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JP2001352796A - オルタネータの電圧制御装置 - Google Patents

オルタネータの電圧制御装置

Info

Publication number
JP2001352796A
JP2001352796A JP2000170359A JP2000170359A JP2001352796A JP 2001352796 A JP2001352796 A JP 2001352796A JP 2000170359 A JP2000170359 A JP 2000170359A JP 2000170359 A JP2000170359 A JP 2000170359A JP 2001352796 A JP2001352796 A JP 2001352796A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alternator
voltage
logic
control device
output
Prior art date
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Granted
Application number
JP2000170359A
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English (en)
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JP3866013B2 (ja
Inventor
Katsuyuki Sumimoto
勝之 住本
Keiichi Komurasaki
啓一 小紫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000170359A priority Critical patent/JP3866013B2/ja
Priority to US09/711,075 priority patent/US6486638B1/en
Priority to DE10063072A priority patent/DE10063072A1/de
Priority to FR0016489A priority patent/FR2810169B1/fr
Priority to KR10-2001-0002893A priority patent/KR100436691B1/ko
Publication of JP2001352796A publication Critical patent/JP2001352796A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3866013B2 publication Critical patent/JP3866013B2/ja
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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
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P9/305—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling voltage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オルタネータの発電特性や電磁仕様に基づく
パラメータや方程式を必要とせず、また、励磁コイルへ
の電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理のＯＮデューティーレイ
トおよび論理周波数を結所定周波数範囲で安定させて両
者を両立させることができるオルタネータの電圧制御装
置を得る。 【解決手段】 目標電圧とオルタネータ２の発電電圧と
の比較で得た大小の論理を第１のＯＮ／ＯＦＦ論理とし
て出力する第１の論理出力手段と、この第１のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理に基づいてＯＮデューティーレイトが励磁コイ
ル２１の時定数を考慮した増減量で増減するＰＷＭ内部
出力の論理を第２のＯＮ／ＯＦＦ論理として出力する第
２の論理出力手段とを備え、第１および第２のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理の論理処理結果を励磁コイル２１への電圧印加
のＯＮ／ＯＦＦ論理とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、オルタネータの
電圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、オルタネータの発生電圧を励磁コ
イルに対する印加電圧のＯＮ／ＯＦＦによって所定値に
制御する電圧制御装置において、マイコンを用いてディ
ジタル方式で調整を行う方法としては、例えば特開平０
５−１７６４７７号公報を代表として既存である。
【０００３】このような従来のオルタネータの電圧制御
装置では、オルタネータの発生電圧を目標電圧へ追従応
答性良好に制御する場合、オルタネータの目標発電電流
に対応する目標励磁電流をオルタネータの発電特性に基
づく方程式で演算した後実際に励磁コイルに流れるであ
ろう予測励磁電流をオルタネータの電磁仕様に基づく方
程式で演算する。
【０００４】そして、励磁電流の目標値と予測値との偏
差に基づいて目標励磁電流をオルタネータの発電特性お
よび電磁仕様に基づいて一次進み補正し、制御励磁電流
を演算する。更に、この演算によって決定した制御界磁
電流に対するＯＮ／ＯＦＦデューティー比を、オルタネ
ータの電磁仕様に基づいて設定されたテーブルから読み
込むマップから選択されたＯＮ／ＯＦＦデューティー比
で励磁コイルに対する印加電圧を制御し、目的を達成す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来のオルタネータの電圧制御装置では、以下のよう
な問題点があった。即ち、オルタネータの発電特性や電
磁仕様の変更があった場合、または他の電磁仕様および
発電特性のオルタネータに流用する場合、制御装置は、
制御励磁電流に対するＯＮ／ＯＦＦデューティーテーブ
ルと励磁電流の演算方程式の係数を、オルタネータの電
磁仕様および発電特性毎に変更し、マッチングを取り直
す必要があった。
【０００６】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたものであり、オルタネータを制御
して発生電圧を目標電圧にフィードバック制御する場
合、その制御装置がオルタネータの発電特性や電磁仕様
に基づくパラメータや方程式を必要としない、つまりオ
ルタネータの発電特性や電磁仕様の変化で制御装置のパ
ラメータや方程式の変更を必要としないオルタネータの
電圧制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るオ
ルタネータの電圧制御装置は、オルタネータの発生電圧
を励磁コイルに対する印加電圧のＯＮ／ＯＦＦによって
所定値に制御するオルタネータの電圧制御装置におい
て、目標電圧とオルタネータの発電電圧との比較で得た
大小の論理を第１のＯＮ／ＯＦＦ論理として出力する第
１の論理出力手段と該第１のＯＮ／ＯＦＦ論理に基づい
てＯＮデューティーレイトが励磁コイル時定数を考慮し
た増減量で増減するＰＷＭ内部出力の論理を第２のＯＮ
／ＯＦＦ論理として出力する第２の論理出力手段とを備
え、上記第１および第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理処理
結果を上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理
とするものである。
【０００８】請求項２の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項１の発明において、上記目標電圧
は、上記オルタネータの発電電圧との大小関係の比較で
得る大小の論理を保持する方向でヒステリシス補正が施
され、該ヒステリシス補正量がオルタネータ回転数やオ
ルタネータ出力強度に関係するパラメータに基づいて変
化し、また上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の反転周期に基
づいてフィードバック変更するものである。
【０００９】請求項３の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項１の発明において、上記第１の論理
出力手段に対して上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理が
反転しにくくする論理反転抑制手段を設け、ＯＮ論理→
ＯＦＦ論理およびＯＦＦ論理→ＯＮ論理でその抑制強度
が異なり、該抑制強度は上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の
結果的論理周期に基づいてフィードバック変更されるも
のである。
【００１０】請求項４の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項１の発明において、上記第２のＯＮ
／ＯＦＦ論理となるＰＷＭ内部出力の論理周期は、オル
タネータ回転数やオルタネータ出力強度に関係するパラ
メータに基づく演算やテーブル検索によって変更され、
または上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の周期に基づいて変
更されるものである。
【００１１】請求項５の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項１の発明において、サンプルングし
て得たオルタネータの発電電圧を標本値として過去数回
に渡って記憶する記憶手段と、その都度最新の標本値と
以前数回分の過去の標本値に基づいて移動平均演算して
現在の発電電圧として解釈する演算手段とを備え、上記
以前数回分の過去標本値の参照個数がオルタネータ回転
数やオルタネータ出力強度に基づいて変更され、上記移
動平均演算のために参照される標本の個数は２の乗数倍
の個数であり、該参照する標本の総和を２進数解釈して
参照個数回の右方向ビットシフトだけで区間平均値を得
るものである。
【００１２】請求項６の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項１〜５のいずれかの発明において、
上記オルタネータの発電電圧は、サンプリング周期が変
更されるサンプリングで標本化されるものである。
【００１３】請求項７の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項６の発明において、上記サンプリン
