JP2005051920A - Voltage controller of generator for vehicle - Google Patents
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Abstract
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車両の運転状態に応じて制御する技術の分野に属する。 The present invention relates to a voltage control device for a vehicular generator that supplies electric power to a vehicular electrical load and charges a battery, and belongs to the field of technology for controlling an output voltage of a generator in accordance with a driving state of the vehicle.
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ており、この種のバッテリの充電方法としては一定電圧で常時充電する方法が従来一般的であったが、このような充電方法によると、エンジン出力が車両の走行以外に発電機の駆動にも常時費やされて車両の加速性能が損なわれるため、所望の加速性能を得ようとするとエンジン出力を増大させる必要があり、エンジンの燃費を低下させてしまう。 A vehicle such as an automobile is provided with a battery for supplying electric power to an electric load such as an air conditioner or a headlamp, and a generator for supplying electric power to the electric load and charging the battery. As a charging method, a method of always charging at a constant voltage has been generally used. However, according to such a charging method, the engine output is always spent not only for driving the vehicle but also for driving the generator, so that the vehicle is accelerated. Since the performance is impaired, it is necessary to increase the engine output to obtain the desired acceleration performance, and the fuel consumption of the engine is reduced.
これに対処するものとして、例えば特許文献1には、加速時等の非減速時には発電機の出力電圧をバッテリ電圧付近に低下させてバッテリから電気負荷に電力を供給し(バッテリを放電させ)、減速時には発電機の出力電圧をバッテリ電圧より高くして発電機から電気負荷及びバッテリに電力を供給(バッテリを充電)するものが開示されている。これによれば、加速時等の非減速時には発電機の駆動に費やされるエンジン出力が減少して加速性能を向上させることができると共に、減速時には回生エネルギを利用してバッテリを充電することができ、これらによりエンジンの燃費の向上が達成されることとなる。
To deal with this, for example, in
ところで、この特許文献1のような充電方法によると、非減速状態が長時間継続したときには、時間の経過と共にバッテリの残存容量が低下してバッテリ上がりを生じる虞がある。そこで、これを防止するため、バッテリの残存容量が所定容量にまで低下したときは、上記減速状態か否かに基づく電圧切換制御を一時中止して、この残存容量が上記所定容量以上に維持されるように発電機の出力電圧を制御する方式を採用することがあり、これによれば、非減速状態が長時間継続した場合でもバッテリの残存容量が上記所定容量以上に維持されることとなる。
By the way, according to the charging method as in
ところで、上記所定の容量は、例えばエンジンの次回の始動性等を考慮して設定されるが、上記制御方式によると、エンジンの停止時にバッテリの残存容量が上記所定容量付近にまで低下している状態が生じることがあり、その場合、この停止後長期間にわたりエンジンが作動されることなく、つまりバッテリが充電されることなく放置されると、バッテリの自然放電により、残存容量が上記所定容量以下に低下し、次回エンジン始動時の始動性を悪化させる虞があり、また、バッテリが過放電状態となって、バッテリが劣化する虞がある。 By the way, the predetermined capacity is set in consideration of, for example, the next startability of the engine, but according to the control method, the remaining capacity of the battery is reduced to the vicinity of the predetermined capacity when the engine is stopped. In such a case, if the engine is not operated for a long period of time after this stoppage, that is, if the battery is left without being charged, the remaining capacity is less than the above predetermined capacity due to spontaneous discharge of the battery. There is a risk that the startability at the next engine start will deteriorate, and there is a risk that the battery will be overdischarged and the battery will deteriorate.
一方、近年、GPS(グローバル・ポジショニング・システム)により現在地を検出し、目的地への走行経路を地図情報に基づいて自動的に設定するナビゲーションシステムが広く利用されるようになってきており、例えば、特許文献2には、ハイブリッド車両においてこのナビゲーションシステムの地図情報等に基づいて走行モータ駆動用バッテリの残量を制御するものが開示されている。すなわち、道路地図情報等に基づいて出発地と目的地との間の走行経路上のバッテリ残量目標値を予めスケジューリングすると共に、実際に検出したバッテリ残量が上記目標値に近づくようにモータ及びエンジンの出力を調整することにより、バッテリを効率的に充電してバッテリの過充電やバッテリ残量の過度の低下を防止するものである。
On the other hand, in recent years, navigation systems that detect the current location by GPS (Global Positioning System) and automatically set a travel route to the destination based on map information have been widely used.
しかしながら、この特許文献2に記載の技術は、ハイブリッド車の走行用モータを駆動するバッテリを如何に効率的に充電するかという点に主眼がおかれた制御となっており、これを、燃費改善を目的として減速状態か否かにより発電機の出力電圧を制御する非ハイブリッド車のバッテリにそのまま適用することはできない。すなわち、非ハイブリッド車両における前述したエンジン始動時の始動性等の問題の改善には適用することができない。
However, the technique described in
そこで、本発明は、ナビゲーションシステムを用いて、電圧切換制御による燃費の向上を達成し、かつエンジン停止後の車両の長時間放置によるバッテリ残存容量の低下に伴うエンジンの始動性悪化及びバッテリの劣化を防止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。 Therefore, the present invention achieves improvement in fuel consumption by voltage switching control using a navigation system, and deterioration of engine startability and battery deterioration due to a decrease in remaining battery capacity due to leaving the vehicle for a long time after the engine is stopped. It is an object of the present invention to provide a voltage control device for a vehicular generator that can prevent the above-described problem.
