(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（１３）用急速充電装置（１）、自動車用バッテリのための急速充電装置（１）であって、
三相配電網に接続される抵抗／誘導／容量型フィルタリング部（２）、
バックステージ部（３）、
バッテリ（１３）に接続されるブーストステージ部（４）、並びに
バックステージ部（３）とブーストステージ部（４）との間に設けたインダクタ巻線（Ｌｄ）、
を備え、装置（１）は更に、
バックステージ部（３）とブーストステージ部（４）とに分割デューティサイクル（ａｉ、ａ２、ａ３、ａｓ）を適用可能な制御部（１５）を備えており、
前記バックステージ部（３）は、前記フィルタリング部（２）と前記インダクタ巻線（Ｌｄ）との間に設けられ、
制御部（１５）が、三相配電網の各位相（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からの入力電流（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）と電圧（Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３）との間において、フィルタリング部の処理により生じる位相変移を補正する手段（１６）を備え、
更に、巻線（Ｌｄ）を通る電流の振幅の値を、ゼロ値ではない所定の閾値より高い値に保持する手段（１６、１７）を備えていることを特徴とする、バッテリ用急速充電装置。
【請求項２】
制御部（１５）が、バッテリ（１３）の入力電流（Ｉｂａｔｔ）をバッテリ電流設定値（Ｉｂａｔｔｒｅｆ）に従属させる手段を更に備えている、請求項１に記載の急速充電装置。
【請求項３】
三相配電網の位相（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を介して装置の入力電流の強度（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）を測定する手段と、
巻線（Ｌｄ）を通る電流の強度（Ｉｄ）を測定する手段と
を備えており、
制御部（１５）が、バックステージ部（３）の分割デューティサイクル設定点として使用される３つの値（ａｉ、ａ２、ａ３）を送達するために電流強度測定値（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３、Ｉｄ）を用いる、少なくとも２つの制御ループ、すなわち、前記バックステージ部（３）の各スイッチの開閉タイミングのパターンを決定する第１の制御ループ及び、前記ブーストステージ部（４）の各スイッチの開閉タイミングのパターンを決定する第２の制御ループ、を含んでいる、請求項１又は２に記載の急速充電装置。
【請求項４】
制御部（１５）が、ブーストステージ部（４）の分割デューティサイクル設定点として使用される値（ａｓ）を送達する第３の制御ループ（１７）を含んでいる、請求項３に記載の急速充電装置。
【請求項５】
制御部（１５）が、装置（１）の三相配電網との接続点（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）に入力される電圧の正弦波の３つの値（Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３）を決定する手段を備えており、
少なくとも前記第１の制御ループは入力電圧（Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３）のパルス（ω）を含んでいる、
請求項３又は４に記載の急速充電装置。
【請求項６】
前記第１の制御ループが、前記入力電流測定値（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）の線形和として得られる要素（Ｉｅｑ）をゼロに従属させ、線形和の係数がωｔ（ｔは時間の測定値）の三角関数である、請求項５に記載の急速充電装置。
【請求項７】
制御部（１５）が、前記制御ループのうち２つから得られた２つの値（Ｉｅｑ、Ｉｅｄ）の３つの線形和を実行することができる演算器（２５）を備えており、３つの線形和の各々の係数は余接三角関数である、請求項６に記載の急速充電装置。
【請求項８】
三相電流に基づくバッテリ（１３）用急速充電装置（１）の制御方法であって、
三相配電網に接続される、抵抗／誘導／容量型フィルタリング部（２）、バックステージ部（３）、
バッテリ（１３）に接続されるブーストステージ部（４）、並びに
バックステージ部（３）とブーストステージ部（４）との間に設けたインダクタ巻線（Ｌｄ）、
を備え、
バックステージ部（３）は、フィルタリング部（２）とインダクタ巻線（Ｌｄ）との間に設けられ、
前記バックステージ部（３）の分割デューティサイクル（ａｉ、ａ２、ａ３）を制御する工程を含み、この工程において、２つの制御ループ、すなわち、前記バックステージ部（３）の各スイッチの開閉タイミングのパターンを決定する第１の制御ループ及び、前記ブーストステージ部（４）の各スイッチの開閉タイミングのパターンを決定する第２の制御ループ、の結果を結合することにより、前記装置（１）の入力電流（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）と入力電圧（Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３）との間において、抵抗／誘導／容量型の前記フィルタリング部（２）により生じる位相変移を補正する方法。
【請求項９】
平面
0006009443.tif 000089
内において、パルスωで回転するベクトル
0006009443.tif 000090
の３つの要素（Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３）により装置の入力電圧（ＶＥｃ、ＶＥｂ、ＶＥａ）がモデル化可能となるよう入力電圧（ＶＥｃ、ＶＥｂ、ＶＥａ）をフィルタリングし、次いで要素について、装置（１）の３つの入力電流値（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）を有するベクトル
0006009443.tif 000091
の、モデル化された入力電圧のベクトル
0006009443.tif 000092
に直角に前記第１の制御ループを適用することにより、前記平面
0006009443.tif 000093
内の要素をキャンセルする、請求項８に記載の急速充電装置（１）の制御方法。
【請求項１０】
装置の入力において測定された３つの電流値（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）の線形和をゼロに従属制御し、線形和の係数がωｔ（ωは装置の入力電圧のパルス周波数であり、ｔは時間の測定値である）の三角関数である、請求項８に記載の急速充電装置（１）の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相配電網からの出力に基づく高圧バッテリ用急速充電装置の分野に関し、特に自動車用バッテリの急速充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような充電システムにおいて、電力は、２つのコンバータ（バック（電圧ステップダウン）コンバータ及び昇圧（電圧ステップアップ）コンバータ）を介し配電網から連続的にバッテリに供給される。これら２つのコンバータはそれぞれ、所望の出力電流及び／又は出力電圧の関数として制御可能な周波数において一連のスイッチを連続的に開閉することにより、出力端子と入力端子との間における電圧比を低下及び上昇させるために用いられる。
【０００３】
このような充電システムは、例えば、自動車用車載充電システムに関する仏国特許出願公開第２９４３１８８号において開示されており、これにより三相回路から車両のバッテリを充電することを可能としている。このシステムにおいて、充電回路は、電流生成又は車両推進といった他の機能をも実現する発電機の巻線を内蔵する。
【０００４】
配電網からの電流供給が遮断されると、配電網の基本周波数である５０Hzより高次の高調波である、電流中の高周波成分が漏洩する。