グ周期は、オルタネータ回転数に基づいて演算またはテ
ーブル検索されるものである。
【００１４】請求項８の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項６の発明において、上記サンプリン
グは、上記オルタネータのステータ１相分の電圧波形の
発生タイミングをトリガに開始され、開始してから所定
時間の間だけ所定周期で断続的に実施され、該所定時間
および所定周期は前回までの上記トリガ間隔に基づいて
演算またはテーブル検索されるものである。
【００１５】請求項９の発明に係るオルタネータの電圧
制御装置は、請求項２〜８のいずれかの発明において、
上記オルタネータ回転数を、上記オルタネータのステー
タ１相分の電圧波形のＬｏｗ→Ｈｉｇｈへの転移エッジ
の時間間隔に基づいて演算する演算手段を備えたもので
ある。
【００１６】請求項１０の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜９のいずれかの発明におい
て、上記目標電圧は、オルタネータ回転数やオルタネー
タ出力強度に関係するパラメータに基づく演算やテーブ
ル検索によって導かれる量でシフトされ、またはオルタ
ネータ出力端子電圧と外部信号入力端子電圧や外部ユニ
ットからのバッテリ電圧を示す情報との偏差に基づいて
定期的に補正されるものである。
【００１７】請求項１１の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１の発明において、上記第２のＯ
Ｎ／ＯＦＦ論理となるＰＷＭ内部出力のＯＮデューティ
ーレイトの増減には、上記励磁コイルの時定数を考慮し
た時間当たり増減量の抑制が施され、該時間当たり増加
量の抑制強度は上記励磁コイルの時定数に比べてより強
く設定され且つオルタネータ回転数に基づいて変更また
は禁止され、該時間当たり増減量の抑制はオルタネータ
の特殊な発電モードに基づいて増減禁止または抑制解除
され、オルタネータ回転数やユニット温度に基づいてＯ
Ｎデューティーレイトに上限および下限が設定されるも
のである。
【００１８】請求項１２の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜１１のいずれかの発明におい
て、上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理
は、上記オルタネータのステータ１相分の電圧波形のピ
ーク電圧または平均電圧に基づいて、上記第１および第
２のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理処理結果に関係なく強制的
に論理ＯＮにするものである。
【００１９】請求項１３の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜１２のいずれかの発明におい
て、上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の１つの論理周期中の
ＯＮ論理レイトと上記第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の１つの
論理周期中のＯＮ論理レイトとの積算値、または上記励
磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理の時間当たり
ＯＮ論理レイトを該励磁コイルへの電圧印加のＯＮデュ
ーティーレイトとして解釈するものである。
【００２０】請求項１４の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１３の発明において、上記励磁コ
イルへの電圧印加のＯＮデューティーレイトと、その時
のオルタネータ発電電圧に基づいて該励磁コイルへの実
効印加電圧を演算する演算手段を備えたものである。
【００２１】請求項１５の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜１４のいずれかの発明におい
て、上記オルタネータの出力強度や上記オルタネータの
駆動トルク強度を、オルタネータ出力端子に発生する電
圧リプルの上下幅や電圧高をパラメータとした演算やテ
ーブル検索によって推定し、または充電線の電圧降下に
より発生するオルタネータ出力端子電圧と外部信号入力
端子電圧との電圧偏差をパラメータとした演算やテーブ
ル検索によって推定し、または上記励磁コイルへの電圧
印加のＯＮデューティーレイトや上記励磁コイルへの換
算印加電圧とオルタネータ回転数とをパラメータとした
演算やテーブル検索によって推定するものである。
【００２２】請求項１６の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜１５のいずれかの発明におい
て、上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮデューティーレ
イト、上記励磁コイルへの実効印加電圧、上記オルタネ
ータの出力強度や上記オルタネータの駆動トルク強度、
または上記励磁コイルの励磁電流そのもの、の率や絶対
値に依存するＯＮデューティーレイトを示すＰＷＭ出力
手段を備えたものである。
【００２３】請求項１７の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１６の発明において、上記ＰＷＭ
出力手段の出力は所定の基本周波数を含み、該周波数が
電圧制御装置の自己診断情報に基づいて変化し、該周波
数が変わっても上記基本周波数の時に示していたＯＮデ
ューティーレイトは変わらないか、または該周波数が変
わっても上記基本周波数の時に示していたＯＮデューテ
ィーレイトに基づくＯＮ時間は変わらないものである。
【００２４】請求項１８の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜１７のいずれかの発明におい
て、外部ユニットからのパルス信号の周波数または該周
波数とデューティーに基づいてバッテリ電圧に関連する
電圧および目標電圧の上記外部ユニット指示を認識する
ためのインタフェースを備えたものである。
【００２５】請求項１９の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜１８のいずれかの発明におい
て、電圧制御装置の電源遮断を、上記オルタネータが初
期励磁状態を所定時間に渡って継続したとき、または継
続かつオルタネータ回転数がゼロであることを判定した
ときに実行するものである。
【００２６】請求項２０の発明に係るオルタネータの電
圧制御装置は、請求項１〜１９のいずれかの発明におい
て、電圧制御装置の電源起動を、外部ユニットと接続す
る情報通信線の論理反転をトリガにして実行するもので
ある。
【００２７】
【発明の実施の形態】まず、この発明の実施の形態を説
明する前に、この発明の概要を説明する。この発明は、
オルタネータの発生電圧を励磁コイルに対する印加電圧
のＯＮ／ＯＦＦによって所定値に制御する電圧レギュレ
ータがマイコンを用いたディジタルレギュレーションで
ある方法において、目標電圧とオルタネータの発電電圧
との大小関係の比較で得た大小の論理を第１のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理とし、さらにその第１のＯＮ／ＯＦＦ論理に基
づいてＯＮデューティーレイトが励磁コイル時定数を考
慮した増減量で増減するＰＷＭ内部出力の論理を第２の
ＯＮ／ＯＦＦ論理とし、それら第１と第２の「ＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理のＡＮＤ処理演算結果を、最終制御段となる励
磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理とする。
【００２８】また、目標電圧は、オルタネータの発電電
圧との大小関係の比較で得る大小の論理を保持する方向
でヒステリシス補正が施され、そのヒステリシス補正量
がオルタネータ回転数やオルタネータ出力強度に関係す
るパラメータに基づいて変化するか、または第１のＯＮ
／ＯＦＦ論理の反転周期に基づいてフィードバック変更
する。
【００２９】また、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理には、その
論理が反転しにくくする抑制手段（論理反転抑制手段）
が適用されていることと、ＯＮ論理→ＯＦＦ論理および
ＯＦＦ論理→ＯＮ論理でその抑制強度が異なることと、
特にＯＮ論理→ＯＦＦ論理の方がオルタネータの発電電
圧のオーバーシュートを防止するために抑制強度を弱く
してあることと、さらに抑制強度がオルタネータ回転数
やオルタネータ発電強度に基づいて変更され、または第
１のＯＮ／ＯＦＦ論理の結果的論理周期に基づいてフィ
ードバック変更される。
【００３０】また、第２のＯＮ／ＯＦＦ論理となるＰＷ
Ｍ内部出力（２）の論理周期は、オルタネータ回転数や
オルタネータ出力強度に関係するパラメータに基づく演
算やテーブル検索によって変更されること、または第１
のＯＮ／ＯＦＦ論理の周期に基づいて変更される。
【００３１】また、サンプルングして得たオルタネータ
発電電圧を過去数回に渡って記憶し、その都度最新標本
値と以前数回分の過去標本値に基づいて移動平均演算し
て現在の発電電圧として解釈することと、上記以前数回
分の過去標本値の参照個数がオルタネータ回転数やオル
タネータ出力強度に基づいて変更されることと、移動平
均演算のために参照される標本の個数は２の乗数倍
（２，４，８，１６…）の個数であることと、参照する
標本の総和を２進数解釈して参照個数回の右方向ビット
シフトだけで区間平均値を得る。
【００３２】また、発電電圧のリプル周期との同期を回
避すべく意図的にサンプリング周期が変更されるサンプ
リングでオルタネータの発電電圧が標本化される。ま
た、サンプリング周期の周期が、オルタネータ回転数に
基づいて演算またはテーブル検索され、上記サンプリン
グが、オルタネータのステータ１相分の電圧波形の発生
タイミングをトリガに開始され、開始してから所定時間
の間だけ所定周期で断続的に実施されることと、所定時
間および所定周期は前回までの上記トリガ間隔に基づい
て演算またはテーブル検索される。
【００３３】また、オルタネータ回転数を、オルタネー
タのステータ１相分の電圧波形のＬｏｗ→Ｈｉｇｈへの
転移エッジの時間間隔に基づいて演算する手段を有す
る。また、目標電圧が、オルタネータ回転数やオルタネ
ータ出力強度に関係するパラメータに基づく演算やテー
ブル検索によって導かれる量でシフトされ、またはオル
タネータ出力端子電圧と外部信号入力端子電圧や外部ユ
ニットからのバッテリ電圧を示す情報との偏差に基づい
て定期的に補正される。
【００３４】また、第２のＯＮ／ＯＦＦ論理となるＰＷ
Ｍ内部出力のＯＮデューティーレイトの増減には、励磁
コイルの時定数を考慮した時間当たり増減量の抑制が施
され、特に時間当たり増加の抑制強度は励磁コイル時定
