JP2010028965A

JP2010028965A - 車両用発電機の電圧制御装置

Info

Publication number: JP2010028965A
Application number: JP2008186395A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nishisato; 鉄也西里
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】車両用発電機の出力電圧を制御することで、車両が減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を促進する一方、車両が非減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を抑制するエンジン用コントローラを備えた車両用発電機の電圧制御装置において、車両の外気温度に左右されない良好なエンジン始動性の確保と、車両の燃費向上との両立を図る。
【解決手段】エンジン用コントローラにおいて、車両が非減速状態にあると判定した場合に、バッテリの残容量が所定下限容量以下になったときに（ステップＳＡ８の判定がＮＯであるときに）、発電機からバッテリへの電力供給の抑制を禁止するように発電機出力電圧をＭレベル電圧に制御する（ステップＳＡ９の処理を実行する）ようにし、さらに、この所定下限容量を外気温度に応じて変更するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用発電機の出力電圧を制御することで、車両が減速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を促進する一方、車両が加速状態又は定速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段を備えた車両用発電機の電圧制御装置に関する技術分野に属する。

この種の車両用発電機の電圧制御装置では、車両が加速状態又は定速状態（つまり非減速状態）にあるときには、電圧制御手段による発電機の出力電圧制御により、発電機からバッテリへの電力供給（バッテリ充電）が抑制されてバッテリから車両用電気負荷への電力供給（バッテリ放電）が促進され、この結果、バッテリがその放電により深放電状態（バッテリの残容量が所定下限容量未満）に陥る場合があり、これを防止するべく様々な技術が提案されている。

例えば、特許文献１に示す電圧制御装置では、電圧制御手段は、車両が非減速状態にある場合において、バッテリの残容量が所定下限容量以下になると、上述の発電機からバッテリへの電力供給抑制制御を禁止するべく発電機の出力電圧を制御するようになっている。
特開２００４−１８０４７８号公報

ところで、冬場等の車両の外気温度が低い低温環境下では通常、夏場等の高温環境下に比べて車両放置後のエンジン始動性が悪化するため、バッテリ残容量（バッテリ電圧）を十分に確保しておく必要がある。したがって、上記特許文献１に示す電圧制御装置を該車両に搭載する場合には、上記所定下限容量を予め高めに設定しておくことが好ましい。

しかしながら、所定下限容量を高くすると、車両が非減速状態（加速状態又は定速状態）にあるときに、バッテリの残容量がその放電により直ぐに該所定下限容量に達してしまうため、換言すると、電圧制御手段による発電機からバッテリへの電力供給抑制制御が直ぐに禁止されて発電機からバッテリへの電力供給が開始されるため、発電機を駆動するエンジン負荷が増大して車両の燃費が悪化するという問題があり、特に、高温環境下においては、エンジン始動性が比較的良好であるにも拘わらず、所定下限容量を高くすることで燃費ロスが著しく増大するという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用発電機の出力電圧を制御することで、車両が減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を促進する一方、車両が非減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段を備えた車両用発電機の電圧制御装置に対して、その構成及び制御方法に工夫を凝らすことで、車両の外気温度に左右されない良好なエンジン始動性の確保（エンジン始動性の向上）と、車両の燃費向上との両立を図ろうとすることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、車両が加速状態又は定速状態にある場合において、バッテリの残容量が所定下限容量以下になると、発電機からバッテリへの電力供給の抑制を禁止するようにし、さらに、この所定下限容量を外気温度に応じて変更するようにした。

具体的には、請求項１の発明では、車両のエンジンにより駆動されて該車両の電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、該発電機の出力電圧を制御することで、該車両が減速状態にあるときには該発電機から該バッテリへの電力供給を促進する一方、該車両が加速状態又は定速状態にあるときには該発電機から該バッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段とを備えた車両用発電機の電圧制御装置を対象とする。

