(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導性負荷と、
前記誘導性負荷と直列に接続され、オン／オフ動作により前記誘導性負荷を流れる電流を制御するスイッチング素子と、
前記誘導性負荷と並列に接続され，前記スイッチング素子のオフ時に誘導性負荷の電流を環流させる環流ダイオードと、
前記スイッチング素子に流れる電流を、所定のサンプリング周期でサンプリングして検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段にて検出した電流値に対して補正を行う電流補正手段を備え、
前記電流補正手段は、前記スイッチング素子のオン時間指令が所定の第一の設定値以下のときに前記補正を行うと共に、前記オン時間指令に応じて前記補正の度合いを変更する、
ことを特徴とする誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項２】
前記第一の設定値は、前記電流検出手段のサンプリング周期以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項３】
前記電流補正手段による補正は、前記スイッチング素子のスイッチング周期ごとに行われ、今回補正された補正後の電流値は、前回のスイッチング周期にて算出した電流値からスイッチング周期に相当する誘導性負荷の時定数分を減算して算出する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項４】
前記誘導性負荷の時定数は、前記スイッチング素子のオン時間指令が前記第一の設定値以上のとき、前記スイッチング素子をオンしている期間にて算出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項５】
誘導性負荷と、
前記誘導性負荷と直列に接続され、オン／オフ動作により前記誘導性負荷を流れる電流を制御するスイッチング素子と、
前記誘導性負荷と並列に接続され、前記スイッチング素子のオフ時に前記誘導性負荷の電流を環流させる環流ダイオードと、
前記環流ダイオードに流れる環流電流を所定のサンプリング周期でサンプリングして検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段にて検出した電流値に対して補正を行う電流補正手段を備え、
前記電流補正手段は、前記スイッチング素子のオン時間指令が所定の第二の設定値以上のときに前記補正を行うと共に、前記オン時間指令に応じて前記補正の度合いを変更する、
ことを特徴とする誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項６】
前記第二の設定値は、前記スイッチング素子のスイッチング周期からオン時間を減算した値であって、前記電流検出手段のサンプリング周期以下である、
ことを特徴とする請求項５に記載の誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項７】
前記電流補正手段による補正は、前記スイッチング素子のスイッチング周期ごとに行われ、前記電流補正手段により補正された補正後の電流値は、前回のスイッチング周期にて算出した電流値にスイッチング周期に相当する前記誘導性負荷の時定数分を加算して算出する、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項８】
前記スイッチング素子のオン時間指令が前記第二の設定値以下であるとき、前記誘導性負荷の前記時定数は、前記スイッチング素子をオフしている期間にて算出する、
ことを特徴とする請求項７に記載の誘導性負荷の電流検出装置。
【請求項９】
前記誘導性負荷の時定数は、予め設定している定数を使用する、
ことを特徴とする請求項３、４、７、８のうちの何れか一項に記載の誘導性負荷の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用発電機の制御装置に係わり、特に、車両用発電機の界磁コイル（誘導性負荷）に流れる電流を検出する「誘導性負荷の電流検出装置」に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、例えば特許文献１（特許第４０１７６３７号公報）に示された車両用発電機の制御装置の構成を示す図である。
図１１に示された車両用発電機の制御装置は、三相の電機子巻線１と、この電機子巻線１の交流出力電圧を直流に整流するレクチファイア２と、このレクチファイア２からの直流出力電圧が供給され界磁回路を構成する界磁コイル（誘導性の負荷）３と、電圧レギュレータ４とで構成される。
そして、この電圧レギュレータ４で一定の値に調整された直流出力電圧が、各種の電気負荷５に供給されるとともに、バッテリ６を充電する。【０００３】
電圧レギュレータ４のトランジスタ７は、界磁コイル３と直列に接続されており、そのオン／オフ動作で界磁コイル３に流れる界磁電流を制御するスイッチング素子として機能する。
このトランジスタ７のオフ動作時に界磁コイル３の電流を環流させるため、界磁コイル３と並列にダイオード８が接続されている。
さらに、トランジスタ７と直列に検出抵抗９が接続され、検出抵抗９は界磁回路の電流を検出する界磁電流検出手段として機能する。【０００４】
