JP2000110610A

JP2000110610A - 発電制御装置

Info

Publication number: JP2000110610A
Application number: JP10281594A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sakata; 真一坂田; Takeshi Tadanaga; 剛忠永; Shoji Tashiro; 庄司田代; Atsushi Yoshioka; 敦吉岡
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-04-18
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: JP3627533B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車等に装備される発電制御装置に関し、
アイドリング時に電気負荷が投入されたときに発生する
エンジン回転数の変動を抑制できるようにする。【解決手段】オルタネータ制御手段１３により、バッ
テリ電圧の所定電圧からの偏差に基づいてオルタネータ
６の発電量に相関するパラメータを増減することによっ
て、内燃機関１の出力軸に連結されたオルタネータ６の
発電量を制御するとともに、吸気量調整手段１２によ
り、パラメータの増減に応じて内燃機関１の燃焼室内に
流入する吸気量を増減して、オルタネータ６の発電に伴
うエンジン回転数の低下を防止するが、アイドリング時
にパラメータが高値から低値に変化し、その後高値に向
けて上昇する場合には、抑制手段１４により、所定時
間、パラメータの上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に装備さ
れる内燃機関にそなえられるオルタネータの発電量を制
御する装置に関し、特に、アイドリング時のエンジン回
転数の安定化に用いて好適の、発電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両においては、ヘッドライ
トやスモールライト等のランプ類や空調器のファンの駆
動用電源として、また、内燃機関（エンジン）の始動時
のクランク軸駆動用電源としてバッテリが用いられてい
る。しかしながら、バッテリに蓄えられえる電気容量は
有限であり、使用にともない残存容量が減少しバッテリ
電圧は低下していく。そこで、エンジンには、バッテリ
の充電を行なう手段としてオルタネータがそなえられて
おり、オルタネータでは、エンジンの出力軸から入力さ
れるエンジン回転により発電を行ない、バッテリに充電
するようになっている。

【０００３】ここで、従来より、バッテリ電圧を所定電
圧に維持するように、オルタネータの発電量を適宜制御
する方法が知られている（例えば、特開平７−１０３０
４３号公報に開示された技術）。このような従来のオル
タネータ制御においては、アイドル時にヘッドライト等
の電気負荷が投入され、バッテリ電圧が降下すると、バ
ッテリ電圧の降下に応じてオルタネータの発電量を増減
し、バッテリ電圧を所定電圧に復帰させるとともに、オ
ルタネータの発電量の増減に応じてＩＳＣ（アイドルス
ピードコントロール）バルブの開弁量を調整して吸入空
気量を増減し、エンジン回転数の変動を抑制するように
なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】アイドル時にヘッドラ
イトのような高負荷の電気負荷が投入されているときに
は、バッテリの消費電流が大きいためオルタネータの発
電量は常に最大となり、オルタネータの駆動に要する駆
動トルクは略一定となる。また、オルタネータの発電量
の増減に応じて決まるＩＳＣバルブの開弁量も略最大値
で一定に保たれることになり、エンジン回転数は変動す
ることなく略一定に保たれる。

【０００５】一方、スモールランプやファンのような低
負荷の電気負荷が投入されたときは、それらのバッテリ
消費電流は小さいためバッテリ電圧は短時間で所定電圧
まで復帰する。バッテリ電圧が復帰すると過充電を防止
するためオルタネータの発電量は低下していくが、電気
負荷が未だに投入されている場合には、やがてオルタネ
ータの発電電流がバッテリ消費電流を下回り、バッテリ
電圧が低下して、オルタネータの発電量は再び増加され
ることになる。つまり、オルタネータの発電量は電気負
荷が投入さている間、増減を繰り返すことになる。ま
た、ＩＳＣバルブも同様にオルタネータの発電量の増減
に応じて開閉を繰り返し、吸入空気量も増減を繰り返す
ことになる。

【０００６】このため、ＩＳＣバルブの開閉作動に伴
い、その変化の周期に応じてエンジン回転数が変動し、
その変動は、振動となって乗員に伝わり、乗員の乗車フ
ィーリングを悪化させてしまう。本発明は、このような
課題に鑑み創案されたもので、アイドル時に電気負荷が
投入されたときに発生するエンジン回転数の変動を抑制
できるようにした、発電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】このため、本発明の発電
制御装置では、オルタネータ制御手段により、バッテリ
電圧の所定電圧からの偏差に基づいてオルタネータの発
電量に相関するパラメータを増減することによって、内
燃機関の出力軸に連結されたオルタネータの発電量を制
御するとともに、吸気量調整手段により、パラメータの
増減に応じて内燃機関の燃焼室内に流入する吸気量を増
減して、オルタネータの発電に伴うエンジン回転数の低
下を防止するが、アイドル時にパラメータが高値から低
値に変化し、その後高値に向けて上昇する場合には、抑
制手段により、所定時間、パラメータの該上昇を抑制す
る。

