WO2018142676A1 - インバータ発電機及びその制御方法 - Google Patents

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    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load

Definitions

  • the present invention relates to an inverter generator and a control method thereof.
  • an inverter generator that converts AC power from a power generation unit driven by an engine into DC power by a converter, converts DC power from the converter into AC power by an inverter, and outputs the AC power to a load is known.
  • the target rotational speed of the engine is determined according to the output power of the inverter.
  • the target engine speed may be determined according to the output current of the inverter.
  • Patent Document 1 describes that the target rotational speed of the engine is determined according to the active power consumed by the load.
  • the output voltage of the inverter may decrease.
  • the engine output speed decreases to the target engine speed as the inverter output voltage decreases, so that the engine cannot be sufficiently accelerated and the engine speed control response may not be sufficient.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an inverter generator capable of improving the responsiveness of engine rotation speed control when the load fluctuates, and a control method thereof. is there.
  • an inverter generator includes an engine, an actuator that adjusts an opening of a throttle valve of the engine, a power generation unit that generates AC power from the power of the engine, and the power generation unit.
  • a converter that converts alternating current power that is output into direct current power; an inverter that converts direct current power output from the converter into alternating current power; a current detection unit that detects a current of alternating current power output from the inverter;
  • a voltage detection unit that detects the voltage of AC power output from the inverter, a current detection value detected by the current detection unit, a voltage target value of AC power output from the inverter, and the voltage detection unit.
  • a target rotation speed for determining a target rotation speed of the engine based on a correction value corresponding to a difference from the detected voltage value Comprising a determining unit, and a actuator control unit for controlling the actuator based on the target rotational speed said determined.
  • the inverter generator control method includes an engine, an actuator that adjusts an opening degree of the throttle valve of the engine, a power generation unit that generates AC power from the power of the engine, and the power generation unit.
  • a converter that converts alternating current power into direct current power
  • an inverter that converts direct current power output from the converter into alternating current power
  • a current detection unit that detects a current of alternating current power output from the inverter
  • the inverter A voltage detection unit that detects a voltage of the output AC power
  • a control method of the inverter generator wherein the current detection value detected by the current detection unit and the voltage of the AC power output from the inverter A correction value corresponding to a difference between a target value and a voltage detection value detected by the voltage detection unit; And determining a target rotational speed, controls the actuator based on the target rotational speed said determined.
  • the target rotational speed of the engine is determined using a correction value corresponding to the difference between the voltage target value and the voltage detection value. Therefore, even if the output voltage of the inverter decreases due to load fluctuation, the engine rotational speed control is performed. It is possible to improve responsiveness.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an inverter generator according to an embodiment.
  • the inverter generator 1 includes an engine 2.
  • the engine 2 is an internal combustion engine that ignites fuel such as gasoline by sparks.
  • the engine 2 includes a throttle motor 27 that adjusts the opening of a throttle valve 25 provided in the intake pipe.
  • the throttle motor 27 is an example of an actuator, and includes a stepping motor, for example.
  • the Engine 2 is connected to power generators 21 and 23.
  • the power generators 21 and 23 include a rotor having a permanent magnet that rotates together with the output shaft of the engine 2 and a stator having a winding disposed so as to intersect with the magnetic flux from the permanent magnet.
  • the main power generator 21 has three-phase (U, V, W-phase) windings, generates three-phase AC power from the power of the engine 2, and outputs it to the control device 10.
  • the sub power generator 23 has a single-phase winding, generates single-phase AC power from the power of the engine 2, and outputs it to the control device 10.
  • Single-phase AC power input from the sub power generator 23 to the control device 10 is converted into DC power by the control power supply 7 and supplied to each part in the control device 10.
  • the control device 10 includes an SCR / DI bridge 31, a smoothing capacitor 33, an FET bridge 35, a choke coil 37, and a noise filter 39 in this order on the power supply path from the main power generator 21 to the AC output unit 8.
  • the SCR / DI bridge 31 is an example of a converter
  • the FET bridge 35 is an example of an inverter.
  • the SCR / DI bridge 31 converts the three-phase AC power output from the main power generator 21 into DC power.