そして、上記バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出手段と、上記車両が放置状態にあるときにおける該車両の外気温度を検出するための外気温度検出手段とを備え、上記電圧制御手段は、上記車両が加速状態又は定速状態にある場合において、上記バッテリ残容量検出手段により検出された上記バッテリの残容量が所定下限容量以下であるときには、上記発電機から上記バッテリへの電力供給の抑制を禁止するようになっていて、上記外気温度検出手段により検出された外気温度に応じて上記所定下限容量を変更するように構成されているものとする。

この構成によれば、電圧制御手段による発電機の出力電圧制御により、車両が減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を促進して減速エネルギーの回収を図ることができ、車両が加速状態又は定速状態（以下、非減速状態という）にあるときには、発電機からバッテリへの電力供給を抑制してエンジン負荷の低減を図ることができて、車両の燃費向上を図ることが可能となる。

ここで、エンジン始動後に車両が非減速状態にある場合には、電圧制御手段により、発電機からバッテリへの電力供給を抑制するべく発電機出力電圧が制御され、バッテリの残容量が低下する。一方、バッテリの残容量が所定下限容量に達すると、電圧制御手段により当該電力供給の抑制を禁止するべく（つまり電力供給を促進するべく）発電機出力電圧が制御され、バッテリの残容量は一転増加し始める。したがって、バッテリの残容量が所定下限容量を下回ることもなく、バッテリが深放電状態となるのを確実に防止して、エンジン始動性の向上を図ることができる。

また、本発明では、上記所定下限容量は、電圧制御手段によって、上記外気温度検出手段が検出した車両外気温度に応じて変更される。このため、所定下限容量を外気温度に応じた最適な値、つまり、エンジン始動性を損なわず且つ車両の燃費を可及的に高めることができる値に設定することができて、車両の外気温度に左右されない良好なエンジン始動性の確保と、車両の燃費向上との両立を図ることが可能となる。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記電圧制御手段は、上記外気温度検出手段により検出された、上記車両が放置状態にある間の外気温度の最低値である最低外気温度検出値が低いほど上記所定下限容量を大きくするように構成されているものとする。

この構成によれば、電圧制御手段は、低温環境下においては、外気温度検出手段により検出される外気温度の最低値が高温環境下に比べて通常低くなることから、所定下限容量を高温環境下に比べて低下させる。

したがって、低温環境下では、所定下限容量を高くしてバッテリの残容量を十分に確保することで、エンジン始動性を十分に確保することができ、また、高温環境下では、所定下限容量を低温環境下における値よりも低下させることで、該所定下限容量が必要以上に高く設定されることによる燃費ロスを低減することができる。よって、請求項１の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。

以上説明したように、本発明の車両用発電機の電圧制御装置によると、車両が非減速状態にある場合において、バッテリの残容量が所定下限容量以下になると、発電機からバッテリへの電力供給の抑制を禁止するようにし、さらに、この所定下限容量を外気温度に応じて変更するようにしたことで、エンジン始動性の向上と車両の燃費向上との両立を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用発電機１の電圧制御装置１００を示し、この電圧制御装置１００は、車両の燃費向上を図るべく、車両が減速状態にあるときには発電機１からバッテリ３への電力供給を促進する一方、車両が加速状態又は定速状態（以下、非減速状態という）にあるときには発電機１からバッテリ３への電力供給を抑制するよう発電機出力電圧を制御するものである。尚、詳しくは後述するが、電圧制御装置１００は、車両が非減速状態にあっても、所定条件下では、発電機１からバッテリ３への電力供給の抑制を禁止する。

上記車両用発電機１（以下、発電機１という）は、エンジン５０のクランクシャフト５１に、補機類用ベルト及び動力伝達プーリを介して連結されたオルタネータ（ＡＣジェネレータともいう）や、該オルタネータ（発電機１）の出力電圧を調整するためのＩＣレギュレータ等を有していて、後述するエンジン用コントローラ５により発電機出力電圧が目標出力電圧になるように制御される。

