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JPH0767245B2 - Voltage regulator for vehicle charging generator - Google Patents
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JPH0767245B2 - Voltage regulator for vehicle charging generator - Google Patents

Voltage regulator for vehicle charging generator

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JPH0767245B2
JPH0767245B2 JP60190249A JP19024985A JPH0767245B2 JP H0767245 B2 JPH0767245 B2 JP H0767245B2 JP 60190249 A JP60190249 A JP 60190249A JP 19024985 A JP19024985 A JP 19024985A JP H0767245 B2 JPH0767245 B2 JP H0767245B2
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battery
load
charge
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豪俊 加藤
冬樹 前原
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日本電装株式会社
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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はバッテリの充電状態と車載電気負荷量とに応じ
て調整電圧を設定する車両充電発電機の電圧調整装置に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a voltage regulator for a vehicle charging generator that sets a regulated voltage according to the state of charge of a battery and the amount of electric load on a vehicle.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

この種の電圧調整装置は適当に補正された調整電圧とバ
ッテリ端子電圧とを大小比較して界磁巻線電流を断続制
御するものである。
This type of voltage regulator compares the regulated voltage appropriately corrected with the battery terminal voltage to control the field winding current intermittently.

ところで、従来一般に使用されてきた電圧調整装置はサ
ーミスタ等による温度情報を補正パラメータとした調整
電圧により発電状態を制御しているのみであるので、外
部電気負荷が大きく変動した場合や、バッテリの充電状
態の良否によっては上記の発電制御では必ずしも最適制
御ではなくなる。
By the way, the voltage regulators that have been commonly used in the past only control the power generation state by the regulated voltage using the temperature information from the thermistor etc. as a correction parameter, so if the external electric load fluctuates significantly or the battery is charged. Depending on the quality of the state, the above-mentioned power generation control is not necessarily optimal control.

そこで、マイコン制御装置を設けて、バッテリ液温度情
報と電気負荷状態の情報に応じて調整電圧を求めて、こ
の調整電圧とバッテリ充電電圧との差電圧に応じて発電
状態をマイコン制御する方法が特開昭55−58739号公報
として知られている。
Therefore, a method is provided in which a microcomputer control device is provided, an adjusted voltage is obtained according to the battery fluid temperature information and the information on the electric load state, and the power generation state is microcomputer controlled according to the difference voltage between the adjusted voltage and the battery charging voltage. It is known as JP-A-55-58739.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、マイコン制御を利用した上記発電制御に
おいてはバッテリの充電状態の情報(例えばバッテリ比
重情報)を考慮していないので、充電不足から満充電ま
での全てのバッテリ充電状態において、理想的な発電制
御ができない。例えば、電気負荷が重負荷の時に、一律
に目標値となる調整電圧を上げてしまうと、バッテリが
充電不足の時はまだしも、満充電状態にある場合には希
硫酸の電気分解を促進して電解液の液ベリが発生する。
又、この時、バッテリの充電状態が比較的良好な状態で
あるにもかかわらず発電機から余分な電力を供給するこ
とになるのでバッテリの寿命低下や、上記発電機に対す
る車両エンジン負荷増加によって車両の燃費を低下せし
めるという問題も発生することがあった。
However, in the above-described power generation control using the microcomputer control, since information on the battery charge state (for example, battery specific gravity information) is not considered, ideal power generation control is possible in all battery charge states from insufficient charge to full charge. I can't. For example, if the regulated voltage, which is the target value, is raised uniformly when the electric load is heavy, the electrolysis of dilute sulfuric acid is promoted when the battery is fully charged and when it is fully charged. Liquid electrolyte is generated.
In addition, at this time, since extra power is supplied from the generator even though the battery is in a relatively good state of charge, the life of the battery is shortened and the vehicle engine load on the generator is increased, so There was also a problem of reducing the fuel efficiency of.

本発明はかかる問題点に鑑み、バッテリの各充電状態を
適正に監視し、かつ電気負荷への電力供給を適正に制御
して、バッテリの最適充電を達成する車両充電発電機の
電圧調整装置を提供することを目的としている。
In view of such a problem, the present invention provides a voltage adjusting device for a vehicle charging generator that appropriately monitors each state of charge of a battery and appropriately controls power supply to an electric load to achieve optimum charging of the battery. It is intended to be provided.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

このため、本発明の電圧調整装置は、第1図に示す如
く、充電状態検出手段m1,基準電圧設定手段m2,負荷状
態検出手段m3,基準電圧変更手段m4,およびスイッチ手
段m6より構成されている。
Therefore, as shown in FIG. 1, the voltage adjusting device of the present invention has a charge state detecting means m 1 , a reference voltage setting means m 2 , a load state detecting means m 3 , a reference voltage changing means m 4 , and a switch means m. It consists of six .

