(57)【要約】    【課題】  バッテリ充電電流値によりバッテリ充電状態の判定を行う際の誤判定を防止する。    【解決手段】  発電機の回転数、車両電気負荷機器の消費電流値、及び発電機の発電限界電流値をそれぞれ算出し（ステップ１〜３）、発電限界電流値から車両電気負荷機器の消費電流値を差し引いて発電余力電流値を算出する（ステップ４）。この発電余力電流値が所定基準値以上である場合にのみ（ステップ５）、バッテリ充電電流値によるバッテリ充電状態を判定する（ステップ６）。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにて駆動される発電機と、この発電機の発電電力により充電されるバッテリとを備え、発電機又はバッテリにより車両電気負荷機器に電力を供給する車両の発電機制御装置において、
発電機の発電余力が所定値以上の時にのみ、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行うことを特徴とする車両のバッテリ充電状態判定装置。
【請求項２】
前記発電余力を、回転数毎の発電機の発電限界電流値から車両電気負荷機器の消費電流値を差し引いて発電余力電流値として算出し、前記発電余力電流値がバッテリ充電電流基準値以上の時にのみ、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両のバッテリ充電状態判定装置。
【請求項３】
前記発電余力を、回転数毎の発電機の発電限界電流値から現在の発電機の発電電流値を差し引いて発電余力電流値として算出し、前記発電余力電流値が０より高いことを判定した時にのみ、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行うことを特徴とする請求項１記載の車両のバッテリ充電状態判定装置。
【請求項４】
前記バッテリ充電状態の判定は、発電機の発電電圧とバッテリ充電電流値とに応じてバッテリ充電量を求めることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の車両のバッテリ充電状態判定装置。
【請求項５】
前記バッテリ充電状態を、バッテリ充電電流値が所定値以下のときに、バッテリが略満充電になったと判定することを特徴とする請求項４記載の車両のバッテリ充電状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のバッテリ充電状態を判定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されているように、エンジンにて駆動され発電電圧を制御可能な発電機（オルタネータ）と、この発電機の発電電力により充電されるバッテリとを備え、発電機及び／又はバッテリから車両電気負荷機器に電力を供給する場合に、燃費向上等のため、発電機の目標発電電圧（発電電圧指令値）を可変に制御する装置が知られている。
【特許文献１】特開平７−８７６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、発電機の最大発電電流値は、発電機の回転数に応じて制限されるため、車両電気負荷機器の電力要求が高ければ、バッテリの能力に関わらず、バッテリへの充電電流値が制限される。
ここで例えば、バッテリの充電電流値によりバッテリに所定レベルの充電が行われたことを判定する場合において、発電機の発電余力が少ないことによりバッテリへの充電量が低い時に、バッテリが所定レベルにまで充電が完了したと誤判定する可能性があるという問題があった。
【０００４】
このため、エンジン回転中において、車両に搭載されるバッテリの充電電流値をモニタし、この値をバッテリ充電状態の判定に用いる場合、バッテリ電流値の大小をバッテリの能力によるものか若しくは発電余力による制限によるものかの判定を行う必要がある。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、バッテリ充電電流値によりバッテリ充電状態の判定を行う際の誤判定を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため本発明では、発電機の発電余力が所定値以上の時にのみ、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行う。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車両電気負荷機器の電力要求が過剰であり、発電機の発電余力が無いことによりバッテリ充電電流値が小さいという状態において、バッテリの充電量が高いことによりバッテリ充電電流値が小さいと誤判定することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、車両のバッテリ充電状態判定装置の構成図である。
