JP3188803B2

JP3188803B2 - 車両用発電制御装置

Info

Publication number: JP3188803B2
Application number: JP03469294A
Authority: JP
Inventors: 伸一茂垣
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1994-03-04
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH07245885A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業用の利用分野】この発明は、発電機の過電圧抑制
機能を有しバッテリ端子電圧を一定制御する車両用発電
制御装置に関し、特に過電圧の検出信頼性を向上させる
とともに発電停止制御のハンチング等を防止した車両用
発電制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の車両用発電制御装置
においては、発電制御手段に異常が発生した際の過電圧
出力による不都合を防止するために、発電機内のステー
タコイルから一相以上の整流出力（通常、１４Ｖ程度）
を検出し、整流出力が過電圧判定値（たとえば、２０Ｖ
程度）以上であることを検出したときには、界磁電流を
遮断することにより、通常の発電制御を停止して過電圧
を抑制するようになっている。

【０００３】また、界磁電流の遮断制御中に整流出力が
過電圧判定値以下に復帰した場合、ハンチング等を防止
するために、或る所定時間だけ界磁電流遮断制御を継続
させ、その後、通常の発電制御に復帰させている。な
お、従来装置における過電圧判定値は予め設定された一
定値である。

【０００４】ところで、過電圧を発生するような発電制
御手段の異常は、主に発電機とバッテリとの接続線の断
線や接触不良によるものであり、バッテリへの供給電力
がバッテリ切り離しによって電気負荷および電子機器に
加わることに起因している。もし、過電圧発生時に発電
を停止させない場合には、バッテリに並列接続された電
気負荷および電子機器に対して数１０Ｖ（ボルト）以上
の電圧が印加され、電気負荷等の破壊を招くことにな
る。

【０００５】したがって、このような不都合を防止する
ため、過電圧発生時には直ちに界磁電流を遮断して確実
に発電を停止させる必要がある。また、過電圧状態から
過電圧以下の状態に復帰した際においても、通常の発電
制御の開始は、或る所定時間経過後に行い、遮断時間に
余裕を持たせることが望ましい。

【０００６】図５は一般的な車両用発電制御装置を示す
構成図である。図において、１は車両を走行駆動させる
ためのエンジン、２はエンジン１により駆動される発電
機であり、発電機２は以下の２１〜２３、Ｄ１およびＤ
２から構成されている。

【０００７】２１は三相交流を出力するためのステータ
コイル、２２はステータコイル２１に磁気結合されてエ
ンジン１により駆動されるフィールドコイル、２３はス
テータコイル２１からの三相交流出力を全波整流して整
流出力ＯＴ１にする整流器、Ｄ１はフィールドコイル２
２に並列接続されたフライホイールダイオード、Ｄ２は
整流器２３の１相分の整流出力ＯＴ２を検出するための
ダイオードである。ここでは、代表的に１相分の整流出
力ＯＴ２を検出する場合を示したが、３相分の整流出力
を導出してもよい。

【０００８】３は発電機２の出力ラインに挿入されてエ
ンジン１の始動時に投入されるキースイッチ、４はキー
スイッチ３を介した整流出力ＯＴ１により電力供給され
る車載のバッテリ、５はバッテリ４に並列接続されて発
電機２またはバッテリ４から給電される車載の電気負
荷、６は電気負荷５と同様にバッテリ４に並列接続され
た車載の電子機器である。

【０００９】８はエンジン１の運転状態Ｄを検出する各
種センサであり、運転状態Ｄとして、たとえば、エンジ
ンの回転数、冷却水温、吸気温、車速、始動スイッチ信
号等を検出する。１０はバッテリ４の端子電圧ＶＢ、整
流出力ＯＴ２および運転状態Ｄ等に基づいて発電機２を
制御するための制御ユニットであり、以下の１１および
１２から構成されている。

【００１０】１１はフィールドコイル２２に流れる界磁
電流ＩＦを制御するフィールドスイッチであり、フィー
ルドコイル２２にコレクタが接続されたエミッタ接地の
トランジスタからなる。１２はフィールドスイッチ１１
のベースに対する制御信号Ｃ（オンオフ制御信号）を生
成する発電制御手段であり、各種情報ＶＢ、ＯＴ２およ
びＤに基づく演算処理機能（後述する）を備えたマイク
ロコンピュータからなる。

【００１１】発電制御手段１２は、エンジン１の運転状
態Ｄを検出してバッテリ４の最適な調整電圧ＶＲを決定
する調整電圧設定手段を含み、通常制御において、バッ
テリ４の端子電圧ＶＢが調整電圧ＶＲと一致するように
制御信号Ｃを生成する。これにより、フィールドスイッ
チ１１をオンオフ制御して界磁電流ＩＦを調整し、発電
機２の発電量を制御するようになっている。

【００１２】図６は運転状態Ｄ（たとえば、吸気温）に
対するバッテリ調整電圧ＶＲの変化ならびに過電圧判定
値Ｖｍａｘを示す特性図であり、調整電圧ＶＲは、吸気
温が低いときに高く且つ吸気温が高いときに低く設定さ
れ、過電圧判定値Ｖｍａｘは調整電圧ＶＲに対して余裕
電圧ΔＶをもって設定された一定値である。