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。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured as follows.
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、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、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段と、該検出手段で検出されたバッテリ残存容量を所定容量以上に保持しながら、上記発電機によるバッテリ充電制御のための出力電圧を、上記運転状態検出手段で検出された運転状態に応じて、バッテリの充電を促進する高電圧と、バッテリの充電を抑制して放電状態とさせる低電圧とに切換制御する電圧制御手段とが備えられ、かつ、現在地を検出して目的地への走行経路を地図情報に基づいて設定するナビゲーション手段が備えられた車両用発電機の電圧制御装置であって、上記ナビゲーション手段で設定された走行経路の情報に基づいて現在地から目的地までの走行距離または走行時間を算出する第1走行量算出手段と、上記目的地到着時におけるバッテリの目標残存容量として上記所定容量よりも大きな容量を設定する目標残存容量設定手段と、バッテリを上記高電圧で充電する場合における単位走行距離当りまたは単位走行時間当りの充電量を記憶する充電量記憶手段と、上記充電量記憶手段で記憶されている充電量で上記所定容量から上記目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量までバッテリを充電するのに必要な走行距離または走行時間を算出する第2走行量算出手段とが備えられ、電圧制御手段は、上記第1走行量算出手段で算出された走行距離または走行時間が上記第2走行量算出手段で算出された走行距離または走行時間より大きいときは上記切換制御を実行し、等しくなったとき以後は上記切換制御を禁止して目的地まで発電機の出力電圧を上記高電圧に制御することを特徴とする。
First, the invention according to
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、発電機の出力電圧を高電圧と低電圧とに切換制御中に、バッテリ残存容量検出手段で検出されたバッテリの残存容量が所定容量まで低下したときは、上記所定容量よりも大きい第2所定容量に達するまで上記高電圧に制御した後、上記切換制御に復帰することを特徴とする。
In the invention according to
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、車両用電気負荷の作動量を検出する作動量検出手段と、充電量記憶手段で記憶されている充電量を、上記作動量検出手段で検出された電気負荷の作動量が大きいほど小さな値に補正する充電量補正手段とが備えられていることを特徴とする。
The invention according to
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1発明から第3発明のいずれかにおいて、目的地における車両放置期間を入力するための放置期間入力手段と、目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量を、上記放置期間入力手段で入力された車両放置期間が長いほど大きな値に補正する目標残存容量補正手段とが備えられていることを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
次に、本発明の効果について説明する。 Next, the effect of the present invention will be described.
まず、第1発明によれば、バッテリ残存容量を所定容量以上に保持しながら、発電機の出力電圧を、車両の運転状態に応じて、バッテリの充電を促進する高電圧とバッテリの充電を抑制して放電状態とさせる低電圧とに切換制御するものにおいて、この切換制御による燃費改善効果を維持しつつ、エンジンの始動性を良好に維持することができる。すなわち、ナビゲーション手段で設定された走行経路の情報に基づいて算出された現在地から目的地までの走行距離または走行時間が、上記所定容量から目的地到着時におけるバッテリの目標残存容量まで高電圧で充電するのに必要な走行距離または走行時間に等しくなった以後は、上記切換制御が禁止されて目的地まで発電機の出力電圧が上記高電圧に制御されるから、目的地到着時にはバッテリが目標残存容量にまで確実に充電されることとなり、この結果、車両が長時間放置された場合でも次回のエンジン始動に支障が及ぶほどバッテリの残存容量が低下するのを防止することができ、また、バッテリの過放電によるバッテリ劣化を防止することができる。 First, according to the first aspect of the invention, while maintaining the battery remaining capacity at a predetermined capacity or higher, the output voltage of the generator is suppressed to a high voltage that promotes charging of the battery and the charging of the battery according to the driving state of the vehicle. In the case of switching control to the low voltage to be discharged, the engine startability can be maintained well while maintaining the fuel efficiency improvement effect by the switching control. That is, the travel distance or travel time from the current location to the destination calculated based on the travel route information set by the navigation means is charged at a high voltage from the predetermined capacity to the target remaining capacity of the battery when the destination arrives. After the travel distance or travel time required to do this is reached, the switching control is prohibited and the output voltage of the generator is controlled to the high voltage up to the destination. As a result, even if the vehicle is left for a long time, it is possible to prevent the remaining capacity of the battery from being reduced to the point that the next engine start is hindered. It is possible to prevent battery deterioration due to overdischarge.
また、第2発明によれば、発電機の出力電圧を高電圧と低電圧とに切換制御中に、バッテリ残存容量検出手段で検出されたバッテリの残存容量が所定容量まで低下したときは、該所定容量よりも大きい第2所定容量に達するまで上記高電圧に制御した後、上記切換制御に復帰するから、バッテリの残存容量が大きく低下することなく良好な状態に維持されることとなる。 According to the second aspect of the present invention, when the remaining battery capacity detected by the remaining battery capacity detecting means is reduced to a predetermined capacity during the switching control of the generator output voltage between the high voltage and the low voltage, Since the high voltage is controlled until the second predetermined capacity larger than the predetermined capacity is reached and then the switching control is resumed, the remaining capacity of the battery is maintained in a good state without greatly decreasing.
