(57)【要約】【課題】エンジンの始動後、バッテリ容量が略満充電となって確定するまでの間において、バッテリ容量を低下させることなく且つ車両の運転状態に応じた適切な出力電圧制御を行うことで、更なる燃費改善を図ることの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】バッテリ２と、発電機４と、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段７，８と、前記車両の運転状態に応じて前記発電機４の出力電圧を制御する電圧制御手段６と、前記バッテリ２の充放電電流を検出する電流検出手段３と、前記バッテリ２が略満充電であるか否かを判定する満充電判定手段Ｓ７とを備え、前記電圧制御手段６は、前記車両が減速状態のとき前記バッテリ２への充電が可能な目標電圧に制御し、前記車両が非減速状態のとき前記目標電圧よりも低く且つ前記バッテリ２が放電しないように前記発電機４の出力電圧を制御する第１モード制御手段を有する。【選択図】図２
2005348526.tif 000002
【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、エンジンにより駆動されて前記電気負荷及び前記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、前記車両の運転状態に応じて前記発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段とを備えた車両用発電機の電圧制御装置であって、
前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
前記バッテリの容量が略満充電であるか否かを判定する満充電判定手段とをさらに備え、
前記エンジンの始動後、前記満充電判定手段によって前記バッテリの容量が略満充電であると判定されるまでの間において、
前記電圧制御手段は、前記運転状態検出手段により前記車両の減速状態が検出された場合、前記発電機の出力電圧を、前記バッテリへの充電が可能な目標電圧に制御し、前記運転状態検出手段により前記車両の非減速状態が検出された場合、前記目標電圧よりも低く且つ前記電流検出手段により検出される電流値が前記バッテリの放電を示さないような目標電流値となるように、前記発電機の出力電圧を制御する第１モード制御手段を有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】
前記電圧制御手段は、前記運転状態検出手段により前記車両の減速状態が検出された場合、前記発電機の出力電圧を、前記バッテリへの充電が可能な目標電圧に制御し、前記運転状態検出手段により前記車両の非減速状態が検出された場合、前記バッテリが放電するように、前記発電機の出力電圧を制御する第２モード制御手段をさらに備え、
前記満充電判定手段により前記バッテリの容量が略満充電であると判定される前は、前記第１モード制御手段を実行し、前記バッテリの容量が略満充電であると判定された後は、前記第２モード制御手段を実行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】
前記電圧制御手段は、前記第２モード制御手段の実行による前記車両の減速状態と非減速状態とに応じた前記発電機の出力電圧の切替えを、前記バッテリの容量が略満充電よりも少ない所定の容量以下である場合に実行し、前記バッテリの容量が前記所定の容量以下でない場合には、前記バッテリが放電するように前記発電機の出力電圧を制御することを特徴とする請求項２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、車両用発電機の電圧制御装置に関し、より詳しくは、エンジンの始動後、バッテリの容量が略満充電であると確定するまでの間における発電機の出力電圧を、運転状態に応じて制御する電圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、エアコンやヘッドライト等の電気負荷に電力を供給するバッテリと、前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いる。この発電機の出力電圧を、車両の運転状態に応じて変化させることにより、バッテリ及び発電機のそれぞれが前記電気負荷に対して供給する電力の割合を変化させ、バッテリの充放電を制御することが従来より行われている。例えば、発電機の出力電圧を、エンジン加速時には下限値に設定して実質的に無発電状態となるようにし、エンジン減速時には上限値に設定して最大限の発電を行うようにすることによって、加速時におけるエンジンの負荷を低減する一方、減速時の余剰エネルギーを回収し、エンジン出力を有効利用しようとする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−０５９０９９号公報
