JP2008167541A - 充電線異常検出方式 - Google Patents

Abstract

【課題】外部端子の数を減らすことにより車両用発電制御装置の構造や配線の引き回しを簡略化することができる充電線異常検出方式を提供すること。
【解決手段】車両用発電制御装置２において発電指示信号を受信するＣ端子の電圧を、車両用発電機１の出力端子の電圧でバイアスするバイアス回路としてのプルアップ抵抗２０４と、車両側ＥＣＵ５内にあって発電指示信号を生成するローサイドドライバ５０１の出力端子の電圧と車載バッテリ３の端子電圧とに基づいて充電線１０の異常を検出する充電線外れ検出回路５０２と、充電線外れ検出回路５０２によって充電線１０の異常が検出されたときに異常発生を知らせる警報動作を行う充電線外れ警報回路５０３とが備わっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用発電機と車載バッテリとの間を接続する充電線の異常を検出する充電線異常検出方式に関する。

従来から、電圧調整器（車両用発電制御装置）自身が常にバッテリ電圧をモニタすることにより、車両用発電機とバッテリとを接続する充電線の非接触状態（充電線外れ等）を検出するようにした自動車用バッテリの充電システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この充電システムでは、電圧調整器に外部端子であるＬ端子を設け、このＬ端子に現れるバッテリ電圧と車両用発電機の出力電圧とを比較することにより、充電線の非接触状態を検出している。
特許第２９５４３７４号公報（第２−３頁、図１−２）

ところで、特許文献１に開示された充電システムでは、電圧調整器自身がバッテリ電圧をモニタする必要があり、そのための外部端子やこの外部端子に接続される配線が必要になり、電圧調整器の構造や配線の引き回しが複雑になるという問題があった。特に、最近では、複雑な発電指示等を車両側ＥＣＵ（電子制御装置）によって行う発電システムが増加しており、このような発電システムでは車両側ＥＣＵと通信線を介して接続するための外部端子である通信端子も必要になるため、できるだけ外部端子の数は少ない方が望ましい。

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、外部端子の数を減らすことにより車両用発電制御装置の構造や配線の引き回しを簡略化することができる充電線異常検出方式を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の充電線異常検出方式は、車両用発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置に対して外部制御装置から発電指示信号が送信され、車両用発電機と車載バッテリとを接続する充電線の異常を検出するものであり、車両用発電制御装置において発電指示信号を受信する外部端子の電圧を、車両用発電機の出力端子の電圧でバイアスするバイアス回路と、外部制御装置内にあって発電指示信号を生成する発電指示手段の出力端子の電圧と車載バッテリの端子電圧とに基づいて充電線の異常を検出する充電線異常検出手段と、充電線異常検出手段によって充電線の異常が検出されたときに異常発生を知らせる警報動作を行う警報手段とを備えている。外部制御装置において発電指示信号を送信する信号線の電圧を監視することで充電線の異常の有無を知ることができるため、車両用発電制御装置側にこの信号線が接続される外部接続端子以外に異常検出用の別の外部端子を設ける必要がなく、車両用発電制御装置の外部端子の数を減らすことができ、車両用発電制御装置の構造や配線の引き回しを簡略化することができる。

また、上述したバイアス回路はプルアップ抵抗であり、発電指示手段は、外部端子と出力端子との間に接続された通信線と、アース端子との間に設けられたスイッチ素子を含んでおり、充電線異常検出手段は、スイッチ素子がオフ状態のときに、出力端子の電圧を取り込んで、充電線の異常検出を行うことが望ましい。これにより、車両用発電制御装置と外部制御装置の構成を大幅に変更することなく車両用発電機の出力電圧の検出および充電線の異常の検出を行うことができる。

また、上述した充電線異常検出手段は、出力端子の電圧と車載バッテリの端子電圧との差が所定値を超えたときに、充電線に異常が発生したと判定することが望ましい。単に電圧比較を行うだけで容易に充電線の異常を検出することができる。

