JP2003018893A - 発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関からの動力を伝達する動力伝達部材
の性状や動力伝達状態を考慮して発電機を駆動制御す
る。 【解決手段】 エンジン回転数ＮｅとトルクＴｅとに基
づいてエンジンからの動力をスタータＭＧに伝達するベ
ルトに滑りを生じさせないための制限トルクＴｍｉｎ１
を設定すると共にスタータＭＧの回転数Ｎｓｔとバッテ
リ電圧Ｖとから最小定格トルクＴｍｉｎ２とを設定し
（Ｓ１１４，Ｓ１１６）、制限トルクＴｍｉｎ１と最小
定格トルクＴｍｉｎ２のうちの大きい方（絶対値が小さ
い方）を発電トルク指令Ｔｓｔ＊を設定する際の下限ガ
ードに用いて（Ｓ１２２）、スタータＭＧを駆動制御す
る（Ｓ１２４）。この結果、ベルトによるエンジンから
スタータＭＧへの動力の伝達をより適正に行なうことが
できると共に耐久性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発電機の制御装置
に関し、詳しくは、動力伝達部材を介して伝達された内
燃機関の動力により発電する発電機の制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の発電機の制御装置として
は、内燃機関からの動力により発電すると共に内燃機関
を始動するモータの制御装置であって、モータにより充
放電可能な二次電池の残容量に基づいてモータの発電量
を決定するものが提案されている（例えば、特開２００
０−１２５４１４号公報など）。この装置では、二次電
池の残容量から許容される電力を求め、これを実回転数
で除したものに換算用の係数を乗じて制御トルクを算出
し、この制御トルクを用いてモータを発電機として駆動
制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た発電機の制御装置では、単に二次電池の残容量に基づ
いて制御トルクを算出しているだけであり、システムの
耐久性は考慮されていない。例えば、内燃機関の出力軸
と発電機の回転軸とをベルト掛けしている構成としたと
きには、算出された制御トルクによっては、ベルト滑り
が生じたり、ベルトが破損する場合が生じてしまう。

【０００４】本発明の発電機の制御装置は、内燃機関か
らの動力を伝達する動力伝達部材の性状や動力伝達状態
を考慮して発電機を駆動制御することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の発電機の制御装置は、上述の目的を達成するため
に以下の手段を採った。

【０００６】本発明の発電機の制御装置は、動力伝達部
材を介して伝達された内燃機関の動力により発電する発
電機の制御装置であって、前記発電機の発電トルクを前
記動力伝達部材の性状および／または動力伝達状態に基
づいて設定する発電トルク設定手段と、該設定された発
電トルクを用いて前記発電機を駆動制御する制御手段
と、を備えることを要旨とする。

【０００７】この本発明の発電機の制御装置では、動力
伝達部材を介して伝達された内燃機関の動力により発電
する発電機の発電トルクを動力伝達部材の性状や動力伝
達状態に基づいて設定し、この設定した発電トルクを用
いて発電機を駆動制御する。動力伝達部材の性状や動力
伝達状態に基づいて設定した発電トルクを用いて発電機
を駆動制御するから、動力伝達部材による動力の伝達を
より適正に行なうことができる。この結果、内燃機関や
発電機を効率よく運転することができる。

【０００８】こうした本発明の発電機の制御装置におい
て、前記発電機により充電可能な二次電池の残容量に基
づいて発電要求トルクを設定する発電要求トルク設定手
段を備え、前記発電トルク設定手段は、前記発電要求ト
ルク設定手段により設定された発電要求トルクを前記動
力伝達部材の性状および／または動力伝達状態に基づい
て修正することにより前記発電トルクを設定する手段で
あるものとすることもできる。こうすれば、二次電池の
残容量を適正なものとすることができると共に動力伝達
部材による動力の伝達をより適正に行なうことができ
る。

【０００９】この発電要求トルクを修正する態様の本発
明の発電機の制御装置において、前記発電トルク設定手
段は、前記動力伝達部材の性状および／または動力伝達
状態に基づいて制限トルクを設定する制限トルク設定手
段を備え、前記発電要求トルクが前記設定された制限ト
ルク以下のときには該発電要求トルクを前記発電トルク
として設定し、前記発電要求トルクが前記設定された制
限トルクより大きいときには該制限トルクを前記発電ト
ルクとして設定する手段であるものとすることもでき
る。この場合、制限トルク設定手段を、内燃機関の運転
状態と動力伝達部材の性状や動力伝達状態との関係に基
づいて制限トルクを設定するものとすることもできる。
さらに、制限トルク設定手段を、内燃機関の運転状態と
しての回転数および出力トルクとこの回転数およびこの
出力トルクにおいて動力伝達部材の性状や動力伝達状態
から許容される許容最大トルクを制限トルクとして設定
するものとすることもできる。