【０００５】
電力供給業者は供給される電流の高調波を標準化しているため、このような充電システムはまた、バックステージの入力にＲＬＣ（抵抗／誘導／容量）型フィルタを備えている。このフィルタは、配電網から供給される電流と電圧との間に位相変移を引き起こす。この位相変移によりユーザーにより利用されない無効電力が配電網に流れてしまうが、このような無効電力は最小化する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、このような充電装置のバックステージ部及びブーストステージ部を制御することにより、装置の入力にＲＬＣフィルタが設けられている場合においても、配電網から供給される電流と電圧との間に生じうる位相変移を継続的に低減可能な装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、外部三相配電網に接続可能でありかつ内部の回路に車両の発電機の巻線を備える自動車用車載充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のため、本発明のバッテリ用急速充電装置は、特に自動車用バッテリのための急速充電装置であって、三相配電網に接続される抵抗／誘導／容量型フィルタリング部と、バッテリに接続されるバックステージ部と、バッテリに接続されるブーストステージ部と、バックステージ部とブーストステージ部との間に設けたインダクタ巻線とを備える。本発明の装置は更に、バックステージ部とブーストステージ部とに分割デューティサイクルを適用可能な制御部とを備える。制御部は、三相配電網の各位相からの入力電流と電圧との間でフィルタリング部の処理により生じる位相変移を補正する手段と、ゼロ値ではない所定の閾値より高い、巻線に入力される電流値レベルを保持する手段とを備える。
【０００９】
制御部がバッテリの入力電流をバッテリ電流設定値に従属させる手段を更に備えると好ましい。
【００１０】
好ましくは、この装置は、三相配電網の位相において本装置の入力電流の強度を測定する手段と、巻線の入力電流の強度を測定する手段とを備え、制御部は、バックステージ分割デューティサイクル設定点としての３つの値を送達するために電流強度測定値を用いる少なくとも２つの制御ループを含む。
【００１１】
制御部がブーストステージに適用する分割デューティサイクルを用いて所定の値を送達する第３の制御ループを含んでいてもよい。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、制御部は装置の三相配電網との接続点に入力される電圧の正弦波の３つの値を決定する手段を備え、少なくとも第１の制御ループは入力電圧のパルスを含む。
【００１３】
第１の制御ループが入力電圧強度値の線形和として得られる所定の要素をゼロに従属制御し、線形和の係数がωｔ（ωは装置の入力電圧のパルス周波数であり、ｔは時間の測定値である）の三角関数であると好ましい。
【００１４】
制御部が制御ループのうち２つを行うことにより２つの値の３つの線形和を求めることが可能な演算器を備え、３つの線形和の各係数は余接関数であると好ましい。
【００１５】
制御部は、例えば、三相配電網のシステムの接続点における電圧パルスωに対応する角回転速度ωで基準の開始フレームに対して回転する基準フレームにおいて、１つ、２つ、又は３つの入力電流強度要素を算出することにより、装置の入力電流の要素を有するベクトルに対し、基準フレームの第１の変更を行うよう構成することができる。制御部は、更に、後に制御部が用いる２つの変数をそれぞれ送達する２つの制御ループのうちの一つに対する入力値としての、新たなベースにおいて算出した要素のうちの１つの設定値からの偏差を用いて基準回転フレームの他の変更を行うことにより、バックステージ部に適用する３つの分割デューティサイクルを算出するよう構成されていてもよい。
【００１６】
本発明の装置は、発電機の入力電流の強度を測定する手段を備えていてもよい。制御部は更に、各値についてゼロ値からの偏差又は設定値からの偏差を算出し、算出した偏差に基づき算出された新たなベースの要素のうち１つ又は２つをそれぞれ発電機の入力電流の強度と比較するよう構成されていてよく、また、２つの電力強度設定値を送達する２つのＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御部それぞれの入力として得られる２つの偏差を用いて比較を行うよう構成されていてもよい。設定値は定数関数でもよく、或いは、バッテリに要するエネルギーに基づいて生成される設定値の関数でもよい。
【００１７】
制御部は、２つのＰＩＤ制御部により送達される２つの電力強度設定値Ｉｆｄ及びＩｆｑにより定義されるベクトル（Ｉｆｄ、Ｉｆｑ、０）に第１の基準フレーム変更の逆マトリクスである基準フレーム変換マトリクスを適用可能な演算器を備えていてもよい。制御部は、この第２の基準フレーム変更により得られる３つの電力強度値をインダクタ巻線の入力電力強度の測定値を用いて除算可能な演算器、及び、３つの演算結果をバックステージ部に適用する分割デューティサイクルとして使用可能な１つ又は複数のパイロットモジュールを備えていてもよい。
【００１８】
制御部は、例えば、バックステージ部に適用する３つの分割デューティサイクルを算出するため、新たな基準フレームにおいて、入力電流の強度要素のうちの１つをゼロに従属制御させ、同時に要素以外の要素を設定値に従属制御するよう構成されていてもよい。
【００１９】
制御部は更に、これに平行であり、ブーストステージに適用する分割デューティサイクルを送達可能な制御ループを備えていてもよく、その場合ループは、第２の設定値とインダクタ巻線機の入力電流の測定値との間の偏差を入力値として有する。
【００２０】
本発明の他の実施形態によれば、制御部は、バックステージ部に適用する３つの分割デューティサイクル設定点を算出するため、新たな基準フレームにおいて、入力電流強度要素のうちの１つをゼロ値に従属制御する第１の制御ループと、インダクタ巻線の入力電力の測定値を設定値に従属制御可能な第２の制御ループとを備えることができる。
【００２１】
更に制御部は、これに平行であり、ブーストステージ部に適用する分割デューティサイクル設定値を、バッテリへの供給電力設定値及びインダクタ巻線の入力電力測定値を用いて送達可能な制御ループを備えていてもよい。
【００２２】
本発明の他の態様によれば、三相配電網からの入力を制御するバッテリ用急速充電装置のための方法は、バックステージ部に適用する分割デューティサイクルを制御する工程を備え、工程において、２つの制御ループの結果を結合することにより装置に対する入力電圧強度と入力電圧との間で抵抗／誘導／容量型フィルタリング部の処理により生じる位相変移が補正される。
【００２３】
本発明の方法の好ましい実施形態によれば、平面においてパルスωで回転するベクトルの３つの要素により装置の入力電圧がモデル化可能となるよう入力電圧にフィルタリングを行い、続いて装置の３つの入力電流強度測定値を要素として有するベクトル
0006009443.tif 000002
のモデル化された入力電圧のベクトルに対して直角に制御ループを適用することにより、平面上の要素を除去する。
【００２４】
このような本発明の方法において、装置の入力において測定される３つの電流値の線形和はゼロに従属制御され、線形和の係数はωｔ（ωは装置の入力電圧のパルス周波数であり、ｔは時間の測定値である）の三角関数である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、非限定的な一実施例として添付図面に示す本発明の実施形態の詳細な説明を参照することにより明らかになるであろう。
【００２６】
【図１】本発明の充電装置を示す図である。
【図２】ａ及びｂは、２本発明の充電装置の２つの制御サブアセンブリを示す図である。
