JP2006149131A

JP2006149131A - 車両用発電制御装置

Info

Publication number: JP2006149131A
Application number: JP2004338249A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Tashiro; 貴彦田代
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-11-24
Also published as: JP4238820B2

Abstract

【課題】温度上昇時の不必要な警告の発生を防止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１は、測定位置の温度が適正範囲の上限温度以上になったことを検出したときに車両用発電機２の発電量を抑制する過熱保護動作を行う過熱保護回路２４と、過熱保護動作中における車両用発電機２の発電量抑制の有無を判定する異常判定回路３６と、車両用発電機２の発電量が抑制されていない旨の判定が行われたときに警報動作を行う警報出力回路４２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用発電機の出力電圧を調整する車両用発電制御装置に関する。

従来から、温度が正常値を超えて高くなったときに車両用発電機の励磁電流を低減する過熱保護機能を備えたり、過熱保護動作中に運転者に対して所定の警告を行う発電制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この発電制御装置では、測定対象部位の温度が高くなったときに励磁電流を低減して車両用発電機の出力を下げることができるため、車両用発電機による発熱が抑制され、車両用発電機や発電制御装置の各部の熱的な損傷を防止することが可能になる。
特許第３４３９７６４号公報（第４−８頁、図１−８）

ところで、特許文献１に開示された発電制御装置では、過熱保護機能が働いたときに運転者に対して警告が出力されるが、過熱保護機能が働くことで正常温度に復帰する場合もあり、本来不必要な警告動作が行われる場合があるという問題があった。特に、警告が簡易な方法で行われる場合（例えば、発電系統の全ての異常をチャージランプの点灯で知らせるような場合）には、運転者は、発電系統に何らかの異常が発生したということしかわからないため、その後、温度が正常範囲まで低下して警告の出力が中止されても、一時的な温度上昇であってその後正常状態に戻ったのか、今後発電系統に重大な異常が発生する前兆なのかがわからず、とても不安になる。

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、不必要な警告の発生を防止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、測定位置の温度が適正範囲の上限温度以上になったことを検出したときに車両用発電機の発電量を抑制する過熱保護動作を行う過熱保護手段と、過熱保護動作中における車両用発電機の発電量抑制の有無を判定する発電抑制判定手段と、車両用発電機の発電量が抑制されていない旨の判定が発電抑制判定手段によって行われたときに警報動作を行う警報手段とを備えている。過熱保護機能が有効に働いて車両用発電機の発電量が抑制されている正常状態においては警報動作が行われないため、温度が高い場合における不必要な警告の発生を防止することができる。これにより、必要以上に運転者を不安に陥れる事態を回避することができる。

また、上述した測定位置の温度上昇を判定する温度判定手段、車両用発電機の出力端子に接続されたバッテリの端子電圧の上昇を判定するバッテリ電圧判定手段、車両用発電機に含まれる励磁巻線に流れる励磁電流の上昇を判定する励磁電流判定手段の少なくとも一つを備えており、発電抑制判定手段は、温度判定手段、バッテリ電圧判定手段、励磁電流判定手段の少なくとも一つにおいて上昇した旨の判定が行われたときに、車両用発電機の発電量が抑制されていない旨の判定を行うことが望ましい。これにより、発電量が抑制されているか否かを確実に確認することができる。特に、測定位置の温度上昇を判定することにより、間接的に発電量低減の有無を知ることができるとともに、測定位置周辺に存在する各種の回路が熱的に破損することを発電抑制によって防止することができる。また、バッテリ電圧の上昇を判定することにより、間接的に発電量低減の有無を知ることができるとともに、バッテリや電気負荷に過電圧が印加されて破損や寿命低下に至ることを発電抑制によって防止することができる。また、励磁電流の上昇を判定することにより、発電量低減の有無を直接知ることができる。

また、上述した車両用発電機の発電量が抑制されていない旨の判定が発電抑制判定手段によって行われた時間を計測し、この計測時間が基準時間を超えたときに警報出力信号を出力する計時手段をさらに備え、警報手段は、計時手段から警報出力信号が出力されたときに警報動作を行うことが望ましい。これにより、過熱保護動作が実施されたことによる効果を確認することができるとともに、正常範囲を超えて温度が上昇した状態がこれ以上継続したときに熱的な破損が発生するおそれがあることを確実に運転者等に警告することが可能になる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置と車両用発電機やバッテリ等との接続状態が示されている。

