JP4487461B2 - Generator control system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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状態を制御する発電機の制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用発電機に内蔵された発電制御装置は、車両用発電機のプラス側およびマイナス側の出力端子に接続される電源端子（Ｂ端子）および接地端子（Ｅ端子）や、固定子巻線の一端に接続される相電圧入力端子（Ｐ端子）や、励磁巻線に流れる電流を断続制御する励磁電流制御端子（Ｆ端子）等を発電機側に備えている。
【０００３】
また、発電制御装置は、イグニッションスイッチの断続状態を入力するＩＧ端子や、発電機の異常等に対応して警告信号を出力するＬ端子や、バッテリ電圧を印加するＳ端子や、発電機の励磁電流の状態を外部に出力するＦＲ端子や、外部から発電機制御信号を入力するＣ端子等を車両側に備えている。
【０００４】
特に最近では、エンジンに取り付けられている発電機と各種の車載装置とを接続する接続線の本数が増加する傾向にあり、接続線の使用量が増すことによってコストが高くなったり、重量が増して車両の燃費が悪化するおそれがある。また、多数本の接続線は、複雑な配線の這い回しにより、エンジンルーム内の外観を損なうとともに、接続線の接続部の増加による信頼性の低下につながるおそれがある。
【０００５】
これらの不都合に対処する従来技術としては、特開平１０−５１９７６号公報に開示された技術が知られている。この公報では、ＥＣＵからＩＧ信号、Ｃ信号を送信して発電制御装置で受信するとともに、発電制御装置からＦＲ信号を送信してＥＣＵで受信する双方向通信を１本の信号線を用いて行うことにより、端子数の削減と配線の簡略化を達成する技術が開示されている。また、この公報には、２値アナログ電圧情報の代わりに多値アナログ電圧情報を用いたり、２値アナログ電圧を用いてＰＣＭ信号やデジタル通信を行う旨の記載もあり、この記載に基づいて複数の信号をＰＣＭ信号に含めて通信することが可能になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した公報に開示された従来技術ではＩＧ信号を送って発電機を起動した後は、ＥＣＵから発電機側へはＣ信号を、発電機からＥＣＵ側へはＦＲ信号をそれぞれ送受信することはできるが、複数の信号を同時に発電機からＥＣＵ側へ送信することができなかった。このため、ＦＲ信号とともに警報信号を送ろうとした場合には、別の接続線を用いて警報信号を送る必要があり、接続線の本数および端子数の増加によりコスト高を招くとともに、接続線の配置スペースの確保が必要になるとともに這い回しの作業性が悪化するなどの問題があった。
【０００７】
また、複数の信号をＰＣＭ信号などを用いて送受信する場合には、変調／復調を行う構成が発電機とＥＣＵの両方に必要になり、構成の複雑化やこれに伴うコスト高を招くという問題があった。また、デジタル通信を行う場合には、安価な構成では通信速度をあまり上げることができず、特に数ｍｓ〜数十ｍｓの周期で変化するＦ信号を常時通信することができない。
【０００８】
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、発電機から外部制御装置に対して複数の信号を送信する場合の接続線の本数を減らすことができ、軽量化、コストの削減、作業性の向上、信頼性の向上、構成の簡素化が可能な発電機の制御システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の発電機の制御システムは、励磁電流を制御する発電制御装置を内蔵した発電機と、発電機によって発電された電力が供給されるバッテリおよび電気負荷と、エンジンの運転状態とバッテリおよび電気負荷の状態に応じて発電機を制御する外部制御装置とを備えている。また、この制御システムは、発電機とバッテリと外部制御装置のそれぞれを電気的に接続して閉ループ状に配線する制御経路と、発電制御装置によって制御される励磁電流の状態を表す第１の信号（例えばＦ信号）をバッテリ電圧に基づいて外部制御装置内で生成するとともにこの第１の信号を外部制御装置と発電制御装置との間で制御経路を通して伝達する第１の信号伝達手段と、発電機の動作状態を示す第２の信号（例えばＬ信号）を発電制御装置内で生成するとともにこの第２の信号を発電制御装置から外部制御装置に向けて制御経路を通して伝達する第２の信号伝達手段とを備えている。このように、閉ループ状に配線された制御経路を用いることにより、接続線の本数を増やすことなく発電機から外部制御装置に２種類の信号を同時に伝達することができる。接続線の本数を低減することによる軽量化、コストの削減、作業性の向上、信頼性の向上、構成の簡素化が可能になる。
【００１３】
上述した第１および第２の信号伝達手段は、外部制御装置に備わった車両側送受信手段と、発電制御装置に備わった発電機側送受信手段とを共通に有しており、制御経路には、車両側送受信手段に設けられた第１の入出力端子と、発電機側送受信手段に設けられた第２の入出力端子とを接続する通信線が含まれており、第１の信号と第２の信号を含む通信信号が通信線を介して伝達される。外部制御装置と発電機を結ぶ通信線を１本とすることにより、接続部を最少にすることができる。また、通信線を伝わる信号は、電力供給を伴わない通信信号なので、接続部の電気的な接続に必要な電流を流すだけでよく、低容量の接続線を用いることが可能になり、コストを下げることができる。また、双方向通信が行われるため、通信容量を増やすことができる。
【００１４】
また、上述した車両側送受信手段は、第１の入出力端子と電源との間に接続される第１のバイアス手段と、第１の入出力端子と電源との間に接続され、第１の信号に基づいて動作する第２のバイアス手段とを有し、上述した発電機側送受信手段は、第２の入出力端子とアースとの間に接続される第３のバイアス手段と、第２の入出力端子とアースとの間に接続され、第２の信号に基づいて動作する第４のバイアス手段とを有するとともに、通信信号は、バッテリ電圧よりも低く、アース電位よりも高い範囲で設定される。外部制御装置内において電源によって供給されるバイアスによって通信信号が生成されており、発電機やバッテリなどの電力を扱う部分に接続されていないため、電力線に重畳する負荷遮断時のサージやイグニッションノイズ等による通信信号への悪影響を回避することができる。
【００１５】
また、上述した発電制御装置は、第２の入出力端子の電位が所定値以上であるときに定電圧電源を生成して発電制御装置の作動を可能にする電源起動手段を有する。電源起動手段によって定電圧電源を生成することにより、安定した動作電流を第２の入出力端子に供給することができる。したがって、バッテリ電圧の低下による発電機の誤動作を防止することができる。
【００１６】
また、上述した車両側送受信手段は、第１の入出力端子の電圧と、第１の信号の電圧レベルの変化に応じてこの変化の方向と同一方向に変更される第１の基準電圧とを比較して第２の信号を検出する第１の信号検出手段を有することが望ましい。また、上述した発電機側送受信手段は、第２の入出力端子の電圧と、第２の信号の電圧レベルの変化に応じてこの変化の方向と同一方向に変更される第２の基準電圧とを比較して第１の信号を検出する第２の信号検出手段を有することが望ましい。共通の通信線を用いて双方向通信を行った場合に、自己の送信信号によって通信線の電位が変動するが、これにともなって信号受信用の閾値が変更されるため、自己の送信状態の変化による誤検出を防止することができる。
【００１７】
また、上述した外部制御装置は、発電機から送られてくる第２の信号の切り替わりに応じて第１の信号を変更する発電指令変更手段を有する。これにより、発電機の動作状態を監視しながら励磁電流の状態を変更することが可能になる。このため、例えば初期励磁制御から徐励制御へ適切なタイミングで切り替えることが可能になる。また、発電機の動作状態の検出と励磁電流の制御を別々に行うことができるため、初期励磁制御を行う際の発電機の動作状態の差異を励磁電流を可変することで調整することができ、エンジン特性の相違等に対してハードウエアを変更することなくソフトウエアの変更で対応することができる。このため、発電制御装置等の種類を減らすことができ、量産効果によるコストダウンを図ることが可能となる。
【００１８】
また、上述した発電指令変更手段は、エンジンを始動するスタータが停止している場合に第１の信号を励磁電流の通電を停止する値に設定し、スタータ作動中の場合に第１の信号を発電機の出力を低く制御する値に設定し、第２の信号が切り替わった後にスタータ作動を停止するとともに第１の信号を徐々に変化させて励磁電流を徐々に増加させる。これにより、スタータが回っていないエンジン始動前の状態において励磁電流による無駄な電力消費を抑えることができる。また、スタータ作動中は発電量を低く抑えることにより、スタータによるエンジンの始動を円滑に行うことができる。また、エンジンが始動した後は徐々に発電量を増やすことにより、エンジン回転を滑らかに上昇させることができる。
【００２１】
また、本発明の発電機の制御システムは、励磁電流を制御する発電制御装置を内蔵した発電機と、発電機によって発電された電力が供給されるバッテリおよび電気負荷と、エンジンの運転状態とバッテリおよび電気負荷の状態に応じて発電機を制御する外部制御装置とを備えている。また、外部制御装置は、第１の入出力端子と電源との間に接続される第１のバイアス手段と、発電機の励磁電流の状態を表す第１の信号に基づいて第１の入出力端子と電源との間に接続される第２のバイアス手段とを備える車両側送受信手段を有している。発電制御装置は、第１の入出力端子に通信線を介して接続された第２の入出力端子とアースの間に接続される第３のバイアス手段と、発電機の動作状態を表す第２の信号に基づいて第２の入出力端子とアースとの間に接続される第４のバイアス手段とを備える発電機側送受信手段を有している。車両側送受信手段は、バッテリと前記外部制御手段との間に接続されたスイッチ手段が導通した後に、第１のバイアス手段と第３のバイアス手段とで生成される通信信号により発電制御装置の電源を起動し、この電源の起動に応じて第４のバイアス手段を接続することで生成される第１の入出力端子の電圧と、励磁電流の導通を停止する第１の信号に対応した所定電圧とを比較することにより発電機側からの応答信号を生成する。発電機から応答が得られるため、外部制御装置から送信された信号が正常に受信され、発電機が正常に動作を開始したことを確認することができる。仮に、通信線が断線や短絡を起こしている場合には、応答信号が切り替わらなくなるため、通信線を含む発電機側の異常を知ることができる。
【００２２】
また、上述した外部制御装置は、応答信号が生成された後にスタータ操作が可能になることが望ましい。これにより、発電機が正常な場合に限ってエンジンを始動することが可能になり、走行途中でバッテリ上がりになってしまう故障を未然に防止することができる。
【００２３】
また、上述した外部制御装置は、応答信号が生成された後に第１の信号の送出が可能になることが望ましい。これにより、応答信号を送受信している間は励磁電流の通電を停止することができ、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電機の制御システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した一実施形態の車両用発電機および外部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機と外部制御装置やバッテリ等との接続状態が示されている。また、図２は車両用発電機に含まれる発電制御装置の概略的な構成を示す図である。図３は、外部制御装置の概略的な構成を示す図である。図４は、発電制御装置の詳細な構成を示す図である。図５は、外部制御装置の詳細な構成を示す図である。
【００２５】
図１において、車両用発電機１は、エンジン６によって駆動されており、固定子に含まれる３相の固定子巻線１１と、この固定子巻線１１の３相出力を全波整流するために設けられた整流回路１３と、回転子に含まれる界磁巻線１２と、出力電圧を所定の調整電圧設定値（例えば１４．５Ｖ）になるように制御する発電制御装置２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１２に対する通電を発電制御装置２によって適宜オンオフ制御することにより行われる。車両用発電機１の出力端子（Ｂ端子）は、バッテリ３およびその他の電気負荷４に接続されており、車両用発電機１からこれらに対して電力が供給される。
【００２６】
上述した発電制御装置２は、外部制御装置５との間で信号の送受信を行う発電機側送受信部２１と、界磁巻線１２に流す励磁電流を制御する励磁電流設定部２２と、車両用発電機１の発電状態を監視して発電状態信号を生成する発電状態信号生成部２３とを備えている。
【００２７】
また、外部制御装置５は、エンジン６の動作を制御するエンジン系制御部５１と、車両用発電機１の発電動作を制御する充電系制御部５２と、車両用発電機１との間で各種の情報を送受信する車両側送受信部５３とを含んで構成されている。上述した充電系制御部５２は、電源起動信号生成部５４、発電制御信号生成部５５、警報部５６を備えている。
【００２８】
エンジン６は、各気筒毎にインジェクタが設けられて燃料供給量が制御され、各気筒毎に取り付けられた点火プラグをディストリビュータによって点火気筒順に点火し、各気筒内の燃料を爆発させる。そして、インジェクタや点火プラグ等の動作は、外部制御装置５のエンジン系制御部５１を構成するＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）５１０によって制御される。
【００２９】
ＥＣＵ５１０による制御に必要なエンジン６のパラメータやデータを検出するために、例えば、エンジン６の吸気管内の圧力Ｐを検出する圧力センサ、エンジン６の冷却水温や吸気温Ｔを検出する温度センサ、エンジン６のスロットル弁の開度θを検出する開度センサ、エンジン６の回転速度を検出する回転センサ等が備わっており、これらの検出信号やスタータの操作状態を表す信号などが取り込まれる。
【００３０】
ＥＣＵ５１０は、例えばマイクロコンピュータ等を利用して構成されており、エンジン６の制御および発電制御を、エンジン状態や電気負荷状態に応じ最適な状態で行うために、各種の演算を行う中央演算処理部（ＣＰＵ）と、演算に用いる各種データを一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、プログラムや必要なデータを格納、記憶したリードオンリメモリ（ＲＯＭ）とから構成されている。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態の車両用発電機１、バッテリ３、外部制御装置５は、制御経路が閉ループ状に配線されており、この制御経路を通して各種の信号が伝送される。
上述した発電機側送受信部２１、充電系制御部５２、車両側送受信部５３が第１の信号伝達手段に対応する。発電機側送受信部２１、発電状態信号生成部２３、車両側送受信部５３が第２の信号伝達手段に対応する。発電制御信号生成部５５が発電制御信号生成手段に、スイッチ７がスイッチ手段に、発電機側送受信部２１が発電機側送受信手段に、車両側送受信部５３が車両側送受信手段にそれぞれ対応する。電源起動部２６が電源起動手段に、警報部５６が警報手段に、ＥＣＵ５１０が発電指令変更手段にそれぞれ対応する。
【００３２】
次に、外部制御装置５と車両用発電機１に内蔵された発電制御装置２との間の信号の送受信を行う発電機側送受信部２１、車両側送受信部５３と、これらに各種の信号を入力する発電状態信号生成部２３、電源起動信号生成部５４、発電制御信号生成部５５について説明する。
【００３３】
スイッチ７が投入されると、外部制御装置５に備わったＳ端子にバッテリ３の端子電圧（バッテリ電圧）が印加される。これに伴って、電源起動信号生成部５４を構成する抵抗５４１、ツェナーダイオード５４２は、外部制御装置５の回路動作を行うためにの電源電圧Ｖcc1 を発生して各回路に供給を開始する。また、この電源電圧Ｖcc1 は、ＩＧ信号（電源起動信号）としてインタフェース部５３０に入力される。
【００３４】
外部制御装置５に含まれるインタフェース部５３０内の抵抗５３１と、発電制御装置２に含まれるインタフェース部２４内の抵抗２４１は、通信線８を介して直列接続されており、抵抗５３１には電源電圧Ｖcc1 （例えば５Ｖ）が印加され、抵抗２４１は接地されている。２つの抵抗５３１、２４１の抵抗がほぼ同じ値に設定されているものとすると、通信線８と抵抗５３１の接続点の電位が電源電圧Ｖcc1 のほぼ半分の２．５Ｖに設定され、これにより外部制御装置５から通信線８に向けてＩＧ信号が送信される。
【００３５】
発電機側送受信部２１内のインタフェース部２４では、Ｃ２端子（第２の入出力端子）の電位が２．５ＶになることによりＩＧ信号を受信し、このＩＧ信号がそのまま電源起動部２６に送られる。
電源起動部２６では、抵抗２６１、２６２が直列に接続され、抵抗２６１の一方端がＣ２端子に接続され、抵抗２６２の一方端が接地されている。また、抵抗２６１、２６２の接続点にはＮＰＮ型のトランジスタ２６５のベースが接続されている。このトランジスタ２６５のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗２６４、２６３を介して車両用発電機１の出力端子（Ｂ端子）に接続されている。抵抗２６４、２６３の接続点には、ＰＮＰ型のトランジスタ２６６のベースが接続されている。このトランジスタ２６６のベース・エミッタ間には上述した抵抗２６３が並列に接続され、コレクタはツェナーダイオード２６７のカソード側に接続されている。このツェナーダイオードのアノード側は接地されている。また、トランジスタ２６６とツェナーダイオード２６７の接続点は、発電制御装置２内の各回路に電源電圧Ｖcc2 を供給する供給ラインに接続されている。
【００３６】
発電制御装置２のＣ２端子の電位が上昇すると、電源起動部２６内の抵抗２６１、２６２に電流が流れてトランジスタ２６５がオンする。例えばＣ２端子の電位が１Ｖ以上になったときに、トランジスタ２６５がオンするように設定されている。トランジスタ２６５がオンすると抵抗２６３、２６４に電流が流れるため、トランジスタ２６６がオンする。このため、トランジスタ２６６のコレクタからは定電流がツェナーダイオード２６７に供給され、一定電圧の電源電圧Ｖcc２が生成される。