充電状態検出手段m1は、バッテリの満充電状態から充電
不足の状態までを複数段階(少なくとも3段階)に検知
するものである。基準電圧設定手段m2は上記複数段階の
バッテリの充電状態に対応して、低基準電圧および高基
準電圧のいずれかを設定する。スイッチング手段m6は上
記設定された各基準電圧から得られる調整電圧に基づい
て充電発電機の界磁巻線電流を入切する。負荷状態検出
手段m3は、負荷状態を検出するが後述の実施例では、例
えば上記スイッチング手段m6の導通率を検出して負荷信
号を出力するものである。上記基準電圧変更手段m4は、
充電状態検出手段m1が満充電状態と充電不足状態の略中
間の充電状態が比較的良好な段階(中間充電状態)を検
出した場合に、負荷状態検出手段m3からの負荷信号によ
り負荷状態を検知して、重負荷と判定した時には基準電
圧を低基準電圧に設定し、又それ以下の軽負荷と判定し
た時には基準電圧を高基準電圧に設定するものである。
The charge state detecting means m 1 detects from a fully charged state of the battery to a state of insufficient charge in a plurality of stages (at least three stages). The reference voltage setting means m 2 sets one of the low reference voltage and the high reference voltage in accordance with the state of charge of the battery in the plurality of stages. The switching means m 6 turns on / off the field winding current of the charging generator based on the adjustment voltage obtained from the above-mentioned respective reference voltages. The load state detecting means m 3 detects the load state, but in the embodiment described later, for example, detects the conductivity of the switching means m 6 and outputs a load signal. The reference voltage changing means m 4 is
When the state of charge detecting means m 1 detects a relatively good stage (intermediate state of charge) between the fully charged state and the insufficient charge state, the load state is detected by the load signal from the load state detection means m 3. Is detected, the reference voltage is set to a low reference voltage when it is determined to be a heavy load, and the reference voltage is set to a high reference voltage when it is determined to be a light load below that.

スイッチング手段m6は、上記補正された調節電圧値とバ
ッテリ充電電圧とを大小比較して比較結果に基づいて上
記発電機の界磁巻線電流を入切する。
The switching means m 6 compares the corrected regulated voltage value with the battery charging voltage to turn on and off the field winding current of the generator based on the comparison result.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

上記基準電圧は、バッテリが満充電状態の時には、バッ
テリの開放端子電圧付近、つまり電気負荷接続時にバッ
テリからの放電電流が増加しない、低い方の値に設定さ
れ、又バッテリが充電不足の状態の時には、電気負荷や
バッテリに悪影響を及ぼさない程度の、高い方の値に設
定される。従って、それぞれの充電状態に応じて効率の
良い充電制御が可能になる。
The reference voltage is set to a lower value in the vicinity of the open terminal voltage of the battery when the battery is fully charged, that is, the discharge current from the battery does not increase when the electric load is connected, and when the battery is in an insufficiently charged state. At times, it is set to a higher value that does not adversely affect the electric load and the battery. Therefore, efficient charge control can be performed according to each charge state.

また、上記基準電圧は、バッテリが比較的良好な充電状
態つまり中間充電状態にある時には、電気負荷が軽負荷
であればバッテリへの充電を最優先にした、上記の高い
方の高基準電圧値に設定し、又電気負荷が重負荷の場合
には,バッテリへの充電は考慮せず、上記の重負荷への
電力伝給を最優先にした、低基準電圧値に設定してあ
る。従って、電気負荷への電力供給を適正に制御しなが
ら、あわせてバッテリの最適充電が可能となる。
Further, the reference voltage is the higher reference voltage value of the higher one when the electric load is a light load when the battery is in a relatively good charging state, that is, the intermediate charging state, and the charging of the battery is given the highest priority. When the electric load is a heavy load, the charging of the battery is not taken into consideration, and the low reference voltage value is set so that the power transmission to the heavy load is given the highest priority. Therefore, it is possible to optimally charge the battery while appropriately controlling the power supply to the electric load.

〔実施例〕〔Example〕

次に、第2図および第3図を用いて第1実施例を説明す
る。
Next, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

第2図において、1は、ヘッドライト,プロアモータ,
デフォッガ等の電気負荷、2はバッテリ、3は図示され
ない車両用エンジンにより駆動される車両充電発電機、
4は電圧調整装置であり、バッテリ電圧,バッテリ液
温、バッテリの充電状態、電気負荷状態等を検出し充電
発電機3の出力電圧を制御するものである。
In FIG. 2, 1 is a headlight, a promotor,
An electric load such as a defogger, 2 a battery, 3 a vehicle charging generator driven by a vehicle engine (not shown),
Reference numeral 4 denotes a voltage adjusting device, which detects the battery voltage, the battery liquid temperature, the charging state of the battery, the electric load state, etc., and controls the output voltage of the charging generator 3.

5は充電状態検出手段m1に相当するバッテリ充電状態検
出手段センサであり、バッテリ液の比重,充放電電流収
支,放電電流に対するバッテリ端子電圧より残存容量を
推定するなどしてバッテリ2の充電状態を検出するもの
である。6はバッテリ2の温度(例えば、液温,電槽,
電極等の温度)を検出するバッテリ液温サンセであり、
温度補正手段m5を構成するものである。
Reference numeral 5 denotes a battery charge state detecting means sensor corresponding to the charge state detecting means m 1 , and the charge state of the battery 2 is estimated by estimating the remaining capacity from the specific gravity of the battery liquid, the charge / discharge current balance, and the battery terminal voltage with respect to the discharge current. Is to detect. 6 is the temperature of the battery 2 (for example, liquid temperature, battery case,
It is a battery fluid temperature sensor that detects the temperature of electrodes etc.)
It constitutes the temperature correction means m 5 .

