JP2013146132A

JP2013146132A - 電力変換装置

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Publication number: JP2013146132A
Application number: JP2012005210A
Authority: JP
Inventors: Taichi Watanabe; 太一渡邊
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-07-25
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: JP5831238B2

Abstract

【課題】異常状態の検出と電力変換の効率低下の抑制とを両立させる。
【解決手段】相巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗのうち、例えばＵ相巻線の相電圧が閾値Ａ’未満である時間が、Ｇ１学習駆動時間の間にて規定期間Ｔａ以上継続したとスイッチング素子駆動制御回路４３が判定したときには、Ｕ相にて異常状態が生じていると判定する（Ｓ３３０、Ｓ３４０）。したがって、異常状態を検出することができる。また、相巻線１１ｕ、１１ｖ、１１ｗのうち、例えばＵ相電圧がＧ１学習駆動時間の間において閾値Ａ’未満であり、かつＵ相電圧が閾値Ａ’未満である時間が規定期間Ｔａ未満であるとスイッチング素子駆動制御回路４３が判定したとき、正常状態であると判定して、Ｕ相巻線に対応する正極電極側スイッチング素子ＳＷ１のオンを継続させる。
【選択図】図８

Description

本発明は、多相回転発電機から出力される交流電力を直流電力に変換する電力変換装置に関するものである。

従来、電力変換装置では、例えば、特許文献１に示すように、三相回転発電機の電機子巻線から出力される交流電力を直流電力に変換するものがある。

このものにおいて、バッテリの正極電極と負極電極との間で直列接続される上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子とが相毎に設けられ、相毎の上アームスイッチング素子および下アームスイッチング素子が正極電極および負極電極の間で並列に配置されている。上アームスイッチング素子に対して上アームダイオードが相毎に逆並列に配置され、下アームスイッチング素子に対して下アームダイオードが相毎に逆並列に配置されている。そして、上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子との間の共通接続端子が電機子巻線を構成する相巻線に相毎に接続されている。

ゲート制御部は、上アームダイオードの通電期間、および下アームダイオードの通電期間を相毎に記憶している。そして、上アームダイオードの通電期間よりも短い時間を上アームスイッチング素子のオン期間として設定する。下アームダイオードの通電期間よりも短い時間を下アームスイッチング素子のオン期間として設定する。

ゲート制御部は、上アームダイオードが通電状態になったことで、上アームスイッチング素子をオンして、その後上アームスイッチング素子のオン期間分の時間が経過すると、上アームスイッチング素子をオフする。下アームダイオードが通電状態になったことで、下アームスイッチング素子をオンして、その後下アームスイッチング素子のオン期間分の時間が経過すると、下アームスイッチング素子をオフする。このことにより、バッテリの負極電極から下アームスイッチング素子、電機子巻線、および上アームスイッチング素子を通してバッテリの正極電極に電流が流れる。これにより、電機子巻線から出力される交流電力を直流電力に変換してバッテリに与えることができる。

特開２０１０−１１０１７６号公報

上述の特許文献１では、上アームスイッチング素子のオン後、上アームスイッチング素子のオン期間分の時間が経過すると、上アームスイッチング素子をオフし、下アームスイッチング素子をオン後、下アームスイッチング素子のオン期間分の時間が経過すると、下アームスイッチング素子をオフすることが記載されているものの、上アームスイッチング素子がオンしているときに相電圧を検出することについて一切記載されていない。さらに、下アームスイッチング素子がオンしているときに相電圧を検出することについて一切記載されていない。

本発明は上記点に鑑みて、多相回転発電機から出力される交流電力を直流電力に電力変換する電力変換装置において、スイッチング素子がオンしているときに相電圧を検出することにより、異常状態の検出と電力変換の効率低下の抑制とを両立することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の相巻線（１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ）からなる電機子巻線（１１）を備える多相回転発電機（１０）から出力される交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、
バッテリ（３０）の正極電極と負極電極との間で直列接続される第１、第２のスイッチング素子（ＳＷ１〜ＳＷ６）が相毎に設けられ、前記相毎の第１、第２のスイッチング素子が前記正極電極および前記負極電極の間で並列に配置されている変換回路（２１）と、
前記正極電極および前記負極電極のうちいずれか一方と前記相巻線との間の相電圧を前記相毎に検出する相電圧検出回路（４２）と、
前記相電圧が第１閾値（Ａ、Ａ’）以上であると判定してから第１駆動期間の間にて、前記第１、第２のスイッチング素子のうち正極電極側スイッチング素子（ＳＷ１〜ＳＷ３）を前記相毎にオンさせる第１駆動手段（Ｓ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３４０）と、
前記相電圧が前記第１閾値よりも小さい第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満であると判定してから第２駆動期間の間にて、前記第１、第２のスイッチング素子のうち負極電極側スイッチング素子（ＳＷ４〜ＳＷ６）を前記相毎にオンさせる第２駆動手段（Ｓ５２０、Ｓ５３０、Ｓ５４０）とを備え、
前記第１駆動手段が前記相毎の前記正極電極側スイッチング素子をオンさせて、かつ前記第２駆動手段が前記相毎の前記負極電極側スイッチング素子をオンさせることにより、前記負極電極から前記負極電極側スイッチング素子、前記電機子巻線、および前記正極電極側スイッチング素子を通して前記正極電極に電流が流れるようになっており、
前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第１判定手段（Ｓ４００、Ｓ４１０）を備え、
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第１駆動期間の間にて前記第１閾値未満になり、かつ前記ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）未満であると前記第１判定手段（Ｓ４００、Ｓ４１０）が判定したとき、正常状態であるとして、前記ある相巻線に対応する前記正極電極側スイッチング素子のオンを前記第１駆動手段が継続させることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１判定手段は、ある相巻線の相電圧が第１閾値未満である時間が第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）以上継続したと判定することにより、ある相巻線に対応する相において異常状態が生じていると判定する。

これに加えて、ある相巻線の相電圧が第１駆動期間の間にて第１閾値未満になり、かつある相巻線の相電圧が第１閾値未満である時間が第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）未満であると第１判定手段が判定したとき、正常状態であるとして、ある相巻線に対応する正極電極側スイッチング素子のオンを第１駆動手段が継続させる。このため、電力変換の効率低下の抑制することができる。

以上により、異常状態の検出と電力変換の効率低下の抑制とを両立することができる。

請求項２に記載の発明では、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）以上継続したと前記第１判定手段が判定したときには、異常状態が生じているとして、前記ある相巻線に対応する前記正極電極側スイッチング素子をオフする第１駆動停止手段（Ｓ４３０）を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、前記ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間以上継続したと前記第１判定手段（Ｓ４００、Ｓ４１０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第１通信手段（Ｓ４２０）を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、前記相電圧検出回路の検出電圧に基づいて、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したか否かを判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）を備え、
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２駆動期間の間にて前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上になり、かつ前記ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）未満であると前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したとき、正常状態であるとして、前記ある相巻線に対応する前記負極電極側スイッチング素子のオンを前記第２駆動手段が継続させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、第２判定手段は、ある相巻線の相電圧が第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したと判定することにより、ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じていると判定する。

これに加えて、ある相巻線の相電圧が第２駆動期間の間にて第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上になり、かつある相巻線の相電圧が第２閾値以上である時間が第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）未満であると第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したとき、正常状態であるとして、ある相巻線に対応する負極電極側スイッチング素子のオンを前記第２駆動手段が継続させる。このため、電力変換の効率低下の抑制することができる。

