JP2013255400A - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機器に与えられる電圧のデューティ比が、装置全体の誤差及びノイズ等の影響を受け難く、消費電力の低減、及び機器性能の最適制御を両立させることができる車両用電源制御装置の提供。
【解決手段】検出した電源電圧値を使用して、電源電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算し、演算したデューティ比により、電源電圧をＰＷＭ制御して負荷群Ｌ１〜Ｌ３へ与える車両用電源制御装置。負荷群Ｌ１〜Ｌ３に与えられる電圧のデューティ比を検出し、検出したデューティ比、及びデューティ比演算手段５が演算したデューティ比を比較する比較手段６と、負荷群Ｌ１〜Ｌ３に与えられる電圧の実効値が所定電圧値となるように、比較手段６の比較結果に基づき、デューティ比演算手段５の所定電圧値を補正する補正手段７，８とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載電源からの電圧値を検出し、検出した電源電圧値及び所定電圧値に基づき、デューティ比を演算し、演算したデューティ比により、車載電源からの電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御して負荷群へ与える車両用電源制御装置に関するものである。

車両に搭載される機器（負荷）は、定格が１２Ｖのものが多く、１２Ｖでその性能を最適に発揮する。しかし、車載バッテリは、蓄電量により出力電圧値が変動するので、蓄電量が比較的大きい場合は、その出力電圧値は１２Ｖ以上になっている。また、オルタネータ（車載発電機）の出力電圧値は、車載バッテリを充電する為に、それ以上（１３〜１４Ｖ）に設定されている。
その為、近時、省エネルギー（省電力）及び機器の寿命短縮防止等の観点から、車載バッテリ及びオルタネータからの電源電圧を１２Ｖ付近にＰＷＭ制御して機器に供給する車両用電源制御装置が普及しつつある。

特許文献１には、モータを駆動し、モータの実電流を出力するモータドライバと、モータへ供給する電流の目標値である目標電流を出力する動作モード制御部と、モータの実電流及び目標電流に基づいて、モータの駆動周波数に関する第１のデューティ比を出力するフィードバック制御部とを備える制御装置が開示されている。第１のデューティ比に基づいてモータの駆動周波数に対するスペクトラム拡散変調を行い、第２のデューティ比を出力するスペクトラム拡張変調制御部と、第２のデューティ比を、モータドライバ固有の遅れ要素を吸収するための第３のデューティ比に補正するデューティ補正演算部とを備えている。

特許第４６１３０７１号公報

上述した車両用電源制御装置では、車載バッテリ及びオルタネータからの電源電圧値及び所定電圧値を使用した演算式、（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００により、ＰＷＭ制御のデューティ比を算出しているが、装置全体の誤差、及び電源電圧に重畳されるノイズ等の影響により、機器に与えられる電圧のデューティ比は所期通りにはなっていない。その為、機器に与えられる電圧が昇降し、消費電力の低減（省電力効果）、及び機器性能の最適制御を両立させることができないという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、機器に与えられる電圧のデューティ比が、装置全体の誤差及びノイズ等の影響を受け難く、消費電力の低減、及び機器性能の最適制御を両立させることができる車両用電源制御装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る車両用電源制御装置は、車載電源の電圧値を検出する手段と、該手段が検出した電源電圧値を使用して、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算するデューティ比演算手段と、該デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、前記車載電源からの電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与えるＰＷＭ制御回路とを備える車両用電源制御装置において、前記負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出する手段と、該手段が検出したデューティ比、及び前記デューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較する比較手段と、前記負荷群に与えられる電圧の実効値が前記所定電圧値となるように、前記比較手段の比較結果に基づき、前記デューティ比演算手段の所定電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、車載電源の電圧値を検出し、検出した電源電圧値を使用して、デューティ比演算手段が、車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算する。デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、ＰＷＭ制御回路が、車載電源からの電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与える。負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出し、その検出したデューティ比、及びデューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較手段が比較する。負荷群に与えられる電圧の実効値が所定電圧値となるように、比較手段の比較結果に基づき、補正手段が、デューティ比演算手段の所定電圧値を補正する。

