JP2006176003A - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バッテリ容量を精度良く検出し且つ燃費を向上させることが出来る車両量発電機の制御装置を提供する。
【解決手段】 車両用発電機４の制御装置（１２）であって、バッテリ６の充放電電流検出手段と、エンジン２の始動完了検出手段と、エンジンの停止時間推定手段と、バッテリの残容量決定手段と、エンジンの始動完了後、発電機の出力電圧をバッテリへの充電が促進可能な第１電圧に設定し、バッテリの充電電流がバッテリ満充電容量付近の所定の電流となったときバッテリ初期容量を決定する第１の初期容量決定手段と、エンジンの停止時間が所定の時間内であり且つエンジンが始動完了したとき、第１の初期容量決定手段による発電機の出力電圧の第１の電圧への設定及びバッテリ初期容量の決定を禁止すると共に、エンジン前回停止時のバッテリ残容量に基づいてバッテリ初期容量を決定する第２の初期容量決定手段と、を有する
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用発電機の制御装置に係り、特に、エンジンにより駆動され且つ電気負荷及びバッテリに電力を供給する車両用発電機の制御装置に関する。

従来より、自動車では、燃費を向上させるために発電機（オルタネータ）の電圧切換制御が行われている。これは、加速時などのエンジンの出力が必要とされるときに、発電機の出力電圧をバッテリの電圧より下げることにより、エンジンに対する発電機の負荷を下げて燃費を向上させるものである。一方、バッテリ上がりを防止するために、減速時などに発電機の出力電圧を上げることにより、バッテリへの充電を行うようにしている。

ここで、バッテリの残容量が少ないときに電圧切換制御を行うと、バッテリ上がりやバッテリ劣化の懸念がある。従って、電圧切換制御を行う場合には、バッテリの残容量を把握し、そのバッテリ残容量に応じて制御を行う必要がある。
例えば、特許文献１に記載の発電機制御装置は、バッテリ端子電圧とバッテリの充放電量とからバッテリの残容量を検出し、このバッテリ残容量に応じて発電機を制御するようにしている。

このような制御では、バッテリ残容量を精度良く把握することが重要である。そこで、本出願人は、特許文献２に記載の発電機制御装置を提案している。この装置では、エンジン始動完了後の発電機の出力電圧を、バッテリへの充電が促進可能な電圧に設定し、バッテリ満充電容量付近のバッテリ充電電流からバッテリ容量を精度良く把握するようにしている。

特開昭６４−３４１３８号公報 特開２００４−１６８１２６号公報

しかしながら、特許文献２に記載の制御装置では、図６の区間Ａにおいて破線で示すように、バッテリ容量がほぼ満充電容量になるまで、発電機の出力電圧をバッテリへの充電が促進可能な高電圧Ｖ_Hに強制的に高める必要がある。従って、従来、この区間Ａでは、燃費向上を図ることが出来なかった。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、バッテリ容量を精度良く検出し且つ燃費を向上させることが出来る車両量発電機の制御装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明は、エンジンにより駆動され且つ電気負荷及びバッテリに電力を供給する車両用発電機の制御装置であって、バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出手段と、エンジンの始動完了を検出する始動完了検出手段と、エンジンの停止時間を推定する停止時間推定手段と、エンジンの始動後のバッテリ初期容量及びエンジンの始動後のバッテリの充放電電流を積算して算出されるバッテリ経過容量に基づいてバッテリ残容量を決定するバッテリ残容量決定手段と、エンジンの始動完了後、バッテリの充電電流が少なくともバッテリ満充電容量付近であることを示す所定の電流以下となるまで発電機の出力電圧をバッテリへの充電が促進可能な第１の電圧に設定し、さらに、バッテリの充電電流が、バッテリ満充電容量付近であることを示す所定の電流となったとき、バッテリ初期容量がバッテリ満充電容量付近の所定の容量であると決定する第１の初期容量決定手段と、エンジンの停止時間が所定の時間内であり且つエンジンが始動完了したとき、第１の初期容量決定手段による発電機の出力電圧の第１の電圧への設定及びバッテリ初期容量の決定を禁止すると共に、エンジンが前回停止した際のバッテリ残容量に基づいてバッテリ初期容量を決定する第２の初期容量決定手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、エンジンの停止時間が所定の時間内であり且つエンジンが始動完了したときには、第２の初期容量決定手段により、エンジンが前回停止した際のバッテリ残容量に基づいてバッテリ初期容量が決定される。従って、バッテリ初期容量を精度良く且つ迅速に決定することが出来る。さらに、この第２の初期容量決定手段は、第１の初期容量決定手段による発電機の出力電圧の第１の電圧への設定を禁止するので、燃費を向上させることが出来る。

