JPH07106037B2 - 車輌用交流発電機の発電制御装置 - Google Patents
車輌用交流発電機の発電制御装置Info
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- JPH07106037B2 JPH07106037B2 JP60124762A JP12476285A JPH07106037B2 JP H07106037 B2 JPH07106037 B2 JP H07106037B2 JP 60124762 A JP60124762 A JP 60124762A JP 12476285 A JP12476285 A JP 12476285A JP H07106037 B2 JPH07106037 B2 JP H07106037B2
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- charging
- charge
- signal
- stop
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1446—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in response to parameters of a vehicle
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、車輌用交流発電機（オルタネータ）の駆動に
よるエンジンの馬力損失を低減し、燃費を向上する車輌
用交流発電機の発電制御装置に関する。
よるエンジンの馬力損失を低減し、燃費を向上する車輌
用交流発電機の発電制御装置に関する。
この種の自動車などの車輌用交流発電機（オルタネー
タ）の発電制御装置としては、特公昭56−16632号公報
に記載のものなどがよく知られている。 一般に、従来の充電制御装置は、第５図に示すように、
バッテリ１のプラス側にオルタネータ９のコネクタ４の
Ｂ端子が接続され、コネクタのＬ端子にチャージランプ
２の一端が接続されていて、イグニッションキースイッ
チ３がONの時、バッテリ１の電圧が上記チャージランプ
２の他端に加わり、チャージランプ２が点灯される。ま
た、イグニッションキースイッチ３のONにより、IG端子
にバッテリ１の電圧がかかり、ICレギュレータ５が作動
して、励磁コイル８の電流が制御される。なお、上記IC
レギュレータ５は、公知のようにオルタネータの出力電
圧を一定にするためのものである。 そして、車輌用エンジンが運転されると、該エンジンに
よって駆動される励磁コイル８によりステータコイル７
に出力電圧が誘導され、バッテリ１のプラス側および負
荷LDに印加される。この電圧はIG端子を介してICレギュ
レータ５に入力され、発電電圧を一定に制御するよう
に、励磁コイル８の電流を制御する。すなわち電圧が基
準電圧未満であれば励磁コイル８の電流を増加させ、基
準電圧を超過していれば励磁コイル８の電流を減少させ
る。
タ）の発電制御装置としては、特公昭56−16632号公報
に記載のものなどがよく知られている。 一般に、従来の充電制御装置は、第５図に示すように、
バッテリ１のプラス側にオルタネータ９のコネクタ４の
Ｂ端子が接続され、コネクタのＬ端子にチャージランプ
２の一端が接続されていて、イグニッションキースイッ
チ３がONの時、バッテリ１の電圧が上記チャージランプ
２の他端に加わり、チャージランプ２が点灯される。ま
た、イグニッションキースイッチ３のONにより、IG端子
にバッテリ１の電圧がかかり、ICレギュレータ５が作動
して、励磁コイル８の電流が制御される。なお、上記IC
レギュレータ５は、公知のようにオルタネータの出力電
圧を一定にするためのものである。 そして、車輌用エンジンが運転されると、該エンジンに
よって駆動される励磁コイル８によりステータコイル７
に出力電圧が誘導され、バッテリ１のプラス側および負
荷LDに印加される。この電圧はIG端子を介してICレギュ
レータ５に入力され、発電電圧を一定に制御するよう
に、励磁コイル８の電流を制御する。すなわち電圧が基
準電圧未満であれば励磁コイル８の電流を増加させ、基
準電圧を超過していれば励磁コイル８の電流を減少させ
る。
従って、ICレギュレータ５による基準電圧は一義的に固
定されており、製品出荷時等に設定されると、バッテリ
は永久に同一の電圧またはそれ以下の電圧で充電される
ことになる。この基準電圧は、ICレギュレータのハイブ
リッッドIC構成部品により設定される。オルタネータ側
から見た場合、電気負荷は、バッテリ、イグニッション
コイル負荷、及びその他ランプ類、リヤデフォッガ、エ
アコン、ファン等の負荷LDにより代表される。そして、
オルタネータによる出力電圧は、一義的にエンジン低回
転で電気負荷が全負荷状態でも基準電圧となるように制
御されているため、電気負荷が無い状態（例えば、バッ
テリが100％充電されている状態、各負荷がOFFの状態）
でもオルタネータからは一定の発電出力があり、エンジ
ンの無駄な馬力損失を招き、その分、燃費が悪化すると
いう課題がある。 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、運転状態大び
