JPH06351166A - 車両用充電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガッシング量抑制性に優れ、燃費改善も可能な
車両用充電制御装置を提供する。 【作用】バッテリの容量及び充電電流を検出し、例えば
バッテリ状態に応じて、バッテリ充電の際の上限容量値
としての目標容量値を設定する。そして、バッテリ容量
と目標容量値との比較結果に基づいて、バッテリ容量が
この目標容量値を超過した場合には発電電圧を低下させ
る。更に本発明では、充電電流の値に応じて目標容量値
を補正する。これにより、バッテリの劣化などに起因す
る充電目標値の誤設定を修正し、ガッシングを回避する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載バッテリへの充放
電を制御する車両用充電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバッテリは図５に示すような充電
特性を有している。つまり、新品時は、実線にて示され
るように、バッテリの容量が実容量の略８０〔％〕以下
では充電電流に対する容量の増加率（以下、充電効率と
する）が略１００〔％〕である。しかし、充電すること
によりバッテリの容量が実容量の略８０〔％〕以上にな
ると、ガッシング（バッテリを充電しその容量が増加す
るに伴って電極の電圧が上昇し、この電極電圧が所定値
以上に上昇した場合に充電電流によりバッテリ液中の水
が電気分解される現象）が起きるため充電効率は低下し
ていく。

【０００３】また、バッテリが劣化するに伴い、ガッシ
ングを開始する時期、つまり充電効果が低下を開始する
時期が徐々に早くなったり、充電効果の低下が急激にな
ったり、バッテリに充電することのできる容量（以下、
「最大容量」とする）が減少し、新品時の最大容量まで
増加しなくなったりする。つまり、バッテリの充電特性
は新品時と劣化時とでは異なる。例えば、図５中の破線
は劣化したバッテリの充電特性の一例を示している。

【０００４】そこで、本出願人の出願になる特開平４ー
２２９０３０号公報は、スタータ始動時のバッテリ放電
特性とバッテリの充放電電流の積算値とからバッテリ容
量の算出及び充電目標値の設定を行い、走行時はバッテ
リ容量が充電目標値に収束するように発電制御してい
る。すなわち、スタータ始動時のバッテリ放電特性から
求められるバッテリの実容量とバッテリの充放電々流の
積算値との差から、無効充電量であるガッシング量を求
め、更に、このガッシング量と充放電々流の積算値とに
基づき、充電効率が低下する境界値としての充電目標値
を設定し、この充電目標値まで回復すれば発電電圧を抑
制して過充電を防止し、液ベリを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、比較的
新しいバッテリでは、その特性上、実際の過充電々流
（無効充電量）は非常に小さいので、上記したガッシン
グ量に基づいて目標容量を設定する方法では目標容量の
計算誤差が大きくなってしまうという問題があった。

【０００６】更に、車両の停車時の暗電流等による放電
量（制御回路は電流積算を停止している）が上記差に含
まれないために誤差となって、積算電流値に比べ実容量
が低下してしまい、誤差が増大する問題があった。本発
明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ガッシン
グ量に基づく不具合又は容量不足を回避し、更に燃費改
善も可能な車両用充電制御装置を提供する事を、その目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用充電制御
装置は、図１６のクレーム対応図に示すように、エンジ
ン駆動の発電機により充電されるバッテリの容量を検出
する容量検出手段と、前記バッテリの充電電流を検出す
る充電電流検出手段と、前記バッテリ充電の際の上限容
量値として目標容量を設定する目標容量設定手段と、前
記バッテリ容量が前記目標容量に接近するべく前記バッ
テリ容量と前記目標容量との比較結果に基づいて前記発
電機の発電電圧を制御するとともに、前記バッテリ容量
が前記目標容量を超過する場合に前記発電電圧を低下さ
せる発電制御手段と、前記バッテリ容量が前記目標容量
から所定の大きさだけ低い所定の容量値以上である場合
に、前記目標容量又は前記発電電圧を前記充電電流の大
きさに基づいて補正する目標容量補正手段と、を備える
ことを特徴としている。

【０００８】なお、前記補正は、前記充電電流が所定の
基準充電電流に比較して大である場合に前記目標容量又
は前記発電電圧を増加させるか、又は、前記充電電流が
基準充電電流に比較して少である場合に前記目標容量又
は前記発電電圧を低下させる操作を意味する。好適な態
様において、前記バッテリ容量が前記目標容量に接近し
たにもかかわらず、前記充電電流が所定の第１基準値を
超過する場合に、前記目標容量を所定量増加させること
が好ましい。

