JPWO2013145484A1

JPWO2013145484A1 - 制御回路、および制御回路を備える発電装置

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Publication number: JPWO2013145484A1
Application number: JP2013537722A
Authority: JP
Inventors: 雄大井ノ口; 武明杉本
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2015-12-10
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Abstract

多相交流発電機の相順を判定できる制御回路と、この制御回路を備える発電装置と、を提供する。発電機５の相順を判定する制御回路１は、周波数制御部１１、周期取得部１２、判定部１３、および出力供給制御部１４を備える。周波数制御部１１は、発電機５の動作に同期したセンサ信号の周波数を制御し、周期取得部１２は、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号の周期を求める。判定部１３は、周期取得部１２により求められたセンサ信号の周期を用いて、発電機５の各相から出力された出力電圧の立ち上がったタイミングを検出して、発電機５の相順を判定する。出力供給制御部１４は、判定部１３により判定された発電機５の相順に従って、駆動回路３０を制御する。

Description

本発明は、多相交流発電機の相順を判定する制御回路と、この制御回路を備える発電装置と、に関する。

従来、負荷に供給する電力を生成するために、多相交流発電機が用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−７４９７３号公報

多相交流発電機の各相からは、互いに位相の異なる電力が出力される。このため、多相交流発電機の複数の相のうち負荷に出力を供給する相の順番を、指定する必要があった。

上述の課題を鑑み、本発明は、多相交流発電機の相順を判定することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）本発明は、ｎ相交流発電機（ただし、ｎはｎ≧２を満たす整数）（例えば、図１の発電機５に相当）の相順を判定する制御回路（例えば、図１の制御回路１に相当）であって、前記ｎ相のそれぞれから出力された出力電圧が、予め定められた閾値をまたいだタイミングを検出して、前記ｎ相交流発電機の相順を判定する判定手段（例えば、図１の判定部１３に相当）を備えることを特徴とする制御回路を提案している。

この発明によれば、ｎ相交流発電機の相順を判定する制御回路に、判定手段を設けた。そして、この判定手段により、ｎ相のそれぞれから出力された電圧が、予め定められた閾値をまたいだタイミングを検出して、ｎ相交流発電機の相順を判定することとした。このため、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。

（２）本発明は、（１）の制御回路について、前記ｎ相交流発電機の周期（例えば、図７のセンサ周期Ｔに相当）を求める周期取得手段（例えば、図１の周期取得部１２に相当）を備え、前記周期取得手段により求められた周期を前記ｎで除算した時間を特定時間（例えば、図７の１／３Ｔに相当）と呼ぶこととすると、前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦ｎ−１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相を前記ｎ相の中から１つ求める相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。

この発明によれば、（１）の制御回路に、ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を設けた。そして、周期取得手段により求められた周期を上述のｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、判定手段により、相順判定手順を行うこととした。相順判定手順では、予め定められた基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、この基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相をｎ相の中から１つ求めることとした。

このため、相順判定手順を行うたびに、出力電圧が閾値電圧以上になった相を１つずつ求めることができる。したがって、相順判定手順を適宜行うことで、様々なｎ相交流発電機について相順を判定でき、汎用性の高い制御回路を実現できる。

（３）本発明は、（１）の制御回路について、前記ｎ相交流発電機の周期（例えば、図７のセンサ周期Ｔに相当）を求める周期取得手段（例えば、図１の周期取得部１２に相当）を備え、前記周期取得手段により求められた周期を前記ｎで除算した時間を特定時間（例えば、図７の１／３Ｔに相当）と呼ぶこととすると、前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦ｎ−１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以下になった相を前記ｎ相の中から１つ求める相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。

この発明によれば、（１）の制御回路に、ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を設けた。そして、周期取得手段により求められた周期を上述のｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、判定手段により、相順判定手順を行うこととした。相順判定手順では、予め定められた基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、この基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以下になった相をｎ相の中から１つ求めることとした。

