JP4525765B2 - 車両システム - Google Patents

Description

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。

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。）。
特開２００３−６８３６６号公報（第２−４頁、図１−４） 特開２００７−９７３３６号公報（第３−４頁、図１−２）

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。

車両用発電機用の表示器（例えば、発電不良を示すワーニングランプ）と各種センサの異常を示す表示器を一つにして警報を行うことも考えられるが、そのためには車両用発電機に警報出力用の回路が必要になってコスト増加になるという問題があった。一方、各種センサの異常と車両用発電機の異常を別々に判定して警報を出力する場合には、異常の判定精度が低くなる場合があるという問題があった。例えば、車両用発電機ではバッテリ容量を検知せずに低電圧警報を出力したり、判定の感度を高く設定しすぎると不要な警報を頻繁に出力し、判定の感度を低く設定しすぎると発電電圧やバッテリ電圧が下がって警報が必要な場合にも警報が出力されなくなるおそれがある。

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、警報の対象となる異常の判定精度を上げることができる車両システム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、信号線を介して車両用発電機から発電状態信号を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各検知結果と、通信手段により受信した発電状態信号とに基づいて異常あるいは異常予測の有無を判定する異常判定手段と、異常判定手段によって異常あるいは異常予測がある旨の判定がなされたときに車両の乗員に対して通知を行う通知手段とを備えている。

バッテリ電流検出装置において異常や異常予測の判定を行い、その結果を通知することにより、専用のデータ処理部を備える必要がないため、コスト増加を抑えることができる。また、通知手段自体は、従来から車両用発電機に接続されていた表示器等の通知手段に置き換えることができるため、インパネの実装面積の増大を抑えることができるとともに、異常や異常予測を確実に乗員に知らせることができる。また、ＥＣＵ等を用いずに異常発生等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。さらに、車両用発電機の異常だけでなく各種の検出手段の異常についても判定しているため、異常の有無の判定精度を向上させることができる。

また、上述した異常判定手段は、車両用発電機から送られてくる発電状態信号に低電圧を示す情報が含まれ、かつ、バッテリの充電量が所定値以下のときに、低電圧を内容とする車両用発電機の故障が発生していると判定する。これにより、車両用発電機の状態とバッテリの状態とを組み合わせて発電機故障の有無を判定することが可能になり、車両用発電機の状態のみに基づいて判定する場合に比べて判定精度を向上させることができる。

また、上述した異常判定手段は、車両用発電機の発電電圧とバッテリ電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧との差が所定値より大きい状態が所定時間以上継続した場合に、充電線外れを内容とする配線故障が発生していると判定する。充電線外れを判定することにより、エンジン再始動が困難であることをエンジン停止前に乗員に知らせることが可能になる。

また、上述した異常判定手段は、バッテリ電流検出手段によって検知されたバッテリ電流が０Ａ付近の所定範囲内にあり、かつ、車両用発電機に故障が発生していない状態が所定時間以上継続した場合に、バッテリ端子外れを内容とするバッテリの故障が発生していると判定する。バッテリ端子外れを判定することにより、エンジン再始動が困難であることをエンジン停止前に乗員に知らせることが可能になる。

また、上述した異常判定手段は、バッテリの充電量が所定値以下であって、かつ、バッテリ電圧検出手段によって検知されたバッテリ電圧が所定値以下の状態が所定時間以上継続した場合に、低電圧を内容とするバッテリの故障が発生していると判定する。バッテリ低電圧を判定することにより、エンジン再始動が困難であることをエンジン停止前に乗員に知らせることが可能になる。

また、上述した異常判定手段によって判定される異常予測には、バッテリの低容量予測が含まれる。バッテリが低容量になることを予測して通知することにより、不要な電気負荷の使用を抑える等の対策を促すことができ、電源電圧が低下することを未然に防止することが可能となる。

