JP6320604B1 - 車両用発電機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電停止命令を受信しても、搭乗者に対して発電機異常の誤警報を通知しないようにした車両用発電機の制御装置及び制御方法を提供する。【解決手段】車両用発電機の電機子巻線が発生する発電電圧に基づいて検出した車両用発電機の回転数が所定値以下のとき、車両用発電機が無回転であると判定し、デコードしたコマンド信号が発電を停止させる発電停止コマンド信号であるとき発生した発電停止信号が終了する時刻を所定時間遅延させた発電停止保持信号を発生し、発電停止保持信号に基づいて、前記無回転判定信号をマスクして無効とするように構成した。【選択図】図１

Description

この発明は、車両用発電機の制御装置及び制御方法に関し、更に詳しくは、車両用発電機に対する異常の誤検出を防止する機能を備えた車両用発電機の制御装置及び制御方法に関するものである。

従来、車両に搭載されたエンジンを駆動源とする車両用発電機の出力を、車両の走行状態に応じて制御するようにした車両用発電機の制御装置が存在する。このような従来の車両用発電機の制御装置は、車両の燃費を向上させ若しくは車両の加速性を向上させる目的で、充電制御技術を用いて発電機の発電を抑制してエンジンの負荷を軽減させるようにしている。

例えば、特許文献１に開示されている従来の車両用発電機の出力制御装置は、車両の走行状態が加速状態にあるときは、界磁巻線の通電量を基準量より小さな値に制御して発電機により車両のエンジンにかかる負荷を低減させるように構成されている。

又、特許文献２に開示されている従来の車両用発電機の制御装置は、加速検出手段によりエンジンの加速状態が検出された場合は、積算手段で積算されたバッテリ消費電流積算値が所定値以下であることを条件に制御手段により発電機の発電をカットさせ、加速時に発電機の作動を必要最小限に抑え加速性能を確保するように構成されている。

更に、特許文献３に開示された従来の電源制御装置は、バッテリの充電電流に基づいて充電率を求める充電率検出手段と、移動体の状態と充電率検出手段の出力に基づいて発電量を制御する発電量制御手段とを備え、充電率が所定値以上であるときは発電量を抑制するようにしている。

通常、車両用発電機の制御装置に於いて、前述のような充電制御技術を利用する際には、制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）から車両用発電機に対して発電停止命令が送信される。発電停止命令を受信した車両用発電機は、界磁巻線に流れる電流が遮断されることで電機子巻線からの発電出力を停止するが、発電機の回転数を検出する回転数検出部に入力される信号もなくなってしまうため、発電機が無回転であると誤判定してＥＣＵに通知し、ＥＣＵが発電機が異常停止したと誤判定して制御に不具合が発生してしまう可能性がある。この場合、発電機の異常停止を知らせるランプが設けられている場合にはそのランプが点灯することになるが、このときのランプの点灯は、発電機が無回転であると誤判定したことによる点灯であり、発電機が異常停止しているわけではない。

一方、特許文献４に開示された従来の発電機制御装置は、発電停止命令を受信しても初期励磁電流を意図的に流して電機子巻線から回転数検知用パルスを出力させ、回転数検出部が無回転の誤判定をしないようにしている。

又、特許文献５に開示された従来の発電制御装置は、ＥＣＵが車両用発電機に無発電停止命令を送信してから解除するまでの間、車両用発電機から受信する異常判定をソフトウェアによりマスクするようにしている。

特開平４−３１２３２６号公報 特開２００１−１７３４８１号公報 特開平７−２７４５９７号公報 特開２００９−１００４８８号公報 特開２００７−２１５３７０号公報

前述の特許文献４に開示された従来の発電機制御装置によれば、発電停止命令を受信して発電機からの発電出力が停止しても初期励磁電流を意図的に流すことで電機子巻線から回転数検知用パルスが出力され得るので、発電機が異常停止したとの誤判定を防止することができるが、初期励磁電流が界磁巻線に意図的に流されることによりエンジンに負荷が加わりエンジントルクが奪われてしまうため、燃費悪化や加速性の低下につながるという課題があった。

一方、特許文献５に開示された従来の発電機制御装置によれば、ＥＣＵが車両用発電機に無発電停止命令を送信してから解除するまでの間、車両用発電機から受信する信号に基づく異常判定をソフトウェアによりマスクするようにしているが、ＥＣＵが発電停止命令を解除すると、車両用発電機の制御装置は直ちに発電を再開しようとしても、発電に利用する界磁巻線と電機子巻線の時定数により、界磁巻線に電圧を印加してからある程度時間が経過してから界磁電流が流れ、その後、電機子巻線から回転数検知用パルスが生成されて、ようやく回転数が検知可能となる。そのため、この特許文献５による無回転警報のマスク処理の仕方では発電停止命令を解除後に発生する無回転警報をマスクしきれないため、ＥＣＵに対して無回転警報を通知してしまうという課題があった。

この発明は、従来の車両用発電機の制御装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、余分な燃費悪化や加速性の低下をまねくことなく、しかもＥＣＵから車両用発電機の制御装置に対して発電停止命令を送信したとしても、搭乗者に対して発電機異常の誤警報を通知しないようにした車両用発電機の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