充電発電機3は、電機子巻線31、その出力側に設けた全
波整流器32および界磁巻線33より構成されている。界磁
巻線33の電流は、後述する界磁巻線電流を入切するため
のスイッチング手段m6をなすトランジスタ415の導通率
に比例しており、電機子巻線31には界磁巻線電流に応じ
た発電電圧が発生し、この電圧は上記全波整流器32にて
整流された後にバッテリ2および電気負荷1に供給され
る。
The charging generator 3 is composed of an armature winding 31, a full-wave rectifier 32 and a field winding 33 provided on the output side thereof. The current of the field winding 33 is proportional to the conductivity of the transistor 415 forming the switching means m 6 for turning on / off the field winding current, which will be described later. A generated voltage according to the current is generated, and this voltage is supplied to the battery 2 and the electric load 1 after being rectified by the full-wave rectifier 32.

次に、電圧調整装置本体4についてその構成を説明す
る。415は界磁巻線電流を入切するスイッチング手段m6
をなすトランジスタで、電圧調整装置本体4の調整電圧
とバッテリセンシング電圧(充電電圧)Vsを大小比較す
るコンパレータ414の出力で制御される。つまり、上記
調整電圧よりセンシング電圧Vsが低い時にON,そして高
い時にOFFする。404は車両の電気負荷状態と相関のある
値の1つとして例えば導通率を検出するような検出手段
m3をなすもので、トランジスタ415の導通率を検知し、
該導通率が第1の設定値より大のとき「1」レベル信号
を、又上記第1設定値より小さい第2設定値より小さい
とき、「0」レベル信号となる。よって第1設定値と第
2設定値とを有するヒステリシス特性をもっている。40
2はバッテリ充電状態検出センサ5の出力を判定するコ
ンパレータであり、第3図のバッテリ液温−バッテリ充
電状態−負荷−調整電圧特性図において、充電状態がS1
(充電不足状態)より良好な場合に「1」を出力する。
403は導通率検出回路404とコンパレータ402の出力の論
理積をとるA〜D回路である。401はバッテリ充電状態
検出センサ5の出力を判定するコンパレータであり、上
記第3図充電状態がS2(略満充電状態)より良好な場合
に「1」を出力する。405はOR回路であり、上記第3図
中、バッテリ充電状態SがS2以上の時、出力が「1」と
なる。又、このOR回路405は充電状態がS1以上でかつト
ランジスタ415の導通率が大、すなわち導通率検出回路4
04の出力レベルが「1」の時に、出力が「1」となるも
のである。トランジスタ407は上記OR回路405の出力によ
り抵抗406を介して制御され、このトランジスタ407が導
通、非導通となることによって分圧抵抗器410,411のタ
ップ電圧VAは異なる2つの電圧値(定電圧Vccを分圧し
た2つの値)をもつことになる。一方、コンパレータ40
4の反転入力側にはバッテリセンシング電圧Vsが充電電
圧検出手段(第1図のm7)となる抵抗412を介して入力
されている。そしてこの場合のタップ電圧VAは第3図中
の高基準電圧V1および低基準電圧V2に相当する。なお、
基準電圧は後述する如く補正されて最終的に調整電圧と
なるものである。
Next, the structure of the voltage regulator main body 4 will be described. 415 is a switching means for turning on / off the field winding current m 6
Is controlled by the output of the comparator 414 that compares the adjustment voltage of the voltage adjustment device body 4 with the battery sensing voltage (charging voltage) Vs. That is, it turns on when the sensing voltage Vs is lower than the adjustment voltage, and turns off when it is high. Reference numeral 404 is a detection means for detecting, for example, the conductivity as one of the values correlated with the electric load state of the vehicle.
those forming the m 3, and detects the conduction rate of the transistor 415,
When the conductivity is larger than the first set value, it is a "1" level signal, and when it is smaller than the second set value smaller than the first set value, it is a "0" level signal. Therefore, it has a hysteresis characteristic having the first set value and the second set value. 40
2 is a comparator determining the output of the battery state detection sensor 5, the battery liquid temperature of FIG. 3 - Battery charge status - load - the adjustment voltage characteristic diagram, state of charge S 1
When it is better than (charging shortage), "1" is output.
Reference numeral 403 is an A to D circuit that obtains the logical product of the outputs of the conductivity detection circuit 404 and the comparator 402. Reference numeral 401 is a comparator that determines the output of the battery charge state detection sensor 5, and outputs "1" when the charge state of FIG. 3 is better than S 2 (substantially full charge state). 405 is an OR circuit, in the FIG. 3, when the battery state of charge S is S 2 or more, the output becomes "1". Further, this OR circuit 405 has a charge state of S 1 or more and the conductivity of the transistor 415 is high, that is, the conductivity detection circuit 4
When the output level of 04 is "1", the output becomes "1". The transistor 407 is controlled by the output of the OR circuit 405 via the resistor 406, and when the transistor 407 becomes conductive and non-conductive, the tap voltage VA of the voltage dividing resistors 410 and 411 is set to two different voltage values (constant voltage Vcc: Will have two divided values). On the other hand, the comparator 40
The battery sensing voltage Vs is input to the inverting input side of 4 via a resistor 412 serving as a charging voltage detecting means (m 7 in FIG. 1). The tap voltage VA in this case corresponds to the high reference voltage V 1 and the low reference voltage V 2 in FIG. In addition,
The reference voltage is corrected as described later and finally becomes the adjusted voltage.

