JPWO2016079800A1 - 発電機システム、発電機制御装置および発電機システムの発電バランス制御方法 - Google Patents

発電機システム、発電機制御装置および発電機システムの発電バランス制御方法 Download PDF

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Abstract

１つの内燃機関に発電機を複数台搭載し、複数台の発電機を同時に発電させる構成とした車両用発電機において、主発電機から送信されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号を従属発電機が受信する際に発生し得る従属発電機側の受信異常を検出する発電機システム、発電機制御装置および発電機システムの発電バランス制御方法に関する。主発電機は、生成したＸ周期の内の連続するＹ周期分におけるＰＷＭ信号に対して、デューティ下限値およびデューティ上限値を用いてデューティ制限処理を施し、制限処理後のＰＷＭ信号を従属発電機に対して送信し、従属発電機は、主発電機から送信された制限処理後のＰＷＭ信号を受信ＰＷＭ信号として受信し、デューティ下限値よりも小さいデューティまたはデューティ上限値よりも大きいデューティを示す信号として受信ＰＷＭ信号を（ＸＹ＋１）周期分連続して受信した場合には、受信異常が有ると判断する。

Description

本発明は、主発電機から送信されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）信号を従属発電機が受信する際に発生しうる従属発電機側の受信異常を検出する発電機システム、発電機制御装置および発電機システムの発電バランス制御方法に関するものである。
従来の車両用発電機には、界磁コイルに供給する界磁電流を制御することで発電機の出力電圧を調整可能な発電機制御装置が搭載されている。また、１つの内燃機関にこのような発電機を複数台搭載し、複数台の発電機を同時に発電させる構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特に、特許文献１に記載の従来技術においては、主発電機に搭載される主発電機用の発電機制御装置は、主発電機の界磁コイルへの界磁電流の供給を制御するための界磁電流断続制御信号を、従属発電機に搭載される従属発電機用の発電機制御装置に送信する。また、従属発電機用の発電機制御装置は、主発電機用の発電機制御装置から受信した界磁電流断続制御信号に従って、従属発電機の界磁コイルへの界磁電流の供給を制御する。なお、特許文献１でいう界磁電流断続制御信号は、本願でいうＰＷＭ信号に相当する。
したがって、上記のように発電機制御装置を構成することで、主発電機用の発電機制御装置および従属発電機用の発電機制御装置は、同じ界磁電流断続制御信号を用いて、界磁コイルへの界磁電流の供給を制御することができる。そのため、主発電機および従属発電機の発電バランスを均等に保つことが可能となる。
特開２００９−２１３２２２号公報
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に記載の従来技術においては、主発電機の端子と従属発電機の端子とをケーブルで接続し、これらの端子間のケーブルを介して、主発電機から従属発電機に界磁電流断続制御信号が送信されることとなる。
ここで、端子間のケーブルが外れる等といったケーブルの不具合によって従属発電機側の受信異常が発生した場合、従属発電機は、主発電機から送信される界磁電流断続制御信号を正確に受信することができない。すなわち、主発電機が送信する界磁電流断続制御信号と、従属発電機が受信する界磁電流断続制御信号とが異なってしまう。
このように、主発電機から送信される界磁電流断続制御信号を従属発電機が受信する際には、従属発電機側の受信異常が発生しうる。したがって、従属発電機側の受信異常が実際に発生した場合に、このような受信異常を検出する構成が必要となる。
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、主発電機から送信されるＰＷＭ信号を従属発電機が受信する際に発生しうる従属発電機側の受信異常を検出することのできる発電機システム、発電機制御装置および発電機システムの発電バランス制御方法を得ることを目的とする。
本発明における発電機システムは、第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ信号生成部を有し、第１ＰＷＭ信号に基づいて第１発電機の界磁コイルに供給する第１界磁電流を制御する第１発電機制御装置と、第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ信号生成部を有し、第２ＰＷＭ信号に基づいて第２発電機の界磁コイルに供給する第２界磁電流を制御する第２発電機制御装置と、を備えた発電機システムであって、第１発電機制御装置は、第１ＰＷＭ信号生成部で生成された第１ＰＷＭ信号に対して、Ｘ周期分ごとに、Ｘ周期の内の連続するＹ周期分における第１ＰＷＭ信号に対して、０％よりも大きなデューティ下限値および１００％よりも小さなデューティ上限値を用いてデューティ制限処理を施し、制限処理後の第１ＰＷＭ信号を第２発電機制御装置に対して送信するデューティ制限部をさらに有し、第２発電機制御装置は、デューティ制限部から送信された制限処理後の第１ＰＷＭ信号を受信ＰＷＭ信号として受信し、デューティ下限値よりも小さいデューティまたはデューティ上限値よりも大きいデューティを示す信号として受信ＰＷＭ信号を（Ｘ−Ｙ＋１）周期分連続して受信した場合には、受信異常が有ると判断し、受信異常が有ると判断した周期においては、第２ＰＷＭ信号生成部で生成された第２ＰＷＭ信号に基づいて第２界磁電流を制御し、受信異常が有ると判断していない周期においては、受信ＰＷＭ信号に基づいて第２界磁電流を制御する信号出力制御部をさらに有し、ＸおよびＹは、整数であり、かつＸ＞Ｙ＞０を満たすものである。
また、本発明おける発電機制御装置は、発電機システムに適用される第１発電機制御装置および第２発電機制御装置のいずれか一方であるものである。
さらに、本発明における発電機システムの発電バランス制御方法は、第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ信号生成部を有し、第１ＰＷＭ信号に基づいて第１発電機の界磁コイルに供給する第１界磁電流を制御する第１発電機制御装置と、第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ信号生成部を有し、第２ＰＷＭ信号に基づいて第２発電機の界磁コイルに供給する第２界磁電流を制御する第２発電機制御装置と、を備えた発電機システムにおいて、第１発電機と第２発電機の発電バランスを均等化する発電機システムの発電バランス制御方法であって、第１発電機制御装置において、第１ＰＷＭ信号生成部で生成された第１ＰＷＭ信号に対して、Ｘ周期分ごとに、Ｘ周期の内の連続するＹ周期分における第１ＰＷＭ信号に対して、０％よりも大きなデューティ下限値および１００％よりも小さなデューティ上限値を用いてデューティ制限処理を施し、制限処理後の第１ＰＷＭ信号を第２発電機制御装置に対して送信するデューティ制限処理ステップを有し、第２発電機制御装置において、デューティ制限処理ステップにより第１発電機制御装置から送信された制限処理後の第１ＰＷＭ信号を受信ＰＷＭ信号として受信し、デューティ下限値よりも小さいデューティまたはデューティ上限値よりも大きいデューティを示す信号として受信ＰＷＭ信号を（Ｘ−Ｙ＋１）周期分連続して受信した場合には、受信異常が有ると判断し、受信異常が有ると判断した周期においては、第２ＰＷＭ信号生成部で生成された第２ＰＷＭ信号に基づいて第２界磁電流を制御し、受信異常が有ると判断していない周期においては、受信ＰＷＭ信号に基づいて第２界磁電流を制御する信号出力制御ステップを有し、ＸおよびＹは、整数であり、かつＸ＞Ｙ＞０を満たすものである。
本発明によれば、従属発電機は、主発電機から送信された制限処理後のＰＷＭ信号を受信ＰＷＭ信号として受信し、デューティ下限値よりも小さいデューティまたはデューティ上限値よりも大きいデューティを示す信号として受信ＰＷＭ信号を（Ｘ−Ｙ＋１）周期分連続して受信した場合には、受信異常が有ると判断するように構成する。これにより、主発電機から送信されるＰＷＭ信号を従属発電機が受信する際に発生しうる従属発電機側の受信異常を検出することのできる発電機システム、発電機制御装置および発電機システムの発電バランス制御方法を得ることができる。
本発明の実施の形態１における発電機制御装置を含む車両用発電機を示す構成図である。 本発明の実施の形態１におけるデューティ制限部の一例を示す構成図である。 本発明の実施の形態１における信号出力制御部の一例を示す構成図である。 本発明の実施の形態１における発電機システムの一例を示す構成図である。 本発明の実施の形態１において、主発電機のデューティ制限部が出力する送信ＰＷＭ信号の第１例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１において、受信異常が発生していない場合に、従属発電機の信号出力制御部が、図５Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第１例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１において、受信異常が発生している場合に、従属発電機の信号出力制御部が、図５Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第１例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１において、主発電機のデューティ制限部が出力する送信ＰＷＭ信号の第２例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１において、受信異常が発生していない場合に、従属発電機の信号出力制御部が、図６Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第２例を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態１において、受信異常が発生している場合に、従属発電機の信号出力制御部が、図６Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第２例を説明するための説明図である 本発明の実施の形態１において、従属発電機の信号出力制御部が、受信異常有りと判定した場合に出力する制御ＰＷＭ信号の例を示す説明図である。 本発明の実施の形態１において、前段出力制御部が受信異常有りと判断する動作を説明するための説明図である。
以下、本発明による発電機システム、発電機制御装置および発電機システムの発電バランス制御方法を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における発電機制御装置を含む車両用発電機を示す構成図である。図１における車両用発電機１（以下、発電機１と略す）は、固定子コイル２、界磁コイル３、整流器４、発電機制御装置５（以下、制御装置５と略す）を備える。なお、図１には、発電機１に接続される、バッテリ６および外部制御ユニット７も併せて図示している。
発電機１は、エンジンのクランクシャフトから駆動力が伝達される。発電機１は、エンジンから駆動力を得ることで、発電を行う。固定子コイル２は、交流出力を発生させる。界磁コイル３は、発電機１が発電を行うのに必要な磁束を発生させる。整流器４は、固定子コイル２で発生した交流出力を直流に変換する３相全波整流構成を有する。
バッテリ６は、車両に搭載されており、例えば、鉛蓄電池等が用いられる。バッテリ６は、発電機１に接続されており、発電機１によって発電される電力を蓄える。
外部制御ユニット７は、発電機１に接続されており、発電機１の発電状態を制御する。具体的には、外部制御ユニット７は、エンジン状態、車両走行状態、アクセル開度およびブレーキ踏込み等の車両情報と、バッテリ６のバッテリ電圧とを外部情報として制御装置５に出力する。
制御装置５は、ＰＷＭ方式で界磁コイル３を制御する。制御装置５は、トランジスタ５１、ダイオード５２、スイッチング制御部５３、電圧検出部５４、ＰＷＭ信号生成部５５、デューティ制限部５６、信号出力制御部５７、送信側端子Ｔおよび受信側端子Ｒを備える。
トランジスタ５１は、ＯＮおよびＯＦＦの切り替え制御がスイッチング制御部５３によって行われる。トランジスタ５１がＯＮの場合には、界磁コイル３に界磁電流が供給されるので、発電が行われる。一方、トランジスタ５１がＯＦＦの場合には、界磁コイル３に界磁電流が供給されないので、発電が行われない。ダイオード５２は、界磁コイル３に並列接続されており、サージを吸収する。
スイッチング制御部５３は、トランジスタ５１をＯＮおよびＯＦＦのいずれか一方にする切り替え制御を行う。スイッチング制御部５３は、信号出力制御部５７から入力される制御ＰＷＭ信号に従って、トランジスタ５１の切り替え制御を行う。
電圧検出部５４は、整流器４の直流出力ラインに接続され、整流器４の電圧を分圧する構成を有し、発電機１の出力電圧を検出電圧として検出する。電圧検出部５４は、検出電圧をＰＷＭ信号生成部５５に出力する。
ＰＷＭ信号生成部５５は、外部制御ユニット７から入力される外部情報と、電圧検出部５４から入力される検出電圧とに応じて、界磁コイル３に供給する界磁電流を制御するためのＰＷＭ信号を生成ＰＷＭ信号として生成する。ＰＷＭ信号生成部５５は、生成ＰＷＭ信号をデューティ制限部５６および信号出力制御部５７に出力する。
デューティ制限部５６は、ＰＷＭ信号生成部５５から入力される生成ＰＷＭ信号において、Ｘ周期分ごとに、Ｘ周期のうちの連続するＹ周期分における生成ＰＷＭ信号に対して、０％よりも大きいデューティ下限値と、１００％よりも小さいデューティ上限値を用いて、デューティ制限処理を施す。また、デューティ制限部５６は、デューティ制限処理後の生成ＰＷＭ信号を、送信ＰＷＭ信号として送信側端子Ｔに出力する。
ここで、ＸおよびＹは、整数であり、かつＸ＞Ｙ＞０を満たすように、あらかじめ設定することができる。また、デューティ下限値は、０％よりも大きくなるようにあらかじめ設定することができ、デューティ上限値は、１００％よりも小さくなるようにあらかじめ設定することができる。
詳述すると、デューティ制限部５６は、Ｘ周期分ごとに、Ｘ周期のうちの連続する（Ｘ−Ｙ）周期分の生成ＰＷＭ信号をそのまま送信側端子Ｔに送信ＰＷＭ信号として出力する。一方、デューティ制限部５６は、Ｘ周期分ごとに、Ｘ周期のうちの連続するＹ周期分の生成ＰＷＭ信号に対しては、以下のようにデューティ調整した後、送信側端子Ｔに送信ＰＷＭ信号として出力する。
すなわち、デューティ制限部５６は、連続するＹ周期分の生成ＰＷＭ信号のデューティについて、デューティ下限値よりも小さければデューティ下限値となるように調整し、デューティ上限値よりも大きければデューティ上限値となるように調整する。なお、デューティ制限部５６は、Ｙ周期分の生成ＰＷＭ信号のデューティについて、デューティ上限値以下であり、かつデューティ下限値以上であれば、デューティ調整することなく、そのまま送信側端子Ｔに送信ＰＷＭ信号として出力する。
信号出力制御部５７は、受信側端子Ｒから入力される受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期分続けてデューティ下限値よりも小さい場合、「受信異常有り」と判断する。また、信号出力制御部５７は、受信側端子Ｒから入力される受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期分続けてデューティ上限値よりも大きい場合も、「受信異常有り」と判断する。さらに、信号出力制御部５７は、スイッチング制御部５３に制御ＰＷＭ信号を出力する。
次に、デューティ制限部５６の構成例について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるデューティ制限部５６の一例を示す構成図である。なお、図２には、デューティ制限部５６に接続される、ＰＷＭ信号生成部５５および送信側端子Ｔも併せて図示している。
デューティ制限部５６は、デューティ上限値制限信号生成部５６１、デューティ下限値制限信号生成部５６２、制限マスク信号生成部５６３、第１ＡＮＤゲート５６４、第２ＡＮＤゲート５６５およびＯＲゲート５６６を有する。
デューティ上限値制限信号生成部５６１は、デューティ上限値を規定するためのデューティ上限値制限信号を生成し、第１ＡＮＤゲート５６４に出力する。デューティ下限値制限信号生成部５６２は、デューティ下限値を規定するためのデューティ下限値制限信号を生成し、第２ＡＮＤゲート５６５に出力する。
制限マスク信号生成部５６３は、デューティ上限値制限信号およびデューティ下限値制限信号のそれぞれについてＸ周期分のうち（Ｘ−Ｙ）周期分だけマスクするための制限マスク信号を、第１ＡＮＤゲート５６４および第２ＡＮＤゲート５６５に出力する。
第１ＡＮＤゲート５６４には、ＰＷＭ信号生成部５５から生成ＰＷＭ信号が入力される。第１ＡＮＤゲート５６４は、デューティ上限値制限信号と、制限マスク信号と、生成ＰＷＭ信号との論理積を演算し、ＯＲゲート５６６に出力する。
第２ＡＮＤゲート５６５は、デューティ下限値制限信号と制限マスク信号との論理積を演算し、ＯＲゲート５６６に出力する。
ＯＲゲート５６６は、第１ＡＮＤゲート５６４から入力される演算結果と、第２ＡＮＤゲート５６５から入力される演算結果との論理和を演算し、送信ＰＷＭ信号として送信側端子Ｔに出力する。
次に、信号出力制御部５７の構成例について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の実施の形態１における信号出力制御部５７の一例を示す構成図である。なお、図３には、信号出力制御部５７に接続される、スイッチング制御部５３、ＰＷＭ信号生成部５５および受信側端子Ｒも併せて図示している。
信号出力制御部５７は、デューティ計測部５７１、記憶部５７２、一致検出部５７３、カウンタ部５７４、前段出力制御部５７５および後段出力制御部５７６を有する。
デューティ計測部５７１は、受信側端子Ｒから入力される受信ＰＷＭ信号のデューティを計測し、デューティ計測値として記憶部５７２、一致検出部５７３および前段出力制御部５７５に出力する。記憶部５７２は、デューティ計測部５７１からデューティ計測値が新しく入力されるごとに、今回新しく入力されるデューティ計測値を記憶するとともに、前回に入力されて記憶したデューティ計測値を前回デューティ計測値とする。
一致検出部５７３は、デューティ計測部５７１から入力されるデューティ計測値と、記憶部５７２から抽出した前回デューティ計測値とを比較し、比較結果に応じて、カウンタ部５７４を動作させる。
詳述すると、一致検出部５７３は、デューティ計測値がデューティ上限値よりも大きい場合またはデューティ下限値よりも小さい場合、異常検出モードに移行するとともに、カウント値を「０」にする。
一致検出部５７３は、異常検出モード中において、デューティ計測値と前回デューティ計測値とが一致していないと判断した場合には、異常検出モードを解除し、カウント値を「０」にリセットする。また、一致検出部５７３は、異常検出モード中において、デューティ計測値と前回デューティ計測値とが一致していると判断した場合には、カウント値を「１」だけ増加させる。
カウンタ部５７４は、カウント値を前段出力制御部５７５に出力する。前段出力制御部５７５は、カウンタ部５７４から入力されるカウント値に応じて、受信異常の有無を判断する。詳述すると、前段出力制御部５７５は、カウンタ部５７４から入力されるカウント値が（Ｘ−Ｙ）以上である場合には、受信異常有りと判断する一方、このカウント値が（Ｘ−Ｙ）未満である場合には受信異常無しと判断する。
前段出力制御部５７５は、一致検出部５７３と同様に、記憶部５７２から前回デューティ計測値を抽出する。前段出力制御部５７５は、カウンタ部５７４から入力されるカウント値に応じて、デューティ計測部５７１から入力されるデューティ計測値と、記憶部５７２から抽出した前回デューティ計測値とのいずれか一方を選択する。また、前段出力制御部５７５は、選択した方のデューティからＰＷＭ信号を復調し、復調ＰＷＭ信号として後段出力制御部５７６に出力する。
後段出力制御部５７６には、ＰＷＭ信号生成部５５から生成ＰＷＭ信号が入力される。後段出力制御部５７６は、前段出力制御部５７５による受信異常の有無の判断結果に応じて、ＰＷＭ信号生成部５５から入力される生成ＰＷＭ信号と、前段出力制御部５７５から入力される復調ＰＷＭ信号とのいずれか一方を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３に出力する。
次に、複数台の発電機１を同時に発電させる発電機システムの構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の実施の形態１における発電機システムの一例を示す構成図である。ここでは、図４に示すように、２台の発電機１として、主発電機１ａおよび従属発電機１ｂが存在し、主発電機１ａの送信側端子Ｔと、従属発電機１ｂの受信側端子Ｒとの端子間がケーブル８で接続する場合を例示する。
なお、主発電機１ａおよび従属発電機１ｂのそれぞれの構成は、発電機１と同様の構成である。また、以降では、主発電機１ａおよび従属発電機１ｂを分かりやすく区別するために、各構成部について、主発電機１ａのものには添字ａを付し、従属発電機１ｂのものには添字ｂを付す。さらに、図４では、説明に必要な部分だけの記載を残し、説明に不要な部分の記載を省略している。
図４から分かるように、主発電機１ａに相当する第１発電機の界磁コイル３ａに供給する界磁電流を第１制御ＰＷＭ信号に従って制御する第１発電機制御装置１ａと、従属発電機１ｂに相当する第２発電機１ｂの界磁コイル３ｂに供給する界磁電流を第２制御ＰＷＭ信号に従って制御する第２発電機制御装置１ｂと、を備えた発電機システムに対して本願発明を適用することとなる。
この場合、主発電機１ａの送信側端子Ｔａから従属発電機１ｂの受信側端子Ｒｂにケーブル８を介して、送信ＰＷＭ信号が送信されることとなる。また、主発電機１ａの受信側端子Ｒａには何も接続されておらず、主発電機１ａの界磁コイル３ａは、ＰＷＭ信号生成部５５ａが生成した生成ＰＷＭ信号に従って制御される。すなわち、第１制御ＰＷＭ信号は、ＰＷＭ信号生成部５５ａが生成した生成ＰＷＭ信号となる。
ここで、受信異常について説明する。主発電機１ａの送信側端子Ｔａから従属発電機１ｂの受信側端子Ｒｂに送信ＰＷＭ信号が送信される場合、従属発電機１ｂが正常に受信できないことがある。具体的には、送信側端子Ｔａと受信側端子Ｒｂとを接続するケーブル８が外れること等に起因して、地絡、天絡および開放等が発生した場合、送信ＰＷＭ信号に関わらず、受信ＰＷＭ信号のデューティが、デューティ上限値よりも大きい値またはデューティ下限値よりも小さい値となってしまう。なお、以降では、一例として、デューティ上限値よりも大きい値が１００％であり、デューティ下限値よりも小さい値が０％であるものする。
また、主発電機１ａの送信側端子Ｔａから従属発電機１ｂの受信側端子Ｒｂにデューティが１００％の送信ＰＷＭ信号が実際に送信される場合を考える。この場合、受信異常の発生の有無に関わらず、受信ＰＷＭ信号のデューティは、１００％として受信されることとなり、受信異常が発生していたとしても、受信異常を検出することができない。主発電機１ａの送信側端子Ｔａから従属発電機１ｂの受信側端子Ｒｂにデューティが０％の送信ＰＷＭ信号が実際に送信される場合も、同様のことがいえる。
そこで、本願発明では、主発電機１ａの送信側端子Ｔａから従属発電機１ｂの受信側端子Ｒｂに送信される送信ＰＷＭ信号のデューティの大きさに関わらず、受信異常が発生している場合には、受信異常を検出するように工夫している点を技術的特徴としている。
次に、送信側端子Ｔａに受信側端子Ｒｂがケーブル８を介して接続されている場合の主発電機１ａおよび従属発電機１ｂの動作について、受信異常が発生している場合と発生していない場合とに分けて、以下詳しく説明する。
図５Ａは、本発明の実施の形態１において、主発電機１ａのデューティ制限部５６ａが出力する送信ＰＷＭ信号の第１例を説明するための説明図である。図５Ｂは、本発明の実施の形態１において、受信異常が発生していない場合に、従属発電機１ｂの信号出力制御部５７ｂが、図５Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第１例を説明するための説明図である。図５Ｃは、本発明の実施の形態１において、受信異常が発生している場合に、従属発電機１ｂの信号出力制御部５７ｂが、図５Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第１例を説明するための説明図である。
なお、図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃでは、以下の条件で主発電機１ａおよび従属発電機１ｂが動作しているものとする。
・Ｘ＞Ｙ（より具体的には、Ｘ＝４およびＹ＝１）となるように設定されている。
・デューティ上限値＝９０％になり、デューティ下限値＝１０％になるように設定されている。
・ＰＷＭ信号生成部５５ａが周期Ｔ１〜Ｔ４の各周期に順次出力する生成ＰＷＭ信号のデューティが１００％、１００％、１００％および１００％である。
・ＰＷＭ信号生成部５５ｂが周期Ｔ２〜Ｔ５の各周期に順次出力する生成ＰＷＭ信号のデューティが３０％、４０％、３０％および４０％である。
・受信異常が発生している場合に、信号出力制御部５７ｂが受信する受信ＰＷＭ信号のデューティが１００％である。
図５Ａにおいて、Ｘ＝４およびＹ＝１となるように設定されているので、デューティ制限部５６ａは、４周期分の生成ＰＷＭ信号のうち３周期分の生成ＰＷＭ信号をそのまま送信側端子Ｔａに送信ＰＷＭ信号として出力する。一方、デューティ制限部５６ａは、４周期分の生成ＰＷＭ信号のうち１周期分の生成ＰＷＭ信号に対しては、デューティが９０％となるように調整し、送信側端子Ｔａに送信ＰＷＭ信号として出力する。
具体的には、周期Ｔ１〜Ｔ３の各周期では、ＯＲゲート５６６ａは、デューティが１００％の送信ＰＷＭ信号を送信側端子Ｔａに出力する。また、周期Ｔ４では、ＯＲゲート５６６ａは、デューティが９０％になるように調整された送信ＰＷＭ信号を送信側端子Ｔａに出力する。
図５Ｂにおいて、受信異常が発生していない場合、デューティ制限部５６ａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティと、信号出力制御部５７ｂが受信する受信ＰＷＭ信号のデューティとが同じになるはずである。
具体的には、図５Ｂに示すように、周期Ｔ１に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが１００％となるので、時刻ｔ２では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が１００％となる。したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値がデューティ上限値よりも大きいので、異常検出モードに移行するとともに、カウント値を「０」にする。
この場合、周期Ｔ２では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である１００％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
続いて、図５Ｂに示すように、周期Ｔ２に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが１００％となるので、時刻ｔ３では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が１００％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ２にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、１００％となる。
したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「１」にする。ここで、カウント値が「１」であれば、デューティが１００％の受信ＰＷＭ信号の出力が２周期続いたことを示す。
この場合、周期Ｔ３では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である１００％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
続いて、図５Ｂに示すように、周期Ｔ３に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが１００％となるので、時刻ｔ４では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が１００％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ３にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、１００％となる。
したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「２」にする。ここで、カウント値が「２」であれば、デューティが１００％の受信ＰＷＭ信号の出力が３周期続いたことを示す。
この場合、周期Ｔ４では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である１００％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
このように、信号出力制御部５７ｂは、今回の周期（ここでは、周期Ｔ３）に受信した今回受信ＰＷＭ信号のデューティと、前回の周期（ここでは、周期Ｔ２）に受信した前回受信ＰＷＭ信号のデューティとが一致し、かつ今回の周期において受信異常が有ると判断していない場合、次回の周期（ここでは、周期Ｔ４）では、今回受信ＰＷＭ信号に基づいて界磁コイル３ｂに供給される界磁電流を制御する。
続いて、図５Ｂに示すように、周期Ｔ４に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが９０％となるので、時刻ｔ５では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が９０％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ４にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、１００％となる。したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していないと判断するので、異常検出モードを解除し、カウント値を「０」にリセットする。ここで、異常検出モードが解除されるとともにカウント値が「０」であれば、Ｔ１〜Ｔ３の各周期で続いていた、デューティが１００％の受信ＰＷＭ信号の出力が、周期Ｔ４で途切れたことを示す。
この場合、周期Ｔ５では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティが前回デューティ計測値である１００％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
このように、今回の周期（ここでは、周期Ｔ４）に受信した今回受信ＰＷＭ信号のデューティと、前回の周期（ここでは、周期Ｔ３）に受信した前回受信ＰＷＭ信号のデューティとが不一致であり、かつ今回の周期において受信異常が有ると判断していない場合、次回の周期（ここでは、周期Ｔ５）では、前回受信ＰＷＭ信号に基づいて界磁コイル３ｂに供給される界磁電流を制御する。このような制御によって、デューティ制限処理が施されることで、送信ＰＷＭ信号のデューティが１００％から９０％に調整されても、調整後の９０％のデューティではなく、デューティ制限処理が施されていなければ送信されるはずであった１００％のデューティのＰＷＭ信号を用いて、界磁コイル３ｂに供給される界磁電流の制御が可能となる。
図５Ｃにおいて、受信異常が発生している場合、デューティ制限部５６ａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティに関わらず、信号出力制御部５７ｂが受信する受信ＰＷＭ信号のデューティがデューティ上限値よりも大きい値となるはずである。なお、図５Ｃにおいて、周期Ｔ１〜Ｔ３の各周期における信号出力制御部５７ｂの動作については図５Ｂと同様であるので、説明を省略する。
図５Ｃに示すように、周期Ｔ４に送信される送信ＰＷＭ信号のデューティが９０％であるにも関わらず、受信異常が発生しているので、周期Ｔ４に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが１００％となる。そのため、時刻ｔ５では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が１００％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ４にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、１００％となる。
したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「３」にする。ここで、カウント値が「３」であれば、デューティが１００％の受信ＰＷＭ信号の出力が４周期続いたことを示す。ところで、受信異常が発生していない場合、デューティが１００％の受信ＰＷＭ信号の出力が４周期続くことはない。
すなわち、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティが４周期続けて１００％であったとしても、４周期分の生成ＰＷＭ信号のうち１周期分の生成ＰＷＭ信号のデューティが制限される。そのため、送信側端子Ｔａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティは、４周期分のうち１周期分については、デューティ上限値である９０％となる。したがって、受信異常が発生しない限り、受信側端子Ｒｂが出力する受信ＰＷＭ信号のデューティが４周期続けて１００％となることはない。
したがって、カウント値が「３」である場合、前段出力制御部５７５ｂは、受信異常有りと判断する。
この場合、周期Ｔ５では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である１００％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号ではなく、ＰＷＭ信号生成部５５ｂから入力される生成ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
このように、信号出力制御部５７ｂは、受信異常が有ると判断している周期（ここでは、周期Ｔ５）においては、ＰＷＭ信号生成部５５ｂで生成されたＰＷＭ信号に基づいて、界磁コイル３ｂに供給される界磁電流を制御する。
以上、図５Ａ〜図５Ｃから分かるように、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティがＸ周期続けて、デューティ上限値よりも大きくても、送信側端子Ｔａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティは、Ｘ周期分のうちＹ周期分については、デューティ上限値となる。
ここで、デューティ制限部５６ａによってこのような送信ＰＷＭ信号が送信される場合、受信異常が発生しない限り、受信側端子Ｒａが出力する受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期続けてデューティ上限値よりも大きくなることはない。すなわち、受信異常が発生していれば、受信側端子Ｒａが出力する受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期続けてデューティ上限値よりも大きくなるはずである。
従属発電機１ｂの信号出力制御部５７ｂは、受信側端子Ｒｂから入力される受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期連続でデューティ上限値よりも大きければ、受信異常有りと判断する。したがって、受信異常が実際に発生していれば、信号出力制御部５７ｂによって受信異常が検出可能となる。
図６Ａは、本発明の実施の形態１において、主発電機１ａのデューティ制限部５６ａが出力する送信ＰＷＭ信号の第２例を説明するための説明図である。図６Ｂは、本発明の実施の形態１において、受信異常が発生していない場合に、従属発電機１ｂの信号出力制御部５７ｂが、図６Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第２例を説明するための説明図である。図６Ｃは、本発明の実施の形態１において、受信異常が発生している場合に、従属発電機１ｂの信号出力制御部５７ｂが、図６Ａに示す送信ＰＷＭ信号を受信した後に出力する制御ＰＷＭ信号の第２例を説明するための説明図である。
なお、図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃでは、以下の条件で主発電機１ａおよび従属発電機１ｂが動作しているものとする。
・Ｘ＞Ｙ（より具体的には、Ｘ＝４およびＹ＝１）となるように設定されている。
・デューティ上限値＝９０％になり、デューティ下限値＝１０％になるように設定されている。
・ＰＷＭ信号生成部５５ａが周期Ｔ１〜Ｔ４の各周期に順次出力する生成ＰＷＭ信号のデューティが０％、０％、０％および０％である。
・ＰＷＭ信号生成部５５ｂが周期Ｔ２〜Ｔ５の各周期に順次出力する生成ＰＷＭ信号のデューティが３０％、４０％、３０％および４０％である。
・受信異常が発生している場合に、信号出力制御部５７ｂが受信する受信ＰＷＭ信号のデューティが０％である。
図６Ａにおいて、Ｘ＝４およびＹ＝１となるように設定されているので、デューティ制限部５６ａは、４周期分の生成ＰＷＭ信号のうち３周期分の生成ＰＷＭ信号をそのまま送信側端子Ｔａに送信ＰＷＭ信号として出力する。一方、デューティ制限部５６ａは、４周期分の生成ＰＷＭ信号のうち１周期分の生成ＰＷＭ信号に対しては、デューティが１０％となるように調整し、送信側端子Ｔａに送信ＰＷＭ信号として出力する。
具体的には、周期Ｔ１〜Ｔ３の各周期では、ＯＲゲート５６６ａは、デューティが０％の送信ＰＷＭ信号を送信側端子Ｔａに出力する。また、周期Ｔ４では、ＯＲゲート５６６ａは、デューティが１０％になるように調整された送信ＰＷＭ信号を送信側端子Ｔａに出力する。
図６Ｂにおいて、受信異常が発生していない場合、デューティ制限部５６ａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティと、信号出力制御部５７ｂが受信する受信ＰＷＭ信号のデューティとが同じになるはずである。
具体的には、図６Ｂに示すように、周期Ｔ１に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが０％となるので、時刻ｔ２では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が０％となる。したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値がデューティ下限値よりも小さいので、異常検出モードに移行するとともに、カウント値を「０」にする。
この場合、周期Ｔ２では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
続いて、図６Ｂに示すように、周期Ｔ２に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが０％となるので、時刻ｔ３では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が０％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ２にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、０％となる。
したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「１」にする。ここで、カウント値が「１」であれば、デューティが０％の受信ＰＷＭ信号の出力が２周期続いたことを示す。
この場合、周期Ｔ３では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
続いて、図６Ｂに示すように、周期Ｔ３に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが０％となるので、時刻ｔ４では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が０％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ３にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、０％となる。
したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「２」にする。ここで、カウント値が「２」であれば、デューティが０％の受信ＰＷＭ信号の出力が３周期続いたことを示す。
この場合、周期Ｔ４では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
このように、信号出力制御部５７ｂは、今回の周期（ここでは、周期Ｔ３）に受信した今回受信ＰＷＭ信号のデューティと、前回の周期（ここでは、周期Ｔ２）に受信した前回受信ＰＷＭ信号のデューティとが一致し、かつ今回の周期において受信異常が有ると判断していない場合、次回の周期（ここでは、周期Ｔ４）では、今回受信ＰＷＭ信号に基づいて界磁コイル３ｂに供給される界磁電流を制御する。
続いて、図６Ｂに示すように、周期Ｔ４に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが１０％となるので、時刻ｔ５では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が１０％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ４にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、０％となる。したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していないと判断するので、異常検出モードを解除し、カウント値を「０」にする。ここで、異常検出モードが解除されるとともにカウント値が「０」であれば、Ｔ１〜Ｔ３の各周期で続いていた、デューティが０％の受信ＰＷＭ信号の出力が、周期Ｔ４で途切れたことを示す。
この場合、周期Ｔ５では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティが前回デューティ計測値である０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
このように、信号出力制御部５７ｂは、今回の周期（ここでは、周期Ｔ４）に受信した今回受信ＰＷＭ信号のデューティと、前回の周期（ここでは、周期Ｔ３）に受信した前回受信ＰＷＭ信号のデューティとが不一致であり、かつ今回の周期において受信異常が有ると判断していない場合、次回の周期（ここでは、周期Ｔ５）では、前回受信ＰＷＭ信号に基づいて界磁コイル３ｂに供給される界磁電流を制御する。
図６Ｃにおいて、受信異常が発生している場合、デューティ制限部５６ａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティに関わらず、信号出力制御部５７ｂが受信する受信ＰＷＭ信号のデューティがデューティ下限値よりも小さい値となるはずである。なお、図６Ｃにおいて、周期Ｔ１〜Ｔ３の各周期における信号出力制御部５７ｂの動作については図６Ｂと同様であるので、説明を省略する。
図６Ｃに示すように、周期Ｔ４に送信される送信ＰＷＭ信号のデューティが１０％であるにも関わらず、受信異常が発生しているので、周期Ｔ４に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが０％となる。そのため、時刻ｔ５では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が０％となる。また、前回デューティ計測値は、時刻ｔ４にデューティ計測部５７１ｂによって計測されたデューティ計測値となるので、０％となる。
したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「３」にする。ここで、カウント値が「３」であれば、デューティが０％の受信ＰＷＭ信号の出力が４周期続いたことを示す。また、受信異常が発生していない場合、デューティが０％の受信ＰＷＭ信号の出力が４周期続くことはない。
すなわち、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティが４周期続けて０％であったとしても、４周期分の生成ＰＷＭ信号のうち１周期分の生成ＰＷＭ信号のデューティが制限される。そのため、送信側端子Ｔａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティは、４周期分のうち１周期分については、デューティ上限値である１０％となる。したがって、受信異常が発生しない限り、受信側端子Ｒｂが出力する受信ＰＷＭ信号のデューティが４周期続けて０％となることはない。
したがって、カウント値が「３」である場合、前段出力制御部５７５ｂは、受信異常有りと判断する。
この場合、周期Ｔ５では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。また、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号ではなく、ＰＷＭ信号生成部５５ｂから入力される生成ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
このように、信号出力制御部５７ｂは、受信異常が有ると判断している周期（ここでは、周期Ｔ５）においては、ＰＷＭ信号生成部５５ｂで生成されたＰＷＭ信号に基づいて、界磁コイル３ｂに供給される界磁電流を制御する。
以上、図６Ａ〜図６Ｃから分かるように、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティがＸ周期続けて、デューティ下限値よりも小さくても、送信側端子Ｔａが出力する送信ＰＷＭ信号のデューティは、Ｘ周期分のうちＹ周期分については、デューティ下限値となる。
ここで、デューティ制限部５６ａによってこのような送信ＰＷＭ信号が送信される場合、受信異常が発生しない限り、受信側端子Ｒａが出力する受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期続けてデューティ下限値よりも小さくなることはない。すなわち、受信異常が発生していれば、受信側端子Ｒａが出力する受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期続けてデューティ下限値よりも小さくなるはずである。
従属発電機１ｂの信号出力制御部５７ｂは、受信側端子Ｒｂから入力される受信ＰＷＭ信号のデューティが（Ｘ−Ｙ＋１）周期連続でデューティ下限値よりも小さければ、受信異常有りと判断する。したがって、受信異常が実際に発生していれば、信号出力制御部５７ｂによって受信異常が検出可能となる。
次に、従属発電機１ｂの前段出力制御部５７５ｂによって受信異常有りと判断された以降に、後段出力制御部５７６ｂが出力する制御ＰＷＭ信号の一例について、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施の形態１において、従属発電機１ｂの信号出力制御部５７ｂが、受信異常有りと判定した場合に出力する制御ＰＷＭ信号の例を示す説明図である。
なお、図７では、主発電機１ａの送信側端子Ｔａから従属発電機１ｂの受信側端子Ｒｂに入力される本来の送信ＰＷＭ信号が、周期Ｔ１〜Ｔ４においては、図６Ａに示す送信ＰＷＭ信号であり、周期Ｔ５〜周期Ｔ８においては、デューティが６０％の送信ＰＷＭ信号である場合を例示する。また、時刻ｔ７まで受信異常が発生しており、時刻ｔ７で受信異常から受信正常に復帰し、受信異常の発生が無くなったものとする。
図７では、周期Ｔ１〜Ｔ５における各部の出力については、図６Ｃと同様であるので、周期Ｔ４、Ｔ５における各部の出力を記載することにし、Ｔ１〜Ｔ３における各部の出力の記載を省略する。また、図７において、周期Ｔ１〜Ｔ４の各周期における信号出力制御部５７ｂの動作については図６Ｃと同様であるので、説明を省略する。
周期Ｔ５に送信される送信ＰＷＭ信号のデューティが６０％であるにも関わらず、受信異常の発生によって、周期Ｔ５に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが０％であるので、時刻ｔ６では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が０％となる。また、時刻ｔ５にデューティ計測部５７１ｂによって計測された前回デューティ計測値が０％となる。したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「３」から「４」にする。
カウント値が「４」であれば、デューティがデューティ下限値よりも小さい受信ＰＷＭ信号の出力が５周期続いたことを示す。したがって、カウント値が「４」である場合、前段出力制御部５７５ｂは、受信異常有りとの判断を継続する。この場合、周期Ｔ６では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。
また、周期Ｔ６では、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号ではなく、ＰＷＭ信号生成部５５ｂから入力される生成ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
続いて、周期Ｔ６に送信される送信ＰＷＭ信号のデューティが６０％であるにも関わらず、受信異常の発生によって、周期Ｔ６に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが０％であるので、時刻ｔ７では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が０％となる。また、時刻ｔ６にデューティ計測部５７１ｂによって計測された前回デューティ計測値が０％となる。したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していると判断し、カウント値を「４」から「５」にする。
カウント値が「５」であれば、デューティがデューティ下限値よりも小さい受信ＰＷＭ信号の出力が６周期続いたことを示す。したがって、カウント値が「５」である場合、前段出力制御部５７５ｂは、受信異常有りとの判断を継続する。この場合、周期Ｔ７では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティがデューティ計測値である０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。
また、周期Ｔ７では、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号ではなく、ＰＷＭ信号生成部５５ｂから入力される生成ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
続いて、周期Ｔ７に送信される送信ＰＷＭ信号のデューティが６０％であり、受信正常への復帰によって、周期Ｔ７に受信した受信ＰＷＭ信号のデューティが６０％であるので、時刻ｔ８では、デューティ計測部５７１ｂが計測するデューティ計測値が６０％となる。また、時刻ｔ７にデューティ計測部５７１ｂによって計測された前回デューティ計測値が０％となる。したがって、一致検出部５７３ｂは、デューティ計測値と、前回デューティ計測値とが一致していないと判断し、カウント値を「０」にリセットする。
カウント値が「０」にリセットされれば、各周期で続いていた、デューティがデューティ下限値よりも小さい受信ＰＷＭ信号の出力が途切れたことを示す。したがって、カウント値が「０」である場合、前段出力制御部５７５ｂは、受信異常無しと判断する。この場合、周期Ｔ８では、前段出力制御部５７５ｂは、デューティが前回デューティ計測値である６０％の復調ＰＷＭ信号を後段出力制御部５７６ｂに出力する。
また、周期Ｔ８では、後段出力制御部５７６ｂは、前段出力制御部５７５ｂから入力される復調ＰＷＭ信号を、制御ＰＷＭ信号としてスイッチング制御部５３ｂに出力する。
このような制御を行うことで、受信異常有りと判断した周期Ｔ５〜Ｔ７においては、従属発電機１ｂ内のＰＷＭ信号生成部５５ｂで生成された信号を用いて、従属発電機１ｂのスイッチング制御が行われ、受信異常なしと判断したＴ１〜Ｔ４、Ｔ８においては、主発電機１ａ内のＰＷＭ信号生成部５５ｂで生成された信号を用いて、主発電機１ａと均等に、従属発電機１ｂのスイッチング制御が行われることとなる。
次に、本願発明によって得られる効果について、比較例を挙げながら説明する。ここで、本願発明との比較例として、仮に、デューティ制限部５６は、ＰＷＭ信号生成部５５から入力される生成ＰＷＭ信号に対して、すべての周期でデューティ制限処理を行う場合を考える。すなわち、Ｙの値をＸと同じ値（Ｘ＝Ｙ）に設定することと同じ意味である。
この場合、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティが０％であれば、送信側端子Ｔａが出力する送信ＰＷＭのデューティは、デューティ下限値である１０％となる。したがって、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティが０％である場合、デューティが０％の送信ＰＷＭ信号を信号出力制御部５７ｂに送信することができない。ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティがＸ周期続けて１００％である場合も同様である。
したがって、Ｘ＝Ｙである限り、従属発電機１ｂは、主発電機１ａから受け取る送信ＰＷＭ信号のデューティの範囲が１０％以上９０％以下に制限されてしまうこととなってしまい、発電機の発電効率を向上させることができないと考えられる。
これに対して、本願発明では、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティがＸ周期続けて０％であれば、送信側端子Ｔａが出力する送信ＰＷＭのデューティは、Ｘ周期のうちＹ周期分については、デューティ下限値である１０％となり、Ｘ周期のうちＸ−Ｙ周期分については、０％となる。
すなわち、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティが０％である場合、Ｘ周期のうちＹ周期分については、デューティがデューティ下限値の送信ＰＷＭ信号を信号出力制御部５７ｂに送信することになる。一方で、Ｘ周期のうちＸ−Ｙ周期分については、デューティが０％の送信ＰＷＭ信号を信号出力制御部５７ｂに送信することができる。なお、Ｘ周期のうち１周期あたりの送信ＰＷＭ信号のデューティの平均値が（１０Ｙ／Ｘ）％となる。例えば、Ｘ＝４、Ｙ＝１とすれば、この平均値が２．５％となる。
このように、本願発明では、Ｘ＞Ｙと設定することで、ＰＷＭ信号生成部５５ａからデューティ制限部５６ａに入力される生成ＰＷＭ信号のデューティがＸ周期続けて０％であっても、受信異常を検出することができるとともに、連続するＸ周期のうち１周期あたりの送信ＰＷＭ信号のデューティの平均値を（１０Ｙ／Ｘ）％とすることができる。そのため、主発電機１ａが従属発電機１ｂに送信する送信ＰＷＭ信号のデューティを、主発電機１ａの界磁コイル３ａを制御する生成ＰＷＭ信号のデューティに近づけることができる。
したがって、従属発電機１ｂ側の受信異常が発生しない場合には、発電バランスを均等に保つように主発電機１ａおよび従属発電機１ｂを同等のデューティを用いて制御することができる。また、従属発電機１ｂ側の受信異常が発生した場合には、このような受信異常を検出しつつ、主発電機１ａおよび従属発電機１ｂを個別のデューティを用いて制御することができる。さらに、従属発電機１ｂは、主発電機１ａから受け取る送信ＰＷＭ信号のデューティのマージンが広がるので、発電機の発電効率を向上させることができる。
なお、前段出力制御部５７５は、受信側端子Ｒが出力する受信ＰＷＭ信号の周期があらかじめ設定された正常値であるか否かを判断し、この受信ＰＷＭ信号の周期があらかじめ設定された正常値でない場合に、受信異常有りと判断する機能をさらに付加してもよい。このような機能を付加する場合、受信側端子Ｒから前段出力制御部５７５に受信ＰＷＭ信号が直接入力される。
図８は、本発明の実施の形態１において、前段出力制御部５７５が受信異常有りと判断する動作を説明するための説明図である。図８において、前段出力制御部５７５は、受信ＰＷＭ信号の周期が正常値ではなくなったタイミングで、受信異常有りと判断する。また、前段出力制御部５７５は、受信ＰＷＭ信号の周期が正常値になったタイミングで、受信異常無しと判断する。このように構成することで、上述したタイプの受信異常以外のタイプの受信異常も併せて検出することができる。
以上、本実施の形態１によれば、主発電機は、生成したＸ周期の内の連続するＹ周期分におけるＰＷＭ信号に対して、デューティ下限値およびデューティ上限値を用いてデューティ制限処理を施し、制限処理後のＰＷＭ信号を従属発電機に対して送信する。また、従属発電機は、主発電機から送信された制限処理後のＰＷＭ信号を受信ＰＷＭ信号として受信し、デューティ下限値よりも小さいデューティまたはデューティ上限値よりも大きいデューティを示す信号として受信ＰＷＭ信号を（Ｘ−Ｙ＋１）周期分連続して受信した場合には、受信異常が有ると判断する。
これにより、従属発電機は、受信異常を検出することができ、さらに、主発電機から従属発電機に送信可能なＰＷＭ信号のデューティのマージンがフルレンジ（０％以上１００％以下）となるので、受信異常検出機能を有しつつ、従属発電機の発電効率を向上させることができる。また、受信異常検出機能を小規模な回路で実現することができる。

Claims (5)

  1. 第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ信号生成部を有し、前記第１ＰＷＭ信号に基づいて第１発電機の界磁コイルに供給する第１界磁電流を制御する第１発電機制御装置と、
    第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ信号生成部を有し、前記第２ＰＷＭ信号に基づいて第２発電機の界磁コイルに供給する第２界磁電流を制御する第２発電機制御装置と、
    を備えた発電機システムであって、
    前記第１発電機制御装置は、
    前記第１ＰＷＭ信号生成部で生成された前記第１ＰＷＭ信号に対して、Ｘ周期分ごとに、前記Ｘ周期の内の連続するＹ周期分における前記第１ＰＷＭ信号に対して、０％よりも大きなデューティ下限値および１００％よりも小さなデューティ上限値を用いてデューティ制限処理を施し、制限処理後の第１ＰＷＭ信号を前記第２発電機制御装置に対して送信するデューティ制限部をさらに有し、
    前記第２発電機制御装置は、
    前記デューティ制限部から送信された前記制限処理後の第１ＰＷＭ信号を受信ＰＷＭ信号として受信し、前記デューティ下限値よりも小さいデューティまたは前記デューティ上限値よりも大きいデューティを示す信号として前記受信ＰＷＭ信号を（Ｘ−Ｙ＋１）周期分連続して受信した場合には、受信異常が有ると判断し、前記受信異常が有ると判断した周期においては、前記第２ＰＷＭ信号生成部で生成された前記第２ＰＷＭ信号に基づいて前記第２界磁電流を制御し、前記受信異常が有ると判断していない周期においては、前記受信ＰＷＭ信号に基づいて前記第２界磁電流を制御する信号出力制御部をさらに有し、
    ＸおよびＹは、整数であり、かつＸ＞Ｙ＞０を満たす
    発電機システム。
  2. 前記信号出力制御部は、
    前記受信ＰＷＭ信号に関して、今回の周期に受信した今回受信ＰＷＭ信号のデューティと、前回の周期に受信した前回受信ＰＷＭ信号のデューティとが一致し、かつ今回の周期において前記受信異常が有ると判断していない場合、次回の周期では、前記今回受信ＰＷＭ信号に基づいて前記第２界磁電流を制御する
    請求項１に記載の発電機システム。
  3. 前記信号出力制御部は、
    今回の周期に受信した今回受信ＰＷＭ信号のデューティと、前回の周期に受信した前回受信ＰＷＭ信号のデューティとが不一致であり、かつ今回の周期において前記受信異常が有ると判断していない場合、次回の周期では、前記前回受信ＰＷＭ信号に基づいて前記第２界磁電流を制御する
    請求項１または２に記載の発電機システム。
  4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の発電機システムに適用される前記第１発電機制御装置および前記第２発電機制御装置のいずれか一方である発電機制御装置。
  5. 第１ＰＷＭ信号を生成する第１ＰＷＭ信号生成部を有し、前記第１ＰＷＭ信号に基づいて第１発電機の界磁コイルに供給する第１界磁電流を制御する第１発電機制御装置と、
    第２ＰＷＭ信号を生成する第２ＰＷＭ信号生成部を有し、前記第２ＰＷＭ信号に基づいて第２発電機の界磁コイルに供給する第２界磁電流を制御する第２発電機制御装置と、
    を備えた発電機システムにおいて、前記第１発電機と前記第２発電機の発電バランスを均等化する発電機システムの発電バランス制御方法であって、
    前記第１発電機制御装置において、前記第１ＰＷＭ信号生成部で生成された前記第１ＰＷＭ信号に対して、Ｘ周期分ごとに、前記Ｘ周期の内の連続するＹ周期分における前記第１ＰＷＭ信号に対して、０％よりも大きなデューティ下限値および１００％よりも小さなデューティ上限値を用いてデューティ制限処理を施し、制限処理後の第１ＰＷＭ信号を前記第２発電機制御装置に対して送信するデューティ制限処理ステップを有し、
    前記第２発電機制御装置において、前記デューティ制限処理ステップにより前記第１発電機制御装置から送信された前記制限処理後の第１ＰＷＭ信号を受信ＰＷＭ信号として受信し、前記デューティ下限値よりも小さいデューティまたは前記デューティ上限値よりも大きいデューティを示す信号として前記受信ＰＷＭ信号を（Ｘ−Ｙ＋１）周期分連続して受信した場合には、受信異常が有ると判断し、前記受信異常が有ると判断した周期においては、前記第２ＰＷＭ信号生成部で生成された前記第２ＰＷＭ信号に基づいて前記第２界磁電流を制御し、前記受信異常が有ると判断していない周期においては、前記受信ＰＷＭ信号に基づいて前記第２界磁電流を制御する信号出力制御ステップを有し、
    ＸおよびＹは、整数であり、かつＸ＞Ｙ＞０を満たす
    発電機システムの発電バランス制御方法。
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