このように、従来の車両用発電機の制御装置では、誘導性負荷（界磁コイル３）と、該誘導性負荷と直列に接続され、誘導性負荷の電流をオン／オフ制御するスイッチング素子（トランジスタ７）と、誘導性負荷と並列に接続され、スイッチング素子のオフ時に誘導性負荷の電流を環流させる環流ダイオード（ダイオード８）と、スイッチング素子と直列に接続され、誘導性負荷の電流を検出する界磁電流検出手段として機能する検出抵抗７を備えた誘導性負荷の電流検出装置が採用されている。【０００５】
【特許文献１】特許第４００１７６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両用発電機の制御装置は、界磁電流検出手段にて検出した電流値を補正し、補正した界磁電流を用いて、車両用発電機の各種制御を行う。
しかし、上記したような従来の車両用発電機の制御装置では、スイッチング素子（トランジスタ）のＤＵＴＹ（すなわち、スイッチング周期に対するオン時間の比率）が小さい場合は、例えば、誘導性負荷（界磁コイル）を流れる電流の電流値を読み込むサンプリングタイミングの間にスイッチング素子のオン時間が終わるような「極短パルス」では、界磁電流検出手段にて検出した電流値を読み込んでも、読み込んだ電流値はゼロとしてしまう。
従って、スイッチング素子をオンするパルスの期間が小さい場合には、誘導性負荷を流れる電流の正確な電流値を取得（検出）することができず、検出した電流値に対する適切な補正を行えない。【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、誘導性負荷（界磁コイル）を流れる電流を制御するためのスイッチング素子をオン／オフ動作させるパルスのＤＵＴＹが、スイッチング素子のオン時間が非常に少ない極短パルスのようなＤＵＴＹであっても、正確に誘導性負荷電流値を検出することが可能である「誘導性負荷の電流検出装置」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】
【０００８】
本発明に係る誘導性負荷の電流検出装置は、誘導性負荷と、前記誘導性負荷と直列に接続され、オン／オフ動作により前記誘導性負荷を流れる電流を制御するスイッチング素子と、前記誘導性負荷と並列に接続され，前記スイッチング素子のオフ時に誘導性負荷の電流を環流させる環流ダイオードと、前記スイッチング素子に流れる電流を、所定のサンプリング周期でサンプリングして検出する電流検出手段と、前記電流検出手段にて検出した電流値に対して補正を行う電流補正手段を備え、
前記電流補正手段は、前記スイッチング素子のオン時間指令が所定の第一の設定値以下のときに前記補正を行うと共に、前記オン時間指令に応じて前記補正の度合いを変更するものである。 
【０００９】
また、本発明に係る誘導性負荷の電流検出装置は、誘導性負荷と、前記誘導性負荷と直列に接続され、オン／オフ動作により前記誘導性負荷を流れる電流を制御するスイッチング素子と、前記誘導性負荷と並列に接続され、前記スイッチング素子のオフ時に前記誘導性負荷の電流を環流させる環流ダイオードと、前記環流ダイオードに流れる環流電流を所定のサンプリング周期でサンプリングして検出する電流検出手段と、前記電流検出手段にて検出した電流値に対して補正を行う電流補正手段を備え、
前記電流補正手段は、前記スイッチング素子のオン時間指令が所定の第二の設定値以上のときに前記補正を行うと共に、前記オン時間指令に応じて前記補正の度合いを変更する、ものである。 
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スイッチング素子のオン周期指令に応じて、電流検出手段にて検出した電流値に対して補正を行うので、オン／オフ動作させるパルスのＤＵＴＹがオン時間の少ない極短パルスのようなＤＵＴＹであっても、正確に誘導性負荷電流値を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る誘導性負荷の電流検出装置の構成を示す図である。
【図２】ＨＩＧＨサイドタイプの要部の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１に関し、電流検出手段のサンプリング周期がスイッチング指令のオン時間に対して十分に短い場合の動作を説明するための波形図である。
【図４】実施の形態１に関し、誘導性負荷を流れる電流値を電流補正手段によって補正しない場合の動作を説明するための波形図である。
【図５】実施の形態1に関し、電流補正手段によって、誘導性負荷電流検出値を補正した場合の動作を説明するための波形図である。
【図６】実施の形態２に係る誘導性負荷の電流検出装置の構成を示す図である。
【図７】ＬＯＷサイドタイプの要部の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２に関し、電流検出手段のサンプリング周期がスイッチング指令のオン時間に対して十分に短い場合の動作を説明するための波形図である。
【図９】実施の形態２に関し、誘導性負荷を流れる電流値を電流補正手段によって補正しない場合の動作を説明するための波形図である。
【図１０】実施の形態２関し、電流補正手段によって、誘導性負荷電流検出値を補正した場合の動作を説明するための波形図である。
【図１１】従来の車両用発電機の制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１２】
１００  誘導性負荷
１０１  スイッチング素子
１０１ａ  スイッチング素子をオン／オフさせるパルス
１０２  環流ダイオード
１０３  電流検出手段
１０３ａ  センシング部          １０３ｂ  インターフェース部
１０４  電流補正手段
