特開 2023-86016 異常検出装置、バッテリ充電装置、及び異常検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023086016

(43)【公開日】2023-06-21

(54)【発明の名称】異常検出装置、バッテリ充電装置、及び異常検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/50 20200101AFI20230614BHJP

   G01R 31/52 20200101ALI20230614BHJP

   G01R 31/54 20200101ALI20230614BHJP

   H02P 9/00 20060101ALI20230614BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20230614BHJP

   H02J 7/14 20060101ALI20230614BHJP

【ＦＩ】

G01R31/50

G01R31/52

G01R31/54

H02P9/00 B

H02J7/00 Q

H02J7/14 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021200384

(22)【出願日】2021-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100160093

【弁理士】

【氏名又は名称】小室 敏雄

(72)【発明者】

【氏名】及川 崇

(72)【発明者】

【氏名】河村 安里

【テーマコード（参考）】

2G014

5G060

5G503

5H590

【Ｆターム（参考）】

2G014AB08

2G014AB29

5G060AA10

5G503AA07

5G503BA01

5G503BB01

5G503EA09

5G503GD03

5G503GD04

5G503GD06

5H590AB04

5H590CA07

5H590CA23

5H590CD01

5H590CE05

5H590FA08

5H590FC15

5H590FC17

5H590GA02

5H590GB05

5H590HA02

5H590JA02

5H590JA19

5H590JB04

5H590KK04

(57)【要約】

【課題】簡易な構成により３相交流信号の異常を検出する。
【解決手段】異常検出装置は、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する矩形波変換部と、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する干渉部と、前記干渉部が出力する各相の前記干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する平滑化部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する矩形波変換部と、
３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する干渉部と、
前記干渉部が出力する各相の前記干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する平滑化部と
を備えることを特徴とする異常検出装置。

【請求項2】

前記平滑化部が平滑化した各相の前記平滑化信号の電圧値に基づいて、前記３相交流信号の異常を検出する検出制御部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。

【請求項3】

前記検出制御部は、各相の前記平滑化信号の電圧値が、前記平滑化部の電源電圧の中間電圧である第１電圧範囲内である場合に、前記３相交流信号が正常であると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の異常検出装置。

【請求項4】

前記検出制御部は、各相の前記平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第１電圧範囲より高い第１閾値以上であり、残りの前記平滑化信号の電圧値のうちの１つが、前記第１電圧範囲より低い第２電圧範囲内である場合に、各相の前記交流信号のうちの１つが、天絡異常、又は地絡異常が発生していると判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の異常検出装置。

【請求項5】

前記検出制御部は、各相の前記平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第１電圧範囲より高い第２閾値以上であり、残りの２相の前記平滑化信号の電圧値がいずれも前記第１電圧範囲より低い第３電圧範囲内である場合に、各相の前記交流信号のうちの１つが断線している断線異常、又は、前記残りの２相が短絡している相間短絡異常が発生していると判定する
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の異常検出装置。

【請求項6】

前記矩形波変換部は、各相の前記交流信号を論理反転した各相の前記矩形波信号に変換し、
前記干渉部は、
前記３相のうちの第１相の矩形波信号の信号線と、接地線との間に接続され、第３相の矩形波信号の信号線が制御端子に接続され、前記第３相の矩形波信号に応じて導通状態が制御される第１のスイッチを有し、前記第３相の矩形波信号により干渉されたの第１相の干渉信号を出力する第１干渉部と、
前記３相のうちの第２相の矩形波信号の信号線と、接地線との間に接続され、前記第１相の矩形波信号の信号線が制御端子に接続され、前記第１相の矩形波信号に応じて導通状態が制御される第２のスイッチを有し、前記第１相の矩形波信号により干渉されたの第２相の干渉信号を出力する第２干渉部と、
前記第３相の矩形波信号の信号線と、接地線との間に接続され、前記第２相の矩形波信号の信号線が制御端子に接続され、前記第２相の矩形波信号に応じて導通状態が制御される第３のスイッチを有し、前記第２相の矩形波信号により干渉されたの第３相の干渉信号を出力する第３干渉部と
を備え、
前記平滑化部は、
前記第１相の干渉信号、前記第２相の干渉信号、及び前記第３相の干渉信号の各相の論理反転信号を積分して平滑化した各相の前記平滑化信号を生成する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の異常検出装置。

【請求項7】

前記矩形波変換部は、各相の前記交流信号を、前記矩形波変換部の入力耐圧以下の電圧にクランプするツェナーダイオードを有し、前記入力耐圧以下の電圧にクランプされた各相の前記交流信号を各相の前記矩形波信号に変換する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の異常検出装置。

【請求項8】

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の異常検出装置と、
回転子の回転に応じて、発電機が出力する前記３相交流信号の各信号線に接続されたスイッチ素子の導通により、前記３相交流信号を整流した直流電力を、充電電力としてバッテリに供給する整流部と、
前記整流部が出力する前記直流電力の電圧が、所定の電圧になるように、前記スイッチ素子の導通を制御する制御部と
を備え、
前記異常検出装置は、前記３相交流信号の異常を検出する
ことを特徴とするバッテリ充電装置。

【請求項9】

矩形波変換部が、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する矩形波変換ステップと、
干渉部が、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する干渉ステップと、
平滑化部が、前記干渉ステップによって出力された各相の前記干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する平滑化ステップと
を含むことを特徴とする異常検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異常検出装置、バッテリ充電装置、及び異常検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

３相交流信号の異常を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。また、別の従来の３相交流信号の異常検出技術として、例えば、３相交流信号の各相の信号を抵抗で分圧した電圧の波形を、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）により検出して異常を検出する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６２－１３１７２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、ＡＤＣにより３相交流信号の各相の信号を抵抗で分圧した電圧の波形を検出する上述のような従来技術では、３相交流信号の周期よりも十分に短いサンプリング周期で、電圧を検出する必要があった。そのため、上述した従来技術では、高速なサンプリングが可能なＡＤＣ、及び高速なサンプリングに対応したソフト設計が必要となるという課題があった。

【0005】

本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、簡易な構成により３相交流信号の異常を検出することができる異常検出装置、バッテリ充電装置、及び異常検出方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題を解決するために、本発明の一態様は、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する矩形波変換部と、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する干渉部と、前記干渉部が出力する各相の前記干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する平滑化部とを備えることを特徴とする異常検出装置である。

【0007】

また、本発明の一態様は、上記の異常検出装置において、前記平滑化部が平滑化した各相の前記平滑化信号の電圧値に基づいて、前記３相交流信号の異常を検出する検出制御部を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の一態様は、上記の異常検出装置において、前記検出制御部は、各相の前記平滑化信号の電圧値が、前記平滑化部の電源電圧の中間電圧である第１電圧範囲内である場合に、前記３相交流信号が正常であると判定することを特徴とする。

【0009】

また、本発明の一態様は、上記の異常検出装置において、前記検出制御部は、各相の前記平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第１電圧範囲より高い第１閾値以上であり、残りの前記平滑化信号の電圧値のうちの１つが、前記第１電圧範囲より低い第２電圧範囲内である場合に、各相の前記交流信号のうちの１つが、天絡異常、又は地絡異常が発生していると判定することを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一態様は、上記の異常検出装置において、前記検出制御部は、各相の前記平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第１電圧範囲より高い第２閾値以上であり、残りの２相の前記平滑化信号の電圧値がいずれも前記第１電圧範囲より低い第３電圧範囲内である場合に、各相の前記交流信号のうちの１つが断線している断線異常、又は、前記残りの２相が短絡している相間短絡異常が発生していると判定することを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一態様は、上記の異常検出装置において、前記矩形波変換部は、各相の前記交流信号を論理反転した各相の前記矩形波信号に変換し、前記干渉部は、前記３相のうちの第１相の矩形波信号の信号線と、接地線との間に接続され、第３相の矩形波信号の信号線が制御端子に接続され、前記第３相の矩形波信号に応じて導通状態が制御される第１のスイッチを有し、前記第３相の矩形波信号により干渉されたの第１相の干渉信号を出力する第１干渉部と、前記３相のうちの第２相の矩形波信号の信号線と、接地線との間に接続され、前記第１相の矩形波信号の信号線が制御端子に接続され、前記第１相の矩形波信号に応じて導通状態が制御される第２のスイッチを有し、前記第１相の矩形波信号により干渉されたの第２相の干渉信号を出力する第２干渉部と、前記第３相の矩形波信号の信号線と、接地線との間に接続され、前記第２相の矩形波信号の信号線が制御端子に接続され、前記第２相の矩形波信号に応じて導通状態が制御される第３のスイッチを有し、前記第２相の矩形波信号により干渉されたの第３相の干渉信号を出力する第３干渉部とを備え、前記平滑化部は、前記第１相の干渉信号、前記第２相の干渉信号、及び前記第３相の干渉信号の各相の論理反転信号を積分して平滑化した各相の前記平滑化信号を生成することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の一態様は、上記の異常検出装置において、前記矩形波変換部は、各相の前記交流信号を、前記矩形波変換部の入力耐圧以下の電圧にクランプするツェナーダイオードを有し、前記入力耐圧以下の電圧にクランプされた各相の前記交流信号を各相の前記矩形波信号に変換することを特徴とする。