【００１３】図６のように過電圧判定値Ｖｍａｘが一定
の場合、調整電圧ＶＲに対する余裕電圧ΔＶは、低い吸
気温に対して小さくなるため、過電圧誤判定の可能性が
高くなることが分かる。

【００１４】また、発電制御手段１２は、調整電圧ＶＲ
よりも高い過電圧判定値Ｖｍａｘを設定して整流出力Ｏ
Ｔ２が過電圧判定値Ｖｍａｘ以上の場合に制御ユニット
１０等の異常発生を検出する過電圧検出手段と、過電圧
検出時に制御信号Ｃのオフによりフィールドスイッチ１
１を直ちにオフして発電を停止させる界磁電流遮断手段
とを含んでいる。

【００１５】また、発電制御手段１２は、発電機２の異
常等により整流出力ＯＴ２が得られない場合にも異常を
検出し、界磁電流ＩＦを遮断するとともに警報ランプ
（図示せず）を点灯して運転者に警報するようになって
いる。このような発電機２の異常を検出するために、ま
た、バッテリ４の異常切り離し等を確実に検出するため
に、図５のように発電機２からの整流出力ＯＴ２を検出
する意味がある。

【００１６】さらに、発電制御手段１２は、発電停止制
御中に整流出力ＯＴ２が過電圧判定値Ｖｍａｘ以下に復
帰した場合、所定時間が経過するまでは発電停止制御を
継続し、所定時間経過後に通常の発電制御を再開するこ
とにより、ハンチング等を防止するようになっている。

【００１７】図７は過電圧発生状態の一例を概略的に示
すブロック図であり、通常の発電制御中にバッテリ４が
切り離された場合の電気負荷５に対する過電圧状態を示
している。図７において、（ａ）は発電機２がバッテリ
４おいて電気負荷５に給電している正常状態、（ｂ）は
バッテリ４への給電ラインが切り離された異常状態であ
り、ｉ１はバッテリ４への供給電流、ｉ２は電気負荷５
への供給電流である。

【００１８】次に、図５〜図７を参照しながら、従来の
車両用発電制御装置の動作について説明する。まず、発
電制御手段１２は、各種センサ８からエンジン１の運転
状態Ｄを読み込むとともに、バッテリ４の端子電圧ＶＢ
および整流電圧ＯＴ２を読み込み、運転状態Ｄに基づい
てバッテリ４の調整電圧ＶＲを決定する。

【００１９】このとき、調整電圧ＶＲは、図６のよう
に、吸気温が低い場合には高く且つ吸気温が高い場合に
は低く設定される。続いて、調整電圧ＶＲよりも高い過
電圧判定値Ｖｍａｘを設定し、過電圧判定値Ｖｍａｘと
整流出力ＯＴ２とを比較する。

【００２０】もし、整流出力ＯＴ２が過電圧判定値Ｖｍ
ａｘ以上であれば、過電圧発生状態と判定して制御信号
Ｃをオフにし、フィールドスイッチ１１をオフして界磁
電流ＩＦを遮断する。

【００２１】たとえば、図７のように、供給ラインの異
常によりバッテリ４が切り離された場合、供給電流ｉ１
およびｉ２が電気負荷５に流れてしまい、電気負荷５に
過電圧が印加される。もし、ｉ１＝ｉ２＝２０Ａ（アン
ペア）であれば、このような異常時には、通常の２倍の
電流が流れるため、電気負荷５に２倍の電圧（２８Ｖ程
度）が印加されることになる。しかし、上記の発電停止
制御により、過電圧の印加は防止される。

【００２２】また、バッテリ４の切り離し異常が図５内
のＡ部で発生した場合には、端子電圧ＶＢから異常検出
することも可能であるが、切り離し異常がＢ部で発生し
た場合には、端子電圧ＶＢから異常検出することはでき
ない。したがって、発電機２からの整流出力ＯＴ２によ
り、図７のような切り離し異常を確実に検出することが
できる。

【００２３】異常状態が解除されて整流出力ＯＴ２が過
電圧判定値Ｖｍａｘ以下になると、所定時間経過後に通
常の発電制御に戻り、バッテリ４の端子電圧ＶＢは、界
磁電流ＩＦの制御により、調整電圧ＶＲに制御される。
なお、界磁電流ＩＦの制御は、たとえば、制御信号Ｃに
よるＰＷＭ制御、すなわち、フィールドスイッチ１１を
オンするデューティ比を調整することにより行われる。

【００２４】しかしながら、過電圧判定値Ｖｍａｘが一
定値であるため、図６から明らかなように、吸気温が低
い場合の余裕電圧ΔＶが小さくなり、許容範囲内の整流
出力ＯＴ２の変動にもかかわらず、電圧リップル成分等
で過電圧発生状態を検出し、不必要な発電停止制御を行
うおそれがある。特に、発電機２およびバッテリ４の特
性バラツキや、環境温度、ならびに、運転状態Ｄに応じ
た調整電圧ＶＲおよび過電圧判定値Ｖｍａｘ等の諸条件
の違いによって、過電圧状態を誤検出する可能性は高く
なる場合がある。

