JPH05103433A - 車両用発電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 調整電圧を目標電圧に切り替える時のバッテ
リ電圧の急変を防止する。 【構成】 発電機３の発電電圧を制御する制御回路４
に、バッテリ電圧を検出する電圧検出部２５と、車両が
定常状態から減速状態または加速状態に移行したときに
調整電圧を目標電圧に切り替える電圧切替部２９と、こ
の電圧切替部２９で調整電圧を目標電圧に切り替える時
に、電圧検出部２５で検出した切替制御前のバッテリ電
圧から徐々に目標電圧に近づくように、発電機３の励磁
コイル５の通電時間を徐変して発電機３の電機子コイル
６の発電電圧を徐変する電圧制御部２７とを具備するこ
とによって、調整電圧を目標電圧に切り替える時のバッ
テリ電圧の急変を防いでヘッドライトの明暗を防止し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用発電機の調整電
圧を、この調整電圧と異なる目標電圧に切り替えること
が可能な車両用発電制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば車両が定常状態から加
速状態に移行した時に電圧レギュレータの調整電圧を、
この調整電圧より低い目標電圧に切り替えて発電機の発
電電圧を制御することによりエンジン負荷の低減を図っ
たり、車両が定常状態から減速状態に移行した時に調整
電圧より高い目標電圧に切り替えてバッテリを十分充電
させたりするようにした車両用発電制御装置（特開昭５
９−２１３２３９号公報）が提案されている。なお、こ
の車両用発電制御装置は、調整電圧を目標電圧に切り替
える時に、調整電圧より目標電圧に徐々に近づくように
制御していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の車両
用発電制御装置においては、図３のタイムチャートの実
線で示すように、バッテリへの充電電流制限によりバッ
テリ電圧が調整電圧（ＴＭ）まで上昇していない時、す
なわち、バッテリ電圧が電圧（Ｖ１）の時に、車両が定
常状態から減速状態に移行すると調整電圧（ＴＭ）がこ
の調整電圧より高い目標電圧（ＶＨ）に切り替わる。こ
のとき、バッテリへの充電電流制限を解除すると、図４
のタイムチャートの一点鎖線で示すように、バッテリ電
圧が瞬間的に調整電圧（ＴＭ）まで急上昇してしまい、
ヘッドライトが急に明るくなる等の電気負荷への影響が
あった。本発明は、調整電圧を目標電圧に切り替える時
のバッテリ電圧の急変を防止する車両用発電制御装置の
提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両用内燃機
関に回転駆動されて発電する発電機と、この発電機に充
電されるバッテリと、このバッテリ電圧を検出する電圧
検出部、前記バッテリ電圧が調整電圧となるように前記
発電機の発電電圧を制御する電圧制御部、および前記調
整電圧を、この調整電圧と異なる目標電圧に切り替える
電圧切替部を有し、前記調整電圧を前記目標電圧に切り
替える時に、前記発電機の発電電圧を、切り替える前の
バッテリ電圧から徐々に前記目標電圧に近づける制御手
段とを備えた技術手段を採用した。

【０００５】

【作用】本発明は、電圧切替部で調整電圧を目標電圧に
切り替える時に、電圧検出部で検出した切り替える前の
バッテリ電圧から徐々に目標電圧に近づくように、電圧
制御部で発電機の発電電圧を制御しているので、バッテ
リ電圧が瞬間的に急変することはなく、ヘッドライトが
急に明るくなったり、暗くなったりする等の電気負荷へ
の影響がなくなる。

【０００６】

【実施例】本発明の車両用発電制御装置を図に示す一実
施例に基づき説明する。図１は車両用発電制御装置の全
体構成を示した電気回路図である。車両用発電制御装置
１は、車両に搭載されたヘッドライト等の電気負荷（図
示せず）へ電力の供給を行うバッテリ２と、このバッテ
リ２を充電する発電機３と、この発電機３の発電電圧を
制御する制御回路４とを備える。発電機３は、電流が流
れると磁界を形成する励磁コイル５、およびこの励磁コ
イル５の発生する磁界の変化によって発電を行う三相の
電機子コイル６等から構成され、例えば励磁コイル５が
車両に搭載されたエンジンに回転駆動される。また、励
磁コイル５は、制御回路４によりデューティ比制御され
るパワートランジスタ７の通電時間の長さにより通電量
が変わる。なお、励磁コイル５は、バッテリ電圧が調整
電圧（目標電圧）より高電圧となると制御回路４により
通電量が制限される。そして、励磁コイル５には、フラ
イホィールダイオード８が並列接続されている。なお、
電機子コイル６で発生した交流電流は、レクチファイヤ
９によって整流されて、電気負荷やバッテリ２へ供給さ
れる。