  • the SCR / DI bridge 31 is a three-phase bridge converter that includes three thyristors (SCR) and three diodes (DI).
  • SCR thyristors
  • DI diodes
  • the smoothing capacitor 33 smoothes the DC power output from the SCR / DI bridge 31.
  • the FET bridge 35 converts the DC power output from the SCR / DI bridge 31 and smoothed by the smoothing capacitor 33 into AC power.
  • the FET bridge 35 is a single-phase bridge inverter including four FETs (field effect transistors), and converts DC power into AC power of a predetermined frequency (for example, 50 or 60 Hz) by controlling conduction of the FET.
  • AC power output from the FET bridge 35 is output from the AC output unit 8 to the outside through a choke coil 37 for removing harmonics and a noise filter 39 for removing noise.
  • FIG. 2 it is also possible to use a plurality of inverter generators 1A and 1B according to the present embodiment connected in parallel.
  • the AC power output from each of the plurality of inverter generators 1A and 1B is combined by the combined AC output unit 80 and output to the outside.
  • the control device 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 3.
  • the CPU 3 controls the throttle motor 27 via the motor driver 41 according to a program stored in a memory (not shown), controls the SCR / DI bridge 31 via the SCR driver 43, and FET bridge via the FET driver 45. 35 is controlled.
  • the CPU 3 controls the FET bridge 35 by PWM (Pulse Width Modulation).
  • the NE detection unit 51 supplies a detection signal representing the engine rotation speed to the CPU 3.
  • the NE detection unit 51 generates a pulse signal from the output of the power generator 21, and the CPU 3 counts the pulse signal to calculate the engine rotation speed.
  • the current detector 61 supplies the CPU 3 with a detection signal that is measured by the current sensor 55 and that represents the output current of the AC power output from the FET bridge 35.
  • the current sensor 55 is disposed between the choke coil 37 and the noise filter 39, for example.
  • the overcurrent detection unit 63 supplies a detection signal indicating the occurrence of overcurrent to the CPU 3.
  • the voltage detector 65 supplies the CPU 3 with a detection signal representing the output voltage of the AC power output from the FET bridge 35.
  • the voltage detector 65 is connected between the choke coil 37 and the noise filter 39, for example.
  • the CPU 3 executes a program stored in a memory (not shown) to thereby determine a target engine speed, and an actuator controller that controls the throttle motor 27 based on the determined target engine speed. Function as. Hereinafter, the operation of the CPU 3 will be described in detail.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an example of the control method of the inverter generator according to the embodiment.
  • the CPU 3 repeatedly executes the engine speed control shown in the figure at a predetermined cycle in accordance with a program stored in a memory (not shown).
  • the active power may be calculated by multiplying the AC power output from the FET bridge 35 by the power factor cos ⁇ based on the phase difference ⁇ between the output voltage output from the FET bridge 35 and the output current. .
  • the CPU 3 calculates a correction coefficient. Specifically, the CPU 3 determines the target output voltage of the AC power output from the FET bridge 35 (S16), and determines the actual output voltage of the AC power output from the FET bridge 35 via the voltage detection unit 65. Then, the correction coefficient k is calculated by dividing the target output voltage by the actual output voltage (S18).
  • the actual output voltage is an effective value for one AC cycle. Specifically, the actual output voltage is a voltage value obtained by integrating and averaging the detected instantaneous output voltage Vac for one AC cycle.
  • the correction coefficient k is a value corresponding to the difference between the target output voltage and the actual output voltage. For example, the correction coefficient k increases as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases.
  • the correction coefficient k is not limited to the quotient obtained by dividing the target output voltage by the actual output voltage, and may be a difference obtained by subtracting the actual output voltage from the target output voltage.
  • the target output voltage is a value close to a rated voltage (for example, 100 V), but is not a fixed value, depending on the active power as described later. Change.
  • the CPU 3 calculates the corrected active power based on the active power calculated in S15 and the correction coefficient calculated in 18 above. Specifically, the CPU 3 calculates the corrected effective power Pac_hw by multiplying the effective power Pac_w by the correction coefficient k. For example, the corrected effective power Pac_hw increases as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases.
