JP4483762B2 - 車両用発電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用発電機の出力電圧を制御する車両用発電制御装置に関する。

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

ところで、特許文献１に開示された車両用発電制御装置では、定常的な状態でのトルクを推定することはできるが、エンジン回転数が変動している状態では、車両用発電機自体の慣性モーメントによる慣性トルクがその変動を打ち消そうとする方向に発生するため、車両用発電機の実際のトルクと推定されたトルクに差が生じることになる。特許文献１に開示された車両用発電制御装置では、トルク変化率を低減するために励磁電流を抑制しており、これに伴って車両用発電機の出力電圧が落ち込むが、従来の推定されたトルクは慣性トルクを考慮していない分大きな値になり、そのだけ余計に励磁電流を抑制することになるため、必要以上に出力電圧の低下を招いてしまうという問題があった。

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、車両用発電機のトルクの推定精度を向上させることにより、トルク抑制に伴う出力電圧の落ち込みを必要最小限に抑えることができる車両用発電制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電制御装置は、車両用発電機の励磁回路を断続制御することにより車両用発電機の出力電圧を制御しており、車両用発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、励磁回路の励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、車両用発電機の相電圧の１周期毎の周期データを検出し、この周期データの逆数から回転数を検出する回転数検出手段と、毎周期の周期データと回転数とから回転数の変化率を算出する変化率算出手段と、出力電圧検出手段によって検出された出力電圧と、励磁電流検出手段によって検出された励磁電流と、回転数検出手段によって検出された回転数とに基づいて、車両用発電機の発電トルク値を推定する発電トルク推定手段と、変化率算出手段によって算出した回転数の変化率に基づいて車両用発電機の慣性トルク値を推定する慣性トルク推定手段と、発電トルク推定手段および慣性トルク推定手段のそれぞれによって推定されたトルク値の合計を発電制御周期毎に算出するトルク算出手段と今回算出したトルク値の合計値とそれ以前のトルク値の合計値とから平均的なトルク値の合計値を算出する平均トルク算出手段とを有し、算出した平均的なトルク値の合計値に所定値を加えた制限トルク値以上にならないように、発電制御周期毎に最新の出力電圧、回転数および制限トルク値に基づいて励磁電流制限値を算出し、この励磁電流制限値以下になるように励磁回路の励磁電流を抑制する励磁電流制御手段とを備えている。これにより、エンジン回転数が変化している過渡的な状態においても精度よく車両用発電機のトルクを推定できるので、励磁電流の抑制を必要最小限に抑えることができ、これに伴う出力電圧の低下を少なくすることができる。

また、上述した励磁電流制御手段は、エンジンのアイドリング時に、励磁電流の抑制を行うことが望ましい。これにより、エンジンの回転数が低く最も不安定になりやすいアイドル状態において、車両用発電機のトルクを抑制することにより、エンジン回転数の安定性を向上させることができる。また、エンジンのトルクが比較的大きい高回転時には励磁電流の抑制をやめることで、抑制に伴う出力電圧の落ち込みを防止することができる。

また、上述した励磁電流制御手段は、車両用発電機の出力電圧が所定の設定値以下のときに、励磁電流の抑制を行わないことが望ましい。出力電圧が所定の設定値以下になるような大きな電気負荷が接続されたときに励磁電流の抑制制御を行うと、さらに出力電圧低下を招き、各種の電気負荷の誤動作を引き起こすおそれがある。したがって、このような出力電圧が大きく低下している状況においては励磁電流の抑制を行わないことで、出力電圧の低下による電気負荷の誤動作を防止することができる。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置と車両用発電機やバッテリとの接続状態が示されている。

図１において、車両用発電制御装置１は、車両用発電機２の出力端子（Ｂ端子）の電圧が所定の調整電圧設定値（例えば１４Ｖ）になるように制御するためのものである。また、車両用発電制御装置１は、Ｂ端子以外に、電源端子（ＩＧ端子）とグランド端子（Ｅ端子）を有している。ＩＧ端子は、キースイッチ４を介してバッテリ３に接続されている。Ｅ端子は、車両用発電機２のフレームに接続されている。

