(57)【要約】【課題】エンジンのアイドル運転時に発電機の出力不足によりバッテリが充電されなくなって、バッテリ上がりの状態が生じるのを防止したバッテリ充電制御装置を提供する。【解決手段】エンジンにより駆動される磁石式交流発電機１から整流回路２００Ａを通してバッテリ３に充電電流を供給してバッテリを充電する。バッテリ３の両端の電圧が設定値を超えたときにサイリスタＴhxないしＴhzをトリガすることにより発電機の出力を短絡して、バッテリの電圧を調整する調整動作を行わせる。調整動作を検出する調整動作検出回路２０１を設けて、調整動作が検出される頻度から発電機の出力の過不足を判定し、エンジンのアイドル運転時に発電機の出力が不足していると判定されたときにエンジンのアイドリング回転速度を予め定めた上限速度を超えない範囲で上昇させて、発電機の出力不足を解消する。【選択図】    図１
2005160129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力が印加される入力端子と、バッテリが接続される１対の出力端子と、前記１対の出力端子間の電圧が設定値以下のときに前記入力端子間に印加された前記発電機の交流出力を整流して得たバッテリ充電用電圧を前記１対の出力端子間から出力させ、前記１対の出力端子間の電圧が前記設定値を超えたときに前記バッテリ充電用電圧の出力を停止させるかまたは制限する調整動作を行う充電制御回路とを備えたバッテリ充電制御装置において、
前記充電制御回路が前記調整動作を行ったときに調整動作検出信号を発生する調整動作検出回路と、
前記調整動作検出回路が調整動作検出信号を発生する頻度から前記発電機の出力の過不足を判定する発電機出力判定手段と、
前記エンジンのアイドル運転時に前記発電機出力判定手段により前記発電機の出力が不足していると判定されたときに前記エンジンのアイドリング回転速度を予め定めた上限速度を超えない範囲で上昇させるアイドル運転時エンジン増速制御手段と、
を具備してなるバッテリ充電制御装置。
【請求項２】
前記発電機出力判定手段により前記発電機の出力が過剰であると判定されたときに前記エンジンのアイドリング回転速度を予め定めた下限速度を下回らない範囲で低下させるアイドル運転時エンジン減速制御手段を更に備えている請求項１に記載のバッテリ充電制御装置。
【請求項３】
前記充電制御回路は、オン指令が与えられたときにオン状態になって前記入力端子間を短絡するように設けられた充電制御用スイッチと、前記１対の出力端子間の電圧が前記設定値を超えたときに前記充電制御用スイッチにオン指令を与え、前記出力端子間の電圧が前記設定値以下になったときに前記充電制御用スイッチへのオン指令の供給を停止する充電制御用スイッチ制御回路とを備え、
前記調整動作検出回路は、前記オン指令と同期した信号を前記調整動作検出信号として出力するように構成されている請求項１または２に記載のバッテリ充電制御装置。
【請求項４】
前記充電制御回路は、オン指令が与えられたときにオン状態になって前記バッテリ充電用電圧の出力を許容し、オフ指令が与えられたときオフ状態になって前記バッテリ充電用電圧の出力を禁止するように設けられた充電制御用スイッチと、前記出力端子間の電圧が前記設定値以下であるときに前記充電制御用スイッチにオン指令を与え、前記出力端子間の電圧が前記設定値を超えたときに前記充電制御用スイッチにオフ指令を与える充電制御用スイッチ制御回路とを備え、
前記調整動作検出回路は、前記オフ指令と同期した信号を前記調整動作検出信号として出力するように構成されている請求項１または２に記載のバッテリ充電制御装置。
【請求項５】
前記充電制御回路は、前記入力端子に交流入力端子が接続され前記出力端子に直流出力端子が接続されたダイオードブリッジ全波整流回路と、前記全波整流回路のブリッジの上辺を構成する各ダイオードまたはブリッジの下辺を構成する各ダイオードに逆並列接続された充電制御用サイリスタと、前記１対の出力端子のうちの正極性側の出力端子と前記各サイリスタのゲートとの間に設けられて、オン状態になったときに各サイリスタにトリガ信号を与えるトリガ信号供給用スイッチと、前記１対の出力端子間の電圧が前記設定値以下のときに前記トリガ信号供給用スイッチをオフ状態に保ち、前記１対の出力端子間の電圧が前記設定値を超えたときに前記トリガ信号供給用スイッチをオン状態にするように前記トリガ信号供給用スイッチを制御するトリガ信号供給用スイッチ制御回路とを備え、
前記調整動作検出回路は、前記トリガ信号供給用スイッチのオンオフに同期してオンオフする調整動作検出スイッチを備えていて、前記調整動作検出スイッチがオン状態になったときに該調整動作検出スイッチの両端に得られる信号が前記調整動作検出信号として用いられる請求項１または２に記載のバッテリ充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力でバッテリを充電する際に、バッテリの両端の電圧を設定値に保つように制御するバッテリ充電制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにより駆動される車両に搭載されるバッテリ充電制御装置は、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力が印加される入力端子と、バッテリが接続される１対の出力端子と、該１対の出力端子間の電圧が設定値以下のときに入力端子間に印加された発電機の交流出力を整流して得たバッテリ充電用電圧を１対の出力端子間から出力させ、１対の出力端子間の電圧が設定値を超えたときにバッテリ充電用電圧の出力を停止させるかまたは制限する調整動作を行う充電制御回路とを備えている。
