JP2011229219A - 車両用発電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部制御装置との間で通信を行って発電制御を行う際に通信途絶が発生する状況において車両システムへの悪影響を低減して、搭乗者に違和感を与えることがない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ＥＣＵ５から周期的に送られてくる通信フレームを受信する通信制御回路２０４と、受信した通信フレームに含まれる制御値を発電制御値として車両用発電機１の発電制御を行うとともに、ＥＣＵ５から送られてくる通信フレームを所定時間以上受信しない通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている発電制御値を予め設定されたデフォルト値に向けて徐々に近づけて発電制御を行う発電電圧・励磁電流制御回路２０６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発電制御を行う車両用発電制御装置に関する。

近年、車両の燃費向上のため、低アイドル化、低フリクション化が進む一方で、システムの電動化による電気負荷の増大により、車両用発電機の作動（出力変化）によるトルク変動がエンジン回転挙動に大きく影響するようになってきている。このため、エンジン制御と車両用発電機の発電制御とが協調した制御により、電源の安定供給とアイドル回転の安定化を両立させた制御や、減速回生効果による燃費向上制御が行われるようになってきている。これを実現するために、エンジン制御システムの装置と車両用発電機に搭載されている発電制御装置との間で多くの情報のやりとりが必要になってきており、通信線数の増大が少なく、低コストで対応できるＬＩＮ（Local Interconnect Network）などのデジタル通信が用いられるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、ＬＩＮ通信は、低コストで実現できる反面、単線による通信線の端子電圧を検出する方式であり、しかも、プルアップ抵抗のインピーダンスも比較的大きいので、誘導ノイズを拾い易くなっており、ノイズ環境の厳しいエンジンルーム内で使用する場合には、通信異常などが懸念される。

これに対して、ＬＩＮ通信の異常が発生して一定時間信号が更新されない場合に、発電制御上、安全なデフォルト値に戻す方式をとることにより、通信異常が連続的に発生した場合においても、車両の走行に支障をきたさないように考慮した車両用発電制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

しかし、この車両用発電制御装置では、通信途絶時にデフォルト値に急に変更されるため、車両用発電機の発電量が急激に変化して、車両システムに悪影響を与え、搭乗者に違和感を与えるおそれがあるという問題があった。この場合には、例えば、低温時にエンジン始動中に制御信号により発電が抑制されている状態で、通信途絶して発電の抑制が解除されてエンストしてしまう場合などが考えられる。

また、エンジン停止時のノイズの少ない条件で信号を受信して記憶し、エンジン始動後の信号は記憶しない方式をとることにより、誤った制御信号を取り込むことを防止する発電制御装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。しかし、この発電制御装置では、エンジン始動後に制御信号の内容を可変することができなくなってしまい、エンジン始動後に車両システムと協調した制御ができないという問題があった。

特開２００２−３２５０８５号公報（第４−８頁、図１−７） 特許２００９−１８９１４０号公報（第３−７頁、図１−５） 特許第４１８９７６５号公報（第４−９頁、図１−４）

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、外部制御装置との間で通信を行って発電制御を行う際に通信途絶が発生する状況において車両システムへの悪影響を低減して、搭乗者に違和感を与えることがない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、出力端子がバッテリおよび電気負荷に接続された車両用発電機の界磁巻線に流れる励磁電流を断続して発電を制御する車両用発電制御装置であって、外部制御装置との間で双方向のシリアル通信を行い、外部制御装置から周期的に送られてくる通信フレームを受信する通信制御手段と、通信制御手段によって受信した通信フレームに含まれる指示値を発電制御値として車両用発電機の発電制御を行うとともに、外部制御装置から送られてくる通信フレームを所定時間以上受信しない通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている発電制御値を予め設定された既定値に向けて徐々に近づけて発電制御を行う発電制御手段とを備えている。

