JP2013198318A - 発電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生発電量の増大と、ドライバビリティ悪化抑制とを両立した車両用電源システムの発電制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１００の出力軸により駆動されて発電するとともに、車両減速時の回生エネルギによる回生発電が可能なオルタネータ１０と、オルタネータ１０による発電電力を充電可能な鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０と、を備える車両用電源システムに適用される。ＥＣＵ８０は、ドライバによるブレーキの操作状態を検出する。ＥＣＵ８０は、ブレーキ状態検出手段の検出結果によりブレーキ操作が為されていると判断される場合に、ブレーキ操作が為されていないと判断される場合と比較して前記オルタネータ１０の目標発電量を大きく設定する。ＥＣＵ８０は、オルタネータ１０を構成するロータコイル１０ａに流れる励磁電流を制御することで、オルタネータ１０において目標発電量の回生発電を実施する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関と、発電機と、蓄電装置とを備えた車両用電源システムの発電制御装置に関する。

従来から、内燃機関と、内燃機関の出力軸に連結された発電機とを備える車両において、発電機の発電により、車載蓄電池の充電を行う車両用電源システムがある。また、減速時に車両の減速エネルギを利用して発電機による回生発電を行わせ、その回生発電の電力を車載蓄電池に回収するようにしたものがある（特許文献１等）。これにより、車両の走行中において車載蓄電池を充電すべく内燃機関により発電機が駆動される頻度を低下させることができ、内燃機関の燃費低減効果の向上を図っている。

特開平０５−２６０６１０号公報

ここで、回生発電が実施される場合において、回生発電による発電量を大きくすると、車載蓄電池に対する充電の速度が大きくなり、車載蓄電池をいち早く所望の蓄電状態にすることができる。ただしその反面、回生発電の発電量が大きいと、内燃機関の出力軸に対する負荷が大きくなることにより、車両の急減速が起きることが懸念される。この場合、車両の減速加速度が大きくなることで、車両のドライバビリティが悪化する。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回生発電量の増大と、ドライバビリティ悪化抑制とを両立した車両用電源システムの発電制御装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

請求項１に記載の発明は、内燃機関（１００）の出力軸により駆動されて発電するとともに、車両減速時の回生エネルギによる回生発電が可能な発電機（１０）と、前記発電機による発電電力を充電可能な蓄電装置（２０，３０）と、を備える車両用電源システムに適用され、ドライバによるブレーキの操作状態を検出するブレーキ状態検出手段と、前記ブレーキ状態検出手段の検出結果によりブレーキ操作が為されていると判断される場合に、ブレーキ操作が為されていないと判断される場合と比較して前記発電機の目標発電量を大きく設定する発電量設定手段（８０）と、前記発電機を構成する発電制御用のコイル（１０ａ）の励磁電流を制御することで、前記発電機において前記目標発電量の回生発電を実施する電流制御手段（８０）と、を備えることを特徴とする。

車両の減速時において発電機による回生発電が実施されるが、その回生発電時には、ブレーキ操作がなされていない場合とブレーキ操作がなされている場合とがある。また、ブレーキ操作がなされている場合に、その操作量にも違いがある。ここで、これらのブレーキ操作状態に応じて発電機による回生発電の状態を可変に設定することが望ましい。つまり、ドライバによりブレーキ操作が為されている場合は、ドライバに車速を低下させる意思があるということを意味する。よって、ブレーキ操作がなされている場合に発電機において大きな発電量の発電が実施されることにより、車両の減速が生じたとしても、ドライバビリティへの影響は少ない。

そこで、ブレーキ状態検出手段の検出結果によりブレーキ操作が為されていると判断される場合に、ブレーキ操作が為されていないと判断される場合と比較して発電機の目標発電量を大きく設定する。そして、発電機において目標発電量が発電されるように電流制御手段が励磁電流を制御する。以上の制御により、回生発電の発電量の増大とドライバビリティの確保とを両立させることが可能となる。

