JP6127860B2 - 車載装置 - Google Patents
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Description
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、容易に力率を改善することができる車載装置を提供することにある。
これによれば、容易に位相差を算出することができる。
図1に示すように、バッテリフォークリフトは、車載装置1を備えている。車載装置1は、バッテリ2を電源とする三相モータとしての走行用モータ11及び荷役用モータ21を備えている。走行用モータ11とバッテリ2との間には、三相インバータとしての走行用インバータ12が備えられているとともに、荷役用モータ21とバッテリ2との間には三相インバータとしての荷役用インバータ22が備えられている。
図2に示すように、処理M1において、制御装置40は、第3のスイッチング素子Q3,Q13と第4のスイッチング素子Q4,Q14の動作前に、中点電圧測定用の抵抗R1,R2,R11,R12により測定される中点電圧から走行用インバータ12及び荷役用インバータ22の一相における電圧位相を算出する。詳しくは、図3に示すように、第3のスイッチング素子Q3,Q13と第4のスイッチング素子Q4,Q14の中点とバッテリ2の負極との間に中点電圧測定用の抵抗R1,R2,R11,R12を接続すると、第3のスイッチング素子Q3,Q13と第4のスイッチング素子Q4,Q14の中点電圧の波形は、各インバータ12,22の一相における入力電圧の波形(スコットトランス13の入力電圧の波形)の半波整流波形となる。このため、中点電圧の波形が0に立ち下がるタイミングtz1から、次回の0に立ち下がるタイミングtz2までの時間t1を入力電圧の電圧位相(入力電圧の周期)とみなすことができる。なお、中点電圧が0から立ち上がるタイミングtz3から0に立ち下がるタイミングtz1までの時間を2倍して電圧位相を求めてもよいし、中点電圧が0から立ち上がるタイミングtz3から、次回の0から立ち上がるタイミングtz4までの時間から電圧位相を検出してもよい。
上記したように、制御装置40は、インバータ12,22における一相の電流が目標電流となるように制御を行うが、目標電流と、インバータ12,22における一相の入力電流(実測値)に差(振幅差)がでる場合がある。
上記したように、バッテリ2の充電時には、中点電圧からインバータ12,22における一相の電圧位相を検出することができない。このため、バッテリ2の充電時には、各インバータ12,22における一相の入力電流と入力電圧の位相差を算出することができない。一方、バッテリ2の充電時にも検出することができる出力補正項から入力電流と入力電圧の位相差を推測することで、バッテリ2の充電時であっても位相差を算出することができる。そして、出力補正項から算出された位相差から電圧位相を求め、入力電流と入力電圧の位相差が少なくなるように目標電圧(デューティ比)を算出することで、位相差を少なくすることができる。
(1)出力補正項と位相差の相関関係から、入力電流と入力電圧の位相差を算出している。この位相差から電圧位相を算出することで、入力電流と入力電圧の位相差を少なくすることができ、力率が改善される。出力補正項は、目標電流と入力電流との差を少なくするために目標電圧を補正するための補正項であり、この出力補正項を利用して位相差を求めることで、容易に位相差を算出し、力率を改善することができる。
(3)位相差の補正は、入力電流のゼロクロス点と、ゼロクロス点から位相が−12度ずれた時点の範囲内で行っている。このため、位相差を算出した周期の次の周期から位相差を少なくすることができる。このため、位相差の反映を即座に行うことができる。
(6)特許文献1に記載の制御装置では、入力電源の位相を検出するために外部に位相検出装置を設ける必要がある。本実施形態では、電流センサ31,32は、走行用インバータ12及び荷役用インバータ22に内蔵されているものであるため、三相インバータを備えた車載装置において三相インバータの外部に専用の機器を設けることなく必要がない。
○ 中点電圧測定用の抵抗R1,R2,R11,R12は、第1のスイッチング素子Q1,Q11と第2のスイッチング素子Q2,Q12の中点とバッテリ2の負極との間に設けられていてもよい。また、中点電圧測定用の抵抗R1,R2,R11,R12は、第5のスイッチング素子Q5,Q15の中点と第6のスイッチング素子Q6,Q16の中点とバッテリ2の負極との間に設けられていてもよい。
○ バッテリフォークリフトのように2個の三相モータ(走行用モータ11及び荷役用モータ21)を備えた車両に限らず、1個の三相モータ(例えば、走行用モータ)を備えた一般の電気自動車の車載装置に適用してもよい。
○ 走行用モータ11のコイルU1,V1,W1及び荷役用モータ21のコイルU2,V2,W2の結線はデルタ結線に限らず、スター結線であってもよい。
○ トランスを介さず、各インバータ12,22に直接単相交流電力を入力してもよい。
Claims (3)
- 三相モータとバッテリとの間に設けられた三相インバータと、
前記三相インバータにおけるいずれか一相の上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子の中点と前記バッテリの負極との間に接続された中点電圧測定用の抵抗と、
前記三相インバータにおけるいずれか一相に流れる入力電流を測定する電流センサと、
前記中点電圧測定用の抵抗によって測定される中点電圧及び前記電流センサによって検出される前記入力電流に基づいて前記三相インバータにおけるいずれか一相の入力電圧と前記入力電流の位相差を少なくしつつ、前記三相インバータにおけるいずれか一相の上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子をPWM制御して、交流電源から入力される電力により前記バッテリを充電する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記中点電圧と、前記三相インバータにおけるいずれか一相に流す目標電流とに基づいて目標電圧を算出する目標電圧算出手段と、
前記目標電流と前記入力電流の差に基づいて前記目標電圧を補正する出力補正項を算出する出力補正項算出手段と、
前記出力補正項に基づいて前記入力電流と前記入力電圧の前記位相差を算出する位相差算出手段と、を有することを特徴とする車載装置。 - 前記出力補正項と前記位相差は、線形の相関関係を有することを特徴とする請求項1に記載の車載装置。
- 前記制御装置は、前記入力電流の正負が切り替わるゼロクロス点と、該ゼロクロス点から位相が−12度ずれた時点との範囲内で前記出力補正項に基づいて位相差を算出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車載装置。
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