  • the corrected active power Pac_hw is a value obtained by multiplying the active power Pac_w by the correction coefficient k.
  • the corrected active power Pac_hw is a ratio of the actual output voltage to the target output voltage (that is, the correction coefficient). It can also be said to be a value divided by the reciprocal of k) (Formula 1 below).
  • the CPU 3 determines the target engine speed based on the corrected active power calculated in S19. Specifically, the CPU 3 reads out the target engine rotation speed corresponding to the corrected effective power Pac_hw from a lookup table stored in a memory (not shown).
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the corrected active power and the target engine rotation speed.
  • the target engine rotation speed is basically set so as to increase as the correction active power increases.
  • the target engine speed is based on the corrected active power, for example, the target engine speed increases as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases.
  • the CPU 3 controls the throttle motor 27 based on the target engine speed determined in S20. Specifically, the CPU 3 feedback-controls the throttle motor 27 so as to suppress the difference between the determined target engine speed and the detected actual engine speed.
  • the target engine rotation speed is determined based on the corrected active power, so that it is possible to improve the responsiveness of the engine rotation speed control. That is, the corrected active power is corrected so as to increase as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases, and as a result, the target engine speed increases as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases. Therefore, the engine speed can be increased rapidly.
  • the figure is a diagram showing an example of changes over time in output voltage, active power, and engine speed.
  • the solid line in the figure shows the change over time when the target engine speed is determined based on the corrected active power as an example.
  • the broken line in the figure shows, as a reference example, a time change when the target engine speed is determined based on the uncorrected active power.
  • the engine 2 Before the load is applied to the AC output unit 8, the engine 2 is in an idle state, and the output voltage of the inverter generator 1 is maintained at the target output voltage.
  • the output voltage of the inverter generator 1 instantaneously drops from the target output voltage. For this reason, the active power does not immediately rise to a sufficient level.
  • a relatively low target engine speed is set according to the active power that has not reached a sufficient level, it takes time to increase the engine speed.
  • the target engine speed is determined based on the corrected active power that is corrected so as to increase as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases.
  • the rotation speed is set. For this reason, it is possible to raise an engine speed rapidly.
  • FIG. 5 illustrates the case when the load is applied, it is possible to improve the responsiveness of the engine rotational speed control not only when the load is applied but also when other load changes.
  • the present embodiment is not limited to a mode in which the target engine rotation speed is determined based on the active power, but a mode in which the target engine rotation speed is determined based on the output current determines the target engine rotation speed based on the apparent power. It is applicable also to an aspect. That is, after correcting the output current or apparent power to increase as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases, the target engine speed is determined based on the corrected output current or apparent power. Also good.
  • This embodiment is particularly effective when an inductive load is connected in a mode in which the target engine speed is determined based on the active power. That is, since the active power (power consumed by the load) is small when the inductive load is connected, a relatively low target engine speed is set in the mode using the active power, compared with the mode using the output current or the apparent power. Therefore, the responsiveness of the engine speed control tends to be low. Therefore, after correcting the active power so that it increases as the difference between the target output voltage and the actual output voltage increases, the target power is determined by determining the target engine speed based on the corrected active power. Even if it is an aspect to be used, it is possible to improve the responsiveness of engine speed control.
  • the method of correcting the active power using the correction value is not particularly limited as long as the target engine speed increases as the difference between the target output voltage and the actual output voltage finally increases. Further, after the target engine speed is determined based on the active power, the target engine speed may be corrected using the correction value.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship between the active power and the target output voltage.
  • the target output voltage is a value close to a rated voltage (for example, 100 V), and changes according to the active power. Specifically, the target output voltage changes linearly so that it gradually decreases as the active power increases.
  • the active power is calculated based on the detected output voltage and output current, and the correction coefficient is calculated using the target output voltage that changes according to the active power. For this reason, it is possible to set an appropriate target engine speed.
  • the output voltage is actually changed but the power is calculated or the correction coefficient is calculated with the output voltage as a fixed value
  • an appropriate target engine speed may not be set.
  • the voltage value used for the calculation is lower than the actual output voltage, the target engine speed may be below an appropriate level, and sufficient power may not be obtained.