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

次に、車両用発電制御装置１の詳細構成および動作について説明する。図１に示すように、車両用発電制御装置１は、電源回路１００、回転検出回路１１０、出力電圧検出回路１２０、励磁電流検出回路１３０、励磁電流制御回路１４０、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０、パワートランジスタ１６０、還流ダイオード１６２、電圧比較器１６４、アンド回路１６６、抵抗１７０、１７２、１７４を備えている。

電源回路１００は、ＩＧ端子にバッテリ電圧が印加されると、所定の動作電圧を生成する。回転検出回路１１０は、固定子巻線２００のいずれかの相に現れる相電圧を監視することにより、車両用発電機２の回転数やその変化率を算出するために必要な相電圧の周期検出を行う。出力電圧検出回路１２０は、車両用発電機２の出力電圧（Ｂ端子電圧）を検出する。この出力電圧検出回路１２０は、例えばＡ／Ｄ変換回路によって構成されており、出力電圧に対応する所定ビット数のデジタルデータがトルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０に入力される。励磁電流検出回路１３０は、ＮチャネルＭＯＳ−ＦＥＴで構成されるパワートランジスタ１６０のソース側の一方端の電位に基づいて励磁巻線２０４に流れる励磁電流を検出する。パワートランジスタ１６０のソース側には励磁電流検出用のセンス抵抗である抵抗１７０が接続されており、パワートランジスタ１６０のソース・ドレイン間および抵抗１７０を介して励磁電流が流れたときに生じる抵抗１７０の端子電圧に基づいて励磁電流検出回路１３０による励磁電流の検出が行われる。

励磁電流制御回路１４０は、励磁電流検出回路１３０によって検出される励磁電流が所定の励磁電流ＭＡＸ値以下になるように励磁電流制御信号を生成する。トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０は、回転検出回路１１０によって検出された車両用発電機２の回転数と、励磁電流検出回路１３０によって検出された励磁電流とに基づいて車両用発電機２の発電トルク（以後、車両用発電機２の発電トルク（あるいは駆動トルク）を「発電機トルク」と称する）を推定するとともに、発電機トルクの増加を制限するためにその時点における励磁電流の許容上限値である励磁電流ＭＡＸ値を決定する。

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

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

図２は、回転検出回路１１０の詳細構成を示す図である。図２に示すように、回転検出回路１１０は、抵抗１１１、１１２、電圧比較器１１３、タイマ回路１１４を備えている。固定子巻線２００のいずれかの相電圧が抵抗１１１、１１２からなる分圧回路によって分圧され、電圧比較器１１３のプラス入力端子に印加される。電圧比較器１１３のマイナス入力端子には所定の基準電圧Ｖref が印加されており、電圧比較器１１３は、この基準電圧Ｖref と前段の分圧回路から印加された分圧電圧とを比較することにより波形整形を行い、波形整形後の信号をタイマ回路１１４に入力する。タイマ回路１１４は、電圧比較器１１３から入力された信号の立ち上がりの周期に相当する所定ビット数（例えば８ビット）の周期データを出力する。具体的には、タイマ回路１１４は、入力信号の立ち上がりタイミングに同期して、一つ前の立ち上がりタイミングから次の立ち上がりタイミングまでの周期に相当する周期データτ₁、τ₂、τ₃、…、τ_i、…を出力する。この周期データτの逆数が車両用発電機２の回転数に相当する回転数データＮ_i（＝ｋ×（１／τ_i）、ｋは定数）となる。仮に、８ビットデータ「２４０」が８００ｒｐｍに対応しているものとすると、８ビットデータ「２００」では９６０ｒｐｍに、「１６０」では１２００ｒｐｍに相当する。また、この回転数データＮを用いると、回転数変化率は（Ｎ_i−Ｎ_i-1）／τ_iで算出することができる。

