(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの内燃機関に搭載された複数の発電機を、前記内燃機関により同時に駆動するための発電制御システムであって、
前記発電制御システムは、
各前記発電機を制御するための発電制御装置と、
前記発電制御装置に接続された外部制御装置と
を備え、
前記発電制御装置は、
各前記発電機に設けられた界磁コイルへの界磁電流の通電を制御する界磁ドライバと、
各前記発電機の出力電圧に基づいて前記界磁コイルの導通率を決定して前記界磁ドライバを制御することで、各前記発電機の発電電圧を目標電圧値に調整する電圧制御部と、
各前記発電機の前記界磁コイルの導通率を検出する導通率検出部と、
前記導通率検出部で検出された前記導通率を前記外部制御装置に送信する第１の信号送信部と、
前記外部制御装置から、前記電圧制御部の前記導通率を制限する命令値を受信する第１の信号受信部と、
前記第１の信号受信部で受信した前記命令値に基づいて、前記電圧制御部が決定した前記導通率を前記命令値以下にするように前記導通率に制限を加える導通率制限部と
を備え、
前記外部制御装置は、
前記発電制御装置から、前記導通率検出部で検出した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率を受信する第２の信号受信部と、
前記第２の信号受信部で受信した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率の平均値を求め、前記平均値に基づいて、前記命令値を設定する導通率演算部と、
前記導通率演算部が設定した前記命令値を、前記発電制御装置に送信する第２の信号送信部と
を備え、
前記外部制御装置の前記導通率演算部は、前記第２の信号受信部で受信した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率に基づいて、前記導通率が最小の発電機を制限対象外の発電機とし、前記制限対象外の発電機以外の前記発電機を制限対象の発電機として、前記制限対象の発電機に接続された前記発電制御装置に対してのみ、前記第２の信号送信部を介して、前記命令値を送信する、
発電制御システム。
【請求項２】
前記外部制御装置の前記導通率演算部は、前記命令値を、前記平均値と同じ値に設定する、
請求項１に記載の発電制御システム。
【請求項３】
前記外部制御装置の前記導通率演算部は、前記命令値を、前記平均値に対して予め設定された加算値を加算した値に設定する、
請求項１に記載の発電制御システム。
【請求項４】
前記発電制御装置は、
各前記発電機に設けられたステータコイルの相電圧および周波数の少なくともいずれか一方に基づいて、各前記発電機が発電異常状態か否かを判定して、発電異常状態の発電機が有った場合には、当該発電機の発電異常状態を通知する発電異常情報を出力する発電異常検知部
をさらに備え、
前記外部制御装置は、前記発電異常検知部からの前記発電異常情報を前記第１の信号送信部を介して受信した場合に、前記導通率演算部により前記導通率の前記平均値の演算を行うときに前記発電異常情報に対応する発電機の導通率を除外して前記平均値の演算を行うとともに、前記発電異常情報に対応する発電機を前記制限対象の発電機から除外する、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の発電制御システム。
【請求項５】
前記発電制御装置は、前記外部制御装置から前記命令値を受信しない場合に、前記導通率制限部による前記導通率の制限を行わずに、前記電圧制御部が決定した前記導通率に基づいて前記界磁ドライバを制御する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の発電制御システム。
【請求項６】
前記発電制御装置は、
前記外部制御装置からの前記命令値が異常であることを検知する命令異常検知部
をさらに備え、
前記命令異常検知部が、前記外部制御装置からの前記命令値の異常を検知した場合に、前記導通率制限部による前記導通率の制限を行わずに、前記電圧制御部が決定した前記導通率に基づいて前記界磁ドライバを制御する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の発電制御システム。
【請求項７】
発電機に接続され、前記発電機を制御する発電制御装置であって、
前記発電機は、他の発電機とともに１つの内燃機関に搭載され、前記内燃機関により他の発電機と同時に駆動されるものであって、
前記発電制御装置は、
前記発電機に設けられた界磁コイルへの界磁電流の通電を制御する界磁ドライバと、
前記発電機の出力電圧に基づいて前記界磁コイルの導通率を決定して前記界磁ドライバを制御することで、各前記発電機の発電電圧を目標電圧値に調整する電圧制御部と、
各前記発電機の前記界磁コイルの導通率を検出する導通率検出部と、
前記導通率検出部で検出された前記導通率を外部に送信する信号送信部と、
前記信号送信部から外部に送信した前記導通率と、前記他の発電機のそれぞれに接続された発電制御装置から外部に送信された前記他の発電機のそれぞれの界磁コイルの導通率との平均値に基づいて設定される前記電圧制御部の前記導通率を制限する命令値を外部から受信する信号受信部と、
前記信号受信部で受信した前記命令値に基づいて、前記電圧制御部が決定した前記導通率を前記命令値以下にするように前記導通率に制限を加える導通率制限部と
を備えた、
発電制御装置。
【請求項８】
発電機を制御する発電制御装置に接続されて用いられる外部制御装置であって、
前記発電機は複数個設置され、前記複数個の前記発電機は１つの内燃機関に搭載され、前記内燃機関により同時に駆動されるものであって、
前記外部制御装置は、
前記発電制御装置から各前記発電機の界磁コイルの導通率を受信する信号受信部と、
前記信号受信部で受信した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率の平均値を求めて、前記発電制御装置が決定した前記界磁コイルの導通率を制限するための命令値を前記平均値に基づいて設定する導通率演算部と、
前記導通率演算部で求めた前記命令値を、前記発電制御装置に送信する信号送信部と
を備え、
前記導通率演算部は、前記信号受信部で受信した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率に基づいて、前記導通率が最小の発電機を制限対象外の発電機とし、前記制限対象外の発電機以外の前記発電機を制限対象の発電機として、前記制限対象の発電機に接続された前記発電制御装置に対してのみ、前記信号送信部を介して、前記命令値を送信する、
外部制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電制御システム、発電制御装置、および、外部制御装置に関し、特に、内燃機関によって駆動される車両用交流発電機を制御するための発電制御システム、発電制御装置、および、外部制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１つの内燃機関に対して複数台の発電機を搭載する車両システムにおいて、各発電機の発電制御電圧の製造バラつき及び充電線の状態によって、各発電機の発電量にアンバランスが生じ、定常的に発電量の高い発電機が短寿命化するという課題があった。【０００３】