第２発明に係る車両用電源制御装置は、前記補正手段は、前記比較手段の比較結果、及び前記所定電圧値を加減すべき補正値を対応させたテーブルを有し、前記比較手段の比較結果に基づき、前記テーブルを参照することにより補正値を求めるように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、補正手段は、テーブルが比較手段の比較結果、及び所定電圧値を加減すべき補正値を対応させており、比較手段の比較結果に基づき、テーブルを参照することにより補正値を求める。

第３発明に係る車両用電源制御装置は、車載電源の電圧値を検出する手段と、該手段が検出した電源電圧値を使用して、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算するデューティ比演算手段と、該デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、前記車載電源からの電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与えるＰＷＭ制御回路とを備える車両用電源制御装置において、前記負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出する手段と、該手段が検出したデューティ比、及び前記デューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較する比較手段と、前記負荷群に与えられる電圧の実効値が前記所定電圧値となるように、前記比較手段の比較結果に基づき、前記デューティ比演算手段の電源電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、車載電源の電圧値を検出し、検出した電源電圧値を使用して、デューティ比演算手段が、車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算する。デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、ＰＷＭ制御回路が、車載電源からの電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与える。負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出し、その検出したデューティ比、及びデューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較手段が比較する。負荷群に与えられる電圧の実効値が前記所定電圧値となるように、比較手段の比較結果に基づき、補正手段が、デューティ比演算手段の電源電圧値を補正する。

第４発明に係る車両用電源制御装置は、前記補正手段は、前記比較手段の比較結果、及び前記電源電圧値を加減すべき補正値を対応させたテーブルを有し、前記比較手段の比較結果に基づき、前記テーブルを参照することにより補正値を求めるように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、補正手段が、比較手段の比較結果、及び電源電圧値を加減すべき補正値を対応させたテーブルを有し、比較手段の比較結果に基づき、テーブルを参照することにより補正値を求める。

第５発明に係る車両用電源制御装置は、車載電源の電圧値をフィルタ回路を通じて検出する手段と、該手段が検出した電源電圧値を使用して、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算するデューティ比演算手段と、該デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、前記電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与えるＰＷＭ制御回路とを備える車両用電源制御装置において、前記負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出する手段と、該手段が検出したデューティ比、及び前記デューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較する比較手段と、前記負荷群に与えられる電圧の実効値が前記所定電圧値となるように、前記比較手段の比較結果に基づき、前記フィルタ回路の時定数を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、車載電源の電圧値をフィルタ回路を通じて検出し、検出した電源電圧値を使用して、デューティ比演算手段が、車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算する。ＰＷＭ制御回路が、デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、車載電源の電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与える。負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出し、検出したデューティ比、及びデューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較手段が比較する。補正手段が、負荷群に与えられる電圧の実効値が所定電圧値となるように、比較手段の比較結果に基づき、フィルタ回路の時定数を補正する。

第６発明に係る車両用電源制御装置は、前記補正手段は、前記比較手段の比較結果、及び前記時定数を加減する為のパラメータを対応させたテーブルを有し、前記比較手段の比較結果に基づき、前記テーブルを参照することによりパラメータを求め、求めたパラメータに基づき前記時定数を補正するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、補正手段は、テーブルが比較手段の比較結果、及び時定数を加減する為のパラメータを対応させており、比較手段の比較結果に基づき、テーブルを参照することによりパラメータを求め、求めたパラメータに基づき時定数を補正する。

第７発明に係る車両用電源制御装置は、前記デューティ比演算手段は、前記デューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の１次近似式を使用して、デューティ比を演算するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、デューティ比演算手段は、デューティ比の演算式、（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の予め求めてある１次近似式、ａ×（電源電圧値）＋ｂ（ａ，ｂは任意の実数）を使用して、デューティ比を演算する。

第８発明に係る車両用電源制御装置は、前記デューティ比演算手段は、前記デューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の折線近似式を使用して、デューティ比を演算するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、デューティ比演算手段は、デューティ比の演算式、（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の予め求めてある折線近似式、ａ×（電源電圧値）＋ｂ（ａ，ｂは、電源電圧値の所定区間毎に定められた実数）を使用して、デューティ比を演算する。