このため、相順判定手順を行うたびに、出力電圧が閾値電圧以下になった相を１つずつ求めることができる。したがって、相順判定手順を適宜行うことで、様々なｎ相交流発電機について相順を判定でき、汎用性の高い制御回路を実現できる。

（４）本発明は、（２）または（３）の制御回路について、前記判定手段は、前記ｘにｉ（ただし、ｉは０≦ｉ≦ｎを満たす整数）を代入して前記相判定手順を行っても前記１つの相を求めることができない場合には、前記ｘにｉ＋ｎを代入して前記相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。

ここで、例えば、ｎ相交流発電機の動作が変化してｎ相交流発電機の周期が急変したり、ｎ相交流発電機の各相の出力電圧の測定誤差が発生したりすると、出力電圧が閾値電圧以上になったタイミングや、出力電圧が閾値電圧以下になったタイミングが、基準タイミングに対して変化してしまうおそれがある。そして、このように変化してしまうと、基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間において、出力電圧が閾値電圧以上になった相や、出力電圧が閾値電圧以下になった相が、存在しない場合が起こり得る。

そこで、この発明によれば、ｘにｉを代入して相判定手順を行っても、（２）の制御回路において出力電圧が閾値電圧以上になった相を１つ求めることができない場合や、（３）の制御回路において出力電圧が閾値電圧以下になった相を１つ求めることができない場合には、制御回路により、ｘにｉ＋ｎを代入して相判定手順を行うこととした。このため、相判定手順を行っても上述の１つの相を求めることができなかった場合には、１周期前の各相の出力電圧を用いて相判定手順を行うことになる。したがって、ｎ相交流発電機の動作が変化してｎ相交流発電機の周期が急変したり、ｎ相交流発電機の各相の出力電圧の測定誤差が発生したりしても、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。

（５）本発明は、（１）の制御回路について、前記ｎ相交流発電機の周期（例えば、図７のセンサ周期Ｔに相当）を求める周期取得手段（例えば、図１の周期取得部１２に相当）を備え、前記周期取得手段により求められた周期を前記２ｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦２ｎ−１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相と、出力電圧が当該閾値電圧以下になった相と、を前記ｎ相の中から１つずつ求める相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。

この発明によれば、（１）の制御回路に、ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を設けた。そして、周期取得手段により求められた周期を上述のｎを２倍した２ｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、判定手段により、相順判定手順を行うこととした。相順判定手順では、予め定められた基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、この基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相と、出力電圧がこの閾値電圧以下になった相と、をｎ相の中から１つずつ求めることとした。

このため、相順判定手順を行うたびに、出力電圧が閾値電圧以上になった相と、出力電圧が閾値電圧以下になった相と、を１つずつ求めることができる。したがって、相順判定手順を適宜行うことで、様々なｎ相交流発電機について相順を判定でき、汎用性の高い制御回路を実現できる。

（６）本発明は、（５）の制御回路について、前記判定手段は、前記ｘにｉ（ただし、ｉは０≦ｉ≦ｎを満たす整数）を代入して前記相判定手順を行っても、出力電圧が前記閾値電圧以上になった相と、出力電圧が当該閾値電圧以下になった相と、の少なくともいずれかを求めることができない場合には、前記ｘにｉ＋ｎを代入して前記相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。

そこで、この発明によれば、ｘにｉを代入して相判定手順を行っても、（５）の制御回路において、出力電圧が閾値電圧以上になった相と、出力電圧が閾値電圧以下になった相と、の少なくともいずれかを求めることができない場合には、制御回路により、ｘにｉ＋ｎを代入して相判定手順を行うこととした。このため、相判定手順を行っても上述の相を１つずつ求めることができなかった場合には、１周期前の各相の出力電圧を用いて相判定手順を行うことになる。したがって、ｎ相交流発電機の動作が変化してｎ相交流発電機の周期が急変したり、ｎ相交流発電機の各相の出力電圧の測定誤差が発生したりしても、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。

