JP4449882B2

JP4449882B2 - 車両用発電制御装置

Info

Publication number: JP4449882B2
Application number: JP2005299965A
Authority: JP
Inventors: 冬樹前原
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2025-10-14
Also published as: US7423351B2; JP2007110846A; US20070085512A1

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。

近年、車両の燃費を低減するため、アイドル時のエンジン回転数をより低く設定する傾向にある。ところが、エンジンの回転数が低くなればなるほど、その出力トルクも低くなるため、エンジンにベルトで連結された車両用発電機を始めとする補機類の駆動トルクの変動がエンジンのアイドル回転数の安定性に大きく影響するようになってきた。このような背景から、車両用発電機の励磁電流と回転数から発電トルクを算出し、この発電トルクの増加率が設定値を超えないように励磁電流を抑制することで、エンジン回転数の安定を図るように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１参照。）。
特開２００３−２８４２５７号公報（第３−６頁、図１−６）

ところで、特許文献１に開示された車両用発電制御装置では、励磁電流の検出精度が低いという問題があった。このため、検出された励磁電流を用いて算出されるトルク値の精度も低くなり、このような精度の低いトルク値を用いて励磁電流が制御されるため、アイドル回転時にアンダーシュートやオーバーシュートが発生しやすくなる。また、トルク値を算出する場合に限らず、検出された励磁電流を用いて車両用発電機の出力電流を演算する場合にもその精度が低下することになる。

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、検出される車両用発電機の励磁電流値の精度と、励磁電流値を用いて演算される車両用発電機の出力電流値の精度とを向上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。

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、車両用発電機の励磁巻線に流れる励磁電流を断続することにより車両用発電機の出力電圧を制御しており、励磁巻線に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、励磁電流検出手段によって検出された励磁電流値を用いて車両用発電機の出力電流を演算する出力電流演算手段と、少なくとも一つの電気負荷に流れる電流が既知あるいは検知可能であり、この電気負荷に流れる電流値に基づいて、励磁電流検出手段によって検出された励磁電流値を補正する励磁電流補正手段とを備えている。これにより、検出された励磁電流値を補正してその精度を向上させることが可能となる。また、励磁電流値の精度が上がるため、この励磁電流値を用いて演算される出力電流値の精度も向上させることができる。さらに、励磁電流値を用いて車両用発電機の発電機トルクが演算される場合にはその演算精度を向上させることができ、正確な発電機トルクに基づく励磁電流制御を行うことによって、アイドル回転時に発生するアンダーシュートやオーバーシュートを低減することが可能となる。

また、流れる電流が既知あるいは検知可能な電気負荷はバッテリであり、励磁電流補正手段は、励磁電流を変化させたときに生じるバッテリ電流の変化量に基づいて、励磁電流値の補正を行うことが望ましい。具体的には、上述した励磁電流補正手段は、励磁電流を変化させた前後に対応して出力電流演算手段によって演算された出力電流値の差と、バッテリ電流の変化量とに基づいて、励磁電流値の補正を行うことが望ましい。これにより、演算によって求められた車両用発電機の出力電流値と、バッテリを用いて検出した実際の出力電流値とを比較することで、正確に励磁電流値の補正を行うことが可能となる。

また、流れる電流が既知あるいは検知可能な電気負荷は、バッテリ以外の予め負荷電流値が分かっている特定の電気負荷であり、特定の電気負荷の断続の前後に対応して出力電流演算手段によって演算された出力電流値の差と、特定の電気負荷に流れる負荷電流値とに基づいて、励磁電流値の補正を行うことが望ましい。これにより、演算によって求められた車両用発電機の出力電流値と、特定の電気負荷に流れる既知の負荷電流値とを比較することで、正確に励磁電流値の補正を行うことが可能となる。

また、上述した出力電流演算手段は、励磁電流検出手段によって検出された励磁電流値と、車両用発電機の回転数と、車両用発電機の出力電圧とに基づいて出力電流の演算を行い、励磁電流補正手段は、励磁電流の補正量を記憶回路に記憶することが望ましい。これにより、一度補正した結果を用いてそれ以後の励磁電流値の補正を行うことができるため、励磁電流の補正処理を簡略化することができる。

