JP2011021481A - 通電制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関のクランク軸に連結される発電機の発電を制御して回転変動抑制に利用する発電制御装置を含む通電制御システムにおいて、バッテリ電圧の変動を簡易な構成により補正し、さらなる回転変動抑制を図る。
【解決手段】発電制御方法決定時期判定手段Ｓ１０１と制御用回転速度算出手段Ｓ１０２と発電山数決定手段Ｓ１０３と優先順位判定手段Ｓ１０４と発電許可手段Ｓ１０５と発電停止手段Ｓ１０６とからなる発電制御方法決定手段Ｓ１００によって発電制御Ｓ１０７を実施し、噴射通電開始時期決定手段Ｓ１１１と噴射終了通電時期決定手段Ｓ１１２と噴射通電終了時期補正手段Ｓ１１３とからなる噴射通電時間決定手段Ｓ１１０によって、噴射通電制御Ｓ１３０を実施し、点火通電終了時期決定手段Ｓ１２１と点火開始時期決定手段Ｓ１２２と点火開始時期補正手段Ｓ１２３とからなる点火通電時期決定手段Ｓ１２０によって点火通電制御Ｓ１３１を実施する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸に連結された発電機の発電トルクを制御して内燃機関の回転変動抑制に利用する発電制御装置を具備する通電制御システムに関し、特に、発電機によって充電されるバッテリの電圧変動に対する燃料噴射装置と点火装置との駆動安定化に好適なものである。

内燃機関の燃焼サイクルにおいて、燃焼行程ではエンジントルクが大きくなり、排気行程から圧縮行程まではエンジントルクが小さくなる。クランク軸に発電機が連結された内燃機関においては、発電時に発生する発電トルクが、内燃機関の回転速度を抑制する方向に作用し、エンジントルクの小さくなる行程においてさらにエンジントルクが小さくなるので、内燃機関の回転変動が大きくなり、円滑なエンジン回転が阻害され、振動や騒音の発生原因となっている。

かかる問題に関して、特許文献１にある従来の発電制御装置では、エンジンに与える発電トルクを燃焼サイクル中に設定された所定のタイミングで増減させ、燃焼サイクル中のエンジン回転速度の変動を抑制すべく、エンジンの所定タイミングを検出するタイミング検出手段と、該タイミング検出手段によって検出された所定のタイミングに応じて、発電装置の発電状態と非発電状態とを切り換えて発電トルクを制御する発電トルク制御手段を設けた発電制御装置が開示されている。

一方、近年、スクータ、小型船舶等の小排気量の内燃機関を使用する車両においても、キャブレターに替えて燃料噴射装置が採用され、低燃費化、燃焼排気の清浄化、リーン燃焼化、低アイドル化等が試みられている（特許文献２等参照）。

また、燃料噴射装置は、噴射信号を通電制御装置から受けてから実際に開弁するまでに、無効噴射時間と呼ばれる僅かな作動遅れ時間があり、この無効噴射時間はバッテリ電圧の変動により影響を受けることが知られている。
特許文献１にあるような従来の発電制御装置では、回転変動を抑制すべく、エンジントルクの高い燃焼行程に合わせて発電トルクを増加させるべく発電が許可され、エンジントルクの低い行程に合わせて発電トルクを低減させるべく発電が停止されている。
このため、一定周期で発電の許可と停止が行われている限りにおいては、バッテリ電圧の変動は一定周期で現れ、燃料噴射装置の無効噴射時間に対する影響や点火装置の点火通電時間に与える影響を比較的容易に補正できると考えられる。

ところが、実際の運転状況においては、特許文献１にあるような一定周期で発電の許可と停止を繰り返すだけでは対応がとれず、発電量の不足によるバッテリ上がりを防止すべく、発電を優先しなければならない場合や、振動をより効果的に抑制するために、発電の許可と停止とのタイミングを回転速度に応じて変化させた発電制御を実施する必要もある。このような場合、バッテリ電圧の変動は必ずしも一定周期とはならず、バッテリ電圧の変動に対する補正を一律の条件で行った場合には、無効噴射時間の変動に対して適切に通電時間の補正がされず却って回転変動を大きくする虞もある。

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、内燃機関のクランク軸に連結されて駆動される発電機の発電トルクを内燃機関の回転変動の抑制に利用する発電制御装置を含む通電制御システムにおいて、発電制御に伴うバッテリ電圧の変動に起因する燃料噴射時期の変動と点火時期の変動とを簡易な構成により補正し、内燃機関の安定した運転を実現できる通電制御システムを提供することを目的とする。

第１の発明では、内燃機関のクランク軸に連結されて駆動される発電機の発電を制御して上記発電機に発生する発電トルクを上記クランク軸の回転変動の抑制に利用する発電制御装置と上記発電機によって充電されるバッテリとを有し、上記内燃機関の運転状況に応じて該内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と該内燃機関の燃焼室内に導入された混合気の点火を行う点火装置とへの上記バッテリからの通電を制御する通電制御システムにおいて、
上記クランク軸のクランク角を検出するクランク角検出手段と、該クランク角検出手段によって検出した所定のクランク角における上記クランク軸の回転速度から、上記発電機からの発電の許可と停止とを決定する発電制御方法決定手段と、
上記燃料噴射装置の噴射時期を決定する噴射決定時における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って検出されたバッテリ電圧と上記発電制御方法決定手段によって定められた発電パターンとから、上記バッテリの上記燃料噴射装置を駆動する時期におけるバッテリ電圧を予測し、上記バッテリから上記燃料噴射装置への通電開始時期と通電終了時期とを決定する噴射通電時間決定手段と、
上記バッテリ電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧と上記電制御方法決定手段によって定められた発電パターンとから、上記バッテリの上記点火装置を駆動する時期におけるバッテリ電圧を予測し、上記バッテリから上記点火装置への通電開始時期と通電終了時期とを決定する点火通電時間決定手段とを具備する（請求項１）。

第１の発明によれば、上記内燃機関の運転状況に応じて上記発電トルクを制御して回転変動の抑制に利用した場合に上記バッテリ電圧が変動しても、所定の噴射決定時期において実測したバッテリ電圧と上記発電制御方法決定手段によって決定された発電パターンとから上記燃料装置から燃料噴射が開始される時と上記点火装置によって火花放電が開始される時におけるバッテリ電圧を精度良く予測することが可能となり、予測された電圧変動に応じて上記燃料噴射装置と上記点火装置への通電時間を精度良く補正することができる。
したがって、発電トルクの制御による回転変動の抑制効果に加え、バッテリ電圧の変動に伴う無効噴射時間の変動による燃料噴射量の変動を少なくすると共に、上記点火装置の放電終了時期及び放電時間の変動によって発生する着火性の変動を少なくしてさらに上記内燃機関の回転速度の安定化を図ることができる。

第２の発明では、上記発電制御方法決定手段が、上記クランク角検出手段によって検出したクランク角から、発電制御方法を決定する所定のクランク角か否かによって発電制御方法決定時期を判定する発電制御方法決定時期判定手段と、制御用回転速度として所定のクランク角における瞬間的な回転速度を算出する回転速度算出手段と、上記内燃機関の運転状況に応じた目標回転速度を設定する目標回転速度算出手段と、
上記回転速度算出手段によって算出された所定のクランク角における回転速度と上記目標回転速度算出手段によって算出された目標回転速度との偏差を算出する目標偏差算出手段と、
上記目標偏差算出手段によって算出された目標偏差と上記所定のクランク角におけるバッテリ電圧とから、上記発電機の発電山数を決定する発電山数決定手段と、
上記発電山数決定手段によって決定された発電山数と予め設定された該当するクランク角における発電優先順位との比較によって発電優先順位を判定する発電優先順位判定手段とを具備する（請求項２）。