【０００８】これにより、パラメータの上昇が抑制され
た所定時間は、オルタネータの発電量の変動，燃焼室内
に流入する吸気量の変動が共に抑制されることになり、
エンジン回転数の変動が抑制される。

【０００９】

【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明する。図１〜図４は、本発明の一実施
形態としての発電制御装置について示すものであり、図
１は、本発電制御装置の構成を示している。図１に示す
ように、本発電制御装置が適用されるエンジン（内燃機
関）１の吸気通路２の上流には、スロットルバルブ３と
スロットルバルブ３を迂回するバイパス通路４が設けら
れており、バイパス通路４には流量調整弁（ＩＳＣバル
ブ；アイドルスピードコントロールバルブ）５がそなえ
られている。ＩＳＣバルブ５は、アイドル時にエンジン
１の燃焼室内に供給する空気量を調整するためのバルブ
であり、ＩＳＣバルブ５を適宜駆動してバイパス通路４
を開閉することにより、アイドル回転数制御が行なわれ
るようになっている。

【００１０】また、エンジン１には、オルタネータ６が
そなえられており、図示しないＶベルトを介してエンジ
ン１の出力軸に連結されている。オルタネータ６は、Ｖ
ベルトを介して入力されるエンジン１の回転により発電
を行なうようになっており、発電した電気はバッテリ９
に充電され、エンジン始動時やランプ類の点灯時等に用
いられるようになっている。

【００１１】オルタネータ６の構成について説明する
と、オルタネータ６は、三相の捲線を有するステータコ
イル６Ａと、ステータコイル６Ａの内側に位置するフィ
ールドコイル６Ｂとからなる三相交流発電機をそなえて
おり、フィールドコイル６Ｂを通電状態で回転させるこ
とにより、ステータコイル６Ａに誘起電力を発生させ、
誘起電流（三相交流電流）を整流器６Ｄにより直流電流
に変換してバッテリ９へ充電するようになっている。

【００１２】また、オルタネータ６は、電圧レギュレー
タ６Ｃをそなえており、この電圧レギュレータ６Ｃによ
ってフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流を制御し、
ステータコイル６Ａに発生する誘起電力を調整して、発
電量を制御するようになっている。界磁電流は、電圧レ
ギュレータ６ＣのＧ端子６ａに制御信号を入力すること
により制御できるようになっており、また、ＦＲ端子６
ｂからは、実際にフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電
流が出力されるようになっている。

【００１３】上述のアイドル回転数制御やオルタネータ
６の発電量の制御は、ＥＣＵ（制御手段）１０により行
なわれるようになっている。ＥＣＵ１０では、これらの
制御を、アイドルスイッチ７，エンジン回転数センサ
（クランク角センサ）８及び水温センサ，エアコンスイ
ッチ，車速センサ等のその他のセンサからの信号と、オ
ルタネータ８のＦＲ端子６ｂからの信号と、バッテリ９
の電圧信号とに基づき行なうようになっている。

【００１４】ＥＣＵ１０には、その機能要素として電気
負荷検出手段１１，吸気量調整手段１２，オルタネータ
制御手段１３がそなえられており、オルタネータ制御手
段１３には、さらに発電抑制手段（抑制手段）１４がそ
なえられている。これらの各機能要素について説明する
と、まず、電気負荷検出手段１１は、エアコン，ヘッド
ライト，パワーウインドウ等の電気負荷の投入を検出す
る手段である。電気負荷検出手段１１では、バッテリ９
の消費電流値とオルタネータ６の発電電流値との和から
電気負荷電流値を算出し、算出した電気負荷電流値が所
定値を越えたときに電気負荷が投入されたと判定するよ
うになっている。なお、バッテリ９の消費電流値は、バ
ッテリ９のバッテリ電圧と予め設定した所定電圧との偏
差に基づき算出することができ、オルタネータ６の発電
電流値は、オルタネータ６のＦＲ端子６ｂの出力に基づ
き検出されるフィールドコイル６Ｂの通電状態と、エン
ジン回転数センサ８により検出されるエンジン回転数と
に基づき算出できるようになっている。

【００１５】吸気量調整手段１２は、ＩＳＣバルブ５を
開閉制御し、これによりアイドル回転数制御時の吸気量
の調整を行なう手段である。吸気量調整手段１２では、
通常、ＩＳＣバルブ５の開弁量を水温等に基づき決定さ
れる基本開弁量に設定するようになっているが、電気負
荷検出手段１１により電気負荷が検出されたときには、
後述するＦＲデューティに応じた補正開弁量を基本開弁
量に加算するようになっている。つまり、電気負荷が検
出されたときには、後述するようにオルタネータ６の発
電量が高められるため、それに伴いオルタネータ６の駆
動トルクが増大してエンジン回転数は下降していく。そ
こで、オルタネータ６の発電量に対応する後述のＦＲデ
ューティに応じて吸入空気量を増加させ、エンジン出力
トルクを増大させることにより、電気負荷の投入に伴う
アイドル回転数の落ち込みを防止するようになっている
のである。なお、吸気量調整手段１２は、１制御周期中
の開時間の割合をデューティ比としたデューティ制御に
よってＩＳＣバルブ５の開閉制御を行なうようになって
いる。

