(57)【要約】【課題】  正確な励磁電流の検出が可能であり、電気負荷遮断時における車両用発電機の出力電圧の低下の遅れや上昇を防止することができる車両用発電制御装置を提供すること。【解決手段】  車両用発電制御装置２は、車両用発電機１の励磁巻線１０２に対する通電を断続する励磁駆動トランジスタ２０２と、励磁駆動トランジスタ２０２がオンされたときに励磁巻線１０２に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出回路２０８と、車両用発電機１の出力電圧あるいはこの出力電圧と相関のある電圧と所定の調整電圧との差に基づいたデューティの駆動信号を生成して励磁駆動トランジスタ２０２を駆動するとともに、駆動信号のデューティの最小値を、励磁電流が検出可能な値以上であって、電気負荷４の接続が遮断されたときに励磁電流が減少する値に設定する電圧制御手段としてのオア回路２０４、電圧制御回路２０５、最小デューティ信号発生制御回路２０６とを備えている。【選択図】        図１
2006230165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用発電機の励磁巻線に対する通電を断続するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子がオンされたときに前記励磁巻線に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、
前記車両用発電機の出力電圧あるいはこの出力電圧と相関のある電圧と所定の調整電圧との差に基づいたデューティの駆動信号を生成して前記スイッチング素子を駆動するとともに、前記駆動信号のデューティの最小値を、前記励磁電流検出手段によって励磁電流が検出可能な値以上であって、前記車両用発電機に接続された電気負荷が遮断されたときに前記励磁電流が減少する値に設定するとともに、前記励磁電流の値、前記励磁電流の減衰速度、前記車両用発電機の回転数の少なくとも一つが所定の条件を満たすときに、前記デューティの設定値を前記最小値以下に下げる設定を行う電圧制御手段と、
を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記電圧制御手段は、前記励磁電流が下限値よりも小さくなったときに、前記デューティの設定値を前記最小値以下であって前記励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは前記駆動信号の出力を停止させることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記下限値は、前記デューティが前記最小値に設定された前記駆動信号によって前記スイッチング素子を駆動したときに前記励磁電流が飽和する値よりも高いことを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記励磁電流検出手段は、前記励磁電流が下限値よりも小さくなって前記励磁電流の検出が不可能になったときに、前記下限値よりも低く０よりも高い値を励磁電流検出値として出力することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記電圧制御手段は、前記励磁電流の減衰速度が所定値以上であるときに前記駆動信号のデューティを前記最小値に設定するとともに、前記励磁電流の減衰速度が所定値を下回ったときに前記デューティの設定値を前記最小値以下であって前記励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは前記駆動信号の出力を停止させることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記車両用発電機の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、
前記電圧制御手段は、前記車両用発電機の回転数が基準回転数以下のときに前記駆動信号のデューティを前記最小値に設定するとともに、前記回転数が前記基準回転数を超えたときに前記デューティの設定値を前記最小値以下であって前記励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは前記駆動信号の出力を停止させることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記車両用発電機の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、