【0013】

また、本発明の一態様は、上記に記載の異常検出装置と、回転子の回転に応じて、発電機が出力する前記３相交流信号の各信号線に接続されたスイッチ素子の導通により、前記３相交流信号を整流した直流電力を、充電電力としてバッテリに供給する整流部と、前記整流部が出力する前記直流電力の電圧が、所定の電圧になるように、前記スイッチ素子の導通を制御する制御部とを備え、前記異常検出装置は、前記３相交流信号の異常を検出することを特徴とするバッテリ充電装置である。

【0014】

また、本発明の一態様は、矩形波変換部が、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する矩形波変換ステップと、干渉部が、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する干渉ステップと、平滑化部が、前記干渉ステップによって出力された各相の前記干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する平滑化ステップとを含むことを特徴とする異常検出方法である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、矩形波変換部が、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換し、干渉部が、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する。また、平滑化部が、各相の前記干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する。これにより、異常検出装置は、平滑化した各相の平滑化信号の電圧を検出することで、３相交流信号の異常を検出することができる。よって、異常検出装置は、高速なサンプリングが可能なＡＤＣ、及び高速なサンプリングに対応したソフト設計を必要とせずに、簡易な構成により３相交流信号の異常を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態によるバッテリ充電装置及び異常検出装置の一例を示すブロック図である。

【図2】本実施形態による異常検出装置の正常時の動作一例を示すタイミングチャートである。

【図3】本実施形態による異常検出装置の天絡状態の動作一例を示すタイミングチャートである。

【図4】本実施形態による異常検出装置の地絡状態の動作一例を示すタイミングチャートである。

【図5】本実施形態による異常検出装置の相関短絡状態の動作一例を示すタイミングチャートである。

【図6】本実施形態による異常検出装置の異常判定処理の動作一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態による異常検出装置、バッテリ充電装置、及び異常検出方法について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態によるバッテリ充電装置１００及び異常検出装置１の一例を示すブロック図である。

【0018】

図１に示すように、バッテリ充電装置１００は、発電機２と、整流部１０と、Ｕ相ドライバ１３と、Ｖ相ドライバ１４と、Ｗ相ドライバ１５と、矩形波変換部２０と、干渉部３０と、平滑化部４０と、制御部５０と、バッテリ３とを備える。
バッテリ充電装置１００は、例えば、自動二輪車などの車両に搭載され、発電機２で発電した交流電力を整流して、バッテリ３に充電する装置である。また、バッテリ充電装置１００には、不図示の負荷部が接続され、発電機２が発電した電力、又はバッテリ３の出力電力を負荷部に供給する。

【0019】

発電機２は、例えば、３相交流発電機であり、回転子（不図示）の回転に応じて発電し、発電した電力に応じた３相の交流電力（３相の交流信号）を出力する。ここで、回転子は、例えば、自動二輪車の内燃機関（エンジン）の回転軸に接続されたクランクシャフトなどである。また、ここでの３相の交流信号（３相交流信号）は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の交流信号である。

【0020】

ここで、発電機２が発電したＵ相の交流信号の信号線は、ノードＮ１に接続され、発電機２が発電したＶ相の交流信号の信号線は、ノードＮ２に接続される。また、発電機２が発電したＷ相の交流信号の信号線は、ノードＮ３に接続される。

【0021】

バッテリ３は、例えば、鉛蓄電池であり、整流部１０の出力電圧Ｖｏｕｔを出力する信号線Ｌ１と、ＧＮＤ線Ｌ２（接地線）との間に接続されている。バッテリ３の＋（プラス）電極（正極）が出力電圧Ｖｏｕｔの信号線Ｌ１に接続され、－（マイナス）電極（負極）がＧＮＤ線Ｌ２に接続されている。バッテリ３は、信号線Ｌ１を介して供給された発電機２の発電電力により充電されるとともに、充電した電力を、信号線Ｌ１を介して、負荷部（不図示）に供給する。

【0022】

整流部１０は、発電機２が出力する３相交流信号のそれぞれの信号線に接続されたサイリスタ（１１、１２）の導通により、３相の交流電力を整流した直流電力を出力する。整流部１０は、上側のサイリスタ１１（１１－１～１１－３）と、下側のサイリスタ１２（１２－１～１２－３）とを備える。サイリスタ１１及びサイリスタ１２は、スイッチ素子の一例である。

【0023】

なお、本実施形態において、サイリスタ１１－１、サイリスタ１１－２、及びサイリスタ１１－３のそれぞれは、上側のサイリスタ（上側のスイッチ素子）を示し、整流部１０が備える任意の上側のサイリスタを示す場合、又は特に区別しない場合に、サイリスタ１１と表記する。

【0024】

また、サイリスタ１２－１、サイリスタ１２－２、及びサイリスタ１２－３のそれぞれは、下側のサイリスタ（上側のスイッチ素子）を示し、整流部１０が備える任意の下側のサイリスタを示す場合、又は特に区別しない場合に、サイリスタ１２と表記する。

【0025】

サイリスタ１１－１は、Ｕ相用の上側のスイッチ素子であり、アノード端子がノードＮ１に接続され、カソード端子が信号線Ｌ１に接続され、制御端子（ゲート端子）がＵ相ドライバ１３の上側制御信号の信号線に接続されている。

【0026】

また、サイリスタ１１－２は、Ｖ相用の上側のスイッチ素子であり、アノード端子がノードＮ２に接続され、カソード端子が信号線Ｌ１に接続され、制御端子がＶ相ドライバ１４の上側制御信号の信号線に接続されている。

【0027】

また、サイリスタ１１－３は、Ｗ相用の上側のスイッチ素子であり、アノード端子がノードＮ３に接続され、カソード端子が信号線Ｌ１に接続され、制御端子がＷ相ドライバ１５の上側制御信号の信号線に接続されている。

【0028】

また、サイリスタ１２－１は、Ｕ相用の下側のスイッチ素子であり、アノード端子がＧＮＤ線Ｌ２に接続され、カソード端子がノードＮ１に接続され、制御端子がＵ相ドライバ１３の下側制御信号の信号線に接続されている。

【0029】

また、サイリスタ１２－２は、Ｖ相用の下側のスイッチ素子であり、アノード端子がＧＮＤ線Ｌ２に接続され、カソード端子がノードＮ２に接続され、制御端子がＶ相ドライバ１４の下側制御信号の信号線に接続されている。

【0030】

また、サイリスタ１２－３は、Ｗ相用の下側のスイッチ素子であり、アノード端子がＧＮＤ線Ｌ２に接続され、カソード端子がノードＮ３に接続され、制御端子がＷ相ドライバ１５の下側制御信号の信号線に接続されている。

【0031】

Ｕ相ドライバ１３は、サイリスタ１１－１及びサイリスタ１２－１の制御信号せ生成するドライバである。Ｕ相ドライバ１３は、後述する制御部５０から出力されるＯＦＦ信号（停止信号）に基づいて、サイリスタ１１－１の制御信号及びサイリスタ１２－１の制御信号を生成する。

【0032】

Ｖ相ドライバ１４は、サイリスタ１１－２及びサイリスタ１２－２の制御信号せ生成するドライバである。Ｖ相ドライバ１４は、後述する制御部５０から出力されるＯＦＦ信号に基づいて、サイリスタ１１－２の制御信号及びサイリスタ１２－２の制御信号を生成する。

【0033】

Ｗ相ドライバ１５は、サイリスタ１１－３及びサイリスタ１２－３の制御信号せ生成するドライバである。Ｗ相ドライバ１５は、後述する制御部５０から出力されるＯＦＦ信号に基づいて、サイリスタ１１－３の制御信号及びサイリスタ１２－３の制御信号を生成する。

【0034】

制御部５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含むプロセッサなどであり、バッテリ充電装置１００を制御する。制御部５０は、整流部１０が出力する直流電力の電圧（出力電圧Ｖｏｕｔ）が、所定の電圧以上（閾値電圧以上）になった場合に、サイリスタ（１１、１２）の導通を停止するＯＦＦ信号（停止信号）を出力する。ここで、ＯＦＦ信号（停止信号）とは、出力信号をＨ状態（ハイ論理状態）にした状態を示す。また、所定の電圧（閾値電圧以上）は、例えば、バッテリ３が過充電にならない電圧値である。

【0035】

制御部５０は、出力電圧Ｖｏｕｔが、所定の電圧未満になるように、整流部１０のサイリスタ（１１、１２）の導通を制御する。ここで、ＯＦＦ信号の信号線が、Ｌ状態（ロウ論理状態）の場合に、サイリスタ（１１、１２）をオン状態（導通状態）に制御し、Ｈ状態（ＯＦＦ信号の出力状態）の場合に、サイリスタ（１１、１２）を停止状態に制御する。制御部５０は、例えば、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧未満（閾値電圧未満）である場合に、ＯＦＦ信号の信号線をＬ状態にし、出力電圧Ｖｏｕｔが所定の電圧以上である場合に、ＯＦＦ信号の信号線をＨ状態にして、ＯＦＦ信号を出力する。