【０００３】
この種のバッテリ充電制御装置は例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に示されたバッテリ充電制御装置では、充電制御回路が、上記入力端子に交流入力端子が接続され１対の出力端子に直流出力端子が接続されたダイオードブリッジ全波整流回路と、全波整流回路のブリッジの下辺を構成する各ダイオードに逆並列接続された充電制御用サイリスタと、１対の出力端子のうちの正極性側の出力端子と各サイリスタのゲートとの間に設けられて、オン状態になったときに各サイリスタにトリガ信号を与えるトリガ信号供給用スイッチと、１対の出力端子間の電圧が設定値以下のときにトリガ信号供給用スイッチをオフ状態に保ち、１対の出力端子間の電圧が設定値を超えたときにトリガ信号供給用スイッチをオン状態にするようにトリガ信号供給用スイッチを制御するトリガ信号供給用スイッチ制御回路とにより構成されている。
【０００４】
特許文献１に示されたバッテリ充電制御装置において、バッテリの両端の電圧が設定値以下であるときには、トリガ信号供給用スイッチがオフ状態を保持するため、充電制御用サイリスタにはトリガ信号が与えられない。このとき充電制御用サイリスタがオフ状態を保持し、発電機から整流回路を通してバッテリに充電電流が供給される。バッテリの両端の電圧が設定値を超えると、トリガ信号供給用スイッチがオン状態になるため、各充電制御用サイリスタがオン状態になり、各サイリスタと整流回路のブリッジの下辺を構成するいずれかのダイオードとを通して発電機の出力が短絡される。従って、バッテリへの充電電流の供給が停止され、バッテリの両端の電圧が低下する。バッテリの両端の電圧が設定値以下になるとトリガ信号供給用スイッチがオフ状態になるため、各サイリスタにトリガ信号が与えられなくなり、各サイリスタは、そのアノード電流が保持電流以下になったときにオフ状態になる。これにより、バッテリーへの充電電流の供給が再開される。これらの動作の繰り返しにより、バッテリーの両端の電圧が設定値付近に保たれる。
【特許文献１】特開２００１−２３１１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、エンジンの点火時期や燃料噴射時間を制御するためにマイクロコンピュータを用いたコントロールユニットが用いられるようになり、またオーディオ機器などの各種の電装品がバッテリに接続されるようになっているため、バッテリの負荷が増加する傾向にある。エンジンがある程度高い回転速度で高速回転している状態では、バッテリの負荷が増加しても問題がないが、エンジンのアイドル運転時にバッテリに大きな負荷が接続されていると、発電機の出力が不足して、バッテリの充電が行われなくなることがあり、バッテリ上がりを起こすおそれがある。特にスタータモータを駆動してエンジンを始動した直後の状態では、バッテリが消耗しているため、発電機が出力不足が生じるおそれが大である。またエンジンをアイドリングさせた状態で長時間放置した場合には、発電機の温度上昇により発電量が低下するため、バッテリの充電が行われなくなる状態が生じ易くなる。
【０００６】
本発明の目的は、バッテリの負荷が大きい場合や、エンジンをアイドリング状態にして長時間放置した場合に、バッテリの充電が行われなくなってバッテリ上がりが生じるおそれを無くすことができるようにしたバッテリ充電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジンにより駆動される磁石式交流発電機の出力が印加される入力端子と、バッテリが接続される１対の出力端子と、該１対の出力端子間の電圧が設定値以下のときに入力端子間に印加された発電機の交流出力を整流して得たバッテリ充電用電圧を１対の出力端子間から出力させ、１対の出力端子間の電圧が設定値を超えたときにバッテリ充電用電圧の出力を停止させるかまたは制限する調整動作を行う充電制御回路とを備えたバッテリ充電制御装置を対象としたものである。
【０００８】
本発明においては、充電制御回路が調整動作を行ったときに調整動作検出信号を発生する調整動作検出回路と、調整動作検出回路が調整動作検出信号を発生する頻度から発電機の出力の過不足を判定する発電機出力判定手段と、エンジンのアイドル運転時に発電機出力判定手段により発電機の出力が不足していると判定されたときにエンジンのアイドリング回転速度を予め定めた上限速度を超えない範囲で上昇させるアイドル運転時エンジン増速制御手段とを設けた。
【０００９】
上記のように、バッテリが接続される出力端子間の電圧が設定値を超えたときに出力電圧を制限する調整動作を行うようにした充電制御回路が設けられている場合には、発電機の出力が足りている状態では、調整動作が高い頻度で行われ、発電機の出力が過剰になると、調整動作がほぼ一定の周期で行われるようになる。また発電機の出力が不足した状態になると、調整動作が全く、またはほとんど行われなくなる。従って上記のように充電制御回路が調整動作を行ったときに調整動作検出信号を出力する調整動作検出回路を設けて、調整動作検出信号が発生する頻度を見ることにより、発電機の出力の過不足を知ることができる。
