交流発電機の位相検出装置及びその方法
【課題】従来より、蓄電池スタンバイによるリーク電流が増加し、特に高温の環境下において整流素子のリーク電流が大幅に向上することによって、車両における電池（又は蓄電池）のスタンバイ時間が低下し、さらに車両がスムーズに起動できない問題がある。本発明は、車両における蓄電池のリーク電流を低く制御することができる交流発電機の位相検出装置及びその方法を提供する。
【解決手段】本発明は、波形検出器、閾値電圧生成器及びコンパレータを含む交流発電機の位相検出装置を提供する。波形検出器は、位相信号のピークを検出することにより波形検出信号を生成する。閾値電圧生成器は、波形検出信号に基づいて参照信号を生成する。コンパレータは、位相信号及び参照信号を比較することにより比較信号を出力する。従って、本発明に係る交流発電機の位相検出装置により、車両における蓄電池のリーク電流を低く制御することができる。
【解決手段】本発明は、波形検出器、閾値電圧生成器及びコンパレータを含む交流発電機の位相検出装置を提供する。波形検出器は、位相信号のピークを検出することにより波形検出信号を生成する。閾値電圧生成器は、波形検出信号に基づいて参照信号を生成する。コンパレータは、位相信号及び参照信号を比較することにより比較信号を出力する。従って、本発明に係る交流発電機の位相検出装置により、車両における蓄電池のリーク電流を低く制御することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用発電機に関し、特に交流発電機の位相検出装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両は、現在、よく使われる交通道具の一つとなっており、通常、内部に発電機及び電池（又は蓄電池）が配置されている。発電機は、車両内における電子装置の電力を供給し、電池（又は蓄電池）は、車両の起動に必要な電力及び／又は予備電力を蓄積する。例えば、石化燃料を使用したエンジンの動的エネルギーをベルトを介して発電機の交流信号に変換し、さらにこの交流信号を整流回路を介して電池（又は蓄電池）に蓄積する。
【０００３】
発電機は、通常、三相の交流発電機であり、位相のそれぞれに対応して、発電機の運転による交流信号の位相及び周波数を検出するための位相検出装置をそれぞれ備えている。発電機が低回転速度又はアイドルである場合、発電機のアマチュア（ａｒｍａｔｕｒｅ）が出力した位相信号は、小振幅波（以下、振幅の小さい波形という）が一定でない電圧値の直流信号に載るものである。言い換えれば、発電機のアマチュアが出力した位相信号は直流信号と交流信号との合計（重畳信号）であり、この直流信号の電圧値は異なる整流素子のリーク電流に応じて異なる。この直流信号の電圧値が一定の値ではないため、交流信号を取り出し、発電機からの交流信号の周波数及び位相を判定する必要がある。
【０００４】
従来は、位相信号が接地抵抗を介することにより、直流信号の電圧をゼロボルト（０Ｖ）に近づくように下降させ、さらに、交流信号をコンパレータ（ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）（比較器とも称する。以下、コンパレータという）により取り出す。
【０００５】
図１Ａを参照して、図１Ａは、発電機に使用される従来の位相検出装置の回路図を示す。従来の位相検出装置１は、整流ユニット１０、抵抗１３、コンパレータ１５及び低域通過フィルター（ＬＯＷ−Ｐａｓｓ
Ｆｉｌｔｅｒ、ＬＰＦ）１４を含む。位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄは、発電機におけるそのうちの一つのアマチュアからの位相信号を受信する。位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄは、整流ユニット１０に電気的に接続されるとともに、抵抗１３を介してグラウンド端ＧＮＤに電気的に接続される。コンパレータ１５は、非反転入力端（＋）が位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄに電気的に接続され、反転入力端（−）が参照電圧Ｖｒｅｆを受け取る。コンパレータ１５の出力端は、低域通過フィルター１４を介して従来の位相検出装置１の出力端ＯＵＴに電気的に接続される。
【０００６】
整流ユニット１０は整流素子１１、１２を含み、整流素子１１、１２はダイオードを使用して実現すればよい。整流素子１１の入力端及び整流素子１２の出力端は位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄに電気的に接続され、整流素子１１の出力端及び整流素子１２の入力端はそれぞれ電源の正端（Ｖ＋）及び負端（Ｖ−）に電気的に接続される。
【０００７】
コンパレータ１５は、位相信号及び参照電圧Ｖｒｅｆの大きさを比較することにより比較信号を出力する。従来の位相検出装置１の出力端ＯＵＴは、さらに演算ユニット（図１Ａにおいて図示せず）に電気的に接続されてもよい。また、演算ユニットは、比較信号のレベル変化に基づいて発電機からの交流信号の位相及び周波数を取得することができる。
【０００８】
低域通過フィルター１４は、比較信号の高周波ノイズをフィルタリングすることにより、高周波ノイズによる検出エラーを回避する。また、低域通過フィルター１４は、削除されてもよいし、位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄとコンパレータ１５の非反転入力端との間に設置されてもよい。
【０００９】
図１Ｂを参照して、図１Ｂは、振幅の小さい波形を持つ位相信号及びコンパレータが出力した比較信号の波形図を示す。図１Ｂの上半部の波形は、位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄの位相信号を示し、この位相信号は振幅の小さい波形（即ち交流信号）を持つ。直流信号の電圧値は異なる整流素子のリーク電流に応じて異なるため、位相信号に対応する波形曲線は、実質的に図１Ｂの上半部の２つの破線において垂直に平行移動する（例えば、上下にシフト移動する）。
【００１０】
図１Ｂの下半部の波形は、直流信号の電圧値が一定の値である場合、コンパレータ１５が出力した比較信号を示す。この場合は、比較信号のレベル変化に基づいて交流信号の位相及び周波数を取得することができる。しかしながら、上述したように、直流信号の電圧値が一定ではなく、位相信号の波形曲線が実質的に図１Ｂの上半部の２つの破線において垂直に平行移動するため、上述参照電圧Ｖｒｅｆが直流信号の電圧値に応じて変わらないと、位相検出装置１は交流信号の位相及び周波数を正確に取得することができなくなる。
【００１１】
さらに、上述の従来技術の場合において、蓄電池スタンバイによるリーク電流が増加してしまうこともある。特に高温の環境下においては、整流素子のリーク電流が大幅に向上することによって、車両における電池（又は蓄電池）のスタンバイ時間が低下してしまい、さらに車両がスムーズに起動できないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１６５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、位相信号の変化を取得するために、交流発電機の位相検出装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、波形検出器、閾値電圧生成器（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ
ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）及びコンパレータを含む交流発電機の位相検出装置を提供する。波形検出器は位相信号のピークを検出するとともに波形検出信号を生成する。閾値電圧生成器は波形検出信号に基づいて参照信号を生成する。コンパレータは位相信号及び参照信号を比較することにより比較信号を出力する。