バッテリの充電状態に適応してオルタネータ（交流発電
機）の発電制御を行うことにより、オルタネータによる
エンジンの馬力損失を最小限にとどめ、燃費を向上する
ことが可能な車輌用交換発電機の発電制御装置を提供す
ることを目的とする。
定されており、製品出荷時等に設定されると、バッテリ
は永久に同一の電圧またはそれ以下の電圧で充電される
ことになる。この基準電圧は、ICレギュレータのハイブ
リッッドIC構成部品により設定される。オルタネータ側
から見た場合、電気負荷は、バッテリ、イグニッション
コイル負荷、及びその他ランプ類、リヤデフォッガ、エ
アコン、ファン等の負荷LDにより代表される。そして、
オルタネータによる出力電圧は、一義的にエンジン低回
転で電気負荷が全負荷状態でも基準電圧となるように制
御されているため、電気負荷が無い状態（例えば、バッ
テリが100％充電されている状態、各負荷がOFFの状態）
でもオルタネータからは一定の発電出力があり、エンジ
ンの無駄な馬力損失を招き、その分、燃費が悪化すると
いう課題がある。 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、運転状態大び
バッテリの充電状態に適応してオルタネータ（交流発電
機）の発電制御を行うことにより、オルタネータによる
エンジンの馬力損失を最小限にとどめ、燃費を向上する
ことが可能な車輌用交換発電機の発電制御装置を提供す
ることを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明による車輌用交流発電
機の発電制御装置は、 車輌用エンジンにより駆動される交流発電機のステータ
コイルを全波整流回路を介してバッテリに接続すると共
に、イグニッションキースイッチがオンの時にICレギュ
レータを介して交流発電機の励磁コイルを制御するもの
において、エンジン回転数に基づき設定される発電電流
から消費電流を減算して充放電量を算出する充放電量算
出手段と、設定時間毎に、上記充放電量に基づき設定時
間当たりの平均充放電量を演算すると共に、車速に基づ
き設定時間当たりの平均車速を演算する演算手段と、設
定時間毎に、上記平均充放電量および上記平均車速に基
づき、充放電がバランスするバランス車速を演算するバ
ランス車速演算手段と、上記バランス車速に基づき、充
電を行うか否かを決定するための充電停止車速を設定す
る充電停止車速設定手段と、上記充電停止車速と実車速
とを比較する比較手段と、上記実車速が充電停止車速以
下、且つバッテリ充電が不必要と判断される設定条件の
成立時には充電停止信号を出力し、実車速が充電停止車
速よりも高いとき、あるいは上記設定条件の非成立時に
は充電信号を出力する制御信号出力手段とを備え、さら
に、上記ICレギュレータは、上記制御信号出力手段から
の出力信号に応じ、充電信号入力時には該ICレギュレー
タによる調整機能を働かせて上記交流発電機の出力電圧
を制御させると共に、充電停止信号入力時には交流発電
機の励磁コイルを非励磁として交流発電機による発電を
停止させる駆動手段を備えたことを特徴とする。
機の発電制御装置は、 車輌用エンジンにより駆動される交流発電機のステータ
コイルを全波整流回路を介してバッテリに接続すると共
に、イグニッションキースイッチがオンの時にICレギュ
レータを介して交流発電機の励磁コイルを制御するもの
において、エンジン回転数に基づき設定される発電電流
から消費電流を減算して充放電量を算出する充放電量算
出手段と、設定時間毎に、上記充放電量に基づき設定時
間当たりの平均充放電量を演算すると共に、車速に基づ
き設定時間当たりの平均車速を演算する演算手段と、設
定時間毎に、上記平均充放電量および上記平均車速に基
づき、充放電がバランスするバランス車速を演算するバ
ランス車速演算手段と、上記バランス車速に基づき、充
電を行うか否かを決定するための充電停止車速を設定す
る充電停止車速設定手段と、上記充電停止車速と実車速
とを比較する比較手段と、上記実車速が充電停止車速以
下、且つバッテリ充電が不必要と判断される設定条件の
成立時には充電停止信号を出力し、実車速が充電停止車
速よりも高いとき、あるいは上記設定条件の非成立時に
は充電信号を出力する制御信号出力手段とを備え、さら
に、上記ICレギュレータは、上記制御信号出力手段から
の出力信号に応じ、充電信号入力時には該ICレギュレー
タによる調整機能を働かせて上記交流発電機の出力電圧
を制御させると共に、充電停止信号入力時には交流発電
機の励磁コイルを非励磁として交流発電機による発電を
停止させる駆動手段を備えたことを特徴とする。
上記構成により、本発明の車輌用交流発電機の発電制御
装置によれば、エンジン回転数に基づき設定される発電
電流から消費電流を減算して充放電量が算出され、設定
時間毎に、設定時間当たりの平均充放電量および平均車
速に基づき、充放電がバランスするバランス車速が演算
され、このバランス車速に基づいて設定された充電停止
車速と実車速との比較がなされる。そして、この比較の
結果、実車速が充電停止車速よりも高く、あるいは予め
設定されたバッテリ充電が不必要と判断される設定条件
が非成立のとき、制御信号出力手段からICレギュレータ
