JP2005045928A

JP2005045928A - 車両用発電機の電圧制御装置

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Publication number: JP2005045928A
Application number: JP2003278061A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nishisato; 鉄也西里; Kentaro Kimura; 健太郎木村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: JP4049044B2

Abstract

【課題】バッテリがラジエータ用ファンの車両後方側に配置されている場合でも、バッテリの液温を精度よく推定して、バッテリを適切に充電することができる車両用発電機の電圧制御装置を提供する。
【解決手段】車速Ｖ及び吸気温度Ｋに基づいてバッテリの液温を推定して発電機の出力電圧を制御する車両用発電機の電圧制御装置において、車速Ｖが所定車速α以下のときは、ラジエータファンの作動状態に基づいてバッテリの液温を推定し、この推定液温ＴＳに基づいて発電機の出力電圧Ｕを制御する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する車両用発電機の電圧制御装置に関し、発電機の出力電圧をバッテリ液温に応じて制御する技術の分野に属する。

一般に、自動車等の車両には、エアコンやヘッドランプ等の電気負荷に電力を供給するバッテリと、上記電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する発電機とが備えられ、このバッテリの充電電流を制御するために発電機の出力電圧の制御が行われるが、バッテリは、電解液の液温が変化すると、極板を構成する活物質と電解液との化学反応の速度に変化が生じて、同じ電圧を印加した場合でも充電電流が変化する性質を有し、これに伴って、例えば、バッテリの残容量が所定容量となるように充電する場合に、充電電圧及び充電時間を一定とすると、液温が高いときには液温が標準のときよりもバッテリ充電電流が多くなってバッテリの過充電が生じ、電解液減少の促進や寿命の低下という問題が生じることがある。

この問題に対処するものとして、特許文献１に、吸気温度、吸入空気量、及び車速に基づいてバッテリの液温を推定し、該推定液温に基づいて発電機の発電電圧を制御することによりバッテリの過充電を防止するものが開示されている。

特開平３−２５６５３９号公報

ところで、バッテリは、気温が低い環境におかれたときよりも気温が高い環境におかれたときの方が寿命が短くなる傾向があることから、この寿命の短縮を防止するため、走行風の当たりやすい車体前部側に配置するのが望ましい。しかし、車体の最前部には一般にラジエータや該ラジエータ用のファンが配置されるため、通常、バッテリはこれらよりも車体後方側に配置されることとなる。

その場合、上記ラジエータ用ファンの作動時には、ラジエータ周囲に生ずる熱気が熱風となって車体後方側に送風されることとなるが、車両が比較的高速で走行中は、走行風により熱風が攪乱されるから、バッテリやその近傍に熱風が吹き付けられることがなく、バッテリの液温上昇が抑制される。一方、車両が停車中や比較的低車速で走行中は、走行風が生じずまたはあまり生じないから、熱風がほとんど攪乱されないままバッテリ等に吹き付けられ、バッテリの液温上昇が促進される。つまり、バッテリの液温がラジエータ用ファンの作動状態により変化することとなるが、特許文献１に記載のバッテリ液温推定方法では、ラジエータ用ファンの作動状態を考慮していないから、バッテリ液温の推定精度が低下するのである。しかも、ラジエータ用ファン作動時においては、実際の液温の方が推定液温よりも高くなりやすく、前述したバッテリの過充電が生じやすくなるのでより問題である。

そこで、本発明は、バッテリがラジエータ用ファンの車体後方側に配置されている場合でも、バッテリの液温を精度よく推定して、バッテリを適切に充電することができる車両用発電機の電圧制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段と、該水温検出手段で検出された水温に基づいてラジエータ用ファンの作動を制御するファン制御手段とが備えられ、かつ、上記ラジエータ用ファンの車体後方側に備えられて車両用電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンに駆動されて上記電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、車速を検出する車速検出手段と、エンジンの吸気温を検出する吸気温検出手段と、これらの検出手段で検出された車速及び吸気温に基づいてバッテリの液温を推定する第１液温推定手段と、該液温推定手段で推定されたバッテリ液温に基づいて上記発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段とが備えられた車両用発電機の電圧制御装置であって、上記ファン制御手段によるラジエータ用ファンの作動状態に基づいてバッテリの液温を推定する第２液温推定手段が備えられ、上記電圧制御手段は、上記車速検出手段で検出された車速が所定車速以下のときは、第２液温推定手段で推定されたバッテリ液温に基づいて上記発電機の出力電圧を制御することを特徴とする。