【００３７】
このように、外部制御装置５から発電制御装置２にＩＧ信号が送信されると、発電制御装置２が動作可能な状態になる。
次に、Ｆ信号（発電制御信号）を、外部制御装置５と発電制御装置２との間で送受信する動作について説明する。
【００３８】
Ｆ信号の送信について
ＥＣＵ５１０は、バッテリ電圧Ｖｓを制御するための基準電圧Ｖref （電圧指令）と、アンド回路５５４によって構成されるデューティ設定回路を直接制御するＤ信号（デューティ指令）を出力する。
【００３９】
ｉ）電圧指令
車両の状態に応じて、所定のバッテリ電圧となるように基準電圧Ｖref が設定され、発電制御信号生成部５５内の電圧比較器５５３のプラス側入力端子に入力される。電圧比較器５５３のマイナス側入力端子には、実際のバッテリ電圧Ｖｓを抵抗５５１、５５２によって分圧した電圧Ｖinが入力されている。したがって、電圧比較器５５３は、Ｖin＜Ｖref のときに出力をハイレベルにし、Ｖin＞Ｖref のときに出力をローレベルにする。このようにして電圧比較器５５３の出力をハイレベルあるいはローレベルに切り替えることにより、実際のバッテリ電圧Ｖｓが所定のバッテリ電圧に一致するように調整される。
【００４０】
ｉｉ）デューティ指令
車両用発電機１の界磁巻線１２に流す励磁電流を制限する場合には、ＥＣＵ５１０によって、発電制御信号生成部５５内のアンド回路５５４に直接デューティ指令（Ｄ信号）を送ることで対応することができる。このようにしてアンド回路５５４によってＦ信号が生成され、インタフェース部５３０に入力される。
【００４１】
次に、Ｆ信号を送信するインタフェース部５３０の構成について説明する。生成されたＦ信号は、インバータ回路５６４に入力される。このインバータ回路５６４の出力端子は、抵抗５３６を介してＰＮＰ型のトランジスタ５６２のベースに接続されている。このトランジスタ５６２のエミッタは電源電圧Ｖcc１ を供給する電源ラインに接続されており、コレクタは抵抗５３２を介してＣ１端子（第１の入出力端子）に接続されている。
【００４２】
次に、Ｆ信号を送信するインタフェース部５３０の動作について説明する。Ｆ信号がハイレベルのときに、インバータ回路５６４の出力はローレベルになり、トランジスタ５６２をオンする。反対に、Ｆ信号がローレベルのときに、インバータ回路５６４の出力はハイレベルになり、トランジスタ５６２をオフする。したがって、Ｆ信号のレベルは、トランジスタ５６２の断続動作により、電圧レベルの異なる通信信号Ｖｃとして伝達される。具体的には、発電制御装置２側のインタフェース部２４内のトランジスタ２５２がオンしている場合には２つの電圧レベルＶc1とＶc2のいずれかを有する通信信号Ｖｃとして伝達される。また、発電制御装置２側のインタフェース部２４内のトランジスタ２５２がオフしている場合には２つの電圧レベルＶc3とＶc4のいずれかを有する通信信号Ｖｃとして伝達される。
【００４３】
Ｆ信号の受信について
Ｆ信号を受信する発電制御装置２内のインタフェース部２４の構成について説明する。外部制御装置５から出力される通信信号Ｖｃは、通信線８を介して発電制御装置２のＣ２端子に入力される。インタフェース部２４は、Ｆ信号を受信するために電圧比較器２５３を備えている。この電圧比較器２５３は、プラス側入力端子がＣ２端子に接続されており、マイナス側入力端子には基準電圧Ｖｄが印加されている。この電圧比較器２５３の出力は、励磁電流設定部２２内のトランジスタ２２１のベースに入力される。
【００４４】
電圧比較器２５３のマイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖｄは、２つの電圧レベルＶd1とＶd2を持つように回路構成が工夫されている。次に、この回路構成について説明する。インタフェース部２４に備わったインバータ回路２５０の出力端子は、抵抗２４７および抵抗２４５に接続されている。抵抗２４７の一方端はＮＰＮ型のトランジスタ２５２のベースに接続されている。このトランジスタ２５２のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗２４２を介してＣ２端子に接続されている。一方、抵抗２４５の一方端は、ＮＰＮ型のトランジスタ２５１のベースに接続されている。このトランジスタ２５１のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗２４６を介して電圧比較器２５３のマイナス側入力端子に接続されている。また、電圧比較器２５３のマイナス側入力端子には、抵抗２４３、２４４の接続点も接続されている。これらの抵抗２４３、２４４は、電源電圧Ｖcc2 を分圧しており、この分圧点が電圧比較器２５３のマイナス側入力端子に接続される。
【００４５】
次に、Ｆ信号を受信するインタフェース部２４の動作について説明する。
ｉ）インバータ回路２５０の入力がローレベルの場合
電源電圧Ｖcc２ が動作電圧として供給されると、インバータ回路２５０の出力がハイレベルになり、トランジスタ２５２、２５１がともにオンする。これにより、電圧比較器２５３のマイナス側入力端子には、抵抗２４３、２４４、２４６および電源電圧Ｖcc2 で決まる基準電圧Ｖd1（例えば１．５Ｖ）が生成されて印加される。
【００４６】
また、電圧比較器２５３のプラス側入力端子には、Ｆ信号がローレベルのとき、つまり外部制御装置５側のインタフェース部５３０内のトランジスタ５６２がオフしているときには、抵抗２４１、２４２およびインタフェース部５３０内の抵抗５３１、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc1（例えば１Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが入力される。一方、Ｆ信号がハイレベルのとき、つまり外部制御装置５側のインタフェース部５３０内のトランジスタ５６２がオンしているときには、抵抗２４１、２４２およびインタフェース部５３０内の抵抗５３１、５３２、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc2（例えば２．５Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが、電圧比較器２５３のプラス側入力端子に入力される。
【００４７】
このように、電圧比較器２５３は、基準電圧Ｖd1（１．５Ｖ）と、電圧Ｖc1（１Ｖ）、Ｖc2（２．５Ｖ）のいずれかを有する通信信号Ｖｃとを比較することにより、Ｆ信号を再生している。
ｉｉ）インバータ回路２５０の入力がハイレベルの場合
インバータ回路２５０は、ハイレベルが入力されると、出力がローレベルになり、トランジスタ２５２、２５１がともにオフする。これにより、電圧比較器２５３のマイナス側入力端子には、抵抗２４３、２４４および電源電圧Ｖcc2 で決まる基準電圧Ｖd2（例えば３．５Ｖ）が生成されて印加される。
【００４８】
また、電圧比較器２５３のプラス側入力端子には、Ｆ信号がローレベルのとき、つまり外部制御装置５側のインタフェース部５３０内のトランジスタ５６２がオフしているときには、抵抗２４１およびインタフェース部５３０内の抵抗５３１、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc3（例えば２．５Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが入力される。一方、Ｆ信号がハイレベルのとき、つまり外部制御装置５側のインタフェース部５３０内のトランジスタ５６２がオンしているときには、抵抗２４１およびインタフェース部５３０内の抵抗５３１、５３２、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc4（例えば４Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが、電圧比較器２５３のプラス側入力端子に入力される。
【００４９】
このように、電圧比較器２５３は、基準電圧Ｖd2（３．５Ｖ）と、電圧Ｖc3（２．５Ｖ）、Ｖc4（４Ｖ）のいずれかを有する通信信号Ｖｃとを比較することにより、Ｆ信号を再生している。
以上のように、Ｆ信号が外部制御装置５から発電制御装置２に向けて送信され、発電制御装置２を制御できるようになっている。また、外部制御装置５で生成されたＦ信号が直接発電制御装置２に含まれる励磁電流設定部２２内のトランジスタ２２１に伝達されるため、送出されたＦ信号に対して励磁電流設定部２２の動作に遅れを生じることがない。
【００５０】
次に、車両用発電機１の発電状態を示すＬ信号を、発電制御装置２と外部制御装置５との間で送受信する動作について説明する。
Ｌ信号の送信について
Ｌ信号は、発電制御装置２に備わった発電状態信号生成部２３によって生成される。この発電状態信号生成部２３は、発電検出回路２３１と異常検出回路２３２を有している。発電検出回路２３１は、車両用発電機１の固定子巻線１１の一端（Ｐ端子）から発電信号（平滑電圧信号Ｖｐや回転信号Ｎｐ）が入力される。また、この発電検出回路２３１の出力信号は、インタフェース部２４内のインバータ回路２５０に入力されている。
【００５１】
例えば、発電検出回路２３１は、入力される発電信号の電圧レベルと所定の電圧レベルとを比較し、発電信号の電圧レベルの方が低い場合にはローレベルのＬ信号を、反対に発電信号の電圧レベルの方が高い場合にはハイレベルのＬ信号を出力する。
【００５２】
また、異常検出回路２３２は、例えば、励磁電流設定部２２内のトランジスタ２２１が短絡故障して励磁電流の制御が不能になるような異常状態を検出したときに、異常を知らせるＬ信号（例えばデューティ比が５０％程度のパルス信号）を出力する指示を発電検出回路２３１に送る。外部制御装置５側でこの異常を知らせるＬ信号を受信したときに、過充電を抑制するために、強制的に電気負荷を接続したり、バッテリ３が大きなダメージを受けることを未然に防ぐ等の異常対策を実施することができるようになる。
【００５３】
次に、Ｌ信号を送信するインタフェース部２４の構成について説明する。生成されたＬ信号は、インバータ回路２５０に入力される。このインバータ回路２５０の出力端子は、抵抗２４７を介してＮＰＮ型のトランジスタ２５２のベースに接続されている。このトランジスタ２５２のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗２４２を介してＣ２端子に接続されている。
【００５４】
次に、Ｌ信号を送信するインタフェース部２４の動作について説明する。Ｌ信号がローレベルのときに、インバータ回路２５０の出力はハイレベルになり、トランジスタ２５２をオンする。また、Ｌ信号がハイレベルのときに、インバータ回路２５０の出力はローレベルになり、トランジスタ２５２をオフする。したがって、Ｌ信号のレベルは、トランジスタ２５２の断続動作により、電圧レベルの異なる通信信号Ｖｃとして伝達される。具体的には、外部制御装置５側のインタフェース部５３０内のトランジスタ５６２がオンしている場合には２つの電圧レベルＶc1とＶc3のいずれかを有する通信信号Ｖｃとして伝達される。また、外部制御装置５側のインタフェース部５３０内のトランジスタ５６２がオフしている場合には２つの電圧レベルＶc2とＶc4のいずれかを有する通信信号Ｖｃとして伝達される。
【００５５】
Ｌ信号の受信について
Ｌ信号を受信する外部制御装置５内のインタフェース部５３０の構成について説明する。発電制御装置２から出力される通信信号Ｖｃは、通信回線８を介して外部制御装置５のＣ１端子に入力される。インタフェース部５３０は、Ｌ信号を受信するために電圧比較器５６１を備えている。この電圧比較器５６１は、プラス側入力端子がＣ１端子に接続されており、マイナス側端子には基準電圧Ｖｇが印加されている。この電圧比較器５６１の出力は、ＥＣＵ５１０および警報部５６に入力される。
【００５６】
電圧比較器５６１のマイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖｇは、２つの電圧レベルＶg1とＶg2を持つように回路構成が工夫されている。次に、この回路構成について説明する。インタフェース部５３０に備わったインバータ回路５６４の出力端子は、抵抗５３６および抵抗５３７に接続されている。抵抗５３６の一方端はＮＰＮ型のトランジスタ５６２のベースに接続されている。このトランジスタ５６２のエミッタは電源電圧Ｖcc1 を供給する供給ラインに接続されており、コレクタは抵抗５３２を介してＣ１端子に接続されている。
【００５７】
次に、Ｌ信号を受信するインタフェース部５３０の動作について説明する。
ｉ）インバータ回路５６４の入力がローレベルの場合
インバータ回路５６４は、ローレベルの信号が入力されると、出力がハイレベルになり、トランジスタ５６２、５６３がともにオフする。これにより、電圧比較器５６１のマイナス側入力端子には、抵抗５３３、５３４および電源電圧Ｖcc1 で決まる基準電圧Ｖg1（例えば１．５Ｖ）が生成されて印加される。
【００５８】
ｉｉ）インバータ回路５６４の入力がハイレベルの場合
インバータ回路５６４は、ハイレベルの信号が入力されると、出力がローレベルになり、トランジスタ５６２、５６３がともにオンする。これにより、電圧比較器５６１のマイナス側入力端子には、抵抗５３３、５３４、５３５および電源電圧Ｖcc1 で決まる基準電圧Ｖg2（例えば３．５Ｖ）が生成されて印加される。
【００５９】
ｉｉｉ）Ｌ信号がローレベルの場合
電圧比較器５６１のプラス側入力端子には、Ｆ信号がローレベルのときには、発電制御装置２に含まれるインタフェース部２４内の抵抗２４１、２４２、外部制御装置５に含まれるインタフェース部５３０内の抵抗５３１、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc1（例えば１Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが入力される。
【００６０】
また、Ｆ信号がハイレベルのときには、発電制御装置２に含まれるインタフェース部２４内の抵抗２４１、２４２、外部制御装置５に含まれるインタフェース部５３０内の抵抗５３１、５３２、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc2（例えば２．５Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが、電圧比較器５６１のプラス側入力端子に入力される。
【００６１】
したがって、このときの電圧比較器５６１は、マイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖg1（１．５Ｖ）とプラス側入力端子に印加される通信信号Ｖｃの電圧Ｖc1（１Ｖ）を比較することにより、あるいはマイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖg2（３．５Ｖ）とプラス側入力端子に印加される通信信号Ｖｃの電圧Ｖc2（２．５Ｖ）を比較することにより、出力をローレベルにしてＬ信号を再生する。
【００６２】
ｉｖ）Ｌ信号がハイレベルの場合
電圧比較器５６１のプラス側入力端子には、Ｆ信号がローレベルのときには、発電制御装置２に含まれるインタフェース部２４内の抵抗２４１、外部制御装置５に含まれるインタフェース部５３０内の抵抗５３１、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc3（例えば２．５Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが入力される。
【００６３】
また、Ｆ信号がハイレベルのときには、発電制御装置２に含まれるインタフェース部２４内の抵抗２４１、外部制御装置５に含まれるインタフェース部５３０内の抵抗５３１、５３２、電源電圧Ｖcc1 で決まる電圧Ｖc4（例えば４Ｖ）を有する通信信号Ｖｃが、電圧比較器５６１のプラス側入力端子に入力される。
【００６４】
したがって、このときの電圧比較器５６１は、マイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖg1（１．５Ｖ）とプラス側入力端子に印加される通信信号Ｖｃの電圧Ｖc3（２．５Ｖ）を比較することにより、あるいはマイナス側入力端子に印加される基準電圧Ｖg2（３．５Ｖ）とプラス側入力端子に印加される通信信号Ｖｃの電圧Ｖc4（４Ｖ）を比較することにより、出力をハイレベルにしてＬ信号を再生する。
【００６５】
以上のように、発電制御装置２から送信したＬ信号を外部受信装置５によって受信して取り込むことができる。
上述した抵抗５３１が第１のバイアス手段に、抵抗５３２およびトランジスタ５６２が第２のバイアス手段に、抵抗２４１が第３のバイアス手段に、抵抗２４２およびトランジスタ２５２が第４のバイアス手段にそれぞれ対応する。抵抗５３３、５３４、５３５、５３７、トランジスタ５６３、電圧比較器５６１が第１の信号検出手段に対応する。抵抗２４３、２４４、２４５、２４６、トランジスタ２５１、電圧比較器２５３が第２の信号検出手段に対応する。
【００６６】
図６は、発電制御装置１を制御する外部制御装置５内のＥＣＵ５１０の動作手順を示す流れ図である。ＥＣＵ５１０は、ＲＯＭに記録されているプログラムを実行することにより、図６に示した一連の動作を行う。
スイッチ７がオンされると電源電圧Ｖcc1 が生成されて外部制御装置５内の各回路に供給され、これにより外部制御装置５が動作状態になる。
【００６７】
ＥＣＵ５１０は、最初にＬ信号およびＦ信号を取り込み（ステップＳ１００）、次に車両用発電機１からの応答信号をチェックする（ステップＳ１０１）。具体的には、エンジン６が停止状態にあるときにＬ信号がハイレベルを維持している場合には、発電制御装置２からＬ信号の応答がないことを判定する。この場合には、車両用発電機１の応答異常を知らせる警告が警報部５６によって表示される（ステップＳ１０７）。
【００６８】
エンジン６が停止状態にあるときにＬ信号がハイレベルからローレベルに正常に切り替わった場合には、発電制御装置２内で正常に電源電圧Ｖcc2 が生成されたということであり、車両用発電機１が正常であると判定する。
次に、ＥＣＵ５１０は、キースイッチがオンされ、スタータによってクランキングされてエンジン６が始動したか否かを判定し（ステップＳ２０１）、エンジン６が始動していない場合には否定判断を行って、次にＤ信号の出力を停止してＦ信号の生成動作を停止する（ステップＳ２０２）。したがって、車両用発電機１内の界磁巻線１２に対する励磁電流の供給は行われない。その後、ステップＳ１０３の動作に移行する。