に備えられた駆動手段に対して充電信号が与えられ、IC
レギュレータによる調整機能を働かせて交流発電機の出
力電圧が制御されて交流発電機の発電によりバッテリ充
電がなされる。 また、上記実車速が充電停止車速以下、且つバッテリ充
電が不必要と判断される設定条件の成立時には、制御信
号出力手段から上記駆動手段に対して充電停止信号が与
えられ、駆動手段により交流発電機の励磁コイルが非励
磁とされることで、交流発電機による発電が停止されて
バッテリへの充電が停止される。 従つて、交流発電機による発電がバッテリの充電状態お
よび車輌の運転状態に応じて必要最低限に抑制され、そ
の結果、交流発電機駆動によるエンジンの損失馬力が低
減されて燃費が改善される。
装置によれば、エンジン回転数に基づき設定される発電
電流から消費電流を減算して充放電量が算出され、設定
時間毎に、設定時間当たりの平均充放電量および平均車
速に基づき、充放電がバランスするバランス車速が演算
され、このバランス車速に基づいて設定された充電停止
車速と実車速との比較がなされる。そして、この比較の
結果、実車速が充電停止車速よりも高く、あるいは予め
設定されたバッテリ充電が不必要と判断される設定条件
が非成立のとき、制御信号出力手段からICレギュレータ
に備えられた駆動手段に対して充電信号が与えられ、IC
レギュレータによる調整機能を働かせて交流発電機の出
力電圧が制御されて交流発電機の発電によりバッテリ充
電がなされる。 また、上記実車速が充電停止車速以下、且つバッテリ充
電が不必要と判断される設定条件の成立時には、制御信
号出力手段から上記駆動手段に対して充電停止信号が与
えられ、駆動手段により交流発電機の励磁コイルが非励
磁とされることで、交流発電機による発電が停止されて
バッテリへの充電が停止される。 従つて、交流発電機による発電がバッテリの充電状態お
よび車輌の運転状態に応じて必要最低限に抑制され、そ
の結果、交流発電機駆動によるエンジンの損失馬力が低
減されて燃費が改善される。
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照し
て具体的に説明する。 第１図は制御系全体の概略図を示すもので、図中符号10
9はオルタネータであり、ICレギュレータ105、交流電圧
を直流電圧に変換するダイオード整流回路106、ステー
タコイル107、励磁コイル108により構成されている。そ
してコネクタ104のＢ端子はバッテリ101のプラス側及び
電気負荷100に接続されており、Ｌ端子はチャージラン
プ102の一端に接続されている。 上記チャージランプ102はイグニッションキースイッチ1
03のONによりバッテリ101の電圧を受けて点灯し、ま
た、上記イグニッションキースイッチ103はコネクタ104
のIG端子を介してICレギュレータ105に入力電圧を与え
るようになっている。また、上記コネクタ104にはＣ端
子が別に用意されており、定電圧ダイオード111を制御
する駆動手段としてのトランジスタ110に対して、後述
するマイクロコンピュータからなる制御装置1000から外
部バイアス電圧を加えられるようになっている。 また第１図において、符号1000はマイクロコンピュータ
からなる制御装置であり、この制御装置1000に対して
は、バッテリ電圧センサ302からその時のバッテリ101の
充電状態を示すバッテリ電圧信号が、車速センサ300か
らは車速信号が、エンジン回転数センサ301からはエン
ジン回転数信号が、アイドルスイッチ303からはアイド
ル状態（スロットル全閉状態）か否かの信号がそれぞれ
入力される。また、ラジエータファン、ヘッドランプ、
ヒータブロウ、エアコン、リヤデフォッガ等の電気負荷
100を操作する各スイッチ400から電気負荷使用状態を示
す信号が与えられている。そして制御装置1000は、これ
らの入力信号を所定のプログラムスケジュールとコンピ
ュータ機能で解析して、ICレギュレータ105のトランジ
スタ110に対する外部バイアス電圧の出力制御を行うの
である。 また上記制御装置1000は、第２図に示されるように、入
力インターフェイス1401、出力インターフェイス1402,
中央処理装置（CPU）1403、ROM1404、及びRAM1405等が
アドレスバス1406、データバス1407により相互に接続さ
れ、いわゆるストアードプログラミング方式のコンピュ
ータシステムを構成している。 そして入力インターフェイス1401には、アイドルスイッ
チ303、電気負荷100を操作するエアコンスイッチ、ヘッ
ドランプスイッチ等の各スイッチ400からの各信号（電
気負荷の使用状態を示す）が入力されると共に、バッテ
リ電圧センサ302の信号をA/D変換器1409によりA/D変換
して、また、車速センサ300およびエンジン回転数セン
サ301の各信号を波形整形器1410,1411により波形整形し
てそれぞれ入力される。そしてCPU1403は、基準パルス
発生器1408から供給される基準クロックパルスに基づ
き、ROM1404に格納されている制御プログラムを所定時
間毎に実行して各入力信号を処理して制御値を演算し、
制御信号を出力インターフェイス1402から出力し、オル
タネータ109のＣ端子に作動電圧を与える。 次に、上記制御装置1000による制御機能を第３図に示す
