JP2000125483A

JP2000125483A - 車両用発電機の制御装置

Info

Publication number: JP2000125483A
Application number: JP11329623A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Sato; 博英佐藤; Koji Shibata; 浩司柴田; Yasuhiro Takase; 康弘高瀬
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2000-04-28
Also published as: JPH0746772A

Abstract

(57)【要約】【課題】発電機と別に置かれた装置による発電電圧の
制御を可能とする。【解決手段】走行状態を示すパルス信号は、エンジン
制御装置９から出力され、発電機の制御装置３に入力さ
れる。その信号が示す情報に応じて発電電圧設定手段３
３が発電電圧を設定する。上記パルス信号は、信号線の
オープン故障およびショート故障に対応するフルオフお
よびフルオンを含まない所定範囲内でのみ変化する。そ
して、上記パルス信号がフルオフおよびフルオンにある
とき制御装置３は中間的な基準電圧１４．５（Ｖ）を目
標値として自律制御する。このため確実なフェールセー
フが達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用発電機の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用発電機の制御装置では、バ
ッテリへの充電を速やかになすためにバッテリ開放端子
電圧（例えば１２．８Ｖ）よりもかなり高い一定の発電
電圧（例えば１４．５Ｖ）を維持するように制御してい
るが、これでは発電能力に比して電気負荷が小さい場合
にはバッテリの充電を促進し、満充電状態にする可能性
がある。そして満充電後もこの状態が続けばエンジン負
担を大きくして燃費を悪化せしめるとともに、バッテリ
の過充電を生じることがある。

【０００３】そこで、例えば特開昭５９−１０３５２９
号公報では、発電機の界磁巻線に通電するスイッチング
トランジスタの導通率（すなわち発電機の発電率）平均
値よりバッテリの充電状態を予測して、発電電圧を変更
することにより適正な充電を行う制御装置が提案されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記提案の制御装置は
バッテリの充電状態を適正に維持できる優れた機能を発
揮するものであるが、導通率がバッテリの充電状態を良
く示すためには比較的長い平均時間を必要とするため、
用途によっては即応性にやや欠けるという問題があっ
た。

【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので、電
気負荷の変動あるいは走行状態の変動に応じた発電電圧
の変更を可能にした車両用発電機の制御装置を提供する
ものである。

【０００６】本発明の他の目的は、車両用発電機の制御
装置に対して外部から信号を与えて発電電圧の変更を可
能にする構成において、信号の経路の異常時であっても
正常な機能を維持できる車両用発電機の制御装置を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、固定子巻線および界磁巻線を有し、車両の
エンジンにより回転駆動されて電気負荷へ電力を供給
し、バッテリを充電する発電機（１）の制御装置におい
て、上記発電機に内蔵され、上記発電機の発電電圧を目
標値に維持するように前記界磁巻線の電流を制御する発
電電圧制御手段（３１、３２）と、上記発電機とは別に
設けられ、車両の状態に応じてパルス信号を出力する車
両状態信号発生手段（９１）と、上記発電機に内蔵さ
れ、上記車両状態信号発生手段から入力される上記パル
ス信号に応じて上記発電電圧制御手段の上記目標値を変
化させる発電電圧設定手段（３３、３４，３５，３７，
３８）とを備えることを特徴とする車両用発電機の制御
装置という技術的手段を採用する。

【０００８】かかる構成によると、発電機とは別に設け
られた装置からパルス信号によって車両状態が伝達さ
れ、当該パルス信号に応じた発電電圧の設定がなされ
る。この構成によると、パルス信号によって示される情
報に応じて発電電圧を制御することができる。なお、車
両状態としては、例えば、アイドリング状態あるいは減
速状態といった車両の走行状態に加えて、ミッションの
レンジ、ブレーキのＯＮ／ＯＦＦといった状態を利用す
ることができる。

【０００９】上記車両状態信号発生手段は、上記パルス
信号の信号線のオープンおよびショートに対応するフル
オフおよびフルオンを含まない所定範囲で上記パルス信
号を変化させるよう構成されており、発電電圧設定手段
は、上記パルス信号がフルオフおよびフルオンにあると
き上記発電電圧制御手段が基準値を目標値として自律制
御することを許容することを特徴とするという技術的手
段を採用することが望ましい。

