(57)【要約】【課題】平滑用のコンデンサの劣化の度合いに拘わらず、電圧センサにより検出される当該コンデンサの電圧を用いた所定処理を適切に行なう。【解決手段】電力出力装置は、直流電源からの直流電力を交流電力に変換して出力可能なインバータと、インバータの正極母線および負極母線の母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、電圧センサにより検出された電圧に基づいて所定処理を行なう制御する制御装置と、を備える。制御装置は、コンデンサの劣化の度合いを判定し、判定した劣化の度合いに基づいて所定処理で用いるパラメータを調整する。【選択図】図３
2020058179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源からの直流電力を交流電力に変換して出力可能なインバータと、前記インバータの正極母線および負極母線の母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された電圧に基づいて所定処理を行なう制御装置と、を備える電力出力装置であって、
前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いを判定し、該判定した劣化の度合いに基づいて前記所定処理で用いるパラメータを調整する、
電力出力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力出力装置であって、
前記所定処理は、前記電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧が目標電圧に近づくように前記インバータを制御するフィードバック制御であり、
前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いに基づいて前記パラメータとして前記フィードバック制御で用いるゲインを調整する、
電力出力装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力出力装置であって、
前記所定処理は、前記電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧が第１閾値以上であるか否かを第１検出時限をもって判定することにより前記母線間の過電圧を検出する過電圧検出処理であり、
前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いに基づいて前記パラメータとして前記過電圧検出処理で用いる前記第１閾値および／または前記第１検出時限を調整する、
電力出力装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の電力出力装置であって、
前記所定処理は、前記電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧が第２閾値以下であるか否かを第２検出時限をもって判定することにより前記母線間の不足電圧を検出する不足電圧検出処理であり、
前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いに基づいて前記パラメータとして前記不足電圧検出処理で用いる前記第２閾値および／または前記第２検出時限を調整する、
電力出力装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項に記載の電力出力装置であって、
前記直流電源の直流電力を所望の電圧に変換して前記母線間に出力するコンバータを備え、
前記制御装置は、前記コンデンサの電圧が変化するよう目標電圧を変更して前記コンバータを制御し、前記コンデンサの電圧が変更後の前記目標電圧に応じた電圧に達するまでの所要時間を計測し、該計測した所要時間に基づいて前記コンデンサの劣化の度合いを判定する、
電力出力装置。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載の電力出力装置であって、
前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いが所定度合いに達していない場合には、該劣化の度合いに基づいて調整したパラメータを用いて前記所定処理を行ない、前記コンデンサの劣化の度合いが前記所定度合いに達した場合には、所定の警告を出力する、
電力出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電力出力装置としては、インバータと、インバータの正極母線および負極母線の母線間に接続された平滑コンデンサと、平滑コンデンサに並列接続された抵抗と、抵抗に直列接続された常開式の接触器と、平滑コンデンサに並列接続された電圧検出器と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、インバータへの電源がオフされると、接触器を閉じて平滑コンデンサに蓄えられた電荷を放電させると共に平滑コンデンサの放電により電圧検出器により検出された電圧が減衰する際の放電時間を測定し、放電時間と予め設定されている基準時間とを比較することで平滑コンデンサの劣化の進行を検出する。これにより、平滑コンデンサの容量の低下を検出して、交換の要不要を判定することができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１６５５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した電力出力装置では、平滑コンデンサの容量の低下を検出して交換の要不要を判定することができるものの、交換までは不要であるが平滑コンデンサの劣化がある程度進行した場合の電力出力装置が行なう処理への影響については何ら考慮されていない。
