JPH07274597A

JPH07274597A - 電源制御装置

Info

Publication number: JPH07274597A
Application number: JP6061673A
Authority: JP
Inventors: Toru Fujiwara; 徹藤原; Takahiko Ono; 隆彦大野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-10-20

Abstract

(57)【要約】【目的】燃費向上とバッテリの過放電防止の両立を図
ることができる電源制御装置を得る。【構成】発電制御手段３０１は、車両状態検知手段４
の検知出力に基づいて発電量可変要求を電圧調整手段３
０４に供給する。充電率検出手段３０２は、充電電流ｉ
_Bより充電率εを算出し、補正係数生成手段３０６から
の補正係数で補正する。電圧調整手段３０４は、発電制
御手段３０１からの発電量可変要求と充電率検出手段３
０２からの充電率εより、バッテリ１の端子電圧Ｖ_Bが
目標電圧となるように界磁電流Ｉｆを決定する。界磁電
流制御手段３０５は、電圧調整手段３０４で決定される
界磁電流Ｉｆに従ってＴｒを駆動する。電圧調整手段３
０４は充電率εが所定値以上であるときのみ発電制御手
段３０１の発電量可変要求による界磁電流Ｉｆの低下を
実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば車両や船舶あ
るいは二輪車等の移動体の発電系を制御するために用い
て好適な電源制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、例えば特開平４−１４００２
６号公報に示された従来の車両用電源制御装置を示す構
成図である。図において、１は電気負荷Ｅ／Ｌに電力を
供給するためのバッテリである。バッテリ１の負極端子
は接地され、その正極端子は発電機２の出力端子２ａお
よび電気負荷Ｅ／Ｌに接続される。

【０００３】発電機２はエンジンＥによってベルト（図
示せず）を介して駆動される。この発電機２は、界磁コ
イル２１と、Ｙ型結線とされ、界磁コイル２１と電気的
に誘導結合されるステータコイル２２と、３相ブリッジ
構成とされ、ステータコイル２２の出力を整流して出力
する整流器２３とで構成されている。界磁コイル１の一
端は出力端子２ａと整流器２３の出力側の接続点に接続
され、その他端は発電量制御端子２ｂに接続される。発
電機２の発電量制御端子２ｂは制御用トランジスタＴｒ
のコレクタに接続され、そのトランジスタＴｒのエミッ
タは接地される。

【０００４】３はマイクロコンピュータで構成される制
御器である。この制御器３にはバッテリ１の正極端子に
得られる電圧（バッテリ端子電圧）Ｖ_Bが供給されると
共に、図示せずも車両情報を得るためのエンジン回転数
センサ，車速センサ，温度センサ等の各種のセンサを含
む車両状態検知手段４より検知出力が供給される。な
お、車両情報検知手段４にはエンジンＥ等から車両情報
が供給されている。制御器３よりトランジスタＴｒのベ
ースにバッテリ端子電圧Ｖ_Bおよび車両状態の検知出力
に応じて駆動信号が供給される。

【０００５】次に、動作について説明する。制御器３
は、バッテリ端子電圧Ｖ_Bを検出し、この電圧が目標電
圧となるようにトランジスタＴｒにオンオフ駆動信号
（デューティ駆動信号）を供給し、発電機２の界磁コイ
ル２１を流れる電流Ｉｆを制御する。これにより、発電
機２の出力電流Ｉａが制御され、バッテリ端子電圧
Ｖ_B、従って電気負荷Ｅ／Ｌに供給される電源電圧は一
定に保持される。

【０００６】また、制御器３は、車両状態検知手段４か
ら加速状態であることを受け取ると、目標電圧を低下さ
せて発電機２の出力電流Ｉａを抑制し、エンジンＥの負
荷を軽減させる。同様に、減速状態であることを受け取
ると、目標電圧を上昇させてエンジン２の出力電流Ｉａ
を増加させ、車両の制動エネルギーをバッテリ１の充電
に利用する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両用電源制御
装置は以上のように構成されているので、加速を頻繁に
繰り返す市街地走行等では、発電機の発電量を抑制す
る、つまり、目標電圧を低下させて発電機の出力電流を
抑制し、エンジンの負荷を軽減させる割合が高くなるた
めに、燃費向上の点からは有利であるが、充電不足が蓄
積し、最悪の場合にはバッテリの過放電による始動不良
やエンストが発生するおそれがあるという問題点があっ
た。

【０００８】この発明はこのような問題点を解決するた
めになされたもので、バッテリの過放電を防止と燃費向
上の両立を図ることができる電源制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項第１項の発明に係
る電源制御装置は、移動体の電気負荷に電力を供給する
バッテリと、エンジンによって駆動されると共にバッテ
リを充電する発電機と、バッテリの端子電圧が目標電圧
となるように発電機の発電量を制御する制御手段とを備
えた電源制御装置において、制御手段が、バッテリの充
電電流に基づいて充電率を求める充電率検出手段と、移
動体の状態と充電率検出手段の出力に基づいて発電量を
制御する発電量制御手段とを備え、充電率が所定値以上
であるときは発電量を抑制するようにしたものである。

【００１０】請求項第２項の発明に係る電源制御装置
は、移動体の電気負荷に電力を供給するバッテリと、エ
ンジンによって駆動されると共にバッテリを充電する発
電機と、上記バッテリの端子電圧が目標電圧となるよう
に上記発電機の界磁コイルに流れる界磁電流を制御する
制御手段とを備えた電源制御装置において、制御手段
が、バッテリの充電電流に基づいて充電率を求める充電
率検出手段と、移動体の状態に応じて発電量可変要求を
出力する発電制御手段と、充電率検出手段と発電制御手
段の出力に基づいて界磁電流を制御する界磁電流制御手
段とを備え、充電率が所定値以上であるときのみ発電制
御手段の発電量可変要求による界磁電流の低下を実行す
るようにしたものである。

