車両システム
【課題】インパネの実装面積の増大やコスト増加を抑えることができ、異常発生を確実に乗員に知らせることができる車両システムを提供すること。
【解決手段】車両に搭載されたバッテリ５と、このバッテリ５を充電する車両用発電機３と、バッテリ５の充放電電流を検出するバッテリ電流検出装置６とを備えている。バッテリ電流検出装置６は、バッテリの充放電電流を検知するバッテリ電流検出手段と、端子電圧を検知するバッテリ電圧検出手段と、温度を検知するバッテリ温度検出手段と、車両用発電機３を制御するとともに各検出手段の異常の有無を判定するマイコン６４と、デジタル通信によって車両用発電機３との間で信号を送受信する通信コントローラ７２等とを備える。
【解決手段】車両に搭載されたバッテリ５と、このバッテリ５を充電する車両用発電機３と、バッテリ５の充放電電流を検出するバッテリ電流検出装置６とを備えている。バッテリ電流検出装置６は、バッテリの充放電電流を検知するバッテリ電流検出手段と、端子電圧を検知するバッテリ電圧検出手段と、温度を検知するバッテリ温度検出手段と、車両用発電機３を制御するとともに各検出手段の異常の有無を判定するマイコン６４と、デジタル通信によって車両用発電機３との間で信号を送受信する通信コントローラ７２等とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載されるバッテリの状態に基づいて車両用発電機の発電状態を制御する車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリの充放電電流を検出する電流センサとバッテリ電圧を検出する電圧センサの異常をデータ処理部が検知し、表示器にて報知するセンサ異常検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、バッテリ温度を温度センサで検出し、その温度に基づいて車両用発電機の発電量を制御するとともに、そのバッテリ温度センサの異常をＥＣＵが検出し、ワーニングランプにて報知する車両用発電機の制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−６８３６６号公報（第２−４頁、図１−４）
【特許文献２】特開２００７−９７３３６号公報（第３−４頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した特許文献１、２に開示された構成では、データ処理部やＥＣＵにおいて異常を検出したときに、表示器やワーニングランプにて車両の乗員に異常が発生した旨を報知しているが、異常発生を報知するために表示器やワーニングランプをわざわざ追加しなければならず、インパネ（インストルメントパネル）の実装面積の増大やコスト増加につながるという問題があった。
【０００４】
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、インパネの実装面積の増大やコスト増加を抑えることができ、異常発生を確実に乗員に知らせることができる車両システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の車両システムは、車両に搭載されたバッテリと、このバッテリを充電する車両用発電機と、バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出装置とを備えており、バッテリ電流検出装置は、バッテリの充放電電流を検知するバッテリ電流検出手段と、バッテリの端子電圧を検知するバッテリ電圧検出手段と、バッテリの温度を検知するバッテリ温度検出手段と、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の各検知結果に基づいて車両用発電機を制御する発電制御手段と、デジタル通信によって車両用発電機との間で信号を送受信する通信手段と、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の異常の有無を判定し、通信手段を介して異常の発生を通知する異常情報を送信する異常判定手段とを備えている。また、上述した車両用発電機は、バッテリ電流検出装置から異常情報を受信したときに、異常発生を表示器を用いて車両の乗員に通知する異常通知手段を備えることが望ましい。
【０００６】
車両用発電機に接続された表示器を用いて各検出手段の異常を通知することができるため、この異常通知のために専用の表示器を備える必要がなく、インパネの実装面積の増大やコスト増加を抑えることができるとともに、異常発生を確実に乗員に知らせることができる。また、デジタル通信で異常情報を送受信することにより、ノイズの影響を低減することが可能になる。さらに、ＥＣＵ等を用いずに異常発生を通知することができるため、ＥＣＵ等の処理負担を軽減することができる。
【０００７】
また、上述した異常判定手段は、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の異常の有無とともに、バッテリの異常の有無と、バッテリと車両用発電機とを接続する充電線の外れの有無を検知し、異常情報にはこれらの異常の有無を含ませることが望ましい。広範囲に異常の有無を判定することが可能になり、バッテリを充電する充電系の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、上述した車両用発電機は、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の異常と、バッテリ異常あるいは充電線外れとで、表示器の表示態様を異ならせることが望ましい。これにより、緊急度が異なる異常の内容に応じた表示を行うことができる。例えば、バッテリ異常や充電線外れはバッテリ上がりやエンジン始動が困難になるおそれがあるため緊急度が高く、一方、各検出手段の異常は最適充電ができなくなる程度であって緊急度が低く、これらを識別可能とすることにより、車両の乗員に与える不安を軽減することができる。
【０００９】
また、上述した異常判定手段は、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の各検知結果が所定値１より大きいか、あるいは所定値１より小の所定値２よりも小さい状態が所定時間継続したときに異常が発生した旨の判定を行うことが望ましい。また、上述した異常判定手段は、バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値３よりも小さく、かつ、バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が所定値４よりも大きい状態が所定時間継続したときにバッテリ内部短絡を内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行い、バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が０Ａであり、かつ、車両用発電機に異常がない状態が所定時間継続したときにバッテリオープンを内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行うことが望ましい。また、上述した異常判定手段は、バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値と車両用発電機の発電電圧値との差が所定値５よりも大きい状態が所定時間継続したときに充電線外れが発生した旨の判定を行うことが望ましい。これにより、容易かつ確実に各種の異常の有無を判定することが可能となる。
【００１０】
また、上述した車両用発電機は、異常判定手段によって異常が発生した旨の判定がなされたときに、発電制御手段による発電制御に代えて、自立的な発電制御を行うことが望ましい。これにより、各種の異常に伴う誤った発電制御を回避することができ、適正な発電制御を継続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。図１に示す車両システムは、エンジン２、車両用発電機（ＡＬＴ）３、バッテリ（ＢＡＴＴ）５、バッテリ電流検出装置（Ｓ）６、表示器７を含んで構成されている。