【００１０】かかる構成によると、信号線がオープン故
障あるいはショート故障した場合であっても、パルス信
号がフルオフおよびフルオンにあるときには、発電電圧
制御手段が基準値を目標値として自律制御するから、最
低限の発電動作を維持することができ、発電機の信頼性
を維持することができる。なお、パルス信号としては、
例えば所定周期内におけるパルス信号の期間により上記
車両状態を示すパルス信号（図８）を採用することがで
きる。この場合、例えばパルス信号期間が０（ｍｓ）の
場合をフルオフに対応させ、パルス信号期間が信号周期
（１２（ｍｓ））の場合をフルオンに対応させることが
できる。そして、例えば、これらフルオフとフルオンと
を含まない２（ｍｓ）から１０（ｍｓ）の範囲を所定範
囲としてパルス信号を変化させる構成を採用することが
できる。

【００１１】また、上記車両状態信号発生手段は、フル
オフよりも所定値大きい値からフルオンよりも所定値小
さい値までを上記所定範囲として、この所定範囲内で上
記パルス信号を変化させるよう構成されているという技
術的手段を採用することが望ましい。

【００１２】この構成によると、パルス信号の変化する
範囲が、フルオン、フルオフからそれぞれ所定値離れた
所定範囲で変化されるから、車両状態を示すパルス信号
と、フルオン状態あるいはフルオフ状態との間に、ノイ
ズに対抗するためのマージンが設けられることになるた
め、確実で安定した動作が得られる。例えば、フルオフ
に対応する０（ｍｓ）より２（ｍｓ）大きい２（ｍｓ）
から、フルオンに対応する１２（ｍｓ）より２（ｍｓ）
小さい１０（ｍｓ）までの範囲を所定範囲としてパルス
信号を変化させる構成を採用することができる。

【００１３】また、上記発電電圧設定手段は、上記所定
範囲内の上記パルス信号に応じて、上記発電電圧制御手
段の上記目標値を、上記基準値を越える上限値と、上記
基準値を下回る下限値とに変化させるという技術的手段
を採用することができる。

【００１４】かかる構成によると、信号線がオープン故
障あるいはショート故障した場合には、中間的な目標値
をもって自律制御を行うことができるとともに、正常時
には広範囲にわたる目標値の変化により自律制御では得
られない車両状態に応じた発電機制御を行うことができ
る。例えば、基準値として通常発電電圧を採用すること
ができ、これを１４．５（Ｖ）とする場合には、パルス
信号に応じて変化される目標値の上限値を１５（Ｖ）と
し、下限値を１３（Ｖ）とする構成を採用することがで
きる。

【００１５】また、上記発電電圧設定手段は、上記所定
範囲内の上記パルス信号に応じて、上記発電電圧制御手
段の上記目標値を、１４．５（Ｖ）を越える上限値と、
１４．５（Ｖ）を下回る下限値とに変化させるという技
術的手段を採用することができる。

【００１６】かかる構成によると、車両用のバッテリの
充電のために通常用いられる発電電圧としての１４．５
（Ｖ）を越える上限値から、下回る下限値にわたって発
電制御のための目標値を変化させることができ、通常の
発電機制御では得難いきめ細かな車両状態に応じた発電
機制御を実現することができる。

【００１７】なお、さらに、上記発電機に内蔵され、上
記走行状態信号発生手段から入力される上記パルス信号
に応じて上記発電電圧制御手段における上記目標値とは
異なる別の判定値を設定する手段（３５）を備えるとい
う技術的手段を採用することができる。

【００１８】かかる構成によると、パルス信号は目標値
を示すだけでなく、他の判定値の設定のためにも用いら
れる。例えば、かかる判定値として、発電機の発電率を
判定する判定値に利用することができる。

【００１９】なお、上記発電電圧設定手段は、上記発電
機の発電率を検出する手段と、この検出手段により検出
された検出発電率（Ｄｕｔｙ）と上記パルス信号に応じ
て設定される発電率（Ｆ）との比較に基づいて上記発電
電圧制御手段の上記目標値を変化させる手段とを備える
という技術的手段を採用することができる。

【００２０】かかる構成によると、パルス信号から直接
的に目標値を設定するだけでなく、発電機の発電率にも
応じた目標値を与えることができる。

【００２１】なお、上記車両状態信号発生手段は、フル
オフよりも所定値大きい値からフルオンよりも所定値小
さい値において上記発電率を示す信号として上記パルス
信号を出力し、上記フルオフおよび上記フルオンにおい
ては上記発電電圧制御手段が基準値を上記目標値として
自律制御するための信号として上記パルス信号を出力す
るという技術的手段を採用することができる。

【００２２】かかる構成では、パルス信号の範囲に応じ
て発電率と目標値とを使い分けることができる。

【００２３】なお、上記車両状態信号発生手段は、フル
オフからフルオンの範囲を等間隔に分割した両端範囲を
上記所定範囲としているという技術的手段を採用するこ
とができる。