【図３】ａ、及びｂは、本発明の他の実施形態における充電装置の他の２つの制御サブアセンブリを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１に示すように、バッテリ充電装置１３は、装置１と三相配電網との接続を可能とする３つの端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を備える。これらの３つの端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はバックステージ部３の３つの入力Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３にそれぞれ接続され、この接続は毎回、一方は値Ｌ２のインダクタを備え他方は直列に設けた値Ｌｉのインダクタと値Ｒのインダクタとを含む２つの並列分岐を備えるフィルタ分岐を介してなされる。
【００２８】
バックステージ部の各入力端子Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はまた、容量Ｃのコンデンサを介しアースに接続されている。値Ｒの抵抗器、値Ｌｉ又はＬ２のインダクタ、及び値Ｃの３つのコンデンサの組合せがバックステージ部３の入力に設けたＲＬＣ型フィルタを構成する。
【００２９】
バックステージ部３は３つの並列分岐６、７及び８を備え、これらはそれぞれ制御部１５により制御される２つのスイッチを備える。バックステージ部の各入力Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はそれぞれ、２つのスイッチ間に設けた同一の分岐６、７及び８に対して分岐Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３によりそれぞれ接続される。
【００３０】
バックステージ部３はまた、一方向にのみ導通して分岐６、７及び８に平行に接続されたダイオード９を含む分岐を備える。分岐６、７及び８の共通端及びダイオード９を含む分岐はバックステージ部３の２つの出力端子を構成する。これら端子のうち一つは、ダイオード９を含む分岐のダイオードの導通方向上流側に設けられ、バッテリ１３のマイナス端子及びブーストステージ部４の第１入力１０に接続されている。他方の端子は、ダイオード９を含む分岐のダイオードの導通方向下流側に設けられ、発電機５の第１端子に接続される。発電機５の他方の端子はブーストステージ部４の第２の端子に接続される。
【００３１】
上記の説明は、バックステージ部の第１の簡略実施形態に対応する。本実施例において、バックステージ部の３本の分岐は同一の方法により制御される。例えば仏国特許出願公開第２９４３  １８８号の開示する実施形態のような他の実施形態も考え得る。
【００３２】
ダイオード９を備える分岐は省略可能であり、これを省略した実施形態も本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００３３】
ブーストステージ部４は、その第１入力１０と接続する分岐に設けられバッテリのプラス端子に接続された制御部１５により制御可能な２つのスイッチを備える。ブーストステージ部４の第２入力１１は発電機５に接続されており、２つのスイッチの間に接続される。
【００３４】
発電機５は、インダクタ巻線Ｌｄと直列に配置される値Ｒｄの抵抗器に接続可能であり、ダイオード９の下流に設けたバックステージ部３の出力端子とブーストステージ部４の第２入力との間に接続される。発電機５を無抵抗の巻線インダクタに置き換えた場合、或いは追加の巻線インダクタを発電機５と直列に接続した場合も、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００３５】
コンデンサ１２は、比較的安定した電圧をバッテリ１３に供給するためにバッテリ１３の端子に接続されており、更にはバッテリ充電レベルの関数としてバッテリのプラス端子から入力される最適な強度の電流を示す設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆを送達可能なバッテリ充電監視モジュール１９に接続されている。充電監視モジュール１９は、設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆを専用の接続を介し制御部１５に送信する。
【００３６】
モジュール１９は測定手段を備えていても良い。モジュール１９がこの測定手段を備える場合、測定手段は、実際にバッテリに流れる電流の強度を示す値Ｉｂａｔｔとバッテリ１３のマイナス端子とプラス端子との間の電圧を示す値Ｖｂａｔｔとを制御部１５に送信する。
【００３７】
他の電流強度測定モジュールは、発電機５に流れる電流の値Ｉｄ並びに三相回路の端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を介してフィルタ２へ流れる電流の強度を示す値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３の測定と制御部１５への送信とを可能とする。正規化モジュール１４は充電装置１の接続端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に接続され、フィルタリング済正弦波電圧値に対応する３つの値Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３と、端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３をそれぞれの物理的位置ａ、ｂ及びｃに関連して番号付けるための順番を定義する三重項信号ｃ、ａ、ｂとを制御部１５に送信する。
【００３８】
ブーストステージ部４の制御は、制御部１５の制御モジュール１７により生成され以下のように定義される設定値ａｓに基づき公知の方法により行われる：
ａｓ＝Ｉｂａｔｔ／Ｉｄ
バックステージ部３の制御は、公知の方法に従い、三重項ａｉ、ａ２、ａ３に基づき以下のように定義され制御部１５の制御モジュール１６により生成される分割デューティサイクルに基づいて行う：
三重項ａｉ、ａ２、ａ３＝Ｉｆ／Ｉｄ＝（Ｉｆｉ／Ｉｄ、Ｉｆ２／Ｉｄ、Ｉｆ３／Ｉｄ）
【００３９】
このために、制御部１５は２つの制御モジュール（不図示）を備える。これら制御モジュールのうち第１のモジュールは、バックステージ部３の各スイッチの開閉タイミングのパターンを決定し、分割デューティサイクルａ１、ａ２、ａ３を得る。またこれらのうち第２のモジュールは、ブーストステージ部４の各スイッチの開閉タイミングのパターンを決定し、分割デューティサイクルａｓを得る。
【００４０】
このスイッチは、好ましくは、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）型トランジスタの高速切替を可能とするトランジスタである。
【００４１】
制御部１５はまた、バックステージ部３の入力Ｉｅｄｒｅｆ又は出力Ｉｄｒｅｆにおいて所望の電流設定値を制御モジュール１６及び／又は１７に送信可能な基準ガイドモジュール１８を備える。
【００４２】
制御部１５は、入力で、装置の入力端子におけるフィルタリング済電圧値Ｖｅｉ、Ｖｅ２、Ｖｅ３、これら端子の付番順ｃ、ｂ、ａ、このように付番された入力端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３における電流の測定値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３、発電機５において測定される電流設定値Ｉｄ、バッテリ１３のプラス端子における電流の値Ｉｂａｔｔ、及び充電監視モジュール１９により送達される設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆを受信する。これらの値の一部は、中間強度設定値を生成するために、基準ガイドモジュール１８により用いられる。この基準ガイドモジュールは、特に、バッテリの入力電流の設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆ、装置の入力端子における電圧信号の振幅Ｖｍ、バッテリ１３の端子における電圧Ｖｂａｔｔ、及びバッテリ１３のプラス端子に流れる電圧Ｉｂａｔｔを用いる。
【００４３】