【００１１】請求項第３項の発明に係る電源制御装置
は、請求項第１項または第２項の発明において、充電率
検出手段は、バッテリへの充電電流を表す信号、電気負
荷への負荷電流を表す信号、電気負荷の動作状態を表す
信号の少なくとも１つと、バッテリの充電特性とに基づ
いて充電率を推定するものである。

【００１２】請求項第４項の発明に係る電源制御装置
は、請求項第１項〜第３項のいずれかの発明において、
制御手段は、さらに充電率検出手段で得られた充電率を
補正するための補正係数を生成する補正係数生成手段を
備えるものである。

【００１３】請求項第５項の発明に係る電源制御装置
は、請求項第４項の発明において、補正係数生成手段
は、運転終了時から再運転されるまでの放置期間に応じ
て充電率補正係数を求める充電率補正係数演算部からな
るものである。

【００１４】請求項第６項の発明に係る電源制御装置
は、請求項第４項の発明において、補正係数生成手段
は、運転終了時から再運転されるまでの放置期間に応じ
て充電率補正係数を求める充電率補正係数演算部と、移
動体の環境温度からバッテリの温度を推定してバッテリ
温度補正係数を演算するバッテリ温度補正係数演算部お
よびバッテリへの充電電流が変化しなくなる時点から該
バッテリの劣化を推定してバッテリ劣化補正係数を演算
するバッテリ劣化補正係数演算部の少なくとも一方とか
らなるものである。

【００１５】請求項第７項の発明に係る電源制御装置
は、請求項第１項〜第６項のいずれかの発明において、
移動体が車両であるとするものである。

【００１６】

【作用】請求項第１項の発明においては、充電率が所定
値以上であるときのみ発電量を抑制するするので、頻繁
に加速を繰り返してもバッテリの過放電を防止すること
が可能となる。

【００１７】請求項第２項の発明においては、充電率が
所定値以上であるときのみ界磁電流の低下を実行するの
で、頻繁に加速を繰り返してもバッテリの過放電を確実
に防止することが可能となる。

【００１８】請求項第３項の発明においては、充電率検
出手段は、バッテリへの充電電流を表す信号、電気負荷
への負荷電流を表す信号、電気負荷の動作状態を表す信
号の少なくとも１つと、バッテリの充電特性とに基づい
て充電率を推定するので、精度の向上、または構成の簡
略化が可能となる。

【００１９】請求項第４項の発明においては、さらに充
電率検出手段で得られた充電率を補正するための補正係
数を生成する補正係数生成手段を設けたので、正確なバ
ッテリ充電率を得ることが可能となる。

【００２０】請求項第５項の発明においては、移動体の
放置期間に応じて充電率を補正するように構成したの
で、移動体放置期間中の自己放電等による充電率の低下
に対処でき、常に正確なバッテリ充電率を得ることが可
能となる。

【００２１】請求項第６項の発明においては、移動体の
放置期間に応じて充電率を補正すると共に、バッテリの
温度や劣化状態に応じて充電率を補正するように構成し
たので、移動体放置期間中の自己放電等による充電率の
低下に対処できると共に、周囲温度の変動やバッテリの
劣化と無関係に、常に正確なバッテリ充電率を得ること
が可能となる。

【００２２】請求項第７項の発明においては、本装置が
適用される移動体を車両としたので、車両において燃費
向上とバッテリの過放電の防止の両立を図ることが可能
となる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明に係る電源制御装置の一実施
例を、例えば車両用として用いた場合を例に取り、図を
参照して説明する。実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す構成図で
ある。この図１において、図１６と対応する部分には同
一符号を付し、その詳細説明は省略する。図において、
３Ａは後述のマイクロコンピュータを有する制御器であ
る、５はバッテリ１の充電電流ｉ_Bを検出する電流セン
サであって、バッテリ１の正極端子をこの電流センサ５
を介して発電機２の出力端子２ａに接続するかあるい
は、バッテリ１の正極端子と発電機２の出力端子２ａ間
を接続する電線にクランプする。電流センサ５の検出信
号Ｓ１を制御器３Ａに供給する。

【００２４】また、Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２は車載電気負荷
の一部である。これら電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２は、
それぞれ駆動用のスイッチＳＷ１，ＳＷ２を介し、さら
にキースイッチ６および負荷電流ｉ_Lを検出する電流セ
ンサ７を介するかあるいは直接発電機２の出力端子２ａ
に接続する。キースイッチ６は、従来周知のように始動
時および運転時には閉成され、停止時は開成される。電
気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２のそれぞれのバッテリ１側の
正極端子に得られる信号を負荷の作動状態を示す信号
（負荷信号）Ｌ１，Ｌ２として制御器３Ａに供給する。
また、キースイッチ６の電気負荷側の端子に得られる信
号をキースイッチ６の開／閉を示す信号（キースイッチ
開／閉信号）Ｉｇとして制御器３Ａに供給する。さら
に、電流センサ７の検出信号Ｓ２を制御器３に供給す
る。

【００２５】また、３１は制御器３Ａを構成するマイク
ロコンピュータを示している。図２は、マイクロコンピ
ュータ３１の機能を示す機能ブロック図である。図にお
いて、３０１は、車両状態検知手段４の検知出力に基づ
いて発電量を可変する要求信号（発電量可変要求信号）
Ｓ_GVRを後述する電圧調整手段に供給する発電制御手段
である。３０２は、電流センサ５の検出信号Ｓ１，電流
センサ７の検出信号Ｓ２または電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／
Ｌ２の作動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２の少なくとも
１つと、後述する発電量演算手段で演算される発電電流
Ｉａ（この発電電流Ｉａは発電電流を求める後述の第２
および第３の方法で用いられる）を用いてバッテリ１の
充電率εを算出する充電率検出手段である。