所定のクランク角において測定された回転速度は、フリクションによって、一定の割合で低下するため、第２の発明のように、所定のクランク角における回転速度を測定するだけで、燃焼サイクルに応じた回転速度の変化を予測することが可能であり、所定のクランク角における回転速度が上記目標回転速度よりも遅い場合には、発電トルクを抑制するように上記発電機を非発電状態とし、所定のクランク角における回転速度が上記目標回転速度よりも早い場合には、発電トルクを増加するように上記発電機を発電状態とすることができる。
従来の発電制御装置のように特定のクランク角に対して一律に発電のオンオフを決定するのではなく、所定のクランク角における回転速度と目標回転速度との偏差によって、検出された回転速度に応じた発電の制御方法が決定されるので、過剰に発電が抑制されることなく、必要な発電量を確保した上で、実際の回転速度と目標回転速度との偏差に応じて最適な発電制御を行いつつ、バッテリ電圧の変動による燃料噴射条件と点火条件との変動を精度よく補正して上記内燃機関の回転速度の安定化を図ることができる。

より具体的には、第３の発明のように、上記噴射通電時間決定手段が、上記回転速度測定時期で検出された上記回転速度とスロットル開度とのマップに基づいて上記燃料噴射装置への通電を開始する噴射通電開始時期を決定する噴射通電開始時期決定手段と、上記噴射通電開始時期と必要な燃料噴射量に応じて決定される噴射通電時間とから噴射通電を終了する噴射通電終了時期を決定する噴射通電終了時期決定手段と、噴射決定時期において検出されたバッテリ電圧を基に噴射時予測バッテリ電圧を算出する噴射時予測バッテリ電圧算出手段と、該噴射時予測バッテリ電圧に基づいて噴射通電終了時期を補正する噴射通電終了時期補正手段とを具備し、
上記点火通電時間決定手段が、点火進角マップとに基づいて点火通電終了時期を決定する点火通電終了時期決定手段と、先に決定された点火通電終了時期と必要な点火エネルギ印加量に応じて決定される点火通電時間とから点火開始時期を決定する点火開始時期決定手段と、噴射決定時期において検出されたバッテリ電圧を基に点火時予測バッテリ電圧を算出する点火時予測バッテリ電圧算出手段と、該点火時予測バッテリ電圧に基づいて点火開始時期を補正する点火開始時期補正手段とを具備する（請求項３）。

第３の発明によれば、発電機の発電制御による発電トルクを利用して内燃機関の回転変動を抑制しつつ、発電制御に伴うバッテリ電圧の変動に対して燃料噴射装置への通電時間と点火装置への通電時間とを補正制御して複数の燃焼サイクルに渡る回転変動を抑制し、上記内燃機関の安定した運転を実現可能な通電制御システムを提供できる。

本発明の実施形態における通電制御システムの全体概要を示す構成図。 本発明の通電制御システムに用いられる発電機の概要を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその断面図。 本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法を示すフローチャート。 （ａ）は、本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法の燃焼サイクル中の回転変動抑制に対する効果を示すタイムチャート、（ｂ）は、当該発電制御方法に用いられる発電山数決定用テーブル。 本発明の通電制御システムに用いられる目標回転速度の決定方法の一例を示すブロック図。 本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法による複数の燃焼サイクル間に渡る変動を示すタイムチャート。 本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法と燃料噴射装置と点火装置との駆動によるバッテリ電圧に対する影響を示す特性図。 バッテリ電圧の変動による無効噴射時間の変動とその補正方法を示すタイムチャート。 本発明の通電制御システムに用いられる補正用テーブルであって、（ａ）は、噴射時間補正用テーブル、（ｂ）は、点火通電時間補正用テーブル。 本発明の通電制御システムに用いられる通電制御方法を示すフローチャート。 本発明の通電制御システムにおける複数の燃焼サイクル間に渡る回転変動抑制効果を示すタイムチャート。

本発明は、内燃機関のクランク軸に連結されてクランク軸の回転により回転駆動されて交流電流を発電する交流発電機（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、ＡＣＧ）、特に、界磁として永久磁石を回転子に使用した永久磁石同期ＡＣＧの発電を制御してＡＣＧに発生する発電トルクを上記クランク軸の回転変動の抑制に利用する発電制御装置を設けた内燃機関において、ＡＣＧによって充電されるバッテリの電圧変動に対する燃料噴射装置と点火装置との駆動安定化に好適なものである。

本発明の通電制御システムは、クランク角検出手段によって検出された燃焼行程中の所定のクランク角タイミング（例えば、燃焼爆発行程直後）を発電制御方法決定時期として、その時の瞬間回転速度を回転速度検出手段によって検出し、その回転速度から１サイクル中における回転速度の変化を予測し、発電山数決定手段によって燃焼サイクル中に必要な発電山数を決定し、予め設定した発電山に対する発電優先順位から、目標とする回転速度に応じた発電トルクとなるよう発電要否決定手段によって発電のオンオフパターンを決定し、目標回転速度への速やかな収束を図ると共に、かかる発電制御方法によって決定された発電のオンオフパターンと燃料噴射時期と点火時期から、燃料噴射装置及び点火装置の駆動に用いられる電源電圧の変動を予測し、予測される電圧変動に応じて燃料噴射装置と点火装置への通電時間を補正して、発電トルクの制御による回転変動の抑制効果に加え、バッテリ電圧の変動に伴う無効噴射時間の変動による燃料噴射量の変動を少なくすると共に、点火装置の放電終了時期及び放電時間の変動によって発生する着火性の変動を少なくしてさらに内燃機関の回転速度の安定化を図ることを可能とするものである。

先ず、図１並びに図２を参照して本発明の通電制御システム１を構成する内燃機関８０と、内燃機関８０のクランク軸８３１に連結され、駆動されるＡＣＧ１０と、内燃機関８０の燃焼を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）３０と、内燃機関８０の運手錠強に応じてＥＣＵ３０から発信される発電指令にしたがってＡＣＧ１０の発電を制御する発電制御装置（ＲＥＧ）２０の概要について説明する。
内燃機関８０は、略筒状のシリンダ８２と、シリンダ８２の上面を覆うシリンダヘッド８１と、シリンダ８２内を昇降するピストン８３とによって区画された燃焼室８００内に導入された圧縮空気と燃料との混合気への点火によって燃焼エネルギを発生させ、得られた燃焼エネルギをピストン８３とコンロッド８３２とを介してクランク軸８３１の回転力に変換している。
また、クランク軸８３１は、クランクアーム８３３、カウンタウェイト８３４等のピストン８３の昇降運動をクランク軸８３１の回転運動に変換すると共にカウンタウェイト８３４の慣性を利用してピストン８３の昇降を補助する機構として通常用いられるものを含む。

シリンダヘッド８１には、吸気バルブ８１１によって開閉される吸気路８１０と排気バルブ８２１によって開閉される排気路８２０と、吸気路８１０内に燃料を噴射すべく燃料噴射装置６０によって駆動される燃料噴射弁（インジェクタ）６００と燃焼室８００内の混合気に点火をすべく点火装置（イグナイタ）６１によって駆動される点火プラグ６１０とが設けられている。
吸気バルブ８１１の開弁とピストン８３の下降とによる燃焼室８００内への吸気行程と、燃料噴射装置６０による燃料噴射とピストン８３の上昇による圧縮行程と、点火装置６１を用いた混合気への点火による爆発行程と、排気バルブ８２１の開弁による排気行程との燃焼サイクルが繰り返され、ピストン８３の昇降運動がコンロッド８３２等を介してクランク軸８３１に伝達されクランク軸８３１が回転運動する。