【０００４】
しかしながら、上述のような技術は、バッテリの充電状況を把握した上で実行するのが望ましい。例えば、バッテリが放電気味である場合には、バッテリを充電回復させたいところであるが、上述のように加速時には発電機の出力電圧を下限値に設定すると、無発電状態となるため、バッテリの放電がさらに進んでますます残存容量の低下を引き起こしてしまう。このような状況が繰り返されると、バッテリ内部において不活性物質が発生し、バッテリの劣化を進行させてしまうことになる。
【０００５】
従って、バッテリに無理な負担をかけることなく適切に上述のような技術を用いて、エンジン出力を有効利用するためには、予めバッテリの充電状況を把握すると共に、できるだけ充電状況が良好なときに上述の制御を行うことが望ましい。そこで、このような観点から、先に本出願人は、特願２００２−３３４６１４号において、エンジンの始動後は、発電機の出力電圧を、バッテリの充電が行われるように設定し、バッテリ容量が略満充電（例えば、定格容量の９５％）となるまで回復させると共に、バッテリの受入電流からバッテリの容量が略満充電であることを検知してバッテリ容量を正確に検出する構成を出願している。
【０００６】
図５に、従来における車両用発電機の出力電圧制御を表すタイムチャートを示す。横軸の時間経過に対し、縦軸は各々、図５（１）では車速の変化を、図５（２）では発電機の出力電圧の切替えを、図５（３）ではバッテリ容量の変化を表している。図５からわかるように、エンジン始動後から、バッテリの容量が略満充電（この例では定格容量の９５％）となってバッテリ容量が確定するまでの間、つまりｔ０間は発電機の出力電圧をＨｉ（この例では１４．５V）に設定し、バッテリを充電させる。そして、バッテリ容量の確定後は、発電機の出力電圧をＬｏ（この例では１２V）に設定し、実質的に無発電状態（バッテリの放電状態）となるようにして発電によるエンジンの負荷を低減させる。その間、バッテリのみが電気負荷へ電力を供給しているため、バッテリ容量は減少していくが、車両が減速状態にある間（ｔ２間）は発電機の出力電圧が再びＨｉへと設定されてバッテリの充電が行われ、エンジン出力の余剰エネルギーを効果的に回収することができる。そして、車両が非減速状態、つまり加速状態・定速走行状態・アイドル状態（車速が０）のいずれかの状態にある間（ｔ１間）は、発電機の出力電圧が再度Ｌｏに設定される。以上のような発電機の出力電圧の切替えは、バッテリ容量が、バッテリに対して無理な負担とならず、且つ充電効率が良いとされる所定の容量範囲内（この例では８０％〜９０％の間）にある場合において、エンジンが停止するまで繰り返される。このとき、発電機の出力電圧の切替えは、バッテリの充電状況を把握した上で、充電状況が良好なときに行われるため、バッテリの劣化を進行させることなく、エンジン負荷の低減と余剰エネルギーの回収を適切に行うことができ、燃費を効果的に改善することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図５に示すような従来の電圧制御は、バッテリ容量が略満充電となって確定した後における効果的な電圧制御であり、エンジン始動後からバッテリ容量が確定するまでの間は、車両の運転状態に関係なく、常に発電機の出力電圧をＨｉに設定してバッテリの充電を行っているため、その間のエンジン負荷の低減と余剰エネルギーの回収を適切に行うことができず、エンジン出力の有効利用による燃費改善を図ることができないという問題があった。
【０００８】
ここで、この問題を解決する手段として、上述のような出力電圧の切替えを、バッテリ容量が略満充電となって確定する前においても適用することが考えられる。つまり、バッテリ容量が略満充電となる前において、車両が減速状態にある間は発電機の出力電圧をＨｉに設定してバッテリを充電させ、車両が非減速状態にある間は発電機の出力電圧をＬｏに設定して、バッテリを放電させるという電圧制御を行うようにする。