請求項５に記載の発明では、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したと前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したときには、異常状態が生じているとして、前記ある相巻線に対応する前記負極電極側スイッチング素子をオフする第２駆動停止手段（Ｓ６３０）を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したと前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第２通信手段（Ｓ４２０）を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明では、前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記相電圧が前記第１閾値（Ａ、Ａ’）以上である時間が一定時間（Ｔｎ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第３判定手段（Ｓ３７０、Ｓ３８０）を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明では、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線に対応する前記相電圧が前記第１閾値（Ａ、Ａ’）以上である時間が一定時間（Ｔｎ）以上継続したと前記第３判定手段（Ｓ３７０、Ｓ３８０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第３通信手段（Ｓ４２０）を備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明では、前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満である時間が一定時間（Ｔｍ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態であるか否かを相毎に判定する第５判定手段（Ｓ５７０、Ｓ５８０）を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明では、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線に対応する前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満である時間が一定時間（Ｔｍ）以上継続したと前記第５判定手段（Ｓ５７０、Ｓ５８０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第４通信手段（Ｓ６２０）を備えることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明では、複数の相巻線（１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ）からなる電機子巻線（１１）を備える多相回転発電機（１０）から出力される交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、
バッテリ（３０）の正極電極と負極電極との間で直列接続される第１、第２のスイッチング素子が相毎に設けられ、前記相毎の第１、第２のスイッチング素子が前記正極電極および前記負極電極の間で並列に配置されている変換回路（２１）と、
前記正極電極および前記負極電極のうちいずれか一方と前記相巻線との間の相電圧を前記相毎に検出する相電圧検出回路（４２）と、
前記相電圧が第１閾値（Ａ、Ａ’）以上であると判定してから第１駆動期間の間に、前記第１、第２スイッチング素子のうち正極電極側スイッチング素子（ＳＷ１〜ＳＷ３）を前記相毎にオンさせる第１駆動手段（Ｓ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３４０）と、
前記相電圧が前記第１閾値よりも小さい第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満であると判定してから第２駆動期間の間に、前記第１、第２スイッチング素子のうち負極電極側スイッチング素子（ＳＷ４〜ＳＷ６）を前記相毎にオンさせる第２駆動手段（Ｓ５２０、Ｓ５３０、Ｓ５４０）とを備え、
前記第１駆動手段が前記相毎の正極電極側スイッチング素子をオンさせて、かつ、前記第２駆動手段が前記相毎の前記負極電極側スイッチング素子をオンさせることにより、前記負極電極から前記負極電極側スイッチング素子、前記電機子巻線、および前記正極電極側スイッチング素子を通して前記正極電極に電流が流れるようになっており、
前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）と、
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２駆動期間の間にて前記第２閾値以上になり、かつ前記ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間未満であると前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したとき、正常状態であるとして、前記ある相巻線に対応する前記負極電極側スイッチング素子のオンを前記第２駆動手段が継続させることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、第２判定手段は、ある相巻線の相電圧が第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したと判定することにより、ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じていると判定する。

請求項１２に記載の発明では、前記相電圧が第１閾値（Ａ、Ａ’）以上になる時間を前記相毎に測定する第１測定手段（Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０）と、
前記第１測定時間により測定される時間よりも短い時間を前記第１駆動期間として前記相毎に設定する第１設定手段（Ｓ１４０）と、
前記相電圧が第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満になる時間を前記相毎に測定する第２測定手段（Ｓ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０）と、
前記第２測定時間により測定される時間よりも短い時間を前記第２駆動期間として前記相毎に設定する第２設定手段（Ｓ２４０）と、を備えることを特徴とする。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の一実施形態における車載用発電システムの全体構成を示す図である。図１の制御回路の構成を示す図である。図１における相電圧、駆動信号のタイミングチャートである。図１におけるＵ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧、および各スイッチング素子の駆動信号のタイミングチャートである。図２のスイッチング素子駆動制御回路の処理全体を示すフローチャートである。図５の素子駆動学習時間処理の一部の詳細を示すフローチャートである。図５の素子駆動学習時間処理の一部の詳細を示すフローチャートである。図５の素子駆動処理の一部の詳細を示すフローチャートである。図５の素子駆動処理の一部の詳細を示すフローチャートである。図５の素子駆動処理の一部の詳細を示すフローチャートである。図５の素子駆動処理の一部の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。

図１、図２に、本発明の電力変換装置が適用された車載用発電システム１の一実施形態を示す。図１は本実施形態の車載用発電システム１の回路構成を示す図である。

車載用発電システム１は、オルタネータ１０および電力変換装置２０を備える。オルタネータ１０は、固定子巻線１１および界磁巻線１２を備える同期式三相回転発電機である。固定子巻線１１は、Ｕ相巻線１１ｕ、Ｖ相巻線１１ｖ、およびＷ相巻線１１ｗを備えて電機子巻線を構成する。Ｕ相巻線１１ｕ、Ｖ相巻線１１ｖ、およびＷ相巻線１１ｗが固定子鉄心（図示せず）に巻装されて固定子を構成している。本実施形態のＵ相巻線１１ｕ、Ｖ相巻線１１ｖ、およびＷ相巻線１１ｗは、スター結線されている。界磁巻線１２は、固定子鉄心の内周側に対向配置された界磁極（図示せず）に巻装されて回転子を構成している。回転子は、車両の走行用エンジンの回転出力により回転する。

電力変換装置２０は、変換回路２１、制御回路２２ｕ、２２ｖ、２２ｗ、および調整回路２３を備える。

変換回路２１は、後述するように、固定子巻線１１から発生する三相交流電力を直流電力に変換するもので、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、およびダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６を備える。

スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４は、Ｕ相巻線１１ｕに対応するもので、正極母線２１ａと負極母線２１ｂとの間に直列接続されている。正極母線２１ａには、バッテリ３０の正極電極および負荷３１の正極電極が接続されている。負極母線２１ｂには、バッテリ３０の負極電極および負荷３１の負極電極が接続されている。

スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ５は、Ｖ相巻線１１ｖに対応するもので、正極母線２１ａと負極母線２１ｂとの間に直列接続されている。スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ６は、Ｗ相巻線１１ｗに対応するもので、正極母線２１ａと負極母線２１ｂとの間に直列接続されている。スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ５、およびスイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ６は、正極母線２１ａと負極母線２１ｂとの間に並列に配置されている。

スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４の間の共通接続端子２４ｕは、Ｕ相巻線１１ｕに接続されている。スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ５の間の共通接続端子２４ｖは、Ｖ相巻線１１ｖに接続されている。スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ６の間の共通接続端子２４ｗは、Ｗ相巻線１１ｗに接続されている。

本実施形態のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６としては、電界効果トランジスタ、或いは絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等が用いられる。ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６のうち対応する１つのスイッチング素子に対して逆並列に配置されている。

制御回路２２ｕは、Ｕ相巻線１１ｕに対応するもので、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４をスイッチングさせるとともに、Ｕ相電圧に応じて異常検出を行う。制御回路２２ｖは、Ｖ相巻線１１ｖに対応するもので、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ５をスイッチングさせるとともに、Ｖ相電圧に応じて異常検出を行う。制御回路２２ｗは、Ｗ相巻線１１ｗに対応するもので、スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ６をスイッチングさせるとともに、Ｗ相電圧に応じて異常検出を行う。

本実施形態において、Ｕ相電圧とは、バッテリ３０の負極電極の電位を基準とするＵ相巻線１１ｕの出力電圧のことである。Ｖ相電圧とは、バッテリ３０の負極電極の電位を基準とするＶ相巻線１１ｖの出力電圧のことである。Ｗ相電圧とは、バッテリ３０の負極電極の電位を基準とするＷ相巻線１１ｗの出力電圧のことである。

制御回路２２ｕ、２２ｖ、２２ｗは、それぞれ対応する相巻線が相違するだけで、それぞれの同一の電気回路に構成されている。そこで、制御回路２２ｕを制御回路２２ｕ、２２ｖ、２２ｗの代表例としてその回路構成について説明する。図２に本実施形態の制御回路２２ｕの回路構成を示す。

制御回路２２ｕは、ドライバ回路４０、４１、相電圧検出回路４２、およびスイッチング素子駆動制御回路４３から構成されている。ドライバ回路４０は、スイッチング素子ＳＷ１をオン、オフさせるための駆動信号を出力端子Ｇ１からスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力する。ドライバ回路４１は、スイッチング素子ＳＷ４をオン、オフさせるための駆動信号を出力端子Ｇ２からスイッチング素子ＳＷ４のゲート端子に出力する。