上記発電機１は、車両用電気負荷２及びバッテリ３に電気的に接続されてそれぞれに電力供給可能（充電可能）に構成されており、バッテリ３はさらに、車両用電気負荷２に電気的に接続されて、放電により該車両用電気負荷２に対して電力供給可能に構成されている。ここで、車両用電気負荷２には、パワーウィンド装置、車両用オーディオ機器、及び車両用エアコン装置等が含まれる。

上記バッテリ３は、自動車用に一般的に用いられる例えば定格１２Ｖの鉛蓄電池で構成されており、図１中、符号７は、バッテリ３への充放電電流を検出するためのバッテリ電流センサである。

バッテリ電流センサ７には、バッテリ温度を検出するためのバッテリ温度検出センサ６（図１では、バッテリ電流センサ７とは別に示している）が取付けられており、その検出信号をエンジン用コントローラ５へと出力する。バッテリ電流センサ７は、車両のイグニッションスイッチがオン状態にある場合は勿論のこと、イグニッションスイッチがオフ状態となる車両放置状態においてもエンジン用コントローラ５に対して検出信号を出力する。

上記電圧制御装置１００は、上記バッテリ温度検出センサ６と、上記バッテリ電流センサ７と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ８と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ９と、車両の速度を検出する車速センサ１０と、これら各センサ６乃至１０のそれぞれに信号の授受可能に接続されたエンジン用コントローラ５（電圧制御手段に相当）とを含んでおり、エンジン用コントローラ５は、該各センサ６乃至１０からの検出信号を基に、エンジン５０の運転状態（エンジ出力及びエンジントルク）を制御するともに発電機１の出力電圧を制御する。

次に、エンジン用コントローラ５における発電機１の出力電圧制御処理について、図２のフローチャートを基に詳細に説明する。

先ず最初のステップＳＡ１では、アクセル開度センサ８、エンジン回転速度センサ９、及び車速センサ１０から各検出信号を読み込んで、読み込んだ検出信号を基に、エンジン回転数、アクセル開度、及び車速を算出する。

ステップＳＡ２では、バッテリ３の初期容量を確定するためにバッテリ３を強制的に充電するバッテリ強制充電制御を実施中か否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳＡ７に進み、ＮＯであるときにはステップＳＡ３に進む。

具体的には、この強制充電制御は、本エンジン用コントローラ５により、発電機１の出力電圧を予め設定した強制充電電圧（本実施形態では、後述のＨレベル電圧に等しい）に制御することで実行される。そして、バッテリ電流センサ７により検出されるバッテリ充電電流Ｉｃをモニタリングすることで、エンジン始動時からバッテリ充電電流が所定電流Ｉ_９５（バッテリ３の満充電容量付近である所定上限容量Ｃmax（例えばＳＯＣ９５％）に対応するバッテリ電流）に達するまでの間は強制充電制御実行中と判定し、バッテリ充電電流が所定電流に到達した後は強制充電制御が完了したものと判定して、該完了時におけるバッテリ３の残容量（つまり上記所定上限容量Ｃmax）を初期容量として確定する。

ステップＳＡ３では、ステップＳＡ１にて算出した車速が０ｋｍ／ｈか否か（車両が停止状態にあるか否か）を判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳＡ８に進み、ＮＯであるときにはステップＳＡ４に進む。

ステップＳＡ４では、ステップＳＡ１にて算出したアクセル開度が０（つまりスロットル弁の全閉状態であって、乗員がアクセルを踏み込まない状態に対応する開度）であるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳＡ８に進み、ＹＥＳであるときには、ステップＳＡ５に進む。

ステップＳＡ５では、ステップＳＡ１にて算出したエンジン回転数が所定回転数以上であるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳＡ８に進み、ＹＥＳであるときにはステップＳＡ６に進む。