【０００７】制御回路４は、本発明の制御手段であっ
て、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコン
バータ１０、入力信号に応じてバッファ１１に制御信号
を出力するコンピュータ１２、データの読み出し専用の
固定記憶回路（ＲＯＭ）１３、およびデータの書込みと
読み出しを行える記憶回路（ＲＡＭ）１４等から構成さ
れている。また、制御回路４は、バッテリ２に接続され
た電源端子１５、電圧センサ１６よりバッテリ電圧を入
力する電圧入力端子１７および電流センサ１８よりバッ
テリ電流を入力する電流入力端子１９を備える。さら
に、制御回路４は、車速センサ（図示せず）に接続され
た第１入力端子２０、エンジンの負圧センサ（図示せ
ず）に接続された第２入力端子２１、およびスロットル
全閉スイッチ（図示せず）に接続された第３入力端子２
２を備える。Ａ／Ｄコンバータ１０は、電圧入力端子１
７より入力したバッテリ電圧、電流入力端子１９より入
力したバッテリ電流、第１入力端子２０より入力した車
速信号、および第２入力端子２１より入力したエンジン
負圧信号等のアナログ信号をデジタル信号に変換してコ
ンピュータ１２に送る。バッファ１１は、コンピュータ
１２の制御信号を増幅するもので、出力端子２３がパワ
ートランジスタ７に接続されている。

【０００８】コンピュータ１２は、Ａ／Ｄコンバータ１
０より入力した車速信号およびエンジン負圧信号と第３
入力端子２２より入力したスロットル信号とから車両の
走行状態を判定する判定部２４、バッテリ電圧を検出す
る電圧検出部２５、およびバッテリ電流値を検出する電
流検出部２６を有する。また、コンピュータ１２は、電
機子コイル６の発電電圧を制御する電圧制御部２７、バ
ッテリ電流値を制御する電流制御部２８、車両の運転状
態に応じて調整電圧（切替制御開始前の目標電圧）を予
め決められた目標電圧（切替制御開始後の目標電圧）に
切り替える電圧切替部２９、および車両の運転状態に応
じてバッテリ電流値を予め決められた電流制限値に切り
替える電流切替部３０を有する。

【０００９】電圧制御部２７は、バッテリ電圧と調整電
圧（目標電圧）とを比較して、その比較結果に基づいて
励磁コイル５への通電時間の長さを制御することにより
電機子コイル６の発電電圧の制御を行う。また、電圧制
御部２７は、調整電圧がこの調整電圧と異なる目標電圧
に切り替わった時、切替制御開始前のバッテリ電圧から
徐々に目標電圧に近づくように、励磁コイル５への通電
時間の長さを徐変することにより電機子コイル６の発電
電圧の制御を行う。電流制御部２８は、バッテリ電流値
と電流制限値とを比較して、その比較結果に基づいて励
磁コイル５への通電時間の長さを制御することによりバ
ッテリ電流値の制御を行う。

【００１０】なお、電圧切替部２９において、調整電圧
は、車両が加速状態に入ったとき目標電圧（ＶＬ）に切
り替えられ、車両が減速状態に入ったとき目標電圧（Ｖ
Ｈ）に切り替えられ、車両が定常状態のとき目標電圧
（ＶＭ）に切り替えられる。但し、ＶＬ＜ＶＭ＜ＶＨと
する。また、電流切替部３０において、電流制限値は、
車両が加速状態のとき電流値（ＩＬ）に切り替えられ、
車両が減速状態のとき電流値（ＩＨ）に切り替えられ、
車両が定常状態のとき電流値（ＩＭ）に切り替えられ
る。但し、ＩＬ＜ＩＭ＜ＩＨとする。

