JP2008104246A - 車両用制御装置及び車両用制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発電の作動（発電負荷が高負荷な状態）と発電の停止（発電負荷が低負荷な状態）を周期的に繰り返す制御をするオルタネータにおいて、オルタネータプーリやタイミングベルトに働く不自然な力を低減してタイミングベルトの摩耗や鳴きを抑制するとともに効率よく発電を実施する。
【解決手段】 エンジンの回転速度による発電負荷トルクの変動が大きい所定回転速度Ｎ２（例えば１５００ｒｐｍ）を下回る低回転速度域では比較的周期の短い第１の制御周期ＴＳ（１０ｍｓ）で発電を行って、発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）の繰り返しによる発電負荷トルクの周期的な変動を小さく抑え、エンジンの回転速度による発電負荷トルクの変動が緩やかな所定回転速度Ｎ２（例えば１５００ｒｐｍ）より速い高回転速度域では第１の制御周期ＴＳよりも長い第２の制御周期ＴＬ（４０ｍｓ）で発電を行って制御分解能の低下を防いで制御性を向上させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両用発電機の発電の状況を制御する車両用制御装置及び車両用制御方法に関する。

自動車等の車両には、ヘッドライト、スモールライト、ブレーキランプ、室内灯等のランプ類や、パワーウインドウ、ワイパー、空調機器やラジエータのファン等の駆動モータ、エンジンの始動時の駆動用機器等の各種電気機器（電気負荷）が搭載されている。そして、各種電気機器により消費される電力は、エンジンにより駆動される車両用発電機（発電機）により得ている。

車両の電気負荷の状況等に応じて必要電気容量（目標の充電電圧）が確保される状態に、発電機による発電が実施される。発電機の作動はエンジンの負荷を伴うものであるので、発電機は、必要電気容量（所定電圧）を上回ると発電を停止（発電負荷が低負荷な状態）し、下回ると発電を作動（発電負荷が高負荷な状態）するように構成されている。そして、この発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）を短時間の間に適宜の周期で繰り返す制御が従来から実施されている（例えば、特許文献１参照）。発電の作動（高負荷状態）と停止（低負荷状態）を適宜の周期で実行することにより、必要電気容量を確保しつつバッテリが過充電にならないよう制御すると共に、エンジンに与える負荷を軽減して燃費の向上を図ることが可能になる。

具体的には、エンジンのクランク角信号に同期させて発電制御信号の出力（オン）を開始し、発電制御信号の出力（オン）に応じて発電機の発電の作動（高負荷状態）と停止（低負荷状態）を切り換えるようにしている。または、クランク角信号に拘わらず一定の周期で発電制御信号を出力（オン）している。即ち、発電制御信号がクランク角信号に同期した制御周期や、一定の制御周期で繰り返し出力され（例えばアイドリング運転時で、２２回／ｓｅｃ）、発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）とが繰り返されている。

発電機として、エンジンのクランク軸の動力がタイミングベルトを介して伝えられるオルタネータが知られている。オルタネータは、クランク軸プーリとオルタネータプーリとに巻回されたタイミングベルトにより作動され、Ｇ端子に発電制御信号が入力されることにより（発電制御信号：オン）発電負荷が発生して発電制御信号が入力（オン）されている間、発電の作動（高負荷状態）が実施される。そして、発電制御信号がカットされると（発電制御信号：オフ）発電の停止（低負荷状態）が実施される。即ち、目標となる充電電圧が保たれるように発電制御信号がオン・オフされ、オルタネータの発電の作動（高負荷状態）と停止（低負荷状態）が周期的に繰り返されて発電が実施される。

そして、発電量は、制御周期の１周期における発電制御信号の出力（オン）時間の割合、いわゆる発電の作動（高負荷状態）時間の割合を調整することで制御されている。即ち、その時々の必要電気容量に応じて発電量を制御周期毎にデューティ制御している。このように、車両においては、所定の制御周期でオルタネータに発電指令を与えて短時間の間に発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）とを繰り返して発電量を調整する制御が実施されている。

