(57)【要約】    【課題】    ナビゲーションシステムを用いて、電圧切換制御による燃費の向上を達成し、かつエンジン停止後の車両の長時間放置によるバッテリ残存容量の低下に伴うエンジンの始動性悪化及びバッテリの劣化を防止することができる車両用発電機の電圧制御装置を提供する。    【解決手段】    コントロールユニットは、ナビゲーション装置で設定された走行経路の情報に基づいて現在地から目的地までの走行距離Ｄｏを算出し、目的地到着時におけるバッテリの目標残存容量Ｃｏとして第１容量Ｃ１よりも大きな容量を設定し、第１容量Ｃ１から目標残存容量Ｃｏまで充電するのに必要な走行距離Ｄａを算出し、走行距離Ｄｏが走行距離Ｄａより大きいときは切換制御を実行し、等しくなったとき以後は切換制御を禁止して目的地まで発電機の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１に制御する。    【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンに駆動されて上記電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段と、該検出手段で検出されたバッテリ残存容量を所定容量以上に保持しながら、上記発電機によるバッテリ充電制御のための出力電圧を、上記運転状態検出手段で検出された運転状態に応じて、バッテリの充電を促進する高電圧と、バッテリの充電を抑制して放電状態とさせる低電圧とに切換制御する電圧制御手段とが備えられ、かつ、現在地を検出して目的地への走行経路を地図情報に基づいて設定するナビゲーション手段が備えられた車両用発電機の電圧制御装置であって、上記ナビゲーション手段で設定された走行経路の情報に基づいて現在地から目的地までの走行距離または走行時間を算出する第１走行量算出手段と、上記目的地到着時におけるバッテリの目標残存容量として上記所定容量よりも大きな容量を設定する目標残存容量設定手段と、バッテリを上記高電圧で充電する場合における単位走行距離当りまたは単位走行時間当りの充電量を記憶する充電量記憶手段と、上記充電量記憶手段で記憶されている充電量で上記所定容量から上記目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量までバッテリを充電するのに必要な走行距離または走行時間を算出する第２走行量算出手段とが備えられ、電圧制御手段は、上記第１走行量算出手段で算出された走行距離または走行時間が上記第２走行量算出手段で算出された走行距離または走行時間より大きいときは上記切換制御を実行し、等しくなったとき以後は上記切換制御を禁止して目的地まで発電機の出力電圧を上記高電圧に制御することを特徴とする車両用発電機の電圧制御装置。
【請求項２】
電圧制御手段は、発電機の出力電圧を高電圧と低電圧とに切換制御中に、バッテリ残存容量検出手段で検出されたバッテリの残存容量が所定容量まで低下したときは、上記所定容量よりも大きい第２所定容量に達するまで上記高電圧に制御した後、上記切換制御に復帰することを特徴とする請求項１に記載の車両用発電機の電圧制御装置。
【請求項３】
車両用電気負荷の作動量を検出する作動量検出手段と、充電量記憶手段で記憶されている充電量を、上記作動量検出手段で検出された電気負荷の作動量が大きいほど小さな値に補正する充電量補正手段とが備えられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用発電機の電圧制御装置。
【請求項４】
目的地における車両放置期間を入力するための放置期間入力手段と、目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量を、上記放置期間入力手段で入力された車両放置期間が長いほど大きな値に補正する目標残存容量補正手段とが備えられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両用発電機の電圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する車両用発電機の電圧制御装置に関し、発電機の出力電圧を車両の運転状態に応じて制御する技術の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、エアコンやヘッドランプ等の電気負荷に電力を供給するバッテリと、上記電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する発電機とが備えられており、この種のバッテリの充電方法としては一定電圧で常時充電する方法が従来一般的であったが、このような充電方法によると、エンジン出力が車両の走行以外に発電機の駆動にも常時費やされて車両の加速性能が損なわれるため、所望の加速性能を得ようとするとエンジン出力を増大させる必要があり、エンジンの燃費を低下させてしまう。
