JP2009147999A - 車両用発電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の構成の大幅な変更なしに発電機異常時にその詳細情報を送信することができる車両用発電制御装置を提供すること。
【解決手段】車両用発電制御装置２は、車両用発電機１の出力電圧あるいは車載バッテリ３の端子電圧が所定の調整電圧になるように制御する電圧制御回路２１０と、車両用発電機１に発生する複数の異常を検出する発電機異常検出回路２０３と、発電機異常検出回路２０３によって車両用発電機１の異常が検出されたときに、発生した異常の種類を特定可能な警報信号を生成してＥＣＵ５に向けて送信する発電機状態送信制御回路２１１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用発電機の異常を検出して通知する車両用発電制御装置に関する。

従来から、車両用発電機の発電制御装置と車両ＥＣＵとの間で、同一の伝送線を介して発電状態信号と発電制御信号を通信する車両用充電装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この車両用充電装置では伝送線外れを判別しているが、近年車両側の要求が増加している “発電異常状態の詳細を車両ＥＣＵへ送信する”ことはしていない。また、他の従来技術として、発電制御装置から車両ＥＣＵへ発電機異常時に警報として発電機励磁状態をＬｏｗ信号（非発電状態）として送信するという手法が知られている。
特許第３５３１７７１号公報（第５−１１頁、図１−１０）

ところで、発電機異常時に発電機励磁状態としてＬｏｗ信号を送信する従来手法では、発電機異常を車両ＥＣＵへ通知することは可能であるが、どのような発電機異常であるか、例えば電気的異常であるか機械的異常であるかを識別して通知することができないという問題があった。このため、必要がない場合でも車両ＥＣＵがメータパネルの警報灯を点灯しなければならないことになる。例えば、バッテリセンシング外れは、発電制御装置から車両ＥＣＵへの警報は必要だが、車両用発電機の異常ではなく、発電自体は継続できるため、メータパネルの警報灯は点灯したくないという場合が考えられる。

特に、近年、車両ＥＣＵと発電制御装置との間で通信を実施する車両が増加しているとともに、車両システムとしての車両制御も年々多様化・複雑化し、車両システムの一部としての発電制御装置に要求される機能（例えば警報機能）も多様化しており、発電機異常時にその詳細内容を車両ＥＣＵにて受信可能な構成が望まれている。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、既存の構成の大幅な変更なしに発電機異常時にその詳細情報を送信することができる車両用発電制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電制御装置は、車両用発電機の出力電圧あるいは車載バッテリの端子電圧が所定の調整電圧になるように制御する電圧制御手段と、車両用発電機に発生する複数の異常を検出する発電機異常検出手段と、発電機異常検出手段によって車両用発電機の異常が検出されたときに、発生した異常の種類を特定可能な警報信号を生成して外部制御装置に向けて送信する送信手段とを備えている。具体的には、上述した警報信号は、異常の種類毎に異なるオンデューティが設定された信号であることが望ましい。あるいは、上述した警報信号は、異常の種類によらず一定周期の信号であることが望ましい。

これにより、車両用発電機の異常を検出したときにその異常の種類を含む異常の詳細情報を外部制御装置に知らせることが可能となる。また、警報信号を送信することにより異常の発生が通知されるため、車両用発電制御装置と外部制御装置との間で行われる既存の送受信機能を利用することが可能になり、構成の大幅な変更なしに発電機異常時にその詳細情報を送ることができる。

また、上述した送信手段は、電圧制御手段によって制御される車両用発電機の発電状態を示す発電状態信号と警報信号とを選択的に送信することが望ましい。これにより、発電状態信号を送受信する構成を用いて発電状態信号と警報信号の両方を送受信することができ、構成の変更を最小限に抑えることができる。

また、上述した送信手段は、発電機異常検出手段によって車両用発電機の異常が検出されていない通常発電時には発電状態信号を送信し、異常が検出されたときに警報信号を送信することが望ましい。これにより、異常発生時にその詳細情報を確実かつ迅速に通知することが可能になる。

また、上述した送信手段は、発電機異常検出手段によって車両用発電機の異常が検出されていない通常発電時には発電状態信号を送信し、異常が検出されたときに発電状態信号と警報信号を交互に送信することが望ましい。これにより、異常発生時にその種類と正常な発電状態継続の有無を知ることができる。

また、上述した発電状態信号と警報信号の送信は、所定周期毎に繰り返し行われることが望ましい。これにより、外部制御装置側において警報信号と発電状態信号を繰り返し確実に受信することができる。