【００６９】
また、運転者によってキースイッチがオンされてエンジン６が始動すると、ステップＳ２０１の判定において肯定判断が行われ、次にＥＣＵ５１０は、固定のデューティ比を有するＤ信号を出力して、初期励磁制御を実行する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
次に、ＥＣＵ５１０は、Ｌ信号の電圧レベルを判定する（ステップＳ１０３）。ローレベルの場合（発電停止の場合）には、車両用発電機１の発電停止を知らせる警告が警報部５６によって表示されるとともに（ステップＳ１０８）、ステップＳ２０１に戻ってエンジン６の始動判定が繰り返される。
【００７１】
一方、Ｌ信号がハイレベルの場合（発電開始の場合）には、警報部５６によって正常発電を示す表示が行われるとともに（ステップＳ１０９）、ＥＣＵ５１０は、Ｆ信号のデューティ比を記憶し、このデューティ比を徐々に増加する演算を行って徐励制御を実施する（ステップＳ１０４）。なお、ＥＣＵ５１０は、アンド回路５５４から出力されるＦ信号を取り込んでいるため、常時モニタすることが可能であり、この取り込んだＦ信号に基づいてデューティ比を徐々に増加するようにしてもよい。また、このモニタしたＦ信号のデューティ比の大きさに応じて、エンジン制御の制御量にフィードバックをかけるようにＦ信号を利用するようにしてもよい。
【００７２】
次に、ＥＣＵ５１０は、バッテリ３の調整電圧を設定するために所定のＶref 信号（基準電圧Ｖref ）を電圧比較器５５３のプラス側入力端子に出力することにより、バッテリ電圧を調整する電圧制御を行う（ステップＳ１０５）。なお、この電圧制御は車両状態等に応じて異なる内容で実施される。例えば、車両が加速状態にあるときには、発電を停止して発電トルクを減少させるために、バッテリ電圧が０ＶとなるようなＶref 信号が出力される。車両が減速状態にあるときには、発電量を増加させて発電トルクが大きくなるように、バッテリ電圧が１５．５ＶとなるようなＶref 信号が出力される。低燃費制御時には、発電量を少なくして発電トルクがあまり大きくならないように、バッテリ電圧が１２．８ＶになるようなＶref 信号が出力される。また、これら以外の通常時には、バッテリ電圧が１４．５ＶとなるようなＶref 信号が出力される。
【００７３】
次に、ＥＣＵ５１０は、エンジン６が停止したか否かを判定し（ステップＳ１０６）、停止していない場合には否定判断を行って、ステップＳ１０３のＬ信号の電圧レベル判定以降の処理を繰り返す。このとき、電気負荷が接続されてバッテリ電圧が低下すると、車両用発電機１は発電を開始するが、徐励制御が行われて徐々に発電量が増すため、エンジン回転の落ち込みを抑制することができ、安定したエンジン制御を行うことができる。エンジン６が停止した場合には、ステップＳ１０６の判定において肯定判断が行われ、一連の制御動作が終了する。
【００７４】
図７および図８は、図６の流れ図にしたがって動作する発電制御装置２およびエンジン制御装置５の各部の入出力波形を示すタイミング図であり、図７はエンジン始動時に、図８はベルト切れ発生時にそれぞれ対応している。また、図７および図８に含まれる（ａ）〜（ｒ）の内容を以下に示す。
（ａ）ＳＷ７ ：スイッチ７の開閉状態
（ｂ）Ｖｃｃ１ ：外部制御装置５内で生成される電源電圧Ｖcc1 の状態
（ｃ）Ｆ信号 ：外部制御装置５内のアンド回路５５４から出力されるＦ信号の波形
（ｄ）ＩＮＶ５６４：外部制御装置５内のインバータ回路５６４の出力波形
（ｅ）ＴＲ５６２ ：外部制御装置５内のトランジスタ５６２、５６３の断続状態
（ｆ）Ｖｃ ：通信線８を介して送受信される通信信号Ｖｃの波形
（ｇ）ＴＲ２６５ ：発電制御装置２内のトランジスタ２６５の断続状態
（ｈ）ＴＲ２６６ ：発電制御装置２内のトランジスタ２６６の断続状態
（ｉ）Ｖｃｃ２ ：発電制御装置２内で生成される電源電圧Ｖcc2 の状態
（ｊ）Ｖｐ ：発電制御装置２内の発電検出回路２３１に入力される発電信号Ｖｐの波形
（ｋ）Ｌ信号 ：発電制御装置２内の発電検出回路２３１の出力波形
（ｌ）ＩＮＶ２５０：発電制御装置２内のインバータ回路２５０の出力波形
（ｍ）ＴＲ２５１ ：発電制御装置２内のトランジスタ２５１、２５２の断続状態
（ｎ）電圧比較器２５３入力：発電制御装置２内の電圧比較器２５３の入力波形
（ｏ）Ｆ信号再生 ：発電制御装置２内の電圧比較器２５３によって再生されるＦ信号の波形
（ｐ）ＴＲ２２１ ：発電制御装置２内のトランジスタ２２１の断続状態
（ｑ）電圧比較器５６１入力：外部制御装置５内の電圧比較器５６１の入力波形
（ｒ）Ｌ信号再生 ：外部制御装置５内の電圧比較器５６１によって再生されるＬ信号の波形
また、図７および図８の最上段に設けられたＡ〜Ｉは、各種の動作モードに対応しており、その内容を以下に示す。
【００７５】
Ａ：電源起動モード
Ｂ：Ｆ制御停止モード
Ｃ：初期励磁制御モード
Ｄ：徐励制御モード
Ｅ、Ｆ：電圧制御モード
Ｇ：ベルト切れ発生
Ｈ：フル発電制御モード
Ｉ：Ｆ制御停止モード
まず、図７を参照しながら、エンジン起動時の外部制御装置５および発電制御装置２の動作を説明する。
【００７６】
電源起動モード（Ａ）
スイッチ７がオンされると電源電圧Ｖcc1 が生成される（図７（ａ）、（ｂ））。このとき、ＥＣＵ５１０からアンド回路５５４にローレベルのＤ信号が入力されており、このアンド回路５５４からはローレベルのＦ信号が出力される（図７（ｃ））。したがって、インバータ回路５６４は、電源電圧Ｖcc1 の供給に応じて動作を開始したときに出力がハイレベルになり（図７（ｄ））、トランジスタ５６２、５６３がともにオフする（図７（ｅ））。
【００７７】
また、電源電圧Ｖcc1 が抵抗５３１、２４１の直列回路に印加されるので、これら２つの抵抗５３１、２４１の接続点の電位は、電源電圧Ｖcc1 の１／２である２．５Ｖにバイアスされる（図７（ｆ））。
このようにしてＣ２端子の電位が２．５Ｖにバイアスされると、トランジスタ２６５がオンし（図７（ｇ））、つづいてトランジスタ２６６がオンする（図７（ｈ））。これにより、電源電圧Ｖcc2 が生成される（図７（ｉ））。
【００７８】
このとき、エンジン６は停止しており、車両用発電機１の回転子が回転していないので、発電信号Ｖｐは０Ｖであり（図７（ｊ）、発電検出回路２３１から出力されるＬ信号はローレベルになる（図７（ｋ））。したがって、インバータ回路２５０は、電源電圧Ｖcc2 の供給に応じて動作を開始したときに出力がハイレベルになり（図（ｌ）、トランジスタ２５１、２５２がともにオンする（図７（ｍ））。
【００７９】
スイッチ７がオンされてからトランジスタ２５２がオンするまでのこの間の電圧を電圧比較器５６１で比較すると、Ｖｃ＞Ｖｇとなって、電圧比較器５６１の出力はハイレベルになる（図７（ｑ）、（ｒ））。また、トランジスタ２５２がオンした後は、電圧比較器５６１の出力はローレベルになり、Ｌ信号が再生される。
【００８０】
このようにして発電制御装置２からの応答信号（Ｖｃ）がハイレベルからローレベルに切り替わることにより、発電制御装置２の電源起動（Ｖcc2 の生成）および内部回路動作が正常に行われていることを外部制御装置５側でチェックすることができる。例えば、通信線８が断線している場合には、電圧比較器５６１の入力に着目すると、Ｖｃ＞Ｖｇとなって、検出したＬ信号がハイレベルを維持することになる。また、通信線８が車体等の金属部分に短絡している場合には、Ｖｃ＜Ｖｇとなって、検出したＬ信号がローレベルを維持することになる。このように、応答信号（再生したＬ信号）がハイレベルからローレベルに切り替わらないため、通信線８を含む車両用発電機１側の応答異常を知ることができる。なお、この場合には、車両用発電機１内の発電制御装置２は外部制御装置５によって起動されないので、励磁巻線１２に励磁電流が流れず、発電停止状態となる。
【００８１】
Ｆ制御停止モード（Ｂ）・初期励磁制御モード（Ｃ）
トランジスタ２５２がオンすると通信信号Ｖｃは１Ｖになる（図７（ｆ））。また、上述した電源起動モードにおいてＬ信号がハイレベルからローレベルに切り替わることによって（図７（ｒ））、発電制御装置２は正常動作が行われており、Ｆ制御停止モードに入る。ＥＣＵ５１０は、エンジン６がスタータによってクランクされているか否かを判定し、エンジン６が停止しているときはそのまま待機して、Ｆ信号の送出を停止する。Ｆ信号が送られないので、発電制御装置２の励磁電流設定部２２内のトランジスタ２２１はオフしており、界磁巻線１２に励磁電流は流れない。また、エンジン６が始動されると、ＥＣＵ５１０から初期励磁信号であるＤ信号を送出する（図７（ｃ））。
【００８２】
Ｆ信号がローレベルのとき、トランジスタ５６２がオフして通信信号Ｖc1（１Ｖ）となり、反対に、Ｆ信号がハイレベルのとき、トランジスタ５６２がオンして通信信号Ｖc2（２．５Ｖ）となる（図７（ｆ））。電圧比較起２５３によって、基準電圧Ｖd1（１．５Ｖ）と、これらの通信信号Ｖc1（１Ｖ）およびＶc2（２．５Ｖ）を比較することで、Ｆ信号の再生が行われる（図７（ｎ）、（ｏ））。これにより、励磁電流設定部２２内のトランジスタ２２１がＦ信号に応じて断続する（図７（ｐ））。
【００８３】
また、電圧比較器５６１によって、Ｖg1（１．５Ｖ）＞Ｖc1（１Ｖ）あるいはＶg2（３．５Ｖ）＞Ｖc2（２．５Ｖ）の比較を行うことにより、ローレベルのＬ信号の再生が行われる（図７（ｑ）、（ｒ））。
徐励制御モード（Ｄ）
エンジン６がスタータによってクランキングされると、初期励磁電流により発電信号の電圧Ｖｐが上昇する（図７（ｊ）−（２））。エンジン６が完爆するとこの電圧Ｖｐが大きく上昇し（図７（ｊ）−（３））、所定の電圧以上になると（図７（ｊ）−（４））、発電検出回路２３１から出力されるＬ信号はハイレベルになる（図７（ｋ））。このため、インバータ回路２５０の出力がローレベルになり（図７（ｌ））、トランジスタ２５１、２５２がオフする（図７（ｍ））。トランジスタ２５２がオフすることにより、通信信号Ｖｃは、Ｖc3（２．５Ｖ）とＶc4（４Ｖ）の繰り返し信号となる。このとき、電圧比較器５６１によって、Ｖg1（１．５Ｖ）＜Ｖc3（２．５Ｖ）あるいはＶg2（３．５Ｖ）＜Ｖc4（４Ｖ）の比較を行うことにより、ハイレベルのＬ信号の再生が行われる（図７（ｑ）、（ｒ））。
【００８４】
ＥＣＵ５１０は、このＬ信号の変化を検出して、スタータをオフさせる。また、運転者は、警報部５６の変化（例えば、チャージランプの点灯から消灯）を確認することにより、スタータ操作を完了する。また、ＥＣＵ５１０は、徐励制御信号であるＤ信号を出力し（図７（ｃ））、エンジン６の完爆を検知した後に、徐々に車両用発電機１の出力電流を増加させることにより（図７（ｊ）−（５））、エンジン６の始動を円滑に行う。
【００８５】
なお、好ましくは、徐励制御を行うために用いられるＤ信号のデューティ比は、初期励磁制御を行う際の固定の出力指令値よりも大きい値を始点（例えば、＋αだけデューティ比を大きくする）として、徐々に出力指令を増加させる制御を行うようにする。
【００８６】
電圧制御モード（Ｅ）
ＥＣＵ５１０から所定の調整電圧（例えば１４．５Ｖ）になるように基準電圧Ｖref を設定してあり、この所定の調整電圧に調整されるように発電制御信号生成部５５においてＦ信号が生成されて、発電制御装置２に送られる。車両用発電機１では、このＦ信号にしたがって励磁電流設定部２２のトランジスタ２２１が断続制御され、出力電流をバッテリ３および電気負荷４に供給する。
【００８７】
また、バッテリ電圧はＳ端子を通して外部制御装置５に入力される。このように、車両用発電機１と外部制御装置５とを接続する通信線８と、車両用発電機１とバッテリ３とを接続する出力線とを用いて、車両用発電機１と外部制御装置５とを含む閉ループを形成することにより、ＥＣＵ５１０によって調整電圧を制御することができる。
【００８８】
なお、運転中において、電気負荷４の投入による発電トルクの急増を抑制するために、徐々に発電量を増やす徐励制御は、アンド回路５５４から出力されるＦ信号に、増加速度を決める＋αのデューティ比を加算する演算処理を行ってＤ信号を生成し、再びアンド回路５５４の出力に反映させるというフィードバック制御を行うことになる。
【００８９】
次に、図８を参照しながら、エンジン６の回転駆動力を車両用発電機１に伝達するベルトの切断が発生した場合の外部制御装置５および発電制御装置２の動作を説明する。
ベルト切れ発生前は、エンジン６は正常に回転し、発電制御装置２および外部制御装置５による発電制御も正常に行われているものとする（電圧制御モード（Ｆ））。この状態でベルト切れが発生すると、車両用発電機１の回転子が止まって、出力電圧が低下する。したがって、電圧比較器５５３の入力電圧がＶin＜Ｖref となって、この電圧比較器５５３の出力がハイレベルになる。
【００９０】
アンド回路５５４では、電圧比較器５５３の出力がハイレベルになったことを受けてフル発電制御を行うために、ハイレベルのＦ信号を出力する（図８（ｃ））。なお、その時点で徐励制御は完了しており、１００％のデューティ比を有するＤ信号が出力されているものとする。
【００９１】
発電制御装置２は、このＦ信号を受信し、フル発電を行うために励磁電流設定部２２内のトランジスタ２２１をオン制御する（図８（ｐ）、フル発電制御モード（Ｈ））。
しかしながら、トランジスタ２２１をオン制御しても、回転子が止まっているため、車両用発電機１の出力電圧は上昇せず、バッテリ電圧も上昇しない。また、発電信号Ｖｐも低下して所定の電圧レベル以下になると、発電検出回路２３１から出力されるＬ信号がローレベルに変化する（図８（ｋ））。
【００９２】
エンジン６が回転中であるにもかかわらずＬ信号がローレベルになるということは、充電系に異常（この場合は発電停止）が起きていることを意味する。発電制御装置２から外部制御装置５にこのＬ信号を送ることにより、外部制御装置５では警報を出力するとともに、エンジン系制御や充電系制御へ適切なフィードバックを行うことができる。
【００９３】
Ｌ信号がローレベルになってトランジスタ２５２がオンすると、通信信号ＶｃはＶc2（２．５Ｖ）またはＶc1（１Ｖ）となる。外部制御装置５内の電圧比較器５６１では、Ｖg2（３．５Ｖ）＞Ｖc2（２．５Ｖ）あるいはＶg1（１．５Ｖ）＞Ｖc1（１Ｖ）の比較を行うことにより、ローレベルのＬ信号の再生が行われる（図８（ｑ）、（ｒ））。
【００９４】
この結果、ＥＣＵ５１０に入力されているＬ信号がハイレベルからローレベルに切り替わる。ＥＣＵ５１０は、図６に示した動作手順にしたがって、ステップＳ１０３の判定処理からステップＳ２０１のエンジン始動の判定に移行する。この場合は、既にエンジン６は起動された状態にあるため、このステップＳ２０１の判定において否定判断が行われ、次のステップＳ２０２においてＦ信号の出力を停止させることにより（図８（ｃ））、Ｆ制御停止モード（Ｉ）に移行する。また、ステップＳ１０８において発電が停止していることを表示し、運転者に充電系統に異常が発生している旨の警告が行われる。
【００９５】
このようにしてＦ信号がローレベルになると、トランジスタ５６２がオフされるため、通信信号ＶｃはＶc1（１Ｖ）になる（図８（ｆ））。発電制御装置２内の電圧比較器２５３では、基準電圧Ｖd1（１．５Ｖ）とＶc1（１Ｖ）を比較し、出力をローレベルにしてＦ信号を再生する（図８（ｎ）、（ｏ））。
【００９６】
発電制御装置２では、このように再生されたローレベルのＦ信号に基づいて励磁電流設定部２２内のトランジスタ２２１をオフ制御する（図８（ｐ））。この状態は、エンジン６を停止し、スイッチ７がオフされるまで継続される。なお、この間、界磁巻線１２に励磁電流が流れないので、バッテリ３の消費電流を抑えることができる。
【００９７】
このように、本実施形態では、車両用発電機１とバッテリ３を接続する充電線（電力線）と、バッテリ３と外部制御装置５を接続するバッテリ電圧供給線と、外部制御装置５と車両用発電機１を接続する通信線とを閉ループ状に配線している。
【００９８】
励磁電流の状態を示すＦ信号は、車両用発電機１の出力電流に変換されて、出力端子（Ｂ端子）から出力される。このＦ１信号を含んだ出力電流は、充電線を伝わってバッテリ３に供給され、バッテリ３の端子電圧に変換される。さらにこの端子電圧は外部制御装置５に入力され、所定電圧と比較されて、デューティ信号に変換される。このデューティ信号により、Ｆ１信号が外部制御装置５内で生成され、伝達される。
【００９９】
車両用発電機１の発電状態を示すＬ信号は、上述した閉ループの一部である通信線を伝わる通信信号に重畳されて、車両用発電機１から外部制御装置５に入力される。外部制御装置５では、通信信号を所定電圧と比較することにより再生する。
【０１００】
したがって、車両用発電機１から外部制御装置５に対して閉ループを用いて２種類の信号を伝達することができる。これにより、これらの間を接続する接続線および接続部の数を減らすことができ、コスト低減、信頼性の向上、軽量化、作業性の向上が可能になる。また、ＰＣＭ信号を用いる場合のように変調／復調を行うための複雑な構成が不要であり、構成の簡略化が可能である。さらに、通信線を介して通信信号の電圧レベルを可変することにより信号の伝達を行っているため、デジタル通信を行う場合のように特に通信速度に制約がなく、常時Ｆ信号を通信することも可能となる。
【０１０１】
また、外部制御装置５においてＬ信号とＦ信号の２つの信号を処理して車両用発電機１の制御を行うことにより、以下に示す利点が生じる。
（１）発電制御装置２のスタンバイ状態（電源起動モード）を確認した後にＦ信号を送出することが可能になる。これにより、スタータが回っていない状態では、Ｆ信号を出力せずにトランジスタ２２１のオフ状態を維持することができるため、界磁巻線１２による無駄な電力消費をゼロにすることができる。
【０１０２】
これに対し、従来は、車両用発電機が回転していない状態では出力電圧が調整電圧以下になるため、励磁電流制御用のトランジスタがオン状態になり、界磁巻線に励磁電流が流れていた。例えば、界磁巻線１２に流れる電流は３〜６Ａ程度であり、初期励磁制御を行った場合であっても０．５〜１Ａ程度は励磁電流が流れていたが、本実施形態の外部制御装置５および発電制御装置２を用いることにより、これらの無駄な励磁電流をなくすことができる。
【０１０３】