第９発明に係る車両用電源制御装置は、前記デューティ比演算手段は、前記デューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の２次多項式近似を使用して、デューティ比を演算するように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源制御装置では、デューティ比演算手段は、デューティ比の演算式、（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の予め求めてある２次多項式近似、ａ×（電源電圧値）²＋ｂ×（電源電圧値）＋ｃ（ａ，ｂ，ｃは任意の実数）を使用して、デューティ比を演算する。

本発明に係る車両用電源制御装置によれば、機器に与えられる電圧のデューティ比が、装置全体の誤差及びノイズ等の影響を受け難く、消費電力の低減（省電力効果）、及び機器性能の最適制御を両立させることが可能な車両用電源制御装置を実現することができる。

本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 デューティ比を演算する式の１次近似式の例を示すグラフである。 デューティ比を演算する式の折線近似式の例を示すグラフである。 デューティ比を演算する式の２次多項式近似の例を示すグラフである。 本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源制御装置は、オルタネータ（車載発電機、交流発電機）１が発電し整流した電力が、バッテリ２に充電されると共に、それぞれのスイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を通じて、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に給電される。バッテリ２が充電されないときは、バッテリ２からの放電電力が、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を通じて、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に給電される。負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、ここでは、それぞれ５Ｗ，３５Ｗ，５５Ｗのランプである。

オルタネータ１及びバッテリ２が出力する電源電圧値は、電源入力回路（フィルタ回路）３を通じて電圧検出部（電圧値を検出する手段）４により検出されＡ／Ｄ変換されて、デューティ比演算手段５に与えられる。
デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１２．０Ｖとする）を用いて、理論式（厳密式）、
（１２．０／電源電圧値）² ×１００ （％） （１）
により、デューティ比を演算し、デューティ出力部（ＰＷＭ制御回路）９へ与える。

尚、デューティ比演算手段５は、演算量を低減する為に、厳密式（１）に代えて、最小二乗法等により予め求めてある厳密式（１）の１次近似式、折線近似式又は２次多項式近似により、デューティ比を演算し、デューティ出力部９に与えることも可能である。
厳密式（１）の１次近似式
ａ×（電源電圧値）＋ｂ （％） （２）
（ａ，ｂは任意の実数）
により、デューティ比ｙを演算する場合、（２）式は、例えば、ｙ＝−８．９７６ｘ＋２０１．４となり、グラフ化すると、図２のｅに示すようになる。比較の為に、厳密式（１）もグラフ化して示してある（図２のｄ）。

厳密式（１）の折線近似式
ａ×（電源電圧値）＋ｂ （％） （３）
（ａ，ｂは、所定の電圧区間毎に定められた任意の実数）
により、デューティ比を演算する場合、（３）式は、例えば、０．１Ｖ毎に係数ａ、ｂが定められた折線となり、図３のｆに示すようになる。比較の為に、厳密式（１）もグラフ化して示してある（図３のｄ）。

厳密式（１）の２次多項式近似
ａ×（電源電圧値）² ＋ｂ×（電源電圧値）＋ｃ （％） （４）
（ａ，ｂ，ｃは任意の実数）
により、デューティ比ｙを演算する場合、（４）式は、例えば、ｙ＝０．９０６２ｘ² −３６．１６２ｘ＋４０２．４９となり、グラフ化すると、図４のｇに示すようになる。比較の為に、厳密式（１）もグラフ化して示してある（図４のｄ）。

デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御された電源電圧が負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる。ここで、デューティ出力部９は、後述するデューティ比補正演算手段７から補正されたデューティ比が与えられる場合は、その補正されたデューティ比の方を選択し、選択したデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。

デューティ比検出部（デューティ比を検出する手段）１０は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３によりＰＷＭ制御された電源電圧の電圧変化（所定閾値との高低関係の変化点）、及びその電圧変化間の時間を検出し、デューティ比算出部（デューティ比を検出する手段）１１に与える。尚、電源電圧の電圧変化、及びその電圧変化間の時間は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３毎に異なることも有り得るが、ここでは、その中間の組又は平均値を求めて使用する。