【０００３】
これに対処するものとして、例えば特許文献１には、加速時等の非減速時には発電機の出力電圧をバッテリ電圧付近に低下させてバッテリから電気負荷に電力を供給し（バッテリを放電させ）、減速時には発電機の出力電圧をバッテリ電圧より高くして発電機から電気負荷及びバッテリに電力を供給（バッテリを充電）するものが開示されている。これによれば、加速時等の非減速時には発電機の駆動に費やされるエンジン出力が減少して加速性能を向上させることができると共に、減速時には回生エネルギを利用してバッテリを充電することができ、これらによりエンジンの燃費の向上が達成されることとなる。
【０００４】
ところで、この特許文献１のような充電方法によると、非減速状態が長時間継続したときには、時間の経過と共にバッテリの残存容量が低下してバッテリ上がりを生じる虞がある。そこで、これを防止するため、バッテリの残存容量が所定容量にまで低下したときは、上記減速状態か否かに基づく電圧切換制御を一時中止して、この残存容量が上記所定容量以上に維持されるように発電機の出力電圧を制御する方式を採用することがあり、これによれば、非減速状態が長時間継続した場合でもバッテリの残存容量が上記所定容量以上に維持されることとなる。
【０００５】
ところで、上記所定の容量は、例えばエンジンの次回の始動性等を考慮して設定されるが、上記制御方式によると、エンジンの停止時にバッテリの残存容量が上記所定容量付近にまで低下している状態が生じることがあり、その場合、この停止後長期間にわたりエンジンが作動されることなく、つまりバッテリが充電されることなく放置されると、バッテリの自然放電により、残存容量が上記所定容量以下に低下し、次回エンジン始動時の始動性を悪化させる虞があり、また、バッテリが過放電状態となって、バッテリが劣化する虞がある。
【０００６】
一方、近年、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）により現在地を検出し、目的地への走行経路を地図情報に基づいて自動的に設定するナビゲーションシステムが広く利用されるようになってきており、例えば、特許文献２には、ハイブリッド車両においてこのナビゲーションシステムの地図情報等に基づいて走行モータ駆動用バッテリの残量を制御するものが開示されている。すなわち、道路地図情報等に基づいて出発地と目的地との間の走行経路上のバッテリ残量目標値を予めスケジューリングすると共に、実際に検出したバッテリ残量が上記目標値に近づくようにモータ及びエンジンの出力を調整することにより、バッテリを効率的に充電してバッテリの過充電やバッテリ残量の過度の低下を防止するものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１３７２７５号公報
【０００８】
【特許文献２】特開平８−１２６１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この特許文献２に記載の技術は、ハイブリッド車の走行用モータを駆動するバッテリを如何に効率的に充電するかという点に主眼がおかれた制御となっており、これを、燃費改善を目的として減速状態か否かにより発電機の出力電圧を制御する非ハイブリッド車のバッテリにそのまま適用することはできない。すなわち、非ハイブリッド車両における前述したエンジン始動時の始動性等の問題の改善には適用することができない。
【００１０】
そこで、本発明は、ナビゲーションシステムを用いて、電圧切換制御による燃費の向上を達成し、かつエンジン停止後の車両の長時間放置によるバッテリ残存容量の低下に伴うエンジンの始動性悪化及びバッテリの劣化を防止することができる車両用発電機の電圧制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【００１２】
まず、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、車両用電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンに駆動されて上記電気負荷及びバッテリに電力を供給する発電機と、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段と、該検出手段で検出されたバッテリ残存容量を所定容量以上に保持しながら、上記発電機によるバッテリ充電制御のための出力電圧を、上記運転状態検出手段で検出された運転状態に応じて、バッテリの充電を促進する高電圧と、バッテリの充電を抑制して放電状態とさせる低電圧とに切換制御する電圧制御手段とが備えられ、かつ、現在地を検出して目的地への走行経路を地図情報に基づいて設定するナビゲーション手段が備えられた車両用発電機の電圧制御装置であって、上記ナビゲーション手段で設定された走行経路の情報に基づいて現在地から目的地までの走行距離または走行時間を算出する第１走行量算出手段と、