なお、ここで第3図について説明する。第3図は第2図
図示回路においてハードロジック回路によって行なわれ
る調整電圧の決定をグラフ化したものである。第3図に
おいて、X軸はバッテリ液温を示し矢印方向、すなわち
左から右へいくに従って液温は高くなっている。この液
温は第2図のバッテリ液温センサ6で測定されるもので
ある。Z軸はバッテリ充電状態を示し第2図のバッテリ
充電状態検出センサ5で検出されS1までが充電不足状
態、S1〜S2が中間充電状態、S2以上が満充電状態であ
る。そして、X軸とZ軸の値すなわちバッテリ液温とバ
ッテリ充電状態が決定すれば、X軸の値とZ軸との値が
交差する点の直上に調整電圧が表われるようにグラフ化
されている。
Note that FIG. 3 will be described here. FIG. 3 is a graphical representation of the adjustment voltage determination made by the hard logic circuit in the circuit shown in FIG. In FIG. 3, the X-axis indicates the battery liquid temperature, and the liquid temperature increases in the direction of the arrow, that is, from left to right. This liquid temperature is measured by the battery liquid temperature sensor 6 shown in FIG. The Z-axis indicates the battery charge state, which is detected by the battery charge state detection sensor 5 in FIG. 2 until S 1 is the insufficient charge state, S 1 to S 2 are the intermediate charge state, and S 2 and above are the full charge state. When the values of the X-axis and the Z-axis, that is, the battery liquid temperature and the battery charge state are determined, the adjustment voltage appears in a graph just above the point where the values of the X-axis and the Z-axis intersect. There is.

すなわち調整電圧はY軸の値でありバッテリ液温とバッ
テリ充電状態の両方に応じて変化する複雑な箱状の数値
分布となる。
That is, the adjustment voltage is a value on the Y-axis and has a complicated box-shaped numerical value distribution that changes depending on both the battery liquid temperature and the battery charge state.

上述の回路構成から明らかな如く、トランジスタ407の
導通時にタップ電圧VAは第3図のV2如き低い値となり、
遮断時にはより高い基準電圧V1が設定されることにな
る。これらの高低の基準電圧V1,V2の決定は第2図にお
いて分圧抵抗410,411を適当に選定して決定する。そし
て、上記高基準電圧V1は、既に述べたように、バッテリ
2が充電不足状態(第3図中S1までの領域)の時である
ので電気負荷1への電力供給やバッテリ充電に悪影響を
及ぼさない程度の高い電圧値に設定される。一方、低基
準電圧V2は、バッテリが略満充電状態(第3図中S2以上
の領域)のときであるから、バッテリ2が開放端子電圧
付近、つまり、電気負荷を発電機3の出力線とバッテリ
2の両端とに接続した時にバッテリ2からの放電電流
(電気負荷1に流れ込む電流)が増加しない程度の低い
電圧値に設定される。第2図の408は温度補正手段m5
成す温度補正回路であり、バッテリ液温センサ6の出力
と、論理OR回路405の出力を入力信号として、上記タッ
プ電圧VAに温度特性をもたせて高低基準電圧(V1,V2
のバッテリ液温ならびに電気負荷の大きさに対する補正
を行なうものであり、例えば特開昭55−13629号公報に
開示の回路等を利用したものである。
As is apparent from the above circuit configuration, the tap voltage VA becomes a low value such as V 2 in FIG. 3 when the transistor 407 is conductive,
When shut off, a higher reference voltage V 1 will be set. The high and low reference voltages V 1 and V 2 are determined by appropriately selecting the voltage dividing resistors 410 and 411 in FIG. As described above, the high reference voltage V 1 has a bad influence on the power supply to the electric load 1 and the battery charging because the battery 2 is in the insufficient charging state (region up to S 1 in FIG. 3). It is set to a high voltage value that does not exceed On the other hand, since the low reference voltage V 2 is when the battery is in a substantially fully charged state (the region of S 2 or more in FIG. 3), the battery 2 is near the open terminal voltage, that is, the electric load is output from the generator 3. The voltage value is set to such a low value that the discharge current (current flowing into the electric load 1) from the battery 2 does not increase when the wire is connected to both ends of the battery 2. Reference numeral 408 in FIG. 2 is a temperature compensating circuit which constitutes the temperature compensating means m 5, which uses the output of the battery liquid temperature sensor 6 and the output of the logical OR circuit 405 as input signals to give the tap voltage VA a temperature characteristic and thereby increase or decrease the temperature. Reference voltage (V 1 , V 2 )
The correction of the battery liquid temperature and the magnitude of the electric load is performed by using the circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-13629.

