JP4548469B2 - Vehicle power generation control device - Google Patents
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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制御する車両用発電制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power generation control device that controls an output voltage of a vehicle generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.
従来から、エンジン始動前の初期励磁電流を抑制するようにした発電制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。具体的には、この発電制御装置は、励磁電流の通電量を制御するスイッチ素子を備え、調整電圧と発電電圧を比較して調整電圧の方が高いときには励磁電流を流し、調整電圧の方が低いときには励磁電流を遮断するとともに、エンジン始動前は、励磁電流消費量を抑制する目的でスイッチ素子を周期的にオフ状態にする。
ところで、特許文献1に開示された発電制御装置では、エンジン始動前において調整電圧が発電電圧よりも低い場合にはスイッチ手段が常にオフ状態となるため、発電開始に必要な初期励磁電流が供給されないことになる。このため、エンジンが始動し、所定回転数以上になっても車両用発電機が発電を開始せず、車両用発電機に断線等の異常がないのに発電停止警報を出力し続けるおそれがあるという問題があった。
By the way, in the power generation control device disclosed in
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、エンジン始動とともに確実に車両用発電機が発電を開始し、発電停止警告の出力を停止させ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。 The present invention has been created in view of the above points, and an object of the present invention is for a vehicle in which a generator for a vehicle can reliably start power generation when the engine is started and the output of a power generation stop warning can be stopped. The object is to provide a power generation control device.
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、車両用発電機が発電停止状態にあるか否かを検出する発電検出手段と、発電検出手段によって車両用発電機が発電停止状態にあることを検出したときに警報信号を出力する発電停止警報手段と、車両用発電機の回転数が所定回転数以下であって、発電電圧が調整電圧よりも高いときに、車両用発電機の励磁巻線に初期励磁電流を供給する初期励磁手段とを備えている。これにより、車両用発電機の発電電圧が調整電圧よりも高い場合であっても、回転数が所定回転数以下のときには初期励磁電流を流すことができるため、エンジン始動とともに確実に車両用発電機に発電を開始させ、発電停止警報の出力を停止させることができる。このため、車両用発電機に断線等の異常がないのに発電停止警報を出力し続けることもなくなる。 In order to solve the above-described problems, a vehicle power generation control device according to the present invention includes a power generation detection unit that detects whether or not the vehicle power generator is in a power generation stop state, and the vehicle generator generates power by the power generation detection unit. Power generation stop alarm means for outputting an alarm signal when it is detected that the vehicle is stopped, and the vehicle generator when the rotation speed of the vehicle generator is equal to or lower than a predetermined rotation speed and the generated voltage is higher than the adjustment voltage. Initial excitation means for supplying an initial excitation current to the excitation winding of the generator. As a result, even when the power generation voltage of the vehicle generator is higher than the adjustment voltage, the initial excitation current can flow when the rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed. Power generation can be started and the output of the power generation stop alarm can be stopped. For this reason, even if there is no abnormality such as disconnection in the vehicular generator, the generation stop alarm is not continuously output.
また、本発明の車両用発電制御装置は、車両用発電機が発電停止状態にあるか否かを検出する発電検出手段と、発電検出手段によって車両用発電機が発電停止状態にあることを検出したときに警報信号を出力する発電停止警報手段と、外部制御装置から送られてくる発電停止信号に応じて車両用発電機を発電停止状態に制御する発電停止制御手段と、車両用発電機の回転数が所定回転数以下であって、外部制御装置から発電停止信号が送られてきたときに、車両用発電機の励磁巻線に初期励磁電流を供給する初期励磁手段とを備えている。これにより、エンジン停止時等に外部制御装置から発電停止信号が出力された場合であっても、回転数が所定回転数以下のときには初期励磁電流を流すことができるため、エンジン始動とともに確実に車両用発電機に発電を開始させ、発電停止警報の出力を停止させることができる。このため、車両用発電機に断線等の異常がないのに発電停止警報を出力し続けることもなくなる。 Further, the vehicle power generation control device of the present invention detects whether or not the vehicle generator is in a power generation stop state by using the power generation detection means for detecting whether or not the vehicle power generator is in a power generation stop state. A power generation stop alarm means for outputting a warning signal when the power is generated, a power generation stop control means for controlling the vehicle generator to a power generation stop state in response to a power generation stop signal sent from an external control device, and a vehicle generator And an initial excitation means for supplying an initial excitation current to the excitation winding of the vehicular generator when the rotation speed is equal to or lower than a predetermined rotation speed and a power generation stop signal is sent from the external control device. Thus, even when a power generation stop signal is output from the external control device when the engine is stopped, the initial excitation current can flow when the rotational speed is equal to or lower than the predetermined rotational speed. The generator can start power generation, and the output of the power generation stop alarm can be stopped. For this reason, even if there is no abnormality such as disconnection in the vehicular generator, the generation stop alarm is not continuously output.