前記電圧制御手段は、前記車両用発電機の回転数が基準回転数以上のときに、所定時間が経過するまで前記駆動信号のデューティを前記最小値に設定するとともに、前記所定時間が経過した後は前記デューティの設定値を前記最小値以下であって前記励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは前記駆動信号の出力を停止させることを特徴とする車両用発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用発電機の励磁電流を制御することにより出力電圧を調整する車両用発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用発電機の励磁電流と回転数を検出して発電トルクを算出し、この発電トルクの変化率が所定値を超えないように励磁電流を検出する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。）。このような制御を行うことにより、負荷変動等によってエンジン回転が不安定になることを防止することができる。しかし、この車両用発電制御装置における励磁電流検出は、励磁電流の通電を制御する励磁電流駆動用のトランジスタがオンしている期間に、励磁巻線に直列接続された抵抗の両端電圧を監視することで行っているため、大きな電気負荷の接続が遮断されて励磁電流駆動用のトランジスタがオフされる期間が長くなると正確な励磁電流の検出を行うことができなくなる。このような場合には電気負荷遮断前に検出された励磁電流の値が保持されて制御に使用されるが、実際の励磁電流は励磁巻線の時定数に応じて減少していくため、実際の励磁電流の値と検出された励磁電流の値との間に生じるずれが大きくなり、励磁電流の検出精度が低下するという不都合が生じる。
【０００３】
このような励磁電流の検出精度の低下を防止する従来技術として、大きな電気負荷の接続が遮断されたときであっても、励磁電流の駆動デューティが最小値を維持す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２参照。）。この車両用発電制御装置では、例えば３％の最小値以上の駆動デューティが設定されるため、定期的に流れる励磁電流の値を実際に測定することができ、励磁電流の検出精度を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−２８４２５７号公報（第３−６頁、図１−８）
【特許文献２】特開２００４−２０８３４２号公報（第４−９頁、図１−８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献２に開示された車両用発電制御装置では、励磁電流の駆動デューティが最小値以上の値を常時維持するため、高回転時などに車両用発電機の出力電圧が上昇して過電圧状態になるおそれがあったり、出力電圧が調整電圧以下に下がるまで時間がかかる場合があるという問題があった。
【０００５】
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、正確な励磁電流の検出が可能であり、電気負荷遮断時における車両用発電機の出力電圧の低下の遅れや上昇を防止す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電制御装置は、車両用発電機の励磁巻線に対する通電を断続するスイッチング素子と、スイッチング素子がオンされたときに励磁巻線に流れる励磁電流を検出する励磁電流検出手段と、車両用発電機の出力電圧あるいはこの出力電圧と相関のある電圧と所定の調整電圧との差に基づいたデューティの駆動信号を生成してスイッチング素子を駆動するとともに、駆動信号のデューティの最小値を、励磁電流検出手段によって励磁電流が検出可能な値以上であって、車両用発電機に接続された電気負荷が遮断されたときに励磁電流が減少する値に設定するとともに、励磁電流の値、励磁電流の減衰速度、車両用発電機の回転数の少なくとも一つが所定の条件を満たすときに、デューティの設定値を最小値以下に下げる設定を行う電圧制御手段とを備えている。これにより、電気負荷の接続が遮断されて車両用発電機の出力電圧が上昇した場合であってもスイッチング素子を最小のデューティで駆動してその駆動タイミングに合わせて励磁電流を確実に検出することが可能になる。このため、正確な励磁電流の値を知ることができ、検出した励磁電流を用いて正確な発電トルクを算出することができるようになり、適切なエンジン制御を行うことによってエンジン回転が不安定になることを防止することができる。また、所定の条件を満たしたときに、駆動信号のデューティの設定値が励磁電流を検出可能な最小値以下に設定されるため、車両用発電機の出力電圧が上昇したり、出力電圧の低下が遅れたりすることを防止することが可能になる。
【０００７】