また、本願の請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、第１発明において、電圧制御手段は、第２液温推定手段で検出された液温が高いほど発電機出力電圧を低下させることを特徴とする。

そして、本願の請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、第１発明または第２発明において、第２液温推定手段は、ラジエータ用ファンの作動時は、バッテリの液温が単位時間当たり第１所定量で上昇しているものと推定し、ラジエータ用ファンの非作動時は、バッテリの液温が上記第１所定量よりも小さな第２所定量で変化しているものと推定することを特徴とする。

さらに、本願の請求項４に記載の発明（以下、第４発明という）は、第３発明において、第２液温推定手段は、ラジエータ用ファンの作動時及び非作動時におけるバッテリの推定液温の収束温度を予め設定し、ラジエータ用ファン作動時に推定液温がファン作動時における収束温度に達したときは、以後、ラジエータ用ファンが作動している間、ファン作動時における収束温度を推定液温とし、ラジエータ用ファン非作動時に推定液温がファン非作動時における収束温度に達したときは、以後、ラジエータ用ファンが作動し始めるまでの間、ファン非作動時における収束温度を推定液温とすることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、第１発明によれば、第２液温推定手段により、ラジエータ用ファンの作動状態に基づいてバッテリの液温が推定されるから、ラジエータ用ファンの作動状態が変化してもバッテリの液温を精度よく推定することができる。また、車速が所定車速以下のときに、ラジエータ用ファンの作動状態に基づいて推定された液温に基づいて発電機の出力電圧が制御されるから、バッテリの過充電を防止して、バッテリの液減りや寿命低下を防止することができる。

また、第２発明によれば、検出された液温が高いほど発電機出力電圧が低下されるから、バッテリの過充電を確実に防止することができる。

また、第３発明によれば、ラジエータ用ファンの作動時は、バッテリ液温が単位時間当たり第１所定量で上昇しているものと推定され、ラジエータ用ファンの非作動時は、バッテリ液温が第１所定量よりも小さな第２所定量で変化しているものと推定されるから、ラジエータ用ファンの作動状態毎の液温上昇の実態に即して精度よくバッテリの液温を推定することができる。なお、バッテリ液温が第２所定量で変化とは、バッテリ液温が第２所定量で上昇する場合（第２所定量が正の値の場合）、バッテリ液温が維持される場合（第２所定量がゼロの場合）、及びバッテリ液温が第２所定量で低下する場合（第２所定量が負の値の場合）を含む。

そして、第４発明によれば、ラジエータ用ファン作動時に推定液温がファン作動時における収束温度に達したときは、以後、ラジエータ用ファンが作動している間、ファン作動時における収束温度が推定液温とされ、ラジエータ用ファン非作動時に推定液温がファン非作動時における収束温度に達したときは、以後、ラジエータ用ファンが作動し始めるまでの間、ファン非作動時における収束温度が推定液温とされるから、推定液温が本来生じないような温度となることが防止される。換言すれば、本来生じないような温度に基づいて発電機の発電電圧が制御されることがないので、バッテリに不適切な電圧が印加されることがなく、安定した充電状態を維持することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１に示すように、本発明を実施するための最良の形態に係る車両１には、エアコン、ヘッドランプ、デフォッガ等の車両用電気負荷２に電力を供給するバッテリ３と、エンジン４（図２参照）に駆動されて上記車両用電気負荷２に電力を供給すると共にバッテリ３を充電する発電機５とが備えられている。ここで、バッテリ３は自動車用に一般的に用いられる鉛蓄電池であり、発電機５はオルタネータ及び出力電圧調整用のレギュレータ等で構成されている。