機能ブロック図に基づき説明する。 電気負荷100を操作する各スイッチからの信号400が消費
電流算出手段500に入力され、各電気負荷の使用状態お
よびバッテリ電圧に基づき消費電流iLが演算される。ま
た、エンジン回転数センサ301からのエンジン回転数NE
に基づき発電電流演算手段501で、マップ参照により発
電電流iAを求める。そして充放電量算出手段502によ
り、上記発電電流iAから消費電流iLを減算して充放電量
ｉ（＝iA−iL）を算出する。この充放電量ｉと車速セン
サ300による車速とが演算手段503に与えられ、設定時間
当たりの平均充放電量 及び平均車速 （ｎはサンプル数）を算出し、平均車速Ｖおよび平均充
放電量Ｉを最小２乗法により直線近似する。 ここで、第３図における演算手段503のブロック図中に
マップで示す（イ）の直線は、平均車速Ｖおよび平均充
放電量Ｉを最小２乗法により直線回帰したものであり、
充放電バランス特性を示し、実験的に求めた車輌のバッ
テリが最適状態に充電されるための最適値である。すな
わち、マップの充放電バランス特性は、平均車速Ｖが運
転状態を示し、平均充放電量Ｉがバッテリの充電状態を
示すのである。そして基準値超過（平均車速Ｖを示す横
軸より上の（＋）領域）であれば充電状態、基準値未満
（横軸より下の（−）領域）であれば放電状態を示す。
従って、回帰直線（イ）が横軸と交差する点の車速Ｖ
（以下、バランス車速という）がバッテリを充電するの
に望ましい車速となる。例えば、平均車速Ｖ及び平均充
放電量Ｉを最小２乗法より直線近似した線が図より左側
に平行移動したとすれば、低い車速で横軸を横切るから
充電している頻度が多いが、逆に右側に寄れば充電して
いる頻度が少なくなることを意味する。 そしてバランス車速演算手段504で、最小２乗法により
得られた直線近似よりバランス車速Ｘを求める。このバ
ランス車速Ｘは、平均充放電量Ｉがバランスする車速を
示し、充電を行うか否かを定めるものとして用いられ
る。 このバランス車速Ｘに基づき、充電停止車速設定手段50
5で、マップ参照により充電停止車速Vsが設定される。
上記マップは固定データマップとして予めROM1404にス
トアされており、充電停止車速設定手段505のブロック
図中に示されるように、バランス車速Ｘが高い時には充
電停止車速Vsを低く、バランス車速Ｘが低い時には充電
停止車速Vsを高く設定する。 ここでマップに図示した充電領域は充電を行わなければ
ならない範囲であり、停止領域は充電を停止しても良い
範囲を表している。換言すれば、バランス車速Ｘが高い
こと充電頻度が少ないことであり、バッテリは過放電状
態にある。従って、バランス車速Ｘが高いほど充電停止
車速Vsを低く設定する必要がある。 この充電停止車速Vsと車速センサ300による実車速Voと
の比較が比較手段506でなされる。この比較結果は、制
御信号出力手段507に取込まれる。 そして、制御信号出力手段507では、実車速Voが充電停
止車速Vs超過（Vo＞Vs）、バッテリ電圧センサ302によ
るバッテリ電圧が設定値未満、電気負荷100を操作する
各スイッチ400からの信号により電気負荷の使用状態が
設定値超過、及び、アイドルスイッチ303と車速センサ3
00の出力による減速判定によって車輌が減速状態外の４
つの条件のうち、少なくとも１つの条件が成立した場合
に、充電必要状態と判断してＬ信号（充電信号）を出力
する。これにより、ICレギュレータ105のトランジスタ1
10がOFFとなり、ICレギュレータ105によってオルタネー
タ109の励磁コイル108が励磁制御され、オルタネータ10
9による発電がなさる。 一方、上記制御信号出力手段507において、Vo≦Vs、バ
ッテリ電圧が設定値以上、電気負荷の使用状態が設定値
未満、及び減速状態の４つの条件が全て満足したバッテ
リ充電が不必要の場合には、充電停止（オルタネータに
よる発電不要）と判断し、Ｈ信号（充電停止信号）を出
力する。その結果、ICレギュレータ105のトランジスタ1
10がONし、定電圧ダイオード111にベース接続されてい
るトランジスタもONすることで、励磁コイル108が非励
磁となり、オルタネータ109による発電が停止され、バ
ッテリ101への充電が停止する。 このように、、バッテリ101の充電状態および運転状態
に基づき、オルタネータ109の発電制御がなされ、必要
最低限のみのオルタネータ109の発電が可能となるの
で、オルタネータ駆動によるエンジンの損失馬力が低減
されるのである。 次に、制御装置1000で実行されるオルタネータの発電制
御のプログラムの一例を、第４図のフローチャートを用
いて具体的に説明する。このプログラムは、イグニッシ
ョンスイッチのONによって制御装置1000に電源が投入さ
れると所定時間毎に実行される。 先ず、ステップS1で電気負荷100を操作する各スイッチ
からの信号をチェックし、ステップS2で電気負荷の使用
状態及びバッテリ電圧に基づき、消費電流iLを算出す
る。そしてステップS3でエンジン回転数ＮEを読込み、
ステップS4へ進んで、エンジン回転数ＮEに基づきマッ
プ参照により発電電流iAを求め、ステップS5で発電電流
iAから消費電流iLを減算して充放電量ｉを算出する。そ