【0036】

また、制御部５０は、ＡＤＣ部５１と、検出制御部５２とを備える。ＡＤＣ部５１及び検出制御部５２は、異常検出装置１の一部であり、詳細を後述する。

【0037】

異常検出装置１は、３相交流信号の異常を検出する装置であり、本実施形態では、発電機２が出力する３相交流信号の異常を検出する。
異常検出装置１は、矩形波変換部２０と、干渉部３０と、平滑化部４０と、ＡＤＣ部５１と、検出制御部５２とを備える。

【0038】

矩形波変換部２０は、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する。矩形波変換部２０は、Ｕ相交流信号を２値化したＵ相矩形波信号を生成するとともに、Ｖ相交流信号を２値化したＶ相矩形波信号を生成する。また、矩形波変換部２０は、Ｗ相交流信号を２値化したＷ相矩形波信号を生成する。また、矩形波変換部２０は、各相の交流信号を論理反転した各相の矩形波信号（Ｕ相矩形波信号、Ｖ相矩形波信号、及びＷ相矩形波信号）に変換する。
また、矩形波変換部２０は、抵抗２１（２１－１～２１－３）と、ツェナーダイオード２２（２２－１～２２－３）と、インバータ回路２３（２３－１～２３－３）とを備える。

【0039】

なお、本実施形態において、抵抗２１－１～２１－３のそれぞれは、同一の構成であり、矩形波変換部２０が備える任意の抵抗を示す場合、又は特に区別しない場合に、抵抗２１として説明する。

【0040】

また、本実施形態において、ツェナーダイオード２２－１～２２－３のそれぞれは、同一の構成であり、矩形波変換部２０が備える任意のツェナーダイオードを示す場合、又は特に区別しない場合に、ツェナーダイオード２２として説明する。

【0041】

また、本実施形態において、インバータ回路２３－１～２３－３のそれぞれは、同一の構成であり、矩形波変換部２０が備える任意のインバータ回路を示す場合、又は特に区別しない場合に、インバータ回路２３として説明する。

【0042】

抵抗２１－１は、Ｕ相交流信号の信号線（ノードＮ１）と、ノードＮ４との間に接続される。
ツェナーダイオード２２－１は、アノード端子がＧＮＤ端子（接地線）に接続され、カソード端子がノードＮ４に接続されている。ツェナーダイオード２２－１は、インバータ回路２３－１の入力耐圧を超える電圧が供給された場合に導通し、Ｕ相交流信号を、インバータ回路２３－１の入力耐圧以下の電圧に制限する。

【0043】

インバータ回路２３－１は、反転出力回路であり、入力端子がノードＮ４に接続され、出力端子がノードＮ５に接続されている。インバータ回路２３－１は、Ｕ相交流信号を２値化してＵ相矩形波信号に変換する。すなわち、インバータ回路２３－１は、Ｕ相交流信号を論理反転した矩形波信号を、Ｕ相矩形波信号として出力する。

【0044】

抵抗２１－２は、Ｖ相交流信号の信号線（ノードＮ２）と、ノードＮ８との間に接続される。
ツェナーダイオード２２－２は、アノード端子がＧＮＤ端子（接地線）に接続され、カソード端子がノードＮ９に接続されている。ツェナーダイオード２２－２は、インバータ回路２３－２の入力耐圧を超える電圧が供給された場合に導通し、Ｖ相交流信号を、インバータ回路２３－２の入力耐圧以下の電圧に制限する。

【0045】

インバータ回路２３－２は、反転出力回路であり、入力端子がノードＮ９に接続され、出力端子がノードＮ１０に接続されている。インバータ回路２３－２は、Ｖ相交流信号を２値化してＶ相矩形波信号に変換する。すなわち、インバータ回路２３－２は、Ｖ相交流信号を論理反転した矩形波信号を、Ｖ相矩形波信号として出力する。

【0046】

抵抗２１－３は、Ｗ相交流信号の信号線（ノードＮ３）と、ノードＮ１２との間に接続される。
ツェナーダイオード２２－３は、アノード端子がＧＮＤ端子（接地線）に接続され、カソード端子がノードＮ１３に接続されている。ツェナーダイオード２２－３は、インバータ回路２３－３の入力耐圧を超える電圧が供給された場合に導通し、Ｗ相交流信号を、インバータ回路２３－３の入力耐圧以下の電圧に制限する。

【0047】

インバータ回路２３－３は、反転出力回路であり、入力端子がノードＮ１３に接続され、出力端子がノードＮ１４に接続されている。インバータ回路２３－３は、Ｗ相交流信号を２値化してＷ相矩形波信号に変換する。すなわち、インバータ回路２３－３は、Ｗ相交流信号を論理反転した矩形波信号を、Ｗ相矩形波信号として出力する。

【0048】

このように、矩形波変換部２０は、各相の交流信号を、矩形波変換部２０の入力耐圧以下の電圧にクランプ（制限）するツェナーダイオード２２を有し、入力耐圧以下の電圧にクランプされた各相の交流信号を各相の矩形波信号に変換する。

【0049】

干渉部３０は、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する。干渉部３０は、例えば、Ｕ相矩形波信号に、Ｗ相矩形波信号を干渉させたＵ相干渉信号を生成するとともに、Ｖ相矩形波信号に、Ｕ相矩形波信号を干渉させたＶ相干渉信号を生成する。また、干渉部３０は、例えば、Ｗ相矩形波信号に、Ｖ相矩形波信号を干渉させたＷ相干渉信号を生成する。
干渉部３０は、抵抗３１（３１－１～３１－３）と、スイッチ部３２（３２－１～３２－３）とを備える。

【0050】

なお、本実施形態において、抵抗３１－１～３１－３のそれぞれは、同一の構成であり、干渉部３０が入力部分に備える任意の抵抗を示す場合、又は特に区別しない場合に、抵抗２１として説明する。

【0051】

また、本実施形態において、スイッチ部３２－１～スイッチ部３２－３のそれぞれは、同一の構成であり、干渉部３０が備える任意のスイッチ部を示す場合、又は特に区別しない場合に、スイッチ部３２として説明する。

【0052】

抵抗３１－１は、Ｕ相矩形波信号の信号線（ノードＮ５）と、ノードＮ６との間に接続される。
スイッチ部３２－１（第１のスイッチの一例）は、例えば、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、コレクタ端子がノードＮ６に接続され、ベース端子が抵抗を介して、Ｗ相矩形波信号の信号線（ノードＮ１３）に接続され、コレクタ端子がＧＮＤ端子（接地線）に接続されている。また、ベース端子とコレクタ端子とが抵抗（プルダウン抵抗）を介して接続されている。

【0053】

スイッチ部３２－１は、Ｕ相矩形波信号（第１相の矩形波信号）の信号線（ノードＮ６）と、ＧＮＤ端子（接地線）との間に接続され、Ｗ相矩形波信号（第３相の矩形波信号）の信号線（ノードＮ１３）が制御端子（ベース端子）に接続され、Ｗ相矩形波信号に応じて導通状態が制御される。

【0054】

なお、本実施形態において、抵抗３１－１とスイッチ部３２－１とは、第１干渉部に対応する。第１干渉部は、スイッチ部３２－１（第１のスイッチ）を有し、Ｗ相矩形波信号により干渉されたのＵ相干渉信号（第１相の干渉信号）を出力する。

【0055】

抵抗３１－２は、Ｖ相矩形波信号の信号線（ノードＮ９）と、ノードＮ１０との間に接続される。
スイッチ部３２－２（第２のスイッチの一例）は、例えば、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、コレクタ端子がノードＮ１０に接続され、ベース端子が抵抗を介して、Ｕ相矩形波信号の信号線（ノードＮ５）に接続され、コレクタ端子がＧＮＤ端子（接地線）に接続されている。また、ベース端子とコレクタ端子とが抵抗（プルダウン抵抗）を介して接続されている。

【0056】

スイッチ部３２－２は、Ｖ相矩形波信号（第２相の矩形波信号）の信号線（ノードＮ１０）と、ＧＮＤ端子（接地線）との間に接続され、Ｕ相矩形波信号（第１相の矩形波信号）の信号線（ノードＮ６）が制御端子（ベース端子）に接続され、Ｕ相矩形波信号に応じて導通状態が制御される。

【0057】

なお、本実施形態において、抵抗３１－２とスイッチ部３２－２とは、第２干渉部に対応する。第２干渉部は、スイッチ部３２－２（第２のスイッチ）を有し、Ｕ相矩形波信号により干渉されたのＶ相干渉信号（第２相の干渉信号）を出力する。

【0058】

抵抗３１－３は、Ｗ相矩形波信号の信号線（ノードＮ１３）と、ノードＮ１４との間に接続される。
スイッチ部３２－３（第３のスイッチの一例）は、例えば、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、コレクタ端子がノードＮ１４に接続され、ベース端子が抵抗を介して、Ｖ相矩形波信号の信号線（ノードＮ９）に接続され、コレクタ端子がＧＮＤ端子（接地線）に接続されている。また、ベース端子とコレクタ端子とが抵抗（プルダウン抵抗）を介して接続されている。

