JP2005090339A - 車両用発電機の発電量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機を搭載した自動車において、エンジンの点火時期遅角制御とオルタネータの発電量制御とを併用して変速ショックを緩和する場合に、点火時期の遅角に起因するエミッションの悪化を抑えつつ、シフトアップ変速動作に同期してエンジントルクを適切に低下させ、これにより変速ショックの解消を図る。
【解決手段】特に燃焼悪化が懸念される低温状態では点火時期遅角制御を禁止し、発電量の増大制御のみによってエンジントルクを低下させる。暖機前であっても比較的温度の高い状態であれば、点火時期遅角制御を優先して行いつつ、発電量の増大制御を併用してエンジントルクを低下させる。いずれの場合も要求トルクダウン量に見合う分だけオルタネータ１７の駆動トルクが増大するよう、発電量を増加させる。発電量を最大限、増加させても所要のトルクダウンを達成できないときには、変速開始前に予め発電量を減少させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機を搭載した車両に装備され、エンジンに付設されたオルタネータ（発電機）の作動を制御する制御装置に関し、特に、そのオルタネータの発電量の制御を自動変速機の変速ショックの緩和に利用するための制御技術の分野に属する。

従来より、一般的に、自動変速機を備えた車両のパワートレインにおいては、変速時のショックを緩和するために、瞬間的に燃料の供給を停止したり、点火時期を遅角させたりして、エンジントルクを低下させるようにしている。

また、例えば特許文献１に開示される車両用発電装置では、エンジンに付設されたオルタネータの駆動トルクを増大させれば、これにより変速機に出力されるエンジントルクが低下することに着目し、加速度センサ等からの信号に基づいて自動変速機の変速動作を検出したときには強制的に電気負荷を投入して、オルタネータの発電量を増大させるようにしている。
特開平０１−０４７２３６号公報

しかしながら、一般に、エンジンの点火時期を遅角側に変更すると、そのことによって燃焼性が低下することになるから、例えばエンジンの暖機が不十分で本来的に燃焼性が低いときに前記の如く点火時期を遅角させると、その遅角量によっては燃焼状態が大幅に悪化して、排気中の有害成分が急激に増大する虞れがある。この問題はエンジンの温度状態が低いときほど顕著になるから、外気温があまり高くないときのエンジンの冷間始動直後のような特定の低温状態（例えばエンジン水温が２０°Ｃくらいまでの状態）では、点火時期の遅角制御を行うこと自体が好ましくない。

一方、前記従来例（特許文献１）のようにオルタネータの駆動抵抗を利用してエンジントルクを低下させる場合、単に電気負荷を投入するだけでは正確なトルク合わせができないから、変速ショックを十分に緩和できるとは言い難い。また、その場合にはオルタネータの駆動トルクの増大によって間接的にエンジントルクを低下させるものであるから、点火時期の遅角制御によって直接、エンジントルクを低下させるのに比べて若干、応答性に劣るという難もある。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動変速機を搭載した車両においてエンジンの点火時期の遅角制御と発電量の制御とを併用して、変速ショックを緩和する場合に、特にエンジンの温度状態の影響に着目して、エンジントルクの低下に対する２つの制御の貢献度合いを変更することで、排気状態の大幅な悪化を招くことなく、適切にエンジントルクを低下させて、変速ショックを十分に緩和することにある。

前記の目的を達成するために、本発明では、特に燃焼状態の悪化が懸念される低温状態では変速時の点火時期遅角制御を禁止して、発電量の増大のみによってエンジントルクを低下させるようにし、且つ、その際に単に電気負荷をオン・オフするのではなく、変速時の要求トルク低下量に見合う分、正確に発電機の駆動トルクが増大するように、発電量調整手段を制御して発電量を増加させるようにした。

具体的に、請求項１の発明は、エンジンの回転出力を変速して駆動輪側に伝達する自動変速機が搭載されるとともに、該自動変速機の変速動作に伴うショックを緩和するべく、その変速動作に同期してエンジントルクが低下するように点火時期を遅角させるエンジンコントローラを備えた車両に装備され、該エンジンにより駆動される発電機の発電量を制御する発電量制御装置を前提とする。そして、前記エンジンの温度状態に関連する所定の温度パラメータ値を検出する温度パラメータ検出手段と、前記発電機の発電量を調整する発電量調整手段と、前記温度パラメータ検出手段による検出値が第１設定値以下のエンジン低温状態で前記自動変速機の変速動作が行われるときに、前記エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御を禁止する遅角制御規制手段と、前記エンジン低温状態で自動変速機の変速動作が行われるときに、その変速動作に対応して要求されるエンジントルクの低下量を演算する要求トルク低下量演算手段と、この要求トルク低下量演算手段により演算されたエンジントルクの要求低下量に応じて前記発電機の駆動トルクが増大するように、前記発電量調整手段を制御して発電量を増加させる発電量補正手段と、を備える構成とする。