また、図２に示すように、この車両１の車体前部には、上記エンジン４を収容するエンジンルーム６が備えられていると共に、該車体前部における最前面（図面左側）には上記エンジンルーム６内に走行風を導入するためのフロントグリル７が開口され、該フロントグリル７の車体後方側には、エンジン４の冷却水を冷却するラジエータ８と、該ラジエータ８を強制冷却するラジエータファン９とが設けられている。また、上記バッテリ３は、ラジエータファン９の車体後方側（図面右側）でかつエンジン４の車体前方側（図面左側）に配置され、発電機５はエンジン４の側方に配置されている。

また、この車両１には、図１に示すように、上記発電機５の出力電圧Ｕを制御するコントロールユニット１０と、車速Ｖを検出する車速センサ１１と、エンジンの吸気温度Ｋを検出する吸気温センサ１２と、エンジンの冷却水温Ｗを検出する水温センサ１３と、バッテリ３の充放電電流を検出する電流センサ１４とが備えられており、コントロールユニット１０は、これらのセンサからの信号を入力し、その信号に基づいて発電機５の出力電圧Ｕを制御することにより、バッテリ３の充放電、すなわちバッテリ３の残容量を制御する。また、コントロールユニット１０は、上記水温センサ１３で検出された冷却水温Ｗに基づいて上記ラジエータファン９の作動を制御する。

ところで、背景技術で説明したように、バッテリ３がラジエータファン９の後方側に配置されていると、車両１が比較的低速で走行しまたは停車しているときに該ファン９が作動した場合、ラジエータ８から発散された熱気がバッテリ３またはその近傍に吹き付けられ、この結果、バッテリ３の液温がラジエータファン９の非作動時よりも大きく上昇して、バッテリ液温の推定精度が低下するという問題がある。しかも、ラジエータファン９の作動時においては、実際の液温の方が推定液温よりも高くなりやすく、バッテリ３の過充電の問題が生じやすくなる。

そこで、本発明を実施するための最良の形態においては、車速センサ１１で検出された車速Ｖが所定車速α以下のときは、ラジエータファン９の作動状態に基づいてバッテリ３の液温を推定すると共に、この液温に基づいて上記発電機５の出力電圧Ｕを制御するように構成している。以下、図３のフローチャートを用いて、本制御の詳細について説明する。なお、本フローチャートによる制御は、所定周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１〜Ｓ３では、車速センサ１１で検出された車速Ｖ、吸気温センサ１２で検出された吸気温度Ｋ、及び水温センサ１３で検出された冷却水温Ｗを読み込む。次いで、ステップＳ４では、推定液温ＴＳの初期値が設定済か否かを判定し、ＮＯのとき、すなわち、推定液温ＴＳの初期値が未設定のときは、ステップＳ５で、上記吸気温度Ｋ及び冷却水温Ｗに基づいて推定液温ＴＳの初期値を設定する。ここで、この初期値は、図４に示すマップに基づいて設定され、吸気温度Ｋが高いほど、また、冷却水温Ｗが高いほど、高い値に設定される。なお、本実施の形態に係る制御においては、イグニッションスイッチがＯＦＦとされたときに推定液温ＴＳがクリアされ、その後、イグニッションスイッチがＯＮとされたときに、１回目のステップＳ４の判定でＮＯと判定され、ステップＳ５で推定液温ＴＳの初期値が設定されることとなる。

一方、ステップＳ４の判定がＹＥＳのとき、すなわち推定液温ＴＳの初期値が設定済のときは、さらに、ステップＳ６で、車速Ｖが所定車速α以下か否かを判定する。ここで、車速Ｖがこの所定車速αより大きい場合とは、例えば車両が比較的高速で走行しているような場合であり、車速Ｖがこの所定車速α以下の場合とは、例えば車両が比較的低速で走行しあるいは停車しているような場合である。

