JPH0140290Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の分野 この考案はバツテリの充電装置に関し、特に自
動車に搭載されたバツテリの充電装置に関する。

考案の背景 近年、自動車に搭載される電装部品の数が増加
し、消費電力も大きくなつている。それゆえ、電
力供給源であるバツテリを頻繁に充電しなければ
ならず、充電のための発電機がエンジンの負荷と
して大きな比重を占めるようになつている。

一方、エンジンにかかる負荷は、当然のことな
がら、できるだけ少ない方が効率的である。さら
に、最近は燃料の消費量の低減を図るため、すな
わちいわゆる省エネのために、エンジンの回転
数、特にアイドル回転数をできるだけ低く設定す
ようにされている。よつて、上記各要望を満足す
るためには、バツテリの充電装置を改良すること
が必要だつたのである。

考案の目的 この考案は上記のような課題を解決するために
なされたもので、車両の走行状態に応じて発電に
よるエンジンへの負荷量を制御すことが可能なバ
ツテリの充電装置を提供することを目的とする。

考案の要約 この考案に係るバツテリの充電装置は、充電す
べきバツテリに接続された発電機と、バツテリの
出力電圧を検出する電圧検出手段と、発電機の目
的とする発電状態を設定する設定手段と、車両の
走行状態を検出する手段と、電圧検出手段および
走行状態検出手段に応答して発電機が発電を開始
してから目的とする発電状態に達するまでの時間
を制御する時間制御手段とを含む。

動作において、時間制御手段は、車両の走行状
態およびバツテリの出力電圧に応じて、発電機が
発電を開始してから目的とする発電状態に達する
までの時間を制御する。したがつて、車両の走行
状態および必要とされる充電量に応じて、発電に
よるエンジンへの負担量を制御することができ
る。

この考案の上述の目的と特徴は、図面を参照し
て行なう以下の実施例の説明から一層明らかとな
ろう。

実施例の説明 第１図はこの考案の一実施例の構成ブロツク図
である。

第１図を参照して、エンジンコントロールユニ
ツト１は、インプツト／アウトプツトインターフ
エイス、CPU，ROM，RAM等を含むマイクロ
コンピユータで構成されている。このエンジンコ
ントロールユニツトには、水温データ、バツテリ
電圧データ、エンジン回転データ、アイドルスイ
ツチデータ、車速データ、吸入空気量のデータそ
の他エンジンの制御に必要なデータが与えられて
いる。エンジンコントロールユニツト１では、そ
れら各データに基づいて、アイドル回転数、エン
ジンプラグの点火制御、燃料の噴射制御その他必
要なエンジン関係の制御を行なうために制御信号
を出力する。

さらに、この実施例では、エンジンコントロー
ルユニツト１は、バツテリの充電制御、言い換え
ればバツテリを充電する発電機のオン／オフ制御
を行なう。これがこの実施例の特徴である。

発電機５の制御は、発電機界磁巻線４に流す電
流を制御することによつてなされる。すなわち、
発電機の界磁巻線４は一方端子が電圧＋Ｂに接続
され、他方端子はスイツチングトランジスタ２お
よび３を介して接地されている。このトランジス
タ２にはエンジンコントロールユニツト１から抵
抗を介して発電制御信号が与えられる。

エンジンコントロールユニツト１からトランジ
スタ２のベースに制御信号が与えられると、トラ
ンジスタ２がオンし、トランジスタ３がオンす
る。よつて、界磁巻線４に電流が流れ発電機５が
オンする。そして、発電機５によつて発生された
電圧は、たとえばダイオード６で整流されて＋Ｂ
とされ、図示しないバツテリを充電する。

エンジンコントロールユニツト１から制御信号
が与えられない場合は、トランジスタ２および３
がオフし、界磁巻線４には電流が流れない。よつ
て、発電機５はオフであり、発電はされない。

ところで、上記説明において、エンジンコント
ロールユニツト１からトランジスタ２のベースに
与えられる発電制御信号は、バツテリの電圧状態
および車の走行モードに応答して、最も適切な制
御信号が与えられるようにされている。