数に比べてより強く設定されており、さらに時間当たり
増加量の抑制強度はオルタネータ回転数に基づいて変更
または禁止され、時間当たり増減量の抑制はオルタネー
タの特殊な発電モード（初期励磁・発電遅延・一時的発
電強度の抑制）に基づいて、場合によっては増減禁止、
場合によっては抑制解除され、オルタネータ回転数やユ
ニット温度に基づいてＯＮデューティーレイトに上限お
よび下限が設定される。
【００３５】また、励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理が、オルタネータのステータ１相分の電圧波形
のピーク電圧または平均電圧に基づいて、第１と第２と
のＯＮ／ＯＦＦ論理のＡＮＤ処理演算結果に関係なく強
制的に論理ＯＮにする。また、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理
の１つの論理周期中のＯＮ論理レイトと第２のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理の１つの論理周期中のＯＮ論理レイトとの積算
値、または最終的な励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理の時間当たりＯＮ論理レイト、を励磁コイルへ
の電圧印加のＯＮデューティーレイトとして解釈する。
【００３６】また、励磁コイルへの電圧印加のＯＮデュ
ーティーレイトと、その時のオルタネータ発電電圧つま
り励磁コイルへのＯＮ論理中印加電圧に基づいて、励磁
コイルへの実効印加電圧を演算する。
【００３７】また、オルタネータの出力強度やオルタネ
ータの駆動トルク強度を、オルタネータ出力端子に発生
する電圧リプルの上下幅や電圧高をパラメータとした演
算やテーブル検索によって推定し、または充電線の電圧
降下により発生するオルタネータ出力端子電圧と外部信
号入力端子電圧との電圧偏差をパラメータとした演算や
テーブル検索によって推定し、或いは励磁コイルへの電
圧印加のＯＮデューティーレイトや励磁コイルへの換算
印加電圧とオルタネータ回転数とをパラメータとした演
算やテーブル検索によって推定する。
【００３８】励磁コイルへの電圧印加のＯＮデューティ
ーレイト、励磁コイルへの実効印加電圧、オルタネータ
の出力強度やオルタネータの駆動トルク強度、または場
合によっては励磁電流そのもの、の率や絶対値に依存す
るＯＮデューティーレイトを示す第３のＰＷＭ出力手段
を備えている。
【００３９】また、３のＰＷＭ出力には所定の基本周波
数があって、その周波数がレギュレータの自己診断情報
に基づいて変化する手段を備えており、周波数が変わっ
ても基本周波数の時に示していたＯＮデューティーレイ
トは変わらない（つまりＯＮ時間が変化する）または周
波数が変わっても基本周波数の時に示していたＯＮデュ
ーティーレイトに基づくＯＮ時間は変わらない（つまり
ＯＮ時間は同じであることを継続するためにＯＮデュー
ティーレイトが変化する）。また、外部からのパルス信
号の周波数、または周波数とデューティーに基づいて、
バッテリ電圧に関連する電圧や目標電圧の外部ユニット
指示、を認識するためのインタフェースを有する。
【００４０】また、レギュレータの電源遮断を、オルタ
ネータが初期励磁状態を所定時間に渡って継続したと
き、または継続かつオルタネータ回転数がゼロであるこ
とを判定したときに実行し、レギュレータの電源起動
（動作開始）を、外部ユニットと接続する情報通信線の
論理反転をトリガにする。
【００４１】また、自己診断結果や生涯体験温度の履歴
等を記憶しておくために、電圧制御装置にフラッシュＲ
ＯＭなる記憶手段を備え、または電圧を印加することに
より何らかの化学反応で変色し、一度反応すると色が元
にもどらない素子を備える。また、オルタネータの開発
を時間とコストで高率的にするために、オルタネータの
発電制御仕様をソフトウェアで自由に設定できるマイコ
ンディジタルレギュレータによる代替え評価を、製品時
に適用するアナログレギュレータの開発過程に介在させ
る。さらに、オルタネータの発生電圧を励磁コイルに対
する印加電圧のＯＮ／ＯＦＦによって所定値に制御す
る。
【００４２】以下、この発明の実施の形態を、図を参照
して説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１を示す
構成図である。図において、制御装置１０はマイクロコ
ンピュータ１１と、外部ユニット（図示せず）と接続さ
れる複数の端子Ｔ１〜Ｔ６とを有し、マイクロコンピュ
ータ１は、オルタネータの発電制御専用であったり、エ
ンジンＥＣＵの内部に含まれる場合もある。
【００４３】マイクロコンピュータ１には、電源１４よ
りユニット電源入力ポートＰ１に対して所定の電源電圧
が供給され、この電源１４はまた電源フィルタインタフ
ェース（Ｉ／Ｆ）１１を介して端子Ｔ１に接続され、こ
の端子Ｔ１はオルタネータ２のＢ（電源）端子、即ち励
磁コイル２１の一端と接続されている。また、この端子
Ｔ１にはバッテリ５も接続されている。
【００４４】マイクロコンピュータ１は、起動後、オル
タネータ２の発電制御を達成するためにオルタネータ２
の発生電圧を端子Ｔ１から入力インタフェース（Ｉ／
Ｆ）１５を介してオルタネータ出力端子電圧入力ポート
Ｐ２に取り込む。このポートＰ２は、オルタネータ２の
発生電圧を認識するためのポートとなっている。マイク
ロコンピュータ１０は、このポートＰ２から取り込んだ
オルタネータ２の発生電圧を、後述の図２および図３に
示す発電制御の機能ブロックにおいて処理する。
【００４５】マイクロコンピュータ１０の励磁コイル電
圧印加論理出力ポートＰ３は出力インタフェース（Ｉ／
Ｆ）１６を介して励磁コイルドライバ１２を構成するス
イッチ（図示せず）の制御電極に接続される。このスイ
ッチとしては、電流か電圧で駆動される半導体スイッチ
素子、例えばＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタが
用いられる。また、スイッチの一方の主電極は端子Ｔ２
に接続される。
【００４６】端子Ｔ２はオルタネータ２の励磁コイル２
１の他端（マイナス側）と接続されている。オルタネー
タ２の励磁コイル２１に対する印加電圧のＯＮ／ＯＦＦ
は、マイクロコンピュータ１０のポートＰ３からインタ
ーフェース１６を介して励磁コイルドライバ１２のスイ
ッチを駆動することによって行われる。マイクロコンピ
ュータ１０はポートＰ３からいわゆるＯＮ／ＯＦＦデュ
ーティのパルスを出力し、これをインタフェース１６で
電流か電圧に変換して励磁コイルドライバ１２のスイッ
チを駆動する。
【００４７】マイクロコンピュータ１０のオルタネータ
ステータ１相発生電圧入力ポートＰ４は入力インタフェ
ース（Ｉ／Ｆ）１７を介して端子Ｔ３に接続され、この
端子Ｔ３は整流回路３を介してオルタネータ２のステー
タの一相出力側例えばＶ相ステータ２４の出力側と接続
される。また、端子Ｔ４は接地される。マイクロコンピ
ュータ１０はインタフェース１７を介してオルタネータ
発電中のステータのＶ相電圧をポートＰ４に取り込む
が、その電圧波形は矩形波に近似しており、その周波数
を測定することによりオルタネータの駆動回転数および
必要ならばオルタネータのプーリーとエンジンクランク
プーリーの円周比つまりプーリー比でエンジン回転数を
得ることができる。
【００４８】外部ユニット例えばエンジン制御装置（Ｅ
ＣＵ）４に接続された端子Ｔ５は入力インタフェース
（Ｉ／Ｆ）１８を介してマイクロコンピュータ１０の外
部パルス入力ポートＰ５に接続されると共に電源投入ト
リガインタフェース（Ｉ／Ｆ）１３を介して電源１４に
接続される。また、マイクロコンピュータ１０の第３の
ＰＷＭ出力ポートＰ６が出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１９を介してＥＣＵ４に接続される。
【００４９】図２〜図４はマイクロコンピュータ１０に
よるオルタネータ２の発電制御を機能的に示すブロック
図である。なお、この図２〜図４における各部ロック
は、図２の上部に示すような処理ブロックに分類され
る。先ず、図２を参照して、その機能を説明する。オル
タネータ出力端子１０１即ちポートＰ２からの電圧はサ
ンプリング部１０２に入力され、また、ポートＰ４から
の後述のオルタネータ回転数（ＶＡＬＵＥ１）に基づく
リプル同期回避周期演算部１０３からの演算結果がサン
プリング部１０３に入力され、そのサンプリング結果が
標本値履歴格納部１０４に格納される。さらに、標本値
履歴格納部１０４のサンプリング結果の最大値・最小値
が標本値ＭＡＸ・ＭＩＮ格納部１０５に格納される。
【００５０】リプル幅演算部１０６では標本値ＭＡＸ・
ＭＩＮ格納部１０５に格納されている標本値のリプル幅
を演算し、その結果をリプル幅（ＶＡＬＵＥ６）１０９
として出力する。また、移動平均演算処理部１０７で
は、標本値ＭＡＸ・ＭＩＮ格納部１０５の出力と、上記
ＶＡＬＵＥ１とＶＡＬＵＥ６に基づいて演算を行う履歴
参照個数演算部１０８の出力とからオルタネータ実効発
電電圧（ＶＡＬＵＥ２）１１０を求めて減算器１１１に
出力する。
【００５１】また、外部パルス（目標電圧指示）入力端
子１１２即ちポートＰ４からバッテリ電圧抽出部１１３
でバッテリ電圧を抽出して充電線ドロップ補正量演算部
１１４と外部パルス周波数計測部１１５に供給する。充
電線ドロップ補正量演算部１１４ではバッテリ電圧抽出
部１１３の出力と上記オルタネータ実効発電電圧（ＶＡ
ＬＵＥ２）１１０から充電線ドロップ補正量（ＶＡＬＵ
Ｅ７）１１７を出力する。また、外部パルス周波数計測
部１１５で計測された外部パルス周波数をから目標電圧
指示幅解釈部１１６で目標電圧指示幅を検出する。
【００５２】オルタネータ特性補正量演算部１１８で上
記ＶＡＬＵＥ１と後述のＶＡＬＵＥ１７の値からオルタ
ネータ特性補正量を演算し、ヒステリシス補正量変更部
１１９で後述のＶＡＬＵＥ９の値を変更する。そして、
目標電圧指示幅解釈部１１６、充電線ドロップ補正量演
算部１１４、オルタネータ特性補正量演算部１１８およ
びヒステリシス補正量変更部１１９の出力に基づいて補
正目標電圧演算部１２０で補正目標電圧（ＶＡＬＵＥ
３）１３１を求め、減算器１１１に供給して、先のオル
タネータ実効発電電圧（ＶＡＬＵＥ２）１１０と減算を
行い、その減算結果を論理反転抑制処理部１２１に供給
する。
【００５３】論理反転抑制処理部１２１では入力された
減算結果とＶＡＬＵＥ９の値を処理して第１のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理値（ＶＡＬＵＥ４）１２２を得る。この第１の
ＯＮ／ＯＦＦ論理値（ＶＡＬＵＥ４）１２２は論理周期
演算部１２３とＰＷＭ内部出力ＯＮデューティ増減処理
部１４３（図３）に供給され、論理周期演算部１２３で
は第１のＯＮ／ＯＦＦ論理周期（ＶＡＬＵＥ９）１２４
を得る。
【００５４】また、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理値（ＶＡＬ
