WO2015029526A1 - エンジン発電機 - Google Patents

エンジン発電機 Download PDF

Info

Publication number
WO2015029526A1
WO2015029526A1 PCT/JP2014/064376 JP2014064376W WO2015029526A1 WO 2015029526 A1 WO2015029526 A1 WO 2015029526A1 JP 2014064376 W JP2014064376 W JP 2014064376W WO 2015029526 A1 WO2015029526 A1 WO 2015029526A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
storage device
power storage
edlc
control
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/064376
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊暢 藤澤
健司 小方
伊瀬　敏史
友史 三浦
Original Assignee
ヤンマー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ヤンマー株式会社 filed Critical ヤンマー株式会社
Priority to ES14841019.4T priority Critical patent/ES2654059T3/es
Priority to CA2922384A priority patent/CA2922384A1/en
Priority to US14/914,112 priority patent/US9837941B2/en
Priority to EP14841019.4A priority patent/EP3026784B1/en
Publication of WO2015029526A1 publication Critical patent/WO2015029526A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02—Details of the control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1469—Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field
    • H02J7/1492—Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field by means of controlling devices between the generator output and the battery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Definitions

  • the present invention relates to an engine generator that generates power using a generator driven by an engine.
  • the engine speed fluctuates due to load fluctuations during self-sustained operation.
  • a range (variable speed range) is predetermined.
  • the engine generator becomes unstable when the engine speed deviates from the allowable speed range. For example, when the load is disconnected for some reason and the load is applied again, the load must be applied in consideration of the allowable engine speed range. For this reason, the engine generator is limited in the amount of load that can be input.
  • Patent Document 1 provides a storage means (power storage device) including a capacitor or the like on a DC side path from the generator to the inverter, and stores fluctuations in the load while the generator is always operated at the maximum efficiency point.
  • variation by responding with the discharge of a means is disclosed.
  • Patent Document 1 is a configuration in which the shortage of the power supplied to the load is calculated and the shortage is compensated by the discharge of the power storage means, the shortage of the power supplied to the load is calculated. It will be necessary.
  • the present invention is an engine generator provided with a power storage device including a capacitor or the like on the direct current side, and the number of revolutions of the engine during a self-sustaining operation is calculated without calculating an insufficient amount of power supplied to the load. It is an object of the present invention to provide an engine generator that can suppress fluctuations and thereby increase the loadable load amount.
  • the output from the generator driven by the engine is rectified by a rectifier, the DC power from the rectifier is converted to AC power by an inverter, and a power storage device is provided in parallel with the generator on the path from the rectifier to the inverter.
  • the DC voltage of the path from the rectifier to the inverter is controlled to be constant.
  • the engine speed fluctuation during the independent operation can be calculated without calculating the shortage of the power supplied to the load. It can be suppressed to a predetermined allowable rotational speed range. As a result, it has been found that the loadable load amount can be increased.
  • the present invention is based on such knowledge, and provides the following first and second aspects of the engine generator.
  • Engine generator of the first aspect An engine, a generator driven by the engine, a rectifier that rectifies the output from the generator, and an inverter that converts DC power from the rectifier into AC power,
  • An engine generator provided with a power storage device provided with a conduction part for charging and a conduction part for discharging in parallel with the generator on a path from the rectifier to the inverter, the conduction part for charging and the discharging part
  • the power storage device is configured to perform charge / discharge control by conduction control to a conduction unit, and when performing the charge / discharge control, a DC voltage in a path from the rectifier to the inverter is detected, and the DC voltage is detected.
  • the duty ratio in the switching control for the charging conduction portion of the power storage device is the power storage.
  • the duty ratio in the switching control for the discharging conduction part of the power storage device is set to a value larger than the duty ratio in the switching control for the discharging conduction part of the storage device Is set to a value larger than the duty ratio in the switching control for the conducting part for charging of the power storage device.
  • the charging of the power storage device when the DC voltage is converged to the target voltage and the voltage of the power storage device is smaller than a set voltage, the charging of the power storage device
  • the duty ratio in the switching control for the conduction part is made larger than the normal value, and the distribution on the charging conduction part side of the distribution of the duty ratio in the switching control of the conduction part for charging and the discharging conduction part is changed.
  • the mode to do can be illustrated.
  • Engine generator of the second aspect An engine, a generator driven by the engine, a rectifier that rectifies the output from the generator, and an inverter that converts DC power from the rectifier into AC power,
  • An engine generator provided with a power storage device provided with a conduction part for charging and a conduction part for discharging in parallel with the generator on a path from the rectifier to the inverter, the conduction part for charging and the discharging part
  • the power storage device is configured to perform charge / discharge control by conduction control to a conduction unit, and when performing the charge / discharge control, a DC voltage in a path from the rectifier to the inverter is detected, and the DC voltage is detected.
  • the switching control for the charging conduction unit of the power storage device When the duty ratio is set to a value larger than the duty ratio in the switching control for the discharging conduction portion of the power storage device, and the DC voltage is smaller than the value obtained by subtracting the dead band from the target voltage, the power storage device
  • a duty ratio in switching control for the discharging conduction portion is set to a value larger than a duty ratio in switching control for the charging conduction portion of the power storage device.
  • the charging conduction of the power storage device A mode in which switching control is performed on the unit can be exemplified.
  • a mode in which the discharging conduction part or the charging conduction part is subjected to switching control so as to recover the power storage device to a predetermined voltage can be exemplified.
  • FIG. 1 is a system block diagram showing a schematic configuration of an engine generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control block diagram of a step-down chopper and a step-up chopper that include DC voltage constant control, where (a) is a diagram illustrating an example of a first step-down chopper, and (b) is a diagram of the first step-up chopper. It is a figure which shows an example.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing for performing an example of constant DC voltage control by the control unit.
  • FIG. 1 is a system block diagram showing a schematic configuration of an engine generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a control block diagram of a step-down chopper and a step-up chopper that include DC voltage constant control, where (a) is a diagram illustrating an example of a first step-down chopper, and (b) is a diagram of the first step-up chopper. It is
  • FIG. 4 is a graph showing the evaluation result of DC voltage constant control
  • (a) is a graph showing the temporal change of DC voltage when no power storage device is added to the engine generator
  • (B) is a graph which shows the time change of the engine speed in the case where the power storage device is not added to the engine generator.
  • FIG. 5 is a graph showing an evaluation result of DC voltage constant control
  • FIG. 5A is a graph showing a temporal change in DC voltage when an electric power storage device is added to the engine generator.
  • FIG. 6 is a control block diagram of a step-down chopper and a step-up chopper including DC voltage control provided with a dead zone, where (a) is a diagram illustrating an example of a second step-down chopper, and (b) is a second block diagram of the second step-down chopper. It is a figure which shows an example of a pressure
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of processing for performing an example of DC voltage control in which a dead zone is provided by the control unit.
  • FIG. 8 is a graph showing the maximum value, the minimum value, the average value, and their approximate curves of the DC voltage with the load power value changed.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of processing for performing an example of DC voltage control in which a dead zone is provided by the control unit.
  • FIG. 8 is a graph showing the maximum value, the minimum value, the average value, and their approximate curves of the DC voltage with the load power value changed
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a delay process for changing the dead zone with respect to the load power with a delay of a time constant equal to or greater than a predetermined value, and (a) is a control block diagram of the delay process.
  • b) is a flowchart of the delay process performed prior to the process of step S22 in the flowchart shown in FIG.
  • FIG. 10 is a graph showing the evaluation result of DC voltage control provided with a dead zone, where (a) is a graph showing the temporal change in DC voltage under condition 2, and (b) is under condition 2. It is a graph which shows the time change of the engine speed.
  • FIG. 10 is a graph showing the evaluation result of DC voltage control provided with a dead zone, where (a) is a graph showing the temporal change in DC voltage under condition 2, and (b) is under condition 2. It is a graph which shows the time change of the engine speed.
  • FIG. 11 is a graph showing the evaluation results of DC voltage control provided with a dead zone, where (a) is a graph showing temporal changes in DC voltage under condition 3, and (b) is under condition 3. It is a graph which shows the time change of the engine speed.
  • FIG. 12 is a control block diagram of the step-down chopper and the step-up chopper including voltage recovery control of the EDLC voltage applied at the time of DC voltage control provided with a dead zone.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating an example of the third step-down chopper.
  • (B) is a figure which shows an example of a 3rd pressure
  • FIG. 13 is a graph showing the waveform of the EDLC voltage when the load fluctuates from no load to the full load.
  • FIG. 12 is a control block diagram of the step-down chopper and the step-up chopper including voltage recovery control of the EDLC voltage applied at the time of DC voltage control provided with a dead zone.
  • FIG. 13A is a graph showing the waveform state when voltage recovery control of the EDLC voltage is not performed.
  • (B) is a graph showing the state of the waveform when voltage recovery control of the EDLC voltage is performed.
  • FIG. 14 is a control block diagram of a step-down chopper and a step-up chopper including voltage recovery control of an EDLC voltage applied during direct current voltage constant control
  • FIG. 14A is a diagram illustrating an example of a fourth step-down chopper.
  • b) is a graph showing an example of a fourth boost chopper.
  • FIG. 15 is a graph showing a waveform of the EDLC voltage when the load is changed from no load to full load in the voltage recovery control of the EDLC voltage applied during the constant DC voltage control.
  • FIG. 1 is a system block diagram showing a schematic configuration of an engine generator 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the engine generator 100 shown in FIG. 1 has a synchronous generator characteristic in a power supply unit 110 (for example, a distributed power supply) that outputs DC power, thereby preventing disturbances that occur in a system such as an instantaneous power failure or an instantaneous voltage drop.
  • a generator a so-called virtual synchronous generator (VSG), which has a function of improving the followability of the inverter 120 that converts DC power from the power supply unit 110 into AC power and enhancing the stability of the system during grid connection. : Virtual Synchronous Generator).
  • VSG virtual synchronous generator
  • the engine generator 100 is applied to a gas engine cogeneration system here, although not limited thereto.
  • the engine generator 100 includes a power storage device 200 and a control unit 130 that controls the entire engine generator 100 in addition to the power supply unit 110 and the inverter 120.
  • the power supply unit 110 includes an engine 111, a generator 112 that obtains output power by the rotational driving force of the engine 111, a rectifier 113 that converts output power (AC power) from the generator 112 into DC power, and a capacitor 114. I have.
  • the engine 111 rotates the generator 112, and is a gas engine here.
  • the present invention is not limited to this, and the engine 111 may be an engine other than a gas engine.
  • the generator 112 has an automatic voltage regulator (AVR: Automatic Voltage Regulator).
  • AVR Automatic Voltage Regulator
  • the output side of the generator 112 is connected to the input side of the rectifier 113, and is a three-phase AC generator here.
  • the present invention is not limited to this, and the generator 112 may be a single-phase AC generator.
  • the rectifier 113 is composed of a plurality of diodes, and here, a diode bridge is constituted by six diodes.
  • the output side of the rectifier 113 is connected to the DC side of the inverter 120.
  • the capacitor 114 is connected in parallel to the rectifier 113 and the inverter 120 between the rectifier 113 and the inverter 120.
  • Inverter 120 is formed of a switching element of the reverse-blocking type, AC side is adapted to be connected to a load Lo through the inductor X L.
  • the control unit 130 includes a processing unit 131 such as a CPU (Central Processing Unit), a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory), a writable non-volatile memory such as a flash memory, and a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory). And a storage unit 132 including a volatile memory.
  • a processing unit 131 such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory)
  • a writable non-volatile memory such as a flash memory
  • a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory).
  • a storage unit 132 including a volatile memory.
  • the engine generator 100 controls various components by causing the processing unit 131 of the control unit 130 to load a control program stored in advance in the ROM of the storage unit 132 onto the RAM of the storage unit 132 and execute it. It has become.
  • the nonvolatile memory in the storage unit 132 stores various system information such as operation parameters and setting data of the engine generator 100.
  • VSG control (About VSG control) Next, VSG control will be described.
  • the current-controlled inverter 120 has the following inconvenience because the output voltage and frequency depend on the system during grid connection. That is, unlike the synchronous generator, the current-controlled power supply unit 110 has no inertia and cannot absorb system disturbances, and it is difficult to switch between grid interconnection and independent operation. There is. VSG control can eliminate these disadvantages.
  • the control unit 130 is configured to perform VSG control in which the engine generator 100 acts as a virtual synchronous generator (VSG).
  • VSG virtual synchronous generator
  • the power supply unit 110 In the power storage device 200, electric power corresponding to the kinetic energy stored by the inertia of the synchronous generator is stored. As a result, the power supply unit 110 can be virtually given inertia.
  • the inverter 120 In the VSG control shown in FIG. 1, the inverter 120 is controlled to simulate the same characteristics as the synchronous generator.
  • the power supply unit 110 can have the same characteristics as the synchronous generator.
  • the power supply unit 110 can autonomously synchronize with other generators by the synchronization force. It is possible to improve the stability of the system.
  • since it is possible to operate with the same control during grid interconnection and independent operation it is possible to perform uninterrupted switching from grid interconnection to independent operation.
  • the engine generator 100 (see FIG. 1) is configured to increase the loadable load amount by suppressing fluctuations in the rotational speed of the engine 111 during self-sustained operation in the configuration of the virtual synchronous generator described above. .
  • a device including an electric double layer capacitor (EDLC: Electric Double Layer Capacitor) 210 can be used. Since the EDLC 210 stores electrical energy as it is, rapid charge / discharge is possible. In the present embodiment, the purpose is to suppress the change in the rotational speed of the engine 111 when the load fluctuates and to increase the load input amount.
  • the EDLC 210 outputs the load power P and the output of the generator 112 when the load fluctuates. Compensates for the difference from power. Since the power storage device capable of exchanging energy in a short time is preferable because the difference between the load power P and the output power of the generator 112 when the load fluctuates is compensated, in this embodiment, the EDLC 210 is used as the power storage device 200. The thing including is adopted.
  • the power storage device 200 includes an EDLC 210 and a chopper circuit 220.
  • the EDLC 210 has a capacitor 211 and a resistor 212 connected in series.
  • the chopper circuit 220 is a two-quadrant chopper circuit (a circuit combining the step-down chopper 230 and the step-up chopper 240).
  • the chopper circuit 220 which is a two-quadrant chopper circuit, can perform a step-down chopper operation from the DC link side as viewed from the EDLC 210 side, and can perform a step-up chopper operation from the EDLC 210 side as viewed from the DC link side.
  • the chopper circuit 220 in addition to the step-down chopper 230 and the step-up chopper 240, a first semiconductor switch S 1, the first diode D 1, a second semiconductor switch S 2, a second diode D 2, inductor L.
  • the first semiconductor switch S 1 functions as a charging conduction unit that supplies power for charging the EDLC 210, and is a semiconductor device whose energization time is controlled by an on / off control signal.
  • the second semiconductor switch S 2 is intended to act as a discharge conductive portion to energize for discharging of EDLC210, there is a semiconductor device energizing time is controlled by the control signal on-off.
  • the first semiconductor switch S 1 is the inflow side of the current (in this example the collector side) is connected to the cathode side path LN1 which connects between the rectifier 113 and the inverter 120, the emitter is at the outflow side (the example of the current Side) is connected to one end side of the inductor L.
  • the second semiconductor switch S 2 has a current inflow side (collector side in this example) connected to one end side of the inductor L, and a current outflow side (emitter side in this example) between the rectifier 113 and the inverter 120. It connects to the negative electrode side path
  • the positive electrode side is connected to the other end side of the inductor L, and the negative electrode side is connected to the negative electrode side path LN2.
  • Control unit 130 performs charge and discharge control for the power storage device 200 by the conduction control to the first semiconductor switch S 1 and the second semiconductor switch S 2. Then, the controller 130 is configured to perform DC voltage constant control (first embodiment) or perform DC voltage control (second embodiment) with a dead zone in charge / discharge control. .
