JP5569032B2 - 車両用異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載発電機と、該発電機の発電電力を蓄電する蓄電池と、該蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段とを備える車両に適用される車両用異常検出装置に関する。

従来、例えば下記特許文献１に見られるように、車載発電機及び蓄電池を含む充電系のうち発電機と蓄電池とを接続する充電ケーブルの接続異常を検出する技術が知られている。詳しくは、充電ケーブルと蓄電池との接続異常が生じているか否かで発電機の出力電圧波形に含まれるリプルが相違することに鑑み、発電機の出力電圧波形に基づき上記異常を検出している。これにより、充電ケーブルの接続異常を検出することが可能となる。

特開２００２−２７７９６号公報

ところで、充電系に生じる異常としては、上記充電ケーブルに関する異常のみならず、発電機及び蓄電池に関する異常もある。ここで発電機に異常が生じる場合、例えば発電機の発電電力が過大となって蓄電池や車載電気負荷に過大な電圧が印加されることで、蓄電池等の信頼性が低下するおそれがある。また、蓄電池に異常が生じる場合、例えば蓄電池の蓄電量が過度に低下することで、電気負荷を適切に駆動させることができなくなるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、充電系の異常を検出することのできる車両用異常検出装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

第１の発明は、車載発電機と、該発電機の発電電力を蓄電する蓄電池と、該蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段とを備える車両に適用され、所定期間に対する前記発電機が前記蓄電池側に電流を出力する期間の比率である発電率を制御することで前記発電電力を調節する調節手段と、前記電圧検出手段の検出値に基づき、前記所定期間において前記電流を出力する期間であるオン期間又は該所定期間において前記電流を出力しない期間であるオフ期間における前記蓄電池の実際の電圧の変化に関する値を算出する実電圧変化算出手段と、前記算出された実際の電圧の変化に関する値と、前記オン期間又は前記オフ期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化に関する値とのずれ量が規定値以上であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記すれ量が前記規定値以上であると複数回判断されることに基づき、前記発電機及び前記蓄電池を含む充電系に異常が生じている旨判断する異常検出手段とを備えることを特徴とする。

発電機に異常が生じることで、例えば発電機が蓄電池側に電流を出力しない期間であるにもかかわらず発電機が蓄電池側に電流を出力する場合、上記オフ期間において、蓄電池の実際の電圧の変化と、発電機の発電電力に見合った蓄電池の電圧の変化とのずれ量が大きくなることがある。また、蓄電池に異常が生じることで、例えば蓄電池から放出される電流が増大する場合、上記オン期間やオフ期間において、蓄電池の実際の電圧の変化と、発電機の発電電力に見合った蓄電池の電圧の変化とのずれ量が大きくなることがある。このため、上記ずれ量が規定値以上であることに基づき、基本的には発電機及び蓄電池を含む充電系に異常が生じているか否かを検出することが可能となる。しかしながら、所定期間における蓄電池側に電流を出力する期間としない期間との比率である発電率が制御される場合、これら２つの期間が頻繁に切り替わることなどから、電圧の検出値がノイズの影響を受けやすく、この検出値に基づき算出される蓄電池の実際の電圧の変化の信頼性が低下することが懸念される。ここで上記発明では、充電系に異常が生じている旨判断するための上記判断手段による判断回数を複数回に設定する。これにより、上記判断手段による判断結果の信頼性を向上させることができ、ひいては充電系の異常を検出することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記実電圧変化算出手段及び前記判断手段は、前記電圧の変化に関する値として、前記オフ期間における前記電圧の変化量又は該オフ期間における都度の前記電圧の積算値に応じた値を用いる機能を備えることを特徴とする。

上記発明では、電圧の変化量や積算値に応じた値を用いることで、電圧の変化に関する値を適切に定量化することができる。

第３の発明は、第２の発明において、前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オフ期間の開始から終了までの前記電圧の変化に関する値を算出する機能を備えるものであり、前記判断手段によって前記規定値以上であるか否かを判断するために用いる前記オフ期間の開始から終了までの実際の電圧の変化に関する値及び前記発電電力に見合った電圧の変化に関する値を、同一の期間における前記電圧の変化に関する値に規格化する規格化手段を更に備えることを特徴とする。

オフ期間の長さが変化すると、オフ期間における蓄電池の電圧の変化量が変化する。ここで上記発明では、オフ期間の長さと、オフ期間における蓄電池の電圧の変化量とが相関を有することに鑑み、上記態様にて電圧の変化量を規格化する。この規格化によれば、オフ期間の長さが変化することによって上記電圧の変化量が変化することを極力抑制することができる。これにより、判断手段によって上記ずれ量が規定値以上であるか否かを簡易に判断することなどができる。

第４の発明は、第１の発明において、前記実電圧変化算出手段及び前記判断手段は、前記電圧の変化に関する値として、前記オフ期間における前記電圧の変化速度を用いる機能を備えることを特徴とする。