前記の構成により、例えば、外気温があまり高くないときの冷間始動直後のようなエンジン低温状態であれば、温度パラメータ検出手段による検出値が第１設定値以下になり、この状態で自動変速機の変速動作が行われるときには、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御が遅角制御規制手段により禁止されるとともに、その変速動作に対応して要求されるエンジントルクの低下量に見合う分、発電機の駆動トルクが増大するように、発電量補正手段による発電量調整手段の制御が行われる。

そのようにエンジンの点火時期の遅角制御が禁止されることで、特に燃焼性の低い低温状態であっても、燃焼状態が大幅に悪化することはなくなり、排気中の有害成分が急激に増大することを防止できる。併せて、自動変速機の変速動作に対して求められるエンジントルクの要求低下量が演算され、これに応じて発電量調整手段の制御が行われることで、発電機の駆動トルクが前記要求低下量に見合う分、正確に増大するようになり、こうして適切にエンジントルクを低下させることによって、変速ショックを十分に緩和することができる。

請求項２の発明では、発電機の実際の発電量を検出する実発電量検出手段と、この実発電量検出手段により検出された実発電量、及び、発電量調整手段によって調整可能な前記発電機の最大発電量を比較して、エンジントルクの要求低下量に対応する発電量の増加が可能か否か判定する判定手段と、を備えるとともに、発電量補正手段を、前記判定手段により発電量の増加が可能でないと判定されたときには自動変速機の変速動作が始まる前に一旦、発電量が減少するように発電量調整手段を制御するものとする。

すなわち、例えばヘッドライト、空調装置等の作動中で車両の現在の電気負荷がある程度大きいときや、車載バッテリを充電しているときには、これに対応すべく発電機の実発電量もかなり大きくなっているから、そこからさらに発電量を増大させて最大発電量としても、エンジントルクの要求低下量に見合うほど発電機の駆動トルクが増加しないことがある。

そこで、この発明では、発電機の実発電量と最大発電量とを比較して、エンジントルクの要求低下量に対応する発電量の増加が可能か否か判定し、可能でないと判定したときには変速動作の開始前に一旦、発電量を低下させるようにした。このことで、その後、変速動作が行われるときに発電量を発電機の最大発電量まで増加させることによって、エンジントルクの要求低下量に応じて発電機の駆動トルクを増加させることが可能になる。つまり、発電機の実発電量が比較的大きい状況にあっても、その発電量の制御によって、自動変速機の変速動作に同期して適切にエンジントルクを低下させることができる。

請求項３の発明では、遅角制御規制手段は、温度パラメータの検出値が第１設定値よりも高くて且つ第２設定値よりも低いエンジン未暖機状態で自動変速機の変速動作が行われるときには、その温度パラメータ検出値が第１設定値に近いときほど、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御量が小さくなるようにして、その遅角制御を規制するものとする。また、発電量補正手段は、前記エンジン未暖機状態では、要求トルク低下量演算手段により演算されたエンジントルクの要求低下量から点火時期の遅角制御によるエンジントルクの低下量を減算して、その減算後の要求低下量に対応して発電機の駆動トルクが増大するように、発電量調整手段を制御するものとする。

このことで、エンジンが十分に暖機されていないときでも、それほど温度の低くない未暖機状態であれば、点火時期規制手段は、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御を禁止するのではなく、その遅角量を制限することで、燃焼状態の大幅な悪化を招くことなく、エンジントルクを応答性よく低下させることができる。また、これと並行して、発電量補正手段による発電量調整手段の制御が行われ、変速動作に対するエンジントルクの要求低下量から前記点火時期の遅角制御によるトルク低下量を減算した分だけ、発電機の駆動トルクが増大することで、変速ショックを打ち消すよう適切にエンジントルクを低下させることができる。

つまり、一般的に発電機の制御によるエンジントルクの調整が点火時期の制御に比べると若干、応答遅れが大きいことを考慮して、燃焼状態を悪化させない範囲で点火時期の遅角制御を優先しつつ、これを発電機の制御によって補完することにより、排気状態の大幅な悪化を招くことなく、変速ショックを十分に緩和することができる。

前記のように、燃焼状態を悪化させない範囲で点火時期を遅角させるためには、例えば、発電量制御装置に予めエンジンの温度状態に対応付けて点火時期の遅角制御量の許容最大値を設定した遅角制御特性を記憶させておき、前記遅角制御規制手段を、温度パラメータ検出手段による検出値に基づき、且つ前記遅角制御特性を参照して最大遅角制御量を求めるとともに、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御量を前記最大遅角制御量までに規制するように構成すればよい（請求項４の発明）。

また、前記遅角制御規制手段及び発電量補正手段は、それぞれ、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御の規制と、発電量調整手段による発電量の補正制御とを、自動変速機のシフトアップ変速動作時にのみ、行うものとするのが好ましい（請求項５の発明）。これは、一般的にシフトダウン変速のときには、ドライバがある程度の変速ショックを予期しており、あまり大きいショックでなければ違和感を覚えない一方で、変速動作に許される時間が極めて短いことから、発電機の制御によって適切なタイミングでトルクを低下させることが非常に難しいという実状に拠る。