  • the control unit 130 always maintains the DC voltage V DC (voltage between terminals of the capacitor 114) between the paths LN1 and LN2 from the rectifier 113 to the inverter 120 by the automatic voltage regulator (AVR) of the generator 112 and the power storage device 200. Control to keep on.
  • FIG. 2 is a control block diagram of the step-down chopper 230 and the step-up chopper 240 including DC voltage constant control.
  • FIG. 2A illustrates an example of the first step-down chopper 231
  • FIG. 2B illustrates an example of the first step-up chopper 241.
  • 2A shows a state where the step-down chopper operation is being performed
  • FIG. 2B shows a state where the step-up chopper operation is being performed.
  • the step-down chopper 230 includes a first step-down chopper 231, and the step-up chopper 240 includes a first step-up chopper 241.
  • the first step-down chopper 231 and the first step-up chopper 241 are for performing DC voltage constant control.
  • the first step-down chopper 23 as shown in FIG. 2 (a), a subtracter 231a which subtracts the DC voltage V DC from the DC voltage command value V DC * (target voltage of the DC voltage V DC), the subtracter 231a of the A controller 231b that controls the output value, a divider 231c that divides the output value of the controller 231b by the DC voltage VDC , a subtractor 231d that subtracts the output value of the divider 231c from a value of 1, and a value of 0 Is provided, or a switch 231e that switches whether the output value of the subtracter 231d is input, and a comparator 231f that receives the output value of the switch 231e and a triangular wave.
  • the first boost chopper 241 includes a subtractor 241a that subtracts the DC voltage V DC from the DC voltage command value V DC *, and a controller 241b that controls the output value of the subtractor 241a.
  • a divider 241c that divides the output value of the controller 241b by the DC voltage VDC
  • a switch 241d that switches whether a value of 0 or an output value of the divider 241c is input
  • a switch 241d And a comparator 241e to which a triangular wave is input.
  • d * in FIG. 2 is a duty ratio (conduction rate) command value.
  • the frequency fa of the triangular wave input to the comparators 231f and 241e can be set as appropriate.
  • the output signals (control signals) of the comparators 231f and 241e are the control signal input side (base side in this example) and the second semiconductor switch S 2 (see FIG. 1) of the first semiconductor switch S 1 (see FIG. 1). Are respectively input to the control signal input side (base side in this example).
  • the control unit 130 detects the DC voltage V DC , and when the detected DC voltage V DC becomes larger than the DC voltage command value V DC * , the step-down chopper operation is performed to decrease the DC voltage V DC (see FIG. 2A). ) To cause the EDLC 210 to absorb power. On the other hand, when the direct-current voltage V DC becomes smaller than the direct-current voltage command value V DC * , the control unit 130 performs a step-up chopper operation (see FIG. 2B) to increase the direct-current voltage V DC and supplies power from the EDLC 210. Release.
  • the control unit 130 can detect the DC voltage VDC using a DC voltage detection unit (not shown).
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing in which the control unit 130 performs an example of constant DC voltage control.
  • control unit 130 detects the DC voltage VDC between the paths LN1 and LN2 from the rectifier 113 to the inverter 120 (step S11).
  • the control unit 130 determines whether or not the direct-current voltage V DC is larger than the direct-current voltage command value V DC * (step S12). If the direct-current voltage V DC is larger (step S12: Yes), the first step-down chopper 231 is determined.
  • the switch 231e is switched so as to input the output value of the subtractor 231d to the comparator 231f (see FIG. 2A) to perform the step-down chopper operation (step S13), and the process proceeds to step S15.
  • this step-down chopper operation is made larger than the duty ratio (duty ratio) d of the switching control duty ratio of the switching control for the first semiconductor switch S 1 (the conduction ratio) d relative to the second semiconductor switch S 2.
  • the control unit 130, the switching control for the second semiconductor switch S 2 (the step-up chopper operation) is stopped, and the second semiconductor switch S 2 and the second diode D 2 in the OFF state.
  • step S12 determines the first step-down chopper 231 (see FIG. 2A). by switching the switch 231e to enter a value of 0 for the comparator 231f stops switching control for the first semiconductor switch S 1 in the power storage device 200 at, i.e., it stops the step-down chopper operation (step S14 ), The process proceeds to step S15.
  • the control unit 130 determines whether or not the direct-current voltage V DC is smaller than the direct-current voltage command value V DC * (step S15). If the direct-current voltage V DC is smaller (step S15: Yes), the first boost chopper 241 As shown in FIG. 2B, the switch 241d is switched so that the output value of the divider 241c is input to the comparator 241e to perform the boost chopper operation (step S16), and the process proceeds to step S18. In other words, in this step-up chopper operation is made larger than the duty ratio (duty ratio) d in the duty ratio (duty ratio) d of the switching control for the first semiconductor switch S 1 in the switching control on the second semiconductor switch S 2. In this example, the control unit 130, the first semiconductor switching control for the switch S 1 (the step-down chopper operation) is stopped, and the first semiconductor switch S 1 and the first diode D 1 to the OFF state.
  • step S15 when the direct-current voltage V DC is greater than (or greater than) the direct-current voltage command value V DC * (step S15: No), the control unit 130 determines the first boost chopper 241 (see FIG. 2B). by switching the switch 241d to enter a value of 0 for the comparator 241e stops switching control for the second semiconductor switch S 2 in the power storage device 200 at, i.e., stops the step-up chopper operation (step S17 ), The process proceeds to step S18.
  • control unit 130 repeats the processes of steps S11 to S18 until an instruction to end the operation is received (step S18: No), and ends the operation when there is an instruction to end the operation (step S18: Yes).
  • the DC voltage V DC can be maintained at a constant DC voltage command value V DC * .
  • 4 and 5 are graphs showing the evaluation results of DC voltage constant control.
  • 4A shows a temporal change in the direct-current voltage VDC when the power generator 200 is not added to the engine generator 100
  • FIG. 4B shows the power supply to the engine generator 100. The time change of the engine speed in the case where the storage device 200 is not added is shown.
  • FIG. 5A shows a temporal change in the direct-current voltage VDC when the power storage device 200 is added to the engine generator 100.
  • FIG. 5B shows the power storage device in the engine generator 100. The time change of the engine speed when 200 is added is shown.
  • FIG. 6 is a control block diagram of step-down chopper 230 and step-up chopper 240 including DC voltage control provided with a dead zone.
  • FIG. 6A shows an example of the second step-down chopper 232
  • FIG. 6B shows an example of the second step-up chopper 242.
  • 6A shows a state where the step-down chopper operation is being performed
  • FIG. 6B shows a state where the step-up chopper operation is being performed.
  • the step-down chopper 230 includes a second step-down chopper 232, and the step-up chopper 240 includes a second step-up chopper 242.
  • the second step-down chopper 232 and the second step-up chopper 242 are for performing DC voltage control provided with a dead zone.
  • the second step-down chopper 232 receives a divider 232 a that divides the EDLC voltage V EDLC that is the voltage of the EDLC 210 by the DC voltage command value V DC * , and whether a value of 0 is input.
  • a switch 232b that switches whether the output value of the divider 232a is input, and a comparator 232c that receives the output value of the switch 232b and a triangular wave are provided.
  • the second boost chopper 242 includes a subtractor 242a that subtracts the EDLC voltage V EDLC from the DC voltage command value V DC *, and an output value of the subtractor 242a as the DC voltage command value V DC.
  • a divider 242b that divides by *
  • a switch 242c that switches whether a value of 0 or an output value of the divider 242b is input
  • a comparator that receives an output value of the switch 242c and a triangular wave 242d.
  • d * is a duty ratio (conduction ratio) command value
  • ⁇ V DC is a dead band width.
  • the triangular wave frequency fb input to the comparators 232c and 242d can be set as appropriate.
  • the dead band width ⁇ V DC is stored (set) in advance in the storage unit (nonvolatile memory) 132 in the control unit 130.
  • the output signals (control signals) of the comparators 232c and 242d are the control signal input side (base side in this example) and the second semiconductor switch S 2 (see FIG. 1) of the first semiconductor switch S 1 (see FIG. 1). Are respectively input to the control signal input side (base side in this example).
  • the control unit 130 detects the DC voltage V DC, and the detected DC voltage V DC is an addition value obtained by adding the dead band width ⁇ V DC (for the dead band) to the DC voltage command value V DC * (target voltage of the DC voltage V DC ).
  • V DC * + ⁇ V DC target voltage of the DC voltage V DC
  • a step-down chopper operation is performed to lower the direct-current voltage V DC
  • the EDLC 210 absorbs power.
  • the control unit 130 reduces the DC voltage V DC .
  • a step-up chopper operation is performed to discharge power from the EDLC 210.
  • the control unit 130 can detect the DC voltage VDC using a DC voltage detection unit (not shown).
  • FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing for performing an example of DC voltage control in which a dead zone is provided by the control unit 130.
  • control unit 130 detects the DC voltage VDC between the paths LN1 and LN2 from the rectifier 113 to the inverter 120 (step S21).
  • the control unit 130 determines whether or not the DC voltage V DC is larger than an addition value (V DC * + ⁇ V DC ) obtained by adding the dead band width ⁇ V DC (dead band) to the DC voltage command value V DC *. (Step S22), if larger (Step S22: Yes), the switch 232b is configured to input the output value of the divider 232a to the comparator 232c by the second step-down chopper 232 (see FIG. 6A). Is switched to perform a step-down chopper operation (step S23), and the process proceeds to step S25.
  • V DC * + ⁇ V DC an addition value obtained by adding the dead band width ⁇ V DC (dead band) to the DC voltage command value V DC *.
  • this step-down chopper operation is made larger than the duty ratio (duty ratio) d of the switching control duty ratio of the switching control for the first semiconductor switch S 1 (the conduction ratio) d relative to the second semiconductor switch S 2.
  • the control unit 130, the switching control for the second semiconductor switch S 2 (the step-up chopper operation) is stopped, and the second semiconductor switch S 2 and the second diode D 2 in the OFF state.
  • step S22 when the DC voltage V DC is smaller than (or less than) the added value (V DC * + ⁇ V DC ) (step S22: No), the control unit 130 determines the second step-down chopper 232 (FIG. 6A). switches the switch 232b to enter a value of 0 for comparator 232c stops switching control for the first semiconductor switch S 1 in the power storage apparatus 200 in the reference), i.e., it stops the step-down chopper operation ( The process proceeds to step S24) and step S25. At this time, the step-up chopper operation is also stopped.
  • d is a duty ratio (conduction rate).
  • the control unit 130 determines whether or not the DC voltage V DC is smaller than a subtracted value (V DC * ⁇ V DC ) obtained by subtracting the dead band width ⁇ V DC (dead band) from the DC voltage command value V DC *. (Step S25), if it is smaller (Step S25: Yes), the second boost chopper 242 (see FIG. 6 (b)) inputs the output value of the divider 242b to the comparator 242d. The step-up chopper operation is performed by switching 242c (step S26), and the process proceeds to step S28.
  • V DC * ⁇ V DC a subtracted value obtained by subtracting the dead band width ⁇ V DC (dead band) from the DC voltage command value V DC *.
  • this step-up chopper operation is made larger than the duty ratio (duty ratio) d in the duty ratio (duty ratio) d of the switching control for the first semiconductor switch S 1 in the switching control on the second semiconductor switch S 2.
  • the control unit 130, the first semiconductor switching control for the switch S 1 (the step-down chopper operation) is stopped, and the first semiconductor switch S 1 and the first diode D 1 to the OFF state.
  • step S25 when the DC voltage V DC is greater than (or more than) the subtraction value (V DC * ⁇ V DC ) (step S25: No), the control unit 130 determines that the second boost chopper 242 (FIG. 6B) ) reference) switches the switch 242c to enter a value of 0 for comparator 242d stops switching control for the second semiconductor switch S 2 in the power storage device 200 at, i.e., stops the step-up chopper operation (Step S27), the process proceeds to Step S28. At this time, the step-down chopper operation is also stopped.
  • the duty ratio (conduction ratio) command value d * when operating as the step-down chopper and the step-up chopper is expressed by the following expressions (3) and (4), respectively.
  • control unit 130 repeats the processing of steps S21 to S28 until an instruction to end the operation is received (step S28: No), and ends the operation when there is an instruction to end the operation (step S28: Yes).
  • the control unit 130 changes the load in order to reduce the loss in the power storage device 200 and moves out of the dead zone. Only operate the power storage device 200.
  • a dead zone (dead zone width ⁇ V DC ) with respect to the DC voltage V DC is set in advance, and the control unit 130 changes the DC voltage V DC due to load fluctuations.
  • the direct-current voltage VDC deviates from the dead band, the power storage device 200 is operated, and power is discharged from the power storage device 200, or the power storage device 200 is controlled to absorb power.
  • the duty ratios (conduction ratios) of the second step-down chopper 232 (see FIG. 6A) and the second step-up chopper 242 (see FIG. 6B) according to the above-described equations (3) and (4).
  • the command value d * is obtained, whether or not the second step-down chopper 232 and the second step-up chopper 242 operate is determined by the dead zone (dead zone width ⁇ V DC ).
  • control unit 130 in the engine generator 100 is configured to set a constant dead band regardless of the magnitude (value) of the load power P or to change the dead band according to the load power P. Yes.
  • the control unit 130 does not perform the constant DC voltage control of the first embodiment. Therefore, when the load changes, the direct current voltage VDC also changes within the dead zone. The DC voltage V DC is maximized when there is no load, and the DC voltage V DC is minimized when the load is full.
  • the lower limit value and the upper limit value of the dead zone are stored (set) in advance in the storage unit (nonvolatile memory) 132 in the control unit 130 from the waveform of the DC voltage VDC at full load and no load.
  • the DC voltage command value V DC * is an average value of the upper limit value and the lower limit value.
  • the constant dead band width ⁇ V DC is set in the storage unit 132 of the control unit 130 regardless of the magnitude of the load power P, so that the control unit 130 has the DC voltage V DC within the constant dead band.
  • the power storage device 200 is not operated, and the power storage device 200 is operated when the direct-current voltage V DC is out of a certain dead band.
  • the control unit 130 reduces the DC voltage V DC from the dead zone (particularly, from the dead zone during a transition) depending on the size of the dead zone width ⁇ V DC. Will not work. Thus, if the power storage device 200 does not operate, the energy to be compensated becomes small, and thus it is not possible to expect the suppression of the rotational speed change.
  • the control unit 130 is configured to detect the load power P and change the dead zone and the DC voltage command value V DC * in accordance with the detected load power P. By doing so, the control unit 130 can change the direct-current voltage V DC (particularly the direct-current voltage V DC at the time of transition) in accordance with the load power P, and the rotation of the engine 111 compared to when the dead zone is constant. The effect of suppressing the number change can be enhanced.
  • the load power P can be detected by the control unit 130 using a load power detection unit (not shown).
  • the control unit 130 includes a dead band width calculation unit 133 (see FIG. 9A described later) that calculates the upper limit value and lower limit value of the dead band and the DC voltage command value V DC * from the value of the load power P. From the value of the load power P, the dead band width calculation unit 133 determines the upper limit value, lower limit value, and DC voltage command value V DC * of the dead band.
  • FIG. 8 shows the maximum value, the minimum value, the average value, and their approximate curves of the direct-current voltage VDC obtained by changing the value of the load power P.
  • the maximum approximate curve equation, the minimum approximate curve equation, and the average approximate curve equation are stored (set) in advance in the storage unit (nonvolatile memory) 132 of the control unit 130.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a delay process for changing the dead zone with respect to the load power P with a delay of a time constant ⁇ greater than or equal to a predetermined value.
  • FIG. 9A is a control block diagram of the delay process
  • FIG. 9B is a flowchart of the delay process performed prior to step S22 in the flowchart shown in FIG.
  • the dead band width calculation unit 133 determines the upper limit of the dead band from the value of the load power P according to the approximate curve equation of the maximum value of the DC voltage VDC with respect to the load power P, the approximate curve equation of the minimum value, and the approximate curve equation of the average value.
  • the value, the lower limit value, and the DC voltage command value V DC * are calculated (see FIG. 8).
  • a conversion table for converting the upper limit value, lower limit value and DC voltage command value V DC * of the dead zone from the value of the load power P may be used.
  • control part 130 is provided with the delay element 134 (refer Fig.9 (a)) which changes a dead zone with respect to the load electric power P with the delay of the time constant more than predetermined value.
  • the delay element 134 is provided on the output side of the dead band width calculation unit 133.
  • the delay processes S20a to S20c shown in FIG. 9B are performed prior to the process of step S22 in the flowchart shown in FIG. Note that the delay processes S20a to S20c may be performed after the process of step S21 as long as they are prior to the process of step S22.
  • the load power P is detected (step S20a), and the deadband width calculation unit 133 determines the upper and lower limits of the deadband and the DC voltage command value V DC * .
  • the dead zone is changed with a delay of the time constant ⁇ with respect to the load power P by the delay element 134 (step S20c).
  • the response speed of the dead zone with respect to the load fluctuation can be changed by changing the delay time constant ⁇ .
  • the DC voltage V DC was controlled under the following three conditions 1 to 3 by changing from no load to full load.
  • FIGS. 10 and 11 are graphs showing evaluation results of DC voltage control provided with a dead zone.
  • FIG. 10A and FIG. 11A show temporal changes in the direct-current voltage VDC under the conditions 2 and 3, respectively.
  • FIG. 10B and FIG. The time change of the engine speed in condition 2 and condition 3 is shown.
  • Fig.10 (a) and FIG.11 (a) the upper limit of a dead zone, a lower limit, and DC voltage command value VDC * are also shown.
  • the chopper circuit 220 is operating when it is out of the dead zone. Moreover, as shown to Fig.11 (a), it can confirm that a dead zone is changing with load fluctuation