しかしながら、バッテリ容量が略満充電となる前においては、バッテリ容量を確定することができずバッテリ容量が不明であるため、バッテリの残存容量を考慮することなく車両の運転状態に応じて発電機の出力電圧をＬｏに設定していたのでは、バッテリ容量の低下によるバッテリ上がりやバッテリの劣化を招く虞がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、エンジンの始動後、バッテリ容量が略満充電となって確定するまでの間において、バッテリ容量を低下させることなく、且つ車両の運転状態に応じた適切な出力電圧制御を行うことにより、バッテリ上がりやバッテリの劣化を招くことなくエンジン出力を有効利用して更なる燃費改善を図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である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の構成は、車両用電気負荷に電力を供給するバッテリと、エンジンにより駆動されて前記電気負荷及び前記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、前記車両の運転状態に応じて前記発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段とを備えた車両用発電機の電圧制御装置であって、前記バッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、前記バッテリの容量が略満充電であるか否かを判定する満充電判定手段とをさらに備え、前記エンジンの始動後、前記満充電判定手段によって前記バッテリの容量が略満充電であると判定されるまでの間において、前記電圧制御手段は、前記運転状態検出手段により前記車両の減速状態が検出された場合、前記発電機の出力電圧を、前記バッテリへの充電が可能な目標電圧に制御し、前記運転状態検出手段により前記車両の非減速状態が検出された場合、前記目標電圧よりも低く且つ前記電流検出手段により検出される電流値が前記バッテリの放電を示さないような目標電流値となるように、前記発電機の出力電圧を制御する第１モード制御手段を有することを特徴とするものである。
【００１１】
上記第１の構成によれば、エンジンの始動後、バッテリ容量が略満充電であると判定されるまでの間において、車両が減速状態にある場合には、発電機の出力電圧を、バッテリの充電が可能な目標電圧に制御することにより、エンジンの余剰エネルギーを回収してバッテリを充電することができ、エンジン出力を有効利用できる。そして、車両が非減速状態にある場合には、前記目標電圧よりも低く且つバッテリが放電しないように出力電圧を制御することによって、エンジンの負荷を低減することができるため、燃費の改善を図ることができる。しかも、バッテリは放電しないため、バッテリ容量が略満充電となる前に低下することはないので、エンジン始動時のバッテリ容量に関わらず、バッテリ上がりを確実に回避できると共にバッテリの劣化も抑制することができる。
【００１２】
本発明の第２の構成は、上記第１の構成において、前記電圧制御手段は、前記運転状態検出手段により前記車両の減速状態が検出された場合、前記発電機の出力電圧を、前記バッテリへの充電が可能な目標電圧に制御し、前記運転状態検出手段により前記車両の非減速状態が検出された場合、前記バッテリが放電するように、前記発電機の出力電圧を制御する第２モード制御手段をさらに備え、前記満充電判定手段により前記バッテリの容量が略満充電であると判定される前は、前記第１モード制御手段を実行し、前記バッテリの容量が略満充電であると判定された後は、前記第２モード制御手段を実行することを特徴とするものである。
【００１３】
上記第２の構成によれば、バッテリ容量が略満充電となった後においては、各時点におけるバッテリ容量が随時、充放電電流から容易に算出できるため、バッテリ上がりやバッテリの負担となるような容量の低下を引き起こさないよう発電機の出力電圧を制御しながらも、車両が減速状態にあるときには、バッテリが放電するように、出力電圧を大きく下げることができ、バッテリ容量が略満充電となる前と後とで出力電圧の切替高低差を拡大することができるため、エンジンに対する負荷を大きく低減することができるということになり、さらなる燃費改善を図ることができる。
【００１４】
本発明の第３の構成は、上記第２の構成において、前記電圧制御手段は、前記第２モード制御手段の実行による前記車両の減速状態と非減速状態とに応じた前記発電機の出力電圧の切替えを、前記バッテリの容量が略満充電よりも少ない所定の容量以下である場合に実行し、前記バッテリの容量が前記所定の容量以下でない場合には、前記バッテリが放電するように前記発電機の出力電圧を制御することを特徴とするものである。
【００１５】
上記第３の構成によれば、バッテリ容量が略満充電よりも少ない所定の容量以下である場合に発電機の出力電圧の切替えを実行する方が、車両減速状態のときにバッテリの充電を行う際の充電効率が良いため、その分、バッテリの容量回復を素早く行うことができるので、燃費をさらに改善することができる。
【発明の効果】
【００１６】
エンジンの始動後、バッテリ容量が略満充電となって確定するまでの間において、バッテリ容量を低下させることなく、且つ車両の運転状態に応じた適切な出力電圧制御を行うことにより、バッテリ上がりやバッテリの劣化を招くことなくエンジン出力を有効利用して更なる燃費改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について、図１〜図４に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用発電機の電圧制御装置１が設けられた車両の電気系統を示すブロック図である。この車両には、エアコン、ヘッドライト、デフォッガ等の車両用電気負荷５に電力を供給するバッテリ２と、前記車両用電気負荷５に電力を供給すると共にバッテリ２を充電する発電機４と、該発電機４の出力電圧を制御するコントロールユニット６（特許請求の範囲における電圧制御手段に相当）とが設けられている。ここで、バッテリ２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。
【００１９】
コントロールユニット６には、バッテリ２の充放電電流を検出する電流センサ３（特許請求の範囲における電流検出手段に相当）と、この車両の車速を検出する車速センサ７（特許請求の範囲における運転状態検出手段に相当）と、アクセルの踏み具合に応じて変化するスロットル開度を検出するスロットル開度センサ８（特許請求の範囲における運転状態検出手段に相当）と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ９とが接続されている。また、コントロールユニット６は、発電機４に接続されており、各センサからの信号に応じて発電機４の出力電圧を制御するようになっている。
【００２０】
その場合に、このコントロールユニット６は、まず、エンジン回転センサ９の信号に基づいてエンジンの始動を検出し、その後、電流センサ３からの信号に基づき、満充電判定手段によってバッテリ２の容量が略満充電であるか否かの判定を行う。ここで、本実施例における満充電判定手段は、コントロールユニット６が行う制御フローの中の一つのステップＳ７として構成されており、後述する制御フローの説明にて詳述する。この満充電判定手段により、バッテリ２が略満充電であると判定されるまでの間において、車速センサ７とスロットル開度センサ８とからの信号に基づき、この車両の減速状態を検出した場合には、発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充電が可能な目標電圧に制御し、そして、前記車速センサ７とスロットル開度センサ８とからの信号に基づき、この車両の非減速状態を検出した場合には、バッテリ２が放電するように、発電機４の出力電圧を制御するよう構成されている（特許請求の範囲における第１モード制御手段に相当）。
【００２１】
そして、バッテリ２の容量が略満充電であると判定された後においては、コントロールユニット６は、車速センサ７とスロットル開度センサ８とからの信号に基づき、この車両が減速状態であるか否かを検出して、これにより、この車両が減速状態であることを検出した場合には、発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充電が可能な目標電圧に制御する。そして、前記車速センサ７とスロットル開度センサ８とからの信号に基づき、この車両が減速状態でない、つまり非減速状態であることを検出した場合には、バッテリ２が放電するように、発電機４の出力電圧を制御するよう構成されている（特許請求の範囲における第２モード制御手段に相当）。
【００２２】
また、バッテリ２の容量が略満充電であると判定された後における、コントロールユニット６による発電機４の出力電圧の切替え、即ち第２モード制御手段の実行は、電流センサ３により検出されるバッテリ２の充放電電流に基づいて、各時点におけるバッテリ２の容量を随時算出しながら、このバッテリ２の容量が、略満充電よりも少ない所定の容量以下である場合において実行されるよう構成されており、バッテリ２の容量が所定の容量以下でない場合には、バッテリ２が放電するようにコントロールユニット６によって出力電圧が制御される。
【００２３】
以上の制御について、図２及び図３に示す制御フローを用いてより詳細に説明する。まず、図２の制御フローに基づき、バッテリ２の容量が略満充電であると判定されるまでの制御、つまり第１モード制御手段について説明する。ステップＳ１では、車速センサ７及びスロットル開度センサ８、エンジン回転センサ９の各センサより、車速Ｓ及びスロットル開度θ、エンジン回転数Ｎｅをそれぞれ検出する。そして、ステップＳ２において、ステップＳ１で検出されたエンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジンの始動完了判定を行う。ここで、エンジンの始動が完了したか否かの判定は、エンジン回転数Ｎｅが所定値以上（例えば、５００ｒｐｍ以上）に達したか否かをもって行われる。