図１において、本実施形態の車両用発電制御装置１は、バッテリ３の端子電圧が所定の調整電圧設定値（例えば１４Ｖ）になるように車両用発電機２の励磁電流を制御するとともに、車両用発電機２や車両用発電制御装置１自身の発電状態の異常の有無に応じてチャージランプ５の点灯状態を制御する。

車両用発電機２は、固定子に含まれる三相の固定子巻線２００と、この固定子巻線２００の三相出力を全波整流するために設けられた整流回路２０２と、回転子に備わった励磁巻線２０４とを含んで構成されている。この車両用発電機２の出力電圧の制御は、励磁巻線２０４に対する通電を車両用発電制御装置１によって適宜断続制御することにより行われる。車両用発電機１の出力端子（Ｂ端子）はバッテリ３や電気負荷４に接続されており、この出力端子からバッテリ３に充電電力が供給されるとともに電気負荷４に対して動作電力が供給される。

次に、車両用発電制御装置１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１は、励磁駆動トランジスタ１０、環流ダイオード１２、センス抵抗１４、電圧制御回路２０、温度センサ２２、過熱保護回路２４、アンド回路２６、励磁電流判定回路３０、温度判定回路３２、バッテリ電圧判定回路３４、異常判定回路３６、警報カウンタ３８、リセットカウンタ４０、警報出力回路４２を含んで構成されている。

励磁駆動トランジスタ１０は、励磁巻線２０４に直列に接続されたスイッチング素子であり、励磁巻線２０４に流れる励磁電流を断続する。環流ダイオード１２は、励磁巻線２０４に並列に接続されており、励磁駆動トランジスタ１０がオフ状態のときに励磁電流を環流させる。センス抵抗１４は、励磁駆動トランジスタ１０のソースとグランド（Ｅ端子）との間に挿入されており、励磁駆動トランジスタ１０のソース・ドレイン間を通して励磁巻線２０４に流れる励磁電流を検出するために用いられる。

電圧制御回路２０は、端子Ｓを通して取り込まれるバッテリ３の端子電圧（バッテリ電圧）と所定の調整電圧とを比較し、比較結果に応じた制御信号を出力する。例えば、バッテリ電圧が調整電圧よりも低くなるとハイレベルの制御信号が出力され、反対に、バッテリ電圧が調整電圧よりも高くなるとローレベルの制御信号が出力される。

温度センサ２２は、車両用発電制御装置１の所定の測定位置の温度（例えば、励磁駆動トランジスタ１０の放熱を促す放熱フィン（図示せず）の温度）を検出する。過熱保護回路２４は、温度センサ２２によって検出された温度が正常範囲の上限値に相当する上限温度Ｔ以上のときに、励磁電流を減少させて車両用発電機２の発電量を抑制する過熱保護動作を行う。例えば、励磁駆動トランジスタ１０を断続する場合の導通率（デューティ）を低下させる励磁電流制限用のＰＷＭ信号が過熱保護回路２４によって生成され、出力される。アンド回路２６は、電圧制御回路２０から出力される制御信号と過熱保護回路２４から出力される励磁電流制限用のＰＷＭ信号の論理和信号としての励磁駆動信号を出力する。この励磁駆動信号は、励磁駆動トランジスタ１０のゲートに入力される。なお、励磁電流を減少させる保護動作については励磁駆動トランジスタ１０の導通率を下げる以外の手法を用いるようにしてもよい。例えば、電圧制御回路２０で用いられる調整電圧を低い値に変更したり、励磁巻線２０４に印加する電圧を低い値に変更することによって、励磁電流を減少させるようにしてもよい。

