JP2591669Y2 - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両用発電機の制御装
置に関し、特に、発電割合の制御によりエンジンの燃費
を改善する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車においては、車載バッテリに電力
を供給する発電機が装備されている。図４は従来の発電
回路を示しており、車載バッテリ１には電流計３を介し
て負荷４が接続され、車載バッテリ１と負荷４との間に
発電機２が接続される。発電機２には、フィールドコイ
ル５と、車載バッテリ１への充電電圧を一定に保つた
め、抵抗を増減して前記フィールドコイル５へのフィー
ルド電流（界磁電流）を調整して出力電圧を制御するボ
ルテージレギュレータ（電圧調整装置）６と、ステータ
コイル及び整流器７とが備えられている。

【０００３】前記フィールドコイル５とボルテージレギ
ュレータ６とは直列の関係で、電流計３と負荷４との間
に接続され、ステータコイル及び整流器７も、電流計３
と負荷４との間に接続される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
発電機の制御構造にあっては、上記のように、ボルテー
ジレギュレータ６により、フィールドコイル５へのフィ
ールド電流を調整して発電機２からの出力電圧を制御す
る構成であるため、エンジンが発生する機械的エネルギ
を有効利用できないところのエンジンの力行時に発電す
る場合や、逆にエンジンが発生する機械的エネルギを有
効利用できるところの減速時に発電を行わない場合等が
あり、エンジンが発生する機械的エネルギが有効に発電
に使用されず、エンジンの燃費を悪化させる要因とな
る。特に、近年は、車載電装部品が増加し、これに伴っ
て発電機出力も大きくなっているため、上記燃費の悪化
はより顕著なものとなる。

【０００５】又、エンジンの負荷状態のみを検出して力
行時の発電割合を小さくする方法もあるが、これではバ
ッテリ電圧変動が大きくなるという不都合がある。尚、
従来、特開昭５４−１２１９１０号公報には、ジェネレ
ータをプーリで増速させて発電機出力を増大する技術
が、実開昭５６−１７４９２９号公報には、ジェネレー
タのフィールドコイルに電流を多く流して発電機出力を
増大する技術が夫々開示されている。

【０００６】又、本出願人は、先にカットオフポイント
を電圧の高い方に移動して、発電機の形状を同一のまま
その出力を増大する技術を提案している（実願平４−３
０１０号参照）。そこで、本考案は上記に鑑みてなされ
たものであり、バッテリ電圧変動を抑えてバッテリ電圧
を安定に保ちつつ、エンジンの力行時よりも減速時に発
電割合を増加させて燃費の改善を図ることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本考案は、図
１に示すように、車載バッテリに電力を供給する車両用
発電機において、電力エネルギ平準化用コンデンサを前
記車載バッテリと車両用発電機との間に該コンデンサの
充・放電とコンデンサの切離しを制御するコンデンサ制
御回路を介して接続し、エンジン運転状態を検出するエ
ンジン運転状態検出手段と、車載バッテリの電圧を検出
するバッテリ電圧検出手段と、前記コンデンサ電圧を検
出するコンデンサ電圧検出手段と、前記エンジン運転状
態検出手段、バッテリ電圧検出手段及びコンデンサ電圧
検出手段からの検出信号に基づいて前記発電機のフィー
ルドコイルへのフィールド電流を制御すると共に、前記
コンデンサ制御回路を制御する制御手段とを設けた。

【０００８】

【作用】かかる構成においては、エンジンの運転状態と
コンデンサの充電状態とバッテリ電圧とに基づいて発電
機出力とコンデンサの充・放電・切離しが制御され、バ
ッテリ電圧を安定に保ちつつ、減速時の発電割合を増加
させることで、燃費の改善を図れる。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述
する。図２は車載バッテリ１０と発電機１１との関係を
示す本考案の一実施例のシステム図を示しており、車載
バッテリ１０には電流計１２を介して負荷１３が接続さ
れ、車載バッテリ１０と負荷１３との間に後述するスイ
ッチングレギュレータ１４を介して発電機１１が接続さ
れる。発電機１１には、フィールドコイル１５と、ステ
ータコイル及び整流器１６とが備えられている。