【００２４】
ステップＳ２においてエンジンの始動が完了していないと判定された場合は、ステップＳ１に戻り、エンジンの始動が完了したと判定されるまでエンジンの始動完了判定を繰り返す。一方、ステップＳ２においてエンジンの始動が完了したと判定された場合は、ステップＳ３に進み、電流センサ３によってバッテリ２の充放電電流Ｃが検出される。そして、ステップＳ４に進み、ステップＳ１で検出された車速Ｓ及びスロットル開度θに基づいて、この車両が減速状態にあるか否かの減速判定を行う。ここで、減速判定とは、車速Ｓ≠０で且つスロットル開度θ＝０である場合に、車両が減速状態にあると判定するものとする。
【００２５】
ステップＳ４において車両が減速状態でないと判定された場合には、車両が非減速状態にある場合であり、ステップＳ５に進んで、発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充電が可能な目標電圧（例えば、１４．５Ｖ）よりも低く、且つバッテリ２の充放電電流Ｃが放電を示さないような出力電圧、つまり、バッテリ２への充電電流が最低ゼロ以上となる目標電流値を予め定めておき、充放電電流Ｃがその値となるような出力電圧に制御する。これにより、バッテリ２の容量を低下させることなく、発電機４の出力電圧をできるだけ下げることができ、エンジンの負荷を低減することができる。そして、その後はステップＳ１へ戻ってステップＳ１以後の処理を繰り返す。一方、ステップＳ４において車両が減速状態であると判定された場合には、ステップＳ６に進んで、発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充電が可能な目標電圧（例えば、１４．５Ｖ）となるように制御する。これにより、車両減速時のエンジンの余剰エネルギーを効率的に回収することができる。そして、その後はステップＳ７に進んで、バッテリ２の容量が略満充電であるか否かの満充電判定を行う（特許請求の範囲における満充電判定手段に相当）。ここで、満充電判定とは、バッテリ２の充放電電流Ｃが充電電流を示していて且つ所定の電流値以下になった場合に、バッテリ２は略満充電であると判定するものとする。
【００２６】
ステップＳ７の満充電判定において、バッテリ２の充放電電流Ｃが充電電流を示していて且つ所定の電流値以下でない場合には、まだバッテリ２の容量は略満充電となっておらず、容量を確定できていないため、ステップＳ１に戻ってステップＳ１以後の処理を繰り返す。一方、ステップＳ７において、充放電電流Ｃが充電電流を示していて且つ所定の電流値以下である場合にはステップＳ８に進み、バッテリ２は略満充電であるとしてバッテリ容量を確定する（例えば、定格容量の９５％であると確定する）。その後は、図３に示す、バッテリ容量確定後（略満充電後）の制御フローへと移行し、第２モード制御手段の実行へ移る。
【００２７】
次に、図３の制御フローに基づいて、バッテリ２の容量が略満充電と確定した後の制御、つまり第２モード制御手段について説明する。ステップＳ１１において、車速センサ７及びスロットル開度センサ８の両センサより、車速Ｓ及びスロットル開度θをそれぞれ検出する。そして、ステップＳ１２において、電流センサ３よりバッテリ２の充放電電流Ｃを検出する。ステップＳ１３では、ステップＳ１２で検出された充放電電流Ｃに基づき、バッテリ２の略満充電容量（例えば、定格容量の９５％）を初期値として現在のバッテリ容量を算出する。そして、ステップＳ１４にて、その算出されたバッテリ容量が所定値α（例えば、９０％）以下であるか否かを判定する。ここで、バッテリ容量が所定値α以下でない場合には、これ以上の充電は充電効率が悪くなるため、バッテリ２を放電させるようにする。つまり、ステップＳ１７において、発電機４が実質的に無発電状態となるような出力電圧（例えば、１２Ｖ）に制御することにより、発電機４の発電によるエンジンへの負荷を低減することができる。そして、その後はステップＳ１１へ戻って、ステップＳ１１以後の処理を繰り返す。
【００２８】