【００１５】
また、本発明は交流発電機の位相検出方法を提供する。本発明に係る交流発電機の位相検出方法は、交流発電機の位相検出装置に用いられており、下記のステップを含む。まず、位相信号のピーク値を取得するとともにピーク検出信号を生成するステップ。そして、位相信号のボトム値を取得するとともにボトム検出信号を生成するステップ。次に、ピーク検出信号及びボトム検出信号に基づいて参照信号を生成するステップ。さらに、位相信号及び参照信号を比較することで、比較信号を取得するステップ。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、本発明に係る交流発電機の位相検出装置及びその方法によれば、位相信号のピークを検出する（又は位相信号のピーク及びボトムを同時に検出する）とともに参照信号を生成し、コンパレータにより位相信号と参照信号を比較することで位相信号の変化を取得するため、車両における蓄電池のリーク電流を低く制御することができ、車両における蓄電池のスタンバイ時間を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】発電機に用いられる従来の位相検出装置回路図を示す。
【図１Ｂ】振幅の小さい波形を持つ位相信号及びコンパレータが出力した比較信号の波形図を示す。
【図２】本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。
【図３】本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。
【図４】本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。
【図５】本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。
【図６】本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［交流発電機の位相検出装置の実施例］
図２を参照して、図２は、本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。交流発電機の位相検出装置２は、波形検出器２１、閾値電圧生成器２２、コンパレータ２３、低域通過フィルター２４、ノイズキャンセラー（ノイズ除去器とも称する）２５及び抵抗Ｒを備える。
【００１９】
抵抗Ｒは、一端が位相信号Ｐの入力端に電気的に接続され、他端がグラウンド端ＧＮＤに電気的に接続される。低域通過フィルター２４の入力端は、位相信号Ｐを受信するとともに、抵抗Ｒを介してグラウンドＧＮＤに電気的に接続される。低域通過フィルター２４の出力端は、波形検出器２１の入力端及びコンパレータ２３の非反転入力端（＋）に電気的に接続される。波形検出器２１の出力端は、閾値電圧生成器２２の入力端に電気的に接続される。閾値電圧生成器２２の出力端は、コンパレータ２３の反転入力端（−）に電気的に接続される。コンパレータ２３の出力端は、ノイズキャンセラー２５の入力端に電気的に接続される。ノイズキャンセラー２５の出力端は、交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴに電気的に接続される。
【００２０】
波形検出器２１は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピークを検出するとともに波形検出信号ＶＷを生成する。波形検出器２１が生成した波形検出信号ＶＷは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値を示す。閾値電圧生成器２２は、波形検出信号ＶＷに基づいて参照信号Ｖｒｅｆを生成する。閾値電圧生成器２２が生成した参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの電圧値がピークにあるかどうかの判定として用いられるものである。コンパレータ２３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐ及び参照信号Ｖｒｅｆを比較することにより比較信号を出力する。コンパレータ２３が出力した比較信号は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの電圧値がピークにあるかどうかを示す。
【００２１】
この実施例におけるコンパレータ２３は、非反転入力端と反転入力端との電圧差を比較するための差動電圧コンパレータ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）であってもよい。また、この実施例におけるコンパレータ２３は、反転入力端に参照信号Ｖｒｅｆが入力され、非反転入力端に低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが入力される。しかしながら、それらに限定されず、コンパレータ２３の非反転入力端及び反転入力端は相互に交換することが可能であり、コンパレータ２３は非反転入力端及び反転入力端が相互に交換された後、逆信号のみを出力するようにしてもよい。その実施方法は、この技術分野において通常知識を有する者が推知できるものであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００２２】
低域通過フィルター２４は、位相信号Ｐの高周波ノイズをフィルタリングすることにより、高周波ノイズによる検出エラーを回避することができる。ノイズキャンセラー２５は、コンパレータ２３が出力した比較信号のノイズをフィルタリング（又は除去）することができる。しかしながら、本発明は、それらに限定されるものではない。実際に実施する際に、高周波ノイズが許容できる範囲内にあれば、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５のいずれか一方は削除されてもよい。また、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５が同時に削除された場合、波形検出器２１の入力端は位相信号Ｐを直接受信する。また、コンパレータ２３の出力端は、交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴに直接電気的に接続されるようにしてもよい。また、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５の種類は特に限定されず、デジタルフィルター又はアナログフィルターであればよい。
【００２３】
抵抗Ｒは、位相信号Ｐの電圧を波形検出器２１が受け取り可能な電圧範囲まで低減するためのものであるが、それに限定されるものではない。抵抗Ｒは、回路設計の容易化のために使用されるものに過ぎない。実際に実施する際に、適当な回路設計であれば、抵抗Ｒを削除してもよい。
【００２４】
図２及び図３を同時に参照して説明する。図３は、本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐは、通常、依然として交流発電機の運転時によるその他の周波数の信号又はノイズが混在することがあるため、ピーク近傍の波形に顕著なリップル（ｒｉｐｐｌｅ）が存在する。図３に示す位相信号Ｐを例にすると、図３に示す低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピークの電圧値は２ボルト（２Ｖ）であり、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトムの電圧値はほぼゼロボルト（０Ｖ）程度であり、ピーク近傍のリップルの電圧値はほぼ０．５ボルト（０．５Ｖ）である。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを判定する場合、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのリップルは、判定の結果に影響を及ぼす恐れがある。言い換えれば、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがそのピーク近傍にあれば、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのリップルによって低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さくなると、参照信号Ｖｒｅｆに基づいて低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを正確に判定することができない。
