JP2014050147A

JP2014050147A - 車両用発電機の故障診断装置

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Publication number: JP2014050147A
Application number: JP2012188930A
Authority: JP
Inventors: Masahito Uchiyama; 雅仁内山
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-17
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: JP6048728B2

Abstract

【課題】この発明は、発電を遅延させる制御を行った場合であっても正確な故障判定をすることができる車両用発電機の故障診断装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明は、車両に適用された内燃機関と、前記内燃機関を所定の条件に応じて停止させ、乗員の操作に応じて再始動させる機関停止制御装置と、前記内燃機関の動力により発電を行う発電機と、前記発電機の発電量を制御するために励磁電流を調整する発電制御部と、前記発電機の故障を診断する故障診断処理部と、前記内燃機関の再始動開始から少なくとも前記励磁電流が設定値を超えるまでの期間を含む所定期間、前記故障診断処理部の診断を無効にする診断無効処理部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は車両用発電機の故障診断装置に係り、特に、内燃機関の動力により発電を行う発電機の制御状態に伴う誤診断を防止することができる車両用発電機の故障診断装置に関する。

車両に搭載された内燃機関の動力により発電を行う車両用発電機においては、発電機を構成するコイルに流れる界磁電流（励磁電流）を制御し、出力電圧を変更する発電機の制御装置が知られている。また、車両の発電機は、電気負荷に電力を供給するバッテリを充電するため、故障が発生すると車両を使用するにあたって不具合が生じる。このため、発電機には、発電機からバッテリヘ出力される出力電圧を測定し、正常であるか否かを判定する故障診断装置が備えられている。
しかしながら、発電機は、制御装置が界磁電流を設定し、同一の出力電圧とするように制御した場合であっても、発電機の温度が低いときと高いときとで、出力電圧に違いが発生する。例えば、制御装置が、充電電圧を低下させるため界磁電流を１０Ａから７Ａへ低下させるように信号を発信した場合、出力電圧は発電機の温度が高いときと低いときとで、出力電圧の降下幅が異なる。このような出力電圧の違いは、故障診断装置に誤診断を発生させる原因となる。
そこで、下記特許文献１においては、発電機の暖機状態を推定する暖機状態推定部を設け、制御装置がこの暖機状態推定部により推定された発電機の暖機状態に応じて界磁電流を設定し、出力電圧が同一となるようを制御している。このようにすれば、故障診断装置の誤診断が防止できる。

特開２００７−３０６６５１号公報

ところで、車両には、燃料消費量削減やエミッション低減を目的として、車両の減速中又は停車中などの所定の条件に応じて内燃機関を停止し、停止した内燃機関を乗員のアクセル操作などの所定の条件に応じて再始動させる、所謂アイドルストップ制御機能を搭載した車両がある。
このような車両に搭載した発電機の制御装置には、減速中に行われる発電機の回生充電によりバッテリが蓄えた電力を確実に消費するため、図７に示すように、内燃機関の再始動ｔ１の後に所定の発電遅延期間Ｔａを設け、この発電遅延期間Ｔａ中は発電機の励磁電流を停止させ、発電を遅延させるように制御するものがある。
しかしながら、このような制御を実行した場合、発電機が正常であるにもかかわらず故障診断装置は、発電量が増加しないことを検出し、発電機を故障と誤判定をする問題があった。この場合、故障診断装置は、内燃機関の再始動ｔ１の後に発電機の回転数が故障診断実施回転数を超えた時ｔ２から所定時間Ｔｂが経過した時ｔ３に、発電量（出力電圧）が増加して正常判定電圧を超えていないことから、発電遅延期間Ｔａ内であるにもかかわらず発電機を故障と誤判定した。
要するに、従来は、発電の遅延中（発電遅延期間）でも故障診断装置の故障診断が実行されるため、発電量不足としてエラー（発電機故障）を出力する問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みて成されたものであり、発電を遅延させる制御を行った場合であっても正確な故障判定をすることができる車両用発電機の故障診断装置を提供することを目的とする。

この発明は、車両に適用された内燃機関と、前記内燃機関を所定の条件に応じて停止させ、乗員の操作に応じて再始動させる機関停止制御装置と、前記内燃機関の動力により発電を行う発電機と、前記発電機の発電量を制御するために励磁電流を調整する発電制御部と、前記発電機の故障を診断する故障診断処理部と、前記内燃機関の再始動開始から少なくとも前記励磁電流が設定値を超えるまでの期間を含む所定期間、前記故障診断処理部の診断を無効にする診断無効処理部と、を備えたことを特徴とする。

