JP2007291997A - 車両用発電機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷が所望の性能を発揮できずに車両としての商品性を損なうことを防止することができる車両用発電機制御装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る車両用電源制御装置１は、負荷２、３に電力を供給する電源４と、エンジンにより駆動され負荷２、３および電源４に電力を供給する発電機５と、電源５の電圧を検出する電圧検出手段６と、エンジンが加速中である場合に、発電機５の出力電圧を電源４の電圧よりも第一の所定値小さくする制御手段７とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適な車両用発電機制御装置に関する。

従来から、車両に使用される車両用発電機制御装置としては、例えば特許文献１に記載されたようなものがあり、過電圧保護と発電が繰り返し行われてバッテリの端子電圧が不安定となることおよび、バッテリの電圧の上昇の時間が長くなることを防止するために、バッテリの電圧とバッテリの目標電圧との偏差に応じて車両用発電機の出力電圧を制御することが行われている。
特開平５−１８４０８１号公報

ところがこのような車両用発電機制御装置によっては、バッテリの電圧がバッテリの目標電圧よりも高い場合においては、車両用発電機は出力電圧を発生していないため、大きな電流を消費する負荷が動作すると、バッテリの電圧が瞬時に低下して、例えばヘッドランプ等の負荷に供給される電圧の変動が許容変動電圧の範囲外となると、ヘッドランプであればちらつきが生じるなど、負荷が所望の性能を発揮することができずに車両としての商品性を損なうという問題が生じた。

本発明は、上記問題に鑑み、負荷が所望の性能を発揮できずに車両としての商品性を損なうことを防止することができる車両用発電機制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る車両用電源制御装置は、負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動され前記負荷および前記電源に電力を供給する発電機と、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記エンジンが加速中である場合に、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくする制御手段とを備えることを特徴とする。

あるいは上記課題を解決するため、本発明に係る車両用電源制御装置は、負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動され前記負荷および前記電源に電力を供給する発電機と、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記エンジンの回転数がアイドル回転数より大きい場合に、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくする制御手段とを備えることを特徴としてもよい。

ここで、前記電源の電圧が第二の所定値以上である場合に、前記制御手段が前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくし、前記電源の電圧が前記第二の所定値未満である場合に、前記制御手段が前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも大きくすることが好ましい。

ここで第二の所定値とは、前記発電機を前記電源の電圧と閾値との比較により制御する場合の閾値（実施例中の目標電圧に相当）のことであり、前記電源の電圧が第二の所定値未満の場合には前記電源を充電するように前記発電機を制御する。

これによれば、前記電源の電圧が第二の所定値以上であって、前記電源の残存容量に余裕がある場合に、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくして、負荷が動作した場合に前記電源電圧が瞬時に低下した場合でも、前記発電機の出力電圧により前記負荷に供給される電圧の低下を抑制することができる。

さらに、前記第一の所定値を許容変動電圧以下とすることが好ましい。なお許容変動電圧とは、負荷の特性により定まる値であり、負荷に供給される電圧の変動が許容変動電圧範囲内であれば負荷が所望の性能を発揮することができる。

これによれば、前記電源の電圧が第二の所定値以上であって、前記電源の残存容量に余裕がある場合に、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも許容変動電圧以下の第一の所定値小さくして、負荷が動作した場合に前記電源の電圧が瞬時に低下した場合でも、前記発電機の出力電圧により前記負荷に供給される電圧の変動を許容変動電圧以下に抑制することができ、前記負荷に所望の性能を発揮させることができる。

さらに、上述したような車両用電源制御装置において、前記制御手段が、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくするにあたり、前記負荷動作時の前記電源の電圧の変動分を無視することが好ましい。これによれば、前記電源の電圧が前記負荷の動作にあたり瞬時に低下してもそれに伴って、前記発電機の出力電圧が低下してしまうことを防止することができる。

