WO2013145484A1 - 制御回路、および制御回路を備える発電装置 - Google Patents

制御回路、および制御回路を備える発電装置 Download PDF

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WO2013145484A1
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phase
period
generator
control circuit
output voltage
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雄大 井ノ口
武明 杉本
Original Assignee
新電元工業株式会社
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    • 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
    • H02P9/009—Circuit arrangements for detecting rotor position
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/18—Indicating phase sequence; Indicating synchronism
    • 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
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage

Definitions

  • the present invention relates to a control circuit for determining the phase order of a multiphase AC generator and a power generation apparatus including the control circuit.
  • a multi-phase AC generator is sometimes used to generate electric power to be supplied to a load (see, for example, Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to determine the phase order of a multiphase AC generator.
  • the present invention proposes the following items in order to solve the above-described problems.
  • the present invention provides a control circuit for determining the phase sequence of an n-phase AC generator (where n is an integer satisfying n ⁇ 2) (for example, equivalent to the generator 5 in FIG. 1) (for example, in FIG. The control circuit 1), and the timing for determining the phase order of the n-phase AC generator by detecting the timing when the output voltage output from each of the n-phases crosses a predetermined threshold value
  • a control circuit including a means e.g., corresponding to the determination unit 13 in FIG. 1.
  • the determination means is provided in the control circuit for determining the phase sequence of the n-phase AC generator.
  • the determination means detects the timing at which the voltage output from each of the n phases crosses a predetermined threshold and determines the phase order of the n-phase AC generator. For this reason, the phase sequence of the n-phase AC generator can be determined.
  • the present invention provides period acquisition means (for example, period acquisition unit 12 of FIG. 1) for determining the period of the n-phase AC generator (for example, equivalent to the sensor period T of FIG. 7) for the control circuit of (1). If the time obtained by dividing the period obtained by the period obtaining unit by n is referred to as a specific time (for example, equivalent to 1 / 3T in FIG.
  • the determination unit The output voltage during a period from the specified time x times (where x is an integer satisfying 0 ⁇ x ⁇ n ⁇ 1) from the specified reference timing to (x + 1) times before the specified time from the reference timing
  • a control circuit characterized in that a phase determination procedure is performed for obtaining one of the n phases for which the phase becomes equal to or higher than a predetermined threshold voltage.
  • the period obtaining means for obtaining the period of the n-phase AC generator is provided in the control circuit of (1). Then, if the time obtained by dividing the period obtained by the period obtaining unit by the above-mentioned n is referred to as a specific time, the determination unit performs the phase order determination procedure. In the phase sequence determination procedure, the output voltage becomes equal to or higher than a predetermined threshold voltage during a period from a specific time x times before a predetermined reference timing to (x + 1) specific times before the reference timing. One phase was determined from n phases.
  • phase sequence can be determined for various n-phase AC generators, and a highly versatile control circuit can be realized.
  • the present invention relates to a period acquisition means (for example, the period acquisition unit 12 of FIG. 1) for obtaining the period of the n-phase AC generator (for example, corresponding to the sensor period T of FIG. 7) for the control circuit of (1). If the time obtained by dividing the period obtained by the period obtaining unit by n is referred to as a specific time (for example, equivalent to 1 / 3T in FIG.
  • the determination unit The output voltage during a period from the specified time x times (where x is an integer satisfying 0 ⁇ x ⁇ n ⁇ 1) from the specified reference timing to (x + 1) times before the specified time from the reference timing
  • the period obtaining means for obtaining the period of the n-phase AC generator is provided in the control circuit of (1). Then, assuming that the time obtained by dividing the period obtained by the period acquisition unit by the above-mentioned n is called a specific time, the determination unit performs the phase order determination procedure. In the phase sequence determination procedure, the output voltage becomes equal to or lower than a predetermined threshold voltage during a period from a specific time x times before a predetermined reference timing to (x + 1) specific times before the reference timing. One phase was determined from n phases.
  • phase sequence can be determined for various n-phase AC generators, and a highly versatile control circuit can be realized.
  • the determination means assigns i (where i is an integer satisfying 0 ⁇ i ⁇ n) to x, and the phase determination procedure If the one phase cannot be obtained even after performing the above, a control circuit is proposed which performs the phase determination procedure by substituting i + n for x.
  • the output voltage There is a possibility that the timing when the output voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage or the timing when the output voltage becomes lower than the threshold voltage may change with respect to the reference timing. And if it changes in this way, in the period from the specific time x times before the reference timing to the specific time (x + 1) times before the reference timing, the phase in which the output voltage is equal to or higher than the threshold voltage, There may be a case where there is no phase in which the output voltage is equal to or lower than the threshold voltage.
  • the control circuit (3) when one phase whose output voltage is equal to or lower than the threshold voltage cannot be obtained, the control circuit substitutes i + n for x and performs the phase determination procedure. For this reason, when the above-described one phase cannot be obtained even after performing the phase determination procedure, the phase determination procedure is performed using the output voltage of each phase one cycle before.
  • the n-phase AC The phase sequence of the generator can be determined.
  • the present invention provides period acquisition means (for example, the period acquisition unit 12 of FIG. 1) for determining the period of the n-phase AC generator (for example, corresponding to the sensor period T of FIG. 7) for the control circuit of (1).
  • period acquisition means for example, the period acquisition unit 12 of FIG. 1
  • the determination means is x times from a predetermined reference timing (where x is The phase in which the output voltage is equal to or higher than a predetermined threshold voltage in the period from the specific time before 0 ⁇ x ⁇ 2n ⁇ 1 to (x + 1) times before the specific time from the reference timing.
  • a phase determination procedure for obtaining a phase whose output voltage is equal to or lower than the threshold voltage one by one from the n phases.
  • the period obtaining means for obtaining the period of the n-phase AC generator is provided in the control circuit of (1). Then, assuming that the time obtained by dividing the period obtained by the period acquisition unit by 2n, which is twice the above-mentioned n, is called a specific time, the determination unit performs the phase order determination procedure. In the phase sequence determination procedure, the output voltage becomes equal to or higher than a predetermined threshold voltage during a period from a specific time x times before a predetermined reference timing to (x + 1) specific times before the reference timing. One phase and a phase whose output voltage is equal to or lower than the threshold voltage are determined one by one from the n phases.
  • phase sequence can be determined for various n-phase AC generators, and a highly versatile control circuit can be realized.
  • the determination unit may perform the phase determination procedure by substituting i (where i is an integer satisfying 0 ⁇ i ⁇ n) into x. If at least one of the phase in which the output voltage is equal to or higher than the threshold voltage and the phase in which the output voltage is equal to or lower than the threshold voltage cannot be obtained, i + n is substituted for x and the phase A control circuit characterized by performing a determination procedure is proposed.