このような課題に対して、例えば、特許文献１に記載の発電制御装置が提案されている。特許文献１では、車両システムに２つの発電機が設けられている。一方の発電機を「主発電機」とし、他方の発電機を「従属発電機」とする。「従属発電機」の界磁コイルへの導通率は、「主発電機」の界磁コイルへの導通率と同値に設定されている。これにより、「主発電機」の発電量と「従属発電機」の発電量とを均一にして、発電機の短寿命化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０２９１０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のような発電制御装置の場合、主発電機と従属発電機との両方において、界磁コイルの導通率情報を共有する専用端子と、各端子間を接続する専用配線とが必要である。【０００６】
ところで、近年、外部制御装置と双方向通信を行うための機能を備えた車両の発電制御装置が増加している。そのような発電制御装置においては、発電制御装置の各制御パラメータを外部制御装置から設定／変更し、かつ、発電機の制御状態を外部制御装置へ送信する。このような発電制御装置に特許文献１に記載の発電制御装置を適用した場合、双方向通信を行うための通信配線と、各発電機の発電量を均一化するための上記の専用端子及び専用配線とが、必要となる。そのため、車両配線コストの増加という課題があり、さらには、専用端子の異常時には、各発電機間の発電量のバランスの維持が出来なくなるという課題があった。【０００７】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、専用端子および専用配線を必要とせず、複数の発電機間の発電量を均一にすることが可能な、発電制御システム、発電制御装置、および、外部制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、１つの内燃機関に搭載された複数の発電機を、前記内燃機関により同時に駆動するための発電制御システムであって、前記発電制御システムは、各前記発電機を制御するための発電制御装置と、前記発電制御装置に接続された外部制御装置とを備え、前記発電制御装置は、各前記発電機に設けられた界磁コイルへの界磁電流の通電を制御する界磁ドライバと、各前記発電機の出力電圧に基づいて前記界磁コイルの導通率を決定して前記界磁ドライバを制御することで、各前記発電機の発電電圧を目標電圧値に調整する電圧制御部と、各前記発電機の前記界磁コイルの導通率を検出する導通率検出部と、前記導通率検出部で検出された前記導通率を前記外部制御装置に送信する第１の信号送信部と、前記外部制御装置から、前記電圧制御部の前記導通率を制限する命令値を受信する第１の信号受信部と、前記第１の信号受信部で受信した前記命令値に基づいて、前記電圧制御部が決定した前記導通率を前記命令値以下にするように前記導通率に制限を加える導通率制限部とを備え、前記外部制御装置は、前記発電制御装置から、前記導通率検出部で検出した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率を受信する第２の信号受信部と、前記第２の信号受信部で受信した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率の平均値を求め、前記平均値に基づいて、前記命令値を設定する導通率演算部と、前記導通率演算部が設定した前記命令値を、前記発電制御装置に送信する第２の信号送信部とを備え、前記外部制御装置の前記導通率演算部は、前記第２の信号受信部で受信した各前記発電機の前記界磁コイルの前記導通率に基づいて、前記導通率が最小の発電機を制限対象外の発電機とし、前記制限対象外の発電機以外の前記発電機を制限対象の発電機として、前記制限対象の発電機に接続された前記発電制御装置に対してのみ、前記第２の信号送信部を介して、前記命令値を送信する、発電制御システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発電制御システムによれば、各発電機の発電制御装置が各発電機の界磁コイルの導通率を外部制御装置に送信し、外部制御装置が各発電機の界磁コイルの導通率の平均値を求めて、当該平均値に基づいて、発電制御装置がフィードバック制御で決定した界磁コイルの導通率を制限するための命令値を求めて発電制御装置に送信するようにしたので、専用端子および専用配線などを特に必要とせずに、複数の発電機の発電量がアンバランス状態になることを防止でき、複数の発電機の発電量を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムの構成を示した構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムに設けられた外部制御装置の動作を示したフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１に係る車両発電制御システムに設けられた発電制御装置の界磁ドライバのＰＷＭ信号状態を示したタイムチャートである。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１に係る車両発電制御システムに設けられた発電制御装置の界磁ドライバのＰＷＭ信号状態を示したタイムチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムに設けられた外部制御装置の送受信のタイミングを示したタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムで制御した各発電機の発電量の推移を示した図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムで制御した各発電機の発電量の推移を示した図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムで制御した各発電機の発電量の推移の例外を示した図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムに設けられた外部制御装置の動作の変形例を示したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムが図８のフローチャートに基づいて制御した場合の各発電機の発電量の推移を示した図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムに設けられた外部制御装置の動作を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システムの構成の変形例を示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態１に係る車両用発電制御システム（以下、単に「発電制御システム」という）について説明する。
【００１２】
本実施の形態に係る発電制御システムは、１つの内燃機関に搭載された複数の車両用発電機（以下、単に「発電機」という）を、当該内燃機関により同時に並列駆動させるための発電制御システムである。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る発電制御システムの構成を示した構成図である。図１に示すように、発電制御システムは、発電機１を制御する発電制御装置４と、発電制御装置４に接続された外部制御装置５とを備えている。発電制御装置４と外部制御装置５とは、双方向通信を行う。図１においては、発電制御装置４が、発電機１に内蔵されている場合を示しているが、本実施の形態はこの場合に限られず、発電制御装置４は、発電機１の外部に設けられていてもよい。
【００１４】