【００２４】なお、上記発電電圧設定手段は、上記パル
ス信号に応じて上記目標値を設定する手段（３７、３
３）と、上記パルス信号と上記発電機から検出される発
電状態とに基づいて上記目標値を設定する手段（３４、
３７、３８）とを備えるという技術的手段を採用するこ
とができる。

【００２５】かかる構成では、パルス信号に応じて直接
的に目標値を設定する場合と、パルス信号と発電状態と
に応じて目標値を設定する場合とを使い分けることがで
きる。例えば、フェールセーフ時にはパルス信号に応じ
て直接的に目標値を設定し、通常時にはパルス信号と発
電状態とに応じて目標値を設定するという使い分けが可
能である。

【００２６】上記目的を達成するために、本発明は、固
定子巻線および界磁巻線を有し、車両のエンジンにより
回転駆動されて電気負荷へ電力を供給し、バッテリを充
電する発電機（１）の制御装置において、上記発電機に
内蔵され、上記発電機の発電電圧を目標値に維持するよ
うに前記界磁巻線の電流を制御する発電電圧制御手段
（３１、３２）と、上記発電機に内蔵され、上記発電機
の外部から入力されるパルス信号に応じて上記発電電圧
制御手段の上記目標値を設定する設定手段であって、上
記パルス信号に応じて上記目標値を直接に設定する第一
設定手段（３３）と、上記パルス信号と上記発電機の発
電状態とに応じて上記目標値を設定する第二設定手段
（３８、３３）とを備えることを特徴とする車両用発電
機の制御装置という技術的手段を採用する。

【００２７】なお、上記発電状態は、発電率（Ｄｕｔ
ｙ）であるという技術的手段を採用することができる。

【００２８】発電状態として発電率を用いることが発電
機の励磁電流を調節する制御装置においては構成を簡単
化し、それでいて発電機の発電状態を的確に反映するた
めに有用である。

【００２９】なお、上記第一設定手段は上記パルス信号
がフルオフおよびフルオンにあるときに上記目標値を設
定するよう構成され、上記第二設定手段は上記パルス信
号が上記フルオフとフルオンとの間の所定範囲内にある
ときに上記目標値を設定するよう構成されているという
技術的手段を採用することができる。

【００３０】かかる構成は、例えばフェールセーフ時と
通常作動時との使い分けに好適である。

【００３１】なお、以上に述べた（）内の符号ならび
に例示は、後述する実施例のものである。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を適用した車両用発電機の制御
装置について、まず本発明を適用する基礎的な構成につ
いて図１、図２により説明し、その上で本発明を適用し
た実施例を説明する。

【００３３】（基礎構成）以下、本発明が適用される基
礎的な構成を図１、図２により説明する。図１におい
て、発電機１は固定子巻線たる電機子コイル１１と、界
磁巻線たる界磁コイル１２、および全波整流器１３より
構成され、界磁コイル１２がエンジン７により回転駆動
されてその回転数に応じて発電能力が増減する。界磁コ
イル１２は発電電圧制御回路３のスイッチングトランジ
スタ３１によりＯＮ−ＯＦＦ通電される。かかるトラン
ジスタ３１の作動はコンパレータ３２の出力により制御
され、該コンパレータ３２にはＤ／Ａコンバータ３３か
らの発電電圧目標値信号Ｖｒｅｇとバッテリ６のフィー
ドバック電圧信号ＶＦが入力しており、この結果バッテ
リ電圧は、目標値変更回路５のＩ／Ｏポート５２を経て
上記Ｄ／Ａコンバータ３３に与えられる目標値に追従一
致せしめられる。

【００３４】目標値変更回路５は、演算装置（ＣＰＵ）
５１およびＲＯＭ５３、ＲＡＭ５４を含んでおり、上記
ＣＰＵ５１は、発電率検出回路４、スロットルスイッチ
検出回路８１、および車速検出回路２からの各信号を上
記Ｉ／Ｏポート５２を経て入力して後述の手順により発
電電圧目標値Ｖｒｅｇを変更設定する。上記発電率検出
回路４は上記トランジスタ３１のコレクタ電圧を入力
し、充分短い時間平均でその導通率すなわち発電率を検
出する。スロットル検出スイッチ８１はアクセル全閉状
態を検出するものである。このスロットル検出スイッチ
８１の全閉状態の検出と車速検出回路２の検出値とによ
り、アイドル状態及び減速状態を知るものである。すな
わち、アクセル全閉で車速が所定値（例えば３Ｋｍ／
ｈ）以下であればアイドル状態と判断し、アクセル全閉
で車速が所定値（例えば５Ｋｍ／ｈ）以上であれば減速
状態と判断する。