  • the output voltage There is a possibility that the timing when the output voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage or the timing when the output voltage becomes lower than the threshold voltage may change with respect to the reference timing. And if it changes in this way, in the period from the specific time x times before the reference timing to the specific time (x + 1) times before the reference timing, the phase in which the output voltage is equal to or higher than the threshold voltage, There may be a case where there is no phase in which the output voltage is equal to or lower than the threshold voltage.
  • the phase determination procedure is performed by substituting i for x, in the control circuit of (5), the phase where the output voltage is equal to or higher than the threshold voltage, and the output voltage is equal to or lower than the threshold voltage.
  • the phase determination procedure is performed by substituting i + n for x by the control circuit. For this reason, if the above-mentioned phases cannot be obtained one by one even after performing the phase determination procedure, the phase determination procedure is performed using the output voltage of each phase one cycle before.
  • the n-phase AC The phase sequence of the generator can be determined.
  • the present invention proposes a control circuit according to any one of (2) to (6), wherein the reference timing is a timing synchronized with the n-phase AC generator. Yes.
  • the reference timing is set to a timing synchronized with the n-phase AC generator. For this reason, the phase order can be determined in synchronization with the n-phase AC generator.
  • the present invention matches the frequency of the reference signal indicating the reference timing with the frequency of the output voltage of any one of the n phases.
  • a control circuit comprising a frequency control means (for example, corresponding to the frequency control unit 11 in FIG. 1).
  • the frequency control means is provided in any one of the control circuits (2) to (7).
  • the frequency control means matches the frequency of the reference signal indicating the reference timing with the frequency of the output voltage of any one of the n phases.
  • the phase determination procedure can be performed at an earlier timing than when the frequency of the reference signal is lower than the frequency of the output voltage of any one of the n phases. Therefore, the phase order of the n-phase AC generator can be determined in a short time.
  • the output voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage depending on the value of x when the phase order determination procedure is performed. In some cases, it is not possible to obtain a phase or a phase whose output voltage is equal to or lower than the threshold voltage. However, when the frequency of the reference signal is equal to the frequency of the output voltage of any one of the n phases, the output voltage exceeds the threshold voltage regardless of the value of x when the phase order determination procedure is performed. Or a phase in which the output voltage is equal to or lower than the threshold voltage can be obtained.
  • the present invention has the control circuit of any one of (1) to (8), and supplies the power output from the n-phase AC generator to a load (for example, equivalent to the battery 6 in FIG. 1).
  • a power generation device e.g., corresponding to the charging device AA of FIG. 1 is proposed.
  • any one of the control circuits (1) to (8) is provided in the power generator, and the power output from the n-phase AC generator is supplied to the load. For this reason, the power output from the n-phase AC generator is supplied to the load based on the determination result of the phase sequence of the n-phase AC generator by the control circuit, so that the n-phase AC generator is appropriately applied to the load. Can supply power.
  • the phase order of the n-phase AC generator can be determined.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a charging device according to a first embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. 1 is a circuit diagram of a charging device AA according to the first embodiment of the present invention.
  • the charging device AA includes a generator 5, a battery 6 that is charged by the output power of the generator 5, a detection circuit 7 that detects an operating state of the generator 5, a fuse 8, and a power generation control device 100 as a regulator. .
  • the generator 5 is a three-phase AC generator having three phases of AC1, AC2, and AC3.
  • the input terminals IN1 to IN3 of the power generation control device 100 are connected to the phases AC1 to AC3, respectively.
  • the detection circuit 7 detects the operation state of the generator 5 and outputs a sensor signal synchronized with the operation of the generator 5. Specifically, the detection circuit 7 outputs a signal indicating information such as the cycle, frequency, and rotation speed of the generator 5 as a sensor signal.
  • the output terminal OUT of the power generation control device 100 is connected to the positive electrode of the battery 6 via the fuse 8.
  • the ground terminal GND of the power generation control device 100 connected to the reference potential source is connected to the negative electrode of the battery 6.
  • the power generation control device 100 includes a control circuit 1, a zero cross signal generation circuit 20, and a drive circuit 30.
  • the zero cross signal generation circuit 20 is connected to the input terminals IN1 to IN3 and the control circuit 1.
  • the zero cross signal generation circuit 20 rectifies the output voltage output from each of the phases AC1 to AC3 of the generator 5 and outputs the output voltage as each of the signals DC1 to DC3. Specifically, when the output voltage output from the phase AC1 of the generator 5 is equal to or higher than a predetermined threshold voltage, the voltage of the signal DC1 is set to VH, and when the output voltage is lower than the threshold voltage, the signal The voltage of DC1 is set to VL lower than VH, and signal DC1 is output. Similarly to the output voltage output from the phase AC1, the output voltage output from each of the phases AC2 and AC3 of the generator 5 corresponds to each of the signals DC2 and DC3 according to the comparison result with the threshold voltage. Output by changing the voltage.
  • the drive circuit 30 is connected to the input terminals IN1 to IN3 and the control circuit 1, and includes switch elements Q1, Q2, and Q3 (not shown). Each of switch elements Q1 to Q3 is provided in a pair with each of phases AC1 to AC3 of generator 5.
  • the drive circuit 30 turns on and off each of the switch elements Q1 to Q3 in accordance with a control signal output from the control circuit 1, and outputs output power from each of the phases AC1 to AC3 of the generator 5 to the output terminal OUT. And supply to the battery 6 via the fuse 8 is controlled.
  • the control circuit 1 is connected to an input terminal IN4, an output terminal OUT, a zero-cross signal generation circuit 20, and a drive circuit 30.
  • the control circuit 1 includes a frequency control unit 11, a period acquisition unit 12, a determination unit 13, and an output supply control unit 14.
  • the control circuit 1 determines the phase order of the phases AC1 to AC3 of the generator 5, and switches according to the determination result.
  • the elements Q1 to Q3 are PWM controlled.
  • the output supply control unit 14 outputs a control signal to the drive circuit 30 according to the phase order of the generator 5 determined by the determination unit 13 as described later, and controls the switch elements Q1 to Q3.
  • V SNS1 and V SNS2 each indicate an example of the voltage of the sensor signal before the frequency is controlled by the frequency control unit 11, that is, the sensor signal output from the detection circuit 7.
  • V DC1 indicates a voltage obtained by rectifying the voltage of the signal DC1, that is, the output voltage output from the phase AC1 of the generator 5.
  • V SNS indicates the voltage of the sensor signal whose frequency is controlled by the frequency control unit 11.