  • the magnitude of the correction coefficient is insufficient, and it may take time to increase the engine speed.
  • the voltage value used for the calculation is higher than the actual output voltage, the target engine rotational speed exceeds an appropriate level, which may adversely affect fuel consumption and noise.

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

インバータ発電機は、エンジンと、エンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータと、エンジンの動力から交流電力を発生する発電部と、発電部から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、インバータから出力される交流電力の電流を検出する電流検出部と、インバータから出力される交流電力の電圧を検出する電圧検出部と、電流検出値と、電圧目標値と電圧検出値との差に応じた補正値と、に基づいてエンジンの目標回転速度を決定する目標回転速度決定部と、決定された目標回転速度に基づいてアクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備える。

Description

インバータ発電機及びその制御方法
　本発明は、インバータ発電機及びその制御方法に関する。
　従来、エンジンにより駆動される発電部からの交流電力をコンバータで直流電力に変換し、コンバータからの直流電力をインバータで交流電力に変換して負荷に出力するインバータ発電機が知られている。こうしたインバータ発電機では、一般に、インバータの出力電力に応じてエンジンの目標回転速度が決定される。インバータの出力電圧が略一定である場合は、インバータの出力電流に応じてエンジンの目標回転速度が決定されることもある。
　また、特許文献１には、負荷が消費する有効電力に応じてエンジンの目標回転速度を決定することが記載されている。
特開２０１２－２４４６９９号公報
　ところで、上述したような従来のインバータ発電機では、負荷に変動が生じるときに（主に負荷を投入するときに）、インバータの出力電圧が低下することがある。その場合、インバータの出力電圧の低下に伴ってエンジンの目標回転速度まで低下してしまうため、エンジンの加速性が十分に得られず、エンジン回転速度制御の応答性が十分でないおそれがある。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、負荷変動時のエンジン回転速度制御の応答性を向上させることが可能なインバータ発電機及びその制御方法を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明のインバータ発電機は、エンジンと、前記エンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータと、前記エンジンの動力から交流電力を発生する発電部と、前記発電部から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから出力される交流電力の電流を検出する電流検出部と、前記インバータから出力される交流電力の電圧を検出する電圧検出部と、前記電流検出部によって検出された電流検出値と、前記インバータから出力される交流電力の電圧目標値と前記電圧検出部によって検出された電圧検出値との差に応じた補正値と、に基づいて前記エンジンの目標回転速度を決定する目標回転速度決定部と、前記決定された目標回転速度に基づいて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、を備える。
　また、本発明のインバータ発電機の制御方法は、エンジンと、前記エンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータと、前記エンジンの動力から交流電力を発生する発電部と、前記発電部から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記インバータから出力される交流電力の電流を検出する電流検出部と、前記インバータから出力される交流電力の電圧を検出する電圧検出部と、を備えるインバータ発電機の制御方法であって、前記電流検出部によって検出された電流検出値と、前記インバータから出力される交流電力の電圧目標値と前記電圧検出部によって検出された電圧検出値との差に応じた補正値と、に基づいて前記エンジンの目標回転速度を決定し、前記決定された目標回転速度に基づいて前記アクチュエータを制御する。