そして、このステップＳ６の判定がＮＯのとき、すなわち車速Ｖが所定車速α以下でないときは、ステップＳ７で、車速Ｖ、吸気温度Ｋ、及び冷却水温Ｗに基づいて推定液温ＴＳを算出し、一方、ステップＳ６の判定がＹＥＳのとき、すなわち車速Ｖが所定車速α以下のときは、ステップＳ８以後のステップで、上記ラジエータファン９の作動状態に基づいてバッテリの液温を推定する。

すなわち、まずステップＳ８では、冷却水温Ｗが所定水温β以上か否かを判定する。ここで、この所定水温βはラジエータファン９の作動制御に関する水温であり、該ラジエータファン９は、冷却水温Ｗが所定水温β以上のときに作動し、冷却水温Ｗが所定水温β未満のときは停止するように制御される。

そして、このステップＳ８の判定がＹＥＳのとき、すなわち、冷却水温Ｗが所定水温β以上であり、ラジエータファン９が作動しているときは、ステップＳ９で、ファン作動時の収束温度ＴＨを設定する。ここで、この収束温度ＴＨは吸気温度Ｋに基づいて設定され、その特性は、吸気温度Ｋが高いほど収束温度ＴＨが高くなる特性とされている。本実施の形態においては、収束温度ＴＨは、図５に示すように、吸気温度Ｋが、０℃以下の場合は２０℃と設定され、０℃より高く２０℃以下の場合は４０℃と設定され、２０℃より高く４０℃以下の場合は６０℃と設定され、４０℃より高い場合は８０℃と設定される。

次いで、ステップＳ１０では、推定液温ＴＳと上記収束温度ＴＨとが等しいか否かを判定し、ＮＯのとき、すなわち推定液温ＴＳと上記収束温度ＴＨとが等しくないとき（状態Ａ）は、ステップＳ１１で、上記推定液温ＴＳに所定値ΔＴＨを加算した値を、新たな推定液温ＴＳとして設定する。すなわち、バッテリ３の液温が上昇しているものと推定するのである。ここで、上記所定値ΔＴＨは、収束温度ＴＨから推定液温ＴＳを減算して得られる偏差ΔＨに基づいて設定され、その特性は、この偏差ΔＨが大きいほど所定値ΔＴＨが高くなる特性とされている。本実施の形態においては、所定値ΔＴＨは、図６に示すように、上記偏差ΔＨが、０℃より大きく１０℃以下の場合は１℃と設定され、１０℃より大きく２０℃以下の場合は２℃と設定され、２０℃より大きい場合は３℃と設定される。これは、バッテリ３の液温上昇の実態が、収束温度ＴＨに接近するにつれて上昇率が小さくなる傾向を有することから、同じ状態Ａであっても、収束温度ＴＨに接近するにつれて上記ΔＴＨの値を小さくすることにより、実際の液温上昇状態に精度よく近似させることを目的とするものである。なお、図６の所定値ΔＴＨは１分当りの変化量を示し、本制御の１制御周期毎には、この１分当りの変化量を１制御周期当りに換算した量が加算される。

一方、上記ステップＳ１０の判定がＹＥＳのとき、すなわち推定液温ＴＳと上記収束温度ＴＨとが等しいとき（状態Ｂ）は、ステップＳ１２で、推定液温ＴＳとしてステップＳ９で設定された収束温度ＴＨを設定する。つまり、推定液温ＴＳが時間の経過により上記収束温度ＴＨにまで上昇したときは、これ以上液温が上昇しないものと推定するのである。