【００２６】また、３０３は、後述の界磁電流制御手段
からトランジスタＴｒに供給される駆動信号Ｓ_Dのデュ
ーティと、車両状態検知手段４からのエンジン回転数Ｎ
ｅより発電電流Ｉａを算出する発電量演算手段である。
３０４は、発電制御手段３０１より供給される発電量可
変要求信号Ｓ_GVRと、充電率検出手段３０２で算出され
る充電率εより、バッテリ１の端子電圧Ｖ_Bが目標電圧
Ｖ₀（通常は１４Ｖ）となるように目標界磁電流Ｉｆを
決定する電圧調整手段である。３０５は、電圧調整手段
３０４で決定される目標界磁電流Ｉｆに従ってトランジ
スタＴｒを駆動する駆動信号Ｓ_Dを発生する界磁電流制
御手段である。３０６は、キースイッチ開／閉信号Ｉｇ
に基づいて充電率検出手段３０２から出力される充電率
εを補正するための充電率補正係数ηを生成する補正係
数生成手段である。なお、発電制御手段３０１と電圧調
整手段３０４は発電量制御手段を構成する。

【００２７】次に、動作について図３〜図８を参照しな
がら説明する。充電率検出手段３０２では充電率εを算
出するが、充電率εを算出するために、まず充電電流ｉ
_Bを検出する。充電電流ｉ_Bは、例えば以下のように幾つ
かの方法で求められる。第１の方法は、充電電流ｉ_Bを
検出するための電流センサ５の検出信号Ｓ１より充電電
流ｉ_Bを直接求めるものである。この場合、電流センサ
５で直接充電電流を求めるので、正確に充電電流を検出
できる。

【００２８】第２の方法は、負荷電流ｉ_Lを検出するた
めの電流センサ７の検出信号Ｓ２より負荷電流ｉ_Lを求
め、発電電流Ｉａより負荷電流ｉ_Lを差し引くことで充
電電流ｉ_Bを求めるものである。すなわち、ｉ_B＝Ｉａ−
ｉ_Lの演算で充電電流ｉ_Bを求めるものである。この場合
も、電流センサ５で負荷電流を求め、これより充電電流
を算出するので、ある程度正確に充電電流を検出でき
る。発電電流Ｉａは、発電量演算手段３０３で算出され
る。すなわち、発電量演算手段３０３は、記憶手段とし
てのメモリ（図示せず）に予めマップテーブルとして格
納されている図３に示すトランジスタＴｒの駆動信号Ｓ
_Dのデューティと界磁電流Ｉｆとの関係より駆動信号Ｓ_D
のデューティに対応する界磁電流Ｉｆを求める。次に、
同様にメモリに予めマップテーブルとして格納されてい
る図４に示す発電機２の回転数Ｎａをパラメータとして
の界磁電流Ｉｆと発電電流Ｉａとの関係より発電電流Ｉ
ａを求める。ここで、発電機２の回転数Ｎａはエンジン
回転数Ｎｅと、エンジンＥと発電機２を連結するプーリ
の比によって算出する。

【００２９】第３の方法は、電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ
２の作動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２より負荷電流ｉ
_Lを推定し、発電電流Ｉａより負荷電流ｉ_Lを差し引いて
充電電流ｉ_Bを求めるものである。この場合、負荷信号
より負荷電流を推定し、これより充電電流を算出するの
で、簡単な構成で充電電流を検出できる。負荷信号Ｌ
１，Ｌ２の電圧レベルはそれぞれスイッチＳＷ１，ＳＷ
２が閉成して電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２が作動してい
るときはハイレベル（≒Ｖ_B）となり、一方スイッチＳ
Ｗ１，ＳＷ２が開成して電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２が
作動していないときはローレベル（接地電位）となる。
そのため、負荷信号Ｌ１，Ｌ２よりどの電気負荷が作動
状態かを識別できる。また、電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ
２の消費電力は既知であるため、負荷信号Ｌ１，Ｌ２に
よって負荷電流ｉ_Lをおおよそ推定できることになる。
なお、この場合の発電電流Ｉａは、第２の方法で説明し
たようにして発電量演算手段３０３で算出されたものが
使用される。

【００３０】このように充電電流ｉ_Bを求めるために
は、充電率検出手段３０２に電流センサ５の検出信号Ｓ
１，電流センサ７の検出信号Ｓ２または電気負荷Ｅ／Ｌ
１，Ｅ／Ｌ２の作動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２の少
なくとも１つが供給されていればよい。つまり、上述の
第１の方法で充電電流ｉ_Bを求めるときには、検出信号
Ｓ１のみが使用され、第２の方法で充電電流ｉ_Bを求め
るときには、検出信号Ｓ２と発電電流Ｉａが使用され、
第３の方法で充電電流ｉ_Bを求めるときには、負荷信号
Ｌ１，Ｌ２と発電電流Ｉａが使用される。従って、図１
の例では、電流センサ５の検出信号Ｓ１、電流センサ７
の検出信号Ｓ２および電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２の作
動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２の全てが制御器３に供
給される構成としているが、少なくとも１つが供給され
るように構成されていればよい。

【００３１】充電率検出手段３０２では、上述したよう
な方法で求められた充電電流ｉ_Bを使用して、例えば上
述と同様にメモリに予めマップテーブルとして格納され
ている図５に示すようなバッテリ１の端子電圧Ｖ_Bをパ
ラメータとする充電時間ｔ₁（＝充電率ε）と充電電流
ｉ_Bとの関係（充電特性）より充電率εを求めてメモリ
（図示せず）に格納する。この充電特性は、バッテリ１
の端子電圧Ｖ_Bに対してバッテリ１が受け入れる充電電
流ｉ_Bの時間的変化を示しており、充電時間ｔ₁の経過と
ともに充電率εが上昇すると，バッテリ１が有する固有
のカーブで充電電流ｉ_Bが減少していく。したがって、
この充電特性に基づき、充電電流ｉ_Bより充電率εを求
めることができる。なお、充電時間ｔ₁が長くなって充
電率εが所定値ε₀（例えば充電満杯を１００％とする
と８０〜９０％程度）以降では充電電流ｉ_Bが所定の電
流ｉ₀（充電電流の最大値を１５〜２０Ａとすると１〜
２Ａ程度）で安定領域（充電完了領域）となる。