ＵＥ４）１２２はアンド回路１２５に供給され、後述の
第２のＯＮ／ＯＦＦ論理値（ＶＡＬＵＥ５）１４５（図
３）と論理処理され、第２論理優先要否決定部１２６に
供給される。アンド回路１２５では、第１のＯＮ／ＯＦ
Ｆ論理値（ＶＡＬＵＥ４）１２２と第２のＯＮ／ＯＦＦ
論理値（ＶＡＬＵＥ５）１３５が共に論理レベル”１”
のとき”１”を出力する通常の論理動作の他に、破線で
示すように第２のＯＮ／ＯＦＦ論理値（ＶＡＬＵＥ５）
のＯＮデューティレイトが所定範囲例えば１０％〜９０
％の範囲にあるときは第２のＯＮ／ＯＦＦ論理値（ＶＡ
ＬＵＥ５）を強制的に出力するようになされている。
【００５５】第２論理優先要否決定部１２６ではアンド
回路１２５の出力から第２のＯＮ／ＯＦＦ論理値優先の
要否を判定し、その判定結果を励磁コイルＯＮＯＦＦ論
理決定部１２７へ出力する。励磁コイルＯＮ／ＯＦＦ論
理決定部１２７では、入力された判定結果に基づいて励
磁コイルＯＮ／ＯＦＦ論理を決定し、その決定結果に基
づいて励磁コイルドライバ１２のスイッチ（ＦＥＴ）を
駆動する。また、この時の励磁コイルＯＮ/ＯＦＦ論理
決定部１２７の出力は励磁コイル２１のＯＮ／ＯＦＦ論
理値（ＶＡＬＵＥ１１）１２８として使用されると共に
ＯＮデューティレイト演算部１２９へ供給され、ここで
励磁コイル２１のＯＮデューティレイト（ＶＡＬＵＥ１
０）１３０が演算される。
【００５６】次に、図３を参照して、その機能を説明す
る。オルタネータステータ１相発生電圧波形抽出端子１
３２即ちポートＰ４からの入力はエッジカウント回路１
３３でそのローレベルからハイレベルへの変化がカウン
トされ、そのカウント値に基づいてオルタネータ回転数
演算処理部１３４でオルタネータ回転数（ＶＡＬＵＥ
１）１３５が検出される。また、エッジカウント回路１
３３のカウント値に基づいてステータ１相電圧抽出部１
３６でステータ発生電圧（ＶＡＬＵＥ８）１３７が抽出
される。
【００５７】また、オルタネータ発電モード判定部１３
８で上記ＶＡＬＵＥ１、ＶＡＬＵＥ８と後述のＶＡＬＵ
Ｅ１３に基づいて発電モードが判定され、その判定結果
が発電モードであれば発電モード（ＶＡＬＵＥ１４）１
３９として出力され、時間当たり増減量の更新部１４０
に供給される。更新部１４０の出力は時間当たり増加
量、時間当たり減少量（ＶＡＬＵＥ９）としてＰＷＭ内
部出力ＯＮデューティ増減処理部１４３に供給される。
【００５８】ＰＷＭ内部出力（１）周波数修正部１４２
で上記ＶＡＬＵＥ１、ＶＡＬＵＥ９と後述のＶＡＬＵＥ
１２に基づいて周波数が修正され、その修正結果がＰＷ
Ｍ内部出力（１）ＯＮデューティ増減処理部１４３に供
給される。ここで、ＰＷＭ内部出力（１）は、励磁コイ
ルに対する出力（電圧制御用）を実質的に表している。
ＰＷＭ内部出力（１）ＯＮデューティ増減処理部１４３
では、その修正周波数と、先のＶＡＬＵＥ４、ＶＡＬＵ
Ｅ９とに基づいてＯＮデューティの増減処理を行い、Ｏ
Ｎデューティ上限・下限制限部１４４で上記ＶＡＬＵＥ
１に基づいてＯＮデューティの上限、下限の制限を行っ
て第２のＯＮ/ＯＦＦ論理値（ＶＡＬＵＥ５）としてア
ンド回路１２５（図２）へ出力する。
【００５９】また、ユニット電源遮断決定部１４６は、
上記ＶＡＬＵＥ１、ＶＡＬＵＥ１３およびＶＡＬＵＥ１
４と内部タイマのカウント値に基づいてユニット電源の
遮断を決定する。
【００６０】次に、図４を参照して、その機能を説明す
る。励磁コイル実効印加電圧演算部１５０は励磁コイル
２１の実効印加電圧を演算して、オルタネータ駆動トル
ク強度演算部１５１とオルタネータ出力強度演算部１５
２へ供給する。オルタネータ駆動トルク強度演算部１５
１では入力された実効印加電圧と上記ＶＡＬＵＥ１およ
びユニット温度に基づいてオルタネータ２の駆動トルク
強度を演算し、その演算結果に基づいてＰＷＭ内部出力
（２）ＯＮデューティ演算部１５３でＯＮデューティを
演算してＰＷＭ内部出力（２）更新部１４８へ出力す
る。ここで、ＰＷＭ内部出力（２）は、外部ユニットに
対する情報の伝達（外部ユニットへの情報伝達用）を実
質的に表している。
【００６１】一方、オルタネータ出力強度演算部１５２
では入力された実効印加電圧からオルタネータ出力強度
を演算し、オルタネータ出力強度（ＶＡＬＵＥ１２）１
５４として出力する。また、発電状況診断部１５６は上
記上記ＶＡＬＵＥ１、ＶＡＬＵＥ２、ＶＡＬＵＥ３，Ｖ
ＡＬＵＥ８およびＶＡＬＵＥ１１とユニット温度および
内部タイマのカウント値に基づいて発電状況を診断し、
その診断結果をオルタネータ診断コード（ＶＡＬＵＥ１
３）として出力すると共にＰＷＭ内部出力（２）周波数
演算部１５７に供給する。ＰＷＭ内部出力（２）更新部
１５８では演算部１５３と１５７の出力に基づいてＰＷ
Ｍ内部出力（２）を更新し、第３のＰＷＭ出力１５９と
してポートＰ６より出力する。
【００６２】次に、動作について、図５〜図９を参照し
て説明する。先ず、メイン処理について図５および図６
を参照しながら説明する。ステップＳ１で初期化し、ス
テップＳ２でオルタネータ実効発電電圧（ＶＢeffe
c）、標本値最大値（ＶＢmax）、標本値最小値（ＶＢmi
n）、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理周期（Flogic1）、
第１のＯＮ／ＯＦＦ論理（ＯＮ／ＯＦＦFlogic1）、励
磁コイル２１を励磁している論理（ＥＸＣlogic）、励
磁コイルのＯＮデューティレイト（Ｄcoil）を取得する
ためのタイマ割り込み処理を開始する。
【００６３】次いで、ステップＳ３でステータ１相発生
電圧のローレベルからハイレベルへのエッジのカウント
値（ＰＰcounter）と、ステータ１相発生電圧（ＶＰ）
を取得するための電圧エッジ割り込み処理（１）を開始
し、ステップＳ４でＥＣＵ４の出力のローレベルからハ
イレベルへのエッジのカウント値（ＧＰcounter）と、
外部パルスがハイレベルのときの電圧（ＶＢothers1）
と、外部パルスのＯＮデューティレイト（Ｇduty）を取
得するための電圧エッジ割り込み処理（２）を開始す
る。
【００６４】次いで、ユニット温度（θunit）を計測し
（ステップＳ５）、オルタネータ回転数（Ｎalt）を演
算すると共にＰＰcounterをリセットし（ステップＳ
６）、同期回避サンプリング周波数即ちサンプリング周
期（Ｔsamp）を演算し（ステップＳ７）、外部周波数
（ＦＧ）を演算すると共に外部ユニットの目標電圧指示
値（ＶＭref）を解釈し（ステップＳ８）、外部ユニッ
トからのバッテリ電圧情報（ＶＳ）を解釈すると共に充
電線ドロップ補正量（ΔＶＭref1）を演算し（ステップ
Ｓ9）する。
【００６５】次いで、オルタネータ特性補正量（ΔＶＭ
ref2）を演算し（ステップＳ１０）、補正目標電圧（Ｖ
ref）を演算し（ステップＳ１１）、リプル幅（ΔＲＩ
Ｐ）を演算し（ステップＳ１２）、移動平均履歴参照個
数（nref）を演算し（ステップＳ１３）、第２のＯＮ／
ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出力周波数（Ｆpwm1）を修正し
（ステップＳ１４）、オルタネータ発電モード（ＧＭＯ
ＤＥ）を更新し（ステップＳ１５）、第２のＯＮ／ＯＦ
Ｆ論理用ＰＷＭ内部出力（１）ＯＮデューティ増減量
(Ｄup,Ｄdown）を更新し（ステップＳ１６）、第２のＯ
Ｎ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出力（１）ＯＮデューティ
上限値(Ｄmax,Ｄmin）を設定する（ステップＳ１７）。
【００６６】そして、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理（ＯＮ／
ＯＦＦFlogic1）が“１”か否かを判定し（ステップＳ
１８）、“１”であれば、第２のＯＮ／ＯＦＦ論理用Ｐ
ＷＭ内部出力（１）ＯＮデューティ（Ｄpwm1）が上限値
(Ｄmax）より大きいか否かを判定し（ステップＳ１
９）、大きければその第２のＯＮ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ
内部出力（１）ＯＮデューティを上限値に設定し（ステ
ップＳ２０）、小さければ第２のＯＮ／ＯＦＦ論理用Ｐ
ＷＭ内部出力（１）ＯＮデューティの加算、即ちその第
２のＯＮ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出力（１）ＯＮデュ
ーティに増分（ΔＤup）を加算する（ステップＳ２
１）。
【００６７】一方、ステップＳ１８で第１のＯＮ／ＯＦ
Ｆ論理（ＯＮ／ＯＦＦFlogic1）が“１”でなければ、
第２のＯＮ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出力（１）ＯＮデ
ューティ（Ｄpwm1）が下限値(Ｄmin）より小さいか否か
を判定し（ステップＳ２２）、小さければその第２のＯ
Ｎ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出力（１）ＯＮデューティ
を下限値に設定し（ステップＳ２３）、大きければ第２
のＯＮ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出力ＯＮデューティの
減算、即ちその第２のＯＮ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出
力（１）ＯＮデューティに減分（ΔＤdown）を減算する
（ステップＳ２４）。
【００６８】次いで、励磁コイル実効印加電圧（Ｖcoi
l）を演算し（ステップＳ２５）、オルタネータ駆動ト
ルクを演算し（ステップＳ２６）、オルタネータ出力強
度（Ｉout：ＶＡＬＵＥ１２）を演算し（ステップＳ２
７）する。次いで、オルタネータ発電状況（DOOD）を診
断し（ステップＳ２８）、ＰＷＭ内部出力（２）ＯＮデ
ューティレイト（Ｄpwm2）を演算し（ステップＳ２
９）、ＰＷＭ内部出力（２）周波数（Ｆpwm2）を演算し
（ステップＳ３０）ＰＷＭ内部出力（２）を更新する
（ステップＳ３１）。
【００６９】そして、オルタネータ回転数（Ｎalt）
（ＶＡＬＵＥ１）、オルタネータ発電状況（DOOD）（Ｖ
ＡＬＵＥ１３）および第２のＯＮ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ
内部出力（１）ＯＮデューティ増減量(GMODE）（ＶＡＬ
ＵＥ１４）に基づいて、ユニット電源遮断条件が成立し
たか否かを判定し（ステップＳ３２）、成立してなけれ
ばメイン処理周期調整のウエイト付けを行い（ステップ
Ｓ３３）、ステップＳ５に戻って、上述と同様の動作を
繰り返し、成立していればユニット電源を遮断する（ス
テップＳ３４）。
【００７０】次に、タイマ割り込み処理について図７お
よび図８を参照しながら説明する。先ず、オルタネータ
出力のサンプリングを行い（ステップＳ４１）、標本値
履歴（ＶＢhis）を格納し（ステップＳ４２）、標本値
最大値（ＶＢmax）、標本値最小値（ＶＢmin）を格納し
（ステップＳ４３）、移動平均履歴参照個数（nref）の