相電圧検出回路４２は、入力端子Ｐを介して共通接続端子２４ｕから与えられるＵ相電圧と第１閾値とを比較するためのヒステリシス付きのコンパレータとして機能する。

具体的には、相電圧検出回路４２は、Ｕ相電圧が第１閾値以上であるか否かを判定する。第１閾値としては、ヒステリシスを持ってＵ相電圧の大小を判定するために、閾値Ａ、Ａ’が用いられている。閾値Ａは閾値Ａ’よりも高い値に設定されている。閾値Ａは、バッテリ３０の正極電極の電位よりも高い電位に対応する値である。閾値Ａ’は、バッテリ３０の正極電極の電位（図中Ｂ電位と記す）よりも低い電位に対応する値である。相電圧検出回路４２は、Ｕ相電圧がＡ電圧よりも高くなると、出力信号ＳＨのレベルをローレベルからハイレベルに変化させる一方、Ｕ相電圧がＡ’電圧よりも低くなると、出力信号ＳＨのレベルをハイレベルからローレベルに変化させる（図３（ａ）、（ｂ）参照）。図３（ａ）はＵ相電圧のタイミングチャート、図３（ｂ）は相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨのタイミングチャートである。

さらに、相電圧検出回路４２は、入力端子Ｐを介して共通接続端子２４ｕから与えられるＵ相電圧と第２閾値とを比較するためのヒステリシス付きのコンパレータとして機能する。

具体的には、相電圧検出回路４２は、Ｕ相電圧が第２閾値未満であるか否かを判定する。第２閾値としては、ヒステリシスを持ってＵ相電圧の大小を判定するために、閾値Ｂ、Ｂ’が用いられる。閾値Ｂ、Ｂ’は、閾値Ａ、Ａ’よりも低い値に設定されている。閾値Ｂは閾値Ｂ’よりも低い値に設定されている。閾値Ｂは、バッテリ３０の負極電極の電位（図中ＧＮＤ電位と記す）よりも低い電位に対応する値である（図３（ａ）参照）。閾値Ｂ’は、バッテリ３０の負極電極の電位（図中ＧＮＤ電位と記す）よりも高い電位に対応する値である。相電圧検出回路４２は、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低くなると、出力信号ＳＬのレベルをローレベルからハイレベルに変化させる一方、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高くなると、出力信号ＳＬのレベルをハイレベルからローレベルに変化させる。（図３（ａ）、（ｃ）参照）。図３（ｃ）は相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬのタイミングチャートである。

なお、以下、Ｕ相電圧を検出する相電圧検出回路４２をＵ相電圧検出回路４２とし、Ｖ相電圧を検出する相電圧検出回路４２をＶ相電圧検出回路４２とし、Ｗ相電圧を検出する相電圧検出回路４２をＷ相電圧検出回路４２とする。

スイッチング素子駆動制御回路４３は、相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、ＳＬに応じてドライバ回路４０、４１をそれぞれ制御するとともに、異常状態の有無の自己診断を実施して診断結果をダイアグ出力として出力端子Ｄから電子制御装置に出力する。

なお、図１、図２中符号Ｂ２は正極母線２１ａを介してバッテリ３０の正極電極に接続されている電源端子である。図１、図２中符号Ｅ２は、負極母線２１ｂを介してバッテリ３０の負極電極に接続されている電源端子である。

図１の調整回路２３は、固定子巻線１１から発生する三相交流電圧を制御するために、例えばＷ相巻線１１ｗから入力端子Ｑを通して与えられるＷ相電圧に基づいて界磁巻線１２に流す励磁電流を調整する。界磁巻線１２は調整回路２３の出力端子Ｆと電源端子Ｅ１との間に配置されている。

なお、図１中Ｂ１は、正極母線２１ａを介してバッテリ３０の正極電極に接続されている電源端子である。図２中符号Ｅ１は、負極母線２１ｂを介してバッテリ３０の負極電極に接続されている電源端子である。

次に、本実施形態の車載用発電システム１の作動の概略について図４を参照して説明する。

図４（ａ）〜（ｍ）はタイミングチャートである。（ａ）はＵ相電圧、Ｖ相電圧、Ｗ相電圧、（ｂ）はＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、（ｃ）はＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬ、（ｄ）はスイッチング素子ＳＷ１の駆動信号（図中ＳＷ１駆動信号と記す）、（ｅ）はスイッチング素子ＳＷ４の駆動信号（図中ＳＷ４駆動信号と記す）、（ｆ）はＶ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、（ｇ）はＶ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬ、（ｈ）はスイッチング素子ＳＷ２の駆動信号（図中ＳＷ２駆動信号と記す）、（ｉ）はスイッチング素子ＳＷ５の駆動信号（図中ＳＷ５駆動信号と記す）、（ｊ）はＷ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、（ｋ）はＷ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬ、（ｌ）はスイッチング素子ＳＷ３の駆動信号（図中ＳＷ３駆動信号と記す）、（ｍ）はスイッチング素子ＳＷ６の駆動信号（図中ＳＷ６駆動信号と記す）を示している。

まず、調整回路２３は、界磁巻線１２に界磁電流を流す。このことにより、界磁極が磁化される。このとき、回転子は、車両の走行用エンジンの回転出力により回転される。これにより、回転磁界が生じて、固定子巻線１１が三相交流電圧（図４（ａ）参照）を発生する。

このとき、制御回路２２ｕのスイッチング素子駆動制御回路４３は、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、ＳＬに基づいてドライバ回路４０、４１を制御する。これに伴い、ドライバ回路４０が駆動信号をスイッチング素子ＳＷ１のゲート端子に出力し、かつドライバ回路４１が駆動信号をスイッチング素子ＳＷ４のゲート端子に出力する（図４（ｄ）、（ｅ）参照）。このため、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４がそれぞれスイッチングする。

制御回路２２ｖのスイッチング素子駆動制御回路４３は、Ｖ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、ＳＬに基づいてドライバ回路４０、４１を制御する。これに伴い、ドライバ回路４０が駆動信号をスイッチング素子ＳＷ２のゲート端子に出力し、かつドライバ回路４１が駆動信号をスイッチング素子ＳＷ５のゲート端子に出力する（図４（ｈ）、（ｉ）参照）。このため、スイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ５がそれぞれスイッチングする。

制御回路２２ｗのスイッチング素子駆動制御回路４３は、Ｗ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、ＳＬに基づいてドライバ回路４０、４１を制御する。これに伴い、ドライバ回路４０が駆動信号をスイッチング素子ＳＷ３のゲート端子に出力し、かつドライバ回路４１が駆動信号をスイッチング素子ＳＷ６のゲート端子に出力する（図４（ｌ）、（ｍ）参照）。このため、スイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ６がそれぞれスイッチングする。

このとき、バッテリ３０の正極電極側のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のうちいずれか１つのスイッチング素子のオン期間と、バッテリ３０の負極電極側のスイッチング素子ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６のうちいずれか１つのスイッチング素子のオン期間とが重なる。

例えば、図４に示すように、負極母線２１ｂ側のスイッチング素子ＳＷ４のオン期間と正極母線２１ａ側のスイッチング素子ＳＷ３のオン期間とが重なる。このとき、バッテリ３０の負極電極から負極母線２１ｂ、スイッチング素子ＳＷ４、固定子巻線１１のＵ相巻線１１ｕ、Ｗ相巻線１１ｗ、スイッチング素子ＳＷ３、および正極母線２１ａを通してバッテリ３０の正極電極に電流が流れる。これにより、固定子巻線１１から発生する三相交流電力が直流電力に変換されてバッテリ３０に供給されることになる。

次に、本実施形態の制御回路２２ｕ、２２ｖ、２２ｗの作動の詳細について説明する。

制御回路２２ｕ、２２ｖ、２２ｗは、制御対象がそれぞれ相違するだけで、同一の作動を行う。そこで、制御回路２２ｕを制御回路２２ｕ、２２ｖ、２２ｗのうちの代表として、この制御回路２２ｕの作動の詳細について説明する。

図５は、制御回路２２ｕのスイッチング素子駆動制御回路４３の制御処理の全体を示すフローチャートである。スイッチング素子駆動制御回路４３は、イグニッションスイッチがオンされると、制御処理の実行を開始する。

まず、ステップＳ１０において、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４の駆動期間（すなわち、オン期間）を学習する。次に、この学習した駆動期間に基づいて
スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４をスイッチングさせるとともに、故障・誤作動などの異常状態の自己診断を実施する。このとき、異常状態を検出したときには、異常状態を検出した旨をダイアグ出力として電子制御装置に出力する（ステップＳ１１）。

ここで、異常状態を検出した旨をダイアグ出力として出力していないときには、ステップＳ１２においてＮＯと判定して、ステップＳ１１に戻る。このため、ステップＳ１１において、自己診断で異常状態を検出しない限り、ステップＳ１１における素子駆動・自己診断処理、およびステップＳ１２のダイアグ出力判定のＮＯ判定を繰り返す。