【００１６】次に、オルタネータ制御手段１３について
説明すると、オルタネータ制御手段１３は、バッテリ電
圧が所定の目標電圧（例えば、１４Ｖ）となるようにオ
ルタネータ６の発電量を制御する手段であり、電気負荷
検出手段１１が電気負荷を検出したときには、バッテリ
電圧が低下しないようにフィールドコイル６Ｂに流れる
界磁電流を増大させてオルタネータ６の発電量を高める
ようになっている。オルタネータ制御手段１３では、オ
ルタネータ６のＧ端子６ａに入力する制御信号のデュー
ティ比を制御することによって、フィールドコイル６Ｂ
に流れる界磁電流の制御を行なうようになっている。

【００１７】この界磁電流の制御においては、オルタネ
ータ制御手段１３は、目標とするフィールドコイル６Ｂ
の通電状態に応じて、Ｇ端子６ａに入力する制御信号の
デューティ比（Ｇ端子デューティ）Ｄ_Gを設定するよう
になっている。つまり、フィールドコイル６Ｂの通電状
態は、オルタネータ６のＦＲ端子６ｂからの出力信号に
より検出できるようになっており、オルタネータ制御手
段１３では、検出したＦＲ端子６ｂからの出力信号に基
づき実際にフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流のデ
ューティ比（実ＦＲデューティ）Ｄ_FRを算出するように
なっている。

【００１８】そして、算出した実ＦＲデューティＤ_FRを
フィードバックしながら、目標とするフィールドコイル
６Ｂの通電状態、即ち、目標とするフィールドコイル６
Ｂの界磁電流のデューティ比（目標ＦＲデューティ）Ｄ
_FRobjを設定し、この目標ＦＲデューティＤ_FRobjに応
じてＧ端子デューティＤ_Gを設定するようになっている
のである。

【００１９】また、オルタネータ制御手段１３では、界
磁電流の急増を防止するため、次式のように今回得られ
た実ＦＲデューティＤ_FR(n) と前回設定した目標ＦＲデ
ューティＤ_FRobj(n-1) に所定の増加分Ｘ_FRUPを加えた
値とを比較した小さい方を今回の目標ＦＲデューティＤ
_FRobj(n) として設定している。Ｄ_FRobj(n) ＝〔Ｄ_FR(n) ，Ｄ_FRobj(n-1) ＋Ｘ_FRUP〕min ・・・（１）ただし、ここでの実ＦＲデューティＤ_FR(n) は、次式の
ように実際に検出されるＦＲデューティＤ_FRrealを平均
化したものであり、以降、この平均化ＦＲデューティを
オルタネータ６の発電量に相関するパラメータとしての
実ＦＲデューティＤ_FRという。なお、次式のＫは０＜Ｋ
＜１を満たす定数である。

【００２０】Ｄ_FR(n) ＝Ｋ×Ｄ_FR(n-1) ＋（１−Ｋ）×Ｄ_FRreal ・・・（２）また、Ｇ端子デューティＤ_Gとしては、次式のように、
目標ＦＲデューティＤ _FRobj(n) に所定の不感帯値Ｘ
_GDEADを加えた分を今回のＧ端子デューティＤ_G(n) と
してＧ端子６ａに出力するようになっている。Ｄ_G(n) ＝Ｄ_FRobj(n) ＋Ｘ_GDEAD ・・・（３）このようにＧ端子デューティＤ_Gを設定することによ
り、不感帯値Ｘ_GDEAD内での目標ＦＲデューティＤ
_FRobjの変動がフィールドコイル６Ｂの界磁電流に影響
することを防止することができ、オルタネータ６の発電
量の変動に伴うエンジン回転の変動を抑制することがで
きるようになっている。なお、目標ＦＲデューティＤ
_FRobj，Ｇ端子デューティＤ_Gの最大値は共に１００％
である。

【００２１】こうしてＧ端子デューティＤ_Gを緩やかに
増加させていくことにより、オルタネータ６の発電量も
緩やかに増大していき、やがて、バッテリ９の消費電流
値をオルタネータ６の発電電流値が上回るようになる。
そして、バッテリ９のバッテリ電圧が再び目標電圧まで
復帰したところで、オルタネータ制御手段１３は、バッ
テリ９の過充電を防止すべく、目標ＦＲデューティＤ
_FRobjの増加を停止するようになっている。これによ
り、実ＦＲデューティＤ_FRは所定の減少率で緩やかに減
少していくようになっている。なお、この実ＦＲデュー
ティＤ_FRの減少率は、オルタネータ６の特性により決ま
る値であり、オルタネータ制御手段１３により制御する
ことはできない。