の後、ステップS6で設定時間当たりの平均充放電量を算
出する際の設定時間が経過したかの判断がなされ、設定
時間を経過していない場合にはステップS7へ進んで充放
電量ｉに基づき平均充放電量Ｉを算出し、ステップS8で
平均車速Ｖを算出してルーチンを抜ける。一方、上記ス
テップS6において設定時間が経過したと判断された場合
にはステップS9へ進んで、平均車速Ｖおよび平均充放電
量Ｉを最小２乗法により直線近似し、ステップS10で、
この最小２乗法により直線近似してバランス車速Ｘを求
める。そしてステップS11に進み、バランス車速Ｘに基
づきマップ参照により充電停止車速Vsを設定する。 その後、ステップS12〜S15において、充電必要状態か充
電停止かの判断がなされ、実車速Voが充電停止車速Vs超
過Vo＞Vs（ステップS12）、バッテリ電圧が設定値未満
（ステップS13）、電気負荷100を操作する各スイッチ40
0からの信号により電気負荷の使用状態が設定値超過
（ステップS14）、及び、減速状態外（ステップS15）の
４つの条件のうち、少なくとも１つの条件が成立した場
合、充電必要状態と判断してステップS16へ進み、Ｌ信
号（充電信号）出力をセットしてルーチンを抜ける。こ
れにより、制御装置1000からICレギュレータ105のトラ
ンジスタ110のベースに与えられる外部バイアス電圧が
Ｌとなり、トランジスタ110がOFFすることで、ICレギュ
レータ105によりオルタネータ109の励磁コイル108が励
磁制御されて、オルタネータ109による発電がなされ
る。 また、実車速Voが充電停止車速Vs以下Vo≦Vs（ステップ
S12）、バッテリ電圧が設定値以上（ステップS13）、電
気負荷の使用状態が設定値未満（ステップS14）、及
び、減速状態（ステップS15）の４つの条件が全て成立
した場合には、充電停止（オルタネータによる発電不
要）と判断してステップS17へ進み、Ｈ信号（充電停止
信号）出力をセットしてルーチンを抜ける。その結果、
制御装置1000からICレギュレータ105のトランジスタ110
のベースに与えられる外部バイアス電圧がＨとなり、ト
ランジスタ110がONし、定電圧ダイオード111にベース接
続されているトランジスタもONすることで、励磁コイル
108が非励磁となり、オルタネータ109による発電が停止
され、バッテリ101への充電が停止する。
て具体的に説明する。 第１図は制御系全体の概略図を示すもので、図中符号10
9はオルタネータであり、ICレギュレータ105、交流電圧
を直流電圧に変換するダイオード整流回路106、ステー
タコイル107、励磁コイル108により構成されている。そ
してコネクタ104のＢ端子はバッテリ101のプラス側及び
電気負荷100に接続されており、Ｌ端子はチャージラン
プ102の一端に接続されている。 上記チャージランプ102はイグニッションキースイッチ1
03のONによりバッテリ101の電圧を受けて点灯し、ま
た、上記イグニッションキースイッチ103はコネクタ104
のIG端子を介してICレギュレータ105に入力電圧を与え
るようになっている。また、上記コネクタ104にはＣ端
子が別に用意されており、定電圧ダイオード111を制御
する駆動手段としてのトランジスタ110に対して、後述
するマイクロコンピュータからなる制御装置1000から外
部バイアス電圧を加えられるようになっている。 また第１図において、符号1000はマイクロコンピュータ
からなる制御装置であり、この制御装置1000に対して
は、バッテリ電圧センサ302からその時のバッテリ101の
充電状態を示すバッテリ電圧信号が、車速センサ300か
らは車速信号が、エンジン回転数センサ301からはエン
ジン回転数信号が、アイドルスイッチ303からはアイド
ル状態（スロットル全閉状態）か否かの信号がそれぞれ
入力される。また、ラジエータファン、ヘッドランプ、
ヒータブロウ、エアコン、リヤデフォッガ等の電気負荷
100を操作する各スイッチ400から電気負荷使用状態を示
す信号が与えられている。そして制御装置1000は、これ
らの入力信号を所定のプログラムスケジュールとコンピ
ュータ機能で解析して、ICレギュレータ105のトランジ
スタ110に対する外部バイアス電圧の出力制御を行うの
である。 また上記制御装置1000は、第２図に示されるように、入
力インターフェイス1401、出力インターフェイス1402,
中央処理装置（CPU）1403、ROM1404、及びRAM1405等が
アドレスバス1406、データバス1407により相互に接続さ
れ、いわゆるストアードプログラミング方式のコンピュ
ータシステムを構成している。 そして入力インターフェイス1401には、アイドルスイッ
チ303、電気負荷100を操作するエアコンスイッチ、ヘッ
ドランプスイッチ等の各スイッチ400からの各信号（電
気負荷の使用状態を示す）が入力されると共に、バッテ
リ電圧センサ302の信号をA/D変換器1409によりA/D変換
して、また、車速センサ300およびエンジン回転数セン
サ301の各信号を波形整形器1410,1411により波形整形し
てそれぞれ入力される。そしてCPU1403は、基準パルス
発生器1408から供給される基準クロックパルスに基づ
き、ROM1404に格納されている制御プログラムを所定時