特開平０６−１１３５９９号公報

オルタネータの発電負荷トルクは、発電の作動（高負荷状態）と停止（低負荷状態）の繰り返しにより周期的に変動され、発電制御信号の制御周期が短いと変動が小さく、制御周期が長いと変動が大きくなる。さらに、オルタネータの発電負荷トルクは、エンジンの回転速度により変化する特性があり、例えば、アイドリング回転速度よりも多少速い回転速度領域までは発電負荷トルクが急激に大きくなり、発電負荷トルクが最も大きくなった後は緩やかに低下する特性を有している。つまり、アイドリング運転時等のエンジン回転速度が遅い領域においては、エンジン回転速度の上昇による発電負荷トルクの変動率が非常に大きくなり、回転速度が速い領域では発電負荷トルクの変動率が小さくなる傾向にある。しかし、従来の発電制御は、オルタネータの発電負荷トルク特性に拘わらず、オルタネータの発電の作動、即ち、発電制御信号の出力（オン）は、クランク角信号に同期させた制御周期や、一定の制御周期で実施されるようになっている。

クランク角信号に同期させて発電制御を実施した場合、エンジンの回転速度が遅い領域では制御周期が長くなるため、発電負荷トルクの周期的な変動が大きくなり、エンジンの回転速度が速い領域では発電負荷トルクの周期的な変動は小さくなるが、制御周期が短くなるため、制御分解能が低下して制御性が悪くなることが考えられる。また、一定の制御周期で発電制御を実施した場合、制御周期を長く設定すると発電負荷トルクの周期的な変動が大きくなってしまい、特にエンジンの回転速度が遅い領域で悪影響をあたえ、逆に制御周期を短く設定すると制御性が悪くなるため、一方を優先すると他方の状況が悪くなるといった虞があり、調整するのが難しいと考えられる。

発電負荷トルクの変動が大きいと、エンジンからの動力を伝達するオルタネータプーリやタイミングベルトに不自然な力が作用するため、オルタネータプーリでのタイミングベルトの摩耗が発生しやすくなる虞があると共に、タイミングベルトに滑りが生じて鳴きが発生する虞がある。特に、アイドリング運転時などのエンジンの低回転速度域ではエンジンの回転速度の上昇による発電負荷トルクの変動が大きい上、オルタネータに作用するエンジンからの入力トルクが比較的小さいため、発電負荷トルクの変動差が与える影響が顕著になって、タイミングベルトの摩耗や鳴きが発生しやすくなる虞がある。

また、タイミングベルトにはオートテンショナによって所定の張力が与えられているのが一般的であるが、オルタネータプーリでのトルク変動が大きくなると、オートテンショナへのタイミングベルトからのトルクが過大になり、オートテンショナにダンピング劣化が生じる虞がある。また、制御性が悪くなると、発電量を細かく制御できなくなるため、無駄な発電が増え、バッテリや燃費に悪影響を与える虞がある。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、目標の充電電圧を維持するように発電機の発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）を周期的に繰り返して発電制御を実施した場合において、エンジンの回転速度に応じて発電機（発電制御信号）の制御周期を変更することにより、エンジンの低回転速度域（アイドリング運転時等）での発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）により発生する発電負荷トルクの周期的な変動を低減させて発電機の入力側の動力伝達系に働く不自然な力を低減させるとともに、エンジンの高回転速度域での発電効率を向上させて無駄な発電を抑制することができる車両用制御装置及び車両用制御方法を提供することを目的とする。

特に、エンジンのクランク軸の動力がタイミングベルトを介して伝えられるオルタネータで、発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）とを周期的に繰り返す発電制御を実施した場合において、タイミングベルトの摩耗や鳴きを抑制して効率よくオルタネータによる発電を実施することができる車両用制御装置及び車両用制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１の車両用発電機の制御装置は、エンジンにより駆動されて発電を行う車両用発電機と、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、前記車両用発電機の発電負荷が低負荷な状態と高負荷な状態とを所定の制御周期に基づいて周期的に繰り返すように前記車両用発電機を制御して発電を実行させる発電実行手段と、前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が速くなるに伴って、前記所定の制御周期を長くする周期設定手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明では、エンジン回転速度が速くなるに伴って、発電機の制御周期を長くして発電を実行させるので、エンジン回転速度が遅い場合には発電機の制御周期を短くして発電負荷トルク変動を小さくして発電を実施することができ、エンジン回転速度が速い場合には発電機の制御周期を長くして制御性を上げて効率よく発電を実施することができる。このため、発電機の発電負荷を低負荷状態と高負荷状態とに周期的に切り換えて発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）とを繰り返す制御を実施した場合において、発電機の入力側の動力伝達系に働く不自然な力を抑制するとともに効率よく発電を実施することができる。