また、図１においては、図の簡略化のために、発電機１として１つの発電機のみが示されているが、実際には、複数の発電機が搭載されている。以下では、ｎ個の発電機１が設けられているとする。ｎは、正の整数である。また、それらの発電機１を区別して呼ぶ場合には、発電機１−１，発電機１−２，・・・，発電機１−ｎと呼ぶこととする。また、これらのｎ個の発電機は、基本的に、すべて、同じ構成を有し、同じ動作を行うため、以下では、発電機１として、主に発電機１−１についての説明を行い、他の発電機については、説明を省略する。
【００１５】
発電機１は、車両に搭載された図示しない内燃機関に対してベルトを介して接続され、内燃機関により駆動力を得ることによって発電を行う。発電機１の発電制御装置４は、各発電機１に設けられた界磁コイル１０１に対して界磁電流を断続的に通電する界磁電流制御を行うことにより、発電機１の発電電圧を目標電圧値に調整する。
【００１６】
発電機１は、発電に必要な磁束を発生させる界磁コイル１０１と、当該磁束により交流起電力を発生させて交流電力を出力するステータコイル１０２と、ステータコイル１０２に発生した交流出力電流を直流へ変換するために全波整流を行う整流器１０３とを備えている。
【００１７】
整流器１０３の出力端Ａ、すなわち、発電機１の出力端Ａは、車両蓄電池２の正端子、車両電気負荷３、および、発電制御装置４に接続されている。また、界磁コイル１０１は、発電制御装置４に接続されている。こうして、発電制御装置４の界磁電流制御に従って発電機１から出力される直流出力電流は、車両蓄電池２や車両電気負荷３に供給される。なお、車両電気負荷３とは、車両に搭載され、電気で動作する各種の電気機器のことである。
【００１８】
発電制御装置４は、主に、発電機１の出力電圧及び出力電流を一定に制限する制御器として機能する。
【００１９】
発電制御装置４は、界磁コイル１０１に給電する界磁電流を制御する界磁ドライバ４０１と、界磁ドライバ４０１がＯＦＦ状態の時に界磁電流を還流させる還流ダイオード４０２とを備える。
【００２０】
また、発電制御装置４は、比較器４０６を備えている。比較器４０６は、発電機１の出力端Ａの出力端電圧を抵抗４０３と４０４で分圧した値を入力値とする。比較器４０６は、予め設定された目標電圧値に一致する基準値４０５と当該入力値との比較を行う。
【００２１】
比較器４０６は、入力値が基準値４０５よりも低い場合には、Ｌｏｗ電位を出力する。比較器４０６の出力は、ＮＯＲ回路４０７の一方の入力端子に入力される。ＮＯＲ回路４０７の他方の入力端子には、導通率制限部４０９からの出力が入力される。いま、導通率制限部４０９の出力を、例えば、Ｌｏｗ電位に固定したと仮定する。このとき、比較器４０６からＬｏｗ電位が出力されると、ＮＯＲ回路４０７はＨｉｇｈ電位を出力する。ＮＯＲ回路４０７の出力がＨｉｇｈ電位の場合、界磁ドライバ４０１はＯＮ状態となる。これにより、界磁コイル１０１へ界磁電流が通電され、発電機１の出力電圧を増加させる。
【００２２】
一方、比較器４０６は、入力値が基準値４０５よりも高い場合には、Ｈｉｇｈ電位を出力する。ここで、導通率制限部４０９の出力をＬｏｗ電位に固定したと仮定すると、ＮＯＲ回路４０７はＬｏｗ電位を出力する。ＮＯＲ回路４０７の出力がＬｏｗ電位の場合、界磁ドライバ４０１はＯＦＦ状態となる。これにより、界磁コイル１０１への界磁電流は遮断され、発電機１の出力電圧を減少させる。
【００２３】
発電制御装置４は、上記動作を繰り返し、界磁ドライバ４０１をＰＷＭ制御することで、発電機１の発電電圧が一定となるように、界磁コイル１０１に流れる界磁電流量を調整している。
【００２４】
ここで、抵抗４０３，４０４、比較器４０６、および、基準値４０５は、発電機１の出力電圧に基づいて界磁コイル１０１の導通率を決定して界磁ドライバ４０１を制御することで、発電機１の発電電圧を目標電圧値に調整する電圧制御部を構成している。
【００２５】
また、発電制御装置４は、外部制御装置５との双方向通信を行うための通信部４１５を備える。双方向通信方式としては、例えば、１本の配線で双方向通信が可能な通信プロトコルを用いたＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信が挙げられる。従って、通信部４１５は、例えば、ＬＩＮ通信用の配線から構成される。
【００２６】
さらに、発電制御装置４は、通信部４１５に接続された信号受信部４０８及び信号送信部４１１を備える。信号受信部４０８には、導通率制限部４０９が接続されている。信号送信部４１１には、導通率検出部４１０が接続されている。
【００２７】
発電制御装置４は、信号受信部４０８により、通信部４１５を介して、外部制御装置５から、電圧制御部が決定した界磁コイルの導通率（以下、「界磁Ｄｕｔｙ」という）を制限するための界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を受信する。信号受信部４０８は、受信した界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を導通率制限部４０９に出力する。導通率制限部４０９は、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値をＤ/Ａ変換し、当該界磁Ｄｕｔｙ制限命令値に応じた界磁ＤｕｔｙのＰＷＭ信号を、ＮＯＲ回路４０７へ出力する。ＮＯＲ回路４０７は、比較器４０６の出力と導通率制限部４０９の出力との否定論理和を求めて、当該否定論理和に従って界磁ドライバ４０１を駆動する。
【００２８】
このように、導通率制限部４０９は、ＮＯＲ回路４０７と協働して、外部制御装置５から信号受信部４０８で受信した界磁Ｄｕｔｙ制限命令値に基づいて、電圧制御部が決定した導通率を界磁Ｄｕｔｙ制限命令値以下にするように、当該導通率に制限を加える導通率制限部を構成している。
【００２９】
また、発電制御装置４は、ＮＯＲ回路４０７からの出力値に基づいて、自身の界磁Ｄｕｔｙ値を導通率検出部４１０で検出する。導通率検出部４１０は、検出した界磁ＤｕｔｙをＡ/Ｄ変換して、信号送信部４１１へ出力する。信号送信部４１１は、入力された界磁Ｄｕｔｙ情報を、通信部４１５を介して、外部制御装置５に送信する。
【００３０】
さらに、発電制御装置４は、発電電圧検知部４１２と、回転速度検知部４１３と、発電異常検知部４１４とを備えている。発電電圧検知部４１２と回転速度検知部４１３とは、ステータコイル１０２に接続されている。また、発電電圧検知部４１２の出力及び回転速度検知部４１３の出力は、発電異常検知部４１４に送信される。
【００３１】
発電電圧検知部４１２は、ステータコイル１０２の相電圧信号の電圧値を検知する。発電電圧検知部４１２は、検知した電圧値をＡ/Ｄ変換して、発電異常検知部４１４へ送信する。
【００３２】
また、回転速度検知部４１３は、ステータコイル１０２の相電圧信号の周波数数成分を検知する。回転速度検知部４１３は、検知した周波数成分をＡ/Ｄ変換して、発電異常検知部４１４へ送信する。
【００３３】
発電異常検知部４１４は、発電電圧検知部４１２から受信した相電圧信号の電圧値に基づいて、発電機１が過電圧状態か否かを判定する。発電異常検知部４１４は、相電圧信号の電圧値が、予め設定された閾値電圧以上の場合に、発電機１が過電圧状態であると判定する。
【００３４】
また、発電異常検知部４１４は、発電電圧検知部４１２から受信した相電圧信号の電圧値および回転速度検知部４１３から受信した相電圧信号の周波数成分に基づいて、発電機１が無発電状態か否かを判定する。発電異常検知部４１４は、相電圧信号の周波数が発電機１の発電開始回転速度以上で、かつ、相電圧信号の電圧値が上記閾値電圧未満の場合に、発電機１が無発電状態であると判定する。