【０００９】好適な態様において、前記充電電流が前記
第１基準値より小さい第２基準値以下の場合に前記目標
容量を所定量だけ低減させることが好ましい。

【００１０】

【作用】発電機により充電されるバッテリの容量及び充
電電流を検出する。例えばバッテリ状態に応じて、バッ
テリ充電の際の上限容量値としての目標容量を設定す
る。そして、バッテリ容量と目標容量との比較結果に基
づいて、バッテリ容量がこの目標容量を超過した場合に
は発電電圧を低下させる。

【００１１】更に本発明では、充電電流の値に応じて目
標容量又は発電電圧を補正することにより、目標容量近
傍における充電電流が実際のバッテリ容量に適合した値
とする。これにより、バッテリの劣化などに起因する充
電目標値の誤設定を修正し、ガッシング又は充電不足が
回避される。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両用充
電制御装置は、バッテリ充電の際の上限容量値としての
目標容量を、充電電流の値に応じて補正するので、目標
容量の誤設定やバッテリ容量の誤検出などに起因して生
じる過充電や充電不足を回避し、ガッシング量の低減、
液不足の回避を実現できる他、更に燃費向上も実現する
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明車両用充電制御装置を示す第１
実施例について説明する。図１において、１は車載バッ
テリ、２は車両用駆動エンジン、３はエンジン始動用ス
タータ、４はスタータ始動用のスタータスイッチであ
り、周知の如くスタータスイッチを投入し、バッテリ１
からの電力をスタータ３に供給することで、このスター
タ３が回転して、エンジン２が始動する。

【００１４】５はエンジン２により、図示しないベルト
及びプーリを介して駆動され、バッテリ１を充電すると
共に、ランプ、ブロアモータ、デフォッガ等の電気負荷
８に電力を供給する発電機、６はバッテリ１の充放電電
流を検出する電流検出器、７はバッテリ１の温度を検出
する温度検出器、９はエンジン２の状態、バッテリ１の
電圧、電流、及び温度を検出して、エンジン２の回転
数、発電機５の発電を制御し、さらにバッテリの寿命を
検出して表示器１０により表示するマイコンを用いた制
御回路である。以下、制御回路９内の制御について、
（Ｉ）はバッテリ容量検出、（ＩＩ）バッテリの充電目
標値の設定、（ＩＩＩ）を走行中のバッテリの充電制御
の順に説明する。 （Ｉ）バッテリ容量検出 図２は制御回路９内の処理機能を示すブロック図、図３
はこの制御回路９内の制御を示すフローチャートであ
り、これらに基き、説明する。

【００１５】まず、図３に示すフローチャートにおい
て、ステップ２０にてスタ−タスイッチ４を投入し、ス
タ−タ３を始動する。次に、ステップ３０ではスタータ
始動時の放電特性を測定しており、以下に説明する。放
電特性の測定は例えば特開平４ー２２９０３０に開示さ
れている様な公知の方法で行なわれ、詳細は省くが、ス
タータ始動中のバッテリ放電々流と電圧の関係より放電
々流が１５０Ａの時のバッテリ電圧Ｖ_B を求める。（ス
テップ３０）次に、ステップ４０に進み、放電特性から
バッテリ容量ＶＩ₁ を測定する。このステップ４０を図
８で以下、詳細に説明する。

【００１６】まず、このバッテリ電圧Ｖ_B は温度と放電
時間の影響を除くため、バッテリ温度（Ｔ_B ）及びスタ
ータ始動時間の補正を加えＶ_B2を求める（ステップ４０
２〜４０４）。上記放電々流は１５０Ａに限定する必要
はない。次に、ステップ４０５にて、この容量検出電圧
Ｖ_B2よりスタータ始動時の第１のバッテリ容量ＶＩ₁ を
求めるが、以下にこれを説明する。図４の実線は、バッ
テリ１が所定電流にて所定時間放電し、かつバッテリ液
比重の成層化、充電直後の分極の発生等がない場合の、
バッテリ電圧とバッテリ容量との関係を示す特性図を示
している。図に示される如く、バッテリ容量が小さい時
には、バッテリ電圧が小さくなる。そして、この特性は
放電特性演算部９ｅに記憶されている。この特性図によ
り、ステップ４０５にて、上述のように求められた容量
検出電圧Ｖ _B2を用いて、スタータ３駆動時のバッテリ１
の容量（以下、第１のバッテリ容量とする）ＶＩ₁ が設
定される。