間毎に実行して各入力信号を処理して制御値を演算し、
制御信号を出力インターフェイス1402から出力し、オル
タネータ109のＣ端子に作動電圧を与える。 次に、上記制御装置1000による制御機能を第３図に示す
機能ブロック図に基づき説明する。 電気負荷100を操作する各スイッチからの信号400が消費
電流算出手段500に入力され、各電気負荷の使用状態お
よびバッテリ電圧に基づき消費電流iLが演算される。ま
た、エンジン回転数センサ301からのエンジン回転数NE
に基づき発電電流演算手段501で、マップ参照により発
電電流iAを求める。そして充放電量算出手段502によ
り、上記発電電流iAから消費電流iLを減算して充放電量
ｉ（＝iA−iL）を算出する。この充放電量ｉと車速セン
サ300による車速とが演算手段503に与えられ、設定時間
当たりの平均充放電量 及び平均車速 （ｎはサンプル数）を算出し、平均車速Ｖおよび平均充
放電量Ｉを最小２乗法により直線近似する。 ここで、第３図における演算手段503のブロック図中に
マップで示す（イ）の直線は、平均車速Ｖおよび平均充
放電量Ｉを最小２乗法により直線回帰したものであり、
充放電バランス特性を示し、実験的に求めた車輌のバッ
テリが最適状態に充電されるための最適値である。すな
わち、マップの充放電バランス特性は、平均車速Ｖが運
転状態を示し、平均充放電量Ｉがバッテリの充電状態を
示すのである。そして基準値超過（平均車速Ｖを示す横
軸より上の（＋）領域）であれば充電状態、基準値未満
（横軸より下の（−）領域）であれば放電状態を示す。
従って、回帰直線（イ）が横軸と交差する点の車速Ｖ
（以下、バランス車速という）がバッテリを充電するの
に望ましい車速となる。例えば、平均車速Ｖ及び平均充
放電量Ｉを最小２乗法より直線近似した線が図より左側
に平行移動したとすれば、低い車速で横軸を横切るから
充電している頻度が多いが、逆に右側に寄れば充電して
いる頻度が少なくなることを意味する。 そしてバランス車速演算手段504で、最小２乗法により
得られた直線近似よりバランス車速Ｘを求める。このバ
ランス車速Ｘは、平均充放電量Ｉがバランスする車速を
示し、充電を行うか否かを定めるものとして用いられ
る。 このバランス車速Ｘに基づき、充電停止車速設定手段50
5で、マップ参照により充電停止車速Vsが設定される。
上記マップは固定データマップとして予めROM1404にス
トアされており、充電停止車速設定手段505のブロック
図中に示されるように、バランス車速Ｘが高い時には充
電停止車速Vsを低く、バランス車速Ｘが低い時には充電
停止車速Vsを高く設定する。 ここでマップに図示した充電領域は充電を行わなければ
ならない範囲であり、停止領域は充電を停止しても良い
範囲を表している。換言すれば、バランス車速Ｘが高い
こと充電頻度が少ないことであり、バッテリは過放電状
態にある。従って、バランス車速Ｘが高いほど充電停止
車速Vsを低く設定する必要がある。 この充電停止車速Vsと車速センサ300による実車速Voと
の比較が比較手段506でなされる。この比較結果は、制
御信号出力手段507に取込まれる。 そして、制御信号出力手段507では、実車速Voが充電停
止車速Vs超過（Vo＞Vs）、バッテリ電圧センサ302によ
るバッテリ電圧が設定値未満、電気負荷100を操作する
各スイッチ400からの信号により電気負荷の使用状態が
設定値超過、及び、アイドルスイッチ303と車速センサ3
00の出力による減速判定によって車輌が減速状態外の４
つの条件のうち、少なくとも１つの条件が成立した場合
に、充電必要状態と判断してＬ信号（充電信号）を出力
する。これにより、ICレギュレータ105のトランジスタ1
10がOFFとなり、ICレギュレータ105によってオルタネー
タ109の励磁コイル108が励磁制御され、オルタネータ10
9による発電がなさる。 一方、上記制御信号出力手段507において、Vo≦Vs、バ
ッテリ電圧が設定値以上、電気負荷の使用状態が設定値
未満、及び減速状態の４つの条件が全て満足したバッテ
リ充電が不必要の場合には、充電停止（オルタネータに
よる発電不要）と判断し、Ｈ信号（充電停止信号）を出
力する。その結果、ICレギュレータ105のトランジスタ1
10がONし、定電圧ダイオード111にベース接続されてい
るトランジスタもONすることで、励磁コイル108が非励
磁となり、オルタネータ109による発電が停止され、バ
ッテリ101への充電が停止する。 このように、、バッテリ101の充電状態および運転状態
に基づき、オルタネータ109の発電制御がなされ、必要
最低限のみのオルタネータ109の発電が可能となるの
で、オルタネータ駆動によるエンジンの損失馬力が低減
されるのである。 次に、制御装置1000で実行されるオルタネータの発電制
御のプログラムの一例を、第４図のフローチャートを用
いて具体的に説明する。このプログラムは、イグニッシ
ョンスイッチのONによって制御装置1000に電源が投入さ
れると所定時間毎に実行される。 先ず、ステップS1で電気負荷100を操作する各スイッチ
からの信号をチェックし、ステップS2で電気負荷の使用
状態及びバッテリ電圧に基づき、消費電流iLを算出す
る。そしてステップS3でエンジン回転数ＮEを読込み、