【００３５】
以下では、発電機１が過電圧状態、および、発電機１が無発電状態の場合を、まとめて、発電機１の発電異常状態と呼ぶ。
【００３６】
発電異常検知部４１４は、発電機１の発電異常状態を検知した場合、信号送信部４１１に、発電異常情報を出力する。発電異常情報には、どの発電機１で異常が発生したかを示すために、発電機１の固有識別情報ＩＤが含まれている。また、異常の種別を示すための種別情報も発電異常情報に含まれる。信号送信部４１１は、当該発電異常情報を、通信部４１５を介して、外部制御装置５に送信する。
【００３７】
図１に示すように、外部制御装置５は、発電制御装置４からの信号を受信する信号受信部５０１と、信号受信部５０１が受信した信号に基づいて発電機１の導通率に関する演算を行う導通率演算部５０２と、発電制御装置４に対して信号を送信する信号送信部５０３とを備えている。
【００３８】
外部制御装置５は、信号受信部５０１により、ｎ個の発電機１の各発電制御装置４から、界磁Ｄｕｔｙ情報及び発電異常情報を受信する。信号受信部５０１は、受信した界磁Ｄｕｔｙ情報及び発電異常情報を、導通率演算部５０２へ出力する。導通率演算部５０２は、信号受信部５０１で受信した各発電機１の界磁Ｄｕｔｙ情報に基づいて、各界磁コイル１０１の界磁Ｄｕｔｙの平均値を求め、当該平均値に基づいて界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を設定する。信号送信部５０３は、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を発電制御装置４に送信する。
【００３９】
また、外部制御装置５は、発電制御装置４から発電異常情報を受信した場合、導通率演算部５０２による界磁Ｄｕｔｙの平均値の演算のときに、当該発電異常情報に対応する発電機の導通率を除外して演算を行う。
【００４０】
なお、ここで、発電制御装置４と外部制御装置５とのハードウェア構成について説明する。
【００４１】
発電制御装置４の信号受信部は受信装置であり、信号送信部は送信装置である。発電制御装置４の界磁ドライバ４０１、還流ダイオード４０２、抵抗４０３，４０４、基準値４０５、比較器４０６、ＮＯＲ回路４０７、信号受信部４０８、導通率制限部４０９、導通率検出部４１０、信号送信部４１１、発電電圧検知部４１２、回転速度検知部４１３、発電異常検知部４１４の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、発電制御装置４は、これらの機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。
【００４２】
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、並列プログラム化したプロセッサー、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。界磁ドライバ４０１、還流ダイオード４０２、抵抗４０３，４０４、基準値４０５、比較器４０６、ＮＯＲ回路４０７、信号受信部４０８、導通率制限部４０９、導通率検出部４１０、信号送信部４１１、発電電圧検知部４１２、回転速度検知部４１３、発電異常検知部４１４の各部の機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各部の機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
【００４３】
処理回路がＣＰＵの場合、上記各部の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、発電制御装置は、処理回路により実行されるときに、各部の機能を具現する各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリを備える。また、これらのプログラムは、各部の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリや、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等が該当する。
【００４４】
なお、上記各部の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、導通率検出部４１０、発電電圧検知部４１２、回転速度検知部４１３については専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現するか、あるいは、処理回路がメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。さらに、発電電圧検知部４１２は電圧センサから構成してもよく、電圧センサとソフトウェアとの組み合わせから構成してもよい。同様に、回転速度検知部４１３はレゾルバ等の回転センサから構成してもよく、回転センサとソフトウェアとの組み合わせから構成してもよい。
【００４５】
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００４６】
外部制御装置５についても、発電制御装置４と同様に、信号受信部５０１は受信装置であり、信号送信部５０３は送信装置である。外部制御装置５の導通率演算部５０２の機能は、処理回路により実現される。すなわち、外部制御装置５は、導通率演算部５０２の機能を実現するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであっても、メモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）であってもよい。処理回路が専用のハードウェアである場合も、処理回路がＣＰＵの場合も、上記の発電制御装置４と同様であるため、ここでは、その説明を省略する、また、導通率演算部５０２の機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。
【００４７】
次に、動作について説明する。図２は、外部制御装置５の導通率演算部５０２の処理の流れを示したフローチャートである。
【００４８】
ステップＳ１では、導通率演算部５０２は、ｎ個の各発電機１の各発電制御装置４から界磁Ｄｕｔｙ情報を受信し、外部制御装置５に設けられた図示しないメモリ内に格納する。具体的には、ステップＳ１−１に示すように、発電機１−１の発電制御装置４から受信した界磁Ｄｕｔｙの値を、メモリのアドレス「Ｄｕｔｙ＿発電機１」に記憶する。同様に、発電機１−２の発電制御装置４から受信した界磁Ｄｕｔｙの値を、メモリのアドレス「Ｄｕｔｙ＿発電機２」に記憶する。これを繰り返し、ステップＳ１−ｎに示すように、発電機１−ｎの発電制御装置４から受信した界磁Ｄｕｔｙの値を、メモリのアドレス「Ｄｕｔｙ＿発電機ｎ」に記憶する。
【００４９】
次に、ステップＳ２で、導通率演算部５０２は、メモリに格納された全ての発電機１の界磁Ｄｕｔｙの合算値を、発電機１の総数ｎで除算して、現在の界磁Ｄｕｔｙの平均値を算出する。導通率演算部５０２は、算出した平均値を、メモリのアドレス「Ｄｕｔｙ＿ａｖｅ」に格納する。
【００５０】
次に、ステップＳ３で、導通率演算部５０２は、メモリに格納された各発電機１の界磁Ｄｕｔｙの値を比較し、どの発電機１の界磁Ｄｕｔｙが最小かを判定する。界磁Ｄｕｔｙは発電機１の発電量と比例関係にあるため、界磁Ｄｕｔｙが一番小さいということは、発電量も一番小さいと推測可能である。次に、導通率演算部５０２は、界磁Ｄｕｔｙが最小の発電機１以外の他の発電機１の発電制御装置４に対して、信号送信部５０３を介して、算出した平均値と同値の界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信する。一方、導通率演算部５０２は、界磁Ｄｕｔｙが最小の発電機１の発電制御装置４に対しては、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信せずに、無制限状態にしておく。