【００１２】
車両用発電機３は、ベルトを介してエンジン２によって回転駆動されて発電を行い、バッテリ５に対する充電電力や各種の電気負荷（図示せず）に対する動作電力を供給する。この車両用発電機３には、励磁電流を調整することにより出力電圧を制御する車両用発電制御装置４が内蔵されている。バッテリ電流検出装置６は、バッテリ５の近傍に配置されており、バッテリ５の充放電電流の計測やその他の動作（詳細は後述する）を行う。例えば、バッテリ電流検出装置６は、バッテリ５の端子あるいは筐体に取り付けられている。表示器７は、車両用発電制御装置４に接続されており、発電異常の警告やその他の通知（詳細は後述する）に用いられる。
【００１３】
図２は、バッテリ電流検出装置６と車両用発電制御装置４の詳細構成を示す図である。図２に示すように、車両用発電制御装置４は、パワートランジスタ１０、環流ダイオード１２、発電機回転数検出部１４、発電電圧検出部１６、発電率検出部１８、発電状態信号格納部２０、通信コントローラ２２、ドライバ２４、発電制御信号格納部２６、電圧制御部２８、負荷応答制御部３０、アンド回路３２、ドライバ３４、４６、発電機異常検出部４０、ＰＷＭ（パルス幅変調）処理部４２、トランジスタ４８を含んで構成されている。
【００１４】
パワートランジスタ１０は、車両用発電機３内の励磁巻線３Ａに直列に接続されており、オンされたときに励磁巻線３Ａに励磁電流が供給される。環流ダイオード１２は、励磁巻線３Ａに並列に接続されており、パワートランジスタ１０がオフされたときに励磁巻線３Ａに流れる励磁電流を環流させる。
【００１５】
発電機回転数検出部１４は、車両用発電機３の回転数を検出する。例えば、車両用発電機３の固定子巻線を構成する相巻線に現れる相電圧の周波数を監視することにより、車両用発電機３の回転数検出が行われる。発電電圧検出部１６は、車両用発電機３の出力端子電圧を発電電圧として検出する。発電率検出部１８は、車両用発電機３の稼働状態（発電状態）を示す発電率を検出する。例えば、パワートランジスタ１０と励磁巻線３Ａの接続点であるＦ端子の電圧を監視し、パワートランジスタ１０がオンされる相対的な割合としてのオンデューティを発電率として検出する。発電機異常検出部４０は、車両用発電機３の異常（例えば、固定子巻線、励磁巻線、整流装置の断線や短絡等）を検出し、この検出結果を示す発電機異常情報を出力する。
【００１６】
発電状態信号格納部２０は、発電率検出部１８、発電電圧検出部１６、発電機回転数検出部１４のそれぞれによって検出された発電率（ｔ１）、発電電圧（ｔ２）、回転数（ｔ３）のそれぞれの検出値や発電機異常検出部４０から出力される発電機異常情報（ｔ４）が含まれる発電状態信号を格納する。通信コントローラ２２は、この発電状態信号をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ２４から通信線を介してバッテリ電流検出装置６に向けて送信される。
【００１７】
上述したドライバ２４は、反対にバッテリ電流検出装置６から通信線を介して送られてくるデジタル変調信号を受信するレシーバの機能も備えている。また、上述した通信コントローラ２２は、ドライバ２４で受信したデジタル変調信号に対して復調処理を行う機能も備えている。復調処理によって得られた発電制御信号は、発電制御信号として発電制御信号格納部２６に格納される。この発電制御信号には、発電電圧指示値（ｒ１）、負荷応答制御指示値（ｒ２）、表示器信号（ｒ３）が含まれる。電圧制御部２８は、発電電圧が発電電圧指示値で指定された所定の調整電圧値になるように制御する動作を行っており、この制御に必要な信号を出力する。負荷応答制御部３０は、負荷応答制御指示値で指定された割合で発電率を増加させる負荷応答制御を行っており、この制御に必要な信号を出力する。アンド回路３２には電圧制御部２８と負荷応答制御部３０のそれぞれから出力される信号が入力されており、これらの論理積信号が駆動信号としてドライバ３４に入力される。ドライバ３４は、アンド回路３２から入力される駆動信号に応じてパワートランジスタ１０を駆動する。
【００１８】
ＰＷＭ処理部４２は、表示器信号が入力されたときにこの信号をパルス幅変調して通知信号を生成する。ドライバ４６は、ＰＷＭ処理部４２から出力される通知信号に応じてトランジスタ４８を駆動し、Ｌ端子に接続された表示器７の点灯等を行う。
【００１９】
また、図２に示すように、バッテリ電流検出装置６は、シャント抵抗５０、増幅器５２、６０、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）５４、６２、８２、抵抗５６、５８、マイコン（マイクロコンピュータ）６４、ドライバ７０、通信コントローラ７２、発電状態信号格納部７４、発電制御信号格納部７６、温度検出部８０、電源回路８４、コンデンサ８６、８８を含んで構成されている。
【００２０】
シャント抵抗５０は、バッテリ５の充放電電流検出用の抵抗であり、一方端がバッテリ５の負極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器５２は、例えば差動増幅器であって、シャント抵抗５０の両端電圧を増幅する。この増幅された電圧は、アナログ−デジタル変換器５４によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。
【００２１】
抵抗５６、５８は、バッテリ５の端子電圧（バッテリ電圧）検出用の分圧回路を構成しており、この分圧回路の一方端がバッテリ５の正極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器６０は、例えば演算増幅器であって、抵抗５６、５８からなる分圧回路の出力側に接続されたバッファとして機能する。増幅器６０の出力電圧（図２に示す構成では抵抗５６、５８の接続点に現れる分圧電圧に等しい）は、アナログ−デジタル変換器６２によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。
【００２２】
温度検出部８０は、バッテリ５の温度を検出する。例えば、温度に対応する電圧が出力される。この出力電圧は、アナログ−デジタル変換器８２によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。マイコン６４は、アナログ−デジタル変換器５４、６２、８２等から入力されるデータに基づいてバッテリ５の状態（例えば充電状態）を演算処理するとともに、バッテリ５の状態に基づいて車両用発電機３の調整電圧である発電電圧指示値や、車両用発電制御装置４によって車両用発電機３に対する負荷応答制御を実施する際の制御パラメータとなる負荷応答制御指示値を決定する。マイコン６４は、これらの発電電圧指示値や負荷応答制御指示値を含む発電制御信号を出力する。電源回路８４は、マイコン６４やその他の回路の動作に必要な電力を供給する。
【００２３】
ドライバ７０、通信コントローラ７２は、通信線を介して車両用発電制御装置４との間で信号の送受信を行うためのものであり、車両用発電制御装置４内に備わったドライバ２４および通信コントローラ２２と基本的に同じ動作を行う。車両用発電制御装置４から通信線を介して送られてきたデジタル変調信号（発電状態信号）をドライバ７０によって受信すると、通信コントローラ７２によって復調処理が行われ、得られた発電状態信号が発電状態信号格納部７４に格納される。また、マイコン６４から出力される発電制御信号が発電制御信号格納部７６に格納されると、通信コントローラ７２は、この発電制御信号をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ７０から通信線を介して車両用発電制御装置４に向けて送信される。
