JP2014205466A - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デューティ比出力の変化量を、ランプのちらつき及び実効電圧の上限超過等が発生しないように調節できる車両用電源制御装置の提供。【解決手段】車載電源１，Ｂの電圧値に、所定の演算周期で時定数を含む演算処理を施し、電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段４を備え、その出力した電圧値に基づき、車載電源１，Ｂの電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置。ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段８ａ，８ｂ，８ｃと、その検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段９ａ，９ｂ，９ｃと、所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の変化量が所定範囲に含まれるように、演算処理手段４の時定数を変更する時定数変更手段９ａ，９ｂ，９ｃとを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、検出した車載電源の電圧値に、変動速度を低くする為の演算処理を施し出力する演算処理手段を備え、演算処理手段が出力した電源電圧値に基づき、車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷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前後のものが多く、１２Ｖ前後でその性能を最適に発揮する。しかし、車載バッテリは、残容量により出力電圧値が変動するので、残容量が比較的大きい場合は、その出力電圧値は１２Ｖ前後より高くなっている。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（１３〜１６Ｖ）に設定されている。
その為、近時、省エネルギー（省電力）及び過電圧による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前後に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。

このような車両用電源制御装置では、車両特有の電源電圧変動、ＰＷＭ周波数による電圧変動等により、過敏なデューティ比変動、発振現象が発生しないように、電源電圧をフィルタ回路を通じて検出し、検出しＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換した電圧値に対して、ディジタルフィルタ処理を施している。ディジタルフィルタとしては、ＩＩＲ（無限インパルス応答）フィルタ等が使用されている。

特許文献１には、電源ラインに対して分岐接続された２つのランプを点灯制御し、ランプのちらつきを極力抑え、かつ電源ラインに発生するノイズを抑えることが可能なランプ点灯制御回路が開示されている。
特許文献２には、電源が急変動しても点灯装置の出力を略一定に保持して、放電灯のちらつきや立消え等の不具合を防止する放電灯点灯装置が開示されている。

特開２００９−４６０８６号公報 特開平９−９２４８１号公報

上述した車両用電源制御装置では、電源電圧の変動状態が一定でないことに加え、フィルタ（ハード、ソフト）及びＰＷＭ制御に関連する各部のパラメータ設定によっては、デューティ比出力（実効電圧）の変化量及び状態が変わり、負荷のランプのちらつき、実効電圧の上限超過等が発生するという問題がある。
例えば、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつき、モータでは回転ムラの原因となり、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって、実効電圧の上限超過が発生し、省エネルギー及び機器の寿命短縮防止の妨げとなる。

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、フィルタ及びＰＷＭ制御関連各部のパラメータを変更することにより、デューティ比出力の変化量を、ランプのちらつき、実効電圧の上限超過及びモータの回転ムラ等が発生しないように調節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、検出した車載電源の電圧値に、所定の演算周期、及び該電圧値の所定の初期値で時定数を含む演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段を備え、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記時定数を変更する時定数変更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、検出した車載電源の電圧値に、所定の演算周期、及び車載電源の電圧値の所定の初期値で時定数を含む演算処理を施して、変動速度を低減する。次いで、変動速度を低減した電圧値に基づき、車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える。ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、変動速度を低減する演算処理の時定数を変更する。

第２発明に係る車両用電源制御装置は、前記時定数変更手段に代えて、前記演算周期を変更する手段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、ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、変動速度を低減する演算処理の演算周期を変更する。

第３発明に係る車両用電源制御装置は、前記時定数変更手段に代えて、前記初期値を変更する手段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、ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、変動速度を低減する演算処理における車載電源の電圧値の初期値を変更する。

第４発明に係る車両用電源制御装置は、所定の検出周期及び分解能で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圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段とを備え、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記検出周期を変更する検出周期変更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、所定の検出周期及び分解能で車載電源の電圧値を検出し、検出した電圧値に演算処理を施して変動速度を低減する。次いで、変動速度を低減した電圧値に基づき、車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える。ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、車載電源の電圧値の検出周期を変更する。

第５発明に係る車両用電源制御装置は、前記検出周期変更手段に代えて、前記分解能を変更する手段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、ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、車載電源の電圧値を検出する為の分解能を変更する。

第６発明に係る車両用電源制御装置は、検出した車載電源の電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段と、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、所定の量子化ビット数でデューティ比を演算する手段と、該手段が演算したデューティ比で前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する手段とを備え、該手段がＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記量子化ビット数を変更する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、検出した車載電源の電圧値に演算処理を施して変動速度を低減し、変動速度を低減した電圧値に基づき、所定の量子化ビット数でデューティ比を演算する。次いで、演算したデューティ比で車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える。ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、デューティ比演算における量子化ビット数を変更する。

第７発明に係る車両用電源制御装置は、検出した車載電源の電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電源電圧値Ｖｓを出力する演算処理手段と、該演算処理手段が出力した電源電圧値Ｖｓに基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値ＶｃにＰＷＭ制御する為のデューティ比を、演算式（Ｖｃ／Ｖｓ）² ×１００の近似式で算出する手段とを備え、該手段が算出したデューティ比によりＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、前記デューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記近似式の１又は複数の係数を変えることにより、前記近似式の演算誤差を変更する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、検出した車載電源の電圧値に演算処理を施して変動速度を低減し、変動速度を低減した電源電圧値Ｖｓに基づき、車載電源の電圧を所定電圧値ＶｃにＰＷＭ制御する為のデューティ比を、演算式（Ｖｃ／Ｖｓ）² ×１００の近似式で算出する。次いで、算出したデューティ比によりＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える。デューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、近似式の１又は複数の係数を変えることにより、近似式の演算誤差を変更する。