この発明は、内燃機関の再始動開始から発電機の励磁電流が設定値を超えるまでの期間、故障診断処理部の診断を無効とするため、発電機の制御状態に伴う誤診断を防止できる。なお、無効処理は、故障診断処理部が行う故障診断を停止させる処理でも良いし、故障診断処理部による故障判定の結果を正常判定に書き換える処理であっても良い。

図１は車両用発電機の故障診断装置のブロック図である。（実施例）図２は故障診断装置の故障診断実行判定処理のフローチャートである。（実施例）図３は故障診断装置の故障診断処理のフローチャートである。（実施例）図４は故障診断装置の故障診断無効処理のフローチャートである。（実施例）図５は故障診断装置の故障診断無効延長処理のフローチャートである。（実施例）図６は故障診断装置の故障診断処理のタイムチャートである。（実施例）図７は故障診断装置の故障診断処理のタイムチャートである。（従来例）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。図１において、車両に適用された内燃機関１は、始動用のスタータモータ２を備えている。内燃機関１は、内燃機関制御装置３により運転状態を制御される。内燃機関制御装置３は、車両の走行状態、乗員の運転操作状態に基づいて内燃機関１に制御信号を出力し、内燃機関１の運転状態を制御する。
前記内燃機関制御装置３は、機関停止制御装置４との間で車内通信ネットワーク（ＬＩＮ）５により情報を相互通信し、内燃機関１を所定の条件に応じて停止し、停止した内燃機関１を所定の条件に応じて再始動する。
機関停止制御装置４は、アクセルポジションセンサ６が検出するアクセルペダルの操作状態と、ブレーキポジションセンサ７が検出するブレーキペダルの操作状態と、車速センサ（クランク角センサ）８が検出する車速とに基づいて、内燃機関１を停止させる所定の条件、内燃機関１の停止中に再始動させる所定の条件を判断する。
機関停止制御装置４は、車両の減速中や停車中などの所定の条件に応じて内燃機関制御装置３に機関停止信号を出力し、内燃機関１を停止（アイドルストップ）させる。また、機関停止制御装置４は、内燃機関１の停止中（アイドルストップ中）に乗員のアクセル踏込み操作などの所定の条件に応じ内燃機関制御装置３に機関再始動信号を出力し、内燃機関１を再始動させる。

前記内燃機関１は、内燃機関１の動力により発電を行う車両用発電機（以下「発電機」と記す。）９を備えている。発電機９は、ロータコイルに流れる励磁電流により調整電圧に基づき出力電圧を調整するレギュレータ１０を備えている。レギュレータ１０により調整された発電機９の出力電圧は、第１のバッテリ１１及び第２のバッテリ１２に供給され、充電する。第１のバッテリ１１及び第２のバッテリ１２は、前記スタータモータ２を含み、車両の電気負荷１３に電力を供給する。
前記発電機９は、発電状態を検出する発電状態検出装置１４を備えている。発電状態検出装置１４は、ロータコイルに流れる励磁電流と第１のバッテリ１１及び第２のバッテリ１２に供給される出力電圧を検出し、車内通信ネットワーク（ＬＩＮ）５により内燃機関制御装置３に情報を通信する。
前記内燃機関制御装置３は、発電制御部１５を備えている。発電制御部１５は、発電状態検出装置１４が検出する励磁電流と出力電圧とに基づいて、発電機９の発電量を制御するために励磁電流を調整する。レギュレータ１０は、励磁電流により出力電圧を調整し、第１のバッテリ１１及び第２のバッテリ１２に供給して充電する。
内燃機関制御装置３は、故障診断処理部１６と、診断無効処理部１７とを備えている。前記故障診断処理部１６は、発電機９の故障を診断する。前記診断無効処理部１７は、内燃機関１の再始動開始から少なくとも励磁電流が設定値を超えるまでの期間を含む所定期間、故障診断処理部１６の診断を無効にする処理を行う。
また、内燃機関制御装置３は、無効延長処理部１８を備えている。無効延長処理部１８は、診断無効処理部１７による所定期間の経過後、少なくとも発電機９の励磁電流又は調整電圧とのいずれか一方が、設定値を超えた状態が設定期間を経過するまで、診断無効処理部１７が行う無効処理を延長させる。
前記内燃機関１と内燃機関制御装置３と機関停止制御装置４と発電機９と発電状態検出部１４と発電制御部１５と故障診断処理部１６と診断無効処理部１７と無効延長処理部１８とは、発電機９の故障診断装置１９を構成する。
なお、本実施例において、車内通信ネットワーク５は、ＬＩＮ（ＬｏｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＮｅｔｗｏｒｋ）を用いて説明したが、例えばＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）のように既知の通信手段に置き換えることもできる。