また、上述した電圧制御手段は、励磁電流が下限値よりも小さくなったときに、デューティの設定値を最小値以下であって励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは駆動信号の出力を停止させることが望ましい。特に、上述した下限値は、デューティが最小値に設定された駆動信号によってスイッチング素子を駆動したときに励磁電流が飽和する値よりも高いことが望ましい。励磁電流が下限値よりも小さくなったときに駆動信号のデューティを下げたり出力を停止することにより、電気負荷の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。また、励磁電流が下限値よりも小さくなった後は励磁電流の検出が不可能になるが、その時点で励磁電流は下限値よりも小さな値まで減少しているため検出誤差を小さくすることができる。
【０００８】
また、上述した励磁電流検出手段は、励磁電流が下限値よりも小さくなって励磁電流の検出が不可能になったときに、下限値よりも低く０よりも高い値を励磁電流検出値として出力することが望ましい。検出不可能な励磁電流が下限値よりも小さく０に近い値であることがわかっているため、下限値と０の間の適当な値を励磁電流検出値として代用することにより、検出される励磁電流の誤差をさらに少なくすることができる。
【０００９】
また、上述した電圧制御手段は、励磁電流の減衰速度が所定値以上であるときに駆動信号のデューティを最小値に設定するとともに、励磁電流の減衰速度が所定値を下回ったときにデューティの設定値を最小値以下であって励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは駆動信号の出力を停止させることが望ましい。励磁電流が飽和状態に近づいたときに駆動信号のデューティを下げたり出力を停止することにより、電気負荷の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。また、励磁電流が飽和状態に近づいた後は励磁電流の検出が不可能になるが、その時点で励磁電流は小さな値まで減少しているため検出誤差を小さくすることができる。
【００１０】
また、上述した車両用発電機の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、電圧制御手段は、車両用発電機の回転数が基準回転数以下のときに駆動信号のデューティを最小値に設定するとともに、回転数が基準回転数を超えたときにデューティの設定値を最小値以下であって励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは駆動信号の出力を停止させることが望ましい。車両用発電機の高回転時に駆動信号のデューティを下げたり出力を停止することにより、電気負荷の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。また、車両用発電機の高回転時には励磁電流の検出が不可能になるが、このときはエンジンも高回転状態にあるためエンジン回転を安定させるために励磁電流に基づいて発電トルクを算出する必要がほとんどなく、励磁電流を検出することができないことによる不都合は生じない。
【００１１】
また、上述した車両用発電機の回転数を検出する回転数検出手段をさらに備え、電圧制御手段は、車両用発電機の回転数が基準回転数以上のときに、所定時間が経過するまで駆動信号のデューティを最小値に設定するとともに、所定時間が経過した後はデューティの設定値を最小値以下であって励磁電流の検出が不可能な値まで下げる、あるいは駆動信号の出力を停止させることが望ましい。車両用発電機が高回転時であって所定時間が経過した後に駆動信号のデューティを下げたり出力を停止することにより、電気負荷の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。また、所定時間経過後は励磁電流が飽和状態に近づくため、その時点で励磁電流は小さな値まで減少しており、検出誤差を小さくすることができる。しかも、このときはエンジンも高回転状態にあるためエンジン回転を安定させるために励磁電流に基づいて発電トルクを算出する必要がほとんどなく、励磁電流を検出することができないことによる不都合は生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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等との接続状態が示されている。
【００１３】
図１において、車両用発電制御装置２は、車両用発電機１の出力端子（Ｂ端子）の電圧が所定の調整電圧（例えば１４Ｖ）になるように制御するためのものである。車両用発電機１は、固定子に含まれる三相の固定子巻線１０１と、回転子に含まれる励磁巻線１０２と、固定子巻線１０１の三相出力を全波整流するために設けられた整流回路１０３とを含んで構成されている。この車両用発電機１の出力電圧の制御は、励磁巻線１０２に対する通電を車両用発電制御装置２によって適宜断続制御することにより行われる。車両用発電機１のＢ端子はバッテリ３と電気負荷４に接続されており、出力端子からバッテリ３や電気負荷４に充電電流や動作電流が供給される。また、車両用発電制御装置２は、通信端子Ｘを介してＥＣＵ（車両制御装置）５に接続されている。