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

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

図５は、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０の詳細構成を示す図である。図５に示すように、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０は、マイコン（マイクロコンピュータ）１５１および不揮発性メモリ１５２を備えている。マイコン１５１は、回転検出回路１１０によって検出された車両用発電機２の回転数を算出するための周期データτと、出力電圧検出回路１２０によって検出された車両用発電機２の出力電圧値と、励磁電流検出回路１３０によって検出された励磁電流値とが入力されており、所定のプログラムを実行することにより、不揮発性メモリ１５２に格納されている算出テーブルを参照して車両用発電機２の発電トルクと慣性トルクを算出し、これらを合計した発電機トルクの増加率が設定値を超えないように制限する励磁電流ＭＡＸ値を決定する。上述した算出テーブルには、励磁電流Ｉｆと、車両用発電機２の回転数Ｎ（この回転数Ｎは周期データτから算出されるが、回転数Ｎと周期データτは１対１の関係にあることから算出テーブルのパラメータとして回転数Ｎの代わりに周期データτを用いるようにしてもよい）と、出力電圧Ｖ_B と、発電トルクＴ₁との関係や、回転数Ｎの変化率と慣性トルクＴ₂との関係が示されている。この算出テーブルを用いることにより、励磁電流Ｉｆ、回転数Ｎ、出力電圧Ｖ_B がわかっているときにこれらに対応する発電トルクＴ₁を求めることや、回転数Ｎ、出力電圧Ｖ_B 、発電トルクＴ₁がわかっているときにこれらに対応する励磁電流Ｉｆを求めることが可能になる。車両用発電機２の仕様によって発電トルクの計算式が異なるため、例えば、車両用発電機２あるいは車両用発電制御装置１の検査時等に、電気的に不揮発性メモリ１５２に書き込まれる。なお、このようにして車両用発電機２の仕様に合わせて算出テーブルを書き込む場合には、不揮発性メモリ１５２は少なくとも１回のデータの書き込みが可能である必要がある。また、車両用発電機２の慣性トルクＴ₂は（慣性モーメント）×（角加速度）の式で算出することができ、角加速度は回転数変化率に基づいて算出することができるため、回転検出回路１１０から入力される周期データτに基づいて回転数変化率および慣性トルクＴ₂をその都度計算によって求めるようにしてもよい。

図６は、図５に示したマイコン１５１を用いて行われるトルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０の動作手順を示す流れ図である。所定のタイミング（例えば５ｍｓｅｃ間隔）で励磁電流Ｉｆ、回転数Ｎ、出力電圧Ｖ_B が入力されると（ステップ１００）、マイコン１５１は、回転数Ｎの内容を判定し（ステップ１０１）、回転数Ｎが８００〜３５００ｒｐｍの範囲内にある場合には、さらに、出力電圧Ｖ_B が１１Ｖより高いか否かを判定する（ステップ１０２）。なお、正確には、回転数Ｎは、入力された周期データτに基づいて算出される。出力電圧Ｖ_B が１１Ｖより高い場合には肯定判断が行われ、次に、マイコン１５１は、回転数Ｎの変化率を算出し（ステップ１０３）、この算出した変化率を用いて不揮発性メモリ１５２に格納されている算出テーブルを参照して車両用発電機２の慣性トルクＴ₂を算出する（ステップ１０４）。また、マイコン１５１は、不揮発性メモリ１５２に格納されている算出テーブルに基づいて、ステップ１００において入力された励磁電流Ｉｆ、回転数Ｎ、出力電圧Ｖ_B に対応する発電トルクＴ₁を算出するとともに（ステップ１０５）、これらの慣性トルクＴ₂および発電トルクＴ₁を合計した総発電機トルクＴを算出して（ステップ１０６）、自身の内蔵ＲＡＭに記憶する（ステップ１０７）。また、マイコン１５１は、内蔵ＲＡＭに記憶されている最近ｎ回の総発電機トルクＴの平均値Ｔavを算出するとともに（ステップ１０８）、この平均値Ｔavに増加量αを加算して制限トルク値Ｔ_MAXを求め（ステップ１０９）、この制限トルク値Ｔ_MAXに対応する励磁電流制限値Ｉｆmaxを不揮発性メモリ１５２に格納された算出テーブルを参照することにより算出する（ステップ１１０）。なお、この励磁電流制限値Ｉｆmaxを求めるために行われる参照テーブルの参照は、制限トルクＴ_MAXからその時点における慣性トルクＴ₂分を差し引いた発電トルクＴ₁相当のトルク値が用いられる。この励磁電流制限値Ｉｆmaxは、励磁電流ＭＡＸ値としてトルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０から励磁電流制御回路１４０に入力される。なお、車両用発電機２の回転数Ｎが８００ｒｐｍよりも低い場合、すなわちエンジンが停止していると考えられる場合には、デューティ比が２５％となる励磁電流Ｉｆに対応する励磁電流ＭＡＸ値が設定される（ステップ１１１）。一方、車両用発電機２の回転数Ｎが３５００ｒｐｍよりも高い場合には、エンジン回転が安定領域にあるといえるため、上述した発電機トルク抑制制御は行われない。