（２）発電制御装置内部で初期励磁電流を生成し、回転に応じたＶｐ特性と所定の閾値と比較することによりエンジンの完爆を検知する従来方式があるが、この方式では、車両の始動特性に合わせて完爆検知レベルを車両毎に調整する必要があり、発電制御装置あるいは車両用発電機の品種が増加するという問題があった。ところが、本実施形態の外部制御装置５および発電制御装置２を用いることにより、Ｌ信号の立ち上がりで初期励磁制御から徐励制御へ切り替えることができる。しかも、発電信号Ｖｐの特性を、初期励磁制御におけるＦ信号のデューティ比の調整によって可変することができるため、ハードウエアの変更なしにソフトウエアを変更するだけで早期に対応することができ、車両にあわせた最適な設定を実現できるとともに、開発期間の短縮によるコスト低減を図ることができる。また、発電制御装置２の品種を減らすことができ、量産効果によるさらなるコストダウンが可能になる。
【０１０４】
（３）ベルト切れが発生した場合にＬ信号がハイレベルからローレベルに切り替わるため、これを検出して発電停止の警報を行ったり、Ｆ信号の出力停止による励磁電流の通電を停止することができる。したがって、界磁巻線１２による無駄な励磁電流の消費をゼロに抑えることができる。
【０１０５】
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、発電状態信号としてＰ端子に発生する発電信号Ｖｐを所定のレベルと比較して、ローレベルあるいはハイレベルとなるＬ信号を生成して用いたが、励磁電流や残留磁化により発生するＰ端子の発電信号を所定の閾値と比較し、この発電信号の方が小さければローレベルとなり、この発電信号の方が大きければ発電信号に応じたパルスとなるＰ信号を、Ｌ信号の代わりに用いるようにしてもよい。この場合には、Ｐ信号に含まれるパルスの有無により発電が行われているか否かを示す情報に加えて車両用発電機の回転情報を外部制御装置５に伝えることができる。
【０１０６】
これによれば、発電機内の２つの情報を表すＦデューティ（励磁電流状態）とＮｐ（発電機の回転状態）を同時に検出することができるので、ＥＣＵにて発電機自身の発電状態（出力電流特性や発電トルク特性）を正確かつ容易に検知することが可能となる。
【０１０７】
特に、ベルトゆるみやベルト劣化により発電機の回転がスリップし、エンジン回転と同期しなくなった場合でも、直接検出した発電機の回転数とそれに対応したＦデューティにより、エンジンのアイドリング回転数の見込み補正をすることができるので、アイドリング回転数の上昇や不安定なオーバーシュートや、アイドリング回転上昇による燃費悪化を防止することができる。これに対し、従来においては、発電機の回転がスリップしているときには、正常時よりも回転が低下してしまいＦデューティを増加して電気負荷へ電力を供給することになる。したがって、Ｆデューティが増加していることから、アイドリング回転の上昇や不安定なオーバーシュート回転を招くおそれがある。また、アイドリング回転の上昇は、燃費悪化につながってしまう。
【０１０８】
また、発電機の回転とエンジン回転のズレにより、ベルト状態を知ることが可能になる。したがって、ベルトのゆるみによる発電不足やベルト切れ故障に至る前に処置することができる。
また、上述した実施形態では、スタータによるクランキング中に初期励磁電流を流してその電流によるＶｐ特性を所定の閾値と比較してＬ信号を生成し、このＬ信号の立ち上がりによって初期励磁制御から徐励制御への切り替えを行ったが、エンジン回転センサを用いて、この検出した回転数が所定の回転数よりも高くなったことでエンジンの完爆を検知するようにしてもよい。このとき、Ｆ信号をＦ制御停止から徐励制御に切り替えて、徐励制御による励磁電流で発生する発電信号Ｖｐ等を所定レベルと比較して判別し、Ｌ信号を変化させるようにしてもよい。このようにすることで、初期励磁制御を省略することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両用発電機および外部制御装置の構成を示す図である。
【図２】車両用発電機に含まれる発電制御装置の概略的な構成を示す図である。
【図３】外部制御装置の概略的な構成を示す図である。
【図４】発電制御装置の詳細な構成を示す図である。
【図５】外部制御装置の詳細な構成を示す図である。
【図６】外部制御装置内のＥＣＵの動作手順を示す流れ図である。
【図７】図６の流れ図にしたがって動作する発電制御装置およびエンジン制御装置の各部の入出力波形を示すタイミング図である。
【図８】図６の流れ図にしたがって動作する発電制御装置およびエンジン制御装置の各部の入出力波形を示すタイミング図である。
【符号の説明】
１ 車両用発電機
２ 発電制御装置
３ バッテリ
８ 通信線
１１ 固定子巻線
１２ 界磁巻線
１３ 整流回路
２１ 発電機側送受信部
２２ 励磁電流設定部
２３ 発電状態信号生成部
５１ エンジン系制御部
５２ 充電系制御部
５３ 車両側送受信部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a generator control system that controls a power generation state of a vehicle generator mounted on a passenger car, a truck, or the like.
[0002]
[Prior art]
The power generation control device built in the vehicle generator includes a power terminal (B terminal) and a ground terminal (E terminal) connected to the positive and negative output terminals of the vehicle generator, and a stator winding. A generator is provided with a phase voltage input terminal (P terminal) connected to one end, an excitation current control terminal (F terminal) for controlling intermittently the current flowing in the excitation winding, and the like.
[0003]
In addition, the power generation control device includes an IG terminal that inputs the intermittent state of the ignition switch, an L terminal that outputs a warning signal in response to an abnormality of the generator, an S terminal that applies battery voltage, and an excitation of the generator. The vehicle side includes an FR terminal for outputting the current state to the outside, a C terminal for inputting a generator control signal from the outside, and the like.
[0004]
In recent years, the number of connecting lines connecting generators attached to engines and various in-vehicle devices tends to increase. As the amount of connecting lines used increases, the cost increases and the weight increases. As a result, the fuel consumption of the vehicle may deteriorate. In addition, the large number of connection lines may spoil the appearance of the engine room due to complicated wiring, and may lead to a decrease in reliability due to an increase in the number of connection parts of the connection lines.
[0005]
As a conventional technique for dealing with these disadvantages, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-51976 is known. In this publication, the IG signal and the C signal are transmitted from the ECU and received by the power generation control device, and the two-way communication in which the FR signal is transmitted from the power generation control device and received by the ECU is performed using one signal line. Thus, a technique for reducing the number of terminals and simplifying wiring is disclosed. This publication also describes that multi-value analog voltage information is used instead of binary analog voltage information, and that PCM signals and digital communication are performed using binary analog voltage. It is possible to communicate by including the above signal in the PCM signal.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the prior art disclosed in the above-mentioned publication, after starting the generator by sending an IG signal, the C signal is transmitted and received from the ECU to the generator side, and the FR signal is transmitted and received from the generator to the ECU side, respectively. However, a plurality of signals could not be transmitted simultaneously from the generator to the ECU side. For this reason, when an alarm signal is to be sent together with the FR signal, it is necessary to send the alarm signal using another connection line, resulting in an increase in the number of connection lines and the number of terminals, and an increase in cost. There is a problem that it is necessary to secure an arrangement space and the workability of scooping is deteriorated.
[0007]
In addition, when transmitting and receiving a plurality of signals using PCM signals or the like, a configuration for performing modulation / demodulation is required for both the generator and the ECU, resulting in a complicated configuration and an associated high cost. was there. In addition, when performing digital communication, the communication speed cannot be increased so much with an inexpensive configuration, and in particular, an F signal that changes in a cycle of several ms to several tens of ms cannot be constantly communicated.
[0008]
The present invention was created in view of the above points, and its purpose is to reduce the number of connection lines when a plurality of signals are transmitted from a generator to an external control device, and is lightweight. An object of the present invention is to provide a generator control system that can reduce the cost, reduce the cost, improve the workability, improve the reliability, and simplify the configuration.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a generator control system according to the present invention includes a generator with a built-in power generation control device that controls excitation current, a battery and an electrical load to which power generated by the generator is supplied, and And an external control device for controlling the generator in accordance with the operating state of the engine and the state of the battery and the electric load. In addition, the control system includes a control path for electrically connecting the generator, the battery, and the external control device to each other and wiring in a closed loop, and a first signal indicating the state of the excitation current controlled by the power generation control device. First signal transmitting means for generating (for example, F signal) in the external control device based on the battery voltage and transmitting the first signal through the control path between the external control device and the power generation control device; Second signal transmission for generating a second signal (for example, L signal) indicating the operating state of the machine in the power generation control device and transmitting the second signal from the power generation control device to the external control device through the control path Means. Thus, by using a control path wired in a closed loop shape, two types of signals can be transmitted simultaneously from the generator to the external control device without increasing the number of connection lines. By reducing the number of connection lines, it is possible to reduce the weight, reduce costs, improve workability, improve reliability, and simplify the configuration.