（７）本発明は、（２）〜（６）のいずれかの制御回路について、前記基準タイミングは、前記ｎ相交流発電機に同期したタイミングであることを特徴とする制御回路を提案している。

この発明によれば、（２）〜（６）のいずれかの制御回路において、基準タイミングを、ｎ相交流発電機に同期したタイミングとした。このため、相順の判定を、ｎ相交流発電機に同期して行うことができる。

（８）本発明は、（２）〜（７）のいずれかの制御回路について、前記基準タイミングを示す基準信号の周波数を、前記ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数に一致させる周波数制御手段（例えば、図１の周波数制御部１１に相当）を備えることを特徴とする制御回路を提案している。

この発明によれば、（２）〜（７）のいずれかの制御回路に、周波数制御手段を設けた。そして、この周波数制御手段により、基準タイミングを示す基準信号の周波数を、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数に一致させることとした。

このため、基準信号の周波数が、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数より低い場合と比べて、早いタイミングで相判定手順を行うことができる。したがって、ｎ相交流発電機の相順の判定を短時間に実現できる。

一方、基準信号の周波数が、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数より高い場合、相順判定手順を行った際に、ｘの値によっては、出力電圧が閾値電圧以上になった相や、出力電圧が閾値電圧以下になった相を、求めることができない場合が起こり得る。しかしながら、基準信号の周波数が、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数と等しい場合、相順判定手順を行った際に、ｘの値によらず、出力電圧が閾値電圧以上になった相や、出力電圧が閾値電圧以下になった相を、求めることができる。

（９）本発明は、（１）〜（８）のいずれかの制御回路を有し、前記ｎ相交流発電機から出力された電力を負荷（例えば、図１のバッテリ６に相当）に供給することを特徴とする発電装置（例えば、図１の充電装置ＡＡに相当）を提案している。

この発明によれば、（１）〜（８）のいずれかの制御回路を発電装置に設け、ｎ相交流発電機から出力された電力を負荷に供給することとした。このため、制御回路によるｎ相交流発電機の相順の判定結果に基づいて、ｎ相交流発電機から出力された電力を負荷に供給することで、ｎ相交流発電機から負荷に対して適切に電力を供給できる。

本発明によれば、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。

本発明の第１実施形態に係る充電装置の回路図である。前記充電装置が備える周波数制御部の動作を説明するための図である。前記充電装置が備える判定部の動作を示すフローチャートである。前記判定部の動作を示すフローチャートである。前記判定部の動作を示すフローチャートである。前記判定部の動作を示すフローチャートである。前記判定部の動作を説明するための図である。本発明の第２実施形態に係る充電装置が備える判定部の動作を示すフローチャートである。前記判定部の動作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る充電装置ＡＡの回路図である。充電装置ＡＡは、発電機５と、発電機５の出力電力により充電されるバッテリ６と、発電機５の動作状況を検出する検出回路７と、ヒューズ８と、レギュレータとしての発電制御装置１００と、を備える。

発電機５は、ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３の３つの相を有する三相交流発電機である。相ＡＣ１〜ＡＣ３には、それぞれ、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３が接続される。

検出回路７は、発電機５の動作状況を検出して、発電機５の動作に同期したセンサ信号を出力する。具体的には、検出回路７は、発電機５の周期や周波数や回転数などの情報を示す信号を、センサ信号として出力する。

バッテリ６の正極には、ヒューズ８を介して、発電制御装置１００の出力端子ＯＵＴが接続される。バッテリ６の負極には、基準電位源に接続された発電制御装置１００のグラウンド端子ＧＮＤが接続される。