その後、ステップＳ１１で異常状態を検出した旨をダイアグ出力としたときには、ステップＳ１２においてＹＥＳとして、制御処理の実行を終了する。

次に、（１）素子駆動時間学習処理（ステップＳ１０）、（２）素子駆動処理（ステップＳ１１）の詳細について説明する。

（１）素子駆動時間学習処理（ステップＳ１０）について、
素子駆動時間学習処理は、Ｇ１駆動時間学習処理とＧ２駆動時間学習処理とから構成されている。Ｇ１駆動時間学習処理は、スイッチングＳＷ１、ＳＷ４のうち正極母線２１ａ側のスイッチングＳＷ１がオンしている駆動時間を学習する処理である。Ｇ２駆動時間学習処理はスイッチングＳＷ１、ＳＷ４のうち負極母線２１ｂ側のスイッチングＳＷ４がオンしている駆動時間を学習する処理である。

スイッチング素子駆動制御回路４３は、Ｇ１駆動時間学習処理とＧ２駆動時間学習処理とを並列的に実行する。

まず、Ｇ１駆動時間学習処理について図６を参照して説明する。図６はＧ１駆動時間学習処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１００において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いか否かを判定する。

Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いとして、ＮＯと判定して、ステップＳ１００の判定を再び行う。このため、Ｕ相電圧が閾値Ａ’より低い状態が継続すると、ステップＳ１００のＮＯ判定を繰り返すことになる。

その後、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルからハイレベルに変化すると、Ｕ相電圧が閾値Ａより高いとして、ステップＳ１００でＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ１１０において、カウンタＫＡをリセットする。カウンタＫＡは、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高くなったタイミングから閾値Ａ’よりも低くなるタイミングまでの期間をカウントするためのカウンタである。その後、ステップＳ１２０において、カウンタＫＡのカウント値をアップさせる。すなわち、カウンタＫＡのカウント値をインクリメントする。

次に、ステップＳ１３０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いか否かを判定する。

このとき、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルであるときにはＵ相電圧が閾値Ａよりも高いとして、ステップＳ１３０においてＮＯと判定して、ステップＳ１２０に戻る。このため、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高い状態が継続すると、ステップＳ１２０のカウントアップ処理およびステップＳ１３０のＮＯ判定処理を繰り返す。

その後、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低くなると、ステップＳ１３０において、ＹＥＳと判定する。このことにより、カウンタＫＡにおいて、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高くなったタイミングからＵ相電圧が閾値Ａ’よりも低くなるタイミングまでの期間をカウントすることができる。

次に、ステップＳ１４０において、カウンタＫＡのカウント値から所定値を引いた期間を、スイッチング素子ＳＷ１の学習駆動時間（以下、Ｇ１学習駆動時間という）として決定する。

Ｇ１学習駆動時間は、第１駆動期間に対応するもので、スイッチング素子ＳＷ１をオンさせる期間である。Ｇ１学習駆動時間として、カウンタＫＡのカウント値よりも短い時間が設定される理由は、誤作動等によりスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４が同時にオンすることを避けるためである。

次に、Ｇ２駆動時間学習処理について図７を参照して説明する。図７はＧ２駆動時間学習処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２００において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いか否かを判定する。

Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いとして、ＮＯと判定して、ステップＳ２００の判定を再び行う。このため、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’より高い状態が継続すると、ステップＳ２００のＮＯ判定を繰り返すことになる。

その後、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルからハイレベルに変化すると、Ｕ相電圧が閾値Ｂより低くなったとして、ステップＳ２００でＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ２１０において、カウンタＫＢをリセットする。カウンタＫＢは、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低くなったタイミングから閾値Ｂ’よりも高くなるタイミングまでの期間をカウントするためのカウンタである。その後、ステップＳ２２０において、カウンタＫＢのカウント値をアップさせる。すなわち、カウンタＫＢのカウント値をインクリメントする。

次に、ステップＳ２３０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いか否かを判定する。

このとき、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルであるときにはＵ相電圧が閾値Ｂよりも低いとして、ステップＳ２３０においてＮＯと判定して、ステップＳ２２０に戻る。このため、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低い状態が継続すると、ステップＳ２２０のカウントアップ処理およびステップＳ２３０のＮＯ判定処理を繰り返す。

その後、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高くなると、ステップＳ２３０において、ＹＥＳと判定する。このことにより、カウンタＫＢにおいて、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低くなったタイミングからＵ相電圧が閾値Ｂ’よりも高くなるタイミングまでの期間をカウントすることができる。

次に、ステップＳ２４０において、カウンタＫＢのカウント値から所定値を引いた期間を、スイッチング素子ＳＷ４の学習駆動時間（以下、Ｇ２学習駆動時間という）として決定する。

Ｇ２学習駆動時間は、第２駆動期間に対応するもので、スイッチング素子ＳＷ４をオンさせる期間である。Ｇ２学習駆動時間として、カウンタＫＢのカウント値よりも短い時間が設定される理由は、誤作動等によりスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４が同時にオンすることを避けるためである。

（２）素子駆動処理（ステップＳ１１）について
素子駆動処理は、Ｇ１駆動処理およびＧ２駆動処理から構成されるものである。
Ｇ１駆動処理は、スイッチング素子ＳＷ１をスイッチングさせるとともに、故障・誤作動等の異常状態を検出するための処理である。Ｇ２駆動処理は、スイッチング素子ＳＷ４をスイッチングさせるとともに、故障、誤作動等の異常状態を検出するための処理である。

（２−１）
まず、Ｇ１駆動処理について説明する。図８、図９はスイッチング素子駆動制御回路４３によるＧ１駆動処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３００において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いか否かを判定する。

Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いとして、ＮＯと判定して、ステップＳ３００の判定を再び行う。このため、Ｕ相電圧が閾値Ａ’より低い状態が継続すると、ステップＳ３００のＮＯ判定を繰り返すことになる。

その後、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルからハイレベルに変化すると、Ｕ相電圧が閾値Ａより高いとして、ステップＳ３００でＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ３１０において、駆動時間カウンタＴＡによる時間のカウントを開始させる。駆動時間カウンタＴＡは、スイッチング素子ＳＷ１がオンしている期間（以下、スイッチング素子ＳＷ１のオン期間という）をカウントするカウンタである。

次に、ステップＳ３２０において、ドライバ回路４０によってスイッチング素子ＳＷ１をオンさせる。

このとき、負極母線２１ｂ側のスイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ６のうちいずれか一方のスイッチング素子として例えばスイッチング素子ＳＷ５がオンすると、
バッテリ３０の負極電極から、負極母線２１ｂ、スイッチング素子ＳＷ５、固定子巻線１１のＶ相巻線１１ｖ、Ｕ相巻線１１ｕ、スイッチング素子ＳＷ１、および正極母線２１ａを介して正極電極に電流が流れる。このことにより、オルタネータ１０の固定子巻線１１から発生する交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に供給することになる。

次に、ステップＳ３３０において、スイッチング素子ＳＷ１がオンしている期間において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨに応じて、故障・誤動作等の異常状態が生じているか否かを判定する。

具体的には、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いか否かを判定する。

このとき、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いとしてステップＳ３３０においてＮＯと判定する。このことにより、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨに基づいて正常であると判定することになる。

次に、ステップＳ３４０において、駆動時間カウンタＴＡのカウント値は、Ｇ１学習駆動時間に比べて大きいか否かを判定することにより、スイッチング素子ＳＷ１のオン期間がＧ１学習駆動時間に比べて長いか否かを判定する。

ここで、駆動時間カウンタＴＡのカウント値がＧ１学習駆動時間に比べて小さいときには、スイッチング素子ＳＷ１のオン期間がＧ１学習駆動時間に比べて短いとして、ステップＳ３４０でＮＯと判定する。

これに伴い、ステップＳ３３０に戻り、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いか否かを判定する。このとき、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いときにはステップＳ３３０においてＮＯと判定する。その後、ステップＳ３４０において、スイッチング素子ＳＷ１のオン期間がＧ１学習駆動時間に比べて短いときには、ＮＯと判定する。このため、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高く、かつスイッチング素子ＳＷ１のオン期間がＧ１学習駆動時間に比べて短い状態が継続すると、ステップＳ３３０のＮＯ判定とステップＳ３４０のＮＯ判定とを繰り返す。