【００１０】
本発明においては、エンジンのアイドル運転時に調整動作検出信号が発生する頻度から発電機の出力が不足していると判定されたときに、エンジンのアイドリング回転速度を上昇させる制御を行うようにしたため、エンジンのアイドル運転時に発電機の出力が不足する状態になって、バッテリの充電が行われなくなり、バッテリ上がりの状態が生じるのを防ぐことができる。
【００１１】
本発明においてはまた、発電機出力判定手段により発電機の出力が過剰であると判定されたときに、エンジンのアイドリング回転速度を予め定めた下限速度を下回らない範囲で低下させるアイドル運転時エンジン減速制御手段を更に設けるのが好ましい。
【００１２】
上記のように、調整動作検出信号が発生する頻度から発電機の出力が過剰であると判定されたときにエンジンのアイドリング回転速度を低下させるアイドル運転時エンジン減速制御手段を設けておくと、アイドル運転時エンジン増速制御手段により、アイドリング回転速度が上昇させられた状態で、負荷が減少して発電機の出力が過剰になったときにエンジンの回転速度を低下させることができるため、エンジンがアイドル運転時に必要以上の回転速度で回転させられて燃費が悪くなったり、ＣＯ２の排出量が増加したりするのを防ぐことができる。
【００１３】
上記発電機出力判定手段は、例えば、調整動作検出信号が発生しない状態が一定時間継続したときに発電機の出力が不足していると判定し、所定の判定時間内に調整動作検出信号が設定された回数発生したときに発電機の出力が過剰であると判定するように構成することができる。
【００１４】
上記充電制御回路は、オン指令が与えられたときにオン状態になって入力端子間を短絡するように設けられた充電制御用スイッチと、１対の出力端子間の電圧が設定値を超えたときに充電制御用スイッチにオン指令を与え、出力端子間の電圧が設定値以下になったときに充電制御用スイッチへのオン指令の供給を停止する充電制御用スイッチ制御回路とを備えた回路により構成される。この場合、調整動作検出回路は、オン指令と同期した信号を調整動作検出信号として出力するように構成する。
【００１５】
上記充電制御用スイッチとしてはサイリスタを用いることができる。この場合、上記充電制御回路は、入力端子に交流入力端子が接続され前記出力端子に直流出力端子が接続されたダイオードブリッジ全波整流回路と、全波整流回路のブリッジの上辺を構成する各ダイオードまたはブリッジの下辺を構成する各ダイオードに逆並列接続された充電制御用サイリスタと、１対の出力端子のうちの正極性側の出力端子と各サイリスタのゲートとの間に設けられて、オン状態になったときに各サイリスタにトリガ信号（オン指令）を与えるトリガ信号供給用スイッチと、１対の出力端子間の電圧が設定値以下のときにトリガ信号供給用スイッチをオフ状態に保ち、１対の出力端子間の電圧が設定値を超えたときにトリガ信号供給用スイッチをオン状態にするようにトリガ信号供給用スイッチを制御するトリガ信号供給用スイッチ制御回路とにより構成することができる。
【００１６】
この場合、調整動作検出回路は、トリガ信号供給用スイッチのオンオフに同期してオンオフする調整動作検出スイッチにより構成することができ、該調整動作検出スイッチがオン状態になったときに該調整動作検出スイッチの両端に得られる信号を調整動作検出信号として用いることができる。
【００１７】
上記充電制御回路は、オン指令が与えられたときにオン状態になってバッテリ充電用電圧の出力を許容し、オフ指令が与えられたときオフ状態になってバッテリ充電用電圧の出力を禁止するように設けられた充電制御用スイッチと、出力端子間の電圧が設定値以下であるときに充電制御用スイッチにオン指令を与え、出力端子間の電圧が設定値を超えたときに充電制御用スイッチにオフ指令を与える充電制御用スイッチ制御回路とを備えた構成とすることもできる。この場合、調整動作検出回路は、オフ指令と同期した信号を調整動作検出信号として出力するように構成する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、充電制御回路が調整動作を行ったときに調整動作検出信号を出力する調整動作検出回路を設けて、エンジンのアイドル運転時に調整動作検出信号が発生する頻度から発電機の出力が不足していると判定されたときに、エンジンのアイドリング回転速度を上昇させる制御を行うようにしたので、エンジンのアイドル運転時に発電機の出力不足によりバッテリの充電が行われなくなって、バッテリ上がりの状態が生じるおそれをなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態の構成を示した回路図で、同図において１は図示しないエンジン（内燃機関）により駆動される磁石式交流発電機、２は本発明に係わるバッテリ充電制御装置、３はバッテリ、４はマイクロプロセッサを備えたエンジンコントローラである。
【００２０】