また、本発明において、好ましくは、停止時間推定手段は、冷却水温度及び／又はエンジンオイル温度のエンジンの前回停止の際の値と始動した際の値との差に基づいてエンジンの停止時間を推定する。
このように構成された本発明においては、冷却水温度及び／又はエンジンオイル温度のエンジンの前回停止の際の値と始動した際の値との差に基づいてエンジンの停止時間を推定するので、エンジンの停止時間を容易に且つ精度良く推定することが出来る。

また、本発明において、好ましくは、さらに、車両の減速を検出する車両減速検出手段と、バッテリ初期容量の決定後、車両の減速時に発電機の出力電圧を第１電圧に設定し、非減速時に発電機の出力電圧を第１の電圧よりも低い第２の電圧に設定する発電機電圧設定手段と、を有する。
このように構成された本発明においては、バッテリ初期容量の決定後、車両の減速時に発電機の出力電圧がバッテリへの充電が促進可能な第１電圧に設定され、非減速時に発電機の出力電圧が第１の電圧よりも低い第２の電圧に設定されるので、バッテリ上がりやバッテリ劣化を防止しつつ、燃費を向上させることが出来る。

上記の目的を達成するために本発明は、エンジンにより駆動され且つ電気負荷及びバッテリに電力を供給する車両用発電機の制御装置であって、バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出手段と、エンジンの始動完了を検出する始動完了検出手段と、エンジンの停止時間を推定する停止時間推定手段と、エンジンの始動後のバッテリのバッテリ初期容量及びエンジンの始動後のバッテリの充放電電流を積算して算出されるバッテリ経過容量に基づいてバッテリのバッテリ残容量を決定するバッテリ残容量決定手段と、エンジンが始動完了し且つエンジンの停止時間が所定の時間を超えているとき、バッテリの充電電流が少なくともバッテリ満充電容量付近の所定の電流以下となるまで発電機の出力電圧がバッテリへの充電を促進可能な電圧になるように制御し、さらに、バッテリの充電電流が所定の電流となったとき、バッテリ初期容量がバッテリ満充電容量付近の所定の容量であると決定し、エンジンの停止時間が所定の時間内であり且つエンジンが始動完了したとき、エンジンの前回停止した際のバッテリ残容量に基づいてバッテリ初期容量を決定する初期容量決定手段と、バッテリ初期容量の決定後、バッテリ残容量及び車両の走行状態に応じて発電機の出力電圧を制御する発電機電圧制御手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された本発明においては、初期容量決定手段により、エンジンの停止時間が所定の時間内であり且つエンジンが始動完了したときには、エンジンの前回停止した際のバッテリ残容量に基づいてバッテリ初期容量が決定される。従って、バッテリ初期容量を精度良く且つ迅速に決定することが出来る。さらに、発電機電圧制御手段は、このバッテリ初期容量の決定後、バッテリ残容量及び車両の走行状態に応じて発電機の出力電圧を制御するので、燃費を向上させることが出来る。

本発明の車両量発電機の制御装置によれば、バッテリ容量を精度良く検出し且つ燃費を向上させることが出来る。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、図１及び図２により、本発明の実施形態による車両用発電機の制御装置を説明する。
図１は、本発明の実施形態による車両に適用された車両用発電機の制御装置の全体構成を示す図であり、図２は、本実施形態による車両用発電機の制御装置のコントロールユニットを示す図である。