ガイドモジュール１８の生成する電流の強度設定値は、三相配電網の端子に流れる電流の値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３とともに制御モジュール１６に送信され制御モジュール１６により用いられる。これにより二重制御ループを用いて３つの分割デューティサイクル値ａ１、ａ２、ａ３を生成し、これによりバックステージ部３のスイッチの開閉サイクルの制御を可能とする。
【００４４】
制御モジュール１７は、バッテリへ流れる電流の強度設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆ又は基準ガイドモジュール１８の生成する電流設定点に基づき、ブーストステージ部４に適用する分割デューティサイクルを示す規定値を生成するための制御ループを行う。
【００４５】
目安として、充電装置１の電気素子の固有値は以下の範囲にある。
−フィルタ２のコンデンサＣについては静電容量数百μＦ、例えばそれぞれ１００〜５００μＰ
−バッテリ１３の端子における電圧を安定させるためにバッテリ１３の端子に設けたコンデンサ１２については例えば静電容量１〜１０ｍＦ
−フィルタリング回路２の値Ｒの抵抗器については例えば抵抗値１〜１０Ω
−発電機のローターＭｅの抵抗値Ｒｄについては数十ｍΩ、例えば抵抗値０．０１〜０．１Ω
−フィルタ２のインダクタ及び発電機５の巻線にそれぞれ対応するインダクタＬ１、Ｌ２、Ｌｄのインダクタンスについては数十μＨ、例えば１０〜１００μＨ
【００４６】
制御部１５のモジュール１６、１７及び１８の動作のために本発明において適用する制御モードを実施可能とする主な原理を以下に説明する。
【００４７】
端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に対する付番順は、装置が三相配電網に接続する度に正規化モジュール１４により決定される。正規化モジュール１４は装置の各端子間における３つの電圧値ＶＥａ、ＶＥｂ、ＶＥｃと三相配電網の中間位相に対応する位相とを入力として受信する。次に正規化モジュール１４は、例えば位相ロックループ（ＰＬＬ）のような公知の技術により、各入力信号に対しフィルタリングを行い、測定信号の調波として同一周波数の正弦波信号を得る。
【００４８】
続いて、正規化モジュールは、上記３つの信号の付番順を決定し、第１の信号Ｖｍｓｉｎ（ｃｏｔ）、−２π／３により位相変移される信号Ｖｅｉに等しい第２の信号Ｖｅ２、及び＋２π／３により位相変移される信号Ｖｅｉに等しい第３の信号Ｖｅ３を得る。
【００４９】
続いて、正規化モジュール１４は電流の特徴量を制御部１５に送信する。これにより、制御部１５は、電圧ベクトル
0006009443.tif 000003
＝（Ｖｅｉ、Ｖｅ２、Ｖｅ３）＝Ｖｍ（ｓｉｎ（ｒｏｔ）、ｓｉｎ（ｒｏｔ−２ｎ／３）、ｓｉｎ（ｒｏｔ＋２ｎ／３））、すなわち振幅Ｖｍ、電圧パルスω、及び初項Ｖｅｉに対し位相をゼロとするために選択される時間の原点を再構築可能となる。
【００５０】
正規化モジュール１４はまた、この端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の付番順を返し、これによりこれら端子間に存在する上記ベクトルの３つの項が上述のように位相変移する。
【００５１】
制御部１５は、端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３のそれぞれにおける装置への入力電流の３つの値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３を示す３つの測定値を３つの電流強度センサから受信する。制御部１５は、この３つの値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３を処理し、電流強度Ｉｅiがフィルタリング済電圧Ｖｅ１に対応する端子Ｂｉに流れる電流の強度となり、電流強度Ｉｅ２が端子Ｂ２（そのフィルタリング済電圧がＶｅ２に対応する）に流れる電流の強度となり、電流強度Ｉｅ３が端子Ｂ３（そのフィルタリング済電圧がＶｅ３に対応する）に流れる電流の強度となるように電流ベクトル（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）を算出する。
【００５２】
上記３つのフィルタリング済電圧値に対する付番順が上記の定義と異なるものであっても、本発明の範囲を逸脱するものではない。しかしながら、そのためには、特に後述の通り定義する基準フレーム変換マトリクスＴ（ωｔ）を表すために、以下の方程式を採用する必要がある。
【００５３】
三相配電網の位相に対する番号の再付番に対応する添数１、２、３は、添え字ａ、ｂ、ｃに、この順で又はこれらの順列により対応するものとして良い。
【００５４】
以下の原理の説明において、三相配電網と装置１との接続用の端子Ｂｉ、Ｂ２、Ｂ３の決定、及びこの決定された端子Ｂｉ、Ｂ２、Ｂ３に基づき決定される接続点Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、分岐Ｆ１、Ｆ２、Ｆ3、電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２、Ｖｆ３、電力強度Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３、Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３の付番は、端子Ｂｉ、Ｂ２、Ｂ３に対する付番が上記原理に基づき正規化モジュール１４により予め決定されていることを前提として行われる。
【００５５】
正規化モジュール１４は、３つのモデル電圧値Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３を制御部１５に送信する。続いて制御部１５は、バックステージ部３及びブーストステージ部４に対する分割デューティサイクル設定値を生成する。これにより以下の３つの目的が達成可能となる。
−三相配電網との接続用の端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３において測定される電流値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３と装置の対応する端子における３つのモデル電圧値Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３との間における位相変移の最小化
−バッテリ１３が必要とする電力供給量（この必要な電力供給量は充電監視モジュール１９により決定され関数Ｉｂａｔｔｒｅｆとして制御部１５に送信される）に対応する、バッテリ１３のプラス端子の入力電流の測定値Ｉｂａｔｔの取得
−配電網から供給される電流における望ましくない調波の発生を避けるための、発電機５のインダクタ巻線Ｌｄの入力電流Ｉｄの遮断の回避
【００５６】
このために、電圧ベクトル
0006009443.tif 000004
は、開始ベースにおいて、座標Ｖｅ１、Ｖｅ２、Ｖｅ３、を有すると考えられる。すなわち、この第１のベースにおいて、
0006009443.tif 000005
＝（Ｖｅｉ、Ｖｅ２、Ｖｅ３））
である。
【００５７】
同一のベースにおいて（「同一基準フレームにおいて」としても同内容を示す）、以下を考慮する。すなわち、装置１に入力される電流の強度のベクトル：
0006009443.tif 000006
＝（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）
フィルタ２の出力の強度のベクトル：
0006009443.tif 000007
＝Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３；及び
フィルタ２のフィルタリングコンデンサＣの端子における電圧ベクトル：
0006009443.tif 000008
＝（Ｖｆ１、Ｖｆ２、Ｖｆ３）。
【００５８】
以下の説明において、下記式中のｓは時間ｔに関する微分演算子を表す。
0006009443.tif 000009
これは正弦波パルス電流ωに関し次の複素表示によっても表すことができる。