また、上述した初期励磁手段は、車両用発電機の発電電圧が調整電圧よりも高い所定値を超えたときに、初期励磁電流の供給を停止することが望ましい。具体的には、上述した所定値は、車両用発電機に接続されたバッテリの開放状態での端子電圧であることが望ましい。あるいは、調整電圧を変更する調整電圧変更手段をさらに備え、上述した所定値は、調整電圧変更手段によって変更可能な調整電圧の最大値であることが望ましい。これにより、車両用発電機の回転数を検出する回路に不具合が生じて回転検出を行うことができない場合であっても、発電電圧の上昇に伴って初期励磁電流の供給を停止させることができるため、発電電圧の過度の上昇を防止することができる。 Further, it is desirable that the above-described initial excitation means stop supplying the initial excitation current when the generated voltage of the vehicle generator exceeds a predetermined value higher than the adjustment voltage. Specifically, it is desirable that the predetermined value described above is a terminal voltage when the battery connected to the vehicle generator is open. Alternatively, it is preferable that an adjustment voltage changing unit that changes the adjustment voltage is further provided, and the predetermined value described above is a maximum value of the adjustment voltage that can be changed by the adjustment voltage changing unit. As a result, even if the circuit for detecting the rotational speed of the vehicular generator detects a malfunction and cannot detect the rotation, the supply of the initial excitation current can be stopped as the generated voltage increases. Therefore, an excessive increase in the generated voltage can be prevented.
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。 Hereinafter, a vehicle power generation control device according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicle power generation control device according to an embodiment to which the present invention is applied. In addition, a connection state between the vehicle power generation control device and a vehicle power generator, a battery, an electric load, and an ECU. It is shown.
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(例えば14V)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。また、B端子とE端子は、車両用発電機1と車両用発電制御装置2の両方で共用されている。
In FIG. 1, the vehicle power generation control device 2 is for controlling the voltage of the output terminal (B terminal) of the
車両用発電機1は、固定子に含まれる3相の固定子巻線31と、固定子巻線31の3相出力を全波整流するために設けられた整流回路32と、回転子に含まれる励磁巻線33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、励磁巻線33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。
The
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、発電電圧検出回路10、回転検出回路11、切替回路12、発電検出回路13、初期励磁制御信号生成回路14、電圧制御信号生成回路15、調整電圧生成回路16、電圧比較器17、NチャネルMOS−FET18、環流ダイオード19、通信制御回路20を備えている。
Next, a detailed configuration and operation of the vehicle power generation control device 2 will be described. As shown in FIG. 1, the vehicle power generation control device 2 includes a power generation
発電電圧検出回路10は、車両用発電機1の発電電圧(B端子電圧)を検出する。例えば、発電電圧検出回路10は抵抗を組み合わせた分圧回路で構成されており、発電電圧に比例する分圧電圧を検出電圧として出力する。
The generated
回転検出回路11は、固定子巻線31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。切替回路12は、発電電圧検出回路10および回転検出回路11のそれぞれの検出結果に基づいて、初期励磁制御信号生成回路14から出力される初期励磁制御信号あるいは電圧制御信号生成回路15から出力される電圧制御信号のいずれかを選択してMOS−FET18のゲートに入力する。