  • the effect of suppressing the change in the rotational speed of the engine 111 is smaller than that of the constant DC voltage control of the first embodiment, but the dead band is changed with respect to the change in the load power P.
  • the effect of suppressing changes in the rotational speed of the engine 111 can be improved, and the amount of load that can be charged can be increased accordingly.
  • control unit 130 controls switching of the first semiconductor switch S 1 and the second semiconductor switch S 2 to recover power storage device 200 to a predetermined voltage.
  • V EDLC voltage recovery control of the EDLC voltage V EDLC will be described separately for the case of performing DC voltage control with a dead zone of the second embodiment and the case of performing constant DC voltage control of the first embodiment.
  • the control unit 130 operates the power storage device 200 when the DC voltage VDC is in the dead band and the EDLC voltage V EDLC has not recovered to the initial state.
  • the power storage device 200 is controlled not to operate.
  • FIG. 12 is a control block diagram of step-down chopper 230 and step-up chopper 240 including voltage recovery control of EDLC voltage V EDLC applied during DC voltage control provided with a dead band.
  • 12A shows an example of the third step-down chopper 233
  • FIG. 12B shows an example of the third step-up chopper 243.
  • 12A shows a state in which the voltage recovery operation of the EDLC voltage V EDLC on the upper limit side of the dead zone is performed
  • FIG. 12B shows the EDLC voltage V EDLC on the lower limit side of the dead zone. The state where the voltage recovery operation is performed is shown.
  • the step-down chopper 230 includes a third step-down chopper 233 instead of the second step-down chopper 232 shown in FIG. 6A, and the step-up chopper 240 is replaced with the second step-up chopper 242 shown in FIG.
  • a third boost chopper 243 is provided.
  • the third step-down chopper 233 and the third step-up chopper 243 are for performing voltage recovery control of the EDLC voltage V EDLC in DC voltage control provided with a dead zone.
  • the third step-down chopper 233 includes a divider 233 a that divides the EDLC voltage V EDLC by the DC voltage command value V DC * , and a value of 0 or the divider 233 a
  • a switch 233b that switches whether an output value is input
  • a switch 233c that switches whether a value of 0 or an output value of the switch 233b is input
  • an EDLC voltage V EDLC that is a DC voltage command value
  • a divider 233d that divides by V DC *
  • a switch 233e that switches whether an output value of the switch 233c or an output value of the divider 233d is input, an output value of the switch 233e, and a triangular wave
  • an input comparator 233f an input comparator 233f.
  • the third boost chopper 243 divides the subtractor 243a for subtracting the EDLC voltage V EDLC from the DC voltage command value V DC * , and divides the output value of the subtractor 243a by the EDLC voltage V EDLC .
  • d * in FIG. 12 is a duty ratio (conductivity) command value
  • ⁇ V DC is a dead band width
  • ⁇ V DC1 (V DC * ⁇ V DC1 ⁇ V DC ) is an upper limit side dead band width
  • ⁇ V DC2 (V DC * ⁇ V DC2 ⁇ V DC ) is a lower limit side dead zone width.
  • the frequency fc of the triangular wave input to the comparators 233f and 243h can be set as appropriate.
  • the set voltage V EDLC * , the upper limit side dead band width ⁇ V DC1 and the lower limit side dead band width ⁇ V DC2 are stored (set) in advance in the storage unit (nonvolatile memory) 132 in the control unit 130.
  • the output signals (control signals) of the comparators 233f and 243h are the control signal input side (base side in this example) and the second semiconductor switch S 2 (see FIG. 1) of the first semiconductor switch S 1 (see FIG. 1). Are respectively input to the control signal input side (base side in this example).
  • the control unit 130 detects the EDLC voltage V EDLC of the power storage device 200, and when the detected EDLC voltage V EDLC is smaller than the set voltage V EDLC * , the DC voltage V DC is a dead band in order to charge the EDLC 210. Controls to operate the step-down chopper when in. On the other hand, the control unit 130 detects the EDLC voltage V EDLC of the electric power storage apparatus 200, when the detected EDLC voltage V EDLC is set voltage V EDLC * becomes larger, in order to discharge the EDLC210, DC voltage V DC Is controlled so as to perform a boost chopper operation when is in the dead zone. The control unit 130 can detect the EDLC voltage V EDLC using an EDLC voltage detection unit (not shown).
  • the control unit 130 determines that the EDLC voltage V EDLC of the power storage device 200 is smaller than the set voltage V EDLC * (the EDLC voltage V EDLC in the initial state) when the DC voltage VDC is within the dead band range. and switching control with respect to the first semiconductor switch S 1 of power storage device 200, when EDLC voltage V EDLC is restored to the set voltage V EDLC *, and is configured to stop the switching control for the first semiconductor switch S 1 .
  • the control unit 130 detects the second semiconductor switch S of the power storage device 200 when the DC voltage VDC is within the dead band and the EDLC voltage V EDLC of the power storage device 200 is larger than the set voltage V EDLC *.
  • the control unit 130 performs control so that the chopper operation when the direct-current voltage V DC is in the dead zone is performed after a predetermined time elapses after the EDLC voltage V EDLC changes. This is because the EDLC voltage V EDLC is recovered after the DC voltage V DC converges to a steady state.
  • step-down chopper 230 and the step-up chopper 240 shown in FIG. 12 can be basically the same processing except for the processing in steps S24 and S27 in the flowchart shown in FIG.
  • step S22 the control unit 130 determines that the third step-down chopper 233 (FIG. 12) when the direct-current voltage V DC is larger than the added value (V DC * + ⁇ V DC ) (step S22: Yes).
  • step S23 the switch 233e is switched so that the output value of the divider 233d is input to the comparator 233f to perform the step-down chopper operation (step S23), and the process proceeds to step S25.
  • step S22 when the direct-current voltage V DC is smaller than (or less than) the added value (V DC * + ⁇ V DC ) (step S22: No) in step S22 shown in FIG.
  • the chopper 233 switches the switch 233e so that the output value of the switch 233c is input to the comparator 233f to perform the voltage recovery operation of the EDLC voltage V EDLC (step S24).
  • the process proceeds to S25. At this time, the step-up chopper operation is stopped.
  • the switch 233b is switched so that the output value of the divider 233a is input after a lapse of a predetermined time from the time when the switch 233c is switched so that the EDLC voltage V EDLC is smaller than the set voltage V EDLC *.
  • the control unit 130 switches the switch 233b to input a value of 0 when the EDLC voltage V EDLC is greater than (or more than) the set voltage V EDLC * .
  • the control unit 130 switches the switch 233c to input a value of 0 when the DC voltage V DC is smaller than (or less than) the upper limit side added value (V DC * + ⁇ V DC1 ).
  • step S25 when the direct-current voltage V DC is smaller than the subtraction value (V DC * ⁇ V DC ) in step S25 shown in FIG. 7 (step S25: Yes), the control unit 130 determines the third boost chopper 243 (FIG. 12 (b)), the switch 243g is switched so as to input the output value of the divider 243f to the comparator 243h, and the step-up chopper operation is performed (step S26), and the process proceeds to step S28.
  • step S25 when the direct-current voltage V DC is greater than (or greater than) the subtraction value (V DC * ⁇ V DC ) in step S25 shown in FIG. 7 (step S25: No), the control unit 130
  • the booster chopper 243 switches the switch 243g so as to input the output value of the switch 243d to the comparator 243h to perform the voltage recovery operation of the EDLC voltage V EDLC (step S27).
  • Control goes to step S28. At this time, the step-down chopper operation is stopped.
  • the switch 243d is switched so as to input a value, and when the EDLC voltage V EDLC is larger than the set voltage V EDLC * , the switch 243c is input so that the output value of the divider 243b is input after a lapse of a predetermined time from that point. Switch.
  • control unit 130 switches the switch 243c to input a value of 0 when the EDLC voltage V EDLC is smaller than (or below) the set voltage V EDLC * .
  • control unit 130 switches the switch 243d to input a value of 0 when the DC voltage V DC is greater than (or more than) the lower limit side subtraction value (V DC * ⁇ V DC2 ).
  • FIG. 13 is a graph showing the waveform of the EDLC voltage V EDLC when the load changes from no load to full load.
  • FIG. 13A shows a waveform state when voltage recovery control of the EDLC voltage V EDLC is not performed
  • FIG. 13B shows a case where voltage recovery control of the EDLC voltage V EDLC is performed. The waveform state is shown.
  • FIG. 13 shows an example in which the EDLC 210 is charged in advance and the load varies from no load to full load.
  • the EDLC voltage V EDLC is a charge voltage (state in which the EDLC 210 is charged in advance) ( It can be confirmed that the set voltage V EDLC * ) is recovered. Thereby, it becomes possible to cope with the next load fluctuation.
  • the control unit 130 performs voltage recovery control different from the voltage recovery control of the EDLC voltage V EDLC illustrated in FIG.
  • FIG. 14 is a control block diagram of step-down chopper 230 and step-up chopper 240 including voltage recovery control of EDLC voltage V EDLC applied during direct current voltage constant control.
  • FIG. 14A shows an example of the fourth step-down chopper 234, and
  • FIG. 14B shows an example of the fourth step-up chopper 244.
  • FIG. 14A shows a state in which the voltage recovery operation of the EDLC voltage V EDLC is performed while performing the step-down chopper control
  • FIG. 14B illustrates the EDLC voltage V EDLC while performing the step-up chopper control. The state where the voltage recovery operation is performed is shown.
  • the step-down chopper 230 includes a fourth step-down chopper 234 instead of the first step-down chopper 231 shown in FIG. 2A, and the step-up chopper 240 is replaced with the first step-up chopper 241 shown in FIG. A fourth boost chopper 244 is provided.
  • the fourth step-down chopper 234 and the fourth step-up chopper 244 are for performing voltage recovery control of the EDLC voltage V EDLC while performing constant DC voltage control.
  • the fourth step-down chopper 234 includes a subtractor 234 a that subtracts the EDLC voltage V EDLC from the set voltage V EDLC * , a controller 234 b, and the first semiconductor switch S of the power storage device 200.
  • Normal value of duty ratio (conductivity) command value d * in switching control for 1 (duty ratio command value when DC voltage VDC is controlled to DC voltage command value V DC * ) (in FIG.
  • An adder 234c for adding the output value of the controller 234b to the constant a), a switch 234d for switching whether a value of 0 or an output value of the adder 234c is input, and a switch A comparator 234e to which an output value of 234d and a triangular wave are input.
  • the fourth boost chopper 244 includes a subtractor 244a that subtracts the EDLC voltage V EDLC from the set voltage V EDLC * , a controller 244b, and the second semiconductor switch S of the power storage device 200.
  • the normal value of the duty ratio (conductivity) command value d * in the switching control with respect to 2 (the duty ratio command value when the DC voltage VDC is controlled to be the DC voltage command value V DC * ) (in FIG.
  • An adder 244c for adding the output value of the controller 244b to the constant b), a subtractor 244d for subtracting the output value of the adder 244c from the value of 1, and a value of 0 being inputted or subtracter
  • a switch 244e that switches whether the output value of 244d is input, and a comparator 244f that receives the output value of the switch 244e and a triangular wave are provided.
  • d * in FIG. 14 is a duty ratio (conduction rate) command value.
  • the triangular wave frequency fd input to the comparators 234e and 244f can be set as appropriate.
  • the output signals (control signals) of the comparators 234e and 244f are the control signal input side (base side in this example) and the second semiconductor switch S 2 (see FIG. 1) of the first semiconductor switch S 1 (see FIG. 1). Are respectively input to the control signal input side (base side in this example).
  • Control unit 130 detects the EDLC voltage V EDLC of the electric power storage device 200, in a state where the DC voltage V DC is converged to a DC voltage command value V DC * (target voltage of the DC voltage V DC), the detected EDLC
  • V DC * target voltage of the DC voltage V DC
  • the duty ratio (conduction ratio) d in the switching control for the first semiconductor switch S 1 of the power storage device 200 is a normal value. and greater than (see constant a of FIG.
  • the first semiconductor switch S 1 and allocation of the duty ratio in the switching control of the second semiconductor switch S 2 [a: b] among the first semiconductor change the allocation of switch S 1 side [a], when the EDLC voltage V EDLC is restored to the set voltage V EDLC *, the first semiconductor switch It returned to the normal value, the duty ratio d in the switching control for the S 1.
  • the control unit 130 detects the EDLC voltage V EDLC of the electric power storage device 200, in a state where the DC voltage V DC is converged to a DC voltage command value V DC *, EDLC voltage V EDLC is set voltage V EDLC * normal value the duty ratio (duty ratio) d of the switching control for the second semiconductor switch S 2 of the electric power storage device 200 when larger be larger than (see the constant b in FIG.
  • EDLC voltage V EDLC is set voltage When restored to V EDLC *, returning the duty ratio d of the switching control for the second semiconductor switch S 2 to the normal value.
  • the control unit 130 can detect the EDLC voltage V EDLC using an EDLC voltage detection unit (not shown).
  • control unit 130 can keep the DC voltage V DC and the EDLC voltage V EDLC constant.
  • step-down chopper 230 and the step-up chopper 240 shown in FIG. 14 can be basically the same processing except for the processing of steps S13 and S16 in the flowchart shown in FIG.
  • step S12 shown in FIG. 3 the control unit 130 determines that the fourth step-down chopper 234 (FIG. 14 (a)) when the direct-current voltage V DC is larger than the direct-current voltage command value V DC * (step S12: Yes). )),
  • the switch 234d is switched so that the output value of the adder 234c is input to the comparator 234e, and the voltage recovery operation of the EDLC voltage V EDLC is performed while performing step-down chopper control (step S13), and step S15.
  • step S12 when the direct-current voltage V DC is smaller than (or less than) the direct-current voltage command value V DC * in step S12 shown in FIG. (FIG. 14 (a) see) switches the switch 234d to enter a value of 0 for the comparator 234e stops switching control for the first semiconductor switch S 1 in the power storage device 200 at, i.e., the buck The chopper operation is stopped (step S14), and the process proceeds to step S15.
  • step S15 when the direct-current voltage V DC is smaller than the direct-current voltage command value V DC * in step S15 shown in FIG. 3 (step S15: Yes), the control unit 130 determines that the fourth boost chopper 244 (FIG. 14 (b) )), The switch 244e is switched so as to input the output value of the subtractor 244d to the comparator 244f, and the voltage recovery operation of the EDLC voltage V EDLC is performed while performing step-up chopper control (step S16), and step S18.
  • step S16 step-up chopper control
  • step S15 shown in FIG. 3 the control unit 130 determines that the fourth boost chopper 244 (No) if the DC voltage V DC is greater than (or more than) the DC voltage command value V DC * (step S15: No).
  • the switch 244e is switched so as to input a value of 0 to the comparator 244f to stop the switching control for the second semiconductor switch S2 in the power storage device 200, that is, the step-up chopper operation Is stopped (step S17), and the process proceeds to step S18.
  • FIG. 15 is a graph showing a waveform of the EDLC voltage V EDLC when the load is changed from no load to full load in the voltage recovery control of the EDLC voltage V EDLC applied during direct current voltage constant control.
  • FIG. 15 shows an example in which the EDLC 210 is charged in advance and the load fluctuates from no load to full load.
  • the DC voltage V DC of the paths LN1 and LN2 from the rectifier 113 to the inverter 120 is detected, and the DC voltage V DC is the DC voltage command value V DC * (target voltage). set to a value larger than the duty ratio d of the switching control for the second semiconductor switch S 2 of the electric power storage device 200 a duty ratio d of the switching control when larger also is for the first semiconductor switch S 1 of power storage device 200,
  • the duty ratio d in the switching control for the second semiconductor switch S 2 of the power storage device 200 is set to the first semiconductor switch S of the power storage device 200.
  • control unit 130 by controlling switching of the first semiconductor switch S 1 and the second semiconductor switch S 2 to recover power storage device 200 to a predetermined voltage, EDLC voltage after the load change
  • the VEDLC can be recovered to the charge voltage (set voltage VEDLC * ) in the initial state (the state in which the EDLC 210 is pre-charged), and this can cope with the next load fluctuation.
  • the DC voltage V DC of the paths LN1 and Ln2 from the rectifier 113 to the inverter 120 is detected, and the DC voltage V DC is the DC voltage command value V DC * (target voltage). Is greater than the value obtained by adding the dead band width ⁇ V DC (for the dead band) to the duty ratio d in the switching control for the first semiconductor switch S 1 of the power storage device 200, the switching for the second semiconductor switch S 2 of the power storage device 200.
  • the power storage device 200 power storage device, the duty ratio d of the switching control for the second semiconductor switch S 2 of Since set to a value larger than the duty ratio d of the switching control for the first semiconductor switch S 1 00, there is no need to perform calculation of a deficiency of the supply power to the load Lo. Therefore, the rotational speed fluctuation of the engine 111 in the engine generator 100 during the self-sustaining operation can be suppressed to a predetermined allowable rotational speed range without calculating the insufficient amount of power supplied to the load Lo. The amount of load that can be charged can be increased.
  • the load power P is detected, and the dead band is changed to a value corresponding to the load power P with a delay of a time constant ⁇ greater than or equal to a predetermined value, thereby reducing the amount of power supplied to the load Lo. Without performing the calculation, the effect of suppressing fluctuations in the rotational speed of the engine 111 in the engine generator 100 can be enhanced.
  • control unit 130 by controlling switching of the first semiconductor switch S 1 and the second semiconductor switch S 2 to recover power storage device 200 to a predetermined voltage, EDLC voltage after the load change
  • the VEDLC can be recovered to the charge voltage (set voltage VEDLC * ) in the initial state (the state in which the EDLC 210 is pre-charged), and this can cope with the next load fluctuation.
  • the power storage device 200 when the power storage device 200 is discharged, when the direct current voltage VDC is within the dead band range and the EDLC voltage V EDLC of the power storage device 200 is smaller than the set voltage V EDLC * , the power storage device 200 by switching control to the first semiconductor switch S 1, it is possible to perform the charging operation to the power storage device 200, thereby, restoring the EDLC voltage V EDLC of the electric power storage device 200 to the set voltage V EDLC * Can be made.
  • the present invention relates to an engine generator provided with a power storage device including a capacitor or the like on the direct current side, and in particular, without calculating an insufficient amount of power supplied to a load, By suppressing the rotational speed fluctuation, it can be applied to an application for increasing the loadable load amount.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Abstract