磁石式交流発電機１は、エンジンのクランク軸に取り付けられた図示しない磁石回転子と、磁石回転子の磁極に対向する磁極部を有する電機子鉄心（図示せず。）と該電機子鉄心に巻装された３相の電機子コイル１ｕ，１ｖ及び１ｗとからなっていて、エンジンの回転に同期して３相交流電圧を出力する。
【００２１】
本発明に係わるバッテリ充電制御装置２は、磁石式交流発電機の出力が印加される３相の入力端子２ｕ，２ｖ及び２ｗと、バッテリ３が接続される１対の出力端子２ａ，２ｂと、１対の出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値以下のときに入力端子２ｕ〜２ｗ間に印加された発電機の交流出力を整流して得たバッテリ充電用電圧を１対の出力端子２ａ，２ｂ間から出力させ、１対の出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値を超えたときにバッテリ充電用電圧の出力を停止させるかまたは制限する調整動作を行う充電制御回路２００とを備えている。
【００２２】
磁石式交流発電機を電源としたバッテリ充電制御装置に用いる充電制御回路としては、オン指令が与えられたときにオン状態になって入力端子２ｕ，２ｖ，２ｗ間を短絡する充電制御用スイッチと、１対の出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値を超えたときに充電制御用スイッチにオン指令を与え、出力端子間の電圧が設定値以下になったときに充電制御用スイッチへのオン指令の供給を停止する充電制御用スイッチ制御回路とを備えたものが多く用いられている。このような充電制御用スイッチ制御回路が用いられる場合、調整動作検出回路は、オン指令と同期した信号を調整動作検出信号として出力するように構成することができる。
【００２３】
図示の充電制御回路２００は、全波整流回路２００Ａと、充電制御用サイリスタＴhxないしＴhzと、トリガ信号供給用スイッチ２００Ｂと、トリガ信号供給用スイッチ制御回路２００Ｃとを備えており、サイリスタＴhxないしＴhzが充電制御用スイッチを構成している。またトリガ信号供給用スイッチ２００Ｂと、トリガ信号供給用スイッチ制御回路２００Ｃとにより、充電制御用スイッチ制御回路が構成されている。
【００２４】
全波整流回路２００Ａは、ブリッジの上辺を構成するダイオードＤu，Ｄv，Ｄwとブリッジの下辺を構成するダイオードＤx，Ｄy，Ｄzとからなる周知のダイオードブリッジ全波整流回路で、その３相の交流入力端子がバッテリ充電制御装置の３相の入力端子２ｕないし２ｗに接続され、正極性側直流出力端子及び負極性側直流出力端子がそれぞれ出力端子２ａ及び２ｂに接続されている。
【００２５】
充電制御用サイリスタＴhx，Ｔhy及びＴhzはそれぞれ全波整流回路２００Ａのブリッジの下辺を構成するダイオードＤx，Ｄy，Ｄzに逆並列接続され、充電制御用サイリスタＴhx，Ｔhy及びＴhzのいずれかが導通したときに、導通したサイリスタとダイオードＤx，Ｄy及びＤzのいずれかとにより発電機の出力を短絡する短絡回路が構成される。
【００２６】
例えばサイリスタＴhxがオン状態になったときには、サイリスタＴhxとダイオードＤyとにより発電コイル１u及び１vを短絡する短絡回路（入力端子２u，２v間を短絡する短絡回路）が構成され、サイリスタＴhxとダイオードＤzとにより発電コイル１u及び１wを短絡する短絡回路（入力端子２u，２w間を短絡する短絡回路）が構成される。
【００２７】
トリガ信号供給用スイッチ２００Ｂは、オン状態になったときに各サイリスタにトリガ信号（オン指令）を与えるスイッチで、図示の例ではこのスイッチがＰＮＰトランジスタＴＲ1からなっている。トランジスタＴＲ1のエミッタは整流回路２００Ａの正極性側直流出力端子に接続され、コレクタは抵抗器Ｒ1xないしＲ1zの一端の共通接続点に接続されている。抵抗器Ｒ1xないしＲ1zの他端はそれぞれ抵抗器Ｒ2xないしＲ2zを通して整流回路２００Ａの負極性側の直流出力端子に接続され、抵抗器Ｒ1xと抵抗器Ｒ2xとの接続点、抵抗器Ｒ1yと抵抗器Ｒ2yとの接続点及び抵抗器Ｒ1zと抵抗器Ｒ2zとの接続点にそれぞれサイリスタＴhxないしＴhzのゲートが接続されている。
【００２８】
トリガ信号供給用スイッチ制御回路２００Ｃは、出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値以下のときにトリガ信号供給用スイッチ２００Ｂをオフ状態に保ち、出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値を超えたときにトリガ信号供給用スイッチ２００Ｂをオン状態にするようにトリガ信号供給用スイッチ２００Ｂを制御する回路で、図示の例では、この制御回路２００Ｃが、トランジスタＴＲ1のベースと出力端子２ａとの間に接続された抵抗器Ｒ3及びコンデンサＣ1の並列回路と、トランジスタＴＲ1のベースと出力端子２ｂとの間に接続されたツェナーダイオードＺＤ1と抵抗器Ｒ4との直列回路とからなっている。この例では、出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値を超えたときにツェナーダイオードＺＤ1が導通するように、ツェナーダイオードＺＤ1のツェナー電圧と抵抗器Ｒ4の抵抗値とが選定されている。
【００２９】