その後、スイッチング素子ＳＷ１のオン期間がＧ１学習駆動時間に比べて長くなると、ステップＳ３４０でＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップＳ３５０に進んで、ドライバ回路４０によってスイッチング素子ＳＷ１をオフする。

ここで、スイッチング素子ＳＷ１をオフにしているにも関わらず、故障・誤作動等により、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルを維持する場合がある。

そこで、次の図９のステップＳ３６０〜Ｓ３８０では、スイッチング素子ＳＷ１の駆動停止後にて故障・誤作動等の異常状態が生じているか否かを判定する。

具体的には、ステップＳ３６０に進んで、停止カウンタＳａのカウントを開始する。停止カウンタＳａは、スイッチング素子ＳＷ１がオフしている期間をカウントするカウンタである。

次に、ステップＳ３７０において、スイッチング素子ＳＷ１がオフしている期間において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いか否かを判定する。

ここで、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いとしてＹＥＳと判定する。このことにより、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨに基づいてＵ相にて正常であると判定することになる。その後、Ｇ１駆動処理の実行を終了する。

このように、図８のステップＳ３３０でＮＯと判定し、かつ図９のステップＳ３７０でＹＥＳと判定した場合には、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨに基づいて、Ｕ相にて正常であると判定することになる。

さらに、図９のステップＳ３６０にて停止カウンタＳａのカウントを開始した後のステップＳ３７０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いとしてＮＯと判定する。

これに伴い、ステップＳ３８０において、停止カウンタＳＡのカウント値が規定値よりも小さいか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高い期間が規定時間Ｔｎよりも長いか否かを判定する。

ここで、停止カウンタＳＢのカウント値が規定値よりも小さいときには、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高い期間が規定時間Ｔｎよりも短いとしてステップＳ３８０でＮＯと判定する。

このため、スイッチング素子ＳＷ１がオフしているにも関わらず、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高く、かつ停止カウンタＳＡのカウント値が規定値よりも小さい状態が継続すると、ステップＳ３７０のＮＯ判定、およびステップＳ３８０のＮＯ判定を繰り返す。

その後、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルである状態が規定時間Ｔｎ以上継続すると、ステップＳ３８０でＹＥＳと判定する。すなわち、スイッチング素子ＳＷ１をオフしても、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルである状態が規定時間Ｔｎ以上継続すると、Ｕ相にて異常状態が生じていると判定することになる。

異常状態の原因としては、（ａ）Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いときにＵ相電圧検出回路４２の誤作動でＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルが規定時間Ｔｎ以上継続してハイレベルになる。（ｂ）Ｕ相巻線１１ｕが天絡する。（ｃ）スイッチング素子ＳＷ１が誤作動・故障により共通接続端子２４ｕおよび正極母線２１ａの間を短絡している状態が考えられる。

次いで、ステップＳ４２０において、Ｕ相で異常状態が生じていると判定した旨をダイアグ出力として出力端子Ｄから電子制御装置（図示省略）に出力する。その後、ステップＳ４３０にてスイッチング素子ＳＷ１の駆動をオフして、Ｇ１駆動処理の実行を終了する。

また、上述したステップＳ３８０において、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高い期間が規定時間Ｔｎよりも短いとしてＮＯと判定した後のステップＳ３７０で、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低くなると、ＹＥＳと判定する。すなわち、電磁波ノイズ等によりＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルが一時的にハイレベルになったものの、その後、ローレベルになった場合には、正常状態であるとして、ステップＳ３７０でＹＥＳと判定して、Ｇ１駆動処理の実行を終了することになる。

また、図８のステップＳ３３０において、スイッチング素子ＳＷ１がオンしている期間にて、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低くなるとＹＥＳと判定する。これに伴い、図９のステップＳ３９０に進んで、Ｌ時間カウンタＬＡによる時間のカウントを開始させる。Ｌ時間カウンタＬＡは、スイッチング素子ＳＷ１のオン期間中に、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低い期間をカウントするカウンタである。

次に、ステップＳ４００において、Ｌ時間カウンタＬＡのカウント値が規定値よりも小さいか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低い期間が規定時間Ｔａよりも短いか否かを判定する。

ここで、Ｌ時間カウンタＬＡのカウント値が規定値よりも小さいときには、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低い期間が規定時間Ｔａよりも短いとして、ステップＳ４００においてＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ４１０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いか否かを判定する。

ここで、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低いとしてＮＯと判定して、ステップＳ４００に戻る。

その後、Ｕ相電圧が閾値Ａ’よりも低い状態が規定期間Ｔａ以上継続すると、Ｌ時間カウンタＬＡのカウント値が規定値よりも大きいとしてステップＳ４００においてＮＯ判定する。このことにより、Ｕ相にて異常状態が生じていると判定することになる。

異常状態の原因として、（ａ）Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いときにＵ相電圧検出回路４２の誤作動でＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルが規定期間Ｔａ以上継続してローレベルになる。（ｂ）Ｕ相巻線１１ｕが地絡する。（ｃ）スイッチング素子ＳＷ４が誤作動・故障により共通接続端子２４ｕおよび負極母線２１ｂの間を短絡している状態が考えられる。

本実施形態では、規定時間Ｔａとしては、スイッチング素子ＳＷ４が共通接続端子２４ｕおよび負極母線２１ｂの間を短絡した状態が規定時間Ｔａに亘って継続してもスイッチング素子ＳＷ４が壊れない程度の時間が設定されている。

次に、ステップＳ４２０において、Ｕ相にて異常状態が生じていると判定した旨をダイアグ出力として出力端子Ｄから電子制御装置（図示省略）に出力する。その後、ステップＳ４３０にてスイッチング素子ＳＷ１の駆動を停止して、Ｇ１駆動処理の実行を終了する。

また、上述のステップＳ４１０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルがハイレベルになったときには、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高いとして、ＹＥＳと判定する。すなわち、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨの信号レベルが電磁波ノイズ等により一時的にローレベルになっても、その後ハイレベルになったときには、正常状態になったと判定することになる。その後、図８のステップＳ３４０に戻る。

このことにより、スイッチング素子ＳＷ１がオンしている期間にて、Ｕ相電圧検出回路４２の誤作動等によりＵ相電圧が閾値Ａ’よりも低くなったと判定しても、その後、Ｕ相電圧が閾値Ａよりも高くなったと判定すると、正常状態であるとして、その後、ステップＳ３４０でＹＥＳと判定するまで、スイッチング素子ＳＷ１のオンを継続することになる。
（２−２）
まず、Ｇ２駆動処理について説明する。図１０、図１１はスイッチング素子駆動制御回路４３によるＧ２駆動処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ５００において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いか否かを判定する。

Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いとして、ＮＯと判定して、ステップＳ５００の判定を再び行う。このため、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’より高い状態が継続すると、ステップＳ５００のＮＯ判定を繰り返すことになる。

その後、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルからハイレベルに変化すると、Ｕ相電圧が閾値Ｂより低いとして、ステップＳ５００でＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ５１０において、駆動時間カウンタＴＢによる時間のカウントを開始させる。駆動時間カウンタＴＢは、スイッチング素子ＳＷ４がオンしている期間（以下、スイッチング素子ＳＷ４のオン期間という）をカウントするカウンタである。

次に、ステップＳ５２０において、ドライバ回路４１によってスイッチング素子ＳＷ４をオンさせる。

このとき、正極母線２１ａ側のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３のうちいずれか一方のスイッチング素子として例えばスイッチング素子ＳＷ２がオンすると、
バッテリ３０の負極電極から、負極母線２１ｂ、スイッチング素子ＳＷ４、固定子巻線１１のＵ相巻線１１ｕ、Ｖ相巻線１１ｖ、スイッチング素子ＳＷ２、正極母線２１ａを介して正極電極に電流が流れる。このことにより、オルタネータ１０の固定子巻線１１から発生する交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に供給することになる。

次に、ステップＳ５３０において、スイッチング素子ＳＷ４がオンしている期間において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いか否かを判定する。

このとき、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いとしてステップＳ５３０においてＮＯと判定する。このことにより、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬに基づいて正常であると判定することになる。