【0059】

スイッチ部３２－３は、Ｗ相矩形波信号（第３相の矩形波信号）の信号線（ノードＮ１４）と、ＧＮＤ端子（接地線）との間に接続され、Ｖ相矩形波信号（第２相の矩形波信号）の信号線（ノードＮ９）が制御端子（ベース端子）に接続され、Ｖ相矩形波信号に応じて導通状態が制御される。

【0060】

なお、本実施形態において、抵抗３１－３とスイッチ部３２－３とは、第３干渉部に対応する。第３干渉部は、スイッチ部３２－３（第３のスイッチ）を有し、Ｖ相矩形波信号により干渉されたのＷ相干渉信号（第３相の干渉信号）を出力する。

【0061】

平滑化部４０は、干渉部３０が出力する各相の干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する。平滑化部４０は、例えば、Ｕ相干渉信号を積分して平滑化したＵ相平滑化信号を生成するとともに、Ｖ相干渉信号を積分して平滑化したＶ相平滑化信号を生成する。また、平滑化部４０は、例えば、Ｗ相干渉信号を積分して平滑化したＷ相平滑化信号を生成する。
平滑化部４０は、インバータ回路４１（４１－１～４１－３）と、抵抗４２（４２－１～４２－３）と、コンデンサ４３（４３－１～４３－３）とを備える。

【0062】

なお、本実施形態において、インバータ回路４１－１～４１－３のそれぞれは、同一の構成であり、平滑化部４０が備える任意のインバータ回路を示す場合、又は特に区別しない場合に、インバータ回路４１として説明する。

【0063】

また、本実施形態において、抵抗４２－１～４２－３のそれぞれは、同一の構成であり、平滑化部４０が備える任意の抵抗を示す場合、又は特に区別しない場合に、抵抗４２として説明する。

【0064】

また、本実施形態においてコンデンサ４３－１～４３－３のそれぞれは、同一の構成であり、平滑化部４０が備える任意のコンデンサを示す場合、又は特に区別しない場合に、コンデンサ４３として説明する。

【0065】

インバータ回路４１－１は、例えば、反転出力回路であり、入力端子がノードＮ６に接続され、出力端子が抵抗４２－１を介して、ノードＮ７に接続されている。インバータ回路４１－１は、Ｕ相干渉信号を論理反転した矩形波信号を出力する。

【0066】

抵抗４２－１は、インバータ回路４１－１の出力端子と、ノードＮ７との間に接続され、ＲＣ積分回路の一部として機能する。
コンデンサ４３－１は、ノードＮ７とＧＮＤ端子（接地線）との間に接続され、ＲＣ積分回路の一部として機能する。
なお、抵抗４２－１及びコンデンサ４３－１は、ＲＣ積分回路を構成し、インバータ回路４１－１の出力を積分して平滑化して、ノードＮ７にＵ相平滑化信号を出力する。

【0067】

インバータ回路４１－２は、例えば、反転出力回路であり、入力端子がノードＮ１０に接続され、出力端子が抵抗４２－２を介して、ノードＮ１１に接続されている。インバータ回路４１－２は、Ｖ相干渉信号を論理反転した矩形波信号を出力する。

【0068】

抵抗４２－２は、インバータ回路４１－２の出力端子と、ノードＮ１１との間に接続され、ＲＣ積分回路の一部として機能する。
コンデンサ４３－２は、ノードＮ１１とＧＮＤ端子（接地線）との間に接続され、ＲＣ積分回路の一部として機能する。
なお、抵抗４２－２及びコンデンサ４３－２は、ＲＣ積分回路を構成し、インバータ回路４１－２の出力を積分して平滑化して、ノードＮ１１にＶ相平滑化信号を出力する。

【0069】

インバータ回路４１－３は、例えば、反転出力回路であり、入力端子がノードＮ１４に接続され、出力端子が抵抗４２－３を介して、ノードＮ１５に接続されている。インバータ回路４１－３は、Ｗ相干渉信号を論理反転した矩形波信号を出力する。

【0070】

抵抗４２－３は、インバータ回路４１－３の出力端子と、ノードＮ１５との間に接続され、ＲＣ積分回路の一部として機能する。
コンデンサ４３－３は、ノードＮ１５とＧＮＤ端子（接地線）との間に接続され、ＲＣ積分回路の一部として機能する。
なお、抵抗４２－３及びコンデンサ４３－３は、ＲＣ積分回路を構成し、インバータ回路４１－３の出力を積分して平滑化して、ノードＮ１５にＷ相平滑化信号を出力する。

【0071】

このように、平滑化部４０は、Ｕ相干渉信号（第１相の干渉信号）、Ｖ相干渉信号（第２相の干渉信号）、及びＷ相干渉信号（第３相の干渉信号）の各相の論理反転信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する。

【0072】

ＡＤＣ部５１は、各相の平滑化信号の電圧を検出して、各電圧のデジタル値に変換する。ＡＤＣ部５１は、例えば、Ｕ相平滑化信号の電圧（ノードＮ７の電圧）を検出して、Ｕ相平滑化信号の電圧値を取得する。また、ＡＤＣ部５１は、例えば、Ｖ相平滑化信号の電圧（ノードＮ１１の電圧）を検出して、Ｖ相平滑化信号の電圧値を取得する。また、ＡＤＣ部５１は、例えば、Ｗ相平滑化信号の電圧（ノードＮ１５の電圧）を検出して、Ｗ相平滑化信号の電圧値を取得する。

【0073】

検出制御部５２は、平滑化部４０が平滑化した各相の平滑化信号の電圧値に基づいて、３相交流信号の異常を検出する。検出制御部５２は、各相の平滑化信号の電圧値が、平滑化部４０の電源電圧ＶＤＤの中間電圧である第１電圧範囲内である場合に、３相交流信号が正常であると判定する。ここで、正常時の各相の平滑化信号の電圧値の理論値は、（２／３ＶＤＤ）であり、第１電圧範囲は、例えば、（２／３ＶＤＤ±１０％）である。検出制御部５２は、ＡＤＣ部５１から取得した各相の平滑化信号の電圧値が全て、第１電圧範囲（例えば、２／３ＶＤＤ±１０％）内である場合に、３相交流信号が正常であると判定する。

【0074】

また、検出制御部５２は、各相の平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第１電圧範囲（２／３ＶＤＤ±１０％）内より高い第１閾値以上であり、残りの平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第１電圧範囲より低い第２電圧範囲内である場合に、各相の交流信号のうちの１つが、天絡異常、又は地絡異常が発生していると判定する。ここで、第１閾値は、例えば、（ＶＤＤ－１０％）であり、第２電圧範囲は、例えば、（１／２ＶＤＤ±１０％）である。また、天絡とは、例えば、電源電圧ＶＤＤの信号線と短絡していることを示し、地絡とは、例えば、ＧＮＤ線（接地線）と短絡していることを示す。

【0075】

検出制御部５２は、ＡＤＣ部５１から取得した各相の平滑化信号の電圧値のうちの１相の電圧値が、第１閾値（例えば、ＶＤＤ－１０％）以上であり、残りの平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第２電圧範囲（例えば、１／２ＶＤＤ±１０％）内である場合に、各相の交流信号のうちの１つが、天絡異常、又は地絡異常が発生していると判定する。

【0076】

また、検出制御部５２は、各相の平滑化信号の電圧値のうちの１つが、第１電圧範囲（２／３ＶＤＤ±１０％）内より高い第２閾値以上であり、残りの２相の平滑化信号の電圧値がいずれも第１電圧範囲より低い第３電圧範囲内である場合に、各相の交流信号のうちの１つが断線している断線異常、又は、残りの２相が短絡している相間短絡異常が発生していると判定する。

【0077】

ここで、第２閾値は、例えば、（ＶＤＤ－１０％）であり、第３電圧範囲は、例えば、（１／２ＶＤＤ±１０％）である。なお、本実施形態では、第２閾値が、第１閾値と等しく設定される例を説明したが、第２閾値と第１閾値とは、異なった値が設定されてもよい。また、本実施形態では、第３電圧範囲が第２電圧範囲と等しく設定される例を説明したが、第３電圧範囲と第２電圧範囲とは、異なった範囲が設定されてもよい。

【0078】

検出制御部５２は、ＡＤＣ部５１から取得した各相の平滑化信号の電圧値の１相の電圧値が、第２閾値（例えば、ＶＤＤ－１０％）以上であり、残りの２相の平滑化信号の電圧値がいずれも第３電圧範囲（例えば、１／２ＶＤＤ±１０％）内である場合に、各相の交流信号のうちの１つが断線している断線異常、又は、残りの２相が短絡している相間短絡異常が発生していると判定する。

【0079】

次に、図面を参照して、本実施形態による異常検出装置１の動作について説明する。
ここでは、まず、図２を参照して、本実施形態による異常検出装置１の正常時の平滑化信号について説明する。

【0080】

図２は、本実施形態による異常検出装置１の正常時の動作一例を示すタイミングチャートである。
図２において、波形Ｗ１～波形Ｗ３は、３相交流信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相交流信号（ノードＮ１の電圧）、Ｖ相交流信号（ノードＮ２の電圧）、Ｗ相交流信号（ノードＮ２の電圧）を示している。また、波形Ｗ４～波形Ｗ６は、矩形波変換部２０の出力である各相の矩形波信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相矩形波信号（ノードＮ５の電圧）、Ｖ相矩形波信号（ノードＮ９の電圧）、Ｗ相矩形波信号（ノードＮ１３の電圧）を示している。