[0013]
  Mentioned aboveThe first and second signal transmission means have in common the vehicle side transmission / reception means provided in the external control device and the generator side transmission / reception means provided in the power generation control device. A communication line connecting the first input / output terminal provided in the transmission / reception means and the second input / output terminal provided in the generator-side transmission / reception means is included, and the first signal and the second signal are included. Communication signals includingCommunicated.By using a single communication line connecting the external control device and the generator, the number of connections can be minimized. In addition, since the signal transmitted through the communication line is a communication signal that does not involve power supply, it is only necessary to pass a current necessary for electrical connection of the connection part, and a low-capacity connection line can be used, thereby reducing the cost. Can be lowered. Further, since bidirectional communication is performed, the communication capacity can be increased.
[0014]
  The vehicle-side transmitting / receiving means described above is connected between the first input / output terminal and the power source, the first bias means connected between the first input / output terminal and the power source, and the first input / output terminal and the power source. The generator-side transmitting / receiving means described above includes a third bias means connected between the second input / output terminal and the ground, and a second bias means that operates based on the signal. And a fourth bias unit which is connected between the input / output terminal and the ground and operates based on the second signal, and the communication signal is lower than the battery voltage and higher than the ground potential.Is set.The communication signal is generated by the bias supplied by the power supply in the external control device, and it is not connected to the power handling part such as the generator or battery, so surges, ignition noise, etc. when the load is superimposed on the power line Can adversely affect the communication signal.
[0015]
  In addition, the power generation control device described above includes power supply starting means for generating a constant voltage power source and enabling the power generation control device to operate when the potential of the second input / output terminal is equal to or higher than a predetermined value.Have.A stable operating current can be supplied to the second input / output terminal by generating the constant voltage power supply by the power supply starting means. Therefore, it is possible to prevent the malfunction of the generator due to the decrease in the battery voltage.
[0016]
Further, the vehicle-side transmitting / receiving means described above receives the voltage of the first input / output terminal and the first reference voltage that is changed in the same direction as this change direction in accordance with the change in the voltage level of the first signal. It is desirable to have first signal detection means for detecting the second signal in comparison. Further, the generator-side transmitting / receiving means described above includes a voltage at the second input / output terminal and a second reference voltage that is changed in the same direction as the direction of the change according to the change in the voltage level of the second signal. It is desirable to have second signal detection means for detecting the first signal by comparing the two. When two-way communication is performed using a common communication line, the potential of the communication line varies depending on its own transmission signal, but the signal reception threshold is changed accordingly. False detection due to changes can be prevented.
[0017]
  In addition, the external control device described above includes a power generation command changing unit that changes the first signal in response to switching of the second signal sent from the generator.Have.This makes it possible to change the state of the excitation current while monitoring the operating state of the generator. Therefore, for example, it is possible to switch from initial excitation control to gradual excitation control at an appropriate timing. In addition, since the detection of the generator operating state and the excitation current control can be performed separately, the difference in the generator operating state during initial excitation control can be adjusted by varying the excitation current. It is possible to cope with differences in engine characteristics by changing the software without changing the hardware. For this reason, the types of power generation control devices and the like can be reduced, and the cost can be reduced due to the mass production effect.
[0018]
  The power generation command changing means described above sets the first signal to a value for stopping the energization of the excitation current when the starter for starting the engine is stopped, and the first signal when the starter is operating. Set the generator output to a low control value, stop the starter operation after the second signal is switched, and gradually change the first signal to gradually increase the excitation current.increase.Thereby, it is possible to suppress wasteful power consumption due to the excitation current in a state before starting the engine where the starter is not rotating. Further, the engine can be started smoothly by the starter by keeping the power generation amount low during the starter operation. Further, after the engine is started, the engine rotation can be smoothly increased by gradually increasing the amount of power generation.
[0021]
The generator control system according to the present invention includes a generator with a built-in power generation control device that controls the excitation current, a battery and an electrical load to which power generated by the generator is supplied, an engine operating state, and a battery. And an external control device that controls the generator in accordance with the state of the electric load. The external control device also includes a first bias means connected between the first input / output terminal and the power source, and a first input / output based on a first signal representing the state of the excitation current of the generator. Vehicle side transmission / reception means including second bias means connected between the terminal and the power source is provided. The power generation control device includes a third bias unit connected between the second input / output terminal connected to the first input / output terminal via the communication line and the ground, and a second bias indicating the operating state of the generator. Generator-side transmission / reception means including a fourth bias means connected between the second input / output terminal and the ground based on the above signal. The vehicle-side transmission / reception means is configured such that the switch means connected between the battery and the external control means becomes conductive, and then the power source of the power generation control device is generated by a communication signal generated by the first bias means and the third bias means. And a predetermined voltage corresponding to the first signal for stopping the conduction of the excitation current and the voltage of the first input / output terminal generated by connecting the fourth bias means in response to the activation of the power supply And a response signal from the generator side is generated. Since a response is obtained from the generator, it can be confirmed that the signal transmitted from the external control device has been normally received and the generator has started operating normally. If the communication line is broken or short-circuited, the response signal is not switched, so that it is possible to know the abnormality on the generator side including the communication line.
[0022]
Moreover, it is desirable that the above-described external control device can perform a starter operation after a response signal is generated. As a result, it is possible to start the engine only when the generator is normal, and it is possible to prevent a failure that causes the battery to run out during traveling.
[0023]
In addition, it is desirable that the external control device described above can send the first signal after the response signal is generated. Thereby, energization of the excitation current can be stopped while the response signal is being transmitted and received, and wasteful power consumption can be suppressed.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a control system for a vehicle generator according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a vehicular generator and an external control device according to an embodiment to which the present invention is applied, and also shows a connection state between the vehicular generator and an external control device, a battery, and the like. ing. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a power generation control device included in the vehicular generator. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the external control device. FIG. 4 is a diagram illustrating a detailed configuration of the power generation control device. FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of the external control device.
[0025]
In FIG. 1, a vehicular generator 1 is driven by an engine 6 for full-wave rectification of a three-phase stator winding 11 included in the stator and a three-phase output of the stator winding 11. A rectifier circuit 13 provided in the rotor, a field winding 12 included in the rotor, and a power generation control device 2 that controls the output voltage to be a predetermined adjustment voltage setting value (for example, 14.5 V). It is configured. The output voltage of the vehicular generator 1 is controlled by appropriately turning on / off the energization of the field winding 12 by the power generation control device 2. The output terminal (B terminal) of the vehicular generator 1 is connected to the battery 3 and other electric loads 4, and power is supplied to them from the vehicular generator 1.
[0026]
The power generation control device 2 described above includes a generator-side transmission / reception unit 21 that transmits and receives signals to and from the external control device 5, an excitation current setting unit 22 that controls the excitation current that flows through the field winding 12, and a vehicle A power generation state signal generation unit 23 that monitors a power generation state of the generator 1 and generates a power generation state signal is provided.
[0027]
The external control device 5 includes an engine system control unit 51 that controls the operation of the engine 6, a charging system control unit 52 that controls the power generation operation of the vehicular generator 1, and various types among the vehicular generator 1. The vehicle side transmission / reception part 53 which transmits / receives this information is comprised. The charging system control unit 52 described above includes a power supply activation signal generation unit 54, a power generation control signal generation unit 55, and an alarm unit 56.
[0028]
The engine 6 is provided with an injector for each cylinder, the fuel supply amount is controlled, and a spark plug attached to each cylinder is ignited in the order of the ignition cylinder by a distributor, and the fuel in each cylinder is exploded. The operations of the injector, the spark plug, and the like are controlled by an ECU (Engine Control Unit) 510 that constitutes the engine system control unit 51 of the external control device 5.
[0029]
In order to detect parameters and data of the engine 6 required for control by the ECU 510, for example, a pressure sensor that detects the pressure P in the intake pipe of the engine 6, a temperature sensor that detects the cooling water temperature or the intake air temperature T of the engine 6, and the engine 6 is provided with an opening degree sensor for detecting the opening degree θ of the throttle valve 6 and a rotation sensor for detecting the rotational speed of the engine 6, and these detection signals and signals indicating the operation state of the starter are taken in.
[0030]
The ECU 510 is configured using, for example, a microcomputer and the like, and a central processing unit that performs various calculations in order to perform control of the engine 6 and power generation control in an optimum state according to the engine state and the electric load state. (CPU), a random access memory (RAM) for temporarily storing various data used for calculation, and a read only memory (ROM) for storing and storing programs and necessary data.
[0031]
As shown in FIG. 1, the vehicle generator 1, the battery 3, and the external control device 5 of this embodiment have a control path wired in a closed loop shape, and various signals are transmitted through this control path.
The generator-side transceiver unit 21, the charging system control unit 52, and the vehicle-side transceiver unit 53 described above correspond to the first signal transmission unit. The generator side transmission / reception unit 21, the power generation state signal generation unit 23, and the vehicle side transmission / reception unit 53 correspond to the second signal transmission means. The power generation control signal generation unit 55 corresponds to the power generation control signal generation unit, the switch 7 corresponds to the switch unit, the generator side transmission / reception unit 21 corresponds to the generator side transmission / reception unit, and the vehicle side transmission / reception unit 53 corresponds to the vehicle side transmission / reception unit. The power activation unit 26 corresponds to the power activation unit, the alarm unit 56 corresponds to the alarm unit, and the ECU 510 corresponds to the power generation command change unit.
[0032]
Next, a generator-side transmitting / receiving unit 21, a vehicle-side transmitting / receiving unit 53 that transmits and receives signals between the external control device 5 and the power generation control device 2 built in the vehicle generator 1, and various signals are sent to these. The input power generation state signal generation unit 23, power supply activation signal generation unit 54, and power generation control signal generation unit 55 will be described.
[0033]
When the switch 7 is turned on, the terminal voltage (battery voltage) of the battery 3 is applied to the S terminal provided in the external control device 5. Along with this, the resistor 541 and the Zener diode 542 constituting the power supply activation signal generator 54 generate the power supply voltage Vcc1 for performing the circuit operation of the external control device 5 and start supplying them to each circuit. The power supply voltage Vcc1 is input to the interface unit 530 as an IG signal (power activation signal).
[0034]
The resistor 531 in the interface unit 530 included in the external control device 5 and the resistor 241 in the interface unit 24 included in the power generation control device 2 are connected in series via the communication line 8, and the power supply voltage is connected to the resistor 531. Vcc1 (for example, 5V) is applied, and the resistor 241 is grounded. Assuming that the resistances of the two resistors 531 and 241 are set to substantially the same value, the potential at the connection point between the communication line 8 and the resistor 531 is set to 2.5 V, which is almost half of the power supply voltage Vcc1, thereby An IG signal is transmitted from the control device 5 toward the communication line 8.
[0035]
The interface unit 24 in the generator-side transmitting / receiving unit 21 receives the IG signal when the potential of the C2 terminal (second input / output terminal) becomes 2.5 V, and the IG signal is sent to the power supply starting unit 26 as it is. It is done.
In the power supply starting unit 26, resistors 261 and 262 are connected in series, one end of the resistor 261 is connected to the C2 terminal, and one end of the resistor 262 is grounded. The base of an NPN transistor 265 is connected to the connection point between the resistors 261 and 262. The emitter of the transistor 265 is grounded, and the collector is connected to the output terminal (B terminal) of the vehicle generator 1 via resistors 264 and 263. A base of a PNP transistor 266 is connected to a connection point between the resistors 264 and 263. The resistor 263 described above is connected in parallel between the base and emitter of the transistor 266, and the collector is connected to the cathode side of the Zener diode 267. The anode side of this Zener diode is grounded. The connection point of the transistor 266 and the Zener diode 267 is connected to a supply line that supplies the power supply voltage Vcc2 to each circuit in the power generation control device 2.
[0036]
When the potential of the C2 terminal of the power generation control device 2 rises, a current flows through the resistors 261 and 262 in the power supply starting unit 26 and the transistor 265 is turned on. For example, the transistor 265 is set to be turned on when the potential of the C2 terminal becomes 1 V or higher. When the transistor 265 is turned on, a current flows through the resistors 263 and 264, so that the transistor 266 is turned on. Therefore, a constant current is supplied from the collector of the transistor 266 to the Zener diode 267, and a constant power supply voltage Vcc2 is generated.
[0037]
Thus, when the IG signal is transmitted from the external control device 5 to the power generation control device 2, the power generation control device 2 becomes operable.
Next, an operation of transmitting and receiving an F signal (power generation control signal) between the external control device 5 and the power generation control device 2 will be described.
[0038]
About F signal transmission
ECU 510 outputs a reference voltage Vref (voltage command) for controlling battery voltage Vs and a D signal (duty command) for directly controlling a duty setting circuit constituted by AND circuit 554.
[0039]
i) Voltage command
The reference voltage Vref is set so as to be a predetermined battery voltage according to the state of the vehicle, and is input to the positive side input terminal of the voltage comparator 553 in the power generation control signal generation unit 55. A voltage Vin obtained by dividing the actual battery voltage Vs by the resistors 551 and 552 is input to the negative side input terminal of the voltage comparator 553. Therefore, the voltage comparator 553 sets the output to the high level when Vin <Vref, and sets the output to the low level when Vin> Vref. By switching the output of the voltage comparator 553 between the high level and the low level in this way, the actual battery voltage Vs is adjusted to match the predetermined battery voltage.
[0040]
ii) Duty command
When limiting the exciting current flowing through the field winding 12 of the vehicular generator 1, the ECU 510 responds by sending a duty command (D signal) directly to the AND circuit 554 in the power generation control signal generator 55. be able to. In this way, the F signal is generated by the AND circuit 554 and input to the interface unit 530.
[0041]
Next, the configuration of the interface unit 530 that transmits the F signal will be described. The generated F signal is input to the inverter circuit 564. The output terminal of the inverter circuit 564 is connected to the base of a PNP transistor 562 via a resistor 536. The emitter of the transistor 562 is connected to a power supply line for supplying a power supply voltage Vcc1, and the collector is connected to a C1 terminal (first input / output terminal) via a resistor 532.
[0042]
Next, the operation of the interface unit 530 that transmits the F signal will be described. When the F signal is at a high level, the output of the inverter circuit 564 is at a low level and the transistor 562 is turned on. Conversely, when the F signal is at a low level, the output of the inverter circuit 564 is at a high level, turning off the transistor 562. Therefore, the level of the F signal is transmitted as a communication signal Vc having a different voltage level by the intermittent operation of the transistor 562. Specifically, when the transistor 252 in the interface unit 24 on the power generation control device 2 side is turned on, it is transmitted as a communication signal Vc having one of two voltage levels Vc1 and Vc2. In addition, when the transistor 252 in the interface unit 24 on the power generation control device 2 side is turned off, it is transmitted as a communication signal Vc having one of two voltage levels Vc3 and Vc4.
[0043]
About reception of F signal
A configuration of the interface unit 24 in the power generation control device 2 that receives the F signal will be described. The communication signal Vc output from the external control device 5 is input to the C2 terminal of the power generation control device 2 via the communication line 8. The interface unit 24 includes a voltage comparator 253 for receiving the F signal. The voltage comparator 253 has a positive input terminal connected to the C2 terminal, and a reference voltage Vd is applied to the negative input terminal. The output of the voltage comparator 253 is input to the base of the transistor 221 in the exciting current setting unit 22.