クランク軸８３１には、ＡＣＧ１０が連結されている。ＡＣＧ１０は、固定子（ステータ）１１とマグネット１２と回転子（ロータ）１３とフライホイール１４とによって構成されている。
ステータ１１は、複数のステータコア１１０にステータコイル１１１が巻回されたものが直列に接続され、さらに略放射状に配設されており、ステータ１１の外側にマグネット１２が回転方向に並べられ、Ｎ極とＳ極が交互にステータ１１に対向するように配設されている。マグネット１２には永久磁石が用いられている。
クランク軸８３１に連結されたフライホール１４の回転と共に、マグネット１２及びロータ１３がステータ１１に対して相対回転することによって、ステータコイル１１１内の磁界が変化し、ＡＣＧ１０に交流が発生する。

内燃機関８０において、吸気、圧縮、爆発、排気からなる１サイクルの燃焼行程が完了する間にクランク軸８３１は２回転する。クランク軸８３１の１回転当たりに、ＡＣＧ１０にはステータ１１の極数に対してその半分の発電山周期をもち、クランク軸８３１の回転数に比例した周波数の起電力が発生する。なお、本実施形態においては、図２に示すようにステータ１１が８極設けられた構成を例として説明するが、本発明は、ＡＣＧ１０の極数を限定するものではなく、発電極数を１６極や３２極とした構成でも良い。

ＥＣＵ３０は、内燃機関８０の運転状況を検出すべく、クランク角センサ７１、図略のバッテリ電圧検出手段、発電電流センサ等のセンサ類７０から、クランク角信号Ｓ_ＣＡ、バッテリ電圧＋Ｂ、発電電流ＩＧＥ等の機関の運転状況を示す情報が入力され、燃料噴射装置６０、イグナイタ６１、図略の燃料ポンプ、スロットルバルブ等のパワートレイン系負荷６２の駆動制御を行うべく点火信号ＩＧｔ、燃料噴射信号ＩＮＪ、ポンプ駆動信号、スロットル開閉信号等の信号を発信する。

フライホイール１４の外周には、所定の間隔で複数の検出子（リフラクタ）７１０が設けられている。クランク角検出手段として設けられたクランク角センサ７１によってリフラクタ７１０が検知され、クランク角センサ７１からは、クランク角信号Ｓ_ＣＡがＥＣＵ３０に発信される。このとき、特定位置のリフラクタ７１０が間引かれているので、クランク角ＣＡを正確に検出することができる。具体的には、１サイクルの燃焼行程（７２０°ＣＡ）に対して３０°毎でクランク角信号Ｓ_ＣＡが発信され、各クランク各信号Ｓ_ＣＡに対して０から８及び１２〜２０までの行程番号（ＮＮＵＭ）が割り振られ、リフラクタ７１０の間引かれたＮＮＵＭ９〜１１及び２１〜２３に対応するクランク角ＣＡにおいてはクランク角信号Ｓ_ＣＡが検出されず、ＮＮＵＭの特定によって正確なクランク角ＣＡが判る。

また、回転速度算出手段としてＥＣＵ３０では、クランク角センサ７１によって検知される所定のリフラクタ７１０の通過時間から内燃機関８０の回転速度Ｖ_ＲＴを算出することができる。
さらに、ＥＣＵ３０は、ＡＣＧ１０をオンオフしてＡＣＧ１０に発生する発電トルクを制御すべく、ＥＣＵ３０に入力されたクランク角信号ＳＣＡに基づき、所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴを検出し、後述する発電制御方法にしたがって、適切な発電山数Ｎ_Ｐを決定し、ＡＣＧ１０を回転速度Ｖ_ＲＴに応じた発電パターンに制御する発電指令Ｓ_ＧＥを発信する。
なお、本実施形態においては、ステータ１１は８極配設されており、全期間に渡って発電された場合には、１回転あたり４サイクルの発電山が発生し、１回の燃焼サイクルに対してクランク軸８３１が２回転するので、８サイクルの発電山が発生する。

ＲＥＧ２０は、ランプ制御ユニット（ＬＣＵ）２１とバッテリ制御ユニット（ＢＣＵ）２２とを具備し、ＡＣＧ１０で発生した交流の負側成分を直流に変換してＥＣＵ２０からの開閉信号にしたがってサイリスタ等の第１のスイッチング手段ＳＣＲ_１を開閉してヘッドライト、テールライト、ランプ系負荷５０へ供給すると共に、ＡＣＧ１０で発生した交流の正側成分を直流に変換し、ＥＣＵ２０からの発電指令Ｓ_ＧＥにしたがって第２のスイッチング手段ＳＣＲ_２を開閉してバッテリ４０を充電すると共に、燃料噴射装置６０、点火装置６１、燃料ポンプ、スロットルバルブ燃等のパワートレイン系負荷ＬＤ６２への電力供給を行う単相半波整流オープン型レギュレータを構成している。
また、第２のスイッチング手段ＳＣＲ_２の開閉により、ＡＣＧ１０に発生する発電トルクＴＱ_ＧＥが調整され、エンジン回転速度Ｖ_ＲＴを目標回転速度Ｖ_ＴＲＧに速やかに収束すると共に、回転変動の抑制を図っている。

図３に示す制御フローチャートを参照して、本発明の通電制御システム１に適用される発電制御方法決定手段について説明する。発電制御方法決定手段であるステップＳ１００では、回転速度に応じた発電山数Ｎ_Ｐを決定し、発電パターンを調整することにより、発電トルクを燃焼行程１サイクル中の回転変動を抑制することができる。
発電制御方法決定時期判定手段であるステップＳ１０１において、クランク角センサ７１によって検出されたクランク角ＣＡが発電制御方法を決定する発電制御方法決定時期としての所定のクランク角ＣＡ_Ｓであるか否かが判定され、発電制御条件を決定すべき所定のクランク角ＣＡ_Ｓである場合にはＹｅｓに進み、その他のクランク角ＣＡである場合にはＮｏに進む。具体的には、燃焼行程の爆発直後であることを示す行程番号（例えば、ＮＮＵＭ＝１２）か否かが判定される。

次いで、回転速度算出手段であるステップＳ１０２において、制御用回転速度として所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおける瞬間的な回転速度Ｖ_ＲＴが算出される。
より具体的な、回転速度算出手段としてクランク角センサ７１からＥＣＵ３０に入力されたクランク角信号Ｓ_ＣＡによって検知された所定のリフラクタ７１０の通過時間から内燃機関８０の回転速度Ｖ_ＲＴを算出することができる。
また、内燃機関８０の運転状況に応じた目標回転速度Ｖ_ＴＲＧは、目標回転速度算出手段として、スロットル開度ＳＬ、エンジン温度ＴＷ等に基づくマッピング処理や、安定した状態における回転速度の平均値等により別途算出される。