発電制御装置１００は、制御回路１、ゼロクロス信号生成回路２０、および駆動回路３０を備える。

ゼロクロス信号生成回路２０は、入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３および制御回路１に接続される。このゼロクロス信号生成回路２０は、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３のそれぞれから出力された出力電圧を整流して、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のそれぞれとして出力する。具体的には、発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上である場合には、信号ＤＣ１の電圧をＶＨとし、閾値電圧未満である場合には、信号ＤＣ１の電圧をＶＨより低いＶＬとして、信号ＤＣ１を出力する。発電機５の相ＡＣ２、ＡＣ３のそれぞれから出力された出力電圧についても、上述の相ＡＣ１から出力された出力電圧と同様に、閾値電圧との比較結果に応じて、信号ＤＣ２、ＤＣ３のそれぞれの電圧を変化させて出力する。

駆動回路３０は、入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３および制御回路１に接続され、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３（図示省略）を備える。スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３のそれぞれは、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３のそれぞれと対に設けられる。この駆動回路３０は、制御回路１から出力される制御信号に応じて、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３のそれぞれをオンオフさせて、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３のそれぞれからの出力電力を、出力端子ＯＵＴおよびヒューズ８を介してバッテリ６に供給するのを、制御する。

制御回路１は、入力端子ＩＮ４と、出力端子ＯＵＴと、ゼロクロス信号生成回路２０と、駆動回路３０と、に接続される。この制御回路１は、周波数制御部１１、周期取得部１２、判定部１３、および出力供給制御部１４を備え、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３の相順を判定し、判定結果に応じてスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３をＰＷＭ制御する。

出力供給制御部１４は、判定部１３により後述のように判定された発電機５の相順に従って、制御信号を駆動回路３０に出力して、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３を制御する。

周波数制御部１１は、図２に示すように、センサ信号を逓倍したり分周したりして、センサ信号の周波数を信号ＤＣ１の周波数と等しくする。図２において、Ｖ_ＳＮＳ１およびＶ_ＳＮＳ２は、それぞれ、周波数制御部１１により周波数の制御される前のセンサ信号、すなわち検出回路７から出力されたセンサ信号の電圧の例を示す。Ｖ_ＤＣ１は、信号ＤＣ１の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧を整流したものを示す。Ｖ_ＳＮＳは、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号の電圧を示す。

周期取得部１２は、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号の周期を、センサ周期Ｔとして求める。

判定部１３は、図３に示す相順判定処理を行って、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３の相順を判定する。

図３は、判定部１３が行う相順判定処理のフローチャートである。なお、図３に示す相順判定処理を説明するに当たって、図７を適宜参照するものとする。

図７において、Ｖ_ＳＮＳは、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号の電圧を示す。Ｖ_ＤＣ１は、信号ＤＣ１の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧を整流したものを示す。Ｖ_ＤＣ２は、信号ＤＣ２の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ２から出力された出力電圧を整流したものを示す。Ｖ_ＤＣ３は、信号ＤＣ３の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ３から出力された出力電圧を整流したものを示す。この図７では、発電機５の相順は、ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３である。

図３に戻って、ステップＳ１において、判定部１３は、周期取得部１２によりセンサ周期Ｔを測定させて、ステップＳ２に処理を移す。

ステップＳ２において、判定部１３は、発電機５の相数に等しい「３」でセンサ周期Ｔを除算して１／３Ｔおよび２／３Ｔを求め、ステップＳ３に処理を移す。

ステップＳ３において、判定部１３は、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号（以降では、「変調後センサ信号」と呼ぶこととする）の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ４に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ５に処理を移す。

なお、図７では、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングである時刻ｔ６を、基準としている。そして、時刻ｔ６の０／３Ｔ前である時刻ｔ６から、時刻ｔ６の１／３Ｔ前である時刻ｔ５までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がっている。すなわち時刻ｔ６〜ｔ５までの期間で、発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上になっている。このため、図７に示す状態では、ステップＳ３において立ち上がったと判別されることになる。

図３に戻って、ステップＳ４において、判定部１３は、図４を用いて後述する第１の処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。

ステップＳ５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ７に処理を移す。

ステップＳ６において、判定部１３は、図５を用いて後述する第２の処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。