【００１０】また、本発明の発電機の制御装置におい
て、前記発電トルク設定手段は、前記内燃機関の運転状
態を前記動力伝達部材の動力伝達状態として用いて前記
発電トルクを設定する手段であるものとすることもでき
る。動力伝達部材は内燃機関の動力を発電機に伝達する
から、内燃機関の運転状態は動力伝達部材の動力伝達状
態を反映するものとなる。従って、内燃機関の運転状態
に基づいて発電トルクを設定することにより、動力伝達
部材による動力の伝達をより適正に行なうことができ
る。この態様の本発明の発電機の制御装置において、前
記発電トルク設定手段は、前記内燃機関の運転状態とし
ての回転数と出力トルクとに基づいて前記発電トルクを
設定する手段であるものとすることもできる。

【００１１】さらに、本発明の発電機の制御装置におい
て、前記動力伝達部材は前記内燃機関の出力軸と前記発
電機の回転軸とに掛けられたベルトであり、前記発電ト
ルク設定手段は前記動力伝達部材としてのベルトの性状
および／または動力伝達状態に基づいてベルト滑りが生
じないよう前記発電トルクを設定する手段であるものと
することもできる。こうすれば、ベルト滑りの発生なし
に発電することができる。

【００１２】本発明の発電機の制御装置において、前記
発電トルク設定手段は、前記発電機の定格に基づいて前
記発電トルクを設定する手段であるものとすることもで
きる。

【００１３】また、本発明の発電機の制御装置におい
て、前記発電機は、電力の供給を受けて前記動力伝達部
材を介して出力した動力により前記内燃機関を始動可能
な発電電動機であるものとすることもできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例として
の発電電動機の制御装置２０の構成の概略を示す構成図
である。実施例の発電電動機の制御装置２０は、図示す
るように、エンジン１０のクランクシャフト１１に掛け
られたベルト１２を介してエンジン１０からの動力によ
り発電したりエンジン１０をクランキングして始動する
発電電動機としてのスタータモータジェネレータ（以
下、スタータＭＧと略す）１３を駆動制御する制御装置
であり、電子制御ユニット３０を中心として構成されて
いる。

【００１５】エンジン１０は、例えばガソリンや軽油に
より駆動する内燃機関として構成されている。エンジン
１０のクランクシャフト１１は図示しないダンパ等を介
して有段または無段の変速機１４に接続されており、エ
ンジン１０からの動力が変速機１４を介して駆動軸１５
に出力されるようになっている。エンジン１０の運転制
御、例えば燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制
御などは、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジ
ンＥＣＵという）１６により行なわれている。エンジン
ＥＣＵ１６は、電子制御ユニット３０と通信しており、
電子制御ユニット３０に必要に応じてエンジン１０の運
転状態に関するデータを出力している。

【００１６】スタータＭＧ１３は、インバータ回路１７
を介して二次電池としてのバッテリ１８と電力の授受を
行なっており、電子制御ユニット３０による駆動制御を
受けている。

【００１７】電子制御ユニット３０は、ＣＰＵ３２を中
心とするマイクロプロセッサとして構成されており、Ｃ
ＰＵ３２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ３４
と、データを一時的に記憶するＲＡＭ３６と、図示しな
い入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御
ユニット３０には、スタータＭＧ１３に取り付けられた
回転数センサ４０により検出されるスタータＭＧ１３の
回転数Ｎｓｔやインバータ回路１７に取り付けられた図
示しない電流センサにより検出されるスタータＭＧ１３
の相電流，バッテリ１８の出力端子間に接続された電圧
センサ４２により検出されるバッテリ電圧Ｖ，バッテリ
１８からの電力ラインに取り付けられた電流センサ４４
により検出されるバッテリ電流ｉ，バッテリ１８に取り
付けられた温度センサ４６により検出されるバッテリ温
度Ｔなどが入力ポートを介して入力されている。また、
電子制御ユニット３０からは、インバータ回路１７へス
イッチング制御信号などが出力ポートを介して出力され
ている。また、電子制御ユニット３０は、前述したよう
に、エンジンＥＣＵ１６と通信ポートを介して接続され
ており、エンジンＥＣＵ１６から必要に応じて図示しな
い回転数センサにより検出されたエンジン１０の回転数
Ｎｅや出力トルクＴｅなどのデータを入力できるように
なっている。