ｓ＝ｊω
【００５９】
フィルタ２の各分岐間における電流及び電圧の関係は以下のように表される。
0006009443.tif 000010
或いは、場合によっては以下のように表すことができる。
0006009443.tif 000011
【００６０】
発電機５を含む分岐の方程式は以下のように表される。
0006009443.tif 000012
ここで、
0006009443.tif 000013
＝（ａｉ、ａ２、ａ３）はバックステージ部３の分割デューティサイクル（ＰＷＭ（パルス幅変調））により開始ベースにおいて定義するベクトルであり、
この方程式は次のように表すこともでき、
0006009443.tif 000014
場合によっては、次のように表すこともできる。
0006009443.tif 000015
【００６１】
可変マトリクスＴ（ωｉ）（ベース変換マトリクス又は基準フレーム変換マトリクスとも呼ぶ）は、ベクトル
0006009443.tif 000016
基づき以下のように定義される。
0006009443.tif 000017
【００６２】
このマトリクスは開始ベースと回転到来ベースとの間におけるベースの変換を示し、開始ベースはそれぞれ以下の座標
0006009443.tif 000018
を有する３つのベクトル
0006009443.tif 000019
によって定義される。
【００６３】
すなわち、
0006009443.tif 000020
は
0006009443.tif 000021
に対し共線的で開始ベースにおいて
0006009443.tif 000022
と共に回転し、
0006009443.tif 000023
は
0006009443.tif 000024
に対し直交しており開始ベースにおいて
0006009443.tif 000025
と共に回転し、
0006009443.tif 000026
は
0006009443.tif 000027
と
0006009443.tif 000028
とに対し直交しており開始ベースにおいて固定である。
【００６４】
Ｔ（ωｉ）と乗算することにより恒等行列を得ることが可能となるマトリクスＴ−１（ωｉ）は、以下のように表される。
0006009443.tif 000029
【００６５】
マトリクスＴ（ωｉ）及びその逆行列Ｔ−１（ｒｏｔ）の時間に関連する第１及び第２の導関数は、以下の顕著な特性を有する。
0006009443.tif 000030
【００６６】
以下の説明において、下記の表記法を用いる：
Ｖｅｉ２３＝（Ｖｅｉ，Ｖｅ２，Ｖｅ３）＝Ｖｍ（ｓｉｎ（ｒｏｔ），ｓｉｎ（ω−２π／３），ｓｉｎ（ωｉ＋２π／３）
（上式は、開始ベースにおける電圧ベクトル
0006009443.tif 000031
を表す。）
Ｖｅｄｑ０＝Ｔ（ωｉ）＊Ｖｅｉ２３＝（Ｖｅｄ，Ｖｅｑ,Ｖｅ０）＝（Ｖｍ，０，０）
（上式はベクトル
0006009443.tif 000032
により定義される回転ベースにおける
0006009443.tif 000033
を表す。）
Ｉｅｉ２３＝（Ｉｅｉ，Ｉｅ２，Ｉｅ３）＝Ｉｍ（ｓｉｎ（ωｉ−Φ），ｓｉｎ（ωｉ−Φ−２π／３），ｓｉｎ（ｒｏｔ−Φ＋２π／３）
（上式は開始ベースにおける
0006009443.tif 000034
を表す。式中、Φは装置１の三相配電網への接続用の端子それぞれに関する電流の位相変移を表す。）
0006009443.tif 000035
（上式はベクトル
0006009443.tif 000036
により定義される回転ベースにおける
0006009443.tif 000037
を表す。）
【００６７】
実際には、回転ベース
0006009443.tif 000038
の定義を前提とすると、
0006009443.tif 000039
は回転ベースにおいて固定であり、電流ベクトル
0006009443.tif 000040
は、やはり回転ベースにおいて固定であり、各位相における電流が位相電圧に対し角度Φにより位相変移している場合下式のように表される。
0006009443.tif 000041
換言すれば、この結果、配電網から供給される電流と電圧との間における位相変移は、以下の要素
0006009443.tif 000042
すなわち、要素Ｉｅｑを無効にする。
【００６８】
また、以下の表記法を用いる。
Ｉｆｉ２３＝（Ｉｆｉ，Ｉｆ２，Ｉｆ３）
（上式は開始ベースにおける
0006009443.tif 000043
を表す。）
Ｉｆｄｑ０＝Ｔ（ωｔ）＊Ｉｆ１２３＝（Ｉ  ｆｄ，Ｉｆｑ，Ｉｆ０）
（上式はベクトル
0006009443.tif 000044
により定義される回転ベースにおける
0006009443.tif 000045
を表す。）
Ｖｆ１２３＝（Ｖｆ１，Ｖｆ２，Ｖｆ３）
（上式は開始ベースにおける
0006009443.tif 000046
を表す）
Ｖｆｄｑ０＝Ｔ（ｒｏｔ）＊Ｖｆ＝（Ｖｆｄ，Ｖｆｑ，Ｖｆ０）
（上式はベクトル
0006009443.tif 000047
により定義される回転ベースにおける
0006009443.tif 000048
を表す。）
【００６９】
上述の回転ベースにおけるフィルタ２に特徴的な方程式を適用すると、開始ベースを表す方程式（１）及び（２）の左方単位元がＴ（ωｔ）により乗算される。その結果、以下が得られる。
0006009443.tif 000049
これらはまた回転ベースにおける異なるベクトルを表す以下の式の関数として表される。
0006009443.tif 000050
【００７０】
ベクトル
0006009443.tif 000051
の座標が無効となるので、以下のベクトル
0006009443.tif 000052
の座標に関し次の方程式が得られる。
0006009443.tif 000053
【００７１】
方程式（３）と（４）との間で電圧項Ｖｆｄ及びＶｆｑが消去されることにより、Ｉｅｑ、Ｉｆｑ、Ｉｆｄを関連づける以下の方程式が得られる：
Ｉｅｑ＝ＦＡ（ｓ）Ｉｆｑ＋ＦＢ（ｓ）Ｉｆｄ
ここで、ＦＡ（ｓ）は方程式（３）、（４）により得られる関数Ｉｆｑの変換関数であり、ＦＢ（ｓ）は同様に方程式（３）、（４）により得られる関数Ｉｆｄの変換関数である。ω＝２π×５０又はω＝２π×６０に近い回路網のパルスω、並びに上記コンデンサＣ及びインダクタＬ１、Ｌ２、Ｌｄの抵抗値Ｒ及びＲｄの大きさの次数について、電流値Ｉに変換関数ＦＢ（ｓ）を適用した場合、変換関数ＦＡ（ｓ）を同様に電流値Ｉに適用した場合に導かれる値に比して無視できる程度の値が得られる。
【００７２】
これにより次のことが考えられる。すなわち、フィルタ２とバックステージ部３との間に流れる電流の変数Ｉｆｑを、電流要素Ｉｅｑを０に従属制御させるための制御変数として用いることができる。またこれにより、充電装置の入力における電流と電圧の間の位相変移を除去することができる。
【００７３】
近似すると、以下の方程式（５）が得られる。
0006009443.tif 000054
【００７４】
発電機５を含む分岐の方程式により、ＩｄとＩｆｄの関連づけが可能となる。これはすなわち、下式によって、
0006009443.tif 000055
によって、表すことができる。
【００７５】
Ｉｂａｔｔ×Ｖｂａｔｔの積が、制御の対象である入力電流値より遅く変動する外乱であることと、コンデンサの端子における電圧のベクトルの要素Ｖｆｑがゼロであることを考慮すると、フィルタの値Ｒ、Ｌ１、Ｌ２により、Ｖｅｑとほとんど変わらないので、上記方程式（６）に基づき、Ｉｆｄの変動とＩｄの変動とを直接結びつける関係が得られる。
【００７６】
よって、電流の変数Ｉｆｄを、発電機５に流れる電流Ｉｄをインダクタ巻線Ｌｄにおける電流の遮断を引き起こさないために生成される設定値に従属制御させるための制御変数として用いることができる。
【００７７】
また、これにより、Ｉｆｄ及びＩｆｑはいずれも、発電機の入力電流Ｉｄ及びフィルタとバックステージ部３との間に送信される電流値Ｉｅｑをそれぞれ基準設定値に従属制御させるための制御変数として用いることができる。
【００７８】