【0081】

また、波形Ｗ７～波形Ｗ９は、干渉部３０の出力である各相の干渉信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相干渉信号（ノードＮ６の電圧）、Ｖ相干渉信号（ノードＮ１０の電圧）、Ｗ相干渉信号（ノードＮ１４の電圧）を示している。また、波形Ｗ１０～波形Ｗ１２は、インバータ回路４１の出力である各相の反転信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相反転信号、Ｖ相反転信号、Ｗ相反転信号を示している。

【0082】

また、波形Ｗ１３～波形Ｗ１５は、平滑化部４０の出力である各相の平滑化信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相平滑化信号（ノードＮ７の電圧）、Ｖ相平滑化信号（ノードＮ１１の電圧）、Ｗ相平滑化信号（ノードＮ１５の電圧）を示している。
なお、各グラフの縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。

【0083】

図２の波形Ｗ１～波形Ｗ３に示すように、３相交流信号（Ｕ相交流信号（ノードＮ１の電圧）、Ｖ相交流信号（ノードＮ２の電圧）、Ｗ相交流信号（ノードＮ２の電圧））は、１２０度ずつ位相のズレた正弦波信号である。

【0084】

まず、矩形波変換部２０は、Ｕ相交流信号（波形Ｗ１）に基づいて、時刻Ｔ２及び時刻Ｔ８において立下り、時刻Ｔ５において立上るＵ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ４）。また、矩形波変換部２０は、Ｖ相交流信号（波形Ｗ２）に基づいて、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ７において立上り、時刻Ｔ４及び時刻Ｔ１０において立下るＶ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ５）。また、矩形波変換部２０は、Ｗ相交流信号（波形Ｗ３）に基づいて、時刻Ｔ３及び時刻Ｔ９において立上り、時刻Ｔ６において立下るＷ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ６）。

【0085】

なお、３相交流信号（Ｕ相交流信号（ノードＮ１の電圧）、Ｖ相交流信号（ノードＮ２の電圧）、Ｗ相交流信号（ノードＮ２の電圧））は、波形Ｗ１～波形Ｗ３に示すように、Ｈ状態の期間とＬ状態の期間とがほぼ（１：１）（デューティ比５０％）の矩形波信号である。

【0086】

次に、干渉部３０は、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ４）のＨ状態の期間のうち、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ６）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＵ相干渉信号を生成する（波形Ｗ７）。例えば、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の期間において、Ｗ相矩形波信号がＨ状態であるため、干渉部３０は、この時刻Ｔ５から時刻Ｔ６の期間、Ｕ相矩形波信号のＨ状態をＬ状態に変換して、Ｕ相干渉信号を生成する。

【0087】

また、干渉部３０は、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ５）のＨ状態の期間のうち、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ４）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＶ相干渉信号を生成する（波形Ｗ８）。例えば、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の期間、及び時刻Ｔ７から時刻Ｔ８の期間において、Ｕ相矩形波信号がＨ状態であるため、干渉部３０は、この期間、Ｖ相矩形波信号のＨ状態をＬ状態に変換して、Ｖ相干渉信号を生成する。

【0088】

また、干渉部３０は、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ６）のＨ状態の期間のうち、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ５）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＷ相干渉信号を生成する（波形Ｗ９）。例えば、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の期間、及び時刻Ｔ９から時刻Ｔ１０の期間において、Ｖ相矩形波信号がＨ状態であるため、干渉部３０は、この期間、Ｗ相矩形波信号のＨ状態をＬ状態に変換して、Ｗ相干渉信号を生成する。

【0089】

次に、平滑化部４０のインバータ回路４１（４１－１～４１－３）が、Ｕ相干渉信号、Ｖ相干渉信号、及びＷ相干渉信号のそれぞれを論理反転して、波形Ｗ１０～波形Ｗ１２に示すような反転信号（Ｕ相判定信号、Ｖ相反転信号、及びＷ相反転信号）を生成する。
ここで、Ｕ相判定信号（波形Ｗ１０）、Ｖ相反転信号（波形Ｗ１１）、及びＷ相反転信号（波形Ｗ１２）は、Ｈ状態の期間とＬ状態の期間とがほぼ（２：１）（デューティ比約６６％）の矩形波である。

【0090】

次に、平滑化部４０は、Ｕ相判定信号（波形Ｗ１０）、Ｖ相反転信号（波形Ｗ１１）、及びＷ相反転信号（波形Ｗ１２）を積分して平滑化した信号（Ｕ相平滑化信号、Ｖ相平滑化信号、及びＷ相平滑化信号）を出力する。平滑化部４０は、波形Ｗ１３に示すように、（２／３ＶＤＤ）付近の電圧のＵ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ１４に示すように、（２／３ＶＤＤ）付近の電圧のＶ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ１５に示すように、（２／３ＶＤＤ）付近の電圧のＷ相平滑化信号を出力する。

【0091】

このように、３相交流信号が正常である場合、平滑化部４０は、各相の平滑化信号全てに、ほぼ（２／３ＶＤＤ）の電圧の平滑化信号を出力する。
この場合、検出制御部５２は、（２／３ＶＤＤ±１０％）の電圧範囲ＶＲ１を第１電圧範囲として、Ｕ相判定信号、Ｖ相反転信号、及びＷ相反転信号が全て、電圧範囲ＶＲ１内である場合に、３相交流信号が正常であると判定する。

【0092】

次に、図３を参照して、本実施形態による異常検出装置１の天絡状態の平滑化信号について説明する。
図３は、本実施形態による異常検出装置１の天絡状態の動作一例を示すタイミングチャートである。

【0093】

図３において、波形Ｗ２１～波形Ｗ２３は、Ｖ相交流信号が天絡した３相交流信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相交流信号（ノードＮ１の電圧）、Ｖ相交流信号（ノードＮ２の電圧）、Ｗ相交流信号（ノードＮ２の電圧）を示している。また、波形Ｗ２４～波形Ｗ２６は、矩形波変換部２０の出力である各相の矩形波信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相矩形波信号（ノードＮ５の電圧）、Ｖ相矩形波信号（ノードＮ９の電圧）、Ｗ相矩形波信号（ノードＮ１３の電圧）を示している。

【0094】

また、波形Ｗ２７～波形Ｗ２９は、干渉部３０の出力である各相の干渉信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相干渉信号（ノードＮ６の電圧）、Ｖ相干渉信号（ノードＮ１０の電圧）、Ｗ相干渉信号（ノードＮ１４の電圧）を示している。また、波形Ｗ３０～波形Ｗ３２は、インバータ回路４１の出力である各相の反転信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相反転信号、Ｖ相反転信号、Ｗ相反転信号を示している。

【0095】

また、波形Ｗ３３～波形Ｗ３５は、平滑化部４０の出力である各相の平滑化信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相平滑化信号（ノードＮ７の電圧）、Ｖ相平滑化信号（ノードＮ１１の電圧）、Ｗ相平滑化信号（ノードＮ１５の電圧）を示している。
なお、各グラフの縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。

【0096】

図３の波形Ｗ２２に示すように、Ｖ相交流信号は、天絡している状態で、所定の電圧に固定されている。波形Ｗ２１及び波形Ｗ２３は、上述した図２の波形Ｗ１及び波形Ｗ３と同様である。

【0097】

また、Ｖ相交流信号の信号線が天絡している場合、矩形波変換部２０は、Ｖ相交流信号（波形Ｗ２２）に基づいて、Ｌ状態に固定のＶ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ２５）。なお、矩形波変換部２０は、Ｕ相交流信号（波形Ｗ２１）に基づいて、時刻Ｔ１１及び時刻Ｔ１５において立下り、時刻Ｔ１３において立上るＵ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ２４）。また、矩形波変換部２０は、Ｗ相交流信号（波形Ｗ２３）に基づいて、時刻Ｔ１２及び時刻Ｔ１６において立上り、時刻Ｔ１４において立下るＶ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ２６）。

【0098】

次に、干渉部３０は、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ２４）のＨ状態の期間のうち、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ２６）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＵ相干渉信号を生成する（波形Ｗ２７）。例えば、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４の期間において、Ｗ相矩形波信号がＨ状態であるため、干渉部３０は、この時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１４の期間、Ｕ相矩形波信号のＨ状態をＬ状態に変換して、Ｕ相干渉信号を生成する。

【0099】

また、干渉部３０は、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ２５）のＨ状態の期間のうち、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ２４）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＶ相干渉信号を生成する（波形Ｗ２８）。ここでは、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ２５）がＬ状態で固定のため、干渉部３０は、波形Ｗ２８に示すように、Ｌ状態で固定のＶ相干渉信号を生成する。

【0100】

また、干渉部３０は、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ２６）のＨ状態の期間のうち、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ２５）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＷ相干渉信号を生成する（波形Ｗ２９）。ここでは、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ２５）がＬ状態で固定のため、干渉部３０は、波形Ｗ２９に示すように、Ｗ相矩形波信号をそのまま、Ｗ相干渉信号として生成する。