【００２５】
低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを正確に判定するために、参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値よりもリップルの電圧値だけ小さいようにしている。言い換えれば、参照信号Ｖｒｅｆは、波形検出信号ＶＷよりも所定値だけ小さく、この所定値は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク近傍のリップルの電圧値である。図３に示すように、リップルの電圧値が０．５ボルト（０．５Ｖ）である場合、この所定値を０．５ボルト（０．５Ｖ）とし、参照信号Ｖｒｅｆの電圧値を約１．２ボルト（１．２Ｖ）とする。これにより、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがそのピーク近傍にあれば、参照信号Ｖｒｅｆの電圧値が位相信号Ｐよりも小さくなるため、誤判定を回避することができる。
【００２６】
図３をさらに参照して、図３に示す出力端ＯＵＴの電圧値は低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい場合、コンパレータ２３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍に存在することを示すように、高電圧レベルの比較信号を出力することができる。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい場合、コンパレータ２３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍に存在しないことを示すように、低電圧レベルの比較信号を出力することができる。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい時間と、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい時間との合計は必ず一つの周期となるため、比較信号が高電圧レベル及び低電圧レベルにおける時間の合計は一つの周期の時間となる。言い換えれば、出力端ＯＵＴの電圧変化に基づいて、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの周波数を取得することができる。
【００２７】
その後、コンパレータ２３が出力した比較信号は、ノイズキャンセラー２５を介して交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴに出力される。交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴは、交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴの信号のレベル変化に基づいて低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの位相及び周波数を取得するための演算ユニット（図２において図示せず）に電気的に接続されてもよい。
【００２８】
［交流発電機の位相検出装置の他の実施例］
図４を参照して、図４は、本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。交流発電機の位相検出装置４は、波形検出器４１、閾値電圧生成器４２、コンパレータ４３、低域通過フィルター４４及びノイズキャンセラー４５を備える。図２に示す交流発電機の位相検出装置２に対して、交流発電機の位相検出装置４の波形検出器４１は、ピーク検出器４１１及びボトム検出器４１２を備える。
【００２９】
低域通過フィルター４４は、位相信号Ｐを受信し、低域通過フィルター４４の出力端は、ピーク検出器４１１、ボトム検出器４１２の入力端及びコンパレータ４３の非反転入力端（＋）に電気的に接続される。ピーク検出器４１１及びボトム検出器４１２の出力端は、閾値電圧生成器４２の入力端に電気的に接続される。閾値電圧生成器４２の出力端は、コンパレータ４３の反転入力端（−）に電気的に接続される。コンパレータ４３の出力端は、ノイズキャンセラー４５の入力端に電気的に接続される。ノイズキャンセラー４５の出力端は、交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴに電気的に接続される。
【００３０】
波形検出器４１は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク及びボトムを検出するとともに、ピーク検出信号ＶＨ及びボトム検出信号ＶＬを含む波形検出信号を生成する。波形検出器４１のピーク検出器４１１はピーク検出信号ＶＨを生成する。波形検出器４１のボトム検出器４１２はボトム検出信号ＶＬを生成する。閾値電圧生成器４２は、ピーク検出信号ＶＨ及びボトム検出信号ＶＬに基づいて参照信号Ｖｒｅｆを生成し、参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの電圧がピーク近傍にあるか又はボトム近傍にあるかの判定として用いられるものである。コンパレータ４３は位相信号Ｐ及び参照信号Ｖｒｅｆを比較する。コンパレータ４３が出力したの比較信号は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるか又はボトム近傍にあるかを示す。
【００３１】
この実施例におけるコンパレータ４３、低域通過フィルター４４及びノイズキャンセラー４５は、前の実施例におけるコンパレータ２３、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００３２】
図４及び図５を同時に参照して説明する。図５は、本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを正確に判定するために、参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値よりもリップルの電圧値だけ小さいようにしている。また、この実施例において、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトムがゼロボルト（０Ｖ）程度ではないため、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトム値を無視することができない。従って、参照信号Ｖｒｅｆの電圧値は、ピーク検出信号ＶＨの電圧値よりもリップルの電圧値だけ小さく、且つボトム検出信号ＶＬの電圧値よりも大きい。
【００３３】
参照信号Ｖｒｅｆは、ピーク検出信号ＶＨよりも所定値だけ小さい。図５に示すように、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値が２ボルト（２Ｖ）であれば、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク近傍のリップルの電圧値が０．５ボルト（０．５Ｖ）であり、且つ低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトム値が１ボルト（１Ｖ）であれば、参照信号Ｖｒｅｆは、１ボルト〜１．５ボルト（１Ｖ〜１．５Ｖ）（２ボルト（２Ｖ）から０．５ボルト（０．５Ｖ）を減算する）である。