所望の値Ｉｆｄ及びＩｆｑを得るための演算を可能とする分割デューティサイクル値ａｉ、ａ２、ａ３を得るためには、フィルタ２とバックステージ部３との間に送信される電流値の３つの座標Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３をＩｆｄ及びＩｆｑに基づき再計算するためにマトリクスＴ−１（ωｉ）を用いて基準フレームを変更すればよい。これら３つの値Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３を発電機５の入力電流の測定値Ｉｄにより除算することにより、必然的にバックステージ部３の３つのデューティサイクル値ａｉ、ａ２、ａ３が得られる。これらの３つの分割デューティサイクル設定値を用いたバックステージ部３の制御を行うことにより、装置の入力における電流及び電圧の位相変移を除去するためのＩｅｑのゼロ基準値への従属制御が可能となり、また、発電機５に流れる電流の値Ｉｄの所望の設定値Ｉｄｒｅｆへの従属制御が可能となる。
【００７９】
位相変移Фを除去するためにＩｅｑがＩｆｑに基づき制御されかつ発電機の巻線における電流の遮断を回避するためにＩｄがＩｆｄに基づき制御される場合にも、制御部１５による制御の上述の第３の目的、すなわち、バッテリに流れる電流の値Ｉｂａｔｔの充電監視モジュール１９により生成される設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆへの従属制御は達成される。このために、例えば、ａｓ＝Ｉｂａｔｔｒｅｆ／Ｉｄにより表される関係を得るためにブーストステージ部４に適用する分割デューティサイクルａｓを決定してよい。値ＩｂａｔｔとＩｄとの測定タイミングとブーストステージ部４に適用する分割デューティサイクルを定義する制御変数ａｓが有効になるタイミングとの間のずれを補正するために、「フィードフォワード」型制御ループを用いることができる。このフィードフォワード型制御ループにおいては、電流の設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆとこの電流設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆとバッテリ１３のプラス端子における電流の実測値Ｉｂａｔｔとの間の積分誤差との合計に基づき制御変数を算出する。
【００８０】
本実施形態の他の変形例によれば、上記方程式（３）及び（４）を用いて項Ｖｆｄ、Ｖｆｑを消去することにより、下式のようなＩｅｄ、Ｉｆｑ、Ｉｆｄ間の関係を記述することができる。
Ｉｅｄ＝ＦＥ（ｓ）（Ｉｆｑ）＋ＦＤ｛ｓｌｌｆｄ）
【００８１】
ここで、ネットワークの通常のパルス値並びにコンデンサＣ及びインダクタＬ１、Ｌ２、Ｌｄの抵抗器の値Ｒ、Ｒｄに基づき、項ＦＤ（Ｉｆｄ）は項ＦＥ（Ｉｆｑ）より大きくなることが分かる。そのため、第１次近似として以下が得られる。
Ｉｅｄ＝ＦＤ（Ｉｆｄ）  式（６）
【００８２】
上記本実施形態の他の変形例によれば、２つの設定値にＩｅｑとＩｅｄとを同時に従属制御させるために電流値ＩｆｑとＩｆｄとを用いることができる。位相変移Фを除去するために、Ｉｅｑをゼロに予め従属制御し、Ｉｅｄを、バッテリ１３の＋端子の入力における設定値強度Ｉｂａｔｔｒｅｆを得るために生成する設定値Ｉｅｄｒｅｆに予め従属制御する。バックステージ部３に対し分割デューティサイクル設定値として適用する値ａ１、ａ２、ａ３を得るために、マトリクスＴ−１（ωｉ）を用いて所望の規定値に基づき、基準フレームを予め変更する。
【００８３】
本発明の第２実施形態においては、Ｉｅｑを制御するためのＩｆｑの制御ループとバッテリに流れる電流を制御するためのＩｆｄの制御ループとを併用する。したがって、発電機５の入力電流に対する従属制御を可能とする第３の制御ループの定義は後述する。
【００８４】
ここで、第１次近似として、発電機５の入力電流の変化の関係は以下の方程式（７）により表される。
0006009443.tif 000056
ここで、
0006009443.tif 000057
は、２つの制御ループにより決定される値を有する外乱と考えられ、またコンデンサ１２を備えることにより値Ｖｂａｔｔが比較的安定するため、この方程式（７）はａｓと発電機５の入力電流Ｉｄとを直接に結びつけるものである。
【００８５】
したがって、この第２実施形態において、基準値Ｉｄｒｅｆと発電機５の測定値Ｉｄとの間の誤差から直接ａｓを制御することが可能となる。
【００８６】
Ｉｅｑの設定値としてはゼロ値を用い、Ｉｅｑ及びＩｄのそれぞれの設定値としては、基準ガイドモジュール１８により生成される２つの設定値強度関数ＩｅｑｒｅｆとＩｄｒｅｆとをそれぞれ用いる。
【００８７】
以下に、装置の入力電流の設定値Ｉｅｄｒｅｆを決定するための三相配電網の接続端子とバッテリの端子間における電力の制御方法につき説明する。このために、装置において特に抵抗器の存在により生じる電気エネルギーの損失は、第１次近似において無視される。
【００８８】
続いて、下記方程式（８）の表す関係に基づき、入力電流の値Ｉｅｄｒｅｆが求められる。
0006009443.tif 000058
ここで、Ｖｍは入力電圧（ネットワーク電圧）レベルであり、Ｖｂａｔｔはバッテリ１３の端子において測定される電圧であり、Ｉｂａｔｔｒｅｆは充電監視モジュール１９により生成されるバッテリ電圧設定値である。
【００８９】
発電機５のインダクタにおける電流の遮断を回避するために設定される発電機５の入力電流の設定値Ｉｄｒｅｆは、任意の定数に固定としてもよいし、或いはゼロより常に大きいいかなる関数に基づき決定してもよい。
【００９０】
上述の実施形態において、装置の入力における電力設定値Ｉｅｄｒｅｆの関数としてＩｄｒｅｆを制御するための決定及びバッテリ１３の端子におけるＩｂａｔｔｒｅｆを制御するための決定は、下式（９）を用いて行う。
Ｉｄｒｅｆ＝Ｍａｘ｛ｌｅｄｒｅｆ，Ｉｂａｔｔｒｅｆ）＋Ａ  式（９）
ここでＩｅｄｒｅｆは上記関係に基づき得られる値であり、Ｉｂａｔｔｒｅｆは充電監視モジュール１９により送達されるバッテリ電流の値であり、Ａは所定の値、例えば、２００アンペアに固定可能な任意の定数である。
【００９１】
図１の基準ガイドモジュール１８は、制御モジュール１６及び１７（これらの動作は後述する）とともに、方程式（８）を用いて系統的にＩｅｄｒｅｆを算出し、続いて方程式（９）を用いてＩｄｒｅｆを算出する。モジュール１６と１７それぞれに適用されている動作モードに応じ、ガイドモジュール１８は、モジュール１６及び１７の一方に値Ｉｅｄｒｅｆ又はＩｄｒｅｆの一方を送信し、他方のモジュールに他方の値を送信可能である。しかしながら、基準ガイドモジュールが値Ｉｅｄｒｅｆ又はＬｄｒｅｆのうちのいずれか１つのみを算出し送信する構成も本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００９２】
図２ａ、２ｂ並びに３ａ、３ｂは、上述の考慮点に基づき本発明を実施するために図１に示す充電装置１を用いて適用する２つの制御モードを示す。図２ａ、２ｂ並びに３ａ、３ｂにおいて、図１における要素と共通のものには図１と同一の参照符号を付した。
【００９３】
図２ａは制御モジュール１６の動作モードの一例を示す。制御モジュール１６は、発電機５の入力電流強度の測定値Ｉｄを、第１入力で受信する。制御モジュール１６は減算器２０のマイナス入力にこの値を送信し、減算器２０は基準ガイドモジュール１８により生成された電流の値Ｉｄｒｅｆを、プラス入力で受信する。この差分は補正器２１に送信される。補正器２１としては、比例積分導関数型補正器を用いることができる。図２ａにおいて、Ｋ５は補正器２１の補正関数を示す。補正項は上記式（６）により求められる。
【００９４】
この補正の結果は、基準フレームの変更の定義に用いたフィルタリング済電圧のベクトル
0006009443.tif 000059
に平行であるフィルタ２の出力における電流設定値のベクトル回転ベース
0006009443.tif 000060
に基づき、要素Ｉｆｄとして解釈される。制御モジュール１６は、装置１の入力端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３における電流測定値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３を、他の３つの端子を介して受信し、受信した３つの測定値を電流強度ベクトル