第８発明に係る車両用電源制御装置は、検出した車載電源の電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電源電圧値を出力する演算処理手段と、該演算処理手段が出力した電源電圧値に基づき、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を算出する手段とを備え、該手段が算出し所定の周期で更新したデューティ比によりＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、前記デューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記周期を変更する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、検出した車載電源の電圧値に演算処理を施して変動速度を低減し、変動速度を低減した電源電圧値に基づき、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を算出し、算出し所定の周期で更新したデューティ比によりＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える。デューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときに、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、デューティ比を更新する為の周期を変更する。

第９発明に係る車両用電源制御装置は、車載電源の電圧を該電圧の変動速度を低減して出力する変動抑制回路と、該変動抑制回路が出力した電圧を検出する手段と、該手段が検出した電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段とを備え、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記変動抑制回路の時定数を変更する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、変動抑制回路が、車載電源の電圧を変動速度を低減して出力し、変動抑制回路が出力した電圧が検出される。演算処理手段が、検出された電圧値に演算処理を施し、変動速度を更に低減した電圧値を出力する。演算処理手段が出力した電圧値に基づき、車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える。ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出し、検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する。所定範囲に含まれないと判定したときは、デューティ比の所定時間当たりの変化量が所定範囲に含まれるように、変動抑制回路の回路素子を切替えて時定数を変更する。

本発明に係る車両用電源制御装置によれば、フィルタ及びＰＷＭ制御関連各部のパラメータを変更することにより、デューティ比出力の変化量を、ランプのちらつき、実効電圧の上限超過及びモータの回転ムラ等が発生しないように調節できる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。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態の動作を示すフローチャートである。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 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。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 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。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 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。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。 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。 テーブルの内容のイメージを示す特性図である。

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Ｂに充電されると共に、それぞれのスイッチング回路１０，１１，１２を通じて、ランプである負荷１３，１４，１５に給電される。バッテリＢが充電されないときは、バッテリＢからの放電電力が、スイッチング回路１０，１１，１２を通じて、負荷１３，１４，１５に給電される。

オルタネータ１及びバッテリＢが出力する電源電圧値は、電源入力回路（フィルタ、変動抑制回路）２を通じて電圧計測手段３により検出されＡ／Ｄ変換されて出力される。電圧計測手段３でＡ／Ｄ変換され出力された電源電圧値は、フィルタ演算手段（演算処理手段）４により負荷１３，１４，１５毎に所定のサンプリング周期（演算周期）で読込まれる。

フィルタ演算手段４は、読込んだ電源電圧値に、例えばＩＩＲフィルタでディジタルフィルタ処理を施す。このディジタルフィルタ処理は、負荷１３，１４，１５毎に（１）式を演算することにより施される。
（１−α）×（１周期前に出力した電圧値）
＋α×（検出した電圧値）＝電圧値（但し、１≧α＞０） （１）

負荷１３，１４，１５毎に、（１）式によりディジタルフィルタ処理が施された電源電圧値は、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、与えられたそれぞれの電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１３．２Ｖとするが、負荷毎に異なっても良い）を用いて、（２）式
（１３．２／電源電圧値）² ×１００ （％） （２）
により、デューティ比を演算し、デューティ比出力手段６へ与える。

デューティ比出力手段６は、それぞれ与えられたデューティ比により、スイッチング回路１０，１１，１２をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御された電源電圧がそれぞれ負荷１３，１４，１５に与えられる。
出力監視回路７は、スイッチング回路１０，１１，１２によりＰＷＭ制御された電力の電圧値及び電流値（実効値）をそれぞれ電圧値に変換し、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が演算した各デューティ比は、また、それぞれ所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃに読込まれ、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ所定時間毎に読込んだデューティ比により単位時間当たりのデューティ比変化量を算出する。
デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃが算出した各デューティ比変化量は、それぞれフィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃに与えられ、フィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃを参照する。

図２は、テーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内容のイメージを示す特性図である。
テーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量とフィルタ演算手段４が有するソフトフィルタ時定数（時定数）との特性を示している。ソフトフィルタ時定数は、例えば、（１）式におけるα（なまし係数）であり、この場合は、ソフトフィルタ時定数αが大きくなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は小さくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、ソフトフィルタ時定数αは、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

フィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、ソフトフィルタ時定数αを変更する。変更されたソフトフィルタ時定数αは、それぞれフィルタ演算手段４に与えられ、（１）式におけるαがそれぞれ設定変更される。フィルタ演算手段４は、設定変更されたαにより、負荷１３，１４，１５毎に（１）式を演算する。（１）式により演算された負荷１３，１４，１５毎の電源電圧値は、デューティ比演算手段５に与えられる。

上述した電圧計測手段３、フィルタ演算手段４、デューティ比演算手段５、デューティ比出力手段６、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びフィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃは、マイクロコンピュータを備えた電源制御部２５に含まれている。電源制御部２５は、車両側から負荷１３，１４，１５毎の起動／停止信号を与えられる。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作を、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びフィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃの動作を示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この車両用電源制御装置では、負荷１３，１４，１５について、並行して作動するが、ここでは、負荷１３について説明する。
電源制御部２５は、起動信号を与えられると、電圧計測手段３によりＡ／Ｄ変換された電源電圧値を読込み、フィルタ演算手段４に与える。フィルタ演算手段４は、与えられた電源電圧値を使用して（１）式のフィルタ演算処理を開始する。

