(57)【要約】【課題】より効率的に車両の燃費向上を図ることができる車両用電源制御装置を提供すること。【解決手段】本発明に係わる車両用電源制御装置１は、負荷２（１〜ｎ）に電力を供給する電源３と、エンジンにより駆動されて負荷２（１〜ｎ）及び電源３に電力を供給する発電機４と、発電機４の発電許容率を、エンジン回転数に対する発電機４の発電能力に基づいて制御する発電機制御手段５を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2008290537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷及び前記電源に電力を供給する発電機と、前記発電機の発電許容率を、エンジン回転数に対する前記発電機の発電能力に基づいて制御する発電機制御手段を備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項２】
前記発電能力が第一の所定値以下となるエンジン回転数における前記発電許容率を、前記発電能力が前記第一の所定値より大きい第二の所定値以上となるエンジン回転数における前記発電許容率よりも小とすることを特徴とする請求項１に記載の車両用電源制御装置。
【請求項３】
負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷及び前記電源に電力を供給する発電機と、前記発電機の発電許容率を、エンジン回転数に対するエンジンの燃料消費率に基づいて制御する発電機制御手段を備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項４】
前記燃料消費率が最小となるエンジン回転数における前記発電許容率を、当該燃料消費率が最小となるエンジン回転数以外のエンジン回転数における前記発電許容率よりも大とすることを特徴とする請求項３に記載の車両用電源制御装置。
【請求項５】
負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷及び前記電源に電力を供給する発電機と、省燃費モードを選択する選択手段と、前記省燃費モードが選択された場合に、前記負荷のうち電流の抑制が禁止されている負荷の電流の抑制を許可する負荷制御手段を備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項６】
前記省燃費モードが選択されかつ前記発電機の発電能力が所定値以下となるエンジン回転数以下となった場合に、前記負荷制御手段が前記負荷の電流を抑制するように前記負荷を制御することを特徴とする請求項５に記載の車両用電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適な車両用電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両に使用される車両用電源制御装置としては、例えば特許文献１に記載されたようなものがある。このような車両用電源制御装置においては、バッテリ等の電源の充電状態が低下している場合に、エアコンやカーオーディオ等の車両制御に係わらない重要度の低い負荷を、自動的に電源オフ又は出力制限を行い、バッテリ等の電源の充電状態を確保することが行われており、これにより、不必要なエネルギー消費を抑制し車両の燃費向上を図っている。
【特許文献１】特開２００６−８８８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところがこのような車両用電源制御装置では、バッテリの充電状態を検出する具体的手段が明記されておらず、一般的な車両に用いられているＰｂバッテリでは、アクティブな充電状態の検出は不可能であり、実際の車両には適用できず、依然として車両の燃費向上を図ることができていないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑み、より効率的に車両の燃費向上を図ることができる車両用電源制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明に係わる車両用電源制御装置は、
負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷及び前記電源に電力を供給する発電機と、前記発電機の発電許容率を、エンジン回転数に対する前記発電機の発電能力に基づいて制御する発電機制御手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記車両用電源制御装置において、
前記発電能力が第一の所定値以下となるエンジン回転数における前記発電許容率を、前記発電能力が前記第一の所定値より大きい第二の所定値以上となるエンジン回転数における前記発電許容率よりも小とすることが好ましい。
【０００７】
なお、前記発電許容率とは、前記発電機の発電を許容する量をフル発電量で除した値であり、具体的には、単位時間あたりのフル電圧又はフル発電量の指令時間割合の上限値とする。例えば単位時間１分で発電許容量が９０％であれば、この期間のフル電圧指令又はフル発電量指令時間は５４秒となる。また、ここで前記負荷とは、車両制御用の車載機器を除くもの、例えばエアコン装置、オーディオ装置、デフォッガ、カーナビゲーション装置等を指すものとする。
【０００８】