【００１７】次のステップ５０では、後述するステップ
１９０で算出され、記憶された第３のバッテリ容量ＶＩ
₃ をバッテリ容量モニタ部９ｇから読み出す。なお、こ
の第３のバッテリ容量ＶＩ₃ は今回がバッテリの最初の
使用（初回の走行）の場合などの理由で第３のバッテリ
容量ＶＩ₃ を記憶していない場合には（４０６）、第１
のバッテリ容量ＶＩ₁ を第４のバッテリ容量とする（４
０７）ちなみに、この第３のバッテリ容量ＶＩ₃ は、キ
ースイッチオフ直前の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ の最後
の値、つまりエンジン停止時の値であって、後述のよう
にステップ１９０で算出され、記憶されている。当然、
今回がバッテリの最初の使用（初回の走行）の場合以外
では、前回走行の最後の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ が今
回の第３のバッテリ容量ＶＩ₃ となる。なお、第２のバ
ッテリ容量ＶＩ ₂ は走行時におけるバッテリ容量であっ
て、後述するようにステップ１００及びステップ１２０
により、エンジン２始動後のバッテリ１の充放電電流Ｉ
_B2の積算値を初期容量ＶＩ₄ に加算して形成される。な
お、これらステップ４０６、４０７は図２におけるバッ
テリ容量モニタ部９ｇとして機能している。

【００１８】次のステップ６０では、バッテリ容量モニ
タ部９ｇにより、スタータ３駆動時に検出した上記第１
のバッテリ容量ＶＩ₁ と、第３のバッテリ容量ＶＩ
₃ （つまり、第１のバッテリ容量ＶＩ₁ を検出する直前
の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ ）とを比較して小さい方の
値を真値とみなし、初期容量ＶＩ₄ として設定する。通
常、バッテリ１の状態が良好であれば、上記第１、第３
のバッテリ容量ＶＩ₁ 、ＶＩ₃ は、略等しい値となり、
従ってこれら第１、第３のバッテリ容量ＶＩ₁ 、ＶＩ₃
のどちらの値を採用しても良い。しかし、以下の場合が
生じるため、第１、第３のバッテリ容量ＶＩ₁ 、ＶＩ₃
の内、小さい方を採用する。

【００１９】すなわち、上記第１の場合は、バッテリ容
量ＶＩ₁ が、第３のバッテリ容量ＶＩ₃ に対して所定値
大きい場合である。この場合には、バッテリ１はバッテ
リ液比重の成層化、或いは充電値後に、電極付近でのバ
ッテリ液の温度が高くなる現象（以下、「分極」と呼
ぶ）が発生すると、その容量に対する電圧の特性が図４
の破線のようになる。つまり成層化あるいは分極が発生
すると、バッテリ電圧は正常時より高くなる。このた
め、第１のバッテリ容量検出時に成層化あるいは分極が
発生すると、上記容量検出電圧が正常時より大きく検出
され、第１のバッテリ容量ＶＩ₁ が真の容量及び第３の
バッテリ容量ＶＩ₃ より大きくなる。従って、第３のバ
ッテリ容量ＶＩ₃ が真の容量に近いと判断し、初期容量
として設定される。

【００２０】次の第２の場合は、第３のバッテリ容量Ｖ
Ｉ₃ が第１のバッテリ容量ＶＩ₁ に対して所定値だけ大
きい場合である。これは前述した如く、ガッシングが生
じている場合である。ガッシングが生じた場合、第２の
バッテリ容量ＶＩ₂ の検出の基となるバッテリ充放電電
流の積算値は、ガッシングに用いられた充電電流を含め
て積算された値であり、第２のバッテリ容量ＶＩ₂ は真
の容量より大きく検出される。このため、大きく求めら
れた第２のバッテリ容量ＶＩ₂ の最終値である第３のバ
ッテリ容量ＶＩ₃ が真の容量及び第１のバッテリ容量Ｖ
Ｉ₁ より大きくなる。さらに、バッテリが劣化している
場合は充電効率の低下が早くなるため、新品時に対して
第３のバッテリ容量ＶＩ₃ がさらに大きくなる。従っ
て、この場合は第１のバッテリ容量ＶＩ₁ が真の容量に
近いと判断し、初期容量として設定される。

【００２１】尚、上述の成層化に対して、ガッシングは
電極から気泡が発生して、この気泡によりバッテリ液が
かき混ぜられるため、成層化とガッシングとは同様に発
生し難い。従って、第１、第３のバッテリ容量ＶＩ₁ 、
ＶＩ₃ が共に大きくならないため、上述のように小さい
方の値を採用することで正規な容量を知ることができる
ものである。 （ＩＩ）バッテリ充電目標の設定 次のステップ７０では、走行中のバッテリ１の充電目標
（本発明でいう第１の目標値）ＫＳＯＣを決定する。

【００２２】図１２は図３に示すフローチャートのステ
ップ７０の処理を詳細に示すフローチャート、図１３は
車両の走行開始から走行終了までの間のバッテリ１の容
量の推移を示す特性図、図１４はバッテリの充電効率の
特性を近似して示す特性図、図１５は実際のバッテリの
充電効率を示す特性図である。ステップ７０は第１の充
電目標値（本発明でいう第１の目標値）ＫＳＯＣを算出
するものである。