値に基づいて移動平均演算処理を行い（ステップＳ４
４）、オルタネータ実効発電電圧（ＶＢefect：ＶＡＬ
ＵＥ２）を求め（ステップＳ４５）、前回のサイクルで
ある後述の第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理周期（Ｆlogi
c1：ＶＡＬＵＥ９）に基づいて目標電圧（Ｖref）のヒ
ステリシスを補正する（ステップＳ４６）。
【００７１】そして、オルタネータ実効発電電圧（ＶＢ
efect）と目標電圧（Ｖref）の大小を比較し（ステップ
Ｓ４７）、オルタネータ実効発電電圧が目標電圧より大
きければ、論理反転抑制処理および連続判定カウンタの
加算を行い（ステップＳ４８）、第１のＯＮ／ＯＦＦ論
理の論理周期（Ｆlogic1：ＶＡＬＵＥ９）に基づいてカ
ウンタが上限値に達したか否かを判定し（ステップＳ４
９）、上限値に達しておればＯＦＦ論理を確定し（ステ
ップＳ５０）、カウンタが上限値に達しなければＯＦＦ
論理を確定することなく次のステップＳ５４（図８）に
進む。
【００７２】一方、ステップＳ４７で、オルタネータ実
効発電電圧が目標電圧より大きくなければ、同様に論理
反転抑制処理および連続判定カウンタの加算を行い（ス
テップＳ５１）、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理周期
（Ｆlogic1：ＶＡＬＵＥ９）に基づいてカウンタが上限
値に達したか否かを判定し（ステップＳ５２）、上限値
に達しておればＯＮ論理を確定し（ステップＳ５３）、
カウンタが上限値に達しなければＯＮ論理を確定するこ
となく次のステップ５４（図８）に進む。
【００７３】次に、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理を更新して
これをＯＮ／ＯＦＦlogic1（ＶＡＬＵＥ４）とし（ステ
ップＳ５４）、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理周期を更
新してこれをＦlogic1（ＶＡＬＵＥ９）とし（ステップ
Ｓ５５）、ＰＷＭ内部出力（１）をモニタし、第２のＯ
Ｎ／ＯＦＦ論理の論理ＯＮ／ＯＦＦＦlogic2（ＶＡＬＵ
Ｅ５）を回収する（ステップＳ５６）。
【００７４】そして、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理（ＯＮ／
ＯＦＦFlogic1）と第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理ＯＮ
／ＯＦＦＦlogic2の論理積（ＡＮＤ）をとり（ステップ
Ｓ５７）、“１”であればスイッチング素子としてＦＥ
Ｔを含む励磁コイルドライバ１２（図１）を駆動して励
磁コイル２１（図１）を駆動（ＯＮ）し（ステップＳ５
８）、励磁コイルＯＮ中をカウンタで加算する（ステッ
プＳ５９）。
【００７５】一方、ステップＳ５７で、“０”であれ
ば、第２のＯＮ／ＯＦＦ論理用ＰＷＭ内部出力（１）Ｏ
Ｎデューティレイトが下限で且つ第２のＯＮ／ＯＦＦ論
理の論理ＯＮ／ＯＦＦＦlogic2が“１”であるか否かを
判定し（ステップＳ６０）、肯定であれば励磁コイルド
ライバ１２を駆動して励磁コイル２１を駆動（ＯＮ）し
（ステップＳ６１）、励磁コイルＯＮ中をカウンタで加
算する（ステップＳ６２）し、否定であれば励磁コイル
ドライバ１２の駆動停止して励磁コイル２１（図１）を
消勢（ＯＦＦ）し（ステップＳ６３）、励磁コイルＯＦ
Ｆ中をカウンタで加算する（ステップＳ６４）。
【００７６】そして、励磁コイル２１のＯＮデューティ
レイト（Ｄcoil）を演算し（ステップＳ６５）、同期回
避サンプリング周波数（Ｔsamp）の値に基づいて次回の
割り込みタイミングを設定し（ステップＳ６６）、タイ
マ割り込み処理を終了する。
【００７７】次に、上述の図５のステップＳ３およびＳ
４におけるそれぞれ電圧エッジ割り込み処理（１）およ
び（２）について、図９および図１０を参照しながら説
明する。先ず、図９に示すステータ１相分の発生電圧に
関連した電圧エッジ割り込み処理（１）では、ステータ
１相発生電圧のローレベルからハイレベルへのエッジを
カウンタで加算してカウント値（ＰＰcounter）とし
（ステップＳ７１）、ステータ１相発生電圧をサンプリ
ングしてこれをＶＰ（ＶＡＬＵＥ８）とし（ステップＳ
７２）、電圧エッジ割り込み処理（１）を終了する。
【００７８】また、図１０に示す外部パルスに関連した
電圧エッジ割り込み処理（２）では、外部パルスハイレ
ベル時の電圧をサンプリングしてこれをＶＢothers1と
し（ステップＳ８１）、外部パルスのＯＮデューティレ
イト（Ｇduty）を計測し（ステップＳ８２）、外部パル
スのローレベルからハイレベルへのエッジをカウンタで
加算してカウント値（ＧＰcounter）とし（ステップＳ
８３）、電圧エッジ割り込み処理（２）を終了する。
【００７９】このように、本実施の形態では、オルタネ
ータを制御して発生電圧を目標電圧にフィードバック制
御する場合、その制御装置がオルタネータの発電特性や
電磁仕様に基づくパラメータや方程式を必要としない。
つまりオルタネータの発電特性や電磁仕様の変化で制御
装置のパラメータや方程式の変更を必要としない。ま
た、オルタネータの発電特性や電磁仕様に基づく方程式
で励磁電流を算出したり、それをＯＮ／ＯＦＦデューテ
ィー比換算したりする必要なくして電圧制御を行うこと
が出来る。つまりあらゆる電磁仕様のオルタネータで汎
用性があるということである。
【００８０】さらに、ＯＮデューティーレイトと周波数
が安定的なＰＷＭによって決定する第２のＯＮ／ＯＦＦ
論理が、目標電圧と発電電圧との大小関係だけで決定
し、ＯＮデューティーレイトも論理周期も不安定な第１
のＯＮ／ＯＦＦ論理のＯＮデューティレイトと周波数を
誘導・抑制するので、最終制御段となる励磁コイルへの
電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理のＯＮデューティーレイト
および論理周波数が結果的に所定周波数範囲で安定して
いることを両立している。
【００８１】なぜなら、励磁コイルへの電圧印加のＯＮ
／ＯＦＦの周波数の安定性は、励磁コイル電流の安定性
であり、つまりオルタネータの発電電圧の安定性であ
る。励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦの周波数が
大きく変動（高くなったり低くなったり）すると、低す
ぎるとき励磁コイル電流の変動が大きいためオルタネー
タの発電電圧が不安定になって例えばヘッドランプやル
ームランプやインパネランプの明暗を引き起こすうえ、
オルタネータは車両負荷の電力供給源であるために、そ
の電圧の不安定が他の電子制御ユニットにとって好まし
くない場合も多く、高すぎる時つまり励磁コイルへの電
圧印加を決定付けるレギュレータの半導体スイッチのＯ
Ｎ／ＯＦＦスイッチ周期が高く、そのスイッチに連動し
て発生するスイッチングサージが場合によっては他の電
子部品に対して好ましくない周波数に至ったり、場合に
よってはラジオ周波数エリアに至っていわゆるラジオノ
イズが発生したりする。
【００８２】つまりレギュレータの励磁コイルへの電圧
印加のＯＮ／ＯＦＦの周波数は高すぎても低すぎてもだ
めであり、多数の電子ユニットを搭載する近代の自動車
の電力源となるオルタネータのレギュレータで、それら
を満たせないことはもはや論外で、そもそも従来ディジ
タルレギュレータもその裏の目的には、励磁コイルへの
電圧印加のＯＮ／ＯＦＦの周波数を所定周波数で固定的
にしたいがために、予めＯＮデューティレイトと周波数
を決定しようとしているのであって、それがもたらす効
果の大きさゆえ汎用性を欠いてしまうことをトレードオ
フとすることを受け止めている。従って、本実施の形態
により、汎用性との両立を達成する一つの性能である励
磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦの周波数の所定周
波数範囲での安定性を向上させることが出来る。
【００８３】また、目標電圧とオルタネータの発電電圧
との大小関係の比較で得る大小の論理は、発電電圧が目
標電圧に近似している状況下では論理反転が高周波とな
る。つまり、比較のたびに論理が反転するようなことに
なり得る。そこで一旦決定した論理がすぐ反転しないよ
うに目標電圧にヒステリシス補正を施すが、本実施の形
態では、そのヒステリシス補正量がオルタネータ回転数
とオルタネータ出力強度に基づいて好適に変更されるの
で、そのヒステリシス補正をオルタネータのあらゆる運
転状況で達成できる。
【００８４】さらに、オルタネータの電磁仕様が変わっ
て回転数に対する出力効率が変わってしまう場合でも、
結果的な大小論理の反転周波数に基づいてヒステリシス
補正量がフィードバック変更される（現在の補正量が結
果的に大小論理周波数を低すぎることにしてしまって
も、その結果を反映して補正量を小さくしたり、逆に高
すぎることになってしまっても補正量を大きくしたりす
る）方法が準備されているので、オルタネータの電磁仕
様にとらわれることなくヒステリシス補正を行うことが
出来る。
【００８５】また、ヒステリシス補正だけでも、目標電
圧とオルタネータの発電電圧との大小関係の比較で得る
大小の論理周波数の好適な安定化を達成できるが、も
し、より精度の高い発電電圧での制御が求められた場合
に（従来精度に比べれば本発明のヒステリシス補正だけ
で既に満足レベル）、ヒステリシス補正量には拡大の方
向で限界がある。つまり、目標電圧のヒステリシス補正
量の拡大はそのまま発電電圧の振れ幅として現れるとい
うことである。本実施の形態では、ヒステリシス補正と
は別に、同じ効果を果たす論理反転抑制手段が準備され
ている。つまり、各論理で別々に論理継続カウンタがあ
ってカウンタが満たされないことには論理反転できない
ように抑制してある。
【００８６】さらに、抑制強度が大判定の論理と小判定
の論理とで異なり、特に励磁コイルへの電圧印加がＯＦ
Ｆにするべき側の論理には抑制強度が弱くしてある。こ
れは、急な負荷遮断に対する応答性はよくするためであ
る。また、ヒステリシス補正量のフィードバック修正と
同じようなフィードバック修正を備えており、異なる点
は、そこにも前記応答性をよくする考慮がされていて、
励磁コイルへの電圧印加がＯＮにするべき側の抑制強度
だけが強弱されるようになってあることである。ヒステ
リシス補正と同じく、オルタネータの電磁仕様にとらわ
れることなく目的を達成できる。
【００８７】また、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の周波数を
第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の周波数に近づけることにあわ
せて、同時に第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の周波数も第１の
ＯＮ／ＯＦＦ論理」の周波数に近づけさせる（ねらいの