デューティ比算出部１１は、デューティ比検出部１０が検出した電圧変化、電圧変化間の時間、及びＰＷＭ制御の周期に基づき、ＰＷＭ制御された電源電圧のデューティ比を算出し、デューティ比比較手段（比較手段）６に与える。
デューティ比比較手段６は、デューティ比算出部１１が算出したデューティ比、及びデューティ比演算手段５から与えられたデューティ比を比較し、その比較結果（差又は比）をデューティ比補正演算手段（補正手段）７に与える。

デューティ比補正演算手段７は、与えられた比較結果に基づき、テーブル記憶手段８が記憶するテーブルを参照し、デューティ比演算手段５が演算したデューティ比（１２．０／電源電圧値）² ×１００（％）の所定電圧値１２．０に加減する為の補正値Ａを求める。次いで、求めた補正値Ａで、（５）式、
（（１２．０±Ａ）／電源電圧値）² ×１００ （％） （５）
を演算してデューティ比を補正し、補正したデューティ比をデューティ出力部９に与える。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。

テーブル記憶手段８が記憶するテーブルは、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる電圧の実効値が１２．０Ｖとなるように、デューティ比補正演算手段７が演算する（５）式の補正値Ａを、デューティ比比較手段６の比較結果（差又は比）にそれぞれ対応させて、実測に基づき求め記憶させたものである。

デューティ比演算手段５が厳密式（１）でデューティ比を演算している場合、デューティ比補正演算手段７は、求めた補正値Ａに基づく（５）式によりデューティ比を補正演算することになる。デューティ出力部９は、デューティ比補正演算手段７が補正演算したデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５が、１次近似式（２）でデューティ比を演算している場合、デューティ比補正演算手段７は、求めた補正値Ａ＝０であれば、（２）式に基づく例えばｙ＝−８．９７６ｘ＋２０１．４（図２ｅ）により、デューティ比を演算する。

求めた補正値Ａ＝０．５であれば、ｙ＝−９．１８０８ｘ＋２０９．５４
補正値Ａ＝１．０であれば、ｙ＝−９．３７９９ｘ＋２１７．６９
補正値Ａ＝１．５であれば、ｙ＝−９．５７３５ｘ＋２２５．８５
補正値Ａ＝２．０であれば、ｙ＝−９．７６１９ｘ＋２３４．０３
補正値Ａ＝２．５であれば、ｙ＝−９．９４５５ｘ＋２４２．２２
補正値Ａ＝３．０であれば、ｙ＝−１０．１６ｘ＋２５２．０７
補正値Ａ＝３．５であれば、ｙ＝−１０．２９９ｘ＋２５８．６５
補正値Ａ＝４．０であれば、ｙ＝−１０．４６９ｘ＋２６６．８９
となって、１次近似式（２）の補正式のグラフは、補正値Ａの増加に伴い、ｙ軸のプラス方向へ移動して行く（図２）。これは、折線近似式（３）でデューティ比を演算している場合でも同様であり、補正値Ａの増加に伴い、補正式のグラフ（図３ｆ）は、ｙ軸のプラス方向へ移動して行く（図３）。

デューティ比演算手段５が、２次多項式近似（４）でデューティ比を演算している場合、デューティ比補正演算手段７は、求めた補正値Ａ＝０であれば、（４）式に基づく例えばｙ＝０．９０６２ｘ² −３６．１６２ｘ＋４０２．４９（図４ｇ）により、デューティ比を演算する。

求めた補正値Ａ＝０．５であれば、
ｙ＝０．９１０１ｘ² −３６．９３８ｘ＋４１８．８１
補正値Ａ＝１．０であれば、
ｙ＝０．９１３４ｘ² −３７．６９５ｘ＋４３５．１５
補正値Ａ＝１．５であれば、
ｙ＝０．９１６２ｘ² −３８．４３４ｘ＋４５１．５２
補正値Ａ＝２．０であれば、
ｙ＝０．９１８６ｘ² −３９．１５８ｘ＋４６７．９１
補正値Ａ＝２．５であれば、
ｙ＝０．９２０６ｘ² −３９．８６５ｘ＋４８４．３３