  • the cycle acquisition unit 12 obtains the cycle of the sensor signal whose frequency is controlled by the frequency control unit 11 as the sensor cycle T.
  • the determination unit 13 performs the phase order determination process shown in FIG. 3 to determine the phase order of the phases AC1 to AC3 of the generator 5.
  • FIG. 3 is a flowchart of the phase order determination process performed by the determination unit 13.
  • FIG. 7 will be referred to as appropriate.
  • V SNS indicates the voltage of the sensor signal whose frequency is controlled by the frequency control unit 11.
  • V DC1 indicates a voltage obtained by rectifying the voltage of the signal DC1, that is, the output voltage output from the phase AC1 of the generator 5.
  • V DC2 indicates a voltage obtained by rectifying the voltage of the signal DC2, that is, the output voltage output from the phase AC2 of the generator 5.
  • V DC3 indicates a voltage obtained by rectifying the voltage of the signal DC3, that is, the output voltage output from the phase AC3 of the generator 5.
  • the phase sequence of the generator 5 is AC1, AC2, and AC3.
  • step S1 the determination unit 13 causes the cycle acquisition unit 12 to measure the sensor cycle T, and moves the process to step S2.
  • step S2 the determination unit 13 obtains 1 / 3T and 2 / 3T by dividing the sensor period T by “3” equal to the number of phases of the generator 5, and moves the process to step S3.
  • step S ⁇ b> 3 the determination unit 13 starts from 0 / 3T before the rising timing of the sensor signal whose frequency is controlled by the frequency control unit 11 (hereinafter referred to as “modulated sensor signal”). It is determined whether or not the signal DC1 has risen in the period up to 1 / 3T. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S4, and if it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S5.
  • time t6 which is the rise timing of the modulated sensor signal
  • the signal DC1 rises during a period from time t6 that is 0 / 3T before time t6 to time t5 that is 1 / 3T before time t6. That is, during the period from time t6 to t5, the output voltage output from the phase AC1 of the generator 5 is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. For this reason, in the state shown in FIG. 7, it is determined that it has risen in step S3.
  • step S ⁇ b> 4 the determination unit 13 performs a first process, which will be described later with reference to FIG. 4, and ends the phase order determination process illustrated in FIG. 3.
  • step S5 the determination unit 13 determines whether the signal DC2 has risen in the period from 0 / 3T to 1 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S6. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S7.
  • step S6 the determination unit 13 performs a second process to be described later with reference to FIG. 5 and ends the phase sequence determination process illustrated in FIG.
  • step S7 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC3 has risen in a period from 0 / 3T to 1 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S8. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S9.
  • step S8 the determination unit 13 performs a third process, which will be described later with reference to FIG. 6, and ends the phase sequence determination process illustrated in FIG.
  • step S9 the determination unit 13 performs an error process, and ends the phase order determination process shown in FIG.
  • the generator 5 that is a three-phase AC generator
  • any one of the signals DC1 to DC3 should rise every time 1 / 3T elapses.
  • the processing shifts to step S9 means that all signals DC1 to DC3 rise in the period from 0 / 3T to 1 / 3T before the modulation sensor signal rises as a reference. That was not. For this reason, error processing is performed to notify that the phase order determination cannot be performed.
  • FIG. 4 is a flowchart of the first process performed by the determination unit 13.
  • step S11 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC2 has risen in a period from 1 / 3T to 2 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S12. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S14.
  • step S12 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC3 has risen in a period from 2 / 3T to 3 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S13. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S17.
  • step S13 the determination unit 13 determines that the phase sequence of the generator 5 is AC1, AC3, and AC2, and ends the first process illustrated in FIG.
  • step S14 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC3 has risen in the period from 1 / 3T to 2 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S15. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S17.
  • the signal DC3 rises during a period from time t5 that is 1 / 3T before time t6 to time t4 that is 2 / 3T before time t6. That is, during the period from time t5 to t4, the output voltage output from the phase AC3 of the generator 5 is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. For this reason, in the state shown in FIG. 7, it will be determined that it has risen in step S14.
  • step S ⁇ b> 15 the determination unit 13 determines whether the signal DC ⁇ b> 2 has risen in the period from 2/3 T to 3/3 T before the modulated sensor signal rise. To do. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S16. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S17.
  • the signal DC2 rises during a period from time t4 that is 2 / 3T before time t6 to time t3 that is 3 / 3T before time t6. That is, during the period from time t4 to t3, the output voltage output from the phase AC2 of the generator 5 is equal to or higher than a predetermined threshold voltage. For this reason, in the state shown in FIG. 7, it is determined that it has risen in step S15.
  • step S ⁇ b> 16 the determination unit 13 determines that the phase sequence of the generator 5 is AC ⁇ b> 1, AC ⁇ b> 2, AC ⁇ b> 3, and ends the first process illustrated in FIG. 4. In the state shown in FIG. 7 described above, it is determined that the phase sequence of the generator 5 is AC1, AC2, and AC3.
  • step S ⁇ b> 17 the determination unit 13 performs error processing and ends the first processing illustrated in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a flowchart of the second process performed by the determination unit 13.
  • step S21 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC3 has risen in the period from 1 / 3T to 2 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S22. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S24.
  • step S22 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC1 has risen in a period from 2 / 3T to 3 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S23. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S27.
  • step S23 the determination unit 13 determines that the phase sequence of the generator 5 is AC2, AC1, and AC3, and ends the second process illustrated in FIG.
  • step S24 the determination unit 13 determines whether the signal DC1 has risen in the period from 1 / 3T to 2 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S25, and if it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S27.
  • step S25 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC3 has risen in a period from 2 / 3T to 3 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S26, and if it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S27.
  • step S26 the determination unit 13 determines that the phase sequence of the generator 5 is AC2, AC3, and AC1, and ends the second process illustrated in FIG.
  • step S27 as in steps S9 and S17 described above, the determination unit 13 performs error processing and ends the second processing illustrated in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart of the third process performed by the determination unit 13.
  • step S31 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC1 has risen in the period from 1 / 3T to 2 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S32. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S34.
  • step S32 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC2 has risen in a period from 2 / 3T to 3 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S33. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S37.
  • step S33 the determination unit 13 determines that the phase sequence of the generator 5 is AC3, AC2, and AC1, and ends the third process illustrated in FIG.
  • step S34 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC2 has risen in a period from 1 / 3T to 2 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S35, and if it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S37.
  • step S35 the determination unit 13 determines whether or not the signal DC1 has risen in the period from 2 / 3T to 3 / 3T before the rise of the modulated sensor signal. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S36. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S37.
  • step S36 the determination unit 13 determines that the phase sequence of the generator 5 is AC3, AC1, and AC2, and ends the third process illustrated in FIG.
