JP2015042096A - 発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、バッテリの状態に関わらず、確実に抑制制御を実行することができる発電機の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】この発明は、内燃機関の駆動力により発電を行う発電機と、内燃機関の振動を抑制するように発電機を制御する抑制制御部と、抑制制御により生じた電力を蓄電する第１のバッテリと、抑制制御中の前記第１バッテリの空き容量を増加させる容量変更部とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は発電機の制御装置に係り、特に、内燃機関の駆動力により発電を行う発電機によって内燃機関の振動を抑制させる発電機の制御装置に関する。

一般的に発電機は、内燃機関のクランクシャフトから動力を得て、発電を行うものが知られている。このような発電機において、例えば下記の特許文献１は、内燃機関の回転変動によって生じる回転子の慣性トルクを低減させるように発電トルクを発生させるべく、回転子に流す励磁電流を制御する発電機の制御装置が開示されている。具体的には、内燃機関の回転数が高くなる期間に発電トルクが発生するように、励磁電流を制御するものである。
この特許文献１に開示される制御装置によれば、回転子の慣性トルクを低減するように発電トルクを発生させるため、内燃機関は回転変動が低下し振動を抑制することができると共に、内燃機関と発電機とに巻きかけられた伝達ベルトの張力変動を低減することができるとしている。

特開２００３−１７４７９７号公報

しかしながら、上記特許文献１のような内燃機関の振動を抑制する制御（以下、「抑制制御」という。）においては、抑制制御中に生じた電力がバッテリに充電されるように構成される。従って、抑制制御が実行される際にバッテリが満充電に近い状態であると、過充電を回避するために十分な発電ができないか、あるいは充電が不可能な状態が生じる場合がある。
よって、このような状態が発生する場合は、所望の発電トルクが得られず、内燃機関の回転変動を低減することができない恐れがある。

そこで、この発明は、上記の問題に鑑みて成されたものであり、バッテリの状態に関わらず、確実に抑制制御を実行することができる発電機の制御装置を提供することを目的とする。

この発明は、内燃機関の駆動力により発電を行う発電機と、前記内燃機関の振動を抑制するように前記発電機を制御する抑制制御部と、前記抑制制御により生じた電力を蓄電する第１のバッテリと、前記抑制制御中の前記第１バッテリの空き容量を増加させる容量変更部とを備えたことを特徴とする。

この発明は、抑制制御が実行される際、容量変更部が第１バッテリの空き容量を増加させるため、抑制制御部は第１バッテリが満充電に近い場合であっても発電機に十分な発電を行わせることができる。従って、この発明は、第１バッテリの状態に関わらず確実な抑制制御を実行することができ、内燃機関の振動を抑制させることができる。

図１は発電機の制御装置のメインフローチャートである。（実施例１） 図２は発電機の制御装置の抑制制御のフローチャートである。（実施例１） 図３は発電機の制御装置の抑制制御のタイミングチャートである。（実施例１） 図４は発電機の制御装置のシステム構成図である。（実施例１） 図５は第１バッテリの状態を示す図である。（実施例１） 図６は発電機の制御装置のメインフローチャートである。（実施例２） 図７は発電機の制御装置の第１容量変更制御のフローチャートである。（実施例２） 図８は発電機の制御装置の第２容量変更制御のフローチャートである。（実施例２） 図６は発電機の制御装置のシステム構成図である。（実施例２） 図１０は第１バッテリの状態を示す図である。（実施例２）

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図５は、この発明の実施例１を示すものである。図４において、車両などに搭載される内燃機関１は、複数の気筒♯を有し、駆動力を出力するクランクシャフト２を備えている。クランクシャフト２の端部には、クランクプーリ３を取り付けている。内燃機関１は、クランクシャフト２により駆動される補機として、ウォータポンプ４と発電機５（例えば、オルタネータ）と備えている。ウォータポンプ４は、ポンププーリ６を備えている。発電機５は、発電機プーリ７を備えている。クランクプーリ３とポンププーリ６と発電機プーリ７とには、アイドラプーリ８を介して伝達ベルト９を捲掛けている。
内燃機関１の駆動力は、クランクシャフト２から伝達ベルト９を介してウォータポンプ４と発電機５とに伝達される。ウォータポンプ４は、内燃機関１の駆動力によりラジエータとの間で冷却水を循環させ、内燃機関１の冷却を行う。発電機５は、内燃機関１の駆動力により発電を行う。