車両用電源システムの全体概略構成図である。 目標発電量マップである。 励磁電流マップである。 励磁電流の電流値の算出処理の処理手順を示すフローチャートである。 発電制御のタイムチャートである。

本実施形態に係る車両用電源システムが搭載される車両は、エンジン（内燃機関）を走行駆動源とした車両であり、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドリングストップ制御、回生エネルギにより発電して充電する回生充電制御等を実施する。なお、エンジンの始動時に出力軸を回転させるスタータモータは搭載されているものの、車両走行をアシストする走行用モータは搭載されていない。

図１に示すように、当該車両には、オルタネータ１０（発電機）、鉛蓄電池２０（第１蓄電池）、リチウムイオン蓄電池３０（第２蓄電池）、各種の電気負荷４１〜４３、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０（開閉手段、整流手段）、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０を制御するコントローラ７０、ＥＣＵ８０、各種センサ９１〜９４、エンジン１００が搭載されている。

オルタネータ１０は、エンジン１００の出力軸の回転エネルギにより発電するものである。具体的には、オルタネータ１０のロータが出力軸により回転すると、ロータコイル１０ａに流れる励磁電流に応じてステータコイル１０ｂに交流電流が誘起され、図示しない整流器により直流電流に変換される。そして、ロータコイル１０ａに流れる励磁電流をレギュレータ１１が調整することで、発電された直流電流の電圧は設定電圧Ｖｒｅｇとなるよう制御される。また、ロータコイル１０ａに流れる励磁電流の電流値を調整することで、オルタネータ１０の発電電流の電流量を制御することができる。また、オルタネータ１０の入力軸の回転速度の上昇によって、オルタネータ１０の発電量は増加する。出力電流が増すと同時に交流抵抗が大きくなることで、高速回転領域では発電量は一定値に近づく。

鉛蓄電池２０、リチウムイオン蓄電池３０、電気負荷４１〜４３はオルタネータ１０に対して並列に電気接続されている。鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０は、オルタネータ１０において発電された電力を充電する。リチウムイオン蓄電池３０は、鉛蓄電池２０に比べて小容量であるが、重量に対する充電可能な電力が大きく、充電された電力に対する放電可能な電力が大きい。

また、本実施形態における車両用電源システムは、各種センサとして、車速を検出する車速センサ９１、ドライバによるブレーキの操作量を検出するブレーキセンサ９２、ドライバによるアクセルペダルの操作状態を検出するアクセルセンサ９３、エンジン１００の出力軸の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ９４を備える。ブレーキセンサ９２はブレーキの操作量として、マスタシリンダの油圧（ブレーキ圧）を検出する。

ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン１００のインジェクタ１０１やイグナイタ１０２を操作し、燃料噴射や点火等の制御を実施する。ＥＣＵ８０は、各種センサ９１〜９４の検出する情報を取得する。ＥＣＵ８０は、アクセル操作が行われていないことと、エンジン回転速度が所定の値以上であることとを条件として、インジェクタ１０１を制御して燃料の噴射カットを行う。更に、ＥＣＵ８０は、噴射カットが実施されていることを条件として、レギュレータ１１を制御してロータコイル１０ａに励磁電流を調整し、オルタネータ１０における回生発電を実施する。

更に、ＥＣＵ８０は、アイドリングストップ制御として、ブレーキスイッチがＯＮであること等の所定の自動停止条件を満たした場合にエンジン１００を自動停止させる。ここでブレーキスイッチとは、ドライバによりブレーキペダルが踏み込まれることでＯＮとなるスイッチである。ＥＣＵ８０は、その後所定の自動再始動条件を満たした場合にスタータモータ４１によりエンジン１００を自動再始動させる。なお、エンジンにおいて燃料噴射や点火等の制御を実施するエンジンＥＣＵと、アイドリングストップ制御を行うアイドリングストップＥＣＵとを別に設けてもよい。

