、接続遮断部７２のコンタクタ７２ａ、７２ｂと、スイッチング素子８２とを、いずれもオンにさせる。また、始動制御部１４０は、接続遮断部６４のコンタクタ６４ａ、６４ｂと、接続遮断部６６のコンタクタ６６ａ、６６ｂとを、いずれもオンにさせる。これにより、バッテリ３４から平滑コンデンサ３８へ電力が供給される。

【0045】

始動制御部１４０は、発電機４６を始動装置として制御し、平滑コンデンサ３８に供給された電力を用いて発電機４６を回転させて内燃機関４４を始動させる。発電部３２の停止中に平滑コンデンサ３８は放電してもよいため、平滑コンデンサ３８を長寿命化することができる。内燃機関４４の始動が完了した場合、始動制御部１４０は、バッテリ制御装置１１０を制御して、スイッチング素子８２をオフにさせる。

【0046】

図２に示す例では、２つの電圧供給ラインＰＬが示されている。発電部３２が発電中、これら２つの電圧供給ラインＰＬのうち、いずれか一方の電圧供給ラインＰＬで異常が生じた場合を想定する。その場合、その異常が他方の正常な電圧供給ラインＰＬへ影響することを防止するために、異常が生じた電圧供給ラインＰＬを切り離す必要がある。

【0047】

そのため、図３に示す遮断制御部１４２は、異常が生じた電圧供給ラインＰＬに対応する接続遮断部６６のコンタクタ６６ａ、６６ｂをオフにする。これにより、正常な電圧供給ラインＰＬを保護することができる。なお、電圧供給ラインＰＬの異常から平滑コンデンサ３８を保護するために、遮断制御部１４２は、接続遮断部６４のコンタクタ６４ａ、６４ｂをオフにしてもよい。

【0048】

判定回路１２０により、平滑コンデンサ３８が過電圧の状態であると判定された場合、発電制御部１４４は、発電部３２を制御して発電部３２による発電を抑制または停止させる。

【0049】

上述したように、電圧供給装置２８は、１つまたは複数のバッテリ制御装置１１０を有する。１つのバッテリ３４に対し、１つのバッテリ制御装置１１０が設けられる。バッテリ制御装置１１０は、演算部１５０と、記憶部１５２とを有する。演算部１５０は、ＣＰＵまたはＧＰＵ等のプロセッサを含む。すなわち、演算部１５０は、処理回路を含む。

【0050】

記憶部１５２は、ＲＡＭ等の揮発性メモリと、ＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを含む。揮発性メモリは、プロセッサのワーキングメモリとして用いられる。不揮発性メモリは、プロセッサが実行するプログラムと、その他必要なデータとを記憶する。

【0051】

演算部１５０は、接続制御部１６０を有する。演算部１５０が記憶部１５２に保存されたプログラムを実行することにより、接続制御部１６０が実現される。接続制御部１６０は、ＡＳＩＣまたはＦＰＧＡ等の集積回路、或いはディスクリートデバイスを含む電子回路によって実現されてもよい。

【0052】

接続制御部１６０は、制御装置１００の始動制御部１４０による制御にしたがって、接続遮断部７２のコンタクタ７２ａ、７２ｂと、スイッチング素子８２とを、オンにさせる。内燃機関４４の始動が完了した場合、接続制御部１６０は、始動制御部１４０による制御にしたがって、スイッチング素子８２をオフにさせる。

【0053】

図３に示す判定回路１２０は、集積回路等の電子回路であり、演算部１７０と、判定部１７２とを有する。演算部１７０は、後述する電圧取得部１８０から出力された第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差を演算し、その差に対応する電圧Ｖ３（Ｖ３＝Ｖ１－Ｖ２）を判定部１７２へ出力する。第１電圧Ｖ１は、平滑コンデンサ３８の電圧である。第２電圧Ｖ２は、バッテリ３４の電圧である。

【0054】

第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差に対応する電圧Ｖ３は、平滑コンデンサ３８とバッテリ３４との間の回路素子に起因する電圧降下に対応する。電圧Ｖ３は、例えば５［Ｖ］であり、高電圧になる平滑コンデンサ３８の端子間電圧（例えば１０００［Ｖ］）よりも極めて低い。