そして、第3発明によれば、充電量記憶手段で記憶されている単位走行距離当りまたは単位走行時間当りの充電量が、車両用電気負荷の作動量が大きいほど小さな値に補正されるから、電気負荷の作動状態が異なる場合でもバッテリを目的地到着時に目標残存容量にまで確実に充電することができる。 According to the third aspect of the invention, the charge amount per unit travel distance or unit travel time stored in the charge amount storage means is corrected to a smaller value as the operating amount of the vehicle electrical load is larger. Even when the operating state of the electric load is different, the battery can be reliably charged to the target remaining capacity when the destination arrives.
さらに、第4発明によれば、目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量が、車両放置期間が長いほど大きな値に設定されるから、車両放置期間が長くなってもこの放置期間が終了したときに一定のバッテリ残存容量が確保される。つまり、車両放置期間が長い場合でも確実にエンジンの始動性を一定レベルで確保することができる。 Further, according to the fourth aspect of the invention, the target remaining capacity set by the target remaining capacity setting means is set to a larger value as the vehicle leaving period is longer. A certain remaining battery capacity is ensured. That is, even when the vehicle leaving period is long, the engine startability can be reliably ensured at a certain level.
以下、本発明を実施するための最良の形態に係る車両用発電機の電圧制御装置1について説明する。
Hereinafter, the
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、エンジンに駆動されて上記車両用電気負荷2及びバッテリ3に電力を供給する発電機4とが備えられている。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4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。
As shown in FIG. 1, the vehicle according to the best mode for carrying out the present invention includes a
また、この車両には、上記発電機4の出力電圧Vを制御するコントロールユニット10が備えられており、該コントロールユニット10には、バッテリ3の充放電電流を検出する電流センサ11と、車速Sを検出する車速センサ12と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ13と、上記電気負荷2の作動状態を検出する電気負荷作動状態検出器14とが接続されている。
In addition, the vehicle is provided with a
また、この車両には、ナビゲーション装置15が備えられており、該ナビゲーション装置15は、該車両の現在位置を検出するGPS部と、道路等の地図情報を記憶する地図情報記憶部と、目的地等を入力するための入力部とを有し、これらの情報に基づいて現在地から目的地への走行経路を設定する。また、このナビゲーション装置15は、コントロールユニット10に接続されており、現在地情報、目的地情報、走行経路情報等に関する信号を、コントロールユニット10に出力する。
In addition, the vehicle is provided with a
そして、コントロールユニット10は、これらのセンサ類11〜14、及びナビゲーション装置15からの信号を入力し、それらの信号に基づいて発電機4の出力電圧Vを制御し、これにより、バッテリ3の充放電、すなわちバッテリ3の残存容量Cを制御する。すなわち、バッテリ残存容量Cが第1容量C1(例えばバッテリ定格容量の60%)以上のときには、車両が減速状態か否かに応じて、バッテリ3の充電を促進する第1電圧V1と、該第1電圧V1よりも低く、上記バッテリ3の充電を抑制して放電状態とさせる第2電圧V2とに切換制御し、バッテリ残存容量Cが第1容量C1よりも小さくなったときには、該第1容量C1よりも大きい第2容量C2(例えばバッテリ定格容量の80%)に達するまで第1電圧V1に制御した後、上記切換制御を実行する。
The
ところで、上記第1容量C1はエンジンの始動性等を考慮して設定されるが、上記切換制御によると、エンジンの停止時にバッテリ3の残存容量Cが、上記第1容量C1付近にまで低下した状態となることがあり、その場合、その後長期間にわたりエンジンが作動されることなく、つまりバッテリ3が充電されることなく放置されると、バッテリ3の自然放電により、残存容量Cが上記第1容量C1よりも低下し、次回エンジン始動時の始動性を悪化させる虞があり、また、バッテリ3が過放電状態となって、バッテリ3が劣化する虞がある。
By the way, the first capacity C1 is set in consideration of engine startability and the like, but according to the switching control, the remaining capacity C of the
そこで、本実施の形態に係るコントロールユニット10は、ナビゲーション装置15で設定された走行経路の情報に基づいて現在地から目的地までの走行距離Doを算出し、目的地到着時におけるバッテリ3の目標残存容量Coとして第1容量C1よりも大きな容量を設定し、バッテリ3を第1電圧V1で第1容量C1から目標残存容量Coまで充電するのに必要な走行距離Daを算出し、上記走行距離Doがこの走行距離Daより大きいときは切換制御を実行し、等しくなったとき以後は上記切換制御を禁止して目的地まで発電機4の出力電圧Vを第1電圧V1に制御する。以下、図2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、イグニッションキースイッチのON後、OFFとされるまで所定周期で繰り返し実行される。
Therefore, the
まず、ステップS1で、上記各種センサ類及びナビゲーション装置15からの信号を入力する。次いで、ステップS2で、ナビゲーション装置15の入力部に乗員操作により目的地の入力があったか否かを判定し、YESのとき、すなわち、目的地の入力があった場合は、ステップS3で、ナビゲーション装置15のGPS部で検出された現在地から上記目的地までの距離Doを算出する。なお、入力された目的地データは、新たに入力し直されるまで、または目的地に到着するまで、またはイグニッションスイッチがOFFとされるまで、またはリセットされるまでナビゲーション装置15に記憶される。また、新たに目的地が入力されたときには、その新たな目的地の入力データが、既に記憶されているデータに代えて記憶され、この新たに記憶されたデータに基づいて制御される。また、本実施の形態においては、乗員に目的地及び放置期間の入力を促すために、イグニッションスイッチONから所定時間経過したときに(例えば数秒後)、「目的地及び目的地での放置期間を入力してください」と報知するようになっている。