【００３５】エンジン７にはアイドル回転数制御装置
（ＩＳＣ）８２が設けられ、エンジンアイドル状態では
上記Ｉ／Ｏポート５２を経て出力される設定回転数にエ
ンジン回転数を制御する。

【００３６】上記各回路にはキースイッチ８３の投入に
より定電圧電源８６より作動電力が供給される。上記バ
ッテリ６には負荷スイッチ８４を介してヘッドランプ、
ブロアモータ、電動ファン等の電気負荷８５が並列接続
されている。

【００３７】図２にはＣＰＵの処理プログラムを示す。
本プログラムは例えば１０ｍｓ毎のタイマ割込みで起動
する。ステップ１０１では発電電圧目標値Ｖｒｅｇを１
３Ｖに設定し、カウンタα、βをそれぞれ０にリセット
する。また、アイドル状態を示すアイドル回転数は６０
０ｒｐｍに設定される。上記１３Ｖはバッテリ満充電時
の開放端子電圧が１２．８Ｖであることを考慮したもの
で、この状態でバッテリの充電状態が満充電近くであれ
ばバッテリ６への充電は殆どなされず、電気負荷への電
力供給も低減され発電機負担が軽減されて燃費が向上す
る。

【００３８】ステップ１０２では車輌減速中を判定し、
減速中であれば上記目標値Ｖｒｅｇを１５Ｖに上げてブ
レーキ制動で無駄に消費されるエネルギーをバッテリ６
へ回生する（ステップ１０３）。ステップ１０５ではＶ
ｒｅｇ１が１３Ｖか確認し、ステップ１０６以降に進
む。減速中のみ目標値Ｖｒｅｇを高くすることにより、
減速中の制動エネルギーを効果的にバッテリに回生で
き、減速後にすみやかに目標値Ｖｒｅｇをもとの低い値
に戻すと、減速中に流れた充電電流によりバッテリの開
放端子電圧が短時間上昇する。これを利用してバッテリ
から負荷電流が取り出され、発電機１の発電量を低減で
きるためエンジン負担はより大きく軽減され、燃費がさ
らに改善される。

【００３９】ステップ１０６では発電率（Ｄｕｔｙ）が
Ａ（例えば９０〜１００％）以上であるか確認する。発
電率がＡ以上である場合には、バッテリから電気負荷へ
放電されている可能性が高い。そこでステップ１０７，
１０８にてカウンタαをカウントアップし、そのカウン
ト値が所定値Ｂを越えると、バッテリ６の充電が必要と
判断してＶｒｅｇ１（＝Ｖｒｅｇステップ１０４参
照）を１４．５Ｖに上げる（ステップ１０９）。これに
より、バッテリ６の速やかな充電が開始される。ステッ
プ１１０ではカウンタαをリセットし、カウンタβを５
にセットする。

【００４０】発電電圧目標値Ｖｒｅｇが１４．５Ｖに上
昇せしめられた後は、ステップ１０５からステップ１１
１に進んでアイドル状態か確認する。このアイドル状態
の確認は、アクセルの全閉と車速の低下により行う。ア
イドル状態である場合にはステップ１１２にて所定時間
内の平均Ｄｕｔｙが８０〜９９％になるようにアイドル
回転数制御を行い、この状態でアイドル回転数ＮｅがＥ
以下になったか確認する。このＥはアイドル回転数の下
限値（６００ｒｐｍ）に近い例えば６５０ｒｐｍとす
る。ここで、エンジン回転数は図示しないエンジン回転
数センサ又は発電機の回転数より求める。

【００４１】次にステップ１１４では、アイドル回転数
Ｎｅに応じたＤｕｔｙ値をＦに設定する。つまり発電機
の出力電流は、その回転数により大きく変わるため、判
定値Ｆを固定の値とすると、電気負荷が同じであって
も、アイドル回転数により、バッテリ充電率（良好の判
定充電電流）が変化してしまう。そこでステップ１１４
により回転数に応じたＦを設定する。また、ブレーキの
オン／オフ信号を検出し上記の判定値Ｆを補正する事に
よりさらにバッテリ充電電流の判定精度向上させる事が
出来る。次にステップ１１５に進む。

【００４２】ＤｕｔｙがＦ（例えば７０％）以下であれ
ばカウンタβをカウントアップし（ステップ１１６）、
Ｆより大きければ０までの範囲でカウントダウンする
（ステップ１１７）。そしてステップ１１８にてカウン
タβがＧ（例えば１０）以上になるとＶｒｅｇ１を１３
Ｖに戻し（ステップ１１９）、アイドル回転数も６００
ｒｐｍに落とす（ステップ１２０）。