バッテリ充電制御装置２の出力端子２ａ，２ｂ間にヒューズ５を通してバッテリ３が接続され、発電機１から整流回路２００Ａを通してバッテリ３に充電電流が供給されるようになっている。また出力端子２ａ，２ｂ間に得られる電圧がスイッチ６を通してエンジンコントローラ４の電源端子に印加されている。スイッチ６は図示しないキーにより操作されるスイッチで、エンジンの運転中オン状態に保持される。
【００３０】
上記充電制御回路２００の構成は従来のものと同様であるが、本発明においては、充電制御回路２００が調整動作を行ったか否かを検出する調整動作検出回路２０１が更に設けられている。この調整動作検出回路２０１は、トリガ信号供給用スイッチ２００Ｂのオンオフに同期してオンオフする調整動作検出スイッチ２０１Ａを備えたもので、調整動作検出スイッチ２０１Ａがオン状態になったときに該調整動作検出スイッチの両端に得られる信号が調整動作検出信号として用いられる。
【００３１】
図示の例では、エミッタが出力端子２ｂに接続されたＮＰＮトランジスタＴＲ2により調整動作検出スイッチ２０１Ａが構成され、トランジスタＴＲ2のベースが抵抗器Ｒ5を通してトランジスタＴＲ1のコレクタに接続されている。またトランジスタＴＲ2のベースエミッタ間に抵抗器Ｒ6が接続され、トランジスタＴＲ2のコレクタがエンジンコントローラ４の入力ポートに接続されている。トランジスタＴＲ2と抵抗器Ｒ5及びＲ6とにより調整動作検出回路２０１が構成されている。
【００３２】
エンジンコントローラ４は、例えば図４に示したように、ＣＰＵを有するマイクロプロセッサ４Ａと、トランジスタＴＲ2のコレクタと図示しない電源回路の正極性側出力端子との間に接続されたプルアップ抵抗器Ｒ7と、トランジスタＴＲ2のコレクタに得られる信号を保持するホールド回路４Ｂとを備えている。
【００３３】
図示のホールド回路４Ｂは、トランジスタＴＲ2のコレクタに抵抗器Ｒ8を通して一方の入力端子が接続され、出力端子が抵抗器Ｒ9を通してマイクロプロセッサ４ＡのポートＰ1に接続されるとともに、ポートＰ1の電位が抵抗器Ｒ10を通して他方の入力端子にフィードバックされたアンド回路ＡＮＤ１と、コレクタがポートＰ1に接続され、ベースが抵抗器Ｒ11を通してマイクロプロセッサのポートＰ2に接続されたＰＮＰトランジスタＴＲ3とからなっている。トランジスタＴＲ3のエミッタは図示しない電源の正極側出力端子に接続されている。
【００３４】
図示のホールド回路４Ｂにおいては、マイクロプロセッサ４ＡがポートＰ2の電位をＨレベルにしていて（リセット信号を発生していなくて）トランジスタＴＲ3がオフ状態にあり、かつトランジスタＴＲ2がオフ状態にあって調整動作検出信号が発生していないときにアンド回路ＡＮＤ１の出力がＨレベル（ハイレベル）になっている。この状態でトランジスタＴＲ2がオン状態になって調整動作検出信号が発生すると、アンド回路ＡＮＤ１の出力がＬレベル（ローレベル）になり、ポートＰ1の電位がＬレベルになる。マイクロプロセッサは、ポートＰ1の電位がＬレベルになっているときに、調整動作検出信号が発生したことを認識する。ポートＰ1の電位は抵抗器Ｒ10を通してアンド回路の入力側にフィードバックされるため、アンド回路ＡＮＤ1の出力はＬレベルの状態に保持される。マイクロプロセッサ４ＡがポートＰ2の電位をＬレベルにしてリセット信号を出力すると、トランジスタＴＲ3がオン状態になるため、アンド回路ＡＮＤ１の出力端子の電位及びＡＮＤ回路の抵抗器Ｒ10が接続された入力端子の電位がＨレベルにされる。このときトランジスタＴＲ2がオフ状態にあると、アンド回路ＡＮＤ１の出力がＨレベルに戻される（リセットされる）。
【００３５】
エンジンコントローラ４は、マイクロプロセッサ４Ａに所定のプログラムを実行させることにより、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段や、エンジンに燃料を供給する燃焼噴射装置の燃料噴射時間を制御する燃料噴射制御手段など、エンジンを運転するために必要な各種の制御手段を構成する。
【００３６】
また本発明においては、エンジンコントローラ４のマイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより、調整動作検出回路が調整動作検出信号を発生する頻度から発電機の出力の過不足を判定する発電機出力判定手段と、エンジンのアイドル運転時に発電機出力判定手段により発電機の出力が不足していると判定されたときにエンジンのアイドリング回転速度を予め定めた上限速度を超えない範囲で上昇させるアイドル運転時エンジン増速制御手段と、エンジンのアイドル運転時に発電機出力判定手段により発電機の出力が過剰であると判定されたときに、エンジンのアイドリング回転速度を予め定めた下限速度を下回らない範囲で低下させるアイドル運転時エンジン減速制御手段とを構成する。
【００３７】
本実施形態では、調整動作検出回路が調整動作検出信号を発生しない状態が一定の時間Ｔ1の間継続したときに発電機の出力が不足していると判定し、調整動作検出回路が調整動作検出信号を一定の周期で発生する状態で、該調整動作検出信号の発生回数が設定値以上になったときに発電機の出力が過剰であると判定するように、発電機出力判定手段が構成されている。
【００３８】