フィルタ演算手段４は、フィルタ演算処理した電源電圧値をデューティ比演算手段５に与え、デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値を使用して（２）式を演算し、デューティ比Ｄを算出する。
デューティ比演算手段５は、算出したデューティ比Ｄを、デューティ比出力手段６から出力し、スイッチング回路１０をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５が演算したデューティ比Ｄは、また、所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａに読込まれ（図３Ｓ１）、デューティ比変化量検出手段８ａは、所定時間毎に読込んだデューティ比Ｄにより単位時間当たりのデューティ比変化量（率）△Ｄを算出する（Ｓ３）。
フィルタパラメータ設定変更手段９ａは、テーブル１６ａを参照することにより、デューティ比変化量検出手段８ａが算出したデューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内にあるか否かを判定し（Ｓ５）、範囲内にあれば、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。

尚、デューティ比変化量△Ｄ１以下は、図２に示す応答遅れ領域に対応する範囲であり、デューティ比変化量△Ｄ２以上は、図２に示すちらつき領域に対応する範囲である。△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲内であれば、負荷１３に応答遅れ及びちらつきが発生しない。
フィルタパラメータ設定変更手段９ａは、デューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内でなければ（Ｓ５）、テーブル１６ａを参照することにより、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２となるソフトフィルタ時定数（パラメータ）αを選択する（Ｓ７）。

フィルタパラメータ設定変更手段９ａは、次いで、選択したソフトフィルタ時定数αをフィルタ演算手段４に変更設定し（Ｓ９）、その後、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。
フィルタ演算手段４は、変更設定されたソフトフィルタ時定数αにより、（１）式のフィルタ演算処理を実行する。
尚、本実施の形態１では、負荷１３，１４，１５がランプである場合を説明したが、負荷１３，１４，１５がモータである場合、及び負荷１３，１４，１５がヒータである場合でも同様に実施することは可能である。負荷１３，１４，１５がモータである場合は、モータの回転ムラ及び急激な回転変化を抑制することができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態２におけるテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内容のイメージを示す特性図である。
この車両用電源制御装置のフィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃが内蔵するテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量とフィルタ演算手段４が有するソフトフィルタの演算周期との特性を示している。ソフトフィルタの演算周期が長くなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は大きくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、ソフトフィルタの演算周期は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

フィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、ソフトフィルタの演算周期を変更する。変更されたソフトフィルタの演算周期は、それぞれフィルタ演算手段４に与えられ設定変更される。

フィルタ演算手段４は、設定変更されたソフトフィルタの演算周期により、負荷１３，１４，１５毎に（１）式を演算する。（１）式により演算された負荷１３，１４，１５毎の電源電圧値は、デューティ比演算手段５に与えられる。
その他の構成及び動作は、実施の形態１で説明した構成及び動作と同様であるので（但し、ソフトフィルタ時定数αをソフトフィルタの演算周期に読替える）、説明を省略する。

（実施の形態３）
図５は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態３におけるテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内容のイメージを示す特性図である。
この車両用電源制御装置のフィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃが内蔵するテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量とフィルタ演算手段４が演算を開始する際の（１）式における（１周期前に出力した電圧値）の初期値（ソフトフィルタ演算開始電圧値）との特性を示している。ソフトフィルタ演算開始電圧が高くなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は小さくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、フィルタ演算手段４のソフトフィルタ演算開始電圧値は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

フィルタパラメータ設定変更手段９ａ，９ｂ，９ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル１６ａ，１６ｂ，１６ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、フィルタ演算手段４のソフトフィルタ演算開始電圧値を変更する。変更されたソフトフィルタ演算開始電圧値は、それぞれフィルタ演算手段４に与えられ設定変更される。

フィルタ演算手段４は、読取った電源電圧値を用いてそれぞれ（１）式によりフィルタ演算を実行して、ディジタルフィルタ処理を施し、ディジタルフィルタ処理を施した負荷１３，１４，１５毎の電源電圧値を、デューティ比演算手段５に与える。
フィルタ演算手段４は、その際、運転開始時又はエンジン始動時等で演算を開始し、初回のフィルタ演算を実行するのであれば、設定されているソフトフィルタ演算開始電圧値を（１周期前に出力した電圧値）の初期値として（１）式を演算する。
その他の構成及び動作は、実施の形態１で説明した構成及び動作と同様であるので（但し、ソフトフィルタ時定数αをソフトフィルタ演算開始電圧値に読替える）、説明を省略する。

（実施の形態４）
図６は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態４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Ｂが出力する電源電圧値が、電源入力回路（変動抑制回路）２を通じて，負荷１３，１４，１５毎に電圧計測手段３ａにより検出されＡ／Ｄ変換されて出力される。電圧計測手段３ａでＡ／Ｄ変換され出力された電源電圧値は、フィルタ演算手段（演算処理手段）４ａにより負荷１３，１４，１５毎に所定のサンプリング周期（演算周期）で読込まれる。

デューティ比演算手段５が演算した負荷１３，１４，１５毎の各デューティ比は、それぞれ所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃに読込まれ、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ所定時間毎に読込んだデューティ比により単位時間当たりのデューティ比変化量を算出する。
デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃが算出した各デューティ比変化量は、それぞれＡ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａ，１７ｂ，１７ｃに与えられ、Ａ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル１８ａ，１８ｂ，１８ｃを参照する。

図７は、テーブル１８ａ，１８ｂ，１８ｃの内容のイメージを示す特性図である。
テーブル１８ａ，１８ｂ，１８ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量と電圧計測手段３ａにおけるＡ／Ｄ変換のサンプリング周期（検出周期）との特性を示している。Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期が長くなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は大きくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

Ａ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル１８ａ，１８ｂ，１８ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期を変更する。変更されたＡ／Ｄ変換の各サンプリング周期は、それぞれ電圧計測手段３ａに与えられ、電圧計測手段３ａは、負荷１３，１４，１５毎にＡ／Ｄ変換のサンプリング周期を設定変更する。