前記発電機５は、第１出力線１０により第１のバッテリ１１の正極端子に接続している。第１バッテリ１１は、第１接地線１２により負極端子を車両の車体に接地している。第１バッテリ１１は、リチウムイオン電池であり、発電機５の発電した電力を蓄電する。また、第１バッテリ１１は、第１出力線１０に接続された電装部品などの電気負荷１３に電力を供給する。
前記発電機５は、制御装置１４により発電量を制御される。制御装置１４には、クランクシャフト２の回転角を検出するクランク角センサ１５と、カムシャフトの回転角を検出するカム角センサ１６と、第１接地線１２に設けられ第１バッテリ１１の電圧・電流などのバッテリ状態を検出する第１バッテリセンサ１７と、変速機の変速制御及びロックアップ制御を行う変速制御装置１８とを接続している。制御装置１４は、これらセンサ１５〜１７及び変速制御装置１８から入力するクランク角、カム角、バッテリ電圧、バッテリ電流、変速レンジ、ロックアップなどの情報に基づいて、発電機５の駆動を制御する。
発電機５の制御装置１４は、抑制制御部１９と容量変更部２０と記憶部２１とを備えている。抑制制御部１９は、内燃機関１の振動を抑制するように発電機５の駆動を制御する。抑制制御部１９の抑制制御により発電機５が駆動されて生じた電力は、第１バッテリ１１に蓄電される。容量変更部２０は、抑制制御部１９が実行する抑制制御中の第１バッテリ１１の空き容量を増加させる。記憶部２１は、制御のデータを記憶する。
第１バッテリ１１は、図５に示すように、充電可能な電気容量を充電容量とすると、使用可能な電力が残存容量であり、充電容量と残存容量との差が空き容量である。制御装置１４は、第１バッテリ１１の充電容量、残存容量、空き容量を第１バッテリ電圧によって管理している。
制御装置１４は、第１バッテリ電圧によって、第１バッテリ１１の残存容量の枯渇おそれを判定する設定値ＶＢｌｏｗ、充電容量の上限電圧を設定する設定値ＶＢ１及び設定値ＶＢ２を設定している。設定値ＶＢｌｏｗと設定値ＶＢ１と設定値ＶＢ２とは、ＶＢｌｏｗ＜ＶＢ１＜ＶＢ２の関係になっている。容量変更部２０は、充電容量の設定値ＶＢ１を設定値ＶＢ２に変更することで充電容量を増加させ、この結果として空き容量を増加させる。

前記発電機５の制御装置１４は、通常は第１バッテリ１１の第１バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗ未満になると、発電機５により発電を行い、発生した電力を第１バッテリ１１に蓄電する（通常制御）。制御装置１４は、変速機がロックアップ状態、且つ第１バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗ超えの条件が成立すると、抑制制御部１９により内燃機関１の振動を抑制するように発電機５の駆動を制御する（抑制制御）。
制御装置１４は、通常制御に対して、抑制制御時に抑制制御部１９によりクランク角を基準として発電機５の制御を行う。抑制制御部１９は、変速機のロックアップ時において、内燃機関１の振動原因であるクランク角速度変動を抑制するために、クランク角速度が速くなるタイミングに合わせて発電機５の回転子に励磁電流を流し、発電負荷を増やす。抑制制御部１９によって増加された発電負荷は、伝達ベルト９を通じてクランクシャフト２に伝達されることで、図３に破線で示すように、クランクシャフト２の角速度（ａ）を適度に調整する。
図３の（ａ）は、クランクシャフト２の角速度を示している。内燃機関１が低速度の回転速度で運転すると、クランクシャフト２の角速度（ａ）は実線のように変動する。このとき、変速機がロックアップ状態になると、このクランクシャフト２の回転変動が車体に伝わり易くなる。そこで、制御装置１４は、ロックアップ中に内燃機関１の回転変動を抑制するために、各気筒♯のクランク角（Ｃ）が０度から１８０度までの間で所定の期間（各気筒♯の燃焼期間）において発電機５を駆動制御して発電トルク（ｂ）を発生させる。
クランク角速度が速くなる期間（クランク角）は、予め制御装置１４内の記憶部２１に期間設定マップデータとして記録させておく。抑制制御部１９は、クランク角センサ１５の検出値より算出されたクランク角を基準とし、エンジン回転数およびエンジン負荷と記憶手段２１に記憶した前述期間設定マップとにより発電機５の励磁電流を流す出力期間（タイミング及び長さ）を決定する。
抑制制御部１９は、図３に示すように、発電機５の発電トルクが予備トルク、抑制トルクの２段階で増加するように発電機５に励磁電流を２段階に増加させて流すことで、急激なトルク変動による伝達ベルト９の滑りを防止する。励磁電流は、デューティ比により設定される。励磁電流のデューティ比は、記憶部２１にデューティ比マップデータとして記録させておく。容量変更部２０は、充電容量の設定値ＶＢ１から設定値ＶＢ２に変更することで充電容量を増加させ、この結果として空き容量を増加させる。