【0101】

次に、平滑化部４０のインバータ回路４１（４１－１～４１－３）が、Ｕ相干渉信号、Ｖ相干渉信号、及びＷ相干渉信号のそれぞれを論理反転して、波形Ｗ３０～波形Ｗ３２に示すような反転信号（Ｕ相判定信号、Ｖ相反転信号、及びＷ相反転信号）を生成する。
ここで、Ｕ相判定信号（波形Ｗ３０）は、Ｈ状態の期間とＬ状態の期間とがほぼ（２：１）（デューティ比約６６％）の矩形波である。また、Ｖ相反転信号（波形Ｗ３１）は、Ｈ状態固定である。また、Ｗ相判定信号（波形Ｗ３２）は、Ｈ状態の期間とＬ状態の期間とがほぼ（１：１）（デューティ比約５０％）の矩形波である。

【0102】

次に、平滑化部４０は、Ｕ相判定信号（波形Ｗ３０）、Ｖ相反転信号（波形Ｗ３１）、及びＷ相反転信号（波形Ｗ３２）を積分して平滑化した信号（Ｕ相平滑化信号、Ｖ相平滑化信号、及びＷ相平滑化信号）を出力する。平滑化部４０は、波形Ｗ３３に示すように、（２／３ＶＤＤ）付近の電圧のＵ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ３４に示すように、ＶＤＤ付近の電圧のＶ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ３５に示すように、（１／２ＶＤＤ）付近の電圧のＷ相平滑化信号を出力する。

【0103】

このように、３相交流信号のうちの１つが天絡している場合、平滑化部４０は、各相の平滑化信号のうちの１つに、ほぼＶＤＤの電圧の平滑化信号を出力するともに、残りのうちの１つに、電圧範囲ＶＲ１より低い（１／２ＶＤＤ）の電圧の平滑化信号を出力する。
この場合、検出制御部５２は、（１／２ＶＤＤ±１０％）の電圧範囲ＶＲ２を第２電圧範囲とする。

【0104】

次に、図４を参照して、本実施形態による異常検出装置１の地絡状態の平滑化信号について説明する。
図４は、本実施形態による異常検出装置１の地絡状態の動作一例を示すタイミングチャートである。

【0105】

図４において、波形Ｗ４１～波形Ｗ４３は、Ｖ相交流信号が地絡した３相交流信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相交流信号（ノードＮ１の電圧）、Ｖ相交流信号（ノードＮ２の電圧）、Ｗ相交流信号（ノードＮ２の電圧）を示している。また、波形Ｗ４４～波形Ｗ４６は、矩形波変換部２０の出力である各相の矩形波信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相矩形波信号（ノードＮ５の電圧）、Ｖ相矩形波信号（ノードＮ９の電圧）、Ｗ相矩形波信号（ノードＮ１３の電圧）を示している。

【0106】

また、波形Ｗ４７～波形Ｗ４９は、干渉部３０の出力である各相の干渉信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相干渉信号（ノードＮ６の電圧）、Ｖ相干渉信号（ノードＮ１０の電圧）、Ｗ相干渉信号（ノードＮ１４の電圧）を示している。また、波形Ｗ５０～波形Ｗ５２は、インバータ回路４１の出力である各相の反転信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相反転信号、Ｖ相反転信号、Ｗ相反転信号を示している。

【0107】

また、波形Ｗ５３～波形Ｗ５５は、平滑化部４０の出力である各相の平滑化信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相平滑化信号（ノードＮ７の電圧）、Ｖ相平滑化信号（ノードＮ１１の電圧）、Ｗ相平滑化信号（ノードＮ１５の電圧）を示している。
なお、各グラフの縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。

【0108】

図４の波形Ｗ４２に示すように、Ｖ相交流信号は、地絡している状態で、Ｌ状態の電圧（接地電圧）に固定されている。波形Ｗ４１及び波形Ｗ４３は、上述した図２の波形Ｗ１及び波形Ｗ３と同様である。

【0109】

また、Ｖ相交流信号の信号線が地絡している場合、矩形波変換部２０は、Ｖ相交流信号（波形Ｗ４２）に基づいて、Ｈ状態に固定のＶ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ４５）。なお、矩形波変換部２０は、Ｕ相交流信号（波形Ｗ４１）に基づいて、時刻Ｔ２１及び時刻Ｔ２５において立下り、時刻Ｔ２３において立上るＵ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ４４）。また、矩形波変換部２０は、Ｗ相交流信号（波形Ｗ４３）に基づいて、時刻Ｔ２２及び時刻Ｔ２６において立上り、時刻Ｔ２４において立下るＷ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ４６）。

【0110】

次に、干渉部３０は、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ４４）のＨ状態の期間のうち、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ４６）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＵ相干渉信号を生成する（波形Ｗ４７）。例えば、時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４の期間において、Ｗ相矩形波信号がＨ状態であるため、干渉部３０は、この時刻Ｔ２３から時刻Ｔ２４の期間、Ｕ相矩形波信号のＨ状態をＬ状態に変換して、Ｕ相干渉信号を生成する。

【0111】

また、干渉部３０は、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ４５）のＨ状態の期間のうち、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ４４）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＶ相干渉信号を生成する（波形Ｗ４８）。ここでは、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ４５）がＨ状態で固定のため、干渉部３０は、波形Ｗ４８に示すように、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ４４）の論理反転信号をＶ相干渉信号として生成する。

【0112】

また、干渉部３０は、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ４６）のＨ状態の期間のうち、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ４５）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＷ相干渉信号を生成する（波形Ｗ２９）。ここでは、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ４５）がＨ状態で固定のため、干渉部３０は、波形Ｗ４９に示すように、Ｌ状態固定のＷ相干渉信号として生成する。

【0113】

次に、平滑化部４０のインバータ回路４１（４１－１～４１－３）が、Ｕ相干渉信号、Ｖ相干渉信号、及びＷ相干渉信号のそれぞれを論理反転して、波形Ｗ５０～波形Ｗ５２に示すような反転信号（Ｕ相判定信号、Ｖ相反転信号、及びＷ相反転信号）を生成する。
ここで、Ｕ相判定信号（波形Ｗ５０）は、Ｈ状態の期間とＬ状態の期間とがほぼ（２：１）（デューティ比約６６％）の矩形波である。また、Ｖ相反転信号（波形Ｗ５１）は、Ｈ状態の期間とＬ状態の期間とがほぼ（１：１）（デューティ比約５０％）の矩形波である。また、Ｗ相判定信号（波形Ｗ５２）は、Ｈ状態固定である。

【0114】

次に、平滑化部４０は、Ｕ相判定信号（波形Ｗ５０）、Ｖ相反転信号（波形Ｗ５１）、及びＷ相反転信号（波形Ｗ５２）を積分して平滑化した信号（Ｕ相平滑化信号、Ｖ相平滑化信号、及びＷ相平滑化信号）を出力する。平滑化部４０は、波形Ｗ５３に示すように、（２／３ＶＤＤ）付近の電圧のＵ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ５４に示すように、（１／２ＶＤＤ）付近の電圧のＷ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ５５に示すように、ＶＤＤ付近の電圧のＶ相平滑化信号を出力する。

【0115】

このように、３相交流信号のうちの１つが地絡している場合、平滑化部４０は、各相の平滑化信号のうちの１つに、ほぼＶＤＤの電圧の平滑化信号を出力するともに、残りのうちの１つに、電圧範囲ＶＲ１より低い（１／２ＶＤＤ）の電圧の平滑化信号を出力する。
この場合、検出制御部５２は、（１／２ＶＤＤ±１０％）の電圧範囲ＶＲ２を第２電圧範囲とする。

【0116】

次に、図５を参照して、本実施形態による異常検出装置１の相間短絡の状態の平滑化信号について説明する。
図５は、本実施形態による異常検出装置１の相間短絡の状態の動作一例を示すタイミングチャートである。

【0117】

図５において、波形Ｗ６１～波形Ｗ６３は、Ｖ相とＷ相の間で交流信号が短絡した３相交流信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相交流信号（ノードＮ１の電圧）、Ｖ相交流信号（ノードＮ２の電圧）、Ｗ相交流信号（ノードＮ２の電圧）を示している。また、波形Ｗ６４～波形Ｗ６６は、矩形波変換部２０の出力である各相の矩形波信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相矩形波信号（ノードＮ５の電圧）、Ｖ相矩形波信号（ノードＮ９の電圧）、Ｗ相矩形波信号（ノードＮ１３の電圧）を示している。

【0118】

また、波形Ｗ６７～波形Ｗ６９は、干渉部３０の出力である各相の干渉信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相干渉信号（ノードＮ６の電圧）、Ｖ相干渉信号（ノードＮ１０の電圧）、Ｗ相干渉信号（ノードＮ１４の電圧）を示している。また、波形Ｗ７０～波形Ｗ７２は、インバータ回路４１の出力である各相の反転信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相反転信号、Ｖ相反転信号、Ｗ相反転信号を示している。