　本発明によると、電圧目標値と電圧検出値の差に応じた補正値を利用してエンジンの目標回転速度を決定するので、負荷変動によりインバータの出力電圧が低下してもエンジン回転速度制御の応答性を向上させることが可能である。
実施形態に係るインバータ発電機の例を示すブロック図である。 インバータ発電機の並列接続の例を示すブロック図である。 実施形態に係るインバータ発電機の制御方法の例を示すフロー図である。 補正有効電力と目標エンジン回転速度との関係の例を示す図である。 出力電圧、有効電力、エンジン回転速度の時間変化の例を示す図である。 有効電力と目標出力電圧との関係の例を示す図である。 有効電力と出力電圧との関係の第１例を示す図である。 有効電力と出力電圧との関係の第２例を示す図である。
　本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、実施形態に係るインバータ発電機の例を示すブロック図である。インバータ発電機１は、エンジン２を備えている。エンジン２は、ガソリン等の燃料を火花により点火する内燃機関である。エンジン２は、吸気管に設けられたスロットルバルブ２５の開度を調整するスロットルモータ２７を備えている。スロットルモータ２７は、アクチュエータの一例であり、例えばステッピングモータからなる。
　エンジン２は、発電体２１，２３に接続されている。発電体２１，２３は、エンジン２の出力軸と一緒に回転する永久磁石を有するロータと、永久磁石からの磁束と交差するように配置された巻線を有するステータとを含んでいる。このうち、メインの発電体２１は、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の巻線を有しており、エンジン２の動力から３相交流電力を発生し、制御装置１０に出力する。
　また、サブの発電体２３は、単相の巻線を有しており、エンジン２の動力から単相交流電力を発生し、制御装置１０に出力する。サブの発電体２３から制御装置１０に入力された単相交流電力は、制御電源７によって直流電力に変換され、制御装置１０内の各部に供給される。
　制御装置１０は、メインの発電体２１からＡＣ出力部８への給電経路上に、ＳＣＲ／ＤＩブリッジ３１、平滑コンデンサ３３、ＦＥＴブリッジ３５、チョークコイル３７、及びノイズフィルタ３９をこの順に備えている。ここで、ＳＣＲ／ＤＩブリッジ３１はコンバータの一例であり、ＦＥＴブリッジ３５はインバータの一例である。
　ＳＣＲ／ＤＩブリッジ３１は、メインの発電体２１から出力された３相交流電力を直流電力に変換する。ＳＣＲ／ＤＩブリッジ３１は、３つのサイリスタ（ＳＣＲ）と３つのダイオード（ＤＩ）とを含む３相ブリッジコンバータであり、サイリスタの導通が制御されることにより３相交流電力を全波整流して直流電力に変換する。
　平滑コンデンサ３３は、ＳＣＲ／ＤＩブリッジ３１から出力された直流電力を平滑化する。
　ＦＥＴブリッジ３５は、ＳＣＲ／ＤＩブリッジ３１から出力され、平滑コンデンサ３３により平滑化された直流電力を交流電力に変換する。ＦＥＴブリッジ３５は、４つのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を含む単相ブリッジインバータであり、ＦＥＴの導通が制御されることにより直流電力を所定周波数（例えば５０又は６０Ｈｚ）の交流電力に変換する。
　ＦＥＴブリッジ３５から出力された交流電力は、高調波除去のためのチョークコイル３７とノイズ除去のためのノイズフィルタ３９とを介して、ＡＣ出力部８から外部へ出力される。
　なお、図２に示すように、本実施形態に係る複数のインバータ発電機１Ａ，１Ｂを並列接続して使用することも可能である。複数のインバータ発電機１Ａ，１Ｂのそれぞれから出力される交流電力は、合成ＡＣ出力部８０で合成されて外部へ出力される。
　図１の説明に戻り、制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３を備えている。ＣＰＵ３は、不図示のメモリに記憶されたプログラムに従い、モータドライバ４１を介してスロットルモータ２７を制御し、ＳＣＲドライバ４３を介してＳＣＲ／ＤＩブリッジ３１を制御し、ＦＥＴドライバ４５を介してＦＥＴブリッジ３５を制御する。ＣＰＵ３は、ＦＥＴブリッジ３５をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。
　ＮＥ検出部５１は、エンジン回転速度を表す検出信号をＣＰＵ３に供給する。ＮＥ検出部５１は発電体２１の出力からパルス信号を生成し、ＣＰＵ３はパルス信号をカウントしてエンジン回転速度を算出する。
　電流検出部６１は、電流センサ５５により測定された、ＦＥＴブリッジ３５から出力された交流電力の出力電流を表す検出信号をＣＰＵ３に供給する。電流センサ５５は、例えばチョークコイル３７とノイズフィルタ３９との間に配置される。過電流検出部６３は、ＦＥＴブリッジ３５から出力された出力電流が閾値を超えるとき、過電流の発生を表す検出信号をＣＰＵ３に供給する。