【００５１】
ステップＳ３について、さらに具体的に説明する。ステップＳ３においては、具体的には、ステップＳ３−１−１に示すように、まず、発電機１−１の「Ｄｕｔｙ＿発電機１」が最小かを判定する。判定の結果、発電機１−１の「Ｄｕｔｙ＿発電機１」が最小であれば、次のステップに進み、発電機１−２の「Ｄｕｔｙ＿発電機２」が最小かを判定する。一方、判定の結果、発電機１−１の「Ｄｕｔｙ＿発電機１」が最小でなければ、ステップＳ３−１−２に示すように、発電機１−１の発電制御装置４に対して、発電機１−１の界磁Ｄｕｔｙを「Ｄｕｔｙ＿ａｖｅ」にする制御を行うように、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信する。これを各発電機に関して順に繰り返しいき、最後に、ステップＳ３−ｎ−１に示すように、発電機１−ｎの「Ｄｕｔｙ＿発電機ｎ」が最小かを判定する。判定の結果、そうであれば、そのまま、図２のフローを終了させる。一方、判定の結果、そうでなければ、ステップＳ３−ｎ−２に示すように、発電機１−ｎの発電制御装置４に対して、発電機１−ｎの界磁Ｄｕｔｙを「Ｄｕｔｙ＿ａｖｅ」にする制御を行うように、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信する。
【００５２】
ここで、ステップＳ３において、全ての発電機１に界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信しない理由について説明する。仮に、ｎ個の全ての発電機１に界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信したと仮定する。このとき、例えば、車両電気負荷３の負荷量が急増した場合、一時的に発電量不足となる。その結果、車両蓄電池２の電圧降下を招き、車両システム全体に影響を及ぼす可能性がある。そこで、本実施の形態では、界磁Ｄｕｔｙが最小の発電機１には、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値による制限を設定しないでおくことで、車両電気負荷３の負荷量が急増した場合においても、界磁Ｄｕｔｙが最小の発電機１が発電量増加に対応可能であるため、車両蓄電池２の電圧降下を回避することができる。
【００５３】
次に、発電制御装置４が、外部制御装置５から、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を受信した場合の動作について説明する。
【００５４】
図３Ａ及び図３Ｂに、発電機１の発電制御装置４が、外部制御装置５から、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を受信した場合の界磁ドライバ４０１のＰＷＭ信号状態を示す。図３Ａ及び図３Ｂにおいては、Ｄｕｔｙ１００％の場合を、Ｈｉｇｈ電位固定としている。図３Ａが、比較器４０６の界磁Ｄｕｔｙが、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を下回る場合を示し、図３Ｂが、比較器４０６の界磁Ｄｕｔｙが、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値以上である場合を示している。図３Ａ及び図３Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は、上から順に、比較器４０６の出力、導通率制限部４０９の出力、ＮＯＲ回路４０７の出力、および、界磁ドライバ４０１のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す。
【００５５】
上述したように、比較器４０６は、発電機１の出力端電圧に応じた入力値が、目標電圧値を示す基準値４０５よりも低い場合は、Ｌｏｗ電位を出力する。また、比較器４０６は、発電機１の出力端電圧に応じた入力値が、目標電圧値を示す基準値４０５以上の場合は、Ｈｉｇｈ電位を出力する。導通率制限部４０９は、信号受信部４０８を介して外部制御装置５から入力された界磁Ｄｕｔｙ制限命令値に応じたパルス信号を出力する。ＮＯＲ回路４０７の出力は、比較器４０６の出力がＬｏｗ電位で、かつ、導通率制限部４０９の出力がＬｏｗ電位の場合に、Ｈｉｇｈ電位となる。また、ＮＯＲ回路４０７の出力がＨｉｇｈ電位の場合に、界磁ドライバ４０１はＯＮする。
【００５６】
図３Ａに示すように、比較器４０６の界磁Ｄｕｔｙが、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を下回る場合、発電制御装置４は、比較器４０６の出力に対して、外部制御装置５からの界磁Ｄｕｔｙ制限命令値によって、界磁ドライバ４０１の最大Ｄｕｔｙが制限されている状態となる。
【００５７】
これに対して、図３Ｂに示すように、比較器４０６の界磁Ｄｕｔｙが、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値以上の場合、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値はあくまでの最大値の制限であり、発電機１の界磁Ｄｕｔｙは、比較器４０６の出力によって決定されるため、発電機１の発電電圧が目標電圧値を超えることはなく、車両電源システムとしての安定性も確保される。
【００５８】
また、外部制御装置５の導通率演算部５０２における、図２のステップＳ２の平均値の格納、並びに、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値の更新は、発電制御装置４と外部制御装置５との間の双方向通信のタイミングに従って行われる。図４に、その通信タイムチャートを示す。双方向通信は、図４に示すように、予め設定された通信周期で行われる。当該通信周期を、図４においては、通信周期＃１，＃２，・・・として示す。
【００５９】
また、図４において、符号４００１で示される「情報」には、発電機１の界磁Ｄｕｔｙ情報と発電異常情報とが含まれる。また、符号４００２で示される「演算」は、外部制御装置５の導通率演算部５０２が図２のフローで示される演算を行っていることを示す。また、符号４００３で示される「命令」は、外部制御装置５から発電制御装置４に送信される界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を示す。図４に示されるように、各通信周期において、まず、ｎ個の各発電機１の発電制御装置４からの「情報」が外部制御装置５で受信され、外部制御装置５において「演算」が行われ、外部制御装置５から発電制御装置４へ「命令」が送信される。このように、外部制御装置５において、発電機１の発電制御装置４からの信号の受信のタイミングと、発電機１の発電制御装置４への信号の送信のタイミングとを、予め設定しておくことで、通信部４１５において、受信信号と送信信号との衝突の発生を未然に防ぐことができる。また、この通信周期で、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が新たに演算されるので、この通信周期は、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値の更新周期となる。