The
発電検出回路13は、車両用発電機1の発電状態、具体的には車両用発電機1が発電停止状態にあるか否かを検出する。例えば、この検出は、固定子巻線31のいずれかの相に現れる相電圧(波高値および周波数の少なくとも一方)を監視することにより行われる。車両用発電機1が発電停止状態にあることが検出された場合にはその旨が通信制御回路20に通知され、通信制御装置20からECU5に向けて発電停止警報信号が出力される。
The power
初期励磁制御信号生成回路14は、初期励磁制御信号を生成する。この初期励磁制御信号としては、単純なハイレベル固定の信号や数10%のオンデューティ(例えば15%)を有する一定周期の矩形波を用いることが考えられる。電圧制御信号生成回路15は、電圧制御信号を生成する。この電圧制御信号としては、単純なハイレベルまたはローレベル固定の信号や所定のオンデューティを有する一定周期の矩形波を用いることが考えられる。また、エンジン(図示せず)のアイドル時に大きな電気負荷4が接続されたときに励磁電流の急激な増加を抑制する徐励制御を行う場合には、一定周期の矩形波のオンデューティを徐々に増加させた電圧制御信号が生成される。なお、この場合には、回転検出回路11の出力に基づいてアイドル時であるか否かの判定を行う必要がある。
The initial excitation control
調整電圧生成回路16は、調整電圧を生成する。この調整電圧は固定でもよいが、本実施形態では、ECU5から送られてくる調整電圧設定信号を通信制御回路20で受信すると、この調整電圧設定信号によって指定された調整電圧が調整電圧生成回路16によって生成される。
The adjustment
電圧比較器17は、発電電圧検出回路10によって検出された発電電圧と、調整電圧生成回路16によって生成された調整電圧とを比較し、発電電圧の方が低いときにハイレベルの信号を、反対に高いときにローレベルの信号を出力する。電圧比較器17の出力信号は電圧制御信号生成回路15に入力される。
The
MOS−FET18は、励磁巻線33に直列に接続されており、オン状態のときに励磁巻線33に励磁電流が流れる。環流ダイオード19は、励磁巻線33に並列に接続されており、MOS−FET18がオフ状態のときに励磁電流を環流させる。
The MOS-
上述した発電検出回路13が発電検出手段に、発電検出回路13、通信制御回路20が発電停止警報手段に、回転検出回路11、切替回路12、初期励磁制御信号生成回路14、MOS−FET18が初期励磁手段に、調整電圧生成回路16、通信制御回路20が調整電圧変更手段にそれぞれ対応する。
The power
本実施形態の車両用発電制御装置2はこのような構成を有しており、次にその制御動作を説明する。図2は、車両用発電制御装置2の動作手順を示す流れ図であり、主に切替回路12による制御信号の切替動作に対応する動作手順が示されている。
The vehicle power generation control device 2 of the present embodiment has such a configuration, and the control operation will be described next. FIG. 2 is a flowchart showing an operation procedure of the vehicle power generation control device 2, and mainly shows an operation procedure corresponding to a control signal switching operation by the switching
イグニッションスイッチ(図示せず)がオンされて、あるいは、ECU5から起動信号が送られてくると車両用発電制御装置2が動作を開始し、切替回路12は、初期励磁制御信号生成回路14によって生成される初期励磁制御信号を選択して出力する(ステップ100)。この初期励磁制御信号はMOS−FET18に入力され、励磁巻線33に初期励磁電流が流れる。
When an ignition switch (not shown) is turned on or an activation signal is sent from the ECU 5, the vehicle power generation control device 2 starts operating, and the switching
上記の動作(初期励磁動作)と並行して回転検出回路11による車両用発電機1の回転数検出が行われており、切替回路12は、車両用発電機1の回転数が所定回転数を超えたか否かを判定する(ステップ101)。所定回転数を超えた場合には肯定判断が行われ、切替回路12は、電圧制御信号生成回路15によって生成される電圧制御信号を選択して出力する(ステップ102)。この電圧制御信号はMOS−FET18に入力され、励磁巻線33に流れる励磁電流を増減させることにより、発電電圧が調整電圧に一致するように制御される。
In parallel with the above operation (initial excitation operation), the
一方、車両用発電機1の回転数が所定回転数以下の場合にはステップ101の判定において否定判断が行われ、次に、切替回路12は、車両用発電機1の発電電圧が所定値以上か否かを判定する(ステップ103)。この判定に用いられる「所定値」は、調整電圧よりも高い値であって、例えば、バッテリ3の開放状態での端子電圧を用いる場合や、変更可能な調整電圧の最大値を用いる場合などが考えられる。発電電圧が所定値よりも低い場合には否定判断が行われ、ステップ100に戻って切替回路12による初期励磁制御信号の出力が継続される。また、車両用発電機1の発電電圧が所定値以上の場合にはステップ103の判定において肯定判断が行われ、切替回路12は、電圧制御信号生成回路15によって生成される電圧制御信号を選択して出力する(ステップ104)。
On the other hand, when the rotational speed of the