【００１４】
次に、車両用発電制御装置２の詳細構成および動作について説明する。図１に示すように、車両用発電制御装置２は、環流ダイオード２０１、励磁駆動トランジスタ２０２、センス抵抗２０３、オア回路２０４、電圧制御回路２０５、最小デューティ信号発生制御回路２０６、回転数検出回路２０７、励磁電流検出回路２０８、励磁電流出力回路２０９を備えている。
【００１５】
励磁駆動トランジスタ２０２は、励磁巻線１０２に直列に接続されており、入力される駆動信号によってオン状態になったときに励磁巻線１０２に励磁電流を供給する。環流ダイオード２０１は、励磁巻線１０２に並列に接続されており、励磁駆動トランジスタ２０２がオフ状態のときに励磁電流を環流させる。センス抵抗２０３は、励磁駆動トランジスタ２０２がオン状態のときに励磁巻線１０２に流れる励磁電流を検出するためのものであり、励磁駆動トランジスタ２０２のソースとアース端子（Ｅ端子）間に挿入されている。オア回路２０４は、出力端子が励磁駆動トランジスタ２０２のゲートに接続されており、電圧制御回路２０５と最小デューティ信号発生制御回路２０６のそれぞれの出力信号の論理和となる駆動信号を励磁駆動トランジスタ２０２に入力する。
【００１６】
電圧制御回路２０５は、車両用発電機１の出力電圧が所定の調整電圧Ｖreg となるように制御するために、所定周期（例えば５ｍｓ）のパルス列からなるＰＷＭ（パルス幅変調）信号としての電圧制御信号を生成して出力する。最小デューティ信号発生制御回路２０６は、電圧制御回路２０５によって生成する電圧制御信号と同じ周期（例えば５ｍｓ）のの最小デューティ信号を生成する。オア回路２０４には、電圧制御回路２０５から出力される電圧制御信号と、最小デューティ信号発生制御回路２０６から出力される最小デューティ信号とが入力されるが、電気負荷４が作動中は電圧制御信号のデューティ比は最小デューティ信号のデューティよりも大きくなるため、オア回路２０４からは電圧制御信号と同じ波形の駆動信号が出力され、励磁駆動トランジスタ２０２が駆動される。最小デューティ信号発生制御回路２０６における最小デューティ信号のデューティの設定方法については後述する。
【００１７】
回転数検出回路２０７は、固定子巻線１０１の一相電圧に基づいて車両用発電機１の回転数を検出し、回転数に比例する電圧を有する回転数検出信号を出力する。この回転数検出信号は最小デューティ信号発生制御回路に入力される。励磁電流検出回路２０８は、センス抵抗２０３の一方端に現れる電圧に基づいて励磁巻線１０２に流れる励磁電流を検出し、検出した励磁電流に比例する電圧を有する励磁電流検出信号を出力する。センス抵抗２０３は、励磁駆動トランジスタ２０２を介して励磁巻線１０２に直列に接続されているため、励磁駆動トランジスタ２０２がオンされているときにセンス抵抗２０３（抵抗値をＲとする）に現れる電圧Ｖifを検出することにより、そのときに励磁巻線１０２に流れている励磁電流Ｉｆ（＝Ｖif／Ｒ）を検出することができる。励磁電流出力回路２０９は、励磁電流検出信号を通信に適した形式の信号に変換した後、端子Ｘを介してＥＣＵ５に送信する。
【００１８】
上述した励磁駆動トランジスタ２０２がスイッチング素子に、励磁電流検出回路２０８が励磁電流検出手段に、オア回路２０４、電圧制御回路２０５、最小デューティ信号発生制御回路２０６が電圧制御手段に、回転数検出回路２０７が回転数検出手段にそれぞれ対応する。
【００１９】
本実施形態の車両用発電制御装置２はこのような構成を有しており、つぎにその動作を説明する。
【００２０】
（基本動作）
本実施形態の最小デューティ信号発生制御回路２０６では、最小デューティ信号のデューティを、励磁電流検出回路２０８によって励磁電流が検出可能な値以上であって、車両用発電機１に接続された電気負荷４が遮断されたときに励磁電流が減少する値に設定している。本実施形態では、最小デューティ信号のデューティは、例えば３％に設定されている。
【００２１】
大きな電気負荷４の接続が遮断されると、車両用発電機１の出力電圧は一時的に上昇し、励磁電流が低下するまで調整電圧Ｖreg よりも高い状態が継続する。その間、電圧制御回路２０５から出力される電圧制御信号のデューティは０％になり、この状態は出力電圧が調整電圧Ｖreg よりも低くなるまで維持される。
【００２２】
図２は、電圧制御回路２０５から出力される電圧制御信号のデューティの変化を示す図である。車両用発電機１の出力電圧が調整電圧Ｖreg 以上のときにデューティが０％に設定され、調整電圧Ｖreg 以下になるとデューティが０％から徐々に高くなり、電圧Ｖ０以下になるとデューティが１００％（フル励磁状態）になる。
【００２３】
