JP2010028965A - Voltage control apparatus for vehicle generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用発電機の出力電圧を制御することで、車両が減速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を促進する一方、車両が加速状態又は定速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段を備えた車両用発電機の電圧制御装置に関する技術分野に属する。 The present invention controls the output voltage of the vehicular generator to promote power supply from the generator to the battery when the vehicle is in a decelerating state, while the vehicle is in an accelerating state or a constant speed state. The present invention belongs to a technical field related to a voltage control device for a vehicular generator provided with voltage control means for suppressing power supply from the generator to the battery.
この種の車両用発電機の電圧制御装置では、車両が加速状態又は定速状態(つまり非減速状態)にあるときには、電圧制御手段による発電機の出力電圧制御により、発電機からバッテリへの電力供給(バッテリ充電)が抑制されてバッテリから車両用電気負荷への電力供給(バッテリ放電)が促進され、この結果、バッテリがその放電により深放電状態(バッテリの残容量が所定下限容量未満)に陥る場合があり、これを防止するべく様々な技術が提案されている。 In this type of vehicle generator voltage control device, when the vehicle is in an acceleration state or a constant speed state (that is, a non-deceleration state), the power from the generator to the battery is controlled by the output voltage control of the generator by the voltage control means. Supply (battery charge) is suppressed and power supply (battery discharge) from the battery to the vehicle electrical load is promoted. As a result, the battery is in a deeply discharged state (the remaining capacity of the battery is less than the predetermined lower limit capacity) due to the discharge. Various techniques have been proposed to prevent this from happening.
例えば、特許文献1に示す電圧制御装置では、電圧制御手段は、車両が非減速状態にある場合において、バッテリの残容量が所定下限容量以下になると、上述の発電機からバッテリへの電力供給抑制制御を禁止するべく発電機の出力電圧を制御するようになっている。
ところで、冬場等の車両の外気温度が低い低温環境下では通常、夏場等の高温環境下に比べて車両放置後のエンジン始動性が悪化するため、バッテリ残容量(バッテリ電圧)を十分に確保しておく必要がある。したがって、上記特許文献1に示す電圧制御装置を該車両に搭載する場合には、上記所定下限容量を予め高めに設定しておくことが好ましい。 By the way, in a low temperature environment where the outside air temperature of the vehicle is low, such as in winter, the engine startability after leaving the vehicle is usually worse than in a high temperature environment such as summer, so a sufficient remaining battery capacity (battery voltage) is secured. It is necessary to keep. Therefore, when the voltage control device disclosed in Patent Document 1 is mounted on the vehicle, it is preferable to set the predetermined lower limit capacity higher in advance.
しかしながら、所定下限容量を高くすると、車両が非減速状態(加速状態又は定速状態)にあるときに、バッテリの残容量がその放電により直ぐに該所定下限容量に達してしまうため、換言すると、電圧制御手段による発電機からバッテリへの電力供給抑制制御が直ぐに禁止されて発電機からバッテリへの電力供給が開始されるため、発電機を駆動するエンジン負荷が増大して車両の燃費が悪化するという問題があり、特に、高温環境下においては、エンジン始動性が比較的良好であるにも拘わらず、所定下限容量を高くすることで燃費ロスが著しく増大するという問題がある。 However, if the predetermined lower limit capacity is increased, when the vehicle is in a non-decelerated state (accelerated state or constant speed state), the remaining capacity of the battery will soon reach the predetermined lower limit capacity due to its discharge. Since the power supply suppression control from the generator to the battery by the control means is immediately prohibited and the power supply from the generator to the battery is started, the engine load for driving the generator increases and the fuel consumption of the vehicle deteriorates. There is a problem, and in particular, in a high temperature environment, there is a problem that fuel efficiency loss is remarkably increased by increasing the predetermined lower limit capacity even though the engine startability is relatively good.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用発電機の出力電圧を制御することで、車両が減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を促進する一方、車両が非減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段を備えた車両用発電機の電圧制御装置に対して、その構成及び制御方法に工夫を凝らすことで、車両の外気温度に左右されない良好なエンジン始動性の確保(エンジン始動性の向上)と、車両の燃費向上との両立を図ろうとすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to control the output voltage of the vehicular generator so that the power from the generator to the battery can be reduced when the vehicle is in a decelerating state. Contrary to the configuration and control method of the voltage control device for a vehicle generator having voltage control means for suppressing the supply of power from the generator to the battery when the vehicle is in a non-decelerated state while promoting the supply. In other words, it is intended to achieve both good engine startability (improvement of engine startability) that is not influenced by the outside air temperature of the vehicle and improvement of fuel consumption of the vehicle.