[0044]
The circuit configuration is devised so that the reference voltage Vd applied to the negative input terminal of the voltage comparator 253 has two voltage levels Vd1 and Vd2. Next, this circuit configuration will be described. An output terminal of the inverter circuit 250 provided in the interface unit 24 is connected to the resistor 247 and the resistor 245. One end of the resistor 247 is connected to the base of an NPN transistor 252. The emitter of the transistor 252 is grounded, and the collector is connected to the C2 terminal via the resistor 242. On the other hand, one end of the resistor 245 is connected to the base of the NPN transistor 251. The emitter of the transistor 251 is grounded, and the collector is connected to the negative input terminal of the voltage comparator 253 via the resistor 246. Further, the connection point of the resistors 243 and 244 is also connected to the negative side input terminal of the voltage comparator 253. These resistors 243 and 244 divide the power supply voltage Vcc2, and this voltage dividing point is connected to the negative side input terminal of the voltage comparator 253.
[0045]
Next, the operation of the interface unit 24 that receives the F signal will be described.
i) When the input of the inverter circuit 250 is low level
When the power supply voltage Vcc2 is supplied as the operating voltage, the output of the inverter circuit 250 becomes high level and both the transistors 252 and 251 are turned on. As a result, the reference voltage Vd1 (for example, 1.5 V) determined by the resistors 243, 244, and 246 and the power supply voltage Vcc2 is generated and applied to the negative input terminal of the voltage comparator 253.
[0046]
Further, when the F signal is at a low level, that is, when the transistor 562 in the interface unit 530 on the external control device 5 side is off, the resistors 241 and 242 and the interface unit are connected to the plus side input terminal of the voltage comparator 253. A communication signal Vc having a voltage Vc1 (for example, 1 V) determined by the resistor 531 in 530 and the power supply voltage Vcc1 is input. On the other hand, when the F signal is at a high level, that is, when the transistor 562 in the interface unit 530 on the external control device 5 side is on, the resistors 241 and 242, the resistors 531 and 532 in the interface unit 530, and the power supply voltage Vcc1 A communication signal Vc having a determined voltage Vc 2 (for example, 2.5 V) is input to the positive side input terminal of the voltage comparator 253.
[0047]
In this way, the voltage comparator 253 compares the reference voltage Vd1 (1.5 V) with the communication signal Vc having one of the voltages Vc1 (1 V) and Vc2 (2.5 V), thereby obtaining the F signal. Playing.
ii) When the input of the inverter circuit 250 is high level
When a high level is input to the inverter circuit 250, the output becomes a low level, and both the transistors 252 and 251 are turned off. As a result, the reference voltage Vd2 (for example, 3.5 V) determined by the resistors 243 and 244 and the power supply voltage Vcc2 is generated and applied to the negative input terminal of the voltage comparator 253.
[0048]
Further, when the F signal is at a low level, that is, when the transistor 562 in the interface unit 530 on the external control device 5 side is turned off, the positive input terminal of the voltage comparator 253 is connected to the resistor 241 and the interface unit 530. The communication signal Vc having a voltage Vc3 (for example, 2.5 V) determined by the resistor 531 and the power supply voltage Vcc1 is input. On the other hand, when the F signal is at a high level, that is, when the transistor 562 in the interface unit 530 on the external control device 5 side is on, the voltage determined by the resistor 241 and the resistors 531 and 532 in the interface unit 530 and the power supply voltage Vcc1. A communication signal Vc having Vc4 (for example, 4V) is input to the positive side input terminal of the voltage comparator 253.
[0049]
In this way, the voltage comparator 253 compares the reference voltage Vd2 (3.5 V) with the communication signal Vc having one of the voltages Vc3 (2.5 V) and Vc4 (4 V), thereby obtaining the F signal. Playing.
As described above, the F signal is transmitted from the external control device 5 to the power generation control device 2 so that the power generation control device 2 can be controlled. Further, since the F signal generated by the external control device 5 is directly transmitted to the transistor 221 in the excitation current setting unit 22 included in the power generation control device 2, the excitation current setting unit 22 outputs the F signal to the transmitted F signal. There is no delay in operation.
[0050]
Next, an operation of transmitting and receiving an L signal indicating the power generation state of the vehicle generator 1 between the power generation control device 2 and the external control device 5 will be described.
About transmission of L signal
The L signal is generated by the power generation state signal generation unit 23 provided in the power generation control device 2. The power generation state signal generation unit 23 includes a power generation detection circuit 231 and an abnormality detection circuit 232. The power generation detection circuit 231 receives a power generation signal (smooth voltage signal Vp or rotation signal Np) from one end (P terminal) of the stator winding 11 of the vehicle generator 1. The output signal of the power generation detection circuit 231 is input to the inverter circuit 250 in the interface unit 24.
[0051]
For example, the power generation detection circuit 231 compares the voltage level of the input power generation signal with a predetermined voltage level. If the voltage level of the power generation signal is lower, the power generation detection circuit 231 converts the low level L signal to the power generation signal. When the voltage level is higher, a high level L signal is output.
[0052]
In addition, the abnormality detection circuit 232 detects, for example, an L signal (for example, duty) when detecting an abnormal state in which the transistor 221 in the excitation current setting unit 22 is short-circuited and becomes impossible to control the excitation current. An instruction to output a pulse signal having a ratio of about 50% is sent to the power generation detection circuit 231. When the external control device 5 receives the L signal to notify the abnormality, for example, forcibly connecting an electric load or preventing the battery 3 from being seriously damaged in order to suppress overcharging. Abnormal countermeasures can be implemented.
[0053]
Next, the configuration of the interface unit 24 that transmits the L signal will be described. The generated L signal is input to the inverter circuit 250. The output terminal of the inverter circuit 250 is connected to the base of an NPN transistor 252 via a resistor 247. The emitter of the transistor 252 is grounded, and the collector is connected to the C2 terminal via the resistor 242.
[0054]
Next, the operation of the interface unit 24 that transmits the L signal will be described. When the L signal is at a low level, the output of the inverter circuit 250 is at a high level and the transistor 252 is turned on. Further, when the L signal is at a high level, the output of the inverter circuit 250 is at a low level, and the transistor 252 is turned off. Therefore, the level of the L signal is transmitted as the communication signal Vc having a different voltage level by the intermittent operation of the transistor 252. Specifically, when the transistor 562 in the interface unit 530 on the external control device 5 side is on, the signal is transmitted as a communication signal Vc having one of two voltage levels Vc1 and Vc3. In addition, when the transistor 562 in the interface unit 530 on the external control device 5 side is off, the signal is transmitted as a communication signal Vc having one of two voltage levels Vc2 and Vc4.
[0055]
About reception of L signal
A configuration of the interface unit 530 in the external control device 5 that receives the L signal will be described. The communication signal Vc output from the power generation control device 2 is input to the C1 terminal of the external control device 5 via the communication line 8. The interface unit 530 includes a voltage comparator 561 for receiving the L signal. The voltage comparator 561 has a positive input terminal connected to the C1 terminal, and a reference voltage Vg applied to the negative terminal. The output of the voltage comparator 561 is input to the ECU 510 and the alarm unit 56.
[0056]
The circuit configuration is devised so that the reference voltage Vg applied to the negative input terminal of the voltage comparator 561 has two voltage levels Vg1 and Vg2. Next, this circuit configuration will be described. An output terminal of the inverter circuit 564 provided in the interface unit 530 is connected to the resistor 536 and the resistor 537. One end of the resistor 536 is connected to the base of an NPN transistor 562. The emitter of the transistor 562 is connected to a supply line that supplies a power supply voltage Vcc 1, and the collector is connected to the C 1 terminal via a resistor 532.
[0057]
Next, the operation of the interface unit 530 that receives the L signal will be described.
i) When the input of the inverter circuit 564 is low level
When a low level signal is input to the inverter circuit 564, the output becomes a high level, and both the transistors 562 and 563 are turned off. As a result, the reference voltage Vg1 (for example, 1.5 V) determined by the resistors 533 and 534 and the power supply voltage Vcc1 is generated and applied to the negative input terminal of the voltage comparator 561.
[0058]
ii) When the input of the inverter circuit 564 is high level
When a high level signal is input to the inverter circuit 564, the output becomes a low level and both the transistors 562 and 563 are turned on. As a result, the reference voltage Vg2 (for example, 3.5 V) determined by the resistors 533, 534, and 535 and the power supply voltage Vcc1 is generated and applied to the negative side input terminal of the voltage comparator 561.
[0059]
iii) When the L signal is low
When the F signal is at a low level, the resistors 241 and 242 in the interface unit 24 included in the power generation control device 2 and the resistors in the interface unit 530 included in the external control device 5 are connected to the positive side input terminal of the voltage comparator 561. 531, a communication signal Vc having a voltage Vc1 (for example, 1V) determined by the power supply voltage Vcc1 is input.
[0060]
When the F signal is at a high level, resistors 241 and 242 in the interface unit 24 included in the power generation control device 2, resistors 531 and 532 in the interface unit 530 included in the external control device 5, and a voltage determined by the power supply voltage Vcc1. A communication signal Vc having Vc2 (for example, 2.5 V) is input to the positive side input terminal of the voltage comparator 561.
[0061]
Accordingly, the voltage comparator 561 at this time compares the reference voltage Vg1 (1.5 V) applied to the minus side input terminal with the voltage Vc1 (1 V) of the communication signal Vc applied to the plus side input terminal. Alternatively, by comparing the reference voltage Vg2 (3.5 V) applied to the negative input terminal and the voltage Vc2 (2.5 V) of the communication signal Vc applied to the positive input terminal, the output is set to low level. Play the L signal.
[0062]
iv) When L signal is high level
When the F signal is at a low level, the positive side input terminal of the voltage comparator 561 has a resistor 241 in the interface unit 24 included in the power generation control device 2, a resistor 531 in the interface unit 530 included in the external control device 5, A communication signal Vc having a voltage Vc3 (for example, 2.5 V) determined by the power supply voltage Vcc1 is input.
[0063]
When the F signal is at a high level, the resistor 241 in the interface unit 24 included in the power generation control device 2, the resistors 531 and 532 in the interface unit 530 included in the external control device 5, and the voltage Vc4 (determined by the power supply voltage Vcc1 ( For example, a communication signal Vc having 4 V) is input to the positive input terminal of the voltage comparator 561.
[0064]
Accordingly, the voltage comparator 561 at this time compares the reference voltage Vg1 (1.5 V) applied to the negative input terminal with the voltage Vc3 (2.5 V) of the communication signal Vc applied to the positive input terminal. Or by comparing the reference voltage Vg2 (3.5 V) applied to the minus side input terminal with the voltage Vc4 (4 V) of the communication signal Vc applied to the plus side input terminal. Play the L signal.
[0065]
As described above, the L signal transmitted from the power generation control device 2 can be received and captured by the external receiving device 5.
The resistor 531 corresponds to the first bias means, the resistor 532 and the transistor 562 correspond to the second bias means, the resistor 241 corresponds to the third bias means, and the resistor 242 and the transistor 252 correspond to the fourth bias means, respectively. . The resistors 533, 534, 535, and 537, the transistor 563, and the voltage comparator 561 correspond to the first signal detection unit. The resistors 243, 244, 245, 246, the transistor 251, and the voltage comparator 253 correspond to the second signal detecting means.
[0066]
FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure of the ECU 510 in the external control device 5 that controls the power generation control device 1. ECU 510 executes a series of operations shown in FIG. 6 by executing a program recorded in the ROM.
When the switch 7 is turned on, a power supply voltage Vcc1 is generated and supplied to each circuit in the external control device 5, whereby the external control device 5 enters an operating state.
[0067]
ECU 510 first takes in the L signal and the F signal (step S100), and then checks the response signal from vehicle generator 1 (step S101). Specifically, when the L signal is maintained at a high level when the engine 6 is in a stopped state, it is determined that there is no response of the L signal from the power generation control device 2. In this case, a warning notifying the abnormal response of the vehicular generator 1 is displayed by the alarm unit 56 (step S107).
[0068]
When the L signal is normally switched from the high level to the low level when the engine 6 is in the stopped state, this means that the power supply voltage Vcc2 is normally generated in the power generation control device 2, and the vehicle generator It is determined that 1 is normal.
Next, the ECU 510 determines whether or not the key switch is turned on and cranked by the starter to start the engine 6 (step S201). If the engine 6 has not started, a negative determination is made. Next, the output of the D signal is stopped, and the generation operation of the F signal is stopped (step S202). Accordingly, the excitation current is not supplied to the field winding 12 in the vehicle generator 1. Thereafter, the operation proceeds to step S103.
[0069]
Further, when the key switch is turned on by the driver and the engine 6 is started, an affirmative determination is made in the determination of step S201, and then the ECU 510 outputs a D signal having a fixed duty ratio to perform initial excitation control. Execute (Step S102).
[0070]
Next, ECU 510 determines the voltage level of the L signal (step S103). In the case of the low level (when power generation is stopped), a warning notifying the stop of power generation of the vehicular generator 1 is displayed by the alarm unit 56 (step S108), and returning to step S201, the engine 6 start determination is repeated. It is.
[0071]
On the other hand, when the L signal is at a high level (when power generation is started), the alarm unit 56 displays a display indicating normal power generation (step S109), and the ECU 510 stores the duty ratio of the F signal. The calculation for gradually increasing the ratio is performed to perform the gradual excitation control (step S104). Since ECU 510 takes in the F signal output from AND circuit 554, it can be constantly monitored, and the duty ratio may be gradually increased based on this taken-in F signal. Further, the F signal may be used so as to feed back the control amount of the engine control according to the duty ratio of the monitored F signal.
[0072]
Next, the ECU 510 performs voltage control for adjusting the battery voltage by outputting a predetermined Vref signal (reference voltage Vref) to the positive input terminal of the voltage comparator 553 in order to set the adjustment voltage of the battery 3. (Step S105). The voltage control is performed with different contents depending on the vehicle state and the like. For example, when the vehicle is in an accelerating state, a Vref signal is output so that the battery voltage becomes 0 V in order to stop the power generation and reduce the power generation torque. When the vehicle is in a decelerating state, a Vref signal is output so that the battery voltage becomes 15.5 V so as to increase the power generation amount and increase the power generation torque. At the time of fuel efficiency control, a Vref signal is output so that the battery voltage becomes 12.8V so that the power generation amount is reduced and the power generation torque does not become too large. At other times, a Vref signal is output so that the battery voltage is 14.5V.
[0073]
Next, ECU 510 determines whether or not engine 6 has stopped (step S106). If not, the ECU 510 makes a negative determination and repeats the processing after the voltage level determination of the L signal in step S103. At this time, when the electric load is connected and the battery voltage decreases, the vehicular generator 1 starts generating power. However, since the gradual excitation control is performed and the power generation amount is gradually increased, the decrease in engine rotation is suppressed. And stable engine control can be performed. If the engine 6 has stopped, an affirmative determination is made in the determination in step S106, and the series of control operations ends.
[0074]
7 and 8 are timing charts showing input / output waveforms of each part of the power generation control device 2 and the engine control device 5 operating according to the flow chart of FIG. 6, FIG. 7 is when the engine is started, and FIG. Sometimes corresponds. The contents of (a) to (r) included in FIGS. 7 and 8 are shown below.