より詳しく言えば、エンジンコントロールユニ
ツト１からトランジスタ２のベースに制御信号を
与えて、発電機５をオンする場合、バツテリの電
圧状態および車の走行状態に応じて、界磁巻線４
に流れる電流がＯから目的の電流に達するまでの
時間を種々変化させ、また目的の電流の量を加減
して、発電機５の発電状態を制御し、発電負荷を
必要に応じて変化させるのである。

第２図は、上記エンジンコントロールユニツト
１（第１図）からトランジスタ２のベースに与え
られる発電制御信号の変化を説明するための、エ
ンジンコントロールユニツト１のサブルーチンを
示すフロー図である。

第２図を参照して行なう以下の動作説明から、
エンジンコントロールユニツト１から出力される
発電制御信号の変化がよく理解できるであろう。

サブルーチンがスタートすると、ステツプＳ１
において、検出されたバツテリの電圧V_Bが、予
め定めれた第１の電圧V_Oと等しいかまたはそれ
以下であるかが判断される。この予め定められた
バツテリ電圧V_Oは、たとえば、バツテリが充電
不要な状態であることを示す第１の基準電圧であ
る。それゆえ、ステツプＳ１において、検出され
たバツテリ電圧V_Bが充電不要な電圧状態である
ことを示す第１の基準電圧V_Cより大きい場合は、
ステツプＳ６においてデユーテイ比がＯの信号が
与えられ、トランジスタ２（第１図）がオンされ
ず、発電機５はオフのまま、プログラムはリター
ンになる。

ステツプＳ１において、検出バツテリ電圧V_B
が充電不要な第１の基準電圧V_Oと等しいか小さ
いときは、ステツプＳ２に進む。

ステツプＳ２では、検出されたバツテリ電圧
V_Bと電圧V_CTとが比べられる。電圧V_CTは、予め
定められた別のバツテリ電圧であり、バツテリ電
圧がこの電圧V_CTより低くなつたときは、バツテ
リが急速に充電すべき電圧状態であることを示す
第２の基準電圧である。通常は検出されたバツテ
リ電圧V_Bは電圧V_CTより大きいので、ステツプＳ
３に進む。

ステツプＳ３では、エンジンがアイドル回転中
か否かが判断される。そして、エンジンがアイド
ル回転をしておれば、ステツプＳ４で発電機が発
電を開始してから目的の発電状態に達するまでの
立上がり時間τが決められる。この場合、立上が
り時間τはτ₁とされる。このτ₁は比較的大きな値
の時定数である。なぜならば、エンジンはアイド
ル回転中であり、エンジンに負荷が急にかかると
エンジンコントロールユニツト１（第１図）によ
るアイドル回転数の制御が負荷の増加に追従でき
ず、エンジン回転の不安定を招くからである。

さらに、次のステツプＳ５で目的の発電状態が
決定される。発電機の発電量は発電機電圧が電源
（バツテリ）電圧を超えた以後は界磁巻線４（第
１図）に流れる電流量の増加とともに増加する。
よつて、トランジスタ２，３に与える制御信号の
最終デユーテイ比を変化させることにより、発電
量を目的の状態にすることができる。このステツ
プＳ５では、デユーテイ比が Ｋ×V_B ^-1 Ｋ：定数 となるようにされている。よつて、このときのデ
ユーテイ比は検出されたバツテリ電圧V_Bに反比
例し、バツテリ電圧V_Bが比較的低ければ発電量
を多くしてバツテリを十分に充電し、逆にバツテ
リ電圧V_Bが比較的高ければ発電量を制御して少
なめに充電する。そして、いずれにしろ充電後の
バツテリ電圧V_Bが最も適正な電圧値になるよう
にされている。

ステツプＳ２において、検出されたバツテリ電
圧V_Bが急速に充電すべき電圧値V_CT以下の場合に
は、ステツプＳ７に進む。ステツプＳ７では発電
開始か目的の発電量に達するまでの時定数が決定
される。このとき時定数τはτ_CTとされる。この
時定数τ_CTは最も小さな時定数である。というの
は、バツテリが急速に充電すべき電圧状態にあか
らである。そして、次のステツプＳ８でバツテリ
はデユーテイ比1.0、すなわち発電機の最大発電
能力によつて急速に充電される。