図１に示すように、本実施形態が適用される車両は、エンジン２、発電機４、バッテリ６及び電気負荷８を備えている。発電機４は、オルタネータ及び出力調整用のレギュレータ等（図示せず）により構成され、エンジン２により駆動される。この発電機４は、バッテリ６及び電気負荷８に接続され、それらに電力を供給する。バッテリ６は、発電機４からの電力の供給により充電されると共に電気負荷８に電力を供給する。電気負荷８は、ヘッドライト、エアコン、オーディオ機器などの電力を消費する機器である。バッテリ６の発電機４及び電気負荷８と接続された入力側には、バッテリ電流測定器１０が設けられており、このバッテリ電流測定器１０により、バッテリ６の充放電電流が測定されるようになっている。バッテリ６の充放電電流とは、発電機４からバッテリ６への充電電流及びバッテリ６から電気負荷８への放電電流である。

さらに、車両は、コントロールユニット１２を備えている。
このコントロールユニット１２には、エンジン回転数センサ１４、冷却水温度センサ１６、エンジンオイル温度センサ１８、車速センサ２０、アクセル開度センサ２２及び上述したバッテリ電流測定器１０が接続され、それらの各センサ１４、１６、１８、２０、２２及び測定器１０からの出力信号（測定値）が、コントロールユニット１２に入力されるようになっている。
コントロールユニット１２は、発電機４に接続されており、発電機４の出力電圧を制御する。

次に、図２に示すように、コントロールユニット１２は、制御部２４及び記憶部２６を含んでいる。
先ず、記憶部２６は、バッテリ６のエンジン始動完了後の初期容量（バッテリ初期容量）、バッテリ６の残容量（バッテリ残容量）、エンジン２の冷却水温度及びエンジンオイル温度などの各種データを記憶するものである。バッテリ残容量、冷却水温度及びエンジンオイル温度は、主にそれらのエンジン停止時のデータが記憶される。
次に、制御部２４は、バッテリ電流検出部２８、バッテリ残容量決定部３０、エンジン始動完了検出部３２、エンジン停止時間推定部３４、車両減速検出部３６及びエンジン停止検出部３８を含んでいる。

バッテリ電流検出部２８は、バッテリ電流測定器１０により測定されたバッテリ充電電流Ｉｃ、バッテリ放電電流Ｉｄ及びそれらの電流Ｉｃ、Ｉｄから算出されるバッテリ充放電電流Ｉｔの値を検出する。

バッテリ残容量決定部３０は、記憶部２６に記憶されているバッテリ初期容量と、バッテリ電流検出部２８により検出されたバッテリ充放電電流Ｉｔを積算して算出されるバッテリ経過容量と、に基づいてバッテリ残容量を決定する。具体的には、バッテリ残容量は、「バッテリ残容量＝バッテリ初期容量＋バッテリ経過容量」の計算式により決定される。各バッテリ容量の単位は「Ａ・Ｈｒ」で表され、バッテリ経過容量は、バッテリ充放電電流Ｉｔを時間に対して積算した値として算出される。その値は、充電量が多い場合にはプラス、放電量が多い場合にはマイナスになる。

エンジン始動完了検出部３２は、エンジン回転数Ｎが所定の回転数、例えば、５００（ｒｐｍ）以上となったとき、エンジン２の始動が完了しているものとして、エンジン２の始動完了を検出する。
エンジン停止時間推定部３４は、エンジン停止時のエンジン２の冷却水温度Ｔｗと、エンジン始動時の冷却水温度Ｔｗとの温度差（冷却水温度差）から、エンジン２の停止時間を推定する。

具体的には、エンジン停止時間推定部３４は、先ず、記憶部２６に記憶されている前回のエンジン停止時の冷却水温度Ｔｗと、冷却水温度センサ１６により測定されたエンジン始動時の冷却水温度Ｔｗとから冷却水温度差を算出する。
ここで、図３に示すように、冷却水温度差とエンジン２の停止時間との間には相関関係があり、記憶部２６には、図３に示すような線図のデータが記憶されている。なお、冷却水温度は外気温などの影響を受けるので、外気温などのパラメータで補正した複数の線図データが記憶されている。
次に、算出した冷却水温度差と図３に示すような線図とにより、エンジン停止時間を推定する。