励磁コイルＯＮ／ＯＦＦ周波数の範囲で）ことによっ
て、ヒステリシス補正の負担を軽減させることができる
【００８８】また、本実施の形態では、実質的にソフト
ウェアによるフィルタを備えることによって、サンプリ
ングするその前に大容量のコンデンサを備えたり、微分
や積分の複雑なフィルタ回路を構成したりすることを廃
することを達成している。また、ソフトウェアフィルタ
もオルタネータの出力強度や回転数によって最適にフィ
ルタ強度が調整されるので、フィードバック制御が前記
従来ディジタルレギュレータのようにやみくもに遅くな
ったりはしないことを達成している。（リプル上下幅は
オルタネータの出力強度に依存する、またリプル周波数
はオルタネータ回転数に依存する、から出力強度と回転
数でフィルタ強度を調整する。当然、リプルが小さいと
きはフィルタも弱くていいし、リプルが大きく且つ周波
数が小さいとき特にフィルタが強い方がいい。）つまり
従来でいう大容量コンデンサの容量がその時々のリプル
にあわせて変化するようなことになっている。
【００８９】また、リプルとサンプリング周期が同期す
ると、いくらソフトウェアフィルタが優れていてもオル
タネータの実効発電電圧を得ることは不可能となり、リ
プルの頂点で同期すると発電電圧が高すぎるとフィード
バックされて制御電圧がリプルの高さ分で低下し、リプ
ルとリプルの谷部で同期すると逆に制御電圧がリプルの
低さ分で上昇するが、本実施の形態では、オルタネータ
回転数に基づいて、リプル周波数に同期しないようなサ
ンプリング周波数を演算またはテーブル検索することに
よって適時変更していくことで、この問題を解決してい
る。
【００９０】また、マイクロコンピュータの負担を軽減
するべく工夫のサンプリング手段も準備されている。つ
まり１つのリプルの発生タイミングを捕らえることによ
って、継続的にサンプリングする必要がなくなり（フィ
ードバックの応答性に悪影響のない程度ではある）、そ
の後のリプル形状を予測して最小限のサンプリング回数
で実効発電電圧を推定できるので、マイクロコンピュー
タのプログラム進行上においてもサンプリング処理の密
度が減ってプログラムの開発を容易とするし、動作クロ
ックも落とせることからマイコンや振動子の低コスト化
にも貢献する可能性もある。１つのリプルの発生タイミ
ングはオルタネータのステータ１相分の電圧波形の発生
タイミングに基づいて捕らえられることに着目してい
る。
【００９１】また、オルタネータの出力端子で電圧制御
する電圧制御装置はどうしても、出力電流が増えれば増
えるほど充電線ドロップで、バッテリ端子での電圧が下
がってしまい、バッテリの受け入れ電圧に対してズレが
生じる（Ｂ検出電圧制御装置の欠点）。本実施の形態で
は、これを補正して、いわゆるＳ検出レギュレータ相当
の性能を達成できる。外部信号入力端子電圧とは、オル
タネータの端子電圧以外のバッテリ電圧に関連する電圧
を抽出できる信号線であればなんでも参考になる。専用
に準備されたものでなくてよい。通信線でも警報ランプ
ドライブ線でもよい。
【００９２】また、オルタネータの出力強度の推定をす
るに、よく励磁コイルへの電圧印加のＯＮデューティー
レイト」が用いられるが、励磁コイルへの印加電圧はオ
ルタネータの発電電圧であって、発電電圧は温度特性や
外部要因などで変化するので、ＯＮデューティーレイト
だけでは推定の精度は良とは言えない問題があったが、
本実施の形態では、これを励磁コイルへの実効印加電圧
に換算して解釈することによって精度が向上する。
【００９３】また、ＥＣＵは、オルタネータの駆動トル
クを推定するために、励磁コイルの電圧印加のＯＮ／Ｏ
ＦＦスイッチ波形を入力する場合があるが、しかし、励
磁コイルの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ波形が周波数もＯＮ
デューティも安定していない電圧制御装置の場合、ＥＣ
ＵがＯＮデューティーレイトをデジタル認識するには難
儀となる。せめて周波数は上限が制限されておかない
と、ＯＮ／ＯＦＦセットの時間（周期）を計測するにも
それがいつ終わるのかわからないのでＥＣＵの計測タイ
マがオーバーフローしたりする。本実施の形態では、す
でに周波数とＯＮデューティーを安定化してＰＷＭ出力
しているので、ＥＣＵによるデジタル認識は容易となり
ハードウェアとソフトウェアの開発を容易とすることが
できる。また、その周波数を同一製品でスタンダード化
すれば認識上の互換性を得ることができる。
【００９４】また、上記の方法で、ＥＣＵが容易にオル
タネータ励磁コイルへの電圧印加ＯＮデューティーレイ
トを得たとしても、実は励磁コイルに印加される電圧は
オルタネータの発電電圧であって、発電電圧はレギュレ
ータ温度に依存しているため、ＯＮデューティだけで駆
動トルクを推定しようとするとズレが生じる。
【００９５】本実施の形態では、励磁コイルのＯＮデュ
ーティーを、励磁コイルへの印加電圧に換算した結果に
依存したＰＷＭ出力をするので、ＥＣＵはその時点の制
御電圧に関係なくより好適なオルタネータの駆動トルク
の推定が可能になる。ここでも同じく、電圧制御装置が
すでに周波数と換算印加電圧を示すＯＮデューティーを
安定化してＰＷＭ出力しているので、ＥＣＵによるデジ
タル認識は容易となりハードウェアとソフトウェアの開
発を容易とすることができる。また、その周波数を同一
製品でスタンダード化すれば認識上の互換性を得ること
ができる。
【００９６】また、オルタネータの駆動トルクを推定す
るために、励磁コイルへの電圧印加のＯＮデューティー
や励磁コイルへの換算印加電圧を使うのは、実は励磁コ
イル電流を得ようとしている。励磁コイルへの換算印加
電圧は従来例から比べるとよりよいが、実は励磁コイル
の抵抗成分が温度依存があるために、換算印加電圧を得
たとしても励磁コイル電流の推定にはズレがある。
【００９７】本実施の形態では、まさに励磁コイルに流
れている電流に依存したＰＷＭ出力をするので、もはや
ＥＣＵがオルタネータの駆動トルクを推定するにズレは
ほとんど生じなくなる。ここでも同じく、電圧制御装置
がすでに周波数と励磁電流を示すＯＮデューティーを安
定化してＰＷＭ出力しているので、ＥＣＵによるデジタ
ル認識は容易となりハードウェアとソフトウェアの開発
を容易とすることができる。また、その周波数を同一製
品でスタンダード化すれば認識上の互換性を得ることが
できる。
【００９８】実は、励磁電流と駆動トルクの関係はオル
タネータ回転数に依存し、またその係数はオルタネータ
出力クラスや電磁仕様によって変化するので、ＥＣＵは
オルタネータ毎に駆動トルクの解釈を変更する必要があ
った。本実施の形態では、とくにオルタネータ駆動トル
クの絶対値を示すＰＷＭ出力とした場合、まさにＥＣＵ
はテーブルの変更なしにオルタネータの駆動トルクを、
オルタネータ出力クラスや電磁仕様に関係なく（スタン
ダード化されていれば製造メーカーにも関係なく）認識
することができ、もはや誤差もズレもない。さらにここ
でも同じく、レギュレータがすでに周波数と励磁電流を
示すＯＮデューティーを安定化してＰＷＭ出力している
ので、ＥＣＵによるデジタル認識は容易となりハードウ
ェアとソフトウェアの開発を容易とすることができる。
また、その周波数を同一製品でスタンダード化すれば認
識上の互換性を得ることができる。
【００９９】また、ＥＣＵは、レギュレータの第３のＰ
ＷＭ出力の周波数とＯＮデューティーレイトまたはＯＮ
時間だけを監視するだけで、オルタネータ駆動トルクに
関する情報とレギュレータの診断情報を同時に取得する
ことができる。
【０１００】また、電圧制御装置が、外部パルス信号を
入力するとしたら２つの情報即ち周波数とＯＮデューテ
ィーを抽出できる。例えば、周波数は目標電圧の外部ユ
ニット指示を表わし、ＯＮデューティーは外部ユニット
が認識するバッテリ電圧（オルタネータがＢ検出による
電圧制御の場合、オルタネータ以外の抽出点のバッテリ
電圧情報は非常に有効に使える。）を表わしたりでき
る。外部パルスに乗せる情報は、この２つに限らなくて
もその他オルタネータの発電制御に有効な情報であれば
なんでもよい。また、１つの情報でよければ、外部ユニ
ットはＯＮデューティをわざわざ構成しなくてもよい。
するとワンショットパルスでいいので、外部ユニットも
楽になるし、レギュレータも楽になる。また、ワンショ
ットパルスであれば従来のアナログレギュレータであっ
てもＦＶ変換で認識可能である。
【０１０１】また、オルタネータに搭載する電圧制御装
置の場合、なにをトリガに電源起動して、なにをトリガ
に電源遮断するかを考えなくてはならない。通常従来で
は、イグニッション電源や、警報ランプ電源などの、ド
ライバのキーオン・オフに関連する信号線を電源起動と
電源遮断に利用していたので問題なかったが、それらが
ない場合、新しいトリガを抽出する必要がある。本実施
の形態では、外部ユニットとの通信線の論理反転を起動
トリガ利用している。通信線とは外部パルス信号も含む
し、複雑なディジタル通信線（ＳＣＩ、ＬＡＮ、ＣＡＮ
…）でもいい。
【０１０２】さて問題は、通信線によるトリガは電源遮
断には使わない方が懸命である。起動中の通信線断線は
ありえる話で、通信線が断線したごときでオルタネータ
が発電停止することはフェールセーフにおいて好ましく
ない。だから、本実施の形態では、電源遮断は別の方
法、つまりオルタネータが初期励磁状態を所定時間に渡
って継続したとき、または継続かつオルタネータ回転数
がゼロであることを判定したときに実行する。
【０１０３】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、オルタネータ
の発生電圧を励磁コイルに対する印加電圧のＯＮ／ＯＦ
Ｆによって所定値に制御するオルタネータの電圧制御装
置において、目標電圧とオルタネータの発電電圧との比
較で得た大小の論理を第１のＯＮ／ＯＦＦ論理として出
力する第１の論理出力手段と該第１のＯＮ／ＯＦＦ論理
に基づいてＯＮデューティーレイトが励磁コイル時定数
を考慮した増減量で増減するＰＷＭ内部出力の論理を第
２のＯＮ／ＯＦＦ論理として出力する第２の論理出力手
段とを備え、上記第１および第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の
論理処理結果を上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理とするので、オルタネータを制御して発生電圧
を目標電圧にフィードバック制御する場合に、オルタネ
ータの発電特性や電磁仕様に基づくパラメータや方程式
を必要とせず、また、励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／
ＯＦＦ論理のＯＮデューティーレイトおよび論理周波数
を結所定周波数範囲で安定させて両者を両立させること
ができるという効果がある。
【０１０４】また、請求項２の発明によれば、上記目標
電圧は、上記オルタネータの発電電圧との大小関係の比
較で得る大小の論理を保持する方向でヒステリシス補正
が施され、該ヒステリシス補正量がオルタネータ回転数
