(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動用の内燃機関で駆動される発電機および車載バッテリからなる車両電源系と、前記車両電源系から電力を供給される電装負荷と、を備えた車両電気系システムを制御する装置であって、
前記車両電源系と前記電装負荷との間に接続されて前記車両電源系から前記電装負荷へ供給する電圧を変換する電圧変換装置と、
少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて前記発電機の発電状態および前記電圧変換装置の電圧変換動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて、前記発電機の発電電圧が前記車載バッテリの充電に適した電圧になるように前記発電機を制御し、かつ、前記電圧変換装置の出力電圧が前記電装負荷の動作に適した電圧になるように前記電圧変換装置を制御し、
前記電圧変換装置は、昇圧動作と降圧動作の２種類の機能を有しており、それぞれの作動条件として、
前記昇圧動作は、前記制御装置が前記発電機を発電停止させて前記車載バッテリから電力を電装負荷に供給するように制御する場合に作動し、
前記降圧動作は、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の値に制御する場合に作動する、ことを特徴とする車両電気系システム制御装置。
【請求項２】
前記電圧変換装置は、昇圧動作と降圧動作の２種類の機能を有しており、それぞれの作動条件として、
前記昇圧動作は、前記車載バッテリの充電状態が予め定めた第１の所定値以上であるか、または前記第１の所定値未満であって前記第１の所定値よりも小さい第２の所定値以上であり、かつ前回の演算時にも発電機を発電停止に制御していた場合であって、前記制御装置が前記発電機を発電停止させて前記車載バッテリから電力を電装負荷に供給するように制御する場合に作動し、
前記降圧動作は、前記車載バッテリの充電状態が前記第１の所定値より小さい第２の所定値未満か、または前記第１の所定値未満であって前記第２の所定値以上であり、かつ前回の演算時にも発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の電圧に制御していた場合であって、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の値とするように制御する場合に作動する、ことを特徴とする請求項１に記載の車両電気系システム制御装置。
【請求項３】
車両駆動用の内燃機関で駆動される発電機および車載バッテリからなる車両電源系と、前記車両電源系から電力を供給される電装負荷と、を備えた車両電気系システムを制御する装置であって、
前記車両電源系と前記電装負荷との間に接続されて前記車両電源系から前記電装負荷へ供給する電圧を変換する電圧変換装置と、
少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて前記発電機の発電状態および前記電圧変換装置の電圧変換動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて、前記発電機の発電電圧が前記車載バッテリの充電に適した電圧になるように前記発電機を制御し、かつ、前記電圧変換装置の出力電圧が前記電装負荷の動作に適した電圧になるように前記電圧変換装置を制御し、
前記電圧変換装置は、昇圧動作、降圧動作、電圧変換しないバイパス動作の３種類の機能を有しており、それぞれの作動条件として、
前記昇圧動作は、前記制御装置が前記発電機を発電停止させて前記車載バッテリから電力を電装負荷に供給するように制御する場合に作動し、
前記バイパス動作は、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した電圧とするように制御する場合に作動し、
前記降圧動作は、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の値とするように制御する場合に作動する、ことを特徴とする車両電気系システム制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記車両の減速状態を検出する手段を備え、
前記電圧変換装置は、昇圧動作、降圧動作、電圧変換しないバイパス動作の３種類の機能を有しており、それぞれの作動条件として、
前記昇圧動作は、前記車載バッテリの充電状態が第３の所定値より大の場合であって、前記制御装置が前記発電機を発電停止させて前記車載バッテリから電力を前記電装負荷に供給するように制御する場合に作動し、
前記バイパス動作は、前記車載バッテリの充電状態が前記第３の所定値以下であり、かつ、前記第３の所定値よりも小さい第４の所定値より大の場合であって、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した電圧とするように制御する場合に作動し、