0006009443.tif 000061
の３つの座標として用いる。演算器２２はこれに基準フレームの変更を適用し、ベース変換マトリクスＴ（ωｉ）により決定されるベクトル
0006009443.tif 000062
の回転ベースの座標のうちの一つを得る。これにより保持される座標Ｉｅｑは、基準フレームの変更の決定に用いたフィルタリング済電圧のベクトル
0006009443.tif 000063
に直交するベクトル
0006009443.tif 000064
に基づく座標である。この座標Ｉｅｑは減算器２３に送信される。減算器２３は、プラス入力で、制御モジュール１６のメモリ３０に格納されておりゼロ値を有する設定値Ｉｅｑｒｅｆを受信する。
【００９５】
この差分は、やはり比例積分導関数型である補正器２４に送信される。補正器２４は、図中、補正関数Ｋ１で示されており、この関数の項は上記式（５）により推測される。
【００９６】
補正器２４による補正の結果は、基準フレームの変更の定義に用いたフィルタリング済電圧のベクトル
0006009443.tif 000065
に直交するベクトル
0006009443.tif 000066
の座標に対応する電力強度Ｉｆｑとして解釈される。続いて、補正器４１による補正の結果Ｉｆｄ及び補正器２４による補正の結果Ｉｆｑを、ベクトル
0006009443.tif 000067
の回転ベースの２つの要素として用いる。このベクトルはフィルタ２から出力される電流の強度を表す。このために、演算器２５はベース変換逆マトリクスＴ−１（ωｉ）をこのベクトル（Ｉｆｄ、Ｉｆｑ、０）に適用し、３つの座標Ｉｆｉを送達する。更に、演算器２５は、開始ベースにおいて
0006009443.tif 000068
（すなわち、フィルタ２の出力でありそれぞれ図１に示す分岐Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３の入力電流の３つの値）を表す３つの座標Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３を送達する。続いて、制御モジュール１６は、変換器２６及び３つの乗算器２７、２８、２９を用いて発電機５の入力電流の値Ｉｄに基づき各値Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３を除算し、公知の方法に従いバックステージ部３の制御を可能とする３つの値ａｉ、ａ２、ａ３を送達する。これらの値ａｉ、ａ２、ａ３は、例えば不図示の制御モジュールに送信される。この制御モジュールはこれら分割デューティサイクルを得るための演算を可能とする開閉サイクルをバックステージ部３のスイッチに適用する。
【００９７】
図２ｂは制御モジュール１７の動作モードの一例を示す。この動作モードにおいて、制御モジュール１７は、制御モジュール１６とともにブーストステージ部４を制御することができる。制御モジュール１６の動作モードは図２ａに示した。制御モジュール１７はその入力のうち一つを介して測定値Ｉｂａｔｔを受信し、受信した値を減算器３１のマイナス入力に送信する。減算器３１は充電監視モジュール１９により送達された値Ｉｂａｔｔｒｅｆをプラス入力で受信する。減算器３１は２つの項の差分を比例演算型の第１の補正器３２及び積分型の第２の補正器３３に送信する。同時に、電流設定値Ｉｂａｔｔｒｅｆは、フィードフォワードループ３５により積分器３３の結果を受信する加算器３４に第２入力で送信される。
【００９８】
制御モジュール１７は、第３入力で発電機５の入力電流の測定値Ｉｄを受信し、受信した値を逆演算器３６に送信し、続いて第２入力で、加算器３４の演算結果を受信する乗算器３７にこの値を送信する。乗算器３７の演算結果、すなわち修正済誤差項に基づき増幅され発電機５の入力電流Ｉｄを用いて除算されたバッテリ電流設定値は、分割デューティサイクル設定値ａｓとして不図示の制御モジュールに送信される。この制御モジュールは、公知の方法を用いて、この分割デューティサイクルを得るための演算を可能とする開閉サイクルをブーストステージ部４のスイッチに適用する。
【００９９】
補正方法の種類としては、補正器３２のような比例補正型及び積分器３３のような比例補正型以外の補正方法を用いてもよい。このような構成における補正ループは、規定値Ｉｄ及びＩｂａｔｔｒｅｆの決定タイミングとａｓに対応する分割デューティサイクルの適用タイミングとの間における時間のずれを補正するために行う。
【０１００】
図２ａ、２ｂに示す動作モードは相補的である。すなわち、図２ａに示す動作モードは、バックステージ部３を制御することにより、配電網から供給される電流と電圧との間の位相変移の除去を可能とし、更に、バッテリ１３の入力において最終的に必要となる電流Ｉｂａｔｔｒｅｆに適合する、発電機の入力電流の強度Ｉｄ（ゼロ値ではない）を得ることを可能とする。
【０１０１】
続いて、図２ｂに示す制御モジュール１７の動作モードにおいて、ＩｂａｔｔをＩｂａｔｔｒｅｆに従属制御することにより、バッテリ１３の入力における所望の電流値Ｉｂａｔｔｒｅｆを得るために制御モジュール１６により制御される、発電機の電流Ｉｄを利用することが可能となる。
【０１０２】
図３ａは、図１に示すバックステージ部３の制御を可能とする制御モジュール１６の他の動作モードの一例を示す。図２ａに示す動作モードと同様、演算器２２は、装置１の端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３からの入力電流の強度のベクトル
0006009443.tif 000069
の座標である３つの値Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３を変換する。この変換は、これらの値を基準フレーム変換マトリクスＴ（ｃｏｔ）を用いて乗算することにより行う。
【０１０３】
ここで、演算器２２は、三相回路の端子を介して入力される電流の、装置の入力におけるフィルタリング済電圧のベクトルの、ベクトル
0006009443.tif 000070
により定義される回転面におけるベクトル
0006009443.tif 000071
の座標である、２つの座標Ｉｅｑ及びＩｅｄを送達する。図２ａの制御モードと同様に、フィルタリング済電圧に直交する座標である座標Ｉｅｑは減算器２３に送信される。減算器２３は、メモリ３０に格納したゼロ値である設定値Ｉｅｑｒｅｆをこの座標から減算し、その差分を図３ａに示す補正関数Ｋ１（図２ａに同じ）を有する補正器２４に送信する。
【０１０４】
続いて、補正器２４は、バックステージ部３の入力における電流の設定値のベクトル
0006009443.tif 000072
の要素として用いる値Ｉｆｑを送達する。図３ａの制御モードにおいて、演算器２２は、フィルタリング済電圧のベクトル
0006009443.tif 000073
に平行であるベクトル
0006009443.tif 000074
の座標である、装置への入力電流の第２の座標Ｉｅｄを減算器４０に送信する。減算器４０は図１に示す基準ガイドモジュール１８により生成される設定値Ｉｅｄｒｅｆを受信した座標から減算する。
【０１０５】
この差分は、補正関数Ｋ４によって示される補正器４１に送信される。補正関数Ｋ４は比例積分導関数型のものとすることができ、その項は上記式（６）から推測される。
【０１０６】
補正器４１は、装置の入力におけるフィルタリング済電圧のベクトル
0006009443.tif 000075
に平行なバックステージ部３の端子を介して入力される３つの電流を定義するベクトル
0006009443.tif 000076
の座標の設定値として解釈される値Ｉｆｄを送達する。Ｉｆｑは、装置の入力におけるフィルタリング済電圧のベクトル
0006009443.tif 000077
に直交するバックステージ部３に入力される電流の強度のベクトル
0006009443.tif 000078
の回転ベースの第２のベースベクトル
0006009443.tif 000079