【００４３】すなわち、上記ステップ１１５〜１１８
で、充分低いエンジン回転数で発電率が比較的小さい状
態が多く続くことを確認し、この場合は発電能力に余裕
がありバッテリは満充電であるとして発電電圧目標値う
下げ、エンジン負担を軽減するとともにアイドル回転数
を下げる。これにより、バッテリの過充電が避けられ、
エンジン燃費は更に向上せしめられる。

【００４４】なお、上記構成において、ＩＳＣ制御を行
わない場合には、ステップ１１２，１１３，１２０は省
略される。また、判定の確実性を上げるためのステップ
１１６〜１１８は必ずしも必要ではない。

【００４５】（実施例１）以下、本発明を適用した実施
例を説明する。図３には本発明の実施例１の構成が示さ
れる。発電電圧制御回路３及び発電率検出手段４が発電
機１に内蔵されていると共に、別に設けられているエン
ジン制御装置９からの信号により制御されている。

【００４６】以下、図４のフローチャートを参照して制
御装置の作動を説明する。ステップ２０１では、発電目
標電圧Ｖｒｅｇを基準値としての１４．５Ｖに設定する
とともにカウンタαをリセットする。続いて車輌がアイ
ドリング中か否か確認する（ステップ２０２）。これ
は、アクセル全閉で車速が例えば２Ｋｍ／ｈ以下である
ことにより確認する。

【００４７】次にステップ２０３では次のステップ２０
４で発電率Ｄｕｔｙと比較判定するためのＦを設定す
る。アイドル時の発電機出力電流は、バッテリ充電電流
と電気負荷電流の合計となる。しかも発電機の出力可能
電流が最も小さいアイドル運転時に発電率Ｄｕｔｙが１
００％未満、つまり発電に余裕があるという事は、走行
中常に発電に余裕があり、放電の可能性が少ないと共
に、電気負荷電流及びバッテリ充電電流が小さくバッテ
リは満充電近くである事が判る。バッテリ充電電流と充
電率の関係を図５に示す。

【００４８】アイドル時における充電可能電流（以下発
電機発電余裕と記す）は、発電機出力可能電流（アイド
ル時の最大出力）から電気負荷電流を引いた値である。
つまり、アイドル時の発電機の最大出力と電気負荷電流
により異なる。よってステップ２０４でＤｕｔｙ≦Ｆと
判定しても、その時のバッテリ充電電流さらには判定充
電率も異なる事となる。アイドル時の発電機最大出力は
発電機の体格及びその回転数により異なり、その１例を
図５と図６に示す。

【００４９】図５では、車両により発電機の体格が異な
り、ステップ２０４での判定値Ｆを１００％とした時の
満充電と判定するバッテリ充電率が異なる事を示してい
る。同様に図６は、トランスミッションのレンジの違い
（Ｎ，Ｄ等）及び、ブレーキのオン／オフで発生するア
イドル回転数及び電気負荷電流による影響を示してい
る。そこで、車種毎に設定されるエンジンＥＣＵ９から
の信号でＤｕｔｙ判定値Ｆの値を変更する。

【００５０】発電率を変化させた時の発電機出力電流を
図７に示す。図５の点Ｃは、エンジンＥＣＵ９からの信
号で判定値Ｆを８０％に切り替えた時の車両Ａにおける
満充電と判定するバッテリ充電率を示す。これにより車
両Ａでは充電率８０％を越えるまで１４．５Ｖ（ステッ
プ２１２）で充電する事が出来、充電率の低下によるバ
ッテリ上りや、バッテリ寿命の低下を防止する事が出来
る。また、Ｎ，Ｄレンジによる違いや電気負荷のオン／
オフによる影響も同様に判定値Ｆを切り替える事により
対応可能である。また上記のＮ，Ｄレンジによる判定値
の切り替えはアイドル回転数に応じた切り替えで行って
も同様の効果がある。

【００５１】ステップ２０４では、発電率検出手段４で
検出した発電率Ｄｕｔｙを、エンジン制御装置９からの
信号及び発電率判定値変更手段３５で設定された判定値
Ｆを発電率比較手段３４で比較する。その結果、発電率
ＤｕｔｙがＦより小さい時は、バッテリが満充電近くで
電気負荷も小さい為、エコノミモードでの発電制御を実
施するため（エコノミ判定手段３８）ステップ２０５に
移り発電電圧を１３Ｖに切り替える（発電電圧設定手
段）。次にステップ２０６で減速中と判断されると、ス
テップ２０７に移り発電電圧を１５Ｖに切り替え、発電
量の増加によるエネルギー回生を実施する。減速中でな
いならば、ステップ２０８で発電電圧を１３Ｖに戻し、
過充電の防止と、エンジンの負荷を減らす制御を実施す
る。ステップ２０９では発電率Ｄｕｔｙを所定値Ａ（９
５〜１００％）と比較する。ここで、Ｄｕｔｙ≦Ａなら
ばステップ２０６へ戻り、Ｄｕｔｙ＞Ａの時は、バッテ
リが放電されている可能性がある事を示しαをカウント
アップする。