次いで目標偏差算出手段であるステップＳ１０３において、所定クランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴと目標回転速度Ｖ_ＴＲＧとの目標偏差ΔＨが算出され、発電山数決定手段によって目標偏差ΔＨとバッテリ電圧＋Ｂとのマッピング処理応じて発電山数Ｎ_Ｐが決定される。より具体的なマッピング処理方法については後述する。
次いで、発電優先順位判定手段であるステップＳ１０４では、ステップＳ１０３において決定された発電山数Ｎ_Ｐと該当するクランク角ＣＡにおける発電優先順位Ｎ_ＰＲとを比較し、発電山数Ｎ_Ｐが該当する発電優先順位Ｎ_ＰＲ以上であればＹｅｓに進み、発電を実施すべく発電指令Ｓ_ＧＥがＯＮとなり、ステップＳ１０５へ進み、発電電流Ｉ_ＧＥが流れる。

一方、ステップＳ１０４において、発電山数Ｎ_Ｐが該当する発電優先順位Ｎ_ＰＲより小さい値の場合には、Ｎｏに進み、発電を停止すべく、発電指令Ｓ_ＧＥがＯＦＦとなり、ステップＳ１０６に進み、発電電流Ｉ_ＧＥがカットされる。

ステップＳ１０１において、所定のクランク角ＣＡ_Ｓ以外はＮｏに進み、実際の回転速度Ｖ_ＲＴを算出することなく、ステップＳ１０４へ進み、該当するクランク角ＣＡにおける発電の要否が発電優先順位Ｎ_ＰＲに応じて判定される。
所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおいて測定された回転速度Ｖ_ＲＴは、フリクションによって、一定の割合で低下するため、所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴを測定するだけで、燃焼サイクルに応じた回転速度の変化を予測することが可能である。

所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴが目標回転速度Ｖ_ＴＲＧよりも遅い場合には、発電トルクＴＱ_ＧＥを抑制するようにＡＣＧ１０が非発電状態となり、所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴが目標回転速度Ｖ_ＴＲＧよりも早い場合には、発電トルクＴＱ_ＧＥを増加するようにＡＣＧ１０が発電状態となる。
以上の工程をクランク信号Ｓ_ＣＡ毎に実施し、必要な発電量を確保しつつ、内燃機関８０の行程に応じて、発電トルクＴＱ_ＧＥの最適化を図ることができる。
本発明では、従来の発電制御装置のように特定のクランク角ＣＡに対して一律に発電のオンオフを決定するのではなく、所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴと目標回転速度Ｖ_ＴＲＧとの目標偏差ΔＨによって、検出された回転速度Ｖ_ＲＴに応じて発電の制御方法が決定されるので、過剰に発電が抑制されることなく、必要な発電量を確保した上で、実際の回転速度Ｖ_ＲＴと目標回転速度Ｖ_ＴＲＧとの偏差に応じて最適な発電制御が行われる。

なお、本実施形態のＲＥＧ２０では、ＡＣＧ１０出発生した交流出力の内、正電圧半波のみを発電指令Ｓ_ＧＥにしたがって開閉する第２のスイッチング素子ＳＣＲ_２によってオンオフ制御し、負電圧半波は発電指令Ｓ_ＧＥによってオンオフ制御しないことで、ランプ系負荷５０に対して安定した発電量を確保している。
電力の安定供給の要求されるランプ系負荷５０に対して負電圧半波を振り分けて、バッテリ４０の充電及び燃料噴射装置６０、点火装置６１、その他のパワートレイン系負荷ＬＤ６２に対して正電圧半波を振り分けるようにしてある。

図４を参照して本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法による燃焼行程１サイクル内の回転変動の効果について説明する。
図４（ａ）に示すように、１サイクルの燃焼行程において、爆発行程直後のクランク角ＣＡを所定のクランク角ＣＡ_Ｓとし、発電条件を決定する。具体的には、燃焼行程１サイクルに発信されるクランク角信号Ｓ_ＣＡに対して０〜８、１２〜２０の行程番号（ＮＮＵＭ）が振り分けられており、ＮＮＵＭ＝１２におけるクランク角ＣＡを所定のクランク角ＣＡ_Ｓとして、その時の瞬間的な回転速度Ｖ_ＲＴを算出し、これを基に発電のオンオフする発電山数Ｎ_Ｐと発電優先順位Ｎ_ＰＲに基づいた発電山の位置が決定され発電パターンが決定される。
なお、ＮＮＵＭ＝９、１０、１１に対応するクランク角ＣＡのリフラクタ７１０が間引かれており、この間はクランク角信号Ｓ_ＣＡが発信されないので内燃機関８０の運転状況に応じて回転速度Ｖ_ＲＴが変化しても検出ズレを起こすことなく、常に所定のクランク角ＣＡｓを認識することができる。

単気筒エンジンにおいては、爆発完了時に最も回転速度Ｖ_ＲＴが早くなり、圧縮時に最も回転速度Ｖ_ＲＴが遅くなる。
加えて、クランク軸８３１にＡＣＧ１０が連結されているため、発電時には発電トルクが発生し、クランク軸８３１の回転を抑制する制動力として作用する。
本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法によらず、全行程で発電が行われた場合には、本図中に比較例として点線で示すように、吸気行程及び圧縮行程における回転速度Ｖ_ＲＴがさらに低下する。
ＡＣＧ２０により、ＥＣＵ３０から発信された発電指令Ｓ_ＧＥにしたがって、低トルク行程での発電が停止され、発電トルクＴＱ_ＧＥが下がると、その分回転速度Ｖ_ＲＴの低下が抑制され、本図中に実施例として実線で示すように目標回転速度Ｖ_ＴＲＧに近づく。

なお、本実施例においては、目標回転数Ｖ_ＴＲＧと所定クランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴとの目標偏差ΔＨが３０であるときの例を示している。
このとき、図４（ｂ）に示すような、予め目標偏差ΔＨと発電山数Ｎ_Ｐとの関係を設定したテーブルにしたがって、発電山数Ｎ_Ｐが５山に決定される。
また、１サイクルの燃焼行程中に８山発生し得る発電山の各発電山に対して、燃焼サイクルに応じて、１位から８位までの発電優先順位Ｎ_ＰＲが設定されており、クランク角ＣＡに対応する各発電山の発電優先順位Ｎ_ＰＲと目標偏差ΔＨに対応する発電山数Ｎ_Ｐとの大小を比較がなされる。
発電優先順位ＮＰＲが発電山数ＮＰよりも小さい値の場合には、発電指令Ｓ_ＧＥはＯＮとなり、発電が許可され、発電優先順位Ｎ_ＰＲが発電山数Ｎ_Ｐよりも大きい値の場合には、発電指令Ｓ_ＧＥはＯＦＦとなり、発電が禁止される。
なお、発電優先順位Ｎ_ＰＲは、発電優先順位の高い方が小さい値で発電優先順位の低い方が大きい値に設定してある。

本実施例においては、発電山数Ｎ_Ｐは５山であり、発電優先順位Ｎ_ＰＲが１位から５位に対応するクランク角ＣＡにおける発電が許可され、発電優先順位が６位から８位に対応するクランク角ＣＡにおける発電が禁止される。
なお、所定のクランク角ＣＡ_Ｓ以外では、クランク角信号Ｓ_ＣＡは、回転速度Ｖ_ＲＴの算出に用いられることなく、発電山数Ｎ_Ｐと発電優先順位Ｎ_ＰＲとの比較にのみ用いられるのでＥＣＵ３０の演算負荷を小さくできる。