そして、請求項２の車両用制御装置は、前記周期設定手段は、前記エンジンの回転速度が所定回転速度以上になった際に前記所定の制御周期をより長い周期へと切り換えることを特徴とする。

請求項２の発明では、エンジンの所定回転速度を基準に発電機の制御周期をより長い周期に切り換えるので、簡単な制御により、低回転速度域（アイドリング運転時等）での発電機の発電負荷トルクの周期的な変動を低減させ、高回転速度域での発電効率を向上させることができる。

また、請求項３の車両用制御装置は、前記所定回転速度は、前記車両用発電機の発電負荷トルクが最大となる回転速度よりも速い回転速度であることを特徴とする。

請求項３の発明では、車両用発電機の発電負荷トルクが最大となるエンジン回転速度よりも速い回転速度を基準に制御周期を長くするので、エンジン回転速度の上昇による発電負荷トルクの変動が大きい低回転速度域において効率良く発電負荷トルクの変動を抑制することができる。

また、請求項４の車両用制御装置は、前記エンジンのクランク角信号を検出するクランク角信号検出手段を備え、前記所定の制御周期は、クランク角検出手段で検出されたクランク角信号の周期を最長周期として設定されていることを特徴とする。

請求項４の発明では、発電機の制御周期の最長周期をクランク角信号の周期に規定することで、発電負荷変化への対応が可能な範囲で制御周期を設定することができる。

また、請求項５の車両用制御装置は、前記車両用発電機は、ベルトを介して前記エンジンのクランク軸のトルクが伝達される発電機であることを特徴とする。

請求項５の発明では、ベルトを介してエンジンのクランク軸のトルクが伝達される発電機であっても入力側に働く不自然な力を低減することができ、ベルトの摩耗や鳴きを抑制して効率よく発電を実施することができる。

上記目的を達成するための請求項６に係る本発明の車両用制御方法は、車両用発電機の発電負荷を低負荷状態と高負荷状態に周期的に切り換える制御周期をエンジンの回転速度が速くなるほど長くして発電を実行することを特徴とする。

請求項６の発明では、エンジン回転速度が遅い場合には発電機の制御周期を短くして周期的な発電負荷トルクの変動を小さくして発電を実施することができ、エンジン回転速度が速い場合には制御周期を長くして制御性を上げて効率よく発電を実施することができる。このため、発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）とを周期的に繰り返して発電機を制御させた場合において、発電機の入力側の動力伝達系に働く不自然な力を低減することができ、効率よく発電を実施することができる。

本発明の車両用制御装置は、発電制御信号を周期的に出力して発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）とを周期的に繰り返して目標の充電電圧を維持するように発電制御を実施させた場合において、エンジンの回転速度に応じて発電機の制御周期を適切に変更することにより、低回転速度域（アイドリング運転時等）での発電機の発電負荷トルクの変動を低減して入力側の動力伝達系に働く不自然な力を低減するとともに、高回転速度域での発電効率を向上させ、無駄な発電を抑制することができる車両用制御装置及び車両用制御方法となる。

図１には本発明の一実施形態例に係る車両用制御装置の概略系統、図２には発電負荷トルクとエンジン回転速度との関係、図３には発電負荷トルクと発電制御信号の制御周期の経時変化、図４には発電制御の処理フローを示してある。

図１に基づいて本発明の発電制御を実行する車両用制御装置を説明する。

図１に示すように、多気筒型（例えば３気筒）のエンジン１の各気筒には吸気弁２及び排気弁３が備えられ、吸気弁２により開閉される吸気ポートには吸気通路４が接続されると共に、排気弁３により開閉される排気ポートには排気通路５が接続されている。エンジン１の各気筒には、シリンダ内を上下動自在にピストン２６が設けられ、ピストン２６の上下動によりクランク軸が回転駆動される。吸気通路４には、図示しないアクセルペダルの踏み込み状況に応じて吸気量を調整するスロットルバルブ６が備えられている。