の座標として解釈される。補正器４１及び２４は、これら２つの座標Ｉｆｄ及びＩｆｑをそれぞれ演算器２５に送信する。演算器２５は、受信した座標をベース変換逆マトリクスＴ−１（ωｉ）を用いて乗算する。演算器２５は、バックステージ部３の分岐Ｆｉ、Ｆ２、Ｆ３における所望の入力電流強度の設定値を示す、ベクトル
0006009443.tif 000080
の開始ベースの３つの座標Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３を送達する。
【０１０７】
続いて、図２ａに示す制御モードと同様、変換器２６並びに３つの乗算器２７、２８、２９は、これら３つの設定値Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３を発電機５の入力電流の測定値Ｉｄを用いて除算する。続いて、制御モジュール１６は、バックステージ部３の制御のための分割デューティサイクルとして、不図示の制御モジュールにより使用される３つの設定値ａｉ、ａ２、ａ３を送達する。
【０１０８】
図３ｂは、図３ａに示すモジュール１６の制御モードに相補的なモジュール１７の制御モードを示す。ここで、制御モジュール１７は、発電機５の入力電流の測定値Ｉｄを第１の入力として受信し、受信した値を減算器４２のマイナス入力に送信する。減算器４２は、基準ガイドモジュール１８により生成される設定値Ｉｄｒｅｆをプラス入力で受信する。
【０１０９】
測定値Ｉｄと設定値Ｉｄｒｅｆとの差分は補正器４３に送信される。補正器４３としては、例えば比例積分型のものを用いる。補正器４３は図３ｂに示す補正関数Ｋ６を有する。補正項は上記式（７）により求められる。補正器４３は値ａｓを送達する。この値は制御モジュール１７から不図示の制御モジュールに送信され、ブーストステージ部４のスイッチ構成部分に対する開閉サイクルを定義するために用いられる。
【０１１０】
本発明の目的は、上述の実施形態に限定されず、多数の変形例を想起することが可能であり、特に入力電圧のベクトルモデル
0006009443.tif 000081
及びこれに基づき生成されるベース変換マトリクスに関して可能である。
【０１１１】
バックステージ部３の入力に設けたフィルタは上記と異なる構成としてよい。この場合、上記方程式（３）及び（４）の各項は変更可能である。この場合基準フレームの変更を行っても上述の利点は達成可能である。
【０１１２】
また本発明の目的は多変数制御によっても達成可能である。この場合、相互に依存する３つ以上の制御ループを併用することにより分割デューティサイクル設定値ａ１、ａ２、ａ３、ａｓを送達する。
【０１１３】
装置１の構成は、フィルタ、バックステージ部、インダクタ巻線、ブーストステージ部の配置順が保持される限り変更可能である。また特に、分岐Ｆｉ、Ｆ２、Ｆ３を省略し接続点Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のみとしてもよい。
【０１１４】
本発明の充電装置によれば、バッテリが要する電力供給量と無効電力及び供給される電流の調波に関する三相電流のサプライヤの要求との間の任意のタイミングにおける制御が可能となる。
【符号の説明】
【０１１５】
１    充電装置
２    フィルタ
３    バックステージ部
４    ブーストステージ部
５    発電機
６、７、８    バックステージ部３の並列分岐
９    ダイオード
１０    ブーストステージ部４の第１の接続端子
１１    ブーストステージ部４の第２の接続端子
１２    コンデンサ
１３    バッテリ
１４    正規化モジュール
１５    制御部
１６、１７    コントロールモジュール
１８    基準ガイドモジュール
１９    充電監視モジュール
２０    減算器
２１    補正器
２２    基準フレーム変更演算器（＝ベース変換演算器）
２３    減算器
２４    補正器
２５    基準フレーム変更演算器（＝ベース変換演算器）、演算器２２の逆
２６    変換器
２７、２８、２９    乗算器
３０    メモリ
３１    減算器
３２    補正器
３３    積分器
３４    加算器
３５    「フィードフォワード」ループ
３６    逆演算器
３７    乗算器
４０    減算器
４１    補正器
４２    減算器
４３    補正器
ａ    補正器３２の補正率
ａｉ、ａ２、ａ３    ａｉ＝Ｉｆｉ／Ｉｄ、ａ２＝Ｉｆ２／Ｉｄ、ａ３＝Ｉｆ３／Ｉｄによって規定されるバックステージ部３の分割デューティサイクル
ａｓ    ａｓ＝Ｉｂａｔｔ／Ｉｄによって規定されるブーストステージ部４の分割デューティサイクル
Ｂｉ、Ｂ２、Ｂ３    装置１を三相配電網の位相に接続するための端子
Ｃ    値Ｃを有する、フィルタ２のコンデンサ
Ｄｉ、Ｄ２、Ｄ３    フィルタ２の、バックステージ部３の入力への接続点
Ｆｉ、Ｆ２、Ｆ３    バックステージ部３の入力と、各分岐６、７、８の中間点（２つのスイッチ間の点）との間の分岐又は接続点
Ｌｉ    値Ｌｉを有する、フィルタ２の第１の直列インダクタ
Ｌ２    値Ｌ２を有する、フィルタ２の第２の直列インダクタ
Ｒ    値Ｒを有する、フィルタ２の抵抗器
Ｒｄ    発電機５の巻線の等価抵抗
Ｌｄ    発電機５の巻線の等価インダクタンス
Ｉｅｉ、Ｉｅ２、Ｉｅ３    端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３における充電装置への入力電流の測定値
Ｉｆｉ、Ｉｆ２、Ｉｆ３    分岐Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３においてフィルタ２からバックステージ部３へ入力する電流
Ｉｄ    発電機５を通る電流の測定値
Ｉｂａｔｔ    バッテリ１３の＋端子における入力電流の測定値
Ｉｂａｔｔｒｅｆ    充電監視モジュール１９によって送られるバッテリ電流強度設定点
Ｉｅｄ    回転ベースの第１のベクトル
0006009443.tif 000082
上の開始ベースで表される、ベクトル
0006009443.tif 000083
＝（Ｉｅ１、Ｉｅ２、Ｉｅ３）の投影
Ｉｆｄ    回転ベースの第1のベクトル
0006009443.tif 000084
上の開始ベースで表される、（Ｉｆ１、Ｉｆ２、Ｉｆ３）に等しいベクトル
0006009443.tif 000085
の投影
Ｋ１、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６    補正器２４、２１、４１、及び４３の補正関数
Ｔ（ωｉ）    装置の入力端子における電圧がベクトル
0006009443.tif 000086
＝（Ｖｅｉ、Ｖｅ２、Ｖｅ３）を規定する開始基準フレームと、ベクトル
0006009443.tif 000087
と共線性の第１のベースベクトル
0006009443.tif 000088
を有する直交回転ベースによって規定される基準フレームとの間のベース変換マトリクス（第３のベースベクトルは開始ベースに対して固定されている）
Ｔ−１（ωｉ）    回転ベースによって規定される基準フレームと、開始基準フレームとの間の逆ベース変換マトリクス
ＶＥａ、ＶＥｂ、ＶＥｃ    地面と、充電装置を三相配電網に接続する端子の各々との間の測定電圧
Ｖｅｉ、Ｖｅ２、Ｖｅ３    第１、第２、及び第３のフィルタ済み項の間の所定の位相変移を得るために、１〜３に再構成された電圧測定値ＶＥａ、ＶＥｂ、ＶＥｃから正規化モジュール１４によってフィルタリングされた電圧値（１〜３の番号付けは、端子Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と、充電装置の分岐Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３との番号付け、並びにこれらの端子又は分岐の測定値の記号に反映されている）
【図１】
0006009443.tif 000094
【図２ａ】
0006009443.tif 000095
【図２ｂ】
0006009443.tif 000096
【図３ａ】
0006009443.tif 000097
【図３ｂ】
0006009443.tif 000098