また、上述した記憶回路は、不揮発性メモリであることが望ましい。これにより、一度補正した結果をエンジン停止後も保持しておくことができ、次回の電源投入後も利用することができるので、励磁電流の補正処理をさらに簡略化することができる。

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、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、外部装置としてのＥＣＵ（電子制御装置）等との接続状態が示されている。

図１において、車両用発電制御装置１は、車両用発電機２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）になるように制御するためのものである。また、車両用発電制御装置１は、Ｂ端子以外に、通信端子（Ｘ端子）とグランド端子（Ｅ端子）を有している。Ｘ端子は、通信線を介してＥＣＵ７に接続されている。Ｅ端子は、車両用発電機２のフレームに接続されている。

ＥＣＵ７は、エンジン回転を含む車両全体を制御しており、利用者によってキースイッチが操作されるとキーオン信号を車両用発電制御装置１に向けて送信する。また、ＥＣＵ７は、バッテリ３の充放電電流を検出する電流センサ４が接続されており、電流センサ４を用いて検出したバッテリ電流の値が含まれるバッテリ電流信号を車両用発電制御装置１に向けて送信する。また、車両用発電機２のＢ端子は、リレー６を介して負荷電流量が既知の電気負荷５に接続されており、このリレー６のオンオフ制御がＥＣＵ７によって行われる。

車両用発電機２は、固定子に含まれる３相の固定子巻線２００と、この固定子巻線２００の３相出力を全波整流するために設けられた整流回路２０２と、回転子に含まれる励磁巻線２０４とを含んで構成されている。この車両用発電機２の出力電圧の制御は、励磁回路を構成する励磁巻線２０４に対する通電を車両用発電制御装置１によって適宜断続制御することにより行われる。車両用発電機２のＢ端子はバッテリ３や電気負荷５およびその他の電気負荷に接続されており、Ｂ端子からバッテリ３に対する充電電流や各種の電気負荷に対する動作電流が供給される。

次に、車両用発電制御装置１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１は、電源回路１００、回転検出回路１１０、出力電圧検出回路１２０、励磁電流検出回路１３０、励磁電流制御回路１４０、演算回路１５０、パワートランジスタ１６０、還流ダイオード１６２、電圧比較器１６４、アンド回路１６６、抵抗１７０、１７２、１７４を備えている。

電源回路１００は、演算回路１５０から起動指示が入力されると、所定の動作電圧を生成する。回転検出回路１１０は、固定子巻線２００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２の回転数検出を行う。出力電圧検出回路１２０は、車両用発電機２の出力電圧（Ｂ端子電圧）を検出する。この出力電圧検出回路１２０は、例えばＡ／Ｄ変換回路によって構成されており、出力電圧に対応する所定ビット数のデジタルデータが演算回路１５０に入力される。励磁電流検出回路１３０は、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成されるパワートランジスタ１６０のソース側の一方端の電位に基づいて励磁巻線２０４に流れる励磁電流を検出する。パワートランジスタ１６０のソース側には励磁電流検出用のセンス抵抗である抵抗１７０が接続されており、パワートランジスタ１６０のソース・ドレイン間および抵抗１７０を介して励磁電流が流れたときに生じる抵抗１７０の端子電圧に基づいて励磁電流検出回路１３０による励磁電流の検出が行われる。

励磁電流制御回路１４０は、励磁電流検出回路１３０によって検出される励磁電流が所定の励磁電流ＭＡＸ値以下になるように励磁電流制御信号を生成する。演算回路１５０は、回転検出回路１１０によって検出された車両用発電機２の回転数と、出力電圧検出回路１２０によって検出された車両用発電機２の出力電圧と、励磁電流検出回路１３０によって検出された励磁電流とに基づいて車両用発電機２の発電機トルクと出力電流を推定するとともに、発電機トルクの増加を制限するためにその時点における励磁電流の許容上限値である励磁電流ＭＡＸ値を決定する。また、演算回路１５０は、通信端子Ｘを介してＥＣＵ７との間で通信を行う機能を有しており、ＥＣＵ７から送られてくるバッテリ電流信号やキーオン信号を受信する。