  • step S37 as in steps S9, S17, and S27 described above, the determination unit 13 performs error processing, and ends the third processing illustrated in FIG.
  • the determination unit 13 divides the sensor cycle T into three equal to the number of phases of the generator 5, and determines one of the signals DC1 to DC3 that rises in each divided period.
  • the timing at which the voltage input from each of the input terminals IN1 to IN3 of the power generation control device 100 becomes equal to or higher than a predetermined threshold voltage is determined.
  • the phases AC1 to AC3 of the generator 5 are connected to the input terminals IN1 to IN3 of the power generation control device 100, respectively. Therefore, as described above, the phase order of the phases AC1 to AC3 of the generator 5 is determined by determining the timing at which the voltage input from each of the input terminals IN1 to IN3 of the power generation control device 100 becomes equal to or higher than the threshold voltage. can do.
  • the charging device AA determines the timing at which each of the signals DC1 to DC3 rises when the determination unit 13 determines the phase order of the phases AC1 to AC3 of the generator 5.
  • the timing at which each of the signals DC1 to DC3 rises is also reversed as compared with the case where the generator 5 is normally rotated. Therefore, when the phase order of the phases AC1 to AC3 of the generator 5 is known in advance, it can be determined from the determination result by the determination unit 13 whether the generator 5 is rotating forward or reversely. .
  • the charging device AA controls the switch elements Q1 to Q3 by the output supply control unit 14 according to the determination result by the determination unit 13. For this reason, even if each of the phases AC1 to AC3 of the generator 5 and each of the input terminals IN1 to IN3 of the power generation control device 100 are arbitrarily connected, the switch elements Q1 to Q3 according to the connection Can be appropriately supplied to the battery 6.
  • charging device BB concerning a 2nd embodiment of the present invention is explained.
  • the charging device BB is different from the charging device AA according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in that a control circuit 1A is provided instead of the control circuit 1.
  • the same components as those of the charging device AA are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the control circuit 1A is different from the control circuit 1 in that a determination unit 13A is provided instead of the determination unit 13. Similarly to the determination unit 13, the determination unit 13A determines the phase order of the phases AC1 to AC3 of the generator 5. However, when determining the phase sequence of the phases AC1 to AC3 of the generator 5, the determination unit 13 performs the phase sequence determination process illustrated in FIG. 3, whereas the determination unit 13A includes the phase sequence illustrated in FIG. The difference is that the order determination process is performed.
  • FIG. 8 is a flowchart of the phase order determination process performed by the determination unit 13A.
  • FIG. 9 will be referred to as appropriate.
  • the phase sequence of the generator 5 is AC1, AC2, and AC3.
  • the signal DC1 rises immediately before the reference time t6
  • the signal DC1 rises immediately after the reference time t16.
  • the reason why the rise of the signal DC1 is delayed is that, for example, the operation of the generator 5 has changed and the sensor cycle T has suddenly changed, or the measurement error of the voltage V SNS or the voltage V DC1 has occurred. ,Conceivable.
  • the determination unit 13A performs steps S1, S2, S4, S6, S8, and S9 of FIG. 3 performed by the determination unit 13 in steps S101, S102, S104, S106, S108, and S109, respectively. Similar processing is performed.
  • step S103 the determination unit 13A uses the timing at which the modulated sensor signal rises as a reference for a period from 0 / 3T to 1 / 3T, or from 3 / 3T to 4 / 3T. It is determined whether or not the signal DC1 has risen. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S104. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S105.
  • time t16 which is the rise timing of the modulated sensor signal
  • time t15 which is 1 / 3T before time t16
  • none of the signals DC1 to DC3 rises.
  • the signal DC1 rises during a period from time t13, which is 3 / 3T before time t16, to time t12, which is 4 / 3T before time t16. For this reason, in the state shown in FIG. 9, it is determined that the operation has started in step S ⁇ b> 103.
  • step S105 the determination unit 13A uses the timing at which the modulated sensor signal rises as a reference, a period from 0 / 3T to 1 / 3T, or a period from 3 / 3T to 4 / 3T. Thus, it is determined whether or not the signal DC2 rises. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S106. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S107.
  • step S107 the determination unit 13A uses the timing at which the modulated sensor signal rises as a reference, a period from 0 / 3T to 1 / 3T, or a period from 3 / 3T to 4 / 3T. Thus, it is determined whether or not the signal DC3 rises. Then, if it is determined that it has risen, the process proceeds to step S108. If it is determined that it has not risen, the process proceeds to step S109.
  • the battery 6 is applied as a load to which power is supplied from the generator 5, but the present invention is not limited to this.
  • the generator 5 has three phases. However, the present invention is not limited to this. For example, the generator 5 may have two phases or four phases.
  • the determination unit 13 and the determination unit 13A divide the sensor cycle T by a number equal to the number of phases of the generator 5, but the present invention is not limited to this.
  • the generator 5 has p phases (where p is an integer satisfying p ⁇ 2)
  • the sensor cycle T may be divided by q.
  • q is a number satisfying q ⁇ p, and may be an integer or a decimal.
  • the drive circuit 30 performs PWM control of the switch elements Q1 to Q3.
  • the drive circuit 30 is not limited to this and may be, for example, phase controlled.
  • the determination unit 13 and the determination unit 13A determine the phase order of the generator 5 based on whether or not each of the signals DC1 to DC3 has risen.
  • the present invention is not limited to this.
  • the determination may be made based on whether or not each of the signals DC1 to DC3 has fallen. Further, it may be determined by combining both of whether the signals DC1 to DC3 have risen and whether they have fallen.