以下、上記構成の第1実施例の作動を説明する。キース
イッチSが投入され、車両のエンジンが駆動されると、
発電機3の界磁巻線3が回転する。この時、電圧調整装
置4の調整電圧値(コンパレータ414の非反転入力側に
印加される電圧値)よりもセンシング電圧Vsが低いとト
ランジスタ415が導通して界磁巻線33に通電される為、
発電機3は速やかに発電を開始してバッテリ2に充電を
行なうと共に、若しこの時に電気負荷1が接続されてい
れば前記負荷への給電も同時に行なう。上記充電に供
い、センシング電圧Vsが上記の調整電圧値以上に達する
と、トランジスタ415はカットオフとなり発電機3は発
電を抑制する。上述の動作を繰り返し発電機3の発電量
を制御して、センシング電圧Vs、つまりバッテリ端子電
圧が上記調整電圧に一致するようにしてある。
The operation of the first embodiment having the above configuration will be described below. When the key switch S is turned on and the vehicle engine is driven,
The field winding 3 of the generator 3 rotates. At this time, if the sensing voltage Vs is lower than the adjustment voltage value of the voltage adjusting device 4 (the voltage value applied to the non-inverting input side of the comparator 414), the transistor 415 becomes conductive and the field winding 33 is energized. ,
The generator 3 promptly starts power generation to charge the battery 2, and at the same time, if the electric load 1 is connected, it also supplies power to the load. When the sensing voltage Vs reaches the adjusted voltage value or more during the charging, the transistor 415 is cut off and the generator 3 suppresses power generation. The above-described operation is repeated to control the power generation amount of the generator 3 so that the sensing voltage Vs, that is, the battery terminal voltage, matches the adjusted voltage.

次に、上記定電圧制御の設定電圧となる調整電圧値の決
定方法について更に詳しく説明する。調整電圧は第3図
に示す様に、バッテリ液温,バッテリ充電状態及び電気
負荷状態を考慮して決定される。上述の第1実施例で
は、バッテリ充電状態を、充電不足状態(S<S1),
比較的良好な中間充電状態(S1<S<S2)および満
充電状態(S<S2)の3段階に区分けしてある。そし
て、電気負荷状態を導通率検出回路404で検出して、電
気負荷が大の時には調整電圧を第3図の破線で示す値に
決定し(S1からS2)に関係する領域を格下げして低い値
にする)、電気負荷小の時には上記第3図実線の如く高
めの調整電圧に決定する。すなわち、バッテリ充電状態
が比較的良好なS1<S<S2の時でしかも電気負荷が小の
場合にはバッテリ2を充電することを目的とした高い値
に調整電圧を設定する。同様にS1<S<S2の時である
が、逆に電気負荷が重負荷の時にはバッテリ2への充電
は考慮せず、該重負荷状態となっている電気負荷1への
給電を目的とした低い値に調整電圧を設定する。上記の
高低の調整電圧値は例えば、バッテリ2を充電する目的
では調整電圧を可能な限り高めに設定した方が充電能力
は増すので、第3図中の最大調整電圧値V1は、常用電気
負荷、例えばランプ負荷等の印加電圧と寿命の関係等を
考慮した値に決定され、勾配(B)のバッテリの熱逸走
限界により決定される。また、バッテリ液温に対して補
正された最小調整電圧値 (C)は、上記熱逸走もさることながら、バッテリ2の
周囲温度の影響等も考慮して求めたところの充電に必要
な調整電圧の最低保証値となる。そして、電気負荷1へ
の給電を目的とする調整電圧V2の決定は、この調整電圧
V2を高めに設定すると、発電機3の入力トルクが増加し
て燃費が悪化するだけでなく電気負荷1の劣化を促進し
たりする場合があるので、バッテリ2から大きな放電電
流が生じない値、つまりバッテリ開放端子電圧程度に設
定すれば良い。次に、バッテリ2の液温を第2図のバッ
テリ液温センサ6で検知して温度補正回路408でもっ
て、調整電圧V1の場合にはバッテリ2が熱逸走を発生し
ない温度勾配(B)を持つように調整電圧を設定する。
一方、調整電圧V2の場合にはバッテリ2の開放端子電圧
の温度勾配(B′)を持つように調整電圧を設定する。
Next, the method for determining the adjusted voltage value that is the set voltage for the constant voltage control will be described in more detail. As shown in FIG. 3, the adjustment voltage is determined in consideration of the battery liquid temperature, the battery charge state and the electric load state. In the above-described first embodiment, the battery charge state is changed to the insufficient charge state (S <S 1 ),
It is divided into three stages of relatively good intermediate charge state (S 1 <S <S 2 ) and full charge state (S <S 2 ). Then, the electrical load state is detected by the conductivity detection circuit 404, and when the electrical load is large, the regulated voltage is determined to the value shown by the broken line in FIG. 3 and the region related to (S 1 to S 2 ) is downgraded. When the electric load is small, a higher adjustment voltage is determined as shown by the solid line in FIG. That is, when S 1 <S <S 2 in which the battery charge state is relatively good and when the electric load is small, the adjustment voltage is set to a high value for charging the battery 2. Similarly, when S 1 <S <S 2 , when the electric load is heavy, conversely, the charging of the battery 2 is not taken into consideration, and the purpose is to supply power to the electric load 1 in the heavy load state. The adjustment voltage is set to a low value. For the purpose of charging the battery 2, for example, the above-mentioned high and low regulated voltage values have a higher charging capacity if the regulated voltage is set as high as possible. Therefore, the maximum regulated voltage value V 1 in FIG. The value is determined in consideration of the relationship between the load, for example, the applied voltage of the lamp load and the life, etc., and is determined by the thermal escape limit of the battery of the slope (B). Further, the minimum adjustment voltage value (C) corrected with respect to the battery liquid temperature is the adjustment voltage required for charging, which is obtained by taking into consideration the influence of the ambient temperature of the battery 2 as well as the above-mentioned heat escape. Is the minimum guaranteed value of. Then, the adjustment voltage V 2 for the purpose of supplying power to the electric load 1 is determined by the adjustment voltage V 2
If V 2 is set higher, the input torque of the generator 3 may increase to deteriorate the fuel consumption and may accelerate the deterioration of the electric load 1. Therefore, a value that does not cause a large discharge current from the battery 2 That is, it may be set to about the battery open terminal voltage. Next, the liquid temperature of the battery 2 is detected by the battery liquid temperature sensor 6 in FIG. 2 and the temperature correction circuit 408 detects a temperature gradient (B) in which the battery 2 does not generate heat escape when the adjustment voltage is V 1. Set the adjustment voltage to hold.
On the other hand, in the case of the regulated voltage V 2 , the regulated voltage is set so as to have the temperature gradient (B ′) of the open terminal voltage of the battery 2.

