JPH05933B2 - - Google Patents

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JPH05933B2
JPH05933B2 JP58090965A JP9096583A JPH05933B2 JP H05933 B2 JPH05933 B2 JP H05933B2 JP 58090965 A JP58090965 A JP 58090965A JP 9096583 A JP9096583 A JP 9096583A JP H05933 B2 JPH05933 B2 JP H05933B2
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JP
Japan
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voltage
generator
conductivity
output current
charging generator
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JP58090965A
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JPS59216429A (ja
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Takeshi Sada
Taketoshi Kato
Nobuo Mayumi
Hajime Matsuhashi
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用充電発電機の出力電圧を制御し
てバツツリ充電電圧を一定に保つ車両充電発電機
用制御装置に関するものである。
車両用充電発電機はエンジンに連結せしめられ
てその回転数が広範囲に変化する上に、発電機に
接続されるバツテリや電装品等の電気負荷の大き
さも一定ではない。そこで、これら回転数や負荷
の変動にかかわらず、バツテリに供給する電圧を
一定にしてバツテリの充電を適正に行なうべく上
記発電機にはその出力電圧(以下発電電圧とい
う)を制御する制御装置(以下レギユレータとい
う)が付設される。ところで、発電機よりバツテ
リへは充電出力線によつて電力が供給されるが、
充電出力線の配線抵抗により、発電電圧を一定に
保つても必ずしもバツテリ充電電圧(以下単にバ
ツテリ電圧という)は一定とならない。そこで従
来はバツテリ電圧を直接フイードバツクしてこれ
を所定電圧にすべく発電電圧を制御するいわゆる
バツテリセンシング方式が一般的であつたが、近
年レギユレータがIC化されてコンパクトになり
発電機に一体に設置されるに伴ない、フイードバ
ツク用配線や配線端子を必要とする上記方式の問
題点がクローズアツプされてきた。
本発明は上記問題点に鑑み、バツテリ電圧を直
接フイードバツクすることなく、正確にバツテリ
電圧あるいはバツテリの充電状態を予測してこれ
らを適正に維持できるレギユレータを提供するこ
とを目的とするもので、これにより、フイードバ
ツク用配線や配線端子が不要となり、配線の手間
がなくなる上に断線等のおそれもなく、信頼性が
格段に向上した。
すなわち、本発明のレギユレータは第1図にそ
の全体構成を示す如く、車両充電発電機の界磁巻
線電流を制御して該発電機の出力電圧を、与えら
れた設定電圧に保つスイツチング手段と、該スイ
ツチング手段の導通率を検出し、導通率に応じた
出力信号を発する導通率検出手段と、上記充電発
電機の回転数を検出し、回転数に応じた出力信号
を発する回転数検出手段と、基準となる所定の設
定電圧下での、スイツチング手段の導通率と充電
発電機の回転数をパラメータとした充電発電機の
出力電流値をマツプとして記憶する記憶手段と、
上記所定の設定電圧を与えた時のスイツチング手
段の実際の導通率と充電発電機の実際の回転数よ
り上記マツプを参照して出力電流を決定するとと
もに、決定された出力電流の大小に応じて上記ス
イツチング手段に与える設定電圧を補正変更する
設定電圧発生手段とを具備している。
そして、好ましい態様としては、上記設定電圧
発生手段は、決定された上記出力電流よりバツテ