【０００５】
本発明の電力出力装置は、平滑用のコンデンサの劣化の度合いに拘わらず、電圧センサにより検出される当該コンデンサの電圧を用いた所定処理を適切に行なう電力出力装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電力出力装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電力出力装置は、
直流電源からの直流電力を交流電力に変換して出力可能なインバータと、前記インバータの正極母線および負極母線の母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記電圧センサにより検出された電圧に基づいて所定処理を行なう制御装置と、を備える電力出力装置であって、
前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いを判定し、該判定した劣化の度合いに基づいて前記所定処理で用いるパラメータを調整する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明の電力出力装置では、インバータの正極母線および負極母線の母線間に設けられた平滑用のコンデンサの電圧を検出する電圧センサを備え、電圧センサにより検出された電圧に基づいて所定処理を行なうものにおいて、コンデンサの劣化の度合いを判定し、判定した劣化の度合いに基づいて所定処理で用いるパラメータを調整する。この結果、平滑用のコンデンサの劣化の度合いに拘わらず、電圧センサにより検出される当該コンデンサの電圧を用いた所定処理を適切に行なうことができる。
【０００９】
こうした本発明の電力出力装置において、前記所定処理は、前記電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧が目標電圧に近づくように前記インバータを制御するフィードバック制御であり、前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いに基づいて前記パラメータとして前記フィードバック制御で用いるゲインを調整するものとしてもよい。この場合、コンデンサの劣化が進むほど、小さくなる傾向にゲインを調整するものとしてのよい。こうすれば、コンデンサの電圧のハンチングを抑えることができ、コンデンサの劣化の進行により母線間に電圧異常が頻繁に発生するのを抑制すると共に出力電流の脈動や出力電流の歪みを抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の電力出力装置において、前記所定処理は、前記電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧が第１閾値以上であるか否かを第１検出時限をもって判定することにより前記母線間の過電圧を検出する過電圧検出処理であり、前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いに基づいて前記パラメータとして前記過電圧検出処理で用いる前記第１閾値および／または前記第１検出時限を調整するものとしてもよい。この場合、コンデンサの劣化が進むほど、小さくなる傾向に第１閾値を調整するものとしてもよい。また、コンデンサの劣化が進むほど、小さくなる傾向に第１検出時限を調整するものとしてもよい。こうすれば、コンデンサの劣化の進行に伴う母線間の過電圧によるハード故障を抑制することができる。
【００１１】
さらに、本発明の電力出力装置において、前記所定処理は、前記電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧が第２閾値以下であるか否かを第２検出時限をもって判定することにより前記母線間の不足電圧を検出する不足電圧検出処理であり、前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いに基づいて前記パラメータとして前記不足電圧検出処理で用いる前記第２閾値および／または前記第２検出時限を調整するものとしてもよい。この場合、コンデンサの劣化が進むほど、大きくなる傾向に第２閾値を調整するものとしてもよい。また、コンデンサの劣化が進むほど、小さくなる傾向に第２検出時限を調整するものとしてもよい。こうすれば、コンデンサの劣化の進行に伴う母線間の不足電圧による電源喪失を抑制することができる。
【００１２】