上述した出力電圧検出回路１２０が出力電圧検出手段に、励磁電流検出回路１３０が励磁電流検出手段に、回転検出回路１１０が回転数検出手段に、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０が変化率算出手段、発電トルク推定手段、慣性トルク推定手段に、励磁電流制御回路１４０、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０が励磁電流制御手段にそれぞれ対応する。

本実施形態の車両用発電制御装置１はこのような構成を有しており、次にその制御動作を説明する。

（１）エンジン始動前
運転者によってキースイッチ４が操作されてオン状態になると、電源回路１００によって動作電圧が生成され、車両用発電制御装置１による制御動作が開始される。エンジン始動前で車両用発電機２が回転していない場合には、車両用発電機２による発電が行われていないため、バッテリ３の端子電圧は１２Ｖ程度であって所定の調整電圧（例えば１４Ｖ）よりも低くなっており、電圧比較器１６４の出力信号はハイレベルとなる。

また、エンジン始動前であって車両用発電機２の回転数Ｎが８００ｒｐｍよりも低いため、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０によってデューティ比２５％に対応する励磁電流ＭＡＸ値が出力され、パワートランジスタ１６０を断続することにより流れる励磁電流のデューティ比が２５％に制御されて初期励磁状態となる。

（２）アイドリング時
キースイッチ４がさらにエンジン始動位置まで操作されてスタータが回転してエンジンが始動され、車両用発電機２の回転数Ｎがエンジンのアイドリング回転まで上昇すると発電が開始される。車両用発電機２の回転数Ｎが２０００ｒｐｍ程度になると、上述の初期励磁状態が解除され、トルク検出・ＭＡＸ決定回路１５０によるトルク抑制制御が開始される。すなわち、最近ｎ回の発電機トルクＴの平均値Ｔavに対応する制限トルク値Ｔmax （＝Ｔav＋α）、励磁電流ＭＡＸ値が決定され、この励磁電流ＭＡＸ値を越えないように励磁電流Ｉｆの供給が行われる。したがって、出力電圧Ｖ_B が調整電圧になるまで、デューティ比２５％に相当する励磁電流Ｉｆから徐々に増加し、発電機トルクＴも徐々に増加するので、始動直後のアイドリング状態の安定化を図ることができる。

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

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

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

図７は、回転数ＮがＮ₁からＮ₂へ低下したときの発電機トルクの変化を示す図である。励磁電流抑制制御をしない場合、回転数Ｎの低下に伴い発電能力の低下を補うように励磁電流が増加するため、特性Ａで示すように発電機トルクも増加していく。それに比べて、特許文献１に開示されている励磁電流抑制制御を行った場合には、特性Ｂで示されるこの発電機トルクの増加速度を所定値以下に抑えるために、出力電圧と励磁電流と回転数とから発電機トルクを推定し、そこから更に励磁電流を逆算しながら抑制する。ところが、この発電機トルクの推定において、減速時、斜線部Ｃで示したような車両用発電機２の慣性トルクが発生することが考慮されておらず、その時点の励磁電流に対応して発生している発電機トルクを実際より過大な値に推定してしまっている。このような推定値を用いて、抑制する励磁電流値を逆算しているので、抑制量も必要以上に大きな値となり、その結果、実際の発電量と必要な発電量との乖離も大きくなるため出力電圧の落ち込み量も大きくなってしまう。こういった出力電圧の落ち込みは、例えば夜間に信号待ちをしているような場合にヘッドライトの明るさが暗くなったりするとドライバーが気が付き、ドライバーに不安感を与えてしまう。また、落ち込みがひどいときには、最悪の場合には車両に搭載されている各種の電子機器が誤動作してしまうおそれもある。

これに対し、本実施形態では、回転数が変化しているときに発生する慣性トルクを考慮して、発電機トルクに含まれる発電トルクの正確な推定をするので、不必要に過度の励磁電流抑制をしなくなり、よって出力電圧の落ち込みも小さく押さえることができる。