前記降圧動作は、前記制御装置が前記減速状態を検出し、かつ、前記車載バッテリの充電状態が前記第４の所定値以下であって、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の値とするように制御する場合に作動する、ことを特徴とする請求項３に記載の車両電気系システム制御装置。
【請求項５】
前記電圧変換装置は、前記車両電源系から供給される電力を電圧変換せずに前記電装負荷に供給するバイパス回路を有し、前記バイパス動作を行う場合には前記バイパス回路を介して電圧変換せずに電力供給を行うことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両電気系システム制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記降圧動作を行わせる場合には、前記発電機の発電電圧を前記車載バッテリの短時間急速充電に適した電圧に設定することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の車両電気系システム制御装置。
【請求項７】
車両駆動用の内燃機関で駆動される発電機および車載バッテリからなる車両電源系と、前記車両電源系から電力を供給される電装負荷と、を備えた車両電気系システムを制御する装置であって、
前記車両電源系と前記電装負荷との間に接続されて前記車両電源系から前記電装負荷へ供給する電圧を変換する電圧変換装置と、
少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて前記発電機の発電状態および前記電圧変換装置の電圧変換動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて、前記発電機の発電電圧が前記車載バッテリの充電に適した電圧になるように前記発電機を制御し、かつ、前記電圧変換装置の出力電圧が前記電装負荷の動作に適した電圧になるように前記電圧変換装置を制御し、
前記電圧変換装置は、電圧変換する動作及び電圧変換しないパイパス動作の機能を有しており、
前記パイパス動作は、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した電圧とするように制御する場合に作動する
ことを特徴とする車両電気系システム制御装置。
【請求項８】
車両駆動用の内燃機関で駆動される発電機および車載バッテリからなる車両電源系と、前記車両電源系から電力を供給される電装負荷と、を備えた車両電気系システムを制御する方法であって、
前記車両電源系と前記電装負荷との間に接続された電圧変換装置により、前記車両電源系から前記電装負荷へ供給する電圧を変換する電圧変換ステップと、
少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて前記発電機の発電状態および前記電圧変換装置の電圧変換動作を制御する制御ステップとを含み、
前記制御ステップは、
少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて、前記発電機の発電電圧が前記車載バッテリの充電に適した電圧になるように前記発電機を制御し、かつ、前記電圧変換装置の出力電圧が前記電装負荷の動作に適した電圧になるように前記電圧変換装置を制御し、
前記電圧変換ステップは、
昇圧動作と降圧動作の２種類の機能を有した前記電圧変換装置の作動条件として、
前記昇圧動作では、前記制御装置が前記発電機を発電停止させて前記車載バッテリから電力を電装負荷に供給するように制御する場合に前記電圧変換装置を作動し、
前記降圧動作では、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の値に制御する場合に前記電圧変換装置を作動する
ことを特徴とする車両電気系システム制御方法。
【請求項９】
車両駆動用の内燃機関で駆動される発電機および車載バッテリからなる車両電源系と、前記車両電源系から電力を供給される電装負荷と、を備えた車両電気系システムを制御する方法であって、
前記車両電源系と前記電装負荷との間に接続された電圧変換装置により、前記車両電源系から前記電装負荷へ供給する電圧を変換する電圧変換ステップと、
少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて前記発電機の発電状態および前記電圧変換装置の電圧変換動作を制御する制御ステップとを含み、
前記制御ステップは、
少なくとも前記車載バッテリの充電状態に応じて、前記発電機の発電電圧が前記車載バッテリの充電に適した電圧になるように前記発電機を制御し、かつ、前記電圧変換装置の出力電圧が前記電装負荷の動作に適した電圧になるように前記電圧変換装置を制御し、