図３は、最小デューティ信号発生制御回路２０６を用いた従来構成における実際の励磁電流と検出された励磁電流との関係を示す図である。図４は、車両用発電機１の出力電圧と励磁駆動トランジスタ２０２に入力される駆動信号のデューティとの関係を示す図である。図３において、「電気負荷」は電気負荷４の接続状態に対応しており、ハイレベルが接続された状態、ローレベルが遮断された状態をそれぞれ示している。「ＶＢ」は車両用発電機１の出力電圧を示している。「Ｆ＿ｏｎ」は励磁駆動トランジスタ２０２がオンされるタイミングに対応しており、ハイレベルがオンされるタイミングに、ローレベルがオフされるタイミングをそれぞれ示している。「ＩＦ」は励磁巻線１０２に流れる励磁電流に対応しており、Ａは実際に流れる励磁電流を、Ｂは励磁電流検出回路２０８によって検出される励磁電流をそれぞれ示している。
【００２４】
励磁電流検出回路２０８による励磁電流の検出は励磁駆動トランジスタ２０２がオンされているときのみ可能であるため、電圧制御回路２０５から出力される電圧制御信号をそのまま駆動信号として用いて励磁駆動トランジスタ２０２を駆動する構成の場合には、上述したように長い期間車両用発電機１の出力電圧が調整電圧Ｖreg 以上になって電圧制御信号のデューティが０％になるため励磁電流を検出できない期間が継続する。
【００２５】
しかし、従来構成では最小デューティ信号発生制御回路２０６が用いられているため、図４に示すように車両用発電機１の出力電圧が調整電圧Ｖreg を超えた場合であっても、最小デューティ信号発生制御回路２０６から出力される最小デューティ信号（最小値）のデューティ（３％）が設定された駆動信号が励磁駆動トランジスタ２０２に入力される。したがって、図３に示すように、車両用発電機１の出力電圧が調整電圧Ｖreg を超えた場合であっても確実に一定周期で励磁電流の検出を行うことができ、実際に励磁巻線１０２に流れる励磁電流と励磁電流検出回路２０８によって検出される励磁電流との間のずれをほぼなくすことができる。
【００２６】
このように、電気負荷４の接続が遮断されて車両用発電機１の出力電圧が上昇した場合であっても励磁駆動トランジスタ２０２を最小のデューティ（３％）で駆動してその駆動タイミングに合わせて励磁電流を確実に検出することが可能になる。このため、正確な励磁電流の値を知ることができ、ＥＣＵ５では、この検出された励磁電流を用いて正確な発電トルクを算出することができるようになり、適切なエンジン制御を行うことによってエンジン回転が不安定になることを防止することができる。
【００２７】
ところで、上述したように、最小デューティ信号発生制御回路２０６によって生成される最小デューティ信号のデューティは、（１）励磁電流検出回路２０８によって励磁電流が検出可能な値以上であって、（２）車両用発電機１に接続された電気負荷４が遮断されたときに励磁電流が減少する値に設定されるが、車両用発電機１の回転域によってはこの（１）と（２）の２つの条件を満たすことが難しかったり、満たすことができる場合であっても、定期的に励磁駆動トランジスタ２０２をオンするために車両用発電機１の出力電圧が調整電圧Ｖreg 以下になるまでに要する時間が長くなる等の不都合が生じるおそれがある。
【００２８】
しかし、本実施形態では、以下に示す４つの対策案を盛り込むことによってこれらの不都合に対処することができる。
【００２９】
図５は、各種の対策案を実現する最小デューティ信号発生制御回路２０６の詳細構成を示す図である。図５に示すように、最初デューティ信号発生制御回路２０６は、電圧比較器３００、３０４、減衰速度検出回路３０２、タイマ３０６、最小デューティ信号発生回路３０８を備えている。
【００３０】
電圧比較器３００は、励磁電流検出回路２０８から出力される励磁電流検出信号がマイナス入力端子に入力され、励磁電流が０．５Ａのときの励磁電流検出信号に相当する電圧Ｖ１がプラス入力端子に入力されており、励磁電流検出信号の電圧がＶ１以下のときにローレベル、Ｖ１を超えたときにハイレベルの信号を出力する。すなわち、電気負荷４が遮断されて励磁電流の減衰が始まると、励磁電流が０．５Ａまで減少するまでの間電圧比較器３００の出力がローレベルを維持し、下限値である０．５Ａ以下になると電圧比較器３００の出力がハイレベルになる。
【００３１】
減衰速度検出回路３０２は、励磁電流検出回路２０８から出力される励磁電流検出信号が入力されており、励磁電流が減衰する速度（変化速度）を検出する。減衰速度検出回路３０２は、この変化速度が所定値以上のとき（減衰の程度が激しいとき）にローレベルの信号を出力し、変化速度が所定値以下になったとき（飽和状態に近づいたとき）にハイレベルの信号を出力する。
【００３２】
電圧比較器３０４は、回転数検出回路２０７から出力される回転数検出信号がプラス入力端子に入力され、回転数８０００ｒｐｍのときの回転数検出信号に相当する電圧Ｖ２がマイナス入力端子に入力されており、車両用発電機１の回転数が８０００ｒｐｍ以下のときにローレベル、８０００ｒｐｍを超えたときにハイレベルの信号を出力する。
【００３３】