上記発明では、オフ期間における蓄電池の電圧の変化速度を用いることで、電圧の変化に関する値を適切に定量化することができる。

第５の発明は、第１〜４のいずれか１つの発明において、前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オフ期間の開始から終了までの前記電圧の変化に関する値を算出する機能を備えるものであり、前記異常検出手段は、前記オフ期間の長さが長いほど、前記異常が生じている旨判断するための判断回数を小さく設定することを特徴とする。

オフ期間が長くなると、電圧検出手段による蓄電池の電圧の検出期間が長くなる。ここで電圧の検出期間を長くすると、電圧検出手段の検出値がノイズの影響を受けることに起因する異常検出の信頼性の低下を抑制することが可能となる。この点に鑑み、上記発明では、オフ期間の長さが長いほど上記判断回数を小さく設定することで、充電系の異常検出精度を極力維持しつつ、異常検出を行うために要する時間が長くなることを抑制することができる。

第６の発明は、第１〜５のいずれか１つの発明において、前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オン期間を挟む前記オフ期間における前記電圧検出手段の検出値に基づき、該オン期間における前記蓄電池の電圧の変化量を算出する機能を備えるものであり、前記判断手段は、前記算出された前記オン期間における電圧の変化量と、前記オン期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化量とのずれ量が規定値以上であるか否かを判断することを特徴とする。

上記発明では、オン期間における蓄電池の電圧の変化量を用いることで、電圧の変化に関する値を定量化することができる。

第７の発明は、第１〜６のいずれか１つの発明において、前記異常検出手段によって前記異常が生じている旨判断されることに基づき、該異常である旨をユーザへ報知する報知手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、充電系に異常が生じている旨をユーザに報知することができ、ひいては発電機や蓄電池等に異常が生じた状態で車両の使用が継続される事態を回避することができる。

一実施形態にかかるシステム構成図。 一実施形態にかかる異常検出処理の手順を示すフローチャート。 一実施形態にかかる異常検出処理の概要を示すタイムチャート。

以下、本発明にかかる異常検出装置を自動２輪車に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に本実施形態にかかるシステム構成図を示す。

図示されるように、自動２輪車には、４ストロークのエンジン１０と、交流発電機（以下、ＡＣＧ１２）及びレギュレータ１４を備えて構成される充電装置と、バッテリ１６と、エンジン１０の点火装置やヘッドランプ等の電気負荷１８とを備えて構成されている。ここでＡＣＧ１２は、エンジンの出力軸（クランク軸２０）に直結されて且つ永久磁石からなるロータ１２ａと、このロータ１２ａの内側に配置された単相の発電コイルからなるステータ１２ｂとを備えて構成されている。ＡＣＧ１２は、クランク軸２０の回転力を動力源として、クランク軸２０と一体となってロータ１２ａが回転駆動されることで交流電流を出力する。ＡＣＧ１２から出力された交流電流は、全波整流器２２によって整流される。なお本実施形態では、充電装置、バッテリ１６、電気負荷１８及びこれらを電気的に接続する経路を充電系と称することとする。

クランク軸２０の回転角度（クランク回転角度）は、クランク軸２０付近に設けられたクランク角度センサ２４によって検出される。詳しくは、クランク角度センサ２４は、クランク軸２０と一体で回転するロータ１２ａの外周部に等間隔で複数設けられた突起がこのセンサを横切るときに、矩形状のクランク信号を出力する。ここでロータ１２ａは、突起が配置されない欠け歯部を有している。このため、クランク角度センサ２４は、この欠け歯部に対応する回転角度においてクランク信号を出力しない。なお本実施形態では、クランク角度センサ２４のクランク信号の出力タイミングと、ＡＣＧ１２の出力電流の極性の反転タイミングとが同期するものとなっている。

レギュレータ１４は、全波整流器２２によって整流された電流をバッテリ１６及び電気負荷１８に出力するか遮断するかをスイッチング素子（トランジスタ２６）のオン・オフ操作によって制御するためのものである。詳しくは、レギュレータ１４の内部において、トランジスタ２６のコレクタには、全波整流器２２が接続されており、トランジスタ２６のエミッタには、バッテリ１６及び電気負荷１８が接続されている。トランジスタ２６のベースには、電圧制御回路２８が接続されている。電圧制御回路２８は、外部からの指令に基づき、トランジスタ２６をオン・オフする機能を有する。こうした構成において、トランジスタ２６をオンすることでレギュレータ１４からバッテリ１６側に電流が出力され、トランジスタ２６をオフすることでレギュレータ１４からバッテリ１６側への電流が遮断される。なお、バッテリ１６の正極側の電圧（以下、バッテリ電圧）は、トランジスタ２６の出力側（エミッタ側）に備えられる電圧検出回路３０によって検出される。

