(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転により電力を発生する発電機に固定されて前記発電機の出力電圧を調整する電圧調整器と、
前記電圧調整器の外部に配設された車載機器と前記電圧調整器との間で通信を行う通信手段と、
を備える車両用発電制御装置において、
前記電圧調整器は、
前記発電機の特性又は種類を特定する発電機識別情報を前記車載機器に発信す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記載の車両用発電制御装置において、
前記電圧調整器は、
外部から入力された前記発電機識別情報を書き換え可能に記憶する識別情報記憶部を有す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１記載の車両用発電制御装置において、
前記電圧調整器は、
前記車載機器が前記発電機識別情報に基づいて作成した制御信号を前記車載機器から受信し、前記制御信号に基づいて前記発電機の発電量制御を行うことを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項４】
請求項１及び請求項３記載の車両用発電制御装置において、
前記電圧調整器は、
前記発電機の状態を示す発電機状態情報を前記車載機器に発信す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は乗用車、トラック等に搭載される車両用発電制御装置に関し、特に搭載する発電機の特性を特定する識別情報を、外部の車載機器に送信可能な車両用発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載された発電機が発電した電力は、必要に応じて各種電気負荷に供給されるとともに、余剰電力により車載バッテリを充電している。発電機の出力電流特性及びトルク特性は、車両体格や搭載される電気負荷に応じて決定され、車種ごとに異なるのが普通である。また、たとえ同一車両でも発電機の製造元が異なると発電機の出力電流特性及びトルク特性は異なる。
【０００３】
当然、発電機の出力電流特性及びトルク特性が異なると、発電機の発電量を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）の制御定数も発電機に合わせて変更する必要が生じる。
【０００４】
このため、従来においては、発電機の種類だけ車両側の電子制御装置を準備する必要があり、製造コストや保守コストの大幅な負担が生じていた。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、車両側の電子制御装置の必要種類数を低減して、制御対象となる発電機の種類変更を従来より格段に容易に実現可能な車両用発電制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の車両用発電制御装置は、エンジンの回転により電力を発生する発電機に固定されて前記発電機の出力電圧を調整する電圧調整器と、前記電圧調整器の外部に配設された車載機器と前記電圧調整器との間で通信を行う通信手段とを備える車両用発電制御装置において、
前記電圧調整器は、前記発電機の特性又は種類を特定する発電機識別情報を前記車載機器に発信することを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、電圧調整器は外部の車載機器に発電機の識別情報を発信するので、受信した車載機器は受信データに基づいて発電機の種類を識別することができる。すなわち、発電機の種類を変更しても、車載機器は発電機の特性を認識できるので、発電機の種類に合わせて電圧調整器に制御信号を送ることができる。
【０００８】
請求項２記載の構成によれば請求項１記載の車両用発電制御装置において更に、前記電圧調整器は、外部から入力された前記発電機識別情報を書き換え可能に記憶する識別情報記憶部を有することを特徴としている。
【０００９】
すなわち、本構成によれば、電圧調整器は発電機の特性に応じた識別情報の記憶部を備え、外部から識別情報を書き換え可能としているので、発電機の種類変更の際には発電機の識別情報を外部から電圧調整器に書き込めばよく、その結果、電圧調整器を発電機変更ごとに変更する必要がなく、電圧調整器の必要種類数を低減することができる。すなわち、発電機のモデルチェンジや機種変更に応じて電圧調整器を変更する必要がないので、製造、保守が従来より各段に簡素となる。
【００１０】
請求項３記載の構成によれば請求項１記載の車両用発電制御装置において更に、前記電圧調整器は、前記車載機器が前記発電機識別情報に基づいて作成した制御信号を前記車載機器から受信し、前記制御信号に基づいて前記発電機の発電量制御を行うことを特徴としている。
【００１１】