ステップS4へ進んで、エンジン回転数ＮEに基づきマッ
プ参照により発電電流iAを求め、ステップS5で発電電流
iAから消費電流iLを減算して充放電量ｉを算出する。そ
の後、ステップS6で設定時間当たりの平均充放電量を算
出する際の設定時間が経過したかの判断がなされ、設定
時間を経過していない場合にはステップS7へ進んで充放
電量ｉに基づき平均充放電量Ｉを算出し、ステップS8で
平均車速Ｖを算出してルーチンを抜ける。一方、上記ス
テップS6において設定時間が経過したと判断された場合
にはステップS9へ進んで、平均車速Ｖおよび平均充放電
量Ｉを最小２乗法により直線近似し、ステップS10で、
この最小２乗法により直線近似してバランス車速Ｘを求
める。そしてステップS11に進み、バランス車速Ｘに基
づきマップ参照により充電停止車速Vsを設定する。 その後、ステップS12〜S15において、充電必要状態か充
電停止かの判断がなされ、実車速Voが充電停止車速Vs超
過Vo＞Vs（ステップS12）、バッテリ電圧が設定値未満
（ステップS13）、電気負荷100を操作する各スイッチ40
0からの信号により電気負荷の使用状態が設定値超過
（ステップS14）、及び、減速状態外（ステップS15）の
４つの条件のうち、少なくとも１つの条件が成立した場
合、充電必要状態と判断してステップS16へ進み、Ｌ信
号（充電信号）出力をセットしてルーチンを抜ける。こ
れにより、制御装置1000からICレギュレータ105のトラ
ンジスタ110のベースに与えられる外部バイアス電圧が
Ｌとなり、トランジスタ110がOFFすることで、ICレギュ
レータ105によりオルタネータ109の励磁コイル108が励
磁制御されて、オルタネータ109による発電がなされ
る。 また、実車速Voが充電停止車速Vs以下Vo≦Vs（ステップ
S12）、バッテリ電圧が設定値以上（ステップS13）、電
気負荷の使用状態が設定値未満（ステップS14）、及
び、減速状態（ステップS15）の４つの条件が全て成立
した場合には、充電停止（オルタネータによる発電不
要）と判断してステップS17へ進み、Ｈ信号（充電停止
信号）出力をセットしてルーチンを抜ける。その結果、
制御装置1000からICレギュレータ105のトランジスタ110
のベースに与えられる外部バイアス電圧がＨとなり、ト
ランジスタ110がONし、定電圧ダイオード111にベース接
続されているトランジスタもONすることで、励磁コイル
108が非励磁となり、オルタネータ109による発電が停止
され、バッテリ101への充電が停止する。
本発明は、以上詳述したように、運転状態およびバッテ
リの充電状態に応じて交流発電機の発電制御が行われる
ので、交流発電機による発電を必要最低限に抑制するこ
とが可能となり、交流発電機駆動によるエンジンの損失
馬力を低減することができ、燃費が改善されるなど優れ
た効果を有する。
リの充電状態に応じて交流発電機の発電制御が行われる
ので、交流発電機による発電を必要最低限に抑制するこ
とが可能となり、交流発電機駆動によるエンジンの損失
馬力を低減することができ、燃費が改善されるなど優れ
た効果を有する。
第１図は本発明の一実施例を示す制御系の概略図、 第２図は制御装置の概略構成図、 第３図は制御装置の機能を示す機能ブロック図、 第４図は本発明の交流発電機の発電制御のプログラムの
一例を示すフローチャート、 第５図は従来例の回路構成図である。 100……電気負荷、 101……バッテリ、 103……イグニッションキースイッチ、 105……ICレギュレータ、 106……ダイオード整流回路（全波整流回路）、 107……ステータコイル、 108……励磁コイル、 109……交流発電機（オルタネータ）、 110……トランジスタ（駆動手段）、 300……車速センサ、 301……エンジン回転数センサ、 302……バッテリ電圧センサ、 303……アイドルスイッチ、 400……スイッチ、 500……消費電流算出手段、 501……発電電流演算手段、 502……充放電量算出手段、 503……演算手段、 504……バランス車速演算手段、 505……充電停止車速設定手段、 506……比較手段、 507……制御信号出力手段、 1000……制御装置。
一例を示すフローチャート、 第５図は従来例の回路構成図である。 100……電気負荷、 101……バッテリ、 103……イグニッションキースイッチ、 105……ICレギュレータ、 106……ダイオード整流回路（全波整流回路）、 107……ステータコイル、 108……励磁コイル、 109……交流発電機（オルタネータ）、 110……トランジスタ（駆動手段）、 300……車速センサ、 301……エンジン回転数センサ、 302……バッテリ電圧センサ、 303……アイドルスイッチ、 400……スイッチ、 500……消費電流算出手段、 501……発電電流演算手段、 502……充放電量算出手段、 503……演算手段、 504……バランス車速演算手段、 505……充電停止車速設定手段、 506……比較手段、 507……制御信号出力手段、 1000……制御装置。
Claims (1)
- 【請求項１】車輌用エンジンにより駆動される交流発電
機のステータコイルを全波整流回路を介してバッテリに
接続すると共に、イグニッションキースイッチがオンの