【００３４】
さらに図５を参照して、図５に示す出力端ＯＵＴの電圧値としては、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい場合、コンパレータ４３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍に存在することを示すように、高電圧レベルの比較信号を出力することができる。一方、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい場合、コンパレータ４３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがボトム近傍に存在することを示すように、低電圧レベルの比較信号を出力することができる。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい時間と、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい時間との合計は必ず一つの周期となるため、比較信号が高電圧レベル及び低電圧レベルにおける時間の合計は一つの周期の時間となる。言い換えれば、出力端ＯＵＴの電圧変化に基づいて、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの周波数を取得することができる。
【００３５】
その後、コンパレータ４３が出力した比較信号は、ノイズキャンセラー４５を介して交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴに出力される。交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴは、交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴの信号のレベル変化に基づいて低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの位相及び周波数を取得するための演算ユニット（図４において図示せず）に電気的に接続されてもよい。
【００３６】
［交流発電機の位相検出方法の実施例］
図６を参照して、図６は、本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出方法のフローチャートを示す。交流発電機の位相検出方法は、交流発電機の位相検出装置に用いられており、下記のステップを含む。まず、ステップＳ６１において、位相信号のピーク値を取得するとともにピーク検出信号を生成する。そして、ステップＳ６２において、位相信号のボトム値を取得するとともにボトム検出信号を生成する。次に、ステップＳ６３において、ピーク検出信号及びボトム検出信号に基づいて参照信号を生成する。さらに、ステップＳ６４において、位相信号及び参照信号を比較することで、比較信号を取得する。
【００３７】
本実施例に係る交流発電機の位相検出方法は、図４の交流発電機の位相検出装置４により実現されてもよい。ステップＳ６３において、参照信号を電圧とすると、参照信号の電圧値は、ピーク検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さい。この所定値は位相信号がピーク近傍にあるリップルの電圧値である。参照信号の電圧値もボトム検出信号の電圧値よりも大きい。
【００３８】
また、ステップＳ６１において、交流発電機の位相検出方法は、位相信号の高周波ノイズをフィルタリングするステップをさらに備えてもよい。ステップ６４において、交流発電機の位相検出方法は、この比較信号のノイズをフィルタリングするステップをさらに備えてもよい。
【００３９】
［実施例による効果］
本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置及びその方法によれば、位相信号のピーク（又は位相信号のピーク及びボトムを同時に）を検出し、参照信号を生成するとともに、コンパレータにより位相信号と参照信号を比較することで位相信号の変化を取得するため、車両における蓄電池のリーク電流を低く制御することができるとともに、車両における蓄電池のスタンバイ時間を増加することができる。
【００４０】
上述したものは本発明の好ましい一例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１ 従来の位相検出装置
２、４ 交流発電機の位相検出装置
１０ 整流ユニット
１１、１２ 整流素子
１３、Ｒ 抵抗
ＧＮＤ グラウンド
１４、２４、４４ 低域通過フィルター
１５、２３、４３ コンパレータ
２１、４１ 波形検出器
２２、４２ 閾値電圧生成器
２５、４５ ノイズキャンセラー
４１１ ピーク検出器
４１２ ボトム検出器
Ｓ６１〜Ｓ６４ ステップフロー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用発電機に関し、特に交流発電機の位相検出装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両は、現在、よく使われる交通道具の一つとなっており、通常、内部に発電機及び電池（又は蓄電池）が配置されている。発電機は、車両内における電子装置の電力を供給し、電池（又は蓄電池）は、車両の起動に必要な電力及び／又は予備電力を蓄積する。例えば、石化燃料を使用したエンジンの動的エネルギーをベルトを介して発電機の交流信号に変換し、さらにこの交流信号を整流回路を介して電池（又は蓄電池）に蓄積する。
【０００３】
発電機は、通常、三相の交流発電機であり、位相のそれぞれに対応して、発電機の運転による交流信号の位相及び周波数を検出するための位相検出装置をそれぞれ備えている。発電機が低回転速度又はアイドルである場合、発電機のアマチュア（ａｒｍａｔｕｒｅ）が出力した位相信号は、小振幅波（以下、振幅の小さい波形という）が一定でない電圧値の直流信号に載るものである。言い換えれば、発電機のアマチュアが出力した位相信号は直流信号と交流信号との合計（重畳信号）であり、この直流信号の電圧値は異なる整流素子のリーク電流に応じて異なる。この直流信号の電圧値が一定の値ではないため、交流信号を取り出し、発電機からの交流信号の周波数及び位相を判定する必要がある。
【０００４】
従来は、位相信号が接地抵抗を介することにより、直流信号の電圧をゼロボルト（０Ｖ）に近づくように下降させ、さらに、交流信号をコンパレータ（ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）（比較器とも称する。以下、コンパレータという）により取り出す。
【０００５】
図１Ａを参照して、図１Ａは、発電機に使用される従来の位相検出装置の回路図を示す。従来の位相検出装置１は、整流ユニット１０、抵抗１３、コンパレータ１５及び低域通過フィルター（ＬＯＷ−Ｐａｓｓ
Ｆｉｌｔｅｒ、ＬＰＦ）１４を含む。位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄは、発電機におけるそのうちの一つのアマチュアからの位相信号を受信する。位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄは、整流ユニット１０に電気的に接続されるとともに、抵抗１３を介してグラウンド端ＧＮＤに電気的に接続される。コンパレータ１５は、非反転入力端（＋）が位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄに電気的に接続され、反転入力端（−）が参照電圧Ｖｒｅｆを受け取る。コンパレータ１５の出力端は、低域通過フィルター１４を介して従来の位相検出装置１の出力端ＯＵＴに電気的に接続される。
【０００６】