上記説明においては、目標回転速度Ｖ_ＴＲＧと所定クランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴとの目標偏差ΔＨからのみによって発電山数Ｎ_Ｐを決定する方法について説明したが、バッテリ上がりの抑制や過充電の抑制を図るべく、必要な発電電力に応じて目標偏差に対応する発電山数Ｎ_Ｐを表１に示すように調整しても良い。
表１に示すように、バッテリ電圧＋Ｂが低下し、発電電力の増加が必要な場合には、発電量を増加すべく発電山数ＮＰを増加する補正がなされ、バッテリ電圧＋Ｂが高く、過充電を抑制する場合には、発電山数Ｎ_Ｐを削減する補正がなされる。

ここで、本発明の通電制御システムに用いられる目標回転速度Ｖ_ＴＲＧのより設定方法のいくつかの具体例について説明する。
目標回転速度Ｖ_ＴＲＧは、安定した運転状態において、所定クランク角ＣＡ_Ｓにおいて、複数回の回転速度Ｖ_ＲＴ（ｉ）を測定し、下記式１に示すようにこれらを平均化処理することによって求めることができる。
Ｖ_ＴＲＧ＝ΣＶ_ＲＴ（ｉ）／（ｎ＋１）、（ｉ＝０，１，２，・・・ｎ）・・・式１

また、スロットル開度ＳＬと下記式２に示す平均処理回転速度Ｖ_ＲＴＡとの図５に示すようなマップ処理により、ギア比に応じて補正した目標回転速度Ｖ_ＴＲＧを求めることもできる。
ここで、
Ｖ_ＲＴＡ＝ΣＶ_ＴＲＧ（ｉ）／（ｎ＋１）、（ｉ＝０，１，２，・・・ｎ）・・・式２
図５に示すように、予め用意されたギア比に応じた検索マップを選択し、平均処理回転速度Ｖ_ＲＴＡに対して、等高線状に示した等回転速度線とスロットル開度ＳＬとの交点によって目標回転速度Ｖ_ＴＲＧが決定され、上述の目標偏差ΔＨの値が補正され、発電山数Ｎ_Ｐが決定される。
平均処理回転速度Ｖ_ＲＴＡに対して、スロットル開度ＳＬが開き気味に設定されている場合には、運転者の意思を反映し、高め側に目標回転速度Ｖ_ＴＲＧが修正され、スロットル開度ＳＬが閉じ気味みに設定されている場合には、低め側に目標回転速度Ｖ_ＴＲＧが修正される。

さらに、アイドリング時の回転速度を制御する図略のＩＳＣ（Ｉｄｌｅ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）を併用する場合には、ＩＳＣで行われているのと同様に、エンジン温度ＴＷに応じて、表２に示す一例のように、目標回転速度Ｖ_ＴＲＧを補正しても良い。

図４を参照して本発明の通電制御システム１に用いられる発電制御方法の燃焼行程１サイクル内での回転変動抑制効果について説明したが、図６を参照して、当該発電制御方法により発電トルクを調整して回転変動を抑制した場合のバッテリ電圧＋Ｂの変化とバッテリ４０からの電力供給によって駆動される燃料噴射装置６０及び点火装置６１に対する影響について説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、爆発直後の所定クランク角ＣＡ_Ｓ（ＮＮＵＭ＝１２）に対応する発電制御方法決定時期において、発電パターンが決定され、次のクランク角信号Ｓ_ＣＡが入力された噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）において、インジェクタ６００を駆動し吸気筒８１０内に燃料噴射を行う燃料噴射時期ＴＭ_ＩＮＪ及び燃料噴射通電時間ＰＲ_ＩＮＪ並びに点火プラグ６１０を駆動し燃焼室８００内の混合気に点火する点火時期ＴＭ_ＩＧ及び点火通電時間ＰＲ_ＩＧが決定される。

排気行程から吸気行程に至るまでの間で、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）において決定された所定の燃料噴射時期（ＮＮＵＭ＝１４〜２３）になると、ＥＣＵ２０から燃料噴射装置６０に対して噴射信号ＩＮＪが発信され、図６（ｅ）に示すように噴射電圧Ｖ_ＩＮＪが開閉制御され、次回の燃焼爆発に備えて燃料噴射装置６０から、吸気筒８１０内に燃料噴射がなされる。
先の燃焼行程において、爆発後の排気が完了し、排気バルブ８２１が閉じられ、吸気バルブ８１１が開かれると、ピストン８３の下降に伴って吸気筒８１０内に噴射された燃料と空気との混合気が燃焼室８００内に導入される。
さらに、吸気バルブ８１１が閉じられ、ピストン８３の上昇によって燃焼室８００内の混合気が圧縮される。

噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）において決定された所定の点火時期（ＮＮＵＭ＝５〜７）になると、点火信号ＩＧｔにしたがってイグナイタ６１に印加される一次電圧Ｖ_ＩＧが、図６（ｆ）に示すように変化し、点火プラグ６１０に高電圧が印加され、火花放電が発生する。火花放電によって燃焼室８００内の混合気が点火され、回転速度Ｖ_ＲＴ及び筒内圧Ｐ_ＣＹＬは、それぞれ図６（ｉ）、（ｊ）に示すように、爆発行程で急上昇し、排気、吸気、圧縮行程で下降する。
このとき、図６（ｉ）に示すように、本発明の実施例１では、所定クランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴに応じた発電トルクの制御により、発電トルク制御をしない比較例にくらべ１サイクル内での回転変動が小さくなっている。

しかし、図６（ｋ）に示すように、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）のバッテリ電圧＋Ｂに対する実際の燃料噴射時期（ＮＮＵＭ＝１４〜２３）のバッテリ電圧＋Ｂの変化割合は、発電トルク制御の有無によって異なる。
このため、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）におけるバッテリ電圧＋Ｂを基準として一律に無効噴射時間に対する補正を行ってしまうと、全発電がなされている場合には、バッテリ電圧＋Ｂが上昇を続けるので、燃料噴射量が増加し、目標よりも高い筒内圧Ｐ_ＣＹＬに達し、発電トルク制御によって一部の発電山がカットされた場合にはバッテリ電圧＋Ｂが低下し、無効噴射時間が長くなるのでその分燃料噴射量が低下し、目標よりも低い筒内圧Ｐ_ＣＹＬにしか到達しなくなる虞がある。
したがって、図６（ｉ）、（ｊ）に示すように、燃焼サイクル内での回転変動は小さくなるが、複数の燃焼サイクル間では、到達する回転速度Ｖ_ＲＴ及び筒内圧力Ｐ_ＣＹＬにバラツキが発生し、これが新たな振動の原因となる虞がある。

ここで、図７を参照して、バッテリ電圧＋Ｂの変動要因について詳述する。ＡＣＧ１０の発電が許可され、正の発電山が発生している場合には、ＡＣＧ１０によってバッテリ４０が充電されるためバッテリ電圧＋Ｂは上昇する。
一方、ＡＣＧ１０の発電が許可されていても、負の発電山が発生している場合には、負の電流成分はＬＭＰ系負荷５０へ供給され、バッテリ４０へは供給されず、バッテリ４０の充電がなされない。このため、ＥＣＵ３０等による電力消費のみとなるため、放電によりバッテリ電圧＋Ｂが下降する。
したがって、バッテリ電圧＋Ｂは、発電制御がなされていない場合であっても、充電と放電とを繰り返しながら変動する。

さらに、ＥＣＵ３０から発信される発電信号Ｓ_ＧＥにしたがって、発電トルクを制御して回転変動を抑制するためにＡＣＧ１０の発電が停止されると、負の発電山が発生している場合と同様に、放電一方となり、バッテリ電圧＋Ｂが略一定の割合で低下する。
このため、初期のバッテリ電圧＋Ｂが図７に示すように同じ初期値Ｖ_ＳＴ０であっても、発電制御方法決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）において決定された発電山数Ｎ_Ｐと発電優先順位Ｎ_ＰＲとによって決定された発電の許可と停止の違いによって、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）におけるバッテリ電圧＋Ｂにも高低差が生じる。