補正値Ａ＝３．０であれば、
ｙ＝０．９２２５ｘ² −４０．６９５ｘ＋５０４．０６
補正値Ａ＝３．５であれば、
ｙ＝０．９２３５ｘ² −４１．２３７ｘ＋５１７．２４
補正値Ａ＝４．０であれば、
ｙ＝０．９２４５ｘ² −４１．９０２ｘ＋５３３．７４
となって、２次多項式近似（４）の補正式のグラフは、補正値Ａの増加に伴い、ｙ軸のプラス方向へ移動して行く（図４）。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作の例を説明する。
この車両用電源制御装置は、電圧検出部４が、オルタネータ１及びバッテリ２が出力する電源電圧値を、電源入力回路３を通じて検出し、検出した電源電圧値をＡ／Ｄ変換して、デューティ比演算手段５に与える。
デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値及び所定電圧値１２．０Ｖを用いて、例えば、厳密式（１）の１次近似式
ａ×（電源電圧値）＋ｂ （％） （２）
により、デューティ比を演算し、デューティ出力部９に与える。

デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。これにより、ＰＷＭ制御された電源電圧が、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる。
デューティ比検出部１０は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３によりＰＷＭ制御された電源電圧の電圧変化（所定閾値との高低関係の変化点）、及びその電圧変化間の時間を検出し、デューティ比算出部１１に与える。

デューティ比算出部１１は、デューティ比検出部１０が検出した電圧変化、電圧変化間の時間、及びＰＷＭ制御の周期に基づき、ＰＷＭ制御された電源電圧のデューティ比を算出し、デューティ比比較手段６に与える。
デューティ比比較手段６は、デューティ比算出部１１が算出したデューティ比、及びデューティ比演算手段５から与えられたデューティ比を比較し、その比較結果をデューティ比補正演算手段７に与える。

デューティ比補正演算手段７は、与えられた比較結果に基づき、テーブル記憶手段８が記憶するテーブルを参照して補正値Ａを求め、求めた補正値Ａにより、１次近似式（２）の補正式（（５）式の１次近似式）を演算して、デューティ比を求め、デューティ出力部９に与える。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電源電圧を負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与える。

（実施の形態２）
図５は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源制御装置は、オルタネータ１及びバッテリ２が出力する電源電圧値が、電源入力回路３を通じて電圧検出部（電圧値を検出する手段）４ａにより検出されＡ／Ｄ変換されて、デューティ比演算手段５に与えられる。
デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１２．０Ｖとする）を用いて、理論式（厳密式）、
（１２．０／電源電圧値）² ×１００ （％） （１）
により、デューティ比を演算し、デューティ出力部（ＰＷＭ制御回路）９へ与える。

尚、デューティ比演算手段５は、演算量を低減する為に、厳密式（１）に代えて、最小二乗法等により予め求めてある厳密式（１）の１次近似式、折線近似式又は２次多項式近似により、デューティ比を演算し、デューティ出力部９に与えることも可能である。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御された電源電圧が負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる。

デューティ比比較手段６は、デューティ比算出部１１が算出したデューティ比、及びデューティ比演算手段５から与えられたデューティ比を比較し、その比較結果（差又は比）を検出電圧値補正手段（補正手段）１２に与える。
検出電圧値補正手段１２は、与えられた比較結果に基づき、テーブル記憶手段８ａが記憶するテーブルを参照し、デューティ比演算手段５が演算したデューティ比（１２．０／電源電圧値）² ×１００（％）の電源電圧値に加減する為の補正値Ｂを求め、電圧検出部４ａに与える。

電圧検出部４ａは、検出した電源電圧値に、与えられた補正値Ｂを加減して補正し、補正した電源電圧値をデューティ比演算手段５に与える。
デューティ比演算手段５は、補正された電源電圧値を与えられることにより、（６）式、
（１２．０／（電源電圧値±Ｂ））² ×１００ （％） （６）
を演算してデューティ比を補正し、補正したデューティ比をデューティ出力部９に与える。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。

テーブル記憶手段８ａが記憶するテーブルは、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる電圧の実効値が１２．０Ｖとなるように、デューティ比演算手段５が演算する（６）式の補正値Ｂを、デューティ比比較手段６の比較結果（差又は比）にそれぞれ対応させて、実測に基づき求め記憶させたものである。