バッテリ１６は、レギュレータ１４から出力された電流によって充電されるものであり、ＡＣＧ１２とともに電気負荷１８の電力供給源となるものである。

電子制御装置（以下、ＥＣＵ３２）は、上記充電装置及び電気負荷１８等を操作対象とする制御装置である。ＥＣＵ３２は、クランク角度センサ２４や、電圧検出回路３０の検出信号等を逐次入力する。そしてこれら入力信号に基づき、エンジン１０等に所定の異常が生じた場合に警告灯３４を点灯させる処理や、電気負荷１８の駆動を指令する信号（オン・オフ信号）を出力することで電気負荷１８を駆動させる処理等を行う。

特にＥＣＵ３２は、電圧検出回路３０の検出値から算出されるバッテリ電圧に基づき、電圧制御回路２８を介してレギュレータ１４内のトランジスタ２６をオン・オフさせることでＡＣＧ１２の発電電力を調節する処理である発電制御処理を行う。以下、この処理について詳述する。

本実施形態では、所定期間（例えば１燃焼サイクルに相当する期間、７２０°ＣＡ）に対するトランジスタ２６をオンする期間の比率を発電率として定義する。そして発電率を制御することで、ＡＣＧ１２の発電電力を調節する。具体的には、ＡＣＧ１２の出力電流の極性の反転周期に相当するクランク角度間隔でトランジスタ２６をオン・オフすることとし、発電率に応じてトランジスタ２６がオンされる期間を所定期間の開始タイミングから連続的に設定する。そして発電率を１（１００％）に設定することで、所定期間に渡ってトランジスタ２６がオンとされ、所定期間におけるＡＣＧ１２の発電電力が最大となる。一方、発電率を０（０％）に設定することで、所定期間に渡ってトランジスタ２６がオフとされ、所定期間におけるＡＣＧ１２の発電電力が０となる。ここで本実施形態では、バッテリ電圧が高いほど発電率を小さい値に設定し、バッテリ電圧が規定電圧（例えば１６Ｖ）以上となる場合には、バッテリ１６等に過大な電圧が印加される事態を回避すべく発電率を０に設定する。なお本実施形態では、上記所定期間の開始タイミングから連続的にトランジスタ２６がオンされる期間をオン期間と定義し、オン期間の終了タイミングから所定期間の終了タイミングまでの期間をオフ期間と定義する。ちなみに、発電率に基づき所定期間中にトランジスタ２６をオン・オフ操作するタイミングは、クランク角度センサ２４のクランク信号に基づき把握すればよい。

ところで、上記充電系に異常が生じると、充電系の信頼性が低下するおそれがある。つまり、バッテリ１６や電気負荷１８の短絡故障等が生じることでバッテリ１６から放出される電流が増大すると、バッテリ１６の蓄電量が過度に低下することで、電気負荷１８を適切に駆動させることができなくなるおそれがある。また、レギュレータ１４内のトランジスタ２６の短絡故障が生じることで発電率が０であるにもかかわらずレギュレータ１４側からバッテリ１６側に電流が出力されると、バッテリ１６や電気負荷１８に過大な電圧が印加され、バッテリ１６や電気負荷１８の信頼性が低下するおそれがある。ここで、充電系の異常を検出する手法としては、車載機器のそれぞれに異常を検出するセンサ（例えば電圧センサや電流センサ）を設け、これらセンサの出力値に基づき異常個所を特定するものも考えられる。しかしながら、上記異常検出手法を採用する場合には、部品数の増大によってコストが増大するおそれがある。特に、部品数の低減によってコストの増大を抑制するとの設計コンセプトを採用する自動２輪車においては、異常個所を特定するためのセンサを設けることは困難となる。

こうした問題を解消すべく、本実施形態では、オフ期間における電気負荷１８の消費電力に見合ったバッテリ電圧の変化量と、オフ期間におけるバッテリ電圧の実際の変化量とに基づき、充電系の異常検出処理を行う。以下、異常検出処理について詳述する。

充電系が正常である場合、オフ期間においてレギュレータ１４側からバッテリ１６側に電流が出力されないため、バッテリ１６から電気負荷１８へと電力が供給されることでバッテリ電圧が徐々に低下する。しかしながら、充電系に異常が生じる場合には、オフ期間におけるバッテリ電圧の実際の変化速度と、電気負荷１８の消費電力に見合ったバッテリ電圧の低下速度とが相違することがある。詳しくは、例えば、バッテリ１６や電気負荷１８の短絡故障が生じること等に起因して、オフ期間におけるバッテリ電圧の低下速度が、正常時のバッテリ電圧の低下速度よりも高くなることがある。また例えば、トランジスタ２６の短絡故障が生じること等に起因して、オフ期間にバッテリ電圧が上昇することがある。そしてこの場合、オフ期間におけるバッテリ電圧の変化量が、正常時の電気負荷１８の消費電力に見合ったバッテリ電圧の変化量からずれることとなる。このため、オフ期間における電気負荷１８の消費電力に見合ったバッテリ電圧の変化量と、オフ期間におけるバッテリ電圧の実際の変化量とによれば、充電系に異常が生じているか否かを検出することが可能となる。