次に、本発明になる電圧調整装置4をマイクロコンピュ
ータ制御とした第2実施例を第3図を援用し、かつ、第
4図,第5図によって以下説明する。
Next, a second embodiment in which the voltage regulator 4 according to the present invention is controlled by a microcomputer will be described with reference to FIG. 3 and FIGS. 4 and 5.

第4図はマイクロコンピュータ化した本発明の電圧調整
装置4を含む車両充電発電システムの全体構成図であ
る。404は負荷状態検出手段m3を成すものであり、これ
は電気負荷状態を検出してそれに応じた負荷モードを設
定する。(以下負荷モードセンサという)。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a vehicle charging and power generation system including a microcomputer-based voltage regulator 4 of the present invention. Reference numeral 404 constitutes a load state detecting means m 3 , which detects an electric load state and sets a load mode corresponding thereto. (Hereinafter referred to as load mode sensor).

この負荷モードセンサ404は例えば第1図のスイッチン
グ手段m6をなすスイッチングトランジスタ415の導通率
を検出してある導通率以上で第1負荷モード信号I1,又
はそれ以下では第2負荷モード信号I2を発生するもので
ある。5はバッテリ2の充電状態と相関のあるバッテリ
電解液の比重や、充放電電流比率を検出してバッテリ充
電モード信号Sを発生するバッテリ充電状態検出センサ
であり第1図の充電状態検出手段をなすものである。こ
の充電状態検出センサ5は本実施例では3つの充電モー
ドを設定してある。すなわち、充電不足状態(第3図で
S<S1の領域)の時に第1充電モード信号SA,比較的良
好な中間充電状態(第3図,S1<S<S2)の時に第2充
電モード信号SB,そして満充電状態(S>S2)の時に第
3充電モード信号SCを発生する。6はバッテリ2の充電
特性に関係するバッテリ電解液等のバッテリ温度を検出
して液温信号Tを発生するバッテリ温度センサで、第1
図の温度補正手段の一部を成すものであり、感温トラン
ジスタやサーミスタ等の感温素子をバッテリ電解液中に
配設するなどして構成してある。7はバッテリ2の端子
電圧を検出して端子電圧信号Vを発生するバッテリ電圧
検出センサであり、充電電圧検出手段m7を構成する。
This load mode sensor 404 detects, for example, the conductivity of the switching transistor 415 forming the switching means m 6 in FIG. 1 and has a first load mode signal I 1 above a certain conductivity, or a second load mode signal I 1 below that. It is one that generates 2 . Reference numeral 5 denotes a battery charge state detection sensor that detects the specific gravity of the battery electrolyte solution that correlates with the charge state of the battery 2 and the charge / discharge current ratio to generate the battery charge mode signal S. It is an eggplant. This charge state detection sensor 5 has three charge modes set in this embodiment. That is, the first charge mode signal S A is in the insufficient charge state (the region of S <S 1 in FIG. 3), and the first charge mode signal S A is the relatively good intermediate charge state (S 1 <S <S 2 in FIG. 3). The second charging mode signal S B and the third charging mode signal S C are generated when the battery is fully charged (S> S 2 ). Reference numeral 6 denotes a battery temperature sensor that detects a battery temperature of a battery electrolyte solution or the like related to the charging characteristics of the battery 2 and generates a liquid temperature signal T.
The temperature compensating means constitutes a part of the temperature compensating means shown in the figure, and is constituted by disposing a temperature sensitive element such as a temperature sensitive transistor or a thermistor in the battery electrolyte. A battery voltage detection sensor 7 detects a terminal voltage of the battery 2 and generates a terminal voltage signal V, which constitutes a charging voltage detection means m 7 .

8はA/D変換回路で、上記のバッテリ温度センサ6およ
びバッテリ電圧検出センサ7の各アナログ信号を逐次デ
ィジタル信号化して、マイクロコンピュータ9に対して
出力する。そして、マイクロコンピュータ9は、上記各
センサからの出力信号によって後述するプログラムに従
って演算処理を実行する1チップのマイコンで、バッテ
リ2から図では省略してある定電圧回路によって作動電
源の供給を受けて、上記各センサ5,6,7,404に応じて、
界磁を制御するトランジスタ415を作動制御するもので
ある。
Reference numeral 8 denotes an A / D conversion circuit, which sequentially converts the analog signals of the battery temperature sensor 6 and the battery voltage detection sensor 7 into digital signals and outputs them to the microcomputer 9. The microcomputer 9 is a one-chip microcomputer that executes arithmetic processing according to a program to be described later based on the output signals from the above-mentioned sensors, and is supplied with operating power from a battery 2 by a constant voltage circuit (not shown). , According to each sensor 5, 6, 7, 404,
It is for controlling the operation of the transistor 415 for controlling the field.