パワートランジスタ１６０は、励磁巻線２０４に直列に接続されており、オン状態のときに励磁巻線２０４に励磁電流が流れる。環流ダイオード１６２は、励磁巻線２０４に並列に接続されており、パワートランジスタ１６０がオフ状態のときに励磁電流を環流させる。電圧比較器１６４は、車両用発電機２の出力電圧を抵抗１７２、１７４によって構成された分圧回路で分圧した電圧がマイナス端子に、電源回路１００によって生成される基準電圧がプラス端子にそれぞれ印加されており、これらプラス端子とマイナス端子のそれぞれに印加される電圧を比較する。車両用発電機２の出力電圧に応じて生成される分圧電圧が基準電圧よりも低くなると、すなわち、車両用発電機２の出力電圧が所定の調整電圧設定値よりも低くなると、電圧比較器１６４の出力信号がハイレベルになる。

アンド回路１６６は、励磁電流制御回路１４０から出力される励磁電流制御信号と電圧比較器１６４の出力信号とが入力されており、これらの信号の論理積となる駆動信号を出力する。このアンド回路１６６の出力端はパワートランジスタ１６０のゲートに接続されており、アンド回路１６６から出力される駆動信号がハイレベルになるとパワートランジスタ１６０がオン状態になる。

図２は、回転検出回路１１０の詳細構成を示す図である。図２に示すように、回転検出回路１１０は、トランジスタ１１１、ダイオード１１２、コンデンサ１１３、１１４、抵抗１１５〜１１９、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換回路１２１を備えている。固定子巻線２００のいずれかの相電圧が抵抗１１５、１１６からなる分圧回路によって分圧され、トランジスタ１１１のベースに印加される。トランジスタ１１１とそのコレクタ側に接続された抵抗１１７によって波形整形回路が構成されており、相電圧波形を整形した信号がトランジスタ１１１のコレクタから出力される。この信号はコンデンサ１１３および抵抗１１８からなる微分回路に入力され、この微分出力がダイオード１１２によって整流された後、コンデンサ１１４および抵抗１１９からなる充放電回路に入力される。以上の構成によって、固定子巻線２００の相電圧の周波数に比例した電圧が生成され、Ａ／Ｄ変換回路１２１に入力される。Ａ／Ｄ変換回路１２１は、入力電圧を所定ビット数（例えば８ビット）のデジタルデータに変換する。

図３は、励磁電流検出回路１３０の詳細構成を示す図である。図３に示すように、励磁電流検出回路１３０は、演算増幅器１３１、抵抗１３２、１３３、Ａ／Ｄ変換回路１３４を備えている。演算増幅器１３１と２つの抵抗１３２、１３３によって、２つの抵抗１３２、１３３の各抵抗値によって決まる所定の増幅率を有する増幅器が構成されており、励磁電流に応じた値を有する入力電圧が増幅されて出力される。Ａ／Ｄ変換回路１３４は、入力端子（ＩＮ）にこの増幅器の出力信号が、クロック端子（ＣＬ）にアンド回路１６６から出力される駆動信号が負論理で入力されており、駆動信号がハイレベルからローレベルに変化するタイミングで前段の増幅器の出力電圧を取り込んで、所定ビット数（例えば８ビット）のデジタルデータ（励磁電流値）に変換する。

図４は、励磁電流制御回路１４０の詳細構成を示す図である。図４に示すように、励磁電流制御回路１４０は、デジタルコンパレータ１４１、抵抗１４２、コンデンサ１４３、鋸波発生回路１４４、電圧比較器１４５を備えている。デジタルコンパレータ１４１は、一方の入力端子（ＩＮ⁺）に入力される演算回路１５０からの励磁電流ＭＡＸ値と、他方の入力端子（ＩＮ^-）に入力される励磁電流検出回路１３０からの励磁電流値とを比較し、励磁電流ＭＡＸ値の方が励磁電流値よりも大きいときにはハイレベルの信号を出力する。この出力信号は、抵抗１４２とコンデンサ１４３によって構成される平滑回路に入力されて平滑された後、電圧比較器１４５のプラス端子に入力される。この電圧比較器１４５は、鋸波発生回路１４４から出力される鋸波信号がマイナス端子に入力されており、この鋸波信号とプラス端子に入力される平滑後の電圧とを比較することにより、比較結果に対応したデューティ比を有するＰＷＭ信号を出力する。