電圧計測手段３ａは、電源入力回路２を通じて検出した電源電圧値を、設定変更されたサンプリング周期で、負荷１３，１４，１５毎にＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換した各電源電圧値を、フィルタ演算手段４ａに与える。フィルタ演算手段４ａは、与えられた電源電圧値により、負荷１３，１４，１５毎に（１）式を演算する。（１）式により演算された負荷１３，１４，１５毎の電源電圧値は、デューティ比演算手段５に与えられる。

上述した電圧計測手段３ａ、フィルタ演算手段４ａ、デューティ比演算手段５、デューティ比出力手段６、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びＡ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、マイクロコンピュータを備えた電源制御部２５ａに含まれている。電源制御部２５ａは、車両側から負荷１３，１４，１５毎の起動／停止信号を与えられる。
その他の構成は、実施の形態１で説明した構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作を、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びＡ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａ，１７ｂ，１７ｃの動作を示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この車両用電源制御装置では、負荷１３，１４，１５について、並行して作動するが、ここでは、負荷１３について説明する。
電源制御部２５ａは、起動信号を与えられると、電圧計測手段３ａによりＡ／Ｄ変換された負荷１３，１４，１５毎の電源電圧値を読込み、フィルタ演算手段４ａに与える。フィルタ演算手段４ａは、与えられた電源電圧値を使用して（１）式のフィルタ演算処理を開始する。

フィルタ演算手段４ａは、フィルタ演算処理した電源電圧値を、デューティ比演算手段５に与え、デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値を使用して（２）式を演算し、デューティ比Ｄを算出する。
デューティ比演算手段５は、算出したデューティ比Ｄを、デューティ比出力手段６から出力し、スイッチング回路１０をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５が演算したデューティ比Ｄは、また、所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａに読込まれ（図３Ｓ１）、デューティ比変化量検出手段８ａは、所定時間毎に読込んだデューティ比Ｄにより単位時間当たりのデューティ比変化量△Ｄを算出する（Ｓ３）。
Ａ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａは、テーブル１８ａを参照することにより、デューティ比変化量検出手段８ａが算出したデューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内にあるか否かを判定し（Ｓ５）、範囲内にあれば、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。

尚、デューティ比変化量△Ｄ１以下は、ここでは、図７に示す応答遅れ領域に対応する範囲であり、デューティ比変化量△Ｄ２以上は、図７に示すちらつき領域に対応する範囲である。△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲内であれば、負荷１３に応答遅れ及びちらつきが発生しない。
Ａ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａは、デューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内でなければ（Ｓ５）、テーブル１８ａを参照することにより、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２となるＡ／Ｄ変換のサンプリング周期（パラメータ）を選択する（Ｓ７）。

Ａ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａは、次いで、選択したＡ／Ｄ変換のサンプリング周期を電圧計測手段３ａに変更設定し（Ｓ９）、その後、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。
電圧計測手段３ａは、電源入力回路２を通じて検出した電源電圧値を、変更設定されたＡ／Ｄ変換のサンプリング周期によりＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換した電源電圧値を、フィルタ演算手段４ａに与える。フィルタ演算手段４ａは、与えられた電源電圧値により、（１）式のフィルタ演算処理を実行する。

（実施の形態５）
図８は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態５におけるテーブル１８ａ，１８ｂ，１８ｃの内容のイメージを示す特性図である。
この車両用電源制御装置のＡ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａ，１７ｂ，１７ｃが内蔵するテーブル１８ａ，１８ｂ，１８ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量と電圧計測手段３ａが電源電圧値をＡ／Ｄ変換する際のＡ／Ｄ変換分解能（分解能、（量子化）ビット数）との特性を示している。Ａ／Ｄ変換分解能のビット数が大きくなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は小さくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、電圧計測手段３ａのＡ／Ｄ変換分解能は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

Ａ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル１８ａ，１８ｂ，１８ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、電圧計測手段３ａのＡ／Ｄ変換分解能を変更する。変更されたＡ／Ｄ変換分解能は、それぞれ電圧計測手段３ａに与えられ設定変更される。

電圧計測手段３ａは、電源入力回路２を通じて検出した電源電圧値を、設定変更されたＡ／Ｄ変換分解能で、負荷１３，１４，１５毎にＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換した各電源電圧値を、フィルタ演算手段４ａに与える。フィルタ演算手段４ａは、与えられた電源電圧値により、負荷１３，１４，１５毎に（１）式を演算する。（１）式により演算された負荷１３，１４，１５毎の電源電圧値は、デューティ比演算手段５に与えられる。
その他の構成及び動作は、実施の形態４で説明した構成及び動作と同様であるので（但し、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周期をＡ／Ｄ変換分解能に読替える）、説明を省略する。

（実施の形態６）
図９は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態６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Ｂが出力する電源電圧値が、電源入力回路（変動抑制回路）２を通じて，電圧計測手段３により検出されＡ／Ｄ変換されて出力される。電圧計測手段３でＡ／Ｄ変換され出力された電源電圧値は、フィルタ演算手段（演算処理手段）４ｂにより読込まれる。

フィルタ演算手段４ｂは、読込んだ電源電圧値に、例えばＩＩＲフィルタでディジタルフィルタ処理を施す。このディジタルフィルタ処理は、（１）式を演算することにより施される。
（１−α）×（１周期前に出力した電圧値）
＋α×（検出した電圧値）＝電圧値（但し、１≧α＞０） （１）

（１）式によりディジタルフィルタ処理が施された電源電圧値は、デューティ比演算手段５ａに与えられる。デューティ比演算手段５ａは、与えられた電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１３．２Ｖとするが、負荷毎に異なっても良い）を用いて、負荷１３，１４，１５毎に（２）式
（１３．２／電源電圧値）² ×１００ （％） （２）
により、デューティ比を演算し、デューティ比出力手段６へ与える。