【００１０】ここで、電力エネルギ平準化用コンデンサ
１８が設けられ、該コンデンサ１８は前記車載バッテリ
１０と車両用発電機１１との間にコンデンサ１８の充・
放電とコンデンサ１８の切離しを制御するコンデンサ制
御回路１９を介して接続される。コンデンサ制御回路１
９には、発電回路にダイオード２０を介して接続された
充電側接点ａと、発電回路にダイオード２１を介して接
続された放電側接点ｂと、切離し側接点ｃとが設けら
れ、これら各接点ａ〜ｃに選択的に接続される切換スイ
ッチ２２が前記コンデンサ１８に接続されている。

【００１１】尚、前記スイッチングレギュレータ１４
は、発電機出力電圧，コンデンサ電圧が大幅に変動して
もバッテリ電圧を安定に保つ機能を奏する。一方、エン
ジンの回転数を検出する回転数検出手段としての回転数
センサ２３と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段
としての負荷センサ２４とが設けられており、これらセ
ンサ２３，２４から出力される検出信号はコントロール
ユニット２５に入力される。

【００１２】そして、コントロールユニット２５には、
センサ２３，２４から夫々出力される回転数信号と負荷
信号、バッテリ電圧信号及びコンデンサ電圧信号に基づ
いて発電機１１のフィールドコイル１５へのフィールド
電流を制御すると共に、前記コンデンサ制御回路１９を
制御する制御手段がソフトウェア的に装備される。この
場合、前記バッテリ電圧はスイッチングレギュレータ１
４と電流計１２との間からコントロールユニット２５に
入力される。又、コンデンサ電圧は切換スイッチ２２と
コンデンサ１８との間からコントロールユニット２５に
入力される。コントロールユニット２５により制御され
たフィールド電流はフィールドコイル１５に出力され
る。

【００１３】尚、バッテリ電圧をコントロールユニット
２５に入力した構成が本考案のバッテリ電圧検出手段に
相当し、コンデンサ電圧をコントロールユニット２５に
入力した構成が本考案のコンデンサ電圧検出手段に相当
する。図３は上記制御手段の制御内容を説明するフロー
チャートであり、このフローチャートに基づいて制御内
容を説明する。

【００１４】ステップ１（図では、Ｓ１と略記する。以
下同様）では、切換スイッチ２２を切離し側接点ｃに接
続して、コンデンサ１８を切り離す。ステップ２では、
回転数センサ２３によりエンジン回転数を検出し、ステ
ップ３では、負荷センサ２４により検出されたエンジン
負荷に基づいて負荷率を計算する。ステップ４では、エ
ンジン回転数と負荷率とに基づいてエンジンの運転状態
を判定する。

【００１５】エンジンがアイドリング状態或いは力行中
（力を出しているとき）であると判定されると、ステッ
プ５に進む。このステップ５では、バッテリ電圧と標準
値とを比較する。バッテリ電圧が標準値未満であると判
定されると、負荷電流が大であるから、ステップ６に進
む。このステップ６では、コンデンサ電圧が低いか高い
かを判定し、コンデンサ電圧が低ければ、ステップ７に
進み、フィールド電流を標準値より増大した値に制御し
て、ステップ８に進み、フィールドコイル１５にこのフ
ィールド電流を出力して発電を行い、ステップ９に進ん
で、コントロールユニット２５に内蔵されたタイマに設
定された所定時間を経過した後、ステップ１０に進ん
で、エンジン停止状態であるか否かを判定する。エンジ
ン停止状態でないと判定されると、ステップ１に戻り、
エンジン停止状態であると判定されると、ステップ１１
に進んで、切換スイッチ２２を切離し側接点ｃに接続し
て、コンデンサ１８を切り離して、制御を終了する。

【００１６】ステップ６において、コンデンサ電圧が高
いと判定されると、ステップ１２に進み、切換スイッチ
２２を放電側接点ｂに接続して、コンデンサ１８を放電
状態にし、ステップ１３に進んで、フィールド電流を標
準値より減少した値に制御して、上記と同様に、ステッ
プ８〜１１の制御を実行する。又、ステップ５でバッテ
リ電圧が標準値以上であると判定されると、負荷電流が
小であるから、ステップ１３に進み、フィールド電流を
標準値より減少した値に制御して、上記と同様に、ステ
ップ８〜１１の制御を実行する。