上記目的地到着時におけるバッテリの目標残存容量として上記所定容量よりも大きな容量を設定する目標残存容量設定手段と、バッテリを上記高電圧で充電する場合における単位走行距離当りまたは単位走行時間当りの充電量を記憶する充電量記憶手段と、上記充電量記憶手段で記憶されている充電量で上記所定容量から上記目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量までバッテリを充電するのに必要な走行距離または走行時間を算出する第２走行量算出手段とが備えられ、電圧制御手段は、上記第１走行量算出手段で算出された走行距離または走行時間が上記第２走行量算出手段で算出された走行距離または走行時間より大きいときは上記切換制御を実行し、等しくなったとき以後は上記切換制御を禁止して目的地まで発電機の出力電圧を上記高電圧に制御することを特徴とする。
【００１３】
また、本願の請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、第１発明において、電圧制御手段は、発電機の出力電圧を高電圧と低電圧とに切換制御中に、バッテリ残存容量検出手段で検出されたバッテリの残存容量が所定容量まで低下したときは、上記所定容量よりも大きい第２所定容量に達するまで上記高電圧に制御した後、上記切換制御に復帰することを特徴とする。
【００１４】
そして、本願の請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、第１発明または第２発明において、車両用電気負荷の作動量を検出する作動量検出手段と、充電量記憶手段で記憶されている充電量を、上記作動量検出手段で検出された電気負荷の作動量が大きいほど小さな値に補正する充電量補正手段とが備えられていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本願の請求項４に記載の発明（以下、第４発明という）は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、目的地における車両放置期間を入力するための放置期間入力手段と、目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量を、上記放置期間入力手段で入力された車両放置期間が長いほど大きな値に補正する目標残存容量補正手段とが備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
次に、本発明の効果について説明する。
【００１７】
まず、第１発明によれば、バッテリ残存容量を所定容量以上に保持しながら、発電機の出力電圧を、車両の運転状態に応じて、バッテリの充電を促進する高電圧とバッテリの充電を抑制して放電状態とさせる低電圧とに切換制御するものにおいて、この切換制御による燃費改善効果を維持しつつ、エンジンの始動性を良好に維持することができる。すなわち、ナビゲーション手段で設定された走行経路の情報に基づいて算出された現在地から目的地までの走行距離または走行時間が、上記所定容量から目的地到着時におけるバッテリの目標残存容量まで高電圧で充電するのに必要な走行距離または走行時間に等しくなった以後は、上記切換制御が禁止されて目的地まで発電機の出力電圧が上記高電圧に制御されるから、目的地到着時にはバッテリが目標残存容量にまで確実に充電されることとなり、この結果、車両が長時間放置された場合でも次回のエンジン始動に支障が及ぶほどバッテリの残存容量が低下するのを防止することができ、また、バッテリの過放電によるバッテリ劣化を防止することができる。
【００１８】
また、第２発明によれば、発電機の出力電圧を高電圧と低電圧とに切換制御中に、バッテリ残存容量検出手段で検出されたバッテリの残存容量が所定容量まで低下したときは、該所定容量よりも大きい第２所定容量に達するまで上記高電圧に制御した後、上記切換制御に復帰するから、バッテリの残存容量が大きく低下することなく良好な状態に維持されることとなる。
【００１９】
そして、第３発明によれば、充電量記憶手段で記憶されている単位走行距離当りまたは単位走行時間当りの充電量が、車両用電気負荷の作動量が大きいほど小さな値に補正されるから、電気負荷の作動状態が異なる場合でもバッテリを目的地到着時に目標残存容量にまで確実に充電することができる。
【００２０】
さらに、第４発明によれば、目標残存容量設定手段で設定された目標残存容量が、車両放置期間が長いほど大きな値に設定されるから、車両放置期間が長くなってもこの放置期間が終了したときに一定のバッテリ残存容量が確保される。つまり、車両放置期間が長い場合でも確実にエンジンの始動性を一定レベルで確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態に係る車両用発電機の電圧制御装置１について説明する。
【００２２】