【００２２】ところで、ヘッドライトのような高い電気
負荷が投入された場合、そのバッテリ消費電流は大き
く、目標ＦＲデューティＤ_FRobj（実ＦＲデューティＤ
_FR）が１００％に設定されたときの発電電流との差は小
さい。したがって、初期の電気負荷投入時に降下したバ
ッテリ電圧が目標電圧まで復帰するには時間を要し、ヘ
ッドライトが点灯されている間は実ＦＲデューティＤ_FR
はほとんど常時１００％に設定されることになる。この
ため、オルタネータ６の駆動に要する駆動トルクは略一
定であり、また、実ＦＲデューティＤ_FRが１００％に設
定されることにより、吸気量調整手段１２によるＩＳＣ
バルブ５の補正開弁量も略一定に保たれる。これによ
り、電気負荷が投入されている間、エンジン回転数も略
一定に保たれることになる。

【００２３】一方、スモールランプやファン等の低い電
気負荷が投入された場合は、それらのバッテリ消費電流
は小さいため、実ＦＲデューティＤ_FRが増加することに
伴う発電電流の増大により、初期の電気負荷投入時に下
降したバッテリ電圧は短時間で目標電圧まで復帰するこ
とになる。バッテリ電圧が目標電圧に復帰すると、オル
タネータ制御手段１３は目標ＦＲデューティＤ_FRobjの
増加を停止するため、実ＦＲデューティＤ_FRは所定の減
少率で減少していくようになっており、また、吸気量調
整手段１２も実ＦＲデューティＤ_FRに応じてＩＳＣバル
ブ５の補正開弁量を減少させていくようになっている。

【００２４】ところが、電気負荷が未だ投入されている
状態の場合には、実ＦＲデューティＤ_FRの減少に伴いや
がて発電電流がバッテリ消費電流を下回り、再びバッテ
リ電圧が低下していくことになる。このため、オルタネ
ータ制御手段１３は、バッテリ電圧の低下を防止すべ
く、再び目標ＦＲデューティＤ_FRobjを増加させていく
ことになり、また、吸気量調整手段１２もＩＳＣバルブ
５の補正開弁量を実ＦＲデューティＤ_FRに応じて増加さ
せていくことになる。

【００２５】しかしながら、実ＦＲデューティＤ_FRの増
加に伴う駆動トルクの増大によるエンジン回転数の下降
に対し、ＩＳＣバルブ５の補正開弁量の増加に伴うエン
ジン回転数の上昇には時間遅れがあるため、このような
短周期で実ＦＲデューティＤ _FRが増加減少し、また、Ｉ
ＳＣバルブ５の補正開弁量が増加減少すると、その変化
の周期に応じてエンジン回転数も変動することになり、
乗員の乗車フィーリングを悪化させてしまう虞がある。

【００２６】そこで、発電抑制手段１４では、このよう
な短周期でのエンジン回転数の変動を抑制すべく、上記
のようにバッテリ電圧が目標電圧に復帰して実ＦＲデュ
ーティＤ_FRが減少してきたときに、オルタネータ制御手
段１３が、再度目標ＦＲデューティＤ_FRobjを増加させ
ようとする場合には、目標ＦＲデューティＤ_FRobjを一
定時間所定値に保持させるようになっている。

【００２７】より具体的に説明すると、発電抑制手段１
４には、図２に示すように、実ＦＲデューティＤ_FRに対
する複数の閾値Ｘ_FRHLD（例えば、Ｘ_FRHLD＝９４，８
８，８２，７６，７０，６４，５８，５２，４６，４０
％、以下、これら閾値Ｘ_FRHL _Dの全体を指す場合には閾
値Ｔ_FRHLDと表記する。）が予め記憶されている。そし
て、発電に伴い増加していた実ＦＲデューティＤ_FRがバ
ッテリ電圧の目標電圧への復帰に伴い減少し、閾値Ｔ
_FRHLDの何れかを高値から低値に向けて横切ったとき、
図２に示す場合では、閾値Ｘ_FRHLD（Ｘ_FRHLD＝８８
％）を横切ったとき、所定の開始条件が成立している場
合には、発電抑制解除条件が成立するまで、以下の発電
抑制制御を行なうようになっている。

【００２８】まず、開始条件について説明しておくと、
開始条件は次の４つの条件が全て成立することが条件と
なる。まず、第１の開始条件は、既に発電抑制制御が開
始されていないことである。既に発電抑制制御が開始さ
れている場合には、再度開始する必要はないからであ
る。また、第２の開始条件は、エンジン回転数Ｎｅが所
定回転数（例えば、Ｎｅ＝１５００ｒｐｍ）未満である
ことであり、第３の開始条件は、アイドルスイッチ７が
オンになっていることである。発電抑制制御の目的が低
回転のアイドル時におけるエンジン回転数の変動を防止
することにあるからである。そして、第４の開始条件
は、上述のように実ＦＲデューティＤ_FRが減少して閾値
Ｔ_FRHLDの何れかを高値から低値に向けて横切ったこと
である。これら４つの条件全てが成立したところで、発
電抑制制御が開始されるようになっている。また、発電
抑制手段１４は、発電抑制制御を開始すると同時にタイ
マをスタートさせ、発電抑制制御開始からの経過時間Ｔ
を計測するようになっている。