【００２５】また、一旦、過電圧発生状態と判定して界
磁電流ＩＦの遮断制御に入ると、整流出力ＯＴ２が正常
に復帰して過電圧判定値Ｖｍａｘを下回っても、所定時
間が経過するまでは界磁電流ＩＦの遮断制御を継続する
ので、所定時間が経過して通常の発電制御を再開する時
点では、バッテリ４の端子電圧ＶＢが調整電圧ＶＲより
も大幅に低下してしまうおそれがある。

【００２６】また、このような過放電状態から急激に発
電を再開すると、電圧のオーバーシュートが発生し、さ
らに、オーバーシュートが大きい場合には、再び過電圧
発生状態と判定し、バッテリ４の端子電圧ＶＢのハンチ
ング現象が発生することになる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両用発電制御
装置は以上のように、過電圧発生時に界磁電流ＩＦを遮
断するため、発電機２からの整流出力ＯＴ２を検出して
いるが、整流出力ＯＴ２に対する過電圧判定値Ｖｍａｘ
が一定値であり、また、過電圧判定値Ｖｍａｘが正常時
の整流出力ＯＴ２よりも数Ｖ程度高い値に設定されてい
るにすぎない。したがって、通常の発電制御中において
も、バッテリ４の劣化や温度その他環境、ならびに調整
電圧ＶＲの違い等により、整流出力ＯＴ２が過電圧判定
値Ｖｍａｘを越えることがあり、過電圧発生状態を誤検
出するおそれがあり、無駄な発電停止制御に入ってしま
うという問題点があった。

【００２８】また、過電圧発生状態と判定して界磁電流
ＩＦの遮断制御に入ると、整流出力ＯＴ２が過電圧判定
値Ｖｍａｘを下回っても所定時間が経過するまでは界磁
電流ＩＦの遮断制御を行うため、その間に端子電圧ＶＢ
が調整電圧ＶＲよりも大幅に低下してしまうという問題
点があった。さらに、このとき、急激に発電が再開され
るために、電圧のオーバーシュートが発生して再び過電
圧発生状態と判定してしまい、整流出力ＯＴ２および端
子電圧ＶＢのハンチングが発生するという問題点があっ
た。

【００２９】この発明の請求項１は、上記のような問題
点を解決するためになされたもので、発電停止制御中に
バッテリの端子電圧が正常判定値以下になった場合に直
ちに通常の発電制御を再開させることにより、過電圧発
生から復帰したときの端子電圧の落ち込み、オーバーシ
ュートおよびハンチング等を防止した車両用発電制御装
置を得ることを目的とする。

【００３０】また、この発明の請求項２は、通常発電制
御時のバッテリの劣化、温度その他環境、および調整電
圧等の諸条件のバラツキによる過電圧発生状態の誤検出
を防止することにより、過電圧検出の信頼性をさらに向
上させた車両用発電制御装置を得ることを目的とする。

【００３１】また、この発明の請求項３は、調整電圧と
過電圧判定値との間の余裕電圧を大きく保持し、通常発
電制御時のバッテリの劣化、温度その他環境、および調
整電圧等の諸条件の違いによる過電圧遮断制御の作動を
防ぎ、過電圧発生、復帰時の発電制御、および通常の発
電制御を最適にした車両用発電制御装置を得ることを目
的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車両用発電制御装置は、エンジンにより駆動されるフ
ィールドコイル、フィールドコイルに磁気結合されたス
テータコイルおよびステータコイルの交流出力を整流す
る整流器を有する発電機と、発電機の整流出力により充
電されるバッテリと、発電機またはバッテリから電力供
給を受ける電気負荷と、フィールドコイルに流れる界磁
電流を制御するためのフィールドスイッチと、エンジン
の運転状態を検出する各種センサと、運転状態に応じて
フィールドスイッチを制御し、発電機の整流出力を調整
してバッテリの端子電圧を所定の調整電圧に制御する発
電制御手段とを備え、発電制御手段は、バッテリの端子
電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、エンジンの運
転状態を検出する運転状態検出手段と、運転状態に応じ
てバッテリの調整電圧を設定する調整電圧設定手段と、
整流出力が調整電圧に一致するようにフィールドスイッ
チを制御する界磁電流制御手段と、発電機の整流出力を
検出する整流出力検出手段と、整流出力が過電圧判定値
以上を示すときに過電圧発電状態を検出する過電圧検出
手段と、過電圧発電状態が検出されたときに界磁電流を
遮断する界磁電流遮断手段と、界磁電流の遮断後に整流
出力が過電圧判定値より低くなったときに、界磁電流の
遮断状態を所定時間継続させる遮断継続手段とを含む車
両用発電制御装置において、発電制御手段は、界磁電流
の遮断継続中にバッテリの端子電圧を過電圧判定値より
も低い正常判定値と比較し、バッテリの端子電圧が正常
判定値以下であることを示すときに電圧正常状態を検出
する正常状態検出手段と、電圧正常状態が検出されたと
きに界磁電流の遮断を解除する遮断解除手段とを含むも
のである。