デューティ比演算手段５ａが演算した負荷１３，１４，１５毎の各デューティ比は、それぞれ所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃに読込まれ、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ所定時間毎に読込んだデューティ比により単位時間当たりのデューティ比変化量を算出する。
デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃが算出した各デューティ比変化量は、それぞれデューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃに与えられ、デューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃを参照する。

図１０は、テーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内容のイメージを示す特性図である。
テーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量とデューティ比演算手段５ａにおけるデューティ比分解能（デューティ比の刻み；１％，０．５％，０．１％・・・、量子化ビット数）との特性を示している。デューティ比分解能が粗くなる程（デューティ比の刻みが粗くなる程、量子化ビット数が小さくなる程）、単位時間当たりのデューティ比変化量は大きくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、デューティ比分解能は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

デューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、デューティ比分解能を変更する。デューティ比分解能の変更は、デューティ比演算における量子化ビット数を変更することにより行われる。
変更されたデューティ比分解能は、それぞれデューティ比演算手段５ａに与えられ、デューティ比演算手段５ａは、負荷１３，１４，１５毎にデューティ比分解能を設定変更し、設定変更したデューティ比分解能により、それぞれデューティ比を（２）式により演算する。

上述した電圧計測手段３、フィルタ演算手段４ｂ、デューティ比演算手段５ａ、デューティ比出力手段６、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びデューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、マイクロコンピュータを備えた電源制御部２５ｂに含まれている。電源制御部２５ｂは、車両側から負荷１３，１４，１５毎の起動／停止信号を与えられる。
その他の構成は、実施の形態１で説明した構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作を、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びデューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃの動作を示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この車両用電源制御装置では、負荷１３，１４，１５について、並行して作動するが、ここでは、負荷１３について説明する。
電源制御部２５ｂは、起動信号を与えられると、電圧計測手段３によりＡ／Ｄ変換された電源電圧値を読込み、フィルタ演算手段４ｂに与える。フィルタ演算手段４ｂは、与えられた電源電圧値を使用して（１）式のフィルタ演算処理を開始する。

フィルタ演算手段４ｂは、フィルタ演算処理した電源電圧値を、デューティ比演算手段５ａに与え、デューティ比演算手段５ａは、与えられた電源電圧値を使用して（２）式を演算し、デューティ比Ｄを算出する。
デューティ比演算手段５ａは、算出したデューティ比Ｄを、デューティ比出力手段６から出力し、スイッチング回路１０をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５ａが演算したデューティ比Ｄは、また、所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａに読込まれ（図３Ｓ１）、デューティ比変化量検出手段８ａは、所定時間毎に読込んだデューティ比Ｄにより単位時間当たりのデューティ比変化量△Ｄを算出する（Ｓ３）。
デューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａは、テーブル２０ａを参照することにより、デューティ比変化量検出手段８ａが算出したデューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内にあるか否かを判定し（Ｓ５）、範囲内にあれば、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。

尚、デューティ比変化量△Ｄ１以下は、ここでは、図１０に示す応答遅れ領域に対応する範囲であり、デューティ比変化量△Ｄ２以上は、図１０に示すちらつき領域に対応する範囲である。△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲内であれば、負荷１３に応答遅れ及びちらつきが発生しない。
デューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａは、デューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内でなければ（Ｓ５）、テーブル２０ａを参照することにより、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２となるデューティ比分解能（パラメータ）を選択する（Ｓ７）。

デューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａは、次いで、選択したデューティ比分解能をデューティ比演算手段５ａに変更設定し（Ｓ９）、その後、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。デューティ比演算手段５ａは、設定変更されたデューティ比分解能により負荷１３のデューティ比を演算する。

（実施の形態７）
図１１は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態７におけるテーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内容のイメージを示す特性図である。
この車両用電源制御装置では、デューティ比演算手段５ａが、フィルタ演算手段４ｂから与えられた電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１３．２Ｖとするが、負荷毎に異なっても良い）を用いて、負荷１３，１４，１５毎に（２）式
（１３．２／電源電圧値）² ×１００ （％） （２）
の近似式により、デューティ比を演算し、デューティ比出力手段６へ与える。

デューティ比演算手段５ａは、（２）式を近似式で演算することにより、演算量を軽減することができるが、演算誤差が発生する。
（２）式の近似式は、例えば、最小二乗法等により予め求めてある１次近似式、折線近似式又は２次多項式近似である。
（２）式の１次近似式
ａ×（電源電圧値）＋ｂ （％） （３）
（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、（３）式は、例えば、ｙ＝−８．９７６ｘ＋２０１．４となる。

（２）式の折線近似式
ａ×（電源電圧値）＋ｂ （％） （４）
（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、（４）式は、例えば、０．１Ｖ毎に係数ａ、ｂが定められた折線となる。

（２）式の２次多項式近似
ａ×（電源電圧値）² ＋ｂ×（電源電圧値）＋ｃ （％） （５）
（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、（５）式は、例えば、ｙ＝０．９０６２ｘ² −３６．１６２ｘ＋４０２．４９となる。
（３）（４）（５）式は、それぞれ係数ａ，ｂ，ｃを変更することにより、演算誤差を増減することが可能である。

この車両用電源制御装置のデューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃが内蔵するテーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃの内容（図１１）は、単位時間当たりのデューティ比変化量とデューティ比演算手段５ａがデューティ比を演算する際の演算誤差との特性を示している。デューティ比を演算する際の演算誤差が大きくなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は大きくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、デューティ比演算手段５ａの演算誤差は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