以下、本発明の車両用発電制御装置を適用した一実施形態の車載システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車載システムの構成を示す図である。本実施形態の車載システムは、車両用発電制御装置２が内蔵された車両用発電機１と、車両用発電機１と充電線１０を介して接続された車載バッテリ３および電気負荷４と、車両用発電制御装置２と通信線を介して接続された車両側のＥＣＵ（電子制御装置）５とを含んで構成されている。

車両用発電制御装置２は、車両用発電機１の出力端子（Ｂ端子）の電圧が所定の調整電圧設定値（例えば１４Ｖ）になるように発電状態を制御するためのものである。また、車両用発電制御装置２は、Ｂ端子以外に、外部端子としての通信端子（Ｃ端子）とグランド端子（Ｅ端子）を有している。Ｂ端子は、充電線１０を介して車載バッテリ３や各種の電気負荷４に接続されている。Ｃ端子は、外部制御装置としてのＥＣＵ５に通信線を介して接続されている。Ｅ端子は、アース端子（グランド端子）であって、車両用発電機１のフレームに接続されている。

車両用発電機１は、固定子に含まれる３相の固定子巻線１０１と、回転子に含まれる励磁巻線１０２と、固定子巻線１０１の３相出力を全波整流するために設けられた整流回路１０３とを含んで構成されている。この車両用発電機１の出力電圧の制御は、励磁巻線１０２に対する通電を車両用発電制御装置２によって適宜断続制御することにより行われる。

次に、車両用発電制御装置２の詳細構成および動作について説明する。図１に示すように、車両用発電制御装置２は、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ２０１、環流ダイオード２０２、発電機異常検出回路２０３、制御回路２０４を備えている。ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１は、励磁巻線１０２に直列に接続されており、オン状態のときに励磁巻線１０２に励磁電流が流れる。環流ダイオード２０２は、励磁巻線１０２に並列に接続されており、ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１がオフ状態のときに励磁電流を環流させる。

発電機異常検出回路２０３は、車両用発電機１の電気異常と機械異常のそれぞれを検出する。検出に必要なセンサ等は検出対象の異常の種類に応じて異なっており、図１に示す構成ではセンサ等の具体的な構成は省略されている。例えば、電流センサ、温度センサ、振動センサ等を用いて車両用発電機１の電気異常や機械異常の検出が行われる。

制御回路２０４は、車両用発電機１のＢ端子電圧が所定の調整電圧となるようにＭＯＳ−ＦＥＴ２０１を断続制御するためのものであり、電圧制御回路２１０と発電機状態送信制御回路２１１が含まれる。電圧制御回路２１０は、所定の調整電圧値（予め所定の電圧値が設定されている場合やＥＣＵ５から送られてくる発電指示信号に応じて電圧値が決定される場合などが考えられる）と車両用発電機１のＢ端子電圧（あるいは車載バッテリ３の端子電圧）とが一致するように、所定のデューティ比を有する駆動信号を生成する。この駆動信号がＭＯＳ−ＦＥＴ２０１のゲートに入力され、駆動信号の電圧レベルに応じてＭＯＳ−ＦＥＴ２０１が駆動される。

発電機状態送信制御回路２１１は、Ｃ端子に接続されており、Ｃ端子に接続された信号線を介して車両側ＥＣＵ５に発電状態信号や警報信号を送信する。発電状態信号は、電圧制御回路２１０によって生成されてＭＯＳ−ＦＥＴ２０１のゲートに入力される駆動信号に対応しており、ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１の駆動デューティを示している。また、警報信号は、発電機異常検出回路２０３によって検出された異常の種類を示している。

図２は、発電機状態送信制御回路２１１から送信される発電状態信号と警報信号の具体例を示す図である。図２（Ａ）に示す波形は、異常が発生していない通常発電時における発電状態信号の内容を示している。この発電状態信号は、一定周期（例えば１００Ｈｚ）を有し、電圧制御回路２１０によって生成される駆動信号と同じオンデューティを有する。図２（Ｂ）に示す波形は、車両用発電機１の機械異常に対応する警報信号の内容を示している。この警報信号は、発電状態信号と異なる一定周期（例えば２００Ｈｚ）であって機械異常を示す所定のオンデューティ（例えば３０％）を有する。図２（Ｃ）に示す波形は、車両用発電機１の電気異常に対応する警報信号の内容を示している。この警報信号は、発電状態信号と異なる一定周期（例えば２００Ｈｚ）であって電気異常を示す所定のオンデューティ（例えば７０％）を有する。

上述した電圧制御回路２１０が電圧制御手段に、発電機異常検出回路２０３が発電機異常検出手段に、発電機状態送信制御回路２１１が送信手段にそれぞれ対応する。

ところで、異常が発生していない正常発電時には発電機状態送信制御回路２１１からは発電状態信号がＥＣＵ５に向けて送信されるが、異常発生時の送信パターンとしては以下の２種類が考えられる。