図２に、本実施形態にかかる上記異常検出処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ３２によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度Ｄ（＞０）以上であるか否かを判断する。この処理は、エンジン１０が駆動され、ＡＣＧ１２の発電制御処理が実行されているか否かを判断するための処理である。ここで上記所定回転速度Ｄは、例えばアイドル回転速度以上に設定すればよい。また、エンジン回転速度ＮＥは、クランク角度センサ２４が出力するクランク信号に基づき算出すればよい。

ステップＳ１０においてＡＣＧ１２の発電制御処理が実行されていると判断された場合には、ステップＳ１２に進み、オフ期間であるか否かを判断する。ここでオフ期間であるか否かは、クランク角度センサ２４が出力するクランク信号の履歴と、発電率とに基づき判断すればよい。

ステップＳ１２においてオフ期間であると判断された場合には、ステップＳ１４に進み、オフ期間における電圧検出回路３０の検出値に基づきオフ期間におけるバッテリ電圧Ｖの低下量（オフ期間電圧低下量ΔＶ）を算出し、算出されたオフ期間電圧低下量ΔＶに基づき、バッテリ電圧Ｖが上昇するか否かを判断する。この処理は、充電装置に異常が生じているか否かを判断するための処理である。つまり、正常時には、オフ期間においてバッテリ１６から電気負荷１８へと給電されることでバッテリ電圧Ｖが徐々に低下する。これに対し、オフ期間にもかかわらずレギュレータ１４からバッテリ１６側に電流が出力される異常時には、オフ期間においてバッテリ電圧Ｖが上昇する。ここで本実施形態では、オフ期間電圧低下量ΔＶを、オフ期間の開始直後の演算タイミングにおけるバッテリ電圧Ｖからオフ期間の終了直前の演算タイミングにおけるバッテリ電圧Ｖを減算した値として算出する。そして算出されたオフ期間電圧低下量ΔＶが負の値になると判断された場合、バッテリ電圧Ｖが上昇すると判断する。

ステップＳ１４においてバッテリ電圧Ｖが上昇すると判断された場合には、ステップＳ１６に進み、上記ステップＳ１４において肯定判断された回数をカウントする第１の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＡに「１」を加算する。なお、第１の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＡの値はＥＣＵ３２内の揮発性メモリに記憶されることが望ましい。これにより、エンジン１０の停止によってＥＣＵ３２への給電が停止されることで第１の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＡの値は保持されず、次回のＥＣＵ３２への給電開始に伴って初期化される。

続くステップＳ１８では、第１の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＡの値が２以上の整数である第１の規定回数ＣＡ以上であるか否かを判断する。この処理は、充電装置に生じる異常の検出精度を向上させるための処理である。つまり、例えば電圧検出回路３０の出力信号に一時的にノイズが混入したり、電気負荷１８の消費電力が一時的に増大したりすること等に起因して、電圧検出回路３０の出力値に基づくオフ期間電圧低下量ΔＶが、充電装置に異常が生じているか否かを判断する上で適切なものとはならないおそれがある。このため、上記第１の規定回数ＣＡを複数回に設定することで、充電装置が正常であるにもかかわらず、異常が生じている旨誤判断される事態の発生を極力抑制する。ここで本実施形態では、第１の規定回数ＣＡを、発電率が小さいほど少なく設定する。これは、充電装置の異常検出精度を維持しつつ、異常検出に要する時間が長くなることを抑制するための設定である。つまり、発電率を小さくするとオフ期間が長くなり、異常検出を行うために算出されたオフ期間電圧低下量ΔＶの信頼性が高くなると考えられる。このため、オフ期間が長い場合には、第１の規定回数ＣＡを少なくしても、充電装置の異常検出精度が維持可能となる。

ステップＳ１８において第１の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＡの値が第１の規定回数ＣＡ以上であると判断された場合には、ステップＳ２０に進み、充電装置に異常が生じている旨判断する。そして、第１の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＡをリセットするとともに、警告灯３４に所定の表示をさせる報知処理を行うことで、異常が生じている旨をユーザに報知する。

一方、上記ステップＳ１４において否定判断された場合には、充電装置に異常が生じていないと判断し、ステップＳ２２においてオフ期間電圧低下量ΔＶが第１の規定値Ａ（＞０）以上であるか否かを判断する。本実施形態では、上記第１の規定値Ａを、オフ期間における電気負荷１８の最大消費電力に見合ったバッテリ電圧Ｖの低下量に設定する。この処理は、バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じている旨を簡易に検出するとともに、後述するステップＳ２４〜Ｓ３０の処理の実行に伴うＥＣＵ３２の演算負荷を低減するための処理である。つまり、オフ期間におけるバッテリ電圧Ｖの低下量が上記最大消費電力に見合ったバッテリ電圧Ｖの低下量よりも大きくなる場合には、バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じていると考えられる。