【００２４】
シャント抵抗５０、増幅器５２、アナログ−デジタル変換器５４によってバッテリ電流検出手段が構成されている。抵抗５６、５８、増幅器６０、アナログ−デジタル変換器６２によってバッテリ電圧検出手段が構成されている。温度検出部８０、アナログ−デジタル変換器８２によってバッテリ温度検出手段が構成されている。本実施形態では、マイコン６４は、これらの各検出手段の異常の有無や、バッテリ異常および充電線外れの有無を検知する動作を行っており、上述した発電電圧指示値や負荷応答制御指示値の他に、これらの異常の有無を示す異常情報を含む発電制御信号を出力する。また、上述したマイコン６４が発電制御手段、異常判定手段に、ドライバ７０、通信コントローラ７２が通信手段にそれぞれ対応する。
【００２５】
本実施形態の車両システムはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図３は、車両用発電制御装置４の動作手順を示す流れ図である。バッテリ電流検出装置６の各検出手段（電流検出手段、電圧検出手段、温度検出手段）の異常を検知したか否かによって動作が分岐する（ステップ１００）。バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に送られてくるデータに含まれる「異常情報」を調べることにより、各検出手段の異常の有無を知ることができる。いずれかの検出手段の異常を検知した場合（ステップ１００で肯定判断）には、ＰＷＭ処理部４２からドライバ４６に所定のハイ／ローパターンのＰＷＭ信号を入力し、Ｌ端子に接続された表示器７を点滅あるいは減光させたり、徐々に明るくする表示を繰り返すなど、通常の点灯（後述するステップ１０６の点灯）と識別可能な表示態様で表示器７を表示させる（ステップ１０１）。
【００２６】
次に、車両用発電機３の発電制御が、バッテリ電流検出装置６から送られてくる発電電圧指示値や負荷応答制御指示値を用いない自律制御に切り替えられる（ステップ１０２）。例えば、電圧制御部２８で用いる発電電圧指示値や負荷応答制御部３０で用いる負荷応答制御指示値として予め決められた値が用いられる。
【００２７】
一方、いずれの検出手段の異常を検知しない場合（ステップ１００で否定判断）には、バッテリ異常または充電線外れを検知したか否かによって動作が分岐する（ステップ１０３）。バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に送られてくるデータに含まれる「異常情報」を調べることにより、バッテリ異常や充電線外れの有無を知ることができる。バッテリ異常や充電線外れのいずれも発生していない場合（ステップ１０３で否定判断）には、ＰＷＭ処理部４２からドライバ４６に常時ローレベルの信号を入力し、Ｌ端子に接続された表示器７が消灯される（ステップ１０４）。その後、車両用発電機３に対して、バッテリ電流検出装置６から送られてくる発電電圧指示値や負荷応答制御指示値を用いた通常の充電制御が行われる（ステップ１０５）。
【００２８】
また、バッテリ異常あるいは充電線外れが検知された場合（ステップ１０３で肯定判断）には、ＰＷＭ処理部４２からドライバ４６に常時ハイレベルあるいはオンデューティが１００％に近い所定パターンのＰＷＭ信号を入力し、Ｌ端子に接続された表示器７が点灯される（ステップ１０６）。その後、ステップ１０２に移行して自律制御が行われる。
【００２９】
図４は、バッテリ電流検出装置６において各検出手段の異常の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、バッテリ測定電流値Ｉｂ、バッテリ測定電圧値Ｖｂ、バッテリ温度Ｔｂを読み込むと（ステップ２００）、これらの値が所定値１より大、または、所定値２より小であるか否かを判定する（ステップ２０１）。なお、この判定は読み込んだ値が所定の範囲から外れるか否かを調べるものであり、所定値１、２は、読み込んだ３つの値（バッテリ測定電流値Ｉｂ、バッテリ測定電圧値Ｖｂ、バッテリ温度Ｔｂ）のそれぞれに対応したものが予め用意されている。読み込んだ値が所定範囲から外れている場合にはステップ２０１の判定において肯定判断が行われ、次に、マイコン６４は、読み込んだ値が所定範囲から外れている状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ２０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、所定範囲を外れている値に対応する検出手段に異常が発生していると判定する（ステップ２０３）。
【００３０】
一方、読み込んだ値が所定範囲から外れていない場合（ステップ２０１の判定において否定判断）や所定時間が経過していない場合（ステップ２０２の判定において否定判断）には、マイコン６４は、いずれの検出手段にも異常が発生していない旨の判定を行う（ステップ２０４）。バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に送られる発電制御信号の「異常情報」には、上述したステップ２０３、２０４における判定結果が含まれる。
【００３１】
図５は、バッテリ電流検出装置６においてバッテリ異常（バッテリ内部短絡）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、読み込んだバッテリ測定電圧値Ｖｂが所定値３未満であるか否か（ステップ３００）、バッテリ測定電流値Ｉｂが所定値４よりも大きいか否か（ステップ３０１）を判定する。いずれの判定でも肯定判断の場合には、次に、マイコン６４は、この状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ３０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ内部短絡が発生していると判定する（ステップ３０３）。一方、ステップ３００、３０１、３０２のいずれかにおいて否定判断が行われた場合には、マイコン６４は、バッテリ５が正常である（バッテリ内部短絡が発生していない）と判定する（ステップ３０４）。
【００３２】
図６は、バッテリ電流検出装置６においてバッテリ異常（バッテリオープン）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、読み込んだバッテリ測定電流値Ｉｂが０Ａであるか否か（ステップ４００）、車両用発電制御装置４から送られてきた発電状態信号の発電機異常信号が異常を示していないか否か（ステップ４０１）を判定する。いずれの判定でも肯定判断の場合には、次に、マイコン６４は、この状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ４０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリオープンが発生していると判定する（ステップ４０３）。一方、ステップ４００、４０１、４０２のいずれかにおいて否定判断が行われた場合には、マイコン６４は、バッテリ５が正常である（バッテリオープンが発生していない）と判定する（ステップ４０４）。
【００３３】
図７は、バッテリ電流検出装置６において充電線外れの有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、バッテリ測定電圧値Ｖｂと車両用発電制御装置４から送られてきた発電状態信号に含まれる発電電圧値Ｖａとを読み込み（ステップ５００）、発電電圧値Ｖａとバッテリ測定電圧値Ｖｂとの差が所定値５よりも大きいか否かを判定する（ステップ５０１）。大きい場合には肯定判断が行われ、次に、マイコン６４は、この状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ５０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、充電線外れが発生していると判定する（ステップ５０３）。一方、ステップ５０１、５０２のいずれかにおいて否定判断が行われた場合には、マイコン６４は、充電線が正常である（充電線外れが発生していない）と判定する（ステップ５０４）。