なお、エンジンオイル温度差についても、同様にデータが記憶されており、エンジンオイル温度Ｔｏの温度差により、エンジン停止時間を推定しても良い。或いは、冷却水温度Ｔｗとエンジンオイル温度Ｔｏとの両方により、或いは、冷却水温度Ｔｗとエンジンオイル温度Ｔｏとを何らかの関数で組み合わせることにより、エンジン停止時間を推定しても良い。ここで、冷却水温度センサやエンジンオイル温度センサ等はエンジン制御等のために予め設けられていることが多く、これらのセンサによる測定値を使用して、容易にエンジン停止時間を推定することが出来る。一方、タイマー装置を別途設けて、エンジン停止時間を計測するようにしても良い。

車両減速検出部３６は、車速センサ２０で測定された車速Ｓ及びアクセル開度センサ２２で測定されたアクセル開度θにより、車両が減速している状態であることを検出する。具体的には、車速Ｓが０（ｋｍ／ｈ）ではなく、且つ、アクセル開度θが０（％）であるとき、車両が減速しているものとして、車両の減速を検出する。また、アクセル開度θのみ、或いは、車速Ｓの変化量で検出しても良い。
エンジン停止検出部３８は、エンジン回転数Ｎが、例えば０（ｒｐｍ）となったときエンジン２が停止したものとして、エンジン２の停止を検出する。

次に、制御部２４は、発電機電圧切換制御部４０及びバッテリ初期容量決定部４２を含んでいる。
発電機電圧切換制御部４０には、発電機電圧設定部が含まれ、この発電機電圧設定部により目標出力電圧が設定される。そして、発電機電圧切換制御部４０により、発電機４の出力電圧がその設定された目標出力電圧になるように、発電機４が制御される。
目標出力電圧は、バッテリ残容量及び車両の走行状態に応じて、充電のためのバッテリ６への充電が促進可能な高電圧（第１の電圧）と、燃費向上のためのバッテリ６への充電が緩やかに行われる低電圧（第２の電圧）とに切り換えられる。なお、この低電圧（第２の電圧）として、バッテリへの充電が行われない無発電状態となる電圧に設定することも可能である。また、目標出力電圧として、数段階の電圧を設定しても良く、或いは、連続的に変化するように電圧を設定しても良い。

バッテリ初期容量決定部４２は、エンジン始動完了後のバッテリ初期容量を決定するものである。このバッテリ初期容量決定部４２には、第１のバッテリ初期容量決定部４４及び第２のバッテリ初期容量決定部４６が含まれている。
先ず、第１のバッテリ初期容量決定部４４によるバッテリ初期容量の決定について説明する。第１のバッテリ初期容量決定部４４は、バッテリ６を強制的に充電することによりバッテリ初期容量を決定する。

具体的には、第１のバッテリ初期容量決定部４４は、発電機第１電圧設定制御部を含み、先ず、この発電機第１電圧設定制御部により、エンジン始動完了後、発電機４の出力電圧をバッテリ６への充電が促進可能な高電圧（第１の電圧）に設定すると共に発電機４が第１の電圧になるように制御する。また、このように発電機４の出力電圧を高電圧に設定するので、発電機電圧切換制御部４０による制御を禁止する。

ここで、図４に示すように、バッテリ容量とバッテリ６への充電電流Ｉｃ（バッテリ充電電流）との間には相関関係がある。つまり、この図４に示すように、バッテリ６の容量が、比較的少ない容量の領域から満充電容量付近になると、バッテリ充電電流Ｉｃは小さくなり且つバッテリの充電効率が低下することによりバッテリ充電電流Ｉｃの変化率も小さくなる。しかしながら、バッテリは固体バラツキが大きく、バッテリ容量に対するバッテリ充電電流特性にもばらつきがあるので、例えば、バッテリ充電電流からバッテリの中間容量（例えば、８０％付近）を判断しようとすると誤差が大きくなってしまう。一方、バッテリの満充電容量付近であれば、バッテリ充電電流が小さいので、バッテリ容量に対するバッテリ充電電流特性のばらつきがあっても、中間容量で判断する場合より、バッテリ充電電流のばらつきは小さくなる。従って、バッテリ６の満充電容量付近では、バッテリ充電電流Ｉｃからバッテリ容量を精度良く決定することが出来る。記憶部２６には、図４に示すような線図のデータが記憶されており、例えば、バッテリ容量が定格容量に対し９５％の容量になるときの充電電流Ｉｃ₉₅が記憶部２６に記憶されている。