図１に示すように、本発明を実施するための最良の形態に係る車両には、エアコン、ヘッドランプ、デフォッガ等の車両用電気負荷２に電力を供給するバッテリ３と、エンジンに駆動されて上記車両用電気負荷２及びバッテリ３に電力を供給する発電機４とが備えられている。バッテリ３は自動車用に一般的に用いられる鉛蓄電池であり、発電機４はオルタネータ及び出力電圧調整用のレギュレータ等で構成されている。
【００２３】
また、この車両には、上記発電機４の出力電圧Ｖを制御するコントロールユニット１０が備えられており、該コントロールユニット１０には、バッテリ３の充放電電流を検出する電流センサ１１と、車速Ｓを検出する車速センサ１２と、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１３と、上記電気負荷２の作動状態を検出する電気負荷作動状態検出器１４とが接続されている。
【００２４】
また、この車両には、ナビゲーション装置１５が備えられており、該ナビゲーション装置１５は、該車両の現在位置を検出するＧＰＳ部と、道路等の地図情報を記憶する地図情報記憶部と、目的地等を入力するための入力部とを有し、これらの情報に基づいて現在地から目的地への走行経路を設定する。また、このナビゲーション装置１５は、コントロールユニット１０に接続されており、現在地情報、目的地情報、走行経路情報等に関する信号を、コントロールユニット１０に出力する。
【００２５】
そして、コントロールユニット１０は、これらのセンサ類１１〜１４、及びナビゲーション装置１５からの信号を入力し、それらの信号に基づいて発電機４の出力電圧Ｖを制御し、これにより、バッテリ３の充放電、すなわちバッテリ３の残存容量Ｃを制御する。すなわち、バッテリ残存容量Ｃが第１容量Ｃ１（例えばバッテリ定格容量の６０％）以上のときには、車両が減速状態か否かに応じて、バッテリ３の充電を促進する第１電圧Ｖ１と、該第１電圧Ｖ１よりも低く、上記バッテリ３の充電を抑制して放電状態とさせる第２電圧Ｖ２とに切換制御し、バッテリ残存容量Ｃが第１容量Ｃ１よりも小さくなったときには、該第１容量Ｃ１よりも大きい第２容量Ｃ２（例えばバッテリ定格容量の８０％）に達するまで第１電圧Ｖ１に制御した後、上記切換制御を実行する。
【００２６】
ところで、上記第１容量Ｃ１はエンジンの始動性等を考慮して設定されるが、上記切換制御によると、エンジンの停止時にバッテリ３の残存容量Ｃが、上記第１容量Ｃ１付近にまで低下した状態となることがあり、その場合、その後長期間にわたりエンジンが作動されることなく、つまりバッテリ３が充電されることなく放置されると、バッテリ３の自然放電により、残存容量Ｃが上記第１容量Ｃ１よりも低下し、次回エンジン始動時の始動性を悪化させる虞があり、また、バッテリ３が過放電状態となって、バッテリ３が劣化する虞がある。
【００２７】
そこで、本実施の形態に係るコントロールユニット１０は、ナビゲーション装置１５で設定された走行経路の情報に基づいて現在地から目的地までの走行距離Ｄｏを算出し、目的地到着時におけるバッテリ３の目標残存容量Ｃｏとして第１容量Ｃ１よりも大きな容量を設定し、バッテリ３を第１電圧Ｖ１で第１容量Ｃ１から目標残存容量Ｃｏまで充電するのに必要な走行距離Ｄａを算出し、上記走行距離Ｄｏがこの走行距離Ｄａより大きいときは切換制御を実行し、等しくなったとき以後は上記切換制御を禁止して目的地まで発電機４の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１に制御する。以下、図２のフローチャートを用いて本制御の詳細について説明する。なお、本フローチャートによる制御は、イグニッションキースイッチのＯＮ後、ＯＦＦとされるまで所定周期で繰り返し実行される。
【００２８】
まず、ステップＳ１で、上記各種センサ類及びナビゲーション装置１５からの信号を入力する。次いで、ステップＳ２で、ナビゲーション装置１５の入力部に乗員操作により目的地の入力があったか否かを判定し、ＹＥＳのとき、すなわち、目的地の入力があった場合は、ステップＳ３で、ナビゲーション装置１５のＧＰＳ部で検出された現在地から上記目的地までの距離Ｄｏを算出する。なお、入力された目的地データは、新たに入力し直されるまで、または目的地に到着するまで、またはイグニッションスイッチがＯＦＦとされるまで、またはリセットされるまでナビゲーション装置１５に記憶される。また、新たに目的地が入力されたときには、その新たな目的地の入力データが、既に記憶されているデータに代えて記憶され、この新たに記憶されたデータに基づいて制御される。また、本実施の形態においては、乗員に目的地及び放置期間の入力を促すために、イグニッションスイッチＯＮから所定時間経過したときに（例えば数秒後）、「目的地及び目的地での放置期間を入力してください」と報知するようになっている。
【００２９】
次いで、ステップＳ４で、目的地到着時におけるバッテリ３の目標残存容量Ｃｏを、コントロールユニット１０の記憶部から読み込む。ここで、この目標残存容量Ｃｏは、上記第１容量Ｃ１より大きな値であり、本実施の形態においては、第２容量Ｃ２と同じ値とされている。