ＡＣＧ１０の発電が許可されているときには、図７に測定時高電圧値Ｖ_ＳＨとして示すように高い電圧となり、発電が停止されているときには測定時低電圧値Ｖ_ＳＬとして示すように低い電圧となる。
さらに、燃料噴射時期（ＮＮＵＭ＝１４〜２３）においては、発電の状況によって、噴射時高電圧値Ｖ_ＩＮＨ、噴射時中電圧値Ｖ_ＩＮＭ、噴射時低電圧値Ｖ_ＩＮＬとして示すように３段階の電圧に分かれる。

さらに、燃料噴射装置６０の駆動によって瞬間的にバッテリ電圧＋Ｂの急激な低下が起きるが、燃料噴射装置６０の駆動終了と共に燃料噴射装置６０の駆動により消費された分だけ低下したバッテリ電圧＋Ｂまで回復する。
この時のバッテリ電圧＋Ｂは、燃料噴射装置６０への通電時間によって電圧の下降する量が予測可能で図７中に、噴射時高電圧値Ｖ_ＩＮＨ、噴射時中電圧値Ｖ_ＩＮＭ、噴射時低電圧値Ｖ_ＩＮＬとして示した電圧から、噴射終了時には、それぞれ、噴射後予測高電圧値Ｖ_ＰＲＨ、噴射後予測中電圧値Ｖ_ＰＲＭ、噴射後予測低電圧値Ｖ_ＰＲＬとして示した値となる。
さらに、その後の発電パターンによって、放電時間と充電時間とが異なり、また、イグナイタ６１で消費される電力の違いによって、バッテリ電圧＋Ｂは、図７に示すように点火後高高電圧値Ｖ_ＩＧＨＨから点火後低低電圧値Ｖ_ＩＧＬＬまでの様々な値に変化する。

また、図８（ａ）に示すように、ＥＣＵ３０から同一の噴射信号ＩＮＪが発信されたときに、図８（ｂ）に噴射時高電圧値Ｖ_ＩＮＨ、噴射時中電圧値Ｖ_ＩＮＭ、噴射時低電圧値Ｖ_ＩＮＬとして示すように、バッテリ電圧＋Ｂが変化することによって、インジェクタ６００の開弁速度が変化し、インジェクタ６００に駆動電圧Ｖ_ＩＮＪが印加された後、実際にインジェクタ６００から燃料の噴射が開始されるまでの無効噴射時間は、本図（ｂ）に高電圧時無効噴射時間ｔ_Ｈ、中電圧時無効噴射時間ｔ_Ｍ、低電圧時無効噴射時間ｔ_Ｌとして示すように、バッテリ電圧＋Ｂが高いほど短くなり、バッテリ電圧＋Ｂが低いほど長くなる。
一方、噴射信号ＩＮＪの停止により燃料噴射が停止する時期は、インジェクタ６００への通電完了によりインジェクタ６００へ供給される燃料の圧力により閉弁され燃料噴射が停止されるので、バッテリ電圧＋Ｂの影響を受けることなく、いずれの電圧においても噴射信号ＩＮＪの停止とほぼ同時に終了する。
このため、バッテリ電圧＋Ｂの変化によって無効噴射時間が変化し同一の噴射信号ＩＮＪに対する燃料噴射量に差が生じる。
そこで、燃料噴射量を一定とするためには、いずれの電圧においても有効燃料噴射通電時間ｔ_ＡＣが一定となるように、図８（ｃ）に、噴射終了時期ｔ_Ｅを高電圧時噴射終了時間ｔ_ＥＨ、中電圧時噴射終了時間ｔ_ＥＭ、低電圧時噴射終了時間ｔ_ＥＬとして示すように、燃料噴射時期における実際のバッテリ電圧＋Ｂの高低に応じて噴射終了時期ｔ_Ｅを補正する必要がある。

また、このような補正をするために燃料噴射時期（ＮＮＵＭ＝１４〜２３）における実際のバッテリ電圧＋Ｂを実測していたのでは、燃料噴射時期に間に合わない。
このため、燃料噴射時期に先んじて噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）におけるバッテリ電圧＋Ｂを実測し、その値を基準として、その後の燃料噴射時期（ＮＮＵＭ＝１４〜２３）及び点火時期（ＮＮＵＭ＝５〜７）におけるバッテリ電圧＋Ｂの変化を予測する必要がある。

一方、燃料噴射装置６０に対する影響程ではないが、イグナイタ６１に印加するバッテリ電圧＋Ｂの変動によって、点火プラグ６１０の放電時期も影響を受け、点火時のバッテリ電圧＋Ｂが高くなると、それだけ早く火花放電を起こし易くなり、点火時期が進角し、点火時のバッテリ電圧が低くなると、それだけ火花放電を起こし難くなり、点火時期が遅角する。このため、点火時のバッテリ電圧＋Ｂの高低を予測し、点火開始時期を遅角させたり進角させたりする補正が必要となる。

そこで、本発明の通電制御システムにおける発電制御方法では、上述したように、発電制御方法決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）において、それぞれのタイミングまでに発生する発電山数Ｎ_Ｐとその発生時期が決定されている。したがって、発電山数Ｎ_Ｐに基づいて、発電によるバッテリ電圧＋Ｂの上昇と放電によるバッテリ電圧＋Ｂの低下と、燃料噴射装置６０への通電開始までの時間及び通電時間とイグナイタ６１への通電開始までの時間とから、噴射時及び点火時にどのようなバッテリ電圧＋Ｂに変化するかを予測する噴射時予測バッテリ電圧算出手段と点火時予測バッテリ電圧算出手段とを備えている。

具体的には、噴射時予測バッテリ電圧算出手段により、燃料噴射時期（ＮＮＵＭ＝１４〜２３）における予測バッテリ電圧Ｖ_ＰＲＩＮ（Ｖ）は、燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）におけるバッテリ電圧＋Ｂの実測値Ｖ_Ｓ（Ｖ）と、ＡＣＧ１０からの充電による上昇電圧ΔＶ_Ｕ（Ｖ）と、ＥＣＵ３０等の消費による下降電圧ΔＶ_Ｄ（Ｖ）とによって求められ、上昇電圧ΔＶ_Ｕ（Ｖ）は、燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）から燃料噴射装置６０への通電開始までに発生する発電山数ΔＮ_Ｐと発電出力Ｅ_ＧＥとに比例し、下降電圧ΔＶ_Ｄ（Ｖ）は、ＥＣＵ３０等による消費電力Ｗ_Ｃと燃料噴射決定時期から燃料噴射装置への通電開始までの経過時間Δｔ_１とに比例する。したがって、噴射時予測バッテリ電圧Ｖ_ＰＲＩＮ（Ｖ）は以下のように算出することができる。
Ｖ_ＰＲＩＮ＝Ｖ_Ｓ＋ΔＶ_Ｕ−ΔＶ_Ｄ
＝Ｖ_Ｓ＋Ｋ_１（ΔＮ_Ｐ×Ｅ_ＧＥ）−Ｋ_２（Ｗ_Ｃ×Δｔ_１）・・・式３