前記電圧変換ステップは、
昇圧動作、降圧動作、電圧変換しないバイパス動作の３種類の機能を有した前記電圧変換装置の作動条件として、
前記昇圧動作では、前記制御装置が前記発電機を発電停止させて前記車載バッテリから電力を電装負荷に供給するように制御する場合に前記電圧変換装置を作動し、
前記バイパス動作では、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した電圧とするように制御する場合に前記電圧変換装置を作動し、
前記降圧動作は、前記制御装置が前記発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の値に制御する場合に前記電圧変換装置を作動する
ことを特徴とする車両電気系システム制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両電気系システム、つまり発電機および車載バッテリからなる車両電源系と前記車両電源系から電力を供給される電装負荷とを備えた車両電気系システムにおける制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示されている従来技術では、車両の燃費を向上させるため、車両始動用のバッテリと車両走行状態を逐次監視しながら、バッテリが必要充分な充電状態になるように発電を制御し、かつ車両走行時には発電機の発電電圧を小さくすることで、発電に要する内燃機関のトルクを低減して燃費の向上を図る技術が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２４９９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記の従来技術では、発電機の発電電圧をバッテリの充電状態や車両走行状態に応じて逐次制御するので、車両電源系に電圧変動が発生する。そのため例えば夜間走行時に必要なヘッドランプ等に照度変化（チラつき）が発生し、ランプそのものの寿命低下や運転者が夜間走行時に煩わしく感じられる等の問題があり、その問題を解決するために、電装負荷に対して悪影響を与えないように電圧変化率が小さくなるように制御すると燃費向上効果が低下するという問題が生じる。  
本発明は上記の問題を解決するものであり、電装負荷に悪影響を与えることなく燃費の向上を図ることが可能な車両電気系システム制御装置および制御方法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】
【０００４】
上記の目的を達成するため、本発明においては、車両電源系と電装負荷との間に接続されて車両電源系から電装負荷へ供給する電圧を変換する電圧変換装置と、少なくとも車載バッテリの充電状態に応じて発電機の発電状態および電圧変換装置の電圧変換動作を制御する制御装置と、を設け、車両電源系内における発電機から車載バッテリへの供給電圧と車両電源系から電装負荷への供給電圧とを各々独立に制御できるようにしている。
【発明の効果】
【０００５】
従来技術では電装負荷に悪影響を与えない範囲で発電機の電圧制御を実施する必要があるのに対し、本発明では電圧変換装置を車両電源系と電装負荷との間に接続したので、発電機の発電電圧は車載バッテリの充電に適した電圧になるように制御し、かつ、電圧変換装置の出力電圧は電装負荷の動作に適した電圧になるように、各々独立に制御することが出来る。そのため電装負荷に供給する電圧は、常に電装負荷の動作に適した電圧にすることが出来、しかも車両加速時等は発電機の発電電圧を即座に小さく設定することができるので、発電機の駆動トルク低減による燃費改善効果を従来よりも大きくすることが可能となる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例のブロック図であり、車両駆動用のエンジン１０（内燃機関）で駆動される発電機１および車載のバッテリ５からなる車両電源系と、前記車両電源系から電力を供給される電装負荷８（ヘッドライト等の各種ランプやナビゲーション装置等の車載電装品）と、を備えた車両電気系システムを示している。また、図１のシステムでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４（電圧変換装置）と全体を制御する制御装置３を備えている。なお、実線は電力線系統、破線は制御線系統を示している。
【０００７】
図１において、発電機１はエンジン１０からベルトまたはギアで駆動され、発電機１の発電電圧を制御する電圧レギュレータ２を有している。この電圧レギュレータ２は発電機１の界磁電流を制御して発電電圧制御を実施するものであり、発電電圧を制御することでエンジン１０が発生する発電機駆動用の駆動トルクを制御することができる。また、速度センサ７は車両速度を検出するセンサである。なお、エンジンの回転速度からも車両速度を推定することが出来るので、速度センサ７はエンジン１０の回転速度を検出するセンサでもよい。