また、本発明の電力出力装置において、前記直流電源の直流電力を所望の電圧に変換して前記母線間に出力するコンバータを備え、前記制御装置は、前記コンデンサの電圧が変化するよう目標電圧を変更して前記コンバータを制御し、前記コンデンサの電圧が変更後の前記目標電圧に応じた電圧に達するまでの所要時間を計測し、該計測した所要時間に基づいて前記コンデンサの劣化の度合いを判定するものとしてもよい。こうすれば、コンデンサの劣化の度合いを判定するために、コンデンサを放電させるための放電抵抗を設ける必要がない。あるいは、本発明の電力出力装置において、前記インバータは、出力端子にリアクトルを介して系統電源が接続され、該系統電源の電圧を昇圧して前記コンデンサに出力する昇圧動作が可能であり、前記制御装置は、前記コンデンサの電圧よりも大きい目標電圧を設定して該コンデンサの電圧が該目標電圧まで上昇するように前記インバータを制御し、前記コンデンサの電圧が前記目標電圧に応じた電圧に達するまでの所要時間を計測し、該計測した所要時間に基づいて前記コンデンサの劣化の度合いを判定するものとしてもよい。
【００１３】
また、本発明の電力出力装置において、前記制御装置は、前記コンデンサの劣化の度合いが所定度合いに達していない場合には、該劣化の度合いに基づいて調整したパラメータを用いて前記所定処理を行ない、前記コンデンサの劣化の度合いが前記所定度合いに達した場合には、所定の警告を出力するものとしてもよい。
【００１４】
本発明の第２の電力出力装置は、
直流電源からの直流電圧を変換して正極母線と負極母線の母線間に出力するコンバータと、前記母線間の直流電圧を交流電圧に変換して出力可能なインバータと、前記母線間に設けられた平滑用のコンデンサと、前記コンデンサの電圧を検出する電圧センサと、前記コンデンサの劣化の度合いを診断する劣化診断手段と、を備える電力出力装置であって、
前記劣化診断手段は、前記電圧センサにより検出される前記コンデンサの電圧が変化するよう目標電圧を変更して前記コンバータを制御し、前記コンデンサの電圧が変更後の前記目標電圧に応じた電圧に達するまでの所要時間を計測し、該計測した所要時間に基づいて前記コンデンサの劣化の度合いを判定する、
ことを要旨とする。
【００１５】
この本発明の第２の電力出力装置は、コンデンサの電圧が変化するよう目標電圧を変更してコンバータを制御し、コンデンサの電圧が変更後の目標電圧に応じた電圧に達するまでの所要時間を計測し、計測した所要時間に基づいてコンデンサの劣化の度合いを判定する。これにより、コンデンサの劣化の度合いを判定するために、コンデンサを放電させるための放電抵抗を設ける必要がなく、装置をより簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電力出力装置１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】コンデンサ劣化診断処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】制御パラメータ調整処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】ゲイン調整用マップの一例を示す説明図である。
【図５】直流リンク過電圧閾値調整用マップの一例を示す説明図である。
【図６】直流リンク不足電圧閾値調整用マップの一例を示す説明図である。
【図７】検出時限調整用マップの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の電力出力装置１０の概略構成図である。本実施形態の電力出力装置１０は、住宅等に設置された発電装置２０と交流の系統電源１とを連系する系統連系装置として構成され、発電装置２０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１と、インバータ２２と、平滑回路２３と、解列リレー２４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と、補機４２と、制御装置５０と、を備える。なお、系統電源１の配電方式としては、本実施形態では、単相３線式とするが、単相２線式や３相３線式などの他の方式にも適用することができる。
【００１９】
発電装置２０は、直流電力を発電するものであり、本実施形態では、水素を含む燃料ガスと酸素を含む酸化剤ガスとに基づいて電気化学反応により発電する燃料電池ユニットとして構成される。なお、発電装置２０としては、ガスエンジンなどの原動機からの動力により発電する原動機付き発電機や、太陽光発電装置などで構成されてもよい。
【００２０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は、図示しないスイッチング素子やリアクトル等を有し、発電装置２０からの直流電力（例えばＤＣ１００Ｖ）を所定の電圧（例えばＤＣ２５０Ｖ）に昇圧してインバータ２２の正極母線３１と負極母線３２と（直流リンク部３０）に供給する。正極母線３１と負極母線３２との間には、平滑用のコンデンサ３３と、コンデンサ３３の電圧（コンデンサ電圧Ｖｃ）を検出する電圧センサ３４とが接続されている。
【００２１】
インバータ２２は、４つのトランジスタＴ１１〜Ｔ２２と、トランジスタＴ１１〜Ｔ２２に逆並列接続されたダイオードＤ１１〜Ｄ２２と、を備える。トランジスタＴ１１〜Ｔ２２は、正極母線３１と負極母線３２とに対してソース側とシンク側になるよう２個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点には、出力端子２２ａ，２２ｂが接続されている。インバータ２２の一方の出力端子２２ａには、系統電源１の一の相（例えばＵ相）の電線２が接続され、他方の出力端子２２ｂには、系統電源１の他の相（例えばＶ相）の電線３が接続されている。これにより、インバータ２２は、対となるトランジスタをスイッチング制御することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１からの直流電圧を交流電圧に変換して系統電源１側に供給することができる。