図５は、演算回路１５０の詳細構成を示す図である。図５に示すように、演算回路１５０は、マイコン（マイクロコンピュータ）１５１、不揮発性メモリ１５２、通信インタフェース部（通信ＩＦ）１５３を備えている。マイコン１５１は、回転検出回路１１０によって検出された車両用発電機２の回転数Ｎと、出力電圧検出回路１２０によって検出された車両用発電機２の出力電圧値と、励磁電流検出回路１３０によって検出された励磁電流値とが入力されており、不揮発性メモリ１５２に格納されているトルク値算出テーブルを参照して車両用発電機２の発電機トルクを算出し、この発電機トルクの増加率が設定値を超えないように制限する励磁電流ＭＡＸ値を決定する。上述したトルク値算出テーブルには、励磁電流Ｉｆと、車両用発電機２の回転数Ｎと、出力電圧Ｖ_Bと、発電機トルクＴとの関係が示されている。このトルク値算出テーブルを用いることにより、励磁電流Ｉｆ、回転数Ｎ、出力電圧Ｖ_Bがわかっているときにこれらに対応する発電機トルクＴを求めることや、回転数Ｎ、出力電圧Ｖ_B、発電機トルクＴがわかっているときにこれらに対応する励磁電流Ｉｆを求めることが可能になる。また、マイコン１５１は、回転数Ｎ、出力電圧値、励磁電流値を用いて、不揮発性メモリ１５２に格納されている出力電流算出テーブルを参照して車両用発電機２の出力電流Ｉ_ALTを算出する。なお、車両用発電機２の仕様によって発電機トルクや出力電流の計算式が異なるため、例えば、車両用発電機２あるいは車両用発電制御装置１の検査時等に、車両用発電制御装置１が搭載された車両用発電機２の仕様に対応する発電機トルク算出テーブルおよび出力電流算出テーブルが電気的に不揮発性メモリ１５２に書き込まれる。また、マイコン１５１は、励磁電流検出回路１３０によって検出された励磁電流値に対する学習処理を実施し、検出された励磁電流値を補正する補正係数Ｋを決定する。一度学習が実施された後は、この補正係数Ｋ（補正量）が記憶回路としての不揮発性メモリ１５２に記憶される。以後、マイコン１５１は、励磁電流検出回路１３０によって検出された励磁電流値に補正係数Ｋを乗算した補正後の励磁電流値を用いて、発電機トルクＴや出力電流Ｉ_ALTの算出処理を行う。通信インタフェース部１５３は、Ｘ端子を介して接続されたＥＣＵ７との間で各種信号の送受信を行う。例えば、ＥＣＵ７から送られてくるバッテリ電流信号やキーオン信号を受信する処理が行われる。

本実施形態の車両用発電制御装置１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。

（１）エンジン始動前
運転者によってキースイッチ（図示せず）が操作されてオン状態になるとＥＣＵ７が動作を開始し、キーオン信号がＥＣＵ７から車両用発電制御装置１に向けて送られる。車両用発電制御装置１内の演算回路１５０は、このキーオン信号を受信すると、電源回路１００に起動指示を送る。以後、電源回路１００によって動作電圧が生成され、車両用発電制御装置１による制御動作が開始される。エンジン始動前で車両用発電機２が回転していない場合には、車両用発電機２による発電が行われていないため、バッテリ３の端子電圧は１２Ｖ程度であって所定の調整電圧（例えば１４Ｖ）よりも低くなっており、電圧比較器１６４の出力信号はハイレベルとなる。