【０００８】
発電機１で発電した電力でバッテリ５を充電し、電流センサ６でバッテリ５に充電される電流を検出する。また、車両の減速時には、発電機１は車両から駆動されて回生発電を行ない、それによってバッテリ５を回生充電することが出来る。バッテリ５は電装負荷８に電力を供給する場合には放電することになるので、電流センサ６は充放電電流の両方を計測する。例えば、充電電流を正、放電電流を負で表す。この充放電電流を制御装置３で逐次積算することにより、バッテリ５の充電状態（充電率や充電容量とも云う）を計測することが出来る。充電状態（充電率：ＳＯＣ）は満充電状態を１００％とした百分率で示される。
【０００９】
電装負荷８は、発電機１で発電した電力またはバッテリ５の電力を電源として動作するが、それらの電力はＤＣ／ＤＣコンバータ４で電圧変換されて電装負荷８に供給される。電圧センサ９は電装負荷８に印加される電圧を検出する。  
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、昇圧動作、降圧動作、電圧を変換しないバイパス動作の何れかを作動状態として選択することが可能であり、それら切り替え制御は制御装置３が行う。制御装置３は、例えばＣＰＵやメモリ等からなるコンピュータで構成される。
【００１０】
図２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の構成を示すブロック図である。なお、実線は電力線系統、破線は制御線系統を示している。  
図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、入力端子ＩＮに入力した電圧を変換しないでそのまま出力端子ＯＵＴに出力するバイパス部１２と、昇圧して出力する昇圧コンバータ１３と、降圧して出力する降圧コンバータ１４と、それらを選択して接続するスイッチングボックス１１から構成されており、スイッチングボックス１１は制御装置３からの指令に応じて、昇圧、降圧、バイパスの何れかを選択する。また制御装置３は、昇圧コンバータ１３と降圧コンバータ１４の昇圧動作、降圧動作も制御する。
【００１１】
図３は、制御装置３がＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇圧、降圧、バイパスの各機能を選択する制御ロジックを示すフローチャートである。この演算フローは所定時間（例えば１０〜１００ｍｓ程度）毎に繰り返し行われる。
【００１２】
まず、図３のステップＳ１１で車両のエンジンが動作しているかどうかを判断する。エンジンが動作している場合（ＹＥＳ）には、車両速度の減速状態を判定するステップＳ１２へ行き、車両の単位時間当たりの速度変化が「−ｖ」ｋｍ／ｈ以上になり、且つその状態が「ｎ１」秒以上継続した場合は減速と判断する。上記の「ｖ」や「ｎ１」は実験等によって最適値を予め選択する。なお、車両の減速状態ではなく、エンジン１０の減速状態を検出してもよい。
【００１３】
ステップＳ１２で減速と判定された場合（Ｓ１２＝ＹＥＳ）には、ステップＳ１３へ行き、電流センサ６の検出値から制御装置３で逐次演算されているバッテリ５の充電状態（充電率）が、所定の閾値「ｎ２」％以下か否かを判定する。この「ｎ２」％はＤＣ／ＤＣコンバータを降圧動作させるどうかを判断する値である。つまりバッテリ５の充電率が「ｎ２」％以下の場合（Ｓ１３＝ＹＥＳ）には、ステップＳ１９で、発電機１の発電電圧を大きな値「ｈ１」Ｖにしてバッテリ５を十分充電することが望ましいが、その場合には電装負荷８に過大な電圧が印加されないように、ステップＳ２０で、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を降圧動作させる。すなわち車両減速時（Ｓ１２＝ＹＥＳ）で燃料消費のない回生充電が可能な状態においては、発電機１の発電電圧をバッテリ５の急速な充電に適した高い電圧に設定して充電を行い、短時間でバッテリ充電率を上昇させることができる。この際、上記のようにＤＣ／ＤＣコンバータ４を降圧動作（例えば電装負荷の適正電圧：定格電圧に降圧させる）させることにより、電装負荷８に過大な電圧が印加されないように制御する。発電機１の発電電圧を制御するには、制御装置３からの指令により電圧レギュレータ２で発電機１の界磁電流を調節することによって行う。  
なお、車両の減速時は発電機１が車両から駆動される回生発電状態になるので、上記のように発電電圧を大きな値「ｈ１」Ｖにして発電しても発電機を駆動するための燃料消費は発生しない。
【００１４】
