JPH05191933A - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

車両用発電機の制御装置

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JPH05191933A
JPH05191933A JP18316692A JP18316692A JPH05191933A JP H05191933 A JPH05191933 A JP H05191933A JP 18316692 A JP18316692 A JP 18316692A JP 18316692 A JP18316692 A JP 18316692A JP H05191933 A JPH05191933 A JP H05191933A
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豪俊 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリの充電状態を適正に保ち、エンジン
燃費の向上を図る。 【構成】 発電機1はエンジン7により回転駆動され、
発電電圧は界磁コイルをON−OFF励磁するトランジ
スタ31により目標値に維持される。発電電圧目標値は
エンジン回転数、発電率、スロットルスイッチの信号に
基づいて目標値変更回路5により変更される。通常はバ
ッテリ開放端子電圧に近い13Vの目標値の下で発電制
御され、エンジン負担が軽減されて燃費が向上する。こ
の間に発電率が90〜99%になると上記目標値は1
4.5Vに変更され、バッテリの速やかな充電を行って
過放電を防止する。アイドリングとなり、エンジン回転
数が650rpm以下で発電率が70%以下になると発
電電圧目標値は再び13Vに戻され、バッテリの過充電
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両用発電機の制御装置
に関し、特に発電電圧を適正に変更してバッテリの過充
電を効果的に防止するとともに、発電に要する車両の燃
費を改善できる車両用発電機の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の車両用発電機の制御装置では、バ
ッテリへの充電を速やかになすためにバッテリ開放端子
電圧(例えば12.8V)よりもかなり高い一定の発電
電圧(例えば14.5V)を維持するように制御してい
るが、これでは発電能力に比して電気負荷が小さい場合
にはバッテリの充電を促進し、満充電状態にする可能性
がある。そして満充電後もこの状態が続けばエンジン負
担を大きくして燃費を悪化せしめるとともに、バッテリ
の過充電を生じることがある。
【0003】そこで、例えば特開昭59−103529
号公報では、発電機の界磁巻線に通電するスイッチング
トランジスタの導通率(すなわち発電機の発電率)平均
値よりバッテリの充電状態を予測して、発電電圧を変更
することにより適正な充電を行う制御装置が提案されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記提案の制御装置は
バッテリの充電状態を適正に維持できる優れた機能を発
揮するものであるが、導通率がバッテリの充電状態を良
く示すためには比較的長い平均時間を必要とするため、
用途によっては即応性にやや欠けるという問題があっ
た。
【0005】本発明はかかる課題を解決するもので、電
気負荷の変動、及び走行状態による発電能力の変動に対
し、充分な応答性を有して発電機の発電電圧を変更して
バッテリの充電状態を適正に保つとともに車両の燃費の
向上をも実現した車両用発電機の制御装置を提供するも
のである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の構成を説明する
と、固定子巻線および界磁巻線を有し、エンジンにより
回転駆動されるとともに電気負荷への電力供給およびバ
ッテリへの充電を行う発電機1と、上記発電機1の回転
数を検出する回転数検出手段2と、上記発電機1の発電
電圧を目標値に維持するように制御する発電電圧制御手
段3と、上記発電機1の発電率を検出する発電率検出手
段4と、一の発電電圧目標値の下で上記発電率が所定値
以上となる累積時間が一定値を越えた時に上記発電電圧
目標値を高く変更するとともに、この高く変更した状態
で、発電機回転数が所定回転数よりも低くかつ発電率が