この点で、シフトアップ変速のときには通常、車両のドライバがアクセルをあまり踏み込んでおらず、小さなショックでも違和感を感じ易いので、変速ショックの緩和に対するニーズが高い。しかも、シフトアップ変速の場合には比較的エンジン回転数の変化が穏やかで、比較的応答遅れの大きな発電機の制御によっても適切なタイミングでエンジンのトルクを調整可能であるから、本発明に係る発電制御はシフトアップ変速時に適用するのが極めて有効であるといえる。

以上、説明したように、本発明に係る車両用発電機の発電量制御装置によると、エンジンの点火時期の遅角制御と発電量の制御とを併用して、自動変速機の変速ショックを緩和する場合に、特に燃焼状態の悪化が懸念される低温状態では点火時期の遅角を禁止して、発電量の増加のみによってエンジントルクを低下させるようにするとともに、その際に、変速動作に対応するエンジントルクの要求低下量に見合う分、発電機の駆動トルクが増大するように、発電量を正確に制御するようにしたことで、排気状態の大幅な悪化を招くことなく、適切にエンジントルクを低下させて、変速ショックを十分に緩和することができる。

請求項２の発明によると、実発電量が比較的大きくて、そこから最大発電量まで増大させてもエンジントルクの要求低下量に対応する発電機駆動トルクの増大が見込めない状況にあっても、変速動作の開始前に予め発電量を減少させることにより、その後の変速動作に同期して適切に発電機の駆動トルクを増大させることが可能となり、これにより、変速ショックを緩和することができる。

請求項３の発明によると、エンジンが低温状態ではないものの、十分に暖機されていない未暖機状態では、点火時期の遅角制御を優先しつつ、これを補完するように発電機制御を行ってエンジントルクを低下させることにより、変速ショックを十分に緩和することができる。

請求項４の発明によると、予めエンジンの温度状態に対応付けて点火時期の遅角制御量の許容最大値を設定し、これを参照して点火時期の遅角制御を行うことで、前記請求項３の発明の効果をより確実に得ることができる。

請求項５の発明によると、前記請求項１〜４の発明を変速ショック緩和のニーズが高いシフトアップ変速時に適用することで、その効果が極めて有効なものとなる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

（パワートレインの構成）
図１は、本発明の実施形態に係る発電量制御装置Ｓを装備した自動車（車両）のパワートレインの構成を模式的に示し、このパワートレインは、エンジン１と、このエンジン１の回転出力を受け入れる自動変速機２とを備えている。前記エンジン１は、この実施形態では火花点火式の多気筒エンジンであり、気筒１１，１１，…内の燃焼室に臨むように配設された点火プラグ１２，１２，…に対して点火装置１３，１３，…から高電圧を供給することにより、当該燃焼室に充填された混合気に所定のタイミングで点火して、燃焼させるようになっている。そのようなエンジン１の点火制御は、当該エンジン１のコントローラ１５（以下、ＥＣＵと略称する）によって行われる。

また、前記エンジン１には、図示しないが、その運転状態を検出するためのセンサ（例えばクランク角センサ、エアフローセンサ、スロットル開度センサ等）が配設されるとともに、冷却水温（エンジン１の温度状態に関連する所定の温度パラメータ値であり、以下、エンジン水温という）を検出する水温センサ１６（温度パラメータ検出手段）が配設されており、これらのセンサからの信号が前記ＥＣＵ１５に入力されるようになっている。

さらに、この実施形態では、クランクシャフト１０によって駆動されるオルタネータ１７（発電機）がエンジン１に付設されており、このオルタネータ１７による発電量の制御も前記ＥＣＵ１５によって行われる。すなわち、詳細は図示しないが、オルタネータ１７には、フィールドコイルの電流を制御することによって出力電圧を変更し、これにより発電量を調整する発電量調整手段としてのレギュレータ回路１７ａが内蔵されており、このレギュレータ回路１７ａに前記ＥＣＵ１５からの制御指令（例えば電圧）が入力されることで、基本的には自動車電装品の電気負荷と車載バッテリ電圧とに応じて発電量が制御されるようになっている。

前記自動変速機２は、例えばトルクコンバータ２０と機械式多段変速機構２１とを直列に接続してなり、そのトルクコンバータ２０のポンプ軸２２（入力軸）が図示しないロックアップクラッチを介してエンジン１のクランクシャフト１０に連結される一方、多段変速機構２１の出力はディファレンシャル２３を介して駆動輪側の車軸２４，２４へ伝達されるようになっている。この多段変速機構２１は、詳細は図示しないが、油圧によって作動される複数の摩擦要素（クラッチ及びブレーキ）を備え、それらが選択的に締結、解放されて動力の伝達系路が切換わることによって、エンジン１からの入力回転を段階的（例えば４〜６段階）に変速するものである。