ステップＳ２２においてオフ期間電圧低下量ΔＶが第１の規定値Ａ以上であると判断された場合には、ステップＳ２４において、オフ期間電圧低下量ΔＶを同一の期間（所定のクランク回転角度に相当する期間）におけるバッテリ電圧Ｖの低下量に規格化すべく、オフ期間電圧低下量ΔＶと発電率との乗算値として規格化低下量ΔＶｓｔａを算出する。そしてステップＳ２６において算出された規格化低下量ΔＶｓｔａに基づきバッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じているか否かを判断する処理を行う。以下、図３を用いて、規格化低下量ΔＶｓｔａを用いた上記判断手法について詳述する。

図３に、正常時及び異常時におけるバッテリ電圧Ｖの推移の一例を示す。詳しくは、図３（１−ａ）に発電率が０．５（５０％）の場合におけるトランジスタ２６のオン・オフ状態（オン期間及びオフ期間）の推移を示し、図３（１−ｂ）に発電率が０．５の場合におけるバッテリ電圧Ｖの推移を示す。また、図３（２−ａ）及び図３（２−ｂ）に、発電率が０．２５（２５％）の場合におけるトランジスタ２６のオン・オフ状態の推移及びバッテリ電圧Ｖの推移を示す。

図３（１−ｂ）に示すように、バッテリ１６や電気負荷１８の異常が生じることに起因して、オフ期間（時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ３〜ｔ４）における異常時のバッテリ電圧Ｖ（図中実線）の低下速度が、正常時のバッテリ電圧Ｖ（図中点線）の低下速度よりも高くなる。このため、オフ期間の開始直後の演算タイミング（時刻ｔ１、ｔ３）におけるバッテリ電圧Ｖから、オフ期間の終了直前の演算タイミング（時刻ｔ２、ｔ４）におけるバッテリ電圧Ｖを減算した値であるオフ期間電圧低下量ΔＶは、正常時と異常時とで相違する。

ここで、図３（２−ｂ）に示すように、発電率が小さくなるとオフ期間が長くなり、オフ期間電圧低下量ΔＶが大きくなる。このため、オフ期間電圧低下量ΔＶと発電率とは負の相関を有する。したがって、発電率を様々に変化させた場合であっても、正常時の規格化低下量ΔＶｓｔａは大きく相違しないものと考えられる。ただし、上記規格化低下量ΔＶｓｔａは、正常時であっても電気負荷１８の消費電力に依存して変化すると考えられる。このため、本実施形態では、電気負荷１８の消費電力に見合った所定のクランク回転角度当たりのバッテリ電圧Ｖの低下量として第２の規定値Ｂ（＞０）を設定し、第２の規定値Ｂを電気負荷１８の消費電力に応じて可変設定する。詳しくは、電気負荷１８の消費電力が大きいほど第２の規定値Ｂを大きく設定する。そして、規格化低下量ΔＶｓｔａが第２の規定値Ｂ以上になると判断された場合、バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じている旨判断する。

図２の説明に戻り、ステップＳ２４では、規格化低下量ΔＶｓｔａを算出する。そしてステップＳ２６では、規格化低下量ΔＶｓｔａが第２の規定値Ｂ以上であるか否かを判断する。ここで第２の規定値Ｂは、例えば電気負荷１８の消費電力と関連付けられた第２の規定値Ｂが規定されるマップや数式を用いて設定すればよい。なお、電気負荷１８の消費電力は、電気負荷１８の駆動を指令する信号の出力状態に基づき推定すればよい。

ステップＳ２６において規格化低下量ΔＶｓｔａが第２の規定値Ｂ以上であると判断された場合には、ステップＳ２８に進み、上記ステップＳ２６において肯定判断された回数をカウントする第２の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＢに「１」を加算する。なお、上記ステップＳ１６の処理と同様に、第２の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＢの値はＥＣＵ３２内の揮発性メモリに記憶されることが望ましい。

続くステップＳ３０では、第２の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＢの値が２以上の整数である第２の規定回数ＣＢ以上であるか否かを判断する。この処理は、上記ステップＳ１８の処理と同様に、バッテリ１６や電気負荷１８に生じる異常の検出精度を向上させるための処理である。ここで第２の規定回数ＣＢは、上記第１の規定回数ＣＡと同様に、発電率が小さいほど少なく設定すればよい。

ステップＳ３０において第２の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＢの値が第２の規定回数ＣＢ以上であると判断された場合には、上記ステップＳ２０に進み、バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じている旨判断する。そして、第２の異常判定カウンタｃｏｕｎｔＢをリセットするとともに、上記報知処理を行う。