【００２２】
平滑回路２３は、インバータ２２の出力電流の高周波成分を除去し正弦波状にするものである。平滑回路２３は、電線２，３に設けられたリアクトル２３ａ，２３ｂと、電線２，３の間に接続されたコンデンサ２３ｃと、を備える。なお、リアクトル２３ａ，２３ｂのうち一方は省略されてもよい。
【００２３】
解列リレー２４は、電力出力装置１０を系統電源１と連系させたり解列させたりするものであり、第１解列リレー２４ａと、第２解列リレー２４ｂとを備える。第１解列リレー２４ａは、リアクトル２３ａと、電線２へのコンデンサ２３ｃの接続点との間に設けられており、第２解列リレー２４ｂは、リアクトル２３ｂと、電線３へのコンデンサ２３ｃの接続点との間に設けられている。
【００２４】
正極母線３１と負極母線３２との間には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１を介して補機４２や制御装置５０が接続されている。補機４２としては、例えば、燃料電池ユニットに燃料ガスを供給するポンプや、酸化剤ガスとしての空気を供給するブロワ、燃料電池ユニットで生じた熱を回収するために貯湯水を循環させるポンプ、貯湯水の循環路に設けられたラジエータに送風するラジエータファン、インバータ２２を冷却する冷却ファンなどを挙げることができる。
【００２５】
制御装置５０は、図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、各種プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入力ポートおよび出力ポートを備える。制御装置５０には、電圧センサ３４からのコンデンサ電圧Ｖｃなどが入力ポートを介して入力されている。一方、制御装置５０からは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチング素子への制御信号や、インバータ２２のスイッチング素子（トランジスタＴ１１〜Ｔ２２）への制御信号、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１のスイッチング素子への制御信号、解列リレー２４（第１解列リレー２４ａ，第２解列リレー２４ｂ）へのオンオフ信号、表示装置５１への表示信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２６】
次に、こうして構成された電力出力装置１０の動作について説明する。制御装置５０は、発電装置２０が発電可能な状態となり系統電源１側に電力を出力する際には、まず、コンデンサ３３の目標電圧である目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に系統電源１の系統電圧のピーク値よりも若干高い電圧（例えば、２５０Ｖ）を設定する。続いて、設定した目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチング素子のオンオフの割合であるデューティ比Ｄｃを設定し、設定したデューティ比ＤｃでＤＣ／ＤＣコンバータ２１のスイッチング素子をスイッチング制御する。そして、電圧センサ３４により検出されるコンデンサ３３の電圧（コンデンサ電圧Ｖｃ）が目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊となるようにゲインＫを用いたフィードバック制御によりインバータ２２のスイッチング素子のオンオフの割合であるディーティ比Ｄｉを設定し、設定したデューティ比Ｄｉでインバータ２２のスイッチング素子をスイッチング制御する。ここで、ゲインＫは、比例制御によりインバータ２２を制御する場合には比例ゲインが含まれ、比例積分制御によりインバータ２２を制御する場合には比例ゲインと積分ゲインとが含まれる。
【００２７】
また、制御装置５０は、コンデンサ電圧Ｖｃと過電圧閾値ＶＯとを比較することにより直流リンク部３０の過電圧を検出する過電圧検出処理を行なう。過電圧検出処理では、コンデンサ電圧Ｖｃが過電圧閾値ＶＯ以上であり且つその状態が検出時限ＴＬ１に亘って継続すると、直流リンク部３０に過電圧が生じたと判定する。制御装置５０は、直流リンク部３０に過電圧が生じたと判定すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１やインバータ２２を保護するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１やインバータ２２を停止すると共に発電装置２０の発電を停止する。
【００２８】
さらに、制御装置５０は、コンデンサ電圧Ｖｃと不足電圧閾値ＶＵとを比較することにより直流リンク部３０の不足電圧を検出する不足電圧検出処理も行なう。不足電圧検出処理では、コンデンサ電圧Ｖｃが不足電圧閾値ＶＵ以下であり且つその状態が検出時限ＴＬ２に亘って継続すると、直流リンク部３０に不足電圧が生じたと判定する。制御装置５０は、直流リンク部３０に不足電圧が生じたと判定したときにも、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１やインバータ２２を停止すると共に発電装置２０の発電を停止する。なお、不足電圧検出処理で用いられる検出時限ＴＬ２は、過電圧検出処理で用いられる検出時限ＴＬ１と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００２９】