次に、第１のバッテリ初期容量決定部４４は、バッテリ充電電流が所定の電流（充電電流Ｉｃ₉₅）になったときに、バッテリ容量が満充電容量付近である所定の容量（定格容量に対する９５％の容量）であると決定する。即ち、初期容量を決定する。
このように、バッテリ充電電流Ｉｃが、少なくともバッテリ満充電容量付近であることを示す所定の電流（例えば、充電電流Ｉｃ₉₅）以下になるまで、発電機４の出力電圧を高電圧（第１の電圧）にすることにより強制的にバッテリ６の充電をし、さらに、所定の電流となったときに、バッテリ容量が図４に示すような線図により特定される所定の容量を、エンジン始動完了後の初期容量として決定する。
このように第１のバッテリ初期容量決定部４４によりバッテリ初期容量が決定された後、発電機電圧切換制御部４０による制御が行われる。

一方、エンジン停止時間、即ち、前回のエンジン停止時から今回のエンジン始動時までの時間が比較的短い場合は、バッテリ６の暗電流による放電の総量は少ない。従って、エンジン停止時のバッテリ残容量を記憶し、そのバッテリ残容量を基にしてバッテリ初期容量を決定すれば、上述したように強制的にバッテリ６を充電する必要がなく迅速に且つ精度良くバッテリ初期容量を決定することが出来る。
そこで、本実施形態では、以下に説明するように、前回のエンジン停止時のバッテリ残容量を記憶部２６に記憶させると共に、第２のバッテリ初期容量決定部４６によりバッテリ初期容量を決定することが出来るようにしている。

次に、第２のバッテリ初期容量決定部４６によるバッテリ初期容量の決定について説明する。第２のバッテリ初期容量決定部４６は、前回のエンジン停止時のバッテリ残容量に基づいて今回のエンジン始動完了後のバッテリ初期容量を決定する。
具体的には、第２のバッテリ初期容量決定部４６は、エンジン停止時間推定部３４により推定されたエンジン停止時間が所定の時間内であるとき、第１のバッテリ初期容量決定部４４による制御を禁止する。即ち、発電機４の出力電圧の高電圧への設定及び所定の充電電流（例えば、バッテリ充電電流Ｉｃ₉₅）によるバッテリ初期容量の決定を禁止する。
なお、第２のバッテリ初期容量決定部４６により第１のバッテリ初期容量決定部４４による制御を禁止するのではなく、第１のバッテリ初期容量決定部４４が、エンジン停止時間が所定の時間を超えたときのみバッテリ初期容量の決定を行うようにしても良い。

次に、エンジン２の前回の停止時のバッテリ残容量に基づいて今回のエンジン始動完了後のバッテリ初期容量を決定する。具体的には、バッテリ初期容量は、「バッテリ初期容量＝前回停止時のバッテリ残容量−（暗電流×停止時間＋始動電流×始動時間）」の計算式で決定される。暗電流は、エンジン停止時の自然放電等による電流であり、停止時間に対して積算した値として算出される。始動電流は、エンジン始動時にセルモータ等に流れる電流であり、エンジン２が始動完了するまでの始動時間に対して積算した値として算出される。

ここで、エンジン停止時間を所定の時間内としたのは、停止時間が長くなると、決定したバッテリ初期容量と実際のバッテリ初期容量とにばらつき誤差が生じる可能性があるからであり、所定の時間は、バッテリ初期容量を精度良く決定することが出来る時間に予め定められている。この所定の時間は、バッテリ６の定格容量や電装系の仕様などに応じて定められる。

第２のバッテリ初期容量決定部４６は、このようにバッテリ初期容量を決定すると共に発電機電圧切換制御部４０による制御を許容する。
このようにして、強制的にバッテリ６を充電する必要がなく迅速に且つ精度良くバッテリ初期容量を決定することが出来る。また、第１のバッテリ初期容量決定部４４による発電機４の出力電圧の高電圧への設定を禁止するので、燃費を向上させることが出来る。