この発明による車両用発電機の制御装置は、
車両に搭載された制御ユニットからの命令に基づいて前記車両に搭載された車両用発電機を制御する車両用発電機の制御装置であって、
前記制御ユニットからの命令を符号化したコマンド信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信した前記コマンド信号をデコードして前記制御ユニットの命令に基づく制御電圧を出力するデコード部と、
前記制御電圧と、前記車両用発電機が電機子巻線に発電した発電電圧に基づく出力電圧とを比較する第１の比較器と、
前記第１の比較器の出力信号に基づいて前記車両用発電機の界磁巻線に流れる界磁電流を制御して前記発電電圧を制御する界磁ドライバと、
前記車両用発電機の電機子巻線が発生する発電電圧に基づいて、前記車両用発電機の回転数を検知する回転数検出部と、
前記回転数検出部が検出する前記回転数が所定値以下のとき、前記車両用発電機が無回転であると判定して無回転判定信号を発生する無回転判定部と、
前記デコード部によりデコードされた前記コマンド信号が発電を停止させる発電停止コマンド信号であるときと、前記コマンド信号が前記発電停止コマンド信号ではないときとで、出力信号のレベルが変化する発電停止命令判定部と、
前記制御電圧と前記車両用発電機が発電した発電電圧に基づく出力電圧との比較に基づいて出力信号を発生する第２の比較器と、
前記発電停止命令判定部の出力信号と前記第２の比較器の出力信号とに基づいて、前記発電の停止を示す発電停止信号を発生する論理部と、
前記論理部が発生した発電停止信号が入力され、前記入力された発電停止信号の終端時刻を所定時間だけ遅延させた発電停止保持信号を発生する遅延部と、
前記遅延部が発生する前記発電停止保持信号に基づいて、前記無回転判定部が発生する前記無回転判定信号を無効にするマスク処理部と、
を備えたことを特徴とする。

又、この発明による車両用発電機の制御方法は、
車両に搭載された制御ユニットからの命令に基づいて前記車両に搭載された車両用発電機を制御する車両用発電機の制御方法であって、
前記制御ユニットからの命令を符号化したコマンド信号を受信し、
前記受信した前記コマンド信号を、前記制御ユニットの命令に基づく制御電圧にデコードし、
前記制御電圧と前記車両用発電機が発電した発電電圧に基づく出力電圧との比較に基づいて前記車両用発電機の界磁電流を制御して前記発電電圧を制御し、
前記車両用発電機の電機子巻線が発生する発電電圧に基づいて検出した前記車両用発電機の回転数が所定値以下のとき、前記車両用発電機が無回転であると判定して無回転判定信号を発生し、
前記デコードした前記コマンド信号が発電を停止させる発電停止コマンド信号であるとき発生した発電停止信号が終了する時刻を、所定時間だけ遅延させた発電停止保持信号を発生し、
前記発電停止保持信号に基づいて、前記無回転判定信号をマスクして無効とする、
ことを特徴とする。

この発明による車両用発電機の制御装置によれば、
車両に搭載された制御ユニットからの命令に基づいて前記車両に搭載された車両用発電機を制御する車両用発電機の制御装置であって、
前記制御ユニットからの命令を符号化したコマンド信号を受信する受信部と、
前記受信部により受信した前記コマンド信号をデコードして前記制御ユニットの命令に基づく制御電圧を出力するデコード部と、
前記制御電圧と、前記車両用発電機が電機子巻線に発電した発電電圧に基づく出力電圧とを比較する第１の比較器と、
前記第１の比較器の出力信号に基づいて前記車両用発電機の界磁巻線に流れる界磁電流を制御して前記発電電圧を制御する界磁ドライバと、
前記車両用発電機の電機子巻線が発生する発電電圧に基づいて、前記車両用発電機の回転数を検知する回転数検出部と、
前記回転数検出部が検出する前記回転数が所定値以下のとき、前記車両用発電機が無回転であると判定して無回転判定信号を発生する無回転判定部と、
前記デコード部によりデコードされた前記コマンド信号が発電を停止させる発電停止コマンド信号であるときと、前記コマンド信号が前記発電停止コマンド信号ではないときとで、出力信号のレベルが変化する発電停止命令判定部と、
前記制御電圧と前記車両用発電機が発電した発電電圧に基づく出力電圧との比較に基づいて出力信号を発生する第２の比較器と、
前記発電停止命令判定部の出力信号と前記第２の比較器の出力信号とに基づいて、前記発電の停止を示す発電停止信号を発生する論理部と、
前記論理部が発生した発電停止信号が入力され、前記入力された発電停止信号の終端時刻を所定時間だけ遅延させた発電停止保持信号を発生する遅延部と、
前記遅延部が発生する前記発電停止保持信号に基づいて、前記無回転判定部が発生する前記無回転判定信号を無効にするマスク処理部と、
を備えているので
余分な燃費悪化や加速性の低下をまねくことなく、しかもＥＣＵ等の制御ユニットから車両用発電機の制御装置に対して発電停止命令を送信したとしても、搭乗者に対して発電機異常の誤警報を通知することがないという効果を奏する。

又、この発明による車両用発電機の制御方法によれば、
車両に搭載された制御ユニットからの命令に基づいて前記車両に搭載された車両用発電機を制御する車両用発電機の制御方法であって、
前記制御ユニットからの命令を符号化したコマンド信号を受信し、
前記受信した前記コマンド信号を、前記制御ユニットの命令に基づく制御電圧にデコードし、
前記制御電圧と前記車両用発電機が発電した発電電圧に基づく出力電圧との比較に基づいて前記車両用発電機の界磁電流を制御して前記発電電圧を制御し、
前記車両用発電機の電機子巻線が発生する発電電圧に基づいて検出した前記車両用発電機の回転数が所定値以下のとき、前記車両用発電機が無回転であると判定して無回転判定信号を発生し、
前記デコードした前記コマンド信号が発電を停止させる発電停止コマンド信号であるとき発生した発電停止信号が終了する時刻を、所定時間だけ遅延させた発電停止保持信号を発生し、
前記発電停止保持信号に基づいて、前記無回転判定信号をマスクして無効とする、
ようにしているので、
余分な燃費悪化や加速性の低下をまねくことなく、しかもＥＣＵ等の制御ユニットから車両用発電機の制御装置に対して発電停止命令を送信したとしても、搭乗者に対して発電機異常の誤警報を通知することがないという効果を奏する。