【００３４】
図８は、車両用発電制御装置４からバッテリ電流検出装置６に向けて送信される発電状態信号のフレームフォーマットを示す図である。図８に示す送信フレームには、車両用発電制御装置４内の発電状態信号格納部２０に格納された発電率、発電機回転数、発電電圧、発電機異常情報が含まれる。
【００３５】
図９は、バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に向けて送信される発電制御信号のフレームフォーマットを示す図である。図９に示す送信フレームには、バッテリ電流検出装置６内の発電制御信号格納部７６に格納された発電電圧指示、負荷応答制御指示、異常情報が含まれる。
【００３６】
このように、本実施形態の車両システムでは、車両用発電機３に接続された表示器７を用いて各検出手段の異常を通知することができるため、この異常通知のために専用の表示器を備える必要がなく、インパネの実装面積の増大やコスト増加を抑えることができるとともに、異常発生を確実に乗員に知らせることができる。また、デジタル通信で異常情報を送受信することにより、ノイズの影響を低減することが可能になる。さらに、ＥＣＵ等を用いずに異常発生を通知することができるため、ＥＣＵ等の処理負担を軽減することができる。
【００３７】
また、各検出手段の異常の有無とともに、バッテリ異常や充電線外れを検知した場合にも表示器７を用いた通知を行っているため、広範囲に異常の有無を判定することが可能になり、バッテリ５を充電する充電系の信頼性を向上させることができる。また、各検出手段の異常と、バッテリ異常あるいは充電線外れとで、表示器７の表示態様を異ならせており、緊急度が異なる異常の内容に応じた表示を行うことができる。
【００３８】
また、異常発生時に、バッテリ電流検出装置６による発電制御に代えて、車両用発電機３による自立的な発電制御を行うことにより、各種の異常に伴う誤った発電制御を回避することができ、適正な発電制御を継続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。
【図２】バッテリ電流検出装置と車両用発電制御装置の詳細構成を示す図である。
【図３】車両用発電制御装置の動作手順を示す流れ図である。
【図４】バッテリ電流検出装置において各検出手段の異常の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図５】バッテリ電流検出装置においてバッテリ異常（バッテリ内部短絡）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図６】バッテリ電流検出装置においてバッテリ異常（バッテリオープン）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図７】バッテリ電流検出装置において充電線外れの有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図８】車両用発電制御装置からバッテリ電流検出装置に向けて送信される発電状態信号のフレームフォーマットを示す図である。
【図９】バッテリ電流検出装置から車両用発電制御装置４に向けて送信される発電制御信号のフレームフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
２ エンジン
３ 車両用発電機（ＡＬＴ）
４ 車両用発電制御装置
５ バッテリ（ＢＡＴＴ）
６ バッテリ電流検出装置（Ｓ）
７ 表示器
１０ パワートランジスタ
１４ 発電機回転数検出部
１６ 発電電圧検出部
１８ 発電率検出部
２０、７４ 発電状態信号格納部
２２、７２ 通信コントローラ
２４、３４、４６、７０ ドライバ
２６、７６ 発電制御信号格納部
２８ 電圧制御部
３０ 負荷応答制御部
４０ 発電機異常検出部
４２ ＰＷＭ（パルス幅変調）処理部
４８ トランジスタ
５０ シャント抵抗
６４ マイコン（マイクロコンピュータ）
８０ 温度検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載されるバッテリの状態に基づいて車両用発電機の発電状態を制御する車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、バッテリの充放電電流を検出する電流センサとバッテリ電圧を検出する電圧センサの異常をデータ処理部が検知し、表示器にて報知するセンサ異常検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、バッテリ温度を温度センサで検出し、その温度に基づいて車両用発電機の発電量を制御するとともに、そのバッテリ温度センサの異常をＥＣＵが検出し、ワーニングランプにて報知する車両用発電機の制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−６８３６６号公報（第２−４頁、図１−４）
【特許文献２】特開２００７−９７３３６号公報（第３−４頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した特許文献１、２に開示された構成では、データ処理部やＥＣＵにおいて異常を検出したときに、表示器やワーニングランプにて車両の乗員に異常が発生した旨を報知しているが、異常発生を報知するために表示器やワーニングランプをわざわざ追加しなければならず、インパネ（インストルメントパネル）の実装面積の増大やコスト増加につながるという問題があった。
【０００４】
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、インパネの実装面積の増大やコスト増加を抑えることができ、異常発生を確実に乗員に知らせることができる車両システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の車両システムは、車両に搭載されたバッテリと、このバッテリを充電する車両用発電機と、バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出装置とを備えており、バッテリ電流検出装置は、バッテリの充放電電流を検知するバッテリ電流検出手段と、バッテリの端子電圧を検知するバッテリ電圧検出手段と、バッテリの温度を検知するバッテリ温度検出手段と、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の各検知結果に基づいて車両用発電機を制御する発電制御手段と、デジタル通信によって車両用発電機との間で信号を送受信する通信手段と、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の異常の有無を判定し、通信手段を介して異常の発生を通知する異常情報を送信する異常判定手段とを備えている。また、上述した車両用発電機は、バッテリ電流検出装置から異常情報を受信したときに、異常発生を表示器を用いて車両の乗員に通知する異常通知手段を備えることが望ましい。
【０００６】
車両用発電機に接続された表示器を用いて各検出手段の異常を通知することができるため、この異常通知のために専用の表示器を備える必要がなく、インパネの実装面積の増大やコスト増加を抑えることができるとともに、異常発生を確実に乗員に知らせることができる。また、デジタル通信で異常情報を送受信することにより、ノイズの影響を低減することが可能になる。さらに、ＥＣＵ等を用いずに異常発生を通知することができるため、ＥＣＵ等の処理負担を軽減することができる。
【０００７】