また、エンジン始動前であって車両用発電機２の回転数Ｎがアイドリング回転（例えば８００ｒｐｍ）よりも低いと、演算回路１５０は、例えばデューティ比２５％に対応する励磁電流ＭＡＸ値を設定する。これにより、パワートランジスタ１６０を断続することにより流れる励磁電流のデューティ比が２５％に制御されて初期励磁状態（この状態を初期励磁モードと称する）となる。

（２）エンジン始動後、アイドリング時
キースイッチがさらにエンジン始動位置まで操作されてスタータが回転してエンジンが始動され、車両用発電機２の回転数Ｎがエンジンのアイドリング回転まで上昇すると発電が開始される。エンジンが始動した直後は、常用負荷として接続された電気負荷に対して動作電流が供給されるとともに、バッテリ３に比較的大きな充電電流が流れるため、デューティ比２５％の励磁電流では、これらの電流供給に対して十分な発電を行うことができず、車両用発電機２の出力電圧は調整電圧以下の状態が継続する。

その後、演算回路１５０によるトルク抑制制御が開始される。すなわち、発電機トルクＴが算出され、この発電機トルクＴの増加率が設定値を超えないように制限する励磁電流ＭＡＸ値が決定され、この励磁電流ＭＡＸ値を越えないように励磁電流Ｉｆの供給が行われる。これにより、出力電圧Ｖ_Bが調整電圧になるまで、デューティ比２５％に相当する励磁電流Ｉｆから徐々に増加し、発電機トルクＴも徐々に増加するので、始動直後のアイドリング状態の安定化を図ることができる。

また、さらに出力電圧Ｖ_Bが上昇して調整電圧を超えると、電圧比較器１６４の出力がローレベルに変わるため、アンド回路１６６から出力される駆動信号もローレベルになり、パワートランジスタ１６０がオフ状態になって出力電圧Ｖ_Bが減少に転じる。

このように、アイドリング時であって電気負荷量や車両用発電機２の回転数Ｎが安定している状態においては、励磁電流ＭＡＸ値は実際の励磁電流Ｉｆよりも若干大きな値に設定されており、出力電圧Ｖ_Bの制御には影響を及ぼすことなく、出力電圧Ｖ_Bが調整電圧に制御される。

さらに、アイドリング時に電気負荷が投入されると、バッテリ３の端子電圧が瞬時に低下する。このとき、電圧比較器１６４の出力がハイレベルを維持するが、実際の励磁電流Ｉｆは、励磁電流ＭＡＸ値までしか増加しない。このため、発電機トルクが急に増加することもなく、電気負荷投入によるエンジン回転の落ち込みはほとんど発生しない。その後、設定時間毎にトルク制限値Ｔ_MAXが更新されて増加するため、これに伴って励磁電流ＭＡＸ値も増加し、さらに出力電圧Ｖ_Bが調整電圧に達した時点で定常状態に復帰する。

ところで、演算回路１５０は、上述した励磁電流ＭＡＸ値を設定するために一定時間間隔（例えば１ｍｓ毎）で実施されるサブルーチン処理としての発電機トルク算出処理とは別に、一定時間間隔（例えば５ｍｓ毎）で実施されるメインルーチン処理としての励磁電流検出の学習処理を行っている。

図６は、サブルーチン処理として実施される発電機トルク算出の動作手順を示す流れ図である。マイコン１５１は、検出された励磁電流Ｉｆ、回転数Ｎ、出力電圧Ｖ_Bが入力されると（ステップ１００）、これらの入力値を用いて不揮発性メモリ１５２に格納されている出力電流算出テーブルを参照して車両用発電機２の出力電流を算出するとともに（ステップ１０１）、不揮発性メモリ１５２に格納されているトルク値算出テーブルを参照して車両用発電機２の発電機トルクを算出する（ステップ１０２）。以上の動作が１ｍｓ毎に繰り返され、車両用発電機２の出力電流Ｉ_ALTと発電機トルクＴがその都度マイコン１５１に記憶される。この記憶された発電機トルクＴを用いて励磁電流ＭＡＸ値の設定が行われる。