次に、コンデンサ３３の劣化を診断する処理について説明する。図２は、制御装置５０により実行されるコンデンサ劣化診断処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、発電装置２０（燃料電池）の起動が完了した後、系統電源１側と連系する前（解列リレー２４をオンする前）に実行される。
【００３０】
コンデンサ劣化診断処理では、制御装置５０は、まず、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に第１電圧Ｖ１を設定し（ステップＳ１００）、設定した目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊でＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御する（ステップＳ１１０）。ここで、第１電圧Ｖ１は、例えば、系統電源１の系統電圧のピーク値よりも若干高い電圧（例えば、２５０Ｖ）に定めることができる。続いて、電圧センサ３４からのコンデンサ電圧Ｖｃを入力し（ステップＳ１２０）、入力したコンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊（第１電圧Ｖ１）に到達したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達していないと判定すると、ステップＳ１１０に戻って処理を繰り返す。一方、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達したと判定すると、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に上述した第１電圧Ｖ１よりも低い第２電圧Ｖ２を設定すると共に（ステップＳ１４０）、タイマＴの計測を開始し（ステップＳ１５０）、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊でＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御しながら、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊（第２電圧Ｖ２）に到達するまで待つ（ステップＳ１６０〜Ｓ１８０）。コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達したと判定すると、タイマＴの計測を終了し（ステップＳ１９０）、タイマＴの計測値が劣化判定閾値Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。ここで、タイマＴの計測値は、コンデンサ電圧Ｖｃが第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２へ到達するまでに要する時間（放電時間）を示す。コンデンサ３３が接続される正極母線３１と負極母線３２と（直流リンク部３０）には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１を介して補機４２が接続されており、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１からこれよりも低い第２電圧Ｖ２に変更すると、コンデンサ３３に蓄えられた電荷は補機４２によって消費されるから、コンデンサ電圧Ｖｃは低下していく。このとき、コンデンサ３３の容量が少ないほど、コンデンサ電圧Ｖｃの低下速度が速くなる。すなわち、コンデンサ３３の容量が少ないほど、コンデンサ３３の放電時間が短くなる。したがって、タイマＴの計測値（放電時間）の長短を調べることにより、コンデンサ３３の容量低下、すなわち劣化の進行度合いを判定することができる。なお、コンデンサ３３の放電時間の計測を複数回実行し、これらの平均値等に基づいてコンデンサ３３の劣化の進行度合いを判定するものとしてもよい。
【００３１】
タイマＴの計測値が劣化判定閾値Ｔｒｅｆ以上であると判定すると、コンデンサ３３には交換が必要な程の劣化は生じていないと判定し（ステップＳ２１０）、タイマＴの計測値（放電時間）に基づいて上述したゲインＫや過電圧閾値ＶＯ、不足電圧閾値ＶＵ、検出時限ＴＬ（検出時限ＴＬ１，ＴＬ２）などの制御パラメータを調整する制御パラメータ調整処理を実行して（ステップＳ２２０）、コンデンサ劣化診断処理を終了する。一方、タイマＴの計測値が劣化判定閾値Ｔｒｅｆ以上でなく劣化判定閾値Ｔｒｅｆ未満であると判定すると、コンデンサ３３には交換が必要な程の劣化が生じていると判定し（ステップＳ２３０）、発電装置２０を停止すると共に（ステップＳ２４０）、表示装置５１にコンデンサ３３の交換が必要である旨の警告を出力して（ステップＳ２５０）、コンデンサ劣化診断処理を終了する。
【００３２】