整流ユニット１０は整流素子１１、１２を含み、整流素子１１、１２はダイオードを使用して実現すればよい。整流素子１１の入力端及び整流素子１２の出力端は位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄに電気的に接続され、整流素子１１の出力端及び整流素子１２の入力端はそれぞれ電源の正端（Ｖ＋）及び負端（Ｖ−）に電気的に接続される。
【０００７】
コンパレータ１５は、位相信号及び参照電圧Ｖｒｅｆの大きさを比較することにより比較信号を出力する。従来の位相検出装置１の出力端ＯＵＴは、さらに演算ユニット（図１Ａにおいて図示せず）に電気的に接続されてもよい。また、演算ユニットは、比較信号のレベル変化に基づいて発電機からの交流信号の位相及び周波数を取得することができる。
【０００８】
低域通過フィルター１４は、比較信号の高周波ノイズをフィルタリングすることにより、高周波ノイズによる検出エラーを回避する。また、低域通過フィルター１４は、削除されてもよいし、位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄとコンパレータ１５の非反転入力端との間に設置されてもよい。
【０００９】
図１Ｂを参照して、図１Ｂは、振幅の小さい波形を持つ位相信号及びコンパレータが出力した比較信号の波形図を示す。図１Ｂの上半部の波形は、位相信号端ｐｈａｓｅ＿ｅｎｄの位相信号を示し、この位相信号は振幅の小さい波形（即ち交流信号）を持つ。直流信号の電圧値は異なる整流素子のリーク電流に応じて異なるため、位相信号に対応する波形曲線は、実質的に図１Ｂの上半部の２つの破線において垂直に平行移動する（例えば、上下にシフト移動する）。
【００１０】
図１Ｂの下半部の波形は、直流信号の電圧値が一定の値である場合、コンパレータ１５が出力した比較信号を示す。この場合は、比較信号のレベル変化に基づいて交流信号の位相及び周波数を取得することができる。しかしながら、上述したように、直流信号の電圧値が一定ではなく、位相信号の波形曲線が実質的に図１Ｂの上半部の２つの破線において垂直に平行移動するため、上述参照電圧Ｖｒｅｆが直流信号の電圧値に応じて変わらないと、位相検出装置１は交流信号の位相及び周波数を正確に取得することができなくなる。
【００１１】
さらに、上述の従来技術の場合において、蓄電池スタンバイによるリーク電流が増加してしまうこともある。特に高温の環境下においては、整流素子のリーク電流が大幅に向上することによって、車両における電池（又は蓄電池）のスタンバイ時間が低下してしまい、さらに車両がスムーズに起動できないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１６５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、位相信号の変化を取得するために、交流発電機の位相検出装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、波形検出器、閾値電圧生成器（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ
ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）及びコンパレータを含む交流発電機の位相検出装置を提供する。波形検出器は位相信号のピークを検出するとともに波形検出信号を生成する。閾値電圧生成器は波形検出信号に基づいて参照信号を生成する。コンパレータは位相信号及び参照信号を比較することにより比較信号を出力する。
【００１５】
また、本発明は交流発電機の位相検出方法を提供する。本発明に係る交流発電機の位相検出方法は、交流発電機の位相検出装置に用いられており、下記のステップを含む。まず、位相信号のピーク値を取得するとともにピーク検出信号を生成するステップ。そして、位相信号のボトム値を取得するとともにボトム検出信号を生成するステップ。次に、ピーク検出信号及びボトム検出信号に基づいて参照信号を生成するステップ。さらに、位相信号及び参照信号を比較することで、比較信号を取得するステップ。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、本発明に係る交流発電機の位相検出装置及びその方法によれば、位相信号のピークを検出する（又は位相信号のピーク及びボトムを同時に検出する）とともに参照信号を生成し、コンパレータにより位相信号と参照信号を比較することで位相信号の変化を取得するため、車両における蓄電池のリーク電流を低く制御することができ、車両における蓄電池のスタンバイ時間を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】発電機に用いられる従来の位相検出装置回路図を示す。
【図１Ｂ】振幅の小さい波形を持つ位相信号及びコンパレータが出力した比較信号の波形図を示す。
【図２】本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。
【図３】本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。
【図４】本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。
【図５】本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。
【図６】本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［交流発電機の位相検出装置の実施例］
図２を参照して、図２は、本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。交流発電機の位相検出装置２は、波形検出器２１、閾値電圧生成器２２、コンパレータ２３、低域通過フィルター２４、ノイズキャンセラー（ノイズ除去器とも称する）２５及び抵抗Ｒを備える。
【００１９】
抵抗Ｒは、一端が位相信号Ｐの入力端に電気的に接続され、他端がグラウンド端ＧＮＤに電気的に接続される。低域通過フィルター２４の入力端は、位相信号Ｐを受信するとともに、抵抗Ｒを介してグラウンドＧＮＤに電気的に接続される。低域通過フィルター２４の出力端は、波形検出器２１の入力端及びコンパレータ２３の非反転入力端（＋）に電気的に接続される。波形検出器２１の出力端は、閾値電圧生成器２２の入力端に電気的に接続される。閾値電圧生成器２２の出力端は、コンパレータ２３の反転入力端（−）に電気的に接続される。コンパレータ２３の出力端は、ノイズキャンセラー２５の入力端に電気的に接続される。ノイズキャンセラー２５の出力端は、交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴに電気的に接続される。
【００２０】
波形検出器２１は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピークを検出するとともに波形検出信号ＶＷを生成する。波形検出器２１が生成した波形検出信号ＶＷは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値を示す。閾値電圧生成器２２は、波形検出信号ＶＷに基づいて参照信号Ｖｒｅｆを生成する。閾値電圧生成器２２が生成した参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの電圧値がピークにあるかどうかの判定として用いられるものである。コンパレータ２３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐ及び参照信号Ｖｒｅｆを比較することにより比較信号を出力する。コンパレータ２３が出力した比較信号は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの電圧値がピークにあるかどうかを示す。
【００２１】