　電圧検出部６５は、ＦＥＴブリッジ３５から出力された交流電力の出力電圧を表す検出信号をＣＰＵ３に供給する。電圧検出部６５は、例えばチョークコイル３７とノイズフィルタ３９との間に接続される。
　ＣＰＵ３は、不図示のメモリに記憶されたプログラムを実行することで、目標エンジン回転速度を決定する目標回転速度決定部、決定された目標エンジン回転速度に基づいてスロットルモータ２７を制御するアクチュエータ制御部として機能する。以下、ＣＰＵ３の動作について詳細に説明する。
　図３は、実施形態に係るインバータ発電機の制御方法の例を示すフロー図である。ＣＰＵ３は、不図示のメモリに記憶されたプログラムに従い、同図に示すエンジン回転速度制御を所定周期で繰り返し実行する。
　Ｓ１１～Ｓ１５において、ＣＰＵ３は、電流検出部６１からの電流検出値と、電圧検出部６５からの電圧検出値とに基づいて、ＦＥＴブリッジ３５から出力される交流電力の有効電力を算出する。具体的には、ＣＰＵ３は、ＰＷＭキャリア周期毎に瞬時出力電流Ｉacと瞬時出力電圧Ｖacとを検出し（Ｓ１１）、これらから瞬時電力Ｐac（＝Ｉac×Ｖac）を算出し（Ｓ１２）、これを積算した積算瞬時電力Ｐac_total（＝ΣＰac）を算出する（Ｓ１３）。そして、ＣＰＵ３は、交流１周期が経過すると（Ｓ１４：ＹＥＳ）、交流１周期毎の有効電力Ｐac_w（＝Ｐac_total／交流１周期分のＰＷＭキャリア周期ポイント総数）を算出する（Ｓ１５）。これに限らず、ＦＥＴブリッジ３５から出力された出力電圧と出力電流との位相差φに基づく力率ｃｏｓφをＦＥＴブリッジ３５から出力された交流電力に乗ずることで、有効電力を算出してもよい。
　Ｓ１６～Ｓ１８において、ＣＰＵ３は補正係数を算出する。具体的には、ＣＰＵ３は、ＦＥＴブリッジ３５から出力される交流電力の目標出力電圧を決定し（Ｓ１６）、電圧検出部６５を介してＦＥＴブリッジ３５から出力された交流電力の実際の出力電圧を検出し（Ｓ１７）、目標出力電圧を実際の出力電圧で除することで補正係数ｋを算出する（Ｓ１８）。実際の出力電圧は、交流１周期分の実効値である。具体的には、実際の出力電圧は、検出された交流１周期分の瞬時出力電圧Ｖacを積算して平均化した電圧値である。補正係数ｋは、目標出力電圧と実際の出力電圧との差に応じた値であり、例えば目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなる。補正係数ｋは、目標出力電圧を実際の出力電圧で除した商に限らず、目標出力電圧から実際の出力電圧を減じた差であってもよい。なお、本実施形態において、インバータ発電機が並列接続の場合には、目標出力電圧は、定格電圧（例えば１００Ｖ）に近い値であるが、固定値ではなく、後述するように有効電力に応じて変化する。
　Ｓ１９において、ＣＰＵ３は、上記Ｓ１５で算出した有効電力と、上記１８で算出した補正係数とに基づいて、補正有効電力を算出する。具体的には、ＣＰＵ３は、有効電力Ｐac_wに補正係数ｋを乗ずることで補正有効電力Ｐac_hwを算出する。補正有効電力Ｐac_hwは、例えば目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなる。ここで、補正有効電力Ｐac_hwは有効電力Ｐac_wに補正係数ｋを乗じた値であるが、言い換えると、補正有効電力Ｐac_hwは有効電力Ｐac_wを目標出力電圧に対する実際の出力電圧の比（すなわち、補正係数ｋの逆数）で除した値とも言える（下記数式１）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　Ｓ２０において、ＣＰＵ３は、上記Ｓ１９で算出した補正有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定する。具体的には、ＣＰＵ３は、不図示のメモリに記憶されたルックアップテーブルから補正有効電力Ｐac_hwに対応する目標エンジン回転速度を読み出す。図４は、補正有効電力と目標エンジン回転速度との関係の例を示す図である。目標エンジン回転速度は、例えば基本的に補正有効電力が大きくなるほど大きくなるように設定される。また、目標エンジン回転速度は、補正有効電力に基づくため、例えば目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなる。
　Ｓ２１において、ＣＰＵ３は、上記Ｓ２０で決定された目標エンジン回転速度に基づいてスロットルモータ２７を制御する。具体的には、ＣＰＵ３は、決定された目標エンジン回転速度と、検出された実際のエンジン回転速度との差分を抑制するように、スロットルモータ２７をフィードバック制御する。