【００２３】ステップ７００にてガッシング量（以下
「無効充電容量」とする）ＧＳＯＣを計算する。図１３
に示すバッテリ容量の推移に基づいて説明する。図中ｇ
は前回走行時の初期容量ＶＩ₄ である。そして、前述し
た通り、この初期容量ＶＩ₄ （ｇ）にその後の充放電電
流が積算され、走行中の第２のバッテリ容量ＶＩ
₂ （ｅ）が求められている。ｆは充電効率が考慮された
実際のバッテリ容量の推移であり、図１４に示す如く、
バッテリ１の第１の充電目標値ＫＳＯＣ（ｄ）を超える
と充電効率が０％となるためバッテリ１は充電されてい
ない。ここで、バッテリ１の充電特性は近似して示され
ているため、最大容量＝第１の充電目標値ＫＳＯＣとな
っている。一方、第２のバッテリ容量ＶＩ₂ （ｅ）は、
充電効率を考慮していないため、第１の充電目標値ＫＳ
ＯＣ（ｄ）を越えても充電効率を１００％とした積算を
続けてその容量が第１の充電目標値ＫＳＯＣ（ｄ）以上
に算出される。つまり、第１の充電目標値ＫＳＯＣ
（ｄ）以上に積算された分が無効充電容量ＧＳＯＣであ
る。ｂは第３のバッテリ容量ＶＩ₃ であり、前回走行時
の無効充電容量ＧＳＯＣを含めて多めに積算してしまっ
た第２のバッテリ容量ＶＩ₂ （ｅ）の最終値である。一
方、今回走行時の初期容量ＶＩ₄ は、前回の実際のバッ
テリ容量の推移（ｆ）の最終値（ａ）と一致するはずで
ある。これにより、前回の走行における無効充電容量Ｇ
ＳＯＣは、第３のバッテリ容量ＶＩ₃ （ｂ）と実際のバ
ッテリ容量（＝今回走行時の初期容量ＶＩ₄ ）（ａ）と
の差に相等するｈにて示されることが分かる。従って、
ステップ７００にて、第３のバッテリ容量ＶＩ₃ と今回
走行時の初期容量ＶＩ₄ 、との差を前回走行時の無効充
電容量ＧＳＯＣとする。

【００２４】ステップ７０１では、無効充電容量ＧＳＯ
Ｃが０か否かを判定し、無効充電容量ＧＳＯＣが０でな
いと判定されれば、ステップ７０２にて第１の充電目標
値ＫＳＯＣが算出される。尚、無効充電容量ＧＳＯＣが
０となるのは、前回の走行中の充放電が充電効率の低下
のない領域で行われ、ガッシングが発生しなかった場合
である。ここで、前回走行時の無効充電容量ＧＳＯＣ
は、図１３に示すｈ₁ とｈ₂ とを加算した加算値ｈ₂ で
ある。これはどんなパターンで充放電しても、無効充電
容量ＧＳＯＣは第２のバッテリ容量ＶＩ₂ （ｅ）の最大
値ＰＳＯＣ（ｃ）と第１の充電目標値ＫＳＯＣ（ｄ）と
の差に相当するｈ₃ となる。この前回走行時の無効充電
容量ＧＳＯＣは上述した如く７００にて演算されてお
り、これの２つの方法で求められた無効充電容量ＧＳＯ
Ｃは等しい。従って、バッテリ１の第１の充電目標値Ｋ
ＳＯＣは前回走行中の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ の最大
値ＰＳＯＣＢから、ステップ７００で求めた無効充電容
量ＧＳＯＣを引いた値となり、ステップ７０２にて第１
の充電目標値ＫＳＯＣが算出される。

【００２５】一方、ステップ７０１にて無効終電目標値
ＧＳＯＣが０と判定された場合は、ステップ７０３にて
前回走行中に算出された第１の充電目標値ＫＳＯＣＢと
前回走行時の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ の最大値ＰＳＯ
ＣＢとを比較判定する。ＰＳＯＣＢ≧ＫＳＯＣＢと判定
された場合は、前回走行時に算出された第１の充電目標
値ＫＳＯＣＢまで充電したにも係わらず、ガッシングが
発生しなかったということになり、つまり充電効率が１
００％てある領域においてバッテリが充電されたという
ことになる。従って、前回走行時に算出された第１の充
電目標値ＫＳＯＣＢは、実際の最適値であったと判断で
きる。そのため、ステップ７０９にて今回の第１の充電
目標値ＫＳＯＣは、前回ＫＳＯＣＢ＋γと上方に修正さ
れる。この修正値γは、１〔Ａｈ〕等の固定値でもよい
し、充電状態に応じて演算された値でもよい。