【００３３】また、この発明の請求項２に係る車両用発
電制御装置は、請求項１において、過電圧検出手段は、
過電圧検出による界磁電流の遮断制御の発生回数をエン
ジン始動後において計数する計数手段と、遮断制御の発
生回数が所定回数以上に達したときに、過電圧判定値を
前回よりも高い電圧に更新する過電圧判定値更新手段と
を含むものである。

【００３４】また、この発明の請求項３に係る車両用発
電制御装置は、請求項１または請求項２において、過電
圧検出手段は、調整電圧の増減に応答して過電圧判定値
を設定する過電圧判定値設定手段を含むものである。

【００３５】

【作用】この発明の請求項１においては、発電停止制御
中にバッテリの端子電圧が過電圧判定値よりも低い正常
判定値以下になった場合に、直ちに通常の発電制御を再
開させ、過電圧発生から復帰した時点での端子電圧の落
ち込み、オーバーシュート、ハンチング等を防止する。

【００３６】また、この発明の請求項２においては、正
常判定値以下の端子電圧が検出された場合に発電制御を
復帰させて、過電圧発生から復帰した時点でのバッテリ
の端子電圧の落ち込み、オーバーシュート、ハンチング
等を防止するとともに、過電圧検出による界磁電流遮断
回数、すなわち、遮断制御してから発電制御に復帰した
繰り返し回数を計数し、所定回数に達したときに過電圧
判定値を大きく設定する。これにより、通常発電制御時
のバッテリの劣化、温度その他環境、および調整電圧等
の諸条件のバラツキに起因した過電圧誤検出による遮断
制御の作動を防止し、過電圧検出信頼性をさらに向上さ
せる。

【００３７】また、この発明の請求項３においては、正
常判定値以下の端子電圧が検出された場合に発電制御を
復帰させて、過電圧発生から復帰した時点でのバッテリ
の端子電圧の落ち込み、オーバーシュート、ハンチング
等を防止するとともに、過電圧判定値を調整電圧の増減
に応答して設定する。これにより、調整電圧の増減にか
かわらず、調整電圧と過電圧判定値との間の余裕電圧を
大きく保持し、通常発電制御時のバッテリの劣化、温度
その他環境、および調整電圧等の諸条件の違いによる過
電圧遮断制御の誤作動を防ぎ、過電圧発生、復帰時の発
電制御、および通常の発電制御を最適にする。

【００３８】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１（請求項１〜請求
項３に対応）を図について詳細に説明する。図１はこの
発明の実施例１による発電制御手段の構成を示す機能ブ
ロック図であり、１２Ａは発電制御手段１２に対応して
おり、２、４、８および１１は前述と同様のものであ
る。また、この発明の実施例１の全体構成は図５に示し
た通りである。

【００３９】図１において、３０はバッテリ４の端子電
圧ＶＢを検出するバッテリ電圧検出手段、３１は各種セ
ンサ８からの運転状態Ｄを検出する運転状態検出手段、
３２は発電機２の整流出力ＯＴ２を検出する整流出力検
出手段、３３は運転状態Ｄに応じてバッテリ４の調整電
圧ＶＲを設定する調整電圧設定手段、３４はバッテリ４
の端子電圧ＶＢが調整電圧ＶＲに一致するようにフィー
ルドスイッチ１１を制御する界磁電流制御手段であり、
これらの機能構成３０〜３４は、従来の発電制御装置１
２の場合と同様である。

【００４０】３５は整流出力ＯＴ２が過電圧判定値Ｖｍ
以上を示すときに過電圧検出信号Ｅを生成する過電圧検
出手段、３６は過電圧検出信号Ｅに応答して界磁電流Ｉ
Ｆを遮断するための遮断信号Ｆを生成する界磁電流遮断
手段である。遮断信号Ｆは界磁電流制御手段３４に入力
される。

【００４１】３７は過電圧検出信号Ｅに応答して動作す
る過電圧カットタイマ（後述する）を有する遮断継続手
段であり、界磁電流ＩＦの遮断後に整流出力ＯＴ２が過
電圧判定値Ｖｍより低くなったときに、界磁電流ＩＦの
遮断状態を所定時間だけ継続させるための継続信号Ｇを
生成する。遮断継続手段３７内の過電圧カットタイマ
は、ダウンカウンタからなり、解除信号（後述する）に
よりリセットされる。また、継続信号Ｇは界磁電流遮断
手段３６に入力される。

【００４２】３８はバッテリ４の端子電圧ＶＢに応答す
る正常状態検出手段であり、界磁電流ＩＦの遮断継続中
に端子電圧ＶＢを過電圧判定値Ｖｍよりも低い正常判定
値Ｖｎ（たとえば、調整電圧ＶＲよりもやや低めの１２
Ｖ程度）と比較し、端子電圧ＶＢが正常判定値Ｖｎ以下
すなわち電圧正常状態を示すときに正常検出信号Ｍを生
成する。

【００４３】３９は正常検出信号Ｍに応答して界磁電流
ＩＦの遮断を解除するための解除信号Ｐを生成する遮断
解除手段であり、解除信号Ｐは遮断継続手段３７に対す
るリセット信号となる。