(A) SW7: Open / close state of switch 7
(B) Vcc1: State of the power supply voltage Vcc1 generated in the external control device 5
(C) F signal: F signal waveform output from the AND circuit 554 in the external control device 5
(D) INV 564: output waveform of the inverter circuit 564 in the external control device 5
(E) TR562: Intermittent state of the transistors 562 and 563 in the external control device 5
(F) Vc: Waveform of the communication signal Vc transmitted / received via the communication line 8
(G) TR265: intermittent state of the transistor 265 in the power generation control device 2
(H) TR266: Intermittent state of the transistor 266 in the power generation control device 2
(I) Vcc2: State of the power supply voltage Vcc2 generated in the power generation control device 2
(J) Vp: Waveform of the power generation signal Vp input to the power generation detection circuit 231 in the power generation control device 2
(K) L signal: Output waveform of the power generation detection circuit 231 in the power generation control device 2
(L) INV250: Output waveform of the inverter circuit 250 in the power generation control device 2
(M) TR251: Intermittent state of the transistors 251 and 252 in the power generation control device 2
(N) Voltage comparator 253 input: input waveform of voltage comparator 253 in power generation control device 2
(O) F signal regeneration: the waveform of the F signal reproduced by the voltage comparator 253 in the power generation control device 2
(P) TR221: Intermittent state of the transistor 221 in the power generation control device 2
(Q) Voltage comparator 561 input: input waveform of the voltage comparator 561 in the external control device 5
(R) L signal reproduction: L signal waveform reproduced by the voltage comparator 561 in the external control device 5
Further, A to I provided at the top of FIGS. 7 and 8 correspond to various operation modes, and the contents thereof are shown below.
[0075]
A: Power start mode
B: F control stop mode
C: Initial excitation control mode
D: Gradual excitation control mode
E, F: Voltage control mode
G: Belt breakage occurred
H: Full power generation control mode
I: F control stop mode
First, the operations of the external control device 5 and the power generation control device 2 when the engine is started will be described with reference to FIG.
[0076]
Power activation mode (A)
When the switch 7 is turned on, the power supply voltage Vcc1 is generated (FIGS. 7A and 7B). At this time, a low level D signal is input from the ECU 510 to the AND circuit 554, and a low level F signal is output from the AND circuit 554 (FIG. 7C). Therefore, when the inverter circuit 564 starts operating in response to the supply of the power supply voltage Vcc1, the output becomes a high level (FIG. 7 (d)), and both the transistors 562 and 563 are turned off (FIG. 7 (e)). .
[0077]
Further, since the power supply voltage Vcc1 is applied to the series circuit of the resistors 531 and 241, the potential at the connection point of these two resistors 531 and 241 is biased to 2.5 V which is ½ of the power supply voltage Vcc1 ( FIG. 7 (f)).
When the potential of the C2 terminal is biased to 2.5 V in this way, the transistor 265 is turned on (FIG. 7G), and then the transistor 266 is turned on (FIG. 7H). As a result, the power supply voltage Vcc2 is generated (FIG. 7 (i)).
[0078]
At this time, since the engine 6 is stopped and the rotor of the vehicle generator 1 is not rotating, the power generation signal Vp is 0 V (FIG. 7 (j), L signal output from the power generation detection circuit 231). Therefore, when the inverter circuit 250 starts its operation in response to the supply of the power supply voltage Vcc2, the output becomes the high level (FIG. 7 (l), the transistors 251 and 252). Are both turned on (FIG. 7 (m)).
[0079]
When the voltage comparator 561 compares the voltage between the time when the switch 7 is turned on and the time when the transistor 252 is turned on, Vc> Vg and the output of the voltage comparator 561 becomes high level (FIG. 7 (q)). (R)). Further, after the transistor 252 is turned on, the output of the voltage comparator 561 becomes low level, and the L signal is reproduced.
[0080]
In this way, when the response signal (Vc) from the power generation control device 2 is switched from the high level to the low level, the power source control (generation of Vcc2) and the internal circuit operation of the power generation control device 2 are normally performed. Can be checked on the external control device 5 side. For example, when the communication line 8 is disconnected, paying attention to the input of the voltage comparator 561, Vc> Vg, and the detected L signal is maintained at a high level. Further, when the communication line 8 is short-circuited to a metal part such as a vehicle body, Vc <Vg and the detected L signal is maintained at a low level. Thus, since the response signal (reproduced L signal) does not switch from the high level to the low level, it is possible to know the response abnormality on the vehicle generator 1 side including the communication line 8. In this case, since the power generation control device 2 in the vehicular generator 1 is not started by the external control device 5, the excitation current does not flow through the excitation winding 12, and the power generation is stopped.
[0081]
F control stop mode (B), initial excitation control mode (C)
When the transistor 252 is turned on, the communication signal Vc becomes 1V (FIG. 7 (f)). Further, when the L signal is switched from the high level to the low level in the power supply start mode described above (FIG. 7 (r)), the power generation control device 2 is operating normally and enters the F control stop mode. The ECU 510 determines whether or not the engine 6 is cranked by the starter. When the engine 6 is stopped, the ECU 510 stands by and stops sending the F signal. Since the F signal is not sent, the transistor 221 in the excitation current setting unit 22 of the power generation control device 2 is off, and no excitation current flows through the field winding 12. When the engine 6 is started, the ECU 510 sends out a D signal that is an initial excitation signal (FIG. 7C).
[0082]
When the F signal is at a low level, the transistor 562 is turned off to become a communication signal Vc1 (1V). Conversely, when the F signal is at a high level, the transistor 562 is turned on to become a communication signal Vc2 (2.5V) ( FIG. 7 (f)). By comparing the reference voltage Vd1 (1.5V) with these communication signals Vc1 (1V) and Vc2 (2.5V) by the voltage comparison reference 253, the F signal is reproduced (FIG. 7 (n)). (O)). As a result, the transistor 221 in the exciting current setting unit 22 is intermittent in response to the F signal (FIG. 7 (p)).
[0083]
Further, the voltage comparator 561 compares Vg1 (1.5 V)> Vc1 (1 V) or Vg2 (3.5 V)> Vc2 (2.5 V) to reproduce the low level L signal. (FIG. 7 (q), (r)).
Gradual excitation control mode (D)
When the engine 6 is cranked by the starter, the voltage Vp of the power generation signal is increased by the initial excitation current (FIG. 7 (j)-(2)). When the engine 6 is completely detonated, the voltage Vp increases greatly (FIG. 7 (j)-(3)). When the engine 6 exceeds a predetermined voltage (FIG. 7 (j)-(4)), it is output from the power generation detection circuit 231. The L signal becomes high level (FIG. 7 (k)). For this reason, the output of the inverter circuit 250 becomes low level (FIG. 7 (l)), and the transistors 251 and 252 are turned off (FIG. 7 (m)). When the transistor 252 is turned off, the communication signal Vc becomes a repetitive signal of Vc3 (2.5 V) and Vc4 (4 V). At this time, the voltage comparator 561 compares Vg1 (1.5 V) <Vc3 (2.5 V) or Vg2 (3.5 V) <Vc4 (4 V) to reproduce the high level L signal. (FIG. 7 (q), (r)).
[0084]
ECU 510 detects the change in the L signal and turns off the starter. In addition, the driver completes the starter operation by confirming a change in the alarm unit 56 (for example, from turning on or off of the charge lamp). The ECU 510 outputs a D signal that is a gradual excitation control signal (FIG. 7C), and after detecting the complete explosion of the engine 6, gradually increases the output current of the vehicle generator 1 ( 7 (j)-(5)), the engine 6 is started smoothly.
[0085]
Preferably, the duty ratio of the D signal used for performing the gradual excitation control starts with a value larger than the fixed output command value for performing the initial excitation control (for example, the duty ratio is increased by + α). Then, control is performed to gradually increase the output command.
[0086]
Voltage control mode (E)
A reference voltage Vref is set from the ECU 510 so as to be a predetermined adjustment voltage (for example, 14.5 V), and an F signal is generated in the power generation control signal generation unit 55 so as to be adjusted to the predetermined adjustment voltage. It is sent to the power generation control device 2. In the vehicle generator 1, the transistor 221 of the excitation current setting unit 22 is intermittently controlled according to the F signal, and the output current is supplied to the battery 3 and the electric load 4.
[0087]
Further, the battery voltage is input to the external control device 5 through the S terminal. As described above, the vehicle generator 1 and the external control are used by using the communication line 8 that connects the vehicle generator 1 and the external control device 5 and the output line that connects the vehicle generator 1 and the battery 3. By forming a closed loop including the device 5, the adjustment voltage can be controlled by the ECU 510.
[0088]
During operation, in order to suppress a sudden increase in the power generation torque due to the input of the electric load 4, the gradual excitation control that gradually increases the power generation amount is + α that determines the increase speed based on the F signal output from the AND circuit 554. A feedback control is performed in which a D signal is generated by performing an arithmetic process for adding the duty ratio and reflected again in the output of the AND circuit 554.
[0089]
Next, operations of the external control device 5 and the power generation control device 2 when the belt that transmits the rotational driving force of the engine 6 to the vehicular generator 1 is cut will be described with reference to FIG.
It is assumed that the engine 6 rotates normally and the power generation control by the power generation control device 2 and the external control device 5 is normally performed before the belt break occurs (voltage control mode (F)). If the belt runs out in this state, the rotor of the vehicle generator 1 stops and the output voltage decreases. Therefore, the input voltage of the voltage comparator 553 becomes Vin <Vref, and the output of the voltage comparator 553 becomes high level.
[0090]
The AND circuit 554 outputs a high-level F signal in order to perform full power generation control in response to the output of the voltage comparator 553 becoming high level (FIG. 8C). It is assumed that the gradual excitation control is completed at that time and a D signal having a duty ratio of 100% is output.
[0091]
The power generation control device 2 receives this F signal and turns on the transistor 221 in the exciting current setting unit 22 to perform full power generation (FIG. 8 (p), full power generation control mode (H)).
However, even if the transistor 221 is turned on, since the rotor is stopped, the output voltage of the vehicle generator 1 does not increase and the battery voltage does not increase. Further, when the power generation signal Vp also decreases and becomes equal to or lower than a predetermined voltage level, the L signal output from the power generation detection circuit 231 changes to a low level (FIG. 8 (k)).
[0092]
The fact that the L signal becomes low level while the engine 6 is rotating means that an abnormality (in this case, power generation is stopped) has occurred in the charging system. By sending this L signal from the power generation control device 2 to the external control device 5, the external control device 5 can output an alarm and provide appropriate feedback to engine system control and charge system control.
[0093]
When the L signal goes low and the transistor 252 is turned on, the communication signal Vc becomes Vc2 (2.5 V) or Vc1 (1 V). The voltage comparator 561 in the external control device 5 compares Vg2 (3.5 V)> Vc2 (2.5 V) or Vg1 (1.5 V)> Vc1 (1 V), thereby reducing the low level L signal. Reproduction is performed (FIG. 8 (q), (r)).
[0094]
As a result, the L signal input to the ECU 510 is switched from the high level to the low level. ECU 510 proceeds from the determination process in step S103 to the engine start determination in step S201 according to the operation procedure shown in FIG. In this case, since the engine 6 has already been started, a negative determination is made in the determination in step S201, and the output of the F signal is stopped in the next step S202 (FIG. 8C), Transition to F control stop mode (I). Further, in step S108, it is displayed that power generation is stopped, and a warning is given to the driver that an abnormality has occurred in the charging system.
[0095]
When the F signal becomes low level in this way, the transistor 562 is turned off, so that the communication signal Vc becomes Vc1 (1 V) (FIG. 8 (f)). The voltage comparator 253 in the power generation control device 2 compares the reference voltage Vd1 (1.5V) and Vc1 (1V), sets the output to low level, and reproduces the F signal (FIG. 8 (n), (o)). ).
[0096]
In the power generation control device 2, the transistor 221 in the excitation current setting unit 22 is turned off based on the low-level F signal reproduced in this way (FIG. 8 (p)). This state continues until the engine 6 is stopped and the switch 7 is turned off. During this time, the exciting current does not flow through the field winding 12, so that the current consumption of the battery 3 can be suppressed.
[0097]
Thus, in this embodiment, the charging line (power line) that connects the vehicle generator 1 and the battery 3, the battery voltage supply line that connects the battery 3 and the external control device 5, the external control device 5 and the vehicle A communication line connecting the generator 1 is wired in a closed loop.
[0098]
The F signal indicating the state of the excitation current is converted into the output current of the vehicle generator 1 and output from the output terminal (B terminal). The output current including the F1 signal is supplied to the battery 3 through the charging line and is converted into a terminal voltage of the battery 3. Further, this terminal voltage is input to the external control device 5, compared with a predetermined voltage, and converted into a duty signal. By this duty signal, the F1 signal is generated and transmitted in the external control device 5.
[0099]
The L signal indicating the power generation state of the vehicular generator 1 is input to the external control device 5 from the vehicular generator 1 by being superimposed on the communication signal transmitted through the communication line that is part of the above-described closed loop. The external control device 5 reproduces the communication signal by comparing it with a predetermined voltage.
[0100]
Therefore, two types of signals can be transmitted from the vehicle generator 1 to the external control device 5 using a closed loop. As a result, the number of connecting lines and connecting portions connecting them can be reduced, and costs can be reduced, reliability can be improved, weight can be reduced, and workability can be improved. Further, a complicated configuration for performing modulation / demodulation as in the case of using a PCM signal is not required, and the configuration can be simplified. Furthermore, since the signal is transmitted by varying the voltage level of the communication signal via the communication line, there is no restriction on the communication speed as in the case of digital communication, and the F signal can be always communicated. It becomes possible.
[0101]
Further, by controlling the vehicle generator 1 by processing the two signals of the L signal and the F signal in the external control device 5, the following advantages arise.
(1) It becomes possible to send the F signal after confirming the standby state (power activation mode) of the power generation control device 2. As a result, when the starter is not rotating, the transistor 221 can be kept off without outputting the F signal, so that useless power consumption by the field winding 12 can be reduced to zero.
[0102]
On the other hand, conventionally, since the output voltage is lower than the adjustment voltage when the vehicle generator is not rotating, the excitation current control transistor is turned on, and the excitation current flows through the field winding. It was. For example, the current flowing through the field winding 12 is about 3 to 6 A, and even when the initial excitation control is performed, the excitation current flows about 0.5 to 1 A. By using the device 5 and the power generation control device 2, these useless exciting currents can be eliminated.
[0103]
(2) There is a conventional method in which an initial excitation current is generated inside the power generation control device and a complete explosion of the engine is detected by comparing a Vp characteristic corresponding to the rotation with a predetermined threshold value. It is necessary to adjust the complete explosion detection level for each vehicle in accordance with the characteristics, and there is a problem that the types of power generation control devices or vehicle generators increase. However, by using the external control device 5 and the power generation control device 2 of this embodiment, it is possible to switch from the initial excitation control to the gradual excitation control at the rising edge of the L signal. Moreover, since the characteristics of the power generation signal Vp can be varied by adjusting the duty ratio of the F signal in the initial excitation control, it can be dealt with early by simply changing the software without changing the hardware. It is possible to realize the optimum setting according to the cost and to reduce the cost by shortening the development period. Moreover, the kind of the power generation control device 2 can be reduced, and the cost can be further reduced due to the mass production effect.
[0104]
(3) Since the L signal is switched from the high level to the low level when the belt runs out, it is possible to detect this and give an alarm to stop the power generation or to stop the energization of the excitation current by stopping the output of the F signal. it can. Therefore, useless excitation current consumption by the field winding 12 can be suppressed to zero.
[0105]
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 signal Vp generated at the P terminal as the power generation state signal is compared with a predetermined level to generate and use the L signal that is low level or high level. The power generation signal at the P terminal generated by the magnetization is compared with a predetermined threshold value. If this power generation signal is smaller, it becomes a low level, and if this power generation signal is larger, a P signal that becomes a pulse corresponding to the power generation signal is expressed as L You may make it use instead of a signal. In this case, rotation information of the vehicle generator can be transmitted to the external control device 5 in addition to the information indicating whether or not the power generation is performed depending on the presence or absence of the pulse included in the P signal.
[0106]
According to this, since F duty (excitation current state) and Np (rotation state of the generator) representing two pieces of information in the generator can be detected simultaneously, the power generation state (output current) of the generator itself can be detected by the ECU. Characteristics and power generation torque characteristics) can be detected accurately and easily.