本発明によれば、負荷が所望の性能を発揮できずに車両としての商品性を損なうことを防止することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例を示す模式図であり、図２は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施例の一部を示す模式図であり、図３は、従来の車両用電源制御装置の制御内容を示す模式図であり、図４および図５は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施例による制御内容を示す模式図である。

本実施例の車両用電源制御装置１は、図１に示すように、ライト２およびＥＰＳ３（電動パワーステアリング装置）に電力を供給するＰｂバッテリ４と、図示しないエンジンに駆動連結されてエンジンにより駆動されてライト２、ＥＰＳ３、Ｐｂバッテリ４に電力を供給するオルタネータ５と、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐを電圧センサ６により検出し、オルタネータ５の全波整流前の一相の電圧の周波数を検出するとともに、オルタネータ５の出力電圧をＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐよりも小さくかつＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐに対して許容変動電圧Ｖｂ以内とするオルタ制御ＥＣＵ７(Electronic Control Unit)とを備えて構成される。

なお許容変動電圧Ｖｂは、ここではライト２の特性により定まる値であり、Ｐｂバッテリ４およびオルタネータ５によりライト２に供給される電圧の変動が許容変動電圧Ｖｂの範囲内であればライト２がちらつくことなく所望の性能を発揮することができる。

オルタネータ５は、図２に示すように、三相電機子コイル８、三相全波整流器９、界磁コイル１０と、オルタ制御ＥＣＵ７の指令に基づきＰＷＭ制御されて、オルタ制御ＥＣＵ７の決定した出力電圧に対応する励磁電流を界磁コイル１０に流すトランジスタ１１と、トランジスタ１１のオフ時の転流電流を流すために界磁コイル１０に並列に接続されるフライホイールダイオード１２とを備えて構成され、三相全波整流器９の一相の入力電圧はＦ／Ｖコンバータ１３およびＡ／Ｄコンバータ１４を介してオルタ制御ＥＣＵ７に入力され、これによりオルタ制御ＥＣＵ７はエンジンの回転数を検出する。

ＥＰＳ３（電動パワーステアリング装置）は、ここでは図示しないステアリングシャフトにトーションバー等のトルクセンサを設け、トルクセンサによりユーザのステアリングホイールの操作力を検出し、この操作力に応じて、電動モータを駆動して、操作力のアシストを行うものである。

オルタ制御ＥＣＵ７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べるそれぞれの処理を行うものである。

オルタ制御ＥＣＵ７は、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中でない場合に、オルタネータ５の出力電圧ＶａをＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐよりも小さくかつＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐに対して許容変動電圧Ｖｂ以内とするようにオルタネータ５の界磁コイル１０の励磁電流を制御する。

これとともに、オルタ制御ＥＣＵ８は、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中である場合に、オルタネータ５の出力電圧Ｖａを定格の最小電圧ＶＬとするようにオルタネータ５の界磁コイル１０の励磁電流を制御し、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧未満である場合には、オルタネータ５の出力電圧をＰｂバッテリの電圧Ｖｐよりも大きくするようにオルタネータ５の界磁コイル１０の励磁電流を制御する。

なお、ＥＰＳ３の動作により大きな電流が流れると、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐは瞬時に低下するが、オルタ制御ＥＣＵ７はオルタネータ５の出力電圧を制御するにあたり、瞬時に低下した電圧Ｖｐの変動分を無視する。具体的には後述するように、直前期間αの電圧Ｖｐの平均値を求めて変動分を無視する。つまりオルタ制御ＥＣＵ７が制御に用いるＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐは電圧変動により瞬時低下した部分を除いた値となる。

図３に示すように、オルタネータ５の出力電圧ＶａをＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値よりも小さくしている場合には、ＥＰＳ３が動作して大きな電流が流れた場合に、Ｐｂバッテリ４の電圧ＶｐがＶｐ‘に瞬時に低下して落ち込んだ場合には、ライト２に供給される電圧はＰｂバッテリ４の電圧の低下に伴いそのまま低下するため、ライト２に供給される電圧は許容変動電圧Ｖｂの範囲から逸脱して、ライト２はちらつきを生じる。