エンジン１のクランク軸の回転駆動により駆動される車両用発電機（オルタネータ）７が備えられている。エンジン１のクランク軸にはクランク軸プーリ３１が設けられ、オルタネータ７にはオルタネータプーリ３２が設けられている。クランク軸プーリ３１とオルタネータプーリ３２とにはタイミングベルト８が巻回され、エンジン１のクランク軸の出力がクランク軸プーリ３１からタイミングベルト８及びオルタネータプーリ３２を介してオルタネータ７に伝達されて発電が行われる。タイミングベルト８にはオートテンショナ３３によって所定の張力が与えられている。

オルタネータ７で発電された電力はバッテリ９に充電され、ヘッドライト、スモールライト、ブレーキランプ、室内灯等のランプ類や、パワーウインドウ、ワイパー、空調機器やラジエータのファン等の駆動モータ、エンジン１の始動時の駆動用機器等の各種電気機器（電気負荷）である負荷機器１０の電力として使用される。

オルタネータ７は三相交流発電機であり、ステータに発生した誘起電力を直流に変換してバッテリ９に送るようになっている。発電量の制御は、回転側のコイルの界磁電流を制御して誘起電力を調整することで実施され、界磁電流は、オルタネータ７のＧ端子１１に発電制御信号を入力することで制御される。また、オルタネータ７のＦＲ端子１２からは界磁電流の状況が出力される。

即ち、オルタネータ７はＧ端子１１に発電制御信号を入力（オン）することにより、コイルに電流が流されて発電負荷が発生されて発電が開始される。即ち、オルタネータ７の発電負荷が低負荷状態（発電の停止）から高負荷状態（発電の作動）へと切り換えられる。発電制御信号が入力（オン）されている間、発電の作動（発電負荷が高負荷状態）が実施され、発電量は、発電制御信号の入力（オン）時間によって制御される。そして、発電制御信号がカット（オフ）されると発電の停止（発電負荷が低負荷状態）が実施される。そして、オルタネータ７の発電状況がＦＲ端子１２から出力される。

一方、エンジン１にはクランク角信号検出手段としてのベーン型のクランク角センサ１５が設けられ、クランク角センサ１５により各気筒の所定のクランク位置でクランク角信号ＳＧＴが出力される。また、クランク角センサ１５はエンジン１の回転数（回転速度）Ｎｅを検出可能としている。クランク角信号ＳＧＴは、圧縮上死点位置の信号であり、例えば、各気筒の７５°ＢＴＤＣ及び５°ＢＴＤＣのタイミングで出力される。つまり、クランク角センサ１５によりエンジン回転速度検出手段及びクランク角検出手段が構成されている。

クランク角センサ１５の検出信号を始め、各種センサの検出信号や車速信号、負荷機器の使用状況である負荷信号、冷却水温センサ等の検出信号が電子制御ユニット（ＥＣＵ）１７に入力される。

ＥＣＵ１７には、発電制御部２１が備えられ、発電制御部２１には、所定の制御周期に基づいてオルタネータ７のＧ端子１１に発電制御信号を出力（オン）させる発電実行手段２２と、エンジン１の回転速度に応じて発電制御信号の制御周期を変更する周期設定手段２３が備えられている。

発電制御手段２２により、車両の運転中には、発電制御信号の出力のオン・オフが所定の制御周期に基づいて周期的に繰り返され、発電の作動（発電負荷が高負荷な状態）と発電の停止（発電負荷が低負荷な状態）とが繰り返される。即ち、運転時のオルタネータ７のＧ端子１１には、オルタネータ７の発電の作動を実施する発電制御信号が所定の制御周期に応じてＥＣＵ１７から送られている。

また、発電制御手段２２は、発電制御信号の出力（オン）時間を調整することで、オルタネータ７の発電量を制御している。いわゆる所定の制御周期における発電の作動（高負荷状態）時間の割合を制御している。即ち、その時々の必要電気容量に応じて発電量を制御周期毎にデューティ制御している。このようにオルタネータ７の発電を制御することで、必要電気容量を確保しつつ目標の充電電圧が維持されるようにしている。