　エンジン発電機は、充放電制御を行うに当たって整流器からインバータまでの経路の直流電圧を検知し、直流電圧が該直流電圧の目標電圧よりも大きい場合は電力貯蔵手段の充電用導通手段に対するスイッチング制御におけるデューティ比を電力貯蔵手段の放電用導通手段に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定し、直流電圧が目標電圧よりも小さい場合は電力貯蔵手段の放電用導通手段に対するスイッチング制御におけるデューティ比を電力貯蔵手段の充電用導通手段に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定する。

Description

エンジン発電機
　本発明は、エンジンで駆動される発電機により発電するエンジン発電機に関する。
　エンジンで駆動される発電機により発電するエンジン発電機においては、自立運転時には、負荷の変動によりエンジン回転数（回転速度）が変動することから、エンジンには、一般的に、所定の許容回転数範囲（可変速範囲）が予め定められている。エンジン発電機は、この許容回転数範囲からエンジン回転数が逸脱すると、動作が不安定になる。例えば、何らかの原因で負荷が解列され、再び負荷が投入される場合には、エンジンの許容回転数範囲を考慮して、負荷投入しなければならない。そのために、エンジン発電機は、投入できる負荷量が制限されてしまう。
　この点に関し、特許文献１は、発電機からインバータまでの直流側の経路にキャパシタ等を含む蓄電手段（電力貯蔵装置）を設けて発電機を常時最大効率点で運転させながら負荷の変動を蓄電手段の放電で対応することでエンジンの回転数変動を抑える構成を開示している。
特開２０１１－１１２１７８号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の構成は、負荷への供給電力の不足量を算出して不足分を蓄電手段の放電で補償する構成であるため、負荷への供給電力の不足量の演算を行うことが必要となる。
　そこで、本発明は、直流側にキャパシタ等を含む電力貯蔵装置を設けたエンジン発電機であって、負荷への供給電力の不足量の演算を行うことなく、自立運転時でのエンジンの回転数変動を抑えることができ、これにより、投入可能負荷量を増大させることができるエンジン発電機を提供することを目的とする。
　本発明者は、前記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を見出し、本発明を完成した。
　すなわち、エンジンで駆動される発電機からの出力を整流器で整流し、整流器からの直流電力をインバータで交流電力に変換し、整流器からインバータまでの経路に発電機と並列に電力貯蔵装置を設けたエンジン発電機においては、電力貯蔵装置における充電用導通部および放電用導通部への導通制御により電力貯蔵装置に対して充放電制御を行うに当たって、整流器からインバータまでの経路の直流電圧を一定制御するか、或いは、整流器からインバータまでの経路の直流電圧が不感帯から外れないように制御すれば、負荷への供給電力の不足量の演算を行うことなく、自立運転時でのエンジンの回転数変動を所定の許容回転数範囲に抑制できる。これにより、投入可能負荷量を増大させることができることを見出した。
　本発明は、かかる知見に基づくものであり、次の第１態様および第２態様のエンジン発電機を提供する。
　（１）第１態様のエンジン発電機
　エンジン、前記エンジンで駆動される発電機、前記発電機からの出力を整流する整流器、および、前記整流器からの直流電力を交流電力に変換するインバータを設け、前記整流器から前記インバータまでの経路に前記発電機と並列に、充電用導通部および放電用導通部を備えた電力貯蔵装置を設けたエンジン発電機であって、前記充電用導通部および前記放電用導通部への導通制御により前記電力貯蔵装置に対して充放電制御を行う構成とされており、前記充放電制御を行うに当たって前記整流器から前記インバータまでの経路の直流電圧を検知し、前記直流電圧が該直流電圧の目標電圧よりも大きい場合は前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定し、前記直流電圧が前記目標電圧よりも小さい場合は前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定することを特徴とするエンジン発電機。
　本発明に係る前記第１態様のエンジン発電機において、前記直流電圧が前記目標電圧に収束しているときで前記電力貯蔵装置の電圧が設定電圧よりも小さい場合に前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を通常値よりも大きくして、前記充電用導通部と前記放電用導通部とのスイッチング制御におけるデューティ比の配分のうち、前記充電用導通部側の配分を変更する態様を例示できる。
　（２）第２態様のエンジン発電機
　エンジン、前記エンジンで駆動される発電機、前記発電機からの出力を整流する整流器、および、前記整流器からの直流電力を交流電力に変換するインバータを設け、前記整流器から前記インバータまでの経路に前記発電機と並列に、充電用導通部および放電用導通部を備えた電力貯蔵装置を設けたエンジン発電機であって、前記充電用導通部および前記放電用導通部への導通制御により前記電力貯蔵装置に対して充放電制御を行う構成とされており、前記充放電制御を行うに当たって前記整流器から前記インバータまでの経路の直流電圧を検知し、前記直流電圧が該直流電圧の目標電圧に不感帯分を加算した値よりも大きい場合は前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定し、前記直流電圧が前記目標電圧から不感帯分を減算した値よりも小さい場合は前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定することを特徴とするエンジン発電機。
　本発明に係る前記第２態様のエンジン発電機において、負荷電力を検知し、前記不感帯を前記負荷電力に応じた値に所定値以上の時定数の遅れで変化させる態様を例示できる。
　本発明に係る前記第２態様のエンジン発電機において、前記直流電圧が前記不感帯の範囲内にあるときで前記電力貯蔵装置の電圧が設定電圧よりも小さい場合に前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対してスイッチング制御する態様を例示できる。
　本発明に係る前記第１態様および前記第２態様のエンジン発電機において、前記電力貯蔵装置を所定電圧に回復するように前記放電用導通部または前記充電用導通部をスイッチング制御する態様を例示できる。
　本発明によると、負荷への供給電力の不足量の演算を行うことなく、自立運転時でのエンジンの回転数変動を所定の許容回転数範囲に抑えることができ、これにより、投入可能負荷量を増大させることが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態に係るエンジン発電機の概略構成を示すシステムブロック図である。 図２は、直流電圧一定制御を含む降圧チョッパおよび昇圧チョッパの制御ブロック図であって、（ａ）は、第１降圧チョッパの一例を示す図であり、（ｂ）は、第１昇圧チョッパの一例を示す図である。 図３は、制御部により直流電圧一定制御の一例を行う処理の流れを示すフローチャートである。 図４は、直流電圧一定制御の評価結果を示すグラフであって、（ａ）は、エンジン発電機に電力貯蔵装置を付加していない場合での直流電圧の時間的変化を示すグラフであり、（ｂ）は、エンジン発電機に電力貯蔵装置を付加していない場合でのエンジン回転数の時間的変化を示すグラフである。 図５は、直流電圧一定制御の評価結果を示すグラフであって、（ａ）は、エンジン発電機に電力貯蔵装置を付加した場合での直流電圧の時間的変化を示すグラフであり、（ｂ）は、エンジン発電機に電力貯蔵装置を付加した場合でのエンジン回転数の時間的変化を示すグラフである。 図６は、不感帯を設けた直流電圧制御を含む降圧チョッパおよび昇圧チョッパの制御ブロック図であって、（ａ）は、第２降圧チョッパの一例を示す図であり、（ｂ）は、第２昇圧チョッパの一例を示す図である。 図７は、制御部により不感帯を設けた直流電圧制御の一例を行う処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、負荷電力の値を変化させた直流電圧の最大値、最小値、平均値とそれらの近似曲線とを示すグラフである。 図９は、負荷電力に対して不感帯を所定値以上の時定数の遅れで変化させる遅れ処理を説明するための説明図であって、（ａ）は、遅れ処理の制御ブロック図であり、（ｂ）は、図７に示すフローチャートにおいてステップＳ２２の処理に先立って行う遅れ処理のフローチャートである。 図１０は、不感帯を設けた直流電圧制御の評価結果を示すグラフであって、（ａ）は、条件２での直流電圧の時間的変化を示すグラフであり、（ｂ）は、条件２でのエンジン回転数の時間的変化を示すグラフである。 図１１は、不感帯を設けた直流電圧制御の評価結果を示すグラフであって、（ａ）は、条件３での直流電圧の時間的変化を示すグラフであり、（ｂ）は、条件３でのエンジン回転数の時間的変化を示すグラフである。 図１２は、不感帯を設けた直流電圧制御時に適用するＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御を含む降圧チョッパおよび昇圧チョッパの制御ブロック図であって、（ａ）は、第３降圧チョッパの一例を示す図であり、（ｂ）は、第３昇圧チョッパの一例を示す図である。 図１３は、無負荷から全負荷に負荷変動したときのＥＤＬＣ電圧の波形を示すグラフであって、（ａ）は、ＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御を行っていない場合での波形の状態を示すグラフであり、（ｂ）は、ＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御を行った場合での波形の状態を示すグラフである。 図１４は、直流電圧一定制御時に適用するＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御を含む降圧チョッパおよび昇圧チョッパの制御ブロック図であって、（ａ）は、第４降圧チョッパの一例を示す図であり、（ｂ）は、第４昇圧チョッパの一例を示すグラフである。 図１５は、直流電圧一定制御時に適用するＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御において、無負荷から全負荷に負荷変動したときのＥＤＬＣ電圧の波形を示すグラフである。
　以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係るエンジン発電機１００の概略構成を示すシステムブロック図である。
　図１に示すエンジン発電機１００は、直流電力を出力する電源部１１０（例えば分散電源）に同期発電機の特性を持たせることで、瞬時停電や瞬時電圧低下などの系統で発生する擾乱に対して、電源部１１０からの直流電力を交流電力に変換するインバータ１２０の追従性をよくし、系統連系時での系統の安定性を高める機能を与えた発電機、いわゆる仮想同期発電機（ＶＳＧ：Virtual Synchronous Generator）として作用するようになっている。エンジン発電機１００は、それには限定されないが、ここでは、ガスエンジンコージェネレーションシステムに適用されている。
　詳しくは、エンジン発電機１００は、電源部１１０およびインバータ１２０に加えて、電力貯蔵装置２００と、エンジン発電機１００全体の制御を司る制御部１３０とを備えている。
　電源部１１０は、エンジン１１１と、エンジン１１１の回転駆動力により出力電力を得る発電機１１２と、発電機１１２からの出力電力（交流電力）を直流電力に変換する整流器１１３と、キャパシタ１１４とを備えている。
　エンジン１１１は、発電機１１２を回転駆動するものであり、ここでは、ガスエンジンとされている。但し、それに限定されるものではなく、エンジン１１１は、ガスエンジン以外のエンジンであってもよい。
　発電機１１２は、自動電圧調整装置（ＡＶＲ：Automatic Voltage Regulator）を有している。発電機１１２は、出力側が整流器１１３の入力側に接続されており、ここでは、３相交流発電機とされている。但し、それに限定されるものではなく、発電機１１２は、単相交流発電機であってもよい。
　整流器１１３は、複数のダイオードからなっており、ここでは、６つのダイオードでダイオードブリッジを構成している。整流器１１３は、出力側がインバータ１２０の直流側に接続されている。
　キャパシタ１１４は、整流器１１３とインバータ１２０との間において、整流器１１３およびインバータ１２０に対して並列に接続されている。
　インバータ１２０は、逆阻止形のスイッチング素子で構成されており、交流側がインダクタＸＬを介して負荷Ｌｏに接続されるようになっている。
　制御部１３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部１３１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリやフラッシュメモリなどの書き込み可能な不揮発性メモリおよびＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリを含む記憶部１３２とを備えている。
　エンジン発電機１００は、制御部１３０の処理部１３１が記憶部１３２のＲＯＭに予め格納された制御プログラムを記憶部１３２のＲＡＭ上にロードして実行することにより、各種構成要素を制御するようになっている。また、記憶部１３２における不揮発性メモリには、エンジン発電機１００の動作パラメータや設定データなどの各種システム情報が格納されている。
　（ＶＳＧ制御について）
　次に、ＶＳＧ制御について説明する。電流制御のインバータ１２０では、系統連系時に出力電圧・周波数を系統に依存するため、次のような不都合がある。すなわち、同期発電機と異なり電流制御の電源部１１０には慣性がないので系統の擾乱を吸収することができないという不都合や、系統連系と自立運転との無瞬断切り替えが困難であるという不都合がある。ＶＳＧ制御は、これらの不都合を解消することができる。
　制御部１３０は、エンジン発電機１００が仮想同期発電機（ＶＳＧ）として作用するＶＳＧ制御を行う構成とされている。
　電力貯蔵装置２００では、同期発電機の慣性によって蓄えられる運動エネルギーに相当する電力を貯蔵することとなる。これにより、電源部１１０に仮想的に慣性を持たせることが可能となる。図１に示すＶＳＧ制御では、インバータ１２０に同期発電機と同じ特性を模擬させる制御を行う。これらによって、電源部１１０に同期発電機と同様の特性を持たせることができ、例えば、他の発電機と同期化力によって自律的に同期することができ、また、仮想的な慣性によって、系統に発生した擾乱を吸収し、系統の安定性を向上させることができる。また、系統連系時と自立運転時とにおいて同じ制御で運転が可能なため、系統連系から自立運転への無瞬断切り替えを行うことができる。
　（電力貯蔵装置によるエンジンの回転数変化の抑制）
　次に、エンジン発電機１００の自立運転時での電力貯蔵装置２００によるエンジン１１１の回転数変化の抑制について説明する。
　エンジン発電機１００（図１参照）は、前述した仮想同期発電機の構成において、自立運転時でのエンジン１１１の回転数変動を抑制することで、投入可能負荷量を増大させるようになっている。
　電力貯蔵装置２００としては、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ：Electric Double Layer Capacitor）２１０を含むものを用いることができる。ＥＤＬＣ２１０は、電気エネルギーをそのまま蓄えるので、急速な充放電が可能である。本実施の形態では、負荷変動した際のエンジン１１１の回転数変化を抑制して負荷投入量を増大させることを目的としており、ＥＤＬＣ２１０は、負荷変動した際に負荷電力Ｐと発電機１１２の出力電力との差分を補償する。負荷変動時での負荷電力Ｐと発電機１１２の出力電力の差分を補償することから、短時間でエネルギーをやりとりできる電力貯蔵装置が好ましいので、本実施の形態では、電力貯蔵装置２００として、ＥＤＬＣ２１０を含むものを採用している。
　詳しくは、電力貯蔵装置２００は、ＥＤＬＣ２１０と、チョッパ回路２２０とを備えている。
　ＥＤＬＣ２１０は、キャパシタ２１１と抵抗器２１２とを直列で接続したものとされている。
　チョッパ回路２２０は、二象限チョッパ回路（降圧チョッパ２３０と昇圧チョッパ２４０とを組み合わせた回路）とされている。二象限チョッパ回路とされたチョッパ回路２２０では、直流リンク側からＥＤＬＣ２１０側をみて降圧チョッパ動作を行い、ＥＤＬＣ２１０側から直流リンク側をみて昇圧チョッパ動作を行うことができる。
　詳しくは、チョッパ回路２２０は、降圧チョッパ２３０および昇圧チョッパ２４０に加えて、第１半導体スイッチＳ１と、第１ダイオードＤ１と、第２半導体スイッチＳ２と、第２ダイオードＤ２と、インダクタＬとを備えている。
　第１半導体スイッチＳ１は、ＥＤＬＣ２１０に対する充電のために通電する充電用導通部として作用するものであり、オンオフの制御信号により通電時間が制御される半導体デバイスとされている。第２半導体スイッチＳ２は、ＥＤＬＣ２１０に対する放電のために通電する放電用導通部として作用するものであり、オンオフの制御信号により通電時間が制御される半導体デバイスとされている。第１半導体スイッチＳ１は、電流の流入側（この例ではコレクタ側）が整流器１１３とインバータ１２０との間を接続する正極側経路ＬＮ１に接続されており、電流の流出側（この例ではエミッタ側）がインダクタＬの一端側に接続されている。第２半導体スイッチＳ２は、電流の流入側（この例ではコレクタ側）がインダクタＬの一端側に接続されており、電流の流出側（この例ではエミッタ側）が整流器１１３とインバータ１２０との間を接続する負極側経路ＬＮ２に接続されている。
　第１ダイオードＤ１は、第２半導体スイッチＳ２の通電方向とは逆方向に電流を流せるように第２半導体スイッチＳ２に対して並列接続されている。第２ダイオードＤ２は、第１半導体スイッチＳ１の通電方向とは逆方向に電流を流せるように第１半導体スイッチＳ１に対して並列接続されている。
　ＥＤＬＣ２１０は、正極側がインダクタＬの他端側に接続されており、負極側が負極側経路ＬＮ２に接続されている。
　（電力貯蔵装置の制御）
　制御部１３０は、第１半導体スイッチＳ１および第２半導体スイッチＳ２への導通制御により電力貯蔵装置２００に対して充放電制御を行う。そして、制御部１３０は、充放電制御を行うに当たって、直流電圧一定制御（第１実施形態）を行うか、或いは、不感帯を設けた直流電圧制御（第２実施形態）を行う構成とされている。
　（第１実施形態）
　－直流電圧一定制御－
　制御部１３０は、発電機１１２の自動電圧調整装置（ＡＶＲ）および電力貯蔵装置２００によって整流器１１３からインバータ１２０までの経路ＬＮ１，ＬＮ２間の直流電圧ＶＤＣ（キャパシタ１１４の端子間電圧）を常時一定に保つように制御する。
　図２は、直流電圧一定制御を含む降圧チョッパ２３０および昇圧チョッパ２４０の制御ブロック図である。図２（ａ）は、第１降圧チョッパ２３１の一例を示しており、図２（ｂ）は、第１昇圧チョッパ２４１の一例を示している。なお、図２（ａ）では、降圧チョッパ動作を行っている状態を示しており、図２（ｂ）では、昇圧チョッパ動作を行っている状態を示している。
　降圧チョッパ２３０は、第１降圧チョッパ２３１を備えており、昇圧チョッパ２４０は、第１昇圧チョッパ２４１を備えている。第１降圧チョッパ２３１および第１昇圧チョッパ２４１は、直流電圧一定制御を行うためのものである。
　第１降圧チョッパ２３１は、図２（ａ）に示すように、直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（直流電圧ＶＤＣの目標電圧）から直流電圧ＶＤＣを減算する減算器２３１ａと、減算器２３１ａの出力値を制御する制御器２３１ｂと、制御器２３１ｂの出力値を直流電圧ＶＤＣで除算する除算器２３１ｃと、１の値から除算器２３１ｃの出力値を減算する減算器２３１ｄと、０の値が入力されるか或いは減算器２３１ｄの出力値が入力されるかを切り替える切替器２３１ｅと、切替器２３１ｅの出力値および三角波が入力される比較器２３１ｆとを備えている。