【００３０】
次いで、ステップ５で、ナビゲーション装置１５の入力部に乗員操作により目的地における放置日数Ｎの入力があったか否かを判定する。ここで、放置日数Ｎの入力データはナビゲーション装置１５の記憶部に記憶され、新たに放置日数Ｎの入力がなされたときは、その新たな放置日数Ｎの入力データがそれまでのデータに代えて記憶される。
【００３１】
そして、このステップＳ５の判定がＹＥＳのとき、すなわち、放置日数Ｎの入力があった場合は、ステップＳ６で、上記目標残存容量Ｃｏを入力された放置日数Ｎに基づいて補正する。すなわち、ステップＳ４で読み込まれた目標残存容量Ｃｏに放置日数Ｎに応じた所定の補正量Ｃａを加算した値を新たな目標残存容量Ｃｏとして設定する。その場合に、この補正量Ｃａは、図３に示すように、放置日数Ｎが大きいほど大きくされており、その値は例えばバッテリ３の定格容量に対して０．５％／日とされている。つまり、バッテリの自然放電による放電量は放置日数Ｎが長くなるほど大きくなるので、これを補うために放置日数Ｎが大きいほど補正量Ｃａを大きくするのである。なお、入力された放置日数Ｎのデータは、上記目的地データ同様、新たに入力し直されるまで、または目的地に到着するまで、またはイグニッションスイッチがＯＦＦとされるまで、またはリセットされるまでナビゲーション装置１５に記憶される。また、新たに放置日数Ｎが入力されたときには、その新たな放置日数Ｎの入力データが既に記憶されているデータに代えて記憶され、この新たに記憶されたデータに基づいて制御される。
【００３２】
そして、上記ステップＳ６を実行した後、及び、このステップＳ５の判定がＮＯで放置日数Ｎの入力がなかった場合は、ステップＳ６を実行することなくすなわち目標残存容量Ｃｏの補正を行うことなく、ステップＳ７を実行する。
【００３３】
そして、ステップＳ７では、図４に示すマップから、電圧切換制御中における電気負荷２の消費電流の過去所定時間（例えば過去１時間）の平均値Ｉａに基づいて単位距離当りのバッテリ充電容量、つまりバッテリの充電速度Ｃｓを読み込む。ここで、この充電速度Ｃｓは、図４に示すように、上記平均値Ｉａが大きいほど小さくされる。なお、この平均値Ｉａは、以下のように算出される。つまり、コントロールユニット１０には、エアコン、ヘッドランプ、デフォッガ等主要電気負荷２の消費電流値が記憶されており、コントロールユニット１０は、上記電気負荷検出器１４からの信号に基づいて電気負荷２が作動中か否かを検出すると共に、作動中と検出された電気負荷の消費電流値を加算し、さらに、この加算した値を制御周期毎に過去所定時間分記憶し、この過去所定時間分の電気負荷２の消費電流の平均値Ｉａを算出する。これによれば、電気負荷の作動状態や作動頻度等の作動量が充電速度Ｃｓに反映されることとなる。なお、平均値Ｉａの代わりに現在検出されている電気負荷２の消費電流値を所定量または所定率割増補正した電流値を用いてもよい。
【００３４】
次いで、ステップＳ８では、上記充電速度Ｃｓで第１容量Ｃ１から上記目標残存容量Ｃｏにまで充電するのに必要な走行距離Ｄａを算出する。すなわち、電圧切換制御を禁止する地点から目的地までの走行距離Ｄａを算出する。ここで、この走行距離Ｄａは、目標残存容量Ｃｏから第１容量Ｃ１を減算した値を、上記充電速度Ｃｓで除算することにより算出される。
【００３５】
次いで、ステップＳ９で、現在地から目的地までの走行距離Ｄｏが上記充電をするのに必要な走行距離Ｄａより大きいか否かを判定する。そして、その判定がＹＥＳのとき、すなわち現在地から目的地までの走行距離Ｄｏが上記走行距離Ｄａより大きいときは、さらに、ステップＳ１０で、始動後充電モードが終了したか否かを判定し、ＮＯのとき、すなわち、始動後充電モードが終了していないときは、ステップＳ１１で、始動後充電モードを実行する。ここで、始動後充電モードとは、バッテリ３の残存容量Ｃの検出精度の向上を目的としてバッテリ３の容量確定を行うものである。すなわち、エンジン始動時には、スタータモータの作動に伴ってバッテリ３の残存容量Ｃが例えば上記第１容量Ｃ１以下に大きく低下することとなるが、バッテリ３の特性上その状態ではこの始動時点の残存容量Ｃを正確に検出することができず、また、車両走行中にバッテリ残存容量Ｃがさらに低下してバッテリ上がりを生じる虞があるので、バッテリ３の残存容量Ｃが所定容量に増加するまでバッテリ３を第１電圧Ｖ１で充電するものである。その場合に、バッテリ３は、一般に充電を行うと、図５に示すように、バッテリ残存容量Ｃの増加に伴い、充電電流Ａが減少していく性質を有するので、この性質を利用して、本実施の形態では、充電電流Ａが所定値αとなったときに残存容量Ｃが所定容量（例えば定格容量の８０％）に達したと確定する。
【００３６】