また、上述した異常判定手段は、バッテリが所定時間以上継続して所定値以上放電し、かつ、バッテリの充電量が所定値以下であり、車両用発電機に故障が発生していない場合に、バッテリが低容量である旨の予測を行う。電気負荷が大きくてバッテリの放電が継続する場合に、そのままではバッテリが低容量になることを通知することで、不要な電気負荷の使用を抑える等の対策を促すことができ、電源電圧が低下することを未然に防止することが可能となる。

また、上述した異常判定手段は、バッテリが所定値以上放電し、かつ、バッテリの充電量が所定値以下であり、車両用発電機の発電率が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合に、バッテリが低容量である旨の予測を行う。車両用発電機の発電状態を考慮してバッテリの低容量を予測することができ、予測精度を上げることができる。

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。

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、バッテリ電流検出装置６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。

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、発電機異常検出部４０を含んで構成されている。

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。

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の故障（例えば、発電停止、発電無制御、過熱故障、低電圧等）を検出し、故障の内容の特定が可能な故障情報を出力する。なお、発電機異常検出部４０による異常（故障）の検出方法については既存の各種の手法を用いることができる。また、もっとも簡単には故障情報として故障の有無のみを１ビット（ハイ／ロー）で知らせるようにしてもよい。

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から出力される故障情報（ｔ４）が含まれる発電状態信号を格納する。なお、これらに励磁電流を加えたり、これらの各検出値を全て含めるのではなく、少なくとも一つを選択的に含めるようにしてもよい。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。この発電状態信号の内容更新および送信は所定の時間間隔で行われる。

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）と負荷応答制御指示値（ｒ２）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。

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、９４、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、表示器信号格納部９０、ＰＷＭ（パルス幅変調）処理部９２、トランジスタ９６を含んで構成されている。

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。

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。

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。また、マイコン６４は、各種の異常（故障）や異常予測の有無を判定し（判定対象の異常の種類や判定方法については後述する）、異常が発生した旨を通知するための表示器信号を出力する。この表示器信号は、表示器信号格納部９０に格納される。

ＰＷＭ処理部９２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９４は、ＰＷＭ処理部９２から出力される通知信号に応じてトランジスタ９６を駆動し、接続された表示器７の点灯等を行う。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。

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。

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いる。また、上述したマイコン６４が異常判定手段に、ドライバ７０、通信コントローラ７２が通信手段に、ＰＷＭ処理部９２、ドライバ９４、トランジスタ９６が通知手段にそれぞれ対応する。

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、バッテリ電流検出装置６の動作手順を示す流れ図であり、主にマイコン６４による処理内容が示されている。以下に示す一連の動作手順は、一定周期で繰り返し実施される。

マイコン６４は、各種情報の取り込みを行う（ステップ１００）。具体的には、各検出手段（電流検出手段、電圧検出手段、温度検出手段）の出力値であるアナログ−デジタル変換器５４、６２、８２の各出力データや、車両用発電制御装置４から受信した発電状態信号に含まれる発電率、発電機回転数、発電電圧、故障情報が取り込まれる。

次に、マイコン６４は、バッテリ状態判定を行う（ステップ１０１）。このバッテリ状態判定とは、バッテリ残量、すなわちバッテリ５のその時点における充電量（容量）を判定するものである。例えば、バッテリ電流を累積することでバッテリ残量を判定する手法など、既存の手法を用いることができる。

次に、マイコン６４は、取り込んだ情報に基づいて、信号外れ判定（ステップ１０２）、検出手段故障判定（ステップ１０３）、発電機故障判定（ステップ１０４）、バッテリショート判定（ステップ１０５）、バッテリ低電圧判定（ステップ１０６）、充電線外れ判定（ステップ１０７）、バッテリ端子外れ判定（ステップ１０８）、バッテリ低容量予測を行う（ステップ１０９）。