ＭＯＳ−ＦＥＴ５０は、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０と、リチウムイオン蓄電池３０とを接続する接続線に配置されており、オルタネータ１０及び鉛蓄電池２０に対するリチウムイオン蓄電池３０の通電（オン）と遮断（オフ）を切り替える開閉手段として機能する。

また、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０は、その内部構造上必然的に整流手段を有していると言える。すなわち、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０の内部回路は、半導体スイッチ部５２（開閉手段）と寄生ダイオード５１（整流手段）とを並列接続した回路と等価であると言える。半導体スイッチ部５２のゲートへの入力信号はコントローラ７０により制御される。つまり、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０のオン作動（通電作動）とオフ作動（遮断作動）とは、コントローラ７０により切り替えられるよう制御される。コントローラ７０は、ＥＣＵ８０と通信を行い、車両の走行状態に関する情報を取得し、当該情報を用いて、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０の制御を行う。

電気負荷４１〜４３のうち電気負荷４３は、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求電気負荷４３であり、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０に対してリチウムイオン蓄電池３０の側に電気接続される。これにより、定電圧要求電気負荷４３への電力供給は、リチウムイオン蓄電池３０が分担することとなる。定電圧要求電気負荷４３の具体例としてはナビゲーション装置やオーディオ装置が挙げられる。

電気負荷４１〜４３のうち電気負荷４１はエンジン１００を始動させるスタータモータであり、電気負荷４２は、定電圧要求電気負荷４３及びスタータモータ４１以外の一般的な電気負荷である。一般電気負荷４２の具体例としてはヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。

これらのスタータモータ４１及び一般電気負荷４２は、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０に対して鉛蓄電池２０の側に電気接続される。これにより、スタータモータ４１及び一般電気負荷４２への電力供給は鉛蓄電池２０が分担することとなる。

スタータモータ４１への供給電力は、他の電気負荷４２，４３への供給電力に比べて大きい。そのため、スタータモータ４１へ電力供給すると鉛蓄電池２０の端子電圧Ｖｄ（Ｐｂ）が急激に低下することとなる。しかしながらリチウムイオン蓄電池３０については、リチウムイオン蓄電池３０からスタータモータ４１への通電と遮断を切り替えるＭＯＳ−ＦＥＴ５０を備えることで、端子電圧Ｖｄ（Ｌｉ）の急激な低下を回避している。

具体的には、鉛蓄電池２０からスタータモータ４１へ電力供給している期間中、コントローラ７０によりＭＯＳ−ＦＥＴ５０をオフ作動させることにより、リチウムイオン蓄電池３０からスタータモータ４１へ電流が流れ込むことを回避して、リチウムイオン蓄電池３０の電圧降下を回避する。そのため、リチウムイオン蓄電池３０から定電圧要求電気負荷４３へは電圧変動の小さい安定した電力を供給できる。

コントローラ７０は、通常時にはＭＯＳ−ＦＥＴ５０をオフ作動させているが、リチウムイオン蓄電池３０に電流を流し込んで充電させたい場合に、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０をオン作動させる。例えば、リチウムイオン蓄電池３０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合）、鉛蓄電池２０のＳＯＣ及び車速等の情報に基づき、減速時回生発電のような大きな電流をリチウムイオン蓄電池３０に効率よく充電したい場合や、鉛蓄電池２０が過放電してリチウムイオン蓄電池３０から鉛蓄電池２０を充電させたい場合に、コントローラ７０はＭＯＳ−ＦＥＴ５０をオン作動させる。