ステップＳ１２で減速でない場合（Ｓ１２＝ＮＯ）には、ステップＳ１４に行き、バッテリ充電状態を閾値「ｎ３」％と比較して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を昇圧動作するかバイパス動作するかの何れかを判断する。つまり、ステップＳ１４で、バッテリ充電状態が閾値「ｎ３」％より大（Ｓ１４＝ＮＯ）の場合には、バッテリが十分に充電されているので、ステップＳ１５で、発電機電圧を「ｈ３」Ｖ（低い値）に設定する。例えば、電圧レギュレータ３の制御で発電機１の界磁電流を０にし、発電を停止させる。そしてこの場合にはステップＳ１６で、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を昇圧動作とし、バッテリ５の電力で電装負荷８を駆動する。  
発電機１が発電を停止するということは、発電機１の界磁電流が流れないことになるので、発電に要するエンジン１０の駆動トルクを発生させないことが可能になり、燃料消費量を節約することが出来る。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を昇圧動作（例えば電装負荷の適正電圧：定格電圧まで昇圧する）とすることで、電装負荷８に供給する電圧を適正電圧に保つことが出来るので、電装負荷８に印加される電圧が変動して電装負荷８に悪影響を及ぼすこともなくなる。
【００１５】
ステップＳ１４においてバッテリ５の充電状態が「ｎ３」％以下の場合（Ｓ１４＝ＹＥＳ）には、ステップＳ１７で、発電機１の発電電圧を中間の値「ｈ２」Ｖ（例えば、「ｈ２」Ｖ＝電装負荷の適正電圧：定格電圧）とし、ステップＳ１８で、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に対して、電圧変換を実施しないバイパス動作をするように制御する。上記のように、発電機の発電電圧を電装負荷８の適正電圧にすれば、発電電圧をそのまま電装負荷８に供給することが出来るので、ＤＣ／ＤＣコンバータ４をバイパス動作させることが出来る。このようなＤＣ／ＤＣコンバータ４の電圧変換をしないバイパス動作は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の変換ロスをなくすことを目的としているので、発電機としての高効率発電領域を活用するために設定した動作モードでも適用可能であり、エンジン回転数に応じて発電機１の発電効率の良い領域で作動させることも可能である。
【００１６】
上記のように、発電電圧の制御は、例えば「ｈ１」Ｖはバッテリの短時間急速充電に適した高い電圧（回生発電）、「ｈ２」Ｖは電装負荷の適正電圧、「ｈ３」Ｖは０（発電停止）であり、「ｈ１」Ｖ＞「ｈ２」Ｖ＞「ｈ３」Ｖの関係になる。
【００１７】
その後、ステップＳ２１では、発電機の発電電圧を前記「ｈ１」Ｖ、「ｈ２」Ｖ、「ｈ３」Ｖに制御する電圧制御を実行し、ステップＳ２２では、前記のようなＤＣ／ＤＣコンバータ４における昇圧、降圧、バイパスの各動作を実行する。  
そしてステップＳ２３では、エンジンが停止したかどうかを判断し、停止した場合には制御を終了し、停止していない場合にはステップＳ１２へ戻って以上の制御を繰り返す。
【００１８】
図４は、実施例１における動作のタイムチャートを示す図である。  
図４において、太実線で示したグラフ３１は車両の時系列における車速変動を示しており、太実線で示したグラフ２９は車両がグラフ３１の車速を示したときにおける発電機の発電電圧指令値（制御装置３から電圧レギュレータ２への発電電圧の指令値）、細実線３０は車両がグラフ３１の車速を示したときにおける発電のための燃料消費の有無を示している。
【００１９】
図４に示すように、領域２４では発電機が電装負荷に対する適正電圧を発生しており、本実施例によればＤＣ／ＤＣコンバータ４は制御装置３の指令により、電圧変換を行わないバイパス動作を実施していることになる。  
領域２７、２８は、それぞれ発電機を発電させる為のエンジンによる燃料消費が無い領域を示しており、車速グラフ３１上では減速時と減速後の一定車速時の一部（バッテリの充電状態が「ｎ３」％より大の状態時）を示している。例えば領域２７において、領域２５は減速時の回生充電領域（図３のステップＳ１３、Ｓ１９、Ｓ２０の経路）であり、領域２６はバッテリの充電状態が「ｎ３」％より大の状態時（図３のステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６の経路）を示している。
【００２０】
また、図４において、グラフ３１上の減速時には、発電電圧指令値のグラフ２９上の領域２５に示しているように、バッテリの急速充電に適正な高い電圧指令値になるように、領域２４のレベルからステップ状に増加させている。このように発電機の発電電圧指令値をステップ状に変化させることにより、減速時の回生充電モードに応答性よく移行させることが可能である。そしてこの場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を降圧動作させることにより、電圧変動によって電装負荷８に悪影響を与えることがなくなる。