次に、図５により、本実施形態による車両用発電機の制御装置による制御内容を説明する。図５は、本実施形態による車両用発電機の制御装置による制御内容を示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、Ｓは各ステップを示す。
図５に示すように、Ｓ１において、車速Ｓ、アクセル開度θ、エンジン回転数Ｎ、バッテリ充放電電流Ｉｔ（充電電流Ｉｃ、放電電流Ｉｄ）、冷却水温度Ｔｗが読み込まれる。
次に、Ｓ２に進み、エンジン停止検出部３８によりエンジン２の停止が検出されたか否かを判定する。エンジン停止が検出された場合には、Ｓ３に進み、エンジン停止時のバッテリ残容量及び冷却水温度Ｔｗを記憶部２６に記憶させる。

エンジン２が停止していない場合には、Ｓ４に進み、エンジン始動完了検出部３２によりエンジン２の始動完了が検出されたか否かを判定する。
エンジン２の始動完了が検出された場合には、Ｓ５に進み、発電機電圧切換制御部４０による制御が許容されているか否かを判定する。具体的には、バッテリ初期容量が決定され、Ｓ１０において設定されるフラグにより判定する。或いは、バッテリ初期容量が決定され、記憶部２６に、エンジン始動完了後のバッテリ初期容量が記憶されている場合に、発電機電圧切換制御部４０による制御が許容されていると判定するようにしても良い。

発電機電圧切換制御部４０による制御が許容されていない場合（Ｓ１３により禁止されている場合）には、Ｓ６乃至Ｓ１４のバッテリ初期容量決定部４２による制御に進み、発電機電圧切換制御部４０による制御が許容されている場合には、Ｓ１５乃至Ｓ２０の発電機電圧切換制御部４０による制御に進む。

先ず、Ｓ６乃至Ｓ１４において、Ｓ６では、エンジン停止時のバッテリ残容量及び冷却水温度Ｔｗが記憶部２６に記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合には、Ｓ７に進み、エンジン停止時間推定部３４により、エンジン停止時及び始動時の冷却水温度差に基づいてエンジン停止時間を図３に示す線図により推定する。
次に、Ｓ８に進み、Ｓ７において推定されたエンジン停止時間が、上述した所定の時間内であるか否かを判定する。

エンジン停止時間が所定の時間内である場合には、Ｓ９に進み、上述したように、第２のバッテリ初期容量決定部４６によりバッテリ初期容量を決定する。この決定されたバッテリ初期容量は、記憶部２６に記憶される。このＳ９に進んだことにより、第１のバッテリ初期容量決定部４４による制御は禁止される。
次に、Ｓ１０に進み、発電機電圧切換制御部４０による制御を許容する。即ち、Ｓ９において、既にバッテリ初期容量が決定されたので、発電機電圧切換制御部４０による制御を行うことが出来る。このＳ１０では、発電機電圧切換制御部４０による制御を許容することを示すフラグが立てられる。

一方、Ｓ６においてエンジン停止時のバッテリ残容量及び冷却水温度Ｔｗが記憶部２６に記憶されていない場合（Ｓ６による判定がＮＯの場合）、及び、エンジン停止時間が所定の時間を超えている場合（Ｓ８による判定がＮＯの場合）には、Ｓ１１乃至Ｓ１４の第１のバッテリ初期容量決定部４４による制御に進む。
Ｓ１１では、第１のバッテリ初期容量決定部４４の発電機第１電圧設定制御部により、発電機４の出力電圧を高電圧（第１の電圧）に設定すると共に発電機４を制御する。
次に、Ｓ１２に進み、バッテリ電流検出部２８により検出されたバッテリ充電電流Ｉｃが充電電流Ｉｃ₉₅以下であるか否かを判定する。