また、リチウムイオン蓄電池３０から鉛蓄電池２０へ電力供給して鉛蓄電池２０を充電させたい場合や、鉛蓄電池２０のＳＯＣが小さく、鉛蓄電池２０から一般電気負荷４２及びスタータモータ４１への電力供給が不足しておりリチウムイオン蓄電池３０から電力供給させたい場合にも、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０をオン作動させる。鉛蓄電池２０の端子電圧Ｖｄ（Ｐｂ）がリチウムイオン蓄電池３０の端子電圧Ｖｄ（Ｌｉ）よりも低くなっている時にオン作動させると、リチウムイオン蓄電池３０から鉛蓄電池２０へ電力供給されるとともに、一般電気負荷４２又はスタータモータ４１への電力供給を補うことができる。

なお、図１中の符号２１，３１は、鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０の電池セル集合体を表し、符合２２，３２は鉛蓄電池２０及びリチウムイオン蓄電池３０の内部抵抗を表している。

回生発電時に、ロータコイル１０ａに励磁電流が流れると、励磁電流に比例する磁束密度を有する磁界が生じる。オルタネータ１０の回生発電による発電量は、当該磁束密度に比例する。よって、発電量と励磁電流とは比例関係にある。そのため、レギュレータ１１を調整し励磁電流をｎ倍に制御すると、発電量をｎ倍とすることができる。ここで、無制限に励磁電流を大きくすることで、オルタネータ１０による発電量を大きくすると、エンジン１００の出力軸に対する負荷が大きくなり、車両の急減速が起きる。即ち、車両の減速加速度が大きくなり、ドライバビリティが悪化する。

そこで、本実施形態では、ＥＣＵ８０は、オルタネータ１０による回生発電の目標発電量を設定して、車両の減速加速度を所定値以下に抑える。更に、ＥＣＵ８０は、オルタネータ１０による回生発電の発電量が目標発電量となるようにレギュレータ１１を調整して、ロータコイル１０ａに流れる励磁電流を所定の電流値となるように制御する。当該制御により、回生発電量の増大と、ドライバビリティの確保を両立することが可能となる。

また、車速が大きいほど、車両の運動エネルギは大きく、回生発電によるエンジン１００の出力軸に対する負荷が大きくても急減速は起こらず、ドライバビリティに与える影響が少ない。ＥＣＵ８０は、車速が大きいほど、目標発電量を大きく設定する。また、車速が０ｋｍ／ｈに近い領域では、回生発電によるエンジン１００の出力軸への負荷の影響が大きい。そこで、車速が０ｋｍ／ｈに近い領域では、ＥＣＵ８０は、目標発電量を０Ａに設定する。当該設定により、ドライバビリティの悪化を抑制できる。

また、ドライバによりブレーキ操作が為されているということは、ドライバに車速を低下させる意思があるということを意味する。そこで、ＥＣＵ８０は、ブレーキスイッチのオン・オフ状態を検出し、ブレーキ操作の有無を判断する。ＥＣＵ８０は、ブレーキ操作が為されている場合は、ブレーキ操作が為されていない場合と比較して、目標発電量を大きく設定する。当該制御により、回生発電の発電量を大きくすることが可能となる。

更に、ブレーキ圧が大きいほど車速が早く減速して、車速が０ｋｍ／ｈになるまでの所要時間が短くなる。即ち、回生発電の期間が短くなる。そこで、ＥＣＵ８０は、同一車速で比較した場合に、ブレーキ圧が大きいほど回生発電の発電量を大きく設定する。当該設定により、ブレーキ圧が大きく回生発電の期間が短くなったとしても、回生発電の効率を高めてリチウムイオン蓄電池３０への充電量の増大を図ることができる。

図２に回生発電の目標発電量マップを示す。図２を用いて回生発電の目標発電量と、車速と、ブレーキ圧との関係を具体的に説明する。車速が０ｋｍ／ｈから１０ｋｍ／ｈまでの領域では、ブレーキ圧に関わらず、目標発電量は０Ａに設定される。