【００３２】また、発電制御手段３０１は車両状態検知
手段４の検知出力に基づいて発電量可変要求信号Ｓ_Dを
電圧調整手段３０４に供給する。すなわち、車両状態検
知手段４が特定の状態（例えば加速状態）を検知して、
この検知出力が発電制御手段３０１に入力されると、発
電制御手段３０１は発電電流Ｉａを減少あるいは停止さ
せてエンジンＥの負荷として作用する発電機２の駆動ト
ルクを低減すべく発電量可変要求信号Ｓ_Dを電圧調整手
段３０４に供給する。

【００３３】ここで、制御の一例として発電制御手段３
０１より発電量可変要求信号Ｓ_Dの１つである発電停止
要求信号が供給された場合の電圧調整手段３０４の動作
を、図７のフローチャートを用いて説明する。まず、バ
ッテリ１の端子電圧Ｖ_Bを読み込み（ステップＳ１）、
この端子電圧_V _Bと目標電圧Ｖ₀（例えば１４Ｖ）との偏
差ΔＶを求める（ステップＳ２）。次に、充電率検出手
段３０２からの充電率εを読み込み（ステップＳ３）、
発電制御手段３０１からの発電停止要求信号があるか否
かを判定する（ステップＳ４）。

【００３４】ステップＳ４で、発電停止要求信号があっ
た場合は、充電率εが所定値ε₀以上か否かを判定する
（ステップＳ５）。ε≧ε₀を満足する場合は、発電を
停止するために目標界磁電流Ｉｆを０にする（ステップ
Ｓ６）。ステップＳ４で発電停止要求信号がない場合
や、ステップＳ５でε≧ε₀を満足しない場合は、目標
界磁電流Ｉｆを偏差ΔＶで決まる関数から求めて設定す
る。すなわち、例えば目標電圧Ｖ₀となるように発電電
流ＩａをＰＩ制御する場合には、次の（１）式から求め
て設定する（ステップＳ７）。この（１）式で、Ｋｐ，
Ｋｉは定数である。

【００３５】Ｉｆ＝ｆ（ΔＶ）＝ＫｐΔＶ＋ΣＫｉΔＶ・・・（１）

【００３６】上述したように充電率εが所定値ε₀以上
であるときのみ界磁電流Ｉｆの低下を実行するので、頻
繁に加速を繰り返してもバッテリ１の過放電を防止する
ことができる。すなわち、図５において、充電率εが所
定値ε₀となる以前、つまり、充電電流ｉ_Bが徐々に低下
して所定の電流ｉ₀となり安定領域に入るまでは、過放
電を防止するために発電量の抑制は行わないが、充電率
εが所定値ε₀以上で安定領域にあるときのみ界磁電流
Ｉｆの低下（発電量の抑制）を実行するので、頻繁に加
速を繰り返してもバッテリ１の過放電を防止することが
できる。

【００３７】また、補正係数生成手段３０６では、キー
スイッチ開／閉信号Ｉｇより充電率補正係数ηを生成
し、この充電率補正係数ηに基づいて充電率検出手段３
０２では求められた充電率εを補正するが、次に、この
補正係数生成手段３０６における動作を図８のフローチ
ャートを用いて説明する。まず、キースイッチ６の開
成、閉成状態を表す信号Ｉｇによってキースイチ６が開
成（停車）したことが検出されるときは（ステップＳ１
１）、車両の運転が終了しキースイッチ６が開成された
後次回運転開始時に再びキースイッチ６が閉成されるま
での車両の放置期間ｔ₂を積算し（ステップＳ１２）、
キースイッチ６が閉成（再運転）されたか否かを判定す
る（ステップＳ１３）。キースイッチ６が閉成されたこ
とを検出しないときは、ステップＳ１２に戻り、キース
イッチ６の閉成が確認されるまで上述の動作を繰り返
す。

【００３８】ステップＳ１３で、キースイッチ６が閉成
されたと判定されると、例えば上述と同様にメモリに予
めマップテーブルとして格納されている図６の特性から
放置期間ｔ₂に対応する充電率補正係数ηを求めて（ス
テップＳ１４）、充電率検出手段３０２に送る（ステッ
プＳ１５）。そして、充電率検出手段３０２では、キー
スイチ６が開成（停車）したことが検出される直前に記
憶されている充電率εに充電率補正係数ηを乗じて再運
転後の充電率εとして用いる。これにより、車両放置期
間中の自己放電等による充電率εの低下に対処でき、常
に正確なバッテリ充電率を得ることができる。なお、図
６の特性は、放電時間中のバッテリ１の自己放電を考慮
して充電率補正係数ηが決められている。

【００３９】図９は上述した充電率検出手段３０２およ
び補正係数生成手段３０６の具体的回路構成の一例を示
すブロック図である。図において、４０は充電電流検出
部であって、この充電電流検出部４０は電流センサ５の
検出信号Ｓ１に基づいて充電電流ｉ_Bを検出するか、ま
たは、電流センサ７の検出信号Ｓ２または電気負荷Ｅ／
Ｌ１，Ｅ／Ｌ２の作動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２
と、発電量演算手段３０３で演算される発電電流Ｉａと
に基づいて充電電流ｉ_Bを検出する。４１はタイマ、４
２は充電時間検出部であって、この充電時間検出部４２
は充電電流検出部４０からの充電電流ｉ_Bを受けてタイ
マ４１により充電時間ｔ₁すなわち充電経過時間と、充
電電流ｉ_Bが変化しなくなる時点ｔ₀すなわち安定領域に
入る時点を検出する。