この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置の動作を説明するタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明に対する比較例としての車両用発電機を示すブロック構成図である。 この発明に対する比較例としての車両用発電機の動作を説明するタイミングチャートである。 この発明に対する比較例としての車両用発電機の動作を説明するフローチャートである。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置及び制御方法について、図に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置を示すブロック構成図である。図１に於いて、自動車等の車両に搭載された車両用発電機１は、三相交流発電機として構成されており、固定子に三相Ｙ結線された電機子巻線３を備え、回転子に界磁巻線４を備えている。界磁巻線４を備えた回転子は、車両に搭載されたエンジンの出力軸にベルト（図示せず）を介して連結され、エンジンの駆動力により駆動されて回転し、固定子に設けられた電機子巻線３に三相交流電圧を誘起させる。

電機子巻線３に誘起された三相電圧は、６個の半導体整流素子２０１により構成された整流回路２により全波整流されて直流電圧に変換され、制御装置５、車両用電気負荷６、及び車両蓄電池７に供給される。制御装置５は、車両用発電機１のハウジング（図示せず）に固定されており、ＥＣＵ２０からの指示に基づいて車両用発電機１の界磁巻線４に流れる界磁電流を制御することで、車両用発電機１の出力電圧を制御するように構成されており、主に車両用発電機１の出力電圧及び出力電流が実質的に一定値となるように制御する機能を有する。

制御装置５は、界磁巻線４への界磁電流を制御する界磁ドライバ２１と、界磁ドライバ２１がオフにときに界磁巻線４に流れる界磁電流を還流させる還流ダイオード２２を備えている。制御装置５とＥＣＵ２０とは、例えばＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）による双方向通信装置により双方向通信が行われる。

制御装置５は、更に、第１の比較器８と、電圧周波数変換部（以下、Ｖ／Ｆ変換部と称する）９と、デコード部１０と、発電停止命令判定部１１と、遅延時間設定部１２と、回転数検出部１３と、遅延部１４と、無回転判定部１５と、マスク処理部１６と、送信部１７と、受信部１８と、第２の比較器１９と、界磁ドライバ２１と、還流ダイオード２２と、ＯＲ部２３と、を備えている。

第１の比較器８と、Ｖ／Ｆ変換部９と、デコード部１０と、発電停止命令判定部１１と、遅延時間設定部１２と、回転数検出部１３と、遅延部１４と、無回転判定部１５と、マスク処理部１６と、第２の比較器１９と、ＯＲ部２３は、ハードウェアとしての部品により構成してもよく、或いはマイクロプロセッサに格納された所定のソフトウェアにより構成してもよい。

受信部１８は、前述の双方向通信装置を介してＥＣＵ２０から送信された符号化されたデータからなるコマンド信号を受信する。デコード部１０は、受信部１８からのコマンド信号をデコードする。Ｖ／Ｆ変換部９は、デコード部１０からのコマンド信号に基づく制御電圧をノコギリ波電圧に変換する。第１の比較器８は、一方の入力端子に入力された車両用発電機１の出力電圧と、他方の入力端子に入力されたＶ／Ｆ変換部９からのノコギリ波電圧とを比較し、その比較結果に基づいて後述の出力信号を生成する。

発電停止命令判定部１１は、デコード部１０からのコマンド信号が発電停止命令であるか否かを判定する。第２の比較器１９は、デコード部１０からのコマンド信号に基づく制御電圧と、車両用発電機１の出力電圧を比較し、制御電圧が車両用発電機の出力電圧より大きければ有意であるとする出力信号を生成する。ＯＲ部２３は、発電停止命令判定部１１の出力と第２の比較器１９の出力の何れかが入力されたとき出力信号を発生する。

遅延部１４は、ＯＲ部２３から入力された信号を、遅延時間設定部１２により設定された遅延時間だけ遅延させて出力する。回転数検出部１３は、電機子巻線３が発電して出力する発電相電圧のエッジ間隔を計測することにより、界磁巻線４を備えた回転子の回転速度を検出して出力する。無回転判定部１５は、回転数検出部１３の出力に基づいて車両用発電機１の無回転を判定し、無回転であると判定したときは、マスク処理部１６を介して送信部１７からＥＣＵ２０に対して無回転警報を通知する。

図２は、この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置の動作を説明するタイミングチャートであって、縦軸に於いて、「Ａ」はＥＣＵ２０から受信部１８に入力される入力データ、「Ｂ」はデコード部１０の出力データ、「Ｃ」はＶ／Ｆ変換部９の出力波形、「Ｄ」は界磁ドライバ２１の駆動論理波形、「Ｅ」は回転数検出部１３に入力される回転数パルス波形、「Ｆ」は無回転判定部１５の出力波形、「Ｇ」は発電停止命令判定部１１の判定出力波形、「Ｈ」は遅延部１４の出力波形、「Ｉ」はマスク処理部１６の出力波形、「Ｊ」は送信部１７の出力データを示している。図２の横軸は時間を示している。