ブレーキ圧が０ｂａｒの場合、車速が１０ｋｍ／ｈから７０ｋｍ／ｈまでは、目標発電量は車速に応じて増加するように設定される。車速が７０ｋｍ／ｈ以上では、目標発電量を目標発電量最大値（１６０Ａ）で一定となるように設定される。目標発電量最大値を設けることで、エンジン１００の出力軸に対する負荷を所定の値以下にすることができる。

ブレーキ圧が５ｂａｒの場合、車速が１０ｋｍ／ｈから６０ｋｍ／ｈまでの間では目標発電量は車速に応じて増加するように設定される。車速が６０ｋｍ／ｈ以上では、目標発電量は目標発電量最大値（１６０Ａ）で一定となるように設定される。ブレーキ圧が１０ｂａｒの場合、車速が１０ｋｍ／ｈから３０ｋｍ／ｈまでの間では目標発電量は車速に応じて増加するように設定される。車速が３０ｋｍ／ｈ以上では、目標発電量は目標発電量最大値（１６０Ａ）で一定となるように設定される。

図３に励磁電流マップを示す。図３を用いて、励磁電流の電流値とオルタ回転速度と目標発電量との関係を具体的に説明する。回生発電時、オルタ回転速度が４０００ｒｐｍ以上の領域ではオルタ回転速度にほぼ依存することなく、励磁電流の電流値に比例した電流値の電力がオルタネータ１０から出力される。

目標発電量マップから算出された目標発電量が８０Ａの場合、４０００ｒｐｍ以上の領域で、励磁電流は約２Ａに設定される。目標発電量が１０Ａの場合、４０００ｒｐｍ以上の領域で、励磁電流は約０．２５Ａに設定される。目標発電量が１６０Ａの場合、４０００ｒｐｍ以上の領域で、励磁電流は約４Ａに設定される。ＥＣＵ８０がレギュレータ１１を調整して、設定値と等しくなるように励磁電流を制御することで、目標発電量と等しい電力がオルタネータ１０において発電される。

図４にＥＣＵ８０が行う励磁電流の電流値の算出処理を示す。ステップＳ０１において、噴射カットフラグがオンになっているか否かを判断する。噴射カットフラグがオフの場合は、エンジン１００において噴射カットは実施されず、回生発電も実施されないため、非回生時における励磁電流の制御を行い（Ｓ０２）、処理を終了する。ここで、非回生時における励磁電流の制御とは、車速に依存しない所定の電流値の励磁電流をロータコイル１０ａに供給することを言う。また、コントローラ７０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０を制御して開状態とする。

噴射カットフラグがオンになっている場合は（Ｓ０１：ＹＥＳ）、回生発電が実施される。回生発電時、コントローラ７０は、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０を制御して閉状態とし、オルタネータ１０とリチウムイオン蓄電池３０とを通電させる。この制御により、オルタネータ１０において発電された電力がリチウムイオン蓄電池３０に充電される。次に、ステップＳ０３において、ブレーキセンサ９２の検出するブレーキ圧を取得する。そして、ステップＳ０４において、車速センサ９１の検出する車速を取得する。ステップＳ０５において、取得した車速及びブレーキ圧と目標発電量マップとを用いて、目標発電量を決定する（図２参照）。

ステップＳ０６において、エンジン回転速度センサ９４の検出するエンジン回転速度を取得する。ステップＳ０７において、取得したエンジン回転速度と、オルタネータ１０及びエンジン１００のプーリー比とからオルタ回転速度を算出する。ステップＳ０８において、ステップＳ０５で決定された目標発電量及びステップＳ０８で算出されたオルタ回転速度と励磁電流マップとを用いて、励磁電流の電流値を算出する（図３参照）。

上記のように励磁電流の電流値を算出して、ＥＣＵ８０が発電制御を行った場合のタイミングチャートの例を図５に示す。ドライバが車両のブレーキペダルを弱く踏みこんだ例（ブレーキ圧：５ｂａｒ）を実線で、ブレーキペダルを強く踏み込んだ例（ブレーキ圧：１０ｂａｒ）を一点鎖線で示している。