一方、ステップＳ１０の判定がＹＥＳのとき、すなわち始動後充電モードが終了したときは、次いで、ステップＳ１２で現在のバッテリ３の残存容量Ｃを検出する。ここで、このバッテリ３の残存容量Ｃは、上記始動後充電モードで確定された容量に対して、その後の充電電流の積算値を加算すると共に、放電電流の積算値を減算することにより算出される。
【００３７】
次いで、ステップＳ１３では、後述するフラグＦが１か否かを判定し、ＮＯのとき、すなわちフラグＦが１でないときは、引き続き、ステップＳ１４〜Ｓ１６で、電圧切換制御に関する各種の判定を行う。すなわち、ステップＳ１４では、現在のバッテリ３の残存容量Ｃが上記第２容量Ｃ２以上か否かを判定し、ステップＳ１５では、現在のバッテリ３の残存容量Ｃが上記第１容量Ｃ１以下か否かを判定し、ステップＳ１６では、車両が減速状態か否かを判定し、これらの判定結果に従って、発電機４の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１または第２電圧Ｖ２に制御する。なお、コントロールユニット１０は、車速センサ１２で検出された車速が所定車速以上であること、アクセル開度センサ１３でアクセルペダルの踏込みが検出されていないこと、かつ燃料カットが実行されていることを条件として、減速状態であると判定する。
【００３８】
そして、ステップＳ１４の判定がＮＯでかつステップＳ１５の判定がＮＯのとき、すなわちバッテリ３の残存容量Ｃが第１容量Ｃ１より大きく第２容量Ｃ２以下のとき（Ｃ１＜Ｃ≦Ｃ２）は、ステップＳ１６の判定結果に応じて、すなわち車両が減速状態か否かに応じて発電機４の出力電圧Ｖを制御する。つまり、ステップＳ１６の判定がＹＥＳのとき、すなわち車両が減速状態のときは、ステップＳ１７で、発電機４の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１に制御し、ステップＳ１６の判定がＮＯのとき、すなわち車両が非減速状態のときは、ステップＳ１８で、発電機４の出力電圧Ｖを第２電圧Ｖ２に制御する。
【００３９】
また、ステップＳ１４の判定がＹＥＳのとき、すなわちバッテリ３の残存容量Ｃが上記第２容量Ｃ２以上のとき（Ｃ≧Ｃ２）は、ステップＳ１８で、発電機４の出力電圧Ｖを第２電圧Ｖ２に制御する。
【００４０】
また、ステップＳ１４の判定がＮＯでかつステップＳ１５の判定がＹＥＳのとき、すなわちバッテリ３の残存容量Ｃが上記第１容量Ｃ１以下のとき（Ｃ≦Ｃ１）は、ステップＳ１９で、フラグＦを１に設定した後、ステップＳ１７で、発電機４の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１に制御する。
【００４１】
一方、ステップＳ１３の判定がＹＥＳのとき、すなわちフラグＦが１のときは、さらに、ステップＳ２０で、バッテリ３の残存容量Ｃが上記第２容量Ｃ２以上か否かを判定し、その判定がＮＯのとき、すなわちバッテリ３の残存容量Ｃが第２容量Ｃ２以上でないときは、ステップＳ１７で、発電機４の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１に制御し、ＹＥＳのとき、すなわちバッテリ３の残存容量Ｃが第２容量Ｃ２以上のときは、ステップＳ２１で、フラグＦを０に設定した後、ステップＳ１８で、発電機４の出力電圧Ｖを第２電圧Ｖ２に制御する。
【００４２】
つまり、ステップＳ１５で一旦ＹＥＳ（Ｃ≦Ｃ１）と判定されると、ステップＳ２０でＹＥＳ（Ｃ≧Ｃ２）と判定されるまで、発電機４の出力電圧Ｖが第１電圧Ｖ１に制御されることとなる。
【００４３】
一方、上記ステップＳ９の判定がＮＯのとき、すなわち現在地から目的地までの走行距離Ｄｏが上記走行距離Ｄａより大きくないときは、上記ステップＳ１３〜Ｓ１６等の電圧切換制御に関する判定等を実行せず、つまり電圧切換制御の実行を禁止して、ステップＳ１７で発電機４の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１に制御する。ここで、現在地から目的地までの走行距離Ｄｏが、バッテリ３を第１容量Ｃ１から目標残存容量Ｃｏまで充電するのに必要な走行距離Ｄａより大きくないときとは、もともと現在地としての出発地から目的地までの走行距離Ｄｏが上記走行距離Ｄａより大きくないときと、車両の走行に伴って現在地から目的地までの走行距離Ｄｏが徐々に減少して上記走行距離Ｄａより大きくなくなったときとの２つのパターンを含む。
【００４４】
次に、図６のタイムチャートを用いて本制御の作用について説明する。
【００４５】
まず、時刻ｔ１にイグニッションスイッチがＯＮとされた場合、始動後充電モードが実行される。この例の場合、イグニッションスイッチＯＮ時のバッテリ３の残存容量Ｃが第２容量Ｃ２以下であるため、残存容量Ｃが第２容量Ｃ２に達するまで、発電機４の出力電圧Ｖが第１電圧Ｖ１に設定される。なお、この始動後充電モード実行中は、前述の通り、車両の運転状態が非減速状態になったとしても、発電機４の出力電圧Ｖが第１電圧Ｖ１に制御されることはない。