その後、マイコン６４は、上述した判定によって得られた各種の異常の有無を示す表示器信号を表示器信号格納部９０に格納することにより、乗員に対して表示器７を用いた通知を行う（ステップ１１０）。例えば、バッテリ低容量予測については、ＰＷＭ処理部９２からドライバ９４に所定のハイ／ローパターンのＰＷＭ信号を入力し、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して乗員に対する通知が行われる。また、それ以外の故障等については、ＰＷＭ処理部９２からドライバ９４に送られるＰＷＭ信号をハイレベルに固定（あるいはハイレベルの割合を所定値以上に維持）し、接続された表示器７を点灯して乗員に対する通知が行われる。

次に、図３に示す各ステップで実施される判定内容の詳細について説明する。図４は、図３のステップ１０２で実施される信号外れ判定の動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、車両用発電制御装置４から送られてくる発電状態信号を受信したか否かを判定する（ステップ２００）。受信した場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、信号線外れダイアグカウンタをクリアし（ステップ２０１）、信号線外れの故障が発生していない旨の判定を行う（ステップ２０２）。一方、発電状態信号を受信しなかった場合にはステップ２００の判定において否定判断が行われ、マイコン６４は、信号線外れダイアグカウンタをカウントアップする（ステップ２０３）。この信号線外れダイアグカウンタとは、発電状態信号の未受信の継続時間を計測するためのカウンタであり、マイコン６４によるソフトウエア処理によって実現される。この点については、他の種類のダイアグカウンタについても同様である。次に、マイコン６４は、信号線外れダイアグカウンタのカウンタ値が所定値以上か否かを判定する（ステップ２０４）。所定値に達していない場合には否定判断が行われ、ステップ２０２に移行して信号線外れの故障は発生していない旨の判定が行われる。また、カウンタ値が所定値以上（例えば４秒以上）である場合にはステップ２０４の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、信号線外れの故障が発生している旨の判定を行う（ステップ２０５）。

図５は、図３のステップ１０３で実施される検出手段故障判定の動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、アナログ−デジタル変換器５４、６２、８２から出力される各データに基づいて、バッテリ測定電圧値Ｖｂ、バッテリ測定電流値Ｉｂ、バッテリ温度Ｔｂのそれぞれが所定値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３００）。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、バッテリ測定電圧値Ｖｂ、バッテリ測定電流値Ｉｂ、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。バッテリ測定電圧値Ｖｂ等が所定範囲から外れていない場合にはステップ３００の判定において否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、電圧、電流、温度検出ダイアグカウンタ（電圧ダイアグカウンタ、電流ダイアグカウンタ、温度ダイアグカウンタを別々に設けてもよいが、これらを一つにまとめたダイアグカウンタを用いるようにしてもよい）をクリアし（ステップ３０１）、電圧、電流、温度検出故障が発生していない旨の判定を行う（ステップ３０２）。一方、バッテリ測定電圧値Ｖｂ等が所定範囲から外れている場合にはステップ３００の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、電圧、電流、温度検出ダイアグカウンタをカウントアップする（ステップ３０３）。次に、マイコン６４は、電圧、電流、温度検出ダイアグカウンタのカウンタ値が所定値以上か否かを判定する（ステップ３０４）。所定値に達していない場合には否定判断が行われ、ステップ３０２に移行して電圧、電流、温度検出故障が発生していない旨の判定が行われる。また、カウンタ値が所定値以上である場合にはステップ３０４の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、電圧、電流、温度検出故障が発生している旨の判定を行う（ステップ３０５）。