また、上述した異常判定手段は、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の異常の有無とともに、バッテリの異常の有無と、バッテリと車両用発電機とを接続する充電線の外れの有無を検知し、異常情報にはこれらの異常の有無を含ませることが望ましい。広範囲に異常の有無を判定することが可能になり、バッテリを充電する充電系の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、上述した車両用発電機は、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の異常と、バッテリ異常あるいは充電線外れとで、表示器の表示態様を異ならせることが望ましい。これにより、緊急度が異なる異常の内容に応じた表示を行うことができる。例えば、バッテリ異常や充電線外れはバッテリ上がりやエンジン始動が困難になるおそれがあるため緊急度が高く、一方、各検出手段の異常は最適充電ができなくなる程度であって緊急度が低く、これらを識別可能とすることにより、車両の乗員に与える不安を軽減することができる。
【０００９】
また、上述した異常判定手段は、バッテリ電流検出手段、バッテリ電圧検出手段、バッテリ温度検出手段の各検知結果が所定値１より大きいか、あるいは所定値１より小の所定値２よりも小さい状態が所定時間継続したときに異常が発生した旨の判定を行うことが望ましい。また、上述した異常判定手段は、バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値３よりも小さく、かつ、バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が所定値４よりも大きい状態が所定時間継続したときにバッテリ内部短絡を内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行い、バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が０Ａであり、かつ、車両用発電機に異常がない状態が所定時間継続したときにバッテリオープンを内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行うことが望ましい。また、上述した異常判定手段は、バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値と車両用発電機の発電電圧値との差が所定値５よりも大きい状態が所定時間継続したときに充電線外れが発生した旨の判定を行うことが望ましい。これにより、容易かつ確実に各種の異常の有無を判定することが可能となる。
【００１０】
また、上述した車両用発電機は、異常判定手段によって異常が発生した旨の判定がなされたときに、発電制御手段による発電制御に代えて、自立的な発電制御を行うことが望ましい。これにより、各種の異常に伴う誤った発電制御を回避することができ、適正な発電制御を継続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両システムについて、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。図１に示す車両システムは、エンジン２、車両用発電機（ＡＬＴ）３、バッテリ（ＢＡＴＴ）５、バッテリ電流検出装置（Ｓ）６、表示器７を含んで構成されている。
【００１２】
車両用発電機３は、ベルトを介してエンジン２によって回転駆動されて発電を行い、バッテリ５に対する充電電力や各種の電気負荷（図示せず）に対する動作電力を供給する。この車両用発電機３には、励磁電流を調整することにより出力電圧を制御する車両用発電制御装置４が内蔵されている。バッテリ電流検出装置６は、バッテリ５の近傍に配置されており、バッテリ５の充放電電流の計測やその他の動作（詳細は後述する）を行う。例えば、バッテリ電流検出装置６は、バッテリ５の端子あるいは筐体に取り付けられている。表示器７は、車両用発電制御装置４に接続されており、発電異常の警告やその他の通知（詳細は後述する）に用いられる。
【００１３】
図２は、バッテリ電流検出装置６と車両用発電制御装置４の詳細構成を示す図である。図２に示すように、車両用発電制御装置４は、パワートランジスタ１０、環流ダイオード１２、発電機回転数検出部１４、発電電圧検出部１６、発電率検出部１８、発電状態信号格納部２０、通信コントローラ２２、ドライバ２４、発電制御信号格納部２６、電圧制御部２８、負荷応答制御部３０、アンド回路３２、ドライバ３４、４６、発電機異常検出部４０、ＰＷＭ（パルス幅変調）処理部４２、トランジスタ４８を含んで構成されている。
【００１４】
パワートランジスタ１０は、車両用発電機３内の励磁巻線３Ａに直列に接続されており、オンされたときに励磁巻線３Ａに励磁電流が供給される。環流ダイオード１２は、励磁巻線３Ａに並列に接続されており、パワートランジスタ１０がオフされたときに励磁巻線３Ａに流れる励磁電流を環流させる。
【００１５】
発電機回転数検出部１４は、車両用発電機３の回転数を検出する。例えば、車両用発電機３の固定子巻線を構成する相巻線に現れる相電圧の周波数を監視することにより、車両用発電機３の回転数検出が行われる。発電電圧検出部１６は、車両用発電機３の出力端子電圧を発電電圧として検出する。発電率検出部１８は、車両用発電機３の稼働状態（発電状態）を示す発電率を検出する。例えば、パワートランジスタ１０と励磁巻線３Ａの接続点であるＦ端子の電圧を監視し、パワートランジスタ１０がオンされる相対的な割合としてのオンデューティを発電率として検出する。発電機異常検出部４０は、車両用発電機３の異常（例えば、固定子巻線、励磁巻線、整流装置の断線や短絡等）を検出し、この検出結果を示す発電機異常情報を出力する。
【００１６】
発電状態信号格納部２０は、発電率検出部１８、発電電圧検出部１６、発電機回転数検出部１４のそれぞれによって検出された発電率（ｔ１）、発電電圧（ｔ２）、回転数（ｔ３）のそれぞれの検出値や発電機異常検出部４０から出力される発電機異常情報（ｔ４）が含まれる発電状態信号を格納する。通信コントローラ２２は、この発電状態信号をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ２４から通信線を介してバッテリ電流検出装置６に向けて送信される。
【００１７】
上述したドライバ２４は、反対にバッテリ電流検出装置６から通信線を介して送られてくるデジタル変調信号を受信するレシーバの機能も備えている。また、上述した通信コントローラ２２は、ドライバ２４で受信したデジタル変調信号に対して復調処理を行う機能も備えている。復調処理によって得られた発電制御信号は、発電制御信号として発電制御信号格納部２６に格納される。この発電制御信号には、発電電圧指示値（ｒ１）、負荷応答制御指示値（ｒ２）、表示器信号（ｒ３）が含まれる。電圧制御部２８は、発電電圧が発電電圧指示値で指定された所定の調整電圧値になるように制御する動作を行っており、この制御に必要な信号を出力する。負荷応答制御部３０は、負荷応答制御指示値で指定された割合で発電率を増加させる負荷応答制御を行っており、この制御に必要な信号を出力する。アンド回路３２には電圧制御部２８と負荷応答制御部３０のそれぞれから出力される信号が入力されており、これらの論理積信号が駆動信号としてドライバ３４に入力される。ドライバ３４は、アンド回路３２から入力される駆動信号に応じてパワートランジスタ１０を駆動する。
【００１８】
ＰＷＭ処理部４２は、表示器信号が入力されたときにこの信号をパルス幅変調して通知信号を生成する。ドライバ４６は、ＰＷＭ処理部４２から出力される通知信号に応じてトランジスタ４８を駆動し、Ｌ端子に接続された表示器７の点灯等を行う。
【００１９】
また、図２に示すように、バッテリ電流検出装置６は、シャント抵抗５０、増幅器５２、６０、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）５４、６２、８２、抵抗５６、５８、マイコン（マイクロコンピュータ）６４、ドライバ７０、通信コントローラ７２、発電状態信号格納部７４、発電制御信号格納部７６、温度検出部８０、電源回路８４、コンデンサ８６、８８を含んで構成されている。