【００４６】
また、上記イグニッションスイッチＯＮの直後に、乗員によりナビゲーション装置１５の入力部を介して目的地及び目的地における放置日数Ｎの入力があったものとすると、これらの入力があったときに、その入力データに基づいて現在地から目的地までの走行距離Ｄｏ、及び目的地到着時におけるバッテリ３の目標残存容量Ｃｏが算出される。また、電気負荷の消費電流の平均値Ｉａに基づいて充電速度Ｃｓが読み出され、該充電速度Ｃｓ、第１容量Ｃ１、及び上記目標残存容量Ｃｏに基づいてバッテリ３を第１容量Ｃ１から目標残存容量Ｃｏまで充電するのに必要な走行距離Ｄａが算出される。
【００４７】
そして、この始動後充電モードの実行によりバッテリ３の残存容量Ｃが第２容量Ｃ２に達したとき、すなわち、始動後充電モードが終了したとき（時刻ｔ２）は次いで電圧切換制御が実行される。つまり、発電機４の出力電圧Ｖが、減速状態のときは第１電圧Ｖ１に制御され、非減速状態のときは第２電圧Ｖ２に制御される。
【００４８】
その場合に、例えば、この電圧切換制御実行中における非減速状態の占有時間が減速状態の占有時間よりも長くなると、図のようにバッテリ３の残存容量Ｃが低下していくこととなるが、この低下が継続して第１容量Ｃ１に達したときは（時刻ｔ３）、バッテリ３の残存容量Ｃが上記第２容量Ｃ２に達するまで第１電圧Ｖ１に制御される。
【００４９】
そして、この制御によりバッテリ３の残存容量Ｃが第２容量Ｃ２にまで増加したとき（時刻ｔ４）は、それ以後、再び時刻ｔ２〜ｔ３の間同様、発電機４の出力電圧Ｖが、減速状態のときは第１電圧Ｖ１に制御され、非減速状態のときは第２電圧Ｖ２に制御されることとなる。
【００５０】
そして、このように電圧切換制御中に、車両の走行により、現在地から目的地までの走行距離Ｄｏが、バッテリ３を第１容量Ｃ１から目標残存容量Ｃｏまで充電するのに必要な走行距離Ｄａ以下となったとき（時刻ｔ５）は、上記切換制御が禁止されて、目的地まで発電機４の出力電圧Ｖが上記第１電圧Ｖ１に制御される。そして、この結果、バッテリ３が上記充電速度Ｃｓで充電され、目的地到着時（時刻ｔ６）には、バッテリ３の残存容量Ｃが、上記第１容量Ｃ１に対して十分余裕を持った大きな容量にまで増加することとなる。なお、このタイムチャートの例の場合、電圧切換制御を禁止した時刻ｔ５には、バッテリ３の残存容量Ｃは、上記第１容量Ｃ１と第２容量Ｃ２との中間付近（定格容量に対して約７０％）の容量であるが、この場合、このときの容量から、上記第１容量Ｃ１と目標残存容量Ｃｏとの容量の差の分（定格容量に対して２０％分）充電され、目的地到着時には、第２容量Ｃ２よりも大きな容量（約９０％）にまで充電されることとなる
以上説明したように、本実施の形態によれば、発電機４の出力電圧Ｖを、車両の運転状態に応じて、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２とに切換制御するものにおいて、ナビゲーション装置１５で設定された走行経路の情報に基づいて算出された現在地から目的地までの走行距離Ｄｏが、上記第１容量Ｃ１から目的地到着時におけるバッテリ３の目標残存容量Ｃｏまで第１電圧Ｖ１で充電するのに必要な走行距離Ｄａに等しくなるまでは、上記切換制御が実行されるから、切換制御による燃費改善効果を達成することができる。また、等しくなった以後は、上記切換制御が禁止されて目的地まで発電機４の出力電圧Ｖが上記第１電圧Ｖ１に制御されるから、目的地到着時にはバッテリ３が目標残存容量Ｃｏにまで確実に充電されることとなり、この結果、車両が長時間放置された場合でも次回のエンジン始動に支障が及ぶほどバッテリ３の残存容量が低下するのを防止して、エンジンの始動性を良好に維持することができ、また、バッテリ３の過放電によるバッテリ劣化を防止することができる。
【００５１】
また、発電機４の出力電圧Ｖを第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２とに切換制御中に、バッテリ３の残存容量Ｃが第１容量Ｃ１まで低下したときには、この第１容量Ｃ１よりも大きい第２容量Ｃ２に達するまで上記第１電圧Ｖ１に制御した後、上記切換制御に復帰するから、切換制御中においてもバッテリ３の残存容量Ｃが良好に維持されることとなる。
【００５２】
そして、単位走行距離当りの充電量Ｃｓが、車両用電気負荷２の消費電流の平均値Ｉａ（作動量）が大きいほど小さな値に補正されるから、電気負荷２の作動状態が異なる場合でも、バッテリ３を目的地到着時に目標残存容量Ｃｏにまで確実に充電することができる。
【００５３】
さらに、目標残存容量Ｃｏは、車両放置日数Ｎが長いほど大きな値に補正されるから、車両放置日数Ｎが長くなってもこの放置期間が終了したときに一定の残存容量Ｃが確保される。つまり、車両放置日数Ｎが長い場合でも、確実にエンジンの始動性を一定レベルで確保することができる。
【００５４】