First, in step S1, signals from the various sensors and the
次いで、ステップS4で、目的地到着時におけるバッテリ3の目標残存容量Coを、コントロールユニット10の記憶部から読み込む。ここで、この目標残存容量Coは、上記第1容量C1より大きな値であり、本実施の形態においては、第2容量C2と同じ値とされている。
Next, in
次いで、ステップ5で、ナビゲーション装置15の入力部に乗員操作により目的地における放置日数Nの入力があったか否かを判定する。ここで、放置日数Nの入力データはナビゲーション装置15の記憶部に記憶され、新たに放置日数Nの入力がなされたときは、その新たな放置日数Nの入力データがそれまでのデータに代えて記憶される。
Next, in step 5, it is determined whether or not the number of days left at the destination has been input to the input unit of the
そして、このステップS5の判定がYESのとき、すなわち、放置日数Nの入力があった場合は、ステップS6で、上記目標残存容量Coを入力された放置日数Nに基づいて補正する。すなわち、ステップS4で読み込まれた目標残存容量Coに放置日数Nに応じた所定の補正量Caを加算した値を新たな目標残存容量Coとして設定する。その場合に、この補正量Caは、図3に示すように、放置日数Nが大きいほど大きくされており、その値は例えばバッテリ3の定格容量に対して0.5%/日とされている。つまり、バッテリの自然放電による放電量は放置日数Nが長くなるほど大きくなるので、これを補うために放置日数Nが大きいほど補正量Caを大きくするのである。なお、入力された放置日数Nのデータは、上記目的地データ同様、新たに入力し直されるまで、または目的地に到着するまで、またはイグニッションスイッチがOFFとされるまで、またはリセットされるまでナビゲーション装置15に記憶される。また、新たに放置日数Nが入力されたときには、その新たな放置日数Nの入力データが既に記憶されているデータに代えて記憶され、この新たに記憶されたデータに基づいて制御される。
If the determination in step S5 is YES, that is, if the number of days left is input, in step S6, the target remaining capacity Co is corrected based on the number of days left for input. In other words, a value obtained by adding a predetermined correction amount Ca corresponding to the number of days to be left N to the target remaining capacity Co read in step S4 is set as a new target remaining capacity Co. In this case, as shown in FIG. 3, the correction amount Ca is increased as the number of days N is increased, and the value is, for example, 0.5% / day with respect to the rated capacity of the
そして、上記ステップS6を実行した後、及び、このステップS5の判定がNOで放置日数Nの入力がなかった場合は、ステップS6を実行することなくすなわち目標残存容量Coの補正を行うことなく、ステップS7を実行する。 Then, after executing step S6, and if the determination in step S5 is NO and there is no input of the number of days to leave, step S6 is not executed, that is, the target remaining capacity Co is not corrected. Step S7 is executed.
そして、ステップS7では、図4に示すマップから、電圧切換制御中における電気負荷2の消費電流の過去所定時間(例えば過去1時間)の平均値Iaに基づいて単位距離当りのバッテリ充電容量、つまりバッテリの充電速度Csを読み込む。ここで、この充電速度Csは、図4に示すように、上記平均値Iaが大きいほど小さくされる。なお、この平均値Iaは、以下のように算出される。つまり、コントロールユニット10には、エアコン、ヘッドランプ、デフォッガ等主要電気負荷2の消費電流値が記憶されており、コントロールユニット10は、上記電気負荷検出器14からの信号に基づいて電気負荷2が作動中か否かを検出すると共に、作動中と検出された電気負荷の消費電流値を加算し、さらに、この加算した値を制御周期毎に過去所定時間分記憶し、この過去所定時間分の電気負荷2の消費電流の平均値Iaを算出する。これによれば、電気負荷の作動状態や作動頻度等の作動量が充電速度Csに反映されることとなる。なお、平均値Iaの代わりに現在検出されている電気負荷2の消費電流値を所定量または所定率割増補正した電流値を用いてもよい。
In step S7, from the map shown in FIG. 4, the battery charge capacity per unit distance based on the average value Ia of the current consumption of the
次いで、ステップS8では、上記充電速度Csで第1容量C1から上記目標残存容量Coにまで充電するのに必要な走行距離Daを算出する。すなわち、電圧切換制御を禁止する地点から目的地までの走行距離Daを算出する。ここで、この走行距離Daは、目標残存容量Coから第1容量C1を減算した値を、上記充電速度Csで除算することにより算出される。 Next, in step S8, a travel distance Da required for charging from the first capacity C1 to the target remaining capacity Co at the charging speed Cs is calculated. That is, the travel distance Da from the point where the voltage switching control is prohibited to the destination is calculated. Here, the travel distance Da is calculated by dividing a value obtained by subtracting the first capacity C1 from the target remaining capacity Co by the charging speed Cs.