  • Control circuit 5 Generator 6: Battery 7: Detection circuit 8: Fuse 11: Frequency control part 12: Period acquisition part 13, 13A: Determination part 14: Output supply control part 20: Zero cross signal generation circuit 30: Drive circuit 100: Power generation control device Q1-Q3: Switch element AA, BB: Charging device AC1-AC3: Phase

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Abstract

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

Description

制御回路、および制御回路を備える発電装置
　本発明は、多相交流発電機の相順を判定する制御回路と、この制御回路を備える発電装置と、に関する。
　従来、負荷に供給する電力を生成するために、多相交流発電機が用いられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０－７４９７３号公報
　多相交流発電機の各相からは、互いに位相の異なる電力が出力される。このため、多相交流発電機の複数の相のうち負荷に出力を供給する相の順番を、指定する必要があった。
　上述の課題を鑑み、本発明は、多相交流発電機の相順を判定することを目的とする。
　本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
　（１）　本発明は、ｎ相交流発電機（ただし、ｎはｎ≧２を満たす整数）（例えば、図１の発電機５に相当）の相順を判定する制御回路（例えば、図１の制御回路１に相当）であって、前記ｎ相のそれぞれから出力された出力電圧が、予め定められた閾値をまたいだタイミングを検出して、前記ｎ相交流発電機の相順を判定する判定手段（例えば、図１の判定部１３に相当）を備えることを特徴とする制御回路を提案している。
　この発明によれば、ｎ相交流発電機の相順を判定する制御回路に、判定手段を設けた。そして、この判定手段により、ｎ相のそれぞれから出力された電圧が、予め定められた閾値をまたいだタイミングを検出して、ｎ相交流発電機の相順を判定することとした。このため、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。
　（２）　本発明は、（１）の制御回路について、前記ｎ相交流発電機の周期（例えば、図７のセンサ周期Ｔに相当）を求める周期取得手段（例えば、図１の周期取得部１２に相当）を備え、前記周期取得手段により求められた周期を前記ｎで除算した時間を特定時間（例えば、図７の１／３Ｔに相当）と呼ぶこととすると、前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦ｎ－１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相を前記ｎ相の中から１つ求める相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。
　この発明によれば、（１）の制御回路に、ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を設けた。そして、周期取得手段により求められた周期を上述のｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、判定手段により、相順判定手順を行うこととした。相順判定手順では、予め定められた基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、この基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相をｎ相の中から１つ求めることとした。
　このため、相順判定手順を行うたびに、出力電圧が閾値電圧以上になった相を１つずつ求めることができる。したがって、相順判定手順を適宜行うことで、様々なｎ相交流発電機について相順を判定でき、汎用性の高い制御回路を実現できる。
　（３）　本発明は、（１）の制御回路について、前記ｎ相交流発電機の周期（例えば、図７のセンサ周期Ｔに相当）を求める周期取得手段（例えば、図１の周期取得部１２に相当）を備え、前記周期取得手段により求められた周期を前記ｎで除算した時間を特定時間（例えば、図７の１／３Ｔに相当）と呼ぶこととすると、前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦ｎ－１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以下になった相を前記ｎ相の中から１つ求める相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。
　この発明によれば、（１）の制御回路に、ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を設けた。そして、周期取得手段により求められた周期を上述のｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、判定手段により、相順判定手順を行うこととした。相順判定手順では、予め定められた基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、この基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以下になった相をｎ相の中から１つ求めることとした。
　このため、相順判定手順を行うたびに、出力電圧が閾値電圧以下になった相を１つずつ求めることができる。したがって、相順判定手順を適宜行うことで、様々なｎ相交流発電機について相順を判定でき、汎用性の高い制御回路を実現できる。
　（４）　本発明は、（２）または（３）の制御回路について、前記判定手段は、前記ｘにｉ（ただし、ｉは０≦ｉ≦ｎを満たす整数）を代入して前記相判定手順を行っても前記１つの相を求めることができない場合には、前記ｘにｉ＋ｎを代入して前記相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。
　ここで、例えば、ｎ相交流発電機の動作が変化してｎ相交流発電機の周期が急変したり、ｎ相交流発電機の各相の出力電圧の測定誤差が発生したりすると、出力電圧が閾値電圧以上になったタイミングや、出力電圧が閾値電圧以下になったタイミングが、基準タイミングに対して変化してしまうおそれがある。そして、このように変化してしまうと、基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間において、出力電圧が閾値電圧以上になった相や、出力電圧が閾値電圧以下になった相が、存在しない場合が起こり得る。
　そこで、この発明によれば、ｘにｉを代入して相判定手順を行っても、（２）の制御回路において出力電圧が閾値電圧以上になった相を１つ求めることができない場合や、（３）の制御回路において出力電圧が閾値電圧以下になった相を１つ求めることができない場合には、制御回路により、ｘにｉ＋ｎを代入して相判定手順を行うこととした。このため、相判定手順を行っても上述の１つの相を求めることができなかった場合には、１周期前の各相の出力電圧を用いて相判定手順を行うことになる。したがって、ｎ相交流発電機の動作が変化してｎ相交流発電機の周期が急変したり、ｎ相交流発電機の各相の出力電圧の測定誤差が発生したりしても、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。
　（５）　本発明は、（１）の制御回路について、前記ｎ相交流発電機の周期（例えば、図７のセンサ周期Ｔに相当）を求める周期取得手段（例えば、図１の周期取得部１２に相当）を備え、前記周期取得手段により求められた周期を前記２ｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、前記判定手段は、予め定められた基準タイミングよりｘ回分（ただし、ｘは０≦ｘ≦２ｎ－１を満たす整数）の前記特定時間前から、当該基準タイミングより（ｘ＋１）回分の前記特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相と、出力電圧が当該閾値電圧以下になった相と、を前記ｎ相の中から１つずつ求める相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。
　この発明によれば、（１）の制御回路に、ｎ相交流発電機の周期を求める周期取得手段を設けた。そして、周期取得手段により求められた周期を上述のｎを２倍した２ｎで除算した時間を特定時間と呼ぶこととすると、判定手段により、相順判定手順を行うこととした。相順判定手順では、予め定められた基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、この基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間に、出力電圧が予め定められた閾値電圧以上になった相と、出力電圧がこの閾値電圧以下になった相と、をｎ相の中から１つずつ求めることとした。
　このため、相順判定手順を行うたびに、出力電圧が閾値電圧以上になった相と、出力電圧が閾値電圧以下になった相と、を１つずつ求めることができる。したがって、相順判定手順を適宜行うことで、様々なｎ相交流発電機について相順を判定でき、汎用性の高い制御回路を実現できる。