【００２６】ここまでは、バッテリの充電効率の特性を
図１４に示すように近似したものに基づいて説明してき
た。しかし、実際は図１５に示すように、バッテリ１の
最大容量近傍（最大容量の約３０％の容量付近）から徐
々に充電効率が低下するような特性である。従って、算
出された第１の充電目標値ＫＳＯＣは、充電効率が低下
し始める点（ＬまたはＬ′）でのバッテリ容量と最大容
量との間の値となる。

【００２７】そこで、次のバッテリ８０にて第１の充電
目標値ＫＳＯＣの上にある第２の充電目標値ＴＳＯＣを
設ける。ここでは第２の充電目標値ＴＳＯＣを第１の充
電目標値ＫＳＯＣに所定値αを加えて設定する。ここで
αは固定値でも、充電状態に応じて演習された値でもよ
い。

【００２８】以上のように第１の充電目標値ＫＳＯＣと
第２の充電目標値ＴＳＯＣを設ける。そして第２の充電
目標値ＴＳＯＣを満充電と判定し、ＴＳＯＣ以上の充電
を停止（あるいは抑制）とする事でガッシングによる電
解波の減少を防止する事が出来る。また、ステップ１４
０ではステップ８０で求めた第２の充電目標値ＴＳＯＣ
を補正する。ステップ１４０の詳細フローを図１１を用
いて説明する。

【００２９】まず、ステップ１４１で走行状態を判定
し、加速又は減速走行ならば次の図３のステップ１５０
へ進む。通常走行の時はステップ１４２でさらにバッテ
リ電圧が調整電圧に達成しているか判定する。これはバ
ッテリに所定電圧（調整電圧）が印加された状態でのバ
ッテリ充電電流を求めるためで、この調整には後述する
ステップ１５０にて温度をパラメ−タとしてなされる。
バッテリ電圧が調整電圧に達している時は、次のステッ
プ１４３へと進む。

【００３０】ここで上記実施例のステップ１４２ではバ
ッテリ電圧が調整電圧に達している時のみステップ１４
３に進んだが、バッテリ充電電流が後述するＩ_C1以上の
時にもステップ１４３に進んでも良い。ステップ１４３
ではバッテリの充電電流を平均化する。これは、電気負
荷のＯＮ／ＯＦＦなどによる充電電流の過渡状態による
誤作動を防止するためで、例えば１分間の充電電流を平
均化する事で求める。

【００３１】次のステップ１４４ではステップ１４３で
求めた平均充電電流Ｉ_BAVEを所定値Ｉ_C1（例えば１０
Ａ）と比較して大きい時はステップ１４６に進む、ステ
ップ１４６でさらにバッテリ容量ＶＩ₂ が第２の充電目
標値ＴＳＯＣの近傍にあるか否か判定するためＶＩ₂ を
ＴＳＯＣーε（εは例えば１ＡＨ）と比較する。その結
果大きいと判定された時はステップ１４７へ進み、第２
の充電目標値ＴＳＯＣをＴＳＯＣ＝ＴＳＯＣ＋δ₁ とし
所定量δ₁ （例えば１ＡＨ）上昇させる。

【００３２】これは例えば車輌のキースイッチオフ時は
通常バッテリの消耗を防ぐため制御回路の電源が入らな
い様に構成されているために、キースイッチオフ時の放
電（ヘッドライトＯＮやバッテリの自己放電等）量を積
算する事ができず、前回走行時の第２のバッテリ容量Ｖ
Ｉ₂ は変化しないままスタ−タ始動時のバッテリ容量Ｖ
Ｉ₁ が低下するため、あたかも、ガッシングが発生した
かのように判定して今回の第１の充電目標値ＫＳＯＣが
前回の充電目標値に比べて低下し、それに伴い第２の充
電目標値ＴＳＯＣも低下した時などに有効で、バッテリ
容量が目標値ＴＳＯＣ近傍に達しても、なお十分電流を
受け入れる状態にバッテリがさらに充電を行い容量を維
持する。

【００３３】また、ステップ１４４で平均充電電流Ｉ
_BAVEがＩ_C1より小さくステップ１４５でＩ_C2（例えば２
Ａ）より大きいと判断された時はステップ１４０の処理
を終了する。ステップ１４５で平均充電電流がＩ_C2より
小さいと判断された時はステップ１４８へ進み、第２の
充電目標値ＴＳＯＣをＴＳＯＣ＝ＴＳＯＣーδ₂ とし、
ＴＳＯＣを所定値δ₂ （例えば１ＡＨ）減少させる。