また、周期設定手段２３には、クランク角センサ１５で検出されたエンジン１の回転速度Ｎｅの情報が入力され、エンジン１の回転速度Ｎｅが速くなると、周期設定手段２３からは制御周期を長くする指令が発電実行手段２２に送られる。エンジン１の回転速度Ｎｅが速くなるに伴って、長い制御周期で発電制御信号がオルタネータ７のＧ端子１１に出力（オン）される。

所定の制御周期は、エンジン１の回転速度Ｎｅが速くなるに伴って、長い制御周期となるよう切り換えられる。具体的には、エンジン１の低回転速度域（アイドリング運転時等）と高回転速度域とで切り換えられ、アイドリング運転時等の低回転速度域では、比較的周期の短い第１の制御周期とすることで、発電負荷トルクの変動を低減させ、一方、高回転速度域では、第１の制御周期より周期の長い第２の制御周期とすることで制御性を向上させている。

周期設定手段２３から送られる周期変更指令は、エンジン１の回転速度Ｎｅが所定回転速度以上になった際に出され、周期の短い第１の制御周期から、より長い周期である第２の制御周期に切り換えられるようになっている。所定回転速度は、オルタネータ７の発電負荷トルクが最大となるエンジン１の回転速度Ｎｅよりも速い回転速度に設定されている。また、長くされる制御周期、即ち第２の制御周期は、クランク角センサ１５で検出されたアイドリング運転時のクランク角信号ＳＧＴの周期を最長の周期として設定されている。

エンジン１の回転速度Ｎｅが速くなり、所定回転速度を越えると制御周期を第２の制御周期へと長くして発電を実行させるので、アイドリング運転時等のエンジン１の回転速度Ｎｅが遅い場合（低回転速度領域）には制御周期を比較的短くして発電負荷トルクの変動を小さくして発電を実施することができ、エンジン１の回転速度Ｎｅが速い場合（高回転速度域）には制御周期を長くして制御性を上げて効率よく発電を実施することができる。

このため、発電の作動（高負荷状態）と発電の停止（低負荷状態）とを周期的に繰り返して目標の充電電圧を維持するようにオルタネータ７の発電を制御させた場合おいて、オルタネータプーリ３２でのタイミングベルト８の摩耗が発生することが抑制され、タイミングベルト８に滑りが生じて鳴きが発生することがなくなると共に、発電の効率を向上して無駄な発電を抑制することができる。また、タイミングベルト８にはオートテンショナ３３によって所定の張力が与えられているが、オルタネータプーリ３２でのトルク変動が抑制されるので、オートテンショナ３３にダンピング劣化が生じることがない。

図２、図３に基づいてオルタネータ７の制御周期の設定に関して具体的に説明する。

オルタネータ７の発電負荷トルクは、エンジン１の回転速度Ｎｅにより変化する特性があり、図２に示すように、アイドリング回転速度（例えば８５０ｒｐｍ）よりも多少速い回転速度Ｎ１（例えば１２００〜１３００ｒｐｍ）までは発電負荷トルクの変動が急激に大きくなり、回転速度Ｎ１で発電トルクが最も大きくなった後は緩やかに低下してほぼ横這いに変化する特性を有している。そして、回転速度の上昇により変化する発電負荷トルクの変動率は、回転速度Ｎ１までの低回転速度域で非常に大きくなっている。さらに低回転速度域では、エンジン１からオルタネータプーリ３２に入力されるトルクが比較的小さいので、発電負荷トルクの変動による影響がより顕著となり、タイミングベルトの摩耗や鳴きがより発生しやすくなる傾向にある。従って、低回転速度域における発電負荷トルクの変動を減らすことで、タイミングベルトの摩耗や鳴きを抑制することができる。

このため、発電制御信号の制御周期Ｔを第１の制御周期ＴＳ（図３（ａ）参照）からより長い第２の制御周期ＴＬ（図３（ｂ）参照）に切り換える所定回転速度を発電負荷トルクが最大となる回転速度Ｎ１を基準として、発電負荷トルクが下降しはじめる回転速度Ｎ１よりも速い回転速度Ｎ２（例えば１５００ｒｐｍ）に設定している（以下所定回転速度Ｎ２と記す）。