ところが、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中でない場合には、図４に示すように、オルタネータ５の出力電圧ＶａをＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐよりも小さくかつ電圧Ｖｐに対して許容変動電圧Ｖｂ以内とすると、ＥＰＳ３が動作して大きな電流が流れた場合にＰｂバッテリ４の電圧ＶｐがＶｐ‘に瞬時に低下して落ち込んでも、ライト２に供給される電圧はオルタネータ５の出力電圧Ｖａとなり、ライト２に供給される電圧は許容変動電圧Ｖｂの範囲から逸脱することはないため、ライト２はちらつきを生じず、車両としての商品性が低下することを防止することができる。

さらに、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中である場合には、図５に示すように、オルタネータ５の出力電圧Ｖａを定格の最小電圧ＶＬとし、エンジンの負荷を低下させてエンジンストールを防止することを優先する。

以下本実施例１の車両用電源制御装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図６は、本実施例の車両用電源制御装置１のオルタ制御ＥＣＵ７の制御内容を示すフローチャートである。

図６に示すように、Ｓ１において、オルタ制御ＥＣＵ７は電圧センサ６によりＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐを検出し、Ｓ２において、オルタ制御ＥＣＵ７はオルタネータ５の三相全波整流器９の一相の入力電圧からエンジン回転数を検出し、Ｓ３において、オルタ制御ＥＣＵ７はオルタネータ５の出力電圧の指令値Ｖａを検出し、Ｓ４において、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐと目標電圧との比較を行い、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧以上である場合にはＳ５にすすみ、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧未満である場合には、オルタ制御ＥＣＵ７は、オルタネータ５の出力電圧ＶａをＰｂバッテリの電圧Ｖｐよりも大きくするようにオルタネータ５の界磁コイル１０の励磁電流を制御する。

Ｓ５において、オルタ制御ＥＣＵ７は、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中であるかを判定し、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中でない場合にはＳ６にすすみ、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中である場合にはＳ７にすすみ、Ｓ７においてオルタ制御ＥＣＵ７はオルタネータ５の出力電圧を定格の最小電圧ＶＬに保持する。

Ｓ６において、オルタ制御ＥＣＵ７はＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐの直前期間α内の平均値ａｖｅＶｐを計算し、Ｓ８において、オルタ制御ＥＣＵ７はオルタネータ５の出力電圧の指令値Ｖａが平均値ａｖｅＶｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値よりも大きいかどうかを判定し、大きい場合にはＳ９にすすみ、小さい場合にはＳ１０にすすむ。Ｓ９においてオルタ制御ＥＣＵ７はオルタネータ５の出力電圧の指令値ＶａからΔＶだけ差し引き、Ｓ１０においてオルタ制御ＥＣＵ７はオルタネータ５の出力電圧の指令値Ｖａを平均値ａｖｅＶｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値に固定する。Ｓ９、Ｓ１０の処理が終了した後は、いずれの場合もＳ１１にすすみ、イグニッションキーがオフでない場合には上述したＳ１からＳ１０までの制御が繰り返し行われて、オルタネータ５の出力電圧の指令値Ｖａは、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧以上で、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中でない場合には、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐの直前期間α内の平均値ａｖｅＶｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値に固定され、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐが目標電圧以上で、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中である場合には、定格の最小電圧ＶＬに固定される。

以上述べたように、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中である場合に、オルタネータ７の出力電圧をＰｂバッテリ４の電圧よりも許容変動電圧Ｖｐ以下とする制御は行わず、オルタネータ４の出力電圧Ｖａを定格の最小電圧ＶＬとしてエンジンの負荷を最低限のものとする理由は、エンジンストールを防止するためである。

なお、ここではライト２は供給される電圧が許容変動電圧の範囲を逸脱した場合に、所望の性能を発揮できない負荷として例示的に示したものであり、この他の負荷を対象として本実施例１を適用することも可能である。また、ＥＰＳ３は動作時に大きな電流を消費して、Ｐｂバッテリ４の電圧の瞬時の低下を招く負荷として例示的に示したものであり、他にも電動アクティブスタビライザなどを対象として本実施例１を適用することも可能である。