一方、点火時予測バッテリ電圧算出手段により、点火時期における予測バッテリ電圧Ｖ_ＰＲＩＧ（Ｖ）は、燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）におけるバッテリ電圧＋Ｂの実測値Ｖ_Ｓ（Ｖ）と、ＡＣＧ１０からの充電による上昇電圧ΔＶ_Ｕ（Ｖ）と、ＥＣＵ３０等の消費と燃料噴射装置６０への通電とによる下降電圧ΔＶ_Ｄ（Ｖ）とによって求められ、上昇電圧ΔＶ_Ｕ（Ｖ）は、燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）から点火装置６１への通電開始までに発生する発電山数ΔＮ_Ｐと発電出力Ｅ_ＧＥとに比例し、下降電圧ΔＶ_Ｄ（Ｖ）は、ＥＣＵ３０による消費電力Ｗ_Ｃと燃料噴射装置６０とよる消費電力Ｗ_ＩＮＪと燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）から燃料噴射装置６０への通電開始までの経過時間Δｔ_１と燃料噴射装置６０への通電開始から点火装置６１への通電開始までの経過時間Δｔ_２とに比例する。したがって、予測バッテリ電圧Ｖ_ＰＲＩＧ（Ｖ）は以下のように算出することができる。
Ｖ_ＰＲＩＧ＝Ｖ_Ｓ＋ΔＶ_Ｕ−ΔＶ_Ｄ
＝Ｖ_Ｓ＋Ｋ_１（ΔＮ_Ｐ×Ｅ_ＧＥ）−Ｋ_２（Ｗ_Ｃ×Δｔ_１）
−Ｋ_３（Ｗ_Ｃ＋Ｗ_ＩＮＪ）×Δｔ_２・・・式４
なお、Ｋ_１、Ｋ_２、Ｋ_３、Ｅ_ＧＥ、Ｗ_Ｃ、Ｗ_ＩＮＪは、実際のＡＣＧ１０の発電能力、ＥＣＵ３０、燃料噴射装置６０の消費電力等から試験的に算出することができる。

また、燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）から燃料噴射開始までに発生する発電山数Ｎ_Ｐ１は発電制御方法決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）において、所定クランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴに基づいて決定した総発電山数Ｎ_Ｐと発電優先順位Ｎ_ＰＲとから、図９（ａ）に示すような値となり、図９（ａ）に示したテーブルと上記式３を基に、噴射時予測バッテリ電圧Ｖ_{ＰＲＩＮＪ}を算出できる。
例えば、発電制御方法決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）において決定された総発電山数Ｎ_Ｐが６山で、燃料噴射開始時期がＮＮＵＭ＝１４に決定された場合、燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）において、実際のバッテリ電圧＋Ｂが測定された後、燃料噴射開始までには、発電山数が１山となり、これを基に噴射時予測バッテリ電圧Ｖ_{ＰＲＩＮＪ}を算出する。
一方、燃料噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）から点火開始までに発生する発電山数Ｎ_Ｐ１は発電制御方法決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）において、所定クランク角ＣＡ_Ｓにおける回転速度Ｖ_ＲＴに基づいて決定した総発電山数Ｎ_Ｐと発電優先順位Ｎ_ＰＲとから、図９（ｂ）に示すような値となり、図９（ｂ）に示したテーブルと上記式４を基に、点火時予測バッテリ電圧Ｖ_ＰＲＩＧを算出できる。

そこで、本発明の通電制御システムでは、上述の発電制御装置の構成に加えて、図１０に示す通電補正制御方法を適用し、燃料噴射装置６０への通電時間と点火装置６１への通電時間とを補正して、同一の目標回転速度に対する複数の燃焼サイクル間の回転変動を少なくしている。
燃焼サイクルの爆発行程直後の所定のクランク角ＣＡ_Ｓの発電制御方法決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）において、上述のステップＳ１００〜Ｓ１０７の発電制御方法にしたがって、所定のクランク角ＣＡ_Ｓにおける瞬間的な回転速度Ｖ_ＲＴから、発電山数Ｎ_Ｐ及び発電優先順位Ｎ_ＰＲによって発電山の位置が決定され、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）において、ステップＳ１１０の噴射通電時間決定手段により、燃料噴射時期と噴射終了時期とを決定する。同持に、ステップＳ１２０の点火通電時間決定手段により、点火時期と点火通電終了時期とを決定する。
さらに、ステップＳ１３０の噴射通電手段により、先の噴射通電時間決定手段により決定された条件で燃料噴射が実行され、ステップＳ１３１の点火通電手段により、先の点火通電時間決定手段により決定された条件で点火が実行される。

ステップＳ１１０の噴射通電時間決定手段においては、ステップＳ１１１からステップＳ１１３のサブルーチンで噴射通電時間の詳細な設定がなされる。
ステップＳ１１１の噴射通電開始時期決定手段では、Ｓ１００〜Ｓ１０７に示した所定のクランク角ＣＡ_Ｓの回転速度測定時期（ＮＮＵＭ＝１２）で検出された回転速度Ｖ_ＲＴとスロットル開度とのマップによって、燃料噴射装置６０への通電を開始するＮＮＵＭが決定される。
次いで、ステップＳ１１２の噴射通電終了時期決定手段により、通電終了時期と必要な燃料噴射量に応じて決定される噴射通電時間とから噴射通電を終了するＮＮＵＭが決定される。
さらに、ステップＳ１１３の噴射通電終了時期補正手段では、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）において実測されたバッテリ電圧＋Ｂの実測電圧Ｖ_Ｓと図９（ａ）に示したテーブルから、上記式３によって算出された噴射時予測バッテリ電圧Ｖ_{ＰＲＩＮＪ}が算出され、噴射時予測バッテリ電圧Ｖ_{ＰＲＩＮＪ}に基づいて、噴射終了時期の補正がなされ、燃料噴射信号ＩＮＪが発信される。

一方、ステップＳ１２０の点火通電時間決定手段においては、ステップＳ１２１からステップＳ１２３のサブルーチンで点火通電時間の詳細な設定がなされる。
ステップＳ１２１の点火通電終了時期決定手段では、点火進角マップから点火装置６１への通電が完了する時期を示すＮＮＵＭが決定される。
次いで、ステップＳ１２２の点火開始時期決定手段により、先に決定された通電終了時期と必要な点火エネルギ印加量に応じて決定される点火通電時間とから点火通電を開始するＮＮＵＭが決定される。
さらに、ステップＳ１２３の点火開始時期補正手段では、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１３）において実測されたバッテリ電圧＋Ｂの実測電圧Ｖ_Ｓと図９（ｂ）に示したテーブルから、上記式４によって算出された点火時予測バッテリ電圧Ｖ_ＰＲＩＧが算出され、点火時予測バッテリ電圧Ｖ_ＰＲＩＧに基づいて、点火開始時期の補正がなされ、点火信号ＩＧｔが発信される。