図１及び図２に於いて、ＥＣＵ２０から受信部１８に入力される符号化されたコマンド信号には、図２の「Ａ」に示されるように、発電命令ａ１、ａ５、リード要求ａ２、ａ４、ａ６、発電停止命令ａ３等がそれぞれ異なるタイミングで含まれている。デコード部１０は、受信部１８からのコマンド信号のうち「発電命令」ａ１、ａ５をデコードして、車両用発電機１に対する制御電圧値を示す制御電圧コマンド信号である「制御電圧」ｂ１、ｂ５を図２の「Ｂ」に示すように出力する。又、デコード部１０は、受信部１８からのコマンド信号のうち「発電停止命令」ａ３をデコードして、車両用発電機１に対する発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３を図２の「Ｂ」に示すように出力する。

Ｖ／Ｆ変換部９は、デコード部１０から制御電圧コマンド信号を受けると、図２の「Ｃ」に示すノコギリ波電圧を出力する。即ち、Ｖ／Ｆ変換部９は、例えば、デコード部１０から制御電圧コマンド信号「制御電圧」ｂ１を受けると、その「制御電圧」ｂ１が指示する制御電圧に対応した周波数を有するノコギリ波電圧信号ｃ１を出力し、又、制御電圧コマンド信号「制御電圧」ｂ５を受けると、その「制御電圧」ｂ５が指示する制御電圧に対応した周波数を有するノコギリ波電圧信号ｃ５を出力する。

更に、Ｖ／Ｆ変換部９は、デコード部１０から発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３を受けると、図２の「Ｃ」に示すように、車両用発電機１の出力端電圧Ｖ１よりも低いノコギリ波電圧信号ｃ３を出力する。

ここで、図１及び図２に基づいて、制御装置５による車両用発電機１の発電出力の制御動作について詳細を説明する。Ｖ／Ｆ変換部９により変換された図２の「Ｃ」に示すノコギリ波電圧信号は、第１の比較器８により、図２の「Ｃ」に示す車両用発電機１の出力端電圧Ｖ１と比較される。第１の比較器８は、ノコギリ波電圧信号ｃ１、ｃ３、ｃ５が車両用発電機１の出力端電圧Ｖ１よりも高い場合には、ハイレベル（Ｈｉｇｈ Ｌｅｖｅｌ）電位の信号（以下、Ｈレベル信号と称する）を出力して界磁ドライバ２１に入力する。

発電停止命令判定部１１は、デコード部１０からのコマンド信号が入力されており、そのコマンド信号が発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３ではないときは常にローレベル（Ｌｏｗ Ｌｅｖｅｌ）電位の信号（以下、Ｌレベル信号と称する）を出力し、入力されているコマンド信号が発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３であれば、Ｈレベル信号を出力するように構成されている。

界磁ドライバ２１は、一方の入力端子に第１の比較器８の出力信号が入力され、他方の入力端子に発電停止命令判定部１１の出力信号が反転されて入力されている。従って、前述のコマンド信号が発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３でなければ、界磁ドライバ２１の他方の入力端子には発電停止命令判定部１１からのＬレベル信号が反転されてＨレベル信号が入力されているので、第１の比較器８から入力される信号がＨレベル信号のときにオンとなり、第１の比較器８から入力される信号がＬレベル信号のときにオフとなる。

従って、前述のコマンド信号が発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３でなければ、ＣＰＵ２０からの制御電圧コマンド信号「制御電圧」ｂ１、ｂ５に基づいて、界磁ドライバ２１が図２の「Ｄ」に示す界磁ドライバ駆動論理の駆動信号ｄ１、ｄ５に基づいて制御されることで界磁巻線４に流れる界磁電流がＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御され、車両用発電機１の出力電圧が指令された所定の発電電圧となるように制御される。

次に、前述のコマンド信号が発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３である場合について説明する。発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３を受けたときには前述したように、図２の「Ｃ」に示す如くＶ／Ｆ変換部９は、車両用発電機１の出力端電圧Ｖ１以下となるノコギリ波電圧信号ｃ３を発生するので、第１の比較器８の出力信号はＬレベル信号となる。従って、界磁ドライバ２１はオフとなり、界磁電流は遮断され、車両用発電機１は発電を停止する。

尚、発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３を受けた場合には、発電停止命令判定部１１はＨレベル信号を出力し、その反転信号であるＬレベル信号が界磁ドライバ２１に入力されるので、第１の比較器８の出力信号のレベル如何にかかわらず界磁ドライバ２１は遮断されることを付記しておく。

次に、以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置に於ける、車両用発電機に対する無回転警報の検出動作について説明する。図１及び図２に於いて、回転数検出部１３は、電機子巻線３が発電して出力する三相の各相電圧のエッジ間隔を計測することで、車両用発電機１の回転速度、つまり車両用発電機１の回転子の回転速度を検出する。図２の「Ｅ」は、回転数検出部１３により検出される回転数パルスを示している。

無回転判定部１５は、回転数検出部１３からの出力に基づいて車両用発電機１の無回転であるか否かを判定し、無回転と判定すればＨレベル信号をマスク処理部１６に入力する。マスク処理部１６には、前述の無回転判定部１５の出力信号のほかに、ＯＲ部２３の出力信号を反転させた信号と、ＯＲ部２３の出力信号を遅延部１４により所定の遅延時間だけ遅延させた信号を反転させた信号とがそれぞれ入力されている。