【００４４】図２は図１内の過電圧検出手段３５の構成
を示す機能ブロック図であり、４０は調整電圧ＶＲの増
減に応答して過電圧判定値Ｖｍを設定する過電圧判定値
設定手段、４１は整流出力ＯＴ２が過電圧判定値Ｖｍ以
上のときに過電圧検出信号Ｅを生成する電圧比較手段で
ある。

【００４５】４２は運転状態Ｄおよび過電圧検出信号Ｅ
に応答する計数手段であり、過電圧検出による界磁電流
ＩＦの遮断制御の発生回数Ｎをエンジン１の始動後にお
いて計数する。４３は過電圧検出信号Ｅの発生回数Ｎに
応答する過電圧判定値更新手段であり、過電圧遮断制御
の発生回数Ｎが所定回数Ｋ以上に達したときに過電圧判
定値Ｖｍを前回よりも高い電圧に更新するための更新信
号Ｈを生成する。

【００４６】図３は調整電圧ＶＲと過電圧判定値Ｖｍと
の関係を示す特性図であり、余裕電圧ΔＶ（＝Ｖｍ−Ｖ
Ｒ）が運転状態Ｄ（吸気温）すなわち調整電圧ＶＲの変
動によらず、常に大きく設定されている状態を示す。

【００４７】この場合、発電制御手段１２Ａは、制御ユ
ニット１０（図５参照）等に異常が発生し、整流出力Ｏ
Ｔ２が調整電圧ＶＲに基づいて決定された過電圧判定値
Ｖｍを越えると、直ちにフィールドスイッチ１１をオフ
して発電を停止させる。また、整流出力ＯＴ２が過電圧
判定値Ｖｍ以下に復帰すると、所定時間後に通常の発電
制御を再開する。

【００４８】また、遮断制御中の所定時間内に端子電圧
ＶＢが所定の正常判定値Ｖｎ（過電圧判定値Ｖｍよりも
低い値）以下になった場合は、直ちに通常の発電制御を
再開させる。さらに、過電圧時の遮断制御がエンジン始
動後に所定回数Ｋ以上繰り返し発生した場合は、異常時
での遮断制御ではなく誤検出によるものと見なし、過電
圧判定値Ｖｍを高い値に更新して誤検出されにくくす
る。なぜなら、実際に異常が発生した場合には、過電圧
検出状態が固定されるため、遮断および復帰を繰り返す
ことはないからである。

【００４９】次に、図１〜図３、図５とともに、図４の
フローチャートを参照しながら、この発明の実施例１の
動作について詳細に説明する。なお、図４に示す一連の
処理は、発電制御手段１２Ａにおいて一定周期毎に実行
されるものとする。

【００５０】まず、発電制御手段１２Ａ内の運転状態検
出手段３１は、ステップＳ２０１において、エンジン１
の状態を示す運転状態Ｄ（回転数、エンジン冷却水温、
吸気温、車速、始動スイッチ信号等）を各種センサ８か
ら読み込む。また、バッテリ電圧検出手段３０および整
流出力検出手段３２は、ステップＳ２０２において、バ
ッテリ４の端子電圧ＶＢ、発電機２の整流出力ＯＴ２を
読み込む。

【００５１】続いて、調整電圧設定手段３３は、ステッ
プＳ２０３において、運転状態Ｄに基づいてバッテリ４
に対する調整電圧ＶＲを図３のように決定する。このと
き、調整電圧ＶＲは、前述のように吸気温が低い場合に
は高く且つ吸気温が高い場合には低く設定される。

【００５２】次に、界磁電流制御手段３４は、通常状態
において、調整電圧ＶＲに基づいてフィールドスイッチ
１１に対する制御信号Ｃを生成し、バッテリ４の端子電
圧ＶＢが調整電圧ＶＲと一致するように、発電機２内の
フィールドコイル２２の界磁電流ＩＦを制御する。

【００５３】一方、調整電圧ＶＲは過電圧検出手段３５
に入力され、過電圧検出手段３５内の過電圧判定値設定
手段４０は、調整電圧ＶＲに余裕電圧ΔＶ（数Ｖ程度）
を加算して過電圧判定値Ｖｍを決定する。なお、初期状
態において、計数手段４２のカウンタ値すなわち過電圧
検出信号Ｅの発生回数Ｎは０であり、過電圧判定値更新
手段４３からの更新信号Ｈは生成されていない。

【００５４】ここで、過電圧検出手段３５内の過電圧判
定値更新手段４３は、ステップＳ２０４において、過電
圧発生回数Ｎが所定回数Ｋ以上かどうかを比較する。な
お、計数手段４２内のカウンタで計数される過電圧発生
回数Ｎは、運転状態Ｄ内の始動スイッチ信号がオンのと
きに０にリセットされる。

【００５５】また、過電圧判定値更新手段４３内の更新
基準として設定される所定回数Ｋは、バッテリ４の異常
切り離し状態による過電圧のみを検出できるように、諸
条件および種々の要求条件に応じて設定される。所定回
数Ｋは、たとえば、通常発電制御中に過電圧誤検出が発
生し易ければ小さい値（数回程度）、発生しにくければ
大きい値（数１０回程度）に設定される。