なお、上記ステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１８、Ｓ２２、Ｓ２６、Ｓ３０で否定判断された場合や、上記ステップＳ２０の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）オフ期間の開始直後の演算タイミングにおけるバッテリ電圧Ｖからオフ期間の終了直前の演算タイミングにおけるバッテリ電圧Ｖを減算した値であるオフ期間電圧低下量ΔＶを算出した。そして算出されたオフ期間電圧低下量ΔＶが負の値であると複数回判断された場合、充電装置に異常が生じている旨判断した。これにより、充電装置の異常を適切に検出することができる。

（２）オフ期間電圧低下量ΔＶに発電率を乗算した値である規格化低下量ΔＶｓｔａが第２の規定値Ｂ以上であると複数回判断された場合、バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じている旨判断した。これにより、バッテリ１６や電気負荷１８の異常を適切に検出することができる。

（３）オフ期間電圧低下量ΔＶが第１の規定値Ａ未満であると判断された場合、規格化低下量ΔＶｓｔａに基づく異常検出処理を実行しないようにした。これにより、異常検出処理に伴うＥＣＵ３２の演算負荷の増大を抑制することができる。

（４）発電率が小さいほど、上記第１の規定回数ＣＡ及び第２の規定回数ＣＢを少なく設定した。これにより、異常検出精度を維持しつつ、異常検出を行うために要する時間が長くなることを抑制することができる。

（５）充電装置、バッテリ１６及び電気負荷１８のうちいずれかの異常が検出された場合、上記報知処理を行った。これにより、充電装置等に異常が生じた状態で自動２輪車の使用が継続される事態を回避することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・オフ期間電圧低下量ΔＶの算出手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、オフ期間中の２つの任意のタイミングで検出されたバッテリ電圧Ｖに基づき、オフ期間電圧低下量ΔＶを算出してもよい。

・発電率を定義するための所定期間としては、エンジン１０の１燃焼サイクルに相当する期間に限らず、例えばエンジン１０の吸気・圧縮等の各行程に相当する期間としてもよい。

・バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じている旨判断するために用いるパラメータとしては、規格化低下量ΔＶｓｔａに限らない。例えば、オフ期間電圧低下量ΔＶであってもよい。この場合、オフ期間電圧低下量ΔＶが所定の閾値（＞０）以上であると複数回判断された場合、上記異常が生じている旨判断すればよい。ここで上記所定の閾値は、発電率が小さかったり、電気負荷１８の消費電力が大きかったりするほど大きく設定すればよい。

・充電装置に異常が生じている旨判断する手法としては、上記実施形態に例示したものに限らない。例えば、発電率が０に設定される場合にバッテリ電圧Ｖが上昇すると判断された場合、充電装置に異常が生じている旨判断してもよい。また例えば、発電率が最大値に設定されるときにバッテリ電圧Ｖが低下すると判断された場合、充電装置に異常が生じている旨判断してもよい。

・充電装置等の異常を検出するために用いるバッテリ電圧Ｖの変化に関する値としては、オフ期間電圧低下量ΔＶに限らない。例えば、オフ期間における都度のバッテリ電圧Ｖの積算値やこの積算値に応じた値（例えば上記積算値をオフ期間に相当する時間で除算した値）であってもよい。また例えば、オフ期間におけるバッテリ電圧Ｖの変化速度であってもよい。この場合、異常検出手法について説明すると、例えば、まずオフ期間において複数回検出されたバッテリ電圧Ｖに基づきバッテリ電圧Ｖの実際の変化速度を算出する。そして、算出された変化速度が正の値になると複数回判断された場合、充電装置に異常が生じている旨判断し、算出された変化速度が負の値であって且つ上記変化速度の絶対値が規定速度（＞０）以上になると複数回判断された場合、バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じている旨判断する。ここで上記規定速度は、電気負荷１８の消費電力が大きいほどバッテリ電圧Ｖの低下速度が高くなることに鑑み、電気負荷１８の消費電力が大きいほど高く設定すればよい。更に例えば、オン期間を挟む２つのオフ期間におけるバッテリ電圧Ｖの検出値に基づくオン期間におけるバッテリ電圧Ｖの変化量（オン期間電圧変化量）であってもよい。具体的には、オフ期間の終了直前の演算タイミング（先の図３（１−ｂ）中の時刻ｔ２）におけるバッテリ電圧Ｖを、次回のオフ期間の開始直後の演算タイミング（同図中の時刻３）におけるバッテリ電圧Ｖで減算した値としてオン期間電圧変化量を算出すればよい。この場合、オン期間電圧変化量が負の値になると複数回判断された場合、充電装置に異常が生じている旨判断し、オン期間電圧変化量が正の値であって且つ所定の閾値（＞０）以下であると複数回判断された場合、バッテリ１６及び電気負荷１８のうち少なくとも一方に異常が生じている旨判断してもよい。ここで上記閾値は、発電率が大きいほどオン期間が長くなり、この期間におけるバッテリ電圧Ｖの上昇量が大きくなることに鑑み、発電率が大きいほど大きい値に設定し、電気負荷１８の消費電力が大きいほど小さい値に設定すればよい。また、オン期間が短いほど（発電率が小さいほど）、異常が生じている旨判断するための判断回数を大きく設定してもよい。