本構成によれば、電圧調整器は、発電機の識別情報を車載機器に発信し、車載機器から制御信号を受信する。すなわち、車載機器は発電機の特性を認識できるので、発電機の種類に合わせた制御信号を電圧調整器に送ることができる。
【００１２】
たとえば、車載機器にあらかじめ複数種類の発電機の特性にあわせた発電制御モ−ドを選択使用可能に記憶しておけば、発電機の種類を変更した場合は、発電制御モ−ドをそれに合わせて変更するだけで車載機器は最適な発電量制御を行うことができ、車載機器を発電機変更ごとに変更する必要がなく、車載機器の必要種類数を低減することができ、製造あるいは保守に必要な労力、コストを従来より格段に低減することができる。なお、上述した発電機の特性の変更は、発電機の機種変更の他に、同一の発電機を用途や使用場所に応じて変更する場合にも有効である。たとえば同一の発電機でも寒冷地と酷暑地ではその特性は異なる。また、発電機の製造元が異なればその特性は異なる。したがって、それに合わせて車載機器の発電制御モ−ドを適宜選択することもできる。
【００１３】
請求項４記載の構成によれば請求項１及び請求項３記載の車両用発電制御装置において更に、前記電圧調整器は、前記発電機の状態を示す発電機状態情報を前記車載機器に発信することを特徴としている。
【００１４】
本構成によれば、電圧調整器は発電機の特性を特定する発電機識別情報と、発電機の状態を示す発電機状態情報とを発信する。このため、それらを受信した車載機器は、受信情報に基づいて発電機の状態を求めることができる。したがって、車載機器は、発電機の状態により特性が変動する他の車載機器の動作状態を制御するための制御信号を、この求めた発電機の状態に基づいて補正することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用発電制御装置を以下の実施例を参照して説明する。
【００１６】
【実施例１】
実施例１を図１を参照して以下に説明する。図１は車両用充電系を示すブロック回路図である。
【００１７】
この車両用充電系は、発電機（オルタネータ）１とこのオルタネータ１の発電を制御する電子制御装置（車載機器）５とを有している。オルタネータ１は、レギュレータ６、三相の電機子巻線７、界磁巻線８、三相全波整流器９を有している。
【００１８】
界磁巻線８は、図示しない回転子に装着されており、通電によりエンジンの回転と同期して回転して回転磁界を発生する。
【００１９】
電機子巻線７は、この回転子と空隙を持って対向する固定鉄心（図示せず）に巻装されて、界磁巻線８が形成する界磁磁界の強さに応じた交流電力を発生する。
【００２０】
三相全波整流器９は、この交流電力を全波整流してオルタネータ１の出力端子Ｂを通じてバッテリ２に給電すると同時に、出力端子Ｂ及び負荷スイッチ４を通じてランプ等の電気負荷３に給電する。
【００２１】
レギュレータ６は、界磁巻線８へ給電する界磁電流を制御するスイッチングトランジスタ６３を有し、また界磁巻線８と並列接続されたフライホイルダイオードを有している。レギュレータ６は、IF（インターフェイス）回路部６０を通じて入力される電子制御装置５の指令信号（制御信号）に基づいて、スイッチングトランジスタ６３を断続制御する発電制御部６１を有している。たとえば、発電制御部６１は、電子制御装置５から入力された目標電圧Vrefや界磁電流の制御値（Ｄｕｔｙ）に基づいてスイッチングトランジスタ６３を断続制御し、オルタネータ１の発電状態を電子制御装置５が指令する指令信号に一致させる。
【００２２】
電子制御装置５は、オルタネータ１の目標電圧Vrefや界磁電流の制御値（Duty)等を算出して、それらを指令信号（制御信号）として、通信線１００、通信用端子Ｃ、IF（インターフェイス）回路部６０を通じて、レギュレータ（電圧調整器）６の発電制御部６１に送信する。
【００２３】
上記したオルタネータ１の回路構成及び発電制御動作自体は既に周知となっているので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００２４】
次に、この実施例に特有の制御動作である発電制御モ−ド変更制御の好適態様を以下に説明する。
【００２５】
２種類のオルタネータの出力電流ー回転数特性を図２に示す。図２において、オルタネータ（Ｔｙｐｅ１）は高回転域での出力が大きく、オルタネータ（Ｔｙｐｅ２）は低回転域での出力が大きい。図２において、エンジン回転数N1で出力電流を電流値Ａ以下に制限する場合を考える。
【００２６】
ａは電流値Ａであり、ｂはエンジン回転数N1でのオルタネータ（Ｔｙｐｅ２）の最大電流値である。すなわち、電子制御装置５がレギュレータ６に送信する界磁電流の制御値（Duty)は、オルタネータ（Ｔｙｐｅ２）では制限する必要はなく、１００％出力してもよいが、オルタネータ（Ｔｙｐｅ１）では出力をａ／ｂ×１００％以下に制限する必要がある。
【００２７】
結局、電子制御装置５は、オルタネータの出力電流特性の変化に応じて、オルタネータ１のレギュレータ６に送信する指令信号（制御信号）を変更する必要がある。