外部制御装置からの通信フレームが所定時間以上送信されなかった場合に、通信途絶と判断して、発電制御値を通信途絶前に受信した通信フレームに含まれる指示値から、予め設定されている既定値に向けて徐々に近づけるので、通信途絶が発生した場合であっても発電量が急激に変化することがなく、車両システムに悪影響を与えたり、搭乗者に違和感を与えることを防止することができる。具体的には、バッテリ電圧の急変によるランプ類の明暗の発生や、発電トルクの急変によるエンジン回転の変動による車両振動等の発生を抑制することにより、車両システムに悪影響を与えたり、搭乗者に違和感を与えることを防止することができる。

また、上述した発電制御手段は、通信途絶状態に対応して既定値を発電制御値として発電制御を行っているときに、通信制御手段によって新たな通信フレームが受信された場合に、既定値からこの新たな通信フレームに含まれる指示値に向けて発電制御値を徐々に近づけて発電制御を行うことが望ましい。通信途絶状態が継続して既定値を発電制御値として発電制御を行っている状態において、通信が成立して通信フレームの指示値を受信したときに、この指示値への切り替えをその時点の発電制御値から徐々に近づけるように行うことにより、通信途絶から復帰した場合においても発電量の急変がなく、バッテリ電圧急変によるランプ類の明暗の発生や、発電トルク急変によるエンジン回転の変動による車両振動等の発生を抑制して、車両システムに悪影響を与えたり、搭乗者に違和感を与えることを防止することができる。

また、上述した車両用発電機の電機子巻線の相電圧に基づいて車両用発電機の回転数を検出する回転検出手段をさらに備え、発電制御手段は、回転検出手段によって検出された回転数がエンジン始動時の回転数に相当する所定回転数以下のときに、通信途絶状態になる直前に設定されていた発電制御値を維持して発電制御を行い、所定回転数を超えた後に、発電制御値を既定値に向けて徐々に近づけて発電制御を行うことが望ましい。発電機回転数がエンジン始動時の回転数に相当する所定回転数以下のときに通信途絶前の発電制御値が維持されるため、エンジン始動時の発電抑制中に通信が途絶えた場合であっても、この発電抑制を継続することが可能であり、エンジン始動性の悪化を防止することができる。

また、上述した発電制御値は、車両用発電機の調整電圧値であることが望ましい。あるいは、上述した発電制御値は、車両用発電機の励磁電流の上限値としての励磁電流制限値であることが望ましい。あるいは、上述した発電制御値は、励磁電流の供給を行うトランジスタの駆動デューティの上限値としての駆動デューティ制限値であることが望ましい。調整電圧値、励磁電流制限値、駆動デューティ制限値を徐々に変更することにより、通信途絶時や通信復帰時の発電量の急変を確実に防止することができる。

また、上述した通信フレームには複数の指示値が対応しており、発電制御手段は、一部の発電制御値については、通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている発電制御値を維持して制御を行うことが望ましい。具体的には、値が維持される発電制御値は、徐励速度であることが望ましい。あるいは、値が維持される発電制御値は、それ以上回転数が低下したときに徐励制御を解除する車両用発電機の回転数のしきい値であることが望ましい。徐励時間や徐励制御を解除する回転数のしきい値等の一部の発電制御値については、通信途絶が発生しても直前の値が保持されるため、車両毎に固有値として設定される発電制御値については通信途絶が生じても切り替えられることなく適切な発電制御値による発電制御を維持することができる。

また、上述した既定値は、温度に応じて予め設定されていることが望ましい。通信途絶前の外部制御装置からの指示に基づく調整電圧値等から、車両用発電制御装置等の温度に応じて予め設定されている調整電圧値に徐々に近づけることにより、通信途絶時に発電量の急変を防止するとともに、通信途絶後に温度に応じた適切な調整電圧値への変更を行うことができる。