また、電圧の変化に関する値について、ＡＣＧ１２の発電電力や電気負荷１８の消費電力に見合った値と、実際の値とのずれ量が規定値以上であるか否かを判断するに先立ち、オフ期間等にかかわらず同一の期間における電圧の変化に関する値に規格化する処理を行うものに限らない。例えば、オフ期間電圧低下量ΔＶと、このオフ期間における電気負荷１８の消費電力に見合ったバッテリ電圧Ｖの変化量とのずれ量や、オフ期間におけるバッテリ電圧Ｖの実際の変化速度と、このオフ期間における電気負荷１８の消費電力に見合ったバッテリ電圧Ｖの変化速度とのずれ量であってもよい。更に、オフ期間の終了直前の演算タイミングにおけるバッテリ電圧Ｖと、次回のオフ期間の開始直後の演算タイミングにおけるバッテリ電圧Ｖとの偏差について、実際の偏差と、ＡＣＧ１２の発電電力及び電気負荷１８の消費電力に見合った偏差とのずれ量や、オフ期間における都度のバッテリ電圧Ｖの積算値について、実際の積算値と、電気負荷１８の消費電力に見合った積算値とのずれ量であってもよい。この場合であっても、上記ずれ量の絶対値が０又は０よりやや大きい値に設定される所定の閾値以上になると複数回判断されることに基づき充電装置、バッテリ１６及び電気負荷１８のうちいずれか１つに異常が生じている旨判断すればよい。

・上記実施形態において、先の図２のステップＳ２２の処理を省略してもよい。

・整流回路としては、全波整流に限らず、半波整流であってもよい。この場合、オン期間は、交流電流の半周期以上で固定であるのに対し、オフ期間は発電率が低いほど長くなり得るため、オフ期間における電圧の変化に関する値を用いることが電圧の変化に関する値を高精度に算出する上で特に有効である。

・上記実施形態では、発電率に応じてトランジスタ２６がオンされる期間を、所定期間の開始タイミングから連続的に設定（例えば発電率が２０％の場合、オン・オフ・オフ・オフ・オフ）したがこれに限らない。例えば、ＡＣＧ１２の出力電流の極性の反転周期に相当するクランク角度間隔でトランジスタ２６をオン・オフすることを条件として、発電率に応じてトランジスタ２６がオンされる期間を所定期間の任意タイミングに設定（例えば発電率が２０％の場合、オフ・オン・オフ・オフ・オフ等）してもよい。この場合、所定期間にトランジスタ２６がオフとされる期間が複数含まれる場合、これらのうちトランジスタ２６がオフとされる期間が最も長いものをオフ期間と定義すればよい。

・報知処理としては、上記実施形態に例示したものに限らず、例えば所定の音（音声）によってユーザへ報知する処理としてもよい。

・上記実施形態において、ステータ１２ｂの発電コイルを単相としたがこれに限らず、発電コイルを３相のものとしてもよい。

・本願発明が適用される車両としては、自動２輪車に限らず、例えば自動４輪車であってもよい。

１２…ＡＣＧ、１４…レギュレータ、１６…バッテリ、１８…電気負荷、３０…電圧検出回路、３２…ＥＣＵ（車両用異常検出装置の一実施形態）、３４…警告灯。

Claims (10)