【００２１】
また、減速時の回生充電時には、領域２５に示したように、バッテリの急速充電に適した高い電圧で充電するので、従来技術よりもバッテリの減速時の回生充電による充電量が大きくなり、回生充電後の発電機停止領域２６（充電状態が「ｎ３」％より大の状態時）を大きくすることが可能となるので、発電のための燃料消費が無い領域２７、２８を拡大させることが期待できる。
【００２２】
（実施例２）
図５は、実施例２の制御フローチャートを示しており、基本的なシステム構成は図１と同じである。この演算フローは所定時間毎に繰り返し行われる。  
図５において、ステップＳ３２では、エンジン作動中かどうかを判定し、エンジン作動中の場合にはステップＳ３３へ行き、バッテリ５の充電状態が「ｎ４」％以上か未満かを判断する。そして「ｎ４」％以上の場合（Ｓ３３＝ＮＯ）には、ステップＳ３５へ行き、発電機の電圧を低い値「ｈ３」Ｖに設定して例えば発電機を停止させ、かつ、ステップＳ３６で、バッテリ５からの電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ４で昇圧して電装負荷８に電源として供給する。このようにＤＣ／ＤＣコンバータ４を用いることで電装負荷８に対する電圧変動の悪影響を無くすことができる。また、発電を停止させることで燃料消費を減少させることが出来る。
【００２３】
一方、ステップＳ３３で、バッテリ充電状態が「ｎ４」％未満の場合（Ｓ３３＝ＹＥＳ）には、ステップＳ３４へ行き、バッテリ充電状態が下限閾値「ｎ５」％以上か未満かを判断する。ただし、「ｎ４」＞「ｎ５」である。  
ステップＳ３４で閾値「ｎ５」％以上の場合（Ｓ３４＝ＹＥＳ）には、ステップＳ３７へ行き、前回の演算時の発電電圧の設定値が「ｈ２」Ｖか「ｈ３」Ｖかを判断する。
【００２４】
ステップＳ３７で、前回「ｈ３」Ｖであった場合には、前記と同様に、ステップＳ３５、ステップＳ３６の制御を行う。なお、発電電圧の設定値が「ｈ２」Ｖか「ｈ３」Ｖかを判断する代わりに、前回の演算時にＤＣ／ＤＣコンバータ４が昇圧動作に設定されていたか降圧動作に設定されていたかを判断してもよい。
【００２５】
このように、ステップＳ３３でＮＯとなり、一旦、発電を停止してＤＣ／ＤＣコンバータ４が昇圧動作に入ると、次回の演算でステップＳ３３がＹＥＳになってもステップＳ３４がＹＥＳの間、つまり充電状態が「ｎ５」％以上であれば、ステップＳ３５に行くので、上記の発電停止とＤＣ／ＤＣコンバータ昇圧動作が継続される。つまり、一旦、バッテリ充電状態が「ｎ４」％以上になると次に「ｎ５」％未満に減少するまで、発電停止とＤＣ／ＤＣコンバータ昇圧動作の状態が継続される。
【００２６】
一方、ステップＳ３４で閾値「ｎ５」％未満の場合（Ｓ３４＝ＮＯ）には、ステップＳ３８へ行き、発電機の発電電圧をバッテリ５の充電に適正な値「ｈ２」Ｖに設定する。この値は電装負荷８の適正電圧よりも高いので、ステップＳ３９で、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を降圧動作とし、電圧を降圧させて電装負荷８に供給する。これにより、電装負荷８に悪影響を及ぼすこと無くバッテリ５を充電することが出来る。
【００２７】
また、ステップＳ３７で、前回の発電電圧の設定値が「ｈ２」Ｖであった場合には、上記と同様に、ステップＳ３８、ステップＳ３９の経路を通る。したがって一旦、充電状態が「ｎ５」％未満に低下して発電電圧がバッテリの充電に適正な値「ｈ２」Ｖに設定されると、次に充電状態が「ｎ５」％以上になっても「ｈ２」Ｖの状態が継続され、ステップＳ３３がＮＯになるまで、つまり充電状態が「ｎ４」％以上になるまで、この状態が継続される。
【００２８】
その後、ステップＳ４０では、発電機の発電電圧を前記「ｈ２」Ｖまたは「ｈ３」Ｖに制御する電圧制御を実行し、ステップＳ４１では、前記のようなＤＣ／ＤＣコンバータ４における昇圧または降圧の各動作を実行する。  
そしてステップＳ４２では、エンジンが停止したかどうかを判断し、停止した場合には制御を終了し、停止していない場合にはステップＳ３３へ戻って以上の制御を繰り返す。
【００２９】
図６は、実施例２における動作のタイムチャートを示す図である。  
図６において、実線で示したグラフ４１はバッテリの充電率（充電状態）を示しており、実線で示したグラフ４２は発電機の発電電圧指令値（制御装置３から電圧レギュレータ２への発電電圧の指令値）、実線４３はエンジン１０における発電のための燃料消費の有無を示している。また、破線４４は図５のステップＳ３３における閾値「ｎ４」％を示し、破線４５は図５のステップＳ３４における閾値「ｎ５」％を示している。
【００３０】