他の所定値よりも小さくなった時に上記発電電圧目標値
をもとの低い値に戻す目標値変更手段5とより制御装置
を構成している。
【0007】
【作用】上記構成の制御装置において、発電電圧目標値
を低くしてバッテリの充電を抑制した制御時に発電率が
所定値以上の場合、バッテリは放電している可能性があ
ると判断し、その状態の累積時間が一定値を越えた時、
上記発電電圧目標値を高く変更して速やかな充電を行な
う。一方、発電機回転数が所定回転数よりも低くかつ発
電率が他の所定値よりも小さくなった時には、バッテリ
の充電電流が減少し、充電状態が良好になったと判断
し、この場合は上記発電電圧目標値をもとの低い値に戻
す。これにより、バッテリの過充電が回避されるととも
に無駄な発電がなされないから車両の燃費も向上する。
【0008】なお、低い側の発電電圧目標値をバッテリ
の満充電時の開放端子電圧近くに設定しておけば、バッ
テリの充電が抑制されて過充電が回避されるとともに、
発電機の発電能力が負荷電流を上回っている状態、すな
わち発電率が100%になっていなければ、バッテリは
放電されず、バッテリ上りの心配もない。また急速なバ
ッテリ充電を必要としない通常時にはエンジン負担が大
きく軽減され、燃費も大幅に改善される。
【0009】発電機の回転数が低い車両アイドリング状
態では、バッテリの満充電をより確実に検出することが
できる。
【0010】
【実施例1】図1において、発電機1は固定子巻線たる
電機子コイル11と、界磁巻線たる界磁コイル12、お
よび全波整流器13より構成され、界磁コイル12がエ
ンジン7により回転駆動されてその回転数に応じて発電
能力が増減する。界磁コイル12は発電電圧制御回路3
のスイッチングトランジスタ31によりON−OFF通
電される。かかるトランジスタ31の作動はコンパレー
タ32の出力により制御され、該コンパレータ32には
D/Aコンバータ33からの発電電圧目標値信号Vre
gとバッテリ6のフィードバック電圧信号VF が入力し
ており、この結果バッテリ電圧は、目標値変更回路5の
I/Oポート52を経て上記D/Aコンバータ33に与
えられる目標値に追従一致せしめられる。
【0011】目標値変更回路5は、演算装置(CPU)
51およびROM53、RAM54を含んでおり、上記
CPU51は、発電率検出回路4、スロットルスイッチ
検出回路81、およびエンジン回転数(すなわち発電機
回転数)検出回路2からの各信号を上記I/Oポート5
2を経て入力して後述の手順により発電電圧目標値Vr
egを変更設定する。上記発電率検出回路4は上記トラ
ンジスタ31のコレクタ電圧を入力し、充分短い時間平
均でその導通率すなわち発電率を検出する。スロットル
検出スイッチ81はアクセル全閉状態を検出するもので
あり、全閉状態の検出とエンジン回転数検出回路2の検
出値とにより、アイドル状態及び減速状態を知るもので
ある。すなわち、アクセル全閉でエンジン回転数が所定
値以下であればアイドル状態と判断し、アクセル全閉で
エンジン回転数が所定値以上であれば減速状態と判断す
る。
【0012】アイドル回転数制御装置(ISC)82が
設けられ、エンジンアイドル状態では上記I/Oポート
52を経て出力される設定回転数にエンジン回転数を制
御する。上記各回路にはキースイッチ83の投入により
定電圧電源86より作動電力が供給される。上記バッテ
リ6には負荷スイッチ84を介してヘッドランプ、ブロ
アモータ、電動ファン等の電気負荷85が並列接続され
ている。
【0013】図2にはCPUの処理プログラムを示す。
本プログラムは例えば10ms毎のタイマ割込みで起動
する。ステップ101では発電電圧目標値Vregを1
3Vに設定し、カウンタα、βをそれぞれ0にリセット
する。また、アイドル状態でのアイドル回転数は600
rpmに設定される。上記13Vはバッテリ満充電時の
開放端子電圧が12.8Vであることを考慮したもの
で、この状態でバッテリの充電状態が満充電近くであれ
ばバッテリ6への充電は殆どなされず、電気負荷への電
力供給も低減され発電機負担が軽減されて燃費が向上す
る。
【0014】ステップ102では車両減速中を判定し、
減速中であれば上記目標値Vregを15Vに上げてブ
レーキ制動で無駄に消費されるエネルギーをバッテリ6
へ回生する(ステップ103)。ステップ105ではV
reg1 が13Vか確認し、ステップ106以降に進
む。
【0015】減速中のみ目標値Vregを高くすること
により、減速中の制動エネルギーを効果的にバッテリに
回生でき、減速後にすみやかに目標値Vregをもとの
低い値に戻すと、減速中に流れた充電電流によりバッテ
リの開放端子電圧が短期間上昇する。これを利用してバ
ッテリから負荷電流が取り出され、発電機1の発電量を
低減できるためエンジン負担はより大きく軽減され、燃
費がさらに改善される。
【0016】ステップ106では発電率(Duty)が
A(例えば90〜100%)以上であるか確認する。発
電率がA以上である場合には、バッテリから電気負荷へ
放電されている可能性が高い。そこでステップ107,
108にてカウンタαをカウントアップし、そのカウン
ト値が所定値Bを越えると、バッテリ6の充電が必要と
判断してVreg1 (=Vreg ステップ104参
照)を14.5Vに上げる(ステップ109)。これに
より、バッテリ6の速やかな充電が開始される。ステッ
プ110ではカウンタαをリセットし、カウンタβを5
にセットする。
【0017】発電電圧目標値Vregが14.5Vに上
昇せしめられた後は、ステップ105からステップ11
1に進んでアイドル状態か確認する。このアイドル状態
の確認は、アクセルの全閉とエンジン回転数の低下によ
り行う。アイドル状態である場合にはステップ112に
て所定時間内の平均Dutyが80〜99%になるよう
にアイドル回転数制御を行い、この状態でアイドル回転
数NeがE以下になったか確認する。このEはアイドル
回転数の下限値(600rpm)に近い例えば650r
pmとする。
【0018】Ne≦Eでステップ114以下に進み、D
utyがF(例えば70%)以下であればカウンタβを
カウントアップし(ステップ115)、Fより大きけれ
ば0までの範囲でカウントダウンする(ステップ11
6)。そしてステップ117にてカウンタβがG(例え
ば10)以上になるとVreg1 を13Vに戻し(ステ
ップ118)、アイドル回転数も600rpmに落とす
(ステップ119)。
【0019】すなわち、上記ステップ114〜117
で、充分低いエンジン回転数で発電率が比較的小さい状
態が多く続くことを確認し、この場合は発電能力に余裕
がありバッテリは満充電であるとして発電電圧目標値を
下げ、エンジン負担を軽減するとともにアイドル回転数
を下げる。これにより、バッテリの過充電が避けられ、
エンジン燃費は更に向上せしめられる。
【0020】なお、上記実施例において、ISC制御を
行わない場合には、ステップ112,113,119は
省略される。また、判定の確実性を上げるためのステッ
プ115〜117は必ずしも必要ではない。
【0021】
【実施例2】図3には本発明の他の実施例を示し、上記
実施例のエンジン回転数検出回路2に代えて車速検出回
路9が設けてある。他の回路構成は上記実施例と同一で
ある。
【0022】以下、図4のフローチャートを参照して制
御装置の作動を説明する。ステップ201では、発電目
標電圧Vregを14.5Vに設定するとともにカウン
タαをリセットする。
【0023】続いて車両がアイドリング中か否か確認す
る(ステップ202)。これは、アクセル全閉で車速が
例えば2Km/h以下であることにより確認する。そし
て、このアイドリング状態で発電機1の発電率(Dut
y)が所定値F以下であると(ステップ203)、過充
電を防止するためにVreg1(=Vreg ステップ
207参照)を、バッテリ85の開放端子電圧に近い1
3Vに変更する(ステップ204)。
【0024】ステップ205では車両が減速中か否か確
認する。これは、スロットル弁が全閉で車速が例えば5
Km/h以上であることにより確認する。車両減速中で
あればステップ206でVregを15Vに変更して、
減速で無駄に消費されるエネルギーをバッテリ6に回生
する。これにより、減速終了後には充電分極によりバッ
テリ電圧が高くなる(13V以上)ため、発電機1の発
電は殆どなされず、車両燃費が向上する。
【0025】減速が終了するとステップ207でVre
gをVreg1に戻し、ステップ208〜ステップ20
9でDutyが所定値Aを越える回数がB以上になる
と、バッテリが放電気味であるとしてVreg1を1
4.5Vに変更するとともにカウンタαをリセットする
(ステップ211,212)。これにより、車両減速時
以外のバッテリ6の充電が開始される。
【0026】本実施例によっても上記実施例1と同様の
効果がある。
【0027】
【発明の効果】以上の如く、本発明の制御装置によれ
ば、バッテリの充電状態を確実に判定して速やかに発電
電圧目標値を変更することにより、バッテリの過充放電
を生じず、かつエンジン燃費の向上をも図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における制御装置の回路図で
ある。
【図2】目標値変更回路の演算装置のプログラムフロー
チャートである。
【図3】本発明の他の実施例における制御装置の回路図
である。
【図4】目標値変更回路の演算装置のプログラムフロー
チャートである。
【符号の説明】
1 発電機 2 エンジン回転数検出回路(回転数検出手段) 3 発電電圧制御回路(発電電圧制御手段) 4 発電率検出回路(発電率検出手段) 5 目標値変更回路(目標値変更手段) 6 バッテリ 7 エンジン 9 車速検出回路(アイドル検出手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定子巻線および界磁巻線を有し、エン
    ジンにより回転駆動されるとともに電気負荷への電力供
    給およびバッテリへの充電を行う発電機と、上記発電機
    の回転数を検出する回転数検出手段と、上記発電機の発
    電電圧を目標値に維持するように制御する発電電圧制御
    手段と、上記発電機の発電率を検出する発電率検出手段
    と、一の発電電圧目標値の下で上記発電率が所定値以上
    となる累積時間が一定値を越えた時に上記発電電圧目標
    値を高く変更するとともに、この高く変更した状態で、
    発電機回転数が所定回転数よりも低くかつ発電率が他の
    所定値よりも小さくなった時に上記発電電圧目標値をも
    との低い値に戻す目標値変更手段とを具備する車両用発
    電機の制御装置。
  2. 【請求項2】 固定子巻線および界磁巻線を有し、エン
    ジンにより回転駆動されるとともに電気負荷への電力供
    給およびバッテリへの充電を行う発電機と、車両がアイ
    ドリング中であることを検出するアイドル検出手段と、
    上記発電機の発電電圧を目標値に維持するように制御す
    る発電電圧制御手段と、上記発電機の発電率を検出する
    発電率検出手段と、一の発電電圧目標値の下で上記発電
    率が所定値以上となる累積時間が一定値を越えた時に上
    記発電電圧目標値を高く変更するとともに、この高く変
    更した状態で、車両がアイドリング中でかつ発電率が他
    の所定値よりも小さくなった時に上記発電電圧目標値を
    もとの低い値に戻す目標値変更手段とを具備する車両用
    発電機の制御装置。
  3. 【請求項3】 車両の減速状態を検出する手段をさらに
    設け、上記目標値変更手段は、上記発電電圧目標値の低
    い値をバッテリが満充電時の端子開放電圧近傍の値とす
    るとともに、車両の減速状態が検出された時に上記発電
    電圧目標値を、上記高い値以上の値に変更するように設
    定されている請求項1または請求項2記載の車両用発電
    機の制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986000290A1 (fr) * 1984-06-27 1986-01-16 Eun Hee Kwon Composition pour ciment hydraulique a grande resistance
US7902798B2 (en) 2007-03-12 2011-03-08 Nippon Soken, Inc. Electric power generation control apparatus for vehicle alternator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986000290A1 (fr) * 1984-06-27 1986-01-16 Eun Hee Kwon Composition pour ciment hydraulique a grande resistance
US7902798B2 (en) 2007-03-12 2011-03-08 Nippon Soken, Inc. Electric power generation control apparatus for vehicle alternator

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