JP2002165498A - 車両用発電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両側の電子制御装置の必要種類数を低減し
て、制御対象となる発電機の種類変更を従来より格段に
容易に実現可能な車両用発電制御装置を提供すること。 【解決手段】電圧調整器６は、発電機１の特性又は種類
を特定する発電機識別情報を電子制御装置５に発信し、
電子制御装置５は、発電機１もしくは発電機１に影響さ
れる他の車載機器を制御するための制御モードを、受信
した発電機識別情報に基づいて変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は乗用車、トラック等
に搭載される車両用発電制御装置に関し、特に搭載する
発電機の特性を特定する識別情報を、外部の車載機器に
送信可能な車両用発電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載された発電機が発電した電力
は、必要に応じて各種電気負荷に供給されるとともに、
余剰電力により車載バッテリを充電している。発電機の
出力電流特性及びトルク特性は、車両体格や搭載される
電気負荷に応じて決定され、車種ごとに異なるのが普通
である。また、たとえ同一車両でも発電機の製造元が異
なると発電機の出力電流特性及びトルク特性は異なる。

【０００３】当然、発電機の出力電流特性及びトルク特
性が異なると、発電機の発電量を制御する電子制御装置
（ＥＣＵ）の制御定数も発電機に合わせて変更する必要
が生じる。

【０００４】このため、従来においては、発電機の種類
だけ車両側の電子制御装置を準備する必要があり、製造
コストや保守コストの大幅な負担が生じていた。

【０００５】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、車両側の電子制御装置の必要種
類数を低減して、制御対象となる発電機の種類変更を従
来より格段に容易に実現可能な車両用発電制御装置を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の車両用発電制
御装置は、エンジンの回転により電力を発生する発電機
に固定されて前記発電機の出力電圧を調整する電圧調整
器と、前記電圧調整器の外部に配設された車載機器と前
記電圧調整器との間で通信を行う通信手段とを備える車
両用発電制御装置において、前記電圧調整器は、前記発
電機の特性又は種類を特定する発電機識別情報を前記車
載機器に発信することを特徴としている。

【０００７】本発明によれば、電圧調整器は外部の車載
機器に発電機の識別情報を発信するので、受信した車載
機器は受信データに基づいて発電機の種類を識別するこ
とができる。すなわち、発電機の種類を変更しても、車
載機器は発電機の特性を認識できるので、発電機の種類
に合わせて電圧調整器に制御信号を送ることができる。

【０００８】請求項２記載の構成によれば請求項１記載
の車両用発電制御装置において更に、前記電圧調整器
は、外部から入力された前記発電機識別情報を書き換え
可能に記憶する識別情報記憶部を有することを特徴とし
ている。

【０００９】すなわち、本構成によれば、電圧調整器は
発電機の特性に応じた識別情報の記憶部を備え、外部か
ら識別情報を書き換え可能としているので、発電機の種
類変更の際には発電機の識別情報を外部から電圧調整器
に書き込めばよく、その結果、電圧調整器を発電機変更
ごとに変更する必要がなく、電圧調整器の必要種類数を
低減することができる。すなわち、発電機のモデルチェ
ンジや機種変更に応じて電圧調整器を変更する必要がな
いので、製造、保守が従来より各段に簡素となる。

【００１０】請求項３記載の構成によれば請求項１記載
の車両用発電制御装置において更に、前記電圧調整器
は、前記車載機器が前記発電機識別情報に基づいて作成
した制御信号を前記車載機器から受信し、前記制御信号
に基づいて前記発電機の発電量制御を行うことを特徴と
している。

【００１１】本構成によれば、電圧調整器は、発電機の
識別情報を車載機器に発信し、車載機器から制御信号を
受信する。すなわち、車載機器は発電機の特性を認識で
きるので、発電機の種類に合わせた制御信号を電圧調整
器に送ることができる。