一方、上記ステップＳ８の判定がＮＯのとき、すなわち、冷却水温Ｗが所定水温β未満であり、ラジエータファン９が作動していないときは、ステップＳ１３で、ファン非作動時の収束温度ＴＬを設定する。ここで、この収束温度ＴＬは、収束温度ＴＨ同様、吸気温度Ｋに基づいて設定され、その特性は、収束温度ＴＨ同様、吸気温度Ｋが高いほど収束温度ＴＬが高くなる特性とされているが、その値は、収束温度ＴＨよりも低い値とされている。これは、ファン作動時は、ファン非作動時よりも、ラジエータファン９による熱風でバッテリ３が温度上昇しやすいことを反映したものである。本実施の形態においては、収束温度ＴＬは、図５に示すように、吸気温度Ｋが、０℃以下の場合は１０℃と設定され、０℃より高く２０℃以下の場合は３０℃と設定され、２０℃より高く４０℃以下の場合は５０℃と設定され、４０℃より高い場合は７０℃と設定される。

次いで、ステップＳ１４では、推定液温ＴＳと上記収束温度ＴＬとが等しいか否かを判定し、ＮＯのとき、すなわち推定液温ＴＳと上記収束温度ＴＨとが等しくないときは、さらに、ステップＳ１５で、推定液温ＴＳが上記収束温度ＴＬより低いか否かを判定する。

そして、このステップＳ１５の判定がＹＥＳのとき、すなわち、推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより低いとき（状態Ｄ）は、ステップＳ１６で、上記推定液温ＴＳに所定値ΔＴＬ１を加算した値を、新たな推定液温ＴＳとして設定し、ステップＳ１５の判定がＮＯのとき、すなわち、推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより低くないとき（状態Ｃ）は、ステップＳ１７で、上記推定液温ＴＳに所定値ΔＴＬ２を加算した値を、新たな推定液温ＴＳとして設定する。ここで、上記所定値ΔＴＬ１は、収束温度ＴＬから推定液温ＴＳを減算して得られる偏差ΔＬに基づいて設定され、その特性は、上記所定値ΔＴＨ同様、この偏差ΔＬが大きいほどΔＴＬ１が大きくなる特性とされているが、その値は、所定値ΔＴＨよりも小さい値とされている。本実施の形態においては、図７に示すように、ΔＴＬ１は、上記偏差ΔＬが、０℃より大きく１０℃以下の場合は０．５℃と設定され、１０℃より大きく２０℃以下の場合は１℃と設定され、２０℃より大きい場合は１．５℃と設定される。

また、上記所定値ΔＴＬ２は、上記所定値ΔＴＬ１同様、収束温度ＴＬから推定液温ＴＳを減算して得られる偏差ΔＬに基づいて設定される。また、その特性は、この偏差ΔＬが小さくなるほど（マイナス側に大きくなるほど）所定値ΔＴＬ２が小さくなる（マイナス側に大きくなる）特性とされている。本実施の形態においては、所定値ΔＴＬ２は、図８に示すように、上記偏差ΔＬが、０℃より小さく−１０℃以上の場合は−１℃と設定され、−１０℃より小さく−２０℃以上の場合は−２℃と設定され、−２０℃より小さい場合は−３℃と設定される。なお、図７，図８の所定値ΔＴＬ１，ΔＴＬ２は、ΔＴＨ同様、１分当りの変化量を示し、この１分当りの変化量を１制御周期当りに換算した量が、本制御の１制御周期毎に加算されることとなる。

一方、上記ステップＳ１４の判定がＹＥＳのとき、すなわち推定液温ＴＳと上記収束温度ＴＬとが等しいとき（状態Ｅ）は、ステップＳ１８で、推定液温ＴＳとしてステップＳ１３で設定された収束温度ＴＬを設定する（上記所定値ΔＴＬ１，ΔＴＬ２をゼロとする動作に該当する）。つまり、推定液温ＴＳが時間の経過により上記収束温度ＴＬにまで上昇あるいは低下したときは、これ以上液温が変化しないものと推定するのである。

そして、ステップＳ１９では、以上のように設定された推定液温ＴＳに基づいて、各制御周期毎に発電機５の出力電圧Ｕが制御されることとなる。その場合に、この出力電圧Ｕは、図９に示すように、推定液温ＴＳが高いほど低い値に制御される。これによれば、バッテリ３の過充電を確実に防止することができる。