この実施例におけるコンパレータ２３は、非反転入力端と反転入力端との電圧差を比較するための差動電圧コンパレータ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）であってもよい。また、この実施例におけるコンパレータ２３は、反転入力端に参照信号Ｖｒｅｆが入力され、非反転入力端に低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが入力される。しかしながら、それらに限定されず、コンパレータ２３の非反転入力端及び反転入力端は相互に交換することが可能であり、コンパレータ２３は非反転入力端及び反転入力端が相互に交換された後、逆信号のみを出力するようにしてもよい。その実施方法は、この技術分野において通常知識を有する者が推知できるものであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００２２】
低域通過フィルター２４は、位相信号Ｐの高周波ノイズをフィルタリングすることにより、高周波ノイズによる検出エラーを回避することができる。ノイズキャンセラー２５は、コンパレータ２３が出力した比較信号のノイズをフィルタリング（又は除去）することができる。しかしながら、本発明は、それらに限定されるものではない。実際に実施する際に、高周波ノイズが許容できる範囲内にあれば、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５のいずれか一方は削除されてもよい。また、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５が同時に削除された場合、波形検出器２１の入力端は位相信号Ｐを直接受信する。また、コンパレータ２３の出力端は、交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴに直接電気的に接続されるようにしてもよい。また、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５の種類は特に限定されず、デジタルフィルター又はアナログフィルターであればよい。
【００２３】
抵抗Ｒは、位相信号Ｐの電圧を波形検出器２１が受け取り可能な電圧範囲まで低減するためのものであるが、それに限定されるものではない。抵抗Ｒは、回路設計の容易化のために使用されるものに過ぎない。実際に実施する際に、適当な回路設計であれば、抵抗Ｒを削除してもよい。
【００２４】
図２及び図３を同時に参照して説明する。図３は、本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐは、通常、依然として交流発電機の運転時によるその他の周波数の信号又はノイズが混在することがあるため、ピーク近傍の波形に顕著なリップル（ｒｉｐｐｌｅ）が存在する。図３に示す位相信号Ｐを例にすると、図３に示す低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピークの電圧値は２ボルト（２Ｖ）であり、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトムの電圧値はほぼゼロボルト（０Ｖ）程度であり、ピーク近傍のリップルの電圧値はほぼ０．５ボルト（０．５Ｖ）である。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを判定する場合、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのリップルは、判定の結果に影響を及ぼす恐れがある。言い換えれば、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがそのピーク近傍にあれば、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのリップルによって低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さくなると、参照信号Ｖｒｅｆに基づいて低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを正確に判定することができない。
【００２５】
低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを正確に判定するために、参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値よりもリップルの電圧値だけ小さいようにしている。言い換えれば、参照信号Ｖｒｅｆは、波形検出信号ＶＷよりも所定値だけ小さく、この所定値は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク近傍のリップルの電圧値である。図３に示すように、リップルの電圧値が０．５ボルト（０．５Ｖ）である場合、この所定値を０．５ボルト（０．５Ｖ）とし、参照信号Ｖｒｅｆの電圧値を約１．２ボルト（１．２Ｖ）とする。これにより、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがそのピーク近傍にあれば、参照信号Ｖｒｅｆの電圧値が位相信号Ｐよりも小さくなるため、誤判定を回避することができる。
【００２６】
図３をさらに参照して、図３に示す出力端ＯＵＴの電圧値は低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい場合、コンパレータ２３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍に存在することを示すように、高電圧レベルの比較信号を出力することができる。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい場合、コンパレータ２３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍に存在しないことを示すように、低電圧レベルの比較信号を出力することができる。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい時間と、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい時間との合計は必ず一つの周期となるため、比較信号が高電圧レベル及び低電圧レベルにおける時間の合計は一つの周期の時間となる。言い換えれば、出力端ＯＵＴの電圧変化に基づいて、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの周波数を取得することができる。
【００２７】
その後、コンパレータ２３が出力した比較信号は、ノイズキャンセラー２５を介して交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴに出力される。交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴは、交流発電機の位相検出装置２の出力端ＯＵＴの信号のレベル変化に基づいて低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの位相及び周波数を取得するための演算ユニット（図２において図示せず）に電気的に接続されてもよい。
【００２８】
［交流発電機の位相検出装置の他の実施例］
図４を参照して、図４は、本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置のブロック図を示す。交流発電機の位相検出装置４は、波形検出器４１、閾値電圧生成器４２、コンパレータ４３、低域通過フィルター４４及びノイズキャンセラー４５を備える。図２に示す交流発電機の位相検出装置２に対して、交流発電機の位相検出装置４の波形検出器４１は、ピーク検出器４１１及びボトム検出器４１２を備える。
【００２９】