次に、ステップＳ５４０において、駆動時間カウンタＴＢのカウント値は、Ｇ２学習駆動時間に比べて大きい否かを判定することにより、スイッチング素子ＳＷ４のオン期間がＧ２学習駆動時間に比べて長いか否かを判定する。

ここで、駆動時間カウンタＴＢのカウント値がＧ２学習駆動時間に比べて小さいときには、スイッチング素子ＳＷ４のオン期間がＧ２学習駆動時間に比べて短いとして、ステップＳ５４０でＮＯと判定する。

これに伴い、ステップＳ５３０に戻り、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いか否かを判定する。このとき、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いときにはステップＳ５３０においてＮＯと判定する。その後、ステップＳ５４０において、スイッチング素子ＳＷ４のオン期間がＧ２学習駆動時間に比べて短いときには、ＮＯと判定する。このため、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低く、かつスイッチング素子ＳＷ４のオン期間がＧ２学習駆動時間に比べて短い状態が継続すると、ステップＳ５３０のＮＯ判定とステップＳ５４０のＮＯ判定とを繰り返す。

その後、スイッチング素子ＳＷ４のオン期間がＧ２学習駆動時間に比べて長くなると、ステップＳ５４０でＹＥＳと判定する。これに伴い、ステップＳ５５０に進んで、ドライバ回路４１によってスイッチング素子ＳＷ４をオフする。

ここで、スイッチング素子ＳＷ４をオフにしているにも関わらず、故障・誤作動等により、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルを維持する場合がある。

そこで、次の図１１のステップＳ５６０〜Ｓ５８０では、スイッチング素子ＳＷ４の駆動停止後にて故障・誤作動等の異常状態が生じているか否かを判定する。

具体的には、ステップＳ５６０に進んで、停止カウンタＳＢのカウントを開始する。停止カウンタＳＢは、スイッチング素子ＳＷ４がオフしている期間をカウントするカウンタである。

次に、ステップＳ５７０において、スイッチング素子ＳＷ４がオフしている期間にて、故障・誤動作等の異常状態が生じているか否かについてＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬに応じて判定する。

具体的には、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いか否かを判定する。

ここで、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いとしてＹＥＳと判定する。このことにより、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬに基づいてＵ相にて正常であると判定することになる。その後、Ｇ２駆動処理の実行を終了する。

このように、図１０のステップＳ５３０でＮＯと判定し、かつ図１１のステップＳ５７０でＹＥＳと判定すると、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬに基づいてＵ相にて正常であると判定することになる。

さらに、上述のステップＳ５７０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いとしてＮＯと判定する。

これに伴い、ステップＳ５８０において、停止カウンタＳＢのカウント値が規定値よりも長いか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低い期間が規定時間Ｔｍよりも長いか否かを判定する。

ここで、停止カウンタＳＢのカウント値が規定値よりも小さいときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低い期間が規定時間Ｔｍよりも短いとしてステップＳ５８０でＮＯと判定する。

このため、スイッチング素子ＳＷ４がオフしているにも関わらず、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低く、かつ停止カウンタＳＢのカウント値が規定時間Ｔｍよりも短い状態が継続すると、ステップＳ５７０のＮＯ判定、およびステップＳ５８０のＮＯ判定を繰り返す。その後、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルである状態が規定時間Ｔｍ以上継続すると、ステップＳ５８０でＹＥＳと判定する。すなわち、スイッチング素子ＳＷ４をオフしても、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルである状態が規定時間Ｔｍ以上継続すると、Ｕ相にて異常状態が生じていると判定することになる。

異常状態の原因としては、（ａ）Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いときにＵ相電圧検出回路４２の誤作動でＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルが規定時間Ｔｍ以上継続してハイレベルになる。（ｂ）Ｕ相巻線１１ｕが地絡する。（ｃ）スイッチング素子ＳＷ４が誤作動・故障により共通接続端子２４ｕおよび負極母線２１ｂの間を短絡している状態が考えられる。

次いで、ステップＳ６２０で、Ｕ相において異常状態が生じていると判定した旨をダイアグ出力として出力端子Ｄから電子制御装置（図示省略）に出力する。その後、ステップＳ６３０にてスイッチング素子ＳＷ４の駆動を停止する。すなわち、スイッチング素子ＳＷ４をオフして、Ｇ２駆動処理の実行を終了する。

また、ステップＳ５８０において、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低い期間が規定時間Ｔｍよりも短いとしてＮＯと判定した後のステップＳ５７０で、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高くなると、ＹＥＳと判定する。

すなわち、電磁波ノイズ等によりＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルが一時的にハイレベルになったものの、その後、ローレベルになった場合には、正常状態であるとして、ステップＳ５７０でＹＥＳと判定して、Ｇ２駆動処理の実行を終了することになる。

また、図１０のステップＳ５３０において、スイッチング素子ＳＷ４がオンしている期間にて、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いとしてＹＥＳと判定する。これに伴い、図１１のステップＳ５９０に進んで、Ｌ時間カウンタＬＢによる時間のカウントを開始させる。Ｌ時間カウンタＬＢは、スイッチング素子ＳＷ４のオン期間中に、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高い期間をカウントするカウンタである。

次に、ステップＳ６００において、Ｌ時間カウンタＬＢのカウント値が規定値よりも小さいか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高い期間が規定時間Ｔｂよりも短いか否かを判定する。

ここで、Ｌ時間カウンタＬＢのカウント値が規定値よりも小さいときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高い期間が規定時間Ｔｂよりも短いとして、ステップＳ６００においてＹＥＳと判定する。

次に、ステップＳ６１０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルであるか否かを判定することにより、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いか否かを判定する。

ここで、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがローレベルであるときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高いとしてＮＯと判定して、ステップＳ６００に戻る。

その後、Ｕ相電圧が閾値Ｂ’よりも高い状態が規定期間Ｔｂ以上継続すると、Ｌ時間カウンタＬＢのカウント値が規定値よりも大きいとしてステップＳ６００においてＮＯ判定する。このことにより、Ｕ相において異常状態が生じていると判定することになる。

異常状態の原因として、（ａ）Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いときにＵ相電圧検出回路４２の誤作動でＵ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルが規定時間Ｔｂ以上継続してローレベルになる。（ｂ）Ｕ相巻線１１ｕが天絡する。（ｃ）スイッチング素子ＳＷ１が誤作動・故障により共通接続端子２４ｕおよび正極母線２１ａの間を短絡している状態が考えられる。

本実施形態では、規定時間Ｔｂとしては、スイッチング素子ＳＷ１が共通接続端子２４ｕおよび正極母線２１ａの間を短絡した状態を規定時間Ｔｂに亘って継続してもスイッチング素子ＳＷ１が壊れない程度の時間が設定されている。

次に、ステップＳ６２０において、異常状態が生じていると判定した旨をダイアグ出力として出力端子Ｄから電子制御装置（図示省略）に出力する。その後、ステップＳ６３０にてスイッチング素子ＳＷ４の駆動を停止する。すなわち、スイッチング素子ＳＷ４をオフする。

また、上述のステップＳ６１０において、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルがハイレベルになったときには、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低いとして、ＹＥＳと判定する。すなわち、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬの信号レベルが電磁波ノイズ等により一時的にローレベルになっても、その後ハイレベルになったときには、正常状態になったと判定することになる。その後、図１０のステップＳ５４０に戻る。

このことにより、スイッチング素子ＳＷ４がオンしている期間にて、Ｕ相電圧検出回路４２の誤作動等によりＵ相電圧が閾値Ｂ’よりも高くなったと判定しても、その後、Ｕ相電圧が閾値Ｂよりも低くなったと判定すると、その後、ステップＳ５４０でＹＥＳと判定するまで、スイッチング素子ＳＷ４のオンを継続することになる。

以上説明した本実施形態によれば、Ｕ相電圧検出回路４２、Ｖ相電圧検出回路４２、およびＷ相電圧検出回路４２のうち、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがＧ１学習駆動時間の間にて規定期間Ｔａ以上継続してローレベルになったときには、スイッチング素子駆動制御回路４３は、ある相の相電圧がＧ１学習駆動時間の間にて規定期間Ｔａ以上継続して閾値Ａ’未満になったとして、ある相において異常状態が生じていると判定する。したがって、Ｇ１学習駆動時間の間において、電圧検出回路４２の出力信号ＳＨを相毎に検出することにより、異常状態の検出することができる。

