JP2012218716A - 車両用電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両盗難防止機能を備えた車両用電力変換装置を得ること。
【解決手段】マイクロコンピュータ３ａは、エンジン始動時に、モータジェネレータ２の界磁コイル１８および電機子コイル１９に流す電流をそれぞれ制御して、モータジェネレータ２にスターターモータとして動作させる制御を行う。しかし、マイクロコンピュータ３ａは、異常検出センサ８から車内への異常侵入や車両に損傷を生じさせる異常の検出通知を受け取ると、界磁コイル１８と電機子コイル１９との少なくとも一方のコイルに電流が流れないように制御する。エンジンを始動させる行為が行われても、モータジェネレータ２はスターターモータとしての動作をしないので、エンジンは始動しない。よって、乗り逃げを未然に防止できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載されるモータジェネレータをスターターモータ、オルタネータとして動作させる制御を行う車両用電力変換装置に関するものである。

車両の盗難を未然に防ぐ方法として、例えば車内への侵入を防止する方法、ハンドルをロックして操舵不能とする方法、エンジンの始動を不能とする方法などが挙げられる。しかし、車内への侵入を防止する方法では、ドアをこじ開けてガラスを割るなどして車内に侵入することを、例えばガラス割れセンサなどを用いて検知し警報を発することで阻止するのであるが、ドアが開いてしまうと、簡単に乗逃げされてしまうおそれがある。

このような乗り逃げを防止する方法として、エンジンの始動を不能とする方法が効果的である。この観点から、例えば特許文献１においては盗難防止用のＭＣＵが、バッテリの電源供給ラインに配置されたスイッチを遮断制御することによって、エンジンの始動を阻止する方法が提案されている。

特開２０１０−８９５９７号公報

しかし、上記特許文献１に記載された車両盗難防止方法では、電源供給ラインの大元を遮断するために、スイッチとして用いる継電器やＭＯＳトランジスタには閉状態で大電流を流すだけの電流容量を必要とする。そのため、高価で大型のスイッチが必要になるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、車両盗難防止機能を備えた車両用電力変換装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両に搭載されるモータジェネレータの界磁コイルおよび電機子コイルに流す電流をそれぞれ制御する界磁電流制御手段および電機子電流制御手段により、エンジン始動時に前記モータジェネレータにスターターモータとして動作させる制御を行う車両用電力変換装置において、車内への異常侵入や車両に損傷を生じさせる異常を検出する異常検出センサと、前記異常検出センサが異常検出を行ったとき、前記界磁電流制御手段と前記電機子電流制御手段との少なくとも一方の制御手段に対応するコイルに電流が流れないように制御させる盗難防止手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、車両用電力変換装置に異常検出センサを設け、異常検出が行われたときは、モータジェネレータがスターターモータとして動作しないようにする電流制御が行われるので、エンジンを始動させる行為が行われても、スターターモータは回転せず、エンジンは始動しない。よって、新たに専用の制御回路やスイッチを追加することなく、安価な構成で車両の盗難を未然に防止できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１による車両用電力変換装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態２による車両用電力変換装置の構成を示すブロック図である。

以下に、本発明にかかる車両用電力変換装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による車両用電力変換装置の構成を示すブロック図である。図１において、車両用電力変換装置１ａは、モータジェネレータ２を制御する一般的な構成として、マイクロコンピュータ３ａと、界磁コイル駆動回路４と、電機子コイル駆動回路５と、スイッチング回路６とを備えている。なお、図１では、簡略化して示してあるが、マイクロコンピュータ３ａ、界磁コイル駆動回路４、電機子コイル駆動回路５、およびスイッチング回路６は、それぞれバッテリ７を動作電源としている。

本実施の形態１では、さらに盗難防止のため、異常検出センサ８が設けられている。ここでは、まず、モータジェネレータ２を制御する一般的な構成について説明する。

マイクロコンピュータ３ａは、一般的な制御動作として、エンジンの始動時においてはモータジェネレータ２をスターターモータとして動作させる制御を行い、また車両走行中の減速時においてはモータジェネレータ２をオルタネータとして動作させる制御を行う。マイクロコンピュータ３ａは、モータジェネレータ２にスターターモータ、オルタネータとして動作させるために、界磁コイル駆動指令９をＦＣ端子から界磁コイル駆動回路４へ出力し、電機子コイル駆動指令１０をＵＨ端子、ＵＬ端子、ＶＨ端子、ＶＬ端子、ＷＨ端子、およびＷＬ端子から電機子コイル駆動回路５へ出力する。なお、ＵＨ，ＶＨ，ＷＨは、それぞれ、Ｕ相正極側，Ｖ相正極側，Ｗ相正極側を意味する。また、ＵＬ，ＶＬ，ＷＬは、それぞれ、Ｕ相負極側，Ｖ相負極側，Ｗ相負極側を意味する。