ステップＳＡ６では、車両が減速状態（車速が減少傾向にあり且つアクセルが踏み込まれていない状態）にあるものと判断して、換言すると、エンジン５０の運転領域が減速燃料カット領域にあるものと判断して、エンジン５０のインジェクタからの燃料噴射を中止する。

ステップＳＡ７では、発電機１の出力電圧を予め設定したＨレベル電圧（例えば１５Ｖ）に制御し、しかる後にリターンする。このＨレベル電圧は、バッテリの定格電圧（１２Ｖ）よりも大きい電圧であって、発電機１からバッテリ３への電力供給が促進されるような電圧である。

ステップＳＡ８（ステップＳＡ３の判定がＹＥＳである場合と、ステップＳＡ４の判定がＮＯである場合と、ステップＳＡ５の判定がＮＯである場合とのいずれかの場合に進むステップ）では、バッテリ３のＳＯＣ（％）(state of charge)を算出するとともに、該算出したＳＯＣが所定下限容量Ｃminを超えるか否かを判定し、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳＡ１０に進み、ＮＯであるときにはステップＳＡ９に進む。

ここで、バッテリ３のＳＯＣの算出は以下のようにして行われる。すなわち、上記強制充電制御完了時から現在までにバッテリ電流センサ７により検出されたバッテリ充放電電流を積算したバッテリ経過容量と、上記確定したバッテリ初期容量とを基に、「バッテリ残容量＝バッテリ初期容量＋バッテリ経過容量」としてバッテリ残容量を算出し、該算出したバッテリ残容量からＳＯＣ（％）（＝（バッテリの残容量）/（満充電量）×１００）を算出する。

また、所定下限容量Ｃmin（％）は、本エンジン用コントローラ５において後述の所定下限容量変更制御処理を実行することで車両外気温度に応じて設定される。

ステップＳＡ９では、発電機１の出力電圧を予め設定したＭレベル電圧（例えば１３Ｖ）に制御し、しかる後にリターンする。Ｍレベル電圧は、発電機１からバッテリ３への電力供給（充電）が促進されるような電圧であるが、その電力供給量はステップＳ７におけるＨレベル電圧の場合よりも小さい。

ステップＳＡ８の判定がＹＥＳであるときに進むステップＳＡ１０では、発電機１の出力電圧を予め設定したＬレベル電圧（例えば１２．５Ｖ）に制御し、しかる後にリターンする。このＬレベル電圧は、発電機１からバッテリ３への電力供給（充電）が抑制されるような電圧であって、通常、バッテリ定格電圧（１２Ｖ）と略同じか又は若干大きめに設定される。尚、本ステップＳ１３の処理が実行されたときには、図示しないバッテリコントローラによりバッテリ３の放電制御が実行されて、バッテリ３から車両用電気負荷２に対して必要な電力が供給される。

次に、エンジン用コントローラ５における所定下限容量変更制御処理について、図３のフローチャートを基に詳細に説明する。

ステップＳＢ１では、車両のイグニッションスイッチがオン状態（ＩＧオン状態）にあるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときには、該判定を再度行う一方、この判定がＹＥＳであるときにはステップＳＢ２に進む。

ステップＳＢ２では、車両が放置状態にある間に、バッテリ温度検出センサ６からエンジン用コントローラ５に出力された検出信号（温度情報）を基に、この間における、バッテリ温度を車両外気温度として時系列で検出する。そうして、時系列で検出した車両外気温度のうちの最低値を最低外気温度検出値Ｔａとする。ここで、車両放置開始直後は、バッテリ温度が車両外気温度よりも高くなっていることから、本実施形態では、バッテリ温度を外気温度とみなすことができる程度に十分な時間が経過してから、該バッテリ温度に基づく車両外気温度の検出を行う。そして、上記バッテリ温度検出センサ６が、上記車両が放置状態にあるときにおける該車両の外気温度を検出するための外気温度検出手段を構成することとなる。