【００１１】つぎに、制御回路４の主な作動を図２のフ
ローチャートに基づき説明する。初めに、フラッグ（Ｆ
ＬＡＧ）を０に初期設定し（ステップＳ１）、調整電圧
（ＶＴ）を調整電圧の初期値（ＶＭ）に初期設定する
（ステップＳ２）。前回の調整電圧（ＶＴＢ）を今回の
調整電圧（ＶＴ）として格納し（ステップＳ３）、車速
信号、エンジン負圧信号およびスロットル信号から車両
が加速状態であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
このステップＳ４においてＹｅｓの場合には、目標電圧
（ＶＬ）を今回の調整電圧（ＶＴ）として格納し（ステ
ップＳ５）、電流値（ＩＬ）を今回の電流制限値（Ｉ
Ｔ）として格納し（ステップＳ６）、その後にステップ
Ｓ１２の制御を行う。

【００１２】また、ステップＳ４においてＮｏの場合に
は、車速信号、エンジン負圧信号およびスロットル信号
から車両が減速状態であるか否かを判定する（ステップ
Ｓ７）。このステップＳ７においてＹｅｓの場合には、
目標電圧（ＶＨ）を今回の調整電圧（ＶＴ）として格納
し（ステップＳ８）、電流値（ＩＨ）を今回の電流制限
値（ＩＴ）として格納し（ステップＳ９）、その後にス
テップＳ１２の制御を行う。また、ステップＳ７におい
てＮｏの場合には、目標電圧（ＶＭ）を今回の調整電圧
（ＶＴ）として格納し（ステップＳ１０）、電流値（Ｉ
Ｍ）を今回の電流制限値（ＩＴ）として格納する（ステ
ップＳ１１）。

【００１３】つづいて、調整電圧を切り替える電圧徐変
制御中か否かを判定する。すなわち、フラッグ（ＦＬＡ
Ｇ）が１であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
このステップＳ１２においてＮｏの場合には、調整電圧
が切り替わったか否かを判定する。すなわち、前回の調
整電圧（ＶＴＢ）と今回の調整電圧（ＶＴ）とが同じで
あるか否かを判定する（ステップＳ１３）。このステッ
プＳ１３においてＹｅｓの場合には、今回の調整電圧
（ＶＴ）に応じて発電機３の発電電圧（Ｖreg ）を設定
し、電流制限値（ＩＴ）に応じてバッテリ電流値（Ｉ
Ｂ）を制限する（ステップＳ１４）。そして、設定され
た発電機３の発電電圧（Ｖreg ）が得られるように、制
御信号をパワートランジスタ７に出力して、励磁コイル
５の通電時間を制御する（ステップＳ１５）。そして、
制御信号をパワートランジスタ７に出力してから５００
msが経過したか否かを判定する（ステップＳ１６）。こ
のステップＳ１６においてＮｏの場合には、ステップＳ
１６の制御を行う。また、ステップＳ１６においてＹｅ
ｓの場合には、ステップＳ３の制御を行う。

【００１４】また、ステップＳ１３においてＮｏの場合
には、フラッグ（ＦＬＡＧ）を１に設定し（ステップＳ
１７）、今回の調整電圧（ＶＴ）がバッテリ電圧（Ｖ
Ｂ）より低い電圧であるか否かを判定する（ステップＳ
１８）。このステップＳ１８においてＮｏの場合には、
電圧徐変制御開始時の発電機３の発電電圧（Ｖreg ）の
初期値を｛（電圧徐変制御開始前のバッテリ電圧：Ｖ
Ｂ）＋０．１Ｖ｝として設定し（ステップＳ１９）、そ
の後にステップＳ１５の制御を行う。また、ステップＳ
１８においてＹｅｓの場合には、電圧徐変制御開始時の
発電機３の発電電圧（Ｖreg ）の初期値を｛（電圧徐変
制御開始前のバッテリ電圧：ＶＢ）−０．１Ｖ｝として
設定し（ステップＳ２０）、その後にステップＳ１５の
制御を行う。