【００４０】４３は充電率演算部であって、この充電率
演算部４３は充電時間検出部４２からの充電時間ｔ₁の
関数ｆ（ｔ₁）と、補正係数生成手段３０６からの充電
率補正係数ηとより次式に従って充電率εを算出しメモ
リ（図示せず）に格納する。

【００４１】 ε＝ｆ（ｔ₁）・η ・・・（２）

【００４２】また、補正係数生成手段３０６は充電率補
正係数演算部５１を有し、その動作については上述した
通りである。このように、本実施例では、充電率が所定
値以上であるときのみ発電量を抑制するので、良好な燃
費向上を保持しながら頻繁に加速を繰り返してもバッテ
リの過放電を防止することができ、また、前回の運転時
充電率を記憶すると共に車両の放置期間に応じて充電率
を補正するようにしたので、車両の放置期間中の自己放
電等による充電率の低下に対処でき、常に正確なバッテ
リ充電率を得ることができる。

【００４３】実施例２．なお、上記実施例では、図５に
示すバッテリ充電特性を使用して充電率εを求める場合
について説明したが、このバッテリ充電特性が周囲温度
（環境温度）によって変動する場合は、車両状態検知手
段４からの吸入空気温度等の情報によって充電率εを補
正してもよい。図１０はこれを具体化したこの発明の他
の実施例を示す構成図である。本実施例における構成
は、図１の制御器３Ａを構成するマイクロコンピュータ
が異なる以外は図１と同様の構成であり、従って、図１
０にはマイクロコンピュータとこれと関連する車両状態
検出手段４のみを示しており、この図１０において、図
２と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を
省略する。

【００４４】図において、３１Ａは本実施例によるマイ
クロコンピュータであって、充電率検出手段３０２Ａと
補正係数生成手段３０６Ａが異なる以外は図１のマイク
ロコンピュータ３１と同様の構成である。充電率検出手
段３０２Ａは、電流センサ５の検出信号Ｓ１，電流セン
サ７の検出信号Ｓ２または電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２
の作動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２の少なくとも１つ
と、上述の発電量演算手段３０３で演算される発電電流
Ｉａ（この発電電流Ｉａは発電電流を求める上述の第２
および第３の方法で用いられる）を用いてバッテリ１の
充電率εを算出し、この算出された充電率εをさらに補
正係数生成手段３０６Ａでキースイッチ開／閉信号Ｉｇ
より生成された充電率補正係数ηに基づいて補正して車
両の放置期間中の自己放電等による充電率の低下に対処
できるようにすると共に、車両状態検出手段４からの吸
入空気温度等によって補正してバッテリ充電特性が周囲
温度によって変動することによる弊害を防止する。

【００４５】図１１は上述した充電率検出手段３０２Ａ
および補正係数生成手段３０６Ａの具体的回路構成の一
例を示すブロック図である。図において、図９と対応す
る部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。
充電率検出手段３０２Ａは、充電率検出手段３０２と同
様の充電電流検出部４０，タイマ４１および充電時間検
出部４２を有すると共に、充電率演算部４３Ａを有す
る。また、補正係数生成手段３０６Ａは、補正係数生成
手段３０６と同様の充電率補正係数演算部５１を有する
と共に、車両状態検出手段４からの吸入空気温度Ｔから
バッテリ１の温度を推定し、バッテリ温度補正係数Ｋ₁
を演算するバッテリ温度補正係数演算部５２を有する。

【００４６】充電率検出手段３０２Ａの充電率演算部４
３Ａは、充電時間検出部４２からの充電時間ｔ₁の関数
ｆ（ｔ₁）と、充電率補正係数演算部５１からの充電率
補正係数ηと、バッテリ温度補正係数演算部５２からの
バッテリ温度補正係数Ｋ₁より次式に従って充電率εを
算出しメモリ（図示せず）に格納する。

【００４７】 ε＝ｆ（ｔ₁）・η・Ｋ₁ ・・・（３）

【００４８】このように、本実施例では、上記実施例１
と同様に、充電率が所定値以上であるときのみ発電量を
抑制するので、良好な燃費向上を保持しながら頻繁に加
速を繰り返してもバッテリの過放電を防止することがで
き、また、前回の運転時充電率を記憶すると共に車両の
放置期間に応じて充電率を補正するようにしたので、車
両の放置期間中の自己放電等による充電率の低下に対処
でき、常に正確なバッテリ充電率を得ることができ、さ
らに、本実施例では、バッテリ充電特性が周囲温度によ
って変動する場合は、車両状態検知手段４からの吸入空
気温度等の情報によって充電率εを補正するようにした
ので、周囲温度の影響を受けることなく、常に正確なバ
ッテリ充電率を得ることができる。

【００４９】実施例３．また、図５に示すバッテリ充電
特性において、バッテリ１が劣化すると充電電流ｉ_Bが
安定領域になるまでの充電時間が劣化前に対して延び
る、つまり、図５におけるバッテリ充電特性が全体に図
面上右方向にシフトする傾向を有するが、この現象を利
用し、充電電流が安定するに要する時間を用いて充電率
εを補正してもよい。図１２はこれを具体化したこの発
明の他の実施例を示す構成図である。本実施例における
構成も、図１の制御器３Ａを構成するマイクロコンピュ
ータが異なる以外は図１と同様の構成であり、従って、
図１２にはマイクロコンピュータとこれと関連する車両
状態検出手段４のみを示しており、この図１２におい
て、図２と対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明を省略する。