図１１を参照して、本発明の通電制御システムのバッテリ電圧の変動に対する効果について説明する。
本図において、図６に示した本発明の発電制御方法を用いた結果を実施例１として点線で示し、本発明のバッテリ電圧変動に対する補正を行った結果を実施例２として実線で示してある。
本図（ｋ）に示すように、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）におけるバッテリ電圧＋Ｂの実測値Ｖ_Ｓ（１）に対して噴射時予測電圧Ｖ_{ＰＲＩＮＪ（１）}が予測され、これに対して、有効燃料噴射時間ｔ_ＡＣを短くするような補正がなされ、さらに、点火時予測電圧Ｖ_{ＰＲＩＧ（１）}が予測され、これに対し、点火開始時期を遅角させる補正がなされる。
同様に、噴射決定時期（ＮＮＵＭ＝１２）におけるバッテリ電圧＋Ｂの実測値Ｖ_Ｓ（２）に対して噴射時予測電圧Ｖ_{ＰＲＩＮＪ（２）}が予測され、これに対して、有効燃料噴射時間ｔ_ＡＣを長くするような補正がなされ、さらに、点火時予測電圧Ｖ_{ＰＲＩＧ（２）}が予測され、これに対し、点火開始時期を進角させる補正がなされる。
その結果、本図（ｉ）、（ｊ）に示すように、実施例２では、実施例１と同様に、発電トルク制御を行わない場合にくらべ燃焼行程１サイクル内における回転変動を抑制しつつ、さらに、実施例１にくらべ、複数の燃焼行程間に渡って到達する筒内圧力Ｐ_ＣＹＬのバラツキを少なくし、複数の燃焼行程に渡って安定した回転速度を維持することができる。

なお、上記実施形態においては、界磁として永久磁石を用いた永久磁石型同期式発電機を具備する例について説明したが、本発明の通電制御システムは、励磁式発電機を用いた通電制御システムに転用することもできる。
この場合、界磁電流のオンオフ制御により、発電の許可と停止とを切り換えて、発電トルクを制御して、回転変動の抑制に利用しつつ、上記実施形態と同様の発電の有無によるバッテリ電圧の変動に対する補正項に加え、界磁電流の有無により、発電機が消費する電力を考慮して変動の補正項を算出することにより、バッテリ電圧の変動予測が可能となると推察される。

１ 通電制御システム
１０ 交流発電機（ＡＣＧ）
２０ 発電制御装置（ＲＥＧ）
３０ 電子制御装置（ＥＣＵ）
４０ バッテリ
５０ ランプ系負荷
６０ 燃料噴射装置
６１ 点火装置（イグナイタ）
６２ パワートレイン系負荷ＬＤ
７０ センサ類（運転状況検出手段）
７１ クランク角センサ（クランク角検出手段）
７１０ クランク角検出子（リフラクタ）
８０ 内燃機関
８３ クランクシャフト
８３１ クランク軸
ＣＡ クランク角
ＣＡ_Ｓ 所定クランク角
Ｎ_Ｐ 発電山数
Ｎ_ＰＲ 発電優先順位
ＮＮＵＭ 行程番号
Ｖ_ＲＴ 回転速度
Ｖ_ＴＲＧ 目標回転速度
ΔＨ 目標偏差
Ｉ_ＧＥ 発電電流
ＴＱ_ＧＥ 発電トルク
＋Ｂ バッテリ電圧
Ｖ_Ｓ バッテリ電圧実測値
Ｖ_{ＰＲＩＮＪ} 噴射時予測バッテリ電圧
Ｖ_ＰＲＩＧ 点火時予測バッテリ電圧
Ｓ１００ 発電制御方法決定手段
Ｓ１０１ 発電制御方法決定時期判定手段
Ｓ１０２ 制御用回転速度算出手段
Ｓ１０３ 発電山数決定手段
Ｓ１０４ 優先順位判定手段
Ｓ１０５ 発電許可手段
Ｓ１０６ 発電停止手段
Ｓ１０７ 発電制御
Ｓ１１０ 噴射通電時間決定手段
Ｓ１１１ 噴射通電開始時期決定手段
Ｓ１１２ 噴射終了通電時期決定手段
Ｓ１１３ 噴射通電終了時期補正手段
Ｓ１２０ 点火通電時期決定手段
Ｓ１２１ 点火通電終了時期決定手段
Ｓ１２２ 点火開始時期決定手段
Ｓ１２３ 点火開始時期補正手段
Ｓ１３０ 噴射通電制御
Ｓ１３１ 点火通電制御

特開２００６−１２９６８０号公報 特開２００４−３６０６４０号公報

Claims (3)

1. 内燃機関のクランク軸に連結されて駆動される発電機の発電を制御して上記発電機に発生する発電トルクを上記クランク軸の回転変動の抑制に利用する発電制御装置と上記発電機によって充電されるバッテリとを有し、上記内燃機関の運転状況に応じて該内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射装置と該内燃機関の燃焼室内に導入された混合気の点火を行う点火装置とへの上記バッテリからの通電を制御する通電制御システムにおいて、
   上記クランク軸のクランク角を検出するクランク角検出手段と、該クランク角検出手段によって検出した所定のクランク角における上記クランク軸の回転速度から、上記発電機からの発電の許可と停止とを決定する発電制御方法決定手段と、
   上記燃料噴射装置の噴射時期を決定する噴射決定時における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って検出されたバッテリ電圧と上記発電制御方法決定手段によって定められた発電パターンとから、上記バッテリの上記燃料噴射装置を駆動する時期におけるバッテリ電圧を予測し、
   上記バッテリから上記燃料噴射装置への通電開始時期と通電終了時期とを決定する噴射通電時間決定手段と、
   上記バッテリ電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧と上記発電制御方法決定手段によって定められた発電パターンとから、上記バッテリの上記点火装置を駆動する時期におけるバッテリ電圧を予測し、
   上記バッテリから上記点火装置への通電開始時期と通電終了時期とを決定する点火通電時間決定手段とを具備することを特徴とする通電制御システム。
2. 上記発電制御方法決定手段が、上記クランク角検出手段によって検出したクランク角から、発電制御方法を決定する所定のクランク角か否かによって発電制御方法決定時期を判定する発電制御方法決定時期判定手段と、制御用回転速度として所定のクランク角における瞬間的な回転速度を算出する回転速度算出手段と、上記内燃機関の運転状況に応じた目標回転速度を設定する目標回転速度算出手段と、
   上記回転速度算出手段によって算出された所定のクランク角における回転速度と上記目標回転速度算出手段によって算出された目標回転速度との偏差を算出する目標偏差算出手段と、
   上記目標偏差算出手段によって算出された目標偏差と上記所定のクランク角におけるバッテリ電圧とから、上記発電機の発電山数を決定する発電山数決定手段と、
   上記発電山数決定手段によって決定された発電山数と予め設定された該当するクランク角における発電優先順位との比較によって発電優先順位を判定する発電優先順位判定手段とを具備することを特徴とする請求項１に記載の通電制御システム。
3. 上記噴射通電時間決定手段が、上記回転速度測定時期で検出された上記回転速度とスロットル開度とのマップに基づいて上記燃料噴射装置への通電を開始する噴射通電開始時期を決定する噴射通電開始時期決定手段と、上記噴射通電開始時期と必要な燃料噴射量に応じて決定される噴射通電時間とから噴射通電を終了する噴射通電終了時期を決定する噴射通電終了時期決定手段と、噴射決定時期において検出されたバッテリ電圧を基に噴射時予測バッテリ電圧を算出する噴射時予測バッテリ電圧算出手段と、該噴射時予測バッテリ電圧に基づいて噴射通電終了時期を補正する噴射通電終了時期補正手段とを具備し、
   上記点火通電時間決定手段が、点火進角マップとに基づいて点火通電終了時期を決定する点火通電終了時期決定手段と、先に決定された点火通電終了時期と必要な点火エネルギ印加量に応じて決定される点火通電時間とから点火開始時期を決定する点火開始時期決定手段と、噴射決定時期において検出されたバッテリ電圧を基に点火時予測バッテリ電圧を算出する点火時予測バッテリ電圧算出手段と、該点火時予測バッテリ電圧に基づいて点火開始時期を補正する点火開始時期補正手段とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の通電制御システム。
   

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