JP2017011944A

JP2017011944A - オルタネータの発電制御装置

Info

Publication number: JP2017011944A
Application number: JP2015127241A
Authority: JP
Inventors: 寛仙田; Hiroshi Senda
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2035-06-25
Also published as: JP6587432B2

Abstract

【課題】気温の高い地域でバッテリを使用するとき、バッテリが満充電状態のときにいずれか１つ以上の電気負荷が稼働しても、電気負荷が小さい場合に、バッテリの劣化を未然に防止できるようにする。【解決手段】バッテリが満充電状態であって、かつ、いずれかの電気負荷の稼働が検出されたときに、ＥＦＩＥＣＵにより、オルタネータの発電電圧が第１の調整電圧（１４．３Ｖ）よりも低く第３の調整電圧（１２．８Ｖ）よりも高い第２の調整電圧（１３．８Ｖ）に制御され、オルタネータがバッテリ劣化抑制モード（ステップＳ７）で発電制御される。そのため、気温の高い地域でバッテリを使用するときであっても、バッテリの高温過充電状態が継続することを防止でき、バッテリの早期劣化を未然に防止できる。【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンにより駆動されてバッテリに充電し、制御手段の制御により発電電圧を調整可能なオルタネータの発電制御装置に関する。

従来、エンジンにより駆動されてバッテリに充電するオルタネータの発電電圧を制御する発電制御装置として、エンジン回転数が発電に十分な回転数に達していて予め設定された電気負荷が大きいと判断されるときに、オルタネータの発電電圧を１４．５Ｖなどの高い第１の調整電圧に制御して通常モードでの発電制御を行う一方、エンジン回転数が発電に十分な回転数に達していて予め設定された電気負荷の投入がなく電気負荷が小さいと判断されるときに、オルタネータの発電電圧を１２．８Ｖなどの低い調整電圧に制御して低燃費モードでの発電制御を行うものが提案されている（特許文献１参照）。

さらに、エンジン回転数が発電に十分な回転数に達していていないときや、エンジン回転数が発電に十分な回転数に達していてもブレーキ負圧が低下しているときには、負荷を減らしてエンジン回転数を上げるために、オルタネータの発電電圧をさらに低い１２．５Ｖの調整電圧に制御してエマージェンシーモードでの発電制御を行うことも考えられている。

特開２００３−２２４９３５号公報（段落００１６〜００１８および図２、図３）

しかし、バッテリはＡＳＥＡＮ（東南アジア諸国連合）など一年を通じて気温が高い地域で使用する場合、高温過充電によってバッテリが早期に劣化し易く、バッテリ寿命が短くなるという問題があるが、上記した従来の発電制御装置では、バッテリが満充電状態のときにいずれか１つの電気負荷が稼働したと判断されると、１４．５Ｖの通常モードによるオルタネータの発電制御に維持されるため、上記した１２．８Ｖの調整電圧の低燃費モードによるオルタネータの発電制御には移行せず、調整電圧が高いままとなって高温過充電状態が継続するおそれがあり、バッテリが早期に劣化することを未然に防止できないという不都合がある。

本発明は、気温の高い地域でバッテリを使用するとき、バッテリが満充電状態のときにいずれか１つ以上の電気負荷が稼働しても、電気負荷が小さい場合に、バッテリの劣化を未然に防止できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のオルタネータの発電制御装置は、エンジンにより駆動されてバッテリに充電し、制御手段の制御により発電電圧を調整可能なオルタネータの発電制御装置において、前記バッテリの充電／放電状況を検出する充電／放電状況検出手段と、車両に搭載された複数の電気負荷の稼働状況を検出する負荷検出手段とを備え、前記制御手段は、前記充電／放電状況検出手段による充電／放電状況に応じた充電／放電電流（電流積算値）から前記バッテリが満充電状態かどうか判断し、満充電状態でないときにオルタネータの発電電圧を第１の調整電圧に制御し、前記バッテリが満充電状態であって、かつ、前記負荷検出手段によりいずれかの前記電気負荷の稼働が検出されたときに、オルタネータの発電電圧を前記第１の調整電圧よりも低い第２の調整電圧に制御し、前記バッテリが満充電状態であって、かつ、前記負荷検出手段によりいずれの前記電気負荷も稼働なしが検出されたときに、オルタネータの発電電圧を前記第２の調整電圧よりも低い第３の調整電圧に制御することを特徴としている。

本発明によれば、バッテリが満充電状態であって、かつ、負荷検出手段によりいずれかの電気負荷の稼働が検出されたときに、オルタネータの発電電圧を第１の調整電圧よりも低く第３の調整電圧よりも高い第２の調整電圧に制御するため、バッテリが満充電状態のときにいずれか１つ以上の電気負荷が稼働しても、電気負荷が小さいと判断される状況下では、従来のように、第１の調整電圧によるいわゆる通常モードでのオルタネータの発電制御を維持することはなく、オルタネータの第２の調整電圧による発電制御を実行することができる。