図示の通り、エンジン１には発電機（オルタネータ）２が取り付けられ、この発電機２がエンジン１にて駆動されて発電する。発電機２は、電線３を介してバッテリ４と接続されている。バッテリ４には、電流センサ５が取り付けられており、このセンサ５による信号が車両コントローラ６に送られる。更に発電機２には、回転数を検知するための回転数センサ９が取り付けられ、この信号も車両コントローラ６に送られる。
【０００８】
車両コントローラ６は、エンジン１の制御のための各種演算、発電機２の目標発電電圧（発電電圧指令値）の設定、ＣＡＮ（Controller Area Network）８の制御、バッテリ４の充電レベル（充電量ＳＯＣ：State Of Charge）の推定などを行う。
エンジン１にて駆動された発電機２が発電を行った際には、電線３を介してバッテリ４に電流を充電すると共に、車両電気負荷機器（ウィンドウのデフォッガ、ヒーターファン、ヘッドライトなど）７に電力を供給する。一方、バッテリ電圧が発電機２の発電電圧より大きい（バッテリ電圧＞発電機の発電電圧）場合には、バッテリ４から車両電気負荷機器７に電力を供給する。
【０００９】
ここで、発電機２の発電電圧を可変にし、走行中の発電量コントロールを行い、燃費向上や動力性能向上を図ることが知られている。燃費向上としては、減速燃料カット時に発電機２の発電量を上げてバッテリ４への充電を積極的に行い、その後の発電機２の発電量を抑制する手段が知られている。
また、従来レギュレータでの電圧設定に対して目標発電電圧を下げることができれば、消費電流の低減（抵抗系負荷）及び発電機の駆動トルクの低減が図れ、この結果、燃費向上が図れる。
【００１０】
但し、従来は常に満充電で制御されていたバッテリ４が、発電制御を行うことにより常に満充電で制御されなくなるため、バッテリ充電不足が懸念される。これを解決し、更に燃費向上させるためには、制御対象の１つであるバッテリ４の充電状態をある程度把握しておく必要がある。
バッテリ４の充電状態を比較的容易に把握する手段として、電流センサ５により検知されるバッテリ電流値を用いることが考えられる。
【００１１】
以下、本発明のバッテリ充電状態の判定について図２〜６を用いて説明する。
図２は、第１の実施形態において、バッテリ充電電流値によりバッテリ充電状態の判定を行う時を決定するフローチャートである。図３は、発電機２の回転数における発電限界電流値を示す図である。
図４は、発電機２が所定回転数にある場合における発電電流値、バッテリ充電電流値及び車両電気負荷機器７の消費電流値を示す図である。なお、図４での発電機２の発電電流値は、車両電気負荷機器７の消費電流値とバッテリ充電電流値との和となる。
【００１２】
図５は、図４において車両電気負荷機器７の消費電流値が大きくなり、バッテリ充電電流値が制限される状態を示す図である。なお図３〜５において、横軸は発電機２の回転数（ｒｐｍ）、縦軸は電流値（Ａ）を示している。図６は、発電機２の各目標発電電圧におけるバッテリ充電電流値に応じたバッテリ充電量を示す図である。
図２のステップ１（図では「Ｓ１」と示す。以下同様）では、回転数センサ９の信号に基づいて、発電機２の回転数を算出する。なお発電機２の回転数は、エンジン１の回転数を測定するセンサ（クランク角センサ）の出力信号に基づいて算出してもよい。
【００１３】
ステップ２では、車両電気負荷機器７の消費電流値を算出する。この消費電流値は、車両電気負荷機器７であるウィンドウのデフォッガ、ファンヒーター、ヘッドライトなどの各スイッチがＯＮとなっていれば、ＯＮになっている機器７の各消費電流値を加算することにより算出する。
ステップ３では、回転数毎の発電機２の発電限界電流値を算出する。発電機２の発電限界電流値は、図３に示す発電機２の発電限界電流値算出テーブルから算出する。なお、図３に示す通り、発電機２の回転数が小さい場合には発電限界電流値も小さくなる一方、発電機２の回転数が大きい場合には発電限界電流値も大きくなる傾向にある。