【００５６】もし、ステップＳ２０４において、過電圧
発生回数Ｎが所定回数Ｋ以下（すなわち、ＮＯ）と判定
されたならば、通常のステップＳ２０５に進み、過電圧
判定値設定手段４０は、図３内の破線のように、調整電
圧ＶＲと余裕電圧ΔＶとの和（ＶＲ＋ΔＶ）により過電
圧判定値Ｖｍを求める。

【００５７】一方、ステップＳ２０４において、過電圧
発生回数Ｎが所定回数Ｋ以上（すなわち、ＹＥＳ）と判
定されたならば、過電圧判定値更新手段４３は更新信号
Ｈを生成して、ステップＳ２０６に進む。したがって、
過電圧判定値設定手段４０は、ステップＳ２０６におい
て、調整電圧ＶＲと余裕電圧ΔＶとの和にさらに増分電
圧α（たとえば、０．５Ｖ程度）を加算し、高い値に更
新した過電圧判定値Ｖｍを求める。

【００５８】すなわち、過電圧検出市号Ｅによる界磁電
流ＩＦの遮断制御の発生回数Ｎが所定回数Ｋ以上に達し
た場合は、諸条件のバラツキに起因して通常の発電制御
中に過電圧を繰り返し検出していることを示しているの
で、過電圧判定値Ｖｍを大きい値に更新することによ
り、以後の過電圧検出信号Ｅが生成されにくいようにす
る。この結果、無駄な発電停止制御を抑制することがで
きる。

【００５９】なお、ステップＳ２０５における余裕電圧
ΔＶおよびステップＳ２０６における増分電圧αの各値
は、システムの諸条件によって異なるが、過電圧状態を
速やかに検出できる程度の小さい値であって、且つ、通
常制御時には過電圧を誤検出しない程度の大きい値に設
定される。これにより、過電圧判定値Ｖｍは、図７
（ｂ）のような断線状態において、電気負荷５に悪影響
を与えないという要求を満足する程度の電圧値に設定さ
れる。

【００６０】こうして、ステップＳ２０５またはＳ２０
６において過電圧判定値Ｖｍが設定された後、ステップ
Ｓ２０７に進み、電圧比較手段４１は、過電圧判定値Ｖ
ｍと整流出力ＯＴ２とを比較し、整流出力ＯＴ２が過電
圧判定値Ｖｍ以上であるか否かを判定する。

【００６１】もし、ステップＳ２０７の判定結果がＶｍ
≦ＯＴ２（すなわち、ＹＥＳ）であれば、電圧比較手段
４１は、過電圧状態であると判定して過電圧検出信号Ｅ
を生成し、過電圧検出信号Ｅを界磁電流遮断手段３６お
よび遮断継続手段３７に入力するとともに計数手段４２
にも入力し、ステップＳ２０８に進む。

【００６２】ステップＳ２０８において、計数手段４２
は、前回の整流出力ＯＴ２が過電圧判定値Ｖｍより小さ
いか否かを判定し、もし、前回がＶｍ＜ＯＴ２（すなわ
ち、ＹＥＳ）であれば、ステップＳ２０９において、過
電圧発生回数（カウンタ値）Ｎに１を加えてインクリメ
ントする。つまり、正常状態から過電圧状態に移行した
場合の発生回数Ｎとして計数する。

【００６３】続いて、ステップＳ２１０において、遮断
継続手段３７は、過電圧検出信号Ｅに応答して過電圧カ
ットタイマＴＣに所定時間Ｔｏを設定することにより、
遮断継続信号Ｇの生成を継続させ、界磁電流遮断手段３
６の遮断制御を所定時間Ｔｏだけ継続させるようにす
る。

【００６４】また、ステップＳ２１１において、界磁電
流遮断手段３６は、過電圧検出信号Ｅに応答して遮断信
号Ｆを生成し、界磁電流制御手段３４の動作を停止させ
て制御信号Ｃをオフとし、フィールドスイッチ１１をオ
フ状態にする。これにより、界磁電流ＩＦが遮断されて
発電機２は発電停止制御状態となり、制御ユニット１０
による図４の処理は終了する。

【００６５】一方、ステップＳ２０７において、Ｖｍ＞
ＯＴ２（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ
２１２に進み、正常状態検出手段３８は、バッテリ４の
端子電圧ＶＢと正常判定値Ｖｎ（たとえば、１２Ｖ程
度）とを比較し、端子電圧ＶＢが正常判定値Ｖｎ以下か
否かを判定する。正常判定値Ｖｎは、システムの諸条件
によって異なるが、通常発電制御に復帰したときの制御
性と界磁電流遮断制御の余裕度とを考慮して、調整電圧
ＶＲよりやや低めの値に設定される。

【００６６】もし、ステップＳ２１２において、ＶＢ≦
Ｖｎ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、正常状態検
出手段３８は正常検出信号Ｍを生成し、ステップＳ２１
３に進む。ステップＳ２１３において、遮断解除手段３
９は解除信号Ｐを生成し、解除信号Ｐに応答して、遮断
継続手段３７は、過電圧カットタイマＴＣを０にリセッ
トする。また、ステップＳ２１２において、ＶＢ＞Ｖｎ
（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ２１３
をスキップしてステップＳ２１４に進む。