　第１昇圧チョッパ２４１は、図２（ｂ）に示すように、直流電圧指令値ＶＤＣ ＊から直流電圧ＶＤＣを減算する減算器２４１ａと、減算器２４１ａの出力値を制御する制御器２４１ｂと、制御器２４１ｂの出力値を直流電圧ＶＤＣで除算する除算器２４１ｃと、０の値が入力されるか或いは除算器２４１ｃの出力値が入力されるかを切り替える切替器２４１ｄと、切替器２４１ｄの出力値および三角波が入力される比較器２４１ｅとを備えている。
　なお、図２中のｄ＊はデューティ比（通流率）指令値である。比較器２３１ｆ，２４１ｅに入力される三角波の周波数ｆａは、適宜設定することができる。
　そして、比較器２３１ｆ，２４１ｅの出力信号（制御信号）が第１半導体スイッチＳ１（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）および第２半導体スイッチＳ２（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）にそれぞれ入力される。
　制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣを検知し、検知した直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊より大きくなると、直流電圧ＶＤＣを下げるために、降圧チョッパ動作（図２（ａ）参照）を行い、ＥＤＬＣ２１０に電力を吸収させる。一方、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊より小さくなると、直流電圧ＶＤＣを上げるために、昇圧チョッパ動作（図２（ｂ）参照）を行い、ＥＤＬＣ２１０から電力を放出させる。なお、制御部１３０による直流電圧ＶＤＣの検知は、図示を省略した直流電圧検知部を用いて行うことができる。
　図３は、制御部１３０により直流電圧一定制御の一例を行う処理の流れを示すフローチャートである。
　先ず、制御部１３０は、整流器１１３からインバータ１２０までの経路ＬＮ１，ＬＮ２間の直流電圧ＶＤＣを検知する（ステップＳ１１）。
　次に、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ１２）、大きい場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、第１降圧チョッパ２３１（図２（ａ）参照）により比較器２３１ｆに対して減算器２３１ｄの出力値を入力するように切替器２３１ｅを切り替えて降圧チョッパ動作を行い（ステップＳ１３）、ステップＳ１５に移行する。すなわち、この降圧チョッパ動作では、第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄを第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄよりも大きくする。この例では、制御部１３０は、第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御（昇圧チョッパ動作）を停止し、第２半導体スイッチＳ２および第２ダイオードＤ２をオフ状態にしている。
　一方、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも小さい（或いは以下の）場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、第１降圧チョッパ２３１（図２（ａ）参照）において比較器２３１ｆに対して０の値を入力するように切替器２３１ｅを切り替えて電力貯蔵装置２００における第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御を停止し、すなわち、降圧チョッパ動作を停止し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に移行する。
　次に、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも小さいか否かを判断し（ステップＳ１５）、小さい場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、第１昇圧チョッパ２４１（図２（ｂ）参照）により比較器２４１ｅに対して除算器２４１ｃの出力値を入力するように切替器２４１ｄを切り替えて昇圧チョッパ動作を行い（ステップＳ１６）、ステップＳ１８に移行する。すなわち、この昇圧チョッパ動作では、第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄを第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄよりも大きくする。この例では、制御部１３０は、第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御（降圧チョッパ動作）を停止し、第１半導体スイッチＳ１および第１ダイオードＤ１をオフ状態にしている。
　一方、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも大きい（或いは以上の）場合には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、第１昇圧チョッパ２４１（図２（ｂ）参照）において比較器２４１ｅに対して０の値を入力するように切替器２４１ｄを切り替えて電力貯蔵装置２００における第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御を停止し、すなわち、昇圧チョッパ動作を停止し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に移行する。
　次に、制御部１３０は、運転終了の指示があるまで（ステップＳ１８：Ｎｏ）、ステップＳ１１～Ｓ１８の処理を繰り返し、運転終了の指示があると（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、運転を終了する。
　これにより、直流電圧ＶＤＣを一定の直流電圧指令値ＶＤＣ ＊に保つことができる。
　－直流電圧一定制御の評価結果－
　次に、直流電圧一定制御の評価を行ったので、それについて図４および図５を参照しながら以下に説明する。
　この直流電圧一定制御の評価では、無負荷から全負荷に変化させ、発電機１１２の自動電圧調整装置（ＡＶＲ）および電力貯蔵装置２００で直流電圧指令値をＶＤＣ ＊とし、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊になるように制御した。
　図４および図５は、直流電圧一定制御の評価結果を示すグラフである。図４（ａ）は、エンジン発電機１００に電力貯蔵装置２００を付加していない場合での直流電圧ＶＤＣの時間的変化を示しており、図４（ｂ）は、エンジン発電機１００に電力貯蔵装置２００を付加していない場合でのエンジン回転数の時間的変化を示している。図５（ａ）は、エンジン発電機１００に電力貯蔵装置２００を付加した場合での直流電圧ＶＤＣの時間的変化を示しており、図５（ｂ）は、エンジン発電機１００に電力貯蔵装置２００を付加した場合でのエンジン回転数の時間的変化を示している。
　図４に示すように、エンジン発電機１００に電力貯蔵装置２００を付加していない場合では、無負荷から全負荷に変化させると、エンジン１１１の回転数（図４（ｂ）参照）が大きく変化しているのに対し、図５に示すように、エンジン発電機１００に電力貯蔵装置２００を付加した場合では、無負荷から全負荷に変化させると、電力貯蔵装置２００によってエンジン１１１の回転数（図５（ｂ）参照）の変化が大幅に抑制されていることがわかる。
　（第２実施形態）
　－不感帯を設けた直流電圧制御－
　第１実施形態の直流電圧一定制御では、直流電圧ＶＤＣを一定に保つために常に電力貯蔵装置２００を動作させる必要があるが、第２実施形態の不感帯を設けた直流電圧制御では、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが不感帯から外れたときのみ電力貯蔵装置２００が動作するように制御する。これは、電力貯蔵装置２００が常に動作するのを回避し、電力貯蔵装置２００での損失を低減させるためである。
　図６は、不感帯を設けた直流電圧制御を含む降圧チョッパ２３０および昇圧チョッパ２４０の制御ブロック図である。図６（ａ）は、第２降圧チョッパ２３２の一例を示しており、図６（ｂ）は、第２昇圧チョッパ２４２の一例を示している。なお、図６（ａ）では、降圧チョッパ動作を行っている状態を示しており、図６（ｂ）では、昇圧チョッパ動作を行っている状態を示している。
　降圧チョッパ２３０は、第２降圧チョッパ２３２を備えており、昇圧チョッパ２４０は、第２昇圧チョッパ２４２を備えている。第２降圧チョッパ２３２および第２昇圧チョッパ２４２は、不感帯を設けた直流電圧制御を行うためのものである。
　第２降圧チョッパ２３２は、図６（ａ）に示すように、ＥＤＬＣ２１０の電圧であるＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを直流電圧指令値ＶＤＣ ＊で除算する除算器２３２ａと、０の値が入力されるか或いは除算器２３２ａの出力値が入力されるかを切り替える切替器２３２ｂと、切替器２３２ｂの出力値および三角波が入力される比較器２３２ｃとを備えている。
　第２昇圧チョッパ２４２は、図６（ｂ）に示すように、直流電圧指令値ＶＤＣ ＊からＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを減算する減算器２４２ａと、減算器２４２ａの出力値を直流電圧指令値ＶＤＣ ＊で除算する除算器２４２ｂと、０の値が入力されるか或いは除算器２４２ｂの出力値が入力されるかを切り替える切替器２４２ｃと、切替器２４２ｃの出力値および三角波が入力される比較器２４２ｄとを備えている。
　なお、図６中のｄ＊はデューティ比（通流率）指令値、ΔＶＤＣは不感帯幅である。比較器２３２ｃ，２４２ｄに入力される三角波の周波数ｆｂは、適宜設定することができる。不感帯幅ΔＶＤＣは、制御部１３０における記憶部（不揮発性メモリ）１３２に予め記憶（設定）されている。
　そして、比較器２３２ｃ，２４２ｄの出力信号（制御信号）が第１半導体スイッチＳ１（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）および第２半導体スイッチＳ２（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）にそれぞれ入力される。
　制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣを検知し、検知した直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（直流電圧ＶＤＣの目標電圧）に不感帯幅ΔＶＤＣ（不感帯分）を加算した加算値（ＶＤＣ ＊＋ΔＶＤＣ）より大きくなると、直流電圧ＶＤＣを下げるために、降圧チョッパ動作（図６（ａ）参照）を行い、ＥＤＬＣ２１０に電力を吸収させる。一方、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊から不感帯幅ΔＶＤＣ（不感帯分）を減算した減算値（ＶＤＣ ＊－ΔＶＤＣ）より小さくなると、直流電圧ＶＤＣを上げるために、昇圧チョッパ動作（図６（ｂ）参照）を行い、ＥＤＬＣ２１０から電力を放出させる。なお、制御部１３０による直流電圧ＶＤＣの検知は、図示を省略した直流電圧検知部を用いて行うことができる。
　図７は、制御部１３０により不感帯を設けた直流電圧制御の一例を行う処理の流れを示すフローチャートである。
　先ず、制御部１３０は、整流器１１３からインバータ１２０までの経路ＬＮ１，ＬＮ２間の直流電圧ＶＤＣを検知する（ステップＳ２１）。
　次に、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊に不感帯幅ΔＶＤＣ（不感帯分）を加算した加算値（ＶＤＣ ＊＋ΔＶＤＣ）よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ２２）、大きい場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、第２降圧チョッパ２３２（図６（ａ）参照）により比較器２３２ｃに対して除算器２３２ａの出力値を入力するように切替器２３２ｂを切り替えて降圧チョッパ動作を行い（ステップＳ２３）、ステップＳ２５に移行する。すなわち、この降圧チョッパ動作では、第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄを第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄよりも大きくする。この例では、制御部１３０は、第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御（昇圧チョッパ動作）を停止し、第２半導体スイッチＳ２および第２ダイオードＤ２をオフ状態にしている。
　一方、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが加算値（ＶＤＣ ＊＋ΔＶＤＣ）よりも小さい（或いは以下の）場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、第２降圧チョッパ２３２（図６（ａ）参照）において比較器２３２ｃに対して０の値を入力するように切替器２３２ｂを切り替えて電力貯蔵装置２００における第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御を停止し、すなわち、降圧チョッパ動作を停止し（ステップＳ２４）、ステップＳ２５に移行する。このとき、昇圧チョッパ動作も停止している。
　図１に示す第１半導体スイッチＳ１および第１ダイオードＤ１によって直流リンク側からみて降圧チョッパ動作を行うことにより、電力を直流リンクからＥＤＬＣ２１０に送ることができる。このとき、直流電圧ＶＤＣおよびＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣには次の式（１）のような関係がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ただし、ｄはデューティ比（通流率）である。
　次に、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊から不感帯幅ΔＶＤＣ（不感帯分）を減算した減算値（ＶＤＣ ＊－ΔＶＤＣ）よりも小さいか否かを判断し（ステップＳ２５）、小さい場合には（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、第２昇圧チョッパ２４２（図６（ｂ）参照）により比較器２４２ｄに対して除算器２４２ｂの出力値を入力するように切替器２４２ｃを切り替えて昇圧チョッパ動作を行い（ステップＳ２６）、ステップＳ２８に移行する。すなわち、この昇圧チョッパ動作では、第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄを第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄよりも大きくする。この例では、制御部１３０は、第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御（降圧チョッパ動作）を停止し、第１半導体スイッチＳ１および第１ダイオードＤ１をオフ状態にしている。
　一方、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが減算値（ＶＤＣ ＊－ΔＶＤＣ）よりも大きい（或いは以上の）場合には（ステップＳ２５：Ｎｏ）、第２昇圧チョッパ２４２（図６（ｂ）参照）において比較器２４２ｄに対して０の値を入力するように切替器２４２ｃを切り替えて電力貯蔵装置２００における第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御を停止し、すなわち、昇圧チョッパ動作を停止し（ステップＳ２７）、ステップＳ２８に移行する。このとき、降圧チョッパ動作も停止している。
　図１に示す第２半導体スイッチＳ２および第２ダイオードＤ２によってＥＤＬＣ２１０側からみて昇圧チョッパ動作を行うことにより、電力をＥＤＬＣ２１０から直流リンクに送ることができる。このとき、直流電圧ＶＤＣおよびＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣには次の式（２）のような関係がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　式（１）、式（２）より、降圧チョッパおよび昇圧チョッパとして動作する際のデューティ比（通流率）指令値ｄ＊はそれぞれ次の式（３）、式（４）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　次に、制御部１３０は、運転終了の指示があるまで（ステップＳ２８：Ｎｏ）、ステップＳ２１～Ｓ２８の処理を繰り返し、運転終了の指示があると（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、運転を終了する。
　－不感帯について－
　第２実施形態の不感帯を設けた直流電圧制御を行う場合は、制御部１３０は、既述したように、電力貯蔵装置２００での損失を低減するために負荷変動して不感帯から外れた際にのみ電力貯蔵装置２００を動作させる。制御部１３０における記憶部（不揮発性メモリ）１３２には、直流電圧ＶＤＣに対する不感帯（不感帯幅ΔＶＤＣ）が予め設定されており、制御部１３０は、負荷変動によって直流電圧ＶＤＣが変動し、直流電圧ＶＤＣが不感帯から外れると、電力貯蔵装置２００を動作させ、電力貯蔵装置２００から電力を放出させるか、または、電力貯蔵装置２００に電力を吸収させるように制御する。
　ところで、前述した式（３）、式（４）により、第２降圧チョッパ２３２（図６（ａ）参照）および第２昇圧チョッパ２４２（図６（ｂ）参照）のデューティ比（通流率）指令値ｄ＊を求めているが、第２降圧チョッパ２３２および第２昇圧チョッパ２４２が動作するかどうかは不感帯（不感帯幅ΔＶＤＣ）によって決まる。
　この点に関し、エンジン発電機１００における制御部１３０は、負荷電力Ｐの大きさ（値）に関わらず一定の不感帯を設定するか、或いは、負荷電力Ｐに応じて不感帯を変化させる構成とされている。
　＜一定の不感帯を設定する構成＞
　まず、エンジン発電機１００における制御部１３０において一定の不感帯を設定する場合について説明する。
　制御部１３０は、不感帯を設定する場合、第１実施形態の直流電圧一定制御は行っていないので、負荷量が変化すると直流電圧ＶＤＣも不感帯内で変化する。無負荷時に直流電圧ＶＤＣが最大となり、全負荷時に直流電圧ＶＤＣが最小となる。
　そこで、制御部１３０における記憶部（不揮発性メモリ）１３２には、全負荷時と無負荷時との直流電圧ＶＤＣの波形から不感帯の下限値および上限値が予め記憶（設定）されている。
　また、直流電圧指令値ＶＤＣ ＊は上限値と下限値との平均値としている。
　このように、制御部１３０における記憶部１３２に負荷電力Ｐの大きさに関わらず一定の不感帯幅ΔＶＤＣが設定されていることによって、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが一定の不感帯内におさまっている場合には、電力貯蔵装置２００を動作させず、直流電圧ＶＤＣが一定の不感帯から外れたときに電力貯蔵装置２００を動作させる。
　＜不感帯を変化させる構成＞
　次に、エンジン発電機１００における制御部１３０において負荷電力Ｐに応じて不感帯を変化させる場合について説明する。