次いで、ステップS9で、現在地から目的地までの走行距離Doが上記充電をするのに必要な走行距離Daより大きいか否かを判定する。そして、その判定がYESのとき、すなわち現在地から目的地までの走行距離Doが上記走行距離Daより大きいときは、さらに、ステップS10で、始動後充電モードが終了したか否かを判定し、NOのとき、すなわち、始動後充電モードが終了していないときは、ステップS11で、始動後充電モードを実行する。ここで、始動後充電モードとは、バッテリ3の残存容量Cの検出精度の向上を目的としてバッテリ3の容量確定を行うものである。すなわち、エンジン始動時には、スタータモータの作動に伴ってバッテリ3の残存容量Cが例えば上記第1容量C1以下に大きく低下することとなるが、バッテリ3の特性上その状態ではこの始動時点の残存容量Cを正確に検出することができず、また、車両走行中にバッテリ残存容量Cがさらに低下してバッテリ上がりを生じる虞があるので、バッテリ3の残存容量Cが所定容量に増加するまでバッテリ3を第1電圧V1で充電するものである。その場合に、バッテリ3は、一般に充電を行うと、図5に示すように、バッテリ残存容量Cの増加に伴い、充電電流Aが減少していく性質を有するので、この性質を利用して、本実施の形態では、充電電流Aが所定値αとなったときに残存容量Cが所定容量(例えば定格容量の80%)に達したと確定する。
Next, in step S9, it is determined whether or not the travel distance Do from the current location to the destination is greater than the travel distance Da necessary for the charging. When the determination is YES, that is, when the travel distance Do from the current location to the destination is greater than the travel distance Da, it is further determined in step S10 whether or not the post-startup charging mode has ended. At the time, that is, when the post-startup charging mode is not finished, the post-startup charging mode is executed in step S11. Here, the post-startup charging mode is for determining the capacity of the
一方、ステップS10の判定がYESのとき、すなわち始動後充電モードが終了したときは、次いで、ステップS12で現在のバッテリ3の残存容量Cを検出する。ここで、このバッテリ3の残存容量Cは、上記始動後充電モードで確定された容量に対して、その後の充電電流の積算値を加算すると共に、放電電流の積算値を減算することにより算出される。
On the other hand, when the determination in step S10 is YES, that is, when the post-start-up charging mode ends, the current remaining capacity C of the
次いで、ステップS13では、後述するフラグFが1か否かを判定し、NOのとき、すなわちフラグFが1でないときは、引き続き、ステップS14〜S16で、電圧切換制御に関する各種の判定を行う。すなわち、ステップS14では、現在のバッテリ3の残存容量Cが上記第2容量C2以上か否かを判定し、ステップS15では、現在のバッテリ3の残存容量Cが上記第1容量C1以下か否かを判定し、ステップS16では、車両が減速状態か否かを判定し、これらの判定結果に従って、発電機4の出力電圧Vを第1電圧V1または第2電圧V2に制御する。なお、コントロールユニット10は、車速センサ12で検出された車速が所定車速以上であること、アクセル開度センサ13でアクセルペダルの踏込みが検出されていないこと、かつ燃料カットが実行されていることを条件として、減速状態であると判定する。
Next, in step S13, it is determined whether or not a flag F, which will be described later, is 1. If NO, that is, if the flag F is not 1, various determinations relating to voltage switching control are subsequently performed in steps S14 to S16. That is, in step S14, it is determined whether or not the current remaining capacity C of the
そして、ステップS14の判定がNOでかつステップS15の判定がNOのとき、すなわちバッテリ3の残存容量Cが第1容量C1より大きく第2容量C2以下のとき(C1<C≦C2)は、ステップS16の判定結果に応じて、すなわち車両が減速状態か否かに応じて発電機4の出力電圧Vを制御する。つまり、ステップS16の判定がYESのとき、すなわち車両が減速状態のときは、ステップS17で、発電機4の出力電圧Vを第1電圧V1に制御し、ステップS16の判定がNOのとき、すなわち車両が非減速状態のときは、ステップS18で、発電機4の出力電圧Vを第2電圧V2に制御する。
When the determination in step S14 is NO and the determination in step S15 is NO, that is, when the remaining capacity C of the
また、ステップS14の判定がYESのとき、すなわちバッテリ3の残存容量Cが上記第2容量C2以上のとき(C≧C2)は、ステップS18で、発電機4の出力電圧Vを第2電圧V2に制御する。
When the determination in step S14 is YES, that is, when the remaining capacity C of the