スイッチング回路６は、モータジェネレータ２の界磁コイル１８を駆動するスイッチング素子１１と、モータジェネレータ２のＹ結線された各相の電機子コイル１９を駆動するスイッチング素子１２〜１７とで構成される。

スイッチング素子１１のゲート端子には、界磁コイル駆動回路４から、界磁コイル駆動指令９に基づき生成された駆動信号（一定振幅のＰＷＭ信号）が入力される。スイッチング素子１１の両端は、バッテリ７に接続されるとともに、界磁コイル１８が接続されている。これによって、界磁コイル１８には、界磁コイル駆動指令９が指定した振幅の界磁電流が流れる。

スイッチング素子１２〜１７は、スイッチング素子１２，１３の直列回路と、スイッチング素子１４，１５の直列回路と、スイッチング素子１６，１７の直列回路とに分けられている。それぞれの直列回路の両端は、バッテリ７に接続されている。

スイッチング素子１２，１３の直列回路では、スイッチング素子１２，１３のゲート端子に、電機子コイル駆動回路５から、ＵＨ端子およびＵＬ端子から入力された電機子コイル駆動指令１０に基づき生成された、スイッチング素子１２，１３を相補的にオン・オフさせる駆動信号（振幅が正弦波状に変化するＰＷＭ信号）が入力される。これによって、スイッチング素子１２，１３の直列回路の共通接続端からモータジェネレータ２のＵ相の電機子コイル１９へＵ相電機子電流が供給される。

スイッチング素子１４，１５の直列回路では、スイッチング素子１４，１５のゲート端子に、電機子コイル駆動回路５から、ＶＨ端子およびＶＬ端子から入力された電機子コイル駆動指令１０に基づき生成された、スイッチング素子１４，１５を相補的にオン・オフさせる駆動信号（振幅が正弦波状に変化するＰＷＭ信号）が入力される。これによって、スイッチング素子１４，１５の直列回路の共通接続端からモータジェネレータ２のＶ相の電機子コイル１９へＶ相電機子電流が供給される。

スイッチング素子１６，１７の直列回路では、スイッチング素子１６，１７のゲート端子に、電機子コイル駆動回路５から、ＷＨ端子およびＷＬ端子から入力された電機子コイル駆動指令１０に基づき生成された、スイッチング素子１６，１７を相補的にオン・オフさせる駆動信号（振幅が正弦波状に変化するＰＷＭ信号）が入力される。これによって、スイッチング素子１６，１７の直列回路の共通接続端からモータジェネレータ２のＷ相の電機子コイル１９へＷ相電機子電流が供給される。

スイッチング回路６において、界磁コイル１８を駆動するスイッチング素子１１と、電機子コイル１９を駆動するスイッチング素子１２〜１７とが、どのようなパターンのＰＷＭ信号によりスイッチング動作を行うかの説明は割愛するが、以上の構成により、モータジェネレータ２は、エンジンの始動時においてはスターターモータとして動作するように制御され、また、車両走行中の減速時においてはオルタネータとして動作するように制御される。

さて、本実施の形態１による異常検出センサ８は、車内への異常侵入や車両に損傷を生じさせる異常を検出すると、その異常検出をマイクロコンピュータ３ａに通知する。マイクロコンピュータ３ａは、異常検出の通知を受け取ると、その後に、エンジンを始動させる行為が行われても、モータジェネレータ２がスターターモータとして動作しないように制御する。

具体的には、マイクロコンピュータ３ａは次の２つの動作のいずれか一方を実施する。
（１）マイクロコンピュータ３ａは界磁コイル駆動回路４に対し「スイッチング素子１１をオフ状態に固定させる」ことを内容とする界磁コイル駆動指令９を出力する。界磁コイル駆動回路４は、この指令を受け取ると、スイッチング素子１１のゲート端子にオフ動作させる駆動信号を印加するので、界磁コイル１８には電流が流れない。したがって、たとえ電機子コイル１９に電流が流れて磁力が発生しても、界磁コイル１８には磁力は発生しないので、スターターモータは回転せず、エンジンを始動させることはできない。