次に、ステップＳ２２０で行なわれる制御パラメータ調整処理の詳細について説明する。図３は、制御装置５０により実行される制御パラメータ調整処理の一例を示すフローチャートである。制御パラメータ調整処理では、制御装置５０は、まず、ステップＳ１５０，Ｓ１９０で計測したタイマＴの計測値（放電時間）に基づいてゲインＫを調整する（ステップＳ３００）。ゲインＫの調整は、本実施形態では、ゲインＫと放電時間との関係を予め求めてゲイン調整用マップとして制御装置５０のＲＯＭに記憶しておき、放電時間が与えられると、マップから対応するゲインＫを導出することにより行なうものとした。ゲイン調整用マップの一例を図４に示す。ゲインＫは、放電時間が短いほど、すなわちコンデンサ３３の劣化の進行度合いが大きいほど、小さくなる傾向に調整される。これにより、コンデンサ電圧Ｖｃのハンチングを抑えることができ、出力電流の脈動や出力電流の歪みを抑制することができる。このため、コンデンサ３３の劣化の進行により直流リンク部３０の過電圧や不足電圧の異常が頻繁に発生して発電量が低下するのを抑制することができる。
【００３３】
次に、制御装置５０は、タイマＴの計測値（放電時間）に基づいて過電圧閾値ＶＯを調整する（ステップＳ３１０）。過電圧閾値ＶＯの調整は、本実施形態では、過電圧閾値ＶＯと放電時間との関係を予め求めて過電圧閾値調整用マップとして制御装置５０のＲＯＭに記憶しておき、放電時間が与えられると、マップから対応する過電圧閾値ＶＯを導出することにより行なうものとした。過電圧閾値調整用マップの一例を図５に示す。続いて、制御装置５０は、タイマＴの計測値（放電時間）に基づいて不足電圧閾値ＶＵを調整する（ステップＳ３２０）。不足電圧閾値ＶＵの調整は、本実施形態では、不足電圧閾値ＶＵと放電時間との関係を予め求めて不足電圧閾値調整用マップとして制御装置５０のＲＯＭに記憶しておき、放電時間が与えられると、マップから対応する不足電圧閾値ＶＵを導出することにより行なうものとした。不足電圧閾値調整用マップの一例を図６に示す。そして、制御装置５０は、タイマＴの計測値（放電時間）に基づいて検出時限ＴＬを調整して（ステップＳ３３０）、制御パラメータ調整処理を終了する。検出時限ＴＬの調整は、本実施形態では、検出時限ＴＬと放電時間との関係を予め求めて検出時限調整用マップとして制御装置５０のＲＯＭに記憶しておき、放電時間が与えられると、マップから対応する検出時限ＴＬを導出することにより行なうものとした。検出時限調整用マップの一例を図７に示す。
【００３４】
図５〜図７に示すように、過電圧閾値ＶＯは、放電時間が短いほど、小さくなる傾向に調整され、不足電圧閾値ＶＵは、放電時間が短いほど、大きくなる傾向に調整され、検出時限ＴＬは、放電時間が短いほど、小さくなる傾向に調整される。このように、過電圧閾値ＶＯと不足電圧閾値ＶＵと検出時限ＴＬは、放電時間が短いほど、すなわちコンデンサ３３の劣化の度合いが大きくなるほど、過電圧や不足電圧を検出し易くなるように調整される。このように、コンデンサ３３の劣化の度合いが大きくなるほど、検出感度を上げることで、ハード故障を抑制する。
【００３５】
以上説明した本実施形態の電力出力装置１０では、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊となるようにインバータ２２をフィードバック制御するものにおいて、コンデンサ３３の劣化の度合い（放電時間）を判定し、判定した劣化の度合いに基づいてフィードバック制御で用いるゲインＫを調整する。具体的には、コンデンサ３３の劣化の度合いが大きいほど、小さくなる傾向にゲインＫを調整する。これにより、コンデンサ電圧Ｖｃのハンチングを抑えることができる。この結果、コンデンサ３３の劣化の進行に伴って直流リンク部３０の過電圧や不足電圧の頻繁な発生を抑制すると共に、出力電流の脈動や出力電流の歪みを抑制することができる。
【００３６】
また、本実施形態の電力出力装置１０では、コンデンサ電圧Ｖｃ＊が過電圧閾値ＶＯ以上か否かを検出時限ＴＬ１をもって判定することにより直流リンク部３０の過電圧を検出する過電圧検出処理を行ない、コンデンサ３３の劣化の度合い（放電時間）に基づいて過電圧検出処理で用いる過電圧閾値ＶＯや検出時限ＴＬ１を調整する。具体的には、コンデンサ３３の劣化の度合いが大きいほど、小さくなる傾向に過電圧閾値ＶＯを調整し、コンデンサ３３の劣化の度合いが大きいほど、小さくなる傾向に検出時限ＴＬ１を調整する。これにより、コンデンサ３３の劣化の進行に伴うハード故障を抑制することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態の電力出力装置１０では、コンデンサ電圧Ｖｃ＊が不足電圧閾値ＶＵ以下か否かを検出時限ＴＬ２をもって判定することにより直流リンク部３０の不足電圧を検出する不足電圧検出処理を行ない、コンデンサ３３の劣化の度合い（放電時間）に基づいて不足電圧検出処理で用いる不足電圧閾値ＶＵや検出時限ＴＬ２を調整する。具体的には、コンデンサ３３の劣化の度合いが大きいほど、大きくなる傾向に不足電圧閾値ＶＵを調整し、コンデンサ３３の劣化の度合いが大きいほど、小さくなる傾向に検出時限ＴＬ２を調整する。これにより、コンデンサ３３の劣化の進行に伴う電源喪失を抑制することができる。
【００３８】
また、本実施形態の電力出力装置１０では、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが変更後の目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊（第２電圧Ｖ２）に到達するまでの所要時間（放電時間）を計測し、計測した所要時間に基づいてコンデンサ３３の劣化の度合いを判定する。これにより、コンデンサ３３の劣化の度合いを判定するために、コンデンサ３３を放電させるための放電抵抗を設ける必要がない。