【００１８】次に、こうして構成された実施例の発電電
動機の制御装置２０の動作について説明する。図２は、
スタータＭＧ１３を駆動制御するために電子制御ユニッ
ト３０により実行されるトルク制御ルーチンの一例を示
すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎
（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

【００１９】トルク制御ルーチンが実行されると、電子
制御ユニット３０のＣＰＵ３２は、まず、電流センサ４
４により検出されるバッテリ電流ｉや電圧センサ４２に
より検出されるバッテリ電圧Ｖ，回転数センサ４０によ
り検出されるスタータＭＧ１３の回転数Ｎｓｔ，バッテ
リ１８の残容量（ＳＯＣ），エンジンＥＣＵ１６から供
給されるエンジン１０の回転数ＮｅおよびトルクＴｅな
どの制御に必要なデータを読み込む処理を行なう（ステ
ップＳ１００）。ここで、バッテリ１８の残容量（ＳＯ
Ｃ）の読み込みは、実施例では図示しない残容量（ＳＯ
Ｃ）演算ルーチンを実行することによりバッテリ１８の
充放電電流（バッテリ電流ｉ）の積算に基づいて計算さ
れＲＡＭ３６の所定アドレスに記憶されたものを読み込
むものとした。なお、バッテリ１８の残容量（ＳＯＣ）
は、バッテリ１８の充放電電流の積算に基づくもの以外
のものを用いるものとしてもよいことは勿論である。

【００２０】続いて、バッテリ１８の残容量（ＳＯＣ）
に基づいて充放電要求量Ｐｃｈを計算する（ステップＳ
１０２）。充放電要求量Ｐｃｈの計算は、実施例では、
バッテリ１８の残容量（ＳＯＣ）と充放電要求量Ｐｃｈ
との関係を設定して充放電要求量導出マップとして予め
ＲＯＭ３４に記憶しておき、残容量（ＳＯＣ）が与えら
れると充放電要求量導出マップから残容量（ＳＯＣ）に
対応する充放電要求量Ｐｃｈを導出するものとした。図
３に充放電要求量導出マップの一例を示す。図３の充放
電要求量導出マップでは、残容量（ＳＯＣ）が所定値Ｓ
ｃｏｎに近づく方向に充放電要求量Ｐｃｈが設定され
る。

【００２１】次に、バッテリ電流ｉとバッテリ電圧Ｖと
の積からバッテリ電力Ｐｂを計算し（ステップＳ１０
４）、計算したバッテリ電力Ｐｂが充放電要求量Ｐｃｈ
からプラスおよびマイナス方向に所定値αでもって設定
された充放電量適正範囲内にあるか否かを判定する（ス
テップＳ１０６）。ここで、所定値αは、不感帯を設定
するものである。バッテリ電力Ｐｂが充放電量適正範囲
内のときには現在用いられている発電要求パワーＰｓｔ
をそのまま据え置き（ステップＳ１０８）、バッテリ電
力Ｐｂが充放電量適正範囲を下回るときには発電要求パ
ワーＰｓｔを所定パワー量βだけ増加し（ステップＳ１
１０）、バッテリ電力Ｐｂが充放電量適正範囲を上回る
ときには発電要求パワーＰｓｔを所定パワー量βだけ減
少する（ステップＳ１１２）。ここで、所定パワー量β
は、発電要求パワーＰｓｔを変更する際のステップ量で
あり、スタータＭＧ１３の性能や要求される反応速度，
このトルク制御ルーチンの繰り返される間隔などによっ
て定められる。