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
なお、各図間において、同一符合は、同一あるいは相当のものであること表す。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る「誘導性負荷の電流検出装置」の概略の構成を示す図である。
図１において、１００は、例えば車両用発電機の直流出力電圧が供給される界磁コイルなどの誘導性負荷、１０１は、誘導性負荷１００に直列に配置され、オン／オフ動作により誘導性負荷１００に流れる電流を制御するスイッチング素子、１０１ａは、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス、１０２は、誘導性負荷１００に並列に配置された環流ダイオード（フリーホイルダイオードとも称す）である。
また、１０３は、スイッチング素子１０１に流れる電流（すなわち、誘導性負荷１００を流れる誘導性負荷電流）を検出する電流検出手段、１０４は、該電流検出手段１０３が検出する「スイッチング素子１０１に流れる電流の値“Ｉtemp”」を補正する電流補正手段である。
【００１４】
なお、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１を流れる電流を検出するセンシング部（例えば、シャント抵抗やホール素子など）１０３ａと、センシング部１０３ａの出力を電流補正手段１０４に入力するために適切に変換するインターフェース部１０３ｂで構成されている。
電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１を流れる電流（すなわち、スイッチング素子１０１がオンの時に誘導性負荷１００に流れる誘導性負荷１００に流れる電流）を、スイッチング素子１０１のスイッチング周期より小さい所定のサンプリング周期でサンプリングし、スイッチング素子１０１を流れる電流を取得（検出）する。
【００１５】
なお、図１は、電源側に誘導性負荷１００を、ＧＮＤ側（すなわち、接地側）にスイッチング素子１０１を配置した所謂「ＬＯＷサイドタイプ」を示してしているが、この部分は、図２に示すように、電源側にスイッチング素子１０１を、ＧＮＤ側に誘導性負荷を配置した所謂「ＨＩＧＨサイドタイプ」でも良い。
また、スイッチング素子１０１に流れる電流を検出するための電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１のみを流れる電流を検知できる場所であればどこでも良いので、電流検出手段１０３をスイッチング素子１０１の上流側（すなわち、電源側）に配置しても良い。
【００１６】
図１に示したように、電流補正手段１０４には、電流検出手段１０３の出力である検出電流（すなわち、誘導性負荷電流の検出値）“Ｉtemp”、スイッチング素子１０１のオン時間指令（すなわち、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス１０１ａのオンパルス）である“duty”、電流補正手段１０４による前回補正後の電流値“Ｉfb”が入力される。
なお、「ＤＵＴＹ」とは、前述したように、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス１０１ａの「スイッチング周期に対するオン時間の比率」のことであるが、以下の説明において“duty”と表記した場合は、スイッチング素子１０１のオン時間指令（すなわち、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス１０１ａのオンパルス）を意味しているものとする。
【００１７】
図３は、電流検出手段１０３のサンプリング周期がスイッチング指令のオン時間に対して十分に短い「一般的な場合」の動作を説明するための各部の波形を示す図である。
図３（ａ）は、スイッチング素子１０１へのオン／オフ指令であるスイッチング指令“duty”、図３（ｂ）は、実際に誘導性負荷１００に流れる誘導性負荷電流（実際値）、図３（ｃ）は、電流検出手段１０３にて検出する誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”を示している。
なお、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１に通電している電流しか検出できないため、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”は、図３（ｃ）に示したような波形となっている。
【００１８】
また、図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示した誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”をスイッチング周期の間ピークホールドしたピークホールド値を示している。
図３（ｃ）に示す誘導性負荷電流の検出値の波形は、スイッチング周期内において、スイッチング素子１０１に流れる電流を所定のサンプリング周期でサンプリングすることにより得られる。
また、電流検出手段１０３によって検出された誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”のピーク値は、電流補正手段１０４内の図示しないピークホールド手段によりホールドされる。
【００１９】
ところで、電流検出手段１０３のサンプリング周期が、スイッチング指令のオン時間に対して十分に短い場合には、図３のような波形となるが、逆の関係が成り立つときは、図３のようにはならない。