図６に示すように、実施例２においては、バッテリの充電率（充電状態）に応じて発電電圧が制御され、充電率が上限の閾値「ｎ４」％と下限の閾値「ｎ５」％との間に収まるように制御される。そしてバッテリの充電率が一旦、上限の閾値「ｎ４」％に達すると下限の閾値「ｎ５」％に低下するまで発電を停止するので、発電のための燃料消費を低減することが出来る。  
また、発電を停止している間はＤＣ／ＤＣコンバータ４を昇圧動作とし、発電中はＤＣ／ＤＣコンバータ４を降圧動作とすることにより、電装負荷８には常に適正な電圧が供給されるように制御している。
【００３１】
以上、説明したように、本発明の実施例１においては、制御装置３は、車両の減速状態を検出する手段（図３のステップＳ１３）を備え、
ＤＣ／ＤＣコンバータ４（電圧変換装置）は、昇圧動作、降圧動作、電圧変換しないバイパス動作の３種類の機能を有しており、それぞれの作動条件として、
前記昇圧動作は、車載バッテリ５の充電状態が「ｎ３」％（第３の所定値）より大の場合に、制御装置３が発電電圧を低い値（「ｈ３」Ｖ：例えば「０」）に設定し、発電機１を発電停止させて車載バッテリ５から電力を電装負荷８に供給するように制御する場合に作動し、
前記バイパス動作は、車載バッテリ５の充電状態が前記「ｎ３」％以下であり、かつ、前記「ｎ３」％よりも小さい「ｎ２」％（第４の所定値）より大の場合であって、制御装置３が発電機１の発電電圧を電装負荷８に適した電圧（「ｈ２」Ｖ）とするように制御する場合に作動し、
前記降圧動作は、制御装置３が減速状態を検出し、かつ、車載バッテリ５の充電状態が前記「ｎ２」％（第４の所定値）以下であって、制御装置３が発電機１の発電電圧を電装負荷８に適した値よりも高い充電用の値（「ｈ１」Ｖ）に制御する場合に作動する、ように構成している。
【００３２】
上記のように構成したことにより、実施例１においては、車両の走行状態とバッテリの充電状態に応じて発電機の発電電圧を制御しているが、その際、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の昇圧、降圧、バイパスの各動作を切り替え制御することにより、電装負荷に印加される電圧が常に適正値に保たれるように制御しているので、発電機の発電電圧が変動しても電装負荷に悪影響を及ぼすおそれがない。そのため発電機の制御は電装負荷に対する影響を考慮することなく自由に設定することが可能になり、バッテリの充電と燃料消費の節約に最適な状態に制御することが出来る。したがって電装負荷に悪影響を及ぼすことなく、かつ燃料消費を従来よりも有効に節約することが可能になる。
【００３３】
また、発電機と車載バッテリから構成される車両電源系と電装負荷の間に電圧変換装置を設定したことにより、発電機の発電電圧と電装負荷に与える電圧とを独立に制御することが出来る。そのため発電機の発電電圧制御の電圧目標値に対して、発電電圧変化率を設定する必要がない、つまり発電電圧を急激に変更することが可能となる。したがって発電機の駆動トルクを小さく出来る時間頻度が大きくなり、発電機の駆動トルク低減による燃費向上効果を大きくすることが出来る。
【００３４】
また、電圧変換装置において、昇圧コンバータや降圧コンバータ等の変換装置を介すると、その変換装置による損失分が発生するが、電圧変換装置にバイパス回路を設けて電圧を全く変換しないで通過させることを可能にしたので、バイパス時における電圧変換装置による効率低下を低減することが出来る。
【００３５】
また、電圧変換装置の昇圧、降圧、バイパスの機能をそれぞれ減速状態や車載バッテリの充電状態に応じて制御することにより、電圧変換による損失分を低減することができ、かつ、車載バッテリに蓄えられた電力を従来技術よりも用いる頻度が向上し、従来技術よりもオルタネータの駆動トルク低減頻度を向上させることが出来る。
【００３６】
また、発電機の発電電圧をバッテリの短時間急速充電の適正電圧に設定することで、従来技術の減速時回生充電よりもバッテリに対して短時間で大容量充電することができる。そのため発電時の駆動トルク低減時間を長く保つことが出来る。
【００３７】
次に、実施例２においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ４（電圧変換装置）は、昇圧動作と降圧動作の２種類の機能を有しており、それぞれの作動条件として、
前記昇圧動作は、車載バッテリ５の充電状態が予め定めた「ｎ４」％（第１の所定値）以上であるか、または前記「ｎ４」％（第１の所定値）未満であって前記「ｎ４」％よりも小さい「ｎ５」％（第２の所定値）以上であり、かつ前回の演算時にも発電機を発電停止に制御していた場合（図５のステップＳ３７＝「ｈ３」Ｖ）であって、制御装置３が発電機１を発電停止させて車載バッテリ５から電力を電装負荷８に供給するように制御する場合に作動し、