【００１７】一方、ステップ４において、エンジンが減
速中（下り坂走行、ブレーキを掛けた状態等）であると
判定されると、ステップ１４に進んで、バッテリ電圧と
標準値とを比較する。バッテリ電圧が標準値未満である
と判定されると、負荷電流が大であるからステップ７に
進み、フィールド電流を標準値より増大した値に制御し
て、上記と同様に、ステップ８〜１１の制御を実行す
る。

【００１８】ステップ１４において、バッテリ電圧が標
準値以上であると判定されると、負荷電流が小であるか
らステップ１５に進み、コンデンサ電圧が低いか高いか
を判定し、コンデンサ電圧が低ければ、ステップ１６に
進み、切換スイッチ２２を充電側接点ａに接続して、コ
ンデンサ１８を充電状態にし、ステップ７に進んで、フ
ィールド電流を標準値より増大した値に制御して、上記
と同様に、ステップ８〜１１の制御を実行する。

【００１９】又、コンデンサ電圧が高ければ、ステップ
１３に進み、フィールド電流を標準値より減少した値に
制御して、上記と同様に、ステップ８〜１１の制御を実
行する。以上のように、エンジンがアイドリング状態又
は力行中において、バッテリ電圧が標準値未満でコンデ
ンサ電圧が高い時には、コンデンサ１８を放電状態にし
て発電機出力を小さくし、コンデンサ電圧が低い時は、
コンデンサ１８を切離したまま発電機出力を増大させる
と共に、バッテリ電圧が標準値以上のときには、コンデ
ンサ１８を切り離したまま、発電機出力を小さくする一
方、エンジンが減速中において、バッテリ電圧が標準値
以上でコンデンサ電圧が低い時には、コンデンサ１８を
充電状態にして発電機出力を増大させ、コンデンサ電圧
が高い時は、コンデンサ１８を切離したまま発電機出力
を減少させると共に、バッテリ電圧が標準値未満のとき
には、コンデンサ１８を切り離したまま、発電機出力を
増大させるようにしたから、バッテリ電圧の安定化を保
ちつつ、減速時の発電割合を増加させてエンジンが発生
する機械的エネルギを有効に発電に使用してエンジンの
燃費を向上することができる。特に、近年の車載電装部
品の増加による発電機出力の増大傾向にあっては、より
有効な作用となる。

【００２０】尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本考案を説明したが、本考案はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本考
案に添付された実用新案登録請求の範囲から逸脱するこ
となく、種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意
すべきである。

【００２１】

【考案の効果】本考案は以上説明したように、エンジン
の運転状態とバッテリ電圧と電力エネルギ平準化用コン
デンサの充電状態とに基づいて発電機出力とコンデンサ
の充・放電及び切離しを制御するようにしたから、バッ
テリ電圧を安定に保ちつつ、燃費の向上を図れる実用的
効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案に係る車両用発電機の制御装置の構成
図

【図２】 本考案に係る車両用発電機の制御装置の一実
施例を示すシステム図

【図３】 同上実施例の制御内容を説明するフローチャ
ート

【図４】 従来の発電回路図

【符号の説明】

１０ 車載バッテリ １１ 発電機 １５ フィールドコイル １８ コンデンサ １９ コンデンサ制御回路 ２３ 回転数センサ ２４ 負荷センサ ２５ コントロールユニット

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載バッテリに電力を供給する車両用発
   電機において、電力エネルギ平準化用コンデンサを前記
   車載バッテリと車両用発電機との間に該コンデンサの充
   ・放電とコンデンサの切離しを制御するコンデンサ制御
   回路を介して接続し、エンジン運転状態を検出するエン
   ジン運転状態検出手段と、車載バッテリの電圧を検出す
   るバッテリ電圧検出手段と、前記コンデンサ電圧を検出
   するコンデンサ電圧検出手段と、前記エンジン運転状態
   検出手段、バッテリ電圧検出手段及びコンデンサ電圧検
   出手段からの検出信号に基づいて前記発電機のフィール
   ドコイルへのフィールド電流を制御すると共に、前記コ
   ンデンサ制御回路を制御する制御手段とを設けたことを
   特徴とする車両用発電機の制御装置。