上記の目的を達成するために、この発明では、車両が加速状態又は定速状態にある場合において、バッテリの残容量が所定下限容量以下になると、発電機からバッテリへの電力供給の抑制を禁止するようにし、さらに、この所定下限容量を外気温度に応じて変更するようにした。 In order to achieve the above object, the present invention prohibits suppression of power supply from the generator to the battery when the remaining capacity of the battery falls below a predetermined lower limit capacity when the vehicle is in an acceleration state or a constant speed state. Furthermore, the predetermined lower limit capacity is changed according to the outside air temperature.
具体的には、請求項1の発明では、車両のエンジンにより駆動されて該車両の電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、該発電機の出力電圧を制御することで、該車両が減速状態にあるときには該発電機から該バッテリへの電力供給を促進する一方、該車両が加速状態又は定速状態にあるときには該発電機から該バッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段とを備えた車両用発電機の電圧制御装置を対象とする。 Specifically, in the invention of claim 1, the generator is driven by the engine of the vehicle to supply electric power to the electric load and the battery of the vehicle, and the output voltage of the generator is controlled, so that the vehicle Voltage control means for promoting power supply from the generator to the battery when in a decelerating state and suppressing power supply from the generator to the battery when the vehicle is in an accelerating state or a constant speed state; The object is a voltage control device for a vehicular generator provided.
そして、上記バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出手段と、上記車両が放置状態にあるときにおける該車両の外気温度を検出するための外気温度検出手段とを備え、上記電圧制御手段は、上記車両が加速状態又は定速状態にある場合において、上記バッテリ残容量検出手段により検出された上記バッテリの残容量が所定下限容量以下であるときには、上記発電機から上記バッテリへの電力供給の抑制を禁止するようになっていて、上記外気温度検出手段により検出された外気温度に応じて上記所定下限容量を変更するように構成されているものとする。 And the battery remaining capacity detection means for detecting the remaining capacity of the battery, and the outside air temperature detection means for detecting the outside air temperature of the vehicle when the vehicle is in the neglected state, the voltage control means, In the case where the vehicle is in an acceleration state or a constant speed state, when the remaining battery capacity detected by the battery remaining capacity detection means is less than or equal to a predetermined lower limit capacity, suppression of power supply from the generator to the battery is suppressed. It is assumed that the predetermined lower limit capacity is changed in accordance with the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means.
この構成によれば、電圧制御手段による発電機の出力電圧制御により、車両が減速状態にあるときには発電機からバッテリへの電力供給を促進して減速エネルギーの回収を図ることができ、車両が加速状態又は定速状態(以下、非減速状態という)にあるときには、発電機からバッテリへの電力供給を抑制してエンジン負荷の低減を図ることができて、車両の燃費向上を図ることが可能となる。 According to this configuration, by controlling the output voltage of the generator by the voltage control means, when the vehicle is in a decelerating state, the power supply from the generator to the battery can be promoted to recover the deceleration energy, and the vehicle is accelerated. When the vehicle is in a state or a constant speed state (hereinafter referred to as a non-decelerated state), it is possible to reduce the engine load by suppressing power supply from the generator to the battery, and to improve the fuel efficiency of the vehicle Become.
ここで、エンジン始動後に車両が非減速状態にある場合には、電圧制御手段により、発電機からバッテリへの電力供給を抑制するべく発電機出力電圧が制御され、バッテリの残容量が低下する。一方、バッテリの残容量が所定下限容量に達すると、電圧制御手段により当該電力供給の抑制を禁止するべく(つまり電力供給を促進するべく)発電機出力電圧が制御され、バッテリの残容量は一転増加し始める。したがって、バッテリの残容量が所定下限容量を下回ることもなく、バッテリが深放電状態となるのを確実に防止して、エンジン始動性の向上を図ることができる。 Here, when the vehicle is in a non-decelerated state after the engine is started, the generator output voltage is controlled by the voltage control means so as to suppress power supply from the generator to the battery, and the remaining capacity of the battery decreases. On the other hand, when the remaining capacity of the battery reaches a predetermined lower limit capacity, the voltage control means controls the generator output voltage so as to prohibit the suppression of the power supply (that is, to promote the power supply), and the remaining capacity of the battery is changed. Start to increase. Therefore, the remaining capacity of the battery does not fall below the predetermined lower limit capacity, and it is possible to reliably prevent the battery from being in a deep discharge state and improve engine startability.