極端な例として、スイッチング周期間において、スイッチング指令のオン時間を、サンプリング周期以上から０に変化させた場合（すなわち、スイッチング指令のオン時間を０に変化させた場合）の各部の波形を図４に示す。
図４は、電流検出手段１０３が検出する「誘導性負荷を流れる電流値」を電流補正手段１０４によって補正しない場合の動作を説明するための各部の波形を示す図である。
【００２０】
図４（ａ）は、スイッチング指令のオン時間を０にした場合を示している。すなわち、スイッチング指令のオンパルスが途中からなくなり、スイッチング素子１０１が完全オフしている場合を示している。
なお、スイッチング指令のオン時間は、発電機の出力要求に応じて変化させる。
図４（ａ）は、スイッチング素子１０１へのオン／オフ指令であるスイッチング指令“duty”、図４（ｂ）は、実際に誘導性負荷１００に流れている誘導性負荷電流（実際値）、図４（ｃ）は、電流検出手段１０３にて検出する誘導性負荷電流（検出値）“Ｉtemp”を示している。
【００２１】
なお、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１に通電している電流しか検出できないため、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”は、図４（ｃ）に示したような波形となっている。
すなわち、スイッチング素子をオン/オフ動作させるスイッチング指令のオンパルスがなくなると、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”はゼロとなっている。
また、図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示した誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”をスイッチング周期の間ピークホールドしたピークホールド値を示している。
図４（ｃ）に示すように、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”は、途中からなくなっている（すなわち、ゼロになっている）ので、これに対応してピークホールド値も途中からゼロになっている。
【００２２】
図４に示すように、スイッチング指令が０の際は、スイッチング素子１０１には電流が流れないので、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”が０となっている。そのため、スイッチング指令がなくなった以降においては、ピークホールド値も０となる。
しかし、図４（ｂ）に示すように、誘導性負荷１００に流れる実際の誘導性負荷電流は、時定数によって低下してくるため、時定数によって定まる一定区間において、誘導負荷電流の不正な値（不正なピークホールド値）を取得してしまうことになる。
すなわち、図４（ｄ）に示したピークホールド値の波形は、図４（ｂ）に示した誘導性負荷電流の実際値の変化波形とは異なる不正な波形となる。
この不正なピークホールド値の波形は、自制御装置だけではなく、シリアル通信などを使って他の制御装置に対してこの電流値を告知している構成においては、取得した不正な値を他の制御装置も認識するため、システム（例えば、エンジン制御システム）全体の信頼性低下を招くことになる。
【００２３】
本実施の形態では、このような問題点を克服するために、電流検出手段１０３によって検出された誘導性負荷電流“Ｉtemp”を電流補正手段１０４にて補正し、誘導性負荷電流の正確な電流値“Ｉact”の取得を目指す。
すなわち、補正後の電流値“Ｉact”は、前回のスイッチング周期にて取得した電流値“Ｉfb”、スイッチング周期“Ｔsw”［s］と時定数“λ”［A/s］から、下記の式（１）のように算出する。
なお、時定数“λ”の単位は［A/s］（単位時間当たりに流れる電流）としており、一般的な時定数の単位［s］とは異なるので注意が必要である。
Ｉact  ＝  Ｉfb  −  （λ×Ｔsw）  ［A］  ・・・・・    式（１）
ここで、時定数“λ”［A/s］はあらかじめ設定した値でも良いし、スイッチングオフ期間の間に逐次演算しても良い。
このように演算すると、各部の波形は、図５に示す通りとなる。
【００２４】
図５は、本実施の形態による電流補正手段１０４によって、電流検出手段１０３が検出する誘導性負荷電流“Ｉtemp”を補正した場合を示している。
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、前掲した図４（ａ）〜図４（ｃ）と同様の波形を示している。
すなわち、図５（ａ）は、スイッチング素子１０１へのオン／オフ指令であるスイッチング指令“duty”を示しており、スイッチング指令のオンパルスが途中からなくなり、スイッチング素子１０１が完全オフしている場合を示している。なお、スイッチング指令のオン時間は、発電機の出力要求に応じて変化させる。
図５（ｂ）は、実際に誘導性負荷１００に流れている誘導性負荷電流（実際値）、図５（ｃ）は、電流検出手段１０３にて検出する誘導性負荷電流（検出値）“Ｉtemp”を示している。
電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１に通電している電流しか検出できないため、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”は、図５（ｃ）に示したような波形となっている。すなわち、図４（ｃ）と同様に、スイッチング素子をオン/オフ動作させるスイッチング指令のオンパルスがなくなると、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”はゼロとなっている。