そのため、気温の高い地域でバッテリを使用するときであっても、高温過充電状態が継続することを防止でき、バッテリが満充電状態のときにいずれか１つ以上の電気負荷が稼働しても、電気負荷が小さい場合には、第１の調整電圧よりも低く第３の調整電圧よりも高い第２の調整電圧でオルタネータの発電制御を行うことができ、高温過充電状態を防止してバッテリの早期劣化を未然に防止することができる。

本発明に係るオルタネータの発電制御装置の一実施形態の結線図である。図１に動作説明用フローチャートである。

本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して詳細に説明する。

本実施形態におけるオルタネータの発電制御装置は、図１に示すように構成されている。すなわち、図１に示す車両１は鉛バッテリ２を有し、このバッテリ２の負極端子は車両１の車体に接続され、車両１の駆動源であるエンジンを始動するスタータ３がバッテリ２に接続されて給電され、スタータ３の作動により駆動力が発生されてエンジンが始動される。そして、エンジンの回転力が図外のベルトを介して発電機であるオルタネータ４に伝達され、車両１の走行中等にオルタネータ４の発電出力によりバッテリ２の充電が行われる。

さらに、図１に示すように、本発明における制御手段に相当するマイクロコンピュータ構成のＥＦＩＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＦｕｅｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）５が、ジャンクションボックス６のなかの１つのヒューズおよび外部ヒューズＦを介してバッテリ２の正極端子に接続され、バッテリ２からの給電を受けてＥＦＩＥＣＵ５が動作してエンジンの燃料噴射量を制御するとともに、ＥＦＩＥＣＵ５は、後述するように、本発明の制御手段としてオルタネータ４に調整電圧指令を出力してオルタネータ４の発電制御を行う。

また、バッテリ２の負極端子と車体とを接続する接続ケーブルにバッテリ電流を検出する電流センサ７が設けられ、この電流センサ７による検出電流がＥＦＩＥＣＵ５に取り込まれてバッテリ充電／放電状況（電流積算値）が検出され、バッテリ２が満充電状態であるかどうかがＥＦＩＥＣＵ５により判定される。このＥＦＩＥＣＵ５によるバッテリ充電／放電状況の検出機能が、本発明における充電／放電状況検出手段に相当する。

さらに、リレーブロック９を介して電気負荷１０がバッテリ２の正極端子に接続され、同様に、ジャンクションボックス６のなかの複数のヒューズをそれぞれ介して車両１に搭載されたその他の複数の電気負荷１１がバッテリ２の正極端子に接続され、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信により各電気負荷１０，１１それぞれの制御を司るＥＣＵから各電気負荷１０，１１の稼働中かどうかの情報がＥＦＩＥＣＵ５により取得され、ＥＦＩＥＣＵ５により各電気負荷１０，１１のうちいずれかが稼働中か、或いはいずれも稼働していないかが判定されるようになっている。このＥＦＩＥＣＵ５による電気負荷の稼働状況の検出機能が、本発明における負荷検出手段に相当する。

また、図１には示されていないが、エンジン回転数検出センサおよびブレーキ負圧検出センサが設けられており、これらのセンサにより検出されるエンジン回転数およびブレーキ負圧がＥＦＩＥＣＵ５に取り込まれ、ＥＦＩＥＣＵ５により、検出されたエンジン回転数が予め設定された所定回転数より低下したかどうか、検出されたブレーキ負圧が予め設定された所定値よりも低下したどうかの判定がなされ、所定回転数より低下しているか、ブレーキ負圧が所定値よりも低下している場合にはＥＦＩＥＣＵ５によりエマージェンシーモードの制御が行われる。

そして、ＥＦＩＥＣＵ５は、エンジン回転数検出センサ、ブレーキ負圧検出センサそれぞれの検出値に基づき、上記したエマージェンシーモード以外のときに行う制御として、バッテリ２が満充電状態でなければ、オルタネータ４を第１の調整電圧である１４．３Ｖで発電制御する通常モードの制御を行い、バッテリ２が満充電状態であっていずれかの電気負荷１０，１１の稼働中と判定したときには、オルタネータ４を第１の調整電圧よりも低い第２の調整電圧である１３．８Ｖで発電制御するバッテリ劣化抑制モードの制御を行い、バッテリ２が満充電状態であっていずれの電気負荷１０，１１も稼働なしと判定したときには、オルタネータ４を第２の調整電圧よりも低い第３の調整電圧である１２．８Ｖで発電制御する低燃費モードの制御を行い、上記したエマージェンシーモードの制御として、第３の調整電圧よりもさらに低い第４の調整電圧である１２．５Ｖでオルタネータ４の発電制御を行う。ここで、第２の調整電圧（１３．８Ｖ）を第１の調整電圧（１４．３Ｖ）よりも０．５Ｖ低くしたのは、電気負荷１０，１１の稼働時にバッテリ２が放電しない範囲内でオルタネータ４を発電させて、バッテリ２の過充電を防止するためである。