また、本発明では、上記所定下限容量は、電圧制御手段によって、上記外気温度検出手段が検出した車両外気温度に応じて変更される。このため、所定下限容量を外気温度に応じた最適な値、つまり、エンジン始動性を損なわず且つ車両の燃費を可及的に高めることができる値に設定することができて、車両の外気温度に左右されない良好なエンジン始動性の確保と、車両の燃費向上との両立を図ることが可能となる。 In the present invention, the predetermined lower limit capacity is changed by the voltage control means according to the vehicle outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means. For this reason, the predetermined lower limit capacity can be set to an optimum value according to the outside air temperature, that is, a value that can increase the fuel efficiency of the vehicle as much as possible without impairing the engine startability. It is possible to achieve both good engine startability that is not affected by the improvement of fuel efficiency of the vehicle.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記電圧制御手段は、上記外気温度検出手段により検出された、上記車両が放置状態にある間の外気温度の最低値である最低外気温度検出値が低いほど上記所定下限容量を大きくするように構成されているものとする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the voltage control means detects a minimum outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means, which is the minimum value of the outside air temperature while the vehicle is left unattended. It is assumed that the predetermined lower limit capacity is increased as the value is lower.
この構成によれば、電圧制御手段は、低温環境下においては、外気温度検出手段により検出される外気温度の最低値が高温環境下に比べて通常低くなることから、所定下限容量を高温環境下に比べて低下させる。 According to this configuration, the voltage control means has a predetermined lower limit capacity in the high temperature environment because the minimum value of the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means is usually lower in the low temperature environment than in the high temperature environment. Reduce compared to.
したがって、低温環境下では、所定下限容量を高くしてバッテリの残容量を十分に確保することで、エンジン始動性を十分に確保することができ、また、高温環境下では、所定下限容量を低温環境下における値よりも低下させることで、該所定下限容量が必要以上に高く設定されることによる燃費ロスを低減することができる。よって、請求項1の発明と同様の作用効果をより一層確実に得ることができる。 Therefore, in a low-temperature environment, the predetermined lower limit capacity is increased to ensure a sufficient remaining battery capacity, so that the engine startability can be sufficiently ensured. In a high-temperature environment, the predetermined lower limit capacity is reduced to a low temperature. By reducing the value below the value in the environment, fuel consumption loss due to the predetermined lower limit capacity being set higher than necessary can be reduced. Therefore, the same effect as that of the invention of claim 1 can be obtained more reliably.
以上説明したように、本発明の車両用発電機の電圧制御装置によると、車両が非減速状態にある場合において、バッテリの残容量が所定下限容量以下になると、発電機からバッテリへの電力供給の抑制を禁止するようにし、さらに、この所定下限容量を外気温度に応じて変更するようにしたことで、エンジン始動性の向上と車両の燃費向上との両立を図ることができる。 As described above, according to the voltage control device for a vehicle generator of the present invention, when the remaining capacity of the battery is equal to or lower than a predetermined lower limit capacity when the vehicle is in a non-decelerated state, power is supplied from the generator to the battery. In addition, the predetermined lower limit capacity is changed according to the outside air temperature, so that both improvement in engine startability and improvement in fuel consumption of the vehicle can be achieved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る車両用発電機1の電圧制御装置100を示し、この電圧制御装置100は、車両の燃費向上を図るべく、車両が減速状態にあるときには発電機1からバッテリ3への電力供給を促進する一方、車両が加速状態又は定速状態(以下、非減速状態という)にあるときには発電機1からバッテリ3への電力供給を抑制するよう発電機出力電圧を制御するものである。尚、詳しくは後述するが、電圧制御装置100は、車両が非減速状態にあっても、所定条件下では、発電機1からバッテリ3への電力供給の抑制を禁止する。
FIG. 1 shows a
上記車両用発電機1(以下、発電機1という)は、エンジン50のクランクシャフト51に、補機類用ベルト及び動力伝達プーリを介して連結されたオルタネータ(ACジェネレータともいう)や、該オルタネータ(発電機1)の出力電圧を調整するためのICレギュレータ等を有していて、後述するエンジン用コントローラ5により発電機出力電圧が目標出力電圧になるように制御される。