これによれば、前記発電能力が低いエンジン回転数の低い領域において前記発電許容率を小さくし、前記発電能力が高いエンジン回転数の高い領域において前記発電許容率を大きくして、所定の走行パターンの内エンジン回転数の高い領域において重点的に発電を行い、前記発電機による前記エンジンへのフリクションを低減して、燃費向上を図ることができる。
【０００９】
あるいは、上記課題を解決するため、本発明に係わる車両用電源制御装置は、
負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷及び前記電源に電力を供給する発電機と、前記発電機の発電許容率を、エンジン回転数に対するエンジンの燃料消費率に基づいて制御する発電機制御手段を備えることを特徴としてもよい。
【００１０】
ここで、前記車両用電源制御装置において、
前記燃料消費率が最小となるエンジン回転数における前記発電許容率を、当該燃料消費率が最小となるエンジン回転数以外のエンジン回転数における前記発電許容率よりも大とすることが好ましい。
【００１１】
これによれば、前記エンジンの燃料消費率の低い前記エンジン回転数の領域において、前記発電許容量を大きくして重点的に発電を行い、これにより燃費向上を図ることができる。
【００１２】
あるいは、上記課題を解決するため、本発明に係わる車両用電源制御装置は、
負荷に電力を供給する電源と、エンジンにより駆動されて前記負荷及び前記電源に電力を供給する発電機と、省燃費モードを選択する選択手段と、前記省燃費モードが選択された場合に、前記負荷のうち電流の抑制が禁止されている負荷の電流の抑制を許可する負荷制御手段を備えることを特徴としてもよい。
【００１３】
ここで、前記省燃費モードが選択されかつ前記発電機の発電能力が所定値以下となるエンジン回転数以下となった場合に、前記負荷制御手段が前記負荷の電流を抑制するように前記負荷を制御することが好ましい。なおここで抑制とは、前記負荷の電流をオフすることと低減することの両方を含む。
【００１４】
これによれば、前記省燃費モードが運転者により選択された状態で、前記発電機の発電能力が小さいエンジン回転数の低い領域において、前記負荷の電流を抑制して、前記発電機による前記エンジンへのフリクションを低減して、燃費向上を図ることができる。また、前記負荷のうち電流の抑制が禁止されている負荷、例えばカーナビゲーション装置について電流の抑制を許可することにより、前記負荷の電流をさらに抑制して、燃費向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、より効率的に車両の燃費向上を図ることができる車両用電源制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。
【００１８】
本実施例１の車両用電源制御装置１は、負荷２（１〜ｎ）と、これらの負荷２（１〜ｎ）に電力を供給するバッテリ３と、エンジンにより駆動されてこれらの負荷２（１〜ｎ）及びバッテリ３に電力を供給するオルタネータ４と、オルタネータ４の発電許容率を、エンジン回転数に対するオルタネータ４の発電能力に基づいて制御するオルタＥＣＵ(Electronic  Control  Unit)５と、電圧センサ６とを備える。なお上記ｎは任意の自然数である。
【００１９】
ここで負荷２（１〜ｎ）とは、ＥＰＳ（Electronic  Power  Steering）やＡＢＳ（Anti-Lock  Brake  System）等の車両制御用の車載機器を除くもの、専ら車室内空間の快適性や利便性を保持するための車載機器、例えばエアコン装置、デフォッガ、オーディオ装置、カーナビゲーション装置等を指すものとする。
【００２０】
バッテリ３は周知の鉛蓄電池により構成される電源であり、負荷２（１〜ｎ）に並列に接続されて電力を供給するとともに、図示しないエンジンにより駆動されるオルタネータ４により充電量（ＳＯＣ：State  Of  Charge）を制御されるものである。
【００２１】
オルタネータ４はエンジンにより駆動されて負荷２（１〜ｎ）及びバッテリ３に電力を供給する発電機であり、オルタＥＣＵ５により、その発電電圧及び発電許容率を制御される。より詳細には、オルタネータ４は、ここでは図示しない三相電機子コイルと、三相全波整流器と、界磁コイルと、オルタＥＣＵ５の指令に基づきＰＷＭ制御されて、オルタＥＣＵ５の決定した発電電圧及び発電許容率すなわちフル電圧の指令時間割合に対応する励磁電流を界磁コイルに流すトランジスタと、トランジスタのオフ時の転流電流を流すために界磁コイルに並列に接続されるフライホイールダイオードとを備えて構成される。
【００２２】
オルタＥＣＵ５は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行う、発電機制御手段を構成する。
【００２３】
ここで、オルタネータ４の発電特性を図３に示す。図３は本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態のオルタネータの発電特性を示す模式図である。図３に示すように、オルタネータ４は、オルタネータ４の回転数（＝エンジン回転数×２．５：２．５はプーリ比）で４０００ｒｐｍすなわちエンジン回転数では１５００ｒｐｍ以上では、発電能力は頭打ちとなる性質を有する。
【００２４】