次に、ＥＦＩＥＣＵ５によるオルタネータ４の発電制御の処理手順について、図２のフローチャートを参照して説明する。

いま、図２に示すように、エンジン回転数検出センサにより検出されるエンジン回転数が所定回転数よりも低下したかどうかの判定がなされ（ステップＳ１）、この判定結果がＹＥＳであればステップＳ２に移行してエマージェンシーモードの制御、すなわち上記した第４の調整電圧（１２．５Ｖ）でオルタネータ４が発電制御され（ステップＳ２）、ステップＳ１の判定結果がＮＯであれば、ブレーキ負圧検出センサにより検出されるブレーキ負圧が所定値よりも低下したかどうかの判定がなされ（ステップＳ３）、この判定結果がＹＥＳである場合も、上記したステップＳ２に移行してエマージェンシーモードの制御が行われる。

一方、ステップＳ３の判定結果がＮＯであれば、電流センサ７により検出されるバッテリ電流からバッテリ２が満充電状態かどうかの判定がなされ（ステップＳ４）、この判定結果がＮＯ、つまり満充電状態ではないときには、通常モードの制御として第１の調整電圧（１４．３Ｖ）でオルタネータ４が発電制御される（ステップＳ５）。

また、ステップＳ４の判定結果がＮＯ、つまり満充電状態のときには次のステップＳ６に移行し、いずれかの電気負荷１０,１１が稼働中かどうかの判定がなされ（ステップＳ６）、この判定結果がＹＥＳ、つまりいずれかの電気負荷１０，１１が稼働中であればバッテリ劣化抑制モードの制御として第２の調整電圧（１３．８Ｖ）でオルタネータ４が発電制御され（ステップＳ７）、ステップＳ６の判定結果がＮＯ、つまりいずれの電気負荷１０,１１も稼働していないときには低燃費モードの制御として第３の調整電圧（１２．８Ｖ）でオルタネータ４が発電制御され（ステップＳ８）、その後ステップＳ２，Ｓ５，Ｓ７の処理を経た後ととともに動作は終了する。

したがって、上記した実施形態によれば、バッテリ２が満充電状態であって、かつ、いずれかの電気負荷１０，１１の稼働が検出されたときに、ＥＦＩＥＣＵ５により、オルタネータ４の発電電圧が第１の調整電圧（１４．３Ｖ）よりも低く第３の調整電圧（１２．８Ｖ）よりも高い第２の調整電圧（１３．８Ｖ）に制御され、オルタネータ４がバッテリ劣化抑制モードで発電制御されるため、バッテリ２が満充電状態のときにいずれか１つ以上の電気負荷１０，１１が稼働しても、電気負荷が小さいと判断される状況下において、従来のように、第１の調整電圧（１４．３Ｖ）による通常モードでのオルタネータ４の発電制御の状態が維持されることがなく、第1の調整電圧よりも低いオルタネータの第２の調整電圧による発電制御を実行することができ、その結果、ＡＳＥＡＮ地域などの気温の高い地域でバッテリ２を使用するときであっても、バッテリ２の高温過充電状態が継続することを防止でき、バッテリの早期劣化を未然に防止することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、上記した実施形態では、第１〜第４の調整電圧をそれぞれ１４．３Ｖ，１３．８Ｖ，１２．８Ｖ，１２．５Ｖとしたが、第１〜第４の調整電圧はこれらの電圧値に限定されるものではない。

また、上記した実施形態では、エンジン回転数が所定回転数よりも低下したとき、またはブレーキ負圧が所定値よりも低下したときに、エマージェンシーモードの制御として第４の調整電圧（１２．５Ｖ）でオルタネータ４の発電制御を行う機能をＥＦＩＥＣＵ５が備える場合について説明したが、ＥＦＩＥＣＵ５が必ずしもエマージェンシーモードの制御機能を備えている必要はない。

また、本発明のオルタネータの発電制御装置の構成は、図１に示すものに限定されるものではない。

２ …バッテリ
４ …オルタネータ
５ …ＥＦＩＥＣＵ（充電／放電状況検出手段、負荷検出手段、制御手段）
１０，１１ …電気負荷

Claims

エンジンにより駆動されてバッテリに充電し、制御手段の制御により発電電圧を調整可能なオルタネータの発電制御装置において、
前記バッテリの充電／放電状況を検出する充電／放電状況検出手段と、
車両に搭載された複数の電気負荷の稼働状況を検出する負荷検出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記充電／放電状況検出手段による充電／放電状況に応じた充電／放電電流から前記バッテリが満充電状態かどうか判断し、満充電状態でないときにオルタネータの発電電圧を第１の調整電圧に制御し、前記バッテリが満充電状態であって、かつ、前記負荷検出手段によりいずれかの前記電気負荷の稼働が検出されたときに、オルタネータの発電電圧を前記第１の調整電圧よりも低い第２の調整電圧に制御し、前記バッテリが満充電状態であって、かつ、前記負荷検出手段によりいずれの前記電気負荷も稼働なしが検出されたときに、オルタネータの発電電圧を前記第２の調整電圧よりも低い第３の調整電圧に制御することを特徴とするオルタネータの発電制御装置。