　以上に説明した実施形態によると、補正有効電力に基づいて目標エンジン回転速度が決定されるので、エンジン回転速度制御の応答性を向上させることが可能である。すなわち、補正有効電力は目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなるように補正され、これにより、目標エンジン回転速度は目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなるように決定されるので、エンジン回転速度を迅速に上昇させることが可能である。
　本実施形態の効果を、図５を参照しながら説明する。同図は、出力電圧、有効電力、エンジン回転速度の時間変化の例を示す図である。図中の実線は、補正有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定する場合の時間変化を実施例として示している。一方、図中の破線は、補正されない有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定する場合の時間変化を参考例として示している。
　ＡＣ出力部８に負荷が投入される前、エンジン２はアイドル状態にあり、インバータ発電機１の出力電圧は目標出力電圧に維持されている。
　ＡＣ出力部８に負荷が投入されると、インバータ発電機１の出力電圧は目標出力電圧から瞬時に低下する。このため、有効電力はすぐには十分なレベルまで立ち上がらない。参考例では、十分なレベルに達していない有効電力に応じて比較的低い目標エンジン回転速度が設定されてしまうため、エンジン回転速度の上昇に時間を要してしまう。
　これに対し、本実施形態では、目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなるように補正された補正有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定するため、比較的高い目標エンジン回転速度が設定される。このため、エンジン回転速度を迅速に上昇させることが可能である。
　なお、図５では負荷投入時について例示したが、負荷投入時に限らず、その他の負荷変動時においても同様にエンジン回転速度制御の応答性を向上させることが可能である。
　本実施形態は、有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定する態様に限らず、出力電流に基づいて目標エンジン回転速度を決定する態様にも、皮相電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定する態様にも適用できる。すなわち、出力電流又は皮相電力を目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなるように補正した上で、補正された出力電流又は皮相電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定してもよい。
　本実施形態は、有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定する態様において誘導負荷が接続された場合に、特に効果を発揮する。すなわち、誘導負荷接続時は有効電力（負荷で消費される電力）が少ないため、有効電力を用いる態様では比較的低い目標エンジン回転速度が設定されてしまい、出力電流又は皮相電力を用いる態様と比べてエンジン回転速度制御の応答性が低くなりがちである。このため、有効電力を目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど大きくなるように補正した上で、補正された有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定することで、有効電力を用いる態様であってもエンジン回転速度制御の応答性を向上させることが可能である。
　なお、補正値を用いて有効電力を補正する方法は、最終的に目標出力電圧と実際の出力電圧との差が大きくなるほど目標エンジン回転速度が大きくなる態様であれば、特には限定されない。また、有効電力に基づいて目標エンジン回転速度を決定した後に、補正値を用いて目標エンジン回転速度を補正してもよい。
　図６は、有効電力と目標出力電圧との関係の例を示す図である。上述したように、目標出力電圧は、定格電圧（例えば１００Ｖ）に近い値であり、有効電力に応じて変化する。具体的には、目標出力電圧は、有効電力が大きくなるほど徐々に小さくなるように線形的に変化している。
　これは、図２に示すようにインバータ発電機１Ａ，１Ｂが並列接続された場合に一方から他方に流れ込む充電電流を軽減するためである。すなわち、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、インバータ発電機１Ａ，１Ｂの特性には個体差があるため、並列接続されて同じ出力電圧を出力する際にそれぞれの有効電力が互いに異なることがある。この場合、インバータ発電機１Ａ，１Ｂの一方から他方に有効電力の差に応じた充電電流が流れ込む。充電電流は、有効電力の差に比例するため、有効電力と出力電圧との関係を表す直線の傾きが小さいほど大きくなり、傾きが大きいほど小さくなる。したがって、本実施形態では、図６に示すように有効電力と目標出力電圧との関係を表す直線に傾斜を付けている。