【００３４】これは例えば、第２の充電目標値ＴＳＯＣ
が何らかの影響で高く設定され過ぎた時などで特に新品
のバッテリを使用している時は、過充電電流が流れ難い
ため、ガッシング量が正確に測定できない事や、ガッシ
ング量の検出による第２の充電目標値ＴＳＯＣの下方修
正（ステップ７０及び８０）のみでは非常に時間がかか
る時に有効である。つまり過充電電流が非常に小さい
時、ＴＳＯＣの修正に時間がかかるため、その間発電電
圧は高い状態を維持し車輌燃費を向上できない原因とな
っていた。ただしこの時、過充電電流が小さいため、バ
ッテリの液ベリは起り難い。

【００３５】ここで上記実施例では、平均充電電流Ｉ
_BAVEを求める時（ステップ１４３）、１分間の平均電流
を求めたが、その時間は１分に限定されるものではな
い。又、所定容量（例えば１ＡＨ）増加するのに要する
時間などで平均充電電流を求めて良い事は自明である。
そしてステップ１４０における第２の充電目標値ＴＳＯ
Ｃの補正はその条件が成立する限り繰り返し適正なＴＳ
ＯＣを設定する。そして補正されたＴＳＯＣはキースイ
ッチのオフと共に初期値にリセットされるが、ステップ
１９０で記憶され、次回走行時に第２の充電目標値の初
期値として使用してもよい。又、上記実施例では、第２
の充電目標値ＴＳＯＣの補正量δ₁ 、δ₂ を１ＡＨとし
たが、これに限定されるものでなく、例えば、δ₂ ＝Ｔ
ＳＯＣーＶＩ₂ とすれば、平均充電電流がＩ_C2以下にな
った時のバッテリ容量を第２の充電目標値とする事も可
能である。

【００３６】また上記実施例では第１及び第２及び第３
の充電目標値を、バッテリ充電電流の積算値と、スタ−
タ始動時の放電特性の周期として求めているが、これに
限定されるものでなく例えば、バッテリの体格から決定
される固定値に充電目標値を設定する場合にも有効であ
る。また上記実施例では第２の充電目標値ＴＳＯＣをバ
ッテリ充電電流で補正しているが、第１の充電目標値Ｋ
ＳＯＣを同様にバッテリ充電電流で補正しても同様の効
果が得られる。

【００３７】例えば、図１１のステップ１４７及び１４
８のＴＳＯＣをＫＳＯＣに置き変えても良く、この場合
にはＴＳＯＣの補正による満充電電流域のみならず、Ｋ
ＳＯＣの補正による準満充電領域も補正される事にな
る。次のステップ９０では、第３の充電目標値ＧＴＳＯ
Ｃを設定する。ステップ９０は、ＴＳＯＣに所定値θ
（例えばＡｈ）を加えて設定する。そして車輌が減速走
行の時は第３の充電目標値ＧＴＳＯＣを上限として充電
する事で減速エネルギ−の回生を行う事を目的とする。

【００３８】上述した如くステップ７０、８０、９０に
て充電目標値を算出した後、次のステップ１００にて各
変数の初期値を設定する。ここでステップ６０で求めた
初期容量ＶＩ₄ を走行中の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ お
よび最大値ＰＳＯＣの初期値として代入する。 （ＩＩＩ）走行中のバッテリの充電制御 まずステップ１１０にて、走行中のバッテリ１の充電放
電電流Ｉ_B2、バッテリ電圧Ｖ_B2及び、温度Ｔ_B2を読込
み、これに基づいてステップ１２０では、充電放電電流
Ｉ_B2を電流積算部９ｄで積算し、ステップ６０で求めた
初期容量に加えて走行中の現時点のバッテリ容量つま
り、前述の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ を求め、バッテリ
容量モニタ部９ｇに記憶する。つまり、刻々と変化する
第２のバッテリ容量ＶＩ₂ を常に検出している。

【００３９】ここで、本発明に使用しているバッテリ１
は定格容量が２７〔Ａｈ〕のものであり、図７及び表１
に示すように、実際の容量に基づいてバッテリの状態を
３段階に分けて判断している。すなわちその容量が９
〔Ａｈ〕未満の時に危険状態、９〔Ａｈ〕以上１８〔Ａ
ｈ〕未満の時に不良状態、１８〔Ａｈ〕以上時に良好状
態と判断している。さらに第１の充電目標値ＫＳＯＣ以
上を準満充電状態、第２の充電目標値ＴＳＯＣ以上を満
充電状態、ＫＳＯＣ以下をそれ以外の状態と、充電率に
基づいてバッテリ１の状態を３段階に分けて判断してい
る。