やオルタネータ出力強度に関係するパラメータに基づい
て変化し、また上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の反転周期
に基づいてフィードバック変更するので、一旦決定した
論理がすぐ反転しないように目標電圧にヒステリシス補
正を施すことがオルタネータのあらゆる運転状況に応じ
て可能になるという効果がある。
【０１０５】また、請求項３の発明によれば、上記第１
の論理出力手段に対して上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の
論理が反転しにくくする論理反転抑制手段を設け、ＯＮ
論理→ＯＦＦ論理およびＯＦＦ論理→ＯＮ論理でその抑
制強度が異なり、該抑制強度は上記第１のＯＮ／ＯＦＦ
論理の結果的論理周期に基づいてフィードバック変更さ
れるので、一旦決定した論理がすぐ反転しないように目
標電圧にヒステリシス補正を施すことがオルタネータの
あらゆる運転状況に応じて可能になるという効果があ
る。
【０１０６】また、請求項４の発明によれば、上記第２
のＯＮ／ＯＦＦ論理となるＰＷＭ内部出力の論理周期
は、オルタネータ回転数やオルタネータ出力強度に関係
するパラメータに基づく演算やテーブル検索によって変
更され、または上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の周期に基
づいて変更されるので、第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の周波
数を確実に設定できるという効果がある。
【０１０７】また、請求項５の発明によれば、サンプル
ングして得たオルタネータの発電電圧を標本値として過
去数回に渡って記憶する記憶手段と、その都度最新の標
本値と以前数回分の過去の標本値に基づいて移動平均演
算して現在の発電電圧として解釈する演算手段とを備
え、上記以前数回分の過去標本値の参照個数がオルタネ
ータ回転数やオルタネータ出力強度に基づいて変更さ
れ、上記移動平均演算のために参照される標本の個数は
２の乗数倍の個数であり、該参照する標本の総和を２進
数解釈して参照個数回の右方向ビットシフトだけで区間
平均値を得るので、微分や積分の複雑なフィルタ回路を
用いることなく、実質的にソフトウェアフィルタのより
区間平均値が得られ、また、このソフトウェアフィルタ
もオルタネータの出力強度や回転数によって最適にフィ
ルタ強度が調整されるので、フィードバック制御が従来
に比し高速になるという効果がある。
【０１０８】また、請求項６の発明によれば、上記オル
タネータの発電電圧は、サンプリング周期が変更される
サンプリングで標本化されるので、オルタネータの実効
発電電圧を確実に得ることができるという効果がある。
【０１０９】また、請求項７の発明によれば、上記サン
プリング周期は、オルタネータ回転数に基づいて演算ま
たはテーブル検索されるので、オルタネータの実効発電
電圧を確実に得るのに寄与できるという効果がある。
【０１１０】また、請求項８の発明によれば、上記サン
プリングは、上記オルタネータのステータ１相分の電圧
波形の発生タイミングをトリガに開始され、開始してか
ら所定時間の間だけ所定周期で断続的に実施され、該所
定時間および所定周期は前回までの上記トリガ間隔に基
づいて演算またはテーブル検索されるので、マイコンの
プログラム進行上においてもサンプリング処理の密度が
減ってプログラムの開発を容易とし、また、動作クロッ
クも落とせることからマイコンや振動子の低廉化に寄与
できるという効果がある。
【０１１１】また、請求項９の発明によれば、上記オル
タネータ回転数を、上記オルタネータのステータ１相分
の電圧波形のＬｏｗ→Ｈｉｇｈへの転移エッジの時間間
隔に基づいて演算する演算手段を備えたので、ＦＶ変換
などしてオルタネータ回転数を解釈する必要がなくなる
という効果がある。
【０１１２】また、請求項１０の発明によれば、上記目
標電圧は、オルタネータ回転数やオルタネータ出力強度
に関係するパラメータに基づく演算やテーブル検索によ
って導かれる量でシフトされ、またはオルタネータ出力
端子電圧と外部信号入力端子電圧や外部ユニットからの
バッテリ電圧を示す情報との偏差に基づいて定期的に補
正されるので、バッテリ端子での電圧の低下がなくな
り、バッテリ電圧の安定化を図ることができるという効
果がある。
【０１１３】また、請求項１１の発明によれば、上記第
２のＯＮ／ＯＦＦ論理となるＰＷＭ内部出力のＯＮデュ
ーティーレイトの増減には、上記励磁コイルの時定数を
考慮した時間当たり増減量の抑制が施され、該時間当た
り増加量の抑制強度は上記励磁コイルの時定数に比べて
より強く設定され且つオルタネータ回転数に基づいて変
更または禁止され、該時間当たり増減量の抑制はオルタ
ネータの特殊な発電モードに基づいて増減禁止または抑
制解除され、オルタネータ回転数やユニット温度に基づ
いてＯＮデューティーレイトに上限および下限が設定さ
れるので、第２のＯＮ／ＯＦＦ論理のＯＮデューティー
のハンチングを無くし、増加の抑制によりいわゆるＬＲ
Ｃ機能を達成させ、上限の設定により電磁音抑制や駆動
トルク抑制が可能となり、また、下限の設定によりフロ
ーティング制御が可能になるという効果がある。
【０１１４】また、請求項１２の発明によれば、上記励
磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理は、上記オル
タネータのステータ１相分の電圧波形のピーク電圧また
は平均電圧に基づいて、上記第１および第２のＯＮ／Ｏ
ＦＦ論理の論理処理結果に関係なく強制的に論理ＯＮに
するので、バッテリー電圧の方がオルタネータ目標電圧
より高いような状況で、オルタネータが発電しなくても
いいような状況下でもある程度は発電するようにするい
わゆるフローティング制御が可能になるという効果があ
る。
【０１１５】また、請求項１３の発明によれば、上記第
１のＯＮ／ＯＦＦ論理の１つの論理周期中のＯＮ論理レ
イトと上記第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の１つの論理周期中
のＯＮ論理レイトとの積算値、または上記励磁コイルへ
の電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理の時間当たりＯＮ論理レ
イトを該励磁コイルへの電圧印加のＯＮデューティーレ
イトとして解釈するので、励磁コイルへの電圧印加のＯ
Ｎデューティーレイトを容易に認識できるとい効果があ
る。
【０１１６】また、請求項１４の発明によれば、上記励
磁コイルへの電圧印加のＯＮデューティーレイトと、そ
の時のオルタネータ発電電圧に基づいて該励磁コイルへ
の実効印加電圧を演算する演算手段を備えたので、オル
タネータの出力強度や駆動トルク強度を推定する精度を
向上するのに寄与できるという効果ある。
【０１１７】また、請求項１５の発明によれば、上記オ
ルタネータの出力強度や上記オルタネータの駆動トルク
強度を、オルタネータ出力端子に発生する電圧リプルの
上下幅や電圧高をパラメータとした演算やテーブル検索
によって推定し、または充電線の電圧降下により発生す
るオルタネータ出力端子電圧と外部信号入力端子電圧と
の電圧偏差をパラメータとした演算やテーブル検索によ
って推定し、または上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮ
デューティーレイトや上記励磁コイルへの換算印加電圧
とオルタネータ回転数とをパラメータとした演算やテー
ブル検索によって推定するので、外部ユニットによるデ
ジタル認識は容易となり、ハードウェアとソフトウェア
の開発を容易とすることができ、また、その周波数を同
一製品でスタンダード化すれば認識上の互換性を得るこ
とができるという効果がある。
【０１１８】また、請求項１６の発明によれば、上記励
磁コイルへの電圧印加のＯＮデューティーレイト、上記
励磁コイルへの実効印加電圧、上記オルタネータの出力
強度や上記オルタネータの駆動トルク強度、または上記
励磁コイルの励磁電流そのもの、の率や絶対値に依存す
るＯＮデューティーレイトを示すＰＷＭ出力手段を備え
たので、外部ユニットによるデジタル認識は容易とな
り、ハードウェアとソフトウェアの開発を容易とするこ
とができ、また、その周波数を同一製品でスタンダード
化すれば認識上の互換性を得ることができるという効果
がある。
【０１１９】また、請求項１７の発明によれば、上記Ｐ
ＷＭ出力手段の出力は所定の基本周波数を含み、該周波
数が電圧制御装置の自己診断情報に基づいて変化し、該
周波数が変わっても上記基本周波数の時に示していたＯ
Ｎデューティーレイトは変わらないか、または該周波数
が変わっても上記基本周波数の時に示していたＯＮデュ
ーティーレイトに基づくＯＮ時間は変わらないので、Ｐ
ＷＭ出力の周波数とＯＮデューティーレイトまたはＯＮ
時間だけを監視するだけで、オルタネータ駆動トルクに
関する情報と電圧制御装置の診断情報を同時に取得する
ことができるという効果がある。
【０１２０】また、請求項１８の発明によれば、外部ユ
ニットからのパルス信号の周波数または該周波数とデュ
ーティーに基づいてバッテリ電圧に関連する電圧および
目標電圧の上記外部ユニット指示を認識するためのイン
タフェースを備えたので、オルタネータの目標電圧を外
部ユニットで変更でき、また、バッテリ電圧と目標電圧
を外部ユニットで指示できるという効果がある。
【０１２１】また、請求項１９の発明によれば、電圧制
御装置の電源遮断を、上記オルタネータが初期励磁状態
を所定時間に渡って継続したとき、または継続かつオル
タネータ回転数がゼロであることを判定したときに実行
するので、電圧制御装置の電源遮断に専用のトリガ手段
を設ける必要が無くなるという効果がある。
【０１２２】さらに、請求項２０の発明によれば、電圧
制御装置の電源起動を、外部ユニットと接続する情報通
信線の論理反転をトリガにして実行するので、電圧制御
装置の電源起動に専用のトリガ手段を設ける必要が無く
なるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示す構成図であ
る。
【図２】 この発明の実施の形態１を示す機能ブロック
図である。
【図３】 この発明の実施の形態１を示す機能ブロック
図である。
【図４】 この発明の実施の形態１を示す機能ブロック
図である。
【図５】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態１の動作を説明するた
めのフローチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態１の動作を説明する
ためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 電圧制御装置、 ２ オルタネータ、 ４ ＥＣ
Ｕ、 ５ バッテリ、１０ マイクロプロセッサ、 １