低域通過フィルター４４は、位相信号Ｐを受信し、低域通過フィルター４４の出力端は、ピーク検出器４１１、ボトム検出器４１２の入力端及びコンパレータ４３の非反転入力端（＋）に電気的に接続される。ピーク検出器４１１及びボトム検出器４１２の出力端は、閾値電圧生成器４２の入力端に電気的に接続される。閾値電圧生成器４２の出力端は、コンパレータ４３の反転入力端（−）に電気的に接続される。コンパレータ４３の出力端は、ノイズキャンセラー４５の入力端に電気的に接続される。ノイズキャンセラー４５の出力端は、交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴに電気的に接続される。
【００３０】
波形検出器４１は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク及びボトムを検出するとともに、ピーク検出信号ＶＨ及びボトム検出信号ＶＬを含む波形検出信号を生成する。波形検出器４１のピーク検出器４１１はピーク検出信号ＶＨを生成する。波形検出器４１のボトム検出器４１２はボトム検出信号ＶＬを生成する。閾値電圧生成器４２は、ピーク検出信号ＶＨ及びボトム検出信号ＶＬに基づいて参照信号Ｖｒｅｆを生成し、参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの電圧がピーク近傍にあるか又はボトム近傍にあるかの判定として用いられるものである。コンパレータ４３は位相信号Ｐ及び参照信号Ｖｒｅｆを比較する。コンパレータ４３が出力したの比較信号は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるか又はボトム近傍にあるかを示す。
【００３１】
この実施例におけるコンパレータ４３、低域通過フィルター４４及びノイズキャンセラー４５は、前の実施例におけるコンパレータ２３、低域通過フィルター２４及びノイズキャンセラー２５と同様であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００３２】
図４及び図５を同時に参照して説明する。図５は、本発明の他の実施例に係る交流発電機の位相検出装置における低域通過フィルタリングされた位相信号、波形検出信号及び比較信号の波形図を示す。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍にあるかどうかを正確に判定するために、参照信号Ｖｒｅｆは、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値よりもリップルの電圧値だけ小さいようにしている。また、この実施例において、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトムがゼロボルト（０Ｖ）程度ではないため、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトム値を無視することができない。従って、参照信号Ｖｒｅｆの電圧値は、ピーク検出信号ＶＨの電圧値よりもリップルの電圧値だけ小さく、且つボトム検出信号ＶＬの電圧値よりも大きい。
【００３３】
参照信号Ｖｒｅｆは、ピーク検出信号ＶＨよりも所定値だけ小さい。図５に示すように、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク値が２ボルト（２Ｖ）であれば、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのピーク近傍のリップルの電圧値が０．５ボルト（０．５Ｖ）であり、且つ低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐのボトム値が１ボルト（１Ｖ）であれば、参照信号Ｖｒｅｆは、１ボルト〜１．５ボルト（１Ｖ〜１．５Ｖ）（２ボルト（２Ｖ）から０．５ボルト（０．５Ｖ）を減算する）である。
【００３４】
さらに図５を参照して、図５に示す出力端ＯＵＴの電圧値としては、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい場合、コンパレータ４３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがピーク近傍に存在することを示すように、高電圧レベルの比較信号を出力することができる。一方、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい場合、コンパレータ４３は、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐがボトム近傍に存在することを示すように、低電圧レベルの比較信号を出力することができる。低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも大きい時間と、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐが参照信号Ｖｒｅｆよりも小さい時間との合計は必ず一つの周期となるため、比較信号が高電圧レベル及び低電圧レベルにおける時間の合計は一つの周期の時間となる。言い換えれば、出力端ＯＵＴの電圧変化に基づいて、低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの周波数を取得することができる。
【００３５】
その後、コンパレータ４３が出力した比較信号は、ノイズキャンセラー４５を介して交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴに出力される。交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴは、交流発電機の位相検出装置４の出力端ＯＵＴの信号のレベル変化に基づいて低域通過フィルタリングされた位相信号Ｐの位相及び周波数を取得するための演算ユニット（図４において図示せず）に電気的に接続されてもよい。
【００３６】
［交流発電機の位相検出方法の実施例］
図６を参照して、図６は、本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出方法のフローチャートを示す。交流発電機の位相検出方法は、交流発電機の位相検出装置に用いられており、下記のステップを含む。まず、ステップＳ６１において、位相信号のピーク値を取得するとともにピーク検出信号を生成する。そして、ステップＳ６２において、位相信号のボトム値を取得するとともにボトム検出信号を生成する。次に、ステップＳ６３において、ピーク検出信号及びボトム検出信号に基づいて参照信号を生成する。さらに、ステップＳ６４において、位相信号及び参照信号を比較することで、比較信号を取得する。
【００３７】
本実施例に係る交流発電機の位相検出方法は、図４の交流発電機の位相検出装置４により実現されてもよい。ステップＳ６３において、参照信号を電圧とすると、参照信号の電圧値は、ピーク検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さい。この所定値は位相信号がピーク近傍にあるリップルの電圧値である。参照信号の電圧値もボトム検出信号の電圧値よりも大きい。
【００３８】
また、ステップＳ６１において、交流発電機の位相検出方法は、位相信号の高周波ノイズをフィルタリングするステップをさらに備えてもよい。ステップ６４において、交流発電機の位相検出方法は、この比較信号のノイズをフィルタリングするステップをさらに備えてもよい。
【００３９】
［実施例による効果］
本発明の実施例に係る交流発電機の位相検出装置及びその方法によれば、位相信号のピーク（又は位相信号のピーク及びボトムを同時に）を検出し、参照信号を生成するとともに、コンパレータにより位相信号と参照信号を比較することで位相信号の変化を取得するため、車両における蓄電池のリーク電流を低く制御することができるとともに、車両における蓄電池のスタンバイ時間を増加することができる。