【００２５】
また、図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示した誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”をスイッチング周期の間ピークホールドしたピークホールド値の波形を示しており、この図５（ｄ）のピークホールド値の変化波形（階段状の変化波形）は、dutyが所定値以下の時に、前掲の式（１）の演算が実行された結果“Ｉact”であり、図５（ｂ）に示した「実際に誘導性負荷１００に流れている誘導性負荷電流の実際値」の変化波形に対応している。
なお、図５（ｄ）の波線は、比較のために、図５（ｂ）に示した「実際に誘導性負荷に流れている誘導性負荷電流（実際値）」の変化波形を転写させたものである。
本実施の形態における電流補正手段１０４は、図５（ｄ）に示したピークホールド値の波形を用いて、電流検出手段１０３が検出する誘導性負荷電流“Ｉtemp”を補正する。すなわち、電流補正手段１０４は、ピークホールド値の変化波形を用い、スイッチング素子１０１をオン／オフさせるパルスのＤＵＴＹに応じて電流検出手段１０３が検出する誘導性負荷電流“Ｉtemp”の補正度合いを変更する。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態による誘導性負荷の電流検出装置は、誘導性負荷１００と、誘導性負荷１００と直列に接続され、オン／オフ動作により前記誘導性負荷を流れる電流を制御するスイッチング素子１０１と、誘導性負荷１００と並列に接続され、スイッチング素子のオフ時に誘導性負荷の電流を環流させる環流ダイオード１０２と、スイッチング素子１０１に流れる電流を所定のサンプリング周期でサンプリングして検出する電流検出手段１０３と、電流検出手段１０３にて検出した電流値に対して補正を行う電流補正手段１０４を備え、電流補正手段１０４は、スイッチング素子をオン／オフ動作させるパルスのＤＵＴＹに応じて補正度合いを変更する。
従って、本実施の形態によれば、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス１０１ａ（すなわち、スイッチング指令）のＤＵＴＹが、オン時間の少ない極短パルスのようなＤＵＴＹであっても、正確な誘導性負荷電流値を検出することが可能である。
【００２７】
また、本実施の形態では、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１に通電している電流のみを検出可能な構成をしており、電流補正手段１０３は，スイッチング素子１０１へのオンＤＵＴＹ（オン時間）が所定の「第一の設定値」以下の時に補正を行う。
電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１に通電している電流のみを検出しているので、環流ダイオード１０２側の電流を測定する必要がなく、安価で簡易な構成が可能である。
また、スイッチング素子１０１として、センスＦＥＴ等のセンシング機能付きの素子の採用が可能である。
さらに、図１の構成においては、ＧＮＤ（接地）基準のデータ取得が可能であり、差動入力が不要である。
【００２８】
ところで、前回のスイッチング周期に任意の電流が流れている状態において、急にスイッチング素子１０１へのＤＵＴＹをフルオフとした場合（すなわち、誘導性負荷１００に流れる電流をゼロにしようとした場合）、今回のスイッチング周期においては電流を検出できないため電流検出手段における電流値はゼロとなる。
しかし、実際は誘導性負荷のため、ある時定数をもって電流が低下しているのでゼロではない。
この乖離を解消するために、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１へのオンＤＵＴＹ（オン時間）が所定の「第一の設定値」以下の時に補正を行う。
ここで、電流補正手段１０４は、スイッチング素子１０１のオフ時間が所定の「第三の設定値（＝スイッチング周期−第一の設定値）以上の時に補正を行っても良い。
【００２９】
また、本実施の形態では、電流補正手段１０４は、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルスのオンＤＵＴＹ（すなわち、スイッチング素子１０１のオン時間）が電流検出手段１０３のサンプリング周期以下である第一の設定値以下の時に補正を行う。
スイッチング素子１０１のオン時間が電流検出手段１０３のサンプリング周期以下である場合は、確実にスイッチング素子１０１を流れる電流の電流値を取得することができない可能性がある。
しかし、第一の設定値を電流検出手段１０３のサンプリング周期以下として、電流検出手段１０３が検出するスイッチング素子１０１を流れる電流を補正することにより、誘導性負荷１００を流れる電流を検知することが可能となる。
【００３０】
また、本実施の形態では、電流補正手段１０４による補正は、スイッチング素子１０１のスイッチング周期ごとに行われ、今回補正された補正値は、前回のスイッチング周期にて算出した電流値“Ｉfb”からスイッチング周期に相当する誘導性負荷の時定数分“λ”を減算して算出する。
すなわち、電流補正手段１０４によって今回補正された誘導性負荷電流の補正値“Ｉact”は、前出した式（１）に基づいて算出する。
