JP4450254B2 - 車両用発電制御装置 - Google Patents
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Description
上記の問題を解決するために、エンジン始動時における上記の満充電判定を行わず、エンジンの停止時間を計測して、この停止時間に対応したバッテリからの放電量を減算することで、バッテリの充電量を推定するものもある(特許文献1)。
充電開始から迅速に適切な充電電圧に制御して回生効率を向上させるとともに、車両放置による蓄電手段の過放電を回避可能な車両用発電制御装置を提供することを目的とする。
また、請求項3の発明は、請求項1または2において、蓄電量の記憶値が揮発したことを検出する蓄電量記憶値揮発検出手段を備え、発電電圧低下禁止手段は、更に、該蓄電量記憶値揮発検出手段が蓄電量の記憶値の揮発を検出したときに、発電電圧低下手段による発電電圧の低下を禁止することを特徴とする。
また、本発明では、放電を終了してからの経過時間が所定以上である場合に、発電電圧の低下が禁止されるので、車両放置により蓄電手段の充電量が低下しても、蓄電手段の充電電圧が確保され、蓄電手段が過放電状態となることを回避することができる。
図1は、本実施形態に係る車両の発電装置の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態の車両には、電源装置として、オルタネータ(発電手段)1及びバッテリ(蓄電手段)2を備えている。オルタネータ1には、ヘッドランプ等の電気機器(車両電気負荷)3とバッテリ2とが並列して電気的に接続されている。オルタネータ1は、車両の走行駆動用のエンジン(内燃機関)4により駆動されて発電し、ヘッドランプ等の電気機器3に対して電力を供給するとともに、バッテリ2に電力を供給して充電する。
図2〜5は、ECU10におけるオルタネータ1の発電電圧の制御要領を示すフローチャートである。本ルーチンは、エンジン始動により実行開始される。
ステップS10では、オルタネータ1に、発電電圧が14.4Vになるように制御信号を出力する。そして、ステップS20に進む。
ステップS30では、ステップS20において算出されたΣmemが後述する退避SUM値に一致しているか否かを判別する(蓄電量記憶値揮発検出手段)。一致している場合は、ステップS40に進む。
ステップS50では、ステップS40で読み込んだ現在時刻Tnowと後述するステップS190にて記憶した前回のエンジン停止時刻Toldとから、バッテリ2の充放電を終了してからの経過時間としてソーク時間(車両放置時間)Tsoakを算出する(計時手段)。詳しくは、Tsoak=Tnow−Toldを演算する。そして、ステップS60に進む。
ステップS70では、後述する発電電圧低下禁止フラグがセットされている(1である)か否かを判別する。発電電圧低下禁止フラグがセットされていない場合は、ステップS80に進む。
ステップS90では、エンジン1の始動スイッチ15がONであるか否かを判別する。始動スイッチ15がONである場合は、ステップS100に進む。
ステップS110では、始動バッテリ電圧Vstを取り込む。そして、ステップS120に進む。
ステップS120では、ステップS100で取り込んだ始動バッテリ電流Ist及びステップS110で読み込んだ始動バッテリ電圧Vstからバッテリ内部抵抗Rbatを算出する。詳しくは、Rbat=Vst/Istを演算する。そして、ステップS90に戻る。
ステップS130では、バッテリ温度センサ14からバッテリ温度Tmpを取り込む。そして、ステップS140に進む。
ステップS140では、放電判定用内部抵抗Rdis(Tmp)を演算する。詳しくは、あらかじめ記憶されているマップから、ステップS130で取り込まれたバッテリ温度Tmpに基づいて検索することで放電判定用内部抵抗Rdis(Tmp)を得る。そして、ステップS150に進む。
ステップS160では、後述する充放電制御実行処理のサブルーチンを実行する。そして、ステップS170に進む。
ステップS180では、時計より現在の時刻Toldを取り込む。そして、ステップS190に進む。
ステップS200では、後述する放電量newをバックアップメモリにセットする。そして、ステップS210に進む。
ステップS220では、退避SUM値を演算し、バックアップメモリにセットする。詳しくは、退避SUM値は、バックアップメモリに割り当てられたアドレスに保持されている値を全て加算し演算する。そして、本ルーチンを終了する。
ステップS310では、バッテリ電流Ibatを取り込む。そして、ステップS320に進む。
ステップS320では、バッテリ電圧Vbatを取り込む。そして、ステップS330に進む。
ステップS340では、バッテリ2の放電量newを初期値に設定する(蓄電量記憶値初期化手段)。そして、ステップS350に進む。
ステップS330において、バッテリ電流Ibatが3A以上、またはバッテリ電圧Vbatが14V以下であると判定された場合は、ステップS360に進む。
ステップS360では、エンジン回転速度センサ13からエンジン回転速度を入力してエンジン4が停止状態であるか否かを判別する。停止状態である場合はステップS300に戻る。停止状態でない場合は、ステップS180に進む。
本サブルーチンを開始すると、まず、ステップS400では、バッテリ電流Ibatを取り込む。そして、ステップS410に進む。
ステップS410では、次式(1)によりバッテリ2の放電量newを算出する。
ここで、放電量oldは、前回算出した放電量をバックアップメモリから読み出して使用する。IbatはステップS400で入力したバッテリ電流、Ibat取り込み周期は前回放電量oldを算出してからバッテリ電流Ibatが流れた時間に相当する(蓄電量検出手段)。そして、ステップS420に進む。なお、放電量oldは、本発明の蓄電量の1つの指標であって、本ステップが本発明の蓄電量検出手段に該当する。