ステップＳ７において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ８に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ９に処理を移す。

ステップＳ８において、判定部１３は、図６を用いて後述する第３の処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。

ステップＳ９において、判定部１３は、エラー処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。ここで、三相交流発電機である発電機５では、１／３Ｔが経過するごとに、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のいずれか１つが立ち上がるはずである。にもかかわらず、ステップＳ９に処理が移ったということは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１〜ＤＣ３の全てが立ち上がらなかったということである。このため、相順判定を行うことができない旨の報知を行うためのエラー処理を行う。

図４は、判定部１３が行う第１の処理のフローチャートである。

ステップＳ１１において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１２に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１４に処理を移す。

ステップＳ１２において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１３に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１７に処理を移す。

ステップＳ１３において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ１、ＡＣ３、ＡＣ２であると判定し、図４に示す第１の処理を終了する。

ステップＳ１４において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１５に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１７に処理を移す。

なお、図７では、時刻ｔ６の１／３Ｔ前である時刻ｔ５から、時刻ｔ６の２／３Ｔ前である時刻ｔ４までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がっている。すなわち時刻ｔ５〜ｔ４までの期間で、発電機５の相ＡＣ３から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上になっている。このため、図７に示す状態では、ステップＳ１４において立ち上がったと判別されることになる。

図４に戻って、ステップＳ１５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１７に処理を移す。

なお、図７では、時刻ｔ６の２／３Ｔ前である時刻ｔ４から、時刻ｔ６の３／３Ｔ前である時刻ｔ３までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がっている。すなわち時刻ｔ４〜ｔ３までの期間で、発電機５の相ＡＣ２から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上になっている。このため、図７に示す状態では、ステップＳ１５において立ち上がったと判別されることになる。

図４に戻って、ステップＳ１６において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３であると判定し、図４に示す第１の処理を終了する。上述の図７に示す状態では、発電機５の相順がＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３であると判定されることになる。

図４に戻って、ステップＳ１７において、上述のステップＳ９と同様に、判定部１３は、エラー処理を行って、図４に示す第１の処理を終了する。

図５は、判定部１３が行う第２の処理のフローチャートである。

ステップＳ２１において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２２に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２４に処理を移す。

ステップＳ２２において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２３に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２７に処理を移す。

ステップＳ２３において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ２、ＡＣ１、ＡＣ３であると判定し、図５に示す第２の処理を終了する。

ステップＳ２４において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２５に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２７に処理を移す。

ステップＳ２５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２７に処理を移す。

ステップＳ２６において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ２、ＡＣ３、ＡＣ１であると判定し、図５に示す第２の処理を終了する。

ステップＳ２７において、上述のステップＳ９、Ｓ１７と同様に、判定部１３は、エラー処理を行って、図５に示す第２の処理を終了する。

図６は、判定部１３が行う第３の処理のフローチャートである。

ステップＳ３１において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３２に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３４に処理を移す。

ステップＳ３２において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３３に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３７に処理を移す。

ステップＳ３３において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ３、ＡＣ２、ＡＣ１であると判定し、図６に示す第３の処理を終了する。

ステップＳ３４において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３５に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３７に処理を移す。

ステップＳ３５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３７に処理を移す。

ステップＳ３６において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ３、ＡＣ１、ＡＣ２であると判定し、図６に示す第３の処理を終了する。

ステップＳ３７において、上述のステップＳ９、Ｓ１７、Ｓ２７と同様に、判定部１３は、エラー処理を行って、図６に示す第３の処理を終了する。

以上の充電装置ＡＡによれば、以下の効果を奏することができる。

充電装置ＡＡは、判定部１３により、センサ周期Ｔを発電機５の相数に等しい３つに分割し、分割したそれぞれの期間において、立ち上がるものを信号ＤＣ１〜ＤＣ３の中から１つずつ判別することで、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３のそれぞれから入力された電圧が予め定められた閾値電圧以上になるタイミングを判別する。ここで、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３は、それぞれ、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３に接続されている。このため、上述のように発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３のそれぞれから入力された電圧が閾値電圧以上になるタイミングを判別することにより、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３の相順を判定することができる。