【００５２】ステップ２１１では、αが所定値を越えた
事を判断して、ステップ２１２にて発電電圧を１４．５
Ｖに戻すと共にステップ２１３でαを０にリセットす
る。つまり、Ｄｕｔｙが大きく放電されている可能性あ
りの時間が所定時間以上続くと、発電電圧を１４．５Ｖ
に戻し、減速以外でも充電を行う。ここで、Ｄｕｔｙの
判定値Ａは上記実施例の様に１００％付近である固定値
でもよいし、選択された判定値Ｆにヒスを持たせた値
（例えばＡ＝Ｆ＋５％）とする事もできる。この場合
は、充電電圧を１４．５Ｖに戻す事による充電の頻度が
多くなり、充電回復性が高められる事になる。

【００５３】上記実施例における、アイドル、減速など
車両の走行状態や、Ｄｕｔｙ判定値Ｆの設定はエンジン
制御装置９で判定し、走行状態信号発生手段９１を介し
て電圧制御手段３の信号判別手段３７へ入力され解読さ
れる。図８に示したパルスを利用した信号伝達方法の例
を表１に示した。

【００５４】

【表１】

【００５５】これは、ｔｏｎにより、走行状態及びＤｕ
ｔｙ判定値を信号化し伝達するものである。表１中のｔ
ｏｎ＝０ｍｓ（フルオフ），１２ｍｓ（フルオン）は、
信号線のオープン又はショート時のフェイルセーフであ
り、発電制御手段３内の基準値としての電圧による自律
制御（例えば発電電圧＝１４．５Ｖ）に戻す事により、
制御異常を防止する。このように、外部の制御装置９か
らの信号の最大値１２ｍｓ（フルオン）と最小値０ｍｓ
（フルオフ）とを、発電制御手段３による自律制御への
移行指令とすることで、フェールセーフが可能となり、
発電制御を外部の制御装置から行う構成においても発電
機および発電制御装置としての信頼性を損なうことがな
い。

【００５６】また、表１中ｔｏｎ＝１０ｍｓの通常発電
電圧は、前述したエコノモードによる発電制御（１３
Ｖ）を何らかの理由でキャンセルしたい時に利用し、例
えば、ヘッドライト点灯時のランプ明暗の防止や、エン
ジンが十分暖気されていない時に発電電圧を切り替える
とトルク変動によりエンジンが不安定になる問題を防止
する時などに利用される。

【００５７】表２から表５にＤｕｔｙ判定値Ｆの設定例
を示した。尚、表２から表５中の信号はそれぞれＦＡ＝
１００％、ＦＢ＝９０％、ＦＣ＝８０％、ＦＤ＝７０％
に対応する。

【００５８】

【表２】

【００５９】

【表３】

【００６０】

【表４】

【００６１】

【表５】

【００６２】また、表３にはＦの設定値を電気負荷の補
正も含めた４段階に設定して、より正確な判定をした例
を示す。また同様に表４には、アイドリング状態の判定
（図４ステップ２０２）において車速≦２Ｋｍ／ｈかつ
Ｄレンジかつブレーキを踏んでいる時のみアイドリング
状態と判定する事により、アイドリング時の発電機発電
余裕のバラツキにより発生する判定バッテリ充電状態の
変動を防止した設定例を示す。

【００６３】通常の走行条件では停車（アイドル時）は
Ｄレンジでブレーキを踏んでいる為、特に問題は発生せ
ず、その結果、車両の違いに応じたＤｕｔｙ判定値Ｆの
切り替えのみ考慮すれば良く、図８の走行状態信号及び
電圧制御装置３内の、発電率判定値変更手段３５を簡素
化する事が出来る。同様に表５にはアイドルの判定を
（Ｄレンジかつ車速＜２Ｋｍ／ｈかつブレーキＯＮ）又
はＮレンジの２種類で判定し、Ｎ，Ｄそれぞれ判定値Ｆ
を切り替えた例を示す。