　制御部１３０は、不感帯を一定にする場合において、不感帯幅ΔＶＤＣの大きさによっては、直流電圧ＶＤＣが不感帯から外れる（特に過渡時に不感帯から外れる）ことが少なくなり、それだけ電力貯蔵装置２００が動作しないことになる。このように、電力貯蔵装置２００が動作しないと、補償するエネルギーが小さくなり、それだけ回転数変化の抑制が期待できなくなる。
　そこで、制御部１３０は、負荷電力Ｐを検知し、検知した負荷電力Ｐに応じて不感帯および直流電圧指令値ＶＤＣ ＊を変化させる構成とされている。こうすることで、制御部１３０は、負荷電力Ｐに応じて直流電圧ＶＤＣ（特に過渡時の直流電圧ＶＤＣ）を変化させることができ、不感帯が一定のときと比べて、エンジン１１１の回転数変化の抑制効果を高めることができる。なお、制御部１３０による負荷電力Ｐの検知は、図示を省略した負荷電力検知部を用いて行うことができる。
　詳しくは、制御部１３０は、負荷電力Ｐの値から、不感帯の上限値、下限値および直流電圧指令値ＶＤＣ ＊を演算する不感帯幅演算部１３３（後述する図９（ａ）参照）を備え、負荷電力Ｐの値から不感帯幅演算部１３３により不感帯の上限値、下限値および直流電圧指令値ＶＤＣ ＊を求める。
　図８は、負荷電力Ｐの値を変化させた直流電圧ＶＤＣの最大値、最小値、平均値とそれらの近似曲線とを示している。
　ここで、最大値の近似曲線式、最小値の近似曲線式および平均値の近似曲線式を制御部１３０における記憶部（不揮発性メモリ）１３２に予め記憶（設定）しておく。
　図９は、負荷電力Ｐに対して不感帯を所定値以上の時定数τの遅れで変化させる遅れ処理を説明するための説明図である。図９（ａ）は、遅れ処理の制御ブロック図であり、図９（ｂ）は、図７に示すフローチャートにおいてステップＳ２２の処理に先立って行う遅れ処理のフローチャートである。
　不感帯幅演算部１３３は、負荷電力Ｐに対する直流電圧ＶＤＣの最大値の近似曲線式、最小値の近似曲線式および平均値の近似曲線式に従い、負荷電力Ｐの値から、それぞれ、不感帯の上限値、下限値および直流電圧指令値ＶＤＣ ＊を演算する（図８参照）。なお、このような各種の近似曲線式に代えて、負荷電力Ｐの値から不感帯の上限値、下限値および直流電圧指令値ＶＤＣ ＊を換算する変換テーブルを用いてもよい。
　そして、制御部１３０は、負荷電力Ｐに対して不感帯を所定値以上の時定数の遅れで変化させる遅れ要素１３４（図９（ａ）参照）を備えている。
　図９（ａ）に示すように、遅れ要素１３４は、不感帯幅演算部１３３の出力側に設けられている。図９（ｂ）に示す遅れ処理Ｓ２０ａ～Ｓ２０ｃは、図７に示すフローチャートにおいてステップＳ２２の処理に先立って行うようになっている。なお、遅れ処理Ｓ２０ａ～Ｓ２０ｃは、ステップＳ２２の処理の前であれば、ステップＳ２１の処理の後に行ってもよい。
　図９（ｂ）に示すように、遅れ処理Ｓ２０ａ～Ｓ２０ｃでは、負荷電力Ｐを検知し（ステップＳ２０ａ）、不感帯幅演算部１３３により不感帯の上限値、下限値および直流電圧指令値ＶＤＣ ＊を演算し（ステップＳ２０ｂ）、遅れ要素１３４により不感帯を負荷電力Ｐに対して時定数τの遅れで変化させる（ステップＳ２０ｃ）。このように、遅れの時定数τを変化させることによって負荷変動に対する不感帯の応答速度を変化させることができる。不感帯の応答速度を変化させることで、直流電圧ＶＤＣが不感帯から外れる割合を変化させることができ、これにより、エンジン１１１の回転数の抑制効果を高めることができる。
　－不感帯を設けた直流電圧制御の評価結果－
　次に、不感帯を設けた直流電圧制御の評価を行ったので、それについて図１０および図１１を参照しながら以下に説明する。
　この不感帯を設けた直流電圧制御の評価では、無負荷から全負荷に変化させ、直流電圧ＶＤＣを以下の３通りの条件１から条件３で制御した。
　１　電力貯蔵装置２００なし
　２　不感帯一定
　３　不感帯変化
　図１０および図１１は、不感帯を設けた直流電圧制御の評価結果を示すグラフである。図１０（ａ）および図１１（ａ）は、それぞれ、条件２および条件３での直流電圧ＶＤＣの時間的変化を示しており、図１０（ｂ）および図１１（ｂ）は、それぞれ、条件２および条件３でのエンジン回転数の時間的変化を示している。なお、図１０（ａ）および図１１（ａ）では、不感帯の上限値、下限値および直流電圧指令値ＶＤＣ ＊も示している。
　電力貯蔵装置２００が付加されていない場合（図４参照）では、直流電圧ＶＤＣ（図４（ａ）参照）が大きく変動している。
　一方、電力貯蔵装置２００が付加された場合（図１０および図１１参照）では、不感帯から外れると、チョッパ回路２２０が動作している。また、図１１（ａ）に示すように、不感帯が負荷変動に伴って変化していることを確認できる。
　そして、電力貯蔵装置２００が付加されていない場合（図４（ｂ）参照）と、電力貯蔵装置２００が付加された場合（図１０（ｂ）および図１１（ｂ）参照）とを比較すると、電力貯蔵装置２００が付加された場合は、エンジン１１１の回転数の変化を抑制できていることがわかる。
　さらに、図１０、図１１を比較すると、図１１の場合がエンジン１１１の回転数の変化を最も大きく抑制できていることがわかる。これは、不感帯幅をゆっくり変化させると、直流電圧ＶＤＣが不感帯の下限から外れる回数が多くなり、電力貯蔵装置２００が動作する回数が多くなるためであると考えられる。
　すなわち、第２実施形態の不感帯を設けた直流電圧制御では、第１実施形態の直流電圧一定制御に比べ、エンジン１１１の回転数変化の抑制効果が小さいものの、不感帯を負荷電力Ｐの変化に対してゆっくり変化させる場合には、直流電圧ＶＤＣが不感帯から外れる時間を長くすることができ、ひいては電力貯蔵装置２００が動作する時間を長くすることができるので、電力貯蔵装置２００が放出するエネルギーを大きくすることができる。これにより、エンジン１１１の回転数変化の抑制効果を向上させることができ、それだけ投入可能負荷量を増大させることができる。
　また、第１実施形態のように、直流電圧一定制御を行って電力貯蔵装置２００を常時動作させると、チョッパ回路２２０の半導体素子のスイッチング損失や導通損失が常時発生することになり、この点で、第２実施形態の不感帯を設けた直流電圧制御は有効である。
　（ＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御）
　ところで、一度負荷変動が起こると、ＥＤＬＣ２１０が充電もしくは放電され、負荷変動前と比べて蓄積できるエネルギーが変化し、次の負荷変動に対応できなくなるという不都合がある。
　そこで、負荷変動後にＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを初期状態（ＥＤＬＣ２１０が予め充電している状態）での充電電圧（設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊）まで回復させることによって、かかる不都合を解消する。
　すなわち、制御部１３０は、電力貯蔵装置２００を所定電圧に回復するように第１半導体スイッチＳ１または第２半導体スイッチＳ２をスイッチング制御する。
　以下に、第２実施形態の不感帯を設けた直流電圧制御を行う場合と第１実施形態の直流電圧一定制御を行う場合とに分けてＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御について説明する。
　＜不感帯を設けた直流電圧制御時に適用するＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御＞
　負荷変動後にＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを初期状態（ＥＤＬＣ２１０が予め充電している状態）での充電電圧（設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊）まで回復させるためには、電力貯蔵装置２００を充電もしくは放電する必要がある。
　そこで、制御部１３０は、不感帯を設けた直流電圧制御を行う場合において、直流電圧ＶＤＣが不感帯に入っていてＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが初期状態に回復していないときに電力貯蔵装置２００を動作させ、ＥＤＬＣ２１０が初期状態に回復すると、電力貯蔵装置２００を動作させないように制御する構成とされている。
　図１２は、不感帯を設けた直流電圧制御時に適用するＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を含む降圧チョッパ２３０および昇圧チョッパ２４０の制御ブロック図である。図１２（ａ）は、第３降圧チョッパ２３３の一例を示しており、図１２（ｂ）は、第３昇圧チョッパ２４３の一例を示している。なお、図１２（ａ）では、不感帯の上限側でのＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行っている状態を示しており、図１２（ｂ）では、不感帯の下限側でのＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行っている状態を示している。
　降圧チョッパ２３０は、図６（ａ）に示す第２降圧チョッパ２３２に代えて第３降圧チョッパ２３３を備えており、昇圧チョッパ２４０は、図６（ｂ）に示す第２昇圧チョッパ２４２に代えて第３昇圧チョッパ２４３を備えている。第３降圧チョッパ２３３および第３昇圧チョッパ２４３は、不感帯を設けた直流電圧制御においてＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行うためのものである。
　第３降圧チョッパ２３３は、図１２（ａ）に示すように、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを直流電圧指令値ＶＤＣ ＊で除算する除算器２３３ａと、０の値が入力されるか或いは除算器２３３ａの出力値が入力されるかを切り替える切替器２３３ｂと、０の値が入力されるか或いは切替器２３３ｂの出力値が入力されるかを切り替える切替器２３３ｃと、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを直流電圧指令値ＶＤＣ ＊で除算する除算器２３３ｄと、切替器２３３ｃの出力値が入力されるか或いは除算器２３３ｄの出力値が入力されるかを切り替える切替器２３３ｅと、切替器２３３ｅの出力値および三角波が入力される比較器２３３ｆとを備えている。
　第３昇圧チョッパ２４３は、図１２（ｂ）に示すように、直流電圧指令値ＶＤＣ ＊からＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを減算する減算器２４３ａと、減算器２４３ａの出力値をＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣで除算する除算器２４３ｂと、０の値が入力されるか或いは除算器２４３ｂの出力値が入力されるかを切り替える切替器２４３ｃと、０の値が入力されるか或いは切替器２４３ｃの出力値が入力されるかを切り替える切替器２４３ｄと、直流電圧指令値ＶＤＣ ＊からＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを減算する減算器２４３ｅと、減算器２４３ｅの出力値をＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣで除算する除算器２４３ｆと、切替器２４３ｄの出力値が入力されるか或いは除算器２４３ｆの出力値が入力されるかを切り替える切替器２４３ｇと、切替器２４３ｇの出力値および三角波が入力される比較器２４３ｈとを備えている。
　なお、図１２中のｄ＊はデューティ比（通流率）指令値であり、ΔＶＤＣは不感帯幅であり、ΔＶＤＣ１（ＶＤＣ ＊＜ΔＶＤＣ１＜ΔＶＤＣ）は上限側不感帯幅であり、ΔＶＤＣ２（ＶＤＣ ＊＜ΔＶＤＣ２＜ΔＶＤＣ）は下限側不感帯幅である。比較器２３３ｆ，２４３ｈに入力される三角波の周波数ｆｃは、適宜設定することができる。なお、設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊、上限側不感帯幅ΔＶＤＣ１および下限側不感帯幅ΔＶＤＣ２は、制御部１３０における記憶部（不揮発性メモリ）１３２に予め記憶（設定）されている。
　そして、比較器２３３ｆ，２４３ｈの出力信号（制御信号）が第１半導体スイッチＳ１（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）および第２半導体スイッチＳ２（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）にそれぞれ入力される。
　制御部１３０は、電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを検知し、検知したＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊より小さくなっていると、ＥＤＬＣ２１０を充電するために、直流電圧ＶＤＣが不感帯に入っているときに、降圧チョッパ動作をするように制御する。一方、制御部１３０は、電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを検知し、検知したＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊より大きくなっていると、ＥＤＬＣ２１０を放電するために、直流電圧ＶＤＣが不感帯に入っているときに、昇圧チョッパ動作をするように制御する。なお、制御部１３０によるＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの検知は、図示を省略したＥＤＬＣ電圧検知部を用いて行うことができる。
　詳しくは、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが不感帯の範囲内にあるときで電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊（初期状態でのＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣ）よりも小さい場合に電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対してスイッチング制御し、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊に回復すると、第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御を停止する構成とされている。一方、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが不感帯の範囲内にあるときで電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも大きい場合に電力貯蔵装置２００の第２半導体スイッチＳ２に対してスイッチング制御し、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊に回復すると、第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御を停止する構成とされている。本実施の形態では、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが不感帯に入っているときのチョッパ動作はＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが変化して予め定めた所定時間経過後に行うように制御している。これは直流電圧ＶＤＣが定常状態に収束してからＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの回復を行うためである。
　図１２に示す降圧チョッパ２３０および昇圧チョッパ２４０の処理は、図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ２４，Ｓ２７の処理を除いて基本的に同様の処理とすることができる。
　すなわち、制御部１３０は、図７に示すステップＳ２２において、直流電圧ＶＤＣが加算値（ＶＤＣ ＊＋ΔＶＤＣ）よりも大きい場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、第３降圧チョッパ２３３（図１２（ａ）参照）により比較器２３３ｆに対して除算器２３３ｄの出力値を入力するように切替器２３３ｅを切り替えて降圧チョッパ動作を行い（ステップＳ２３）、ステップＳ２５に移行する。
　一方、制御部１３０は、図７に示すステップＳ２２において、直流電圧ＶＤＣが加算値（ＶＤＣ ＊＋ΔＶＤＣ）よりも小さい（或いは以下の）場合には（ステップＳ２２：Ｎｏ）、第３降圧チョッパ２３３（図１２（ａ）参照）により比較器２３３ｆに対して切替器２３３ｃの出力値を入力するように切替器２３３ｅを切り替えてＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行い（ステップＳ２４）、ステップＳ２５に移行する。このとき、昇圧チョッパ動作は停止している。そして、上限側不感帯幅ΔＶＤＣ１（ＶＤＣ ＊＜ΔＶＤＣ１＜ΔＶＤＣ）を用いて、直流電圧ＶＤＣが上限側加算値（ＶＤＣ ＊＋ΔＶＤＣ１）よりも大きいときに切替器２３３ｂの出力値を入力するように切替器２３３ｃを切り替え、かつ、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも小さいときにその時点から所定時間経過後に除算器２３３ａの出力値を入力するように切替器２３３ｂを切り替える。一方、制御部１３０は、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも大きい（或いは以上の）ときに０の値を入力するように切替器２３３ｂを切り替える。また、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが上限側加算値（ＶＤＣ ＊＋ΔＶＤＣ１）よりも小さい（或いは以下の）ときに０の値を入力するように切替器２３３ｃを切り替える。
　また、制御部１３０は、図７に示すステップＳ２５において、直流電圧ＶＤＣが減算値（ＶＤＣ ＊－ΔＶＤＣ）よりも小さい場合には（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、第３昇圧チョッパ２４３（図１２（ｂ）参照）により比較器２４３ｈに対して除算器２４３ｆの出力値を入力するように切替器２４３ｇを切り替えて昇圧チョッパ動作を行い（ステップＳ２６）、ステップＳ２８に移行する。
　一方、制御部１３０は、図７に示すステップＳ２５において、直流電圧ＶＤＣが減算値（ＶＤＣ ＊－ΔＶＤＣ）よりも大きい（或いは以上の）場合には（ステップＳ２５：Ｎｏ）、第３昇圧チョッパ２４３（図１２（ｂ）参照）により比較器２４３ｈに対して切替器２４３ｄの出力値を入力するように切替器２４３ｇを切り替えてＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行い（ステップＳ２７）、ステップＳ２８に移行する。このとき、降圧チョッパ動作は停止している。そして、下限側不感帯幅ΔＶＤＣ２（ＶＤＣ ＊＜ΔＶＤＣ２＜ΔＶＤＣ）を用いて、直流電圧ＶＤＣが下限側減算値（ＶＤＣ ＊－ΔＶＤＣ２）よりも小さいときに切替器２４３ｃの出力値を入力するように切替器２４３ｄを切り替え、かつ、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも大きいときにその時点から所定時間経過後に除算器２４３ｂの出力値を入力するように切替器２４３ｃを切り替える。一方、制御部１３０は、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも小さい（或いは以下の）ときに０の値を入力するように切替器２４３ｃを切り替える。また、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣが下限側減算値（ＶＤＣ ＊－ΔＶＤＣ２）よりも大きい（或いは以上の）ときに０の値を入力するように切替器２４３ｄを切り替える。