また、ステップS14の判定がNOでかつステップS15の判定がYESのとき、すなわちバッテリ3の残存容量Cが上記第1容量C1以下のとき(C≦C1)は、ステップS19で、フラグFを1に設定した後、ステップS17で、発電機4の出力電圧Vを第1電圧V1に制御する。
When the determination at step S14 is NO and the determination at step S15 is YES, that is, when the remaining capacity C of the
一方、ステップS13の判定がYESのとき、すなわちフラグFが1のときは、さらに、ステップS20で、バッテリ3の残存容量Cが上記第2容量C2以上か否かを判定し、その判定がNOのとき、すなわちバッテリ3の残存容量Cが第2容量C2以上でないときは、ステップS17で、発電機4の出力電圧Vを第1電圧V1に制御し、YESのとき、すなわちバッテリ3の残存容量Cが第2容量C2以上のときは、ステップS21で、フラグFを0に設定した後、ステップS18で、発電機4の出力電圧Vを第2電圧V2に制御する。
On the other hand, when the determination in step S13 is YES, that is, when the flag F is 1, it is further determined in step S20 whether the remaining capacity C of the
つまり、ステップS15で一旦YES(C≦C1)と判定されると、ステップS20でYES(C≧C2)と判定されるまで、発電機4の出力電圧Vが第1電圧V1に制御されることとなる。
That is, once it is determined as YES (C ≦ C1) in step S15, the output voltage V of the
一方、上記ステップS9の判定がNOのとき、すなわち現在地から目的地までの走行距離Doが上記走行距離Daより大きくないときは、上記ステップS13〜S16等の電圧切換制御に関する判定等を実行せず、つまり電圧切換制御の実行を禁止して、ステップS17で発電機4の出力電圧Vを第1電圧V1に制御する。ここで、現在地から目的地までの走行距離Doが、バッテリ3を第1容量C1から目標残存容量Coまで充電するのに必要な走行距離Daより大きくないときとは、もともと現在地としての出発地から目的地までの走行距離Doが上記走行距離Daより大きくないときと、車両の走行に伴って現在地から目的地までの走行距離Doが徐々に減少して上記走行距離Daより大きくなくなったときとの2つのパターンを含む。
On the other hand, when the determination in step S9 is NO, that is, when the travel distance Do from the current location to the destination is not greater than the travel distance Da, the determination regarding voltage switching control such as steps S13 to S16 is not executed. That is, the execution of the voltage switching control is prohibited, and the output voltage V of the
次に、図6のタイムチャートを用いて本制御の作用について説明する。 Next, the effect | action of this control is demonstrated using the time chart of FIG.
まず、時刻t1にイグニッションスイッチがONとされた場合、始動後充電モードが実行される。この例の場合、イグニッションスイッチON時のバッテリ3の残存容量Cが第2容量C2以下であるため、残存容量Cが第2容量C2に達するまで、発電機4の出力電圧Vが第1電圧V1に設定される。なお、この始動後充電モード実行中は、前述の通り、車両の運転状態が非減速状態になったとしても、発電機4の出力電圧Vが第1電圧V1に制御されることはない。
First, when the ignition switch is turned on at time t1, the post-startup charging mode is executed. In this example, since the remaining capacity C of the
また、上記イグニッションスイッチONの直後に、乗員によりナビゲーション装置15の入力部を介して目的地及び目的地における放置日数Nの入力があったものとすると、これらの入力があったときに、その入力データに基づいて現在地から目的地までの走行距離Do、及び目的地到着時におけるバッテリ3の目標残存容量Coが算出される。また、電気負荷の消費電流の平均値Iaに基づいて充電速度Csが読み出され、該充電速度Cs、第1容量C1、及び上記目標残存容量Coに基づいてバッテリ3を第1容量C1から目標残存容量Coまで充電するのに必要な走行距離Daが算出される。
Also, assuming that there is an input of the destination and the number of days left at the destination through the input unit of the
そして、この始動後充電モードの実行によりバッテリ3の残存容量Cが第2容量C2に達したとき、すなわち、始動後充電モードが終了したとき(時刻t2)は次いで電圧切換制御が実行される。つまり、発電機4の出力電圧Vが、減速状態のときは第1電圧V1に制御され、非減速状態のときは第2電圧V2に制御される。
Then, when the remaining capacity C of the
その場合に、例えば、この電圧切換制御実行中における非減速状態の占有時間が減速状態の占有時間よりも長くなると、図のようにバッテリ3の残存容量Cが低下していくこととなるが、この低下が継続して第1容量C1に達したときは(時刻t3)、バッテリ3の残存容量Cが上記第2容量C2に達するまで第1電圧V1に制御される。
In this case, for example, if the occupation time in the non-deceleration state during execution of the voltage switching control becomes longer than the occupation time in the deceleration state, the remaining capacity C of the