図７は、メインルーチン処理として実施される励磁電流検出の学習処理の動作手順を示す流れ図である。まず、マイコン１５１は、励磁電流検出の学習が未実施か否かを判定する（ステップ２００）。実施済みの場合（詳細については後述する）には否定判断が行われ、メインルーチン処理を終了する。また、未実施の場合にはステップ２００の判定において肯定判断が行われ、次に、マイコン１５１は、エンジンのアイドル回転が安定状態（例えば±５０ｒｐｍで５秒間）にあるか否かを判定する（ステップ２０１）。安定状態にない場合には否定判断が行われ、メインルーチンを終了する。また、安定状態にある場合にはステップ２０１の判定において肯定判断が行われ、次に、マイコン１５１は、図６に示したサブルーチン処理によって算出された車両用発電機２の出力電流Ｉ_ALT1と検出された励磁電流Ｉｆ1を取得するとともに、電流センサ４を用いて検出したバッテリ電流Ｉbat1をＥＣＵ７から取得する（ステップ２０２）。

次に、マイコン１５１は、取得したＩｆ1と異なる励磁電流の指令値Ｉｆ2を励磁電流制御回路１４０に送って励磁電流を変更する（ステップ２０３）。その後、マイコン１５１は、上述したステップ２０２と同様にして、変更後の励磁電流Ｉｆ2に対応する車両用発電機の出力電流Ｉ_ALT2と、電流センサ４を用いて検出したバッテリ電流Ｉbat2を取得する（ステップ２０４）。なお、出力電流Ｉ_ALT2の算出は、励磁電流変更後に励磁電流検出回路１３０によって検出された励磁電流値を用いて行われる。

次に、マイコン１５１は、励磁電流検出の学習処理を実施する（ステップ２０５）。励磁電流をＩｆ1からＩｆ2に変更したときの車両用発電機２の出力電流の変化量は、電気負荷が一定の場合にはバッテリ電流の変化量に一致する。マイコン１５１は、ステップ２０２、２０４のそれぞれで取得したデータを用いてバッテリ電流の差ΔＩbat＝Ｉbat2−Ｉbat1と出力電流の差ΔＩ_ALT＝Ｉ_ALT2−Ｉ_ALT1を計算し、さらにこれらの計算結果を用いて補正係数Ｋ＝ΔＩbat／ΔＩ_ALTを計算する。以後、励磁電流検出の際には、検出された励磁電流Ｉｆにこの補正係数Ｋを乗算して補正を行った後の励磁電流Ｉｆ’を用いて発電機トルクＴの算出や出力電流Ｉ_ALT算出等の処理が行われる。

このように、検出された励磁電流値を補正してその精度を向上させることが可能となる。また、励磁電流値の精度が上がるため、この励磁電流値を用いて演算される出力電流値の精度も向上させることができる。さらに、励磁電流値を用いて車両用発電機２の発電機トルクが演算される場合にその演算精度を向上させることができ、正確な発電機トルクに基づく励磁電流制御を行うことによって、アイドル回転時に発生するアンダーシュートやオーバーシュートを低減することが可能となる。また、演算によって求められた車両用発電機２の出力電流値と、バッテリ３を用いて検出した実際の出力電流値とを比較することで、正確に励磁電流値の補正を行うことが可能となる
また、励磁電流検出の補正量を記憶回路に記憶することにより、一度補正した結果を用いてそれ以後の励磁電流値の補正を行うことができるため、励磁電流の補正処理を簡略化することができる。特に、記憶回路として不揮発性メモリ１５２を用いることにより、一度補正した結果をエンジン停止後も保持しておくことができ、次回の電源投入後も利用することができるので、励磁電流の補正処理をさらに簡略化することができる。

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で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、励磁電流検出の学習処理を実施するためにバッテリ電流を検出したが、バッテリ電流検出を行う代わりに、負荷電流値が予めわかっている電気負荷５の断続を行うようにしてもよい。

図８は、メインルーチン処理として実施される励磁電流検出の学習処理の他の例の動作手順を示す流れ図である。ステップ２００、２０１については図７に示した動作手順と同じであり、ステップ２１０以降の動作について説明する。