The vehicle generator 1 (hereinafter referred to as the generator 1) includes an alternator (also referred to as an AC generator) connected to a
上記発電機1は、車両用電気負荷2及びバッテリ3に電気的に接続されてそれぞれに電力供給可能(充電可能)に構成されており、バッテリ3はさらに、車両用電気負荷2に電気的に接続されて、放電により該車両用電気負荷2に対して電力供給可能に構成されている。ここで、車両用電気負荷2には、パワーウィンド装置、車両用オーディオ機器、及び車両用エアコン装置等が含まれる。
The generator 1 is configured to be electrically connected to a vehicle electrical load 2 and a
上記バッテリ3は、自動車用に一般的に用いられる例えば定格12Vの鉛蓄電池で構成されており、図1中、符号7は、バッテリ3への充放電電流を検出するためのバッテリ電流センサである。
The
バッテリ電流センサ7には、バッテリ温度を検出するためのバッテリ温度検出センサ6(図1では、バッテリ電流センサ7とは別に示している)が取付けられており、その検出信号をエンジン用コントローラ5へと出力する。バッテリ電流センサ7は、車両のイグニッションスイッチがオン状態にある場合は勿論のこと、イグニッションスイッチがオフ状態となる車両放置状態においてもエンジン用コントローラ5に対して検出信号を出力する。
The battery current sensor 7 is provided with a battery temperature detection sensor 6 (shown separately from the battery current sensor 7 in FIG. 1) for detecting the battery temperature, and the detection signal is sent to the
上記電圧制御装置100は、上記バッテリ温度検出センサ6と、上記バッテリ電流センサ7と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ8と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ9と、車両の速度を検出する車速センサ10と、これら各センサ6乃至10のそれぞれに信号の授受可能に接続されたエンジン用コントローラ5(電圧制御手段に相当)とを含んでおり、エンジン用コントローラ5は、該各センサ6乃至10からの検出信号を基に、エンジン50の運転状態(エンジ出力及びエンジントルク)を制御するともに発電機1の出力電圧を制御する。
The
次に、エンジン用コントローラ5における発電機1の出力電圧制御処理について、図2のフローチャートを基に詳細に説明する。
Next, the output voltage control process of the generator 1 in the
先ず最初のステップSA1では、アクセル開度センサ8、エンジン回転速度センサ9、及び車速センサ10から各検出信号を読み込んで、読み込んだ検出信号を基に、エンジン回転数、アクセル開度、及び車速を算出する。
First, in step SA1, each detection signal is read from the
ステップSA2では、バッテリ3の初期容量を確定するためにバッテリ3を強制的に充電するバッテリ強制充電制御を実施中か否かを判定し、この判定がYESであるときにはステップSA7に進み、NOであるときにはステップSA3に進む。
In step SA2, it is determined whether or not the battery forced charging control for forcibly charging the
具体的には、この強制充電制御は、本エンジン用コントローラ5により、発電機1の出力電圧を予め設定した強制充電電圧(本実施形態では、後述のHレベル電圧に等しい)に制御することで実行される。そして、バッテリ電流センサ7により検出されるバッテリ充電電流Icをモニタリングすることで、エンジン始動時からバッテリ充電電流が所定電流I95(バッテリ3の満充電容量付近である所定上限容量Cmax(例えばSOC95%)に対応するバッテリ電流)に達するまでの間は強制充電制御実行中と判定し、バッテリ充電電流が所定電流に到達した後は強制充電制御が完了したものと判定して、該完了時におけるバッテリ3の残容量(つまり上記所定上限容量Cmax)を初期容量として確定する。
Specifically, this forced charge control is performed by controlling the output voltage of the generator 1 to a preset forced charge voltage (equal to an H level voltage described later in this embodiment) by the
ステップSA3では、ステップSA1にて算出した車速が0km/hか否か(車両が停止状態にあるか否か)を判定し、この判定がYESであるときにはステップSA8に進み、NOであるときにはステップSA4に進む。 In step SA3, it is determined whether or not the vehicle speed calculated in step SA1 is 0 km / h (whether or not the vehicle is in a stopped state). If this determination is YES, the process proceeds to step SA8. If NO, the process proceeds to step SA8. Proceed to SA4.
ステップSA4では、ステップSA1にて算出したアクセル開度が0(つまりスロットル弁の全閉状態であって、乗員がアクセルを踏み込まない状態に対応する開度)であるか否かを判定し、この判定がNOであるときにはステップSA8に進み、YESであるときには、ステップSA5に進む。 In step SA4, it is determined whether or not the accelerator opening calculated in step SA1 is 0 (that is, the opening corresponding to a state where the throttle valve is fully closed and the passenger does not depress the accelerator). When the determination is NO, the process proceeds to step SA8, and when the determination is YES, the process proceeds to step SA5.
ステップSA5では、ステップSA1にて算出したエンジン回転数が所定回転数以上であるか否かを判定し、この判定がNOであるときにはステップSA8に進み、YESであるときにはステップSA6に進む。 In step SA5, it is determined whether or not the engine speed calculated in step SA1 is greater than or equal to a predetermined speed. If this determination is NO, the process proceeds to step SA8, and if it is YES, the process proceeds to step SA6.