【００６４】また図３では、エンジン制御装置９におい
て、各種信号で、走行状態及びＤｕｔｙ判定値Ｆを判定
した後、電圧制御装置３に信号として送り電圧制御装置
内で、発電率比較等を行う例を示したが、発電電圧設定
手段３３のみを電圧制御装置内に残し他の手段をエンジ
ン制御装置に入れる事も可能である。この場合、図３の
信号判別手段３７及び走行信号発生手段９１は不要とな
り、替わりに電圧制御装置３内の発電電圧設定手段３３
に対して、その発電電圧を切り替える信号が必要とな
る。また、いずれの構成であっても、その効果は同じで
あるため、システムの汎用性、コスト、メインテナンス
等を考慮して最適な構成とすれば良い。

【００６５】（実施例２）図９は本発明の他の実施例を
示し、車両のアイドリング状態でも、その車両状態によ
り、発電機発電余裕のバラツキが発生し、その結果、バ
ッテリ充電率もバラツキが発生する事をアイドルの判定
状態を替える事により対策している。また、その構成は
実施例１（図３）と同じになる。図１０はその例であり
車両のＮレンジ、Ｄレンジ、さらにはＤレンジでブレー
キを踏んでいる各状態により、発電機発電余裕が異な
り、さらに車両の種類による差を加えた結果、バッテリ
充電率が６０〜９０％のバラツキが発生した例である。

【００６６】以下図９のフローチャートを参照して制御
装置の作動を防止する。ステップ２０１で初期設定後、
ステップ２０２にてアイドリング状態を判定する。これ
はアクセル全閉でトランスミッションのレンジがＤ（又
は１ｓｔ，２ｓｔ，Ｒ）で、かつ車速が例えば２Ｋｍ／
ｈ以下である事より判定する。さらに、ステップ２０３
ではブレーキを踏んでいるか否か判定する。ブレーキを
踏んでいれば、ステップ２０４にてＤｕｔｙを判定値Ｆ
Ａ（例えば１００％）と比較し条件が成立すれば、ステ
ップ２０６へ進み発電電圧を低下させ燃費向上制御を行
う。又、ステップ２０３にてブレーキを踏んでいなけれ
ば、ステップ２０５へ進みＤｕｔｙを判定値ＦＢ（例え
ば９０％）と比較し、条件が成立すればステップ２０６
へと進む。

【００６７】以下の作動は実施例２と同じであるので省
略する。本実施例では、アイドルの判定をＤレンジのみ
で行うと共に、ブレーキを踏んでいるか否かによりＤｕ
ｔｙ判定値を切り替えるようにしたため、発電電圧を低
下させる時（ステップ２０６）バッテリ充電率のバラツ
キを抑制する事が可能となる。また、図９のフローチャ
ートにおいて、ステップ２０５を省略して構成を簡単
（図３における発電率判定値変更手段３５の省略）にす
る事もできる。つまり、ステップ２０３においてブレー
キを踏んでいないと判定された時は、ステップ２０２へ
戻り、再び、ＤｕｔｙをＦＡと比較する（ステップ２０
４）条件が成立する時を待つ事となる。この事により図
１０におけるバラツキは□で表される（Ｄレンジかつブ
レーキＯＮ）のみとなり、バッテリ充電率のバラツキを
低く抑える事ができる（図１０の例では８０〜９０
％）。

【００６８】また、通常の走行では、そのアイドル時は
Ｄレンジでブレーキを踏んでいるため、ステップ２０４
での判定機会を本発明のように、Ｄレンジかつブレーキ
ＯＮかつ車速≦２Ｋｍ／ｈかつアクセル全閉としても特
に問題は発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する車両用発電機の制御装置の基
礎的構成を示す回路図である。