【００３１】
なお、誘導性負荷の時定数は、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス１０１ａのオンＤＵＴＹが第一の設定値以上のとき、スイッチング素子１０１をオンしている期間にて算出してもよい。
この場合、時定数をリアルタイムで演算が可能なため、温度などの影響を受けにくい。
従って、演算した時定数を記憶するための記憶装置が不要である。また、発電機（製品）毎に設定値を持つ必要がなく、汎用性に優れる。
【００３２】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係る「誘導性負荷の電流検出装置」の概略の構成を示す図である。
前述した実施の形態１による「誘導性負荷の電流検出装置」の構成と比較すると、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１を流れる電流を検出するのではなく、環流ダイオード（フリーホイルダイオード）１０２を流れる電流を検出するように、環流ダイオード１０２のＧＮＤ側（接地側）に配置している。
さらに、図６では、電源側にスイッチング素子１０１を、誘導性負荷１００をＧＮＤ側（接地側）に配置した「Ｈｉｇｈサイドタイプ」としている。
その他の構成は、図1に示した実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００３３】
なお、当然ながら、図７に示すように、電源側に誘導性負荷１００を、ＧＮＤ側にスイッチング素子１０１を配置した「ＬＯＷサイドタイプ」を用いても良い。
さらに、図６では、電流検出手段１０３は、環流ダイオード１０２の下流側に挿入しているが、環流ダイオード１０２に流れる電流を検出できれば良いので、電流検出手段１０３を環流ダイオード１０２の上流側に配置しても良い。
ところで、環流ダイオード１０２に流れる電流は、スイッチング素子１０１がオフの期間に誘導性負荷１００に流れる電流が環流したものである。
従って、本実施の形態における電流検出手段１０３は、環流ダイオード１０２に流れる電流（すなわち、スイッチング素子１０１がオフの時に誘導性負荷１００に流れる電流）を検出することになる。
電流検出手段１０３は、図６あるいは図７に示すように、シャント抵抗やホール素子などのセンシング部１０３ａと、その出力を適切に変換するインターフェース部１０３ｂで構成されている。
【００３４】
図６に示した構成では、電流検出手段１０３は、環流ダイオード１０２に流れる電流を検出するように配置されているが、前述したように、環流ダイオード１０２に流れる電流は、スイッチング素子１０１がオフの時に誘導性負荷１００に流れる電流と等価なものである。
図６に示したように、電流補正手段１０４には、電流検出手段１０３の出力である検出電流（すなわち、「環流ダイオード１０２に流れる電流」の検出値）“Ｉtemp”、スイッチング素子１０１のオン時間指令（すなわち、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス１０１ａのオンパルス）である“duty”、電流補正手段１０４による前回補正後の電流値“Ｉfb”が入力される。
【００３５】
図８は、電流検出手段１０３のサンプリング周期がスイッチング指令のオフ時間に対して十分に短い「一般的な場合」の動作を説明するための各部の波形を示す図である。
図８（ａ）は、スイッチング素子１０１へのオン／オフ指令であるスイッチング指令“duty”、図８（ｂ）は、実際に誘導性負荷１００に流れている誘導性負荷電流の実際値、図８（ｃ）は、電流検出手段１０３にて検出する誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”を示している。
ここで、電流検出手段１０３は、環流ダイオード１０２に流れている電流しか検出できないため、環流ダイオード１０２に流れている電流と等価な誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”の波形は、図８（ｃ）に示すような波形になっている。
なお、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１がオフの期間に環流ダイオード１０２に環流する電流を検出する。
従って、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１がオフの期間中のみ誘導性負荷１００に流れる電流を検出することになる。
【００３６】
次に、図８（ｄ）は、図８（ｃ）に示した誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”をスイッチング周期の間ピークホールドしたピークホールド値を示している。
誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”のピーク値は、電流補正手段１０４内の図示しないピークホールド手段によりホールドされる。
電流検出手段１０３のサンプリング周期が、スイッチング指令のオフ時間に対し十分短い場合には、図８のような波形となるが、逆の関係が成り立つときは図８のようにはならない。
極端な例として、スイッチング周期において、スイッチング指令のオフ時間がサンプリング周期以上から０に変化した場合（すなわち、スイッチング指令がフルオンになった場合）の波形を図９に示す。
図９は、電流検出手段１０３が検出する環流ダイオード１０２を流れる電流値（実質的には誘導性負荷１００を流れる電流値）を電流補正手段１０４によって補正しない場合の動作を説明するための各部の波形を示す図である。