図６は、図３のステップ１０４で実施される発電機故障判定の動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、車両用発電制御装置４から受信した発電状態信号に故障情報が含まれているか否かを判定する（ステップ４００）。含まれていない場合には否定判断が行われ、マイコン６４は、発電機故障が発生していない旨の判定を行う（ステップ４０１）。一方、受信した発電状態信号に故障情報が含まれている場合にはステップ４００の判定において肯定判断が行われ、次に、マイコン６４は、故障情報によって示される故障の内容が発電停止、発電無制御、過熱故障のいずれかであるか否かを判定する（ステップ４０２）。いずれかの場合には肯定判断が行われ、マイコン６４は、発電機故障が発生している旨の判定を行う（ステップ４０３）。また、これら以外の故障（車両用発電機３の低電圧故障）の場合にはステップ４０２の判定において否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、バッテリ残量が所定値以下か否かを判定する（ステップ４０４）。所定値を超えている場合には否定判断が行われ、ステップ４０１に移行して発電機故障が発生していない旨の判定が行われる。また、所定値以上の場合にはステップ４０４の判定において肯定判断が行われ、ステップ４０３に移行して発電機故障が発生している旨の判定が行われる。

図７は、図３のステップ１０５で実施されるバッテリショート判定の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が所定値より小、かつ、バッテリ測定電流値Ｉｂが所定値より大であるか否かを判定する（ステップ５００）。バッテリ測定電圧値Ｖｂが所定値以上あるいはバッテリ測定電流値Ｉｂが所定値以下の場合にはステップ５００の判定において否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、バッテリショートダイアグカウンタをクリアし（ステップ５０１）、バッテリショートが発生していない旨の判定を行う（ステップ５０２）。一方、バッテリ測定電圧値Ｖｂが所定値より小、かつ、バッテリ測定電流値Ｉｂが所定値より大である場合にはステップ５００の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリショートダイアグカウンタをカウントアップする（ステップ５０３）。次に、マイコン６４は、バッテリショートダイアグカウンタのカウンタ値が所定値以上か否かを判定する（ステップ５０４）。所定値に達していない場合には否定判断が行われ、ステップ５０２に移行してバッテリショートが発生していない旨の判定が行われる。また、カウンタ値が所定値以上である場合にはステップ５０４の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリショートが発生している旨の判定を行う（ステップ５０５）。

図８は、図３のステップ１０６で実施されるバッテリ低電圧判定の動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、バッテリ残量が所定値以下、かつ、バッテリ測定電圧値Ｖｂが所定値以下であるか否かを判定する（ステップ６００）。バッテリ容量が所定値より大あるいはバッテリ測定電圧値Ｖｂが所定値より大の場合にはステップ６００の判定において否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、バッテリ低電圧ダイアグカウンタをクリアし（ステップ６０１）、バッテリ低電圧が発生していない旨の判定を行う（ステップ６０２）。一方、バッテリ残量が所定値以下、かつ、バッテリ測定電圧値Ｖｂが所定値以下である場合にはステップ６００の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ低電圧ダイアグカウンタをカウントアップする（ステップ６０３）。次に、マイコン６４は、バッテリ低電圧ダイアグカウンタのカウンタ値が所定値以上か否かを判定する（ステップ６０４）。所定値に達していない場合には否定判断が行われ、ステップ６０２に移行してバッテリ低電圧が発生していない旨の判定が行われる。また、カウンタ値が所定値以上である場合にはステップ６０４の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ低電圧が発生している旨の判定を行う（ステップ６０５）。

図９は、図３のステップ１０７で実施される充電線外れ判定の動作手順を示す流れ図である。マイコン６４は、発電電圧からバッテリ測定電圧Ｖｂを差し引いた電圧（差電圧）が所定値より大であるか否かを判定する（ステップ７００）。差電圧が所定値以下の場合には否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、充電線外れダイアグカウンタをクリアし（ステップ７０１）、充電線外れが発生していない旨の判定を行う（ステップ７０２）。一方、差電圧が所定値より大の場合にはステップ７００の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、充電線外れダイアグカウンタをカウントアップする（ステップ７０３）。次に、マイコン６４は、充電線外れダイアグカウンタのカウンタ値が所定値以上か否かを判定する（ステップ７０４）。所定値に達していない場合には否定判断が行われ、ステップ７０２に移行して充電線外れが発生していない旨の判定が行われる。また、カウンタ値が所定値以上である場合にはステップ７０４の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、充電線外れが発生している旨の判定を行う（ステップ７０５）。