【００１４】
ここで発電機２の発電限界電流値は、発電機２の回転数に応じて制限されるため、車両電気負荷機器７の電力要求が高ければ、バッテリ４の能力に関わらず、バッテリ４への充電電流値が制限される（図５のＢ参照）。このため、エンジン回転中において、車両に搭載されるバッテリ４の充電電流値をモニタし、この値をバッテリ充電状態の判定に用いる場合、バッテリ充電値の大小をバッテリ４の能力によるものか発電余力による制限によるものかの判定を行う必要がある。
【００１５】
そこでステップ４では、発電機２の発電限界電流値から車両電気負荷機器７の消費電流値を差し引いて発電余力電流値（発電限界電流値−車両消費電流値）を算出する。
ステップ５では、発電余力電流値がバッテリ充電状態判定用のバッテリ充電電流基準値（所定基準値）以上であるか否かを判定する。なおバッテリ充電電流基準値は、ある一定の値（例えば、１０Ａ）としている。
【００１６】
そして、図４に示すように、発電機２の発電限界電流値がバッテリ充電電流値及び車両電気負荷機器７の消費電力の和より大きい場合、すなわち発電余力電流値がバッテリ充電電流基準値以上（発電限界電流値≧バッテリ充電電流基準値）の時に、ステップ６へ進む。これにより、車両電気負荷機器７の消費電流値に対して発電機２の発電電流値が十分に大きい場合にのみ、ステップ６の処理を行う。
【００１７】
一方、図５に示すように、車両電気負荷機器７の消費電流値が大きく、発電機２の発電限界電流値によりバッテリ４に実際に充電されている電流値が小さくなる場合（図示Ａ→Ｂの状態）、すなわち発電余力電流値がバッテリ充電電流基準値未満（発電限界電流値＜バッテリ充電電流基準値）である場合には、バッテリ充電電流値によるバッテリ充電状態の判定を行うことなく、処理を終了する。
【００１８】
これにより、バッテリ４の充電電流値によりバッテリ４に所定レベルの充電が行われたことを判定する場合において、発電機２の発電余力電流値が小さいことによりバッテリ４への充電量が低い時に、バッテリ４が所定レベルにまで充電が完了したと誤判定することを防止する。
ステップ６では、バッテリ充電電流値によるバッテリ充電状態の判定を行う。この判定は、図６に示す通り、発電機２の目標発電電圧と、現在のバッテリ充電電流値（Ａ）とからバッテリ充電量（％）を求める。そして、バッテリ充電電流値が所定値以下に達したときに、バッテリ４が略満充電状態にあると判定する。これは発電機２の発電電流がステップ５の所定基準値より大きい状態、すなわち発電余力電流値が十分に大きい値であるため、バッテリ４が略満充電に近づくほどバッテリ充電電流値が低下し、バッテリ４の充電状態を判定可能なためである。
【００１９】
なお、ステップ６におけるバッテリ充電電流値は、絶対値を用いてもよい。
本実施形態によれば、エンジン１にて駆動される発電機２と、この発電機２の発電電力により充電されるバッテリ４とを備え、発電機２又はバッテリ４により車両電気負荷機器７に電力を供給する車両の発電機制御装置において、発電機２の発電余力が所定値以上（ステップ５）の時にのみ、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行う（ステップ６）。このため、発電機２の発電余力が所定値以上のときにのみ、バッテリ充電電流値によりバッテリ充電状態の判定を行う一方、所定値未満であるときには、判定を行わないため、バッテリ充電状態の誤判定を防止できる。例えば、車両電気負荷機器７の電気負荷が過剰であり、発電機２の発電余力がないことによるバッテリ充電電流値が少ないというシーンにおいて、バッテリ４の充電量が高いことによるバッテリ充電電流値が小さいと誤判定することを防止できる。
【００２０】
また本実施形態によれば、発電余力を、回転数毎の発電機２の発電限界電流値から車両電気負荷機器７の消費電流値を差し引いて発電余力電流値として算出し（ステップ４）、この発電余力電流値がバッテリ充電電流基準値以上（ステップ５）の時にのみ、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行う（ステップ６）。このため、常に発電機２からバッテリ４へ流入するバッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態を判定できる。
【００２１】