　（６）　本発明は、（５）の制御回路について、前記判定手段は、前記ｘにｉ（ただし、ｉは０≦ｉ≦ｎを満たす整数）を代入して前記相判定手順を行っても、出力電圧が前記閾値電圧以上になった相と、出力電圧が当該閾値電圧以下になった相と、の少なくともいずれかを求めることができない場合には、前記ｘにｉ＋ｎを代入して前記相判定手順を行うことを特徴とする制御回路を提案している。
　ここで、例えば、ｎ相交流発電機の動作が変化してｎ相交流発電機の周期が急変したり、ｎ相交流発電機の各相の出力電圧の測定誤差が発生したりすると、出力電圧が閾値電圧以上になったタイミングや、出力電圧が閾値電圧以下になったタイミングが、基準タイミングに対して変化してしまうおそれがある。そして、このように変化してしまうと、基準タイミングよりｘ回分の特定時間前から、基準タイミングより（ｘ＋１）回分の特定時間前までの期間において、出力電圧が閾値電圧以上になった相や、出力電圧が閾値電圧以下になった相が、存在しない場合が起こり得る。
　そこで、この発明によれば、ｘにｉを代入して相判定手順を行っても、（５）の制御回路において、出力電圧が閾値電圧以上になった相と、出力電圧が閾値電圧以下になった相と、の少なくともいずれかを求めることができない場合には、制御回路により、ｘにｉ＋ｎを代入して相判定手順を行うこととした。このため、相判定手順を行っても上述の相を１つずつ求めることができなかった場合には、１周期前の各相の出力電圧を用いて相判定手順を行うことになる。したがって、ｎ相交流発電機の動作が変化してｎ相交流発電機の周期が急変したり、ｎ相交流発電機の各相の出力電圧の測定誤差が発生したりしても、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。
　（７）　本発明は、（２）～（６）のいずれかの制御回路について、前記基準タイミングは、前記ｎ相交流発電機に同期したタイミングであることを特徴とする制御回路を提案している。
　この発明によれば、（２）～（６）のいずれかの制御回路において、基準タイミングを、ｎ相交流発電機に同期したタイミングとした。このため、相順の判定を、ｎ相交流発電機に同期して行うことができる。
　（８）　本発明は、（２）～（７）のいずれかの制御回路について、前記基準タイミングを示す基準信号の周波数を、前記ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数に一致させる周波数制御手段（例えば、図１の周波数制御部１１に相当）を備えることを特徴とする制御回路を提案している。
　この発明によれば、（２）～（７）のいずれかの制御回路に、周波数制御手段を設けた。そして、この周波数制御手段により、基準タイミングを示す基準信号の周波数を、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数に一致させることとした。
　このため、基準信号の周波数が、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数より低い場合と比べて、早いタイミングで相判定手順を行うことができる。したがって、ｎ相交流発電機の相順の判定を短時間に実現できる。
　一方、基準信号の周波数が、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数より高い場合、相順判定手順を行った際に、ｘの値によっては、出力電圧が閾値電圧以上になった相や、出力電圧が閾値電圧以下になった相を、求めることができない場合が起こり得る。しかしながら、基準信号の周波数が、ｎ相のうちのいずれかの相の出力電圧の周波数と等しい場合、相順判定手順を行った際に、ｘの値によらず、出力電圧が閾値電圧以上になった相や、出力電圧が閾値電圧以下になった相を、求めることができる。
　（９）　本発明は、（１）～（８）のいずれかの制御回路を有し、前記ｎ相交流発電機から出力された電力を負荷（例えば、図１のバッテリ６に相当）に供給することを特徴とする発電装置（例えば、図１の充電装置ＡＡに相当）を提案している。
　この発明によれば、（１）～（８）のいずれかの制御回路を発電装置に設け、ｎ相交流発電機から出力された電力を負荷に供給することとした。このため、制御回路によるｎ相交流発電機の相順の判定結果に基づいて、ｎ相交流発電機から出力された電力を負荷に供給することで、ｎ相交流発電機から負荷に対して適切に電力を供給できる。
　本発明によれば、ｎ相交流発電機の相順を判定できる。
本発明の第１実施形態に係る充電装置の回路図である。 前記充電装置が備える周波数制御部の動作を説明するための図である。 前記充電装置が備える判定部の動作を示すフローチャートである。 前記判定部の動作を示すフローチャートである。 前記判定部の動作を示すフローチャートである。 前記判定部の動作を示すフローチャートである。 前記判定部の動作を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る充電装置が備える判定部の動作を示すフローチャートである。 前記判定部の動作を説明するための図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態に係る充電装置ＡＡの回路図である。充電装置ＡＡは、発電機５と、発電機５の出力電力により充電されるバッテリ６と、発電機５の動作状況を検出する検出回路７と、ヒューズ８と、レギュレータとしての発電制御装置１００と、を備える。
　発電機５は、ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３の３つの相を有する三相交流発電機である。相ＡＣ１～ＡＣ３には、それぞれ、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１～ＩＮ３が接続される。
　検出回路７は、発電機５の動作状況を検出して、発電機５の動作に同期したセンサ信号を出力する。具体的には、検出回路７は、発電機５の周期や周波数や回転数などの情報を示す信号を、センサ信号として出力する。
　バッテリ６の正極には、ヒューズ８を介して、発電制御装置１００の出力端子ＯＵＴが接続される。バッテリ６の負極には、基準電位源に接続された発電制御装置１００のグラウンド端子ＧＮＤが接続される。
　発電制御装置１００は、制御回路１、ゼロクロス信号生成回路２０、および駆動回路３０を備える。
　ゼロクロス信号生成回路２０は、入力端子ＩＮ１～ＩＮ３および制御回路１に接続される。このゼロクロス信号生成回路２０は、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３のそれぞれから出力された出力電圧を整流して、信号ＤＣ１～ＤＣ３のそれぞれとして出力する。具体的には、発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上である場合には、信号ＤＣ１の電圧をＶＨとし、閾値電圧未満である場合には、信号ＤＣ１の電圧をＶＨより低いＶＬとして、信号ＤＣ１を出力する。発電機５の相ＡＣ２、ＡＣ３のそれぞれから出力された出力電圧についても、上述の相ＡＣ１から出力された出力電圧と同様に、閾値電圧との比較結果に応じて、信号ＤＣ２、ＤＣ３のそれぞれの電圧を変化させて出力する。
　駆動回路３０は、入力端子ＩＮ１～ＩＮ３および制御回路１に接続され、スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３（図示省略）を備える。スイッチ素子Ｑ１～Ｑ３のそれぞれは、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３のそれぞれと対に設けられる。この駆動回路３０は、制御回路１から出力される制御信号に応じて、スイッチ素子Ｑ１～Ｑ３のそれぞれをオンオフさせて、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３のそれぞれからの出力電力を、出力端子ＯＵＴおよびヒューズ８を介してバッテリ６に供給するのを、制御する。
　制御回路１は、入力端子ＩＮ４と、出力端子ＯＵＴと、ゼロクロス信号生成回路２０と、駆動回路３０と、に接続される。この制御回路１は、周波数制御部１１、周期取得部１２、判定部１３、および出力供給制御部１４を備え、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３の相順を判定し、判定結果に応じてスイッチ素子Ｑ１～Ｑ３をＰＷＭ制御する。
　出力供給制御部１４は、判定部１３により後述のように判定された発電機５の相順に従って、制御信号を駆動回路３０に出力して、スイッチ素子Ｑ１～Ｑ３を制御する。
　周波数制御部１１は、図２に示すように、センサ信号を逓倍したり分周したりして、センサ信号の周波数を信号ＤＣ１の周波数と等しくする。図２において、ＶＳＮＳ１およびＶＳＮＳ２は、それぞれ、周波数制御部１１により周波数の制御される前のセンサ信号、すなわち検出回路７から出力されたセンサ信号の電圧の例を示す。ＶＤＣ１は、信号ＤＣ１の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧を整流したものを示す。ＶＳＮＳは、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号の電圧を示す。
　周期取得部１２は、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号の周期を、センサ周期Ｔとして求める。
　判定部１３は、図３に示す相順判定処理を行って、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３の相順を判定する。
　図３は、判定部１３が行う相順判定処理のフローチャートである。なお、図３に示す相順判定処理を説明するに当たって、図７を適宜参照するものとする。