（４）アイドリング時（バッテリ放電時）
アイドリング時に、バッテリ３が放電状態のときに大きな電気負荷が投入され、バッテリ３の端子電圧が１１Ｖ以下になると、図６に示したステップ１０２の判定において否定判断が行われ、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０による励磁電流制限が行われないため、本発明のトルク抑制制御は行われない。これにより、発電機出力電圧ＶB がさらに低下して各種の電気負荷が誤動作することを防止することができる。

（５）走行時
車両の走行時には、エンジン回転が上昇して発電機回転数Ｎが３５００ｒｐｍよりも高くなるため、トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０による励磁電流制限が行われないため、本発明のトルク抑制制御は行われない。これにより、エンジン回転が安定してトルク抑制制御が不要な場合には、発電機出力電圧に基づく励磁電流制御が優先され、安定した動作電圧を電気負荷に供給することが可能になる。

このように、本実施形態の車両用発電制御装置１によるトルク抑制制御を行うことにより、エンジン回転数が変化している過渡的な状態においても車両用発電機２の発電機トルクおよびこれに含まれる発電トルクを精度よく推定できるので、励磁電流の抑制を必要最小限に抑えることができ、これに伴う出力電圧の低下を少なくすることができる。また、発電機出力電圧が極端に低くなった場合に、発電機トルクを抑制する制御を行わないようにすることで、発電機出力電圧の低下による電気負荷の誤動作を防止している。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、車両用発電制御装置１内のトルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路１５０において制限トルク値Ｔ_MAXや制限電流値Ｉｆmaxを算出したが、この機能をエンジン制御装置（ＥＣＵ）等の外部の制御装置に持たせるようにしてもよい。すなわち、車両用発電制御装置において検出した発電機回転数Ｎ、励磁電流Ｉｆ、発電機出力電圧Ｖ_B を外部の制御装置に送って制限電流値Ｉｆmaxを算出し、この算出結果を車両用発電制御装置１に送り返すようにしてもよい。

一実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。 回転検出回路の詳細構成を示す図である。 励磁電流検出回路の詳細構成を示す図である。 励磁電流制御回路の詳細構成を示す図である。 トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路の詳細構成を示す図である。 図５に示したマイコンを用いて行われるトルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路の動作手順を示す流れ図である。 回転数が低下したときの発電機トルクの変化を示す図である。

符号の説明

１ 車両用発電制御装置
２ 車両用発電機
３ バッテリ
４ キースイッチ
１００ 電源回路
１１０ 回転検出回路
１２０ 出力電圧検出回路
１３０ 励磁電流検出回路
１４０ 励磁電流制御回路
１５０ トルク検出・励磁電流ＭＡＸ決定回路
１６０ パワートランジスタ

Claims (3)

1. 車両用発電機の励磁回路を断続制御することにより前記車両用発電機の出力電圧を制御する車両用発電制御装置において、
   前記車両用発電機の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、
   前記励磁回路の励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、
   前記車両用発電機の相電圧の１周期毎の周期データを検出し、この周期データの逆数から回転数を検出する回転数検出手段と、
   毎周期の前記周期データと前記回転数とから回転数の変化率を算出する変化率算出手段と、
   前記出力電圧検出手段によって検出された出力電圧と、前記励磁電流検出手段によって検出された励磁電流と、前記回転数検出手段によって検出された回転数とに基づいて、前記車両用発電機の発電トルク値を推定する発電トルク推定手段と、
   前記変化率算出手段によって算出した回転数の変化率に基づいて前記車両用発電機の慣性トルク値を推定する慣性トルク推定手段と、
   前記発電トルク推定手段および前記慣性トルク推定手段のそれぞれによって推定されたトルク値の合計を発電制御周期毎に算出する手段と、今回算出したトルク値の合計値とそれ以前のトルク値の合計値とから平均的なトルク値の合計値を算出する手段とを有し、算出した平均的なトルク値の合計値に所定値を加えた制限トルク値以上にならないように、前記発電制御周期毎に最新の出力電圧、回転数および制限トルク値に基づいて励磁電流制限値を算出し、この励磁電流制限値以下になるように前記励磁回路の励磁電流を抑制する励磁電流制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。
2. 請求項１において、
   前記励磁電流制御手段は、エンジンのアイドリング時に、前記励磁電流の抑制を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
3. 請求項１または２において、
   前記励磁電流制御手段は、前記車両用発電機の出力電圧が所定の設定値以下のときに、前記励磁電流の抑制を行わないことを特徴とする車両用発電制御装置。

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