　図１３は、無負荷から全負荷に負荷変動したときのＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの波形を示すグラフである。図１３（ａ）は、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行っていない場合での波形の状態を示しており、図１３（ｂ）は、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行った場合での波形の状態を示している。なお、図１３では、ＥＤＬＣ２１０を予め充電し、無負荷から全負荷に負荷変動している例を示している。
　ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行っていない場合では、図１３（ａ）に示すように、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが低下したままであり、蓄積できるエネルギーが低下していることがわかる。これに対し、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行った場合では、図１３（ｂ）に示すように、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣは、初期状態（ＥＤＬＣ２１０が予め充電している状態）の充電電圧（設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊）まで回復していることが確認できる。これにより、次の負荷変動に対応させることが可能となる。
　＜直流電圧一定制御時に適用するＥＤＬＣ電圧の電圧回復制御＞
　図１２に示すＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行うためには、定常状態で直流電圧ＶＤＣが不感帯に入っていて電力貯蔵装置２００が動作しないことが前提となっているため、不感帯を設けていない直流電圧一定制御時に、これと同じ電圧回復制御を適用することはできない。
　そこで、制御部１３０は、直流電圧一定制御を行う際には、図１２に示すＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御とは異なる電圧回復制御を行う。
　図１４は、直流電圧一定制御時に適用するＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を含む降圧チョッパ２３０および昇圧チョッパ２４０の制御ブロック図である。図１４（ａ）は、第４降圧チョッパ２３４の一例を示しており、図１４（ｂ）は、第４昇圧チョッパ２４４の一例を示している。なお、図１４（ａ）では、降圧チョッパ制御を行いつつＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行っている状態を示しており、図１４（ｂ）では、昇圧チョッパ制御を行いつつＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行っている状態を示している。
　降圧チョッパ２３０は、図２（ａ）に示す第１降圧チョッパ２３１に代えて第４降圧チョッパ２３４を備えており、昇圧チョッパ２４０は、図２（ｂ）に示す第１昇圧チョッパ２４１に代えて第４昇圧チョッパ２４４を備えている。第４降圧チョッパ２３４および第４昇圧チョッパ２４４は、直流電圧一定制御を行いつつＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行うためのものである。
　第４降圧チョッパ２３４は、図１４（ａ）に示すように、設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊からＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを減算する減算器２３４ａと、制御器２３４ｂと、電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）指令値ｄ＊の通常値（直流電圧ＶＤＣを直流電圧指令値ＶＤＣ ＊に一定制御するときのデューティ比指令値）（図１４（ａ）の定数ａ参照）に対して制御器２３４ｂの出力値を加算する加算器２３４ｃと、０の値が入力されるか或いは加算器２３４ｃの出力値が入力されるかを切り替える切替器２３４ｄと、切替器２３４ｄの出力値および三角波が入力される比較器２３４ｅとを備えている。
　第４昇圧チョッパ２４４は、図１４（ｂ）に示すように、設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊からＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを減算する減算器２４４ａと、制御器２４４ｂと、電力貯蔵装置２００の第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）指令値ｄ＊の通常値（直流電圧ＶＤＣを直流電圧指令値ＶＤＣ ＊に一定制御するときのデューティ比指令値）（図１４（ｂ）の定数ｂ参照）に対して制御器２４４ｂの出力値を加算する加算器２４４ｃと、１の値から加算器２４４ｃの出力値を減算する減算器２４４ｄと、０の値が入力されるか或いは減算器２４４ｄの出力値が入力されるかを切り替える切替器２４４ｅと、切替器２４４ｅの出力値および三角波が入力される比較器２４４ｆとを備えている。
　なお、図１４中のｄ＊はデューティ比（通流率）指令値である。比較器２３４ｅ，２４４ｆに入力される三角波の周波数ｆｄは、適宜設定することができる。
　そして、比較器２３４ｅ，２４４ｆの出力信号（制御信号）が第１半導体スイッチＳ１（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）および第２半導体スイッチＳ２（図１参照）の制御信号入力側（この例ではベース側）にそれぞれ入力される。
　制御部１３０は、電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを検知し、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（直流電圧ＶＤＣの目標電圧）に収束している状態において、検知したＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊（初期状態でのＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣ）よりも小さい場合に電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄを通常値（図１４（ａ）の定数ａ参照）よりも大きくして、第１半導体スイッチＳ１と第２半導体スイッチＳ２とのスイッチング制御におけるデューティ比の配分［ａ：ｂ］のうち、第１半導体スイッチＳ１側の配分［ａ］を変更し、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊に回復すると、第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄを通常値に戻す。一方、制御部１３０は、電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを検知し、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊に収束している状態において、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも大きい場合に電力貯蔵装置２００の第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比（通流率）ｄを通常値（図１４（ｂ）の定数ｂ参照）よりも大きくして、第１半導体スイッチＳ１と第２半導体スイッチＳ２とのスイッチング制御におけるデューティ比の配分［ａ：ｂ］のち、第２半導体スイッチＳ２側の配分［ｂ］を変更し、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊に回復すると、第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄを通常値に戻す。なお、制御部１３０によるＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの検知は、図示を省略したＥＤＬＣ電圧検知部を用いて行うことができる。
　これにより、制御部１３０は、直流電圧ＶＤＣとＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣとを一定に保つことが可能となる。
　図１４に示す降圧チョッパ２３０および昇圧チョッパ２４０の処理は、図３に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１３，Ｓ１６の処理を除いて基本的に同様の処理とすることができる。
　すなわち、制御部１３０は、図３に示すステップＳ１２において、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも大きい場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、第４降圧チョッパ２３４（図１４（ａ）参照）により比較器２３４ｅに対して加算器２３４ｃの出力値を入力するように切替器２３４ｄを切り替えて降圧チョッパ制御を行いつつＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行い（ステップＳ１３）、ステップＳ１５に移行する。
　一方、制御部１３０は、図３に示すステップＳ１２において、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも小さい（或いは以下の）場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、第４降圧チョッパ２３４（図１４（ａ）参照）において比較器２３４ｅに対して０の値を入力するように切替器２３４ｄを切り替えて電力貯蔵装置２００における第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御を停止し、すなわち、降圧チョッパ動作を停止し（ステップＳ１４）、ステップＳ１５に移行する。
　また、制御部１３０は、図３に示すステップＳ１５において、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも小さい場合には（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、第４昇圧チョッパ２４４（図１４（ｂ）参照）により比較器２４４ｆに対して減算器２４４ｄの出力値を入力するように切替器２４４ｅを切り替えて昇圧チョッパ制御を行いつつＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復動作を行い（ステップＳ１６）、ステップＳ１８に移行する。
　一方、制御部１３０は、図３に示すステップＳ１５において、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊よりも大きい（或いは以上の）には（ステップＳ１５：Ｎｏ）、第４昇圧チョッパ２４４（図１４（ｂ）参照）において比較器２４４ｆに対して０の値を入力するように切替器２４４ｅを切り替えて電力貯蔵装置２００における第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御を停止し、すなわち、昇圧チョッパ動作を停止し（ステップＳ１７）、ステップＳ１８に移行する。
　図１５は、直流電圧一定制御時に適用するＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御において、無負荷から全負荷に負荷変動したときのＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの波形を示すグラフである。なお、図１５では、ＥＤＬＣ２１０を予め充電し、無負荷から全負荷に負荷変動している例を示している。
　図１５に示すように、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣの電圧回復制御を行うと、ＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣは、初期状態（ＥＤＬＣ２１０が予め充電している状態）の充電電圧（設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊）まで回復していることが確認できる。これにより、次の負荷変動に対応させることが可能となる。
　（第１実施形態の効果）
　第１実施形態によれば、充放電制御を行うに当たって整流器１１３からインバータ１２０までの経路ＬＮ１，ＬＮ２の直流電圧ＶＤＣを検知し、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（目標電圧）よりも大きい場合は電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄを電力貯蔵装置２００の第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄよりも大きい値に設定し、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（目標電圧）よりも小さい場合は電力貯蔵装置２００の第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄを電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄよりも大きい値に設定するので、負荷Ｌｏへの供給電力の不足量の演算を行う必要がない。従って、負荷Ｌｏへの供給電力の不足量の演算を行うことなく、自立運転時でのエンジン発電機１００におけるエンジン１１１の回転数変動を抑えることができ、これにより、投入可能負荷量を増大させることができる。
　また、第１実施形態では、制御部１３０は、電力貯蔵装置２００を所定電圧に回復するように第１半導体スイッチＳ１または第２半導体スイッチＳ２をスイッチング制御することで、負荷変動後にＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを初期状態（ＥＤＬＣ２１０が予め充電している状態）での充電電圧（設定電圧ＶＥＤＬＣ＊）まで回復さることができ、これにより、次の負荷変動に対応させることができる。例えば、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（目標電圧）に収束しているときで電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも小さい場合に電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄを通常値よりも大きくして、第１半導体スイッチＳ１と第２半導体スイッチＳ２とのスイッチング制御におけるデューティ比ｄの配分［ａ：ｂ］のうち、第１半導体スイッチＳ１側の配分［ａ］を変更することで、電力貯蔵装置２００が放電した場合に、電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊まで回復させることができる。
　（第２実施形態の効果）
　第２実施形態によれば、充放電制御を行うに当たって整流器１１３からインバータ１２０までの経路ＬＮ１，Ｌｎ２の直流電圧ＶＤＣを検知し、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（目標電圧）に不感帯幅ΔＶＤＣ（不感帯分）を加算した値よりも大きい場合は電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄを電力貯蔵装置２００の第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄよりも大きい値に設定し、直流電圧ＶＤＣが直流電圧指令値ＶＤＣ ＊（目標電圧）から不感帯幅ΔＶＤＣ（不感帯分）を減算した値よりも小さい場合は電力貯蔵装置２００の第２半導体スイッチＳ２に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄを電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対するスイッチング制御におけるデューティ比ｄよりも大きい値に設定するので、負荷Ｌｏへの供給電力の不足量の演算を行う必要がない。従って、負荷Ｌｏへの供給電力の不足量の演算を行うことなく、自立運転時でのエンジン発電機１００におけるエンジン１１１の回転数変動を所定の許容回転数範囲に抑えることができ、これにより、投入可能負荷量を増大させることができる。
　また、第２実施形態では、負荷電力Ｐを検知し、不感帯を負荷電力Ｐに応じた値に所定値以上の時定数τの遅れで変化させることで、負荷Ｌｏへの供給電力の不足量の演算を行うことなく、エンジン発電機１００におけるエンジン１１１の回転数変動の抑制効果を高めることができる。
　また、第２実施形態では、制御部１３０は、電力貯蔵装置２００を所定電圧に回復するように第１半導体スイッチＳ１または第２半導体スイッチＳ２をスイッチング制御することで、負荷変動後にＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを初期状態（ＥＤＬＣ２１０が予め充電している状態）での充電電圧（設定電圧ＶＥＤＬＣ＊）まで回復さることができ、これにより、次の負荷変動に対応させることができる。例えば、電力貯蔵装置２００が放電した場合に、直流電圧ＶＤＣが不感帯の範囲内にあるときで電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣが設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊よりも小さい場合に電力貯蔵装置２００の第１半導体スイッチＳ１に対してスイッチング制御することで、電力貯蔵装置２００に対して充電動作を行うことができ、これにより、電力貯蔵装置２００のＥＤＬＣ電圧ＶＥＤＬＣを設定電圧ＶＥＤＬＣ ＊まで回復させることができる。
　本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　この出願は、２０１３年８月３０日に日本で出願された特願２０１３－１７９７９４号に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
　本発明は、直流側にキャパシタ等を含む電力貯蔵装置を設けたエンジン発電機に係るものであり、特に、負荷への供給電力の不足量の演算を行うことなく、自立運転時でのエンジンの回転数変動を抑えることにより、投入可能負荷量を増大させるための用途に適用できる。
１００　　エンジン発電機
１１１　　エンジン
１１２　　発電機
１１３　　整流器
１２０　　インバータ
１３０　　制御部
２００　　電力貯蔵装置
２１０　　ＥＤＬＣ（電気二重層キャパシタ）
２２０　　チョッパ回路
２３０　　降圧チョッパ
２３１　　第１降圧チョッパ
２３２　　第２降圧チョッパ
２３３　　第３降圧チョッパ
２３４　　第４降圧チョッパ
２４０　　昇圧チョッパ
２４１　　第１昇圧チョッパ
２４２　　第２昇圧チョッパ
２４３　　第３昇圧チョッパ
２４４　　第４昇圧チョッパ
ＬＮ１　　正極側経路
ＬＮ２　　負極側経路
Ｌｏ　　　負荷
Ｐ　　　　負荷電力
Ｓ１ 　　　第１半導体スイッチ（充電用導通部の一例）
Ｓ２ 　　　第２半導体スイッチ（放電用導通部の一例）
ＶＤＣ　　　直流電圧
ＶＤＣ ＊ 　　直流電圧指令値（目標電圧）
ＶＥＤＬＣ 　ＥＤＬＣ電圧
ＶＥＤＬＣ ＊　設定電圧
ΔＶＤＣ　　不感帯幅（不感帯分）
ｄ　　　　デューティ比（電流率）
ｄ＊ 　　　デューティ比（電流率）指令値
τ　　　　遅れの時定数
 