そして、そのような自動変速機２の変速動作の制御は、当該自動変速機２のコントローラ２５（以下、ＡＴＣＵと略称する）によって行われる。すなわち、ＡＴＣＵ２５には、少なくとも、エンジン１から前記トルクコンバータ２０へ入力する回転数（エンジン回転数）、該トルクコンバータ２０の出力回転数（タービン回転数）、自動車の車速、アクセル乃至スロットル開度（エンジン負荷）等のセンサによる検出信号が入力され、例えば図２に４段変速機構の変速線図の例を示すように、エンジン負荷及び車速に応じて予め設定されたシフトスケジュールに従って、自動変速機２の変速動作が行われるようになっている。尚、同図に実線で示すのはシフトアップの変速線であり、破線で示すのはシフトダウンの変速線である。

さらに、前記ＥＣＵ１５及びＡＴＣＵ２５は、相互に信号を授受して協調制御を行うようになっており、この実施形態ではＡＴＣＵ２５による自動変速機２の変速制御が行われるときに、多段変速機構２１における動力伝達経路の切換えに伴う変速ショックを緩和すべく、その切換えのための摩擦要素の作動、即ち自動変速機２の変速動作に同期させて、瞬間的にエンジントルクを低下させるようにしている。すなわち、例えばシフトアップ変速の際には、ＡＴＣＵ２５からＥＣＵ１５にトルクダウン要求信号（後述のシフトアップ変速判定フラグに相当）が送信され、これに応じて、ＥＣＵ１５によりエンジン１の点火時期遅角制御とオルタネータ１７の発電量制御とを併用して、自動変速機２へ入力するエンジントルクを低下させる。

（トルクダウン制御の流れ）
以下に、前記の如く自動変速機２のシフトアップ変速動作に応じてＥＣＵ１５によりエンジントルクを低下させるトルクダウン制御の手順を、説明の便宜のために４段自動変速機について図３のフローチャート図に基づき、図４〜７を参照して具体的に説明する。

図示のフローにおいて、スタート後のステップＳ１ではエンジン１の各センサからの信号を入力し、少なくとも水温検出値Ｔを読み込む。その入力するセンサ信号は、例えば、クランク角、吸気量、スロットル開度、アクセル開度、エンジン水温等、エンジン制御のために通常、用いられるものであり、そのうちのエンジン水温、即ち水温センサ１６からの信号を水温検出値Ｔとして読み込む。また、ＡＴＣＵ２５からの信号を入力するとともに、ＥＣＵ１５のメモリに一時的に記憶されているデータも読み込む。

続いて、ステップＳ２では、ＡＴＣＵ２５からのトルクダウン信号に応じて更新されるシフトアップ変速判定フラグの成立を判定し、この判定がＮＯで全ての変速動作についてシフトアップ変速判定フラグが成立していなければリターンする一方、判定がＹＥＳで、１−２変速、２−３変速又は３−４変速のいずれかの変速動作についてフラグが成立していれば、ステップＳ３に進んで、変速動作の種類とそのときのエンジントルク（例えばアクセル開度やスロットル開度等から求められる目標エンジントルクであり、以下、変速直前エンジントルクという）の値とに基づいて、その変速動作の行われる間、要求されるエンジントルクの低下量Ｐ（以下、要求トルクダウン量という）を演算する。

この要求トルクダウン量Ｐの演算は、例えば図４に模式的に示すように変速動作毎にそれぞれ設定されたテーブル（予めＥＣＵ１５のメモリに記憶されている）から、前記変速直前エンジントルクに対応する要求トルクダウン量Ｐの値読み込むものである。尚、前記のテーブル上では変速直前エンジントルクとこれに対応する要求トルクダウン量Ｐの値がいずれも離散的に設定されており、それらの中間の値は線形近似して計算される。

続いて、ステップＳ４において、エンジン１が暖機後であるかどうかエンジン水温の検出値Ｔに基づいて判定する。すなわち、水温検出値Ｔをエンジン１の暖機状態に対応する高温側の暖機判定値Ｔh（例えば８０°Ｃ）と比較して、それ以上（Ｔ≧Ｔh）でＹＥＳであればステップＳ５に進む一方、水温検出値Ｔが暖機判定値Ｔhよりも低くて（Ｔ＜Ｔh）ＮＯであれば、ステップＳ６に進む。そして、エンジン暖機後のステップＳ５では、前記ステップＳ３にて求めた要求トルクダウン量Ｐに基づいて点火時期の遅角制御を行い、しかる後にリターンする。つまり、エンジン暖機後であれば、点火時期を大きく遅角させても燃焼が大幅に悪化することはないので、このときには制御性に優れた点火時期制御のみによって、エンジントルクを低下させるようにしている。

一方、エンジン１が暖機前のステップＳ６では相対的に燃焼性が低い状態であるから、今度は、点火時期の遅角によって燃焼状態が大幅に悪化する虞れのある特定の低温状態かどうか判定する。この低温状態というのは例えば外気温のあまり高くないときのエンジン冷間始動直後のように、エンジン１の温度状態が特に低い状態のことで、前記水温検出値Ｔを予め設定した低温判定値ＴL（例えば２０°Ｃ）と比較して、それよりも高い状態（Ｔ＞ＴL）で判定がＮＯであれば後述のステップＳ１２に進む一方、水温検出値Ｔが低温判定値ＴL以下（Ｔ≦ＴL）で判定がＹＥＳであれば、ステップＳ７に進む。