図１に示したバッテリ充電制御装置において、充電制御回路２の出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値以下のときには、ツェナーダイオードＺＤ1が導通しないため、トランジスタＴＲ1にはベース電流が流れない。このときトランジスタＴＲ1がオフ状態に保持されるため、充電制御用サイリスタＴhxないしＴhzにはトリガ信号が与えられず、これらのサイリスタはオフ状態を保持している。この状態では、発電機１の出力電圧が全波整流回路２００Ａにより整流されてバッテリ３に印加されるため、バッテリ３が充電される。バッテリの充電が進み、該バッテリの両端の電圧（出力端子２ａ，２ｂ間の電圧）が設定値を超えると、ツェナーダイオードＺＤ1が導通するため、トランジスタＴＲ1にベース電流が流れ、該トランジスタＴＲ1がオン状態になる。これにより充電制御用サイリスタＴhxないしＴhzにトリガ信号が与えられるため、これらのサイリスタのうち、アノードの電位がカソードに対して高くなっているものが導通し、発電機１の出力が短絡される。そのため、出力端子２ａ，２ｂ間に電圧が印加されなくなり、バッテリ３の充電が停止する。これによりバッテリ３の両端の電圧が低下して設定値以下になると、トランジスタＴＲ1がオフ状態になるため、充電制御用サイリスタＴhxないしＴhzへのトリガ信号の供給が停止し、各サイリスタはそれぞれを流れるアノード電流が保持電流以下になった時点でオフ状態になる。これによりバッテリ３の充電が再開される。これらの動作の繰り返しにより、バッテリの両端の電圧が設定値付近に保たれる。
【００３９】
調整動作検出回路２０１のトランジスタＴＲ2は、トランジスタＴＲ1がオン状態になったときにバッテリまたは整流回路２００ＡからトランジスタＴＲ1を通してベース電流が与えられてオン状態にされ、トランジスタＴＲ1がオフ状態になったときにオフ状態にされる。従ってトランジスタＴＲ2（調整動作検出用スイッチ）は、トランジスタＴＲ1（トリガ信号供給用スイッチ）のオンオフに同期してオンオフする。本実施形態では、トランジスタＴＲ1がオン状態になって（調整動作が行われて）、トランジスタＴＲ2がオン状態になったときのトランジスタＴＲ2のコレクタの電位Ｖcを調整動作検出信号（調整動作が行われたことを示す信号）としてホールド回路４Ｂに入力して、該調整動作検出信号が発生したことを記憶させ、エンジンコントローラのマイクロプロセッサ４Ａに調整動作が行われたことを認識させる。
【００４０】
発電機出力判定手段と、アイドル運転時エンジン増速制御手段と、アイドル運転時エンジン減速手段とを構成するためにマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムを示すフローチャートを図３に示した。
【００４１】
図３に示したタスクは、一定時間（例えば８０msec）毎に実行されるもので、このアルゴリズムによる場合には、先ずステップ１で現在アイドル運転が行われているか否かを判定する。その結果、アイドル運転が行われていると判定されたときには、ステップ２で調整動作検出信号が発生したか否かを判定する。その結果、調整動作検出信号が発生していないと判定されたときには、マイクロプロセッサのポートＰ2からリセット信号を発生させてポートＰ1の電位をＨレベルに戻した後、ステップ３に進んで、調整動作検出信号が発生した回数をカウントする調整動作検出カウンタＣsをクリアし（計数値を０にし）、次いでステップ４で調整動作が発生しなかった回数をカウントする調整動作非検出カウンタＣθの計数値を１だけインクリメントする。
【００４２】
次いでステップ５においてカウンタＣθの計数値が規定カウント値ＦＣθ以上になったか否かを判定し、カウンタＣθの計数値が規定カウント値ＦＣθに達していない場合には、以後何もしないでこのタスクを終了する。ステップ５でカウンタＣθの計数値が規定カウント値ＦＣθ以上になったと判定されたときには、ステップ６に進んでカウンタＣθをクリアし、ステップ７で目標回転速度Ｎiを上昇補正値αだけ上昇させる。その後ステップ８で目標回転速度Ｎiが上限値よりも高くなったか否かを判定し、目標回転速度Ｎiが上限値よりも高くなっていない場合には、以後何もしないでこのタスクを終了する。ステップ８で目標回転速度Ｎiが上限値よりも高くなっていると判定された場合には、ステップ９に進んで目標回転速度Ｎiを上限値ＮULに等しくしてこのタスクを終了する。別のタスクにおいて構成されるアイドル運転時エンジン増速制御手段により、エンジンの回転速度を目標回転速度Ｎiまで上昇させる。
【００４３】
ステップ２において調整動作検出信号が発生したと判定されたときには、マイクロプロセッサのポートＰ2からリセット信号を出力してポートＰ1の電位をＨレベルに戻した後、ステップ１０に進んで調整動作非検出カウンタＣθの計数値をクリアし、ステップ１１において調整動作検出カウンタＣsの計数値を１だけインクリメントする。次いでステップ１２においてカウンタＣsの計数値が規定カウント値ＦＣs以上になったか否かを判定し、カウンタＣsの計数値が規定カウント値ＦＣs以上になっていない場合には、以後何もしないでこのタスクを終了する。ステップ１２においてカウンタＣsの計数値が規定カウント値ＦＣs以上になったと判定されたときには、ステップ１３に進んでカウンタの計数値をクリアし、ステップ１４で目標回転速度Ｎiを下降補正値βだけ下降させる。次いでステップ１５で目標回転速度Ｎiが下限値ＮLLよりも低いか否かを判定し、目標回転速度Ｎiが下限値ＮLLよりも低いときには以後何もしないでこのタスクを終了する。ステップ１５で目標回転速度Ｎiが下限値ＮLLよりも低いと判定されたときには、ステップ１６で回転速度Ｎiを下限値ＮLLに等しくしてこのタスクを終了する。ステップ１において現在はアイドル運転状態ではないと判定されたときには、ステップ１７に進んでカウンタＣs及びＣθをクリアしてこのタスクを終了する。