【００４０】

【表１】 ステップ１３０は、走行中の第２のバッテリ容量ＶＩ₂
の最大値を、ＰＳＯＣとして、バッテリ容量モニタ部９
ｇに記憶させるものであり、刻々と変化する第２のバッ
テリ容量ＶＩ₂ の最大値ＰＳＯＣを常に記憶させてい
る。

【００４１】次のステップ１５０では、バッテリ１の充
放電電流Ｉ_B2、温度Ｔ_B2、第２のバッテリ容量ＶＩ₂ 、
充電目標値ＫＳＯＣ、ＴＳＯＣ、ＧＴＳＯＣの情報、及
びエンジン２の情報に基づいて、発電機５の制御を行
う。

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】 ここで表２はバッテリ１の状態及びバッテリ温度に応じ
た通常時のバッテリ１の制御電圧Ｖ_BCを示す表、表３は
車両モ−ドに応じて、上記表２の通常時の制御電圧Ｖ_BC
に対する設定変更を示す表である。

【００４４】また２〜３はＴＳＯＣ、ＫＳＯＣが図７に
示される良好ゾーンにある場合を示す。 通常走行時 図１０に示すように発電機５は、電機子巻線５ａ、界磁
巻線５ｂ、全波整流器５ｃを有しており、発電制御部９
ｆは、界磁巻線５ｂの電流を制御するトランジスタ９Ｆ
₁ 、界磁巻線５ｂの両端に接続されたフライホイールダ
イオ−ド９ｆ₂、トランジスタ９ｆ₁ の導通率を制御す
る導通率制御回路９ｆ₃ 、制御電圧Ｖ_BCを決定する制御
電圧決定回路９ｆ₄ からなる。この種の回路は良く知ら
れているので、等価回路図は省略する。

【００４５】９ｆ₄ ではバッテリ温度、バッテリ容量、
エンジン状態に基づいて表２、３に従い制御充電電圧
（調整電圧）を決定する。そして９ｆ₃ では９ｆ₄ で決
定された調整電圧とバッテリ電圧に従い導通率を制御し
て発電を行う。ここで前述の初期容量及び第１の充電目
標値ＫＳＯＣと第２充電目標値ＴＳＯＣも図７の良好ゾ
ーンに入っていたとすると制御充電電圧決定回路９ｆ₄
により表２に示す如く制御電圧Ｖ_BCをバッテリ１の温度
Ｔ_B2に応じて設定する。

【００４６】バッテリ１が充電されて第２のバッテリ容
量ＶＩ₂ が増加し始め、第１の充電目標値ＫＳＯＣに到
達すると、制御電圧Ｖ_BCは、制御電圧決定回路９ｆ₄ に
より、それぞれ表１に示す準満充電ゾーンにおける制御
電圧Ｖ_BC＝１３．５〔Ｖ〕に設定され、（共にバッテリ
温度２５℃の時）の例、バッテリ１への充電を抑制し、
第２のバッテリ容量ＶＩ₂ の増加を抑制する。

【００４７】更に充電されて第２のバッテリ容量ＶＩ₂
が第２の充電目標値ＴＳＯＣに到達すると満充電ゾーン
における制御電圧Ｖ_BC＝１２．８〔Ｖ〕に設定され、バ
ッテリ１への充電を停止し、第２のバッテリ容量ＶＩ₂
の増加を停止する。その後バッテリ１は充電されないた
め、放電して第２のバッテリ容量ＶＩ₂ が第２の充電目
標値ＴＳＯＣより所定値減少すると、その時点のバッテ
リ１の状態に応じた、制御充電電流Ｉ_BC及び制御電圧Ｖ
_BCに設定する。この例の場合は、上述のように第２の充
電目標値ＴＳＯＣが良好ゾーンに入っていると仮定して
いるため、制御電圧Ｖ_BC＝１３．５〔Ｖ〕に設定して、
再びバッテリ１の充電を開始し、第２のバッテリ容量Ｖ
Ｉ₂ の回復を図る。その後は、上述の状態を繰り返し制
御する。 加速時 走行中に加速をした時、燃料の吸気圧の上昇よりこれを
検出し、上記表３に示したように、走行中の第２のバッ
テリ容量ＶＩ₂ が満充電または準満充電または良好ゾー
ンに入っている場合は、加速前に設定されていた制御電
圧Ｖ_BCより２〔Ｖ〕低い制御電圧Ｖ_BCに設定することで
発電機５の発電量を減少させて、加速性を良くする。