そして、エンジン低温状態のステップＳ７では、オルタネータ１７の実発電量Ａ（出力電圧や出力電流をモニターすればよい）を検出するとともに、該オルタネータ１７のレギュレータ回路１７ａによって調整可能な最大発電量Ｍ（現在のオルタネータ１７の回転数に対応する最大発電量：図５参照）をＥＣＵ１５のメモリから読み込み、続くステップＳ８では、仮にオルタネータ１７を最大発電状態とした場合の駆動トルクの増大量Ｂ（以下、増大可能量という）を演算する。

この増大可能量Ｂの演算は、例えば図５に示すようにオルタネータ１７の回転数（発電機回転数）と発電量Ａとに対応する駆動トルクの値を予め実験等により求めて設定したマップ（ＥＣＵ１５のメモリに記憶されている）に基づいて、現在の回転数で最大発電状態としたときの駆動トルク値から現在の駆動トルク値を減算する。尚、図示のマップでも回転数、発電量及びトルクの値はいずれも離散的に設定されているが、それらの中間の値は線形近似計算によって求めればよい。また、オルタネータ１７の回転数はエンジン回転数にプーリ比を乗算して求められる。

続いて、ステップＳ９において、前記ステップＳ８で求めた駆動トルクの増大可能量Ｂと要求トルクダウン量Ｐとを比較して、この要求トルクダウン量Ｐに見合うだけのオルタネータ１７の発電量の増加が可能か否か判定する。すなわち、Ｂ≧Ｐで判定がＹＥＳであれば、オルタネータ１７の発電量の増加によって所要のエンジントルクダウンが可能なので、ステップＳ１０に進んで、要求トルクダウン量Ｐに見合うようにオルタネータ１７の発電量を増加させ、しかる後にリターンする。より具体的には、現在のオルタネータ１７の回転数と発電量Ａとに対応する駆動トルク値を前記マップ（図５）から読み込み、これに要求トルクダウン量Ｐを加えた駆動トルク値になる発電量（回転数は同じと仮定する）を再び前記マップから読み込んで、この発電量になるようにオルタネータ１７のレギュレータ回路１７ａに制御指令を出力する。

このようにしてオルタネータ１７の発電量を増加させる制御には若干の応答遅れがあるが、自動変速機２において油圧力により摩擦要素を解放、締結する変速動作の応答遅れの方が大きいから、その変速動作に同期してエンジントルクが低下するようにオルタネータ１７の制御を行えばよい。すなわち、前記フローのステップＳ２においてシフトアップ変速判定フラグの成立を判定してから実際に自動変速機２において摩擦要素の解放が開始されるまでの時間遅れを推定し、発電制御の応答遅れを考慮した上で、発電量の増加が実際の変速動作の開始までに完了するようなタイミングでオルタネータ制御を行う。

より具体的には、図６のタイムチャートに示すように、例えば時刻ｔ０にＡＴＣＵ２５からＥＣＵ１５にトルクダウン要求信号が送信されると、該ＥＣＵ１５においてシフトアップ変速判定フラグが成立し、それから前記推定時間だけ遅延した時刻ｔ１にＥＣＵ１５によりオルタネータ１７の発電量を増加させる制御が開始される。そして、所定の制御遅れの後に発電量の増加が完了すると（ｔ２）同時に自動変速機２において摩擦要素の解放、締結が開始されて、出力回転数が低下し始める。このときには既にオルタネータ１７の駆動トルクの増大によってエンジントルクが低下しているので、変速作動に伴う突き上げショックは非常に小さい。

そうして、前記摩擦要素の解放、締結が終了する時刻ｔ４の少し前（ｔ３）に、今度はオルタネータ１７の発電量を元に戻すべく減少させる制御が始まり、この発電量の減少制御が前記摩擦要素の解放、締結の終了と同時（ｔ４）に完了する。こうして、自動変速機２のシフトアップ変速動作が行われている間だけエンジントルクを低下させることができる。

一方、前記ステップＳ９において要求トルクダウン量Ｐに見合うだけのオルタネータ１７の発電量増加が不可能（Ｂ＜Ｐ）でＮＯと判定されたときには、ステップＳ１１に進んで一旦、発電量を減少させる。すなわち、まず現在のオルタネータ１７の回転数における最大発電状態での駆動トルク値を図５のマップから読み込み、これから要求トルクダウン量Ｐを減算した駆動トルク値になる発電量（回転数は同じと仮定する）を再び前記マップから読み込んで、この発電量になるようにオルタネータ１７のレギュレータ回路１７ａに制御指令を出力する。そして、前記ステップＳ１０に進んで、前記と同様に自動変速機２の変速動作に同期してエンジントルクが低下するように、オルタネータ１７の発電量を最大発電量まで増加させ、しかる後にリターンする。

