JP5454920B2 - 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発電制御を行う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 performs power generation control of a vehicle generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.
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)。 In recent years, in order to improve the fuel efficiency of vehicles, low idling and low friction have progressed. On the other hand, due to an increase in electric load due to the electrification of the system, torque fluctuation due to the operation of the vehicle generator (change in output) becomes engine rotation behavior. It has come to have a big influence. For this reason, control in which engine control and power generation control of the vehicular generator are coordinated enables control that achieves both stable supply of power and stabilization of idle rotation, and fuel efficiency improvement control by the deceleration regeneration effect. It is coming. In order to realize this, much information needs to be exchanged between the engine control system device and the power generation control device mounted on the vehicle generator, and the increase in the number of communication lines is small. Digital communication such as LIN (Local Interconnect Network) that can be handled at low cost has come to be used (see, for example, Patent Document 1).
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。 However, while LIN communication can be realized at low cost, it is a method for detecting the terminal voltage of a single-wire communication line, and the impedance of the pull-up resistor is relatively large, so that it is easy to pick up induced noise. When used in an engine room where the environment is harsh, there is a concern about abnormal communication.
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。)。 On the other hand, even when a communication abnormality occurs continuously by adopting a method of returning to a safe default value for power generation control when an abnormality of LIN communication occurs and the signal is not updated for a certain period of time, 2. Description of the Related Art There is known a vehicular power generation control device that takes into consideration that it does not interfere with vehicle travel (see, for example, Patent Document 2).
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。 However, in this vehicular power generation control device, the default value is suddenly changed when communication is interrupted, so the power generation amount of the vehicular generator changes abruptly, adversely affects the vehicle system, and makes the passenger feel uncomfortable. There was a problem of fear. In this case, for example, there may be a case where communication is interrupted and the suppression of power generation is released and the engine stalls in a state where power generation is suppressed by a control signal during engine startup at low temperatures.
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。 There is also known a power generation control device that prevents receiving an erroneous control signal by receiving and storing a signal under conditions of low noise when the engine is stopped and not storing a signal after starting the engine. (For example, refer to Patent Document 3). However, in this power generation control device, the contents of the control signal cannot be changed after the engine is started, and there is a problem that control in cooperation with the vehicle system cannot be performed after the engine is started.
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。 The present invention has been created in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a vehicle system in a situation where communication is interrupted when communication with an external control device is performed to perform power generation control. An object of the present invention is to provide a vehicular power generation control device that reduces adverse effects and does not give the passenger a sense of incongruity.
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。 In order to solve the above-described problems, a vehicle power generation control device according to the present invention controls power generation by intermittently applying an excitation current flowing in a field winding of a vehicle generator whose output terminal is connected to a battery and an electric load. A vehicle power generation control device that performs bidirectional serial communication with an external control device and receives a communication frame periodically transmitted from the external control device; and a communication control means When power generation control of the vehicle generator is performed using the instruction value included in the received communication frame as a power generation control value, and when a communication interruption state occurs in which the communication frame transmitted from the external control device is not received for a predetermined time or more, Power generation control means for performing power generation control by gradually approaching a power generation control value set at that time toward a preset default value.
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。 When the communication frame from the external control device has not been transmitted for a predetermined time or more, it is determined that the communication has been interrupted, and the power generation control value is preset from the indication value included in the communication frame received before the communication is interrupted. Since it gradually approaches toward the value, the amount of power generation does not change suddenly even when communication disruption occurs, preventing the vehicle system from being adversely affected or causing the passenger to feel uncomfortable. it can. Specifically, by suppressing the occurrence of light and darkness of lamps due to sudden changes in battery voltage and the occurrence of vehicle vibration due to fluctuations in engine rotation due to sudden changes in power generation torque, the vehicle system can be adversely affected, It can prevent giving a sense of incongruity.
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。 In addition, when the power generation control means described above performs power generation control using the default value as the power generation control value in response to the communication interruption state, when a new communication frame is received by the communication control means, the power generation control means starts from the default value. It is desirable to perform power generation control by gradually approaching the power generation control value toward the instruction value included in the new communication frame. When the communication is interrupted and the power generation control is performed using the default value as the power generation control value, when communication is established and the instruction value of the communication frame is received, the switch to the instruction value is performed at that time. By gradually moving closer to the control value, there is no sudden change in the amount of power generated even after recovery from communication interruption, the occurrence of light and darkness of lamps due to sudden change in battery voltage, and vehicle vibration due to fluctuations in engine rotation due to sudden change in power generation torque It is possible to prevent the vehicle system from being adversely affected or the passenger from feeling uncomfortable.
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。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。 Further, it further comprises rotation detection means for detecting the rotation speed of the vehicular generator based on the phase voltage of the armature winding of the vehicular generator described above, and the power generation control means has the rotation speed detected by the rotation detection means. When the engine speed is equal to or lower than the predetermined rotation speed corresponding to the engine starting speed, power generation control is performed while maintaining the power generation control value set immediately before the communication is interrupted. The power generation control is performed by gradually approaching the control value toward the predetermined value . Since the power generation control value before communication interruption is maintained when the generator rotation speed is equal to or lower than the predetermined rotation speed corresponding to the engine starting speed, communication is interrupted while power generation is suppressed at engine starting. However, this power generation suppression can be continued, and deterioration of engine startability can be prevented.