【００２９】発電抑制手段１４による発電抑制制御は、
オルタネータ制御手段１３による目標ＦＲデューティＤ
_FRobjの設定を次式のように変更することで行なうよう
になっている。Ｄ_FRobj(n) ＝｛〔Ｄ_FR(n) ，Ｄ_FRobj(n-1) 〕min ，Ｘ_FRHLDCLP｝max ・・・（４）つまり、今回の実ＦＲデューティＤ_FR(n) と前回の目標
ＦＲデューティＤ_FRob _j(n-1) とのうちの小さい方と、
所定の閾値Ｘ_FRHLDCLP（アイドル発電抑制モード時のＦ
Ｒデューティ制限値；例えば、４０％の固定値）とを比
較して、これらのうちの大きい方を今回の目標ＦＲデュ
ーティＤ_FRobj(n) とするのである。

【００３０】このため、実ＦＲデューティＤ_FR(n) ，目
標ＦＲデューティＤ_FRobj(n-1) が閾値Ｘ_FRHLDCLPより
も大きいとき、オルタネータ制御手段１３が目標ＦＲデ
ューティＤ_FRobj(n) を増加させようとすると、目標Ｆ
ＲデューティＤ_FRobj(n) が増加させられる前の実ＦＲ
デューティＤ_FR(n) 又は目標ＦＲデューティＤ_FRobj(n-
1) の何れか小さい方の値に設定される。また、実ＦＲ
デューティＤ_FR(n) ，目標ＦＲデューティＤ_FRobj(n-
1) が閾値Ｘ_FRHLDCLPよりも小さいとき、目標ＦＲデュ
ーティＤ_FRobj(n) は閾値Ｘ_FRHLDCLPに設定される。

【００３１】これにより、発電抑制制御中は、実ＦＲデ
ューティＤ_FRは略一定に保たれることになり、発電量の
変動に伴う駆動トルクの増減は生じず、また、実ＦＲデ
ューティＤ_FRに応じて設定されるＩＳＣバルブ５の補正
開弁量も略一定に保たれることになる。したがって、発
電抑制制御中は、エンジン回転数も略一定に保たれるこ
とになる。

【００３２】次に、発電抑制制御の解除条件について説
明すると、次の３つの条件のいずれか一つが成立するこ
とが条件となる。まず、第１の解除条件は、エンジン回
転数Ｎｅが所定回転数以上となることであり、第２の解
除条件は、アイドルスイッチ７がオフになることであ
る。これらの条件は、制御開始条件の第２，第３条件に
対応するものである。そして、第３の解除条件は、発電
抑制制御開始からの経過時間Ｔが所定時間Ｔ₀（例え
ば、Ｔ₀＝１０秒）に達したことである。エンジン回転
数の短周期での変動を防止するには、ある程度の時間だ
け実ＦＲデューティＤ_FRの変化を抑制すればよく、ま
た、この抑制時間が長すぎると発電量が不足してしまう
虞があるからである。

【００３３】発電抑制制御が解除された後は、オルタネ
ータ制御手段１３は、通常の発電制御を行なうようにな
っている。つまり、式（１）に示すようにして目標ＦＲ
デューティＤ_FRobjの設定を行ない、オルタネータ６の
発電量を緩やかに高めていくのである。そして、再びバ
ッテリ電圧が目標電圧に復帰し、オルタネータ制御手段
１３が目標ＦＲデューティＤ_FRobjの増加を停止して実
ＦＲデューティＤ_FRが閾値Ｔ_FRHLDの何れかを高値から
低値に向けて横切ったとき、発電抑制手段１４は、再び
上述の発電抑制制御を行なうようになっている。

【００３４】本発明の一実施形態にかかる発電制御装置
は、上述のように構成されているので、例えば図３に示
すようなフローにより発電抑制制御を行なう。図３に示
すように、まず、発電抑制手段１４は、発電抑制制御を
開始するか否かの条件判定を行ない、最初に、発電制御
が既に開始されているか否か、即ち、発電抑制制御開始
フラグＦがセット（Ｆ＝１）されているか否かを判定す
る（第１開始条件，ステップＳ１００）。発電抑制制御
開始フラグＦは、発電抑制制御が開始された時点でセッ
ト（Ｆ＝１）され、解除された時点でクリア（Ｆ＝０）
される。

【００３５】このとき、既に、発電抑制制御開始フラグ
Ｆがセットされている場合には（即ち、Ｆ＝１）、ステ
ップＳ１５０に進んで発電抑制制御を続行する。一方、
未だ発電抑制制御開始フラグＦがセットされていない場
合には（即ち、Ｆ＝０）、ステップＳ１１０に進んで次
の開始条件の判定を行なう。ステップＳ１１０では、エ
ンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ₀未満か否か（第２開
始条件）、アイドルスイッチ７がオンになっているか
（第３開始条件）を判定する。第２，第３開始条件の何
れか一方でも成立していない場合には、ステップＳ１９
０に進み、オルタネータ制御手段１３では、通常の制
御、即ち、式（１）に示すようにして目標ＦＲデューテ
ィＤ_FRobjの設定を行なう。一方、第２，第３開始条件
が共に成立した場合には、ステップＳ１２０に進んで次
の開始条件の判定を行なう。