【００６７】次に、ステップＳ２１４において、遮断継
続手段３７は、過電圧カットタイマＴＣの値が０より大
きいか否かを判定し、もし、ＴＣ＞０（すなわち、ＹＥ
Ｓ）であれば、ステップＳ２１５において、過電圧カッ
トタイマＴＣから１を減じてデクリメントした後、ステ
ップＳ２１１に進み、界磁電流ＩＦの遮断制御を継続す
る。

【００６８】また、ステップＳ２１４において、ＴＣ＝
０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、遮断継続手段３
７は、継続信号Ｇをオフにして、ステップＳ２１６に進
み、界磁電流制御手段３４が通常の発電制御を行うよう
にする。

【００６９】これにより、ステップＳ２１３において、
正常検出信号Ｍに応答して過電圧カットタイマＴＣが０
にリセットされると、ステップＳ２１６において直ちに
通常制御に復帰することになり、バッテリ４の端子電圧
ＶＢが健全なうちに発電制御が再開される。したがっ
て、オーバーシュートやハンチング等が発生することは
ない。

【００７０】ステップＳ２１６において、界磁電流制御
手段３４は、バッテリ端子電圧ＶＢと調整電圧ＶＲとの
偏差を求め、この電圧偏差（ＶＢ−ＶＲ）に応じてフィ
ールドスイッチ１１に対する制御信号Ｃを生成し、端子
電圧ＶＢが調整電圧ＶＲと一致するように界磁電流ＩＦ
を調整する。このとき、界磁電流ＩＦの制御は、たとえ
ば、フィールドスイッチ８をオンするデューティ比を調
整するＰＷＭ制御により行われる。こうして、図４の処
理ルーチンを終了し、以下、所定周期で図４の処理ルー
チンが繰り返される。

【００７１】

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれ
ば、エンジンにより駆動されるフィールドコイル、フィ
ールドコイルに磁気結合されたステータコイルおよびス
テータコイルの交流出力を整流する整流器を有する発電
機と、発電機の整流出力により充電されるバッテリと、
発電機またはバッテリから電力供給を受ける電気負荷
と、フィールドコイルに流れる界磁電流を制御するため
のフィールドスイッチと、エンジンの運転状態を検出す
る各種センサと、運転状態に応じてフィールドスイッチ
を制御し、発電機の整流出力を調整してバッテリの端子
電圧を所定の調整電圧に制御する発電制御手段とを備
え、発電制御手段は、バッテリの端子電圧を検出するバ
ッテリ電圧検出手段と、エンジンの運転状態を検出する
運転状態検出手段と、運転状態に応じてバッテリの調整
電圧を設定する調整電圧設定手段と、整流出力が調整電
圧に一致するようにフィールドスイッチを制御する界磁
電流制御手段と、発電機の整流出力を検出する整流出力
検出手段と、整流出力が過電圧判定値以上を示すときに
過電圧発電状態を検出する過電圧検出手段と、過電圧発
電状態が検出されたときに界磁電流を遮断する界磁電流
遮断手段と、界磁電流の遮断後に整流出力が過電圧判定
値より低くなったときに、界磁電流の遮断状態を所定時
間継続させる遮断継続手段とを含む車両用発電制御装置
において、発電制御手段は、界磁電流の遮断継続中にバ
ッテリの端子電圧を過電圧判定値よりも低い正常判定値
と比較し、バッテリの端子電圧が正常判定値以下である
ことを示すときに電圧正常状態を検出する正常状態検出
手段と、電圧正常状態が検出されたときに界磁電流の遮
断を解除する遮断解除手段とを含み、発電停止制御中に
端子電圧が正常判定値以下になった場合に直ちに通常発
電制御を再開させるようにしたので、過電圧発生からの
復帰時の発電制御および通常の発電制御を最適にするこ
とができ、過電圧発生から復帰したときの端子電圧の落
ち込み、オーバーシュートおよびハンチング等を防止し
た車両用発電制御装置が得られる効果がある。

【００７２】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、過電圧検出手段は、過電圧検出による界
磁電流の遮断制御の発生回数をエンジン始動後において
計数する計数手段と、遮断制御の発生回数が所定回数以
上に達したときに、過電圧判定値を前回よりも高い電圧
に更新する過電圧判定値更新手段とを含み、通常発電制
御時のバッテリの劣化、温度その他環境、および調整電
圧等の諸条件のバラツキに起因した過電圧誤検出による
遮断制御の作動を防止するようにしたので、過電圧検出
の信頼性をさらに向上させた車両用発電制御装置が得ら
れる効果がある。

【００７３】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１または請求項２において、過電圧検出手段は、調整
電圧の増減に応答して過電圧判定値を設定する過電圧判
定値設定手段を含み、調整電圧の増減にかかわらず、調
整電圧と過電圧判定値との間の余裕電圧を大きく保持す
るようにしたので、通常発電制御時のバッテリの劣化、
温度その他環境、および調整電圧等の諸条件の違いによ
る過電圧遮断制御の誤作動を防ぎ、過電圧発生、復帰時
の発電制御、および通常の発電制御を最適にした車両用
発電制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１における発電制御手段の構
成例を示す機能ブロック図である。