また、本発明の車両用発電制御装置は、出力端子がバッテリおよび電気負荷に接続された車両用発電機の界磁巻線に流れる励磁電流を断続して発電を制御する車両用発電制御装置であって、外部制御装置との間で双方向のシリアル通信を行い、外部制御装置から周期的に送られてくる通信フレームを受信する通信制御手段と、通信制御手段によって受信した通信フレームに含まれる指示値を発電制御値として車両用発電機の発電制御を行うとともに、外部制御装置から送られてくる通信フレームを所定時間以上受信しない通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている発電制御値を予め設定された既定値に切り替えて発電制御を行う発電制御手段と、車両用発電機の電機子巻線の相電圧に基づいて車両用発電機の回転数を検出する回転検出手段とを備え、発電制御手段は、回転検出手段によって検出された回転数がエンジン始動時の回転数に相当する所定回転数以下のときに、通信途絶状態になる直前に設定されていた発電制御値から既定値への切り替えを遅らせている。また、上述した発電制御手段は、回転検出手段によって検出された回転数が所定回転数以下のときに、通信途絶状態になる直前に設定されていた発電制御値を維持して発電制御を行うことが望ましい。

発電機回転数がエンジン始動時の回転数に相当する所定回転数以下のときに発電制御値の切り替えを遅らせることにより、エンジン始動時の発電抑制中に通信が途絶えた場合であっても、エンジン始動時にエンジン回転数が上昇するまで、この発電抑制を継続することが可能であり、エンジン始動性の悪化を防止することができる。

また、上述した通信フレームには複数の指示値が対応しており、発電制御手段は、一部の発電制御値については、通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている発電制御値を維持して制御を行うことが望ましい。一部の発電制御値については、通信途絶が発生しても直前の値が保持されるため、車両毎に固有値として設定される発電制御値については通信途絶が生じても切り替えられることなく適切な発電制御値による発電制御を維持することができる。

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とＥＣＵとの間で送受信される通信フレームの内容を示す図である。 車両用発電制御装置の動作手順を示す流れ図である。 エンジン始動後の通常時における通信途絶前後の発電制御値の変化の様子を示す動作タイミング図である。 エンジン始動時における通信途絶前後の発電制御値の変化の様子を示す動作タイミング図である。 通信再開時に発電制御値を変更する車両用発電制御装置２の動作手順の変形例を示す流れ図である。

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、電気負荷、ＥＣＵとの接続状態が示されている。

図１において、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値になるように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、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、所定の充電線を介してバッテリ３や各種の電気負荷４に接続されている。Ｃ端子は、外部制御装置であるエンジン制御装置としてのＥＣＵ５に接続されている。Ｅ端子は、車両用発電機１のフレームに接続されている。なお、図１では、車両用発電制御装置２は、車両用発電機１と並行して図示したが、実際には車両用発電機１に内蔵されている。

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、回転子に含まれる界磁巻線１０２と、固定子巻線１０１の三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、界磁巻線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、センス抵抗２０３、通信制御回路２０４、電源回路２０５、発電電圧・励磁電流制御回路２０６、励磁電流検出回路２０７、回転検出回路２０８、基準電圧回路２０９、温度検出回路２１０を備えている。

ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１は、界磁巻線１０２に直列に接続されており、オン状態のときに界磁巻線１０２に励磁電流が流れる。環流ダイオード２０２は、界磁巻線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。

電源回路２０５は、所定の動作電圧を生成する。発電電圧・励磁電流制御回路２０６は、各種の発電制御値を用いて車両用発電機１の出力電圧を一定に維持したり、ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１の駆動デューティや界磁巻線１０２に流れる励磁電流を設定値以下に制限したり、励磁電流を徐々に増加させる徐励制御などの発電制御を行う。例えば、発電制御値には、徐励＋α、Ｆｄｕｔｙ制限、徐励速度、徐励キャンセル回転数、調整電圧値、励磁電流制限が含まれる。これらの各発電制御値については、起動時の設定に用いられるデフォルト値（既定値）が予め設定されているが、起動後はＥＣＵ５から送られてくる通信フレームに含まれる指示値が用いられる。

励磁電流検出回路２０７は、ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１のソース電位に基づいて界磁巻線１０２に流れる励磁電流を検出する。ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１のソースには励磁電流検出用のセンス抵抗２０３が接続されており、ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１のソース・ドレイン間およびセンス抵抗２０３を介して励磁電流が流れたときに生じるセンス抵抗２０３の端子電圧に基づいて励磁電流検出回路２０７による励磁電流の検出が行われる。回転検出回路２０８は、固定子巻線１０１のいずれかの相に現れる相電圧を監視することにより、車両用発電機１の回転数を検出し、検出した回転数に対応する電圧を出力する。