前述のように、第２の比較器１９は、デコード部１０からのコマンド信号に基づく制御電圧と、車両用発電機１の出力電圧を比較し、制御電圧が車両用発電機の出力電圧より大きければ有意であるとする出力信号を生成するように構成されている。ＯＲ部２３は、発電停止命令判定部１１の出力と第２の比較器１９の出力の何れかが入力されたときＨレベル信号を発生する。

今、時刻ｔ１にて、制御電圧コマンド信号「制御電圧」ｂ１から発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３に切り替わったとすると、発電停止命令判定部１１は、時刻ｔ１に於いて直ちに出力信号をＬレベル信号ｇ１からＨレベル信号ｇ３に変化させてＯＲ部２３に入力する。

ＯＲ部２３は、発電停止命令判定部１１からＨレベル信号ｇ２が時刻ｔ１にて入力されると、直ちにＨレベル信号を出力し、マスク処理部１６にはその反転信号であるＬレベル信号が入力される。同時に、ＯＲ部２３は、時刻ｔ１に於いて遅延部１４にＨレベル信号を入力するので、遅延部１４は、図２の「Ｈ」に示すように時刻１にてＬレベル信号ｈ１からＨレベル信号ｈ２に変化し、マスク処理部１６にはその反転信号であるＬレベル信号が入力される。

遅延部１４は、ＯＲ部２３からのＨレベル信号がＬレベル信号に変化しても、つまり、時刻ｔ４で発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３から制御電圧指令コマンド信号「制御電圧」ｂ５に変化しても、遅延時間設定部１２により設定された後述の所定の遅延時間だけＨレベル信号ｈ３の出力を維持し、時刻ｔ８にてようやくＬレベル信号ｈ５に変化するように構成されている。

回転数検出部１３が検出する図２の「Ｅ」に示す回転数パルスｅ１は、時刻ｔ１で制御電圧コマンド信号「制御電圧」ｂ１から発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３に切り替わって第１の比較器８の出力がＬレベル信号となっても、電機子巻線３には時定数が存在するのでその時定数分だけ遅れて時刻ｔ２にて消滅することになる。無回転判定部１５は、図２の「Ｆ」に示すように、回転数パルスｅ１が消滅した時刻ｔ２から検知時間Ｔ１を経て車両用発電機１の無回転を判定し、時刻ｔ３にて無回転信号としてのＨレベル信号ｆ３を出力する。

更に、時刻ｔ４にて発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３から制御発電コマンド信号「制御電圧」ｂ５に切り替わって、図２の「Ｄ」に示す界磁ドライバ駆動論理の駆動信号ｄ５が時刻ｔ４から開始されても、図２の「Ｅ」に示すように、回転数パルスｅ５は車両用発電機１の電機子巻線３の時定数の影響により、時刻ｔ４から遅れた時刻ｔ６にて発生することになる。一方、発電停止命令判定部１１は、図２の「Ｆ」に示すように、発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３から制御発電コマンド信号「制御電圧」ｂ５に切り替わった時刻ｔ４からやや遅れた時刻ｔ５にて、Ｈレベル信号ｇ３からＬレベル信号ｇ５に切り替わる。

又、遅延部１４の出力信号は、図２の「Ｈ」に示すように、時刻ｔ５にて発電停止命令判定部１１のＨレベル信号ｇ３からＬレベル信号ｇ５に切り替わってから、所定の遅延時間の後の時刻ｔ８にてＨレベル信号ｈ３からＬレベル信号ｈ５に切り替わる。

従って、時刻ｔ１から時刻ｔ８の間に遅延部１４からＨレベル信号ｈ３が発生し、このＨレベル信号ｈ３を反転したＬレベル信号が時刻ｔ１から時刻ｔ８の間にマスク処理部１６に入力される。その結果、時刻ｔ１から時刻ｔ４の間に発電停止コマンド信号「ｘ００」が発生して時刻ｔ２から時刻ｔ６の間に回転数パルスが消滅することで、無回転判定部１５からのＨレベル信号ｆ３が時刻ｔ７まで出力されているにもかかわらず、マスク処理部１６から無回転判定部１５からの無回転判定結果が送信部１７に伝達されることはない。

図２の「Ａ」に示すように、ＥＣＵ２０から受信部１８に入力される符号化されたコマンド信号は、発電命令ａ１、リード要求ａ２、発電停止命令ａ３、発電命令ａ５、リード要求ａ４、発電命令ａ５、リード要求ａ６の順に、順次入力される。リード要求ａ２、ａ４、ａ６は、車両用発電機１の回転状況を確認するためのものである。リード要求ａ２が入力されるタイミングでは、制御発電コマンド信号「制御発電」ｂ１に基づいて車両用発電機１は発電中であり、回転数パルスｅ１が存在するので無回転判定部１５の出力はＬレベル信号ｇ１である。従って、マスク処理部１６から送信部１７へは回転ありを示す信号となり、送信部１７からＥＣＵ２０へは、図２の「Ｊ」に示すように、データ「回転あり」ｊ２が出力されることになる。

リード要求ａ４が入力されるタイミングでは、制御停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３に基づいて車両用発電機１は発電停止中であり、回転数パルスｅ１は消滅しているので無回転判定部１５の出力はＨレベル信号ｆ３であるが、遅延部１４からＨレベル信号ｈ３が出力されているので、マスク処理部１６から送信部１７へは回転ありを示す信号となり、送信部１７からＥＣＵ２０へは、図２の「Ｊ」に示すように、データ「回転あり」ｊ４が出力されることになる。