【００３６】ステップＳ１２０では、減少した実ＦＲデ
ューティＤ_FRが閾値Ｔ_FRHLDの何れかを高値から低値に
向けて横切ったか否か（第４開始条件）を判定する。条
件が成立しない場合には、ステップＳ１９０に進み、オ
ルタネータ制御手段１３では、通常の制御、即ち、式
（１）に示すようにして目標ＦＲデューティＤ_FRobjの
設定を行なう。一方、条件が成立した場合には、発電抑
制制御を開始し、発電抑制制御開始フラグＦをセット
（Ｆ＝１）するとともに（ステップＳ１３０）、制御開
始からの経過時間を計測するためのタイマをスタートす
る（ステップＳ１４０）。

【００３７】そして、発電抑制手段１４は、オルタネー
タ制御手段１３における目標ＦＲデューティＤ_FRobjの
設定を式（４）に示すように変更して、Ｄ_FR(n) もしく
はＤ _FRobj(n-1) の小さい方か又は閾値Ｘ_FRHLDCLPに設
定する（ステップＳ１５０）。これにより、実ＦＲデュ
ーティＤ_FRは略一定に保たれ、発電量の変動に伴う駆動
トルクの増減は生じず、また、実ＦＲデューティＤ_FRに
応じて設定されるＩＳＣバルブ５の補正開弁量も略一定
に保たれる。このため、エンジン回転数も略一定に保た
れる。

【００３８】ステップＳ１６０では、発電抑制制御の解
除条件を判定する。即ち、エンジン回転数Ｎｅが所定回
転数Ｎ₀以上か否か（第１解除条件）、アイドルスイッ
チ７がオフになっているか（第２解除条件）を判定す
る。第１，第２解除条件の何れか一方でも成立した場合
には、直ちに発電抑制制御を解除して発電抑制制御開始
フラグＦをクリア（Ｆ＝０）する（ステップＳ１８
０）。

【００３９】第１，第２解除条件が共に成立しない場合
には、ステップＳ１７０に進み、タイマ値Ｔが所定時間
Ｔ₀を経過したか否か（第３解除条件）を判定し、所定
時間Ｔ₀を経過した場合には、ステップＳ１８０に進ん
で発電抑制制御を解除し、発電抑制制御開始フラグＦを
クリア（Ｆ＝０）する。一方、未だ所定時間Ｔ₀が経過
していない場合には、再びステップＳ１００に戻って
（この場合、Ｆ＝１のためステップＳ１５０に進み）発
電抑制制御を続行する。

【００４０】以上のようなフローにより発電抑制制御が
行なわれることにより、例えば、アイドル時にファンを
駆動した場合には、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すよう
に、インテークマニホールド内圧力（マニ圧）〔図４
（ａ）Ａ線〕，Ｇ端子デューティＤ_G〔図４（ａ）Ｂ
線〕，補正開弁量に応じた吸入空気の増加量（電気負荷
ＩＤ−ＵＰ量）〔図４（ｂ）Ｃ線〕，バッテリ電圧〔図
４（ｂ）Ｄ線〕，エンジン回転数〔図４（ｃ）Ｅ線〕，
目標エンジン回転数〔図４（ｃ）Ｆ線〕，実ＦＲデュー
ティ（平均化ＦＲデューティ）Ｄ_FR〔図４（ｄ）Ｇ
線〕，目標ＦＲデューティＤ_FRobj〔図４（ｄ）Ｈ線〕
が変化する。

【００４１】つまり、時点ｔ₀でファンのスイッチを入
れたものとすると、ファンの駆動に伴い、バッテリ電圧
は、図４（ｂ）Ｄ線に示すように所定の目標電圧（１４
Ｖ）から大きく低下する。そして、電気負荷検出手段１
１では、目標電圧（１４Ｖ）とバッテリ電圧との偏差に
基づき算出される消費電流値とオルタネータ６の発電電
流値との和である電気負荷電流値が所定値を越えたと
き、電気負荷が投入されたと判定する。

【００４２】この電気負荷の投入判定をうけて、オルタ
ネータ制御手段１３では、オルタネータ６の発電量を高
めるべく、まず、目標とするフィールドコイル６Ｂの界
磁電流のデューティ比（目標ＦＲデューティ）Ｄ_FRobj
の設定を行ない、設定した目標ＦＲデューティＤ_FRobj
に基づき、オルタネータ６のＧ端子６ａに入力するＧ端
子デューティＤ_Gを増加させていく。