換言すれば、ある程度の車速すなわちエンジン回転数で走行している状態では、負荷２（１〜ｎ）の消費電力を賄える発電能力は確保される。一方、発電能力線上でオルタネータ４を使用する以上、オルタネータ４によるエンジンへのフリクションは一定となり、単純に低回転領域において発電許容率を１００％としてフル発電を行うことは非効率であると言える。
【００２５】
そこで、本実施例１に係わる車両用電源制御装置においては、図２に示すような、エンジン回転数に対応するオルタネータ４の発電許容率のマップを備えて、オルタＥＣＵ５が、オルタネータ４の発電許容率を、エンジン回転数に対するオルタネータ４の発電能力に基づいて制御する。
【００２６】
ここでは、冷時（周温２５度）において、発電能力が、第一の所定値（約１２０Ａ）以下となるエンジン回転数（例えば１０００ｒｐｍ）における発電許容率を、発電能力が第一の所定値より大きい第二の所定値（約１３５Ａ）以上となるエンジン回転数（例えば２０００ｒｐｍ）における発電許容率よりも小とする。
【００２７】
以上述べた本実施例１の車両用電源制御装置１によれば以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、オルタネータ４の発電能力が低いエンジン回転数の低い領域において発電許容率を小さくし、オルタネータ４の発電能力が高いエンジン回転数の高い領域において発電許容率を大きくして、例えばテンモード等の所定の走行パターンの内エンジン回転数の高い領域において重点的に発電を行い、オルタネータ４によるエンジンへのフリクションを低減して、燃費向上を図ることができる。
【００２８】
上述した実施例１においては、オルタネータ４の発電能力とエンジン回転数との関係に基づいて、オルタネータ４の発電許容率を定めたが、これ以外にも、エンジンの燃料消費率とエンジン回転数との関係に基づいてオルタネータの発電許容率を定めることもできる。以下これについての実施例２について述べる。
【実施例２】
【００２９】
図１は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態を示す模式図であり、図４は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。
【００３０】
本実施例２の車両用電源制御装置１は、負荷２（１〜ｎ）と、これらの負荷２（１〜ｎ）に電力を供給するバッテリ３と、エンジンにより駆動されてこれらの負荷２（１〜ｎ）及びバッテリ３に電力を供給するオルタネータ４と、オルタネータ４の発電許容率を、エンジン回転数に対するエンジンの燃料消費率に基づいて制御するオルタＥＣＵ(Electronic  Control  Unit)５と、電圧センサ６とを備える。なお上記ｎは任意の自然数である。オルタＥＣＵ５の制御内容以外については実施例１に示したものと同様であるため個々の重複する説明は割愛する。
【００３１】
ここで、エンジン回転数とエンジンの燃料消費率との関係を図５に示す。図５は、発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態のエンジンの燃料消費率を示す模式図である。
図５においては、エンジンの燃料消費率（ｇ／ＰＳ×ｈ）はエンジン回転数３２００ｒｐｍにおいて最小となり、それ以上の回転数においてもそれ以下の回転数においても燃料消費率は大きくなり、燃費は悪化する。オルタネータ４による発電との組み合わせで、最適な燃費を狙う場合に、エンジンの燃料消費率の小さいエンジン回転数において、オルタネータ４を発電させると燃費を改善することができる。
【００３２】
そこで、本実施例２においては、図４に示すように、燃料消費率が最小となるエンジン回転数３２００において発電許容量を１００％とし、エンジン回転数３２００以上の領域においてはエンジン回転数が大きくなるにつれて、発電許容量を小さくし、エンジン回転数が３２００以下の領域においてはエンジン回転数が小さくなるにつれて、発電許容量を小さくしている。
【００３３】
すなわち燃料消費率が最小となるエンジン回転数３２００における発電許容率を、燃料消費率が最小となるエンジン回転数３２００以外のエンジン回転数における発電許容率よりも大としている。
【００３４】
以上述べた実施例２による車両用電源制御装置１によれば、エンジンの燃料消費率の低いエンジン回転数３２００の領域において、発電許容量を大きくして重点的に発電を行い、これにより燃費向上を図ることができる。
【００３５】
あるいは、図５に示したエンジンの特性において、エンジン回転数の高い領域においては、軸出力が大きくなることから、軸出力の大きい領域においてはオルタネータ４によるエンジンへのフリクションの影響が小さく見なせるため、このエンジン回転数の高い領域において重点的に発電するようにマップを作成することもできる。
【００３６】
さらに、実施例１と実施例２に示したマップは適宜組み合わせることも可能で、燃料消費率が最小となるエンジン回転数３２００ｒｐｍ、エンジン回転数１５００ｒｐｍ以上、エンジン回転数１５００ｒｐｍ以下、アイドル時というように優先順位を付けて、オルタネータ４の発電量が、負荷２（１〜ｎ）の消費電力よりも上回るように発電許容量を設定してマップを作成し、これに従ってオルタネータ４をオルタＥＣＵ５が制御することもできる。
【００３７】