タイマ３０６は、電圧比較器３０４からハイレベルの信号が出力されているときに、励磁電流が減少するタイミングに合わせて時間の計測を開始し、所定時間Ｔ経過後に出力をローレベルからハイレベルに変化させる。すなわち、電気負荷４が遮断されて励磁電流の減衰が始まると、所定時間Ｔが経過するまではタイマ３０６の出力がローレベルを維持し、所定時間が経過した後はタイマ３０６の出力がハイレベルに変化する。
【００３４】
最小デューティ信号発生回路３０８は、デューティが３％の最小デューティ信号を生成する。上述した基本動作のみを行う場合には、最小デューティ信号発生回路３０８以外の構成は不要であり、最小デューティ信号発生回路３０８によって生成された最小デューティ信号を最小デューティ信号発生制御回路２０６から出力すればよい。また、以下に示す４つの対策案を実施するために、最小デューティ信号発生回路３０８は、電圧比較器３００、３０４、減衰速度検出回路３０２、タイマ３０６からローレベルの信号が出力されている間はデューティが３％の最小デューティ信号を出力し、ハイレベルの信号が出力されるとデューティがさらに小さい（例えば１％）の最小デューティ信号を生成して出力する。このデューティ（１％）は、励磁電流検出回路２０８による励磁電流の検出が不可能な値に設定されている。なお、最小デューティ信号発生回路３０８では、電圧比較器３００、３０４、減衰速度検出回路３０２、タイマ３０６のそれぞれから出力される４種類の信号の中から一つに着目して最小デューティ信号のデューティ比を変更する動作が行われる。具体的には、電圧比較器３００の出力信号に基づいて対策案１が実施される。減衰速度検出回路３０２の出力信号に基づいて対策案２が実施される。電圧比較器３０４の出力信号に基づいて対策案３が実施される。タイマ３０６の出力信号に基づいて対策案４が実施される。
【００３５】
（対策案１）
対策案１では、励磁電流が減少して下限値に達する前後で駆動信号のデューティを可変する。図６は、対策案１を実施した場合の実際の励磁電流と検出された励磁電流との関係を示す図である。また、図７は対策案１を実施した場合の励磁電流と駆動信号のデューティとの関係を示す図である。この対策案１では電圧比較器３００が用いられる。すなわち、電気負荷４が遮断されて励磁電流が減少を開始した時点では電圧比較器３００からローレベルの信号が出力されるため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが３％の最小デューティ信号が生成されて出力される。そして、励磁電流の減衰が進行して０．５Ａ以下になると、電圧比較器３００からハイレベルの信号が出力されるため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが１％の最小デューティ信号が生成されて出力される。なお、最小デューティ信号のデューティ（最小デューティ）が３％を維持する励磁電流の下限値は、３％の最小デューティに設定された駆動信号で励磁駆動トランジスタ２０２を駆動したときに励磁電流が飽和するときの電流値よりも高い値に設定されている。上記の例では、この下限値が０．５Ａに設定されている。
【００３６】
このように、励磁電流が下限値（０．５Ａ）よりも小さくなったときに駆動信号のデューティをさらに下げることにより、電気負荷４の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機１の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。また、励磁電流が下限値よりも小さくなった後は励磁電流の検出が不可能になるが、その時点で励磁電流は下限値よりも小さな値まで減少しているため検出誤差を小さくすることができる。
【００３７】
ところで、励磁電流が下限値より小さくなった場合には励磁電流の検出が不可能になるが、このときの実際の励磁電流は下限値と０の間であることがわかっているため、この間の適当な値（例えば、下限値の半分の値）を励磁電流検出値するようにしてもよい。例えば、電圧比較器３００の出力信号が励磁電流検出回路２０８に入力されている。励磁電流検出回路２０８は、電圧比較器３００からローレベルの信号が出力されているときには検出した励磁電流の値を示す励磁電流検出信号を最小デューティ信号発生制御回路２０６に入力するとともに励磁電流出力回路２０９に入力している。したがって、励磁電流出力回路２０９からＥＣＵ５へは実際に検出された励磁電流の値が送られる。一方、電圧比較器３００からハイレベルの信号が出力されると励磁電流検出回路２０８は、検出不可能な不定の励磁電流を内容とする励磁電流検出信号の代わりに、下限値の半分の０．２５Ａを内容とする励磁電流検出信号を出力する。このように、下限値と０の間の適当な値を励磁電流検出値として代用することにより、検出される励磁電流の誤差をさらに少なくすることができる。
【００３８】
（対策案２）