【００４０】
上述したものは本発明の好ましい一例に過ぎず、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１ 従来の位相検出装置
２、４ 交流発電機の位相検出装置
１０ 整流ユニット
１１、１２ 整流素子
１３、Ｒ 抵抗
ＧＮＤ グラウンド
１４、２４、４４ 低域通過フィルター
１５、２３、４３ コンパレータ
２１、４１ 波形検出器
２２、４２ 閾値電圧生成器
２５、４５ ノイズキャンセラー
４１１ ピーク検出器
４１２ ボトム検出器
Ｓ６１〜Ｓ６４ ステップフロー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相信号のピークを検出することにより波形検出信号を生成するための波形検出器と、
前記波形検出信号に基づいて参照信号を生成するための閾値電圧生成器と、
前記位相信号及び前記参照信号を比較することにより比較信号を出力するためのコンパレータと、
を備えることを特徴とする交流発電機の位相検出装置。
【請求項２】
前記波形検出器はさらに前記位相信号のボトムを検出し、
前記波形検出信号はピーク検出信号とボトム検出信号を含み、
前記ピーク検出信号及び前記ボトム検出信号は、それぞれ前記位相信号のピーク及びボトムに基づいて生成され、
前記閾値電圧生成器は、前記ピーク検出信号及び前記ボトム検出信号に基づいて前記参照信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項３】
前記参照信号の電圧値は、前記波形検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さい値であることを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項４】
前記参照信号の電圧値は、前記ピーク検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さく、且つ前記ボトム検出信号の電圧値よりも大きい値であることを特徴とする請求項２に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項５】
前記所定値は、前記位相信号がピーク近傍におけるリップル電圧値であることを特徴とする請求項３に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項６】
前記波形検出器に電気的に接続され、アナログフィルター又はデジタルフィルターである低域通過フィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項７】
前記コンパレータの出力端に電気的に接続され、アナログフィルター又はデジタルフィルターであるノイズキャンセラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項８】
位相信号のピーク値を取得することによりピーク検出信号を生成するステップと、
位相信号のボトム値を取得することによりボトム検出信号を生成するステップと、
前記ピーク検出信号及び前記ボトム検出信号に基づいて参照信号を生成するステップと、
前記位相信号及び前記参照信号を比較することにより、比較信号を取得するステップと、
を備えることを特徴とする交流発電機の位相検出方法。
【請求項９】
前記参照信号の電圧値は、前記ピーク検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さく、且つ前記ボトム検出信号の電圧値よりも大きい値であることを特徴とする請求項８に記載の交流発電機の位相検出方法。
【請求項１０】
前記位相信号の高周波ノイズをフィルタリングするステップと、
前記比較信号のノイズをフィルタリングするステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の交流発電機の位相検出方法。
【請求項１】
位相信号のピークを検出することにより波形検出信号を生成するための波形検出器と、
前記波形検出信号に基づいて参照信号を生成するための閾値電圧生成器と、
前記位相信号及び前記参照信号を比較することにより比較信号を出力するためのコンパレータと、
を備えることを特徴とする交流発電機の位相検出装置。
【請求項２】
前記波形検出器はさらに前記位相信号のボトムを検出し、
前記波形検出信号はピーク検出信号とボトム検出信号を含み、
前記ピーク検出信号及び前記ボトム検出信号は、それぞれ前記位相信号のピーク及びボトムに基づいて生成され、
前記閾値電圧生成器は、前記ピーク検出信号及び前記ボトム検出信号に基づいて前記参照信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項３】
前記参照信号の電圧値は、前記波形検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さい値であることを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項４】
前記参照信号の電圧値は、前記ピーク検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さく、且つ前記ボトム検出信号の電圧値よりも大きい値であることを特徴とする請求項２に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項５】
前記所定値は、前記位相信号がピーク近傍におけるリップル電圧値であることを特徴とする請求項３に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項６】
前記波形検出器に電気的に接続され、アナログフィルター又はデジタルフィルターである低域通過フィルターをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項７】
前記コンパレータの出力端に電気的に接続され、アナログフィルター又はデジタルフィルターであるノイズキャンセラーをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の交流発電機の位相検出装置。
【請求項８】
位相信号のピーク値を取得することによりピーク検出信号を生成するステップと、
位相信号のボトム値を取得することによりボトム検出信号を生成するステップと、
前記ピーク検出信号及び前記ボトム検出信号に基づいて参照信号を生成するステップと、
前記位相信号及び前記参照信号を比較することにより、比較信号を取得するステップと、
を備えることを特徴とする交流発電機の位相検出方法。
【請求項９】
前記参照信号の電圧値は、前記ピーク検出信号の電圧値よりも所定値だけ小さく、且つ前記ボトム検出信号の電圧値よりも大きい値であることを特徴とする請求項８に記載の交流発電機の位相検出方法。
【請求項１０】
前記位相信号の高周波ノイズをフィルタリングするステップと、
前記比較信号のノイズをフィルタリングするステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の交流発電機の位相検出方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３６８２８（Ｐ２０１３−３６８２８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２６５１（Ｐ２０１１−１７２６５１）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（５０２１２１０９６）朋程科技股▲ふん▼有限公司 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（５０２１２１０９６）朋程科技股▲ふん▼有限公司 (4)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]