また、充電装置ＡＡは、判定部１３により、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３の相順を判定するに当たって、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のそれぞれが立ち上がるタイミングを判別する。ここで、発電機５が逆転している場合には、発電機５が正転している場合と比べて、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のそれぞれが立ち上がるタイミングも反転することになる。このため、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３の相順が予め分かっている場合には、判定部１３による判定結果から、発電機５が正転しているのか逆転しているのかを、判別できる。

また、充電装置ＡＡは、出力供給制御部１４により、判定部１３による判定結果に従ってスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３を制御する。このため、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３のそれぞれと、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１〜ＩＮ３のそれぞれと、の接続が任意で行われていたとしても、接続に応じてスイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３を制御して、バッテリ６に対して適切に電力を供給できる。

＜第２実施形態＞
以下に、本発明の第２実施形態に係る充電装置ＢＢについて説明する。充電装置ＢＢは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る充電装置ＡＡとは、制御回路１の代わりに制御回路１Ａを備える点が異なる。なお、充電装置ＢＢにおいて、充電装置ＡＡと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

制御回路１Ａは、制御回路１とは、判定部１３の代わりに判定部１３Ａを備える点が異なる。判定部１３Ａは、判定部１３と同様に、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３の相順を判定する。ただし、発電機５の相ＡＣ１〜ＡＣ３の相順を判定する際に、判定部１３は、図３に示した相順判定処理を行うのに対して、判定部１３Ａは、図８に示す相順判定処理を行う点が異なる。

図８は、判定部１３Ａが行う相順判定処理のフローチャートである。なお、図８に示す相順判定処理を説明するに当たって、図９を適宜参照するものとする。

図９では、図７と同様に、発電機５の相順は、ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３である。ただし、図７では、基準とした時刻ｔ６の直前で信号ＤＣ１が立ち上がっていたのに対して、図９では、基準とする時刻ｔ１６の直後で信号ＤＣ１が立ち上がっている。この信号ＤＣ１の立ち上がりが遅くなっている原因としては、例えば、発電機５の動作が変化してセンサ周期Ｔが急変したことや、電圧Ｖ_ＳＮＳや電圧Ｖ_ＤＣ１の測定誤差が発生したことなどが、考えられる。

図８に戻って、判定部１３Ａは、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１０９のそれぞれにおいて、判定部１３が行う図３のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９のそれぞれと同様の処理を行う。

ステップＳ１０３において、判定部１３Ａは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間、または、３／３Ｔ前から４／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１０４に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１０５に処理を移す。

なお、図９では、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングである時刻ｔ１６を、基準としている。そして、時刻ｔ１６の０／３Ｔ前である時刻ｔ１６から、時刻ｔ１６の１／３Ｔ前である時刻ｔ１５までの期間では、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のいずれも立ち上がっていない。しかしながら、時刻ｔ１６の３／３Ｔ前である時刻ｔ１３から、時刻ｔ１６の４／３Ｔ前である時刻ｔ１２までの期間では、信号ＤＣ１が立ち上がっている。このため、図９に示す状態では、ステップＳ１０３において立ち上がったと判別されることになる。

また、ステップＳ１０５において、判定部１３Ａは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間、または、３／３Ｔ前から４／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１０６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１０７に処理を移す。

また、ステップＳ１０７において、判定部１３Ａは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間、または、３／３Ｔ前から４／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１０８に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１０９に処理を移す。

以上の充電装置ＢＢによれば、本発明の第１実施形態に係る充電装置ＡＡが奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。