図１０は、図３のステップ１０８で実施されるバッテリ端子外れ判定の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が０Ａ付近の所定範囲内で、かつ、発電機故障がないか否かを判定する（ステップ８００）。これらのいずれかの条件を満たさない場合には否定判断が行われ、次に、マイコン６４は、バッテリ端子外れダイアグカウンタをクリアし（ステップ８０１）、バッテリ端子外れが発生していない旨の判定を行う（ステップ８０２）。一方、バッテリ測定電流値Ｉｂが０Ａ付近の所定範囲内で、しかも発電機故障が発生していない場合にはステップ８００の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ端子外れダイアグカウンタをカウントアップする（ステップ８０３）。次に、マイコン６４は、バッテリ端子外れダイアグカウンタのカウンタ値が所定値以上か否かを判定する（ステップ８０４）。所定値に達していない場合には否定判断が行われ、ステップ８０２に移行してバッテリ端子外れが発生していない旨の判定が行われる。また、カウンタ値が所定値以上である場合にはステップ８０４の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ端子外れが発生している旨の判定を行う（ステップ８０５）。

図１１は、図３のステップ１０９で実施されるバッテリ低容量予測の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が所定値より小であるか否かを判定する（ステップ９００）。バッテリ測定電流値Ｉｂが所定値より小の場合には肯定判断が行われ、次に、マイコン６４は、バッテリ放電カウンタをクリアし（ステップ９０１）、バッテリ低容量予測なしの判定を行う（ステップ９０２）。一方、バッテリ測定電流値Ｉｂが所定値以上である場合にはステップ９００の判定において否定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ放電カウンタをカウントアップする（ステップ９０３）。次に、マイコン６４は、バッテリ放電カウンタのカウンタ値が所定値以上、かつ、発電機故障なし、かつ、バッテリ残量が所定値以下であるか否かを判定する（ステップ９０４）。これらの条件を全て満たしている場合以外は否定判断が行われ、ステップ９０２に移行してバッテリ低容量予測なしの判定が行われる。また、これらの条件を全て満たす場合にはステップ９０４の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、バッテリ低容量予測ありの判定を行う（ステップ９０５）。

図１２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１２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、故障情報が含まれる。

図１３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１３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、負荷応答制御指示が含まれる。

このように、本実施形態の車両システムでは、バッテリ電流検出装置６において異常や異常予測の判定を行い、その結果を通知することにより、専用のデータ処理部を備える必要がないため、コスト増加を抑えることができる。また、通知手段自体は、従来から車両用発電機に接続されていた表示器等の通知手段に置き換えることができるため、インパネの実装面積の増大を抑えることができるとともに、異常や異常予測を確実に乗員に知らせることができる。また、ＥＣＵ等を用いずに異常発生等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。さらに、車両用発電機３の異常だけでなく各種の検出手段の異常についても判定しているため、異常の有無の判定精度を向上させることができる。

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において変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、図３のステップ１０２〜１０９の判定をすべて実施するようにしたが、一部のステップの判定を省略するようにしてもよい。

一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。 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。 バッテリ電流検出装置の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０２で実施される信号外れ判定の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０３で実施される検出手段故障判定の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０４で実施される発電機故障判定の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０５で実施されるバッテリショート判定の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０６で実施されるバッテリ低電圧判定の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０７で実施される充電線外れ判定の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０８で実施されるバッテリ端子外れ判定の動作手順を示す流れ図である。 図３のステップ１０９で実施されるバッテリ低容量予測の動作手順を示す流れ図である。 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。 バッテリ電流検出装置から車両用発電制御装置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

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、７０、９４ 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
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
９０ 表示器信号格納部
９２ ＰＷＭ（パルス幅変調）処理部

Claims (6)