　図７において、ＶＳＮＳは、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号の電圧を示す。ＶＤＣ１は、信号ＤＣ１の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧を整流したものを示す。ＶＤＣ２は、信号ＤＣ２の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ２から出力された出力電圧を整流したものを示す。ＶＤＣ３は、信号ＤＣ３の電圧、すなわち発電機５の相ＡＣ３から出力された出力電圧を整流したものを示す。この図７では、発電機５の相順は、ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３である。
　図３に戻って、ステップＳ１において、判定部１３は、周期取得部１２によりセンサ周期Ｔを測定させて、ステップＳ２に処理を移す。
　ステップＳ２において、判定部１３は、発電機５の相数に等しい「３」でセンサ周期Ｔを除算して１／３Ｔおよび２／３Ｔを求め、ステップＳ３に処理を移す。
　ステップＳ３において、判定部１３は、周波数制御部１１により周波数の制御されたセンサ信号（以降では、「変調後センサ信号」と呼ぶこととする）の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ４に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ５に処理を移す。
　なお、図７では、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングである時刻ｔ６を、基準としている。そして、時刻ｔ６の０／３Ｔ前である時刻ｔ６から、時刻ｔ６の１／３Ｔ前である時刻ｔ５までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がっている。すなわち時刻ｔ６～ｔ５までの期間で、発電機５の相ＡＣ１から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上になっている。このため、図７に示す状態では、ステップＳ３において立ち上がったと判別されることになる。
　図３に戻って、ステップＳ４において、判定部１３は、図４を用いて後述する第１の処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。
　ステップＳ５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ７に処理を移す。
　ステップＳ６において、判定部１３は、図５を用いて後述する第２の処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。
　ステップＳ７において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ８に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ９に処理を移す。
　ステップＳ８において、判定部１３は、図６を用いて後述する第３の処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。
　ステップＳ９において、判定部１３は、エラー処理を行って、図３に示す相順判定処理を終了する。ここで、三相交流発電機である発電機５では、１／３Ｔが経過するごとに、信号ＤＣ１～ＤＣ３のいずれか１つが立ち上がるはずである。にもかかわらず、ステップＳ９に処理が移ったということは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１～ＤＣ３の全てが立ち上がらなかったということである。このため、相順判定を行うことができない旨の報知を行うためのエラー処理を行う。
　図４は、判定部１３が行う第１の処理のフローチャートである。
　ステップＳ１１において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１２に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１４に処理を移す。
　ステップＳ１２において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１３に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１７に処理を移す。
　ステップＳ１３において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ１、ＡＣ３、ＡＣ２であると判定し、図４に示す第１の処理を終了する。
　ステップＳ１４において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１５に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１７に処理を移す。
　なお、図７では、時刻ｔ６の１／３Ｔ前である時刻ｔ５から、時刻ｔ６の２／３Ｔ前である時刻ｔ４までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がっている。すなわち時刻ｔ５～ｔ４までの期間で、発電機５の相ＡＣ３から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上になっている。このため、図７に示す状態では、ステップＳ１４において立ち上がったと判別されることになる。
　図４に戻って、ステップＳ１５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１７に処理を移す。
　なお、図７では、時刻ｔ６の２／３Ｔ前である時刻ｔ４から、時刻ｔ６の３／３Ｔ前である時刻ｔ３までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がっている。すなわち時刻ｔ４～ｔ３までの期間で、発電機５の相ＡＣ２から出力された出力電圧が、予め定められた閾値電圧以上になっている。このため、図７に示す状態では、ステップＳ１５において立ち上がったと判別されることになる。
　図４に戻って、ステップＳ１６において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３であると判定し、図４に示す第１の処理を終了する。上述の図７に示す状態では、発電機５の相順がＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３であると判定されることになる。
　図４に戻って、ステップＳ１７において、上述のステップＳ９と同様に、判定部１３は、エラー処理を行って、図４に示す第１の処理を終了する。
　図５は、判定部１３が行う第２の処理のフローチャートである。
　ステップＳ２１において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２２に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２４に処理を移す。
　ステップＳ２２において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２３に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２７に処理を移す。
　ステップＳ２３において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ２、ＡＣ１、ＡＣ３であると判定し、図５に示す第２の処理を終了する。
　ステップＳ２４において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２５に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２７に処理を移す。
　ステップＳ２５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ２６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ２７に処理を移す。
　ステップＳ２６において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ２、ＡＣ３、ＡＣ１であると判定し、図５に示す第２の処理を終了する。
　ステップＳ２７において、上述のステップＳ９、Ｓ１７と同様に、判定部１３は、エラー処理を行って、図５に示す第２の処理を終了する。
　図６は、判定部１３が行う第３の処理のフローチャートである。
　ステップＳ３１において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３２に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３４に処理を移す。
　ステップＳ３２において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３３に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３７に処理を移す。
　ステップＳ３３において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ３、ＡＣ２、ＡＣ１であると判定し、図６に示す第３の処理を終了する。
　ステップＳ３４において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、１／３Ｔ前から２／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３５に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３７に処理を移す。