【００６０】
図５に、外部制御装置５の界磁Ｄｕｔｙ制限命令値に基づいて発電機１間の発電量バランス制御を実施した場合の各発電機１の発電量推移の一例について示す。図５は、発電機１を３台並列に運転した場合の動作を示している。図５において、３台の発電機１を、それぞれ、発電機ａ、発電機ｂ、発電機ｃとして示す。
【００６１】
図５（ａ）に示すように、各発電機ａ，ｂ，ｃの発電量を示す界磁Ｄｕｔｙの初期状態を、それぞれ、発電機ａ：９０％、発電機ｂ：８０％、発電機ｃ：１０％とする。
【００６２】
このとき、各発電機の界磁Ｄｕｔｙの合計値は９０％＋８０％＋１０％＝１８０％となり、平均値は６０％となる。したがって、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値は、６０％となる。
【００６３】
発電機ａは界磁Ｄｕｔｙが最小ではないため、外部制御装置５は、発電機ａに対して、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値として「６０％」を送信する。発電機ｂも同じく界磁Ｄｕｔｙが最小でないため、外部制御装置５は、発電機ｂに対して、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値として「６０％」を送信する。一方、発電機ｃは、界磁Ｄｕｔｙが最小値のため、外部制御装置５は、発電機ｃには界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信しないので、発電機ｃは無制限状態となる。
【００６４】
これにより、発電機ａ及びｂは、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値による制限がかかった状態のため、図５（ｂ）に示すように、発電機ａおよび発電機ｂの界磁Ｄｕｔｙは６０％となる。
【００６５】
車両の発電要求量を一定とすると、発電機ａと発電機ｂとが担っていた余剰発電量は発電機ｃが担うこととなる。すなわち、発電機ｃの発電量（界磁Ｄｕｔｙ値）は、発電機ａの初期値と界磁Ｄｕｔｙ制限命令値との差分である３０％と、発電機ｂの初期値と界磁Ｄｕｔｙ制限命令値との差分である２０％との、合計５０％を担うこととなる。その結果、発電機ｃの界磁Ｄｕｔｙは、初期値１０％に上記の５０％が加算されて、６０％となる。こうして、各発電機ａ，ｂ，ｃの発電量のアンバランスが改善される。
【００６６】
次に、図６に、車両電気負荷３の負荷量が急増した場合の発電量推移の例について示す。図６は、図５と同様に、発電機１を３台並列に運転した場合の動作を示している。図６において、図５と同様に、３台の発電機１を、それぞれ、発電機ａ、発電機ｂ、発電機ｃとして示す。
【００６７】
図６においては、図６（ａ）に示すように、各発電機ａ，ｂ，ｃの初期状態として、発電機ａと発電機ｂとが、外部制御装置５から界磁Ｄｕｔｙ制限命令値として「６０％」を受信している状態とする。一方、発電機ｃは、前回の平均演算時に界磁Ｄｕｔｙ値が最小だったため、界磁Ｄｕｔｙに関し、無制限状態とする。いま、図５（ｂ）で示したように、各発電機ａ，ｂ，ｃの発電量のアンバランスが改善されて、発電機ａ，ｂ，ｃの界磁Ｄｕｔｙは、すべて、６０％に揃っている。
【００６８】
このとき、車両電気負荷３の負荷量が急増した場合を考える。発電機ａとｂは外部制御装置からの界磁Ｄｕｔｙ制限命令値によって界磁Ｄｕｔｙを制限中のため、負荷量が急増した場合においても、界磁Ｄｕｔｙを増加させることはできない。一方、発電機ｃは、無制限状態のため、図６（ｂ）に示すように、界磁Ｄｕｔｙが急増する。
【００６９】
発電機ｃのみが発電量増加分を担うため、一時的にアンバランス状態となる。すなわち、発電機ａ：６０％、発電機ｂ：６０％、発電機ｃ：９０％となっている。しかしながら、次の更新周期において、界磁Ｄｕｔｙの平均値は増加して「７０％」となり、かつ、発電機ｃの界磁Ｄｕｔｙが最小でなくなる。そのため、発電機ｃに対して、外部制御装置５から界磁Ｄｕｔｙ制限命令値「７０％」が送信される。一方、発電機ａと発電機ｂとは、界磁Ｄｕｔｙが最小であるため、無制限状態となる。その結果、図６（ｃ）に示されるように、発電機ａと発電機ｂの発電量が増加し、発電機ｃの発電量が減少して、発電機ａ，ｂ，ｃ間の発電量のアンバランスも是正される。
【００７０】
次に、図５及び図６に対する例外的な一例を、図７に示す。図５及び図６においては、３台の発電機１が同一の構成の例を示していた。一方、図７においては、発電機ａの界磁Ｄｕｔｙが、他の発電機ｂ，ｃに比べて、定常的に高い場合について示している。
【００７１】
図７においても、図５及び図６と同様に、発電機１を３台並列に運転した場合の動作を示している。図７において、３台の発電機１を、それぞれ、発電機ａ、発電機ｂ、発電機ｃとして示す。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、各発電機ａ，ｂ，ｃの界磁Ｄｕｔｙの初期値を、それぞれ、発電機ａ：６０％、発電機ｂ：４０％、発電機ｃ：２０％とする。このとき、界磁Ｄｕｔｙの平均値は４０％となり、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値も「４０％」となる。
【００７３】
発電機ｃは、界磁Ｄｕｔｙが一番小さいため、無制限状態となる。一方、発電機ａと発電機ｂとは、外部制御装置５から、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値「４０％」を受けた状態となる。その結果、図７（ｂ）に示すように、発電機ａ，ｂ，ｃ間の発電量のアンバランスも是正される。
【００７４】
このとき、車両電気負荷３の負荷量が急増した場合には、発電機ａと発電機ｂとは制限がかかった状態のため、図７（ｃ）に示すように、負荷量の増加分は発電機ｃが担う。図７（ｃ）では、発電機ｃの界磁Ｄｕｔｙが、６０％増えて、１００％となっている。
【００７５】
次の更新周期で、各発電機ａ，ｂ，ｃの界磁Ｄｕｔｙの平均値は、（４０％＋４０％＋１００％）÷３＝１８０％÷３＝６０％となる。発電機ａと発電機ｂとは界磁Ｄｕｔｙが最小であるため、発電機ｃが外部制御装置５から界磁Ｄｕｔｙ制限命令値「６０％」を受信する。このとき、発電機ｃの前回の界磁Ｄｕｔｙ値１００％と界磁Ｄｕｔｙ制限命令値６０％との差分４０％は、定常的に界磁Ｄｕｔｙが高い発電機ａが担うことになる。その結果、図７（ｄ）に示すように、発電機ａの界磁Ｄｕｔｙが、現在値４０％に差分４０％が加算されて、８０％へ急増する可能性がある。そのため、各発電機ａ，ｂ，ｃの界磁Ｄｕｔｙが、増減を繰り返す不安定な状態になる可能性がある。
【００７６】
このような不安定な界磁Ｄｕｔｙの増減を抑制する方法として、本実施の形態１の変形例における制御のフローチャートを、図８に示す。また、その場合の各発電機の界磁Ｄｕｔｙの推移を図９に示す。各発電機の発電量にバラつきが無い場合には図２のフローの処理で全く問題がないが、各発電機の製造バラつきまたは充電線状態のバラつき等により、発電機間で発電量にバラつきが生じる場合には、図８の変形例におけるフローを実施すればよい。
【００７７】