【００５０】図において、３１Ｂは本実施例によるマイ
クロコンピュータであって、充電率検出手段３０２Ｂと
補正係数生成手段３０６Ｂが異なる以外は図１のマイク
ロコンピュータ３１と同様の構成である。充電率検出手
段３０２Ｂは、電流センサ５の検出信号Ｓ１，電流セン
サ７の検出信号Ｓ２または電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２
の作動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２の少なくとも１つ
と、上述の発電量演算手段３０３で演算される発電電流
Ｉａ（この発電電流Ｉａは発電電流を求める上述の第２
および第３の方法で用いられる）を用いてバッテリ１の
充電率εを算出し、この算出された充電率εをさらに補
正係数生成手段３０６Ｂでキースイッチ開／閉信号Ｉｇ
より生成された補正係数ηに基づいて補正して車両の放
置期間中の自己放電等による充電率の低下に対処できる
ようにすると共に、上述の充電電流ｉ_Bが変化しなくな
る時点ｔ₀すなわち安定領域に入る時点がバッテリ１の
劣化と関連することに鑑み、その劣化の程度に応じて補
正してバッテリの劣化と無関係に充電率を得ることがで
きるようにする。

【００５１】図１３は上述した充電率検出手段３０２Ｂ
と補正係数生成手段３０６Ｂの具体的回路構成の一例を
示すブロック図である。図において、図９と対応する部
分には同一符号を付し、その詳細説明を省略する。充電
率検出手段３０２Ｂは、充電率検出手段３０２と同様の
充電電流検出部４０，タイマ４１および充電時間検出部
４２を有すると共に、充電率演算部４３Ｂを有する。ま
た、補正係数生成手段３０６Ｂは、補正係数生成手段３
０６と同様の充電率補正係数演算部５１を有すると共
に、充電時間検出部４２からの充電電流ｉ_Bが変化しな
くなる時点ｔ₀からバッテリ１の劣化を推定し、バッテ
リ劣化補正係数Ｋ₂を演算するバッテリ劣化補正係数演
算部５３を有する。

【００５２】充電率検出手段３０２Ｂの充電率演算部４
３Ｂは、充電時間検出部４２からの充電時間ｔ₁の関数
ｆ（ｔ₁）と、充電率補正係数演算部５１からの充電率
補正係数ηと、バッテリ劣化補正係数演算部５３からの
バッテリ劣化補正係数Ｋ₂より次式に従って充電率εを
算出しメモリ（図示せず）に格納する。

【００５３】 ε＝ｆ（ｔ₁）・η・Ｋ₂ ・・・（４）

【００５４】このように、本実施例では、上記実施例１
と同様に、充電率が所定値以上であるときのみ発電量を
抑制するので、良好な燃費向上を保持しながら頻繁に加
速を繰り返してもバッテリの過放電を防止することがで
き、また、前回の運転時充電率を記憶すると共に車両の
放置期間に応じて充電率を補正するようにしたので、車
両の放置期間中の自己放電等による充電率の低下に対処
でき、常に正確なバッテリ充電率を得ることができ、さ
らに、本実施例では、充電電流が安定するに要する時間
を用いて、つまり、バッテリ１の劣化の程度に応じて充
電率εをするようにしたので、バッテリ１の劣化と無関
係に、常に正確なバッテリ充電率を得ることができる。

【００５５】実施例４．本実施例では、実施例２におけ
るバッテリ充電特性が周囲温度によって変動する場合、
実施例３におけるバッテリに劣化がある場合の両方に対
処しようとするものである。図１４はこれを具体化した
この発明の他の実施例を示す構成図である。本実施例に
おける構成も、図１の制御器３Ａを構成するマイクロコ
ンピュータが異なる以外は図１と同様の構成であり、従
って、図１４にはマイクロコンピュータとこれと関連す
る車両状態検出手段４のみを示しており、この図１４に
おいて、図２と対応する部分には同一符号を付し、その
詳細説明を省略する。

【００５６】図において、３１Ｃは本実施例によるマイ
クロコンピュータであって、充電率検出手段３０２Ｃと
補正係数生成手段３０６Ｃが異なる以外は図１のマイク
ロコンピュータ３１と同様の構成である。充電率検出手
段３０２Ｃは電流センサ５の検出信号Ｓ１，電流センサ
７の検出信号Ｓ２または電気負荷Ｅ／Ｌ１，Ｅ／Ｌ２の
作動状態を示す負荷信号Ｌ１，Ｌ２の少なくとも１つ
と、上述の発電量演算手段３０３で演算される発電電流
Ｉａ（この発電電流Ｉａは発電電流を求める上述の第２
および第３の方法で用いられる）を用いてバッテリ１の
充電率εを算出し、この算出された充電率εをさらに補
正係数生成手段３０６Ｂでキースイッチ開／閉信号Ｉｇ
より生成された充電率補正係数ηに基づいて補正して車
両の放置期間中の自己放電等による充電率の低下に対処
できるようにすると共に、車両状態検出手段４からの吸
入空気温度等によって補正してバッテリ充電特性が周囲
温度によって変動することによる弊害を防止し、また上
述の充電電流ｉ_Bが変化しなくなる時点ｔ₀すなわち安定
領域に入る時点がバッテリ１の劣化と関連することに鑑
み、その劣化の程度に応じて補正してバッテリの劣化と
無関係に充電率を得ることができるようにする。

【００５７】図１５は上述した充電率検出手段３０２Ｃ
と補正係数生成手段３０６Ｃの具体的回路構成の一例を
示すブロック図である。図において、図９，図１１およ
び図１３と対応する部分には同一符号を付し、その詳細
説明を省略する。充電率検出手段３０２Ｃは、充電率検
出手段３０２と同様の充電電流検出部４０，タイマ４１
および充電時間検出部４２を有すると共に、充電率演算
部４３Ｃを有する。また、補正係数生成手段３０６Ｃ
は、上述の充電率補正係数演算部５１，バッテリ温度補
正係数演算部５２およびバッテリ劣化補正係数演算部５
３を有する。