ステップＳＢ３では、ステップＳＢ２で算出した最低外気温度検出値Ｔａを基に、所定下限容量Ｃminを設定し、しかる後に本制御処理を終了する。

具体的には、本実施形態では、図５に示すように、最低外気温度検出値Ｔａが大きいほど、所定下限容量Ｃminを直線的に低下させる。

ここで、所定下限容量Ｃminは、車両外気温度（最低外気温度検出値Ｔａ）に応じてエンジン始動時に要求される必要クランキング力を得ることができるバッテリＳＯＣ範囲の下限値とすることが好ましい。尚、所定下限容量Ｃminは、必ずしも該下限値に等しい値である必要はなく、この下限値に対してある程度のマージンを持った大きめの値であってもよい。所定下限容量は、小さ過ぎるとバッテリ３の残容量（ＳＯＣ）が低下し過ぎてバッテリ３の劣化が早まるため、例えば８０％以上８５％以下の範囲であることが好ましい。

以上のように構成された電圧制御装置１００を搭載した車両では、車両が放置状態にある間（図４におけるｔ１≦ｔ＜ｔ２の区間）は、不図示のイグニッションスイッチがオフ状態となってエンジン５０も停止するため、発電機１の出力電圧は０Ｖとなる。このため、発電機１からバッテリ３への電力供給は行われないものの、バッテリ３には暗電流が流れてそのＳＯＣ（残容量）は次第に低下して行く。

そして、乗員が車両を発進させるために、イグニッションスイッチをオン状態に切り換えてアクセルを踏み込むと、車両状態が放置状態から加速状態（つまり非減速状態）に切換わる（図４ではｔ＝ｔ２で切り換る）。この結果、エンジン用コントローラ５により、上記強制充電制御が実行されて、発電機１の出力電圧がＨレベル電圧に制御され、発電機１からバッテリ３への電力供給が実行（促進）される（ステップＳＡ２の処理が実行される）。

エンジン用コントローラ５による強制充電制御が実行される間（図４におけるｔ２≦ｔ＜ｔ３の区間）は、バッテリ３のＳＯＣは増加し続ける。バッテリ３のＳＯＣが所定上限容量Ｃmaxに達すると、エンジン用コントローラ５による強制充電制御が終了して、上述の如く、車両の走行状態（減速／非減速状態）やバッテリ３のＳＯＣに応じた発電機出力電圧制御が実行される。

したがって、図４に示す上記強制充電制御終了後のｔ３≦ｔ＜ｔ４の区間においては、車両が非減速状態にあり且つバッテリ３のＳＯＣが所定下限容量Ｃminよりも大きいために、エンジン用コントローラ５により発電機１の出力電圧がＬレベルに制御されて（ステップＳＡ１０の処理が実行されて）、発電機１からバッテリ３への電力供給が抑制されるとともにバッテリ３から車両用電気負荷２への電力供給が促進され、この結果、バッテリ３のＳＯＣは時間の経過とともに徐々に低下して行く。

一方、図４に示す上記強制充電制御終了後のｔ４≦ｔ＜ｔ５の区間においては、車両が減速状態にあるために、エンジン用コントローラ５により発電機１の出力電圧がＨレベルに制御されて（ステップＳＡ７の処理が実行されて）、発電機１からバッテリ３への電力供給が促進され、この結果、バッテリ３のＳＯＣは時間の経過とともに徐々に増加して行く。