【００２８】
そこで、この実施例では、次の回路方式により、オルタネータ１の特性変化に伴って車載の電子制御装置５の制御特性を変更することにより、共通の電子制御装置５により種々のオルタネータ１を問題なく制御できるようにしている。
【００２９】
まず、レギュレータ６は、オルタネータ１の出力電流特性（機種）を特定するオルタネータ識別情報を記憶する発電機識別情報記憶部６２を有している。
【００３０】
この識別情報は、電子制御装置５からの要求に基づいて、あるいは、定期的に、あるいは電源投入のたびに、Ｉ／Ｆ回路部６０、通信線１００を通じて電子制御装置５に送信される。
【００３１】
電子制御装置５に読み込まれたオルタネータ識別情報は、電子制御装置５のＩ／Ｆ回路部５０を通じて電子制御装置５の発電制御モ−ド選択部５１に送られる。
【００３２】
この発電制御モ−ド選択部５１は、読み込んだオルタネータ識別情報に合致する発電制御モ−ドを電子制御装置５の発電制御モ−ド記憶部５２から選択する。
【００３３】
この発電制御モ−ド記憶部５２は、この電子制御装置５を搭載する車両に装備される可能性があるすべての又は所定種類のオルタネータの発電制御モ−ドをオルタネータ識別情報とペアで記憶しており、発電制御モ−ド選択部５１は、読み込んだオルタネータ識別情報に合致するオルタネータ識別情報とペアをなす発電制御モ−ドを選択する。
【００３４】
この選択された発電制御モ−ドは発電制御信号出力部５３に送られ、発電制御信号出力部５３は、この選択された発電制御モ−ドに基づいてオルタネータ１の発電量制御値（オルタネータ１の目標電圧Vrefや界磁電流の制御値（Duty)等）を算出し、算出結果をレギュレータ６に送信する。
【００３５】
すなわち、この実施例では、オルタネータ１の出力電流特性に関する情報としてのオルタネータ識別情報を予めレギュレータ６から車両の電子制御装置５に送信することにより、電子制御装置５は受信したオルタネータ識別情報をもとに、その内部の制御定数を切り替え、オルタネータ１の出力電流特性に最適な発電量制御信号をレギュレータ６に送信できるわけである。
【００３６】
これにより、車両に搭載された一つの電子制御装置５が互いに異なる種々の出力電流特性をもつ多種類のオルタネータを最適制御することができることになる。
【００３７】
この実施例では、発電機識別情報記憶部６２を、不揮発電気的書き換え可能メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を内蔵するマイコン装置で構成している。なお、マイコン装置でなくても、通信線１００を通じてオルタネータ１の機種識別情報を電子制御装置５に送信することができる回路やメモリであればよい。不揮発電気的書き換え可能メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）の代わりに書き換え不能メモリ（ＰＲＯＭやＲＯＭなど）としてもよい。その他、一種類の車両に搭載される可能性があるオルタネータの種類が少数（たとえば１６種類以下）であれば、ICの樹脂パッケージから出ている４本のリード端子を切断したり、プリント基板の導電パターンをパンチングプレスで貫孔、切断して、オルタネータ識別情報を記憶させてもよい。
【００３８】
この実施例で採用した発電機識別情報記憶部６２のＥＥＰＲＯＭには、レギュレータ６の図示しない書き込み端子から機種識別情報が書き込まれる。なお、好適にはこの書き込みは、レギュレータ６をオルタネータ１に実装する前に行われることが好ましいが、実装後に行うことも可能であり、メモリの代わりに、プリント配線パターンの変更によりプリント基板に機種識別情報を書き込んでもよい。機種識別情報の電子制御装置５への送信は、他の通信と時分割にて行ったり、種々の多重通信技術を用いて同一線で行うことができる他、複数のシリアル線を用いて行ってもよい。
【００３９】
【実施例２】
他の実施例を図４を参照して説明する。図４は、エンジンを含めた車両充電系を示すブロック回路図である。図１の構成要素と主要機能が共通する構成要素には同一符号を付してその説明を省略するものとする。
【００４０】
レギュレータ６は、発電状態検出部６４を有する。
【００４１】
この発電状態検出部６４は、界磁電流を断続するスイッチング素子６３のオンＤｕｔｙを検出して、通信線１００を介して電子制御装置５に送信する。
【００４２】
電子制御装置５は、この信号に基づいてオルタネータの負荷トルクを算出して、以下に説明するエンジンフィードバック制御を行う。すなわち、スイッチング素子６３のオンＤｕｔｙから界磁電流を算出することができ、オルタネータの負荷トルクはエンジン回転数に比例するオルタネータの回転数と界磁電流とから推定することができるので、電子制御装置５は負荷トルクを算出することができる。互いに異なる２種類のオルタネータのトルクー回転数特性を図３に示す。
【００４３】