なお、前述した制御は、電圧切換制御を禁止する地点を、距離をパラメータとして判定するようにしたが、時間をパラメータとして判定するようにしてもよく、そのフローチャートを図７に示す。なお、基本的な流れは、図２に示すフローチャートと同じであり、異なるステップであるステップＳ３′，ステップＳ７′，ステップＳ８′、及びステップ９′について以下説明する。
【００５５】
すなわち、ステップＳ３′では、ナビゲーション装置１５のＧＰＳで検出された現在値情報及び入力部から入力された目的地情報に基づいて現在地から目的地までの所要走行時間Ｔｏを算出する。例えば、設定された走行経路を、道路地図情報に基づいて高速道、国道、県道等に分類する。次いで、分類された道路種類毎の距離を集計する。次いで、上記高速道、国道、県道等の道路種類毎に予め設定された想定走行速度に基づいて、道路種類毎の走行時間を算出する。次いで、この道路種類毎に算出された走行時間を加算し、その加算後の値を現在地から目的地までの所要走行時間Ｔｏとする。
【００５６】
なお、放送や無線通信等で配信される例えば渋滞距離、平均車速、平均所要時間等の渋滞情報に基づいて走行経路中の所定区間の所要走行時間を設定できるようにしてもよい。その場合、現在地から目的地への走行時間は、この所定区間を除いて道路種類毎に算出した走行時間と、上記渋滞情報に基づく所要時間とを加算して算出すればよい。これによれば、例えば、渋滞が激しく目的地までの走行時間Ｔｏが長くなる場合等に、より実態に即して電圧切換を禁止する地点を判定することができる。すなわち、渋滞している場合、走行距離は短くても充電するのに十分な時間がとれるから、走行距離だけで判定する場合よりもより目的地に接近してから、電圧切換制御を禁止すればよくなり、電圧切換制御による燃費改善効果をより高めることができる。なお、この渋滞情報は、受信したデータを自動または手動のいずれの方法で設定できるようにしてもよい。
【００５７】
また、ステップＳ７′では、単位時間当りの充電容量、すなわち充電速度Ｃｓ′を読み込む。ここで、この単位時間当りの充電容量は、単位時間当りの充電容量同様予め所定の値が記憶されており、その値を電気負荷２の消費電流で補正して読み込む。
【００５８】
次いで、ステップＳ８′では、電圧切換制御を禁止する地点から目的地までの所要走行時間Ｔａを算出する。なお、この所要走行時間Ｔａは、ステップＳ３′で所要走行時間Ｔｏを算出したのと同様の方法により、現在地を電圧切換制御地点に置き換えて算出される。
【００５９】
次いで、Ｓ９′では、ステップＳ３′で算出された所要走行時間ＴｏがステップＳ８′で算出された所要走行時間Ｔａ以下か否かを判定し、この判定結果に応じて、図２のフローチャート同様の制御を行う。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、距離または時間の一方をパラメータとして電圧切換制御を禁止する地点を判定するようにしたが、これらを組み合わせて判定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、車両用電気負荷に電力を供給すると共にバッテリを充電する発電機が備えられた車両に広く好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係る車両用電力設備及び制御の構成図である。
【図２】電圧制御のフローチャートの一例である。
【図３】放置日数に対するバッテリの目標残存容量補正の特性図である。
【図４】電気負荷の消費電流平均値に対する充電速度の特性図である。
【図５】始動後充電モードにおけるバッテリ残存容量確定の説明図である。
【図６】本電圧制御の作用を示すタイムチャートの一例である。
【図７】電圧制御のフローチャートの他の例である。
【符号の説明】
【００６３】
１        車両用発電機の電圧制御装置
２        車両用電気負荷
３        バッテリ
４        発電機
１０      コントロールユニット（電圧制御手段、第１走行量算出手段、目標残存容量設定手段、充電量記憶手段、第２走行量算出手段、充電量補正手段、目標残存容量補正手段）
１１      電流センサ
１２      車速センサ（運転状態検出手段）
１３      アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
１４      電気負荷作動検出器（作動量検出手段）
１５      ナビゲーション装置（ナビゲーション手段、放置期間入力手段）
Ｖ１      第１電圧（高電圧）
Ｖ２      第２電圧（低電圧）
Ｃ        残存容量
Ｃ１      第１容量（所定容量）
Ｃ２      第２容量（第２所定容量）
Ｃｏ      目標残存容量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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