デューティ比演算パラメータ設定変更手段１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル２０ａ，２０ｂ，２０ｃを参照する。その結果、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、デューティ比演算手段５ａの近似式の係数を変更することにより、演算誤差を変更する。変更されたデューティ比演算手段５ａの近似式の係数は、それぞれデューティ比演算手段５ａに与えられ設定変更される。

デューティ比演算手段５ａは、フィルタ演算手段４ｂから与えられた電源電圧値及び所定電圧値を用いて、負荷１３，１４，１５毎に、係数が設定変更された（２）式の近似式により、デューティ比を演算し、デューティ比出力手段６へ与える。
その他の構成及び動作は、実施の形態６で説明した構成及び動作と同様であるので（但し、デューティ比分解能をデューティ比の演算誤差に読替える）、説明を省略する。

（実施の形態８）
図１２は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態８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、電圧計測手段３でＡ／Ｄ変換され出力された電源電圧値が、フィルタ演算手段（演算処理手段）４ｂにより読込まれる。

フィルタ演算手段４ｂは、読込んだ電源電圧値に、例えばＩＩＲフィルタでディジタルフィルタ処理を施す。このディジタルフィルタ処理は、（１）式を演算することにより施される。
（１−α）×（１周期前に出力した電圧値）
＋α×（検出した電圧値）＝電圧値（但し、１≧α＞０） （１）

（１）式によりディジタルフィルタ処理が施された電源電圧値は、デューティ比演算手段５ｂに与えられる。デューティ比演算手段５ｂは、与えられた電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１３．２Ｖとするが、負荷毎に異なっても良い）を用いて、負荷１３，１４，１５毎に（２）式
（１３．２／電源電圧値）² ×１００ （％） （２）
により、デューティ比を演算し、デューティ比出力手段６ａへ与える。

デューティ比演算手段５ｂが演算した負荷１３，１４，１５毎の各デューティ比は、デューティ比出力手段６ａに与えられると共に、それぞれ所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃに読込まれる。デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ所定時間毎に読込んだデューティ比により単位時間当たりのデューティ比変化量を算出する。
デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃが算出した各デューティ比変化量は、それぞれデューティ比更新周期設定変更手段２３ａ，２３ｂ，２３ｃに与えられ、デューティ比更新周期設定変更手段２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル２４ａ，２４ｂ，２４ｃを参照する。

図１３は、テーブル２４ａ，２４ｂ，２４ｃの内容のイメージを示す特性図である。
テーブル２４ａ，２４ｂ，２４ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量と、デューティ比出力手段６ａがデューティ比を更新する周期との特性を示している。
デューティ比出力手段６ａは、デューティ比演算手段５ｂが演算した負荷１３，１４，１５毎の各デューティ比を、それぞれ所定の周期で更新し、更新した各デューティ比を出力する。従って、デューティ比出力手段６ａが出力する各デューティ比は、デューティ比演算手段５ｂが演算した各デューティ比とは必ずしも一致しない。デューティ比の更新周期が長くなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は大きくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、デューティ比の更新周期は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

デューティ比更新周期設定変更手段２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル２４ａ，２４ｂ，２４ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、デューティ比の更新周期を変更する。変更されたデューティ比の更新周期は、それぞれデューティ比出力手段６ａに与えられ、デューティ比出力手段６ａは、負荷１３，１４，１５毎にデューティ比の更新周期を設定変更し、設定変更した更新周期で更新したデューティ比を出力する。

上述した電圧計測手段３、フィルタ演算手段４ｂ、デューティ比演算手段５ｂ、デューティ比出力手段６ａ、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びデューティ比更新周期設定変更手段２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、マイクロコンピュータを備えた電源制御部２５ｃに含まれている。電源制御部２５ｃは、車両側から負荷１３，１４，１５毎の起動／停止信号を与えられる。
その他の構成は、実施の形態１で説明した構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作を、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びデューティ比更新周期設定変更手段２３ａ，２３ｂ，２３ｃの動作を示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この車両用電源制御装置では、負荷１３，１４，１５について、並行して作動するが、ここでは、負荷１３について説明する。
電源制御部２５ｃは、起動信号を与えられると、電圧計測手段３によりＡ／Ｄ変換された電源電圧値を読込み、フィルタ演算手段４ｂに与える。フィルタ演算手段４ｂは、与えられた電源電圧値を使用して（１）式のフィルタ演算処理を開始する。

フィルタ演算手段４ｂは、フィルタ演算処理した電源電圧値を、デューティ比演算手段５ｂに与え、デューティ比演算手段５ｂは、与えられた電源電圧値を使用して（２）式を演算し、デューティ比Ｄを算出する。
デューティ比演算手段５ｂは、算出したデューティ比Ｄを、デューティ比出力手段６ａに与える。デューティ比出力手段６ａは、与えられたデューティ比Ｄを所定の周期で更新しながら出力し、スイッチング回路１０をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５ｂが演算したデューティ比Ｄは、また、所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａに読込まれ（図３Ｓ１）、デューティ比変化量検出手段８ａは、所定時間毎に読込んだデューティ比Ｄにより単位時間当たりのデューティ比変化量△Ｄを算出する（Ｓ３）。
デューティ比更新周期設定変更手段２３ａは、テーブル２４ａを参照することにより、デューティ比変化量検出手段８ａが算出したデューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内にあるか否かを判定し（Ｓ５）、範囲内にあれば、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。

尚、デューティ比変化量△Ｄ１以下は、ここでは、図１３に示す応答遅れ領域に対応する範囲であり、デューティ比変化量△Ｄ２以上は、図１３に示すちらつき領域に対応する範囲である。△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲内であれば、負荷１３に応答遅れ及びちらつきが発生しない。
デューティ比更新周期設定変更手段２３ａは、デューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内でなければ（Ｓ５）、テーブル２４ａを参照することにより、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２となるデューティ比の更新周期（パラメータ）を選択する（Ｓ７）。