【００３９】
上述した実施形態では、コンデンサ３３の劣化の度合い（放電時間）に基づいてゲインＫ、過電圧閾値ＶＯ、不足電圧閾値ＶＵおよび検出時限ＴＬを調整するものとしたが、一部の調整を省略してもよい。また、コンデンサ３３の劣化の度合い（放電時間）に基づいて調整するパラメータは、上述したゲインＫや過電圧閾値ＶＯ、不足電圧閾値ＶＵ、検出時限ＴＬに限られず、コンデンサ電圧Ｖｃに基づいて行なう如何なる処理の如何なるパラメータであってもよい。
【００４０】
上述した実施形態では、コンデンサ劣化診断処理において、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１からこれよりも低い第２電圧Ｖ２に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２に低下するまでに要する所要時間（放電時間）を計測することにより、放電時間に基づいてコンデンサ３３の劣化の進行度合いを判定するものとした。しかし、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を第１電圧Ｖ１からこれよりも高い第３電圧Ｖ３に変更してＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが第１電圧Ｖ１から第３電圧Ｖ３に上昇するまでに要する所要時間（充電時間）を計測することにより、充電時間に基づいてコンデンサ３３の劣化の進行度合いを判定するものとしてもよい。この場合、充電時間が短いほど、コンデンサ３３の劣化の度合いが大きいと判定すればよい。なお、コンデンサ３３の充電時間の計測を複数回実行し、これらの平均値等に基づいてコンデンサ３３の劣化の進行度合いを判定するものとしてもよい。また、上述した本実施形態の放電時間の計測とこの変形例の充電時間の計測とをそれぞれ実行し、両者を組み合わせて劣化の進行度合いを判定するものとしてもよい。
【００４１】
上述した実施形態では、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達するまでの所要時間を計測してコンデンサ３３の劣化度合いを判定するものとした。しかし、目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊を上昇させてコンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊となるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２１に代えてインバータ２２を制御し、コンデンサ電圧Ｖｃが目標コンデンサ電圧Ｖｃ＊に到達するまでの所要時間を計測してコンデンサ３３の劣化度合いを判定するものとしてもよい。インバータ２２は、リアクトル２３ａ，ダイオードＤ１１およびトランジスタＴ１２や、リアクトル２３ｂ，ダイオードＤ２１およびトランジスタＴ２２により昇圧チョッパ回路を構成するため、系統電源１の電圧を昇圧してコンデンサ３３に出力することができる。
【００４２】
上述した実施形態では、インバータ２２の正極母線３１および負極母線３２（直流リンク部３０）にＤＣ／ＤＣコンバータ４１を介して補機４２を接続するものとしたが、インバータ２２の出力端子２２ａ，２２ｂと解列リレー２４（第１解列リレー２４ａ，第２解列リレー２４ｂ）との間にＤＣ／ＤＣコンバータを介して補機を接続するものとしてもよい。
【００４３】
実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、インバータ２２が「インバータ」に相当し、コンデンサ３３が「コンデンサ」に相当し、電圧センサ３４が「電圧センサ」に相当し、制御装置５０が「制御装置」に相当する。
【００４４】
なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００４５】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、電力出力装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  系統電源、２，３  電線、１０  電力出力装置、２０  発電装置、２１  ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２  インバータ、２２ａ，２２ｂ  出力端子、２３  平滑回路、２３ａ，２３ｂ  リアクトル、２３ｃ  コンデンサ、２４  解列リレー、２４ａ  第１解列リレー、２４ｂ  第２解列リレー、３０  直流リンク部、３１  正極母線、３２  負極母線、３３  コンデンサ、３４  電圧センサ、４１  ＤＣ／ＤＣコンバータ、４２  補機、５０  制御装置、５１  表示装置、Ｔ１１〜Ｔ２２  トランジスタ、Ｄ１１〜Ｄ２２  ダイオード。
【図１】
2020058179.tif 000003
【図２】
2020058179.tif 000004
【図３】
2020058179.tif 000005
【図４】
2020058179.tif 000006
【図５】
2020058179.tif 000007
【図６】
2020058179.tif 000008
【図７】
2020058179.tif 000009