【００４８】一方、バッテリ１の状態が不良、または危
険状態であれば充電を続ける必要があるため、加速時に
おいても、加速する前に設定されていた制御電圧Ｖ_BCに
よる制御を続ける。 減速時 走行中に減速した時、または降坂状態になった時、上記
表２に示したように、第２のバッテリ容量ＶＩ₂ が満充
電ゾーンに入っている場合は、２．２〔Ｖ〕、準満充電
ゾーンまたは良好ゾーンに入っている場合は１．０
〔Ｖ〕、不良ゾーンに入っている場合は０．５〔Ｖ〕ず
つ、それぞれ減速する前に設定されていた制御電圧Ｖ_BC
に加え、制御電圧Ｖ_BCを１５〔Ｖ〕に設定すると共に、
走行中の第２のバッテリ容量ＶＩ₂ の上限容量を第３の
充電目標値ＧＴＳＯＣとする。こうしてバッテリ１を充
電するよう発電機５の発電量を増加させ、エンジンブレ
−キを大きくして減速を補助すると共に、減速時のエネ
ルギ−を回生してバッテリ１を充電する。

【００４９】次に、図３に戻り、本実施例においてステ
ップ１６０では、第２のバッテリ容量ＶＩ₂ が危険ゾー
ンの設定値以下になれば、警報部９１によりバッテリ上
がりの警報を行う。ステップ１７０は前述した通り、演
算周期１０〔ｍｓ〕を設定するものである。そして、ス
テップ１８０にてキースイッチが切られたと判断する
と、ステップ１９０にて第２のバッテリ容量ＶＩ₂ の最
終の値を、バッテリ容量モニタ部９ｇに第３のバッテリ
容量ＶＩ₃ として記憶し、次回の走行に備える。

【００５０】また、ステップ１６０におけるバッテリ上
がり警報は、第１の充電目標値ＫＳＯＣがある値（例え
ば定格容量の３０％）まで低下した時に行うようにする
こともできる。以上述べたように本実施例では、常にバ
ッテリの最大容量（上限容量値）を把握しているので、
この最大容量以上に充電するのを防止することにより過
充電を防止でき、またバッテリの劣化および寿命を容易
に判定できる。更に、充電効率が１００％である上限容
量（目標容量）を算出することが可能となり、真のバッ
テリ容量に対応したバッテリ充放電電流の積算ことがで
きる。

【００５１】例えば、バッテリ容量が充電目標値近傍に
達しても充電々流が大きい時には充電目標値を所定量増
加し、バッテリ容量が充電目標値以下でも充電々流が小
さい時には充電目標値を所定量減少することにより、常
に適正な充電を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両用充電制御装置を用いた車両用電
源装置の一例を示すブロック回路図である。

【図２】図１の制御回路の処理機能一例（第１実施例）
を示す機能ブロック図である。

【図３】実施例における制御回路内の処理を示すフロー
チャートである。

【図４】バッテリを放電した際のバッテリ容量に対する
バッテリ電圧の特性を示す特性図である。

【図５】バッテリを充電した際のバッテリ容量に対する
充電効率の積算量を示す特性図である。

【図６】バッテリを充電した際のバッテリ容量に対する
バッテリ充電電流の積算量を示す特性図である。

【図７】バッテリの状態をその容量により５つに分けて
示すバッテリ状態指示図である。

【図８】図３のステップ４０を詳細に示すフローチャー
トである。

【図９】バッテリが満充電の時の充電電流の特性を示す
特性図である。

【図１０】図１に示した発電機５および図２に示した発
電制御部９ｆを詳細に示す構成図である。

【図１１】図３のステップ１４０を詳細に示すフローチ
ャートである。

【図１２】図３のステップ７０を詳細に示すフローチャ
ートである。

【図１３】バッテリ容量の推移を示す特性図である。

【図１４】バッテリを充電した際のバッテリ容量に対す
る充電効率の特性を近似した近似特性図である。

【図１５】バッテリを充電した際のバッテリ容量に対す
る充電効率の特性図である。

【図１６】クレーム対応図である。

【符号の説明】

１ バッテリ、 ５ 発電機、 ６ 電流検出器（充電電流検出手段）、 ９ コントローラ （容量検出手段、目標容量設定手
段、発電制御手段、補正手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン駆動の発電機により充電されるバ
   ッテリの容量を検出する容量検出手段と、 前記バッテリの充電電流を検出する充電電流検出手段
   と、 前記バッテリ充電の際の上限容量値として目標容量を設
   定する目標容量設定手段と、 前記バッテリ容量が前記目標容量に接近するべく前記バ
   ッテリ容量と前記目標容量との比較結果に基づいて前記
   発電機の発電電圧を制御するとともに、前記バッテリ容
   量が前記目標容量を超過する場合に前記発電電圧を低下
   させる発電制御手段と、 前記バッテリ容量が前記目標容量から所定の大きさだけ
   低い所定の容量値以上である場合に、前記目標容量又は
   前記発電電圧を前記充電電流の大きさに基づいて補正す
   る補正手段と、 を備えることを特徴とする車両用充電制御装置。