また、オルタ制御ＥＣＵ７がＰｂバッテリ４の電圧によりオルタネータ５の出力電圧を制御するにあたり、ＥＰＳ３の動作時のＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐの変動分を無視するにあたっては、上述したような直前期間αのＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐの平均値ａｖｅＶｐを求めて制御に用いる手法の他、図６に示したフローチャートのルーチン速度を遅くして、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐの瞬時低下の変動分を無視することもできる。あるいは、Ｐｂバッテリ４の電圧Ｖｐの微分値を求めて、微分値がある閾値βよりも小さい場合にはＰｂバッテリ４の電圧Ｖｐの変動分を無視するようにしてもよい。

さらに、本実施例１においてはエンジンの回転数を求めるにあたり、オルタネータ５の三相全波整流器９の一相の入力電圧を用いたが、例えばエンジンを制御するエンジン制御ＥＣＵとオルタ制御ＥＣＵ７とをＣＡＮ（Controller Area Network）やＦｒｅｘ Ｒａｙにより接続して、エンジン回転数をエンジン制御ＥＣＵから伝送により取得してもよい。

以上述べた実施例１では、本発明に係わるオルタネータの出力電圧の制御を単独で実施する場合を示したが、実際のオルタネータの出力電圧の制御では、Ｐｂバッテリの電圧が目標電圧よりも高い場合においては、Ｐｂバッテリの残存容量に余裕があると見なせるために、オルタネータの出力電圧を定格の最小電圧に絞って、エンジンの負荷を減らしてエンジンの燃費を高めるいわゆる充電制御が行われており、本発明に係わるオルタネータの出力電圧の制御とこの充電制御とを併せて実施することも可能である。以下にその制御内容とそれを実施するための構成について述べる。

図７は、本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例を示す模式図であり、図８は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施例の一部を示す模式図であり、図９は、従来の車両用電源制御装置の制御内容を示す模式図であり、図１０は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施例による制御内容を示す模式図である。

本実施例２の車両用電源制御装置２１は、図７に示すように、ライト２２およびＥＰＳ２３（電動パワーステアリング装置）に電力を供給するＰｂバッテリ２４と、図示しないエンジンに駆動連結されてエンジンにより駆動されてライト２２、ＥＰＳ２３、Ｐｂバッテリ２４に電力を供給するオルタネータ２５と、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐを電圧センサ２６により検出して、Ｐｂバッテリ２４の電流Ｉｐを電流センサ２７により検出するとともに、オルタネータ２５の出力電圧をＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐよりも小さくかつＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐに対して許容変動電圧Ｖｂ以内とするオルタ制御ＥＣＵ２８(Electronic Control Unit)を備えて構成される。

なお、許容変動電圧Ｖｂは、ここでもライト２２の特性により定まる値であり、Ｐｂバッテリ２４およびオルタネータ２５によりライト２２に供給される電圧の変動が許容変動電圧Ｖｂの範囲内であればライト２２がちらつくことなく所望の性能を発揮することができる。

オルタネータ２５は、図８に示すように、三相電機子コイル２９、三相全波整流器３０、界磁コイル３１と、オルタ制御ＥＣＵ２８の指令に基づきＰＷＭ制御されて、オルタ制御ＥＣＵ２８の決定した出力電圧に対応する励磁電流を界磁コイル３１に流すトランジスタ３２と、トランジスタ３２のオフ時の転流電流を流すために界磁コイル３１に並列に接続されるフライホイールダイオード３３とを備えて構成され、三相全波整流器３０の一相の入力電圧はＦ／Ｖコンバータ３４およびＡ／Ｄコンバータ３５を介してオルタ制御ＥＣＵ２８に入力され、これによりオルタ制御ＥＣＵ２８はエンジンの回転数を検出する。