デューティ比更新周期設定変更手段２３ａは、次いで、選択したデューティ比の更新周期をデューティ比出力手段６ａに変更設定し（Ｓ９）、その後、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。デューティ比出力手段６ａは、変更設定されたデューティ比の更新周期により、負荷１３のデューティ比を更新しながら出力する。

（実施の形態９）
図１４は、本発明に係る車両用電源制御装置の実施の形態９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Ｂが出力する電源電圧値が、負荷１３，１４，１５毎に電源入力回路（変動抑制回路、ハードフィルタ）２ａを通じて、電圧計測手段３ｂにより検出されＡ／Ｄ変換されて出力される。電源入力回路２ａは、負荷１３，１４，１５毎に、コンデンサ等の複数の回路素子を切替え接続することにより時定数を変更設定することができる。
電圧計測手段３ｂでＡ／Ｄ変換され出力された電源電圧値は、フィルタ演算手段（演算処理手段）４ａにより負荷１３，１４，１５毎に読込まれる。

フィルタ演算手段４ａは、読込んだ各電源電圧値に、例えばＩＩＲフィルタでディジタルフィルタ処理を施す。このディジタルフィルタ処理は、負荷１３，１４，１５毎に（１）式を演算することにより施される。
（１−α）×（１周期前に出力した電圧値）
＋α×（検出した電圧値）＝電圧値（但し、１≧α＞０） （１）

負荷１３，１４，１５毎に、（１）式によりディジタルフィルタ処理が施された電源電圧値は、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、与えられたそれぞれの電源電圧値及び所定電圧値（ここでは１３．２Ｖとするが、負荷毎に異なっても良い）を用いて、（２）式
（１３．２／電源電圧値）² ×１００ （％） （２）
により、デューティ比を演算し、デューティ比出力手段６へ与える。

デューティ比出力手段６は、それぞれ与えられたデューティ比により、スイッチング回路１０，１１，１２をＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御された電源電圧がそれぞれ負荷１３，１４，１５に与えられる。
出力監視回路７は、スイッチング回路１０，１１，１２によりＰＷＭ制御された電力の電圧値及び電流値（実効値）をそれぞれ電圧値に変換し、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が演算した各デューティ比は、また、それぞれ所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃに読込まれ、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃは、それぞれ所定時間毎に読込んだデューティ比により単位時間当たりのデューティ比変化量を算出する。
デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃが算出した各デューティ比変化量は、それぞれハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃに与えられ、ハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル２２ａ，２２ｂ，２２ｃを参照する。

図１５は、テーブル２２ａ，２２ｂ，２２ｃの内容のイメージを示す特性図である。
テーブル２２ａ，２２ｂ，２２ｃの内容は、単位時間当たりのデューティ比変化量と電源入力回路（ハードフィルタ）２ａが有するハードフィルタ時定数（時定数）との特性を示している。ハードフィルタ時定数は、例えば、複数の回路素子を切替え接続することにより変更設定が可能であり、この場合は、ハードフィルタ時定数（ｍｓ）が大きくなる程、単位時間当たりのデューティ比変化量は小さくなる。

デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大な場合、ランプではちらつきの原因となり（ちらつき領域）、過小な場合は、ＰＷＭ制御の応答遅れとなって（応答遅れ領域）、実効電圧の上限超過が発生するので、ハードフィルタ時定数は、デューティ比の単位時間当たりの変化量が過大又は過小にならない範囲内にあることが望ましい。

ハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、与えられた各デューティ比変化量に基づき、内蔵するテーブル２２ａ，２２ｂ，２２ｃを参照し、デューティ比変化量が、上述した過大又は過小範囲にあれば、デューティ比変化量が、過大又は過小範囲でない中間範囲内になるように、ハードフィルタ時定数を変更する。ハードフィルタ時定数の変更は、ハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃが、電源入力回路２ａ内の回路素子を切替え接続することにより行われる。

上述した電圧計測手段３ｂ、フィルタ演算手段４ａ、デューティ比演算手段５、デューティ比出力手段６、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、マイクロコンピュータを備えた電源制御部２５ｄに含まれている。電源制御部２５ｄは、車両側から負荷１３，１４，１５毎の起動／停止信号を与えられる。
その他の構成は、実施の形態１で説明した構成（図１）と同様であるので、説明を省略する。

以下に、このような構成の車両用電源制御装置の動作を、デューティ比変化量検出手段８ａ，８ｂ，８ｃ及びハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａ，２１ｂ，２１ｃの動作を示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。尚、この車両用電源制御装置では、負荷１３，１４，１５について、並行して作動するが、ここでは、負荷１３について説明する。
電源制御部２５ｄは、起動信号を与えられると、電源入力回路２ａを通じて、電圧計測手段３ｂによりＡ／Ｄ変換された電源電圧値を読込み、フィルタ演算手段４ａに与える。フィルタ演算手段４ａは、与えられた電源電圧値を使用して（１）式のフィルタ演算処理を開始する。

フィルタ演算手段４ａは、フィルタ演算処理した電源電圧値をデューティ比演算手段５に与え、デューティ比演算手段５は、与えられた電源電圧値を使用して（２）式を演算し、デューティ比Ｄを算出する。
デューティ比演算手段５は、算出したデューティ比Ｄを、デューティ比出力手段６から出力し、スイッチング回路１０をＰＷＭ制御する。