【００４３】ただし、目標ＦＲデューティＤ_FRobjは、
式（１）に従い図４（ｄ）Ｈ線に示すように緩やかに増
加されるため、式（３）により設定されるＧ端子デュー
ティＤ_Gも緩やかに増加する。このため、実際にフィー
ルドコイル６Ｂに流れる界磁電流のデューティ比を示す
実ＦＲデューティＤ_FRも、図４（ｄ）Ｇ線に示すように
緩やかに増加し、これにより、オルタネータ６の駆動ト
ルクの急激な増大によるエンジン回転数の急下降が防止
される。

【００４４】また、吸気量調整手段１２では、実ＦＲデ
ューティＤ_FRの増加に応じて、ＩＳＣバルブ５の補正開
弁量を設定し、図４（ｂ）Ｃ線に示すように電気負荷Ｉ
Ｄ−ＵＰ量を増加させ、吸入空気量を増加させていく。
この電気負荷ＩＤ−ＵＰ量の増加に伴い、マニ圧も、図
４（ａ）Ａ線に示すように上昇する。そして、電気負荷
ＩＤ−ＵＰ量が増加されることにより、図４（ｃ）Ｅ線
及びＦ線に示すようにエンジン回転数の目標エンジン回
転数に対する落ち込みが防止される。

【００４５】実ＦＲデューティＤ_FRが増加され、オルタ
ネータ６の発電量が高まることにより、バッテリ９の消
費電流をオルタネータ６の発電電流が上回り、やがて、
バッテリ電圧は目標電圧に復帰する（時点ｔ₁）。これ
により、オルタネータ制御手段１３では、バッテリ９の
過充電を防止すべく目標ＦＲデューティＤ_FRobjの増加
を停止し、実ＦＲデューティＤ_FRはオルタネータ６の特
性に従い緩やかに減少していく。

【００４６】そして、実ＦＲデューティＤ_FRが閾値Ｔ
_FRHLDの一つＸ_FRHLD（ここでは、Ｘ _FRHLD＝７６％）
を横切ったとき、発電抑制手段１４は、他の開始条件
（上述の第１〜第３開始条件）の成立を条件にして発電
抑制制御を開始し（時点ｔ₂）、タイマをスタートす
る。実ＦＲデューティＤ_FRの減少に伴いオルタネータ６
の発電量も低下していき、やがてバッテリ９の消費電流
がオルタネータ６の発電電流を上回ると、バッテリ電圧
は再び目標電圧から低下する（時点ｔ₃）。このバッテ
リ電圧の低下により電圧負荷検出手段１１が電気負荷の
投入を判定すると、オルタネータ制御手段１３は、再び
オルタネータ６の発電量を高めるべく目標ＦＲデューテ
ィＤ_FRobjを増加させていこうとする。

【００４７】しかしながら、発電抑制手段１４により、
オルタネータ制御手段１３の目標ＦＲデューティＤ
_FRobjの設定は、式（１）から式（４）に変更されてい
るため、目標ＦＲデューティＤ_FRobjは、オルタネータ
制御手段１３が目標ＦＲデューティＤ_FRobjを増加させ
ようとした時点における実ＦＲデューティＤ_FRの値( こ
こでは、Ｄ_FR(n) ＝６５％）に固定される。

【００４８】これによりオルタネータ６の駆動トルクの
変動が抑制される。また、吸気量調整手段１２によるＩ
ＳＣバルブ５の補正開弁量は実ＦＲデューティＤ_FRの増
加に応じて設定されるため、目標ＦＲデューティＤ
_FRobjがＤ_FR(n) （Ｄ_FR(n) ＝６５％）に固定されてい
る間は電気負荷ＩＤ−ＵＰ量も略一定に保たれる。この
ため、図４（ｃ）に示すようにエンジン回転数は変動す
ることなく目標エンジン回転数に略一定に保たれる。

【００４９】そして、タイマをスタートしてから所定時
間Ｔ₀（ここでは、Ｔ₀＝１０秒）経過した時点（時点
ｔ₄）で、発電抑制手段１４は発電抑制制御を解除す
る。これにより、オルタネータ制御手段１３は、目標Ｆ
ＲデューティＤ_FRobjを再び式（１）に基づいて設定
し、バッテリ電圧が目標電圧に復帰するまで（時点
ｔ₅）、目標ＦＲデューティＤ_FRobjを増加させてい
く。

【００５０】以降、ファンの駆動が停止されバッテリ電
圧が目標電圧に維持されるまで以上の制御が繰り返し行
なわれる。このように、本発電制御装置によれば、アイ
ドル時に、ファンやスモールライト等のように低負荷の
電気負荷が投入され、オルタネータ６がバッテリ電圧を
目標電圧に維持すべき発電量の増加減少を繰り返し行な
うような場合、バッテリ電圧の目標電圧への復帰に伴い
実ＦＲデューティＤ_FRが減少し閾値Ｔ_FRHLDの一つを高
値から低値へ横切ったとき、そのときから所定時間Ｔ₀
が経過するまでは、目標ＦＲデューティＤ_FRobj及び実
ＦＲデューティＤ_FRは略一定に保たれることになり、ま
た、実ＦＲデューティＤ_FRの増加に応じて設定されるＩ
ＳＣバルブ５の補正開弁量も略一定に保たれることにな
るので、オルタネータ６の駆動トルクの変動に伴うエン
ジン回転数の変動を抑制することができ、乗員の乗車フ
ィーリングの悪化を防止することができるという利点が
ある。