１つ目のパターンとしては、異常発生時には警報信号のみを送信する場合が考えられる。これにより、ＥＣＵ５では、確実かつ迅速に警報信号を受信して車両用発電機１に異常が発生したことを知ることができる。

２つ目のパターンとしては、異常発生時には警報信号と発電状態信号を組み合わせて送信する場合が考えられる。例えば、４周期毎に警報信号と発電状態信号を交互に送信したり、一定時間毎に警報信号と発電状態信号とを交互に送信する。この場合には、異常発生時であっても、警報信号とともに図２（Ａ）に示された発電状態信号が送信される。この発電状態信号を受信したＥＣＵ５では、警報信号を受信することにより異常の発生とその種類を知ることができ、発電状態信号を受信することにより異常発生時に正常な発電状態が継続されているか否かを知ることができる。なお、異常発生の通知を優先させる場合には、警報信号の送信時間を発電状態信号の送信時間よりも長くするようにしてもよい。

このように、本実施形態の車両用発電制御装置２では、車両用発電機１の異常を検出したときにその異常の種類を含む異常の詳細情報をＥＣＵ５に知らせることが可能となる。また、警報信号を送信することにより異常の発生が通知されるため、車両用発電制御装置２とＥＣＵ５との間で行われる既存の送受信機能を利用することが可能になり、構成の大幅な変更なしに発電機異常時にその詳細情報を送ることができる。特に、発電状態信号と警報信号とを選択的に送信することにより、発電状態信号を送受信する構成を用いて発電状態信号と警報信号の両方を送受信することができ、構成の変更を最小限に抑えることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、車両用発電機１の機械異常と電気異常の２種類を検出して、それぞれの異常に対応する異なるオンデューティを有する警報信号を車両用発電制御装置２からＥＣＵ５に向けて送信するようにしたが、検出対象の異常の種類は機械異常と電気異常に限定されず、各種センサ等を用いて検出可能であればどのような種類の異常であってもよい。また、３種類以上の異常を検出するようにしてもよい。この場合には、３種類以上のオンデューティをそれぞれの異常に対応させた警報信号を用いればよい。また、オンデューティを異常の種類毎に変える代わりに、送信信号の周波数を異常の種類毎に変えるようにしてもよい。

一実施形態の車載システムの構成を示す図である。 発電機状態送信制御回路から送信される発電状態信号と警報信号の具体例を示す図である。

符号の説明

１ 車両用発電機
２ 車両用発電制御装置
３ 車載バッテリ
４ 電気負荷
５ ＥＣＵ
１０ 充電線
２０１ ＭＯＳ−ＦＥＴ
２０２ 環流ダイオード
２０３ 発電機異常検出回路
２０４ 制御回路
２１０ 電圧制御回路
２１１ 発電機状態送信制御回路

Claims (7)

1. 車両用発電機の出力電圧あるいは車載バッテリの端子電圧が所定の調整電圧になるように制御する電圧制御手段と、
   前記車両用発電機に発生する複数の異常を検出する発電機異常検出手段と、
   前記発電機異常検出手段によって前記車両用発電機の異常が検出されたときに、発生した異常の種類を特定可能な警報信号を生成して外部制御装置に向けて送信する送信手段と、
   を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。
2. 請求項１において、
   前記警報信号は、異常の種類毎に異なるオンデューティが設定された信号であることを特徴とする車両用発電制御装置。
3. 請求項２において、
   前記警報信号は、異常の種類によらず一定周期の信号であることを特徴とする車両用発電制御装置。
4. 請求項２または３において、
   前記送信手段は、前記電圧制御手段によって制御される前記車両用発電機の発電状態を示す発電状態信号と前記警報信号とを選択的に送信することを特徴とする車両用発電制御装置。
5. 請求項４において、
   前記送信手段は、前記発電機異常検出手段によって前記車両用発電機の異常が検出されていない通常発電時には前記発電状態信号を送信し、異常が検出されたときに前記警報信号を送信することを特徴とする車両用発電制御装置。
6. 請求項４において、
   前記送信手段は、前記発電機異常検出手段によって前記車両用発電機の異常が検出されていない通常発電時には前記発電状態信号を送信し、異常が検出されたときに前記発電状態信号と前記警報信号を交互に送信することを特徴とする車両用発電制御装置。
7. 請求項６において、
   前記発電状態信号と前記警報信号の送信は、所定周期毎に繰り返し行われることを特徴とする車両用発電制御装置。

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