ブレーキペダルが弱く踏み込まれた場合について説明する。時刻Ｔ０において、ドライバが車両のブレーキペダルを踏むことでブレーキスイッチがオンとなり、ブレーキ圧が０ｂａｒから５ｂａｒへと上昇する。ブレーキにより車速は減少していく。また、噴射カットが開始されることで、回生発電が実施される。

回生発電の目標発電量は、目標発電量マップを用いて、車速（８０ｋｍ／ｈ）及びブレーキ圧（５ｂａｒ）から１６０Ａに設定される。そして、励磁電流は、励磁電流マップを用いて、オルタ回転速度（１２０００ｒｐｍ）及び目標発電量（１６０Ａ）から４Ａに設定される。

時刻Ｔ０からＴ１ａにおいて、車速及びオルタ回転速度は減少していく。時刻Ｔ１ａにおいて、車速が６０ｋｍ／ｈとなる。時刻Ｔ１ａからＴ２ａにおいて、ブレーキ圧は５ｂａｒであり、車速が６０ｋｍ／ｈから減少していくため、目標発電量が１６０Ａから減少していく。目標発電量の減少に伴い、励磁電流も減少していく。

時刻Ｔ２ａにおいて、車速は１０ｋｍ／ｈとなり、目標発電量マップから算出される目標発電量は０Ａとなる。これにより、励磁電流の電流値は０Ａとされる。なお、車速が０ｋｍ／ｈとなった後にドライバがブレーキ操作を止めると、ブレーキスイッチがオフとなる。

次に、ブレーキペダルが強く踏み込まれた場合について説明する。時刻Ｔ０において、ドライバが車両のブレーキペダルを踏むことでブレーキスイッチがオンとなり、ブレーキ圧が０ｂａｒから１０ｂａｒへと上昇する。ここで、５ｂａｒの場合と比較して、車速は早く減少する。回生発電の目標発電量は、目標発電量マップを用いて、車速（８０ｋｍ／ｈ）及びブレーキ圧（１０ｂａｒ）から１６０Ａに設定される。そして、励磁電流の電流値は、励磁電流マップを用いて、オルタ回転速度（１２０００ｒｐｍ）及び目標発電量（１６０Ａ）から４Ａに設定される。

時刻Ｔ０からＴ１ｂにおいて、車速及びオルタ回転速度は減少していく。時刻Ｔ１ｂにおいて、車速が３０ｋｍ／ｈとなる。時刻Ｔ１ｂからＴ２ｂにおいて、ブレーキ圧は１０ｂａｒであり、車速が３０ｋｍ／ｈから減少していくため、目標発電量が１６０Ａから減少していく。目標発電量の減少に伴い、励磁電流の電流値も減少するように制御される。ここで、ブレーキ圧が５ｂａｒの場合と比較して、目標発電量は早く減少する。時刻Ｔ２ｂにおいて、車速は１０ｋｍ／ｈとなり、目標発電量マップから算出される目標発電量は０Ａとなる。これにより、励磁電流の電流値は０Ａとされる。

ブレーキペダルが弱く踏み込まれた場合と、ブレーキペダルが強く踏み込まれた場合とを比較すると、目標発電量が最大値となる期間が、弱く踏み込まれた場合はＴ０〜Ｔ１ａ、強く踏み込まれた場合はＴ０〜Ｔ１ｂであり、ブレーキペダルが強く踏み込まれた方が長くなる。ブレーキ圧が高くなるほど、目標発電量最大値となる車速を低く設定することで、ブレーキペダルが強く踏み込まれた場合における回生発電量を増大させることが可能となる。