　本実施形態では、検出された出力電圧と出力電流とに基づいて有効電力を算出するとともに、有効電力に応じて変化する目標出力電圧を用いて補正係数を算出している。このため、適切な目標エンジン回転速度を設定することが可能である。
　これに対し、出力電圧が実際には変化するにも関わらず、出力電圧を固定値として電力を算出したり補正係数を算出してしまうと、適切な目標エンジン回転速度が設定されないおそれがある。例えば、算出に用いた電圧値が実際の出力電圧よりも低いと、目標エンジン回転速度が適切なレベルを下回り、十分な電力を得られないおそれがある。また、補正係数の大きさが不足して、エンジン回転速度の上昇に時間を要するおそれがある。一方、算出に用いた電圧値が実際の出力電圧よりも高いと、目標エンジン回転速度が適切なレベルを上回り、燃費や騒音に好ましくない影響を及ぼすおそれがある。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が当業者にとって可能であるのはもちろんである。

 

Claims (10)

  1. 　エンジンと、
    　前記エンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータと、
    　前記エンジンの動力から交流電力を発生する発電部と、
    　前記発電部から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
    　前記コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、
    　前記インバータから出力される交流電力の電流を検出する電流検出部と、
    　前記インバータから出力される交流電力の電圧を検出する電圧検出部と、
    　前記電流検出部によって検出された電流検出値と、前記インバータから出力される交流電力の電圧目標値と前記電圧検出部によって検出された電圧検出値との差に応じた補正値と、に基づいて前記エンジンの目標回転速度を決定する目標回転速度決定部と、
    　前記決定された目標回転速度に基づいて前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御部と、
    　を備えるインバータ発電機。
  2. 　前記目標回転速度決定部は、前記電流検出値と前記電圧検出値とから算出される電力値と、前記補正値と、に基づいて前記目標回転速度を決定する、
    　請求項１に記載のインバータ発電機。
  3. 　前記電力値は、有効電力の電力値である、
    　請求項２に記載のインバータ発電機。
  4. 　前記目標回転速度は、前記電圧目標値と前記電圧検出値との差が大きくなるほど大きくなる、
    　請求項１に記載のインバータ発電機。
  5. 　前記目標回転速度決定部は、前記電力値と前記補正値とから算出される補正電力値に基づいて前記目標回転速度を決定する、
    　請求項２に記載のインバータ発電機。
  6. 　前記補正電力値は、前記電力値を、前記電圧目標値に対する前記電圧検出値の比からなる前記補正値で除した値である、
    　請求項５に記載のインバータ発電機。
  7. 　前記補正電力値は、前記電圧目標値と前記電圧検出値との差が大きくなるほど大きくなる、
    　請求項５に記載のインバータ発電機。
  8. 　前記目標回転速度決定部は、前記補正電力値に対応する前記目標回転速度をルックアップテーブルから読み出す、
    　請求項５に記載のインバータ発電機。
  9. 　前記目標電圧値は、前記電力値に応じて変化する、
    　請求項３に記載のインバータ発電機。
  10. 　エンジンと、
    　前記エンジンのスロットルバルブの開度を調整するアクチュエータと、
    　前記エンジンの動力から交流電力を発生する発電部と、
    　前記発電部から出力される交流電力を直流電力に変換するコンバータと、
    　前記コンバータから出力される直流電力を交流電力に変換するインバータと、
    　前記インバータから出力される交流電力の電流を検出する電流検出部と、
    　前記インバータから出力される交流電力の電圧を検出する電圧検出部と、
    　を備えるインバータ発電機の制御方法であって、
    　前記電流検出部によって検出された電流検出値と、前記インバータから出力される交流電力の電圧目標値と前記電圧検出部によって検出された電圧検出値との差に応じた補正値と、に基づいて前記エンジンの目標回転速度を決定し、
    　前記決定された目標回転速度に基づいて前記アクチュエータを制御する、
    　インバータ発電機の制御方法。

     
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