通信制御回路２０４は、Ｃ端子を介してＥＣＵ５との間で双方向のシリアル通信（例えば、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）プロトコルを用いたＬＩＮ通信）を行い、ＥＣＵ５から周期的に送られてくる通信フレームを受信する。また、通信制御回路２０４は、Ｃ端子を介してＥＣＵ５に向けて通信フレームを送信する。

基準電圧回路２０９は、温度検出回路２１０によって検出した温度に対応する基準電圧を設定する。この基準電圧は、車両用発電機１の基準電圧のデフォルト値（既定値）であり、発電電圧・励磁電流制御回路２０６に入力される。温度検出回路２１０は、車両用発電制御装置２の温度を検出する。なお、車両用発電制御装置２の温度と車両用発電機１の温度は互いに相関があるため、車両用発電制御装置２の温度を検出するということは、車両用発電機１の温度を検出することでもある。また、車両用発電制御装置２の温度を検出する代わりに、バッテリ３の温度を検出するようにしてもよい。

上述した通信制御回路２０４が通信制御手段に、発電電圧・励磁電流制御回路２０６、励磁電流検出回路２０７、基準電圧回路２０９が発電制御手段に、回転検出回路２０８が回転検出手段にそれぞれ対応する。

図２は、車両用発電制御装置２とＥＣＵ５との間で送受信される通信フレームの内容を示す図である。図２（Ａ）には、ＥＣＵ５から車両用発電制御装置２に向けて送信される通信フレーム（以後、この通信フレームを「受信フレームＩＤ１」と称する）の内容が示されている。また、図２（Ｂ）には、車両用発電制御装置２からＥＣＵ５に向けて送信される通信フレーム（以後、この通信フレームを「送信フレームＩＤ２」と称する）の内容が示されている。

図２（Ａ）に示すように、受信フレームＩＤ１には、徐励＋α、Ｆｄｕｔｙ制限、徐励速度、徐励キャンセル回転数、調整電圧、励磁電流制限が含まれる。「徐励＋α」は、励磁電流の変化が許容される駆動デューティＦｄｕｔｙ（ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１の駆動デューティ）の変化量である。例えば、徐励＋αが１０％に設定されると、駆動デューティＦｄｕｔｙが１０％変化しても徐励制御は働かない。「Ｆｄｕｔｙ制限」は、駆動デューティ（Ｆｄｕｔｙ）の上限値としての駆動デューティ制限値（Ｆｄｕｔｙ制限値）である。「徐励速度」は、徐励制御において単位時間あたりの駆動デューティの変化量である。「徐励キャンセル回転数」は、車両用発電機１の回転数がそれ以上低下したときに徐励制御を解除する回転数のしきい値である。「調整電圧」は、車両用発電機１の出力電圧（Ｂ端子電圧あるいはバッテリ３の端子電圧）を一定に制御する場合の調整電圧値である。「励磁電流制限」は、界磁巻線１０２に流れる励磁電流を制限する場合の励磁電流上限値（ＩＦ＿ＭＡＸ）である。

また、図２（Ｂ）に示すように、送信フレームＩＤ２には、ダイアグ情報、発電電圧出力、励磁電流出力、Ｆｄｕｔｙ出力、電圧制御出力が含まれている。「ダイアグ情報」は、図示しない異常検出回路によって異常の有無を診断した結果を示すデータである。「発電電圧出力」は、検出したＢ端子電圧の値である。「励磁電流出力」は、励磁電流検出回路２０７によって検出した励磁電流値である。「Ｆｄｕｔｙ出力」は、界磁巻線１０２に励磁電流を流すＭＯＳ−ＦＥＴ２０１の駆動デューティの値である。