【図２】図１内の過電圧検出手段の構成例を示す機能ブ
ロック図である。

【図３】この発明の実施例１における調整電圧に対する
過電圧判定値の関係を示す特性図である。

【図４】この発明の実施例１による発電制御手段の処理
動作を示すフローチャートである。

【図５】一般的な車両用発電制御装置を示す構成図であ
る。

【図６】従来の車両用発電制御装置における調整電圧に
対する過電圧判定値の関係を示す特性図である。

【図７】一般的な発電機のバッテリおよび電気負荷に対
する給電状態をバッテリ切り離し異常状態とともに示す
説明図である。

【符号の説明】

１エンジン２発電機４バッテリ５電気負荷８各種センサ１０制御ユニット１１フィールドスイッチ１２Ａ発電制御手段２１ステータコイル２２フィールドコイル２３整流器３０バッテリ電圧検出手段３１運転状態検出手段３３調整電圧設定手段３４界磁電流制御手段３２整流出力検出手段３５過電圧検出手段３６界磁電流遮断手段３７遮断継続手段３８正常状態検出手段３９遮断解除手段４０過電圧判定値設定手段４１電圧比較手段４２計数手段４３過電圧判定値更新手段Ｃ制御信号Ｄ運転状態Ｅ過電圧検出信号Ｆ遮断信号Ｇ継続信号Ｈ更新信号ＩＦ界磁電流Ｋ所定回数Ｍ正常検出信号Ｎ発生回数ＯＴ１、ＯＴ２整流出力Ｐ解除信号Ｔｏ所定時間ＶＢバッテリ端子電圧ＶＲ調整電圧Ｖｍ過電圧判定値Ｖｎ正常判定値Ｓ２０３調整電圧を設定するステップＳ２０４過電圧発生回数を所定回数と比較するステッ
プＳ２０５通常の過電圧判定値を設定するステップＳ２０６前回よりも高い過電圧判定値を設定するステ
ップＳ２０７整流出力を過電圧判定値と比較するステップＳ２０８、Ｓ２０９過電圧発生回数を計数するステッ
プＳ２１０、Ｓ２１４、Ｓ２１５遮断制御を所定時間継
続するステップＳ２１１界磁電流を遮断するステップＳ２１２端子電圧を正常判定値と比較するステップＳ２１３通常発電制御に復帰させるステップＳ２１６通常の発電制御を実行するステップ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンにより駆動されるフィールドコ
イル、前記フィールドコイルに磁気結合されたステータ
コイルおよび前記ステータコイルの交流出力を整流する
整流器を有する発電機と、前記発電機の整流出力により充電されるバッテリと、前記発電機または前記バッテリから電力供給を受ける電
気負荷と、前記フィールドコイルに流れる界磁電流を制御するため
のフィールドスイッチと、前記エンジンの運転状態を検出する各種センサと、前記運転状態に応じて前記フィールドスイッチを制御
し、前記発電機の整流出力を調整して前記バッテリの端
子電圧を所定の調整電圧に制御する発電制御手段とを備
え、前記発電制御手段は、前記バッテリの端子電圧を検出するバッテリ電圧検出手
段と、前記エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、前記運転状態に応じて前記バッテリの調整電圧を設定す
る調整電圧設定手段と、前記整流出力が前記調整電圧に一致するように前記フィ
ールドスイッチを制御する界磁電流制御手段と、前記発電機の整流出力を検出する整流出力検出手段と、前記整流出力が過電圧判定値以上を示すときに過電圧発
電状態を検出する過電圧検出手段と、前記過電圧発電状態が検出されたときに前記界磁電流を
遮断する界磁電流遮断手段と、前記界磁電流の遮断後に前記整流出力が前記過電圧判定
値より低くなったときに、前記界磁電流の遮断状態を所
定時間継続させる遮断継続手段とを含む車両用発電制御
装置において、前記発電制御手段は、前記界磁電流の遮断継続中に前記バッテリの端子電圧を
前記過電圧判定値よりも低い正常判定値と比較し、前記
バッテリの端子電圧が前記正常判定値以下であることを
示すときに電圧正常状態を検出する正常状態検出手段
と、前記電圧正常状態が検出されたときに前記界磁電流の遮
断を解除する遮断解除手段とを含むことを特徴とする車
両用発電制御装置。
【請求項２】前記過電圧検出手段は、過電圧検出による前記界磁電流の遮断制御の発生回数を
エンジン始動後において計数する計数手段と、前記遮断制御の発生回数が所定回数以上に達したとき
に、前記過電圧判定値を前回よりも高い電圧に更新する
過電圧判定値更新手段とを含むことを特徴とする請求項
１の車両用発電制御装置。
【請求項３】前記過電圧検出手段は、前記調整電圧の
増減に応答して前記過電圧判定値を設定する過電圧判定
値設定手段を含むことを特徴とする請求項１または請求
項２の車両用発電制御装置。