【0055】

判定部１７２には、電圧Ｖ３と、不図示の定電圧ダイオード等から得られる電圧とが入力する。定電圧ダイオード等から判定部１７２に入力する電圧の値は、平滑コンデンサ３８の過電圧判定用の所定閾値Ｖｔｈに対応する。判定部１７２は、電圧Ｖ３が所定閾値Ｖｔｈ以上である場合、平滑コンデンサ３８が過電圧の状態であると判定する。判定部１７２は、過電圧判定結果を示す信号を、制御装置１００の発電制御部１４４へ出力する。

【0056】

所定閾値Ｖｔｈの設定値は、平滑コンデンサ３８とバッテリ３４との間の電圧降下量と、所定の変動割合とに基づいて予め決定される。平滑コンデンサ３８とバッテリ３４との間の電圧降下量は、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差に対応する電圧Ｖ３に対応する。電圧Ｖ３が上述した極めて低い５［Ｖ］である場合、例えば誤差割合１％が考慮され、所定閾値Ｖｔｈは５．０５［Ｖ］に設定される。

【0057】

所定閾値Ｖｔｈの設定に考慮される誤差割合１％に対応する誤差分は、極めて小さな値である０．０５［Ｖ］である。そのため、本実施の形態によると、上述した平滑コンデンサ３８の端子間電圧が監視される場合よりも、過電圧判定の所要時間が短縮される。また、上述したように平滑コンデンサ３８の大容量化を回避できるため、電圧供給装置２８の大型化を抑制できる。

【0058】

図３に示す電圧取得部１８０は、集積回路等の電子回路で実現される。ただし、電圧取得部１８０は、ＣＰＵまたはＧＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてもよい。電圧取得部１８０は、第１電圧Ｖ１取得用の分圧回路１９０と、ローパスフィルタ１９２と、第２電圧Ｖ２取得用の分圧回路２００とを有する。

【0059】

分圧回路１９０は、平滑コンデンサ３８の端子間電圧に応じた電圧を出力する。平滑コンデンサ３８は発電部３２に接続されているため、分圧回路１９０から出力された電圧には高周波ノイズが発生する可能性がある。ローパスフィルタ１９２は、その高周波ノイズを除去する。これにより、精度の高い第１電圧Ｖ１が得られる。こうして第１電圧Ｖ１が電圧取得部１８０により取得される。

【0060】

分圧回路２００は、バッテリ３４の端子間電圧に応じた電圧を出力する。こうして第２電圧Ｖ２が電圧取得部１８０により取得される。電圧取得部１８０により取得された第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２が、上述した判定回路１２０に入力することにより、平滑コンデンサ３８の過電圧判定が行われる。

【0061】

図４は、発電制御方法に係る処理手順を示すフローチャートである。本処理手順は、例えば電圧取得部１８０と、判定回路１２０と、制御装置１００が有する演算部１３０とにより、繰り返し行われる。本処理手順が開始されると、ステップＳ１で、電圧取得部１８０は、平滑コンデンサ３８の第１電圧Ｖ１と、バッテリ３４の第２電圧Ｖ２とを取得する。ステップＳ２で、判定回路１２０の演算部１７０は、ステップＳ１で取得された第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差を演算する。

【0062】

ステップＳ３で、判定回路１２０の判定部１７２は、ステップＳ２で演算された差が所定閾値Ｖｔｈ以上であるか否かに基づいて、平滑コンデンサ３８が過電圧の状態であるか否かを判定する。ステップＳ３でＹＥＳとなった場合、本処理手順はステップＳ４へ進む。ステップＳ３でＮＯとなった場合、本処理手順は終了する。

【0063】

ステップＳ４で、発電制御部１４４は、発電部３２を制御して発電部３２による発電を抑制または停止させる。ステップＳ４の処理が完了すると、本処理手順は終了する。

【0064】

図５は、過電圧判定に伴う発電制御の所要時間の変化を例示する図である。上述したように、本実施の形態のように電圧降下分が監視される場合、従来のように平滑コンデンサ３８の端子間電圧が監視される場合よりも、過電圧判定の所要時間が短縮される。実験によると、発電部３２が発電している間に接続遮断部６４または６６がオフになってから、発電部３２による発電を抑制または停止するまでの所要時間は、約６０％短い。