図３は、車両用発電制御装置２の動作手順を示す流れ図である。車両のキースイッチ（図示せず）がオンされると、ＥＣＵ５は、車両用発電制御装置２に向けて起動を指示するためのウェイクアップ信号を送信する。車両用発電制御装置２の通信制御回路２０４は、ウェイクアップ信号を受信したか否かを判定し（ステップ１００１）、受信していない場合には否定判断を行ってこの判定を繰り返す。また、ウェイクアップ信号を受信した場合には、ステップ１００１の判定において肯定判断が行われ、次に、発電電圧・励磁電流制御回路２０６は、発電制御に必要な各種の発電制御値にデフォルト値（既定値）を設定する（ステップ１００２）。各種の発電制御値には、調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、徐励速度、徐励キャンセル回転数、徐励＋αの値、Ｆｄｕｔｙ制限値が含まれる。

次に、通信制御回路２０４は、受信フレームＩＤ１を受信したか否かを判定する（ステップ１００３）。受信フレームＩＤ１を受信した場合には肯定判断が行われ、次に、発電電圧・励磁電流制御回路２０６は、発電制御に必要な各種の発電制御値に、受信フレームＩＤ１に含まれる各指示値（調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、徐励速度、徐励キャンセル回転数、徐励＋αの値、Ｆｄｕｔｙ制限値）を設定する（ステップ１００４）。

発電制御値の設定が終了した後、あるいは、受信フレームＩＤ１を受信していない場合にはステップ１００３の判定において否定判断が行われた後、通信制御回路２０４は、３秒以上受信フレームＩＤ１を受信していない状態が継続しているか否かを判定する（ステップ１００５）。受信フレームＩＤ１を未受信の状態が３秒以上継続している場合には肯定判断が行われ、次に、通信制御回路２０４は、回転検出回路２０８によって検出された回転数（発電機回転数）が所定回転数以下であるか否かを判定する（ステップ１００６）。ここで、所定回転数とは、エンジン始動時の回転数であり、具体的にはエンジン完爆後の始動回転数（例えば、１３５０ｒｐｍ）である。発電機回転数が所定回転数以下（エンジン始動中）でない場合には否定判断が行われる。次に、発電電圧・励磁電流制御回路２０６は、各種の発電制御値の中で調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値について、その時点での値をデフォルト値（ステップ１００２で用いられたデフォルト値）に向けて徐々に変化させるように設定する（ステップ１００７）。例えば、調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値のそれぞれのデフォルト値を１４．５Ｖ、１０．２Ａ、１００％とすると、これらの値に向けて現在の値を所定の時間割合（例えば、０．１Ｖ／ｓｅｃ、０．５Ａ／ｓｅｃ、５％／ｓｅｃ）で変化させる。なお、それ以外の発電制御値（徐励速度、徐励キャンセル回転数、徐励＋αの値）については、デフォルト値に向けて徐々に変化させるのではなく、３秒間の通信途絶が生じた時点の値がそのまま維持される。

一部の発電制御値の値を徐々に変化させる設定を行った後、あるいは、前回の受信フレームＩＤ１受信から３秒以内の場合（ステップ１００５の判定において否定判断）や発電機回転数が所定回転数以下の場合（ステップ１００６の判定において肯定判断）には、次に、通信制御回路２０４は、送信フレームＩＤ２の送信タイミングか否かを判定する（ステップ１００８）。例えば、所定の時間間隔で送信フレームＩＤ２を送信するものとすると、この所定の時間間隔の送信タイミングが到来したか否かが判定される。送信タイミングが到来した場合には肯定判断が行われ、通信制御回路２０４は、図２（Ｂ）の内容を有する送信フレームＩＤ２を作成してＥＣＵ５に向けて送信する（ステップ１００９）。

送信フレームＩＤ２送信後、あるいは、送信フレームＩＤ２の送信タイミングが到来していない場合にはステップ１００８において否定判断が行われた後、発電電圧・励磁電流制御回路２０６は、車両用発電機１の回転が停止し、かつ、ＥＣＵ５との間の通信が中断された状態が３秒間継続したか否かを判定する（ステップ１０１０）。この３秒とは、エンジンの停止状態を確実に判断するための時間であり、３秒経過するまでは否定判断が行われ、ステップ１００３に戻って受信フレームＩＤ１の受信判定以降の処理が繰り返される。また、３秒経過するとステップ１０１０の判定において肯定判断が行われ、車両用発電制御装置２の動作が終了する。