２ 励磁コイルドライバ、 ２１ 励磁コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H590 CA07 CC01 CC24 CE05 DD25 DD64 DD71 EA01 EB02 EB21 EB24 EB29 FA01 FA06 FB01 FB03 FC12 FC14 GA02 GA03 GB05 HA02 HA06 HA18 HA27 JA02 JA06 JA09 JA19 JA20 JB01 JB02 JB06 JB15 JB16 KK02 KK06

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オルタネータの発生電圧を励磁コイルに
    対する印加電圧のＯＮ／ＯＦＦによって所定値に制御す
    るオルタネータの電圧制御装置において、 目標電圧とオルタネータの発電電圧との比較で得た大小
    の論理を第１のＯＮ／ＯＦＦ論理として出力する第１の
    論理出力手段と該第１のＯＮ／ＯＦＦ論理に基づいてＯ
    Ｎデューティーレイトが励磁コイル時定数を考慮した増
    減量で増減するＰＷＭ内部出力の論理を第２のＯＮ／Ｏ
    ＦＦ論理として出力する第２の論理出力手段とを備え、
    上記第１および第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理処理結果
    を上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理とす
    ることを特徴とするオルタネータの電圧制御装置。
  2. 【請求項２】 上記目標電圧は、上記オルタネータの発
    電電圧との大小関係の比較で得る大小の論理を保持する
    方向でヒステリシス補正が施され、該ヒステリシス補正
    量がオルタネータ回転数やオルタネータ出力強度に関係
    するパラメータに基づいて変化し、また上記第１のＯＮ
    ／ＯＦＦ論理の反転周期に基づいてフィードバック変更
    することを特徴とする請求項１記載のオルタネータの電
    圧制御装置。
  3. 【請求項３】 上記第１の論理出力手段に対して上記第
    １のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理が反転しにくくする論理反
    転抑制手段を設け、ＯＮ論理→ＯＦＦ論理およびＯＦＦ
    論理→ＯＮ論理でその抑制強度が異なり、該抑制強度は
    上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の結果的論理周期に基づい
    てフィードバック変更されることを特徴とする請求項１
    記載のオルタネータの電圧制御装置。
  4. 【請求項４】 上記第２のＯＮ／ＯＦＦ論理となるＰＷ
    Ｍ内部出力の論理周期は、オルタネータ回転数やオルタ
    ネータ出力強度に関係するパラメータに基づく演算やテ
    ーブル検索によって変更され、または上記第１のＯＮ／
    ＯＦＦ論理の周期に基づいて変更されることを特徴とす
    る請求項１記載のオルタネータの電圧制御装置。
  5. 【請求項５】 サンプルングして得たオルタネータの発
    電電圧を標本値として過去数回に渡って記憶する記憶手
    段と、その都度最新の標本値と以前数回分の過去の標本
    値に基づいて移動平均演算して現在の発電電圧として解
    釈する演算手段とを備え、上記以前数回分の過去標本値
    の参照個数がオルタネータ回転数やオルタネータ出力強
    度に基づいて変更され、上記移動平均演算のために参照
    される標本の個数は２の乗数倍の個数であり、該参照す
    る標本の総和を２進数解釈して参照個数回の右方向ビッ
    トシフトだけで区間平均値を得ることを特徴とする請求
    項１記載のオルタネータの電圧制御装置。
  6. 【請求項６】 上記オルタネータの発電電圧は、サンプ
    リング周期が変更されるサンプリングで標本化されるこ
    とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のオルタ
    ネータの電圧制御装置。
  7. 【請求項７】 上記サンプリング周期は、オルタネータ
    回転数に基づいて演算またはテーブル検索されることを
    特徴とする請求項６記載のオルタネータの電圧制御装
    置。
  8. 【請求項８】 上記サンプリングは、上記オルタネータ
    のステータ１相分の電圧波形の発生タイミングをトリガ
    に開始され、開始してから所定時間の間だけ所定周期で
    断続的に実施され、該所定時間および所定周期は前回ま
    での上記トリガ間隔に基づいて演算またはテーブル検索
    されることを特徴とする請求項６記載のオルタネータの
    電圧制御装置。
  9. 【請求項９】 上記オルタネータ回転数を、上記オルタ
    ネータのステータ１相分の電圧波形のＬｏｗ→Ｈｉｇｈ
    への転移エッジの時間間隔に基づいて演算する演算手段
    を備えたことを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記
    載のオルタネータの電圧制御装置。
  10. 【請求項１０】上記目標電圧は、オルタネータ回転数や
    オルタネータ出力強度に関係するパラメータに基づく演
    算やテーブル検索によって導かれる量でシフトされ、ま
    たはオルタネータ出力端子電圧と外部信号入力端子電圧
    や外部ユニットからのバッテリ電圧を示す情報との偏差
    に基づいて定期的に補正されることを特徴とする請求項
    １〜９のいずれかに記載のオルタネータの電圧制御装
    置。
  11. 【請求項１１】 上記第２のＯＮ／ＯＦＦ論理となるＰ
    ＷＭ内部出力のＯＮデューティーレイトの増減には、上
    記励磁コイルの時定数を考慮した時間当たり増減量の抑
    制が施され、該時間当たり増加量の抑制強度は上記励磁
    コイルの時定数に比べてより強く設定され且つオルタネ
    ータ回転数に基づいて変更または禁止され、該時間当た
    り増減量の抑制はオルタネータの特殊な発電モードに基
    づいて増減禁止または抑制解除され、オルタネータ回転
    数やユニット温度に基づいてＯＮデューティーレイトに
    上限および下限が設定されることを特徴とする請求項１
    記載のオルタネータの電圧制御装置。
  12. 【請求項１２】 上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／
    ＯＦＦ論理は、上記オルタネータのステータ１相分の電
    圧波形のピーク電圧または平均電圧に基づいて、上記第
    １および第２のＯＮ／ＯＦＦ論理の論理処理結果に関係
    なく強制的に論理ＯＮにすることを特徴とする請求項１
    〜１１のいずれかに記載のオルタネータの電圧制御装
    置。
  13. 【請求項１３】 上記第１のＯＮ／ＯＦＦ論理の１つの
    論理周期中のＯＮ論理レイトと上記第２のＯＮ／ＯＦＦ
    論理の１つの論理周期中のＯＮ論理レイトとの積算値、
    または上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ論理
    の時間当たりＯＮ論理レイトを該励磁コイルへの電圧印
    加のＯＮデューティーレイトとして解釈することを特徴
    とする請求項１〜１２のいずれかに記載のオルタネータ
    の電圧制御装置。
  14. 【請求項１４】 上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮデ
    ューティーレイトと、その時のオルタネータ発電電圧に
    基づいて該励磁コイルへの実効印加電圧を演算する演算
    手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載のオルタ
    ネータの電圧制御装置。
  15. 【請求項１５】 上記オルタネータの出力強度や上記オ
    ルタネータの駆動トルク強度を、オルタネータ出力端子
    に発生する電圧リプルの上下幅や電圧高をパラメータと
    した演算やテーブル検索によって推定し、または充電線
    の電圧降下により発生するオルタネータ出力端子電圧と
    外部信号入力端子電圧との電圧偏差をパラメータとした
    演算やテーブル検索によって推定し、または上記励磁コ
    イルへの電圧印加のＯＮデューティーレイトや上記励磁
    コイルへの換算印加電圧とオルタネータ回転数とをパラ
    メータとした演算やテーブル検索によって推定すること
    を特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のオルタ
    ネータの電圧制御装置。
  16. 【請求項１６】 上記励磁コイルへの電圧印加のＯＮデ
    ューティーレイト、上記励磁コイルへの実効印加電圧、
    上記オルタネータの出力強度や上記オルタネータの駆動
    トルク強度、または上記励磁コイルの励磁電流そのも
    の、の率や絶対値に依存するＯＮデューティーレイトを
    示すＰＷＭ出力手段を備えたことを特徴とする請求項１
    〜１５のいずれかに記載のオルタネータの電圧制御装
    置。
  17. 【請求項１７】 上記ＰＷＭ出力手段の出力は所定の基
    本周波数を含み、該周波数が電圧制御装置の自己診断情
    報に基づいて変化し、該周波数が変わっても上記基本周
    波数の時に示していたＯＮデューティーレイトは変わら
    ないか、または該周波数が変わっても上記基本周波数の
    時に示していたＯＮデューティーレイトに基づくＯＮ時
    間は変わらないことを特徴とする請求項１６記載のオル
    タネータの電圧制御装置。
  18. 【請求項１８】 外部ユニットからのパルス信号の周波
    数または該周波数とデューティーに基づいてバッテリ電
    圧に関連する電圧および目標電圧の上記外部ユニット指
    示を認識するためのインタフェースを備えたことを特徴
    とする請求項１〜１７のいずれかに記載のオルタネータ
    の電圧制御装置。
  19. 【請求項１９】 電圧制御装置の電源遮断を、上記オル
    タネータが初期励磁状態を所定時間に渡って継続したと
    き、または継続かつオルタネータ回転数がゼロであるこ
    とを判定したときに実行することを特徴とする請求項１
    〜１８のいずれかに記載のオルタネータの電圧制御装
    置。
  20. 【請求項２０】 電圧制御装置の電源起動を、外部ユニ
    ットと接続する情報通信線の論理反転をトリガにして実
    行することを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記
    載のオルタネータの電圧制御装置。
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