ステップSA6では、車両が減速状態(車速が減少傾向にあり且つアクセルが踏み込まれていない状態)にあるものと判断して、換言すると、エンジン50の運転領域が減速燃料カット領域にあるものと判断して、エンジン50のインジェクタからの燃料噴射を中止する。
In step SA6, it is determined that the vehicle is in a decelerating state (the vehicle speed is decreasing and the accelerator is not depressed). In other words, it is determined that the operating region of the
ステップSA7では、発電機1の出力電圧を予め設定したHレベル電圧(例えば15V)に制御し、しかる後にリターンする。このHレベル電圧は、バッテリの定格電圧(12V)よりも大きい電圧であって、発電機1からバッテリ3への電力供給が促進されるような電圧である。
In step SA7, the output voltage of the generator 1 is controlled to a preset H level voltage (for example, 15V), and then the process returns. This H level voltage is a voltage that is higher than the rated voltage (12 V) of the battery, and is a voltage that promotes power supply from the generator 1 to the
ステップSA8(ステップSA3の判定がYESである場合と、ステップSA4の判定がNOである場合と、ステップSA5の判定がNOである場合とのいずれかの場合に進むステップ)では、バッテリ3のSOC(%)(state of charge)を算出するとともに、該算出したSOCが所定下限容量Cminを超えるか否かを判定し、この判定がYESであるときにはステップSA10に進み、NOであるときにはステップSA9に進む。
In step SA8 (the step which proceeds when the determination at step SA3 is YES, the determination at step SA4 is NO, or the determination at step SA5 is NO), the SOC of
ここで、バッテリ3のSOCの算出は以下のようにして行われる。すなわち、上記強制充電制御完了時から現在までにバッテリ電流センサ7により検出されたバッテリ充放電電流を積算したバッテリ経過容量と、上記確定したバッテリ初期容量とを基に、「バッテリ残容量=バッテリ初期容量+バッテリ経過容量」としてバッテリ残容量を算出し、該算出したバッテリ残容量からSOC(%)(=(バッテリの残容量)/(満充電量)×100)を算出する。
Here, the SOC of the
また、所定下限容量Cmin(%)は、本エンジン用コントローラ5において後述の所定下限容量変更制御処理を実行することで車両外気温度に応じて設定される。
The predetermined lower limit capacity Cmin (%) is set according to the vehicle outside air temperature by executing a predetermined lower limit capacity change control process described later in the
ステップSA9では、発電機1の出力電圧を予め設定したMレベル電圧(例えば13V)に制御し、しかる後にリターンする。Mレベル電圧は、発電機1からバッテリ3への電力供給(充電)が促進されるような電圧であるが、その電力供給量はステップS7におけるHレベル電圧の場合よりも小さい。
In step SA9, the output voltage of the generator 1 is controlled to a preset M level voltage (for example, 13V), and then the process returns. The M level voltage is a voltage that promotes power supply (charging) from the generator 1 to the
ステップSA8の判定がYESであるときに進むステップSA10では、発電機1の出力電圧を予め設定したLレベル電圧(例えば12.5V)に制御し、しかる後にリターンする。このLレベル電圧は、発電機1からバッテリ3への電力供給(充電)が抑制されるような電圧であって、通常、バッテリ定格電圧(12V)と略同じか又は若干大きめに設定される。尚、本ステップS13の処理が実行されたときには、図示しないバッテリコントローラによりバッテリ3の放電制御が実行されて、バッテリ3から車両用電気負荷2に対して必要な電力が供給される。
In step SA10 that proceeds when the determination in step SA8 is YES, the output voltage of the generator 1 is controlled to a preset L level voltage (for example, 12.5 V), and then the process returns. This L level voltage is a voltage that suppresses power supply (charging) from the generator 1 to the
次に、エンジン用コントローラ5における所定下限容量変更制御処理について、図3のフローチャートを基に詳細に説明する。
Next, the predetermined lower limit capacity changing control process in the
ステップSB1では、車両のイグニッションスイッチがオン状態(IGオン状態)にあるか否かを判定し、この判定がNOであるときには、該判定を再度行う一方、この判定がYESであるときにはステップSB2に進む。 In step SB1, it is determined whether or not the ignition switch of the vehicle is in an on state (IG on state). If the determination is NO, the determination is performed again. If the determination is YES, the process proceeds to step SB2. move on.
ステップSB2では、車両が放置状態にある間に、バッテリ温度検出センサ6からエンジン用コントローラ5に出力された検出信号(温度情報)を基に、この間における、バッテリ温度を車両外気温度として時系列で検出する。そうして、時系列で検出した車両外気温度のうちの最低値を最低外気温度検出値Taとする。ここで、車両放置開始直後は、バッテリ温度が車両外気温度よりも高くなっていることから、本実施形態では、バッテリ温度を外気温度とみなすことができる程度に十分な時間が経過してから、該バッテリ温度に基づく車両外気温度の検出を行う。そして、上記バッテリ温度検出センサ6が、上記車両が放置状態にあるときにおける該車両の外気温度を検出するための外気温度検出手段を構成することとなる。
In step SB2, based on the detection signal (temperature information) output from the battery
ステップSB3では、ステップSB2で算出した最低外気温度検出値Taを基に、所定下限容量Cminを設定し、しかる後に本制御処理を終了する。 In step SB3, a predetermined lower limit capacity Cmin is set based on the minimum outside air temperature detection value Ta calculated in step SB2, and then this control process is terminated.