このように、本実施形態の車両用発電制御装置２では、ＥＣＵ５からの通信フレーム（受信フレームＩＤ１）が所定時間以上送信されなかった場合に、通信途絶と判断して、発電制御値（調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値）を通信途絶前に受信した受信フレームＩＤ１に含まれる指示値から、予め設定されている既定値（デフォルト値）に向けて徐々に近づける設定を行っている。これにより、通信途絶が発生した場合であっても発電量が急激に変化することがなく、車両用発電機１、車両用発電制御装置２およびＥＣＵ５を含む車両システムに悪影響を与えたり、搭乗者に違和感を与えることを防止することができる。具体的には、バッテリ電圧の急変によるランプ類の明暗の発生や、発電トルクの急変によるエンジン回転の変動による車両振動等の発生を抑制することにより、車両システムに悪影響を与えたり、搭乗者に違和感を与えることを防止することができる。

また、発電機回転数がエンジン始動時の回転数に相当する所定回転数以下のときには、調整電圧等の発電制御値について通信途絶前の値が維持されるため、エンジン始動時の発電抑制中に通信が途絶えた場合であっても、この発電抑制を継続することが可能であり、エンジン始動性の悪化を防止することができる。

また、通信途絶時に徐々に値を変化させる発電制御値として、調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、駆動デューティ（Ｆｄｕｔｙ）制限値を含ませることにより、通信途絶時の発電量の急変を確実に防止することができる。

また、一部の発電制御値（具体的には、徐励速度や徐励キャンセル回転数等）については、通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている値を維持して制御を行っている。徐励時間や徐励制御を解除する回転数のしきい値等の一部の発電制御値については、通信途絶が発生しても、直前の値が保持されるため、車両毎に固有値として設定されるこれらの発電制御値については通信途絶が生じても切り替えられることなく適切な発電制御値による発電制御を維持することができる。

図４は、エンジン始動後の通常時における通信途絶前後の発電制御値の変化の様子を示す動作タイミング図である。エンジン始動後の通常時とは、発電機回転数が所定回転数よりも高い状態であって、図３に示すステップ１００６の判定において否定判断が行われる。このような場合には、通信途絶が発生してその状態が検出された時点（通信途絶後３秒経過した時点）から、調整電圧値Ｖｒｅｇ、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値については、その時点の値から点線で示されたデフォルト値に向けて徐々に変化させる制御が行われる。また、徐励時間、徐励キャンセル回転数、徐励＋αの値については、通信途絶検出後もその時点の値が保持される。

図５は、エンジン始動時（低温始動時）における通信途絶前後の発電制御値の変化の様子を示す動作タイミング図である。エンジン始動時とは、発電機回転数が所定回転数以下の状態であって、図３に示すステップ１００６の判定において肯定判断が行われる。エンジン始動時には、通信途絶が検出された場合であってもその時点では調整電圧値Ｖｒｅｇ、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値をデフォルト値に向けて徐々に変化させる制御は行われずに、発電機回転数が所定回転数を超えた時点（ステップ１００６の判定において否定判断が行われた時点）から、調整電圧値Ｖｒｅｇ、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値を、その時点の値から点線で示されたデフォルト値に向けて徐々に変化させる制御が行われる。また、徐励時間、徐励キャンセル回転数、徐励＋αの値については、発電機回転数に関係なく、通信途絶検出時点の値が保持される。

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、通信途絶時に一部の発電制御値をデフォルト値に変化させる場合に発電制御値を徐々に変化させるようにしたが、通信途絶時に発電制御値をデフォルト値に変更した後に通信途絶状態が解除（通信が再開）されて、新たな受信フレームＩＤ１が受信された後に、この受信フレームＩＤ１に含まれる指示値に発電制御値を変更する場合についても同様にして徐々に値を変化させるようにしてもよい。

図６は、通信再開時に発電制御値を変更する車両用発電制御装置２の動作手順の変形例を示す流れ図である。図６に示す動作手順は、図３に示す動作手順を一部変更したものであって、具体的にはステップ１０２０、１０２１、１０２２が追加されている。以下では、これらの追加された各ステップの動作について説明を行う。