図７および図９を用いて信号ＤＣ１の立ち上がりについて上述したように、信号ＤＣ１〜ＤＣ３の立ち上がりが遅れる場合が考えられる。この場合、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のいずれも立ち上がらない場合が有り得る。この場合、充電装置ＡＡは、発電機５の相順を判定できないが、充電装置ＢＢは、発電機５の相順を判定できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の実施形態では、発電機５から電力が供給される負荷として、バッテリ６を適用したが、これに限らない。

また、上述の実施形態では、発電機５は３つの相を有するものとしたが、これに限らず、例えば、２つの相や、４つの相を有するものであってもよい。

また、上述の実施形態では、判定部１３や判定部１３Ａは、発電機５の相数に等しい数でセンサ周期Ｔを除算するものとしたが、これに限らない。例えば発電機５がｐ個（ただし、ｐはｐ≧２を満たす整数）の相を有する場合、センサ周期Ｔをｑで除算すればよい。なお、ｑは、ｑ≧ｐを満たす数であり、整数であっても小数であってもよい。

また、上述の実施形態では、駆動回路３０は、スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ３をＰＷＭ制御するものとしたが、これに限らず、例えば位相制御するものであってもよい。

また、上述の実施形態では、判定部１３や判定部１３Ａは、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のそれぞれが立ち上がったか否かにより、発電機５の相順を判定したが、これに限らない。例えば、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のそれぞれが立ち下がったか否かにより、判定してもよい。また、信号ＤＣ１〜ＤＣ３のそれぞれが、立ち上がったか否かと、立ち下がったか否かと、の双方を組み合わせて判定してもよい。

１、１Ａ：制御回路
５：発電機
６：バッテリ
７：検出回路
８：ヒューズ
１１：周波数制御部
１２：周期取得部
１３、１３Ａ：判定部
１４：出力供給制御部
２０：ゼロクロス信号生成回路
３０：駆動回路
１００：発電制御装置
Ｑ１〜Ｑ３：スイッチ素子
ＡＡ、ＢＢ：充電装置
ＡＣ１〜ＡＣ３：相

Claims

ｎ相交流発電機（ただし、ｎはｎ≧２を満たす整数）の相順を判定する制御回路であって、
前記ｎ相のそれぞれから出力された出力電圧が、予め定められた閾値をまたいだタイミングを検出して、前記ｎ相交流発電機の相順を判定する判定手段を備えることを特徴とする制御回路。
前記ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を備え、
前記周期取得手段により求められた周期を前記ｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、
前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦ｎ−１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相を前記ｎ相の中から１つ求める相判定手順を行うことを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
前記ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を備え、
前記周期取得手段により求められた周期を前記ｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、
前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦ｎ−１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以下になった相を前記ｎ相の中から１つ求める相判定手順を行うことを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
前記判定手段は、前記ｘにｉ（ただし、ｉは０≦ｉ≦ｎを満たす整数）を代入して前記相判定手順を行っても前記１つの相を求めることができない場合には、前記ｘにｉ＋ｎを代入して前記相判定手順を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の制御回路。
前記ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を備え、
前記周期取得手段により求められた周期を前記２ｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、
前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦２ｎ−１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相と、出力電圧が当該閾値電圧以下になった相と、を前記ｎ相の中から１つずつ求める相判定手順を行うことを特徴とする請求項１に記載の制御回路。
前記判定手段は、前記ｘにｉ（ただし、ｉは０≦ｉ≦ｎを満たす整数）を代入して前記相判定手順を行っても、出力電圧が前記閾値電圧以上になった相と、出力電圧が当該閾値電圧以下になった相と、の少なくともいずれかを求めることができない場合には、前記ｘにｉ＋ｎを代入して前記相判定手順を行うことを特徴とする請求項５に記載の制御回路。
前記基準タイミングは、前記ｎ相交流発電機に同期したタイミングであることを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の制御回路。
前記基準タイミングを示す基準信号の周波数を、前記ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数に一致させる周波数制御手段を備えることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載の制御回路。
請求項１から８のいずれかに記載の制御回路を有し、前記ｎ相交流発電機から出力された電力を負荷に供給することを特徴とする発電装置。