また本実施形態によれば、バッテリ充電状態の判定は、発電機２の発電電圧とバッテリ充電電流値とに応じてバッテリ充電量を求める（ステップ６）。このため、前述の誤判定を防止するとともに、バッテリ４の充電量を求めることができる。
また本実施形態によれば、バッテリ充電状態を、バッテリ充電電流値が所定値以下のときに、バッテリ４が略満充電になったと判定する（ステップ６）。このため、前述の誤判定を防止するとともに、バッテリ４が満充電に達した時を判定できる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態について図７を用いて説明する。なお本実施形態においては、ステップ１１〜１３が第１の実施形態と異なるものである。
ステップ１では、回転数センサ９の信号に基づいて、発電機２の回転数を算出する。
ステップ１１では、発電機２の現在の発電電流値を、発電機２の回転数と目標発電電圧とのマップ（図示せず）を用いるなどして算出する。このマップは、発電機２の回転数及び目標発電電圧が低ければ発電電流値が低くなるが、発電機２の回転数及び目標発電電圧が高ければ発電電流値が高くなる傾向にあり、更に回転数が高くなると発電電流値が抑制される。なお、発電機２に電流センサ（図示せず）を設けて、発電機２の発電電流値を測定してもよい。
【００２３】
ステップ３では、回転数毎の発電機２の発電限界電流値を算出する。発電機２の発電限界電流値は、図３に示す発電機２の発電限界電流値算出テーブルから算出する。
ステップ１２では、回転数毎の発電限界電流値から現在の発電機２の発電電流値を差し引いて（発電限界電流値−現在の発電電流値）、発電機２の発電余力電流値を算出する。
ステップ１３では、ステップ１２で算出した発電余力電流値（発電限界電流値−現在の発電電流値）が０より大きいか（発電余力電流値＞０）否かを判定する。これにより発電余力の有無の判定を行う。
【００２４】
そして図４に示すように、発電余力電流値が０より大きい（発電余力電流値＞０）場合には、ステップ６へ進む。これにより発電余力がある時にのみ、ステップ６の処理を行う。
一方、図５に示すように、発電余力電流値が０以下（発電余力電流値≦０）である場合には、バッテリ充電状態の判定を行わずに処理を終了する。これにより、車両電気負荷機器７の電気負荷が過剰であり、発電機２の発電余力がないことによるバッテリ充電電流値が制限を受けているというシーンにおいて、バッテリ４が満充電に達したと誤判定することを防止する。
【００２５】
ステップ６では、バッテリ充電電流値によるバッテリ充電状態の判定を行う。
本実施形態では、発電余力を、回転数毎の発電機２の発電限界電流値から現在の発電機の発電電流値を差し引いて発電余力電流値として算出し（ステップ１２）、この発電余力電流値が０より高いことを判定した時にのみ（ステップ１３）、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行う（ステップ６）。このため、発電余力があるときにのみ、バッテリ充電電流値を用いてバッテリ充電状態の判定を行うことができる。そして、例えば、車両電気負荷機器７の電気負荷が過剰であり、発電機２の発電余力がないことによるバッテリ充電電流値が少ないというシーンにおいて、バッテリ４の充電量が高いことによるバッテリ充電電流値が小さいと誤判定することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】車両の発電機制御装置の構成図
【図２】バッテリ充電状態の判定を行う時を決定するフローチャート
【図３】発電機の発電限界電流値を示す図
【図４】発電電流値、バッテリ充電電流値及び車両電気負荷機器の消費電流値を示す図
【図５】バッテリ充電電流値が制限される状態を示す図
【図６】目標発電電圧におけるバッテリ充電電流値に応じたバッテリ充電量を示す図
【図７】バッテリ充電状態の判定を行う時を決定するフローチャート
【符号の説明】
【００２７】
１  エンジン
２  発電機（オルタネータ）
３  電線
４  バッテリ
５  電流センサ
６  車両コントローラ
７  車両電気負荷機器
８  ＣＡＮ
９  回転数センサ
【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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