受信フレームＩＤ１を受信してステップ１００３の判定において肯定判断が行われた後、発電電圧・励磁電流制御回路２０６は、その時点の発電制御値（具体的には、発電制御値の中の調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値）がデフォルト値に設定されているか否かを判定する（ステップ１０２０）。デフォルト値でない場合には否定判断が行われ、ステップ１００４に移行して、受信フレームＩＤ１に含まれる各制御値（調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、徐励速度、徐励キャンセル回転数、徐励＋αの値、Ｆｄｕｔｙ制限値）が発電制御値として設定される。

一方、発電制御値がデフォルト値に設定されている場合にはステップ１０２０の判定において肯定判断が行われる。次に、発電電圧・励磁電流制御回路２０６は、発電制御値の中の調整電圧値、励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値については、受信フレームＩＤ１に含まれる指示値に向けて徐々に変化させるように設定を行い（ステップ１０２１）、それ以外の発電制御値（徐励速度、徐励キャンセル回転数、徐励＋αの値）については、受信フレームＩＤ１に含まれる指示値となるように設定する（ステップ１０２２）。その後、ステップ１００５に移行して、受信フレームＩＤ１の受信状態の判定動作が行われる。

このように、通信途絶状態が継続してデフォルト値を用いて発電制御を行っている状態において、通信が成立して受信フレームＩＤ１を受信したときに、この受信フレームＩＤ１で示される指示値への切り替えをその時点の発電制御値から徐々に近づけるように行うことにより、通信途絶から復帰した場合においても発電量の急変がなく、バッテリ電圧急変によるランプ類の明暗の発生や、発電トルク急変によるエンジン回転の変動による車両振動等の発生を抑制して、車両システムに悪影響を与えたり、搭乗者に違和感を与えることを防止することができる。

また、図３に示すステップ１００７の動作等において用いられるデフォルト値は、温度（車両用発電制御装置２、車両用発電機１、バッテリ３のいずれかの温度）に応じて予め設定するようにしてもよい。具体的には、図１に示す基準電圧回路２０９は、温度検出回路２１０によって検出した温度に基づいて、調整電圧値のデフォルト値を設定する。通信途絶前のＥＣＵ５からの指示に基づく調整電圧値から、車両用発電制御装置２等の温度に応じて予め設定されている調整電圧のデフォルト値に徐々に近づけることにより、通信途絶時に発電量の急変を防止するとともに、通信途絶後に温度に応じた適切な調整電圧値への変更を行うことができる。なお、この例では、温度に応じて調整電圧のデフォルト値を可変設定したが、温度に応じて励磁電流制限ＩＦ＿ＭＡＸ、Ｆｄｕｔｙ制限値の少なくとも一方のデフォルト値を可変設定するようにしてもよい。

上述したように、本発明によれば、ＥＣＵ５からの通信フレームが所定時間以上送信されなかった場合に、通信途絶と判断して、発電制御値を通信途絶前に受信した通信フレームに含まれる指示値から、予め設定されている既定値（デフォルト値）に向けて徐々に近づけるので、通信途絶が発生した場合であっても発電量が急激に変化することがなく、車両システムに悪影響を与えたり、搭乗者に違和感を与えることを防止することができる。具体的には、バッテリ電圧の急変によるランプ類の明暗の発生や、発電トルクの急変によるエンジン回転の変動による車両振動等の発生を抑制することができる。

１ 車両用発電機
２ 車両用発電制御装置
３ バッテリ
４ 電気負荷
５ ＥＣＵ
１０１ 固定子巻線
１０２ 界磁巻線
１０３ 整流回路
２０１ ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ
２０２ 環流ダイオード
２０３ センス抵抗
２０４ 通信制御回路
２０５ 電源回路
２０６ 発電電圧・励磁電流制御回路
２０７ 励磁電流検出回路
２０８ 回転検出回路
２０９ 基準電圧回路
２１０ 温度検出回路

Claims (13)

