JPH0644351U - 車両用発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バッテリ電圧の安定化を図りつつ、エンジンの
力行時よりも減速時に発電割合を増加させる。 【構成】コンデンサを切り離し（Ｓ１）、エンジン回転
数を検出し（Ｓ２）、エンジン負荷率を計算し（Ｓ
３）、エンジンの運転状態を判定し（Ｓ４）、バッテリ
電圧と標準値とを比較し（Ｓ５）、コンデンサ電圧が低
いか高いかを判定し（Ｓ６）、フィールド電流を増大制
御して（Ｓ７）、フィールドコイルにこのフィールド電
流を出力して発電を行い（Ｓ８）、所定時間経過後（Ｓ
９）、エンジン停止状態であるか否かを判定し（Ｓ１
０）、コンデンサを切り離す（Ｓ１１）。コンデンサを
放電状態にし（Ｓ１２）、フィールド電流を減少制御す
る（Ｓ１３）。バッテリ電圧と標準値とを比較する（Ｓ
１４）。コンデンサ電圧が低いか高いかを判定し（Ｓ１
５）、コンデンサを充電状態にする（Ｓ１６）。

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４−３０１ ０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１９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１４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)

【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。