【００５１】また、所定時間Ｔ₀が経過後は、発電抑制
制御が解除され、バッテリ電圧が目標電圧に復帰するま
で目標ＦＲデューティＤ_FRobjが増加されるようになっ
ているので、バッテリが上がってしまうようなことはな
い。なお、本発明は上述した実施形態に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形し
て実施することができ、閾値Ｔ_FRHLDや抑制時間Ｔ ₀の
設定値は、上述の実施例に限定されることなく、エンジ
ンやオルタネータ６の特性等に基づいて適宜設定すれば
よい。

【００５２】また、本実施形態では、オルタネータの発
電量に相関するパラメータをＦＲデューティＤ_FRrealを
平均化した実ＦＲデューティＤ_FRとしているが、オルタ
ネータの発電量に相関するパラメータであれば、Ｇ端子
デューティＤ_G等を用いてもよい。また、本実施形態で
は、図２に示すように目標ＦＲデューティＤ_FRobjを発
電制御を再開する際の最小値で所定時間、一定に保つよ
うに制御しているが、例えば図５に示すように、発電制
御再開時の最初に横切る閾値Ｘ_FRHLD（ここでは、６４
％）で所定時間、一定に保つように制御しても良い。

【００５３】また、本実施形態では、アイドル時の吸気
量の調整手段として、バイパス通路４にＩＳＣバルブ５
をそなえているが、電気的に制御されるスロットルバル
ブをそなえた場合には、スロットルバルブ３の開閉量に
よりアイドル時の吸気量を調整するようにしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の発電制御
装置によれば、アイドル時にオルタネータの発電量に相
関するパラメータが高値から低値に変化し、その後高値
に向けて上昇する場合には、抑制手段により、所定時
間、パラメータの該上昇を抑制するようになっているの
で、パラメータの該上昇が抑制された所定時間は、オル
タネータの発電量の増減及び燃焼室内に流入する吸気量
の増減が共に抑制され、これによりエンジン回転数の変
動を抑制することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての発電制御装置の構
成を示す機能ブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態としての発電制御装置にか
かる発電抑制制御について説明するための説明図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態としての発電制御装置にか
かる発電抑制制御の流れを示すフローチャートである。

【図４】本発明の一実施形態としての発電制御装置にか
かるアイドル試験の結果を示す図であり、（ａ）はマニ
圧とＧ端子デューティとの時間変化を示す図、（ｂ）は
電気負荷ＩＤ−ＵＰ量とバッテリ電圧との時間変化を示
す図、（ｃ）はエンジン回転数と目標エンジン回転数と
の時間変化を示す図、（ｄ）は平均化ＦＲデューティと
目標ＦＲデューティとの時間変化を示す図である。

【図５】本発明の他の実施形態としての発電制御装置に
かかる発電抑制制御について説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１エンジン（内燃機関）２吸気通路３スロットルバルブ４バイパス通路５ＩＳＣバルブ６オルタネータ６ａＧ端子６ｂＦＲ端子９バッテリ１０ＥＣＵ１１電気負荷検出手段１２吸気量調整手段１３オルタネータ制御手段１４発電抑制手段（抑制手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｌ (72)発明者田代庄司東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者吉岡敦東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G065 AA11 CA05 DA07 EA03 FA11 GA07 GA10 GA11 GA36 KA33 3G093 CA04 DA01 DA05 DA06 DB19 DB24 DB25 DB26 EA05 EA10 EB09 EC01 FA14 FB01 FB07 3G301 HA01 JA04 KA07 LA04 LC01 ND12 ND41 NE01 PA14Z PE01Z PE08Z PF01Z PF12Z PF13Z PG01Z 5G060 AA04 CA02 CA04 CA08 DB07 5H590 AA28 AB04 CA07 CA23 CB10 CC01 CC18 CC24 CD01 CE05 CE08 DD64 EB02 EB21 EB29 FA01 FA06 FB03 GA02 GA05 GA10 HA02 HA04 HA05 HA11 HA18 HA25 HA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の出力軸に連結されたオルタネ
ータと、バッテリ電圧の所定電圧からの偏差に基づき該オルタネ
ータの発電量に相関するパラメータを増減するオルタネ
ータ制御手段と、該パラメータの増減に伴い該内燃機関の燃焼室内に流入
する吸気量を増減する吸気量調整手段と、アイドリング時に該パラメータが高値から低値に変化
し、その後高値に向けて上昇する場合、所定時間、該パ
ラメータの該上昇を抑制する抑制手段とをそなえたこと
を特徴とする、発電制御装置。