【００４４】
図３に示したアルゴリズムによる場合には、ステップ３ないし６と、ステップ１０ないし１３とにより、調整動作検出回路が調整動作検出信号を発生する頻度から発電機の出力の過不足を判定する発電機出力判定手段が構成される。またステップ７ないし９と、エンジンの回転速度を目標回転速度に一致させるように制御する図示しないタスクとにより、アイドル運転時エンジン増速制御手段が構成され、ステップ１４ないし１６と、エンジンの回転速度を目標回転速度に一致させるように制御する図示しないタスクとにより、アイドル運転時エンジン減速制御手段が構成される。
【００４５】
図１に示したバッテリ充電制御装置において、エンジンのアイドル運転時にバッテリに接続されている負荷が小さいときには、発電機の出力が不足していないため、調整動作が周期的に行われ、図２に示した時刻ｔ1よりも前の状態のように、調整動作が行われる毎にトランジスタＴＲ2のコレクタの電位Ｖcが低下して、調整動作が行われたことが周期的に検出される。この状態では、アイドリング回転速度が設定速度Ｎs1に保たれ、バッテリの両端の電圧ＶBが設定値ＶBsに保たれる。
【００４６】
時刻ｔ1においてバッテリに大きな負荷が接続されると、バッテリ３の電圧が低下していき、出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が低下していくため、トランジスタＴＲ1がオン状態にならなくなり、調整動作（発電機の出力を短絡する動作）が行われなくなる。そのため、トランジスタＴＲ2のコレクタの電位Ｖcはハイレベルの状態を保持し、エンジンコントローラには調整動作検出信号が与えられなくなる。特にスタータモータを駆動してエンジンを始動した直後にこのような状態が生じやすい。このとき、図３のタスクのステップ２において調整動作検出信号が発生しなかったと判定され、ステップ３ないし９が実行される。この状態が一定時間Ｔ1の間継続して、時刻ｔ2になると、ステップ５において調整動作検出出カウンタＣθのカウント値が設定値ＦＣθに達したと判定される（発電機の出力が不足していると判定される）。そのため、ステップ７においてエンジンの目標回転速度が上昇補正値αだけ上昇させられ、エンジンのアイドル回転速度がＮs3（＝Ｎs1＋α）まで上昇させられる。
【００４７】
上記のように、充電制御回路が調整動作を行ったときに調整動作検出信号を出力する調整動作検出回路２０１を設けて、調整動作検出信号が発生する頻度から発電機の出力が不足していると判定されたときに、エンジンのアイドリング回転速度を上昇させる制御を行うようにすると、エンジンのアイドル運転時に発電機の出力不足によりバッテリの充電が行われなくなって、バッテリ上がりの状態が生じるのを防ぐことができる。
【００４８】
上記のようにして、アイドル回転速度を上昇させると、発電機の出力と負荷とがほぼバランスし、エンジンの回転速度の僅かな変動や電気負荷の僅かな変動により調整動作が行われたり、行われなかったりする状態になる。この状態では、調整動作非検出カウンタＣθのカウント値が設定値ＦＣθに達したり、調整動作検出信号カウンタＣsのカウント値が設定値ＦＣsに達したりすることはないため、発電機の出力が不足していると判定されたり、発電機の出力が過剰であると判定されたりすることはない。このときアイドリング回転速度はＮs3に保たれる。
【００４９】
この状態で、発電機の出力が過剰になると、調整動作検出信号が、図３のタスクの実行間隔よりも短い間隔で周期的に発生する状態になり、図３のタスクが実行される毎にステップ２で調整動作検出信号が発生したと判定されるようになるため、やがて（図２の時刻ｔ4において）図３のステップ１２で調整動作検出信号が発生する回数が設定値ＦＣsに達したと判定され、ステップ１４でエンジンの目標回転速度が下降補正値βだけ減少させられる。このときアイドル運転時エンジン減速制御手段がエンジンの回転速度をＮs2（＝Ｎs3−β）まで低下させる。
【００５０】
上記のように、調整動作検出信号が発生する頻度から発電機の出力が過剰であると判定されたときにエンジンのアイドリング回転速度を低下させるようにすると、アイドリング回転速度が上昇させられた状態で、負荷が減少して発電機の出力が過剰になったときにエンジンの回転速度を低下させることができるため、エンジンがアイドル運転時に必要以上の回転速度で回転して燃費が悪くなったり、ＣＯ２の排出量が増加したりするのを防ぐことができる。
【００５１】
上記アイドル運転時エンジン増速制御手段は、発電機の出力が不足していると判定されたときにエンジンに供給する混合気の空燃比をエンジンの回転速度を上昇させる側に変化させるように燃料の供給量を制御する燃料供給量制御手段により構成することができる。燃料の供給量の制御は、例えば、燃料噴射装置からの燃料噴射量を調節することにより行うことができる。