【0119】

また、波形Ｗ７３～波形Ｗ７５は、平滑化部４０の出力である各相の平滑化信号の波形を示し、上から順に、Ｕ相平滑化信号（ノードＮ７の電圧）、Ｖ相平滑化信号（ノードＮ１１の電圧）、Ｗ相平滑化信号（ノードＮ１５の電圧）を示している。
なお、各グラフの縦軸は電圧を示し、横軸は時間を示している。

【0120】

図５の波形Ｗ６２及び波形Ｗ６３に示すように、Ｖ相交流信号及びＷ相交流信号は、短絡している状態で、Ｕ相交流信号を反転した交流信号になっている。波形Ｗ６１は、上述した図２の波形Ｗ１と同様である。

【0121】

また、Ｖ相交流信号の信号線とＷ相交流信号の信号線とが短絡している場合、矩形波変換部２０は、Ｕ相交流信号（波形Ｗ６１）に基づいて、時刻Ｔ３１及び時刻Ｔ３３において立下り、時刻Ｔ３２において立上るＵ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ６４）。また、矩形波変換部２０は、Ｖ相交流信号（波形Ｗ６２）及びＷ相交流信号（波形Ｗ６３）のそれぞれに基づいて、時刻Ｔ３１及び時刻Ｔ３３において立上り、時刻Ｔ３２において立下るＶ相矩形波信号及びＷ相矩形波信号を生成する（波形Ｗ６５及び波形Ｗ６６）。

【0122】

次に、干渉部３０は、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ６４）のＨ状態の期間のうち、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ６６）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＵ相干渉信号を生成する（波形Ｗ６７）。ここでは、干渉部３０は、Ｕ相矩形波信号をそのまま、Ｕ相干渉信号として出力する。

【0123】

また、干渉部３０は、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ６５）のＨ状態の期間のうち、Ｕ相矩形波信号（波形Ｗ６４）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＶ相干渉信号を生成する（波形Ｗ６８）。ここでは、干渉部３０は、Ｖ相矩形波信号をそのまま、Ｖ相干渉信号として出力する。

【0124】

また、干渉部３０は、Ｗ相矩形波信号（波形Ｗ６６）のＨ状態の期間のうち、Ｖ相矩形波信号（波形Ｗ６５）がＨ状態の期間をＬ状態に変更したＷ相干渉信号を生成する（波形Ｗ６９）。ここでは、Ｖ相矩形波信号とＷ相矩形波信号とが同様の信号であるため、干渉部３０は、波形Ｗ６９に示すように、Ｌ状態固定のＷ相干渉信号として生成する。

【0125】

次に、平滑化部４０のインバータ回路４１（４１－１～４１－３）が、Ｕ相干渉信号、Ｖ相干渉信号、及びＷ相干渉信号のそれぞれを論理反転して、波形Ｗ７０～波形Ｗ７２に示すような反転信号（Ｕ相判定信号、Ｖ相反転信号、及びＷ相反転信号）を生成する。
ここで、Ｕ相判定信号（波形Ｗ７０）及びＶ相反転信号（波形Ｗ７１）は、Ｈ状態の期間とＬ状態の期間とがほぼ（１：１）（デューティ比約５０％）の矩形波である。また、Ｗ相判定信号（波形Ｗ７２）は、Ｈ状態固定である。

【0126】

次に、平滑化部４０は、Ｕ相判定信号（波形Ｗ７０）、Ｖ相反転信号（波形Ｗ７１）、及びＷ相反転信号（波形Ｗ７２）を積分して平滑化した信号（Ｕ相平滑化信号、Ｖ相平滑化信号、及びＷ相平滑化信号）を出力する。平滑化部４０は、波形Ｗ７３に示すように、（１／２ＶＤＤ）付近の電圧のＵ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ７４に示すように、（１／２ＶＤＤ）付近の電圧のＷ相平滑化信号を出力する。また、平滑化部４０は、波形Ｗ７５に示すように、ＶＤＤ付近の電圧のＶ相平滑化信号を出力する。

【0127】

このように、３相交流信号のうちの２相が短絡している場合、平滑化部４０は、各相の平滑化信号のうちの１つに、ほぼＶＤＤの電圧の平滑化信号を出力するともに、残りのうち２つに、電圧範囲ＶＲ１より低い（１／２ＶＤＤ）の電圧の平滑化信号を出力する。
この場合、検出制御部５２は、（１／２ＶＤＤ±１０％）の電圧範囲ＶＲ２を第３電圧範囲とする。

【0128】

なお、各相の交流信号のうちの１つが断線している場合も、平滑化部４０は、上述した２相が短絡している場合と同様の波形Ｗ７３～波形Ｗ７５に示すような平滑化信号を出力する。本実施形態では、発電機２からの３相中性点は浮いており、アース等の接地も行われていない。そのため、１つの相が断線している断線異常がある場合に、２相が短絡している相間短絡異常の場合と同様の波形となる。

【0129】

次に、図６を参照して、本実施形態による異常検出装置１の異常判定処理について説明する。
図６は、本実施形態による異常検出装置１の異常判定処理の動作一例を示すフローチャートである。

【0130】

図６に示すように、異常検出装置１の検出制御部５２は、まず、各相の平滑化信号の電圧値を取得する（ステップＳ１０１）。検出制御部５２は、ＡＤＣ部５１が検出した各相の平滑化信号の電圧値を取得する。

【0131】

次に、検出制御部５２は、３相全ての電圧値が、電圧範囲ＶＲ１の範囲内（第１電圧範囲）であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、電圧範囲ＶＲ１は、例えば、（２／３ＶＤＤ±１０％）の範囲である。検出制御部５２は、上述した図２の波形Ｗ１３から波形Ｗ１５のように、３相全ての電圧値が、電圧範囲ＶＲ１の範囲内である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０３に進める。また、検出制御部５２は、少なくとも３相の電圧値のいずれかが、電圧範囲ＶＲ１の範囲内でない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０４に進める。

【0132】

ステップＳ１０３において、検出制御部５２は、３相交流信号が正常であると判定する。ステップＳ１０３の処理後に、検出制御部５２は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0133】

ステップＳ１０４において、検出制御部５２は、１相の電圧値が閾値Ｖｔｈ１以上（第１閾値電圧以上）、且つ、残りのうちの１相の電圧値が電圧範囲ＶＲ２の範囲内である否かを判定する。ここで、閾値Ｖｔｈ１は、例えば、（ＶＤＤ－１０％）である。また、電圧範囲ＶＲ２は、例えば、（１／２ＶＤＤ±１０％）の範囲である。検出制御部５２は、上述した図３の波形Ｗ３３から波形Ｗ３５（又は図４の波形Ｗ５３から波形Ｗ５５）のように、１相の電圧値が閾値Ｖｔｈ１以上（第１閾値電圧以上）、且つ、残りのうちの１相の電圧値が電圧範囲ＶＲ２の範囲内である場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０５に進める。また、検出制御部５２は、１相の電圧値が閾値Ｖｔｈ１未満、又は、残りのうちの１相の電圧値が電圧範囲ＶＲ２の範囲内でない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０６に進める。

【0134】

ステップＳ１０５において、検出制御部５２は、３相交流信号に天絡異常、又は地絡異常が発生していると判定する。ステップＳ１０４の処理後に、検出制御部５２は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0135】

ステップＳ１０６において、検出制御部５２は、１相の電圧値がＶｔｈ１以上（第２閾値電圧以上）、且つ、残りの２相の電圧値が電圧範囲ＶＲ２の範囲内（第３電圧範囲内）であるか否かを判定する。検出制御部５２は、上述した図５の波形Ｗ７３から波形Ｗ７５のように、１相の電圧値が閾値Ｖｔｈ１以上、且つ、残りの２相の電圧値が電圧範囲ＶＲ２の範囲内である場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）に、処理をステップＳ１０７に進める。また、検出制御部５２は、１相の電圧値が閾値Ｖｔｈ１未満、又は、残りの２相の電圧値が電圧範囲ＶＲ２の範囲内でない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）に、処理をステップＳ１０８に進める。

【0136】

ステップＳ１０７において、検出制御部５２は、断線異常、又は、相間短絡異常が発生していると判定する。ステップＳ１０７の処理後に、検出制御部５２は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0137】

ステップＳ１０８において、検出制御部５２は、その他の異常が発生していると判定する。ステップＳ１０８の処理後に、検出制御部５２は、処理をステップＳ１０１に戻す。

【0138】

以上説明したように、本実施形態による異常検出装置１は、矩形波変換部２０と、干渉部３０と、平滑化部４０とを備える。矩形波変換部２０は、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する。干渉部３０は、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する。平滑化部４０は、干渉部３０が出力する各相の干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する。

【0139】

これにより、本実施形態による異常検出装置１は、平滑化した各相の平滑化信号の電圧を検出することで、３相交流信号の異常を検出することができる。よって、本実施形態による異常検出装置１は、高速なサンプリングが可能なＡＤＣ、及び高速なサンプリングに対応したソフト設計を必要とせずに、簡易な構成により３相交流信号の異常を検出することができる。