デューティ比演算手段５が演算したデューティ比Ｄは、また、所定時間毎にデューティ比変化量検出手段８ａに読込まれ（図３Ｓ１）、デューティ比変化量検出手段８ａは、所定時間毎に読込んだデューティ比Ｄにより単位時間当たりのデューティ比変化量△Ｄを算出する（Ｓ３）。
ハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａは、テーブル２２ａを参照することにより、デューティ比変化量検出手段８ａが算出したデューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内にあるか否かを判定し（Ｓ５）、範囲内にあれば、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。

尚、デューティ比変化量△Ｄ１以下は、図１５に示す応答遅れ領域に対応する範囲であり、デューティ比変化量△Ｄ２以上は、図１５に示すちらつき領域に対応する範囲である。△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲内であれば、負荷１３に応答遅れ及びちらつきが発生しない。
ハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａは、デューティ比変化量△Ｄが、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２の範囲（所定範囲）内でなければ（Ｓ５）、テーブル２２ａを参照することにより、△Ｄ１＜△Ｄ＜△Ｄ２となるハードフィルタ時定数（パラメータ）の範囲を選択する（Ｓ７）。

ハードフィルタパラメータ設定変更手段２１ａは、次いで、選択したハードフィルタ時定数の範囲に、電源入力回路２ａのハードフィルタ時定数が含まれるように、電源入力回路２ａの回路素子を切替え接続して、ハードフィルタ時定数を変更設定する（Ｓ９）。次いで、デューティ比変化量検出手段８ａが所定時間毎にデューティ比Ｄを読込む（Ｓ１）。
電源入力回路２ａは、回路素子が切替え接続され、変更設定されたハードフィルタ時定数により、電源電圧を入力し、入力された電源電圧値は、電圧計測手段３ｂにより検出されＡ／Ｄ変換されて、フィルタ演算手段に与えられる。

１ オルタネータ
２，２ａ 電源入力回路（変動抑制回路）
３，３ａ，３ｂ 電圧計測手段
４，４ａ，４ｂ フィルタ演算手段（演算処理手段）
５，５ａ，５ｂ デューティ比演算手段
６，６ａ デューティ比出力手段
８ａ〜８ｃ デューティ比変化量検出手段（変化量を検出する手段）
９ａ〜９ｃ フィルタパラメータ設定変更手段（判定する手段、時定数変更手段、演算周期を変更する手段、初期値を変更する手段）
１０〜１２ スイッチング回路
１３〜１５ 負荷
１６ａ〜１６ｃ，１８ａ〜１８ｃ，２０ａ〜２０ｃ，２２ａ〜２２ｃ，２４ａ〜２４ｃ， テーブル
１７ａ〜１７ｃ Ａ／Ｄ変換パラメータ設定変更手段（判定する手段、検出周期変更手段、分解能を変更する手段）
１９ａ〜１９ｃ デューティ比演算パラメータ設定変更手段（判定する手段、量子化ビット数を変更する手段、演算誤差を変更する手段）
２１ａ〜２１ｃ ハードフィルタパラメータ設定変更手段（判定する手段、時定数を変更する手段）
２３ａ〜２３ｃ デューティ比更新周期設定変更手段（判定する手段、周期を変更する手段）
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ．２５ｄ 電源制御部
Ｂ バッテリ

Claims (9)

1. 検出した車載電源の電圧値に、所定の演算周期、及び該電圧値の所定の初期値で時定数を含む演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段を備え、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、
   前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記時定数を変更する時定数変更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. 前記時定数変更手段に代えて、前記演算周期を変更する手段を備える請求項１記載の車両用電源制御装置。
3. 前記時定数変更手段に代えて、前記初期値を変更する手段を備える請求項１記載の車両用電源制御装置。
4. 所定の検出周期及び分解能で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圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段とを備え、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、
   前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記検出周期を変更する検出周期変更手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
5. 前記検出周期変更手段に代えて、前記分解能を変更する手段を備える請求項４記載の車両用電源制御装置。
6. 検出した車載電源の電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段と、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、所定の量子化ビット数でデューティ比を演算する手段と、該手段が演算したデューティ比で前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御する手段とを備え、該手段がＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、
   前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記量子化ビット数を変更する手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
7. 検出した車載電源の電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電源電圧値Ｖｓを出力する演算処理手段と、該演算処理手段が出力した電源電圧値Ｖｓに基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値ＶｃにＰＷＭ制御する為のデューティ比を、演算式（Ｖｃ／Ｖｓ）² ×１００の近似式で算出する手段とを備え、該手段が算出したデューティ比によりＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、
   前記デューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記近似式の１又は複数の係数を変えることにより、前記近似式の演算誤差を変更する手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
8. 検出した車載電源の電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電源電圧値を出力する演算処理手段と、該演算処理手段が出力した電源電圧値に基づき、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を算出する手段とを備え、該手段が算出し所定の周期で更新したデューティ比によりＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、
   前記デューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記周期を変更する手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
9. 車載電源の電圧を該電圧の変動速度を低減して出力する変動抑制回路と、該変動抑制回路が出力した電圧を検出する手段と、該手段が検出した電圧値に演算処理を施し、前記電圧値の変動速度を低減した電圧値を出力する演算処理手段とを備え、該演算処理手段が出力した電圧値に基づき、前記車載電源の電圧を所定電圧値にＰＷＭ制御し、ＰＷＭ制御した電圧を負荷へ与える車両用電源制御装置において、
   前記ＰＷＭ制御のデューティ比の所定時間当たりの変化量を検出する手段と、該手段が検出した変化量が所定範囲に含まれるか否かを判定する手段と、該手段が所定範囲に含まれないと判定したときに、前記変化量が所定範囲に含まれるように、前記変動抑制回路の時定数を変更する手段とを備えることを特徴とする車両用電源制御装置。

Images