次に作用を説明する。
図２において、発電機９の故障診断装置１９は、故障診断処理部１６により故障診断実行判定処理のプログラムがスタートすると（Ａ０１）、内燃機関制御装置３に入力するイグニッションスイッチ（不図示）の信号がＯＦＦであるかを判断する（Ａ０２）。この判断（Ａ０２）がＹＥＳの場合は、リターンする（Ａ０３）。この判断（Ａ０２）がＮＯの場合は、故障診断処理（図３参照）を行い（Ａ０４）、リターンする（Ａ０３）。
故障診断装置１９は、図３に示すように、故障診断処理部１６により故障診断処理のプログラムがスタートすると（Ｂ０１）、車内通信ネットワーク（ＬＩＮ）５が通信異常でないかを判断し（Ｂ０２）、発電機６の電気異常故障診断結果が異常であるかを判断し（Ｂ０３）、内燃機関１の機関回転数が発電機９の故障診断判定機関回転数以上であるかを判断し（Ｂ０４）、発電機９の故障診断無効条件（内燃機関１が始動中）が不成立であるかを判断し（Ｂ０５）、これら判断（Ｂ０２）〜（Ｂ０５）による条件が全て成立（ＹＥＳ）した状態が所定時間継続したかを判断する（Ｂ０６）。
前記判断（Ｂ０２）〜（Ｂ０６）の全てがＹＥＳの場合は、故障と判定し（Ｂ０７）、リターンする（Ｂ０８）。前記判断（Ｂ０２）〜（Ｂ０６）のいずれか１つがＮＯの場合は、診断を停止し（Ｂ０９）、リターンする（Ｂ０８）。

前記発電機９の故障診断無効条件による故障診断無効処理は、図４に示すように、診断無効処理部１７により故障診断無効処理のプログラムがスタートすると（Ｃ０１）、機関停止制御装置４から内燃機関制御装置３に機関停止信号が入力しているかを判断する（Ｃ０２）。機関停止信号が有る場合は、内燃機関１が停止し発電機９も停止中であるため、発電機９の故障診断は行われない。
したがって、判断（Ｃ０２）がＹＥＳの場合は、故障診断無効処理は必要ないので、故障診断無効処理を実行せず、リターンする（Ｃ０３）。なお、このとき診断無効処理部１７が故障診断無効処理を実行中の場合は、処理を解除する。
前記判断（Ｃ０２）がＮＯの場合は、機関停止制御装置４から内燃機関制御装置３に機関再始動信号が入力し、内燃機関１が始動中であるかを判断する（Ｃ０４）。内燃機関１が始動中であるかは、内燃機関１をスタータモータ２により始動を開始して機関回転数が上昇を開始したときから、機関回転数が設定回転数を越えるまでの期間を始動中とし、判断する。
この判断（Ｃ０４）がＹＥＳの場合は、故障診断無効条件が成立するとして診断無効処理部１７により無効処理を実行し（Ｃ０５）、リターンする（Ｃ０３）。
診断無効処理部１７は、図６に示すように、内燃機関１の再始動開始ｔ１から少なくとも励磁電流が設定値を超える時点ｔ５までの期間を含む所定期間Ｔｃ、この実施例では励磁電流が設定値を超える時点ｔ５までの期間に含まれ、出力電圧が正常判定の設定値を越える時点ｔ４までの期間を含む所定期間Ｔｃ、故障診断処理部１６が実行する故障診断を無効にする処理を行う。
なお、故障診断の無効処理は、故障診断処理部１６の故障診断の実行を停止しても良く、また、故障診断処理部１６が行った故障診断の結果によらず、判定結果を正常判定に書き換えることでも良い。
前記診断（Ｃ０４）がＮＯの場合は、故障診断無効延長処理を実行し（Ｃ０６）、リターンする（Ｃ０３）。