ＥＰＳ２３（電動パワーステアリング装置）は、ここでも図示しないステアリングシャフトにトーションバー等のトルクセンサを設け、トルクセンサによりユーザのステアリングホイールの操作力を検出し、この操作力に応じて、電動モータを駆動して、操作力のアシストを行うものである。

オルタ制御ＥＣＵ２８は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べるそれぞれの処理を行うものである。

オルタ制御ＥＣＵ２８は、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中でなく、負荷であるＥＰＳ２３が動作してＰｂバッテリ２４の電流Ｉｐが放電電流となる場合に、オルタネータ２５の出力電圧ＶａをＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐよりも小さくかつＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐに対して許容変動電圧Ｖｂ以内とするようにオルタネータ２５の界磁コイル３１の電流を制御する。

また、オルタ制御ＥＣＵ２８は、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中でなく、Ｐｂバッテリ２４の電流Ｉｐが放電電流でない場合には、オルタネータ２５の出力電圧を定格の最小電圧ＶＬに固定する。加えて、オルタ制御ＥＣＵ２８は、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、エンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中である場合には、オルタネータ２５の出力電圧を定格の最小電圧ＶＬに固定する。

これとともに、オルタ制御ＥＣＵ２８は、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧未満である場合には、オルタネータ２５の出力電圧をＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐよりも大きくするようにオルタネータ２５の界磁コイル３１の電流を制御する。

なおここでも、ＥＰＳ２３の動作により大きな電流が流れると、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐは瞬時に低下するが、オルタ制御ＥＣＵ２８はオルタネータ２５の出力電圧を制御するにあたり、瞬時に低下した電圧Ｖｐの変動分を無視する。具体的には後述するように、直前期間αの電圧Ｖｐの平均値を求めて変動分を無視する。つまりオルタ制御ＥＣＵ２８がオルタネータ２５の制御に用いるＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐは、電圧変動により瞬時低下した部分を除いた値となる。

図９に示すように、従来の充電制御においては、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、ＥＰＳ２３が動作してＰｂバッテリ２４の電流が放電電流となって、Ｐｂバッテリの電圧Ｖｐが瞬時に低下して電圧Ｖｐ‘となった場合には、オルタネータ２５の出力電圧Ｖａを定格の最小電圧ＶＬとする充電制御を禁止して最大電圧ＶＨに固定する制御を行っており、これにより、ライト２２に供給される電圧は、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値より大きくすることができ、許容変動電圧変動の範囲内としてちらつきを抑制することができるものの、充電制御を禁止している間は、エンジンの負荷を小さくすることができず、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、その残存容量に余裕がある場合にエンジンの負荷を小さくしてエンジンの燃費を高めるという、充電制御本来の目的を達成することができなかった。

ところが、図１０に示すように、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であり、ＥＰＳ２３が動作してＰｂバッテリ２４の電流が放電電流となって、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが瞬時に低下して電圧Ｖｐ‘となった場合には、オルタネータ２５の出力電圧Ｖａを、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値とすることにより、ライト２２に供給される電圧を、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値とすることができ、許容変動電圧の範囲内としてライト２２のちらつきを抑制することができるとともに、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であって、ＥＰＳ２３の動作により瞬時に電圧Ｖｐが低下した場合でも、従来技術のようにオルタネータ２５の出力電圧を定格の最大電圧ＶＨに固定することに比べて、オルタネータ２５の出力電圧を抑制することができるので、Ｐｂバッテリ２４の残存容量に余裕がある場合にエンジンの負荷を小さくしてエンジンの燃費を高めることができ、充電制御本来の目的を達成することができる。

以下本実施例２の車両用電源制御装置２１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図１１は、本実施例の車両用電源制御装置２１のオルタ制御ＥＣＵ２８の制御内容を示すフローチャートである。