以下、本発明の充電線異常検出方式を適用した一実施形態の車載システムについて、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載システムの構成を示す図である。

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設定値（例えば１４Ｖ）になるように発電状態を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、外部端子としての通信端子（Ｃ端子）とグランド端子（Ｅ端子）を有している。Ｂ端子は、充電線１０を介して車載バッテリ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車両側ＥＣＵ（電子制御装置）５に接続されている。Ｅ端子は、アース端子（グランド端子）であって、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。

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、回転子に含まれる励磁巻線１０２と、固定子巻線１０１の３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、励磁巻線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。

次に、車両用発電制御装置２と車両側ＥＣＵ５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、制御回路２０３、プルアップ抵抗２０４を備えている。ＭＯＳ−ＦＥＴ２０１は、励磁巻線１０２に直列に接続されており、オン状態のときに励磁巻線１０２に励磁電流が流れる。環流ダイオード２０２は、励磁巻線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。

制御回路２０３は、車両用発電機１のＢ端子電圧が所定の調整電圧となるようにＭＯＳ−ＦＥＴ２０１を断続制御するためのものであり、通信制御回路２１０と電圧制御回路２１１とが含まれる。通信制御回路２１０は、Ｃ端子に接続されており、Ｃ端子に接続された信号線を介して車両側ＥＣＵ５から送られてくる発電指示信号を受信する。例えば、この発電指示信号はデューティ比を調整電圧値に対応させた矩形波信号であり、通信制御回路２１０は、Ｃ端子を介して受信した発電指示信号のデューティ比を検出し、検出したデューティ比に対応する調整電圧値を電圧制御回路２１１に入力する。電圧制御回路２１１は、通信制御回路２１０から入力された調整電圧値と車両用発電機１のＢ端子電圧とが一致するように、所定のデューティ比を有する駆動信号を生成する。この駆動信号がＭＯＳ−ＦＥＴ２０１のゲートに入力され、駆動信号の電圧レベルに応じてＭＯＳ−ＦＥＴ２０１が駆動される。

プルアップ抵抗２０４は、Ｂ端子とＣ端子との間に挿入されており、Ｃ端子の電圧をＢ端子の電圧でバイアスするバイアス回路として機能する。

また、図１に示すように、車両側ＥＣＵ５は、電圧設定回路５００、ローサイドドライバ５０１、充電線外れ検出回路５０２、充電線外れ警報回路５０３を備えている。電圧設定回路５００は、車両用発電機１の調整電圧を設定するためのものであり、調整電圧値に対応する駆動信号をローサイドドライバ５０１に入力する。ローサイドドライバ５０１は、電圧設定回路５００から入力される駆動信号に応じて、このローサイドドライバ５０１の出力端子に接続された信号線を駆動する。ローサイドドライバ５０１は、信号線が接続された出力端子とアース端子との間に設けられたＦＥＴ等のスイッチ素子を含んでおり、調整電圧値に対応するデューティ比を有する駆動信号が電圧設定回路５００によって生成され、このスイッチ素子の断続制御が行われる。したがって、このスイッチ素子がオンされると、ローサイドドライバ５０１の出力端子の電位は、アース端子の電位とほぼ等しくなる。また、このスイッチ素子がオフされると、ローサイドドライバ５０１の出力端子の電位は、この出力端子に接続された信号線の電位が車両用発電制御装置２内のプルアップ抵抗２０４によってバイアスされるため、車両用発電機１のＢ端子電圧とほぼ等しくなる。電圧設定回路５００とローサイドドライバ５０１が充電線異常検出手段に対応している。