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。 Moreover, it is desirable that the above-described power generation control value is an adjustment voltage value of the vehicular generator. Alternatively, the above-described power generation control value is desirably an excitation current limit value as an upper limit value of the excitation current of the vehicular generator. Alternatively, the power generation control value described above is desirably a drive duty limit value as an upper limit value of the drive duty of the transistor that supplies the excitation current. By gradually changing the adjustment voltage value, the excitation current limit value, and the drive duty limit value, it is possible to reliably prevent sudden changes in the amount of power generated when communication is interrupted or communication is restored.
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。 In addition, a plurality of instruction values correspond to the communication frame described above, and the power generation control unit sets power generation control that is set at that time when a communication interruption occurs for some power generation control values. It is desirable to control while maintaining the value. Specifically, the power generation control value that maintains the value is desirably a gradual excitation speed. Alternatively, the power generation control value that maintains the value is desirably a threshold value for the rotational speed of the vehicular generator that releases the gradual excitation control when the rotational speed further decreases. Some power generation control values, such as the gradual excitation time and the threshold value of the rotational speed at which gradual excitation control is released, are set as eigenvalues for each vehicle because the previous values are retained even if communication interruption occurs. The power generation control value can be maintained with an appropriate power generation control value without being switched even if communication interruption occurs.
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。 Moreover, it is desirable that the predetermined value described above is set in advance according to the temperature. By gradually approaching the adjustment voltage value set in advance according to the temperature of the vehicle power generation control device etc. from the adjustment voltage value based on the instruction from the external control device before the communication interruption, the amount of power generation at the time of communication interruption While preventing a sudden change, it is possible to change to an appropriate adjustment voltage value according to the temperature after the communication is interrupted.
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 generator, battery, electric load, and 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。
In FIG. 1, the vehicle power
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。
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、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。
Next, a detailed configuration and operation of the vehicle power
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。
The MOS-
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。
The
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。
The excitation
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。
The
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。
The
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。
The
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。
FIG. 2 is a diagram showing the contents of a communication frame transmitted and received between the vehicle power
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。
As shown in FIG. 2A, the reception frame ID1 includes gradual excitation + α, Fduty restriction, gradual excitation speed, gradual excitation canceling rotational speed, adjustment voltage, and excitation current restriction. “Slow excitation + α” is a change amount of the drive duty Fduty (drive duty of the MOS-FET 201) in which the change of the excitation current is allowed. For example, if the gradual excitation + α is set to 10%, the gradual excitation control does not work even if the drive duty Fduty changes by 10%. “Fduty limit” is a drive duty limit value (Fduty limit value) as an upper limit value of the drive duty (Fduty). The “gradual excitation speed” is a change amount of the drive duty per unit time in the gradual excitation control. The “slow excitation canceling rotational speed” is a threshold value of the rotational speed at which the slow excitation control is released when the rotational speed of the
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。
As shown in FIG. 2B, the transmission frame ID2 includes diagnostic information, power generation voltage output, excitation current output, Fduty output, and voltage control output. “Diagnostic information” is data indicating the result of diagnosing the presence or absence of an abnormality by an abnormality detection circuit (not shown). “Generated voltage output” is the value of the detected B terminal voltage. “Excitation current output” is an excitation current value detected by the excitation
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。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure of the vehicle power
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)。
Next, the
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。
After the setting of the power generation control value is completed, or when the reception frame ID1 is not received, a negative determination is made in the determination of
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)。
After setting to gradually change the value of some power generation control values, or when it is within 3 seconds from the previous reception of frame ID1 (determination is negative in the determination of step 1005), the generator rotation speed is the predetermined rotation If the number is less than or equal to the number (Yes in step 1006), the
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。
After the transmission frame ID2 is transmitted, or when the transmission timing of the transmission frame ID2 has not arrived, a negative determination is made in
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。
Thus, in the vehicle power
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。 In addition, when the generator speed is less than or equal to a predetermined speed corresponding to the engine starting speed, the power generation control value such as the adjustment voltage is maintained before the communication is interrupted. Even if communication is interrupted, it is possible to continue this power generation suppression and prevent deterioration of engine startability.
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。 In addition, by including the adjustment voltage value, excitation current limit IF_MAX, and drive duty (Fduty) limit value as power generation control values that gradually change when communication is interrupted, it is possible to reliably prevent sudden changes in power generation during communication disruption. can do.
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。 Some power generation control values (specifically, the gradual excitation speed and gradual excitation canceling speed, etc.) are controlled while maintaining the values set at that time when a communication interruption occurs. It is carried out. Some power generation control values, such as the gradual excitation time and the threshold value of the rotational speed at which gradual excitation control is released, are set as eigenvalues for each vehicle because the previous values are retained even if communication interruption occurs. These power generation control values can be maintained with appropriate power generation control values without being switched even if communication interruption occurs.