【００２０】
シャント抵抗５０は、バッテリ５の充放電電流検出用の抵抗であり、一方端がバッテリ５の負極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器５２は、例えば差動増幅器であって、シャント抵抗５０の両端電圧を増幅する。この増幅された電圧は、アナログ−デジタル変換器５４によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。
【００２１】
抵抗５６、５８は、バッテリ５の端子電圧（バッテリ電圧）検出用の分圧回路を構成しており、この分圧回路の一方端がバッテリ５の正極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器６０は、例えば演算増幅器であって、抵抗５６、５８からなる分圧回路の出力側に接続されたバッファとして機能する。増幅器６０の出力電圧（図２に示す構成では抵抗５６、５８の接続点に現れる分圧電圧に等しい）は、アナログ−デジタル変換器６２によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。
【００２２】
温度検出部８０は、バッテリ５の温度を検出する。例えば、温度に対応する電圧が出力される。この出力電圧は、アナログ−デジタル変換器８２によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。マイコン６４は、アナログ−デジタル変換器５４、６２、８２等から入力されるデータに基づいてバッテリ５の状態（例えば充電状態）を演算処理するとともに、バッテリ５の状態に基づいて車両用発電機３の調整電圧である発電電圧指示値や、車両用発電制御装置４によって車両用発電機３に対する負荷応答制御を実施する際の制御パラメータとなる負荷応答制御指示値を決定する。マイコン６４は、これらの発電電圧指示値や負荷応答制御指示値を含む発電制御信号を出力する。電源回路８４は、マイコン６４やその他の回路の動作に必要な電力を供給する。
【００２３】
ドライバ７０、通信コントローラ７２は、通信線を介して車両用発電制御装置４との間で信号の送受信を行うためのものであり、車両用発電制御装置４内に備わったドライバ２４および通信コントローラ２２と基本的に同じ動作を行う。車両用発電制御装置４から通信線を介して送られてきたデジタル変調信号（発電状態信号）をドライバ７０によって受信すると、通信コントローラ７２によって復調処理が行われ、得られた発電状態信号が発電状態信号格納部７４に格納される。また、マイコン６４から出力される発電制御信号が発電制御信号格納部７６に格納されると、通信コントローラ７２は、この発電制御信号をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ７０から通信線を介して車両用発電制御装置４に向けて送信される。
【００２４】
シャント抵抗５０、増幅器５２、アナログ−デジタル変換器５４によってバッテリ電流検出手段が構成されている。抵抗５６、５８、増幅器６０、アナログ−デジタル変換器６２によってバッテリ電圧検出手段が構成されている。温度検出部８０、アナログ−デジタル変換器８２によってバッテリ温度検出手段が構成されている。本実施形態では、マイコン６４は、これらの各検出手段の異常の有無や、バッテリ異常および充電線外れの有無を検知する動作を行っており、上述した発電電圧指示値や負荷応答制御指示値の他に、これらの異常の有無を示す異常情報を含む発電制御信号を出力する。また、上述したマイコン６４が発電制御手段、異常判定手段に、ドライバ７０、通信コントローラ７２が通信手段にそれぞれ対応する。
【００２５】
本実施形態の車両システムはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図３は、車両用発電制御装置４の動作手順を示す流れ図である。バッテリ電流検出装置６の各検出手段（電流検出手段、電圧検出手段、温度検出手段）の異常を検知したか否かによって動作が分岐する（ステップ１００）。バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に送られてくるデータに含まれる「異常情報」を調べることにより、各検出手段の異常の有無を知ることができる。いずれかの検出手段の異常を検知した場合（ステップ１００で肯定判断）には、ＰＷＭ処理部４２からドライバ４６に所定のハイ／ローパターンのＰＷＭ信号を入力し、Ｌ端子に接続された表示器７を点滅あるいは減光させたり、徐々に明るくする表示を繰り返すなど、通常の点灯（後述するステップ１０６の点灯）と識別可能な表示態様で表示器７を表示させる（ステップ１０１）。
【００２６】
次に、車両用発電機３の発電制御が、バッテリ電流検出装置６から送られてくる発電電圧指示値や負荷応答制御指示値を用いない自律制御に切り替えられる（ステップ１０２）。例えば、電圧制御部２８で用いる発電電圧指示値や負荷応答制御部３０で用いる負荷応答制御指示値として予め決められた値が用いられる。
【００２７】
一方、いずれの検出手段の異常を検知しない場合（ステップ１００で否定判断）には、バッテリ異常または充電線外れを検知したか否かによって動作が分岐する（ステップ１０３）。バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に送られてくるデータに含まれる「異常情報」を調べることにより、バッテリ異常や充電線外れの有無を知ることができる。バッテリ異常や充電線外れのいずれも発生していない場合（ステップ１０３で否定判断）には、ＰＷＭ処理部４２からドライバ４６に常時ローレベルの信号を入力し、Ｌ端子に接続された表示器７が消灯される（ステップ１０４）。その後、車両用発電機３に対して、バッテリ電流検出装置６から送られてくる発電電圧指示値や負荷応答制御指示値を用いた通常の充電制御が行われる（ステップ１０５）。
【００２８】
また、バッテリ異常あるいは充電線外れが検知された場合（ステップ１０３で肯定判断）には、ＰＷＭ処理部４２からドライバ４６に常時ハイレベルあるいはオンデューティが１００％に近い所定パターンのＰＷＭ信号を入力し、Ｌ端子に接続された表示器７が点灯される（ステップ１０６）。その後、ステップ１０２に移行して自律制御が行われる。
【００２９】
図４は、バッテリ電流検出装置６において各検出手段の異常の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、バッテリ測定電流値Ｉｂ、バッテリ測定電圧値Ｖｂ、バッテリ温度Ｔｂを読み込むと（ステップ２００）、これらの値が所定値１より大、または、所定値２より小であるか否かを判定する（ステップ２０１）。なお、この判定は読み込んだ値が所定の範囲から外れるか否かを調べるものであり、所定値１、２は、読み込んだ３つの値（バッテリ測定電流値Ｉｂ、バッテリ測定電圧値Ｖｂ、バッテリ温度Ｔｂ）のそれぞれに対応したものが予め用意されている。読み込んだ値が所定範囲から外れている場合にはステップ２０１の判定において肯定判断が行われ、次に、マイコン６４は、読み込んだ値が所定範囲から外れている状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ２０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、所定範囲を外れている値に対応する検出手段に異常が発生していると判定する（ステップ２０３）。
【００３０】
一方、読み込んだ値が所定範囲から外れていない場合（ステップ２０１の判定において否定判断）や所定時間が経過していない場合（ステップ２０２の判定において否定判断）には、マイコン６４は、いずれの検出手段にも異常が発生していない旨の判定を行う（ステップ２０４）。バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に送られる発電制御信号の「異常情報」には、上述したステップ２０３、２０４における判定結果が含まれる。