そして、この制御によりバッテリ3の残存容量Cが第2容量C2にまで増加したとき(時刻t4)は、それ以後、再び時刻t2〜t3の間同様、発電機4の出力電圧Vが、減速状態のときは第1電圧V1に制御され、非減速状態のときは第2電圧V2に制御されることとなる。
Then, when the remaining capacity C of the
そして、このように電圧切換制御中に、車両の走行により、現在地から目的地までの走行距離Doが、バッテリ3を第1容量C1から目標残存容量Coまで充電するのに必要な走行距離Da以下となったとき(時刻t5)は、上記切換制御が禁止されて、目的地まで発電機4の出力電圧Vが上記第1電圧V1に制御される。そして、この結果、バッテリ3が上記充電速度Csで充電され、目的地到着時(時刻t6)には、バッテリ3の残存容量Cが、上記第1容量C1に対して十分余裕を持った大きな容量にまで増加することとなる。なお、このタイムチャートの例の場合、電圧切換制御を禁止した時刻t5には、バッテリ3の残存容量Cは、上記第1容量C1と第2容量C2との中間付近(定格容量に対して約70%)の容量であるが、この場合、このときの容量から、上記第1容量C1と目標残存容量Coとの容量の差の分(定格容量に対して20%分)充電され、目的地到着時には、第2容量C2よりも大きな容量(約90%)にまで充電されることとなる
以上説明したように、本実施の形態によれば、発電機4の出力電圧Vを、車両の運転状態に応じて、第1電圧V1と第2電圧V2とに切換制御するものにおいて、ナビゲーション装置15で設定された走行経路の情報に基づいて算出された現在地から目的地までの走行距離Doが、上記第1容量C1から目的地到着時におけるバッテリ3の目標残存容量Coまで第1電圧V1で充電するのに必要な走行距離Daに等しくなるまでは、上記切換制御が実行されるから、切換制御による燃費改善効果を達成することができる。また、等しくなった以後は、上記切換制御が禁止されて目的地まで発電機4の出力電圧Vが上記第1電圧V1に制御されるから、目的地到着時にはバッテリ3が目標残存容量Coにまで確実に充電されることとなり、この結果、車両が長時間放置された場合でも次回のエンジン始動に支障が及ぶほどバッテリ3の残存容量が低下するのを防止して、エンジンの始動性を良好に維持することができ、また、バッテリ3の過放電によるバッテリ劣化を防止することができる。
During the voltage switching control, the travel distance Do from the current position to the destination is less than the travel distance Da required to charge the
また、発電機4の出力電圧Vを第1電圧V1と第2電圧V2とに切換制御中に、バッテリ3の残存容量Cが第1容量C1まで低下したときには、この第1容量C1よりも大きい第2容量C2に達するまで上記第1電圧V1に制御した後、上記切換制御に復帰するから、切換制御中においてもバッテリ3の残存容量Cが良好に維持されることとなる。
Further, when the remaining capacity C of the
そして、単位走行距離当りの充電量Csが、車両用電気負荷2の消費電流の平均値Ia(作動量)が大きいほど小さな値に補正されるから、電気負荷2の作動状態が異なる場合でも、バッテリ3を目的地到着時に目標残存容量Coにまで確実に充電することができる。
Since the charge amount Cs per unit travel distance is corrected to a smaller value as the average value Ia (operation amount) of the current consumption of the vehicle
さらに、目標残存容量Coは、車両放置日数Nが長いほど大きな値に補正されるから、車両放置日数Nが長くなってもこの放置期間が終了したときに一定の残存容量Cが確保される。つまり、車両放置日数Nが長い場合でも、確実にエンジンの始動性を一定レベルで確保することができる。 Further, the target remaining capacity Co is corrected to a larger value as the number of days of vehicle leaving N is longer. Therefore, even if the number of days of leaving the vehicle N is increased, a certain remaining capacity C is secured when this leaving period ends. That is, even when the number of days for which the vehicle has been left is long, the engine startability can be reliably ensured at a certain level.
なお、前述した制御は、電圧切換制御を禁止する地点を、距離をパラメータとして判定するようにしたが、時間をパラメータとして判定するようにしてもよく、そのフローチャートを図7に示す。なお、基本的な流れは、図2に示すフローチャートと同じであり、異なるステップであるステップS3′,ステップS7′,ステップS8′、及びステップ9′について以下説明する。 In the above-described control, the point where the voltage switching control is prohibited is determined using the distance as a parameter. However, the time may be determined using the parameter, and a flowchart thereof is shown in FIG. The basic flow is the same as that in the flowchart shown in FIG. 2, and steps S3 ′, S7 ′, S8 ′, and 9 ′ that are different steps will be described below.