前記発電機９の故障診断無効延長処理（Ｃ０６）においては、図５に示すように、無効延長処理部１８により故障診断無効延長処理のプログラムがスタートすると（Ｄ０１）、内燃機関制御装置３のタイマ２０による設定期間のカウントを開始し（Ｄ０２）、レギュレータ１０の調整電圧が無効延長処理の設定値を越えたかを判断し（Ｄ０３）、レギュレータ１０の励磁電流が無効延長処理の設定値を越えたかを判断し（Ｄ０４）、タイマ２０のカウントが設定期間を経過したかを判断する（Ｄ０５）。
前記判断（Ｄ０３）〜（Ｄ０５）の全てがＹＥＳの場合は、タイマ２０をリセットするとともに無効処理を解除し（Ｄ０６）、図４の故障診断無効延長処理（Ｃ０６）に戻る（Ｄ０７）。前記判断（Ｄ０３）〜（Ｄ０５）のいずれか１つがＮＯの場合は、タイマ２０のカウントを継続するとともに無効処理を継続し（Ｄ０８）、図４の故障診断無効延長処理（Ｃ０６）に戻る（Ｄ０７）。
無効延長処理部１８は、図６に示すように、診断無効処理部１７による所定期間Ｔｃの経過ｔ４した後、少なくとも発電機９の励磁電流又は調整電圧とのいずれか一方が、設定値を超えた状態が設定期間Ｔｄを経過する時点ｔ６まで、診断無効処理部１７が行う無効処理を延長させる。

このように、発電機９の故障診断装置１９は、内燃機関１の再始動開始から発電機９の励磁電流が設定値を超えるまでの所定期間Ｔｃ、故障診断を無効とするため、発電機９の制御状態に伴う誤診断を防止できる。なお、無効処理は、故障診断処理部１６が行う故障診断を停止させる処理でも良いし、故障診断処理部１６による故障判定の結果を正常判定に書き換える処理であっても良い。
また、発電機６の故障診断装置１９は、診断無効処理部１７による無効処理の所定期間Ｔｃが経過した後、発電機９の励磁電流又は調整電圧が設定値を超えた状態が設定期間Ｔｄを経過するまで無効処理を延長させるため、例えば急加速などにより、発電機９の発電量が一時的に増加した場合に、無効処理が解除されることを防止できる。即ち、発電量の一時的増加の後、発電量が低下した場合、故障診断装置１９が発電機９を故障と誤診断することを防止できる。
なお、この故障診断装置１９は、正確な故障判定の結果を、発電機９の故障時に点灯する充電警告灯の点灯制御に反映させることで、発電機９の誤診断による充電警告灯の誤点灯を防止することができる。

本発明は、発電を遅延させる制御を行った場合であっても正確な故障判定をすることができものであり、内燃機関により発電を行う発電機を備えて車両であれば、四輪車に限らず、二輪車にも適用が可能である。

１内燃機関
２スタータモータ
３内燃機関制御装置
４機関停止制御装置
５車内通信ネットワーク（ＬＩＮ）
６アクセルポジションセンサ
７ブレーキポジションセンサ
８車速センサ（クランク角センサ）
９発電機
１０レギュレータ
１１第１のバッテリ
１２第２のバッテリ
１３電気負荷
１４発電状態検出装置
１５発電制御部
１６故障診断処理部
１７診断無効処理部
１８無効延長処理部
１９故障診断装置
２０タイマ

Claims

車両に適用された内燃機関と、前記内燃機関を所定の条件に応じて停止させ、乗員の操作に応じて再始動させる機関停止制御装置と、前記内燃機関の動力により発電を行う発電機と、前記発電機の発電量を制御するために励磁電流を調整する発電制御部と、前記発電機の故障を診断する故障診断処理部と、前記内燃機関の再始動開始から少なくとも前記励磁電流が設定値を超えるまでの期間を含む所定期間、前記故障診断処理部の診断を無効にする処理を行う診断無効処理部と、を備えたことを特徴とする車両用発電機の故障診断装置。
前記故障診断装置は、前記所定期間の経過後、少なくとも前記発電機の励磁電流又は調整電圧のいずれか一方が、設定値を超えた状態が設定期間を経過するまで前記診断無効処理部が行う無効処理を延長する無効延長処理部を備えることを特徴とする請求項１記載の車両用発電機の故障診断装置。