デューティ比演算手段５は、厳密式（１）でデューティ比を演算している場合、（６）式によりデューティ比を補正演算する。デューティ出力部９は、デューティ比演算手段５が補正演算したデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５は、１次近似式（２）でデューティ比を演算している場合、（２）式に基づく例えばｙ＝−８．９７６ｘ＋２０１．４（図２ｅ）のｘに（電源電圧値±Ｂ）を代入して、デューティ比を演算する。これは、折線近似式（３）でデューティ比を演算している場合でも同様であり、折線近似式（３）（図３ｆ）のｘに（電源電圧値±Ｂ）を代入して、デューティ比を演算する。

デューティ比演算手段５は、２次多項式近似（４）でデューティ比を演算している場合、（４）式に基づく例えばｙ＝０．９０６２ｘ² −３６．１６２ｘ＋４０２．４９（図４ｇ）のｘに（電源電圧値±Ｂ）を代入して、デューティ比を演算する。本実施の形態２の車両用電源制御装置のその他の構成は、実施の形態１で説明した車両用電源制御装置の構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。但し、本実施の形態２では、図１のデューティ比補正演算手段７及びテーブル記憶手段８は存在せず、電圧検出部４は電圧検出部４ａに置換されている。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作の例を説明する。
この車両用電源制御装置は、電圧検出部４ａが、オルタネータ１及びバッテリ２が出力する電源電圧値を、電源入力回路３を通じて検出し、検出した電源電圧値をＡ／Ｄ変換して、デューティ比演算手段５に与える。
デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値及び所定電圧値１２．０Ｖを用いて、例えば、厳密式（１）の１次近似式
ａ×（電源電圧値）＋ｂ （％） （２）
により、デューティ比を演算し、デューティ出力部９に与える。

デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。これにより、ＰＷＭ制御された電源電圧が、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる。
デューティ比検出部１０は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３によりＰＷＭ制御された電源電圧の電圧変化（所定閾値との高低関係の変化点）、及びその電圧変化間の時間を検出し、デューティ比算出部１１に与える。

デューティ比算出部１１は、デューティ比検出部１０が検出した電圧変化、電圧変化間の時間、及びＰＷＭ制御の周期に基づき、ＰＷＭ制御された電源電圧のデューティ比を算出し、デューティ比比較手段６に与える。
デューティ比比較手段６は、デューティ比算出部１１が算出したデューティ比、及びデューティ比演算手段５から与えられたデューティ比を比較し、その比較結果を検出電圧値補正手段１２に与える。

検出電圧値補正手段１２は、与えられた比較結果に基づき、テーブル記憶手段８ａが記憶するテーブルを参照して補正値Ｂを求め、求めた補正値Ｂを電圧検出部４ａに与える。
電圧検出部４ａは、検出した電源電圧値に補正値Ｂを加減して補正し、補正した（電源電圧値±Ｂ）をデューティ比演算手段５に与える。

デューティ比演算手段５は、与えられた（電源電圧値±Ｂ）により、（２）式に基づく
ａ×（電源電圧値±Ｂ）＋ｂ （％）
を演算して、デューティ比を求め、デューティ出力部９に与える。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電源電圧を負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与える。

（実施の形態３）
図６は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源制御装置は、オルタネータ１及びバッテリ２が出力する電源電圧値が、電源入力回路３ａを通じて電圧検出部（電圧値を検出する手段）４により検出されＡ／Ｄ変換されて、デューティ比演算手段５に与えられる。
デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１２．０Ｖとする）を用いて、理論式（厳密式）、
（１２．０／電源電圧値）² ×１００ （％） （１）
により、デューティ比を演算し、デューティ出力部（ＰＷＭ制御回路）９へ与える。

尚、デューティ比演算手段５は、演算量を低減する為に、厳密式（１）に代えて、最小二乗法等により予め求めてある厳密式（１）の１次近似式、折線近似式又は２次多項式近似により、デューティ比を演算し、デューティ出力部９に与えることも可能である。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御された電源電圧が負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる。