【００１２】たとえば、車載機器にあらかじめ複数種類
の発電機の特性にあわせた発電制御モ−ドを選択使用可
能に記憶しておけば、発電機の種類を変更した場合は、
発電制御モ−ドをそれに合わせて変更するだけで車載機
器は最適な発電量制御を行うことができ、車載機器を発
電機変更ごとに変更する必要がなく、車載機器の必要種
類数を低減することができ、製造あるいは保守に必要な
労力、コストを従来より格段に低減することができる。
なお、上述した発電機の特性の変更は、発電機の機種変
更の他に、同一の発電機を用途や使用場所に応じて変更
する場合にも有効である。たとえば同一の発電機でも寒
冷地と酷暑地ではその特性は異なる。また、発電機の製
造元が異なればその特性は異なる。したがって、それに
合わせて車載機器の発電制御モ−ドを適宜選択すること
もできる。

【００１３】請求項４記載の構成によれば請求項１及び
請求項３記載の車両用発電制御装置において更に、前記
電圧調整器は、前記発電機の状態を示す発電機状態情報
を前記車載機器に発信することを特徴としている。

【００１４】本構成によれば、電圧調整器は発電機の特
性を特定する発電機識別情報と、発電機の状態を示す発
電機状態情報とを発信する。このため、それらを受信し
た車載機器は、受信情報に基づいて発電機の状態を求め
ることができる。したがって、車載機器は、発電機の状
態により特性が変動する他の車載機器の動作状態を制御
するための制御信号を、この求めた発電機の状態に基づ
いて補正することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両用発電制御装
置を以下の実施例を参照して説明する。

【００１６】

【実施例１】実施例１を図１を参照して以下に説明す
る。図１は車両用充電系を示すブロック回路図である。

【００１７】この車両用充電系は、発電機（オルタネー
タ）１とこのオルタネータ１の発電を制御する電子制御
装置（車載機器）５とを有している。オルタネータ１
は、レギュレータ６、三相の電機子巻線７、界磁巻線
８、三相全波整流器９を有している。

【００１８】界磁巻線８は、図示しない回転子に装着さ
れており、通電によりエンジンの回転と同期して回転し
て回転磁界を発生する。

【００１９】電機子巻線７は、この回転子と空隙を持っ
て対向する固定鉄心（図示せず）に巻装されて、界磁巻
線８が形成する界磁磁界の強さに応じた交流電力を発生
する。

【００２０】三相全波整流器９は、この交流電力を全波
整流してオルタネータ１の出力端子Ｂを通じてバッテリ
２に給電すると同時に、出力端子Ｂ及び負荷スイッチ４
を通じてランプ等の電気負荷３に給電する。

【００２１】レギュレータ６は、界磁巻線８へ給電する
界磁電流を制御するスイッチングトランジスタ６３を有
し、また界磁巻線８と並列接続されたフライホイルダイ
オードを有している。レギュレータ６は、IF（インター
フェイス）回路部６０を通じて入力される電子制御装置
５の指令信号（制御信号）に基づいて、スイッチングト
ランジスタ６３を断続制御する発電制御部６１を有して
いる。たとえば、発電制御部６１は、電子制御装置５か
ら入力された目標電圧Vrefや界磁電流の制御値（Ｄｕｔ
ｙ）に基づいてスイッチングトランジスタ６３を断続制
御し、オルタネータ１の発電状態を電子制御装置５が指
令する指令信号に一致させる。

【００２２】電子制御装置５は、オルタネータ１の目標
電圧Vrefや界磁電流の制御値（Duty)等を算出して、そ
れらを指令信号（制御信号）として、通信線１００、通
信用端子Ｃ、IF（インターフェイス）回路部６０を通じ
て、レギュレータ（電圧調整器）６の発電制御部６１に
送信する。

【００２３】上記したオルタネータ１の回路構成及び発
電制御動作自体は既に周知となっているので、これ以上
の詳細な説明は省略する。

【００２４】次に、この実施例に特有の制御動作である
発電制御モ−ド変更制御の好適態様を以下に説明する。

【００２５】２種類のオルタネータの出力電流ー回転数
特性を図２に示す。図２において、オルタネータ（Ｔｙ
ｐｅ１）は高回転域での出力が大きく、オルタネータ
（Ｔｙｐｅ２）は低回転域での出力が大きい。図２にお
いて、エンジン回転数N1で出力電流を電流値Ａ以下に制
限する場合を考える。