また、発電制御信号の制御周期Ｔの具体的な周期は、エンジン１の回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ２（例えば１５００ｒｐｍ）を下回る場合には、図３（ａ）に示すように、第１の制御周期ＴＳとして１０ｍｓに設定し、所定回転速度Ｎ２（例えば１５００ｒｐｍ）以上の場合には、図３（ｂ）に示すように、第２の制御周期ＴＬとして４０ｍｓに設定している。

尚、第１の制御周期ＴＳと第２の制御周期ＴＬは１０ｍｓ：４０ｍｓで実際には１：４の関係であるが、経時変化の図には制御周期Ｔの長短を明確にするため、１：２程度の関係で示してある。

発電の制御性は、発電を実施する発電制御信号の最小駆動時間に左右される。即ち、制御周期が同じ長さであれば、発電制御信号の最小駆動時間が小さいほど制御分解能が高くなり制御性は良くなる。しかし、発電制御信号の最小駆動時間は、ＥＣＵ１７の性能により決まっているため、制御周期を長くすると制御分解能が高く、発電制御周期を短くすると制御分解能が低くなる。従って、発電制御信号の制御周期Ｔは、５ｍｓを下回ると制御分解能が低下して要求される精度の制御が行えなくなるため、短い制御周期ＴＳとして１０ｍｓに設定している。また、制御周期Ｔが４０ｍｓを超えるとアイドリング運転時のクランク角信号ＳＧＴの周期より長くなってトルク変化への対応が遅くなってしまう。

このため、本実施形態例では、発電制御信号の制御周期Ｔを５ｍｓから４０ｍｓに設定し、具体的な範囲として第１の制御周期ＴＳの１０ｍｓから第２の制御周期ＴＬの４０ｍｓとしている。

つまり、エンジンの回転速度によって変化する発電負荷トルクの変動が大きく、エンジン１からの入力トルクの小さい低回転速度域では、比較的周期の短い第１の制御周期ＴＳ（１０ｍｓ）で発電を行って、発電の作動（高負荷状態）と停止（低負荷状態）による周期的な発電負荷トルクの変動を小さく抑え、エンジンの回転速度によって変化する発電負荷トルクの変動が緩やかな高回転速度域では周期の長い第２の制御周期ＴＬ（４０ｍｓ）で発電を行って制御分解能の低下を防いでいる。

因みに、例えば、３気筒のエンジンでアイドリング運転時の回転速度が８５０ｒｐｍの場合、アイドリング運転時の爆発行程の周波数は２２〜２３Ｈｚ程度であり、爆発行程の周波数の２分の１、即ち、周期の２倍程度を第２の制御周期ＴＬの上限の目安として設定している。

上述した実施形態例では、図４に示すように、ステップＳ１でクランク角信号が検出され、ステップＳ２でエンジン１の回転速度Ｎｅが検出される。次に、ステップＳ３で回転速度Ｎｅと所定回転速度Ｎ２が比較され、回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ２を下回る（低回転速度域）と判断された場合、ステップＳ４で発電制御信号の制御周期Ｔを第１の制御周期ＴＳである１０ｍｓに設定する。ステップＳ３で回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ２以上であると判断された場合（高回転速度域）、ステップＳ５で制御周期Ｔを第２の制御周期ＴＬである４０ｍｓに設定する。

回転速度Ｎｅに応じて発電制御信号の制御周期Ｔが設定されると、ステップＳ６で低回転速度域・高回転速度域に応じた制御周期Ｔで発電制御が実行される。即ち、回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ２を下回る低回転速度域では第１の制御周期ＴＳ（１０ｍｓ）で発電が実行されて発電トルクの変動が小さく抑えられる。また、回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ２以上になる高回転速度域では第２の制御周期ＴＬ（４０ｍｓ）で発電が実行されて制御分解能の低下がなくなる。