【００２２】こうして発電要求パワーＰｓｔを設定する
と、エンジン１０の回転数ＮｅとトルクＴｅとに基づい
てベルト１２に滑りを生じさせないための制限トルクＴ
ｍｉｎ１を設定する（ステップＳ１１４）。ここで、ベ
ルト１２に滑りが生じるか生じないかは、ベルト１２の
性状やベルト１２の動力の伝達状態などによって定ま
り、ベルト１２の動力の伝達状態は、エンジン１０の回
転数ＮｅやトルクＴｅ，スタータＭＧ１３のトルクなど
によって定まる。ベルト１２に滑りを生じさせないため
の制限トルクＴｍｉｎ１は、スタータＭＧ１３の発電ト
ルクＴｓｔ＊の制限として設定されるから、エンジン１
０の回転数ＮｅとトルクＴｅとを用いて設定することが
できる。従って、エンジン１０の回転数ＮｅとトルクＴ
ｅはベルト１２の動力の伝達状態を反映する要素という
ことができる。制限トルクＴｍｉｎ１の設定は、実施例
では、エンジン１０の回転数ＮｅとトルクＴｅと制限ト
ルクＴｍｉｎ１との関係を実験などにより求めて制限ト
ルク導出マップとして予めＲＯＭ３４に記憶しておき、
エンジン１０の回転数ＮｅとトルクＴｅとが与えられる
と記憶した制限トルク導出マップから対応する制限トル
クＴｍｉｎ１を導出するものとした。制限トルク導出マ
ップにおけるエンジン１０の回転数ＮｅとトルクＴｅと
制限トルクＴｍｉｎ１の大きさに関する傾向を図４に示
す。なお、制限トルク導出マップは、エンジン１０の性
能やスタータＭＧ１３の性能，ベルト１２の性状などに
より定められる。

【００２３】制限トルクＴｍｉｎ１を設定すると、スタ
ータＭＧ１３の回転数Ｎｓｔとバッテリ電圧Ｖとから最
小定格トルクＴｍｉｎ２を算出する（ステップＳ１１
６）。最小定格トルクＴｍｉｎ２は、スタータＭＧ１３
の性能によってメーカーなどにより定められたものであ
り、実施例では、スタータＭＧ１３のメーカーから回転
数Ｎｓｔとバッテリ電圧Ｖと最小定格トルクＴｍｉｎ２
との関係として与えられた最小定格トルク導出マップを
予めＲＯＭ３４に記憶しておき、回転数Ｎｓｔとバッテ
リ電圧Ｖとが与えられると記憶した最小定格トルク導出
マップから対応する最小定格トルクＴｍｉｎ２を導出す
るものとした。

【００２４】次に、設定した制限トルクＴｍｉｎ１と最
小定格トルクＴｍｉｎ２のうち大きい方を下限ガード値
Ｔｍｉｎとして設定する（ステップＳ１１８）。実施例
では、制限トルクＴｍｉｎ１や最小定格トルクＴｍｉｎ
２は発電用のトルクであるから負の値をもっている。従
って、ステップＳ１１８の処理は、両者の大きい方、即
ち両者のうち絶対値の小さい方を下限ガード値Ｔｍｉｎ
とすることになる。

【００２５】そして、ステップＳ１０６〜Ｓ１１２で設
定した発電要求パワーＰｓｔとスタータＭＧ１３の回転
数Ｎｓｔと効率ηとを用いて次式（１）の計算により発
電要求トルクＴｓｔを計算し（ステップＳ１２０）、発
電要求トルクＴｓｔを下限ガード値Ｔｍｉｎを用いて下
限ガード、即ち発電要求トルクＴｓｔが下限ガード値Ｔ
ｍｉｎより小さいときには下限ガード値Ｔｍｉｎを選択
し、発電要求トルクＴｓｔが下限ガード値Ｔｍｉｎ以上
のときには発電要求トルクＴｓｔを選択して発電トルク
指令Ｔｓｔ＊を設定し（ステップＳ１２２）、この発電
トルク指令Ｔｓｔ＊を用いてスタータＭＧ１３を駆動制
御して（ステップＳ１２４）、本ルーチンを終了する。

【００２６】

【数１】Ｔｓｔ＝Ｐｓｔ／Ｎｓｔ／η （１）

【００２７】以上説明した実施例の発電電動機の制御装
置２０によれば、ベルト１２に滑りが生じないよう設定
された制限トルクＴｍｉｎ１を用いて発電トルク指令Ｔ
ｓｔ＊を設定するから、ベルト１２によるエンジン１０
からスタータＭＧ１３への動力の伝達をより適正に行な
うことができる。この結果、エンジン１０やスタータＭ
Ｇ１３を効率よく運転することができる。しかも、スタ
ータＭＧ１３の定格値から定まる最小定格トルクＴｍｉ
ｎ２を用いて発電トルク指令Ｔｓｔ＊を設定するから、
スタータＭＧ１３に過負荷を作用させることがない。こ
れらの結果、ベルト１２やスタータＭＧ１３の耐久性を
高めることができる。

【００２８】実施例の発電電動機の制御装置２０では、
発電要求パワーＰｓｔに対してバッテリ電力Ｐｂとバッ
テリ１８の残容量（ＳＯＣ）から導出された充放電要求
量Ｐｃｈとを比較して所定パワー量βずつ増減するフィ
ードバック制御を行なうものとしたが、バッテリ電力Ｐ
ｂと充放電要求量Ｐｃｈとの偏差にゲインを乗じたもの
を増減する比例制御や積分制御などを行なうものとして
もよく、あるいはフィードバック制御を行なわずに充放
電要求量Ｐｃｈをそのまま発電要求パワーＰｓｔに設定
するものとしてもよい。

【００２９】実施例の発電電動機の制御装置２０では、
制限トルクＴｍｉｎ１と最小定格トルクＴｍｉｎ２の大
きい方を下限ガード値Ｔｍｉｎとして設定したが、最小
定格トルクＴｍｉｎ２の算出を行なわず、制限トルクＴ
ｍｉｎ１をそのまま下限ガード値Ｔｍｉｎとして発電要
求トルクＴｓｔの下限ガードとして用いるものとしても
構わない。

【００３０】実施例の発電電動機の制御装置２０では、
スタータＭＧ１３を発電電動機として構成すると共に電
動機として機能させてエンジン１０をクランキング可能
なものとしたが、エンジン１０からの動力により発電す
る発電機としてのみ機能するものとしても構わない。

【００３１】実施例の発電電動機の制御装置２０では、
エンジン１０の動力をスタータＭＧ１３に伝達するのに
ベルト１２を用いたが、エンジン１０の動力をスタータ
ＭＧ１３に伝達すればよいから、例えばチェーンなどベ
ルト１２以外の動力伝達部材としてもよい。

【００３２】実施例の発電電動機の制御装置２０では、
エンジン１０の動力が変速機１４を介して駆動軸１５に
出力されるものとしたが、図５に示すような動力出力装
置１２０に適用してもよい。図示する動力出力装置１２
０では、実施例の構成と同一の構成については同一の符
号を付した。この動力出力装置１２０は、図示するよう
に、エンジンＥＣＵ１６によって運転制御されるエンジ
ン１０と、エンジン１０のクランクシャフト１１にベル
ト１２を介して取り付けられたスタータＭＧ１３と、モ
ータＥＣＵ１４９によって駆動制御される発電可能なモ
ータ１４０と、エンジン１０のクランクシャフト１１に
接続されたサンギヤ１３１とブレーキＢ１によりケース
１３９に固定されるリングギヤ１３２と二つのピニオン
ギヤ１３３，１３４を自転かつ公転自在に保持すると共
にモータ１４０の回転軸１４１が接続されたキャリア１
３５とからなるプラネタリギヤ１３０と、ＣＶＴＥＣＵ
１５９によって変速比が制御されクラッチＣ１，Ｃ２に
よりキャリア１３５，リングギヤ１３２と接続可能なイ
ンプットシャフト１５１から入力される動力を変速して
アウトプットシャフト１５２に出力するＣＶＴ１４Ｂ
と、主としてＣＰＵ７２やＲＯＭ７４，ＲＡＭ７６によ
り構成され装置全体をコントロールするハイブリッド用
電子制御ユニット７０とを備える。

【００３３】スタータＭＧ１３はインバータ回路１７を
介して図示しない電力ラインによりバッテリ１８との電
力の授受が可能であり、エンジンＥＣＵ１６を介してハ
イブリッド用電子制御ユニット７０により駆動制御され
る。また、モータ１４０はインバータ回路１４３を介し
てバッテリ１８との電力の授受が可能であり、残容量
（ＳＯＣ）などのバッテリ１８の状態に関するデータは
モータＥＣＵ１４９により必要に応じてハイブリッド用
電子制御ユニット７０に出力される。ハイブリッド用電
子制御ユニット７０は、図示しない入出力ポート，通信
ポートによりクラッチＣ１やクラッチＣ２，ブレーキＢ
１を駆動制御したりエンジンＥＣＵ１６やモータＥＣＵ
１４９，ＣＶＴＥＣＵ１５９と各種制御信号やデータの
やりとりを行なっている。

【００３４】こうして構成された動力出力装置１２０で
は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、モータＥ
ＣＵ１４９からバッテリ１８の状態に関するデータを出
力されると共にエンジンＥＣＵ１６を介してインバータ
回路１７にスイッチング制御信号などを出力してスター
タＭＧ１３を駆動制御するものであるから、実施例の電
子制御ユニット３０と同一の機能を有するものであると
言える。従って、ハイブリッド用電子制御ユニット７０
がスタータＭＧ１３を駆動制御するときには、図２に示
すトルク制御ルーチンをそのまま適用することができ
る。

【００３５】また、この動力出力装置１２０を搭載した
自動車では、バッテリ１８の残容量（ＳＯＣ）低下時に
バック走行するときには、クラッチＣ１を係合すると共
にクラッチＣ２を開放しブレーキＢ１をフリクション係
合させてリングギヤ１３２の回転を制限することでエン
ジン１０の動力をキャリア１３５に逆方向に出力する
「エンジンフリクションモード」が選択される。このモ
ードではブレーキＢ１のフリクション係合による摩耗を
防止するためにエンジン１０は低回転となりバック発進
であることを考慮すると低回転高トルク領域の動力が必
要となる。このようなときにも上述のトルク制御ルーチ
ンが効果的に用いられる。

【００３６】次に、こうした動力出力装置１２０におけ
るスタータＭＧ１３のトルク制御の別例について説明す
る。図６は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０によ
り実行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフローチ
ャートである。このルーチンは所定時間毎（例えば、８
ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

【００３７】このトルク制御ルーチンが実行されると、
ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、
まず、バッテリ電流ｉやバッテリ電圧Ｖ，エンジン１０
の回転数ＮｅやトルクＴｅ，アクセルペダルの踏み込み
量などから設定されるエンジン１０の目標回転数Ｎｅ
＊，バッテリ１８の残容量（ＳＯＣ）などの制御に必要
なデータを読み込み（ステップＳ２００）、バッテリ電
流ｉとバッテリ電圧Ｖとの積からバッテリ電力Ｐｂを計
算する（ステップＳ２０２）、そして、計算したバッテ
リ電力Ｐｂと残容量（ＳＯＣ）とバッテリ電流ｉとに基
づいて発電要求電力Ｐｓを計算する（ステップＳ２０
４）。発電要求電力Ｐｓの計算は、実施例では、バッテ
リ電力Ｐｂと残容量（ＳＯＣ）とバッテリ電流ｉと発電
要求電力Ｐｓとの関係を設定して発電要求電力導出マッ
プとして予めＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリ電力
Ｐｂと残容量（ＳＯＣ）とバッテリ電流ｉとが与えられ
ると、発電要求電力導出マップから対応する発電要求電
力Ｐｓを導出するものとした。

【００３８】こうして発電要求電力Ｐｓを求めると、こ
の発電要求電力Ｐｓに基づいて次式（２）によりスター
タＭＧ１３の発電要求トルクＴｓｔを計算する（ステッ
プＳ２０６）。ここで、式（２）中、ｋはエンジン１０
のクランクシャフト１１とスタータＭＧ１３の回転軸と
にベルト１２を掛けるために取り付けられたプーリの比
である。実施例では、スタータＭＧ１３の発電要求トル
クＴｓｔを計算するのにエンジン１０の目標回転数Ｎｅ
＊を用いた。これは、エンジン１０が目標回転数Ｎｅ＊
で制御されることを前提としている。

【００３９】

【数２】 Ｔｓｔ＝Ｐｓ／（Ｎｅ＊・ｋ・６０／２π） （２）

【００４０】次に、エンジン１０の回転数Ｎｅとエンジ
ン１０の負荷とに基づいてベルト１２の制約に基づくス
タータＭＧ１３の許容発電電力Ｐｒを計算する（ステッ
プＳ２０８）。許容発電電力Ｐｒの計算は、実施例で
は、エンジン１０の回転数Ｎｅと負荷と許容発電電力Ｐ
ｒとの関係を実験やシミュレーションなどにより求めて
許容発電電力導出マップとして予めＲＯＭ７４に記憶し
ておき、エンジン１０の回転数Ｎｅと負荷とが与えられ
ると、許容発電電力導出マップから対応する許容発電電
力Ｐｒを導出するものとした。許容発電電力導出マップ
の一例を図７に示す。図示するように、許容発電電力Ｐ
ｒは、実施例では、エンジン１０の回転数Ｎｅが大きく
なるほど大きくなる傾向に、エンジン１０の負荷が大き
くなるほど小さくなる傾向に設定されている。エンジン
１０の負荷は回転数Ｎｅが同一であればトルクＴｅに等
しいから、許容発電電力導出マップは負荷に代えてトル
クＴｅを用いて表現することもできる。前述したよう
に、エンジン１０の回転数ＮｅとトルクＴｅはベルト１
２の動力の伝達状態を反映する要素ということができる
から、エンジン１０の回転数Ｎｅと負荷もベルト１２の
動力の伝達状態を反映する要素ということができる。し
たがって、許容発電電力Ｐｒはベルト１２の動力の伝達
状態に基づいて定まるものといえる。なお、この動力出
力装置１２０では、発電電動機の制御装置２０がベルト
１２に滑りが生じるか否かの観点からベルト１２の動力
の伝達状態と制限トルクＴｍｉｎ１との関係を求めて用
いたのに対し、ベルト１２の振動シミュレーションから
滑りや破損が生じるか否かの観点からベルト１２の動力
の伝達状態と許容発電電力Ｐｒとの関係を求めて用い
た。

【００４１】こうして許容発電電力Ｐｒを求めると、こ
の許容発電電力Ｐｒに基づいて次式（３）によりスター
タＭＧ１３の発電許容トルクＴｒを計算する（ステップ
Ｓ２１０）。ここで、式（３）中、ｋは式（２）と同様
にプーリの比である。実施例では、スタータＭＧ１３の
発電許容トルクＴｒを計算するのにエンジン１０の回転
数Ｎｅを用いた。これは、目標回転数Ｎｅ＊を用いる場
合に比してベルト１２の制約に対してより確実に適合さ
せるためである。

【００４２】

【数３】 Ｔｒ＝Ｐｒ／（Ｎｅ・ｋ・６０／２π） （３）

【００４３】そして、求めた発電要求トルクＴｓｔと発
電許容トルクＴｒとを比較して小さい方を発電トルク指
令Ｔｓｔ＊として設定し（ステップＳ２１２）、設定し
た発電トルク指令Ｔｓｔ＊でスタータＭＧ１３が駆動さ
れるよう制御して（ステップＳ２１４）、本ルーチンを
終了する。なお、ステップＳ２１２の発電トルク指令Ｔ
ｓｔ＊の設定処理は、発電要求として得られる発電要求
トルクＴｓｔを発電許容トルクＴｒで制限する処理であ
る。

【００４４】以上説明した動力出力装置１２０によれ
ば、ベルト１２に滑りや破損が生じない範囲の許容発電
電力Ｐｒから計算された発電許容トルクＴｒにより発電
要求トルクＴｓｔを制限して発電トルク指令Ｔｓｔ＊を
設定するから、ベルト１２によるエンジン１０からスタ
ータＭＧ１３への動力の伝達をより適正に行なうことが
できる。この結果、エンジン１０やスタータＭＧ１３を
効率よく運転することができる。

【００４５】実施例の動力出力装置１２０でも、スター
タＭＧ１３を発電電動機として構成すると共に電動機と
して機能させてエンジン１０をクランキング可能なもの
としたが、エンジン１０からの動力により発電する発電
機としてのみ機能するものとしても構わない。

【００４６】実施例の動力出力装置１２０でも、エンジ
ン１０の動力をスタータＭＧ１３に伝達するのにベルト
１２を用いたが、エンジン１０の動力をスタータＭＧ１
３に伝達すればよいから、例えばチェーンなどベルト１
２以外の動力伝達部材としてもよい。

【００４７】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての発電電動機の制御装
置２０の構成の概略を示す構成図である。

【図２】電子制御ユニット３０により実行されるトルク
制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図３】充放電要求量導出マップの一例を示す説明図で
ある。

【図４】制限トルク導出マップにおけるエンジン１０の
回転数ＮｅとトルクＴｅと制限トルクＴｍｉｎ１の大き
さに関する傾向を示す説明図である。

【図５】実施例の発電電動機の制御装置２０の変形例を
含む動力出力装置１２０の構成の概略を示す構成図であ
る。

【図６】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実
行されるトルク制御ルーチンの一例を示すフローチャー
トである。