1. 出力端子がバッテリおよび電気負荷に接続された車両用発電機の界磁巻線に流れる励磁電流を断続して発電を制御する車両用発電制御装置であって、
   外部制御装置との間で双方向のシリアル通信を行い、前記外部制御装置から周期的に送られてくる通信フレームを受信する通信制御手段と、
   前記通信制御手段によって受信した前記通信フレームに含まれる指示値として前記車両用発電機の発電制御を行うとともに、前記外部制御装置から送られてくる前記通信フレームを所定時間以上受信しない通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている前記発電制御値を予め設定された既定値に向けて徐々に近づけて発電制御を行う発電制御手段と、
   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、
   前記発電制御手段は、前記通信途絶状態に対応して前記既定値を前記発電制御値として発電制御を行っているときに、前記通信制御手段によって新たな前記通信フレームが受信された場合に、前記既定値からこの新たな通信フレームに含まれる指示値に向けて前記発電制御値を徐々に近づけて発電制御を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
3. 請求項１または２において、
   前記車両用発電機の電機子巻線の相電圧に基づいて前記車両用発電機の回転数を検出する回転検出手段をさらに備え、
   前記発電制御手段は、前記回転検出手段によって検出された回転数がエンジン始動時の回転数に相当する所定回転数以下のときに、前記通信途絶状態になる直前に設定されていた前記発電制御値を維持して発電制御を行い、前記所定回転数を超えた後に、前記発電制御値を前記既定値に向けて徐々に近づけて発電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１〜３のいずれかにおいて、
   前記発電制御値は、前記車両用発電機の調整電圧値であることを特徴とする車両用発電制御装置。
5. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記発電制御値は、前記車両用発電機の励磁電流の上限値としての励磁電流制限値であることを特徴とする車両用発電制御装置。
6. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記発電制御値は、前記励磁電流の供給を行うトランジスタの駆動デューティの上限値としての駆動デューティ制限値であることを特徴とする車両用発電制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記通信フレームには複数の前記指示値が対応しており、
   前記発電制御手段は、一部の前記発電制御値については、通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている前記発電制御値を維持して制御を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
8. 請求項７において、
   値が維持される前記発電制御値は、徐励速度であることを特徴とする車両用発電制御装置。
9. 請求項７において、
   値が維持される前記発電制御値は、それ以上回転数が低下したときに徐励制御を解除する前記車両用発電機の回転数のしきい値であることを特徴とする車両用発電制御装置。
10. 請求項４〜６のいずれかにおいて、
    前記既定値は、温度に応じて予め設定されていることを特徴とする車両用発電制御装置。
11. 出力端子がバッテリおよび電気負荷に接続された車両用発電機の界磁巻線に流れる励磁電流を断続して発電を制御する車両用発電制御装置であって、
    外部制御装置との間で双方向のシリアル通信を行い、前記外部制御装置から周期的に送られてくる通信フレームを受信する通信制御手段と、
    前記通信制御手段によって受信した前記通信フレームに含まれる指示値を発電制御値として前記車両用発電機の発電制御を行うとともに、前記外部制御装置から送られてくる前記通信フレームを所定時間以上受信しない通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている前記発電制御値を予め設定された既定値に切り替えて発電制御を行う発電制御手段と、
    前記車両用発電機の電機子巻線の相電圧に基づいて前記車両用発電機の回転数を検出する回転検出手段と、
    を備え、前記発電制御手段は、前記回転検出手段によって検出された回転数がエンジン始動時の回転数に相当する所定回転数以下のときに、前記通信途絶状態になる直前に設定されていた前記発電制御値から前記既定値への切り替えを遅らせることを特徴とする車両用発電制御装置。
12. 請求項１１において、
    前記発電制御手段は、前記回転検出手段によって検出された回転数が前記所定回転数以下のときに、前記通信途絶状態になる直前に設定されていた前記発電制御値を維持して発電制御を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
13. 請求項１１または１２において、
    前記通信フレームには複数の前記指示値が対応しており、
    前記発電制御手段は、一部の前記発電制御値については、通信途絶状態が生じたときに、その時点で設定されている前記発電制御値を維持して制御を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。

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