図４に示すｔ５≦ｔ＜ｔ６の区間においては、車両が再び非減速状態に切り換わる結果、エンジン用コントローラ５により発電機出力電圧がＬレベルに制御されて、バッテリ３から車両用電気負荷２への電力供給が促進され、バッテリ３のＳＯＣが徐々に低下して行く。そして、バッテリ３のＳＯＣが所定下限容量Ｃminに達すると（図４におけるｔ＝ｔ６の時には）、エンジン用コントローラ５により発電機１の出力電圧がＭレベルに制御されて（ステップＳＡ９の処理が実行されて）、発電機１からバッテリ３への充電が実行される結果（つまり発電機１からバッテリ３への電力供給の抑制が禁止される結果）、バッテリ３のＳＯＣは一転増加し始め、そして、バッテリ３のＳＯＣが再び所定下限容量Ｃminを上回ると、エンジン用コントローラ５により発電機１の出力電圧がＬレベル電圧に制御されて（ステップＳＡ１０の処理が実行されて）、バッテリ３のＳＯＣは低下し始める。こうして、バッテリ３のＳＯＣは、車両が減速状態に切り換わらない限り（図４では、ｔ７≦ｔ＜ｔ８でない限り）、増加と低下とを交互に小刻みに繰り返すことで、所定下限容量Ｃminを下回らないようになっている。尚、車両が減速状態に切り換わると、上述の如く発電機１からバッテリ３への電力供給が促進されるので、バッテリ３のＳＯＣが所定下限容量Ｃminを下回らないことは言うまでもない。

このように、上記実施形態では、エンジン用コントローラ５において、車両が非減速状態にあると判定された場合であっても、バッテリ３のＳＯＣが所定下限容量Ｃmin以下であるときには（ステップＳＡ８の判定がＮＯであるときには）、発電機１の出力電圧をＭレベル電圧に制御して、発電機１からバッテリへの充電を促進する（電力供給の抑制を禁止する）ようにしたことで、バッテリ３のＳＯＣが所定下限容量Ｃminを下回るのを防止することができて、エンジン５０の始動性を十分に確保することができる。

ここで、冬場等の車両外気温度が低い環境下では、エンジン始動性が悪化するため、所定下限容量Ｃminを高く設定してバッテリ３のＳＯＣを十分に確保しておく必要があるが、所定下限容量Ｃminを高くすると、エンジン用コントローラ５による強制充電制御終了後に、バッテリ３の残容量が直ぐに所定下限容量Ｃminに達してしまうため、換言すると、発電機１からバッテリ３への充電が抑制される充電抑制期間（図４に示す例では、ｔ３≦ｔ＜ｔ４、及び、ｔ５≦ｔ＜ｔ６の期間）が短くなるため、該充電抑制によるエンジン負荷の低減効果が薄れて車両の燃費が悪化するという問題がある。

これに対して、上記実施形態では、エンジン用コントローラ５におけるステップＳＢ３（図３参照）の処理で、車両が放置状態にある間の車外温度の最低値である最低外気温度検出値Ｔａが低いほど所定下限容量Ｃminを大きくするようにしたから、エンジン始動性が悪化する低温環境下では、所定下限容量Ｃminを高くしてエンジン始動性の向上を図ることができ、また、エンジン始動性に優れる高温環境下では、所定下限容量Ｃminを低温環境下に比べて低くして、所定下限容量Ｃminが必要以上に高くなることによる燃費ロスを低減することができる。したがって、季節要因に左右されない良好なエンジン始動性の確保と、車両の燃費向上との両立を図ることができる。