充電線外れ検出回路５０２は、充電線異常検出手段に対応しており、ローサイドドライバ５０１の出力端子の電圧と、車載バッテリ３の端子電圧（正極側端子の電圧を検出線３００を介して取り込むものとする）とに基づいて、充電線１０の異常を検出する。例えば、車両用発電機１のＢ端子から充電線１０が外れてしまったり、充電線１０が断線してしまった状態が（これらの充電線１０の異常状態を総称して「充電線外れ」と称するものとする）充電線１０の異常として検出される。具体的には、充電線外れ検出回路５０２は、ローサイドドライバ５０１の出力端子の電圧と車載バッテリ３の端子電圧との差が所定値を超えたときに、充電線１０に異常が発生したと判定する。この所定値としては、充電線１０を介してバッテリ３や各種の電気負荷４に供給される電流によって充電線１０に発生する電圧降下よりも若干大きい値が用いられる。

充電線外れ警報回路５０３は、警報手段に対応しており、充電線外れ検出回路５０２によって充電線１０の異常が検出されたときに、車両の運転者に充電線外れを示す異常発生を知らせる警報動作を行う。例えば、表示装置にその旨を表示したり、所定の警告灯を点灯させたり、ブザーやスピーカから所定の警告音を出力することにより、この警報動作が行われる。

このように、車両側ＥＣＵ５において発電指示信号を送信する信号線の電圧を監視することで充電線１０の異常の有無を知ることができるため、車両用発電制御装置２側にこの信号線が接続されるＣ端子以外に異常検出用の別の外部端子を設ける必要がなく、車両用発電制御装置２の外部端子の数を減らすことができ、車両用発電制御装置２の構造や配線の引き回しを簡略化することができる。

また、プルアップ抵抗２０４とローサイドドライバ５０１とを組み合わせ、ローサイドドライバ５０１内のスイッチ素子がオフ状態のときに、ローサイドドライバ５０１の出力端子の電圧を取り込んで、充電線１０の異常検出を行っている。これにより、車両用発電制御装置２と車両側ＥＣＵ５の構成を大幅に変更することなく車両用発電機１の出力電圧の検出および充電線異常の検出を行うことができる。

また、ローサイドドライバ５０１の出力端子の電圧と車載バッテリ３の端子電圧との差が所定値を超えたときに充電線１０に異常が発生したと判定しているため、単に電圧比較を行うだけで容易に充電線１０の異常を検出することができる。

一実施形態の車載システムの構成を示す図である。

符号の説明

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 車両側ＥＣＵ
１０ 充電線
２０１ ＭＯＳ−ＦＥＴ
２０２ 環流ダイオード
２０３ 制御回路
２０４ プルアップ抵抗
５００ 電圧設定回路
５０１ ローサイドドライバ
５０２ 充電線外れ検出回路
５０３ 充電線外れ警報回路

Claims (3)

1. 車両用発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置に対して外部制御装置から発電指示信号が送信され、前記車両用発電機と車載バッテリとを接続する充電線の異常を検出する充電線異常検出方式において、
   前記車両用発電制御装置において前記発電指示信号を受信する外部端子の電圧を、前記車両用発電機の出力端子の電圧でバイアスするバイアス回路と、
   前記外部制御装置内にあって前記発電指示信号を生成する発電指示手段の出力端子の電圧と、前記車載バッテリの端子電圧とに基づいて、前記充電線の異常を検出する充電線異常検出手段と、
   前記充電線異常検出手段によって前記充電線の異常が検出されたときに、異常発生を知らせる警報動作を行う警報手段と、
   を備えることを特徴とする充電線異常検出方式。
2. 請求項１において、
   前記バイアス回路はプルアップ抵抗であり、
   前記発電指示手段は、前記外部端子と前記出力端子との間に接続された通信線と、アース端子との間に設けられたスイッチ素子を含んでおり、
   前記充電線異常検出手段は、前記スイッチ素子がオフ状態のときに、前記出力端子の電圧を取り込んで、前記充電線の異常検出を行うことを特徴とする充電線異常検出方式。
3. 請求項１または２において、
   前記充電線異常検出手段は、前記出力端子の電圧と前記車載バッテリの端子電圧との差が所定値を超えたときに、前記充電線に異常が発生したと判定することを特徴とする充電線異常検出方式。

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