【００５８】充電率検出手段３０２Ｃの充電率演算部４
３Ｃは、充電時間検出部４２からの充電時間ｔ₁の関数
ｆ（ｔ₁）と、補正係数生成手段３０６Ｃの充電率補正
係数演算部５１からの充電率補正係数ηと、バッテリ温
度補正係数演算部５２からのバッテリ温度補正係数Ｋ₁
と、バッテリ劣化補正係数演算部５３からのバッテリ劣
化補正係数Ｋ₂とより次式に従って充電率εを算出しメ
モリ（図示せず）に格納する。

【００５９】 ε＝ｆ（ｔ₁）・η・Ｋ₁・Ｋ₂ ・・・（５）

【００６０】このように、本実施例では、充電率が所定
値以上であるときのみ発電量を抑制するので、良好な燃
費向上を保持しながら頻繁に加速を繰り返してもバッテ
リの過放電を防止することができ、また、前回の運転時
充電率を記憶すると共に車両の放置期間に応じて充電率
を補正するようにしたので、車両の放置期間中の自己放
電等による充電率の低下に対処でき、常に正確なバッテ
リ充電率を得ることができ、さらに、バッテリ充電特性
が周囲温度によって変動する場合は、車両状態検知手段
４からの吸入空気温度等の情報によって充電率εを補正
するようにしたので、周囲温度の影響を受けることな
く、常に正確なバッテリ充電率を得ることができ、しか
も、バッテリ１の劣化の程度に応じて充電率εをするよ
うにしたので、バッテリ１の劣化と無関係に、常に正確
なバッテリ充電率を得ることができ、上述の実施例１〜
３の作用効果を全て達成できる。

【００６１】実施例５．また、上記実施例では、発電制
御手段３０１から発電停止要求信号が出された場合に
は、ステップＳ６（図７）で目標界磁電流Ｉｆを０とす
る場合について説明したが、発電停止要求信号がある場
合は例えば１４Ｖとの目標電圧Ｖ₀を通常より低く（例
えば１２Ｖ以下）設定することで、目標界磁電流Ｉｆを
低減させるようにしてもよく、この場合、目標電圧Ｖ₀
とバッテリ１の端子電圧Ｖ_Bは実質的に等しいので、発
電停止要求信号が出されてもバッテリ１は放電せず、バ
ッテリ１の過放電が防止される。

【００６２】このように、本実施例では、発電停止要求
信号がある場合は目標電圧Ｖ₀を通常より低く設定して
目標界磁電流Ｉｆを低減させるようにしたので、上述の
各実施例の作用効果に加えて、さらにバッテリ１の過放
電が確実に防止され、それだけバッテリ１の寿命も長く
させることができる。

【００６３】実施例６．また、上記各実施例では、この
発明を車両用電源制御装置に適用した場合について説明
したが、これに限定されることなく、少なくともバッテ
リと発電機を搭載するその他の移動体、例えば船舶や二
輪車等の電源制御装置にも同様に適用でき、同様の効果
を奏する。

【００６４】

【発明の効果】請求項第１項の発明によれば、移動体の
電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンによっ
て駆動されると共にバッテリを充電する発電機と、バッ
テリの端子電圧が目標電圧となるように発電機の発電量
を制御する制御手段とを備えた電源制御装置において、
制御手段が、バッテリの充電電流に基づいて充電率を求
める充電率検出手段と、移動体の状態と充電率検出手段
の出力に基づいて発電量を制御する発電量制御手段とを
備え、充電率が所定値以上であるときは発電量を抑制す
るようにしたので、頻繁に加速を繰り返してもバッテリ
の過放電を防止することができ、燃費向上との両立を図
ることができるという効果がある。

【００６５】請求項第２項の発明によれば、移動体の電
気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンによって
駆動されると共にバッテリを充電する発電機と、上記バ
ッテリの端子電圧が目標電圧となるように上記発電機の
界磁コイルに流れる界磁電流を制御する制御手段とを備
えた電源制御装置において、制御手段が、バッテリの充
電電流に基づいて充電率を求める充電率検出手段と、移
動体の状態に応じて発電量可変要求を出力する発電制御
手段と、充電率検出手段と発電制御手段の出力に基づい
て界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、充電
率が所定値以上であるときのみ発電制御手段の発電量可
変要求による界磁電流の低下を実行するようにしたの
で、頻繁に加速を繰り返してもバッテリの過放電を確実
に防止することができ、燃費向上との両立を図ることが
できるという効果がある。

【００６６】請求項第３項の発明によれば、請求項第１
項または第２項の発明において、充電率検出手段は、バ
ッテリへの充電電流を表す信号、電気負荷への負荷電流
を表す信号、電気負荷の動作状態を表す信号の少なくと
も１つと、バッテリの充電特性とに基づいて充電率を推
定するので、請求項第１項または第２項の発明の効果に
加えて、さらに、充電率の検出精度の向上、構成の簡略
化が可能になるという効果がある。

【００６７】請求項第４項の発明によれば、請求項第１
項〜第３項のいずれかの発明において、制御手段は、さ
らに充電率検出手段で得られた充電率を補正するための
補正係数を生成する補正係数生成手段を備えるので、請
求項第１項〜第３項の発明の効果に加えて、さらに、正
確なバッテリ充電率を得ることができるという効果があ
る。

【００６８】請求項第５項の発明によれば、請求項第４
項の発明において、補正係数生成手段は、運転終了時か
ら再運転されるまでの放置期間に応じて充電率補正係数
を求める充電率補正係数演算部からなるものであるの
で、請求項第４項の発明の効果に加えて、さらに、移動
体放置期間中の自己放電等による充電率の低下に対処で
き、常により正確なバッテリ充電率を得ることができる
という効果がある。