ステップＳ１４で、バッテリ容量が所定値α以下である場合には、ステップＳ１５に進んで、バッテリ容量が所定値β（例えば、８０％）以上であるか否かを判定する。ここで、バッテリ容量が所定値β以上でない場合には、バッテリ容量が低下気味であり、バッテリ２の負担を軽減するべく早急に充電する必要があるため、ステップＳ１６に進んで、発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充電が可能な目標電圧（例えば、１４．５Ｖ）に制御する。なお、本実施例では、第１モード制御手段及び第２モード制御手段の両制御において、バッテリ２への充電が可能な目標電圧として、同じ電圧値１４．５Vを設定しているが、各制御手段によってそれぞれ異なる電圧値であってもよいし、バッテリ２の充電が可能である範囲において、随時設定変更するように構成してもよい。そして、その後はステップＳ１１へ戻って、ステップＳ１１以後の処理を繰り返す。ステップＳ１５において、バッテリ容量が所定値β以上である場合には、バッテリ容量が、略満充電（９５％）よりも少ない所定の容量（９０％）以下で、しかもバッテリ２の負担とならない所定の容量（８０％）以上である所定の容量範囲内にある場合であり、ステップＳ１８に進んでステップＳ４と同様の減速判定を行う。
【００２９】
ステップＳ１８において、車両が減速状態であると判定された場合には、ステップＳ１６に進んで、発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充電が可能な目標電圧（例えば、１４．５Ｖ）に制御する。これにより、車両減速時のエンジンの余剰エネルギーを効率的に回収することができる。そして、その後はステップＳ１１に戻ってステップＳ１１以後の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１８において、車両が減速状態でない、即ち非減速状態であると判定された場合には、ステップＳ１７に進む。そして、バッテリ２が放電するように、出力電圧を例えば１２Ｖまで下げることにより、発電機４は実質的に無発電状態となって、発電によるエンジンへの負荷を低減することができる。そして、その後はステップＳ１１に戻ってステップＳ１１以後の処理を繰り返す。
【００３０】
次に、図４に示すタイムチャートを用いて本電圧制御装置１の作用について説明する。図５の従来における電圧制御のタイムチャートと同様に、横軸は時間経過を、縦軸は各々、図４（１）では車速の変化を、図４（２）では発電機４の出力電圧の切替えを、図４（３）ではバッテリ２の容量の変化を表している。なお、従来例との比較のために、図４（１）と図５（１）とは同じタイムチャートにしてある。
【００３１】
図４（２）、（３）と図５（２）、（３）のそれぞれの比較から明らかなように、エンジンの始動後、バッテリ２の容量が略満充電（９５％）であると確定するまでの間、つまりＴ０間において、その違いが顕著である。従来では、バッテリ容量が確定するまでの間（ｔ０間）の発電機の出力電圧はＨｉ（１４．５Ｖ）一定に制御されていたが、本発明では、バッテリ容量が確定するまでの間（Ｔ０間）において発電機４の出力電圧の切替えを行う第１モード制御手段を有している。さらに詳しくは、Ｔ０間のうち、車両が減速状態にある間（Ｔ４間）は、エンジンの余剰エネルギーを回収するため発電機４の出力電圧をＨｉ（１４．５Ｖ）に設定してバッテリ２の充電を行い、車両が非減速状態、即ち加速状態・定速走行状態・アイドル状態（車速が０）のいずれかの状態にある間（Ｔ３間）は、出力電圧をＨｉよりも低くして発電機４の発電によるエンジンへの負荷を低減すると共に、バッテリ２の容量が低下しないよう、電流センサ３がバッテリ２の放電を示さないような出力電圧に設定する。このときの出力電圧は、図４（３）からわかるように、バッテリ２の充放電電流Ｃが目標電流値のゼロとなるように発電機４の出力電圧を制御している。
【００３２】
これにより、バッテリ２の容量が略満充電であると判定されるまでの間において、車両が減速状態にあるとき、余剰エネルギーを回収してバッテリ２の充電を行うことができ、エンジン出力を有効利用できるだけでなく、車両が非減速状態にあるときは、発電によるエンジンへの負荷を低減することができるため、燃費の改善を図ることができる。しかも、バッテリ２の充放電電流Ｃに基づいてバッテリ２が放電しないように発電機４の出力電圧を制御しているため、バッテリ容量が略満充電となる前にバッテリ容量が低下することはないので、エンジン始動時のバッテリ容量に関わらず、バッテリ上がりを確実に回避できると共にバッテリ容量の低下によるバッテリの劣化も抑制することができる。
【００３３】
バッテリ２が略満充電となって容量が確定した後は、第１モード制御手段に替わって第２モード制御手段が実行される。すなわち、車両が減速状態にある間（Ｔ２間）は、発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充電が可能な目標電圧Ｈｉ（１４．５Ｖ）に設定し、車両が非減速状態にある間（Ｔ１間）は、バッテリ２が放電するように出力電圧をＬｏ（１２Ｖ）に設定する。これにより、バッテリ容量が略満充電となった後においては、各時点におけるバッテリ容量が随時、充放電電流Ｃから容易に算出できるため、バッテリ容量が低下しないよう発電機４の出力電圧を制御しながらも、車両が非減速状態にあるときには出力電圧を大きく下げることができる。これにより、バッテリ容量が略満充電となる前後において、出力電圧の切替高低差を拡大することができるため、エンジンに対する負荷を大きく低減することができ、さらなる燃費改善を図ることができる。