具体的には、本実施形態では、図5に示すように、最低外気温度検出値Taが大きいほど、所定下限容量Cminを直線的に低下させる。 Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the predetermined lower limit capacity Cmin is linearly decreased as the minimum outside air temperature detection value Ta is larger.
ここで、所定下限容量Cminは、車両外気温度(最低外気温度検出値Ta)に応じてエンジン始動時に要求される必要クランキング力を得ることができるバッテリSOC範囲の下限値とすることが好ましい。尚、所定下限容量Cminは、必ずしも該下限値に等しい値である必要はなく、この下限値に対してある程度のマージンを持った大きめの値であってもよい。所定下限容量は、小さ過ぎるとバッテリ3の残容量(SOC)が低下し過ぎてバッテリ3の劣化が早まるため、例えば80%以上85%以下の範囲であることが好ましい。
Here, the predetermined lower limit capacity Cmin is preferably a lower limit value of a battery SOC range that can obtain a required cranking force required at the time of engine start according to the vehicle outside air temperature (minimum outside air temperature detection value Ta). The predetermined lower limit capacity Cmin is not necessarily a value equal to the lower limit value, and may be a large value with a certain margin with respect to the lower limit value. If the predetermined lower limit capacity is too small, the remaining capacity (SOC) of the
以上のように構成された電圧制御装置100を搭載した車両では、車両が放置状態にある間(図4におけるt1≦t<t2の区間)は、不図示のイグニッションスイッチがオフ状態となってエンジン50も停止するため、発電機1の出力電圧は0Vとなる。このため、発電機1からバッテリ3への電力供給は行われないものの、バッテリ3には暗電流が流れてそのSOC(残容量)は次第に低下して行く。
In a vehicle equipped with the
そして、乗員が車両を発進させるために、イグニッションスイッチをオン状態に切り換えてアクセルを踏み込むと、車両状態が放置状態から加速状態(つまり非減速状態)に切換わる(図4ではt=t2で切り換る)。この結果、エンジン用コントローラ5により、上記強制充電制御が実行されて、発電機1の出力電圧がHレベル電圧に制御され、発電機1からバッテリ3への電力供給が実行(促進)される(ステップSA2の処理が実行される)。
Then, in order for the occupant to start the vehicle, when the ignition switch is turned on and the accelerator is depressed, the vehicle state is switched from the neglected state to the accelerated state (that is, the non-decelerated state) (in FIG. 4, t = t2). Change). As a result, the forced charge control is executed by the
エンジン用コントローラ5による強制充電制御が実行される間(図4におけるt2≦t<t3の区間)は、バッテリ3のSOCは増加し続ける。バッテリ3のSOCが所定上限容量Cmaxに達すると、エンジン用コントローラ5による強制充電制御が終了して、上述の如く、車両の走行状態(減速/非減速状態)やバッテリ3のSOCに応じた発電機出力電圧制御が実行される。
While the forced charge control by the
したがって、図4に示す上記強制充電制御終了後のt3≦t<t4の区間においては、車両が非減速状態にあり且つバッテリ3のSOCが所定下限容量Cminよりも大きいために、エンジン用コントローラ5により発電機1の出力電圧がLレベルに制御されて(ステップSA10の処理が実行されて)、発電機1からバッテリ3への電力供給が抑制されるとともにバッテリ3から車両用電気負荷2への電力供給が促進され、この結果、バッテリ3のSOCは時間の経過とともに徐々に低下して行く。
Therefore, in the section of t3 ≦ t <t4 after the end of the forced charging control shown in FIG. 4, since the vehicle is in a non-decelerated state and the SOC of the
一方、図4に示す上記強制充電制御終了後のt4≦t<t5の区間においては、車両が減速状態にあるために、エンジン用コントローラ5により発電機1の出力電圧がHレベルに制御されて(ステップSA7の処理が実行されて)、発電機1からバッテリ3への電力供給が促進され、この結果、バッテリ3のSOCは時間の経過とともに徐々に増加して行く。
On the other hand, in the section of t4 ≦ t <t5 after the end of the forced charge control shown in FIG. 4, the output voltage of the generator 1 is controlled to the H level by the
図4に示すt5≦t<t6の区間においては、車両が再び非減速状態に切り換わる結果、エンジン用コントローラ5により発電機出力電圧がLレベルに制御されて、バッテリ3から車両用電気負荷2への電力供給が促進され、バッテリ3のSOCが徐々に低下して行く。そして、バッテリ3のSOCが所定下限容量Cminに達すると(図4におけるt=t6の時には)、エンジン用コントローラ5により発電機1の出力電圧がMレベルに制御されて(ステップSA9の処理が実行されて)、発電機1からバッテリ3への充電が実行される結果(つまり発電機1からバッテリ3への電力供給の抑制が禁止される結果)、バッテリ3のSOCは一転増加し始め、そして、バッテリ3のSOCが再び所定下限容量Cminを上回ると、エンジン用コントローラ5により発電機1の出力電圧がLレベル電圧に制御されて(ステップSA10の処理が実行されて)、バッテリ3のSOCは低下し始める。こうして、バッテリ3のSOCは、車両が減速状態に切り換わらない限り(図4では、t7≦t<t8でない限り)、増加と低下とを交互に小刻みに繰り返すことで、所定下限容量Cminを下回らないようになっている。尚、車両が減速状態に切り換わると、上述の如く発電機1からバッテリ3への電力供給が促進されるので、バッテリ3のSOCが所定下限容量Cminを下回らないことは言うまでもない。