Claims (7)

  1. 　エンジン、前記エンジンで駆動される発電機、前記発電機からの出力を整流する整流器、および、前記整流器からの直流電力を交流電力に変換するインバータを設け、前記整流器から前記インバータまでの経路に前記発電機と並列に、充電用導通部および放電用導通部を備えた電力貯蔵装置を設けたエンジン発電機であって、
    　前記充電用導通部および前記放電用導通部への導通制御により前記電力貯蔵装置に対して充放電制御を行う構成とされており、
    　前記充放電制御を行うに当たって前記整流器から前記インバータまでの経路の直流電圧を検知し、前記直流電圧が該直流電圧の目標電圧よりも大きい場合は前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定し、前記直流電圧が前記目標電圧よりも小さい場合は前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定することを特徴とするエンジン発電機。
  2. 　請求項１記載のエンジン発電機であって、
    　前記直流電圧が前記目標電圧に収束しているときで前記電力貯蔵装置の電圧が設定電圧よりも小さい場合に前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を通常値よりも大きくして、前記充電用導通部と前記放電用導通部とのスイッチング制御におけるデューティ比の配分のうち、前記充電用導通部側の配分を変更することを特徴とするエンジン発電機。
  3. 　エンジン、前記エンジンで駆動される発電機、前記発電機からの出力を整流する整流器、および、前記整流器からの直流電力を交流電力に変換するインバータを設け、前記整流器から前記インバータまでの経路に前記発電機と並列に、充電用導通部および放電用導通部を備えた電力貯蔵装置を設けたエンジン発電機であって、
    　前記充電用導通部および前記放電用導通部への導通制御により前記電力貯蔵装置に対して充放電制御を行う構成とされており、
    　前記充放電制御を行うに当たって前記整流器から前記インバータまでの経路の直流電圧を検知し、前記直流電圧が該直流電圧の目標電圧に不感帯分を加算した値よりも大きい場合は前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定し、前記直流電圧が前記目標電圧から不感帯分を減算した値よりも小さい場合は前記電力貯蔵装置の前記放電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比を前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対するスイッチング制御におけるデューティ比よりも大きい値に設定することを特徴とするエンジン発電機。
  4. 　請求項３記載のエンジン発電機であって、
    　負荷電力を検知し、前記不感帯を前記負荷電力に応じた値に所定値以上の時定数の遅れで変化させることを特徴とするエンジン発電機。
  5. 　請求項３に記載のエンジン発電機であって、
    　前記直流電圧が前記不感帯の範囲内にあるときで前記電力貯蔵装置の電圧が設定電圧よりも小さい場合に前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対してスイッチング制御することを特徴とするエンジン発電機。
  6. 　請求項４に記載のエンジン発電機であって、
    　前記直流電圧が前記不感帯の範囲内にあるときで前記電力貯蔵装置の電圧が設定電圧よりも小さい場合に前記電力貯蔵装置の前記充電用導通部に対してスイッチング制御することを特徴とするエンジン発電機。
  7. 　請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン発電機であって、
    　前記電力貯蔵装置を所定電圧に回復するように前記放電用導通部または前記充電用導通部をスイッチング制御することを特徴とするエンジン発電機。
PCT/JP2014/064376 2013-08-30 2014-05-30 エンジン発電機 WO2015029526A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES14841019.4T ES2654059T3 (es) 2013-08-30 2014-05-30 Generador eléctrico a motor
CA2922384A CA2922384A1 (en) 2013-08-30 2014-05-30 Engine generator
US14/914,112 US9837941B2 (en) 2013-08-30 2014-05-30 Engine generator
EP14841019.4A EP3026784B1 (en) 2013-08-30 2014-05-30 Engine power generator

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013179794A JP6193681B2 (ja) 2013-08-30 2013-08-30 エンジン発電機
JP2013-179794 2013-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015029526A1 true WO2015029526A1 (ja) 2015-03-05

Family

ID=52586105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/064376 WO2015029526A1 (ja) 2013-08-30 2014-05-30 エンジン発電機

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9837941B2 (ja)
EP (1) EP3026784B1 (ja)
JP (1) JP6193681B2 (ja)
CA (1) CA2922384A1 (ja)
ES (1) ES2654059T3 (ja)
WO (1) WO2015029526A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106471725B (zh) * 2014-07-18 2018-02-27 大金工业株式会社 直接型交流电力变换装置
JP2016220352A (ja) * 2015-05-18 2016-12-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 分散電源システム、および、分散電源システムの制御方法
US10870465B2 (en) * 2015-05-22 2020-12-22 Polaris Industries Inc. Power boost regulator
US10793226B2 (en) * 2015-05-22 2020-10-06 Polaris Industries Inc. Power boost regulator
US10502470B2 (en) 2016-03-22 2019-12-10 Vertiv Corporation System and method to maintain evaporator superheat during pumped refrigerant economizer operation
US10637279B2 (en) 2017-02-22 2020-04-28 Vertiv Corporation Method of mitigating effects of AC input voltage surge in a transformer-less rectifier uninterruptible power supply system
JP6815965B2 (ja) * 2017-10-12 2021-01-20 株式会社神戸製鋼所 熱交換プレートに用いられる金属製元板材
KR102485380B1 (ko) 2017-11-30 2023-01-05 현대자동차주식회사 차량용 알터네이터 제어 장치 및 그 방법
CN110784138B (zh) * 2018-07-25 2021-10-22 矽创电子股份有限公司 发电机控制电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009011021A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Sumitomo Heavy Industries Engineering-Service Co Ltd ハイブリット電源装置
WO2009082010A1 (ja) * 2007-12-26 2009-07-02 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. ハイブリッド型建設機械及びハイブリッド型建設機械の制御方法
JP2011112178A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Jfe Steel Corp 流体圧アクチュエータ
JP2012071903A (ja) * 2010-09-27 2012-04-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ハイブリッド式駆動装置、クレーン制御装置、及びクレーン装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3228097B2 (ja) * 1995-10-19 2001-11-12 株式会社日立製作所 充電システム及び電気自動車
JP4367391B2 (ja) * 2005-09-01 2009-11-18 トヨタ自動車株式会社 充電制御装置および電動車両
JP4793793B2 (ja) * 2007-03-15 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 電動機駆動装置
JP4770798B2 (ja) * 2007-06-15 2011-09-14 株式会社豊田自動織機 電源装置
JP4315232B1 (ja) * 2008-03-17 2009-08-19 トヨタ自動車株式会社 電動車両
US8110948B2 (en) * 2008-04-03 2012-02-07 Ut-Battelle, Llc Power conversion apparatus and method
JP5510032B2 (ja) * 2009-05-14 2014-06-04 日産自動車株式会社 非接触給電装置
US8350523B2 (en) * 2009-08-05 2013-01-08 GM Global Technology Operations LLC Charging system with galvanic isolation and multiple operating modes
US8810206B2 (en) * 2010-07-22 2014-08-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric motored vehicle and method for controlling electrically charging the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009011021A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Sumitomo Heavy Industries Engineering-Service Co Ltd ハイブリット電源装置
WO2009082010A1 (ja) * 2007-12-26 2009-07-02 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. ハイブリッド型建設機械及びハイブリッド型建設機械の制御方法
JP2011112178A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Jfe Steel Corp 流体圧アクチュエータ
JP2012071903A (ja) * 2010-09-27 2012-04-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ハイブリッド式駆動装置、クレーン制御装置、及びクレーン装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3026784A4

Also Published As

Publication number Publication date
US9837941B2 (en) 2017-12-05
US20160211784A1 (en) 2016-07-21
CA2922384A1 (en) 2015-03-05
JP2015050815A (ja) 2015-03-16
EP3026784A1 (en) 2016-06-01
EP3026784B1 (en) 2017-10-04
ES2654059T3 (es) 2018-02-12
JP6193681B2 (ja) 2017-09-06
EP3026784A4 (en) 2016-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6193681B2 (ja) エンジン発電機
JP5744307B2 (ja) 電力変換装置
US8884561B2 (en) AC motor driving apparatus
JP6058147B2 (ja) 電力変換装置
JP6731607B2 (ja) 電力変換システム
WO2013118336A1 (ja) 電力変換装置
JP6730515B2 (ja) 電力変換装置
WO2018087876A1 (ja) 無停電電源装置
JP2012016239A (ja) 電動車両の充電装置
JP2008131736A (ja) 分散型電源システムと昇降圧チョッパ装置
JPWO2011148526A1 (ja) 電力変換装置
JP6248720B2 (ja) 電源装置及びその制御方法
JP2015208152A (ja) 車両の充電装置
JP5410213B2 (ja) 電力変換回路の制御回路、および、この制御回路を備えた電力供給システム
JP6538530B2 (ja) 同期機の励磁装置、蓄電装置、および励磁方法
JP2009142002A (ja) 電源装置
JP4354780B2 (ja) 風力発電装置
JP5169865B2 (ja) 電力変換装置
JP2007267582A (ja) 昇降圧チョッパ装置とその駆動方法
JP2015177731A (ja) 蓄電システムに備えられた電源装置
JP2009247185A (ja) 系統連系インバータ装置およびその自立運転方法
JP2018170931A (ja) 電力変換装置、電力変換システム
JP6830209B2 (ja) 電力変換システム、電力変換装置
JP2009124792A (ja) 電力供給システム
WO2023243072A1 (ja) 直流配電システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14841019

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014841019

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014841019

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2922384

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14914112

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE