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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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10924045B2 (en) * 2016-11-02 2021-02-16 Mitsubishi Electric Corporation Power generation control system, power generation control device, and external control device
JP6680231B2 (ja) * 2017-01-27 2020-04-15 株式会社デンソー 回転電機制御装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670482A (ja) * 1992-08-07 1994-03-11 Nippondenso Co Ltd 発電装置
WO2012029104A1 (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 三菱電機株式会社 発電制御装置
WO2014006686A1 (ja) * 2012-07-03 2014-01-09 三菱電機株式会社 車両用交流発電機の制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0438131A (ja) 1990-05-31 1992-02-07 Nippondenso Co Ltd 車両用交流発電装置
JP3061700B2 (ja) 1993-07-05 2000-07-10 三菱電機株式会社 車両用発電装置
JP2001178146A (ja) * 1999-12-17 2001-06-29 Keihin Corp 携帯用発電機
JP3749645B2 (ja) * 1999-12-27 2006-03-01 株式会社ケーヒン 携帯用発電機
DE102005012270A1 (de) * 2005-03-17 2006-09-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung der Versorgungsspannung für die Verbraucher eines Fahrzeug-Bordnetzes unter Verwendung mehrerer Generatoren
US7420353B2 (en) * 2006-10-06 2008-09-02 Remy International, Inc. Method and system for communicating voltage regulator switching information to a vehicle computer
JP4849480B2 (ja) * 2008-03-03 2012-01-11 三菱電機株式会社 車両用発電制御装置
US8134344B2 (en) * 2008-07-15 2012-03-13 Honeywell International, Inc. Regulation control for variable frequency generators
JP4985723B2 (ja) * 2009-07-27 2012-07-25 三菱電機株式会社 空気調和機
JP5573587B2 (ja) * 2010-10-20 2014-08-20 株式会社デンソー 車両用回転電機
US8847442B2 (en) * 2012-02-17 2014-09-30 Mitsubishi Electric Corporation Power converting apparatus and power converting system
KR101304055B1 (ko) * 2012-06-18 2013-09-04 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 인버터 시스템 및 통신 방법
JP6183282B2 (ja) * 2014-04-23 2017-08-23 株式会社デンソー 車両用発電機
KR102548679B1 (ko) * 2015-12-14 2023-06-27 현대모비스 주식회사 차량용 모터 제어 장치 및 이를 이용한 전류 지령 생성 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670482A (ja) * 1992-08-07 1994-03-11 Nippondenso Co Ltd 発電装置
WO2012029104A1 (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 三菱電機株式会社 発電制御装置
WO2014006686A1 (ja) * 2012-07-03 2014-01-09 三菱電機株式会社 車両用交流発電機の制御装置

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