従って、エンジン１の回転速度Ｎｅが低回転・高回転の場合に、それぞれ適切なオルタネータ７（発電制御信号）の制御周期が設定されるので、低回転速度域では制御周期が短くされて発電の作動（高負荷状態）と停止（低負荷状態）の繰り返しによる発電負荷トルクの変動が抑制され、高回転速度域では制御周期が長くされて精度の良い制御により発電効率を向上させることができる。

これにより、低回転速度域では、オルタネータ７のオルタネータプーリ３２に働く不自然な力を減少させることができ、タイミングベルト８の摩耗の発生が抑制され、タイミングベルト８に滑りが生じて鳴きが発生することがなくなる。また、オートテンショナ３３にダンピング劣化が生じることがない。そして、高回転速度域では、効率の良い発電が可能になり、燃費低下の影響をなくして燃費向上の点で有利となる。

なお、上述した実施形態例では、発電制御信号の制御周期を切り換える所定回転速度を発電負荷トルクが最大となるエンジン１の回転速度Ｎ１よりも多少速い回転速度Ｎ２（１５００ｒｐｍ）に設定したものを例に挙げて説明したが、所定回転速度は、発電負荷トルクが最大となるエンジン１の回転速度Ｎ１よりも速い回転速度であればよく、各車両に応じて適宜設定するものである。また、所定回転速度を一つだけ設定したもの、即ち２つの制御周期を切り換えるだけでは無く、制御周期を複数設定し、所定回転速度を越えるごとに制御周期を長い周期のものに切り換える制御とすることも可能である。この場合、オルタネータ７の発電負荷トルクの変動の抑制と発電の制御を、より詳細かつ効率良く行うことができる。

また、上述した実施形態例では、発電機としてオルタネータ７を例に挙げて説明したが、発電機としては、エンジン１の始動時のセルモータを兼用したモータジェネレータを適用することも可能である。この場合、発電機の発電の作動（高負荷状態での発電）と発電の停止（低負荷状態での発電）とを繰り返して目標の充電電圧を維持するように発電制御を実施した時に、低回転速度域では発電負荷トルクの変動を抑制すると共に、高回転速度域では効率の良い発電が可能になる。

本発明は、車両用発電機の発電の状況を制御する車両用制御装置の産業分野で利用することができる。

本発明の一実施形態例に係る車両用制御装置の概略系統図である。 発電負荷トルクとエンジン回転速度との関係を表すタイミングチャートである。 発電負荷トルクと発電制御信号の制御周期の経時変化を表すグラフである。 発電制御の処理を表すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 吸気弁
３ 排気弁
４ 吸気通路
５ 排気通路
６ スロットルバルブ
７ オルタネータ
８ タイミングベルト
９ バッテリ
１０ 負荷機器
１１ Ｇ端子
１２ ＦＲ端子
１５ クランク角センサ
１７ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
２１ 発電制御部
２２ 発電実行手段
２３ 周期設定手段
２６ ピストン
３１ クランク軸プーリ
３２ オルタネータプーリ
３３ オートテンショナ

Claims (6)

1. エンジンにより駆動されて発電を行う車両用発電機と、
   前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
   前記車両用発電機の発電負荷が低負荷な状態と高負荷な状態とを所定の制御周期に基づいて周期的に繰り返すように前記車両用発電機の発電を実行させる発電実行手段と、
   前記エンジン回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度が速くなるに伴って、前記所定の制御周期を長くする周期設定手段と
   を備えたことを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記周期設定手段は、前記エンジンの回転速度が所定回転速度以上になった際に前記所定の制御周期をより長い周期へと切り換える
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記所定回転速度は、前記車両用発電機の発電負荷トルクが最大となる回転速度よりも速い回転速度である
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記エンジンのクランク角信号を検出するクランク角信号検出手段を備え、
   前記発電制御信号の制御周期は、クランク角検出手段で検出されたクランク角信号の周期を最長周期として設定されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用制御装置。
5. 前記車両用発電機は、ベルトを介して前記エンジンのクランク軸のトルクが伝達される発電機である
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用制御装置。
6. 車両用発電機の発電負荷を低負荷状態と高負荷状態とに周期的に切り換える制御周期をエンジンの回転速度が速くなるほど長くして発電を実行することを特徴とする車両用制御方法。

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