リに至る充電出力線中の電圧降下分を見込んでバ
ツテリ電圧を推定し、推定されたバツテリ電圧を
目標バツテリ電圧に近づけるべく、上記スイツチ
ング手段に与える設定電圧を補正変更するように
設定されている。
上記構成によれば、スイツチング手段の実際の
導通率と充電発電機の実際の回転数より充電発電
機の出力電流を決定しているから、この出力電流
によりバツテリの充電状態が良く推定され、スイ
ツチング手段に与える設定電圧を補正変更するこ
とにより、バツテリの充電状態を良好に保つこと
ができる。
また、好ましい態様によれば、上記決定された
出力電流よりバツテリ電圧が推定されるから、こ
れを目標バツテリ電圧に近づけるべく上記設定電
圧を補正変更することにより、バツテリの充電状
態をさらに良好に保つことができる。
以下、図示の実施例により本発明を説明する。
第2図において1は充電発電機、2はスイツチ
ング回路、3は導通率検出回路、4は回転数検出
回路、5はマルチプレクサ、6はA/Dコンバー
タ、7は入力インターフエース、8はマイクロコ
ンピユータ、9は出力インターフエース、10は
D/Aコンバータ、14は車載バツテリ、15は
電装品等の電気負荷である。車載バツテリ14お
よび電気負荷15は充電出力線13により充電発
電機1と接続されており、図中Rは出力線13の
配線抵抗を示す。
充電発電機1は電機子巻線11と界磁巻線12
とを有し、界磁巻線12が励磁されると電機子巻
線11に起電力が生じる。
スイツチング回路2はスイツチング用トランジ
スタ21とコンパレータ22で構成されている。
コンパレータ22にはD/Aコンバータ10の設
定電圧信号Vsが入力されるとともに発電機1の
発電電圧Vpがフイードバツクされており、この
比較結果よりトランジスタ21を介して発電機1
の界磁巻線12をスイツチングすることにより発
電機1の発電電圧Vpは常に設定電圧Vsに一致す
るように制御される。
導通率検出回路3はコンパレータ31と平滑回
路32よりなり、コンパレータ31の負入力端子
はトランジスタ21のコレクタが接続してある。
トランジスタ21のコレクタ電圧はトランジスタ
21の導通時には低下し、非導通時には上昇す
る。したがつて、トランジスタ21が導通してそ
のコレクタ電圧が基準電圧Vcより低下するとコ
ンパレータ31の出力は「1」レベルとなり、ト
ランジスタ21が非導通状態ではコンパレータ3
1の出力は「0」レベルとなる。かくの如く変化
するコンパレータ31の出力は平滑回路32で平
均化され、そのデユーテイ比に比例した、すなわ
ちトランジスタ21の導通率に比例した出力信号
3aとして出力される。
回転数検出回路4はコンパレータ41とF/V
変換器42よりなり、コンパレータ41の正入力
端子は充電発電機1の電機子巻線11の一つと接
続されている。上記電機子巻線11には発電機1
の回転数に等しい周波数の交流電圧が発生する。
そしてコンパレータ41は上記交流電圧が正電圧
となつた場合に「1」レベルとなる出力信号を発
し、したがつて、コンパレータ41の出力信号周
波数は発電機1の回転数に等しい。コンパレータ
41の出力信号はF/V変換機42に入力され、
出力信号の周波数に比例した、すなわち発電機1
の回転数に比例した出力信号4aとして出力され
る。
上記導通率出力信号3aおよび回転数出力信号
4aはマルチプレクサ5により交互に選択され、
A/Dコンバータ6にてデジタル値に変換された
後、入力インターフエース7を介してマイクロコ
ンピユータ8に読み込まれる。
マイクロコンピユータ8は上記各出力信号3
a,4aよりバツテリ電圧を予測し、予測したバ
ツテリ電圧と目標とするバツテリ電圧との差に基
づいてその差を小さくすべく発電機1の発電設定
電圧Vsを決定し、出力インターフエス9および
D/Aコンバータ10を介して出力する。
さて、以下、第3図に示すフローチヤートによ
り上記マイクロコンピユータ8における演算手順
と、これにより制御されるレギユレータの作動を
説明する。
ステツプ301にて設定電圧Vsを初期値Voと
し、ステツプ302にてこれを出力する。これに
よりスイツチング回路2(第2図参照)を介して
発電機1の発電電圧Vpは上記初期値Voに制御さ
れる。この初期値は12V系のレギユレータでは通
常14.5V程度とする。