対策案２では、励磁電流が減少する際に、その減衰の速度が所定値以上であるか所定値以下であるかによって駆動信号のデューティを可変する。この対策案２では減衰速度検出回路３０２が用いられる。すなわち、電気負荷４が遮断されて励磁電流が減少を開始した直後では励磁電流の減衰速度が大きいため減衰速度検出回路３０２からローレベルの信号が出力される。このため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが３％の最小デューティ信号が生成されて出力される。その後、励磁電流の減衰が進行して励磁電流が飽和状態に近づくと減衰速度検出回路３０２の出力がハイレベルに変化するため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが１％の最小デューティ信号が生成されて出力される。例えば、励磁電流が０．５Ａ程度まで減少したときにほぼ飽和するものとすると、対策案１と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
このように、励磁電流が飽和状態に近づいたときに駆動信号のデューティを下げることにより、電気負荷４の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機１の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。また、励磁電流が飽和状態に近づいた後は励磁電流の検出が不可能になるが、その時点で励磁電流は小さな値まで減少しているため検出誤差を小さくすることができる。
【００４０】
（対策案３）
対策案３では、車両用発電機１の回転数が所定の基準回転数以下であるか以上であるかによって駆動信号のデューティを可変する。図８は、対策案３を実施した場合の車両用発電機１の回転数と駆動信号のデューティとの関係を示す図である。この対策案３では、電圧比較器３０４が用いられる。すなわち、車両用発電機１の回転数が所定の基準回転数（例えば８０００ｒｐｍ）以下のときに、電圧比較器３０４からローレベルの信号が出力されるため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが３％の最小デューティ信号が生成されて出力される。一方、車両用発電機１の回転数が８０００ｒｐｍを超えた場合には、電圧比較器３０４からハイレベルの信号が出力されるため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが１％の最小デューティ信号が生成されて出力される。車両用発電機１の回転数が８０００ｒｐｍを超えた場合には駆動信号のデューティが１％になるため、励磁電流検出回路２０８による励磁電流の検出は不可能になるが、このような高速回転域では、エンジンの回転も安定しているため、発電トルクに基づいたエンジン制御を行わなくてもエンジン回転が不安定になることはない。
【００４１】
このように、車両用発電機１の高回転時に駆動信号のデューティを下げることにより、電気負荷４の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機１の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。また、車両用発電機１の高回転時には励磁電流の検出が不可能になるが、このときはエンジンも高回転状態にあるためエンジン回転を安定させるために励磁電流に基づいて発電トルクを算出する必要がほとんどなく、励磁電流を検出することができないことによる不都合は生じない。
【００４２】
（対策案４）
対策案４では、車両用発電機１の回転数が所定の基準回転数を超えている場合に、所定時間経過する前後で駆動信号のデューティを可変する。図９は、対策案４を実施した場合の実際の励磁電流と検出された励磁電流との関係を示す図である。この対策４では、減衰速度検出回路３０２、電圧比較器３０４およびタイマ３０６が用いられる。タイマ３０６は、電圧比較器３０４からハイレベルの信号が出力され、かつ、減衰速度検出回路３０２によって励磁電流の大きな減衰状態を検出したときに計測動作を開始し、所定時間Ｔ経過後に出力信号をローレベルからハイレベルに変化させる。すなわち、車両用発電機１の回転数が所定の基準回転数（例えば８０００ｒｐｍ）を超えている場合に、電気負荷４の遮断に伴う励磁電流の減衰が始まると、それから所定時間Ｔが経過するまではタイマ３０６からローレベルの信号が出力されるため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが３％の最小デューティ信号が生成されて出力される。また、所定時間Ｔが経過するとタイマ３０６からハイレベルの信号が出力されるため、最小デューティ信号発生回路３０８によってデューティが１％の最小デューティ信号が生成されて出力される。
【００４３】
なお、対策案４では、減衰速度検出回路３０２は、励磁電流の大きな減衰状態を検出したときにハイレベルの信号を出力しており（対策案２における動作と異なっている）、タイマ３０６は、電圧比較器３０４と減衰速度検出回路３０２の両方の出力がともにハイレベルになったときに計測動作を開始している。