図１１に示すように、Ｓ２１において、オルタ制御ＥＣＵ２８は電圧センサ２６によりＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐを検出し、電流センサ２７によりＰｂバッテリ２４の電流Ｉｐを検出する。Ｓ２２において、オルタ制御ＥＣＵ２８はオルタネータ２５の三相全波整流器３０の一相の入力電圧からエンジン回転数を検出し、Ｓ２３において、オルタ制御ＥＣＵ２８はオルタネータ２５の出力電圧の指令値Ｖａを検出し、Ｓ２４において、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐと目標電圧との比較を行い、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上である場合にはＳ２５にすすみ、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧未満である場合には、オルタ制御ＥＣＵ２８は、オルタネータ２の出力電圧ＶａをＰｂバッテリの電圧Ｖｐよりも大きくするようにオルタネータ２５の界磁コイル３１の励磁電流を制御する。

Ｓ２５において、オルタ制御ＥＣＵ２８はエンジン回転数がアイドル回転数以下で減速中であるかを判定し、アイドル回転数以下で減速中でない場合はＳ２６にすすみ、アイドル回転数以下で減速中である場合にはＳ３１にすすむ。Ｓ２６において、Ｐｂバッテリ２４の電流Ｉｐが放電電流で、ＥＰＳ２３が動作したかどうかを判定し、電流Ｉｐが放電電流であると判定する場合はＳ２７にすすみ、電流Ｉｐが放電電流であり、ＥＰＳ２３が動作していると判定しない場合はＳ３１にすすむ。

Ｓ２７において、オルタ制御ＥＣＵ２８はＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐの直前期間α内の平均値ａｖｅＶｐを計算し、Ｓ２８において、オルタ制御ＥＣＵ２８はオルタネータ２５の出力電圧の指令値Ｖａが平均値ａｖｅＶｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値よりも大きいかどうかを判定し、大きい場合にはＳ２９にすすみ、小さい場合にはＳ３０にすすむ。Ｓ２９においてオルタ制御ＥＣＵ２８はオルタネータ２５の出力電圧の指令値ＶａからΔＶだけ差し引き、Ｓ３０においてオルタ制御ＥＣＵ２８はオルタネータ２５の出力電圧の指令値Ｖａを平均値ａｖｅＶｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値に固定する。さらに、Ｓ３１においてオルタネータ２５の出力電圧の指令値Ｖａを定格の最低電圧ＶＬに固定する。Ｓ２９、Ｓ３０の処理を終了した後は、いずれの場合もＳ３２にすすみ、イグニッションキーがオフでない場合には上述したＳ２１からＳ３０までの制御が繰り返し行われて、オルタネータ２５の出力電圧の指令値Ｖａは、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐの直前期間α内の平均値ａｖｅＶｐから許容変動電圧Ｖｂを差し引いた値に固定される。

以上述べた実施例２によっても、ＥＰＳ２３が動作して大きな電流が流れた場合にＰｂバッテリ２４の電圧ＶｐがＶｐ‘に瞬時に低下して落ち込んでも、ライト２２に供給される電圧はＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐから許容変動電圧Ｖｐを差し引いたオルタネータ２５の出力電圧Ｖａとなり、ライト２２に供給される電圧は許容変動電圧Ｖｂの範囲から逸脱することはないため、ライト２２はちらつきを生じず、車両としての商品性が低下することを防止することができる。

これとともに、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐが目標電圧以上であって、ＥＰＳ２３の動作により瞬時に電圧Ｖｐが低下した場合でも、Ｐｂバッテリ２４の残存容量に余裕がある場合に従来の制御のように充電制御を禁止して、オルタ出力電圧Ｖａを定格の最大電圧ＶＨに固定することに比べて、オルタ出力電圧Ｖａを小さくしてエンジンの負荷を小さくすることができ、エンジンの負荷を小さくしてエンジンの燃費を高めるという、充電制御本来の目的を達成することができる。

なおここでも、ライト２２は供給される電圧が許容変動電圧の範囲を逸脱した場合に、所望の性能を発揮できない負荷として例示的に示したものであり、この他の負荷を対象として本実施例２を適用することも可能である。また、ＥＰＳ２３は動作時に大きな電流を消費して、Ｐｂバッテリ２４の電圧の瞬時の低下を招く負荷として例示的に示したものであり、他にも電動アクティブスタビライザなどを対象として本実施例２を適用することも可能である。