また、発電機５の制御装置１４は、抑制制御の機会を増やすために、以下のように第１バッテリ１１の状態管理を行う。
制御装置１４は、抑制制御を実行しない通常制御時の第１バッテリ１１の充電容量を、設定値ＶＢ１（例えば、１２Ｖ）に設定する。制御装置１４は、変速制御装置１８からロックアップ制御信号を受信し、その他の条件も満たすと、第１バッテリ１１の充電容量を、設定値ＶＢ２（例えば、１４Ｖ）に変更して抑制制御を開始する。
制御装置１４は、ロックアップ制御信号を受信したときに、第１バッテリ１１の残存容量が設定値ＶＢｌｏｗ（例えば、１１Ｖ）以下の場合、第１バッテリ１１の優先充電のために抑制制御を禁止し、通常の充電制御を行う。また、制御装置１４は、抑制制御中に第１バッテリ１１のバッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗを下回った場合、抑制制御を中止し、通常の充電制御を行う。
なお、抑制制御時には、発電機５に励磁電流を流し、発電することによりクランクシャフト２の軸出力は下がる。そこで、抑制制御実行と判定された場合は、内燃機関１の補正トルクを目標トルクに反映する。

次に作用を説明する。
図１において、発電機５の制御装置１４は、発電制御のプログラムがスタートすると、各センサ１５〜１７及び変速制御装置１８から出力される信号を取得する（Ｓ１）。具体的には、クランク角センサ１５、カム角センサ１６、第１バッテリセンサ１７の出力値を取得し、変速制御装装置１８からロックアップの状態情報を取得する。
制御装置１４は、変速制御装置１８からの情報に基づき、変速機がロックアップ中であるか否かを判断する（Ｓ２）。
判断（Ｓ２）がＹＥＳの場合は、第１バッテリセンサ１７からの出力値に基づき、第１バッテリ電圧（残存容量）が設定値ＶＢｌｏｗ超えであるか否かを判断する（Ｓ３）。
制御装置１４は、第１バッテリ電圧がＶＢｌｏｗより高く、判断（Ｓ３）がＹＥＳの場合、第１バッテリ１１の残存容量が枯渇する心配が無いので、第１バッテリ１１の上限電圧（充電容量）を設定値ＶＢ２に設定し（Ｓ４）、抑制制御を実行し（Ｓ５）、信号の取得（Ｓ１）にリターンする。
設定値ＶＢ２は、抑制制御が停止中である場合に設定される上限電圧の設定値ＶＢ１よりも、高い値である。上限電圧が設定値ＶＢ２に設定されると、第１バッテリ１１は第１バッテリ電圧が設定値ＶＢ２に達するまで充電を実行される。
すなわち、制御装置１４は、上限電圧を設定値ＶＢ１から設定値ＶＢ２へ引き上げることで、第１バッテリ１１の最大充電容量を増加させる。このように、抑制制御を実行するにあたり、第１バッテリ１１の最大充電容量を増加させることで、第１バッテリ１１が満充電状態となり、抑制制御が実行不能となることを防止できる。
一方、前記判断（Ｓ２）がＮＯ（変速機がロックアップ中でない）の場合、また、前記判断（Ｓ３）がＮＯ（第１バッテリ電圧がＶＢｌｏｗ以下）の場合、制御装置１４は、抑制制御が実行中であれば抑制制御を停止し（Ｓ６）、変速制御装置１８へ回転数を上昇させるように要求信号を出力し（Ｓ７）、第１バッテリ１１の上限電圧を設定値ＶＢ１に設定し（Ｓ８）、信号の取得（Ｓ１）にリターンする。なお、要求信号を受信した変速制御装置１８は、変速比を制御して回転数を上昇させる。

前記抑制制御（Ｓ５）においては、図２に示すように、抑制制御のプログラムがスタートすると、制御装置１４は内燃機関１の各気筒♯の工程を算出する（Ｓ５１）。具体的には、カム角センサ１６の出力値に基づき、各気筒♯がどの工程中にあるのかを判定する。
次に、制御装置１４は、工程判別の結果に基づき、発電機５に励磁電流を出力する期間を設定する（Ｓ５２）。具体的には、図３に示すように、工程判別（Ｓ５１）によって算出された燃焼工程の期間であって、かつ期間設定マップを参照して求められたクランク角の期間を励磁電流の出力期間として設定する。なお、期間設定マップは、予め実験などによって、内燃機関１のエンジン回転数およびエンジン負荷に応じたクランク角の期間を求め、これらの情報を記憶部２１に保存したものである。
さらに、制御装置１４は、発電機５の励磁電流のテューティ比を設定する（Ｓ５３）。このテューティ比は、デューティマップを参照して決定される。このデューティマップは、予め実験などによって、内燃機関１のエンジン回転数およびエンジン負荷とに応じた適切なデューティ比を求め、これらの情報を記憶部２１に保存したものである。
制御装置１４は、クランク角が設定された出力期間であるとき、所定のデューティ比で励磁電流を発電機５に出力し（Ｓ５４）、図１のメインフローチャートにリターンする。