リード要求ａ６が入力されるタイミングでは、制御発電コマンド信号「制御発電」ｂ５に基づいて車両用発電機１は発電中であるが、前述したように、時刻ｔ７まで無回転判定部１５はＨレベル信号Ｆ３の出力を維持している。しかしながら、遅延部１４のＨレベル信号ｈ３が時刻ｔ８まで継続しているので、マスク処理部１６から送信部１７へは回転ありを示す信号となり、送信部１７からＥＣＵ２０へは、図２の「Ｊ」に示すように、データ「回転あり」ｊ６が出力されることになる。

以上述べたように、受信部１８で受信した発電停止命令は、デコード部１０によりデコードされ、発電停止命令判定部１１によって発電停止コマンド信号として判定され、その後、ＯＲ部２３を介してマスク処理部１６と遅延部１４に入力される。マスク処理部１６は、ＯＲ部２３の出力若しくは遅延部１４の出力が有意であるＨレベル信号であれば、無回転判定部１５の出力をマスクする機能を持ち、マスク処理部１６によるマスク処理後の信号は、送信部１７を介してＥＣＵ２０に通知される。

次に、遅延時間設定部１２、遅延部１４について更に詳細に説明する。ＯＲ部２３の出力が有意であるＨレベル信号になると、遅延部１４の出力は直ちに有意であるＨレベル信号になる。その後、ＯＲ部２３の出力が無意であるＬレベル信号になると、遅延部１４の出力は遅延時間設定部１２が出力する保持時間としての遅延時間だけ有意の状態を保持された後に無意になる。

遅延時間設定部１２がＨレベル信号ｈ３の出力を保持する保持時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ８）は、ＥＣＵ２０が発電停止命令を発生してからＥＣＵ２０が発電停止命令を解除した時刻ｔ１から、制御装置５が界磁ドライバ２１のＰＷＭ制御が再開して界磁巻線４と電機子巻線３に電流が流れ、回転数検出部１３が車両用発電機１の回転を検知する検知時間Ｔ２経過後の時刻ｔ７までの時間と実質的に同一の時間又はそれ以上とする。この保持時間は、電機子巻線３及び界磁巻線４の時定数に起因して設定されるものであるが、電機子巻線３及び界磁巻線４の温度が高くなればなるほど電機子巻線３及び界磁巻線４の抵抗値が大きくなることから、電機子巻線３及び界磁巻線４の温度を関数として遅延時間Ｔ３を補正することにより、遅延部１４の保持時間の上限値である時刻ｔ８が設定される。

尚、電機子巻線３及び界磁巻線４の時定数は、固定子及び回転子を構成する磁性体等の材料や巻線の巻き数によって異なるため、マスク処理部１６を構成するＲＯＭや不揮発性メモリ等の手段によって遅延時間の調整、遅延時間の要否、温度補正処理の要否等を変更できるものとする。

次に、車両用発電機１の発電電圧より制御電圧を低く設定した場合の無回転警報のマスク処理について説明する。ＥＣＵ２０から発電電圧より低い制御電圧を設定する発電命令、つまり発電停止命令が発生すると、前述したように、第１の比較器８からの界磁ドライバ２１を駆動する界磁ドライバ駆動論理信号は出力されなくなり、発電が停止する。発電が停止すると、前述の動作により車両用発電機１の回転数が検出できなくなり、無回転判定部１５が無回転を判定する。

第２の比較器１９は、制御電圧であるノコギリ波電圧信号ｃ３と車両用発電機１の発電電圧である出力端電圧Ｖ１を比較し、［ｃ３＞Ｖ１］であれば有意であるとするＨレベル信号を発生することで、前述したようにＯＲ部２３を介して無回転判定信号をマスクする。第２の比較器１９はヒステリシスを備えており、発電電圧である出力端電圧Ｖ１と制御電圧であるノコギリ波電圧信号ｃ３の大小関係が入れ替わっても直ちに出力に反映しないようになっている。これにより発電電圧が第２の比較器１９の閾値付近にある場合でも、マスク処理が不安定になることはない。尚、前述のヒステリシスの範囲は、マスク処理部１６を構成するＲＯＭや不揮発性メモリ等により変更できるものとする。

図３は、この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置の動作を説明するフローチャートであって、無回転警報のマスク処理、及びそのマスク処理の解除の処理フローを示している。図３に於いて、処理を開始すると、ステップＳ３０１では受信部１８が発電停止命令を受信したか否かを判定し、受信していれば（Ｙｅｓ）ステップＳ３０３に進んで無回転警報をマスクし、受信していなければ（Ｎｏ）ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、車両用発電機の出力端電圧が制御電圧としてのノコギリ波電圧より大きいか否かを判定し、車両用発電機の［出力端電圧＞制御電圧］であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ３０３に進み、［出力端電圧＞制御電圧］でなければステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０３では、前述のように無回転警報をマスクし、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、発電停止命令が解除されたか否か、つまり発電停止命令から発電命令に切り替わられたか否かを判定し、発電停止命令が解除された判定すれば（Ｙｅｓ）ステップＳ３０６に進み、発電停止命令が解除されていないと判定すれば（Ｎｏ）ステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５では、遅延時間設定部により設定した時間だけ無回転警報をマスクし、ステップＳ３０７に進む。ステップＳ３０７では、遅延時間設定部で設定して遅延時間の経過後に無回転警報マスクを解除する。

比較例の説明
ここで、以上述べたこの発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置及び制御方法の効果を説明するために、この発明に対する比較例による車両用発電機の制御装置及び制御方法について説明する。図４は、この発明に対する比較例としての車両用発電機を示すブロック構成図であって、図１と同一又は相当部分委は同一符号を付してある。