ステップ430では、後述する目標発電電圧Vtgt計算処理のサブルーチンを実行する。そして、ステップS440に進む。
ステップS440では、ステップS430で算出した目標発電電圧Vtgtを発電電圧とするように、オルタネータ1に制御信号を出力する。そして、本ルーチンをリターンする。
本サブルーチンを開始すると、まず、ステップS500では、車速センサ12より車速を入力し、該車速が0であるか否かを判別する。車速が0である場合は、ステップS510に進む。
ステップS520では、エンジン1の運転状態がレーシング状態であると判定(レーシング判定)をして、本サブルーチンを終了してリターンする。
ステップS530では、エンジン1の運転状態がアイドル状態であると判定(アイドル判定)をして、本サブルーチンを終了してリターンする。
ステップS500において車速が0でないと判定された場合は、ステップS540に進む。
ステップS550では、車両が減速状態であると判定(減速判定)をする。そして、本サブルーチンを終了してリターンする。
ステップS560では、車両が定常走行または加速状態であると判定(定常・加速判定)をする。そして、本サブルーチンを終了してリターンする。
図8は、上記充放電制御実行処理のサブルーチンのステップS430で実行される目標発電電圧Vtgt計算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
ステップS610では、発電電圧低下禁止フラグがセットされている(1である)か否かを判別する。発電電圧低下禁止フラグがセットされていない場合には、ステップS620に進む。
ステップS630では、ステップS410において算出した放電量newが4Ahより少ないか否かを判別する。4Ahより少ない場合は、ステップS640に進む。
ステップS650では、オルタネータ1に、バッテリ温度20℃における基準の発電電圧が13.5Vになるように制御信号を出力する。そして、本サブルーチンを終了してリターンする。
ステップS660では、オルタネータ1に、バッテリ温度20℃における基準の発電電圧が12.5Vになるように制御信号を出力する。そして、本サブルーチンを終了してリターンする。なお、ステップS630、S650及びS660の制御は本発明の発電電圧低下手段に該当する。
ステップS670では、オルタネータ1に、バッテリ温度20℃における基準の発電電圧が14.3Vになるように制御信号を出力する。そして、本サブルーチンを終了してリターンする。
ステップS680では、バッテリ温度20℃における基準の発電電圧を14.8Vにするように制御信号を出力する。そして、本サブルーチンを終了してリターンする。
以上のように制御することで、本実施形態の充電制御装置は、バッテリ2の放電量newをバッテリ電流Ibatの積算により求め(S410)、放電量newと車両の走行状態とに応じてオルタネータ1による充電電圧が決定される(目標発電電圧Vtgt計算処理サブルーチン)。例えば、減速時にバッテリ2の放電量が4Ah以上である場合は充電電圧14.3Vに設定され、4Ahより少ない場合はそれ以下(12.5Vまたは13.5V)に設定される。
図9は、バッテリの始動時の内部抵抗の推移を示すグラフであり、バッテリの寿命直前の約1ヶ月間のデータをプロットしている。グラフ横軸は走行回数、即ち始動回数を示し、縦軸はバッテリの内部抵抗を示す。ここでは、1週間のうち、土、日曜日は走行しないソーク(放置)状態としている。
そして、48時間より長く車両を放置している場合は、即ちバッテリ2の充電量が低下している場合は、発電電圧の低下が禁止される。したがって、車両の長時間の放置によりバッテリ2の充電量が低下した場合でも、バッテリ2の充電電圧が確保されるので、バッテリ2が過放電状態となることを回避することができる。また、48時間より長く車両を放置している場合には、放電量newが初期化されるので、放電量newの誤差が解消され、その後の発電電圧の制御を正確に行うことができる。
2 バッテリ
4 エンジン
10 ECU
Claims (3)
- 車両に搭載された内燃機関の駆動によって発電し、前記車両の電気負荷及び蓄電手段に電力を供給するための発電電圧を決定する車両用発電制御装置であって、
前記蓄電手段への入出力電流の積算に基づいて該蓄電手段の蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
前記蓄電量検出手段が所定の蓄電量を検出したときに前記発電電圧を低下させる発電電圧低下手段と、
前記蓄電手段の充放電を終了してからの経過時間を計測する計時手段と、
前記計時手段により検出された前記経過時間が所定以上である場合に、前記発電電圧低下手段による前記発電電圧の低下を禁止する発電電圧低下禁止手段と、
を備えたことを特徴とする車両用発電制御装置。 - 前記発電電圧低下禁止手段により前記発電電圧の低下が禁止されたときに、前記蓄電手段の入出力電流と電圧とに基づいて前記蓄電手段の蓄電量の記憶値の初期化を行う蓄電量記憶値初期化手段を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の車両用発電制御装置。
- 前記蓄電量の記憶値が揮発したことを検出する蓄電量記憶値揮発検出手段を備え、
前記発電電圧低下禁止手段は、更に、該蓄電量記憶値揮発検出手段が蓄電量の記憶値の揮発を検出したときに、前記発電電圧低下手段による前記発電電圧の低下を禁止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制御装置。
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