デューティ比比較手段６は、デューティ比算出部１１が算出したデューティ比、及びデューティ比演算手段５から与えられたデューティ比を比較し、その比較結果（差又は比）を時定数調整手段（補正手段）１３に与える。
時定数調整手段１３は、与えられた比較結果に基づき、テーブル記憶手段８ｂが記憶するテーブルを参照し、電源入力回路３ａの時定数を調整する為のパラメータを求める。

時定数調整手段１３は、求めたパラメータに基づき、電源入力回路３ａの時定数を切替えて調整する。
電圧検出部４は、調整された時定数の電源入力回路３ａに入力され出力された電源電圧値を検出し、デューティ比演算手段５に与える。
デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値に基づき、（１）式を演算してデューティ比を補正し、補正したデューティ比をデューティ出力部９に与える。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。

電源入力回路３ａは、抵抗素子、コンデンサ及びコイルからなる複数種類の時定数回路を有しており、これらの時定数は、デューティ比比較手段６の比較結果に対応して、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる電圧の実効値が１２．０Ｖに近付くように、実測に基づき定めてある。テーブル記憶手段８ｂが記憶するテーブルは、時定数調整手段１３が、電源入力回路３ａの時定数回路をデューティ比比較手段６の比較結果に応じて切替える為のパラメータを、比較結果に対応させて記憶させたものである。

デューティ比演算手段５は、厳密式でデューティ比を演算している場合、（１）式によりデューティ比を補正演算する。デューティ出力部９は、デューティ比演算手段５が演算したデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５は、１次近似式でデューティ比を演算している場合、（２）式によりデューティ比を演算する。折線近似式でデューティ比を演算している場合は、（３）式によりデューティ比を演算する。

デューティ比演算手段５は、２次多項式近似でデューティ比を演算している場合は、（４）式によりデューティ比を演算する。本実施の形態３の車両用電源制御装置のその他の構成は、実施の形態１で説明した車両用電源制御装置の構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。但し、本実施の形態３では、図１のデューティ比補正演算手段７及びテーブル記憶手段８は存在せず、時定数調整手段１３及びテーブル記憶手段８ｂが追加され、電源入力回路３は電源入力回路３ａに置換されている。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作の例を説明する。
この車両用電源制御装置は、電圧検出部４が、オルタネータ１及びバッテリ２が出力する電源電圧値を、電源入力回路３ａを通じて検出し、検出した電源電圧値をＡ／Ｄ変換して、デューティ比演算手段５に与える。
デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値及び所定電圧値１２．０Ｖを用いて、例えば、厳密式（１）の１次近似式
ａ×（電源電圧値）＋ｂ （％） （２）
により、デューティ比を演算し、デューティ出力部９に与える。

デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御する。これにより、ＰＷＭ制御された電源電圧が、負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与えられる。
デューティ比検出部１０は、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３によりＰＷＭ制御された電源電圧の電圧変化（所定閾値との高低関係の変化点）、及びその電圧変化間の時間を検出し、デューティ比算出部１１に与える。

デューティ比算出部１１は、デューティ比検出部１０が検出した電圧変化、電圧変化間の時間、及びＰＷＭ制御の周期に基づき、ＰＷＭ制御された電源電圧のデューティ比を算出し、デューティ比比較手段６に与える。
デューティ比比較手段６は、デューティ比算出部１１が算出したデューティ比、及びデューティ比演算手段５から与えられたデューティ比を比較し、その比較結果を時定数調整手段１３に与える。

時定数調整手段１３は、与えられた比較結果に基づき、テーブル記憶手段８ｂが記憶するテーブルを参照してパラメータを求め、求めたパラメータに基づき、電源入力回路３ａの時定数回路を切替える。
電圧検出部４は、電源入力回路３ａの切替えられた時定数回路を通じて電源電圧値を検出し、検出した電源電圧値をデューティ比演算手段５に与える。

デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値により（２）式、
ａ×電源電圧値＋ｂ （％）
を演算して、デューティ比を求め、デューティ出力部９に与える。
デューティ出力部９は、与えられたデューティ比により、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電源電圧を負荷Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に与える。
本実施の形態３では、デューティ出力部９のＰＷＭ制御の周波数による電圧変動への影響、過敏なデューティ比の変動、及び発振現象を抑制することができる。