すなわち、ステップS3′では、ナビゲーション装置15のGPSで検出された現在値情報及び入力部から入力された目的地情報に基づいて現在地から目的地までの所要走行時間Toを算出する。例えば、設定された走行経路を、道路地図情報に基づいて高速道、国道、県道等に分類する。次いで、分類された道路種類毎の距離を集計する。次いで、上記高速道、国道、県道等の道路種類毎に予め設定された想定走行速度に基づいて、道路種類毎の走行時間を算出する。次いで、この道路種類毎に算出された走行時間を加算し、その加算後の値を現在地から目的地までの所要走行時間Toとする。
That is, in step S3 ′, the required travel time To from the current location to the destination is calculated based on the current value information detected by the GPS of the
なお、放送や無線通信等で配信される例えば渋滞距離、平均車速、平均所要時間等の渋滞情報に基づいて走行経路中の所定区間の所要走行時間を設定できるようにしてもよい。その場合、現在地から目的地への走行時間は、この所定区間を除いて道路種類毎に算出した走行時間と、上記渋滞情報に基づく所要時間とを加算して算出すればよい。これによれば、例えば、渋滞が激しく目的地までの走行時間Toが長くなる場合等に、より実態に即して電圧切換を禁止する地点を判定することができる。すなわち、渋滞している場合、走行距離は短くても充電するのに十分な時間がとれるから、走行距離だけで判定する場合よりもより目的地に接近してから、電圧切換制御を禁止すればよくなり、電圧切換制御による燃費改善効果をより高めることができる。なお、この渋滞情報は、受信したデータを自動または手動のいずれの方法で設定できるようにしてもよい。 Note that the required travel time of a predetermined section in the travel route may be set based on traffic jam information such as a traffic jam distance, an average vehicle speed, and an average travel time distributed by broadcasting or wireless communication. In this case, the travel time from the current location to the destination may be calculated by adding the travel time calculated for each road type except for the predetermined section and the required time based on the traffic jam information. According to this, for example, when there is heavy traffic and the traveling time To to the destination becomes long, it is possible to determine a point where voltage switching is prohibited in accordance with the actual situation. In other words, when there is a traffic jam, it takes enough time to charge even if the mileage is short, so if voltage switching control is prohibited after approaching the destination more than judging only by mileage This improves the fuel efficiency improvement effect by voltage switching control. The traffic jam information may be set so that the received data can be set either automatically or manually.
また、ステップS7′では、単位時間当りの充電容量、すなわち充電速度Cs′を読み込む。ここで、この単位時間当りの充電容量は、単位時間当りの充電容量同様予め所定の値が記憶されており、その値を電気負荷2の消費電流で補正して読み込む。
In step S7 ′, the charging capacity per unit time, that is, the charging speed Cs ′ is read. Here, as the charge capacity per unit time, a predetermined value is stored in advance as with the charge capacity per unit time, and the value is corrected and read by the current consumption of the
次いで、ステップS8′では、電圧切換制御を禁止する地点から目的地までの所要走行時間Taを算出する。なお、この所要走行時間Taは、ステップS3′で所要走行時間Toを算出したのと同様の方法により、現在地を電圧切換制御地点に置き換えて算出される。 Next, in step S8 ′, a required travel time Ta from the point where the voltage switching control is prohibited to the destination is calculated. The required travel time Ta is calculated by replacing the current location with the voltage switching control point by the same method as the calculation of the required travel time To in step S3 ′.
次いで、S9′では、ステップS3′で算出された所要走行時間ToがステップS8′で算出された所要走行時間Ta以下か否かを判定し、この判定結果に応じて、図2のフローチャート同様の制御を行う。 Next, in S9 ′, it is determined whether or not the required travel time To calculated in step S3 ′ is less than or equal to the required travel time Ta calculated in step S8 ′. Depending on the determination result, the same as the flowchart of FIG. Take control.
なお、上記実施の形態では、距離または時間の一方をパラメータとして電圧切換制御を禁止する地点を判定するようにしたが、これらを組み合わせて判定するようにしてもよい。 In the embodiment described above, the point where the voltage switching control is prohibited is determined using one of the distance and the time as a parameter.
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。 The present invention is widely applicable to vehicles equipped with a generator that supplies electric power to a vehicle electric load and charges a battery.
1 車両用発電機の電圧制御装置
2 車両用電気負荷
3 バッテリ
4 発電機
10 コントロールユニット(電圧制御手段、第1走行量算出手段、目標残存容量設定手段、充電量記憶手段、第2走行量算出手段、充電量補正手段、目標残存容量補正手段)
11 電流センサ
12 車速センサ(運転状態検出手段)
13 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
14 電気負荷作動検出器(作動量検出手段)
15 ナビゲーション装置(ナビゲーション手段、放置期間入力手段)
V1 第1電圧(高電圧)
V2 第2電圧(低電圧)
C 残存容量
C1 第1容量(所定容量)
C2 第2容量(第2所定容量)
Co 目標残存容量
DESCRIPTION OF
11
13 Accelerator opening sensor (operating state detection means)
14 Electric load operation detector (operation amount detection means)
15 Navigation device (navigation means, idle period input means)
V1 1st voltage (high voltage)
V2 Second voltage (low voltage)
C remaining capacity C1 first capacity (predetermined capacity)
C2 second capacity (second predetermined capacity)
Co target remaining capacity
Claims (4)
The abandonment period input means for inputting the vehicle abandonment period at the destination and the target remaining capacity set by the target remaining capacity setting means are corrected to a larger value as the vehicle abandonment period input by the abandonment period input means is longer. The voltage control device for a vehicular generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising target remaining capacity correcting means for performing the operation.
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JP2003281427A JP2005051920A (en) | 2003-07-29 | 2003-07-29 | Voltage controller of generator for vehicle |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
- 2003-07-29 JP JP2003281427A patent/JP2005051920A/en not_active Abandoned
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