【００２６】ａは電流値Ａであり、ｂはエンジン回転数
N1でのオルタネータ（Ｔｙｐｅ２）の最大電流値であ
る。すなわち、電子制御装置５がレギュレータ６に送信
する界磁電流の制御値（Duty)は、オルタネータ（Ｔｙ
ｐｅ２）では制限する必要はなく、１００％出力しても
よいが、オルタネータ（Ｔｙｐｅ１）では出力をａ／ｂ
×１００％以下に制限する必要がある。

【００２７】結局、電子制御装置５は、オルタネータの
出力電流特性の変化に応じて、オルタネータ１のレギュ
レータ６に送信する指令信号（制御信号）を変更する必
要がある。

【００２８】そこで、この実施例では、次の回路方式に
より、オルタネータ１の特性変化に伴って車載の電子制
御装置５の制御特性を変更することにより、共通の電子
制御装置５により種々のオルタネータ１を問題なく制御
できるようにしている。

【００２９】まず、レギュレータ６は、オルタネータ１
の出力電流特性（機種）を特定するオルタネータ識別情
報を記憶する発電機識別情報記憶部６２を有している。

【００３０】この識別情報は、電子制御装置５からの要
求に基づいて、あるいは、定期的に、あるいは電源投入
のたびに、Ｉ／Ｆ回路部６０、通信線１００を通じて電
子制御装置５に送信される。

【００３１】電子制御装置５に読み込まれたオルタネー
タ識別情報は、電子制御装置５のＩ／Ｆ回路部５０を通
じて電子制御装置５の発電制御モ−ド選択部５１に送ら
れる。

【００３２】この発電制御モ−ド選択部５１は、読み込
んだオルタネータ識別情報に合致する発電制御モ−ドを
電子制御装置５の発電制御モ−ド記憶部５２から選択す
る。

【００３３】この発電制御モ−ド記憶部５２は、この電
子制御装置５を搭載する車両に装備される可能性がある
すべての又は所定種類のオルタネータの発電制御モ−ド
をオルタネータ識別情報とペアで記憶しており、発電制
御モ−ド選択部５１は、読み込んだオルタネータ識別情
報に合致するオルタネータ識別情報とペアをなす発電制
御モ−ドを選択する。

【００３４】この選択された発電制御モ−ドは発電制御
信号出力部５３に送られ、発電制御信号出力部５３は、
この選択された発電制御モ−ドに基づいてオルタネータ
１の発電量制御値（オルタネータ１の目標電圧Vrefや界
磁電流の制御値（Duty)等）を算出し、算出結果をレギ
ュレータ６に送信する。

【００３５】すなわち、この実施例では、オルタネータ
１の出力電流特性に関する情報としてのオルタネータ識
別情報を予めレギュレータ６から車両の電子制御装置５
に送信することにより、電子制御装置５は受信したオル
タネータ識別情報をもとに、その内部の制御定数を切り
替え、オルタネータ１の出力電流特性に最適な発電量制
御信号をレギュレータ６に送信できるわけである。

【００３６】これにより、車両に搭載された一つの電子
制御装置５が互いに異なる種々の出力電流特性をもつ多
種類のオルタネータを最適制御することができることに
なる。

【００３７】この実施例では、発電機識別情報記憶部６
２を、不揮発電気的書き換え可能メモリ（ＥＥＰＲＯ
Ｍ）を内蔵するマイコン装置で構成している。なお、マ
イコン装置でなくても、通信線１００を通じてオルタネ
ータ１の機種識別情報を電子制御装置５に送信すること
ができる回路やメモリであればよい。不揮発電気的書き
換え可能メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）の代わりに書き換え不
能メモリ（ＰＲＯＭやＲＯＭなど）としてもよい。その
他、一種類の車両に搭載される可能性があるオルタネー
タの種類が少数（たとえば１６種類以下）であれば、IC
の樹脂パッケージから出ている４本のリード端子を切断
したり、プリント基板の導電パターンをパンチングプレ
スで貫孔、切断して、オルタネータ識別情報を記憶させ
てもよい。