【００３１】
図５は、バッテリ電流検出装置６においてバッテリ異常（バッテリ内部短絡）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、読み込んだバッテリ測定電圧値Ｖｂが所定値３未満であるか否か（ステップ３００）、バッテリ測定電流値Ｉｂが所定値４よりも大きいか否か（ステップ３０１）を判定する。いずれの判定でも肯定判断の場合には、次に、マイコン６４は、この状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ３０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ内部短絡が発生していると判定する（ステップ３０３）。一方、ステップ３００、３０１、３０２のいずれかにおいて否定判断が行われた場合には、マイコン６４は、バッテリ５が正常である（バッテリ内部短絡が発生していない）と判定する（ステップ３０４）。
【００３２】
図６は、バッテリ電流検出装置６においてバッテリ異常（バッテリオープン）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、読み込んだバッテリ測定電流値Ｉｂが０Ａであるか否か（ステップ４００）、車両用発電制御装置４から送られてきた発電状態信号の発電機異常信号が異常を示していないか否か（ステップ４０１）を判定する。いずれの判定でも肯定判断の場合には、次に、マイコン６４は、この状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ４０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリオープンが発生していると判定する（ステップ４０３）。一方、ステップ４００、４０１、４０２のいずれかにおいて否定判断が行われた場合には、マイコン６４は、バッテリ５が正常である（バッテリオープンが発生していない）と判定する（ステップ４０４）。
【００３３】
図７は、バッテリ電流検出装置６において充電線外れの有無を判定する動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、バッテリ測定電圧値Ｖｂと車両用発電制御装置４から送られてきた発電状態信号に含まれる発電電圧値Ｖａとを読み込み（ステップ５００）、発電電圧値Ｖａとバッテリ測定電圧値Ｖｂとの差が所定値５よりも大きいか否かを判定する（ステップ５０１）。大きい場合には肯定判断が行われ、次に、マイコン６４は、この状態で所定時間経過したか否かを判定する（ステップ５０２）。所定時間経過した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、充電線外れが発生していると判定する（ステップ５０３）。一方、ステップ５０１、５０２のいずれかにおいて否定判断が行われた場合には、マイコン６４は、充電線が正常である（充電線外れが発生していない）と判定する（ステップ５０４）。
【００３４】
図８は、車両用発電制御装置４からバッテリ電流検出装置６に向けて送信される発電状態信号のフレームフォーマットを示す図である。図８に示す送信フレームには、車両用発電制御装置４内の発電状態信号格納部２０に格納された発電率、発電機回転数、発電電圧、発電機異常情報が含まれる。
【００３５】
図９は、バッテリ電流検出装置６から車両用発電制御装置４に向けて送信される発電制御信号のフレームフォーマットを示す図である。図９に示す送信フレームには、バッテリ電流検出装置６内の発電制御信号格納部７６に格納された発電電圧指示、負荷応答制御指示、異常情報が含まれる。
【００３６】
このように、本実施形態の車両システムでは、車両用発電機３に接続された表示器７を用いて各検出手段の異常を通知することができるため、この異常通知のために専用の表示器を備える必要がなく、インパネの実装面積の増大やコスト増加を抑えることができるとともに、異常発生を確実に乗員に知らせることができる。また、デジタル通信で異常情報を送受信することにより、ノイズの影響を低減することが可能になる。さらに、ＥＣＵ等を用いずに異常発生を通知することができるため、ＥＣＵ等の処理負担を軽減することができる。
【００３７】
また、各検出手段の異常の有無とともに、バッテリ異常や充電線外れを検知した場合にも表示器７を用いた通知を行っているため、広範囲に異常の有無を判定することが可能になり、バッテリ５を充電する充電系の信頼性を向上させることができる。また、各検出手段の異常と、バッテリ異常あるいは充電線外れとで、表示器７の表示態様を異ならせており、緊急度が異なる異常の内容に応じた表示を行うことができる。
【００３８】
また、異常発生時に、バッテリ電流検出装置６による発電制御に代えて、車両用発電機３による自立的な発電制御を行うことにより、各種の異常に伴う誤った発電制御を回避することができ、適正な発電制御を継続することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。
【図２】バッテリ電流検出装置と車両用発電制御装置の詳細構成を示す図である。
【図３】車両用発電制御装置の動作手順を示す流れ図である。
【図４】バッテリ電流検出装置において各検出手段の異常の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図５】バッテリ電流検出装置においてバッテリ異常（バッテリ内部短絡）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図６】バッテリ電流検出装置においてバッテリ異常（バッテリオープン）の有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図７】バッテリ電流検出装置において充電線外れの有無を判定する動作手順を示す流れ図である。
【図８】車両用発電制御装置からバッテリ電流検出装置に向けて送信される発電状態信号のフレームフォーマットを示す図である。
【図９】バッテリ電流検出装置から車両用発電制御装置４に向けて送信される発電制御信号のフレームフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
２ エンジン
３ 車両用発電機（ＡＬＴ）
４ 車両用発電制御装置
５ バッテリ（ＢＡＴＴ）
６ バッテリ電流検出装置（Ｓ）
７ 表示器
１０ パワートランジスタ
１４ 発電機回転数検出部
１６ 発電電圧検出部
１８ 発電率検出部
２０、７４ 発電状態信号格納部
２２、７２ 通信コントローラ
２４、３４、４６、７０ ドライバ
２６、７６ 発電制御信号格納部
２８ 電圧制御部
３０ 負荷応答制御部
４０ 発電機異常検出部
４２ ＰＷＭ（パルス幅変調）処理部
４８ トランジスタ
５０ シャント抵抗
６４ マイコン（マイクロコンピュータ）
８０ 温度検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリと、このバッテリを充電する車両用発電機と、前記バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出装置とを備える車両システムにおいて、
前記バッテリ電流検出装置は、
前記バッテリの充放電電流を検知するバッテリ電流検出手段と、
前記バッテリの端子電圧を検知するバッテリ電圧検出手段と、
前記バッテリの温度を検知するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の各検知結果に基づいて前記車両用発電機を制御する発電制御手段と、
デジタル通信によって前記車両用発電機との間で信号を送受信する通信手段と、