In the section of t5 ≦ t <t6 shown in FIG. 4, as a result of the vehicle switching to the non-decelerating state again, the generator output voltage is controlled to L level by the
このように、上記実施形態では、エンジン用コントローラ5において、車両が非減速状態にあると判定された場合であっても、バッテリ3のSOCが所定下限容量Cmin以下であるときには(ステップSA8の判定がNOであるときには)、発電機1の出力電圧をMレベル電圧に制御して、発電機1からバッテリへの充電を促進する(電力供給の抑制を禁止する)ようにしたことで、バッテリ3のSOCが所定下限容量Cminを下回るのを防止することができて、エンジン50の始動性を十分に確保することができる。
Thus, in the above embodiment, even when the
ここで、冬場等の車両外気温度が低い環境下では、エンジン始動性が悪化するため、所定下限容量Cminを高く設定してバッテリ3のSOCを十分に確保しておく必要があるが、所定下限容量Cminを高くすると、エンジン用コントローラ5による強制充電制御終了後に、バッテリ3の残容量が直ぐに所定下限容量Cminに達してしまうため、換言すると、発電機1からバッテリ3への充電が抑制される充電抑制期間(図4に示す例では、t3≦t<t4、及び、t5≦t<t6の期間)が短くなるため、該充電抑制によるエンジン負荷の低減効果が薄れて車両の燃費が悪化するという問題がある。
Here, since the engine startability deteriorates under an environment where the vehicle outside air temperature is low such as in winter, it is necessary to set the predetermined lower limit capacity Cmin high and sufficiently ensure the SOC of the
これに対して、上記実施形態では、エンジン用コントローラ5におけるステップSB3(図3参照)の処理で、車両が放置状態にある間の車外温度の最低値である最低外気温度検出値Taが低いほど所定下限容量Cminを大きくするようにしたから、エンジン始動性が悪化する低温環境下では、所定下限容量Cminを高くしてエンジン始動性の向上を図ることができ、また、エンジン始動性に優れる高温環境下では、所定下限容量Cminを低温環境下に比べて低くして、所定下限容量Cminが必要以上に高くなることによる燃費ロスを低減することができる。したがって、季節要因に左右されない良好なエンジン始動性の確保と、車両の燃費向上との両立を図ることができる。
On the other hand, in the above embodiment, the lower the outside temperature detection value Ta, which is the lowest value of the outside temperature while the vehicle is in the neglected state, in the processing of step SB3 (see FIG. 3) in the
(他の実施形態)
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、エンジン用コントローラ5において、バッテリ電流センサ7に設けられたバッテリ温度検出センサ6からの検出信号を基に、車両外気温度を算出するようにしている、これに限ったものではなく、例えば、エンジン50の吸気管に設けられた不図示の吸気温度センサからの検出信号を基に、吸気管内の温度を算出して、該算出した吸気管内温度を基に車両外気温度を算出するようにしてもよい。
(Other embodiments)
The configuration of the present invention is not limited to the above embodiment, but includes various other configurations. That is, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、エンジン用コントローラ5において、バッテリ温度検出センサ6からの検出信号を基に、車両外気温度を時系列で算出してその最低値を最低外気温度検出値Taとして、この最低外気温度検出値Taに応じて所定下限容量Cminを設定するようにしているが、例えば該時系列で算出した車両外気温度の平均値である平均外気温度検出値に応じて所定下限容量Cminを設定するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、エンジン用コントローラ5において、強制充電制御終了後に、バッテリ3のSOCが所定下限容量Cminに達した後、車両が非減速状態にある場合には、上述のように、バッテリ3は充電と放電とを交互に小刻みに実行することとなるが、この充電/放電の切換え頻度を低下させるべく、所定下限容量Cminよりも大きい上側充電閾容量を設定するようにしてもよい。すなわち、エンジン用コントローラ5において、バッテリ3のSOCがこの上側充電閾容量に達するまでは、SOCが所定下限容量Cminを超えても発電機1の出力電圧をLレベルとせずに(ステップSA10の処理を実行せずに)Mレベル電圧のまま維持する(ステップSA9の処理を実行し続ける)ようにし、SOCが上側充電閾容量に達したときに発電機1の出力電圧をLレベル電圧に切り換えるようにしてもよい。こうすることで、バッテリ3の充電/放電の切換え頻度を低下させることができて、バッテリ3の耐久性を向上させることができる。尚、この場合には、バッテリ3のSOCは、所定下限容量Cminと上記上側充電閾容量増加との間で増加と低下とを交互に繰り返しながらジグザグに変化することとなる。
In the above embodiment, after the forced charge control is completed in the
また、上記実施形態では、所定下限容量Cminは、最低外気温度検出値Taが大きいほど直線的に低下するようになっているが、必ずしも直線的に低下させる必要はなく、ステップ状や曲線状に低下させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the predetermined lower limit capacity Cmin decreases linearly as the minimum outside air temperature detection value Ta increases. However, the predetermined lower limit capacity Cmin does not necessarily need to be decreased linearly, and is stepwise or curved. You may make it reduce.