以下、本実施形態の奏する効果を述べる。

（１）車両の減速時においてオルタネータ１０による回生発電が実施されるが、その回生発電時には、ブレーキ操作がなされていない場合とブレーキ操作がなされている場合とがある。また、ブレーキ操作がなされている場合に、その操作量にも違いがある。ここで、これらのブレーキ操作状態に応じて発電機による回生発電の状態を可変に設定することが望ましい。つまり、ドライバによりブレーキ操作が為されている場合は、ドライバに車速を低下させる意思があるということを意味する。よって、ブレーキ操作がなされている場合にオルタネータ１０において大きな発電量の発電が実施されて車両の急減速が生じたとしても、ドライバビリティへの影響は少ない。

そこで、ブレーキスイッチがＯＮとされブレーキ操作が為されていると判断される場合に、ＥＣＵ８０は、ブレーキ操作が為されていないと判断される場合と比較してオルタネータ１０の目標発電量を大きく設定する。そして、オルタネータ１０において目標発電量が発電されるようにＥＣＵ８０がレギュレータ１１を調整して励磁電流を制御する。以上の制御により、回生発電の発電量の増大とドライバビリティの確保とを両立させることが可能となる。

（２）回生発電が実施されている場合に、コントローラ７０がＭＯＳ−ＦＥＴ５０を閉状態に制御して、発電された電力をリチウムイオン蓄電池３０に充電する。回生発電において発電され電力を、充放電におけるエネルギ効率の高いリチウムイオン蓄電池３０に充電することで、電力を効率よく使用することが可能となる。

（３）車速が大きい場合は車両としての運動エネルギが大きく、回生発電による発電量を大きくした場合のドライバビリティへの影響は小さい。そこで、車速が速いほど目標発電量を大きく設定する。以上の制御により、回生発電による発電量の増大とドライバビリティの悪化抑制の両立を図ることが可能となる。

（４）オルタネータ１０による回生発電において、発電量が大きくなると、エンジン１００の出力軸への負荷が大きくなり、ドライバビリティが低下する。そこで、目標発電量に発電最大量を設定し、当該発電最大量以上の発電を行わないこととする。この制御により、ドライバビリティの確保が可能となる。更に、ブレーキ圧が大きいほど、当該発電最大量で回生発電を行う車速領域を拡げ、より低速となる車速で当該発電最大量での回生発電が実施されるようにした。この制御により、回生発電による発電量の増大を図ることが可能となる。

（５）ブレーキ圧が大きい場合、回生発電の期間が短くなる。本実施形態では、ブレーキ圧が大きいほど、回生発電の効率を高めることでリチウムイオン蓄電池３０への充電量の増大を図ることができる。また、ドライバによるブレーキ圧が大きいということは、ドライバには、制動力を大きくして、車速を早く低下させようとする意思があるということを意味する。そこで、ブレーキ圧が大きい場合にオルタネータ１０による発電量を大きくすることで、回生発電によるエンジン１００の出力軸に対する負荷を大きくし、車速を早く低下させる。以上の制御により、ドライバの意図に応じて車速を低下させるとともに、回生発電による発電量を大きくすることが可能となる。

（６）所定の車速以下での目標発電量を０Ａとし、所定の車速以下での回生発電を禁止する。これにより、回生発電によるエンジン１００の出力軸に対する負荷による車両の急停止を防止することが可能となる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記実施形態における目標発電量マップでは、一の目標発電量最大値（例えば１６０Ａ）以上の発電を行わないとした。ここで、ブレーキ圧が大きいほど目標発電量最大値を大きくするような目標発電量マップでもよい。

・車速が０〜１０ｋｍ／ｈの領域において、ブレーキ圧に関わらず目標発電量を０Ａとする目標発電量マップを用いたが、目標発電量を０Ａとする車速の領域をブレーキ圧に応じて変更するようなマップでもよい。

・第１蓄電池及び第２蓄電池の組み合わせは、鉛蓄電池、リチウムイオン蓄電池以外でもよい。例えば、第２蓄電池にニッケル水素蓄電池等を用いてもよい。ただし、第１蓄電池に比べて第２蓄電池の充放電におけるエネルギ効率が高い必要がある。