マイクロコンピュータ9のメインプログラムは、ある一
定周期毎のタイマ割込プログラムによって実行される
が、そのメインプログラムを第5図のプログラムフロー
チャートに基づいて説明する。キースイッチSを投入す
ると、図示しない定電圧回路から作動電源が供給されて
マイクロコンピュータ9は作動状態となる。そして、上
記タイマ割込信号によりスタートステップ101より制御
プログラム演算を開始して信号入力ステップ102へ移行
する。ステップ102では、バッテリ充電状態検出センサ
5からバッテリ充電モード信号SA,SB,SC,バッテリ温
度センサ6からバッテリ液温信号T、そしてバッテリ電
圧検出センサ7からバッテリ端子電圧信号Vを順次入力
してマイクロコンピュータ9のRAMに一時記憶して、充
電状態判定ステップ103に移行する。判定ステップ103で
は、信号入力ステップ102にて入力記憶したバッテリ充
電モード信号が先ず満充電状態(第3図中のS≧S2の領
域)か否かを判定し、S≧S2のとき判定YESとなり、次
のステップ108へ進む、このステップ108では、低い方の
電圧V2を基準とした第3図のゾーンからステップ102で
一時記憶しておいたバッテリ液温信号Tに対応する調整
電圧を予め定めておいたマップから読み出す処理を実行
する。他方、ステップ103で満充電状態(S≧S2)では
ないと判定されるとNOとなり次の判定ステップ104に進
む。そして、す104でS≦S1、つまり充電不足状態と判
定されると、YESとなりステップ107へ進んで、ここで高
い方の電圧V1を基準とした第3図のゾーンから、やはり
ステップ102で記憶してあるバッテリ液温信号Tに対す
る液温補正された調整電圧を上記マップから読み出す。
ステップ104でNOと判定されるのは、バッテリ充電状態
がS2>S>S1、つまり中間充電状態にあるときである。
この時は、ステップ105へ移行して電気負荷モードセン
サ404からの負荷モード信号(I1又はI2)が、予め定め
た基準値I0以上か否かを判定するステップへ進んで、I0
以上であればステップ103からステップ108へ進んだ場合
と同様に、低い方の調整電圧V2を基準としたゾーンから
液温信号Tに対応する調整電圧をマップから読み出す。
一方、I0以下で判定がNOとなった時は、ステップ104か
らステップ107へ進んだ場合と同様に、高い方の調整電
圧V1を基準としたゾーンから液温信号Tに対する調整電
圧をマップから読み出す処理を実行する。次に、上記の
調整電圧(Vreg)にバッテリ端子電圧信号Vとを比較し
て、V≧Vregと判定されるとステップ110へ進んでスイ
ッチングトランジスタ415を非導通に、又V≦Vregの場
合には判定NOとなり上記トランジスタ415をオンさせる
ステップ111へ移行してスタートステップ101からエンド
ステップ112までのメインプログラム実行サイクルを終
了する。従って、キースイッチ5が投入されている間
は、上記のタイマ割込プログラムによって、上記メイン
プログラムのルーティンステップ101〜112を繰り返す。
そして、この第2実施例でも上記第1実施例と同様に、
バッテリ充電状態を適正に監視しながら、かつ電気負荷
への電力供給を適切にコントロールしてバッテリの最適
充電および発電機の発電量の適正化を達成できる。そし
て、これにより、車両の燃費向上および電気負荷の寿命
向上を図れることは勿論であるが、マイコン制御特有の
高精度な制御特性を達成出来ることになる。
The main program of the microcomputer 9 is executed by a timer interrupt program for every certain fixed period. The main program will be described with reference to the program flowchart of FIG. When the key switch S is turned on, operating power is supplied from a constant voltage circuit (not shown) and the microcomputer 9 is put into an operating state. Then, the control program calculation is started from the start step 101 by the timer interrupt signal, and the process proceeds to the signal input step 102. In step 102, the battery charge state detection sensor 5 receives the battery charge mode signals S A , S B and S C , the battery temperature sensor 6 receives the battery liquid temperature signal T, and the battery voltage detection sensor 7 receives the battery terminal voltage signal V sequentially. Then, the data is temporarily stored in the RAM of the microcomputer 9, and the process proceeds to the charge state determination step 103. In the determination step 103, it is first determined whether or not the battery charge mode signal input and stored in the signal input step 102 is in the fully charged state (the region of S ≧ S 2 in FIG. 3), and when S ≧ S 2 is determined. YES, the process proceeds to step 108, in step 108, the lower third view of the zone from the adjustment voltage corresponding to the battery fluid temperature signal T which has been temporarily stored in step 102 relative to the voltage V 2 of Is read out from a predetermined map. On the other hand, if it is determined in step 103 that the state of full charge (S ≧ S 2 ) is not satisfied, the determination result is NO and the process proceeds to the next determination step 104. Then, S ≦ S 1 in to 104, that is, when it is determined that the insufficiently charged state, the process proceeds to YES, step 107, from the zone of the third view taken herein as the higher reference voltage V 1 of the still step 102 The liquid temperature-corrected adjustment voltage corresponding to the battery liquid temperature signal T stored in step 1 is read from the map.
The determination of NO in step 104 is made when the battery charge state is S 2 >S> S 1 , that is, in the intermediate charge state.
At this time, the process proceeds to step 105 and proceeds to the step of determining whether or not the load mode signal (I 1 or I 2 ) from the electric load mode sensor 404 is a predetermined reference value I 0 or more, I 0
If it is above, as in the case of proceeding from step 103 to step 108, the adjustment voltage corresponding to the liquid temperature signal T is read from the map from the zone with the lower adjustment voltage V 2 as the reference.