【0065】

［変形例］
上記実施の形態は、以下のように変形されてもよい。

【0066】

上記実施の形態における電圧取得部１８０および判定回路１２０は、いずれも集積回路等の電子回路である。しかし、電圧取得部１８０と、判定回路１２０の演算部１７０と、判定部１７２とが、例えば１つのコンピュータに実装されてもよい。その場合、電圧取得部１８０と、判定回路１２０の演算部１７０と、判定部１７２とは、コンピュータのＣＰＵまたはＧＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現される。電圧取得部１８０は、第１電圧Ｖ１を検出する電圧センサから第１電圧Ｖ１を取得し、第２電圧Ｖ２を検出する電圧センサから第２電圧Ｖ２を取得する。

【0067】

［実施の形態から得られる発明］
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下の付記を開示する。

【0068】

（付記１）発電部（３２）が発電した直流電圧を負荷（３６）に供給する電圧供給装置（２８）であって、前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサ（３８）と、前記平滑コンデンサに対して前記負荷と並列に接続されたバッテリ（３４）と、前記平滑コンデンサの電圧である第１電圧（Ｖ１）と、前記バッテリの電圧である第２電圧（Ｖ２）とを取得する電圧取得部（１８０）と、前記第１電圧と前記第２電圧との差を演算する演算部（１７０）と、前記差が所定閾値（Ｖｔｈ）以上である場合、前記平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定する判定部（１７２）と、前記平滑コンデンサが前記過電圧の状態であると判定されると、前記発電部を制御して前記発電部による発電を抑制または停止させる発電制御部（１４４）と、を備える。これにより、電圧供給装置の大型化を抑制することができる。

【0069】

（付記２）付記１に記載の電圧供給装置であって、前記平滑コンデンサと前記バッテリとの間に配置され、前記平滑コンデンサと前記バッテリとの接続を遮断可能な接続遮断部（６４、６６）をさらに備えてもよい。これにより、正常な電圧供給ラインまたは平滑コンデンサを保護することができる。

【0070】

（付記３）付記１に記載の電圧供給装置であって、前記発電部が発電を開始する前に、前記平滑コンデンサと前記バッテリとの間のスイッチング素子（８２）を制御して、前記平滑コンデンサと前記バッテリとを接続させる始動制御部（１４０）をさらに備えてもよい。これにより、発電部の停止中に平滑コンデンサは放電してもよいため、平滑コンデンサを長寿命化することができる。

【0071】

（付記４）付記１に記載の電圧供給装置であって、前記所定閾値は、前記平滑コンデンサと前記バッテリとの間の電圧降下量と、所定の変動割合とに基づいて予め決定されてもよい。これにより、過電圧判定の所要時間が短縮される。

【0072】

（付記５）付記１～４のいずれかに記載の電圧供給装置であって、前記平滑コンデンサの電圧の高周波成分を除去するローパスフィルタ（１９２）をさらに備え、前記電圧取得部は、前記高周波成分が除去された前記平滑コンデンサの電圧を前記第１電圧として取得してもよい。これにより、精度の高い第１電圧が得られる。

【0073】

（付記６）発電部が発電した直流電圧を負荷に供給する電圧供給装置の発電制御方法であって、前記直流電圧を平滑化する平滑コンデンサの電圧である第１電圧と、前記平滑コンデンサに対して前記負荷と並列に接続されたバッテリの電圧である第２電圧とを取得する電圧取得ステップと、前記第１電圧と前記第２電圧との差を演算する演算ステップと、前記差が所定閾値以上である場合、前記平滑コンデンサが過電圧の状態であると判定する判定ステップと、前記平滑コンデンサが前記過電圧の状態であると判定されると、前記発電部を制御して前記発電部による発電を抑制または停止させる発電制御ステップと、を備える。これにより、電圧供給装置の大型化を抑制することができる。

【0074】

なお、本発明は、上述した開示に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

【符号の説明】

【0075】

１０…航空機 １２…機体
１４…翼 １６…ブーム
１８…ロータ ２０…モータ
２６…マウント ２８…電圧供給装置
３２…発電部 ３４…バッテリ
３６…負荷 ３８…平滑コンデンサ
４４…内燃機関 ４６…発電機
４８、５８…コンバータ ５６…インバータ
６２…共有バス ６４、６６、７２…接続遮断部
８０…ダイオード ８２…スイッチング素子
１００…制御装置 １１０…バッテリ制御装置
１２０…判定回路 １３０、１５０、１７０…演算部
１３２、１５２…記憶部 １４０…始動制御部
１４２…遮断制御部 １４４…発電制御部
１６０…接続制御部 １７２…判定部
１８０…電圧取得部 １９０、２００…分圧回路
１９２…ローパスフィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】