【００３８】この実施例で採用した発電機識別情報記憶
部６２のＥＥＰＲＯＭには、レギュレータ６の図示しな
い書き込み端子から機種識別情報が書き込まれる。な
お、好適にはこの書き込みは、レギュレータ６をオルタ
ネータ１に実装する前に行われることが好ましいが、実
装後に行うことも可能であり、メモリの代わりに、プリ
ント配線パターンの変更によりプリント基板に機種識別
情報を書き込んでもよい。機種識別情報の電子制御装置
５への送信は、他の通信と時分割にて行ったり、種々の
多重通信技術を用いて同一線で行うことができる他、複
数のシリアル線を用いて行ってもよい。

【００３９】

【実施例２】他の実施例を図４を参照して説明する。図
４は、エンジンを含めた車両充電系を示すブロック回路
図である。図１の構成要素と主要機能が共通する構成要
素には同一符号を付してその説明を省略するものとす
る。

【００４０】レギュレータ６は、発電状態検出部６４を
有する。

【００４１】この発電状態検出部６４は、界磁電流を断
続するスイッチング素子６３のオンＤｕｔｙを検出し
て、通信線１００を介して電子制御装置５に送信する。

【００４２】電子制御装置５は、この信号に基づいてオ
ルタネータの負荷トルクを算出して、以下に説明するエ
ンジンフィードバック制御を行う。すなわち、スイッチ
ング素子６３のオンＤｕｔｙから界磁電流を算出するこ
とができ、オルタネータの負荷トルクはエンジン回転数
に比例するオルタネータの回転数と界磁電流とから推定
することができるので、電子制御装置５は負荷トルクを
算出することができる。互いに異なる２種類のオルタネ
ータのトルクー回転数特性を図３に示す。

【００４３】したがって、オルタネータ１のトルク特性
に関する情報（この実施例ではオンＤｕｔｙ）を予めレ
ギュレータ６から電子制御装置５に送っておけば、電子
制御装置５はその情報をもとに内部の制御定数を切り替
えて、オルタネータ１のトルク特性に応じたエンジンフ
ィードバック制御信号をエンジン１０に送ることができ
る。すなわち、オルタネータ１は、受信したオンＤｕｔ
ｙに基づいて算出したオルタネータの負荷トルクに基づ
いてこの負荷トルクに応じたエンジントルクを発生させ
るようにエンジン１０を制御する。

【００４４】この制御を実行するために、レギュレータ
６は、発電機識別情報記憶部６２にオルタネータのトル
ク特性（機種）を特定するためのオルタネータ識別情報
を記憶している。このオルタネータ識別情報は、Ｉ／Ｆ
回路部６０、通信線１００を介して電子制御装置５にあ
らかじめ送信されるている。

【００４５】電子制御装置５は、Ｉ／Ｆ回路部５０でこ
の信号を読み込んで制御モード選択部５４に送る。制御
モード選択部５４は、入力されたオルタネータ識別情報
に合致するエンジンフィードバック制御モ−ド（ここで
はオルタネータトルク算出ルーチンにおいてオルタネー
タごとに異なる算出に必要な定数又はマップ）を制御モ
−ド記憶部５５から選択し、エンジン制御信号出力部５
６に出力する。したがって、制御モ−ド記憶部５５はオ
ルタネータ識別情報とエンジンフィードバック制御モ−
ドとのペアを必要数記憶している。

【００４６】エンジン制御信号出力部５６は、選択した
エンジンフィードバック制御モ−ドに基づいてエンジン
１０の制御信号を算出し、この制御信号に基づいてエン
ジン１０を制御する。

【００４７】つまり、オルタネータ１の特性に関する情
報としてのオルタネータ識別情報を予めレギュレータ６
から電子制御装置５に送信し、電子制御装置５がこのオ
ルタネータ識別情報をもとに内部の制御定数を切り替え
るとともに、オルタネータ１から読み込んだ発電状態に
関するデータ（ここではオンＤｕｔｙ）に基づいて、オ
ルタネータ１の種類によって特性に影響の受けるエンジ
ン１０もオルタネータ１の特性に合わせて制御すること
が可能となる。