すなわち、自動変速機２の変速動作が行われる前の状態で既にオルタネータ１７の発電量Ａがある程度、大きいときには、そこからさらに最大発電量Ｍまで発電量を増加させても、それだけでは要求トルクダウン量Ｐに見合うほどオルタネータ１７の駆動トルクが増大しないことがあるので、このときには、図６に破線で示すように、変速動作の開始前（図の例ではシフトアップ変速フラグの成立と同時）に一旦、意図的に発電量を低下させることで、その後の変速動作に同期した発電量の増加量を確保するものである。こうすることで、オルタネータ１７の運転状況に依らず、その発電量の制御によってエンジントルクを適切な分量（要求トルクダウン量Ｐ）だけ、低下させることができる。

次に、前記ステップＳ６において水温検出値Ｔが低温判定値ＴLよりも高いＮＯと判定した場合、このときにはエンジン１は暖機後ではないが、前記低温状態のように点火時期を遅角したからといって直ちに燃焼状態が大幅に悪化するわけでもなく、それらの中間の温度状態（未暖機状態）であるから、制御性に優れた点火時期制御を禁止するのではなく、点火時期の遅角量があまり大きくならないように制限しつつ、前記のようなオルタネータ１７の制御を組み合わせるようにする。

具体的に、前記ステップＳ６でＮＯと判定して進んだステップＳ１２では、エンジン１の燃焼状態を大幅に悪化させることのない点火時期の許容最大遅角量を水温検出値Ｔに基づいて求め、そこまでの範囲内で点火時期を遅角させることによって要求トルクダウン量Ｐだけエンジントルクを低下させることができるかどうか判定する。前記の許容最大遅角量は、エンジン１の温度状態が低いときほど、点火時期の遅角によって燃焼状態が悪化し易いことを考慮して、例えば図７に一例を示すようにエンジン水温（水温検出値Ｔ）に対応付けて予め実験等により設定したもの（遅角制御特性）であり、低温状態（Ｔ≦ＴL）では許容遅角量が零となり、低温判定値ＴLから暖機判定値Ｔhまでの間（ＴL＜Ｔ≦Ｔh：未暖機状態）は水温Ｔの上昇に伴い許容最大遅角量が直線的に増大し、エンジン１の暖機後（Ｔ＞Ｔh）は所定値で一定になっている。

そして、前記許容最大遅角量までの範囲で点火時期を遅角させることによってエンジントルクを要求トルクダウン量Ｐだけ低下させ得るのであれば（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に進んで、前記したステップＳ５と同様に要求トルクダウン量Ｐに基づいて点火時期の遅角制御を行い、しかる後にリターンする。つまり、エンジン未暖機であっても、点火時期の遅角制御よって燃焼状態をあまり悪化させることなく、エンジントルクを所要量、低下させ得るのであれば、制御性に優れた点火時期制御のみを用いるようにする。

これに対し、前記許容最大遅角量の範囲内で点火時期を遅角させるだけではエンジントルクを十分に低下させることができない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１４に進み、まず、点火時期の遅角制御量を前記水温検出値Ｔに対応する許容最大遅角量に設定する。続いて、ステップＳ１５において、前記ステップＳ７と同様にオルタネータ１７の実発電量Ａと最大発電量Ｍとをそれぞれ求め、前記ステップＳ８と同様にして、仮にオルタネータ１７を最大発電状態とすることによる駆動トルクの増大可能量Ｂを演算する。続くステップＳ１６では、前記点火時期の許容最大遅角量までの遅角制御によるエンジントルクの低下分を要求トルクダウン量Ｐから減算して、その減算後の要求トルクダウン量Ｐ′を算出する。

続いて、ステップＳ１７では、前記ステップＳ１６で求めた駆動トルクの増大可能量Ｂと減算後の要求トルクダウン量Ｐ′とを比較して、この要求トルクダウン量Ｐ′に見合うだけのオルタネータ１７の発電量の増加が可能か否か判定し、Ｂ≧Ｐ′で判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１８に進み、前記ステップＳ１０と同様に自動変速機２の変速動作に同期するようにしてオルタネータ１７の発電量を増加させるとともに、前記ステップＳ１４で設定した遅角制御量でもって点火時期遅角制御を行い、しかる後にリターンする。一方、前記ステップＳ１７の判定がＮＯであれば（Ｂ＜Ｐ′）、ステップＳ１９に進んで前記ステップＳ１１と同様に一旦、発電量を減少させた後に前記ステップＳ１８に進んで、エンジン点火時期の遅角制御とオルタネータ１７の発電量制御とを併用して、エンジントルクを低下させ、しかる後にリターンする。

つまり、エンジン未暖機状態において点火時期の許容範囲内での遅角制御のみによっては所要のトルクダウン量が得られないときには、その許容範囲内で点火時期の遅角制御を行うとともに、オルタネータ１７の発電量制御を併用してエンジントルクを低下させるようにしており、要するに、制御性に優れた点火時期の制御を優先しつつ、これを発電量制御によって補完するようにしたものである。