前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の異常の有無を判定し、前記通信手段を介して異常の発生を通知する異常情報を送信する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする車両システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記車両用発電機は、前記バッテリ電流検出装置から前記異常情報を受信したときに、異常発生を表示器を用いて車両の乗員に通知する異常通知手段を備えることを特徴とする車両システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の異常の有無とともに、前記バッテリの異常の有無と、前記バッテリと前記車両用発電機とを接続する充電線の外れの有無を検知し、前記異常情報にはこれらの異常の有無を含ませることを特徴とする車両システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記車両用発電機は、前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の異常と、バッテリ異常あるいは充電線外れとで、前記表示器の表示態様を異ならせることを特徴とする車両システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の各検知結果が所定値１より大きいか、あるいは所定値１より小の所定値２よりも小さい状態が所定時間継続したときに異常が発生した旨の判定を行うことを特徴とする車両システム。
【請求項６】
請求項３または４において、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値３よりも小さく、かつ、前記バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が所定値４よりも大きい状態が所定時間継続したときにバッテリ内部短絡を内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行い、前記バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が０Ａであり、かつ、前記車両用発電機に異常がない状態が所定時間継続したときにバッテリオープンを内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行うことを特徴とする車両システム。
【請求項７】
請求項３または４において、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値と前記車両用発電機の発電電圧値との差が所定値５よりも大きい状態が所定時間継続したときに充電線外れが発生した旨の判定を行うことを特徴とする車両システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記車両用発電機は、前記異常判定手段によって異常が発生した旨の判定がなされたときに、前記発電制御手段による発電制御に代えて、自立的な発電制御を行うことを特徴とする車両システム。
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリと、このバッテリを充電する車両用発電機と、前記バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出装置とを備える車両システムにおいて、
前記バッテリ電流検出装置は、
前記バッテリの充放電電流を検知するバッテリ電流検出手段と、
前記バッテリの端子電圧を検知するバッテリ電圧検出手段と、
前記バッテリの温度を検知するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の各検知結果に基づいて前記車両用発電機を制御する発電制御手段と、
デジタル通信によって前記車両用発電機との間で信号を送受信する通信手段と、
前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の異常の有無を判定し、前記通信手段を介して異常の発生を通知する異常情報を送信する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする車両システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記車両用発電機は、前記バッテリ電流検出装置から前記異常情報を受信したときに、異常発生を表示器を用いて車両の乗員に通知する異常通知手段を備えることを特徴とする車両システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の異常の有無とともに、前記バッテリの異常の有無と、前記バッテリと前記車両用発電機とを接続する充電線の外れの有無を検知し、前記異常情報にはこれらの異常の有無を含ませることを特徴とする車両システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記車両用発電機は、前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の異常と、バッテリ異常あるいは充電線外れとで、前記表示器の表示態様を異ならせることを特徴とする車両システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電流検出手段、前記バッテリ電圧検出手段、前記バッテリ温度検出手段の各検知結果が所定値１より大きいか、あるいは所定値１より小の所定値２よりも小さい状態が所定時間継続したときに異常が発生した旨の判定を行うことを特徴とする車両システム。
【請求項６】
請求項３または４において、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値が所定値３よりも小さく、かつ、前記バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が所定値４よりも大きい状態が所定時間継続したときにバッテリ内部短絡を内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行い、前記バッテリ電流検出手段によって検出された電流値が０Ａであり、かつ、前記車両用発電機に異常がない状態が所定時間継続したときにバッテリオープンを内容とするバッテリ異常が発生した旨の判定を行うことを特徴とする車両システム。
【請求項７】
請求項３または４において、
前記異常判定手段は、前記バッテリ電圧検出手段によって検出された電圧値と前記車両用発電機の発電電圧値との差が所定値５よりも大きい状態が所定時間継続したときに充電線外れが発生した旨の判定を行うことを特徴とする車両システム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかにおいて、
前記車両用発電機は、前記異常判定手段によって異常が発生した旨の判定がなされたときに、前記発電制御手段による発電制御に代えて、自立的な発電制御を行うことを特徴とする車両システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１７３２３１（Ｐ２００９−１７３２３１Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６０８６（Ｐ２００８−１６０８６）
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２８日（２００８．１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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