・開閉手段は、１つのＭＯＳ−ＦＥＴ５０以外でもよい。例えば、リレースイッチ等でもよい。また、電流のリークを防止するために、図１のＭＯＳ−ＦＥＴ５０に対して、リチウムイオン蓄電池３０側に、ＭＯＳ−ＦＥＴ５０と対向するように別のＭＯＳ−ＦＥＴを設けてもよい。

・上記実施形態では、ブレーキ圧が大きくなるほど、目標発電量を大きく設定する構成としたが、これを変更し目標発電量をブレーキ圧に応じて可変に設定するのではなく、目標発電量を、ブレーキ操作の有無に応じて可変に設定してもよい。この場合、ブレーキ操作が為されていないときの目標発電量と比べて、ブレーキ操作が行われているときの目標発電量を大きく設定する。

・ブレーキセンサ９２は、ブレーキの操作量として、ブレーキストロークを検出してもよい。

１０…オルタネータ（発電機）、１０ａ…ロータコイル、２０…鉛蓄電池（蓄電装置）、３０…リチウムイオン蓄電池（蓄電装置）、８０…ＥＣＵ（電流制御手段、発電量設定手段）、１００…エンジン（内燃機関）。

Claims (6)

1. 内燃機関（１００）の出力軸により駆動されて発電するとともに、車両減速時の回生エネルギによる回生発電が可能な発電機（１０）と、
   前記発電機による発電電力を充電可能な蓄電装置（２０，３０）と、
   を備える車両用電源システムに適用され、
   ドライバによるブレーキの操作状態を検出するブレーキ状態検出手段と、
   前記ブレーキ状態検出手段の検出結果によりブレーキ操作が為されていると判断される場合に、ブレーキ操作が為されていないと判断される場合と比較して前記発電機の目標発電量を大きい値に設定する発電量設定手段（８０）と、
   車両減速時に、前記発電機を構成する発電制御用のコイル（１０ａ）の励磁電流を制御することで、前記発電機において前記目標発電量の回生発電を実施する電流制御手段（８０）と、を備えることを特徴とする発電制御装置。
2. 前記蓄電装置は、前記発電機による発電電力を充電可能な第１蓄電池（２０）と、前記発電機及び前記第１蓄電池に接続されており、前記第１蓄電池に比べて充放電におけるエネルギ効率の高い第２蓄電池（３０）と、を備えており、
   前記発電機及び前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との間に接続され、前記発電機及び前記第１蓄電池と前記第２蓄電池との通電及び遮断を切り替える開閉手段（５０）と、
   前記発電機が回生発電している場合に前記開閉手段を閉状態として前記第２蓄電池に対する充電を行わせる開閉制御手段（７０）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の発電制御装置。
3. 前記ブレーキ状態検出手段は、前記操作状態として前記ブレーキの操作量を検出し、
   前記発電量設定手段は、前記ブレーキの操作量が大きいほど、前記目標発電量を大きい値に設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の発電制御装置。
4. 車速を検出する車速検出手段を備え、
   前記発電量設定手段は、前記車速検出手段により検出される車速が大きいほど、前記目標発電量を大きい値に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電制御装置。
5. 前記発電量設定手段は、前記車速検出手段により検出される車速が所定の速度以下である場合に、当該車速が大きいほど前記目標発電量を大きい値に設定するとともに、車速が前記所定の車速よりも大きい場合に、前記目標発電量をあらかじめ定めた所定の発電量最大値に設定するものであり、
   前記ブレーキ状態検出手段により検出される前記ブレーキの操作量が大きいほど、前記所定の車速が小さい値に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の発電制御装置。
6. 前記車速検出手段により検出される車速が所定の速度以下である場合に、回生発電を禁止することを特徴とする請求項４又は５に記載の発電制御装置。

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