１ オルタネータ（車載電源）
２ バッテリ（車載電源）
３ 電源入力回路（フィルタ回路）
３ａ 電源入力回路（補正手段、フィルタ回路）
４ 電圧検出部（電圧値を検出する手段）
４ａ 電圧検出部（電圧値を検出する手段、補正手段）
５ デューティ比演算手段
６ デューティ比比較手段（比較手段）
８，８ａ，８ｂ テーブル記憶手段（補正手段）
９ デューティ出力部（ＰＷＭ制御回路）
１０ デューティ比検出部（デューティ比を検出する手段）
１１ デューティ比算出部（デューティ比を検出する手段）
１２ 検出電圧値補正手段（補正手段）
１３ 時定数調整手段（補正手段）
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 負荷
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ スイッチング素子（ＰＷＭ制御回路）

Claims (9)

1. 車載電源の電圧値を検出する手段と、該手段が検出した電源電圧値を使用して、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算するデューティ比演算手段と、該デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、前記車載電源からの電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与えるＰＷＭ制御回路とを備える車両用電源制御装置において、
   前記負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出する手段と、該手段が検出したデューティ比、及び前記デューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較する比較手段と、前記負荷群に与えられる電圧の実効値が前記所定電圧値となるように、前記比較手段の比較結果に基づき、前記デューティ比演算手段の所定電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
2. 前記補正手段は、前記比較手段の比較結果、及び前記所定電圧値を加減すべき補正値を対応させたテーブルを有し、前記比較手段の比較結果に基づき、前記テーブルを参照することにより補正値を求めるように構成してある請求項１記載の車両用電源制御装置。
3. 車載電源の電圧値を検出する手段と、該手段が検出した電源電圧値を使用して、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算するデューティ比演算手段と、該デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、前記車載電源からの電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与えるＰＷＭ制御回路とを備える車両用電源制御装置において、
   前記負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出する手段と、該手段が検出したデューティ比、及び前記デューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較する比較手段と、前記負荷群に与えられる電圧の実効値が前記所定電圧値となるように、前記比較手段の比較結果に基づき、前記デューティ比演算手段の電源電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
4. 前記補正手段は、前記比較手段の比較結果、及び前記電源電圧値を加減すべき補正値を対応させたテーブルを有し、前記比較手段の比較結果に基づき、前記テーブルを参照することにより補正値を求めるように構成してある請求項３記載の車両用電源制御装置。
5. 車載電源の電圧値をフィルタ回路を通じて検出する手段と、該手段が検出した電源電圧値を使用して、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する為のデューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００を演算するデューティ比演算手段と、該デューティ比演算手段が演算したデューティ比により、前記電圧をＰＷＭ制御して負荷群へ与えるＰＷＭ制御回路とを備える車両用電源制御装置において、
   前記負荷群に与えられる電圧のデューティ比を検出する手段と、該手段が検出したデューティ比、及び前記デューティ比演算手段が演算したデューティ比を比較する比較手段と、前記負荷群に与えられる電圧の実効値が前記所定電圧値となるように、前記比較手段の比較結果に基づき、前記フィルタ回路の時定数を補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
6. 前記補正手段は、前記比較手段の比較結果、及び前記時定数を加減する為のパラメータを対応させたテーブルを有し、前記比較手段の比較結果に基づき、前記テーブルを参照することによりパラメータを求め、求めたパラメータに基づき前記時定数を補正するように構成してある請求項５記載の車両用電源制御装置。
7. 前記デューティ比演算手段は、前記デューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の１次近似式を使用して、デューティ比を演算するように構成してある請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用電源制御装置。
8. 前記デューティ比演算手段は、前記デューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の折線近似式を使用して、デューティ比を演算するように構成してある請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用電源制御装置。
9. 前記デューティ比演算手段は、前記デューティ比（所定電圧値／電源電圧値）² ×１００の２次多項式近似を使用して、デューティ比を演算するように構成してある請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用電源制御装置。

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