【図２】図１の構成における演算装置のプログラムフロ
ーチャートである。

【図３】本発明の実施例における制御装置の回路図であ
る。

【図４】目標値変更回路の演算装置のプログラムフロー
チャートである。

【図５】バッテリの充電率と充電電流の関係及び車両に
よる発電余裕の違いを示した図である。

【図６】ミッションのレンジの違いによる発電余裕の違
いを示した図である。

【図７】発電機の回転数と発電率と出力電流の関係を示
した図である。

【図８】走行状態の入力信号の例を示す波形図である。

【図９】目標値変更回路の演算装置のプログラムフロー
チャートである。

【図１０】バッテリの充電率と充電電流の関係を示す図
である。

【符号の説明】

１発電機３発電電圧制御回路３２発電電圧制御手段３３発電電圧設定手段３７信号判別手段９エンジン制御装置９１走行状態信号発生手段（車両状態信号発生手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子巻線および界磁巻線を有し、車両
のエンジンにより回転駆動されて電気負荷へ電力を供給
し、バッテリを充電する発電機（１）の制御装置におい
て、上記発電機に内蔵され、上記発電機の発電電圧を目標値
に維持するように前記界磁巻線の電流を制御する発電電
圧制御手段（３１、３２）と、上記発電機とは別に設けられ、車両の状態に応じてパル
ス信号を出力する車両状態信号発生手段（９１）と、上記発電機に内蔵され、上記車両状態信号発生手段から
入力される上記パルス信号に応じて上記発電電圧制御手
段の上記目標値を変化させる発電電圧設定手段（３３、
３４、３５、３７、３８）とを備えることを特徴とする
車両用発電機の制御装置。
【請求項２】上記車両状態信号発生手段は、上記パル
ス信号の信号線のオープンおよびショートに対応するフ
ルオフおよびフルオンを含まない所定範囲で上記パルス
信号を変化させるよう構成されており、発電電圧設定手
段は、上記パルス信号がフルオフおよびフルオンにある
とき上記発電電圧制御手段が基準値を目標値として自律
制御することを許容することを特徴とする請求項１記載
の車両用発電機の制御装置。
【請求項３】上記車両状態信号発生手段は、フルオフ
よりも所定値大きい値からフルオンよりも所定値小さい
値までを上記所定範囲として、この所定範囲内で上記パ
ルス信号を変化させるよう構成されていることを特徴と
する請求項２記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項４】上記発電電圧設定手段は、上記所定範囲
内の上記パルス信号に応じて、上記発電電圧制御手段の
上記目標値を、上記基準値を越える上限値と、上記基準
値を下回る下限値とに変化させることを特徴とする請求
項２又は３記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項５】上記発電電圧設定手段は、上記所定範囲
内の上記パルス信号に応じて、上記発電電圧制御手段の
上記目標値を、１４．５（Ｖ）を越える上限値と、１
４．５（Ｖ）を下回る下限値とに変化させることを特徴
とする請求項２又は３記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項６】さらに、上記発電機に内蔵され、上記走
行状態信号発生手段から入力される上記パルス信号に応
じて上記発電電圧制御手段における上記目標値とは異な
る別の判定値を設定する手段（３５）を備えることを特
徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用発電
機の制御装置。
【請求項７】上記発電電圧設定手段は、上記発電機の
発電率を検出する手段と、この検出手段により検出され
た検出発電率（Ｄｕｔｙ）と上記パルス信号に応じて設
定される発電率（Ｆ）との比較に基づいて上記発電電圧
制御手段の上記目標値を変化させる手段とを備えること
を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の車両用
発電機の制御装置。
【請求項８】上記車両状態信号発生手段は、フルオフ
よりも所定値大きい値からフルオンよりも所定値小さい
値において上記発電率を示す信号として上記パルス信号
を出力し、上記フルオフおよび上記フルオンにおいては
上記発電電圧制御手段が基準値を上記目標値として自律
制御するための信号として上記パルス信号を出力するこ
とを特徴とする請求項７記載の車両用発電機の制御装
置。
【請求項９】上記車両状態信号発生手段は、フルオフ
からフルオンの範囲を等間隔に分割した両端範囲を上記
所定範囲としていることを特徴とする請求項３記載の車
両用発電機の制御装置。
【請求項１０】上記発電電圧設定手段は、上記パルス
信号に応じて上記目標値を設定する手段（３７、３３）
と、上記パルス信号と上記発電機から検出される発電状
態とに基づいて上記目標値を設定する手段（３４，３
７，３８）とを備えることを特徴とする車両用発電機の
制御装置。
【請求項１１】固定子巻線および界磁巻線を有し、車
両のエンジンにより回転駆動されて電気負荷へ電力を供
給し、バッテリを充電する発電機（１）の制御装置にお
いて、上記発電機に内蔵され、上記発電機の発電電圧を目標値
に維持するように前記界磁巻線の電流を制御する発電電
圧制御手段（３１、３２）と、上記発電機に内蔵され、上記発電機の外部から入力され
るパルス信号に応じて上記発電電圧制御手段の上記目標
値を設定する設定手段であって、上記パルス信号に応じ
て上記目標値を直接に設定する第一設定手段（３３）
と、上記パルス信号と上記発電機の発電状態とに応じて
上記目標値を設定する第二設定手段（３８、３３）とを
備えることを特徴とする車両用発電機の制御装置。
【請求項１２】上記発電状態は、発電率（Ｄｕｔｙ）
であることを特徴とする請求項１１記載の車両用発電機
の制御装置。
【請求項１３】上記第一設定手段は上記パルス信号が
フルオフおよびフルオンにあるときに上記目標値を設定
するよう構成され、上記第二設定手段は上記パルス信号
が上記フルオフとフルオンとの間の所定範囲内にあると
きに上記目標値を設定するよう構成されていることを特
徴とする請求項１１または１２に記載の車両用発電機の
制御装置。