【００６９】請求項第６項の発明によれば、請求項第４
項の発明において、補正係数生成手段は、運転終了時か
ら再運転されるまでの放置期間に応じて充電率補正係数
を求める充電率補正係数演算部と、移動体の環境温度か
らバッテリの温度を推定してバッテリ温度補正係数を演
算するバッテリ温度補正係数演算部およびバッテリへの
充電電流が変化しなくなる時点から該バッテリの劣化を
推定してバッテリ劣化補正係数を演算するバッテリ劣化
補正係数演算部の少なくとも一方とからなるものである
ので、請求項第４項の発明の効果に加えて、さらに、移
動体放置期間中の自己放電等による充電率の低下に対処
できると共に、周囲温度の変動やバッテリの劣化と無関
係に、常により正確なバッテリ充電率を得ることができ
るという効果がある。

【００７０】請求項第７項の発明によれば、請求項第１
項〜第６項のいずれかの発明において、移動体が車両で
あるので、請求項第１項〜第６項の発明の効果に加え
て、さらに、車両において燃費向上とバッテリの過放電
の防止の両立を図ることができ、車両の走行性能の向上
に寄与できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る電源制御装置の一実施例を示す
構成図である。

【図２】図１のマイクロコンピュータの機能を示す機能
ブロック図である。

【図３】界磁コイルの駆動信号のデューティと界磁電流
との関係を示す図である。

【図４】発電機の界磁電流と発電電流との関係を示す図
である。

【図５】バッテリの充電特性を示す図である。

【図６】車両放置期間と充電率補正係数との関係を示す
図である。

【図７】発電停止制御の動作説明に供するためのフロー
チャートである。

【図８】放置期間に対する充電率補正係数算出の動作説
明に供するためのフローチャートである。

【図９】この発明に係る電源制御装置の一実施例の要部
を示すブロック図である。

【図１０】この発明に係る電源制御装置の他の実施例を
示す構成図である。

【図１１】この発明に係る電源制御装置の他の実施例の
要部を示すブロック図である。

【図１２】この発明に係る電源制御装置のまた他の実施
例を示す構成図である。

【図１３】この発明に係る電源制御装置のまた他の実施
例の要部を示すブロック図である。

【図１４】この発明に係る電源制御装置のまたさらに他
の実施例を示す構成図である。

【図１５】この発明に係る電源制御装置のまたさらに他
の実施例の要部を示すブロック図である。

【図１６】従来の車両用電源制御装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１バッテリ２発電機３Ａ制御器４車両状態検知手段５，７電流センサ６キースイッチ３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃマイクロコンピュータ３０１発電制御手段３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ充電率検出手
段３０３発電量演算手段３０４電圧調整手段３０５界磁電流制御手段３０６，３０６Ａ，３０６Ｂ，３０６Ｃ補正係数生成
手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体の電気負荷に電力を供給するバッ
テリと、エンジンによって駆動されると共に上記バッテ
リを充電する発電機と、上記バッテリの端子電圧が目標
電圧となるように上記発電機の発電量を制御する制御手
段とを備えた電源制御装置において、上記制御手段が、上記バッテリの充電電流に基づいて充電率を求める充電
率検出手段と、上記移動体の状態と上記充電率検出手段の出力に基づい
て発電量を制御する発電量制御手段とを備え、上記充電
率が所定値以上であるときは上記発電量を抑制するよう
にしたことを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項２】移動体の電気負荷に電力を供給するバッ
テリと、エンジンによって駆動されると共に上記バッテ
リを充電する発電機と、上記バッテリの端子電圧が目標
電圧となるように上記発電機の界磁コイルに流れる界磁
電流を制御する制御手段とを備えた電源制御装置におい
て、上記制御手段が、上記バッテリの充電電流に基づいて充電率を求める充電
率検出手段と、上記移動体の状態に応じて発電量可変要求を出力する発
電制御手段と、上記充電率検出手段と上記発電制御手段の出力に基づい
て界磁電流を制御する界磁電流制御手段とを備え、上記
充電率が所定値以上であるときのみ上記発電制御手段の
発電量可変要求による上記界磁電流の低下を実行するよ
うにしたことを特徴とする電源制御装置。
【請求項３】上記充電率検出手段は、上記バッテリへ
の充電電流を表す信号、上記電気負荷への負荷電流を表
す信号、上記電気負荷の動作状態を表す信号の少なくと
も１つと、上記バッテリの充電特性とに基づいて充電率
を推定する請求項第１項または第２項記載の電源制御装
置。
【請求項４】上記制御手段は、さらに上記充電率検出
手段で得られた充電率を補正するための補正係数を生成
する補正係数生成手段を備える請求項第１項〜第３項の
いずれかに記載の電源制御装置。
【請求項５】上記補正係数生成手段は、運転終了時か
ら再運転されるまでの放置期間に応じて充電率補正係数
を求める充電率補正係数演算部からなる請求項第４項記
載の電源制御装置。
【請求項６】上記補正係数生成手段は、運転終了時か
ら再運転されるまでの放置期間に応じて充電率補正係数
を求める充電率補正係数演算部と、移動体の環境温度か
ら上記バッテリの温度を推定してバッテリ温度補正係数
を演算するバッテリ温度補正係数演算部および上記バッ
テリへの充電電流が変化しなくなる時点から該バッテリ
の劣化を推定してバッテリ劣化補正係数を演算するバッ
テリ劣化補正係数演算部の少なくとも一方とからなる請
求項第４項記載の電源制御装置。
【請求項７】上記移動体が車両である請求項第１項〜
第６項のいずれかに記載の電源制御装置。