また、オルタ制御ＥＣＵ２８がＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐを用いてオルタネータ２５の出力電圧を制御するにあたり、ＥＰＳ２３の動作時のＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐの変動分を無視するにあたっては、上述したような直前期間αの平均値ａｖｅＶｐを求める手法の他、図１１に示したフローチャートのルーチン速度を遅くして、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐの瞬時低下の変動分を無視することもできる。あるいは、Ｐｂバッテリ２４の電圧Ｖｐの微分値を求めて、この微分値がある閾値βよりも小さい場合にはＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐの変動を無視するようにしてもよい。さらに、本実施例２ではＰｂバッテリ２４の電流Ｉｐを検出しており、ＥＰＳ２３の動作のタイミングが検出できるため、このタイミングにおいてＰｂバッテリ２４の電圧Ｖｐの変動を無視するようにしてもよい。

さらに、本実施例２においても、エンジンの回転数を求めるにあたり、オルタネータ２５の三相全波整流器３０の一相の入力電圧を用いたが、例えばエンジンを制御するエンジン制御ＥＣＵとオルタ制御ＥＣＵ２８とをＣＡＮ（Controller Area Network）やＦｒｅｘ Ｒａｙにより接続して、エンジン回転数をエンジン制御ＥＣＵから伝送により取得してもよい。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

本発明は、自動車に適用される車両用電源制御装置に関するものであり、比較的軽微な装置の追加および制御内容の変更により、負荷が所望の性能を発揮できずに車両としての商品性が低下することを防止することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。

本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例を示す模式図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例の一部を示す模式図である。 従来の車両用電源制御装置の制御内容を示す模式図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例の制御内容を示す模式図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例の制御内容を示す模式図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例の制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例を示す模式図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例の一部を示す模式図である。 従来の車両用電源制御装置の制御内容を示す模式図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例の制御内容を示す模式図である。 本発明に係る車両用電源制御装置の他の実施例の制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両用電源制御装置
２ ライト
３ ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）
４ Ｐｂバッテリ
５ オルタネータ
６ 電圧センサ
７ オルタ制御ＥＣＵ
８ 三相電機子コイル
９ 三相全波整流器
１０ 界磁コイル
１１ トランジスタ
１２ フライホイールダイオード
１３ Ｆ／Ｖコンバータ
１４ Ａ／Ｄコンバータ
２１ 車両用電源制御装置
２２ ライト
２３ ＥＰＳ（電動パワーステアリング装置）
２４ Ｐｂバッテリ
２５ オルタネータ
２６ 電圧センサ
２７ 電流センサ
２８ オルタ制御ＥＣＵ
２９ 三相電機子コイル
３０ 三相全波整流器
３１ 界磁コイル
３２ トランジスタ
３３ フライホイールダイオード
３４ Ｆ／Ｖコンバータ
３５ Ａ／Ｄコンバータ

Claims (5)

1. 負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動され前記負荷および前記電源に電力を供給する発電機と、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記エンジンが加速中である場合に、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくする制御手段とを備えることを特徴とする車両用発電機制御装置。
2. 負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動され前記負荷および前記電源に電力を供給する発電機と、前記電源の電圧を検出する電圧検出手段と、前記エンジンの回転数がアイドル回転数より大きい場合に、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくする制御手段とを備えることを特徴とする車両用発電機制御装置。
3. 前記電源の電圧が第二の所定値以上である場合に、前記制御手段が前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくし、前記電源の電圧が前記第二の所定値未満である場合に、前記制御手段が前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用発電機制御装置。
4. 前記第一の所定値を許容変動電圧以下とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載に車両用発電機制御装置。
5. 前記制御手段が、前記発電機の出力電圧を前記電源の電圧よりも第一の所定値小さくするにあたり、前記負荷動作時の前記電源の電圧の変動分を無視することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用発電機制御装置。

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