励磁電流判定回路３０は、センス抵抗１４の両端電圧に基づいて励磁電流を検出するとともに、過熱保護動作中にこの検出した励磁電流が上昇しているときに異常検出信号を出力する。温度判定回路３２は、過熱保護動作中に、温度センサ２２によって検出された温度が上昇しているときに異常検出信号を出力する。バッテリ電圧判定回路３４は、過熱保護動作中に、Ｓ端子を通して取り込まれるバッテリ電圧が上昇しているときに、異常検出信号を出力する。異常判定回路３６は、過熱保護動作中における車両用発電機２の発電量抑制の有無を判定する動作を行っており、励磁電流判定回路３０、温度判定回路３２、バッテリ電圧判定回路３４の少なくとも一つから異常検出信号が出力された状態が継続した場合に発電量が抑制されていないと判断して、所定の時間間隔で異常継続パルスを出力する。

警報カウンタ３８は、異常判定回路３６から出力される異常継続パルスに応じたカウント動作を行い、カウント値が所定値に達したときに警報信号を出力する。また、リセットカウンタ４０は、所定のクロック信号に同期したカウント動作を行い、カウント値が所定値に達したときに警報カウンタ３８のカウントをリセットする。このリセットカウンタ４０は、異常判定回路３６から出力される異常継続パルスによってリセットされる。したがって、異常判定回路３６から異常継続パルスが出力されない状態が一定時間（Ｔ１）継続すると警報カウンタ３８がリセットされる一方、異常判定回路３６から異常継続パルスが出力される状態が一定時間（Ｔ２）継続すると警報カウンタ３８から警報信号が出力されるようになっている。

警報出力回路４２は、警報カウンタ３８から警報信号が出力されると、Ｌ端子とバッテリ３の正極端子との間に接続されているチャージランプ５を点灯させることにより、所定の警告動作を行う。なお、警告動作の一例としてチャージランプ５を点灯させるようにしたが、チャージランプ５を点灯させる代わりに、警報出力回路４２から外部制御装置（図示せず）に警報信号を送信し、外部制御装置によって何らかの警報動作を行うようにしてもよい。

上述した過熱保護回路２４が過熱保護手段に、異常判定回路３６が発電抑制判定手段に、警報出力回路４２が警報手段に、温度判定回路３２が温度判定手段に、バッテリ電圧判定回路３４がバッテリ電圧判定手段に、励磁電流判定回路３０が励磁電流判定手段に、警報カウンタ３８、リセットカウンタ４０が計時手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両用発電制御装置１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図２は、車両用発電制御装置１において過熱保護動作中に行われる警報出力の動作手順を示す流れ図である。

発電動作中に、過熱保護回路２４は、温度センサ２２によって検出した温度が上限温度Ｔ以上か否かを判定する（ステップ１００）。検出した温度が上限温度Ｔより低い場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、検出した温度が上限温度Ｔ以上になるとステップ１００の判定において肯定判断が行われ、過熱保護回路２４は、励磁電流を低減する過熱保護動作を開始する（ステップ１０１）。

過熱保護動作開始後に再度、過熱保護回路２４は、温度センサ２２によって検出した温度が上限温度Ｔ以上か否かを判定する（ステップ１０２）。検出した温度が上限温度Ｔ以上の状態が維持されている場合には肯定判断が行われ、次に、異常判定回路３６は、異常状態を検出したか否かを判定する（ステップ１０３）。ここで、判定の対象となる異常状態とは、励磁電流判定回路３０、温度判定回路３２、バッテリ電圧判定回路３４の少なくとも一つから異常検出信号が出力された状態をいう。これら３つの回路の少なくとも一つから異常検出信号が出力されている場合には肯定判断が行われ、次に、異常判定回路３６と警報カウンタ３８によって、異常状態の継続時間が所定時間（Ｔ２）以上になったか否かが判定される（ステップ１０４）。異常判定回路３６から所定の時間間隔で異常継続パルスが出力されており、この異常継続パルスに同期して警報カウンタ３８のカウント値が更新されて、所定時間Ｔ２に相当するカウント値に達したときに警報カウンタ３８から警報信号が出力される。したがって、警報信号が出力されない場合（ステップ１０４の判定において否定判断）には、ステップ１０２に戻って検出温度判定動作が繰り返される。また、警報カウンタ３８から警報信号が出力された場合（ステップ１０３の判定において肯定判断）には、警報出力回路４２は、チャージランプ５を点灯させることによって警報出力動作を行う（ステップ１０５）。その後、警報出力動作を維持した状態で、ステップ１０２に戻って検出温度判定動作が繰り返される。