【0140】

また、本実施形態による異常検出装置１は、平滑化部４０が平滑化した各相の平滑化信号の電圧値に基づいて、３相交流信号の異常を検出する検出制御部５２を備える。
これにより、本実施形態による異常検出装置１は、簡易な構成により、各相の平滑化信号の電圧値から３相交流信号の異常を適切に検出することができる。

【0141】

また、本実施形態では、検出制御部５２は、各相の平滑化信号の電圧値が、平滑化部４０の電源電圧の中間電圧である第１電圧範囲内（例えば、（２／３ＶＤＤ±１０％）の電圧範囲ＶＲ１内）である場合に、３相交流信号が正常であると判定する。
これにより、本実施形態による異常検出装置１は、簡易な構成により、３相交流信号が正常であることを適切に検出することができる。

【0142】

また、本実施形態では、検出制御部５２は、各相の平滑化信号の電圧値のうちの１つが、電圧範囲ＶＲ１より高い第１閾値以上（例えば、閾値Ｖｔｈ１以上）であり、残りの平滑化信号の電圧値のうちの１つが、電圧範囲ＶＲ１より低い第２電圧範囲内（例えば、（１／２ＶＤＤ±１０％）の電圧範囲ＶＲ２内）である場合に、各相の交流信号のうちの１つが、天絡異常、又は地絡異常が発生していると判定する。
これにより、本実施形態による異常検出装置１は、簡易な構成により、３相交流信号に天絡異常、又は地絡異常が発生しているを適切に検出することができる。

【0143】

また、本実施形態では、検出制御部５２は、各相の平滑化信号の電圧値のうちの１つが、電圧範囲ＶＲ１より高い第２閾値以上（例えば、閾値Ｖｔｈ１以上）であり、残りの２相の平滑化信号の電圧値がいずれも電圧範囲ＶＲ１より低い第３電圧範囲内（例えば、（１／２ＶＤＤ±１０％）の電圧範囲ＶＲ２内）である場合に、各相の交流信号のうちの１つが断線している断線異常、又は、残りの２相が短絡している相間短絡異常が発生していると判定する。
これにより、本実施形態による異常検出装置１は、簡易な構成により、３相交流信号に断線異常、又は相間短絡異常が発生しているを適切に検出することができる。

【0144】

また、本実施形態では、矩形波変換部２０は、各相の交流信号を論理反転した各相の矩形波信号に変換する。干渉部３０は、第１干渉部（抵抗３１－１及びスイッチ部３２－１）と、第２干渉部（抵抗３１－２及びスイッチ部３２－２）と、第３干渉部（抵抗３１－３及びスイッチ部３２－３）とを備える。第１干渉部は、３相のうちの第１相の矩形波信号（Ｕ相矩形波信号）の信号線と、接地線（ＧＮＤ端子）との間に接続され、第３相の矩形波信号（Ｗ相矩形波信号）の信号線が制御端子（ベース）に接続され、第３相の矩形波信号に応じて導通状態が制御されるスイッチ部３２－１（第１のスイッチ）を有し、第３相の矩形波信号（Ｗ相矩形波信号）により干渉されたの第１相の干渉信号（Ｕ相干渉信号）を出力する。第２干渉部は、３相のうちの第２相の矩形波信号（Ｖ相矩形波信号）の信号線と、接地線（ＧＮＤ端子）との間に接続され、第１相の矩形波信号（Ｕ矩形波信号）の信号線が制御端子（ベース端子）に接続され、第１相の矩形波信号（Ｕ相矩形波信号）に応じて導通状態が制御されるスイッチ部３２－２（第２のスイッチ）を有し、第１相の矩形波信号（Ｕ相矩形波信号）により干渉されたの第２相の干渉信号（Ｖ相干渉信号）を出力する。第３干渉部は、第３相の矩形波信号（Ｗ相矩形波信号）の信号線と、接地線（ＧＮＤ端子）との間に接続され、第２相の矩形波信号（Ｖ相矩形波信号）の信号線が制御端子（ベース端子）に接続され、第２相の矩形波信号（Ｖ相矩形波信号）に応じて導通状態が制御されるスイッチ部３２－３（第３のスイッチ）を有し、第２相の矩形波信号（Ｖ相矩形波信号）により干渉されたの第３相の干渉信号（Ｗ相干渉信号）を出力する。平滑化部４０は、第１相の干渉信号（Ｕ相干渉信号）、第２相の干渉信号（Ｖ相干渉信号）、及び第３相の干渉信号（Ｗ相干渉信号）の各相の論理反転信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する。

【0145】

これにより、本実施形態による異常検出装置１は、スイッチ部３２－１～スイッチ部３２－３という簡易な構成により容易に干渉信号を生成することができ、より簡易な構成により３相交流信号の異常を検出することができる。

【0146】

また、本実施形態では、矩形波変換部２０は、各相の交流信号を、矩形波変換部２０の入力耐圧以下の電圧にクランプするツェナーダイオード２２を有し、入力耐圧以下の電圧にクランプされた各相の交流信号を各相の矩形波信号に変換する。

【0147】

これにより、本実施形態による異常検出装置１は、例えば、発電機２が生成する３相交流信号のように、回転数に応じて交流電圧値が大きく変化する場合であっても、容易に入力耐圧以下の電圧にできるため、安全に３相交流信号の異常を検出することができる。

【0148】

また、本実施形態によるバッテリ充電装置１００は、上述した異常検出装置１と、整流部１０と、制御部５０とを備える。整流部１０は、回転子の回転に応じて、発電機２が出力する３相交流信号の各信号線に接続されたスイッチ素子（サイリスタ（１１、１２））の導通により、３相交流信号を整流した直流電力を、充電電力としてバッテリ３に供給する。制御部５０は、整流部１０が出力する直流電力の電圧が、所定の電圧になるように、スイッチ素子（サイリスタ（１１、１２））の導通を制御する。そして、異常検出装置１は、３相交流信号の異常を検出する。
これにより、本実施形態によるバッテリ充電装置１００は、上述した異常検出装置１と同様の効果を奏し、簡易な構成により３相交流信号の異常を検出することができる。

【0149】

また、本実施形態による異常検出方法は、矩形波変換ステップと、干渉ステップと、平滑化ステップとを含む。矩形波変換ステップにおいて、矩形波変換部２０が、３相交流信号の各相の交流信号を２値化した矩形波信号に変換する。干渉ステップにおいて、干渉部３０が、３相のうちの各相の矩形波信号に、当該相と異なる他相の１つの矩形波信号を干渉させた干渉信号を出力する。平滑化ステップにおいて、平滑化部４０が、干渉ステップによって出力された各相の干渉信号を積分して平滑化した各相の平滑化信号を生成する。
これにより、本実施形態による異常検出方法は、上述した異常検出装置１と同様の効果を奏し、簡易な構成により３相交流信号の異常を検出することができる。

【0150】

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記の実施形態において、異常検出装置１をバッテリ充電装置１００に用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、異常検出装置１を他の装置（他の用途）に適用してもよい。

【0151】

また、上記の実施形態において、第１閾値と第２閾値とに同一の閾値Ｖｔｊｈ１を用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、第１閾値と第２閾値とに異なる値を用いるようにしてもよい。

【0152】

また、上記の実施形態において、第２電圧範囲とと第３電圧範囲とに同一の電圧範囲ＶＲ２を用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく第２電圧範囲とと第３電圧範囲とに異なる電圧範囲を用いるようにしてもよい。

【0153】

また、上記の実施形態において、矩形波変換部２０にツェナーダイオード２２を用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、３相交流信号の交流電圧が固定である場合なとには、抵抗分圧した３相交流信号を２値化してもよい。

【0154】

また、上記の実施形態において、異常検出装置１は、３相交流信号の異常を検出する例を説明したが、これに限定されるものではなく、４相以上の交流信号の異常検出に適用してもよい。

【0155】

また、上記の実施形態において、異常検出装置１は、３相交流信号の異常を検出する例を説明したが、これに限定されるものではなく、４相以上の交流信号の異常検出に適用してもよい。

【0156】

また、上記の実施形態において、干渉部３０のスイッチ部３２に、バーポーラトラジスタを用いる例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などの他のスイッチ素子を用いるようにしてもうよい。

【0157】

また、上述の異常検出装置１、及びバッテリ充電装置１００は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した３相交流信号の異常検出処理の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。

【0158】

また、上述の異常検出装置１、及びバッテリ充電装置１００の機能の一部又は全部を、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

【符号の説明】

【0159】

１ 異常検出装置
２ 発電機
３ バッテリ
１０ 整流部
１１、１１－１～１１－３、１２、１２－１～１２－３ サイリスタ
１３ Ｕ相ドライバ
１４ Ｖ相ドライバ
１５ Ｗ相ドライバ
２０ 矩形波変換部
２１、２１－１～２１－３、３１、３１－１～３１－３、４２、４２－１～４２－３ 抵抗
２２、２２－１～２２－３ ツェナーダイオード
２３、２３－１～２３－３、４１、４１－１～４１－３ インバータ回路
３０ 干渉部
３２、３２－１～３２－３ スイッチ部
４０ 平滑化部
４３、４３－１～４３－３ コンデンサ
５０ 制御部
５１ ＡＤＣ部
５２ 検出制御部
１００ バッテリ充電装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】