上述した実施例１においては、オルタネータ４の発電能力とエンジン回転数との関係に基づいて、オルタネータ４の発電許容率を定め、実施例２においては、エンジンの燃料消費率とエンジン回転数との関係に基づいてオルタネータの発電許容率を定めたが、負荷側の消費電力を抑制することにより燃費向上を図ることもできる。以下これについての実施例３について述べる。
【実施例３】
【００３８】
図６は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態を示す模式図であり、図４は、本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。
【００３９】
本実施例３の車両用電源制御装置１１は、負荷２（１〜ｎ）と、これらの負荷２（１〜ｎ）に電力を供給するバッテリ３と、エンジンにより駆動されてこれらの負荷２（１〜ｎ）及びバッテリ３に電力を供給するオルタネータ４と、負荷２（１〜ｎ）を制御する負荷制御ＥＣＵ(Electronic  Control  Unit)７と、電流センサ８と、選択スイッチ９を備える。なお上記ｎは任意の自然数である。実施例１に示したものと同様の構成要素については、同一の符号を付して個々の重複する説明は割愛する。
【００４０】
負荷制御ＥＣＵ７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行う負荷制御手段を構成する。
【００４１】
電流センサ８は、バッテリ３の出入り口近傍に設けられて、バッテリ３の入出力電流を測定して、測定結果を負荷制御ＥＣＵ７に出力するものである。
【００４２】
選択スイッチ９は、例えば車両のインパネに設けられて、運転者が省燃費モードを選択する場合にオンとする選択手段を構成するものである。
【００４３】
負荷制御ＥＣＵ７は、選択スイッチ９により省燃費モードが選択された場合に、負荷２（１〜ｎ）のうち電流の抑制が禁止されている負荷であるカーナビゲーション装置の電流の抑制を許可する。
【００４４】
さらに、負荷制御ＥＣＵ７は、選択スイッチ９により省燃費モードが選択されかつオルタネータ４の発電能力が所定値以下となるエンジン回転数（ここでは例えば１０００ｒｐｍ）以下となった場合に、負荷２（１〜ｎ）の電流を抑制するように負荷２（１〜ｎ）を制御する。ここで抑制とは、電流をオフすることと低減することの両方を含む。
【００４５】
以上述べた本実施例３の車両用電源制御装置１１によれば、省燃費モードが運転者の選択スイッチ９の操作により選択された状態で、オルタネータ４の発電能力が小さいエンジン回転数の低い領域において、負荷２（１〜ｎ）の電流を抑制して、オルタネータ４によるエンジンへのフリクションを低減して、燃費向上を図ることができる。
【００４６】
また、負荷２（１〜ｎ）のうち電流の抑制が禁止されている負荷であるカーナビゲーション装置について電流の抑制を許可することにより、負荷２（１〜ｎ）の電流の抑制の自由度を高めて、さらに燃費向上を図ることができる。
【００４７】
さらに、本実施例３においては、負荷制御ＥＣＵ７が、電流センサ８の検出したバッテリ３の入出力電流を積算することにより負荷２（１〜ｎ）の消費電力を測定し、この消費電力を一定とするように、例えば、エアコン装置の風量を低減し、デフォッガを間欠運転する等して、負荷２（１〜ｎ）の電流を抑制することもできる。
【００４８】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００４９】
例えば、図３に示したオルタネータ４の発電特性はあくまで例示的なものであり、図５に示したエンジンの燃料消費率とエンジン回転数との関係もあくまで例示的なものである。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、自動車に適用される車両用電源制御装置に関するものであり、比較的軽微な装置の追加および制御内容の変更により、より効率的に車両の燃費向上を図ることができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。
【図３】本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態のオルタネータの発電特性を示す模式図である。
【図４】本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態に用いるマップを示す模式図である。
【図５】発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態のエンジンの燃料消費率を示す模式図である。
【図６】本発明に係わる車両用電源制御装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      車両用電源制御装置
２      負荷
３      バッテリ
４      オルタネータ
５      オルタＥＣＵ
６      電圧センサ
７      負荷制御ＥＣＵ
８      電流センサ
９      選択スイッチ
【図１】
2008290537.tif 000003
【図２】
2008290537.tif 000004
【図３】
2008290537.tif 000005
【図４】
2008290537.tif 000006
【図５】
2008290537.tif 000007
【図６】
2008290537.tif 000008