図４に示す比較例としての発電機の制御装置では、前述の図１に示す第２の比較器１９と、ＯＲ部２３と、遅延時間設定部１２と、遅延部１４が設けられていない。その他の構成は図１に示すこの発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置と同様である。

次にその動作について説明する。図５は、この発明に対する比較例としての車両用発電機の動作を説明するタイミングチャートである。図４及び図５に於いて、今、時刻ｔ１にて、制御電圧コマンド信号「制御電圧」ｂ１から発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３に切り替わったとすると、発電停止命令判定部１１は、図５の「Ｇ」に示すように時刻ｔ１に於いて直ちに出力信号をＬレベル信号ｇ１からＨレベル信号ｇ３に変化させる。

発電停止命令判定部１１から出力されたＨレベル信号は、反転されてＬレベル信号となりマスク処理部１６に入力される。一方、回転数検出部１３が検出する図５の「Ｅ」に示す回転数パルスｅ１は、時刻ｔ１で制御電圧コマンド信号「制御電圧」ｂ１から発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３に切り替わって第１の比較器８の出力がＬレベル信号となっても、電機子巻線３には時定数が存在するのでその時定数分だけ遅れて時刻ｔ２にて消滅することになる。無回転判定部１５は、図５の「Ｆ」に示すように、回転数パルスｅ１が消滅した時刻ｔ２から検知時間Ｔ１を経て車両用発電機１の無回転を判定し、時刻ｔ３にて無回転信号としてのＨレベル信号ｆ３を出力する。

更に、時刻ｔ４にて発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３から制御発電コマンド信号「制御電圧」ｂ５に切り替わって、図５の「Ｄ」に示す界磁ドライバ駆動論理の駆動信号ｄ５が時刻ｔ４から開始されても、図５の「Ｅ」に示すように、回転数パルスｅ５は車両用発電機１の電機子巻線３の時定数の影響により、時刻ｔ４から遅れた時刻ｔ６にて発生することになる。一方、発電停止命令判定部１１は、図５の「Ｆ」に示すように、発電停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３から制御発電コマンド信号「制御電圧」ｂ５に切り替わった時刻ｔ４からやや遅れた時刻ｔ５にて、Ｈレベル信号ｇ３からＬレベル信号ｇ５に切り替わる。

マスク処理部１６は、図５の「Ｉ」に示すように、発電停止命令判定部１１の出力がＬレベル信号ｇ５に切り替わった時刻ｔ５にてＨレベル信号Ｉ５を出力し、無回転判定部１５の出力がＨレベル信号ｆ３からＬレベル信号ｆ５に切り替わる時刻ｔ７までそのＨレベル信号Ｉ５を維持する。

図５の「Ａ」に示すように、ＥＣＵ２０から受信部１８に入力される符号化されたコマンド信号は、発電命令ａ１、リード要求ａ２、発電停止命令ａ３、発電命令ａ５、リード要求ａ４、発電命令ａ５、リード要求ａ６の順に、順次入力される。リード要求ａ２が入力されるタイミングでは、制御発電コマンド信号「制御発電」ｂ１に基づいて車両用発電機１は発電中であり、回転数パルスｅ１が存在するので無回転判定部１５の出力はＬレベル信号ｇ１である。従って、マスク処理部１６から送信部１７へは回転ありを示す信号となり、送信部１７からＥＣＵ２０へは、図５の「Ｊ」に示すように、データ「回転あり」ｊ２が出力されることになる。

リード要求ａ４が入力されるタイミングでは、制御停止コマンド信号「ｘ００」ｂ３に基づいて車両用発電機１は発電停止中であり、回転数パルスｅ１は消滅しているので無回転判定部１５の出力はＨレベル信号ｆ３であるが、遅延部１４からＨレベル信号ｈ３が出力されているので、マスク処理部１６から送信部１７へは回転ありを示す信号となり、送信部１７からＥＣＵ２０へは、図２の「Ｊ」に示すように、データ「回転あり」ｊ４が出力されることになる。

しかしながら、リード要求ａ６が入力されるタイミングでは、制御発電コマンド信号「制御発電」ｂ５に基づいて車両用発電機１は発電中であるにもかかわらず、マスク処理部１６のＨレベル信号は時刻ｔ７まで継続しているので、データ「無回転警報」ｊ７が出力されることになる。従って、車両用発電機１が回転しているにもかかわらず、無回転警報が誤出力されることになる。

尚、図６は、この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置の動作を説明するフローチャートであって、無回転警報のマスク処理、及びそのマスク処理の解除の処理フローを示している。図６に於いて、処理を開始すると、ステップＳ６０１では受信部１８が発電停止命令を受信したか否かを判定し、受信していれば（Ｙｅｓ）ステップＳ６０２に進んで無回転警報をマスクし、受信していなければ（Ｎｏ）ステップＳ６０１に戻る。

ステップＳ６０３では、発電停止命令が解除されたか否か、つまり発電停止命令から発電命令に切り替わられたか否かを判定し、発電停止命令が解除された判定すれば（Ｙｅｓ）ステップＳ６０４に進み、発電停止命令が解除されていないと判定すれば（Ｎｏ）ステップＳ６０３に戻る。ステップＳ６０４では、無回転警報マスクを解除する。