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。
FIG. 4 is an operation timing chart showing a change in the power generation control value before and after the communication interruption at the normal time after the engine is started. The normal time after engine startup is a state in which the generator rotational speed is higher than a predetermined rotational speed, and a negative determination is made in the determination of
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。
FIG. 5 is an operation timing chart showing a change in the power generation control value before and after communication interruption at the time of engine start (during low temperature start). When the engine is started, the generator rotational speed is a predetermined rotational speed or less, and an affirmative determination is made in the determination of
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the power generation control value is gradually changed when a part of the power generation control value is changed to the default value at the time of communication interruption, but the power generation control value is changed to the default value at the time of communication interruption. The value is gradually increased in the same manner when the power generation control value is changed to the indicated value included in the received frame ID1 after the communication interruption state is canceled later (communication is resumed) and a new received frame ID1 is received. May be changed.
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。
FIG. 6 is a flowchart showing a modification of the operation procedure of the vehicle power
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。
After the reception frame ID1 is received and an affirmative determination is made in
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。
On the other hand, when the power generation control value is set to the default value, an affirmative determination is made in the determination of step 1020. Next, the power generation voltage / excitation
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。 As described above, when communication is established and the reception frame ID1 is received in the state where the communication interruption state continues and the power generation control is performed using the default value, the indication value indicated by the reception frame ID1 is changed. By making the switch gradually closer to the power generation control value at that time, there is no sudden change in the amount of power generation even when returning from communication interruption, the occurrence of light and darkness of lamps due to sudden change in battery voltage, and engine due to sudden change in power generation torque Generation | occurrence | production of the vehicle vibration by the fluctuation | variation of rotation, etc. can be suppressed, and it can prevent having a bad influence on a vehicle system, or giving a passenger discomfort.
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。
Further, the default value used in the operation of
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。 As described above, according to the present invention, when the communication frame from the ECU 5 is not transmitted for a predetermined time or more, it is determined that the communication is interrupted, and the instruction included in the communication frame received before the communication is interrupted with the power generation control value. Since the value gradually approaches the preset value (default value) set in advance, even if communication interruption occurs, the power generation amount does not change abruptly, and the vehicle system is adversely affected. It is possible to prevent the passenger from feeling uncomfortable. Specifically, it is possible to suppress the occurrence of light and darkness of lamps due to a sudden change in battery voltage, and the occurrence of vehicle vibration due to a change in engine rotation due to a sudden change in power generation torque.
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
DESCRIPTION OF
101 Stator winding 102 Field winding 103 Rectifier circuit 201 N-channel MOS-FET
202
Claims (9)
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向けて徐々に近づけ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。 A vehicle power generation control device for controlling power generation by intermittently exciting current flowing in a field winding of a vehicle generator whose output terminal is connected to a battery and an electric load,
Communication control means for performing bidirectional serial communication with an external control device, and receiving communication frames periodically sent from the external control device;
The power generation control of the vehicle generator is performed using the instruction value included in the communication frame received by the communication control means as a power generation control value , and the communication frame sent from the external control device is not received for a predetermined time or more. Power generation control means for performing power generation control by gradually approaching the power generation control value set at that time toward a preset value when a communication interruption occurs;
A rotation detecting means for detecting a rotation speed of the vehicular generator based on a phase voltage of an armature winding of the vehicular generator;
The power generation control means is set immediately before the communication is interrupted when the rotation speed detected by the rotation detection means is equal to or less than a predetermined rotation speed corresponding to the rotation speed at the start of the engine. A vehicle power generation control device that performs power generation control while maintaining a power generation control value, and performs power generation control by gradually approaching the power generation control value toward the predetermined value after exceeding the predetermined rotational speed .
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。 In claim 1,
The power generation control means, when performing the power generation control using the predetermined value as the power generation control value in response to the communication interruption state, when the communication control means receives a new communication frame, A vehicle power generation control device that performs power generation control by gradually approaching the power generation control value from a predetermined value toward an instruction value included in the new communication frame.
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。 In claim 1 or 2,
The vehicle power generation control device, wherein the power generation control value is an adjustment voltage value of the vehicle power generator.
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。 In claim 1 or 2,
The vehicle power generation control device according to claim 1, wherein the power generation control value is an excitation current limit value as an upper limit value of the excitation current of the vehicle generator.
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。 In claim 1 or 2,
The vehicle power generation control device, wherein the power generation control value is a drive duty limit value as an upper limit value of a drive duty of a transistor that supplies the exciting current.
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。 In any one of Claims 1-5,
A plurality of the instruction values correspond to the communication frame,
The power generation control means controls a part of the power generation control values while maintaining the power generation control values set at that time when a communication interruption occurs. Power generation control device.
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。 In claim 6,
The power generation control value for which the value is maintained is a gradual excitation speed.
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。 In claim 6,
The power generation control value for which the value is maintained is a threshold value for the rotational speed of the vehicular generator that releases the gradual excitation control when the rotational speed further decreases. .
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。 In any one of Claims 3-5,
The vehicle power generation control device, wherein the predetermined value is preset according to temperature.
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