[0107]
In particular, even if the rotation of the generator slips due to belt looseness or belt deterioration and becomes out of synchronization with the engine rotation, the engine idling rotation speed can be corrected by directly detecting the rotation speed of the generator and the corresponding F duty. Therefore, it is possible to prevent an increase in idling speed, unstable overshoot, and deterioration in fuel consumption due to an increase in idling speed. On the other hand, conventionally, when the rotation of the generator is slipping, the rotation is lower than normal, and the F duty is increased to supply power to the electric load. Therefore, since the F duty is increased, there is a risk of increasing idling rotation and unstable overshoot rotation. In addition, an increase in idling rotation leads to a deterioration in fuel consumption.
[0108]
Further, it is possible to know the belt state from the difference between the rotation of the generator and the rotation of the engine. Therefore, it is possible to take measures before power shortage due to belt slack or belt shortage failure.
Further, in the above-described embodiment, an initial excitation current is supplied during cranking by the starter, the Vp characteristic by the current is compared with a predetermined threshold value, and an L signal is generated. Although switching to the excitation control is performed, the engine explosion sensor may be used to detect the complete explosion of the engine when the detected rotational speed is higher than a predetermined rotational speed. At this time, the F signal may be switched from the F control stop to the gradual excitation control, and the generated signal Vp generated by the excitation current by the gradual excitation control may be compared with a predetermined level to be determined, and the L signal may be changed. . By doing so, the initial excitation control can be omitted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle generator and an external control device according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a power generation control device included in a vehicular generator.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of an external control device.
FIG. 4 is a diagram showing a detailed configuration of a power generation control device.
FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of an external control device.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure of the ECU in the external control device.
FIG. 7 is a timing chart showing input / output waveforms of each part of the power generation control device and the engine control device that operate according to the flowchart of FIG. 6;
FIG. 8 is a timing chart showing input / output waveforms of each part of the power generation control device and the engine control device that operate according to the flowchart of FIG. 6;
[Explanation of symbols]
1 Vehicle generator
2 Power generation control device
3 battery
8 communication lines
11 Stator winding
12 Field winding
13 Rectifier circuit
21 Generator side transceiver
22 Excitation current setting section
23 Power generation state signal generator
51 Engine system controller
52 Charging system controller
53 Vehicle side transceiver

Claims (8)

励磁電流を制御する発電制御装置を内蔵した発電機と、
前記発電機によって発電された電力が供給されるバッテリおよび電気負荷と、
エンジンの運転状態と前記バッテリおよび前記電気負荷の状態に応じて前記発電機を制御する外部制御装置と、
前記発電機と前記バッテリと前記外部制御装置のそれぞれを電気的に接続し、閉ループ状に配線する制御経路と、
前記発電制御装置によって制御される前記励磁電流の状態を表す第１の信号をバッテリ電圧に基づいて前記外部制御装置内で生成するとともに、この第１の信号を前記外部制御装置と前記発電制御装置との間で前記制御経路を通して伝達する第１の信号伝達手段と、
前記発電機の動作状態を示す第２の信号を前記発電制御装置内で生成するとともに、この第２の信号を前記発電制御装置から前記外部制御装置に向けて前記制御経路を通して伝達する第２の信号伝達手段と、を備え、
前記第１および第２の信号伝達手段は、前記外部制御装置に備わった車両側送受信手段と、前記発電制御装置に備わった発電機側送受信手段とを共通に有しており、
前記制御経路には、前記車両側送受信手段に設けられた第１の入出力端子と、前記発電機側送受信手段に設けられた第２の入出力端子とを接続する通信線が含まれており、
前記第１の信号と前記第２の信号を含む通信信号が前記通信線を介して伝達され、
前記車両側送受信手段は、
前記第１の入出力端子と電源との間に接続される第１のバイアス手段と、
前記第１の入出力端子と前記電源との間に接続され、前記第１の信号に基づいて動作する第２のバイアス手段とを有し、
前記発電機側送受信手段は、
前記第２の入出力端子とアースとの間に接続される第３のバイアス手段と、
前記第２の入出力端子と前記アースとの間に接続され、前記第２の信号に基づいて動作する第４のバイアス手段とを有し、
前記通信信号は、バッテリ電圧よりも低く、アース電位よりも高い範囲で設定されることを特徴とする発電機の制御システム。A generator with a built-in power generation control device that controls the excitation current;
A battery and an electrical load to which power generated by the generator is supplied;
An external control device that controls the generator according to the operating state of the engine and the state of the battery and the electric load;
A control path for electrically connecting each of the generator, the battery, and the external control device, and wiring in a closed loop,
A first signal representing the state of the excitation current controlled by the power generation control device is generated in the external control device based on a battery voltage, and the first signal is generated by the external control device and the power generation control device. First signal transmission means for transmitting through the control path to
A second signal indicating the operating state of the generator is generated in the power generation control device, and the second signal is transmitted from the power generation control device to the external control device through the control path. A signal transmission means ,
The first and second signal transmission means have in common a vehicle side transmission / reception means provided in the external control device and a generator side transmission / reception means provided in the power generation control device,
The control path includes a communication line that connects a first input / output terminal provided in the vehicle-side transmission / reception means and a second input / output terminal provided in the generator-side transmission / reception means. ,
A communication signal including the first signal and the second signal is transmitted via the communication line;
The vehicle side transmitting / receiving means includes
First bias means connected between the first input / output terminal and a power source;
A second biasing unit connected between the first input / output terminal and the power supply and operating based on the first signal;
The generator side transmission / reception means includes:
Third biasing means connected between the second input / output terminal and ground;
A fourth biasing unit connected between the second input / output terminal and the ground and operating based on the second signal;
The communication signal is lower than the battery voltage, is set in a range higher than the ground potential generator control system according to claim Rukoto. 請求項１において、
前記車両側送受信手段は、前記第１の入出力端子の電圧と、前記第１の信号の電圧レベルの変化に応じてこの変化の方向と同一方向に変更される第１の基準電圧とを比較して前記第２の信号を検出する第１の信号検出手段を有することを特徴とする発電機の制御システム。 In claim 1,
The vehicle-side transmitting / receiving means compares the voltage of the first input / output terminal with a first reference voltage that is changed in the same direction as the direction of the change according to a change in the voltage level of the first signal. And a generator control system comprising first signal detecting means for detecting the second signal. 請求項２において、
前記発電機側送受信手段は、前記第２の入出力端子の電圧と、前記第２の信号の電圧レベルの変化に応じてこの変化の方向と同一方向に変更される第２の基準電圧とを比較して前記第１の信号を検出する第２の信号検出手段を有することを特徴とする発電機の制御システム。 In claim 2,
The generator-side transmitting / receiving means has a voltage of the second input / output terminal and a second reference voltage that is changed in the same direction as the direction of the change according to a change in the voltage level of the second signal. A generator control system comprising second signal detection means for comparing and detecting the first signal. 励磁電流を制御する発電制御装置を内蔵した発電機と、
前記発電機によって発電された電力が供給されるバッテリおよび電気負荷と、
エンジンの運転状態と前記バッテリおよび前記電気負荷の状態に応じて前記発電機を制御する外部制御装置と、
前記発電機と前記バッテリと前記外部制御装置のそれぞれを電気的に接続し、閉ループ状に配線する制御経路と、
前記発電制御装置によって制御される前記励磁電流の状態を表す第１の信号をバッテリ電圧に基づいて前記外部制御装置内で生成するとともに、この第１の信号を前記外部制御装置と前記発電制御装置との間で前記制御経路を通して伝達する第１の信号伝達手段と、
前記発電機の動作状態を示す第２の信号を前記発電制御装置内で生成するとともに、この第２の信号を前記発電制御装置から前記外部制御装置に向けて前記制御経路を通して伝達する第２の信号伝達手段と、を備え、
前記第１および第２の信号伝達手段は、前記外部制御装置に備わった車両側送受信手段と、前記発電制御装置に備わった発電機側送受信手段とを共通に有しており、
前記制御経路には、前記車両側送受信手段に設けられた第１の入出力端子と、前記発電機側送受信手段に設けられた第２の入出力端子とを接続する通信線が含まれており、
前記第１の信号と前記第２の信号を含む通信信号が前記通信線を介して伝達され、
前記発電制御装置は、前記第２の入出力端子の電位が所定値以上であるときに定電圧電源を生成して前記発電制御装置の作動を可能にする電源起動手段を有することを特徴とする発電機の制御システム。A generator with a built-in power generation control device that controls the excitation current;
A battery and an electrical load to which power generated by the generator is supplied;
An external control device that controls the generator according to the operating state of the engine and the state of the battery and the electric load;
A control path for electrically connecting each of the generator, the battery, and the external control device, and wiring in a closed loop,
A first signal representing the state of the excitation current controlled by the power generation control device is generated in the external control device based on a battery voltage, and the first signal is generated by the external control device and the power generation control device. First signal transmission means for transmitting through the control path to
A second signal indicating the operating state of the generator is generated in the power generation control device, and the second signal is transmitted from the power generation control device to the external control device through the control path. A signal transmission means ,
The first and second signal transmission means have in common a vehicle side transmission / reception means provided in the external control device and a generator side transmission / reception means provided in the power generation control device,
The control path includes a communication line that connects a first input / output terminal provided in the vehicle-side transmission / reception means and a second input / output terminal provided in the generator-side transmission / reception means. ,
A communication signal including the first signal and the second signal is transmitted via the communication line;
The power generation control device, characterized Rukoto to have a power supply activation means the potential of said second input terminals to allow the operation of the power generation control device to generate a constant voltage power supply when a predetermined value or more And a generator control system. 励磁電流を制御する発電制御装置を内蔵した発電機と、
前記発電機によって発電された電力が供給されるバッテリおよび電気負荷と、
エンジンの運転状態と前記バッテリおよび前記電気負荷の状態に応じて前記発電機を制御する外部制御装置と、
前記発電機と前記バッテリと前記外部制御装置のそれぞれを電気的に接続し、閉ループ状に配線する制御経路と、
前記発電制御装置によって制御される前記励磁電流の状態を表す第１の信号をバッテリ電圧に基づいて前記外部制御装置内で生成するとともに、この第１の信号を前記外部制御装置と前記発電制御装置との間で前記制御経路を通して伝達する第１の信号伝達手段と、
前記発電機の動作状態を示す第２の信号を前記発電制御装置内で生成するとともに、この第２の信号を前記発電制御装置から前記外部制御装置に向けて前記制御経路を通して伝達する第２の信号伝達手段と、を備え、
前記第１および第２の信号伝達手段は、前記外部制御装置に備わった車両側送受信手段と、前記発電制御装置に備わった発電機側送受信手段とを共通に有しており、
前記制御経路には、前記車両側送受信手段に設けられた第１の入出力端子と、前記発電機側送受信手段に設けられた第２の入出力端子とを接続する通信線が含まれており、
前記第１の信号と前記第２の信号を含む通信信号が前記通信線を介して伝達され、
前記外部制御装置は、前記発電機から送られてくる前記第２の信号の切り替わりに応じて前記第１の信号を変更する発電指令変更手段を有し、
前記発電指令変更手段は、エンジンを始動するスタータが停止している場合に前記第１の信号を前記励磁電流の通電を停止する値に設定し、前記スタータ作動中の場合に前記第１の信号を前記発電機の出力を低く制御する値に設定し、前記第２の信号が切り替わった後に前記スタータ作動を停止するとともに前記第１の信号を徐々に変化させて前記励磁電流を徐々に増加させることを特徴とする発電機の制御システム。A generator with a built-in power generation control device that controls the excitation current;
A battery and an electrical load to which power generated by the generator is supplied;
An external control device that controls the generator according to the operating state of the engine and the state of the battery and the electric load;
A control path for electrically connecting each of the generator, the battery, and the external control device, and wiring in a closed loop,
A first signal representing the state of the excitation current controlled by the power generation control device is generated in the external control device based on a battery voltage, and the first signal is generated by the external control device and the power generation control device. First signal transmission means for transmitting through the control path to
A second signal indicating the operating state of the generator is generated in the power generation control device, and the second signal is transmitted from the power generation control device to the external control device through the control path. A signal transmission means ,
The first and second signal transmission means have in common a vehicle side transmission / reception means provided in the external control device and a generator side transmission / reception means provided in the power generation control device,
The control path includes a communication line that connects a first input / output terminal provided in the vehicle-side transmission / reception means and a second input / output terminal provided in the generator-side transmission / reception means. ,
A communication signal including the first signal and the second signal is transmitted via the communication line;
The external control device has power generation command change means for changing the first signal in response to switching of the second signal sent from the generator,
The power generation command changing means sets the first signal to a value for stopping energization of the excitation current when the starter for starting the engine is stopped, and the first signal when the starter is operating. Is set to a value that controls the output of the generator low, and after the second signal is switched, the starter operation is stopped and the first signal is gradually changed to gradually increase the excitation current. A generator control system. 励磁電流を制御する発電制御装置を内蔵した発電機と、
前記発電機によって発電された電力が供給されるバッテリおよび電気負荷と、
エンジンの運転状態と前記バッテリおよび前記電気負荷の状態に応じて前記発電機を制御する外部制御装置と、
を備え、
前記外部制御装置は、第１の入出力端子と電源との間に接続される第１のバイアス手段と、前記発電機の励磁電流の状態を表す第１の信号に基づいて前記第１の入出力端子と前記電源との間に接続される第２のバイアス手段とを備える車両側送受信手段を有し、
前記発電制御装置は、前記第１の入出力端子に通信線を介して接続された第２の入出力端子とアースの間に接続される第３のバイアス手段と、前記発電機の動作状態を表す第２の信号に基づいて前記第２の入出力端子と前記アースとの間に接続される第４のバイアス手段とを備える発電機側送受信手段を有し、
前記車両側送受信手段は、前記バッテリと前記外部制御手段との間に接続されたスイッチ手段が導通した後に、前記第１のバイアス手段と前記第３のバイアス手段とで生成される通信信号により前記発電制御装置の電源を起動し、この電源の起動に応じて前記第４のバイアス手段を接続することで生成される前記第１の入出力端子の電圧と、前記励磁電流の導通を停止する前記第１の信号に対応した所定電圧とを比較することにより前記発電機側からの応答信号を生成することを特徴とする発電機の制御システム。A generator with a built-in power generation control device that controls the excitation current;
A battery and an electrical load to which power generated by the generator is supplied;
An external control device that controls the generator according to the operating state of the engine and the state of the battery and the electric load;
With
The external control device includes a first bias unit connected between a first input / output terminal and a power source, and a first signal representing a state of an excitation current of the generator based on the first signal. Vehicle-side transmission / reception means comprising second bias means connected between the output terminal and the power source;
The power generation control device includes: a third bias unit connected between the second input / output terminal connected to the first input / output terminal via a communication line and ground; and an operating state of the generator. Generator-side transmission / reception means comprising fourth bias means connected between the second input / output terminal and the ground based on the second signal to be represented,
The vehicle-side transmission / reception means is configured to receive the communication signal generated by the first bias means and the third bias means after the switch means connected between the battery and the external control means is turned on. The power supply of the power generation control device is started, and the voltage of the first input / output terminal generated by connecting the fourth bias means in response to the start of the power supply and the conduction of the excitation current are stopped. A generator control system which generates a response signal from the generator side by comparing with a predetermined voltage corresponding to the first signal. 請求項６において、
前記外部制御装置は、前記応答信号が生成された後にスタータ操作が可能になることを特徴とする発電機の制御システム。 In claim 6,
The generator control system according to claim 1, wherein the external control device can perform a starter operation after the response signal is generated. 請求項６において、
前記外部制御装置は、前記応答信号が生成された後に前記第１の信号の送出が可能になることを特徴とする発電機の制御システム。 In claim 6,
The generator control system according to claim 1, wherein the external control device is capable of sending the first signal after the response signal is generated.
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