次にステツプ303,304にて、導通率検出
回路3および回転数検出回路4よりそれぞれ導通
率信号3a、回転数信号4aを入力する。
ところで、発電電圧Vpを一定とした場合、発
電機1の平均出力電流Ivはスイツチング用トラン
ジスタ21の導通率をパラメータとして発電機1
の回転数変化に伴ない第4図の如く変化する。こ
こで、図中線x、y、zはそれぞれ導通率100%、
80%、50%における出力電流Ivの変化を示すもの
である。
そして、本実施例ではあらかじめ発電電圧を一
定とした(本実施例では14.5V)場合の上記導通
率および回転数における出力電流Ivを実験により
測定し、出力電流用マツプとしてコンピユータ8
のメモリ内に記憶してある。
そこで、ステツプ305では上記ステツプ30
3,304で入力した導通率信号3a、回転数信
号4aに基づき、あらかじめメモリ内に用意した
上記出力電流用マツプを参照してその時の出力電
流Ivを決定する。
続いて、ステツプ306ではあらかじめ測定し
た充電出力線13(第2図参照)の配線抵抗Rと
上記出力電流Ivより出力線13における電圧低下
分Vdを算出し、ステツプ307にて現在の発電
設定電圧Vsより上記電圧低下分Vdを差し引いて
バツテリ電圧VBを算出する。なお、上記配線抵
抗Rは通常10mΩ程度である。
ステツプ308ではステツプで算出したバツテ
リ電圧VBと目標とするバツテリ電圧VBOとを比較
し、バツテリ電圧VBが目標バツテリ電圧VBOより
小さい場合にはステツプ309にて発電設定電圧
Vsを一定量Aだけ上昇せしめ、反対にバツテリ
電圧VBが目標バツテリ電圧VBOより大きい場合に
はステツプ310にて発電設定電圧Vsを一定量
Aだけ下降せしめて、次のステツプ311でそれ
ぞれD/Aコンバータ10(第2図参照)に出力
する。バツテリ電圧VBと目標バツテリ電圧VBO
一致している場合には発電設定電圧Vsは従来の
ままである。
以上の各ステツプを周期的に繰り返すことによ
りバツテリ電圧VBが常に目標バツテリ電圧VBO
(12v系バツテリでは14v)に一致するように発電
機1の発電電圧Vpが制御される。なお、上記一
定量Aはコンピユータ8の演算周期等を勘案して
適当な値とする。
その具体例を説明すると、発電設定電圧Vsが
14.5Vで、目標バツテリ電圧VBOが14Vの場合、発
電機回転数と導通率より決定された出力電流が
60Aであると、推定されるバツテリ電圧VB
0.6Vの電圧低下分を見込んで13.9Vとなる。そこ
で、上記一定量Aとして例えば0.01Vが上記Vsに
加算されて上記発電設定電圧Vsが14.51Vに変更
される。
発電設定電圧Vsが上昇変更された状態では導
通率はやや低下するため、この状態で14.5Vを基
準とした出力電流マツプを読むと誤差を生じる
が、最も定常的な出力電流値(50A)の前後にお
いてバツテリ電圧を±0.1V程度の範囲内で補償
する場合には上記誤差は問題とならない。
このように、本発明のレギユレータはあらかじ
めコンピユータ内に用意した出力電流マツプに基
づいて、その時のスイツチング用トランジスタの
導通率と発電機回転数より発電機出力電流を決定
し、充電出力線中の電圧降下を算出して正確にバ
ツテリ電圧を予測し、これを目標バツテリ電圧と
一致せしめるように発電機の発電電圧を制御する
ので、実際のバツテリ電圧をフイードバツクする
必要はなく、したがつて、フイードバツク用配線
やこのための配線端子は不要である。しかして、
配線の手間がなくなるとともに断線や接触不良も
解消し、信頼性はきわめて高いものとなる。
なお、上記実施例において、出力電流中のリツ
プル分は電流の増大に伴なつて大きくなる。した
がつて、実際のバツテリ電圧の平均値は電流が大
きくなるとともに予測したバツテリ電圧よりもや
や低くなる傾向がある。そこで、この傾向を見込
んで、コンピユータ内で出力電流が大きくなるに
つれて発電機の発電設定電圧を高めに補正すれ
ば、さらに精度の良いバツテリ電圧の制御が可能
である。
その場合、各出力電流Ivに対する目標バツテリ
電圧VBOを予めマツプ内に記憶設定しておき、そ
の都度現時点の出力電流Ivに対応するVBOを読出
してこのVBOと計算により求めたバツテリ電圧VB
とを比較するようにしてもよい。
なお、上記実施例では、導通率と回転数の両パ
ラメータより発電機の出力電流Ivを読出すための
マツプを予め用意しておき、この出力電流Ivと配
線抵抗Rよりその都度電圧低下分Vdを算出して、
Vs−Vd=VBよりバツテリ電圧VBを算出してい
るが、これに対し、予め配線抵抗Rを考慮し、導
通率と回転数とより直接最適な目標発電電圧VG
を読出すためのマツプを用意しておき、そ都度導
通率と回転数より目標発電電圧VGを読出し、実
際の発電機の発電電圧がこの電圧VGに一致する
ように発電状態を制御するようにしてもよい。そ
の際、目標発電電圧VGとしては、所定タイミン
グ毎に読出す値をそのまま用いてもよいし、また
直前までに読出した値とを平均化処理した値など
を用いるようにしてもよく、発電電圧を目標値に
安定的に制御するために種々の処理が考えられ
る。
また、上記実施例では、デジタル回路により本
発明を実現しているが、種々の関数発生器等を用
いてアナログ回路により実現するようにしてもよ
い。
上記実施例では決定された出力電流より充電出
力線中の電圧低下を見込んでバツテリ電圧を推定
し、発電設定電圧を変更しているが、上記出力電
流を例えば長期的に平均化することによりバツテ
リの充電状態を推定して発電設定電圧を変更する
ようにもできる。
以上の如く、本発明の車両充電発電機用制御装
置はきわめて優れた性能を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す図、第2図はその
回路図、第3図はマイクロコンピユータの演算フ
ローチヤート、第4図はスイツチング用トランジ
スタの導通率を変えた場合の発電機回転数とその
出力電流の関係を示す図である。 1……充電発電機、2……スイツチング回路、
3……導通率検出回路、4……回転数検出回路、
8……マイクロコンピユータ、13……充電出力
線、14……バツテリ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 車両充電発電機の界磁巻線電流を制御して該
    発電機の出力電圧を、与えられた設定電圧に保つ
    スイツチング手段と、該スイツチング手段の導通
    率を検出し、導通率に応じた出力信号を発する導
    通率検出手段と、上記充電発電機の回転数を検出
    し、回転数に応じた出力信号を発する回転数検出
    手段と、基準となる所定の設定電圧下での、スイ
    ツチング手段の導通率と充電発電機の回転数をパ
    ラメータとした充電発電機の出力電流値をマツプ
    として記憶する記憶手段と、上記所定の設定電圧
    を与えた時のスイツチング手段の実際の導通率と
    充電発電機の実際の回転数より上記マツプを参照
    して出力電流を決定するとともに、決定された出
    力電流の大小に応じて上記スイツチング手段に与
    える設定電圧を補正変更する設定電圧発生手段と
    を具備する車両充電発電機用制御装置。 2 上記設定電圧発生手段は、決定された上記出
    力電流よりバツテリに至る充電出力線中の電圧降
    下分を見込んでバツテリ電圧を推定し、推定され
    たバツテリ電圧を目標バツテリ電圧に近づけるべ
    く上記スイツチング手段に与える設定電圧を補正
    変更するように設定されている特許請求の範囲第
    1項記載の車両充電発電機用制御装置。
JP58090965A 1983-05-24 1983-05-24 車両充電発電機用制御装置 Granted JPS59216429A (ja)

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JP2004506887A (ja) * 2000-08-17 2004-03-04 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電気機械のトルクの検出方法及び装置

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WO2015181884A1 (ja) * 2014-05-27 2015-12-03 新電元工業株式会社 バッテリ充電装置

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