次に、本制御の作用について図１０のタイムチャートを用いて説明する。なお、本説明では、吸気温度Ｋが４０℃より高く、車両１が停車している場合（車速Ｖ＝０）について説明する。

すなわち、時刻ｔ１に、乗員によってイグニッションスイッチがＯＮとされた場合、まず、推定液温ＴＳの初期値が、このときの吸気温度Ｋ及び冷却水温Ｗに基づいて設定される。なお、図に示す例では、初期値として３０℃に設定されている。そして、エンジン４の運転が継続し、これに伴って冷却水温Ｗが上昇して上記所定値β以上となったとき（時刻ｔ２）に、ラジエータファン９が作動される。その場合に、この時刻ｔ２に至る前は、ラジエータファン９が作動しておらず、かつ推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより低い状態Ｄにあり、液温は、ΔＴＬ１／分の上昇率で上昇しているものと推定する。なお、この場合、ΔＴＬ１の値としては、推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより２０℃を超えて低い（ΔＨ＞２０）から、１．５℃／分が適用される。

そして、時刻ｔ２にラジエータファン９が作動した時点では、推定液温ＴＳが収束温度ＴＨより低い状態Ａにあり、液温は、ΔＴＨ／分の上昇率で上昇しているものと推定する。なお、この場合、ΔＴＨの値は、推定液温ＴＳが収束温度ＴＨより２０℃を超えて低い値（ΔＨ＞２０）である間は、３℃／分が適用され、推定液温ＴＳが収束温度ＴＨより１０℃〜２０℃低い値（１０＜ΔＨ≦２０）である間は、２℃／分が適用される。これによれば、実際の液温上昇状態に推定液温ＴＳを精度よく近似させることができる。

そして、この時刻ｔ２以後のラジエータファン９の作動により冷却水温Ｗが所定値βより低くなったとき（時刻ｔ３）は、ラジエータファン９の作動が停止することとなるが、その場合、推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより低い状態Ｄにあるため、液温は、ΔＴＬ１／分の上昇率で上昇しているものと推定する。なお、この場合、ΔＴＬ１の値は、推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより０℃〜１０℃低い値（０＜ΔＬ≦１０）であり、０．５℃／分が適用される。

そして、この時刻ｔ３以後のラジエータファン９の作動停止中に推定液温ＴＳが上昇して収束温度ＴＬに達したとき、すなわち推定液温ＴＳと収束温度ＴＬとが等しくなったとき（時刻ｔ４、状態Ｅ）は、以後、ラジエータファン９が再度作動するまでの間、上記収束温度ＴＬを、推定液温ＴＳとする。すなわち、液温が収束温度ＴＬに収束したと推定する。

そして、この時刻ｔ３以後のラジエータファン９の作動停止により冷却水温Ｗが所定値β以上に上昇したとき（時刻ｔ５）は、ラジエータファン９が再度作動することとなるが、その場合、推定液温ＴＳが収束温度ＴＨより低い状態Ａにあることから、液温は、ΔＴＨ／分の上昇率で上昇しているものと推定する。なお、この場合、ΔＴＨの値は、推定液温ＴＳが収束温度ＴＨより０℃〜１０℃低い値（０＜ΔＨ≦１０）であり、１℃／分が適用される。

そして、この時刻ｔ５以後のラジエータファン９の作動中に推定液温ＴＳが上昇して収束温度ＴＨに達したとき、すなわち推定液温ＴＳと収束温度ＴＨとが等しくなったとき（時刻ｔ６、状態Ｂ）は、以後、ラジエータファン９が再度停止するまでの間、上記収束温度ＴＨを、推定液温ＴＳとする。すなわち、液温が収束温度ＴＨに収束したと推定する。

そして、この時刻ｔ５以後のラジエータファン９の作動により冷却水温Ｗが所定値βより低くなったとき（時刻ｔ７）は、ラジエータファン９の作動が停止することとなるが、その場合、推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより高い状態Ｃにあることから、液温は、ΔＴＬ２／分の低下率で低下しているものと推定する。なお、この場合、ΔＴＬ２の値は、推定液温ＴＳが収束温度ＴＬより０℃〜１０℃高い値（０＞ΔＬ≧−１０）であり、−１℃／分が適用される。

そして、この時刻ｔ７以後のラジエータファン９の作動停止中に推定液温ＴＳが低下して収束温度ＴＬに達したとき、すなわち推定液温ＴＳと収束温度ＴＬとが等しくなったとき（時刻ｔ８、状態Ｅ）は、以後、ラジエータファン９が再度作動するまでの間、上記収束温度ＴＬを、推定液温ＴＳとする。すなわち、液温が収束温度ＴＬに収束したと推定する。

そして、この時刻ｔ７以後のラジエータファン９の作動停止により冷却水温Ｗが所定値β以上に上昇したとき（時刻ｔ９）は、ラジエータファン９が再度作動することとなるが、その場合、前述の時刻ｔ５以後の状態Ａと同様の状態であり、液温も同様に推定されることとなる。

なお、本例は、前述したように、吸気温度Ｋが４０℃より高い場合について説明したが、例えば、吸気温度Ｋが４０℃以下になれば、収束温度ＴＨ，ＴＬが６０℃及び５０℃に設定され、該収束温度ＴＨ，ＴＬに向けて推定液温ＴＳが低下することとなる。

以上説明したように、本発明を実施するための最良の形態によれば、車速Ｖが所定車速α以下のときは、ラジエータファン９の作動状態に基づいてバッテリ３の液温が推定されるから、ラジエータファン９の作動状態が変化してもバッテリ３の液温を精度よく推定することができる。また、ラジエータファン９の作動状態に基づいて精度よく推定された液温に基づいて発電機５の出力電圧Ｕが制御されるから、バッテリ３の過充電を防止して、バッテリ３の液減りや寿命低下を防止することができる。

しかも、推定液温ＴＳが高いほど発電機の出力電圧Ｕを低下させるから、バッテリ３の過充電を確実に防止することができる。

また、ラジエータファン９の作動時は、バッテリ３の液温が単位時間当たり第１の所定量ΔＴＨで上昇しているものと推定し、ラジエータファン９の非作動時は、バッテリ液温が上記第１の所定量ΔＴＨよりも小さな第２の所定量ΔＴＬ１，ΔＴＬ２で変化しているものと推定するから、ラジエータファン９の作動状態毎の液温上昇の実態に即して精度よくバッテリ３の液温を推定することができる。

そして、ラジエータファン９の作動時及び非作動時におけるバッテリ液温の収束温度ＴＨ，ＴＬを予め設定し、ラジエータファン９の作動時に推定液温ＴＳがファン作動時における収束温度ＴＨに達したときは、以後、ラジエータファン９が作動している間、ファン作動時における収束温度ＴＨを推定液温ＴＳとし、ラジエータファン９の非作動時に推定液温ＴＳがファン非作動時における収束温度ＴＬに達したときは、以後、ラジエータファン９が作動し始めるまでの間、ファン非作動時における収束温度ＴＬを推定液温ＴＳとするから、推定液温ＴＳが本来生じないような温度となることが防止される。換言すれば、本来生じないような温度に基づいて発電機５の発電電圧Ｕが制御されることがないので、バッテリ３に不適切な電圧が印加されることがなく、安定した充電状態を維持することができる。

なお、前述した本発明を実施するための最良の形態では、収束温度ＴＨ，ＴＬは、吸気温度Ｋに基づいて段階的に変化させたが、連続的に変化させてもよい。

また、本実施の形態では、車速及び吸気温に基づいてバッテリの液温を推定する第１液温推定手段に加えて、ラジエータ用ファンの作動状態に基づいてバッテリの液温を推定する第２液温推定手段を別途設け、車速が所定車速以下のときは、第２液温推定手段で推定されたバッテリ液温に基づいて発電機の出力電圧を制御するようにしたが、これに限らず、例えば、車速が所定車速以下のときは、第１液温推定手段で推定されたバッテリ液温をラジエータ用ファンの作動状態に基づいて補正し、この補正された液温に基づいて発電機の出力電圧を制御するようにしてもよい。