On the other hand, when the determination is NO at I 0 or less, the adjustment voltage for the liquid temperature signal T is mapped from the zone based on the higher adjustment voltage V 1 as in the case of proceeding from step 104 to step 107. The process to read from is executed. Next, the above regulated voltage (Vreg) is compared with the battery terminal voltage signal V, and if it is determined that V ≧ Vreg, the routine proceeds to step 110, where the switching transistor 415 is made non-conductive, and when V ≦ Vreg. Is judged NO, the process proceeds to step 111 for turning on the transistor 415, and the main program execution cycle from the start step 101 to the end step 112 is completed. Therefore, while the key switch 5 is turned on, the above-mentioned timer interrupt program repeats the routine steps 101 to 112 of the main program.
Also in the second embodiment, as in the first embodiment,
It is possible to achieve optimum charging of the battery and optimization of the power generation amount of the generator while appropriately controlling the power supply to the electric load while appropriately monitoring the battery charge state. As a result, it is of course possible to improve the fuel efficiency of the vehicle and the life of the electric load, but it is also possible to achieve highly accurate control characteristics peculiar to the microcomputer control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の構成を示す構成図、第2図は本発明装
置の第1実施例を示す電気回路図、第3図は第1実施例
におけるバッテリ液温−充電状態−負値−調整電圧との
関係を示す特性図、第4図は本発明の第2実施例に係り
コンピュータを使用したシステムのハードウェア構成
図、第5図は第4図図示のコンピュータを作動させるた
めのプログラムフローチャートである。 1…電気負荷,2…バッテリ,3…車両充電発電機,m1…充
電状態検出手段,m2…基準電圧設定手段,m3…負荷状態
検出手段,m4…基準電圧変更手段,m5…温度補正手段,
m6…スイッチング手段。
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of the device of the present invention, and FIG. 3 is a battery fluid temperature-charge state-negative value-in the first embodiment. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship with the adjustment voltage, FIG. 4 is a hardware configuration diagram of a system using a computer according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a program for operating the computer shown in FIG. It is a flowchart. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric load, 2 ... Battery, 3 ... Vehicle charging generator, m 1 ... Charge state detecting means, m 2 ... Reference voltage setting means, m 3 ... Load state detecting means, m 4 ... Reference voltage changing means, m 5 ... Temperature correction means,
m 6 ... switching means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】車両充電発電機の発電電圧を制御して車載
のバッテリを充電する電圧調整装置において、 前記バッテリの充電電圧を検出する充電電圧検出手段
と、 前記バッテリの充電状態を充電不足状態と満充電状態と
中間充電状態の少なくとも3つの充電状態のいずれかと
して検出する充電状態検出手段と、 前記車両充電発電機に接続された電気的負荷の状態を検
出し、該負荷の状態が重負荷状態であるか又は軽負荷状
態であるのか少なくとも2つの負荷状態を検出する負荷
状態検出手段と、 前記充電状態検出手段が充電不足状態又は満充電状態の
各レベルを検出した時に、充電不足状態にあっては高基
準電圧に、満充電状態にあっては低基準電圧にそれぞれ
基準電圧を設定する基準電圧設定手段と、 前記充電状態検出手段が中間充電状態を検出した時に
は、前記負荷状態検出手段によって検出された負荷状態
が重負荷の場合は、前記低基準電圧を基準電圧に設定
し、又前記負荷状態が軽負荷の場合は、前記高基準電圧
を基準電圧に設定する基準電圧変更手段と、 前記基準電圧と前記バッテリの充電電圧とを比較して前
記車両充電発電機の界磁巻線電流を断続制御するスイッ
チング手段とを具備する車両充電発電機の電圧調整装
置。
1. A voltage adjusting device for controlling a generated voltage of a vehicle charging generator to charge an in-vehicle battery, comprising: a charging voltage detecting means for detecting a charging voltage of the battery; And a charge state detecting means for detecting as one of at least three charge states of a full charge state and an intermediate charge state, and a state of an electric load connected to the vehicle charging generator is detected, and the state of the load is determined to be heavy. Whether the load state is a light load state or a light load state, a load state detecting means for detecting at least two load states, and a charge insufficient state when the charge state detecting means detects each level of a charge insufficient state or a full charge state. In this case, the reference voltage setting means for setting the reference voltage to the high reference voltage and the reference voltage to the low reference voltage in the fully charged state, respectively, When the load state detected by the load state detection means is a heavy load, the low reference voltage is set to a reference voltage, and when the load state is a light load, the high reference voltage is set to A vehicle charging generator comprising: a reference voltage changing unit that sets a reference voltage; and a switching unit that compares the reference voltage with the charging voltage of the battery to intermittently control the field winding current of the vehicle charging generator. Voltage regulator.
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