時にICレギュレータを介して交流発電機の励磁コイルを
制御するものにおいて、 エンジン回転数に基づき設定される発電電流から消費電
流を減算して充放電量を算出する充放電量算出手段と、 設定時間毎に、上記充放電量に基づき設定時間当りの平
均充放電量を演算すると共に、車速に基づき設定時間当
たりの平均車速を演算する演算手段と、 設定時間毎に、上記平均充放電量および上記平均車速に
基づき、充放電がバランスするバランス車速を演算する
バランス車速演算手段と、 上記バランス車速に基づき、充電を行うか否かを決定す
るための充電停止車速を設定する充電停止車速設定手段
と、 上記充電停止車速と実車速とを比較する比較手段と、 上記実車速が充電停止車速以下、且つバッテリ充電が不
必要と判断される設定条件の成立時には充電停止信号を
出力し、実車速が充電停止車速よりも高いとき、あるい
は上記設定条件の非成立時には充電信号を出力する制御
信号出力手段とを備え、 さらに、上記ICレギュレータは、上記制御信号出力手段
からの出力信号に応じ、充電信号入力時には該ICレギュ
レータによる調整機能を働かせて上記交流発電機の出力
電圧を制御させると共に、充電停止信号入力時には交流
発電機の励磁コイルを非励磁として交流発電機による発
電を停止させる駆動手段を備えたことを特徴とする車輌
用交流発電機の発電制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124762A JPH07106037B2 (ja) | 1985-06-08 | 1985-06-08 | 車輌用交流発電機の発電制御装置 |
| US06/871,028 US4682097A (en) | 1985-06-08 | 1986-06-05 | Charging system for an automotive engine |
| DE19863618868 DE3618868A1 (de) | 1985-06-08 | 1986-06-05 | Ladesystem fuer einen kraftfahrzeugmotor |
| GB08613833A GB2176666B (en) | 1985-06-08 | 1986-06-06 | Charging system for an automotive battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60124762A JPH07106037B2 (ja) | 1985-06-08 | 1985-06-08 | 車輌用交流発電機の発電制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61285032A JPS61285032A (ja) | 1986-12-15 |
| JPH07106037B2 true JPH07106037B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=14893481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60124762A Expired - Lifetime JPH07106037B2 (ja) | 1985-06-08 | 1985-06-08 | 車輌用交流発電機の発電制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4682097A (ja) |
| JP (1) | JPH07106037B2 (ja) |
| DE (1) | DE3618868A1 (ja) |
| GB (1) | GB2176666B (ja) |
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- 1985-06-08 JP JP60124762A patent/JPH07106037B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1986
- 1986-06-05 DE DE19863618868 patent/DE3618868A1/de active Granted
- 1986-06-05 US US06/871,028 patent/US4682097A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-06 GB GB08613833A patent/GB2176666B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4682097A (en) | 1987-07-21 |
| GB2176666A (en) | 1986-12-31 |
| JPS61285032A (ja) | 1986-12-15 |
| GB8613833D0 (en) | 1986-07-09 |
| DE3618868A1 (de) | 1986-12-11 |
| DE3618868C2 (ja) | 1988-12-22 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |