JP2003289631A - オルタネータ制御装置及びそのコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アイドル時のアイドル回転フィードバック制御
とオルタネータ負荷変動とによるハンチング現象抑制と
バッテリ充電維持との両立を図ることにある。 【解決手段】オルタネータの発電電流をエンジン回転数
に応じて設定される最大発電電流によって規制する発電
電流規制手段１０ｊを備え、発電電流規制手段１０ｊ
は、アイドル回転フィードバック制御が実行されるアイ
ドル回転領域内における低回転時は高回転時に対して、
最大発電電流が小さく設定される。従って、アイドル回
転領域内における低回転時は、最大発電電流が小さく設
定されるため、エンジン回転数変化に対するオルタネー
タトルク変化が大きくなるオルタネータ特性の使用が制
限され、ハンチング現象の発生を抑制できる。また、ア
イドル回転領域内における高回転時は、最大発電電流が
大きく設定されるため、オルタネータの発電電力が高め
られ、バッテリ充電性能を維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オルタネータ制御
装置に関し、特に、アイドル時、アイドル回転数制御に
よってオルタネータ負荷が変動することを抑制できるオ
ルタネータ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、オルタネータにより充電されるバ
ッテリを備え、そのバッテリの電圧を設定電圧と比較
し、バッテリ電圧の方が低い場合はオルタネータのフィ
ールド電流を増大するとともに、バッテリ電圧が高い場
合はオルタネータのフィールド電流を減少し、バッテリ
電圧を設定電圧に維持するよう制御することは知られて
いる。このオルタネータは、エンジンによって駆動され
ており、エンジン回転数が低い場合にオルタネータ負荷
が大きすぎるとエンストする惧れがあることから、エン
ジン回転数が低い時はオルタネータの発電電流が大きく
ならないよう最大発電電流でガードすることが行われて
いる。（例えば、特開平６−２８４５９７号公報参照） また、アイドル時のエンジン安定性を維持するため、ア
イドル時、アイドル回転数が予め設定された目標回転数
に収束するようエンジンに吸入される空気量等をフィー
ドバック制御するアイドル回転フィードバック制御も知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記オルタ
ネータ制御とアイドル回転フィードバック制御との両方
を備えた場合、アイドル時において電気負荷の使用状態
が過剰になると、エンジン回転変動に対するオルタネー
タトルク変動が大きくなり、アイドル時のトルク変動が
大きくなるという問題を本出願人は見出した。まず、エ
ンジン回転数（オルタネータ回転数）に対するオルタネ
ータ駆動トルク特性は、図９に示すようにエンジン回転
数の変化に対するオルタネータトルクの変化勾配がオル
タネータのフィールド電流（図９中ではｄｕｔｙ値がフ
ィールド電流相当の値）の大きさによって異なり、オル
タネータのフィールド電流が大きい時は、小さい時に対
してエンジン回転数変化に対するオルタネータトルク変
化勾配が大きくなる。尚、図９はオルタネータ温度が高
い熱時の特性を示しており、オルタネータ温度が低い冷
時は熱時に対してエンジン回転数変化に対するオルタネ
ータトルク変化勾配が緩やかになる。従って、アイドル
回転のフィードバック制御によってエンジン回転数が変
動すると、そのエンジン回転数の変動によってオルタネ
ータトルクが変動し、そのオルタネータトルクの変動に
伴って再度エンジン回転数が変動してしまう。つまり、
アイドル回転フィードバックによるエンジン回転数変動
とオルタネータトルク変動によるエンジン回転数変動と
によって、フィードバック系が発散し、ハンチング現象
が生じる。そして、このようなハンチング現象は、図９
にも示したとおり、アイドル時の目標回転数をオルタネ
ータのトルクピーク付近となるアイドル回転領域内の中
でも比較的低回転側（図９では７５０回転）に設定した
場合顕著になるため、このようなアイドル回転領域内に
おける低回転域ではオルタネータのフィールド電流を小
さくし、発電を規制したいという要求がある。一方で、
アイドル回転領域内でも、エンジン温度が低い冷間時や
外部負荷作動時等アイドル時の目標回転数が高く設定さ
れた場合は、エンジンに吸入される空気量が多くエンジ
ントルクが大きいことから、エンジントルク全体におけ
るオルタネータトルク変動が占める割合が小さくなり、
上述のハンチング現象の影響が小さくなるため、むしろ
オルタネータのフィールド電流を大きくし、発電を積極
的に行いバッテリの充電を行いたいという要求がある。
尚、上述の先行技術によれば、エンジン回転数が低い
時、オルタネータの最大発電電流を小さくしてエンジン
ストップを防止することが開示されているものの、アイ
ドル回転領域を低回転域と高回転域とに分け、その領域
毎に最大発電電流を変えてハンチング現象を抑制するこ
とについて何ら開示されていない。

【０００４】本発明は、以上のような課題に勘案してな
されたもので、その目的は、アイドル時のアイドル回転
フィードバック制御とオルタネータ負荷変動とによるハ
ンチング現象の抑制とバッテリ充電維持との両立を図る
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあってはその解決手法として次のようにし
てある。すなわち、本発明の第１の構成において、エン
ジン出力を調整するエンジン出力調整手段と、エンジン
回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、該エンジ
ン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数がア
イドル回転領域にある時、エンジン回転数が予め設定さ
れた目標回転数に収束するよう上記エンジン出力調整手
段を制御するアイドル回転フィードバック制御手段と、
エンジンによって駆動されるオルタネータと、該オルタ
ネータの出力電力を蓄電するバッテリと、上記オルタネ
ータの発電電流を調整する発電電流調整手段と、上記バ
ッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、該バ
ッテリ電圧検出手段により検出されたバッテリ電圧が予
め設定された目標電圧に収束するよう上記発電電流調整
手段を制御する発電制御手段と、該発電制御手段によっ
て調整される発電電流を上記エンジン回転数検出手段に
より検出されたエンジン回転数に応じて設定される最大
発電電流によって規制する発電電流規制手段とを備えた
オルタネータ制御装置であって、上記発電電流規制手段
は、上記エンジン回転数検出手段により検出されたエン
ジン回転数が上記アイドル回転フィードバック手段によ
りアイドル回転フィードバック制御が実行されるアイド
ル回転領域内における低回転域にある時は高回転域にあ
る時に対して、最大発電電流が小さく設定されるよう構
成してある。本発明の第１の構成によれば、アイドル回
転領域内における低回転時は、最大発電電流が小さく設
定されるため、エンジン回転数変化に対するオルタネー
タトルク変化が大きくなるオルタネータ特性の使用が制
限され、アイドル時のアイドル回転フィードバック制御
によるトルク変動とオルタネータトルク変動とによるハ
ンチング現象の発生を抑制できる。また、アイドル回転
領域内における高回転時は、最大発電電流が大きく設定
されるため、オルタネータの発電電力が高められ、バッ
テリ充電性能を維持することができる。

【０００６】本発明の第２の構成において、上記発電電
流規制手段は、上記バッテリ電圧検出手段により検出さ
れたバッテリ電圧が設定電圧以下の時、アイドル回転領
域内における低回転域において最大発電電流を小さく設
定することが制限されるよう構成してある。本発明の第
２の構成によれば、バッテリ電圧が低い時は、最大発電
電流が小さくされることが制限されるため、オルタネー
タの発電電力が高められ、バッテリ充電性能を維持でき
る。

【０００７】本発明の第３の構成において、上記発電電
流規制手段は、アイドル回転領域内における低回転域に
おいて最大発電電流が小さく設定される状態が所定期間
継続された時、最大発電電流が大きくされるよう構成し
てある。本発明の第３の構成によれば、最大発電電流が
小さくされる状態が所定期間継続された時最大発電電流
が大きくされるため、長期間オルタネータの発電電力が
低めに抑制されることによるバッテリの過放電を抑制で
きる。

【０００８】本発明の第４の構成において、上記オルタ
ネータの温度に関連する温度を検出するオルタネータ温
度検出手段が備えられ、上記発電電流規制手段は、上記
オルタネータ温度検出手段により検出されたオルタネー
タの温度が設定温度以上の時のみアイドル回転領域内に
おける低回転域において最大発電電流を小さく設定する
ことが許容されるよう構成してある。エンジン回転数に
対するオルタネータトルク変化勾配が大きくなる状態
は、オルタネータ温度が高い所謂熱時であり、オルタネ
ータ温度が低い冷時は熱時程問題にならない。つまり、
オルタネータ（実際には、フィールドコイル）の温度が
高い熱時は、フィールドコイルの抵抗が増大してフィー
ルドコイルを流れる電流が減少し、磁界が弱くなり、ロ
ータの駆動抵抗が小さくなるためと考えられる。本発明
の第４の構成によれば、エンジン回転数に対するオルタ
ネータトルク変化勾配が大きくなるオルタネータ温度が
高い時のみ、最大発電電流を小さくされるため、オルタ
ネータ温度が高い時のハンチング現象を抑制しつつ、オ
ルタネータ温度が低い時のバッテリ充電性能を維持でき
る。

【０００９】本発明の第５の構成において、少なくとも
コンピュータ、エンジン出力調整手段、オルタネータ及
び該オルタネータのフィールド電流を調整するフィール
ド電流調整手段を含むオルタネータ制御装置に組込ま
れ、エンジン回転数を検出する第１手順と、第１手順に
より検出されたエンジン回転数がアイドル回転領域にあ
る時、エンジン回転数が予め設定された目標回転数に収
束するようエンジン出力調整手段を制御する第２手順
と、バッテリの電圧を検出する第３手順と、第３手順に
より検出されたバッテリ電圧が予め設定された目標電圧
に収束するよう発電電流調整手段を制御する第４手順
と、第４手順によって調整される発電電流を、第１手順
により検出されたエンジン回転数が低い程小さく設定さ
れるとともに、第１手順により検出されたエンジン回転
数がアイドル回転領域内における低回転域にある時は、
アイドル回転領域内における高回転域にある時に対して
小さく設定される最大発電電流によって規制する第５手
順とを上記オルタネータ制御装置に実行させるよう構成
してある。本発明の第５の構成によれば、アイドル回転
領域内における低回転時は、最大発電電流が小さく設定
されるため、エンジン回転数変化に対するオルタネータ
トルク変化が大きくなるオルタネータ特性の使用が制限
され、アイドル時のアイドル回転フィードバック制御に
よるトルク変動とオルタネータトルク変動とによるハン
チング現象の発生を抑制できる。また、アイドル回転領
域内における高回転時は、最大発電電流が大きく設定さ
れるため、オルタネータの発電電力が高められ、バッテ
リ充電性能を維持することができる。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、アイドル時のアイドル
回転フィードバック制御とオルタネータ負荷変動とによ
るハンチング現象の抑制とバッテリ充電性能維持との両
立を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本実施形態に関する全体構
成図を示しており、１は交流発電機から成り、エンジン
の出力軸に駆動連結されたオルタネータであって、その
内部には、３相のステータコイル１ａと、９個の整流用
ダイオードＤ１〜Ｄ９と、フィールドコイル１ｂとが備
えられている。２は、オルタネータ１による発電電流を
調整するコントローラ、３はオルタネータ１から給電用
ハーネス４を経て充電されるバッテリ、５は車載バッテ
リ３に車両のイグニッションキー６を介して接続された
パワーウインドやリヤ熱線等の車載電気負荷である。上
記コントローラ１内部には、オルタネータ１のフィール
ドコイル１ｂへの通電制御をデューティ制御する制御ト
ランジスタＴｒ１と、内部にＣＰＵを有する制御ユニッ
ト１０とが備えられている。制御ユニット１０のＡ／Ｄ
端子１０ａにはオルタネータ１の整流ダイオードＤ７〜
Ｄ９を経て内部発電電圧信号が入力されるとともに、他
のＡ／Ｄ端子１０ｂには車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓ
が入力され、該Ａ／Ｄ端子１０ｂへの車載バッテリ３端
子電圧Ｖｓの入力により、車載バッテリ３の電圧を検出
するバッテリ電圧検出手段１１を構成している。また、
Ａ／Ｄ端子１０ｃには、エンジンの吸気温度を検出する
吸気温度センサ１２の吸気温度信号が入力される。ま
た、ＰＷＭ端子１０ｄには上記制御トランジスタＴｒ１
のベースが接続され、ＰＯ端子１０ｅには警告ランプ１
３を点灯制御するトランジスタＴｒ２のベースが接続さ
れ、ＰＷＭ端子１０ｆにはスロットル弁１４をバイパス
するバイパス通路１５に配置されるアイドル制御用のバ
イパス空気量制御弁１６の開度をデューティ制御する制
御トランジスタＴｒ３のベースが接続される。また、後
述する制御トランジスタＴｒ１及びバイパス空気量制御
弁１６を制御するコンピュータ・プログラムは、制御ユ
ニット１０内のメモリに予め記憶されている。尚、本実
施形態では、制御ユニット１０によって制御されるエン
ジンとして、各気筒毎に燃料噴射弁、点火プラグ（いず
れも図示は省略）を各々備えた４気筒エンジンに適用し
た例として示す。

【００１２】図２は、本実施形態に関する制御ブロック
図であり、制御ユニット１０には、吸気温度センサ１２
により検出された吸気温度に基づいて車載バッテリ３の
電解液温度を推定し、該推定温度に基づいて目標電圧Ｖ
ｒｅｇを設定する目標電圧設定手段１０ｇと、目標電圧
設定手段１０ｇにより設定された目標電圧Ｖｒｅｇとバ
ッテリ電圧検出手段１１により検出されたバッテリ電圧
との偏差ΔＶに基づいて目標発電電流ｉａを設定する発
電電流制御手段１０ｈと、発電電流制御手段１０ｈによ
り設定された目標発電電流ｉａをデューティ信号ｆｄｕ
ｔｙに変換する第１デューティ変換手段１０ｉと、第１
デューティ変換手段１０ｉにより変換されたデューティ
信号を後述する最大発電電流によって規制する発電電流
規制手段１０ｊとから成るオルタネータ制御系の各種手
段と、エンジン水温センサ１７により検出されたエンジ
ン水温や、外部負荷センサ１８により検出された外部負
荷状態とに応じてアイドル時の目標回転数ｎｏを設定す
る目標回転数設定手段１０ｋと、目標回転数ｎｏに応じ
て基本制御量ｃｅｂを設定する基本制御量設定手段１０
ｌと、アイドル状態が検出された時、エンジン回転数セ
ンサ１９により検出されたエンジン回転数ｎｅと目標回
転数設定手段１０ｋにより設定された目標回転数ｎｏと
の偏差に基づいてフィードバック補正量ｃｅｆｂを設定
するフィードバック補正量設定手段１０ｍと、外部負荷
センサ１８により検出された外部負荷の大きさに応じて
負荷補正量ｃｅｌを設定する負荷補正量設定手段１０ｎ
と、基本制御設定手段１０ｌにより設定された基本制御
量ｃｅｂと、フィードバック補正量設定手段１０ｍによ
り設定されたフィードバック補正量ｃｅｆｂ及び負荷補
正量設定手段１０ｎにより設定された負荷補正量ｃｅｌ
等に基づいて最終制御量ｃｅｏを算出する最終制御量算
出手段１０ｏと、最終制御量算出手段１０ｏにより算出
された最終制御量ｃｅｏをデューティ信号に変換する第
２デューティ変換手段１０ｐとから成るアイドル回転数
制御系の各種手段とが備えられている。

【００１３】（実施形態１）次に、実施形態１のオルタ
ネータ制御に関する制御ユニット１０による具体的制御
を図３のフローチャートに基づき説明する。図３のステ
ップＳ１において、吸気温度センサ１２により検出され
た吸気温度、バッテリ電圧検出手段１１により検出され
たバッテリ電圧Ｖｓ、エンジン回転数センサ１９により
検出されたエンジン回転数等各種信号を読込む。続く、
ステップＳ２では、吸気温度に基づいてバッテリの電解
液の温度を推定し、該温度に基づいて目標電圧Ｖｒｅｇ
を設定する。ステップＳ３では、ステップＳ２で設定さ
れた目標電圧Ｖｒｅｇと検出されたバッテリ電圧Ｖｓと
の偏差ΔＶを算出し、ステップＳ４では、その算出され
た偏差ΔＶに基づいて目標発電電流ｉａを設定した後、
続くステップＳ５ではステップＳ４で算出された目標発
電電流ｉａをデューティ信号ｆｄｕｔｙに変換する。ス
テップＳ６では、図４に示すように発電電流ｉａの最大
発電電流ｉａｍａｘを設定する。最大発電電流ｉａｍａ
ｘは、図４中実線で示すように、エンジン回転数が５５
０回転以下の時１０％ｄｕｔｙ、５５０回転から５９０
回転の間はエンジン回転数の上昇に応じて１０％ｄｕｔ
ｙから９５％ｄｕｔｙまで比例的に上昇する値とされ、
５９０回転から８００回転までは９５％ｄｕｔｙに固定
され、８００回転以上の時は９５％ｄｕｔｙから１００
％ｄｕｔｙまでエンジン回転数の上昇に応じて比例的に
上昇した後１００％ｄｕｔｙに固定されるよう設定して
ある。従来における最大発電電流ｉａｍａｘ設定の考え
方は、あくまでエンジンストール防止の観点に基づいて
おり、図４中一点鎖線で示すように、エンジン回転数が
６００回転以上になるとエンジンストールの問題がない
ことから、最大発電電流ｉａｍａｘを一律１００％ｄｕ
ｔｙに設定していた。これに対し、本実施形態では、図
４中実線で示すように、アイドル回転領域、例えば、５
５０回転（無負荷アイドル）から１０００回転（冷間
時、外部負荷作動時でアイドル目標回転が上昇されたア
イドル時）付近までの回転領域の中でも８００回転以上
の高回転域では最大発電電流ｉａｍａｘは１００％ｄｕ
ｔｙに設定されるものの、８００回転以下の低回転域で
は高回転域に対して小さい９５％ｄｕｔｙに設定され、
この設定によってアイドル時のハンチング現象を抑制し
ようとするものである。続く、ステップＳ７では、ステ
ップＳ５で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙがステ
ップＳ６で設定された最大発電電流ｉａｍａｘよりも大
きいか否か判定する。ステップＳ７でＹＥＳと判定され
た時は、ステップＳ８に進み、ステップＳ５で設定され
たデューティ信号ｆｄｕｔｙをステップＳ６で設定され
た最大発電電流ｉａｍａｘでガードする。つまり、ステ
ップＳ４で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙをステ
ップＳ６で設定された最大発電電流ｉａｍａｘに置換え
る。また、ステップＳ７でＮＯと判定された時は、ステ
ップＳ８の処理をバイパスする。ステップＳ９では、ス
テップＳ５で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙ若し
くはステップＳ８でガードされた最大発電電流ｉａｍａ
ｘのいずれかを制御トランジスタＴｒ１に出力する。

【００１４】次に、アイドル回転数制御に関する制御ユ
ニット１０による具体的制御を図５のフローチャートに
基づき説明する。図５のステップＳ１０において、エン
ジン水温センサ１７により検出されたエンジン水温、外
部負荷センサ１８により検出された外部負荷状態、エン
ジン回転数センサ１９により検出されたエンジン回転数
等各種信号を読込む。続く、ステツプＳ１１では、目標
回転数ｎｏを算出する。目標回転数ｎｏは、例えば、エ
ンジン水温が低いほど高く、外部負荷が大きい程高くな
るよう設定される。ステップＳ１２では、ステップＳ１
１で設定された目標回転数ｎｏに応じて基本制御量ｅｃ
ｂを設定、つまり、目標回転数ｎｏが高い程その目標回
転数を達成するための基本制御量ｃｅｆｂを大きく設定
する。ステップＳ１３では、アイドル状態か否か判定す
る。例えば、アイドルスイッチ（図示省略）がオン（ス
ロットル弁が全閉）で、かつエンジン回転数ｎｅがアイ
ドル判定回転数よりも低いアイドル回転領域（例えば、
目標回転数ｎｏ＋α回転よりも低い回転領域）内にある
時アイドル状態であると判定する。ステップＳ１３でＹ
ＥＳと判定された時は、ステップＳ１４に進み、エンジ
ン回転数ｎｅが目標回転数ｎｏよりも低いか否か判定す
る。ステップＳ１４でＹＥＳと判定された時は、エンジ
ン回転数ｎｅが目標回転数ｎｏよりも低いため、ステッ
プＳ１５に進み、前回のフィードバック補正量ｃｅｆｂ
（ｉ−１）に所定値ＴＩＣＦＢを加算して今回のフィー
ドバック補正量ｃｅｆｂ（ｉ）として設定する。また、
ステップＳ１４でＮＯと判定された時は、エンジン回転
数ｎｅが目標回転数ｎｏよりも高いため、ステップＳ１
６に進み、前回のフィードバック補正量ｃｅｆｂ（ｉ−
１）に所定値ＴＩＣＦＢを減算して今回のフィードバッ
ク補正量ｃｅｆｂ（ｉ）として設定する。尚、上記ステ
ップＳ１３でＮＯと判定された時は、アイドル以外の運
転状態にあるため、フィードバック補正量ｃｅｆｂを設
定する必要がないため、ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理
をバイパスする。続く、ステップＳ１７では、外部負荷
センサ１８により検出された外部の種類に応じて負荷補
正量ｃｅｌが設定される。例えば、負荷補正量ｃｅｌ
は、エアコンが作動されている場合は、エアコンのコン
プレッサー圧力が高い程大きく設定されるエアコン補正
量、パワーステアリングが作動状態にある場合設定され
るパワーステアリング補正量、電気負荷（オルタネー
タ）の作動状態に応じて設定される電気負荷補正量等か
ら構成される。ステップＳ１８では、ステップＳ１２で
設定された基本制御量ｃｅｂと、ステップＳ１５若しく
はステップＳ１６で設定されたフィードバック補正量ｃ
ｅｆｂ、ステップＳ１７で設定された負荷補正量ｃｅｌ
及びその他各種補正（大気圧補正、吸気温度補正、学習
補正等）に基づいて最終制御量ｃｅｏを設定する。ステ
ップＳ１９では、ステップＳ１８で設定された最終制御
量ｃｅｏをデューティ信号Ｉｄｕｔｙに変換し、ステッ
プＳ２０ではデューティ信号Ｉｄｕｔｙに基づいて制御
トランジスタＴｒ３をデューティ制御し、バイパス空気
量制御弁１６を通過する空気量を制御する。

【００１５】以上のように、実施形態１によれば、アイ
ドル回転領域内における低回転時（８００回転以下）
は、最大発電電流ｉａｍａｘが小さい９５％ｄｕｔｙに
設定されるため、エンジン回転数変化に対するオルタネ
ータトルク変化が大きくなるオルタネータ特性（図９中
１００％ｄｕｔｙの特性）の使用が制限され、アイドル
時のアイドル回転フィードバック制御によるトルク変動
とオルタネータトルク変動とによるハンチング現象の発
生を抑制できる。また、アイドル回転領域内における高
回転時（８００回転以上）は、最大発電電流ｉａｍａｘ
が大きい１００％ｄｕｔｙに設定されるため、オルタネ
ータの発電電力が高められ、バッテリ充電性能を維持す
ることができる。

【００１６】（実施形態２）実施形態１におけるオルタ
ネータ制御では、常時発電電流ｉａ相当のデューティ信
号ｆｄｕｔｙに最大発電電流ｉａｍａｘによってガード
する例を示したが、バッテリ電圧Ｖｓが低い状態におい
て発電電流ｉａを最大発電電流ｉａｍａｘによってガー
ドするとバッテリ３が過放電になる懸念がある。そこ
で、実施形態２では、最大発電電流ｉａｍａｘによるガ
ードをバッテリ電圧Ｖｓが高い略満充電状態に近い状態
に限って実行する例を示す。

【００１７】以下、図６のフローチャートに基づき実施
形態２を説明する。尚、図６のステップＳ２１〜Ｓ２
６、Ｓ３０は、図３のステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ９と同様
であるため、説明を省略する。以後、相違点ステップＳ
２７〜Ｓ２９の処理について、説明する。ステップＳ２
７では、バッテリ電圧Ｖｓが設定電圧以上か否か判定す
る。ステップＳ２７でＹＥＳと判定された時、つまり、
バッテリ電圧Ｖｓが略満充電状態でバッテリ放電の可能
性が低い状態の時は、ステップＳ２８に進み、ステップ
Ｓ２５で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙがステッ
プＳ２６で設定された最大発電電流ｉａｍａｘよりも大
きいか否か判定する。ステップＳ２８でＹＥＳと判定さ
れた時は、ステップＳ２９に進み、ステップＳ２５で設
定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙをステップＳ２６で
設定された最大発電電流ｉａｍａｘでガードする。つま
り、ステップＳ２５で設定されたデューティ信号ｆｄｕ
ｔｙをステップＳ２６で設定された最大発電電流ｉａｍ
ａｘに置換える。また、ステップＳ２７でＮＯと判定さ
れた時は、バッテリ電圧Ｖｓが満充電状態になくガード
処理によってバッテリ過放電の可能性があるため、ステ
ップＳ２８、Ｓ２９の処理をバイパスし、ガード処理を
スキップする。また、ステップＳ２８でＮＯと判定され
た時は、ステップＳ２９の処理をバイパスする。

【００１８】以上のように、実施形態２によれば、バッ
テリ電圧Ｖｓが設定電圧以下で、最大発電電流ｉａｍａ
ｘによるガード処理によってバッテリ３の放電の可能性
がある場合は、最大発電電流ｉａｍａｘによるガード処
理が制限されるように構成されているため、バッテリ３
の過放電を抑制しつつハンチング現象を抑制できる。
尚、ガード処理の制限として、最大発電電流ｉａｍａｘ
を若干大きな値（例えば、９５％を９７％に変更）に変
更し、実質的にガード処理がかかりづらいようにしても
よい。

【００１９】（実施形態３）実施形態３では最大発電電
流ｉａｍａｘによるガード処理が所定期間継続された
時、最大発電電流ｉａｍａｘを大きくしてバッテリの過
放電を抑制する例を示す。

【００２０】以下、図７のフローチャートに基づき実施
形態３を説明する。尚、図７のステップＳ４０〜Ｓ４
５、Ｓ５０は、図３のステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ９と同様
であるため、説明を省略する。以後、相違点ステップＳ
４６〜Ｓ５１の処理について、説明する。ステップＳ４
６では、ステップＳ４４で設定されたデューティ信号ｆ
ｄｕｔｙがステップＳ４６で設定された最大発電電流ｉ
ａｍａｘよりも大きいか否か判定する。ステップＳ４６
でＹＥＳと判定された時は、ステップＳ４７に進み、カ
ウンターＣを加算する。続く、ステップＳ４８では、ス
テップＳ４７で設定されたカウンターＣが所定値α以下
か否か判定する。ステップＳ４８でＹＥＳと判定された
時は、ステップＳ４９に進み、ステップＳ４４で設定さ
れたデューティ信号ｆｄｕｔｙをステップＳ４６で設定
された最大発電電流ｉａｍａｘでガードする。つまり、
ステップＳ４４で設定されたデューティ信号ｆｄｕｔｙ
をステップＳ４６で設定された最大発電電流ｉａｍａｘ
に置換える。また、ステップＳ４８でＮＯと判定された
時、つまり、デューティ信号ｆｄｕｔｙが最大発電電流
ｉａｍａｘによってガードされる期間が所定期間継続し
た時は、バッテリ３の過放電の懸念があることから、ス
テップＳ４９によるガード処理を行うことなくステップ
Ｓ５１に進み、カウンターＣを０にリセットする。

【００２１】以上のように、実施形態３によれば、デュ
ーティ信号ｆｄｕｔｙが最大発電電流ｉａｍａｘによっ
てガードされる期間が所定期間継続した時、最大発電電
流ｉａｍａｘが大きくされるよう構成されているため、
バッテリ３の過放電を抑制しつつハンチング現象を抑制
できる。尚、上記所定期間は、バッテリＶｓの状態によ
って変わるため、バッテリ電圧が低い程所定期間を短く
するようにしてもよい。

【００２２】（実施形態４）実施形態４では、オルタネ
ータ熱時のみデューティ信号ｆｄｕｔｙを最大発電電流
ｉａｍａｘによってガードする例を示す。

【００２３】以下、図８のフローチャートに基づき実施
形態４を説明する。尚、図４のステップＳ６０〜Ｓ６
５、Ｓ６９は、図３のステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ９と同様
であるため、説明を省略する。以後、相違点ステップＳ
６６〜Ｓ６８の処理について、説明する。ステップＳ６
６では、オルタネータ１が熱時であるか否か判定する。
ステップＳ６６では、例えば、吸気温度センサ１２によ
り検出された吸気温度が所定値以上で、エンジン水温セ
ンサ１７により検出されたエンジン水温が所定値以上の
時、オルタネータ１温度が高く、熱時であることを間接
的に判定する。ステップＳ６６でＹＥＳと判定された
時、つまり、オルタネータ１の回転変化に対するオルタ
ネータトルク変化が大きくなり、エンジン回転変動が大
きくなる時は、デューティ信号ｆｄｕｔｙを最大発電電
流ｉａｍａｘによってガードする必要があるため、ステ
ップＳ６７に進み、ステップＳ６４で設定されたデュー
ティ信号ｆｄｕｔｙがステップＳ６５で設定された最大
発電電流ｉａｍａｘよりも大きいか否か判定する。ステ
ップＳ６７でＹＥＳと判定された時、ステップＳ６８に
進み、ステップＳ６４で設定されたデューティ信号ｆｄ
ｕｔｙをステップＳ６５で設定された最大発電電流ｉａ
ｍａｘでガードする。つまり、ステップＳ６４で設定さ
れたデューティ信号ｆｄｕｔｙをステップＳ６５で設定
された最大発電電流ｉａｍａｘに置換える。また、ステ
ップＳ６７でＮＯと判定された時は、ステップＳ６８の
処理をバイパスする。

【００２４】以上のように、実施形態４によれば、オル
タネータ１の回転変化に対するオルタネータトルク変化
が大きくなり、エンジン回転変動が大きくなるオルタネ
ータ１熱時のみ、最大発電電流ｉａｍａｘによってガー
ド処理を行うようにしたため、バッテリ３の過放電を抑
制しつつハンチング現象を抑制できる。尚、オルタネー
タ１の熱時を吸気温度とエンジン水温とに基づいて推定
したが、オルタネータ１に温度センサを設け、オルタネ
ータ１温度を直接検出するようにしてもよい。

【００２５】尚、本実施形態では、発電電流ｉａをデュ
ーティ変換した後のｆｄｕｔｙに対してｉａｍａｘによ
ってガードする例を示したが、デューティ変換前のｉａ
にガードするようにしてもよい。また、本実施形態で
は、アイドル回転数フィードバック制御用のエンジン出
力調整手段として、空気量（バイパス空気量制御弁１
６）を調整する例を示したが、その他、点火時期や燃料
噴射量を調整するようにしてもよい。また、本実施形態
では、４気筒エンジンに適用した例を示したが、Ｖ型６
気筒エンジン等その他の気筒数を有するエンジンに適用
させてもよい。また、本実施形態では、本発明に関わる
制御を実行させるコンピュータ・プログラムをアイドル
回転数制御用制御ユニット１０のメモリに記憶させて実
行させる例を示したが、アイドル回転数制御用制御ユニ
ット１０とは別体の記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭ等）に記憶
させて実行させてもよい。また、上記コンピュータ・プ
ログラムを、インターネットなどの無線通信手段を介し
て入手し、書き換え可能なＲＯＭに記憶させる事によっ
て実行させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に関する全体構成図。

【図２】実施形態に関する制御ブロック図。

【図３】実施形態１に関するオルタネータ制御内容を示
すフローチャート。

【図４】実施形態に関する最大発電電流特性を示す特性
図。

【図５】実施形態に関するアイドル制御内容を示すフロ
ーチャート。

【図６】実施形態２に関するオルタネータ制御内容を示
すフローチャート。

【図７】実施形態３に関するオルタネータ制御内容を示
すフローチャート。

【図８】実施形態４に関するオルタネータ制御内容を示
すフローチャート。

【図９】オルタネータ特性図。

【符号の説明】

１：オルタネータ ２：コントローラ ＴＲ１：制御トランジスタ（発電電流調整手段） ３：バッテリ １０：制御ユニット １０ｈ：発電電流制御手段（発電制御手段） １０ｊ：発電電流ガード手段 １０ｍ：フィードバック補正量設定手段（アイドル回転
フィードバック手段） １１：バッテリ電圧検出手段 １６：バイパス空気量制御弁（エンジン出力調整手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 憲二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA16 BA02 CA04 CA08 CA10 DA01 DA05 DA14 DB19 DB20 DB26 EA05 EA07 EA13 EB09 EC01 FA07 FB02 5G060 AA02 AA04 AA05 CA02 CA08 CA21 DB07 5H590 AA13 CA07 CA23 CC01 CD01 CE02 CE05 EA13 EB02 FA01 FA06 FB03 FC12 GA02 GA10 GB05 HA02 HA18 HA27 HB06 JA02 JB04 KK02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン出力を調整するエンジン出力調整
   手段と、 エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、 該エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回
   転数がアイドル回転領域にある時、エンジン回転数が予
   め設定された目標回転数に収束するよう上記エンジン出
   力調整手段を制御するアイドル回転フィードバック制御
   手段と、 エンジンによって駆動されるオルタネータと、 該オルタネータの出力電力を蓄電するバッテリと、 上記オルタネータの発電電流を調整する発電電流調整手
   段と、 上記バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段
   と、 該バッテリ電圧検出手段により検出されたバッテリ電圧
   が予め設定された目標電圧に収束するよう上記発電電流
   調整手段を制御する発電制御手段と、 該発電制御手段によって調整される発電電流を上記エン
   ジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数に
   応じて設定される最大発電電流によって規制する発電電
   流規制手段とを備えたオルタネータ制御装置であって、 上記発電電流規制手段は、上記エンジン回転数検出手段
   により検出されたエンジン回転数が上記アイドル回転フ
   ィードバック手段によりアイドル回転フィードバック制
   御が実行されるアイドル回転領域内における低回転域に
   ある時は高回転域にある時に対して、最大発電電流が小
   さく設定されるよう構成されていることを特徴とするオ
   ルタネータ制御装置。
2. 【請求項２】上記発電電流規制手段は、上記バッテリ電
   圧検出手段により検出されたバッテリ電圧が設定電圧以
   下の時、アイドル回転領域内における低回転域において
   最大発電電流を小さく設定することが制限されるよう構
   成されていることを特徴とする請求項１記載のオルタネ
   ータ制御装置。
3. 【請求項３】上記発電電流規制手段は、アイドル回転領
   域内における低回転域において最大発電電流が小さく設
   定される状態が所定期間継続された時、最大発電電流が
   大きくされるよう構成されていることを特徴とする請求
   項１記載のオルタネータ制御装置。
4. 【請求項４】上記オルタネータの温度に関連する温度を
   検出するオルタネータ温度検出手段が備えられ、 上記発電電流規制手段は、上記オルタネータ温度検出手
   段により検出されたオルタネータの温度が設定温度以上
   の時のみアイドル回転領域内における低回転域において
   最大発電電流を小さく設定することが許容されるよう構
   成されていることを特徴とする請求項１記載のオルタネ
   ータ制御装置。
5. 【請求項５】少なくともコンピュータ、エンジン出力調
   整手段、オルタネータ及び該オルタネータの発電電流を
   調整する発電電流調整手段を含むオルタネータ制御装置
   に組込まれ、 エンジン回転数を検出する第１手順と、 第１手順により検出されたエンジン回転数がアイドル回
   転領域にある時、エンジン回転数が予め設定された目標
   回転数に収束するようエンジン出力調整手段を制御する
   第２手順と、 バッテリの電圧を検出する第３手順と、 第３手順により検出されたバッテリ電圧が予め設定され
   た目標電圧に収束するよう発電電流調整手段を制御する
   第４手順と、 第４手順によって調整される発電電流を、第１手順によ
   り検出されたエンジン回転数が低い程小さく設定される
   とともに、第１手順により検出されたエンジン回転数が
   アイドル回転領域内における低回転域にある時は、アイ
   ドル回転領域内における高回転域にある時に対して小さ
   く設定される最大発電電流によって規制する第５手順と
   を上記オルタネータ制御装置に実行させることを特徴と
   するコンピュータ・プログラム。