【００３７】
図９（ａ）は、スイッチング素子１０１へのオン／オフ指令であるスイッチング指令“duty”を示しており、スイッチング指令のオフ時間を０にした場合を示している。
すなわち、図９（ａ）は、スイッチング指令のオフパルスが途中からなくなり、スイッチング周期の全てでフルオン（完全オン）となる場合を示している。
なお、スイッチング指令のオン時間あるいはオフ時間は、発電機の出力要求に応じて変化させる。
また、図９（ｂ）は、実際に誘導性負荷１００に流れている誘導性負荷電流の実際値、図９（ｃ）は、電流検出手段１０３にて検出する環流ダイオード１０２を流れる電流の検出値を示している。
【００３８】
図９に示すように、スイッチング指令の“duty”が１００（すなわち、オフ時間が０）の際は、環流ダイオード１０２に電流が流れず、誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”が０となっている。そのため、スイッチング周期の間のピークホールド値も０となる。
しかし、誘導性負荷１００に流れる実際の誘導性負荷電流は、時定数によって上昇してくるため、時定数によって定まる一定の区間において、誘導負荷電流の不正な値（不正なピークホールド値）を取得してしまうことになる。
すなわち、図９（ｄ）に示したピークホールド値の波形は、図９（ｂ）に示した誘導性負荷電流の実際値とは異なる不正な波形となる。
この不正なピークホールド値の波形は、自制御装置だけではなく、シリアル通信などを使って他の制御装置に対してこの電流値を告知している構成においては、取得した不正な値を他の制御装置も認識するため、システム（例えば、エンジン制御システム）全体の信頼性低下を招くことになる。
【００３９】
本実施の形態では、このような問題点を克服するために、電流検出手段１０３によって検出された環流ダイオード１０２を流れる電流の検出値（実質的には誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”）を、電流補正手段１０４にて補正し、正確な誘導性負荷電流の電流値“Ｉact”の取得を目指す。
すなわち、補正後の電流値“Ｉact”は、前回のスイッチング周期にて取得した電流値“Ｉfb”、スイッチング周期“Ｔsw”［s］および時定数“λ”［A/s］から、下記の式（２）に基づいて算出する。
ここで時定数“λ”の単位は［A/s］としており、一般的な時定数［s］とは異なるので注意が必要である。
Ｉact  ＝  Ｉfb  ＋  （λ×Ｔsw）  ［A］  ・・・・    式（２）
ここで，時定数“λ”［A/s］は、あらかじめ設定した値でも良いし、オフ期間の間に逐次演算しても良い。
このように、式（２）に基づいて補正後の電流値“Ｉact”を演算すると、各部の波形は図１０の通りとなる。
【００４０】
図１０は、本実施の形態による電流補正手段１０４によって、電流検出手段１０３が検出する誘導性負荷電流“Ｉtemp”を補正した場合を示している。
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、前掲した図９（ａ）〜図９（ｃ）と同様の波形を示している。
すなわち、図１０（ａ）は、スイッチング素子１０１へのオン／オフ指令であるスイッチング指令“duty”、図１０（ｂ）は、実際に誘導性負荷１００に流れている誘導性負荷電流の実際値、図１０（ｃ）は、電流検出手段１０３によって検出する誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”を示している。
【００４１】
また、図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）に示した誘導性負荷電流の検出値“Ｉtemp”をスイッチング周期の間ピークホールドしたピークホールド値の波形を示しており、この図１０（ｄ）のピークホールド値の変化波形（階段状の変化波形）は、前掲の式（２）の演算が実行された結果“Ｉact”であり、図１０（ｂ）に示した「実際に誘導性負荷１００に流れている誘導性負荷電流の実際値」の変化波形に対応している。
なお、図１０（ｄ）の波線は、比較のために、図１０（ｂ）に示した「実際に誘導性負荷に流れている誘導性負荷電流（実際値）」の変化波形を転写させたものである。
本実施の形態における電流補正手段１０４は、図１０（ｄ）に示したピークホールド値の波形を用いて、電流検出手段１０３が検出する誘導性負荷電流“Ｉtemp”を補正する。すなわち、電流補正手段１０４は、ピークホールド値の変化波形を用い、スイッチング素子１０１をオン／オフさせるパルスのＤＵＴＹに応じて電流検出手段１０３が検出する誘導性負荷電流“Ｉtemp”の補正度合いを変更する。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態による誘導性負荷の電流検出装置は、誘導性負荷１００と、誘導性負荷１００と直列に接続され、オン／オフ動作により前記誘導性負荷を流れる電流を制御するスイッチング素子１０１と、誘導性負荷１００と並列に接続され、スイッチング素子のオフ時に誘導性負荷１００の電流を環流させる環流ダイオード１０２と、環流ダイオード１０２に流れる環流電流を所定のサンプリング周期でサンプリングして検出する電流検出手段１０３と、電流検出手段１０３にて検出した電流値に対して補正を行う電流補正手段１０４を備え、電流補正手段１０４は、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルスのＤＵＴＹに応じて補正度合いを変更する。