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、
   信号線を介して前記車両用発電機から発電状態信号を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各検知結果と、前記通信手段により受信した前記発電状態信号とに基づいて異常あるいは異常予測の有無を判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段によって異常あるいは異常予測がある旨の判定がなされたときに車両の乗員に対して通知を行う通知手段と、
   を備え、前記異常判定手段は、前記車両用発電機から送られてくる前記発電状態信号に低電圧を示す情報が含まれ、かつ、前記バッテリの充電量が所定値以下のときに、低電圧を内容とする前記車両用発電機の故障が発生していると判定することを特徴とする車両システム。
2. 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、
   信号線を介して前記車両用発電機から発電状態信号を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各検知結果と、前記通信手段により受信した前記発電状態信号とに基づいて異常あるいは異常予測の有無を判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段によって異常あるいは異常予測がある旨の判定がなされたときに車両の乗員に対して通知を行う通知手段と、
   を備え、前記異常判定手段は、前記車両用発電機の発電電圧と前記バッテリ電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧との差が所定値より大きい状態が所定時間以上継続した場合に、充電線外れを内容とする前記配線故障が発生していると判定することを特徴とする車両システム。
3. 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、
   信号線を介して前記車両用発電機から発電状態信号を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各検知結果と、前記通信手段により受信した前記発電状態信号とに基づいて異常あるいは異常予測の有無を判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段によって異常あるいは異常予測がある旨の判定がなされたときに車両の乗員に対して通知を行う通知手段と、
   を備え、前記異常判定手段は、前記バッテリ電流検出手段によって検知されたバッテリ電流が０Ａ付近の所定範囲内にあり、かつ、前記車両用発電機に故障が発生していない状態が所定時間以上継続した場合に、バッテリ端子外れを内容とする前記バッテリの故障が発生していると判定することを特徴とする車両システム。
4. 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、
   信号線を介して前記車両用発電機から発電状態信号を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各検知結果と、前記通信手段により受信した前記発電状態信号とに基づいて異常あるいは異常予測の有無を判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段によって異常あるいは異常予測がある旨の判定がなされたときに車両の乗員に対して通知を行う通知手段と、
   を備え、前記異常判定手段は、前記バッテリの充電量が所定値以下であって、かつ、前記バッテリ電圧検出手段によって検知されたバッテリ電圧が所定値以下の状態が所定時間以上継続した場合に、低電圧を内容とする前記バッテリの故障が発生していると判定することを特徴とする車両システム。
5. 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、
   信号線を介して前記車両用発電機から発電状態信号を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各検知結果と、前記通信手段により受信した前記発電状態信号とに基づいて異常あるいは異常予測の有無を判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段によって異常あるいは異常予測がある旨の判定がなされたときに車両の乗員に対して通知を行う通知手段と、
   を備え、前記異常判定手段によって判定される異常予測には、前記バッテリの低容量予測が含まれ、
   前記異常判定手段は、前記バッテリが所定時間以上継続して所定値以上放電し、かつ、前記バッテリの充電量が所定値以下であり、前記車両用発電機に故障が発生していない場合に、前記バッテリが低容量である旨の予測を行うことを特徴とする車両システム。
6. 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、
   信号線を介して前記車両用発電機から発電状態信号を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各検知結果と、前記通信手段により受信した前記発電状態信号とに基づいて異常あるいは異常予測の有無を判定する異常判定手段と、
   前記異常判定手段によって異常あるいは異常予測がある旨の判定がなされたときに車両の乗員に対して通知を行う通知手段と、
   を備え、前記異常判定手段によって判定される異常予測には、前記バッテリの低容量予測が含まれ、
   前記異常判定手段は、前記バッテリが所定値以上放電し、かつ、前記バッテリの充電量が所定値以下であり、前記車両用発電機の発電率が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合に、前記バッテリが低容量である旨の予測を行うことを特徴とする車両システム。

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