【００４４】
このように、車両用発電機１の高回転時に所定時間経過後に駆動信号のデューティを下げることにより、出力電圧の過電圧を防止することができる。また、３％のデューティの駆動信号を用いた場合に過電圧が発生しない場合であっても、電気負荷の接続が遮断されたときに高くなった車両用発電機１の出力電圧をさらに速やかに下げることができる。さらに、所定時間経過後は励磁電流が飽和状態に近づくため、その時点で励磁電流は小さな値まで減少しており、検出誤差を小さくすることができる。しかも、このときはエンジンも高回転状態にあるためエンジン回転を安定させるために励磁電流に基づいて発電トルクを算出する必要がほとんどなく、励磁電流を検出することができないことによる不都合は生じない。
【００４５】
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変形実施が可能である。例えば、上記の対策案１〜４の各実施形態では、所定の条件を満たしたときに駆動信号のデューティを３％から１％に下げたが、３％から０％に下げて駆動信号が出力されないようにしてもよい。駆動信号のデューティを１％に下げた時点で励磁電流の検出が不可能になっているため、この駆動信号のデューティを０％に変更してもその影響はない。この場合には、最小デューティ信号発生回路３０８は、１％のデューティの駆動信号を生成する代わりに、駆動信号の生成を停止して、代わりにローレベルの信号を出力すればよい。あるいは、図１０に示す最小デューティ信号発生制御回路２０６Ａを用いて駆動信号の出力を停止するようにしてもよい。すなわち、選択回路３１０を用いて実施対象の対策案に対応する構成の一の出力信号を選択するとともに、この選択された信号をアンド回路３１２の一方の入力端に反転入力する。アンド回路３１２の他方の入力端には、最小デューティ信号発生回路３０８から出力されている常時デューティが３％の最小デューティ信号が入力されている。対策案１〜４の各実施形態で説明した所定の条件を満たすと、選択回路３１０からアンド回路３１２に入力される信号がハイレベルになるため、最小デューティ信号発生回路３０８から出力されるデューティ３％の最小デューティ信号の出力が停止される。
【００４６】
また、上述した実施形態では、対策案１〜４の全てを実施可能な最小デューティ信号発生制御回路２０６の構成を図５に示して各対策案の動作を説明したが、４つの対策案の中から一つのみを実施する場合には不実施の対策案に対応する構成を削除して最小デューティ信号発生制御回路２０６（あるいは図１０に示した最小デューティ信号発生制御回路２０６Ａ）の構成を簡略化するようにしてもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、車両用発電機１の出力電圧が所定の調整電圧になるように車両用発電制御装置２によって制御したが、この出力電圧と相関のある電圧（例えばバッテリ３の端子電圧）が所定の調整電圧になるように制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】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。
【図２】電圧制御回路から出力される電圧制御信号のデューティの変化を示す図である。
【図３】最小デューティ信号発生制御回路を用いた従来構成における実際の励磁電流と検出された励磁電流との関係を示す図である。
【図４】車両用発電機の出力電圧と励磁駆動トランジスタに入力される駆動信号のデューティとの関係を示す図である。
【図５】各種の対策案を実現する最小デューティ信号発生制御回路の詳細構成を示す図である。
【図６】対策案１を実施した場合の実際の励磁電流と検出された励磁電流との関係を示す図である。
【図７】対策案１を実施した場合の励磁電流と駆動信号のデューティとの関係を示す図である。
【図８】対策案３を実施した場合の車両用発電機の回転数と駆動信号のデューティとの関係を示す図である。
【図９】対策案４を実施した場合の実際の励磁電流と検出された励磁電流との関係を示す図である。
【図１０】最小デューティ信号発生制御回路の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  車両用発電機
２  車両用発電制御装置
３  バッテリ
４  電気負荷
５  ＥＣＵ（車両制御装置）
１０１  固定子巻線
１０２  励磁巻線
１０３  整流回路
２０１  環流ダイオード
２０２  励磁駆動トランジスタ
２０３  センス抵抗
２０４  オア回路
２０５  電圧制御回路
２０６  最小デューティ信号発生制御回路
２０７  回転数検出回路
２０８  励磁電流検出回路
２０９  励磁電流出力回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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