これに加えて、Ｕ相電圧検出回路４２、Ｖ相電圧検出回路４２、およびＷ相電圧検出回路４２のうち、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬがＧ２学習駆動時間の間にて規定期間Ｔｂ以上継続してローレベルになったときには、スイッチング素子駆動制御回路４３は、ある相の相電圧がＧ２学習駆動時間の間にて規定期間Ｔｂ以上継続して閾値Ｂ’よりも大きくなったとして、ある相において異常状態が生じていると判定する。したがって、Ｇ２学習駆動時間の間において、電圧検出回路４２の出力信号ＳＬを相毎に検出することにより、異常状態を相毎に検出することができる。

以上により、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれかのスイッチング素子がオンしているときに、電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、ＳＬを相毎に検出することにより、異常状態を相毎に検出することができる。

本実施形態では、Ｇ１学習駆動時間の終了後にて、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがハイレベルである期間が規定時間Ｔｍ以上であるときには、スイッチング素子駆動制御回路４３は、Ｇ１学習駆動時間の終了後にも関わらず、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨが継続してハイレベルを維持しているとして、ある相において異常状態が生じていると判定する。

これに加えて、Ｇ２学習駆動時間の終了後にて、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬがハイレベルである期間が規定時間Ｔｎ以上であるときには、スイッチング素子駆動制御回路４３は、Ｇ２学習駆動時間の終了後にも関わらず、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬが継続してハイレベルを維持しているとして、ある相において異常状態は生じていると判定する。

以上により、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のいずれかのスイッチング素子の駆動終了後に、電圧検出回路４２の出力信号ＳＨ、ＳＬを相毎に検出することにより、異常状態を相毎に検出することができる。したがって、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６の異常を早期に検出することができるので、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のうち正極母線２１ａ側スイッチング素子と負極母線２１ｂ側スイッチング素子とが同時にオンすることを回避することが可能になる。

本実施形態では、Ｕ相電圧検出回路４２、Ｖ相電圧検出回路４２、およびＷ相電圧検出回路４２のうち、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがＧ１学習駆動時間の間にてローレベルになり、かつある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがローレベルである期間がＧ１学習駆動時間の間にて規定期間Ｔａ未満であるときには、スイッチング素子駆動制御回路４３は、ある相の相電圧がＧ１学習駆動時間の間にて閾値Ａ’未満になり、かつある相の相電圧が閾値Ａ’未満である期間がＧ１学習駆動時間の間にて規定期間Ｔａ未満であると判定する。このため、電磁波ノイズ等により、相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨが一時的にハイレベルからローレベルに変化しても、その後、出力信号ＳＨがハイレベルに戻った場合には、正常であるとして、ある相に対応するスイッチング素子のオンを継続させることにより、電力変換の効率低下の抑制することができる。

本実施形態では、Ｕ相電圧検出回路４２、Ｖ相電圧検出回路４２、およびＷ相電圧検出回路４２のうち、ある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬがＧ２学習駆動時間の間にてローレベルになり、かつある相の相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬがローレベルである期間がＧ２学習駆動時間の間にて規定期間Ｔｂ未満であるときには、スイッチング素子駆動制御回路４３は、ある相の相電圧がＧ２学習駆動時間の間にて閾値Ｂ’よりも大きくなり、かつある相の相電圧が閾値Ｂ’よりも大きい期間がＧ２学習駆動時間の間にて規定期間Ｔｂ未満であると判定する。このため、電磁波ノイズ等により、相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬが一時的にハイレベルからローレベルに変化しても、その後、出力信号ＳＬがハイレベルに戻った場合には、正常であるとして、ある相に対応するスイッチング素子のオンを継続させることにより、電力変換の効率低下の抑制することができる。

以上により、本実施形態では、異常状態の検出と電力変換の効率低下の抑制とを両立することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、およびＷ相電圧のそれぞれ基準電位を、バッテリ３０の負極電極の電位として、相電圧検出回路４２がバッテリ３０の負極電極と相巻線（１１ｖ、１１ｕ、１１ｗ）との間の電圧を相電圧として検出した例について説明したが、これに限らず、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧、およびＷ相電圧のそれぞれ基準電位をバッテリ３０の正極電極の電位として、相電圧検出回路４２がバッテリ３０の正極電極と相巻線（１１ｖ、１１ｕ、１１ｗ）との間の電圧を相電圧として検出してもよい。

上記実施形態では、オルタネータ１０として、同期式三相回転発電機を用いた例について説明したが、これに代えて、三相以外の複数相の回転発電機を用いてもよい。

上記実施形態では、ステップＳ３５０の処理終了後において、相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがハイレベルである期間のカウントを開始して、このカウントされた期間が基準時間以上であるとき、ステップＳ３８０で異常状態であるとしてＹＥＳと判定する例について説明したが、これに代えて、次の（１）、（２）のようにしてもよい。

（１）ステップＳ３００で相電圧が閾値Ａ以上であるとしてＹＥＳと判定してから、相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがハイレベルである期間のカウントを開始して、このカウントされた期間が基準時間以上であるとき、ステップＳ３８０で異常状態であるとしてＹＥＳと判定する。

例えば、ステップＳ３００でＵ相電圧が閾値Ａ以上であるとしてＹＥＳと判定してから、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがハイレベルである期間が規定期間以上継続したか否かを相毎に判定することにより、Ｕ相において異常状態が生じているか否かを判定することになる。

（２）ステップＳ３２０において、正極母線側のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のうち、あるスイッチング素子をオンさせてから、相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがハイレベルである期間のカウントを開始して、このカウントされた期間が基準時間以上であるとき、ステップＳ３８０で異常状態であるとしてＹＥＳと判定する。

例えば、スイッチング素子ＳＷ１をオンさせてから、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＨがハイレベルである期間が規定期間以上継続したか否かを相毎に判定することにより、Ｕ相において異常状態が生じているか否かを判定することになる。

上記実施形態では、ステップＳ５５０の処理終了後において、ステップＳ５７０、Ｓ５８０において、相電圧が閾値Ｂ’よりも小さい期間が規定時間Ｔｍ以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態であるか否かを相毎に判定する例について説明したが、これに限らず、次の（３）、（４）のようにしてもよい。

（３）ステップＳ５００で相電圧が閾値Ｂ未満であるとしてＹＥＳと判定してから、相電圧が閾値Ｂ未満である期間が一定期間以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定してもよい。

例えば、ステップＳ５００でＵ相電圧が閾値Ｂ未満であるとしてＹＥＳと判定してから、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬがハイレベルである期間が規定期間以上継続したか否かを相毎に判定することにより、Ｕ相において異常状態が生じているか否かを判定することになる。

（４）ステップＳ５２０において、負極母線側のスイッチング素子ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６のうち、あるスイッチング素子をオンさせてから、Ｕ相電圧検出回路４２の出力信号ＳＬがハイレベルである期間が一定期間以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定してもよい。

例えば、スイッチング素子ＳＷ４をオンさせてからＵ相電圧が閾値Ｂ未満である期間が一定期間以上継続したか否かを相毎に判定することにより、Ｕ相において異常状態が生じているか否かを判定してもよい。

上記実施形態では、固定子巻線１１として、Ｕ相巻線１１ｕ、Ｖ相巻線１１ｖ、およびＷ相巻線１１ｗがスター結線されたものを用いた例について説明したが、これに代えて、固定子巻線１１として、Ｕ相巻線１１ｕ、Ｖ相巻線１１ｖ、およびＷ相巻線１１ｗがΔ結線されたものを用いてもよい。

次に、上記実施形態と特許請求の範囲との対応関係について説明する。

ステップＳ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３４０が第１駆動手段に対応し、ステップＳ５２０、Ｓ５３０、Ｓ５４０が第２駆動手段に対応し、ステップＳ４００、Ｓ４１０が第１判定手段に対応し、ステップＳ６００、Ｓ６１０が第２判定手段に対応し、ステップＳ３７０、Ｓ３８０が第３判定手段に対応し、ステップＳ５７０、Ｓ５８０が第５判定手段に対応し、ステップＳ４３０が第１駆動停止手段に対応し、ステップＳ６３０が第２駆動停止手段に対応し、ステップＳ４２０が第１〜第４の通信手段に対応し、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０が第１測定手段に対応し、ステップＳ１４０が第１設定手段に対応し、ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０が第２測定手段に対応し、ステップＳ２４０が第２設定手段に対応する。