したがって、オルタネータ１のトルク特性に関する情報（この実施例ではオンＤｕｔｙ）を予めレギュレータ６から電子制御装置５に送っておけば、電子制御装置５はその情報をもとに内部の制御定数を切り替えて、オルタネータ１のトルク特性に応じたエンジンフィードバック制御信号をエンジン１０に送ることができる。すなわち、オルタネータ１は、受信したオンＤｕｔｙに基づいて算出したオルタネータの負荷トルクに基づいてこの負荷トルクに応じたエンジントルクを発生させるようにエンジン１０を制御する。
【００４４】
この制御を実行するために、レギュレータ６は、発電機識別情報記憶部６２にオルタネータのトルク特性（機種）を特定するためのオルタネータ識別情報を記憶している。このオルタネータ識別情報は、Ｉ／Ｆ回路部６０、通信線１００を介して電子制御装置５にあらかじめ送信されるている。
【００４５】
電子制御装置５は、Ｉ／Ｆ回路部５０でこの信号を読み込んで制御モード選択部５４に送る。制御モード選択部５４は、入力されたオルタネータ識別情報に合致するエンジンフィードバック制御モ−ド（ここではオルタネータトルク算出ルーチンにおいてオルタネータごとに異なる算出に必要な定数又はマップ）を制御モ−ド記憶部５５から選択し、エンジン制御信号出力部５６に出力する。したがって、制御モ−ド記憶部５５はオルタネータ識別情報とエンジンフィードバック制御モ−ドとのペアを必要数記憶している。
【００４６】
エンジン制御信号出力部５６は、選択したエンジンフィードバック制御モ−ドに基づいてエンジン１０の制御信号を算出し、この制御信号に基づいてエンジン１０を制御する。
【００４７】
つまり、オルタネータ１の特性に関する情報としてのオルタネータ識別情報を予めレギュレータ６から電子制御装置５に送信し、電子制御装置５がこのオルタネータ識別情報をもとに内部の制御定数を切り替えるとともに、オルタネータ１から読み込んだ発電状態に関するデータ（ここではオンＤｕｔｙ）に基づいて、オルタネータ１の種類によって特性に影響の受けるエンジン１０もオルタネータ１の特性に合わせて制御することが可能となる。
【００４８】
電子制御装置（ECU)５は、マイコン装置により構成されるが、その構成及び動作はもはや周知であり、上記したこの実施例の制御動作を実施できることは簡単に理解されることであるので、ハードウエア及びプログラムの図示は省略する。
【００４９】
発電状態検出部６４は、入力電圧をコンパレータ又は二値化回路でパルス信号に変換する回路で構成できるので、回路図示は省略する。
【００５０】
発電状態検出部６４が出力するパルス信号は電子制御装置５に直接出力できるが、デジタル信号に変換して送信してもよい。
【００５１】
発電機識別情報記憶部６２が出力するオルタネータ識別情報と、発電状態検出部６４が出力するパルス信号とは、一本の通信線で多重化して出力することもでき、別々の通信線で送信することもできる。信号多重化には種々の技術が公知であり、本発明の要旨でもないので、説明を省略する。たとえば、上記オンＤｕｔｙを示すパルス信号（０％レベル及び１００％レベルを含む）として直接伝送し、イグニッションスイッチをオンしてから所定期間経過するまでは、発電状態検出部６４からの送信を遮断し、この期間をオルタネータ識別情報送信期間としてオルタネータ識別情報の送信モードを割り込ませればよい。
（変形態様）
上記実施例１、２によるオルタネータ制御とエンジン制御とは別々に実行されているが、一緒に実施できることは当然であり、この場合は、オルタネータ識別情報を両制御で共用することができることは明白である。
【００５２】
実施例１において、レギュレータ６が発電電圧Ｂをモニタしてそれと電子制御装置５から送信された目標電圧Vrefとを比較して発電電圧Ｂを目標電圧Vrefに収束させる制御を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における車両用発電制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施例１における車両用発電機の出力電流ー回転数特性を示す特性図である。
【図３】本発明の実施例２における車両用発電機の負荷トルクー回転数特性を示す特性図である。
【図４】本発明の実施例２における車両用発電制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
１…オルタネータ
２…バッテリ
３…電気負荷
４…スイッチ
５…電子制御装置
６…レギュレータ
７…電機子巻線
８…界磁巻線
９…三相全波整流器
５０…Ｉ／Ｆ回路部
５１…発電制御モ−ド選択部
５２…発電制御モ−ド記憶部
５３…発電制御信号出力部
６０…Ｉ／Ｆ回路部
６１…発電制御部
６２…発電機識別情報記憶部
６３…スイッチング素子
１００…通信線
【図１】
0004140191.tif 000002
【図２】
0004140191.tif 000003
【図３】
0004140191.tif 000004
【図４】
0004140191.tif 000005