（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、エンジン用コントローラ５において、バッテリ電流センサ７に設けられたバッテリ温度検出センサ６からの検出信号を基に、車両外気温度を算出するようにしている、これに限ったものではなく、例えば、エンジン５０の吸気管に設けられた不図示の吸気温度センサからの検出信号を基に、吸気管内の温度を算出して、該算出した吸気管内温度を基に車両外気温度を算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、エンジン用コントローラ５において、バッテリ温度検出センサ６からの検出信号を基に、車両外気温度を時系列で算出してその最低値を最低外気温度検出値Ｔａとして、この最低外気温度検出値Ｔａに応じて所定下限容量Ｃminを設定するようにしているが、例えば該時系列で算出した車両外気温度の平均値である平均外気温度検出値に応じて所定下限容量Ｃminを設定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、エンジン用コントローラ５において、強制充電制御終了後に、バッテリ３のＳＯＣが所定下限容量Ｃminに達した後、車両が非減速状態にある場合には、上述のように、バッテリ３は充電と放電とを交互に小刻みに実行することとなるが、この充電／放電の切換え頻度を低下させるべく、所定下限容量Ｃminよりも大きい上側充電閾容量を設定するようにしてもよい。すなわち、エンジン用コントローラ５において、バッテリ３のＳＯＣがこの上側充電閾容量に達するまでは、ＳＯＣが所定下限容量Ｃminを超えても発電機１の出力電圧をＬレベルとせずに（ステップＳＡ１０の処理を実行せずに）Ｍレベル電圧のまま維持する（ステップＳＡ９の処理を実行し続ける）ようにし、ＳＯＣが上側充電閾容量に達したときに発電機１の出力電圧をＬレベル電圧に切り換えるようにしてもよい。こうすることで、バッテリ３の充電／放電の切換え頻度を低下させることができて、バッテリ３の耐久性を向上させることができる。尚、この場合には、バッテリ３のＳＯＣは、所定下限容量Ｃminと上記上側充電閾容量増加との間で増加と低下とを交互に繰り返しながらジグザグに変化することとなる。

また、上記実施形態では、所定下限容量Ｃminは、最低外気温度検出値Ｔａが大きいほど直線的に低下するようになっているが、必ずしも直線的に低下させる必要はなく、ステップ状や曲線状に低下させるようにしてもよい。

本発明は、車両用発電機の出力電圧を制御することで、車両が減速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を促進する一方、車両が非減速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段を備えた車両用発電機の電圧制御装置に有用であり、特に、車両が非減速状態にある場合においてバッテリの残容量が所定下限容量を下回らないように電圧制御手段による発電機の出力電圧制御を行う車両用発電機の電圧制御装置に有用である。

本発明の実施形態に係る車両用発電機の電圧制御装置の構成を示すブロック図である。電圧制御装置のエンジン用コントローラにおける発電機の出力電圧制御処理を示すフローチャートである。エンジン用コントローラにおける発電機の出力電圧制御処理に含まれる所定下限容量変更制御処理を示すフローチャートである。エンジン用コントローラにおける発電機の電圧制御を示すタイムチャートの一例であって、車両の走行状態と発電機の出力電圧とバッテリの残容量との関係を示すグラフである。エンジン用コントローラにより設定される最低外気温度検出値と所定下限容量との関係を示すグラフである。

符号の説明

Ｃmin 所定下限容量
Ｔａ最低外気温度検出値
１発電機
２車両用電気負荷
３バッテリ
５エンジン用コントローラ（電圧制御手段、バッテリ残容量検出手段）
６バッテリ温度検出センサ（外気温度検出手段）
７バッテリ電流センサ（バッテリ残容量検出手段）
５０エンジン
１００電圧制御装置

Claims

車両のエンジンにより駆動されて該車両の電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、該発電機の出力電圧を制御することで、該車両が減速状態にあるときには該発電機から該バッテリへの電力供給を促進する一方、該車両が加速状態又は定速状態にあるときには該発電機から該バッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段とを備えた車両用発電機の電圧制御装置において、
上記バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出手段と、
上記車両が放置状態にあるときにおける該車両の外気温度を検出するための外気温度検出手段とを備え、
上記電圧制御手段は、上記車両が加速状態又は定速状態にある場合において、上記バッテリ残容量検出手段により検出された上記バッテリの残容量が所定下限容量以下であるときには、上記発電機から上記バッテリへの電力供給の抑制を禁止するようになっていて、上記外気温度検出手段により検出された外気温度に応じて上記所定下限容量を変更するように構成されていることを特徴とする車両用発電機の電圧制御装置。
請求項１記載の車両用発電機の電圧制御装置において、
上記電圧制御手段は、上記外気温度検出手段により検出された、上記車両が放置状態にある間の外気温度の最低値である最低外気温度検出値が低いほど上記所定下限容量を大きくするように構成されていることを特徴とする車両用発電機の電圧制御装置。