【００１５】また、ステップＳ１２においてＹｅｓの場
合には、｛（今回の調整電圧：ＶＴ）＋０．１Ｖ｝が発
電機３の発電電圧（Ｖreg ）より低い電圧であるか否か
を判定する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１に
おいてＹｅｓの場合には、電圧徐変制御中の発電機３の
発電電圧（Ｖreg ）を｛（前回の発電電圧：Ｖreg ）−
０．１Ｖ｝として設定し（ステップＳ２２）、その後に
ステップＳ１５の制御を行う。また、ステップＳ２１に
おいてＮｏの場合には、｛（今回の電流制限値：ＩＴ）
＋０．１Ａ｝がバッテリ電流値（ＩＢ）より小さいか否
かを判定する（ステップ２３）。このステップＳ２３に
おいてＹｅｓの場合には、ステップＳ２２の制御を行
う。

【００１６】また、ステップＳ２３においてＮｏの場合
には、｛（今回の調整電圧：ＶＴ）−０．１Ｖ｝が発電
機３の発電電圧（Ｖreg ）より高い電圧であるか否かを
判定する（ステップ２４）。このステップＳ２４におい
てＮｏの場合には、フラッグ（ＦＬＡＧ）を０に設定し
（ステップＳ２５）、その後にステップＳ１４の制御を
行う。また、ステップＳ２４においてＹｅｓの場合に
は、｛（今回の電流制限値：ＩＴ）−０．１Ａ｝がバッ
テリ電流値（ＩＢ）より大きいか否かを判定する（ステ
ップＳ２６）。このステップＳ２６においてＮｏの場合
には、ステップＳ２５の制御を行う。また、ステップＳ
２６においてＹｅｓの場合には、電圧徐変制御中の発電
機３の発電電圧（Ｖreg ）を｛（前回の発電電圧：Ｖre
g ）＋０．１Ｖ｝として設定し（ステップＳ２７）、そ
の後にステップＳ１５の制御を行う。

【００１７】この車両用発電制御装置１の作動を図１お
よび図３に基づき簡単に説明する。 イ）車両が定常状態から加速状態に移行した時 車両が定常状態から加速状態に入ると、調整電圧（Ｖ
Ｍ）が目標電圧（ＶＬ）に切り替えられ、電流制限値が
電流値（ＩＭ）から電流値（ＩＬ）に切り替えられる。
そして、電圧徐変制御開始時には、電圧徐変制御開始前
のバッテリ電圧（ＶＢ）より目標電圧（ＶＬ）が低電圧
のため、発電機３の発電電圧（Ｖreg ）の初期値を
｛（電圧徐変制御開始前のバッテリ電圧：ＶＢ）−０．
１Ｖ｝として、設定された発電機３の発電電圧（Ｖreg
）に基づいた制御信号をパワートランジスタ７に出力
する。

【００１８】このため、パワートランジスタ７は、定常
状態よりもやや短い間隔でオンされるので、励磁コイル
５への通電量がやや低下し、発電機３の発電電圧もやや
下降する。そして、制御信号をパワートランジスタ７に
出力してから５００msが経過したときに、再度車両の走
行状態を検出して、加速状態が継続されている場合に
は、発電機３の発電電圧が、ＶＬ＋０．１Ｖ≧Ｖreg ≧
ＶＬ−０．１Ｖの関係を満たすまで、５００ms毎に発電
機３の発電電圧を０．１Ｖずつ下降させていく。

【００１９】したがって、車両が定常状態から加速状態
に移行したときには、発電機３の発電電圧を０．１Ｖず
つ下降させて目標電圧（ＶＬ）まで下げるようにしてい
る。このため、調整電圧が目標電圧に切り替わる時に、
急激にバッテリ電圧が低くなならないのでヘッドランプ
が急に暗くなるという不具合を確実に解消することがで
きる。

【００２０】 ロ）車両が定常状態から減速状態に移行した時 車両が定常状態から減速状態に入ると、調整電圧（Ｖ
Ｍ）が目標電圧（ＶＨ）に切り替えられ、電流制限値が
電流値（ＩＭ）から電流値（ＩＨ）に切り替えられる。
そして、電圧徐変制御開始時には、電圧徐変制御開始前
のバッテリ電圧（ＶＢ）より目標電圧（ＶＨ）が高電圧
のため、発電機３の発電電圧（Ｖreg ）の初期値を
｛（電圧徐変制御開始前のバッテリ電圧：ＶＢ）＋０．
１Ｖ｝として、設定された発電機３の発電電圧（Ｖreg
）に基づいた制御信号をパワートランジスタ７に出力
する。