図８と図２との相違点は、図８においては、図２のステップＳ３の代わりに、ステップＳ３Ａを行う点である。すなわち、図８のステップＳ１及びＳ２は、図２のステップＳ１及びＳ２と同じであるため、ここでは、説明を省略する。図８のステップＳ３Ａも、基本的に、図２のステップＳ３と同様であるが、図８においては、図２のステップＳ３−１−２，Ｓ３−ｎ−２の代わりに、ステップＳ３−１−２Ａ，Ｓ３−ｎ−２Ａを行う点が異なる。図２においては、図２のステップＳ３−１−２，Ｓ３−ｎ−２に示されるように、外部制御装置５からの界磁Ｄｕｔｙ制限命令値の値が平均値Ｄｕｔｙ＿ａｖｅと同値であった。しかしながら、図８においては、ステップＳ３−１−２Ａ，Ｓ３−ｎ−２Ａに示されるように、外部制御装置５からの界磁Ｄｕｔｙ制限命令値の値が、平均値Ｄｕｔｙ＿ａｖｅに対して、予め設定された加算値αが加算された値となっている。
【００７８】
このように、図８においては、外部制御装置５が、各発電機１の界磁Ｄｕｔｙ情報を受信して、それらの平均値を求めた後、当該平均値に加算値αを加算した値を界磁Ｄｕｔｙ制限命令値としている。
【００７９】
図８のフローの動作を、図９を用いて説明する。図９の例では、図９（ａ）に示すように、各発電機ａ，ｂ，ｃの初期値を、図７と同様に、発電機ａ：６０％、発電機ｂ：４０％、発電機ｃ：２０％とする。
【００８０】
各発電機ａ，ｂ，ｃの界磁Ｄｕｔｙの平均値は４０％となり、加算値αを１０％とすると、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値は、４０％＋１０％＝５０％となる。発電機ｃは、界磁Ｄｕｔｙが最小であるため、無制限状態となる。一方、発電機ａと発電機ｂとは、図９（ｂ）に示すように、外部制御装置５から、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値「５０％」を受ける。その結果、発電機ａの界磁Ｄｕｔｙは１０％減って５０％となり、発電機ｂの界磁Ｄｕｔｙはそのまま４０％で、発電機ｃの界磁Ｄｕｔｙが１０％増えて３０％となる。
【００８１】
このとき、図９（ｃ）に示すように、車両電気負荷３の負荷量が例えば界磁Ｄｕｔｙ６０％分だけ急増した場合、当該急増分は発電機ｃが主に担うことになる。しかしながら、発電機ｂも界磁Ｄｕｔｙ制限命令値に対して１０％の余力があるため、急増した負荷を発電機ｂと発電機ｃとで分担することが可能である。具体的には、発電機ｂが１０％担い、発電機ｃが６０％−１０％＝５０％担う。その結果、発電機ｃの界磁Ｄｕｔｙは、３０％＋５０％＝８０％となる。
【００８２】
次の更新周期で、各発電機ａ，ｂ，ｃの界磁Ｄｕｔｙの平均値は６０％となる。そのため、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値は、当該平均値に加算値α「１０％」を加算して、６０％＋１０％＝７０％となる。発電機ｂと発電機ｃとは、界磁Ｄｕｔｙが最小であるため、無制限状態となる。一方、発電機ｃは、外部制御装置５から、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値「７０％」を受ける。
【００８３】
発電機ｃにおいては、図９（ｃ）に示すように、前回の界磁Ｄｕｔｙ値が８０％のため、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値との差分が１０％となる。従って、図９（ｃ）から図９（ｄ）への移行時における、発電機ｃの界磁Ｄｕｔｙ値の変化量は、１０％である。一方、図７においては、図７（ｃ）から図７（ｄ）への移行時における、発電機ｃの界磁Ｄｕｔｙ値の変化量は、１００％−６０％＝４０％である。すなわち、図９の変化量の方が、図７の変化量よりも小さい。また、界磁Ｄｕｔｙが定常的に高い発電機ａにおいても、図９の界磁Ｄｕｔｙ値の変化量の方が、図７の変化量よりも小さい。すなわち、図９（ｃ）から図９（ｄ）への移行時における、発電機ａの界磁Ｄｕｔｙ値の変化量は、｜５０％−６０％｜＝１０％である。一方、図７においては、図７（ｃ）から図７（ｄ）への移行時における、発電機ａの界磁Ｄｕｔｙ値の変化量は、｜４０％−８０％｜＝４０％である。このように、界磁Ｄｕｔｙが定常的に高い発電機ａにおいても、図９の界磁Ｄｕｔｙ値の変化量の方が、図７の変化量よりも小さいことがわかる。
【００８４】
このように、本実施の形態に図８に記載のフローを適用することで、図９に示すように、複数の発電機の中の１つの発電機が定常的に界磁Ｄｕｔｙが高い場合においても、各発電機の界磁Ｄｕｔｙの急激な変化を軽減することが可能である。なお、加算値αの値は、上記の説明においては、１０％としたが、その場合に限らず、任意の値に適宜決定すればよい。また、図２のフローから図８のフローへの切り替えは、単に、外部制御装置５における導通率演算部５０２の動作プログラムの切り替えだけでよいため、発電制御装置４及び外部制御装置５における構成を変更する必要はないので、容易に切り替え可能である。
【００８５】
次に、図１０に、外部制御装置５が発電制御装置４から発電異常情報を受信した場合の導通率演算部５０２の動作のフローチャートを示す。図１０と図８との相違点は、図８のステップＳ１の代わりに、図１０においてはステップＳ１Ａを行う点である。従って、ステップＳ２とステップＳ３Ａについては、図８と同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
【００８６】
また、図１０のステップＳ１Ａと図８のステップＳ１との相違点は、図１０のステップＳ１Ａにおいては、ステップＳ１−１−１およびステップＳ１−１−２が追加されている点である。
【００８７】
図１０においては、ステップＳ１Ａにおいて、導通率演算部５０２は、ｎ個の発電機１に関し、発電機１からの発電異常情報の受信の有無を確認する。発電異常情報を送信している発電機１があった場合には、導通率演算部５０２は、当該発電機１の界磁Ｄｕｔｙ値をメモリに格納することを禁止するとともに、ステップＳ２における界磁Ｄｕｔｙ値の平均化を行う際の発電機の総数にカウントしないようにする。
【００８８】
ステップＳ１Ａについて、具体的に説明する。まず、導通率演算部５０２は、ステップＳ１−１−１において、発電機１−１に関し、発電機１−１からの発電異常情報の受信の有無を確認する。発電機１−１が発電異常情報を送信していた場合には、ステップＳ１−１−２に進み、そうでなければ、ステップＳ１−１に進む。ステップＳ１−１−２では、導通率演算部５０２は、発電機１−１の界磁Ｄｕｔｙ値をメモリに格納することを禁止するとともに、ステップＳ２における界磁Ｄｕｔｙ値の平均化を行う際の発電機の総数にカウントしないように、現在の発電機１の総数から１を減算する。一方、ステップＳ１−１では、導通率演算部５０２は、発電機１−１の界磁Ｄｕｔｙ値をメモリに格納する。これらの動作を、ｎ個の発電機１に対して順に行う。
【００８９】
なお、ステップＳ３Ａについては、基本的に、図８のステップＳ３Ａと同じであるが、図１０においては、上記のステップＳ１Ａにおいて、発電異常情報を出力している発電機１については、上述のように、界磁Ｄｕｔｙ値がメモリに格納されていないため、外部制御装置５の制限対象とならず、制限対象から解列された状態にする。その結果、発電異常状態となった発電機以外の発電機については、発電量がバランスされた状態を継続可能となる。
【００９０】
もし、発電機が発電異常状態のまま、その発電機を発電制御システムの対象に組み込んでしまった場合、無発電状態の発電機は、界磁Ｄｕｔｙ値が０％となり、その情報を平均化処理に組み込むと、界磁Ｄｕｔｙ値の平均値が低くなるとともに、無発電状態以外の正常な発電機の界磁Ｄｕｔｙ値が高いため、外部制御装置５は、正常な発電状態の発電機にのみ制限をかけてしまう。よって、車両の発電要求に対して、全体の発電量が足りずに、車両蓄電池２の電圧低下を招く恐れがある。そのため、本実施の形態においては、発電異常状態となった発電機を、制限対象から解列することで、発電異常となった発電機以外の発電機の挙動として正常な状態が保持される。