　ステップＳ３５において、判定部１３は、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、２／３Ｔ前から３／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ３６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ３７に処理を移す。
　ステップＳ３６において、判定部１３は、発電機５の相順がＡＣ３、ＡＣ１、ＡＣ２であると判定し、図６に示す第３の処理を終了する。
　ステップＳ３７において、上述のステップＳ９、Ｓ１７、Ｓ２７と同様に、判定部１３は、エラー処理を行って、図６に示す第３の処理を終了する。
　以上の充電装置ＡＡによれば、以下の効果を奏することができる。
　充電装置ＡＡは、判定部１３により、センサ周期Ｔを発電機５の相数に等しい３つに分割し、分割したそれぞれの期間において、立ち上がるものを信号ＤＣ１～ＤＣ３の中から１つずつ判別することで、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１～ＩＮ３のそれぞれから入力された電圧が予め定められた閾値電圧以上になるタイミングを判別する。ここで、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３は、それぞれ、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１～ＩＮ３に接続されている。このため、上述のように発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１～ＩＮ３のそれぞれから入力された電圧が閾値電圧以上になるタイミングを判別することにより、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３の相順を判定することができる。
　また、充電装置ＡＡは、判定部１３により、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３の相順を判定するに当たって、信号ＤＣ１～ＤＣ３のそれぞれが立ち上がるタイミングを判別する。ここで、発電機５が逆転している場合には、発電機５が正転している場合と比べて、信号ＤＣ１～ＤＣ３のそれぞれが立ち上がるタイミングも反転することになる。このため、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３の相順が予め分かっている場合には、判定部１３による判定結果から、発電機５が正転しているのか逆転しているのかを、判別できる。
　また、充電装置ＡＡは、出力供給制御部１４により、判定部１３による判定結果に従ってスイッチ素子Ｑ１～Ｑ３を制御する。このため、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３のそれぞれと、発電制御装置１００の入力端子ＩＮ１～ＩＮ３のそれぞれと、の接続が任意で行われていたとしても、接続に応じてスイッチ素子Ｑ１～Ｑ３を制御して、バッテリ６に対して適切に電力を供給できる。
＜第２実施形態＞
　以下に、本発明の第２実施形態に係る充電装置ＢＢについて説明する。充電装置ＢＢは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る充電装置ＡＡとは、制御回路１の代わりに制御回路１Ａを備える点が異なる。なお、充電装置ＢＢにおいて、充電装置ＡＡと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
　制御回路１Ａは、制御回路１とは、判定部１３の代わりに判定部１３Ａを備える点が異なる。判定部１３Ａは、判定部１３と同様に、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３の相順を判定する。ただし、発電機５の相ＡＣ１～ＡＣ３の相順を判定する際に、判定部１３は、図３に示した相順判定処理を行うのに対して、判定部１３Ａは、図８に示す相順判定処理を行う点が異なる。
　図８は、判定部１３Ａが行う相順判定処理のフローチャートである。なお、図８に示す相順判定処理を説明するに当たって、図９を適宜参照するものとする。
　図９では、図７と同様に、発電機５の相順は、ＡＣ１、ＡＣ２、ＡＣ３である。ただし、図７では、基準とした時刻ｔ６の直前で信号ＤＣ１が立ち上がっていたのに対して、図９では、基準とする時刻ｔ１６の直後で信号ＤＣ１が立ち上がっている。この信号ＤＣ１の立ち上がりが遅くなっている原因としては、例えば、発電機５の動作が変化してセンサ周期Ｔが急変したことや、電圧ＶＳＮＳや電圧ＶＤＣ１の測定誤差が発生したことなどが、考えられる。
　図８に戻って、判定部１３Ａは、ステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８、Ｓ１０９のそれぞれにおいて、判定部１３が行う図３のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ９のそれぞれと同様の処理を行う。
　ステップＳ１０３において、判定部１３Ａは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間、または、３／３Ｔ前から４／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１０４に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１０５に処理を移す。
　なお、図９では、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングである時刻ｔ１６を、基準としている。そして、時刻ｔ１６の０／３Ｔ前である時刻ｔ１６から、時刻ｔ１６の１／３Ｔ前である時刻ｔ１５までの期間では、信号ＤＣ１～ＤＣ３のいずれも立ち上がっていない。しかしながら、時刻ｔ１６の３／３Ｔ前である時刻ｔ１３から、時刻ｔ１６の４／３Ｔ前である時刻ｔ１２までの期間では、信号ＤＣ１が立ち上がっている。このため、図９に示す状態では、ステップＳ１０３において立ち上がったと判別されることになる。
　また、ステップＳ１０５において、判定部１３Ａは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間、または、３／３Ｔ前から４／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ２が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１０６に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１０７に処理を移す。
　また、ステップＳ１０７において、判定部１３Ａは、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間、または、３／３Ｔ前から４／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ３が立ち上がったか否かを判別する。そして、立ち上がったと判別した場合には、ステップＳ１０８に処理を移し、立ち上がっていないと判別した場合には、ステップＳ１０９に処理を移す。
　以上の充電装置ＢＢによれば、本発明の第１実施形態に係る充電装置ＡＡが奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
　図７および図９を用いて信号ＤＣ１の立ち上がりについて上述したように、信号ＤＣ１～ＤＣ３の立ち上がりが遅れる場合が考えられる。この場合、変調後センサ信号の立ち上がったタイミングを基準として、０／３Ｔ前から１／３Ｔ前までの期間で、信号ＤＣ１～ＤＣ３のいずれも立ち上がらない場合が有り得る。この場合、充電装置ＡＡは、発電機５の相順を判定できないが、充電装置ＢＢは、発電機５の相順を判定できる。
　本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
　例えば、上述の実施形態では、発電機５から電力が供給される負荷として、バッテリ６を適用したが、これに限らない。
　また、上述の実施形態では、発電機５は３つの相を有するものとしたが、これに限らず、例えば、２つの相や、４つの相を有するものであってもよい。
　また、上述の実施形態では、判定部１３や判定部１３Ａは、発電機５の相数に等しい数でセンサ周期Ｔを除算するものとしたが、これに限らない。例えば発電機５がｐ個（ただし、ｐはｐ≧２を満たす整数）の相を有する場合、センサ周期Ｔをｑで除算すればよい。なお、ｑは、ｑ≧ｐを満たす数であり、整数であっても小数であってもよい。
　また、上述の実施形態では、駆動回路３０は、スイッチ素子Ｑ１～Ｑ３をＰＷＭ制御するものとしたが、これに限らず、例えば位相制御するものであってもよい。
　また、上述の実施形態では、判定部１３や判定部１３Ａは、信号ＤＣ１～ＤＣ３のそれぞれが立ち上がったか否かにより、発電機５の相順を判定したが、これに限らない。例えば、信号ＤＣ１～ＤＣ３のそれぞれが立ち下がったか否かにより、判定してもよい。また、信号ＤＣ１～ＤＣ３のそれぞれが、立ち上がったか否かと、立ち下がったか否かと、の双方を組み合わせて判定してもよい。
　１、１Ａ：制御回路
　５：発電機
　６：バッテリ
　７：検出回路
　８：ヒューズ
　１１：周波数制御部
　１２：周期取得部
　１３、１３Ａ：判定部
　１４：出力供給制御部
　２０：ゼロクロス信号生成回路
　３０：駆動回路
　１００：発電制御装置
　Ｑ１～Ｑ３：スイッチ素子
　ＡＡ、ＢＢ：充電装置
　ＡＣ１～ＡＣ３：相

Claims (9)

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