【００２１】このため、パワートランジスタ７は、定常
状態よりもやや長い間隔でオンされるので、励磁コイル
５への通電量がやや増加し、発電機３の発電電圧もやや
上昇する。そして、制御信号をパワートランジスタ７に
出力してから５００msが経過したときに、再度車両の走
行状態を検出して、減速状態が継続されている場合に
は、発電機３の発電電圧が、ＶＨ＋０．１Ｖ≧Ｖreg ≧
ＶＨ−０．１Ｖの関係を満たすまで、５００ms毎に発電
機３の発電電圧を０．１Ｖずつ上昇させていく。

【００２２】したがって、車両が定常状態から減速状態
に移行したときには、図３のタイムチャートに実線で示
したように、発電機３の発電電圧を電圧徐変開始前のバ
ッテリ電圧から０．１Ｖずつ上昇させて目標電圧（Ｖ
Ｈ）まで上げるようにしている。このため、たとえバッ
テリ電圧が前回の調整電圧（ＶＭ）より低い電圧値（Ｖ
１）であっても、図３のタイムチャートに一点鎖線で示
したように、バッテリ電圧が前回の調整電圧（ＶＭ）ま
で急激に高くなるような従来技術の不具合も解消でき
る。よって、調整電圧が目標電圧に切り替わる時に、バ
ッテリ２への充電電圧が急上昇しないのでヘッドランプ
が急に明るくなるという不具合を確実に解消することが
できる。なお、車両が減速状態または加速状態から定常
状態に移行した場合には、調整電圧（ＶＨ、ＶＬ）が目
標電圧（ＶＭ）に切り替えられる。

【００２３】本実施例では、発電制御手段としてコンピ
ュータ等を具備した電気回路を使用したが、発電制御手
段としてコンピュータを具備しない電気回路を使用して
も良い。本実施例では、電圧徐変制御を５００ms毎に
０．１Ｖずつ変化するように制御したが、この電圧徐変
制御の変化率はバッテリ電圧が急変しない範囲において
自由に変更できる。本実施例では、電圧徐変制御を３種
類の調整電圧（目標電圧）で制御したが、２種類または
４種類以上の調整電圧（目標電圧）で制御しても良い。

【００２４】本実施例では、バッテリの電流制限機能を
持つ車両用発電制御装置に使用したが、バッテリの電流
制限機能を持たない車両用発電制御装置に使用しても良
い。この場合には、例えば発電機の出力が電気負荷に負
ける等の理由により発電電圧が目標値に達しないとき
に、何らかの要因（電気負荷をオフする等）で発電機の
発電能力に余裕が生じると同時に車両が減速状態に移行
した際に本発明の制御を使用できる。

【００２５】本実施例では、ステップＳ２２で発電電圧
を前回の発電電圧に０．１Ｖだけ減算した値としたが、
発電電圧を現在のバッテリ電圧に所定値（例えば０．１
Ｖ）だけ減算した値としても良い。本実施例では、ステ
ップＳ２７で発電機の発電電圧を前回の発電電圧に０．
１Ｖだけ加算した値としたが、発電機の発電電圧を今回
のバッテリ電圧に所定値（例えば０．１Ｖ）だけ加算し
た値としても良い。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、調整電圧を目標電圧に切り替
える時のバッテリ電圧の急変を防止することによって、
電気負荷への影響を確実に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成を示した電気回路図である。

【図２】本発明にかかる制御回路の作動を示したフロー
チャートである。

【図３】本発明および従来技術におけるバッテリ電圧の
変化波形を示したタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 車両用発電制御装置 ２ バッテリ ３ 発電機 ４ 制御回路（制御手段） ２５ 電圧検出部 ２７ 電圧制御部 ２９ 電圧切替部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）車両用内燃機関に回転駆動されて
   発電する発電機と、 （ｂ）この発電機に充電されるバッテリと、 （ｃ）このバッテリ電圧を検出する電圧検出部、前記バ
   ッテリ電圧が調整電圧となるように前記発電機の発電電
   圧を制御する電圧制御部、および前記調整電圧を、この
   調整電圧と異なる目標電圧に切り替える電圧切替部を有
   し、 前記調整電圧を前記目標電圧に切り替える時に、前記発
   電機の発電電圧を、切り替える前のバッテリ電圧から徐
   々に前記目標電圧に近づける制御手段とを備えた車両用
   発電制御装置。