バッテリ充電電流Ｉｃが充電電流Ｉｃ₉₅以下である場合には、Ｓ１４に進み、上述したように、第１のバッテリ初期容量決定部４４によりバッテリ初期容量を決定する。具体的には、図４に示すような線図データにより、バッテリ充電電流がその所定の電流（充電電流Ｉｃ₉₅）になったときに、バッテリ容量が満充電容量付近である所定の容量（定格容量に対する９５％の容量）であると決定し、この所定の容量を初期容量として決定する。この決定されたバッテリ初期容量は、記憶部２６に記憶される。

次に、Ｓ１０に進み、既にバッテリ初期容量が決定されたので、発電機電圧切換制御部４０による制御を許容する。
Ｓ１２において、バッテリ充電電流Ｉｃが所定の電流以下でない場合には、Ｓ１３に進み、Ｓ１１による発電機４の出力電圧の高電圧（第１の電圧）を保つために、発電機電圧切換制御部４０による制御を禁止する。このＳ１３では、発電機電圧切換制御部４０による制御を禁止することを示すフラグが立てられる。

次に、Ｓ５においてＹＥＳの場合には、Ｓ１５に進む。Ｓ１５において、バッテリ残容量決定部３０により、Ｓ９或いはＳ１４で決定された初期容量及びバッテリ経過容量に基づいてバッテリ残容量を決定する。
次に、Ｓ１６に進み、Ｓ１５で決定されたバッテリ残容量が、ほぼ満充電容量（本実施形態では、定格容量に対し９５％の容量）以上であるか否かを判定する。バッテリ残容量が、定格容量に対し９５％未満の容量である場合には、Ｓ１７に進み、さらに、バッテリ残容量が、充電を必要とする容量として、定格容量に対し８０％未満であるか否かを判定する。
Ｓ１７において、バッテリ残容量が定格容量に対し８０％未満である場合には、Ｓ１８に進み、バッテリ上がりを防止するために、発電機４の出力電圧をバッテリ６への充電が促進可能な高電圧（第１の電圧）に設定する。

一方、Ｓ１７において、バッテリ残容量が定格容量に対し８０％以上ある場合には、Ｓ１９に進み、車両減速検出手段により車両の減速が検出されたか否かを判定する。車両が減速していない場合には、Ｓ２０に進み、燃費向上のために、発電機４の出力電圧をバッテリ６への充電が緩やかに行われる低電圧（第２の電圧）に設定する。一方、車両が減速している場合には、燃費向上のために発電機４の出力電圧を低電圧（第２の電圧）に抑える必要性が少ないので、Ｓ１８に進み、発電機４の出力電圧をバッテリ６への充電が促進可能な高電圧（第１の電圧）に設定する。
また、Ｓ１６において、バッテリ残容量がほぼ満充電容量である場合には、バッテリ残容量をそれ以上大きく高める必要性が少ないので、Ｓ２０に進み、燃費向上のために、車両の走行状態に関係なく、発電機４の出力電圧を低電圧（第２の電圧）に設定する。

次に、図６により、本発明の実施形態による車両用発電機の制御装置による制御による作用を説明する。図６は、本発明の実施形態による車両用発電機の制御装置による制御による作用を説明するための車速及び発電機の出力電圧のタイムチャートである。
図６に示すように、本発明の実施形態によれば、エンジン２が停止している区間Ｃが上述した所定時間内である場合、第２のバッテリ初期容量決定部４６により、エンジン始動完了後すぐにバッテリ初期容量を精度良く検出することが出来る。それゆえ、図中破線で示すように、従来技術であれば、発電機４の出力電圧を燃費に不利な高電圧Ｖ_Hに設定していた区間Ａにおいても、発電機電圧切換制御部４０による制御を行うことが出来る。即ち、図中実線で示すように、区間Ａにおいても、従来でも電圧切換制御が行われていた区間Ｂと同様に、車両の走行状態（例えば、車速）に応じて、発電機４の出力電圧を燃費向上可能な低電圧Ｖ_Lに設定するなどの発電機４の電圧切換制御を行うことが出来る。その結果、燃費を向上させることが出来る。