ステツプＳ３において、エンジンがアイドル回
転中でない場合には、ステツプＳ９で自動車がク
ルーズ状態か否かが判別される。クルーズ状態の
場合には、ステツプＳ１０で時定数がτ_CUに選ば
れデユーテイ比＝Ｋ×V_B ^-1で充電される（ステ
ツプＳ５）。時定数τ_CUは比較的大きな時定数であ
る。これは、自動車がクルーズ中にエンジンに急
に負荷がかかると、車速等が変化することを考慮
したものである。

自動車がクルーズ中でない場合にはステツプＳ
１１に進む。ステツプＳ１１では、減速チヤージ
か否か、すなわちいわゆるエンジンブレーキが働
いているか否かの判断がされ、減速チヤージでな
い場合はステツプＳ１０に進み、減速チヤージの
ときは、ステツプＳ１２で時定数がτ_Dとされる。
この時定数τ_Dは比較的小さい。そして、次にステ
ツプＳ８でτ_D後のデユーテイ比＝1.0としてバツ
テリが充電される。このように、減速チヤージ中
にエンジンに発電機負荷を比較的急激に、かつ集
中的にかけて、バツテリの充電を行なう。このよ
うにすることにより、減速チヤージ中に生じるエ
ネルギを電気エネルギとして有効にバツテリに変
換蓄積でき、エネルギの節約を図ることできる。

第２図に示す各ステツプが終了した後、エンジ
ンコントロールユニツト１（第１図）の制御は、
この第２図に示すサブルーチンからメインルーチ
ンへとリターンする。

なお、第２図に示す各時定数τ_I，τ_CT，τ_U，τ_Dの
大小関係は、次のようになる。

τ_CT＜τ_D＜τ_CU＜τ_I このように、発電機が発電を開始してから目的
の発電状態に達するまでの立上り時間τをエンジ
ンの走行状態（エンジン回転数）およびバツテリ
の出力電圧に応て選択的に設定することにより、
以下のような利点をもたらされる。すなわち、時
間τを長くとれば、発電機による負荷が徐々にエ
ンジンに加えられるので、エンジン負荷の急変が
避けられ、したがつてアイドル時のようにエンジ
ン出力に余裕がなく負荷の急変に追従しにくい場
合に効果がある。また、時間τを短くとれば、エ
ンジンの負荷が急に増加するが、バツテリの充電
を早く行なうことできる。したがつて、バツテリ
がかなり放電された状態のときや、車両の減速時
のようにエンジンの出力が必要とされないとき等
に効果がある。すなわち、エンジンの安定性が走
行性能を損なうことなくバツテリを効率的に充電
できる。

このように、バツテリの充電に際して、エンジ
ン負荷をかけてもよいときに発電機をオンして集
中的にバツテリの充電を行ない、それ以外はエン
ジンに負荷をかけても必要最小限に留めるように
したので、バツテリの充電が効率良くかつエンジ
ンへの負担少なくでき、燃料を節約することがで
きる。

考案の効果 以上のように、この考案によれば、バツテリの
出力電圧および車両の走行状態に応じて発電機が
目的とする発電状態に達するまでの時間を制御す
る時間制御手段を設けたので、走行状態に応じて
発電によるエンジンへの負荷を制御することが可
能なバツテリの充電装置が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例のブロツク図であ
る。第２図はこの考案の制御手順を示すフロー図
である。 図において、１はエンジンコントロールユニツ
ト、２，３はスイツチングトランジスタ、４は発
電機の界磁巻線、５は発電機を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 車両に搭載されたバツテリの充電装置であつ
   て、 充電すべきバツテリに接続された発電機と、 前記バツテリの出力電圧を検出する電圧検出
   手段と、 前記発電機の目的とする発電状態を設定する
   設定手段と、 前記車両の走行状態を検出する手段と、 前記電圧検出手段および走行状態検出手段に
   応答して、前記発電機が発電を開始してから設
   定された目的とする発電状態に達するまでの時
   間を制御する時間制御手段とを含む、バツテリ
   の充電装置。 (2) 前記設定手段は、前記電圧検出手段および走
   行状態検出手段に応じて目的とする発電機の発
   電状態を決定する手段を含む、実用新案登録請
   求の範囲第１項記載のバツテリの充電装置。