【００４８】電子制御装置（ECU)５は、マイコン装置に
より構成されるが、その構成及び動作はもはや周知であ
り、上記したこの実施例の制御動作を実施できることは
簡単に理解されることであるので、ハードウエア及びプ
ログラムの図示は省略する。

【００４９】発電状態検出部６４は、入力電圧をコンパ
レータ又は二値化回路でパルス信号に変換する回路で構
成できるので、回路図示は省略する。

【００５０】発電状態検出部６４が出力するパルス信号
は電子制御装置５に直接出力できるが、デジタル信号に
変換して送信してもよい。

【００５１】発電機識別情報記憶部６２が出力するオル
タネータ識別情報と、発電状態検出部６４が出力するパ
ルス信号とは、一本の通信線で多重化して出力すること
もでき、別々の通信線で送信することもできる。信号多
重化には種々の技術が公知であり、本発明の要旨でもな
いので、説明を省略する。たとえば、上記オンＤｕｔｙ
を示すパルス信号（０％レベル及び１００％レベルを含
む）として直接伝送し、イグニッションスイッチをオン
してから所定期間経過するまでは、発電状態検出部６４
からの送信を遮断し、この期間をオルタネータ識別情報
送信期間としてオルタネータ識別情報の送信モードを割
り込ませればよい。 （変形態様）上記実施例１、２によるオルタネータ制御
とエンジン制御とは別々に実行されているが、一緒に実
施できることは当然であり、この場合は、オルタネータ
識別情報を両制御で共用することができることは明白で
ある。

【００５２】実施例１において、レギュレータ６が発電
電圧Ｂをモニタしてそれと電子制御装置５から送信され
た目標電圧Vrefとを比較して発電電圧Ｂを目標電圧Vref
に収束させる制御を行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における車両用発電制御装置
のブロック図である。

【図２】本発明の実施例１における車両用発電機の出力
電流ー回転数特性を示す特性図である。

【図３】本発明の実施例２における車両用発電機の負荷
トルクー回転数特性を示す特性図である。

【図４】本発明の実施例２における車両用発電制御装置
のブロック図である。

【符号の説明】

１…オルタネータ ２…バッテリ ３…電気負荷 ４…スイッチ ５…電子制御装置 ６…レギュレータ ７…電機子巻線 ８…界磁巻線 ９…三相全波整流器 ５０…Ｉ／Ｆ回路部 ５１…発電制御モ−ド選択部 ５２…発電制御モ−ド記憶部 ５３…発電制御信号出力部 ６０…Ｉ／Ｆ回路部 ６１…発電制御部 ６２…発電機識別情報記憶部 ６３…スイッチング素子 １００…通信線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G060 AA20 CA01 DA01 5H590 AA03 AA04 CA23 CC01 CC18 CD01 CE05 DD25 DD64 EA13 EB02 FA06 FC14 GA02 HA02 JA01 JB02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの回転により電力を発生する発電
   機に固定されて前記発電機の出力電圧を調整する電圧調
   整器と、 前記電圧調整器の外部に配設された車載機器と前記電圧
   調整器との間で通信を行う通信手段と、 を備える車両用発電制御装置において、 前記電圧調整器は、 前記発電機の特性又は種類を特定する発電機識別情報を
   前記車載機器に発信することを特徴とする車両用発電制
   御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の車両用発電制御装置におい
   て、 前記電圧調整器は、 外部から入力された前記発電機識別情報を書き換え可能
   に記憶する識別情報記憶部を有することを特徴とする車
   両用発電制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の車両用発電制御装置におい
   て、 前記電圧調整器は、 前記車載機器が前記発電機識別情報に基づいて作成した
   制御信号を前記車載機器から受信し、前記制御信号に基
   づいて前記発電機の発電量制御を行うことを特徴とする
   車両用発電制御装置。
4. 【請求項４】請求項１及び請求項３記載の車両用発電制
   御装置において、 前記電圧調整器は、 前記発電機の状態を示す発電機状態情報を前記車載機器
   に発信することを特徴とする車両用発電制御装置。