本発明の実施形態による車両に適用された車両用発電機の制御装置の全体構成を示す図である。 本実施形態による車両用発電機の制御装置のコントロールユニットを示す図である。 エンジンの停止時間を推定するためのエンジン停止時間と冷却水温度差との関係を示す線図である。 バッテリの初期容量を決定するためのバッテリ容量とバッテリへの充電電流との関係を示す線図である。 本実施形態による車両用発電機の制御装置による制御内容を示すフローチャートである。 本実施形態による車両用発電機の制御装置による制御による作用を説明するための車速及び発電機の出力電圧のタイムチャートである。

符号の説明

４ 発電機
６ バッテリ
８ 電気負荷

Claims (4)

1. エンジンにより駆動され且つ電気負荷及びバッテリに電力を供給する車両用発電機の制御装置であって、
   上記バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出手段と、
   上記エンジンの始動完了を検出する始動完了検出手段と、
   上記エンジンの停止時間を推定する停止時間推定手段と、
   上記エンジンの始動後のバッテリ初期容量及び上記エンジンの始動後のバッテリの充放電電流を積算して算出されるバッテリ経過容量に基づいてバッテリ残容量を決定するバッテリ残容量決定手段と、
   上記エンジンの始動完了後、上記バッテリの充電電流が少なくともバッテリ満充電容量付近であることを示す所定の電流以下となるまで上記発電機の出力電圧を上記バッテリへの充電が促進可能な第１の電圧に設定し、さらに、上記バッテリの充電電流が、バッテリ満充電容量付近であることを示す所定の電流となったとき、上記バッテリ初期容量が上記バッテリ満充電容量付近の所定の容量であると決定する第１の初期容量決定手段と、
   上記エンジンの停止時間が所定の時間内であり且つ上記エンジンが始動完了したとき、上記第１の初期容量決定手段による上記発電機の出力電圧の第１の電圧への設定及び上記バッテリ初期容量の決定を禁止すると共に、上記エンジンが前回停止した際のバッテリ残容量に基づいて上記バッテリ初期容量を決定する第２の初期容量決定手段と、を有することを特徴とする車両用発電機の制御装置。
2. 上記停止時間推定手段は、冷却水温度及び／又はエンジンオイル温度の上記エンジンの前回停止の際の値と始動した際の値との差に基づいて上記エンジンの停止時間を推定する請求項１記載の車両用発電機の制御装置。
3. さらに、車両の減速を検出する車両減速検出手段と、
   上記バッテリ初期容量の決定後、上記車両の減速時に上記発電機の出力電圧を上記第１電圧に設定し、非減速時に上記発電機の出力電圧を上記第１の電圧よりも低い第２の電圧に設定する発電機電圧設定手段と、を有する請求項１又は請求項２記載の車両用発電機の制御装置。
4. エンジンにより駆動され且つ電気負荷及び上記バッテリに電力を供給する車両用発電機の制御装置であって、
   上記バッテリの充放電電流を検出するバッテリ電流検出手段と、
   上記エンジンの始動完了を検出する始動完了検出手段と、
   上記エンジンの停止時間を推定する停止時間推定手段と、
   上記エンジンの始動後の上記バッテリのバッテリ初期容量及び上記エンジンの始動後のバッテリの充放電電流を積算して算出されるバッテリ経過容量に基づいて上記バッテリのバッテリ残容量を決定するバッテリ残容量決定手段と、
   上記エンジンが始動完了し且つ上記エンジンの停止時間が所定の時間を超えているとき、上記バッテリの充電電流が少なくともバッテリ満充電容量付近の所定の電流以下となるまで上記発電機の出力電圧が上記バッテリへの充電を促進可能な電圧になるように制御し、さらに、上記バッテリの充電電流が上記所定の電流となったとき、上記バッテリ初期容量が上記バッテリ満充電容量付近の所定の容量であると決定し、上記エンジンの停止時間が所定の時間内であり且つ上記エンジンが始動完了したとき、上記エンジンの前回停止した際の上記バッテリ残容量に基づいて上記バッテリ初期容量を決定する初期容量決定手段と、
   上記バッテリ初期容量の決定後、上記バッテリ残容量及び上記車両の走行状態に応じて上記発電機の出力電圧を制御する発電機電圧制御手段と、を有することを特徴とする車両用発電機の制御装置。

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