前記図３に示すフローチャート図のステップＳ３により、自動変速機２のシフトアップ変速動作が行われるときに、その変速動作に対応する要求トルクダウン量Ｐを演算する要求トルク低下量演算手段１５ａが構成され、また、ステップＳ７，Ｓ１５により、オルタネータ１７の実際の発電量Ａを検出する実発電量検出手段１５ｂが構成されている。

また、前記フローにおいてステップＳ４においてＮＯと判定してステップＳ６〜Ｓ１１に進むときには点火時期の遅角制御を禁止しており、また、ステップＳ１２においてＮＯと判定してステップＳ１４〜Ｓ１９に進むときには、図７に示す許容最大遅角量の範囲内に点火時期の遅角制御を制限しており、このような制御手順によって、エンジン低温状態ではシフトアップ変速時の点火時期遅角制御を禁止し、エンジン未暖機状態では点火時期遅角制御量を水温検出値Ｔに応じて規制する遅角制御規制手段１５ｃが構成されている。

さらに、前記フローのステップＳ１０及びステップＳ１８により、エンジン低温状態では前記要求トルクダウン量Ｐに見合うようにオルタネータ１７の発電量を増大させる一方、エンジン未暖機状態では前記要求トルクダウン量Ｐから点火時期の遅角制御によるエンジントルクの低下量を減算して、その減算後の要求トルクダウン量Ｐ′に見合う分だけオルタネータ１７の発電量を増大させる発電量補正手段１５ｄが構成されている。

さらにまた、前記フローのステップＳ９及びステップＳ１７により、エンジン低温状態及び未暖機状態においてそれぞれ実発電量Ａとオルタネータ１７の最大発電量Ｍとを比較して、要求トルクダウン量Ｐ，Ｐ′に見合うだけの発電量の増加が可能か否か判定する判定手段１５ｅが構成されており、前記発電量補正手段１５ｄは、ステップＳ１１やＳ１９に示すように、前記判定手段１５ｅにより発電量の増加が可能でないと判定されたときには一旦、オルタネータ１７の発電量を低下させるように構成されている。

したがって、この実施形態に係る車両用発電機の発電量制御装置Ａによると、自動変速機２を搭載した自動車においてエンジン１の点火時期の遅角制御とオルタネータ１７の発電量の制御とを併用して、シフトアップ変速のショックを緩和する場合に、燃焼状態の悪化が懸念されるエンジン低温状態では点火時期の遅角を禁止し、発電量の制御のみによってエンジントルクを低下させるようにしたので、特に燃焼性の低い低温状態であっても燃焼状態の大幅な悪化を引き起こすことがなく、エミッションの急激な悪化を確実に防止することができる。

しかも、その際、シフトアップ変速に際して要求される最適なトルクダウン量Ｐを変速直前のエンジントルクに基づいて演算し、この要求トルクダウン量Ｐに基づいて発電量を増加させるようにしているので、オルタネータ１７の駆動トルクを必要な分だけ正確に増大させることができ、この適切なトルクダウンによって変速ショックを十分に緩和することができる。

また、エンジン１の暖機前であっても前記低温状態よりは温度状態が高い未暖機状態では、点火時期の遅角制御を禁止するのではなく、その遅角量を水温検出値Ｔに応じて制限することで、燃焼状態の悪化を抑制しながら、エンジントルクを応答性よく低下させることができるとともに、それと並行して前記と同様の発電量の制御によってもエンジントルクを低下させることで、変速ショックを十分に緩和することができる。

さらに、例えばヘッドライト、空調装置等の作動中や車載バッテリを充電しているとき等、オルタネータ１７の実発電量Ａがある程度大きくて、そこからさらに発電量を増大させても所要のエンジントルクダウンを達成できないときには、ＡＴＣＵ２５からのトルクダウン要求（シフトアップ変速フラグの成立）と同時に一旦、発電量を低下させることで、その後の変速動作の開始に同期して発電量を最大発電量Ｍまで増加させることにより、要求トルクダウン量Ｐに見合うだけオルタネータ１７の駆動トルクを増加させることができる。つまり、オルタネータ１７の実際の発電状況に依らず、その発電量の制御によって適切にエンジントルクを低下させることができる。

尚、この実施形態では、上述したようなトルクダウン制御を自動変速機２のシフトアップ変速時にのみ行うようにしている。これは、一般的にシフトダウン変速のときには、ドライバがある程度の変速ショックを予期しており、あまり大きいショックでなければ違和感を覚えない一方で、変速動作に許される時間が極めて短いことから、オルタネータ１７の制御によって適切なタイミングでトルクを低下させることが非常に難しいという実状に拠る。

この点、シフトアップ変速のときには通常、ドライバはアクセルをあまり踏み込んでおらず、小さなショックでも違和感を感じ易いので、上述のトルクダウン制御によって変速ショックを十分に緩和できることは極めて有効である。

しかしながら、シフトダウン変速の場合にも自動変速機２の摩擦要素を油圧力により解放、締結する際の応答遅れはあるから、オルタネータ１７の制御の遅れを考慮して、シフトダウン変速動作に同期してエンジントルクが変化するように適切なタイミングでもって当該オルタネータ１７の制御を行うようにすれば、本発明に係る発電制御をシフトダウン変速時にも適用することは可能である。