前記降圧動作は、車載バッテリ５の充電状態が前記「ｎ４」％（第１の所定値）より小さい「ｎ５」％（第２の所定値）未満か、または前記「ｎ４」％未満であって前記「ｎ５」％以上であり、かつ前回の演算時にも発電機の発電電圧を前記電装負荷に適した値よりも高い充電用の電圧に制御していた場合（図５のステップＳ３７＝「ｈ２」Ｖ）であって、制御装置３が発電機１の発電電圧を電装負荷８に適した値よりも高い充電用の値（「ｈ２」Ｖ）に制御する場合に作動する、ように構成している。
【００３８】
上記のように構成したことにより、実施例２においては、バッテリの充電率（充電状態）に応じて発電電圧が制御され、充電率が上限の閾値「ｎ４」％と下限の閾値「ｎ５」％との間に収まるように制御される。そして燃料消費を低減するために発電電圧を低く（例えば発電停止）制御する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ４を昇圧動作させ、充電に適するように発電電圧を高く制御する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ４を降圧動作させるように制御する。したがってバッテリを可能な限り電装負荷に対する電源として活用し、かつ、発電機の電圧変動が電装負荷に悪影響を及ぼすことが無く、発電のための燃料消費を低減することが出来る。また、バッテリ充電時は急速充電に適した高い電圧を印加できることで短時間充電が可能になり、短時間でバッテリ充電容量を増加させることが出来るので、発電機の停止可能な範囲が拡張し、燃費削減効果をさらに向上させることが出来る。
【００３９】
従来技術においては、オルタネータの発電電圧をバッテリ状態、車両走行状態に応じて逐次制御するため、電源電圧変動が発生するので、特に夜間走行時に必要なヘッドランプ等は照度変化（チラつき）が発生し、ランプそのものの寿命低下や運転者が夜間走行時に煩わしく感じられるという問題があったが、上記のように、本発明においては、発電電圧と電装負荷に印加する電圧とを独立に制御するため、充電や燃費節約のための発電電圧の変動が生じる場合でも電装負荷に悪影響を及ぼすおそれがない。
【００４０】
また、従来技術では、電装品に悪影響を与えない範囲で回生充電を実施する場合には、オルタネータの発電電圧変化量を小さく設定する必要があり、車両減速時のバッテリ回生量が充分に得られないため、車両走行時におけるバッテリ回生充電後のオルタネータ発電の低電圧領域や発電停止領域が短くなり、燃費節約効果が充分に得られなくなるという問題があったが、上記のように本発明においては、発電電圧を電装負荷とは独立に制御出来るので、バッテリの充電や燃費節約に最適な発電電圧を選択することが可能になり、燃費節約の効果を向上させることが出来る。
【００４１】
また、従来技術では車両電装品に悪影響を与えないように制御を行うため、オルタネータを回生充電に必要な充分高い電圧に設定することが難しく、かつ、オルタネータが回生充電制御で高い電圧に設定されている状態から、オルタネータの低電圧制御に移行する際には電圧を滑らかに変化させる必要があるので、オルタネータの駆動トルクを小さく出来る時間頻度が小さくなり、オルタネータの駆動トルク低減による燃費向上効果が充分に得られないという問題があったが、上記のように本発明においては、発電電圧を電装負荷とは独立に制御出来るので、回生充電の電圧を十分に高い電圧に設定することが可能であり、かつ、発電機の発電電圧制御の電圧目標値に対して、発電電圧変化率を設定する必要がなく、高い電圧から低い電圧に移行する際にも急激に変化させることが可能であり、したがって発電機の駆動トルクを小さく出来る時間頻度が大きくなり、発電機の駆動トルク低減による燃費向上効果を大きくすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施例のブロック図。
【図２】ＤＣ／ＤＣコンバータ４の構成を示すブロック図。
【図３】制御装置３がＤＣ／ＤＣコンバータ４のバイパス、昇圧、降圧の各機能を選択する制御ロジックを示すフローチャート。
【図４】実施例１における動作のタイムチャートを示す図。
【図５】実施例２の制御フローチャート。
【図６】実施例２における動作のタイムチャートを示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１…発電機                        ２…電圧レギュレータ
３…制御装置                      ４…ＤＣ／ＤＣコンバータ
５…バッテリ                      ６…電流センサ
７…速度センサ                    ８…電装負荷
９…電圧センサ                  １０…エンジン
【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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