【００５２】
上記アイドル運転時エンジン増速制御手段はまた、発電機の出力が不足していると判定されたときにエンジンへの混合気の供給量を増大させるように、混合気の供給量を調節する混合気供給量調節用バルブを制御するバルブ制御手段により構成することもできる。混合気供給量調節用バルブとしては、スロットルバルブや、スロットルバルブをバイパスする流路を流れる空気量を調節するＩＳＣバルブを用いることができる。
【００５３】
上記アイドル運転時エンジン増速制御手段はまた、発電機の出力が不足していると判定されたときにエンジンの回転速度を上昇させる側にエンジンの点火時期を調整する点火時期調整手段により構成することもできる。
また上記アイドル運転時エンジン減速制御手段は、発電機の出力が過剰であると判定されたときにエンジンに供給する混合気の空燃比をエンジンの回転速度を下降させる側に変化させるように燃料の供給量を制御する燃料供給量制御手段により構成することができる。
【００５４】
アイドル運転時エンジン減速制御手段はまた、発電機の出力が過剰であると判定されたときにエンジンへの混合気の供給量を減少させるように、該混合気の供給量を調節する混合気供給量調節用バルブを制御するバルブ制御手段により構成することもできる。
【００５５】
上記アイドル運転時エンジン減速制御手段はまた、発電機の出力が過剰であると判定されたときにエンジンの回転速度を下降させる側にエンジンの点火時期を調整する点火時期調整手段により構成することもできる。
【００５６】
上記の実施形態では、オン指令が与えられたときにオン状態になって入力端子間を短絡するように設けられた充電制御用スイッチ（サイリスタＴhxないしＴhz）と、１対の出力端子２ａ，２ｂ間の電圧が設定値を超えたときに充電制御用スイッチにオン指令を与え、出力端子間の電圧が設定値以下になったときに充電制御用スイッチへのオン指令の供給を停止する充電制御用スイッチ制御回路（トリガ信号供給用スイッチ２００Ｂ及びトリガ信号供給用スイッチ制御回路２００Ｃ）とにより充電制御回路２００を構成した。しかしながら、本発明は、充電制御回路２００を上記のように構成する場合に限定されるものではなく、オン指令が与えられたときにオン状態になってバッテリ充電用電圧の出力を許容し、オフ指令が与えられたときオフ状態になってバッテリ充電用電圧の出力を禁止するように設けられた充電制御用スイッチと、出力端子間の電圧が設定値以下であるときに充電制御用スイッチにオン指令を与え、出力端子間の電圧が設定値を超えたときに充電制御用スイッチにオフ指令を与える充電制御用スイッチ制御回路とにより充電制御回路を構成する場合にも本発明を適用することができる。
【００５７】
例えば、ダイオードとサイリスタ（充電制御用スイッチ）との混合ブリッジ回路により全波整流回路２００Ａを構成して、出力端子２ａ，２ｂ間の電圧（バッテリの両端の電圧）が設定値以下のときに該整流回路のサイリスタをオン状態にしてバッテリに充電電流を供給し、出力端子間の電圧が設定値を超えたときに該整流回路のサイリスタをオフ状態にしてバッテリの充電を停止させるように制御する充電制御回路が用いられる場合にも本発明を適用することができる。
【００５８】
上記のように、出力端子間の電圧が設定値を超えたときに充電制御用スイッチをオフ状態にすることにより電圧調整を行う充電制御回路を用いる場合、調整動作検出回路は、充電制御用スイッチをオフ状態にすることを指令するオフ指令と同期した信号を調整動作検出信号として出力するように構成する。
【００５９】
図１に示した実施形態では、充電制御用サイリスタＴhxないしＴhzをダイオードブリッジ全波整流回路２００Ａのブリッジの下辺を構成するダイオードＤxないしＤzに逆並列接続したが、充電制御用サイリスタは、ダイオードブリッジ全波整流回路２００Ａのブリッジの上辺を構成するダイオードＤuないしＤwのそれぞれに逆並列接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の構成を示した回路図である。
【図２】図１に示した実施形態において調整動作検出回路が出力する調整動作検出信号、エンジンの回転速度及びバッテリ電圧の時間的な変化の一例を示したタイムチャートである。
【図３】図１の実施形態でマイクロプロセッサに実行させるタスクのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図４】図１の実施形態で用いるエンジンコントローラ４の構成例を示した回路図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  磁石式交流発電機
２  バッテリ充電制御装置
２００  充電制御回路
２００Ａ  全波整流回路
２００Ｂ  トリガ信号供給用スイッチ
２００Ｃ  トリガ信号供給用スイッチ制御回路
３  バッテリ
４  エンジンコントローラ
【図１】
2005160129.tif 000003
【図２】
2005160129.tif 000004
【図３】
2005160129.tif 000005
【図４】
2005160129.tif 000006