また、前記実施形態のトルクダウン制御においては、図３のフローチャートに示すように、エンジン低温状態で点火時期の遅角制御を禁止する一方、エンジン未暖機状態では遅角量を規制するのみとしているが、これに限らず、より簡便にはエンジン１の暖機前はいつでも点火時期の遅角制御を禁止するようにしてもよい。

さらに、前記実施形態のトルクダウン制御においては、自動変速機２における変速動作の遅れとオルタネータ１７の発電制御の遅れとを考慮して、その発電量の増加が完了する時点でちょうど変速動作が開始されるように、シフトアップ変速フラグの成立を契機としてオルタネータ１７の制御タイミングを設定しているが、これに限らず、例えば自動変速機２の油圧回路に設けたセンサによって変速動作の開始を検出し、これに応じてオルタネータ１７の制御を開始するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る発電量制御装置を備えたパワートレインの構造図。 自動変速機の変速制御特性の一例を示す変速線図。 トルクダウン制御手順を示すフローチャート図。 要求トルクダウン量を設定したテーブルの一例を示す図。 オルタネータの回転数、発電量及び駆動トルクの関係を設定したマップの一例を示す図。 シフトアップ変速時のフラグの状態、出力回転数、エンジントルク、発電量の変化を互いに対応付けて示すタイムチャート図。 エンジン水温に対応付けて点火時期の許容最大遅角量を設定した遅角制御特性の一例を示す説明図。

符号の説明

Ｓ 発電量制御装置
１ エンジン
２ 自動変速機
１５ ＥＣＵ（エンジンコントローラ）
１５ａ 要求トルク低下量演算手段
１５ｂ 実発電量検出手段
１５ｃ 遅角制御規制手段
１５ｄ 発電量補正手段
１５ｅ 判定手段
１６ 水温センサ（温度パラメータ検出手段）
１７ オルタネータ（発電機）
１７ａ レギュレータ回路（発電量調整手段）

Claims (5)

1. エンジンの回転出力を変速して駆動輪側に伝達する自動変速機が搭載されるとともに、該自動変速機の変速動作に伴うショックを緩和すべく、その変速動作に同期してエンジントルクが低下するように点火時期を遅角させるエンジンコントローラを備えた車両に装備され、該エンジンにより駆動される発電機の発電量を制御する発電量制御装置であって、
   前記エンジンの温度状態に関連する所定の温度パラメータ値を検出する温度パラメータ検出手段と、
   前記発電機の発電量を調整する発電量調整手段と、
   前記温度パラメータ検出手段による検出値が第１設定値以下のエンジン低温状態で前記自動変速機の変速動作が行われるときに、前記エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御を禁止する遅角制御規制手段と、
   前記エンジン低温状態で自動変速機の変速動作が行われるときに、その変速動作に対応して要求されるエンジントルクの低下量を演算する要求トルク低下量演算手段と、
   前記要求トルク低下量演算手段により演算されたエンジントルクの要求低下量に応じて前記発電機の駆動トルクが増大するように、前記発電量調整手段を制御して発電量を増加させる発電量補正手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用発電機の発電量制御装置。
2. 発電機の実際の発電量を検出する実発電量検出手段と、
   前記実発電量検出手段により検出された実発電量と発電量調整手段によって調整可能な前記発電機の最大発電量とを比較して、エンジントルクの要求低下量に対応する発電量の増加が可能か否か判定する判定手段と、を備え、
   発電量補正手段は、前記判定手段により発電量の増加が可能でないと判定されたときには、自動変速機の変速動作が始まる前に一旦、発電量が低下するように発電量調整手段を制御するものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用発電機の発電量制御装置。
3. 遅角制御規制手段は、温度パラメータの検出値が第１設定値よりも高くて且つ第２設定値よりも低いエンジン未暖機状態で自動変速機の変速動作が行われるときには、その温度パラメータ検出値が第１設定値に近いときほど、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御量が小さくなるようにして、その遅角制御を規制するものであり、
   発電量補正手段は、前記エンジン未暖機状態では、要求トルク低下量演算手段により演算されたエンジントルクの要求低下量から点火時期の遅角制御によるエンジントルクの低下量を減算して、その減算後の要求低下量に対応して発電機の駆動トルクが増大するように発電量調整手段を制御するものである
   ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の車両用発電機の発電量制御装置。
4. エンジンの温度状態に対応付けて点火時期の遅角制御量の許容最大値を設定した遅角制御特性が記憶され、
   遅角制御規制手段は、温度パラメータ検出手段による検出値に基づき、前記遅角制御特性を参照して最大遅角制御量を求めるとともに、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御量を前記最大遅角制御量までに規制するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用発電機の発電量制御装置。
5. 遅角制御規制手段は、エンジンコントローラによる点火時期の遅角制御を自動変速機のシフトアップ変速動作時にのみ規制するものであり、
   発電量補正手段も前記シフトアップ変速動作時にのみ、発電量調整手段の補正制御を行うものである
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両用発電機の発電量制御装置。
   

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