【図７】許容発電電力導出マップの一例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１０ エンジン、１１ クランクシャフト、１２ ベル
ト、１３ スタータモータジェネレータ（スタータＭ
Ｇ）、１４ 変速機、１５ 駆動軸、１６ エンジン用
電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、１７ インバー
タ回路、１８ バッテリ、２０ 発電電動機の制御装
置、３０ 電子制御ユニット、３２ ＣＰＵ、３４ Ｒ
ＯＭ、３６ ＲＡＭ、４０ 回転数センサ、４２ 電圧
センサ、４４電流センサ、４６ 温度センサ、７０ ハ
イブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４
ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、１２０ 動力出力装置、１３０
プラネタリギヤ、１３１ サンギヤ、１３２ リング
ギヤ、１３３，１３４ ピニオンギヤ、１３５ キャリ
ア、１３９ ケース、１４０ モータ、１４１ 回転
軸、１４３ インバータ回路、１４９ モータＥＣＵ、
１５１ インプットシャフト、１５２ アウトプットシ
ャフト、１５９ ＣＶＴＥＣＵ、Ｃ１，Ｃ２ クラッ
チ、Ｂ１ ブレーキ。

フロントページの続き (72)発明者 勝田 浩司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 岩瀬 教寛 愛知県豊田市豊栄町２丁目88番地 株式会 社トヨタテクノサービス内 Ｆターム(参考） 5H590 AA01 AB03 CA07 CA23 CC01 CD03 CE05 EA01 EA07 EB14 EB18 EB21 FA05 GA02 GA04 GA09 HA02 HA04 HA06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力伝達部材を介して伝達された内燃機
   関の動力により発電する発電機の制御装置であって、 前記発電機の発電トルクを前記動力伝達部材の性状およ
   び／または動力伝達状態に基づいて設定する発電トルク
   設定手段と、 該設定された発電トルクを用いて前記発電機を駆動制御
   する制御手段と、 を備える発電機の制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発電機の制御装置であっ
   て、 前記発電機により充電可能な二次電池の残容量に基づい
   て発電要求トルクを設定する発電要求トルク設定手段を
   備え、 前記発電トルク設定手段は、前記発電要求トルク設定手
   段により設定された発電要求トルクを前記動力伝達部材
   の性状および／または動力伝達状態に基づいて修正する
   ことにより前記発電トルクを設定する手段である発電機
   の制御装置。
3. 【請求項３】 前記発電トルク設定手段は、前記動力伝
   達部材の性状および／または動力伝達状態に基づいて制
   限トルクを設定する制限トルク設定手段を備え、前記発
   電要求トルクが前記設定された制限トルク以下のときに
   は該発電要求トルクを前記発電トルクとして設定し、前
   記発電要求トルクが前記設定された制限トルクより大き
   いときには該制限トルクを前記発電トルクとして設定す
   る手段である請求項２記載の発電機の制御装置。
4. 【請求項４】 前記制限トルク設定手段は、前記内燃機
   関の運転状態と前記動力伝達部材の性状および／または
   動力伝達状態との関係に基づいて前記制限トルクを設定
   する手段である請求項３記載の発電機の制御装置。
5. 【請求項５】 前記制限トルク設定手段は、前記内燃機
   関の運転状態としての回転数および出力トルクと該回転
   数および該出力トルクにおいて前記動力伝達部材の性状
   および／または動力伝達状態から許容される許容最大ト
   ルクを前記制限トルクとして設定する手段である請求項
   ４記載の発電機の制御装置。
6. 【請求項６】 前記発電トルク設定手段は、前記内燃機
   関の運転状態を前記動力伝達部材の動力伝達状態として
   用いて前記発電トルクを設定する手段である請求項１な
   いし３いずれか記載の発電機の制御装置。
7. 【請求項７】 前記発電トルク設定手段は、前記内燃機
   関の運転状態としての回転数と出力トルクとに基づいて
   前記発電トルクを設定する手段である請求項６記載の発
   電機の制御装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７いずれか記載の発電機
   の制御装置であって、 前記動力伝達部材は、前記内燃機関の出力軸と前記発電
   機の回転軸とに掛けられたベルトであり、 前記発電トルク設定手段は、前記動力伝達部材としての
   ベルトの性状および／または動力伝達状態に基づいてベ
   ルト滑りが生じないよう前記発電トルクを設定する手段
   である発電機の制御装置。
9. 【請求項９】 前記発電トルク設定手段は、前記発電機
   の定格に基づいて前記発電トルクを設定する手段である
   請求項１ないし８いずれか記載の発電機の制御装置。
10. 【請求項１０】 前記発電機は、電力の供給を受けて前
    記動力伝達部材を介して出力した動力により前記内燃機
    関を始動可能な発電電動機である請求項１ないし９いず
    れか記載の発電機の制御装置。