（２）マイクロコンピュータ３ａは電機子コイル駆動回路５に対し「スイッチング素子１２〜１７をオフ状態に固定させる」ことを内容とする電機子コイル駆動指令１０を出力する。電機子コイル駆動回路５は、この指令を受け取ると、スイッチング素子１２〜１７のゲート端子にオフ動作させる駆動信号を印加するので、電機子コイル１９には電流が流れない。したがって、たとえ界磁コイル１８に電流が流れて磁力が発生しても、電機子コイル１９には磁力は発生しないので、スターターモータは回転せず、エンジンを始動させることはできない。

以上のように、本実施の形態１によれば、車両に搭載されるモータジェネレータを車両用電力変換装置が制御している点に着目し、車両用電力変換装置が、車内への異常侵入や車両に損傷を生じさせる異常を検出する異常検出センサから検出信号を受け取ると、エンジンを始動させようとする行為が行われても、モータジェネレータがスターターモータとして動作しないように制御する。これによって、新たに専用の制御回路やスイッチを追加することなく、安価な構成で車両の盗難を未然に防止できる。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２による車両用電力変換装置の構成を示すブロック図である。なお、図２では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、本実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。

図２に示すように、本実施の形態２による車両用電力変換装置１ｂは、図１（実施の形態１）に示した構成において、不揮発性メモリ２０が設けられている。符号を変えたマイクロコンピュータ３ｂはマイクロコンピュータ３ａに若干の機能追加がなされている。なお、不揮発性メモリ２０は、マイクロコンピュータ３ｂの外部メモリとして設けられてもよく、内部メモリとして設けられてもよい。

マイクロコンピュータ３ｂは、異常検出センサ８から異常検出の通知を受け取ると、不揮発性メモリ２０に異常状態になったことを示す情報を格納し、エンジンを始動させようとする行為が行われると、実施の形態１と同様に、モータジェネレータ２がスターターモータとして動作しないように制御する。

その後に、侵入者がマイクロコンピュータ３ｂの電源を落としてマイクロコンピュータ３ｂを初期化して、エンジンを始動させる行為を行っても、不揮発性メモリ２０に異常状態になったことを示す情報が書き込まれているので、マイクロコンピュータ３ｂは、モータジェネレータ２がスターターモータとして動作しないように制御することができる。

以上のように、本実施の形態２によれば、実施の形態１において、異常状態になったことを示す情報を記憶させるための不揮発性メモリを設けたので、電源を落として初期化の行為が行われても、不揮発性メモリの内容に基づき確実に、車両の盗難を未然に防止できる。

以上のように、本発明にかかる車両用電力変換装置は、安価な構成で車両の盗難を未然に防止できる車両用電力変換装置として有用である。

１ａ，１ｂ 車両用電力変換装置
２ モータジェネレータ
３ａ，３ｂ マイクロコンピュータ
４ 界磁コイル駆動回路
５ 電機子コイル駆動回路
６ スイッチング回路
７ バッテリ
８ 異常検出センサ
９ 界磁コイル駆動指令
１０ 電機子コイル駆動指令
１１ スイッチング素子（界磁スイッチング素子）
１２〜１７ スイッチング素子（電機子スイッチング素子）
１８ 界磁コイル
１９ 電機子コイル
２０ 不揮発性メモリ

Claims (2)

1. 車両に搭載されるモータジェネレータの界磁コイルおよび電機子コイルに流す電流をそれぞれ制御する界磁電流制御手段および電機子電流制御手段により、エンジン始動時に前記モータジェネレータにスターターモータとして動作させる制御を行う車両用電力変換装置において、
   車内への異常侵入や車両に損傷を生じさせる異常を検出する異常検出センサと、
   前記異常検出センサが異常検出を行ったとき、前記界磁電流制御手段と前記電機子電流制御手段との少なくとも一方の制御手段に対応するコイルに電流が流れないように制御させる盗難防止手段と
   を備えたことを特徴とする車両用電力変換装置。
2. 前記異常検出センサが異常検出を行った事実を記憶するための不揮発性メモリを備え、
   前記盗難防止手段は、
   前記不揮発性メモリに前記異常検出が行われた事実が記憶されているときは、継続して前記界磁電流制御手段と前記電機子電流制御手段との少なくとも一方の制御手段に対応するコイルに電流が流れないように制御させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電力変換装置。

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