また、過熱保護動作開始後に検出温度が所定温度Ｔよりも低くなった場合にはステップ１０２の判定において否定判断が行われる。次に、過熱保護回路２４は、励磁電流を低減する過熱保護動作を停止する（ステップ１０６）。また、過熱保護動作が停止されると、一定時間Ｔ１が経過した後にリセットカウンタ４０によって警報カウンタ３８がリセットされ、警報信号の出力も停止する。このため、警報出力回路４２は、警報出力動作を停止する（ステップ１０７）。その後、ステップ１００に戻って過熱保護回路２４による温度判定が繰り返される。

このように、過熱保護機能が有効に働いて車両用発電機２の発電量が抑制されている正常状態においては警報動作が行われないため、温度が高い場合における不必要な警告の発生を防止することができる。これにより、必要以上に運転者を不安に陥れる事態を回避することができる。

また、温度判定回路３２、バッテリ電圧判定回路３４、励磁電流判定回路３０を用いることにより、発電量が抑制されているか否かを確実に確認することができる。特に、測定位置の温度上昇を判定することにより、間接的に発電量低減の有無を知ることができるとともに、測定位置周辺に存在する各種の回路が熱的に破損することを発電抑制によって防止することができる。また、バッテリ電圧の上昇を判定することにより、間接的に発電量低減の有無を知ることができるとともに、バッテリ３や電気負荷４に過電圧が印加されて破損や寿命低下に至ることを発電抑制によって防止することができる。また、励磁電流の上昇を判定することにより、発電量低減の有無を直接知ることができる。

また、過熱保護動作が開始されてから一定時間経過後に警報動作を行うことにより、過熱保護動作が実施されたことによる効果を確認することができるとともに、正常範囲を超えて温度が上昇した状態がこれ以上継続したときに熱的な破損が発生するおそれがあることを確実に運転者等に警告することが可能になる。

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変形実施が可能である。例えば、上記実施形態では、励磁電流判定回路３０、温度判定回路３２、バッテリ電圧判定回路３４の３つの回路を備えるようにしたが、これら３つの回路の一つあるいは二つを備えて異常判定回路３６によって発電抑制の有無判定を行うようにしてもよい。

一実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。車両用発電制御装置において過熱保護動作中に行われる警報出力の動作手順を示す流れ図である。

符号の説明

１車両用発電制御装置
２車両用発電機
１０励磁駆動トランジスタ
１２環流ダイオード
１４センス抵抗
２０電圧制御回路
２２温度センサ
２４過熱保護回路
２６アンド回路
３０励磁電流判定回路
３２温度判定回路
３４バッテリ電圧判定回路
３６異常判定回路
３８警報カウンタ
４０リセットカウンタ
４２警報出力回路
２００固定子巻線
２０２整流回路
２０４励磁巻線

Claims

測定位置の温度が適正範囲の上限温度以上になったことを検出したときに車両用発電機の発電量を抑制する過熱保護動作を行う過熱保護手段と、
前記過熱保護動作中における前記車両用発電機の発電量抑制の有無を判定する発電抑制判定手段と、
前記車両用発電機の発電量が抑制されていない旨の判定が前記発電抑制判定手段によって行われたときに警報動作を行う警報手段と、
を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。
請求項１において、
前記測定位置の温度上昇を判定する温度判定手段、前記車両用発電機の出力端子に接続されたバッテリの端子電圧の上昇を判定するバッテリ電圧判定手段、前記車両用発電機に含まれる励磁巻線に流れる励磁電流の上昇を判定する励磁電流判定手段の少なくとも一つを備えており、
前記発電抑制判定手段は、前記温度判定手段、前記バッテリ電圧判定手段、前記励磁電流判定手段の少なくとも一つにおいて上昇した旨の判定が行われたときに、前記車両用発電機の発電量が抑制されていない旨の判定を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
請求項１または２において、
前記車両用発電機の発電量が抑制されていない旨の判定が前記発電抑制判定手段によって行われた時間を計測し、この計測時間が基準時間を超えたときに警報出力信号を出力する計時手段をさらに備え、
前記警報手段は、前記計時手段から前記警報出力信号が出力されたときに前記警報動作を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。