【００３４】
さらに、上述の第２モード制御手段の実行による、車両の減速状態と、非減速状態とに応じた発電機４の出力電圧の切替えは、バッテリ容量が略満充電（９５％）よりも少ない所定の容量以下、つまりバッテリの充電効率が良い所定の容量以下（９０％以下）である場合で、且つ、バッテリ２の負担とならない所定の容量以上（８０％以上）である場合に実行されるため、バッテリ容量を素早く回復させることができて燃費をさらに改善できると共に、バッテリ２の劣化を抑制することができる。
【００３５】
なお、本実施例においては、バッテリ容量確定までの車両の非減速状態における発電機４の出力電圧を、バッテリ２への充放電電流Ｃが目標電流値であるゼロとなるように制御しているが、バッテリ２への充電が若干行われるような出力電圧に制御することも可能である。この場合は、より早くバッテリ２を略満充電にして容量を確定することができる。さらには、車両の加速状態等運転状態に応じて、バッテリ容量が低下しない範囲に限り、随時目標電流値を変化させて、充放電電流Ｃがその値となるよう出力電圧を随時制御するように構成することも考えられる。
【００３６】
また、本実施例においては、車両の減速状態と、非減速状態とに応じて発電機４の出力電圧の切替えを行っているが、これに限定されるものではなく、非減速状態を運転状態に応じて複数の領域に分け、減速状態と非減速状態の一部の領域とに応じて、出力電圧の切替制御を行ってもよい。例えば、車両の減速状態と加速状態とに応じて切替制御を行うことが考えられる。つまり、バッテリ２の容量が確定するまでの間において、車両が減速状態にあるときは、バッテリ２への充電が可能な目標電圧に制御し、車両が加速状態にあるときは、前記目標電圧よりも低く且つバッテリ２が放電を示さないような出力電圧に制御する。これにより、バッテリ容量を低下させることなく、車両減速時の余剰エネルギーを回収できると供に、車両加速時のエンジン負荷を低減することができ、より効果的に燃費の改善を図ることができる。
【００３７】
あるいは、車両の運転状態に応じて領域をさらに細分化し、例えば、バッテリ２の容量が確定するまでの間において、車両の減速状態、定速走行状態、定速走行状態からの加速状態においては、バッテリ２への充電が可能な目標電圧に制御し、アイドル状態、アイドル状態からの加速状態においては、バッテリ２の容量が低下しない（つまり、バッテリ２への充電電流が最低ゼロ以上となる）ように出力電圧を制御してもよい。この場合、車両の加速状態を、定速走行からの加速と、アイドル状態からの加速とで分別し、エンジンの負荷が比較的小さいと思われる前者の方では、バッテリ２への充電を優先させることにより、エンジンの始動後、より早くバッテリ２を略満充電にして容量を確定することができる一方、エンジンの負荷が比較的大きいと思われる後者の方では、バッテリ容量が低下しないように出力電圧を制御することにより、バッテリ上がりやバッテリの劣化を抑制することができる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用発電機の電圧制御装置が設けられた車両の電気系統を説明するブロック図である。
【図２】同制御装置による車両用発電機の出力電圧制御において、バッテリ容量が略満充電であると確定する前の制御を示すフローチャートである。
【図３】同制御装置による車両用発電機の出力電圧制御において、バッテリ容量が略満充電であると確定した後の制御を示すフローチャートである。
【図４】同制御装置による車両用発電機の出力電圧制御を示すタイムチャートである。
【図５】従来における車両用発電機の出力電圧制御を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１…車両用発電機の電圧制御装置、２…バッテリ、３…電流センサ（電流検出手段）、４…発電機、５…電気負荷、６…コントロールユニット（電圧制御手段）、７…車速センサ（運転状態検出手段）、８…スロットル開度センサ（運転状態検出手段）、９…エンジン回転センサ
【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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