【００９１】
また、発電機１の発電異常状態は、前述の図４に示した通信周期毎に検知しているため、発電異常状態の発電機１が復帰した場合には、次の更新周期から、すぐに、発電制御システムの対象に復帰させることも可能である。
【００９２】
なお、図１０は、図８にステップＳ１Ａを適用させた例を示しているが、その場合に限らず、図２にステップＳ１Ａを適用させてもよいことが言うまでもない。
【００９３】
次に、外部制御装置５の導通率演算部５０２の演算処理が異常となった場合について説明する。外部制御装置５の導通率演算部５０２の演算処理が異常となった場合に想定される異常モードとしては、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が１００％固定となる場合と、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が０％固定になる場合が考えられる。
【００９４】
界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が１００％となった場合、発電機１の発電制御装置４は、ＮＯＲ回路４０７によって、界磁Ｄｕｔｙを決定するため、発電機１の発電量はアンバランスとなるが、車両電源システムとして、過電圧等の異常となることはない。
【００９５】
一方、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が０％固定の場合は、発電機１としては無発電状態となる可能性がある。
【００９６】
そこで、本実施の形態において、例えば、図１１に示すように、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が０％固定となったことを検知するために、低電圧検知部４２０を設けるようにしてもよい。低電圧検知部４２０には、比較器４０６の入力値と同じ値が入力される。すなわち、低電圧検知部４２０には、発電機１の出力端電圧が抵抗４０３と４０４で分圧された値が入力される。低電圧検知部４２０は、当該値に基づいて、発電機の出力端Ａが予め設定された下限閾値よりも低電圧となったことを検知した場合に、当該低電圧を通知する低電圧情報を導通率制限部４０９へ出力する。
【００９７】
低電圧検知のための下限閾値としては、設定車両電源システム上、外部制御電圧を含む補機等が正常に動作可能な電圧範囲の下限値に設定しておく。
【００９８】
導通率制限部４０９は、低電圧検知部４２０から低電圧情報を受信した場合、外部制御装置５からの界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を無効化し（出力信号Ｌｏｗ電位固定とし）、比較器４０６の信号のみによって、界磁ドライバ４０１を制御する。
【００９９】
このことにより、外部制御装置５からの界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が異常であったとしても、車両電源システムとして、低電圧状態となることを抑制することが可能である。なお、以上のように、低電圧検知部４２０は、外部制御装置５からの界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が異常であることを検知する命令異常検知部を構成している。
【０１００】
また、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を有効とする復帰条件としては、低電圧検知部４２０が低電圧を検知しなくなり、かつ、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が予め設定された閾値以上となった場合に、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を再び有効化し、発電量バランス制御に復帰させる。
【０１０１】
また、外部制御装置５の導通率演算部５０２の界磁Ｄｕｔｙ制限命令値の異常モードの他の例として、発電制御装置４において界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が受信できない場合が考えられる。発電制御装置４において、信号受信部４０８により界磁Ｄｕｔｙ制限命令値が受信できない場合には、発電制御装置４において、導通率制限部４０９による制限は行わず、比較器４０６で決定した界磁Ｄｕｔｙにより、界磁ドライバ４０１を駆動するようにする。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態においては、各発電機１の発電制御装置４が、各発電機１の界磁コイル１０１の界磁Ｄｕｔｙを外部制御装置５に送信し、外部制御装置５が当該界磁Ｄｕｔｙの平均値を求めて、当該平均値に基づいて、発電制御装置４が決定した界磁コイル１０１の界磁Ｄｕｔｙを制限するための界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を求めて、当該界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を発電制御装置４に送信することで、発電制御装置４において、各発電機１の発電量を当該界磁Ｄｕｔｙ制限命令値に従って制限するため、各発電機１間の発電量を均一にすることができる。
【０１０３】
さらに、本実施の形態においては、外部制御装置５の導通率演算部５０２が、信号受信部５０１で受信した各発電機１の界磁コイル１０１の界磁Ｄｕｔｙに基づいて、界磁Ｄｕｔｙが最小の発電機１を「制限対象外の発電機」とし、「制限対象外の発電機」以外の発電機１を「制限対象の発電機」として、「制限対象の発電機」に接続された発電制御装置４に対してのみ、信号送信部５０３を介して、界磁Ｄｕｔｙ制限命令値を送信する。このように、本実施の形態においては、界磁Ｄｕｔｙが最小の発電機には制限を設定しないでおくことで、車両の電気負荷量が急増した場合においても、界磁Ｄｕｔｙが最小の発電機が発電量の増加に対応可能であるため、車両蓄電池２の電圧降下を回避することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  発電機、２  車両蓄電池、３  車両電気負荷、４  発電制御装置、５  外部制御装置、１０１  界磁コイル、１０２  ステータコイル、１０３  整流器、４０１  界磁ドライバ、４０２  還流ダイオード、４０３，４０４  抵抗、４０５  基準値、４０６  比較器、４０７  ＮＯＲ回路、４０８  信号受信部、４０９  導通率制限部、４１０  導通率検出部、４１１  信号送信部、４１２  発電電圧検知部、４１３  回転速度検知部、４１４  発電異常検知部、４１５  通信部、４２０  低電圧検知部、５０１  信号受信部、５０２  導通率演算部、５０３  信号送信部。
【図１】
0006710287.tif 000002
【図２】
0006710287.tif 000003
【図３Ａ】
0006710287.tif 000004
【図３Ｂ】
0006710287.tif 000005
【図４】
0006710287.tif 000006
【図５】
0006710287.tif 000007
【図６】
0006710287.tif 000008
【図７】
0006710287.tif 000009
【図８】
0006710287.tif 000010
【図９】
0006710287.tif 000011
【図１０】
0006710287.tif 000012
【図１１】
0006710287.tif 000013