【００４３】
前述したように、本実施の形態では、電流検出手段１０３はスイッチング素子１０１がオフの期間に環流ダイオード１０２に環流する電流を検出する。従って、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１がオフの期間中のみ誘導性負荷１００に流れる電流を検出することになる。
すなわち、本実施の形態における電流検出手段１０３は、実施の形態１の場合とは異なり、スイッチング素子１０１がオフの期間中に環流ダイオード１０２に流れる電流を検出するように配置されているが、環流ダイオード１０２に流れる電流は、スイッチング素子１０１がオンの時に誘導性負荷１００に流れる電流と等価であり、誘導性負荷１００に流れる電流を検出することがでる。さらに、電流補正手段１０４は、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルスのＤＵＴＹに応じて補正度合いを変更する。
従って、実施の形態１の場合と同様に、スイッチング素子１０１をオン／オフ動作させるパルス１０１ａ（スイッチング指令）のＤＵＴＹが、オン時間の少ない極短パルス（例えば、サンプリングタイミングの間にオン時間が終わるような極短パルス）のようなＤＵＴＹであっても、正確な誘導性負荷電流値を検出することが可能である。
【００４４】
また、本実施の形態では、電流検出手段１０３は環流ダイオード１０２に通電している電流のみを検出しているので、スイッチング素子１０１側の電流を測定する必要が無く、安価で簡易な構成が可能である。
また、スイッチング素子１０１として、センスＦＥＴなどのセンシング機能付きの素子を採用可能である。
さらに、図６の構成においても、ＧＮＤ（接地）基準のデータ取得が可能であり、差動入力が不要である。
【００４５】
ところで、電流検出手段１０３は、前回のスイッチング周期に任意の電流が流れている状態において、急にスイッチング素子１０１へのスイッチング指令のＤＵＴＹをフルオンとした場合、スイッチング素子１０１はオン／オフ動作しないので、環流ダイオード１０２には電流は環流しない。
従って、今回のスイッチング周期においては、電流検出できず、電流検出手段１０３が検出する電流値はゼロとなる。
しかし、誘導性負荷１００に流れる電流は、時定数をもって増加しているので、実際に誘導性負荷１００に流れる電流はゼロではない。
この乖離を解消するために、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１へのオンＤＵＴＹ（オン時間）が所定の「第二の設定値」以上のときに補正を行って、より正確な電流値の取得（検出）を行う。
なお、電流検出手段１０３は、スイッチング素子１０１へのオフＤＵＴＹ（オフ時間）が所定の「第四の設定値」以下のときに補正を行ってもよい。
【００４６】
また、本実施の形態では、「第二の設定値」は、スイッチング素子１０１のスイッチング周期からオン時間を減算した値（すなわち、スイッチング素子１０１のオフ時間に相当する値）であって、電流検出手段１０３のサンプリング周期以下とする。
スイッチング素子１０１のオフ時間が、電流検出手段１０３のサンプリング周期以下の場合、電流補正手段１０４は、確実に電流値を取得することができない可能性があるが、第二の設定値を上記のように設定することにより、確実に補正が可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態では、電流補正手段１０４による補正は、スイッチング素子１０１のスイッチング周期ごとに行われ、電流補正手段１０４により補正された補正後の電流値は、前回のスイッチング周期にて算出した電流値にスイッチング周期に相当する誘導性負荷１００の時定数分を加算して算出する。
すなわち、電流補正手段１０４により補正された補正後の電流値は、前出の式（２）に基づいて算出する。
従って、補正後の電流値をリアルタイムで演算が可能なため，温度などの影響を受けにくい。
【００４８】
また、本実施の形態では、スイッチング素子１０１のオンＤＵＴＹが前記第二の設定値以下であるとき、誘導性負荷１００の前記時定数は、スイッチング素子１０１をオフしている期間にて算出する。
従って、時定数をリアルタイムで演算が可能なため，温度などの影響を受けにくい。
また、演算した時定数を記憶するための記憶装置が不要である。
【００４９】
なお、誘導性負荷１００の時定数は、予め設定している定数を使用してもよい。
この場合は、時定数を演算する必要が無いため、ソフトウェア負荷が少なく、回路規模を小さくすることができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では、電流検出手段１０４のサンプリング周期と、スイッチング素子１０１のスイッチング周期と、誘導性負荷１００の時定数の関係は、
サンプリング周期  ≦  スイッチング周期  ≦  時定数
である。この関係は、実施の形態１についても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、発電機の界磁コイル等の誘導性負荷に流れる電流値を正確に検出することが可能であり、車両用発電機の制御装置に好適な「誘導性負荷の電流検出装置」の実現に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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