以上述べたこの発明に対する比較例では、この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置に比べてソフトウェア処理の負担は多くはないが、ＥＣＵ２０が発電停止命令を解除すると、車両用発電機１の制御装置５は直ちに発電を再開しようとするが、発電に利用する界磁巻線４と電機子巻線３の時定数により、界磁巻線４に電圧を印加してからある程度時間が経過してから界磁電流が流れ、その後、電機子巻線３から回転数検知用パルスが生成されて、ようやく回転数が検知可能となる。そのため、この比較例による無回転警報のマスク処理の仕方では発電停止命令を解除後に発生する無回転警報をマスクしきれないため、ＥＣＵ２０に対して無回転警報を通知してしまうことになる。

これに対して、前述したように、この発明の実施の形態１による車両用発電機の制御装置及び制御方法によれば、この比較例のような無回転警報が誤出力されることはない。

尚、この発明は、前述の実施の形態１による車両用発電機の制御装置及び制御方法に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態１の構成及び方法に一部変形を加えたり、構成を一部省略することが可能である。

１ 車両用発電機、２ 整流回路、３ 電機子巻線、４ 界磁巻線、５ 制御装置、６ 車両電気負荷、７ 車両蓄電池、８ 第１の比較器、９ Ｖ／Ｆ変換部、１０ デコード部、１１ 発電停止命令判定部、１２ 遅延時間設定部、１３ 回転数検出部、１４ 遅延部、１５ 無回転判定部、１６ マスク処理部、１７ 送信部、１８ 部、１９ 第２の比較器、２０ ＥＣＵ、２１ 界磁ドライバ、２２ 還流ダイオード、２３ ＯＲ部

Claims (8)

1. 車両に搭載された制御ユニットからの命令に基づいて前記車両に搭載された車両用発電機を制御する車両用発電機の制御装置であって、
   前記制御ユニットからの命令を符号化したコマンド信号を受信する受信部と、
   前記受信部により受信した前記コマンド信号をデコードして前記制御ユニットの命令に基づく制御電圧を出力するデコード部と、
   前記制御電圧と、前記車両用発電機が電機子巻線に発電した発電電圧に基づく出力電圧とを比較する第１の比較器と、
   前記第１の比較器の出力信号に基づいて前記車両用発電機の界磁巻線に流れる界磁電流を制御して前記発電電圧を制御する界磁ドライバと、
   前記車両用発電機の電機子巻線が発生する発電電圧に基づいて、前記車両用発電機の回転数を検知する回転数検出部と、
   前記回転数検出部が検出する前記回転数が所定値以下のとき、前記車両用発電機が無回転であると判定して無回転判定信号を発生する無回転判定部と、
   前記デコード部によりデコードされた前記コマンド信号が発電を停止させる発電停止コマンド信号であるときと、前記コマンド信号が前記発電停止コマンド信号ではないときとで、出力信号のレベルが変化する発電停止命令判定部と、
   前記制御電圧と前記車両用発電機が発電した発電電圧に基づく出力電圧との比較に基づいて出力信号を発生する第２の比較器と、
   前記発電停止命令判定部の出力信号と前記第２の比較器の出力信号とに基づいて、前記発電の停止を示す発電停止信号を発生する論理部と、
   前記論理部が発生した発電停止信号が入力され、前記入力された発電停止信号の終端時刻を所定時間だけ遅延させた発電停止保持信号を発生する遅延部と、
   前記遅延部が発生する前記発電停止保持信号に基づいて、前記無回転判定部が発生する前記無回転判定信号を無効にするマスク処理部と、
   を備えたことを特徴とする車両用発電機の制御装置。
2. 前記遅延部は、前記発電停止信号が入力されたとき、直ちに前記発電停止保持信号を発生するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用発電機の制御装置。
3. 前記所定時間は、少なくとも前記無回転判定信号の発生が停止されるまでの時間である、
   ことを特徴とした請求項１又は２に記載の車両用発電機の制御装置。
4. 前記所定時間を変更し得る遅延時間設定部を備えている、
   ことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の車両用発電機の制御装置。
5. 前記遅延時間設定部は、前記車両用発電機の前記電機子巻線及び前記界磁巻線の温度に基づいて前記所定時間を変更し得るように構成されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用発電機の制御装置。
6. 前記第２の比較器は、ヒステリシス特性を備え、前記車両用発電機が発電した発電電圧に基づく前記出力電圧が変化しても直ちに前記第２の比較器の出力信号の変化に反映されないように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の車両用発電機の制御装置。
7. 車両に搭載された制御ユニットからの命令に基づいて前記車両に搭載された車両用発電機を制御する車両用発電機の制御方法であって、
   前記制御ユニットからの命令を符号化したコマンド信号を受信し、
   前記受信した前記コマンド信号を、前記制御ユニットの命令に基づく制御電圧にデコードし、
   前記制御電圧と前記車両用発電機が発電した発電電圧に基づく出力電圧との比較に基づいて前記車両用発電機の界磁電流を制御して前記発電電圧を制御し、
   前記車両用発電機の電機子巻線が発生する発電電圧に基づいて検出した前記車両用発電機の回転数が所定値以下のとき、前記車両用発電機が無回転であると判定して無回転判定信号を発生し、
   前記デコードした前記コマンド信号が発電を停止させる発電停止コマンド信号であるとき発生した発電停止信号が終了する時刻を、所定時間だけ遅延させた発電停止保持信号を発生し、
   前記発電停止保持信号に基づいて、前記無回転判定信号をマスクして無効とする、
   ことを特徴とする車両用発電機の制御方法。
8. 前記所定時間は、少なくとも前記無回転判定信号の発生が停止されるまでの時間である、
   ことを特徴とした請求項７に記載の車両用発電機の制御方法。

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