マイコン１５１は、図６に示したサブルーチン処理によって算出された車両用発電機２の出力電流Ｉ_ALT1を取得する（ステップ２１０）。なお、このときリレー６はオフされており、電気負荷５は接続されていない。次に、マイコン１５１は、リレー６をオンして電気負荷５を接続する（ステップ２１１）。その後、マイコン１５１は、ステップ２１０と同様にして、電気負荷接続後の車両用発電機の出力電流Ｉ_ALT2を取得する（ステップ２１２）。

つぎに、マイコン１５１は、励磁電流検出の学習処理を実施する（ステップ２１３）。電気負荷５を接続した場合の電気負荷量の変化量ΔＩ_LOADは予めわかっており、ステップ２１０、２１２のそれぞれで取得したバッテリ電流の差ΔＩbat＝Ｉbat2−Ｉbat1とこの電気負荷量の変化量ΔＩ_LOADとを用いて補正係数Ｋ＝ΔＩ_LOAD／ΔＩ_ALTを計算する。以後、励磁電流検出の際には、検出された励磁電流Ｉｆにこの補正係数Ｋを乗算して補正を行った後の励磁電流Ｉｆ’を用いて発電機トルクＴの算出等の処理が行われる。

このように、演算によって求められた車両用発電機２の出力電流値と、特定の電気負荷５に流れる既知の負荷電流値とを比較することで、正確に励磁電流値の補正を行うことが可能となる。

一実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。回転検出回路の詳細構成を示す図である。励磁電流検出回路の詳細構成を示す図である。励磁電流制御回路の詳細構成を示す図である。演算回路の詳細構成を示す図である。サブルーチン処理として実施される発電機トルク算出の動作手順を示す流れ図である。メインルーチン処理として実施される励磁電流検出の学習処理の動作手順を示す流れ図である。メインルーチン処理として実施される励磁電流検出の学習処理の他の例の動作手順を示す流れ図である。

符号の説明

１車両用発電制御装置
２車両用発電機
３バッテリ
４電流センサ
５電気負荷
６リレー
７ＥＣＵ（電子制御装置）
１００電源回路
１１０回転検出回路
１２０出力電圧検出回路
１３０励磁電流検出回路
１４０励磁電流制御回路
１５０演算回路
１６０パワートランジスタ

Claims

車両用発電機の励磁巻線に流れる励磁電流を断続することにより前記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おいて、
前記励磁巻線に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、
前記励磁電流検出手段によって検出された励磁電流値を用いて前記車両用発電機の出力電流を演算する出力電流演算手段と、
少なくとも一つの電気負荷に流れる電流が既知あるいは検知可能であり、この電気負荷に流れる電流値に基づいて、前記励磁電流検出手段によって検出された励磁電流値を補正する励磁電流補正手段と、
を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。
請求項１において、
流れる電流が既知あるいは検知可能な前記電気負荷はバッテリであり、
前記励磁電流補正手段は、前記励磁電流を変化させたときに生じるバッテリ電流の変化量に基づいて、励磁電流値の補正を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
請求項２において、
前記励磁電流補正手段は、前記励磁電流を変化させた前後に対応して前記出力電流演算手段によって演算された出力電流値の差と、バッテリ電流の変化量とに基づいて、励磁電流値の補正を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
請求項１において、
流れる電流が既知あるいは検知可能な前記電気負荷は、バッテリ以外の予め負荷電流値が分かっている特定の電気負荷であり、
前記特定の電気負荷の断続の前後に対応して前記出力電流演算手段によって演算された出力電流値の差と、前記特定の電気負荷に流れる負荷電流値とに基づいて、励磁電流値の補正を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記出力電流演算手段は、前記励磁電流検出手段によって検出された励磁電流値と、前記車両用発電機の回転数と、前記車両用発電機の出力電圧とに基づいて出力電流の演算を行い、
前記励磁電流補正手段は、励磁電流の補正量を記憶回路に記憶することを特徴とする車両用発電制御装置。
請求項５において、
前記記憶回路は、不揮発性メモリであることを特徴とする車両用発電制御装置。