本発明は、車両用発電機の出力電圧を制御することで、車両が減速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を促進する一方、車両が非減速状態にあるときには該発電機からバッテリへの電力供給を抑制する電圧制御手段を備えた車両用発電機の電圧制御装置に有用であり、特に、車両が非減速状態にある場合においてバッテリの残容量が所定下限容量を下回らないように電圧制御手段による発電機の出力電圧制御を行う車両用発電機の電圧制御装置に有用である。 The present invention controls the output voltage of the vehicular generator to promote power supply from the generator to the battery when the vehicle is in a decelerating state, while from the generator when the vehicle is in a non-decelerating state. This is useful for a voltage control device for a vehicle generator having a voltage control means for suppressing power supply to the battery, and in particular, when the vehicle is in a non-decelerated state, the remaining capacity of the battery does not fall below a predetermined lower limit capacity. Further, the present invention is useful for a voltage control device for a vehicular generator that controls the output voltage of the generator by a voltage control means.
Cmin 所定下限容量
Ta 最低外気温度検出値
1 発電機
2 車両用電気負荷
3 バッテリ
5 エンジン用コントローラ(電圧制御手段、バッテリ残容量検出手段)
6 バッテリ温度検出センサ(外気温度検出手段)
7 バッテリ電流センサ(バッテリ残容量検出手段)
50 エンジン
100 電圧制御装置
Cmin predetermined lower limit capacity Ta minimum outside air temperature detection value 1 generator 2 vehicle
6 Battery temperature detection sensor (outside air temperature detection means)
7 Battery current sensor (Battery remaining capacity detection means)
50
Claims (2)
上記バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出手段と、
上記車両が放置状態にあるときにおける該車両の外気温度を検出するための外気温度検出手段とを備え、
上記電圧制御手段は、上記車両が加速状態又は定速状態にある場合において、上記バッテリ残容量検出手段により検出された上記バッテリの残容量が所定下限容量以下であるときには、上記発電機から上記バッテリへの電力供給の抑制を禁止するようになっていて、上記外気温度検出手段により検出された外気温度に応じて上記所定下限容量を変更するように構成されていることを特徴とする車両用発電機の電圧制御装置。 A generator that is driven by the vehicle engine to supply power to the electric load and battery of the vehicle, and by controlling the output voltage of the generator, so that when the vehicle is in a decelerating state, the generator to the battery In the voltage control device for a vehicular generator, including voltage control means for suppressing power supply from the generator to the battery when the vehicle is in an accelerated state or a constant speed state,
Battery remaining capacity detecting means for detecting the remaining capacity of the battery;
An outside air temperature detecting means for detecting the outside air temperature of the vehicle when the vehicle is left unattended,
When the vehicle is in an accelerating state or a constant speed state and the remaining capacity of the battery detected by the battery remaining capacity detecting means is not more than a predetermined lower limit capacity, the voltage control means The vehicle power generation is configured to prohibit the suppression of power supply to the vehicle and to change the predetermined lower limit capacity according to the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means. Machine voltage control device.
上記電圧制御手段は、上記外気温度検出手段により検出された、上記車両が放置状態にある間の外気温度の最低値である最低外気温度検出値が低いほど上記所定下限容量を大きくするように構成されていることを特徴とする車両用発電機の電圧制御装置。 In the voltage control apparatus of the generator for vehicles according to claim 1,
The voltage control means is configured to increase the predetermined lower limit capacity as the minimum outside air temperature detection value detected by the outside air temperature detection means, which is the minimum value of the outside air temperature while the vehicle is left unattended, is lower. The voltage control apparatus of the generator for vehicles characterized by the above-mentioned.
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