１車載用発電システム
１０オルタネータ
１１固定子巻線（電機子巻線）
１１ｕＵ相巻線
１１ｖＶ相巻線
１１ｗＷ相巻線
１２界磁巻線
２０電力変換装置
２１変換回路
２１ａ正極母線
２１ｂ負極母線
２２ｕ制御回路
２２ｖ制御回路
２２ｗ制御回路
２３調整回路
３０バッテリ
３１負荷
４０ドライバ回路
４１ドライバ回路
４２相電圧検出回路
４３スイッチング素子駆動制御回路
ＳＷ１スイッチング素子（正極電極側スイッチング素子）
ＳＷ２スイッチング素子（正極電極側スイッチング素子）
ＳＷ３スイッチング素子（正極電極側スイッチング素子）
ＳＷ４スイッチング素子（負極電極側スイッチング素子）
ＳＷ５スイッチング素子（負極電極側スイッチング素子）
ＳＷ６スイッチング素子（負極電極側スイッチング素子）
Ｄ１ダイオード
Ｄ２ダイオード
Ｄ３ダイオード
Ｄ４ダイオード
Ｄ５ダイオード
Ｄ６ダイオード

Claims

複数の相巻線（１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ）からなる電機子巻線（１１）を備える多相回転発電機（１０）から出力される交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、
バッテリ（３０）の正極電極と負極電極との間で直列接続される第１、第２のスイッチング素子（ＳＷ１〜ＳＷ６）が相毎に設けられ、前記相毎の第１、第２のスイッチング素子が前記正極電極および前記負極電極の間で並列に配置されている変換回路（２１）と、
前記正極電極および前記負極電極のうちいずれか一方と前記相巻線との間の相電圧を前記相毎に検出する相電圧検出回路（４２）と、
前記相電圧が第１閾値（Ａ、Ａ’）以上であると判定してから第１駆動期間の間にて、前記第１、第２のスイッチング素子のうち正極電極側スイッチング素子（ＳＷ１〜ＳＷ３）を前記相毎にオンさせる第１駆動手段（Ｓ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３４０）と、
前記相電圧が前記第１閾値よりも小さい第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満であると判定してから第２駆動期間の間にて、前記第１、第２のスイッチング素子のうち負極電極側スイッチング素子（ＳＷ４〜ＳＷ６）を前記相毎にオンさせる第２駆動手段（Ｓ５２０、Ｓ５３０、Ｓ５４０）とを備え、
前記第１駆動手段が前記相毎の前記正極電極側スイッチング素子をオンさせて、かつ前記第２駆動手段が前記相毎の前記負極電極側スイッチング素子をオンさせることにより、前記負極電極から前記負極電極側スイッチング素子、前記電機子巻線、および前記正極電極側スイッチング素子を通して前記正極電極に電流が流れるようになっており、
前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第１判定手段（Ｓ４００、Ｓ４１０）を備え、
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第１駆動期間の間にて前記第１閾値未満になり、かつ前記ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）未満であると前記第１判定手段（Ｓ４００、Ｓ４１０）が判定したとき、正常状態であるとして、前記ある相巻線に対応する前記正極電極側スイッチング素子のオンを前記第１駆動手段が継続させることを特徴とする電力変換装置。
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間（Ｔａ）以上継続したと前記第１判定手段が判定したときには、異常状態が生じているとして、前記ある相巻線に対応する前記正極電極側スイッチング素子をオフする第１駆動停止手段（Ｓ４３０）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
前記ある相巻線の前記相電圧が前記第１閾値未満である時間が前記第１駆動期間の間にて一定時間以上継続したと前記第１判定手段（Ｓ４００、Ｓ４１０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第１通信手段（Ｓ４２０）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
前記相電圧検出回路の検出電圧に基づいて、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したか否かを判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）を備え、
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２駆動期間の間にて前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上になり、かつ前記ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）未満であると前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したとき、正常状態であるとして、前記ある相巻線に対応する前記負極電極側スイッチング素子のオンを前記第２駆動手段が継続させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したと前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したときには、異常状態が生じているとして、前記ある相巻線に対応する前記負極電極側スイッチング素子をオフする第２駆動停止手段（Ｓ６３０）を備えることを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したと前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第２通信手段（Ｓ４２０）を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の電力変換装置。
前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記相電圧が前記第１閾値（Ａ、Ａ’）以上である時間が一定時間（Ｔｎ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第３判定手段（Ｓ３７０、Ｓ３８０）を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線に対応する前記相電圧が前記第１閾値（Ａ、Ａ’）以上である時間が一定時間（Ｔｎ）以上継続したと前記第３判定手段（Ｓ３７０、Ｓ３８０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第３通信手段（Ｓ４２０）を備えることを特徴とする請求項７に記載の電力変換装置。
前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満である時間が一定時間（Ｔｍ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第５判定手段（Ｓ５７０、Ｓ５８０）を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の電力変換装置。
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線に対応する前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満である時間が一定時間（Ｔｍ）以上継続したと前記第５判定手段（Ｓ５７０、Ｓ５８０）が判定したときには、前記ある相巻線に対応する相にて異常状態が生じている旨を電子制御装置に出力する第４通信手段（Ｓ６２０）を備えることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
複数の相巻線（１１ｕ、１１ｖ、１１ｗ）からなる電機子巻線（１１）を備える多相回転発電機（１０）から出力される交流電力を直流電力に変換する電力変換装置であって、
バッテリ（３０）の正極電極と負極電極との間で直列接続される第１、第２のスイッチング素子が相毎に設けられ、前記相毎の第１、第２のスイッチング素子が前記正極電極および前記負極電極の間で並列に配置されている変換回路（２１）と、
前記正極電極および前記負極電極のうちいずれか一方と前記相巻線との間の相電圧を前記相毎に検出する相電圧検出回路（４２）と、
前記相電圧が第１閾値（Ａ、Ａ’）以上であると判定してから第１駆動期間の間に、前記第１、第２スイッチング素子のうち正極電極側スイッチング素子（ＳＷ１〜ＳＷ３）を前記相毎にオンさせる第１駆動手段（Ｓ３２０、Ｓ３３０、Ｓ３４０）と、
前記相電圧が前記第１閾値よりも小さい第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満であると判定してから第２駆動期間の間に、前記第１、第２スイッチング素子のうち負極電極側スイッチング素子（ＳＷ４〜ＳＷ６）を前記相毎にオンさせる第２駆動手段（Ｓ５２０、Ｓ５３０、Ｓ５４０）とを備え、
前記第１駆動手段が前記相毎の正極電極側スイッチング素子をオンさせて、かつ、前記第２駆動手段が前記相毎の前記負極電極側スイッチング素子をオンさせることにより、前記負極電極から前記負極電極側スイッチング素子、前記電機子巻線、および前記正極電極側スイッチング素子を通して前記正極電極に電流が流れるようになっており、
前記相電圧検出回路の検出電圧に基づき、前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値（Ｂ、Ｂ’）以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間（Ｔｂ）以上継続したか否かを相毎に判定することにより、異常状態が生じているか否かを相毎に判定する第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）と、
前記複数の相巻線のうち、ある相巻線の前記相電圧が前記第２駆動期間の間にて前記第２閾値以上になり、かつ前記ある相巻線の前記相電圧が前記第２閾値以上である時間が前記第２駆動期間の間にて一定時間未満であると前記第２判定手段（Ｓ６００、Ｓ６１０）が判定したとき、正常状態であるとして、前記ある相巻線に対応する前記負極電極側スイッチング素子のオンを前記第２駆動手段が継続させることを特徴とする電力変換装置。
前記相電圧が第１閾値（Ａ、Ａ’）以上になる時間を前記相毎に測定する第１測定手段（Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０）と、
前記第１測定時間により測定される時間よりも短い時間を前記第１駆動期間として前記相毎に設定する第１設定手段（Ｓ１４０）と、
前記相電圧が第２閾値（Ｂ、Ｂ’）未満になる時間を前記相毎に測定する第２測定手段（Ｓ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０）と、
前記第２測定時間により測定される時間よりも短い時間を前記第２駆動期間として前記相毎に設定する第２設定手段（Ｓ２４０）と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の電力変換装置。