1. 車載発電機と、該発電機の発電電力を蓄電する蓄電池と、該蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段とを備える車両に適用され、
   所定期間に対する前記発電機が前記蓄電池側に電流を出力する期間の比率である発電率を制御することで前記発電電力を調節する調節手段と、
   前記電圧検出手段の検出値に基づき、前記所定期間において前記電流を出力する期間であるオン期間又は該所定期間において前記電流を出力しない期間であるオフ期間における前記蓄電池の実際の電圧の変化に関する値を算出する実電圧変化算出手段と、
   前記算出された実際の電圧の変化に関する値と、前記オン期間又は前記オフ期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化に関する値とのずれ量が規定値以上であるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記ずれ量が前記規定値以上であると複数回判断されることに基づき、前記発電機及び前記蓄電池を含む充電系に異常が生じている旨判断する異常検出手段とを備え、
   前記実電圧変化算出手段及び前記判断手段は、前記電圧の変化に関する値として、前記オフ期間における前記電圧の変化量又は該オフ期間における都度の前記電圧の積算値に応じた値を用いる機能を備えるものであり、
   前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オフ期間の開始から終了までの前記電圧の変化に関する値を算出する機能を備えるものであり、
   前記判断手段によって前記規定値以上であるか否かを判断するために用いる前記オフ期間の開始から終了までの実際の電圧の変化に関する値及び前記発電電力に見合った電圧の変化に関する値を、同一の期間における前記電圧の変化に関する値に規格化する規格化手段を備えることを特徴とする車両用異常検出装置。
2. 前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オフ期間の開始から終了までの前記電圧の変化に関する値を算出する機能を備えるものであり、
   前記異常検出手段は、前記オフ期間の長さが長いほど、前記異常が生じている旨判断するための判断回数を小さく設定することを特徴とする請求項１記載の車両用異常検出装置。
3. 前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オン期間を挟む前記オフ期間における前記電圧検出手段の検出値に基づき、該オン期間における前記蓄電池の電圧の変化量を算出する機能を備えるものであり、
   前記判断手段は、前記算出された前記オン期間における電圧の変化量と、前記オン期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化量とのずれ量が前記規定値以上であるか否かを判断することを特徴とする請求項１又は２記載の車両用異常検出装置。
4. 車載発電機と、該発電機の発電電力を蓄電する蓄電池と、該蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段とを備える車両に適用され、
   所定期間に対する前記発電機が前記蓄電池側に電流を出力する期間の比率である発電率を制御することで前記発電電力を調節する調節手段と、
   前記電圧検出手段の検出値に基づき、前記所定期間において前記電流を出力する期間であるオン期間又は該所定期間において前記電流を出力しない期間であるオフ期間における前記蓄電池の実際の電圧の変化に関する値を算出する実電圧変化算出手段と、
   前記算出された実際の電圧の変化に関する値と、前記オン期間又は前記オフ期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化に関する値とのずれ量が規定値以上であるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記ずれ量が前記規定値以上であると複数回判断されることに基づき、前記発電機及び前記蓄電池を含む充電系に異常が生じている旨判断する異常検出手段とを備え、
   前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オフ期間の開始から終了までの前記電圧の変化に関する値を算出する機能を備えるものであり、
   前記異常検出手段は、前記オフ期間の長さが長いほど、前記異常が生じている旨判断するための判断回数を小さく設定することを特徴とする車両用異常検出装置。
5. 前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オン期間を挟む前記オフ期間における前記電圧検出手段の検出値に基づき、該オン期間における前記蓄電池の電圧の変化量を算出する機能を備えるものであり、
   前記判断手段は、前記算出された前記オン期間における電圧の変化量と、前記オン期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化量とのずれ量が前記規定値以上であるか否かを判断することを特徴とする請求項４記載の車両用異常検出装置。
6. 車載発電機と、該発電機の発電電力を蓄電する蓄電池と、該蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段とを備える車両に適用され、
   所定期間に対する前記発電機が前記蓄電池側に電流を出力する期間の比率である発電率を制御することで前記発電電力を調節する調節手段と、
   前記電圧検出手段の検出値に基づき、前記所定期間において前記電流を出力する期間であるオン期間又は該所定期間において前記電流を出力しない期間であるオフ期間における前記蓄電池の実際の電圧の変化に関する値を算出する実電圧変化算出手段と、
   前記算出された実際の電圧の変化に関する値と、前記オン期間又は前記オフ期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化に関する値とのずれ量が規定値以上であるか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記ずれ量が前記規定値以上であると複数回判断されることに基づき、前記発電機及び前記蓄電池を含む充電系に異常が生じている旨判断する異常検出手段とを備え、
   前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オン期間を挟む前記オフ期間における前記電圧検出手段の検出値に基づき、該オン期間における前記蓄電池の電圧の変化量を算出する機能を備えるものであり、
   前記判断手段は、前記算出された前記オン期間における電圧の変化量と、前記オン期間における前記発電機の発電電力に見合った前記蓄電池の電圧の変化量とのずれ量が前記規定値以上であるか否かを判断することを特徴とする車両用異常検出装置。
7. 前記実電圧変化算出手段及び前記判断手段は、前記電圧の変化に関する値として、前記オフ期間における前記電圧の変化量又は該オフ期間における都度の前記電圧の積算値に応じた値を用いる機能を備えることを特徴とする請求項６記載の車両用異常検出装置。
8. 前記実電圧変化算出手段は、前記実際の電圧の変化に関する値として、前記オフ期間の開始から終了までの前記電圧の変化に関する値を算出する機能を備えるものであり、
   前記判断手段によって前記規定値以上であるか否かを判断するために用いる前記オフ期間の開始から終了までの実際の電圧の変化に関する値及び前記発電電力に見合った電圧の変化に関する値を、同一の期間における前記電圧の変化に関する値に規格化する規格化手段を更に備えることを特徴とする請求項７記載の車両用異常検出装置。
9. 前記実電圧変化算出手段及び前記判断手段は、前記電圧の変化に関する値として、前記オフ期間における前記電圧の変化速度を用いる機能を備えることを特徴とする請求項４又は６記載の車両用異常検出装置。
10. 前記異常検出手段によって前記異常が生じている旨判断されることに基づき、該異常である旨をユーザへ報知する報知手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用異常検出装置。

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