本発明は、車両用電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する発電機が備えられた車両に広く好適に適用することができる。

本発明を実施するための最良の形態に係る車両用電力設備及び制御の構成図である。同車両の車体前部構造の概要図である。バッテリの液温推定及び発電機の出力電圧制御のフローチャートの一例である。推定液温の初期値の特性図である。推定液温の収束温度のテーブルである。液温推定に用いられる所定値ΔＴＨのテーブルである。同所定値ΔＴＬ１のテーブルである。同所定値ΔＴＬ２のテーブルである。推定液温に対する発電機の出力電圧の特性図である。本制御の作用を示すタイムチャートの一例である。

符号の説明

１車両
２車両用電気負荷
３バッテリ
４エンジン
５発電機
６エンジンルーム
８ラジエータ
９ラジエータファン（ラジエータ用ファン）
１０コントロールユニット（電圧制御手段、第１液温推定手段、第２液温推定手段、ファン制御手段）
１１車速センサ（車速検出手段）
１２吸気温センサ（吸気温検出手段）
１３水温センサ（水温検出手段）
ＴＨ収束温度（ラジエータ用ファン作動時におけるバッテリ液温の収束温度）
ＴＬ収束温度（ラジエータ用ファン非作動時におけるバッテリ液温の収束温度）
ＴＳ推定液温
ΔＴＨ所定値（第１所定量）
ΔＴＬ１，ΔＴＬ２所定値（第２所定量）

Claims

エンジンの冷却水温を検出する水温検出手段と、該水温検出手段で検出された水温に基づいてラジエータ用ファンの作動を制御するファン制御手段とが備えられ、かつ、上記ラジエータ用ファンの車体後方側に備えられて車両用電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンに駆動されて上記電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、車速を検出する車速検出手段と、エンジンの吸気温を検出する吸気温検出手段と、これらの検出手段で検出された車速及び吸気温に基づいてバッテリの液温を推定する第１液温推定手段と、該液温推定手段で推定されたバッテリ液温に基づいて上記発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段とが備えられた車両用発電機の電圧制御装置であって、上記ファン制御手段によるラジエータ用ファンの作動状態に基づいてバッテリの液温を推定する第２液温推定手段が備えられ、上記電圧制御手段は、上記車速検出手段で検出された車速が所定車速以下のときは、第２液温推定手段で推定されたバッテリ液温に基づいて上記発電機の出力電圧を制御することを特徴とする車両用発電機の電圧制御装置。
電圧制御手段は、第２液温推定手段で検出された液温が高いほど発電機の出力電圧を低下させることを特徴とする請求項１に記載の車両用発電機の電圧制御装置。
第２液温推定手段は、ラジエータ用ファンの作動時は、バッテリの液温が単位時間当たり第１所定量で上昇しているものと推定し、ラジエータ用ファンの非作動時は、バッテリの液温が上記第１所定量よりも小さな第２所定量で変化しているものと推定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用発電機の電圧制御装置。
第２液温推定手段は、ラジエータ用ファンの作動時及び非作動時におけるバッテリの推定液温の収束温度を予め設定し、ラジエータ用ファン作動時に推定液温がファン作動時における収束温度に達したときは、以後、ラジエータ用ファンが作動している間、ファン作動時における収束温度を推定液温とし、ラジエータ用ファン非作動時に推定液温がファン非作動時における収束温度に達したときは、以後、ラジエータ用ファンが作動し始めるまでの間、ファン非作動時における収束温度を推定液温とすることを特徴とする請求項３に記載の車両用発電機の電圧制御装置。