図3は、切替回路12による制御信号の切替状態を示す図である。例えば、ステップ101における判定で用いられる所定回転数が800rpmに設定されている場合が示されている。車両用発電機1の回転数が800rpm以下の場合には、発電電圧が調整電圧を超えた場合であっても所定値を超えない限り(図3(b))、初期励磁電流が励磁巻線33に供給される。また、車両用発電機1の回転数が800rpm以上になると、発電電圧が調整電圧以下か否かによって発電制御信号の供給(図3(d))と停止(図3(e))が適宜切り替えられる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a switching state of the control signal by the switching
図4は、従来の車両用発電制御装置で行われる制御信号の切替状態を示す図である。図4に示すように、従来は、800rpm以下の場合も800rpm以上の場合と同様に、発電電圧が調整電圧以上であると、励磁電流が遮断されてるため、励磁巻線に初期励磁電流を流すことができず、車両用発電機1が発電を開始することができない。
FIG. 4 is a diagram illustrating a switching state of control signals performed in a conventional vehicle power generation control device. As shown in FIG. 4, in the conventional case, when the generated voltage is equal to or higher than the adjustment voltage, the excitation current is cut off when the generated voltage is equal to or higher than 800 rpm. The
このように、本実施形態の車両用発電制御装置2では、車両用発電機1の発電電圧が調整電圧よりも高い場合であっても、回転数が所定回転数以下のときには励磁巻線33に初期励磁電流を流すことができるため、エンジン始動とともに確実に車両用発電機1に発電を開始させ、発電停止警報の出力を停止させることができる。このため、車両用発電機1に断線等の異常がないのに発電停止警報を出力し続けることもなくなる。
Thus, in the vehicular power generation control device 2 of the present embodiment, even when the power generation voltage of the
特に、車両用発電機1の発電電圧が調整電圧よりも高い所定値を超えたときに、初期励磁電流の供給を停止している。具体的には、上述した所定値を、車両用発電機1に接続されたバッテリ3の開放状態での端子電圧や、変更可能な調整電圧の最大値に設定している。これにより、車両用発電機1の回転数を検出する回転検出回路11に不具合が生じて回転検出を行うことができない場合であっても、発電電圧の上昇に伴って初期励磁電流の供給を停止させることができるため、発電電圧の過度の上昇(過電圧)を防止することができる。
In particular, when the power generation voltage of the
図5は、本発明を適用した他の実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。この実施形態の車両用発電制御装置2Aは、図1に示した車両用発電制御装置2に対して、発電停止制御信号生成回路21を追加するとともに、電圧制御信号生成回路15を電圧制御信号生成回路15Aに置き換えた構成を有している。以下では主にこれらの相違点に着目して車両用発電制御装置2Aの動作を説明する。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a vehicle power generation control device according to another embodiment to which the present invention is applied. The vehicle power
この実施形態の車両用発電制御装置2Aでは、ECU5から発電の停止を指示する発電停止信号を通信制御回路20で受信すると、発電停止制御信号生成回路21は、発電停止制御信号を生成する。電圧制御信号生成回路15Aは、発電停止制御信号生成回路21から発電停止制御信号が入力されていないときには、電圧比較器17の出力信号に基づいて通常の発電動作に必要な電圧制御信号(この場合には図1に示す電圧制御信号生成回路15によって生成される電圧制御信号と同じになる)を生成し、発電停止制御信号が入力されると、発電停止に必要な電圧制御信号(例えば、ローレベルの信号)を生成する。この発電停止に必要な電圧制御信号が切替回路12を介してMOS−FET18に入力されると、励磁巻線33に対する励磁電流の供給が停止され、発電停止状態になる。上述した発電停止制御信号生成回路21が発電停止制御手段に対応する。
In the vehicle power
このように、本実施形態の車両用発電制御装置2Aでは、エンジン停止時等にECU5から発電停止信号が出力された場合であっても、切替回路12を介することによって回転数が所定回転数以下のときには励磁巻線33に初期励磁電流を流すことができるため、エンジン始動とともに確実に車両用発電機1に発電を開始させ、発電停止警報の出力を停止させることができる。このため、車両用発電機1に断線等の異常がないのに発電停止警報を出力し続けることもなくなる。
As described above, in the vehicle power
1 車両用発電機
2、2A 車両用発電制御装置
3 バッテリ
4 電気負荷
5 ECU
10 発電電圧検出回路
11 回転検出回路
12 切替回路
13 発電検出回路
14 初期励磁制御信号生成回路
15、15A 電圧制御信号生成回路
16 調整電圧生成回路
17 電圧比較器
18 NチャネルMOS−FET
19 環流ダイオード
20 通信制御回路
21 発電停止制御信号生成回路
31 固定子巻線
32 整流回路
33 励磁巻線
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
19 Free-wheeling
Claims (5)
前記発電検出手段によって前記車両用発電機が発電停止状態にあることを検出したときに警報信号を出力する発電停止警報手段と、
前記車両用発電機の回転数が所定回転数以下であって、発電電圧が調整電圧よりも高いときに、前記車両用発電機の励磁巻線に初期励磁電流を供給する初期励磁手段と、
を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。 Power generation detection means for detecting whether or not the vehicle generator is in a power generation stop state;
A power generation stop alarm means for outputting an alarm signal when it is detected by the power generation detection means that the vehicle generator is in a power generation stop state;
An initial excitation means for supplying an initial excitation current to an excitation winding of the vehicle generator when the rotation speed of the vehicle generator is equal to or lower than a predetermined rotation speed and the generated voltage is higher than an adjustment voltage;
A vehicle power generation control device comprising:
前記発電検出手段によって前記車両用発電機が発電停止状態にあることを検出したときに警報信号を出力する発電停止警報手段と、
外部制御装置から送られてくる発電停止信号に応じて前記車両用発電機を発電停止状態に制御する発電停止制御手段と、
前記車両用発電機の回転数が所定回転数以下であって、前記外部制御装置から前記発電停止信号が送られてきたときに、前記車両用発電機の励磁巻線に初期励磁電流を供給する初期励磁手段と、
を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。 Power generation detection means for detecting whether or not the vehicle generator is in a power generation stop state;
A power generation stop alarm means for outputting an alarm signal when it is detected by the power generation detection means that the vehicle generator is in a power generation stop state;
Power generation stop control means for controlling the vehicle generator to a power generation stop state in response to a power generation stop signal sent from an external control device;
When the rotation speed of the vehicle generator is equal to or lower than a predetermined rotation speed and the power generation stop signal is sent from the external control device, an initial excitation current is supplied to the excitation winding of the vehicle generator. Initial excitation means;
A vehicle power generation control device comprising:
前記初期励磁手段は、前記車両用発電機の発電電圧が前記調整電圧よりも高い所定値を超えたときに、前記初期励磁電流の供給を停止することを特徴とする車両用発電制御装置。 In claim 1 or 2,
The initial excitation means stops the supply of the initial excitation current when the generated voltage of the vehicular generator exceeds a predetermined value higher than the adjustment voltage.
前記所定値は、前記車両用発電機に接続されたバッテリの開放状態での端子電圧であることを特徴とする車両用発電制御装置。 In claim 3,
The vehicle power generation control device according to claim 1, wherein the predetermined value is a terminal voltage in an open state of a battery connected to the vehicle generator.
前記調整電圧を変更する調整電圧変更手段をさらに備え、
前記所定値は、前記調整電圧変更手段によって変更可能な調整電圧の最大値であることを特徴とする車両用発電制御装置。 In claim 3,
It further comprises adjustment voltage changing means for changing the adjustment voltage,
The vehicle power generation control device according to claim 1, wherein the predetermined value is a maximum value of an adjustment voltage that can be changed by the adjustment voltage changing means.
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