このように、発電機５の制御装置１４は、抑制制御が実行される際、容量変更部２０が第１バッテリ１１の空き容量を増加させるため、抑制制御部１９は第１バッテリ１１が満充電に近い場合であっても発電機５に十分な発電を行わせることができる。
従って、この発電機５の制御装置１４は、第１バッテリ１１の状態に関わらず確実な抑制制御を実行することができ、図３に破線で示すようにクランクシャフト２の角速度を低減させ、内燃機関１の振動を抑制させることができる。
また、発電機５の制御装置１４は、第１バッテリ１１をリチウムイオン電池とすることで、充放電の効率が高いため、抑制制御により生じる電力を取り込んだ後、電気負荷１７への供給が円滑に行われる。従って、第１バッテリ１１の空き容量が、大きい状態に維持しやすくなる。
なお、発電機５は、オルタネータの代わりに、モータジェネレータを使用することもできる。制御装置１４は、燃焼工程においては通常のオルタネータと同様に発電負荷を発生させることで、クランクシャフト２の角速度の上昇を低減し、圧縮工程においてはモータとして作動させることで、圧縮工程におけるクランクシャフト２の角速度の低下を減少させる。これにより、内燃機関１２の振動をさらに抑制することができる。

図６〜図１０は、この発明の実施例２を示すものである。図９において、車両などに搭載される内燃機関１０１は、複数の気筒♯を有し、駆動力を出力するクランクシャフト１０２を備えている。クランクシャフト１０２の端部には、クランクプーリ１０３を取り付けている。内燃機関１０１は、クランクシャフト１０２により駆動される補機として、ウォータポンプ１０４と発電機１０５（オルタネータ）と備えている。ウォータポンプ１０４は、ポンププーリ１０６を備えている。発電機１０５は、発電機プーリ１０７を備えている。クランクプーリ１０３とポンププーリ１０６と発電機プーリ１０７とには、アイドラプーリ１０８を介して伝達ベルト１０９を捲掛けている。
内燃機関１０１の駆動力は、クランクシャフト１０２から伝達ベルト１０９を介してウォータポンプ１０４と発電機１０５とに伝達される。ウォータポンプ１０４は、内燃機関１０１の駆動力によりラジエータとの間で冷却水を循環させ、内燃機関１０１の冷却を行う。発電機１０５は、内燃機関１０１の駆動力により発電を行う。

前記発電機１０５は、第１出力線１１０により第１のバッテリ１１１の正極端子に接続している。第１バッテリ１１１は、第１接地線１１２により負極端子を車両の車体に接地している。第１バッテリ１１１は、リチウムイオン電池であり、発電機１０５の発電した電力を蓄電する。また、発電機１０５は、第１出力線１１０に接続された第２出力線１１３により第２のバッテリ１１４の正極端子に接続している。第２バッテリ１１４は、第２接地線１１５により負極端子を車両の車体に接地している。第２バッテリ１１４は、リチウムイオン電池であり、発電機１０５の発電した電力を蓄電する。
第２バッテリ１１４は、第２出力線１１３に接続された電装部品などの電気負荷１１６に電力を供給する。前記第１バッテリ１１１の正極端子と第２バッテリ１１４の正極端子とは、連絡線１１７を介してＤＣ−ＤＣコンバータ１１８により接続している。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８は、第１バッテリ１１１のバッテリ電圧を昇圧して第２バッテリ１１４に供給する。
前記発電機１０５は、制御装置１１９により発電量を制御される。制御装置１１９には、クランクシャフト１０２の回転角を検出するクランク角センサ１２０と、カムシャフトの回転角を検出するカム角センサ１２１と、第１接地線１１２に設けられ第１バッテリ１１１の電圧・電流などのバッテリ状態を検出する第１バッテリセンサ１２２と、第２接地線１１５に設けられ第２バッテリ１１４の電圧・電流などのバッテリ状態を検出する第２バッテリセンサ１２３と、変速機の変速制御及びロックアップ制御を行う変速制御装置１２４と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８と、第１出力線１１０を開閉する第１リレー１２５と、第２出力線１１３を開閉する第２リレー１２６とを接続している。
制御装置１１９は、これらセンサ１２０〜１２３及び変速制御装置１２４から入力するクランク角、カム角、バッテリ電圧、バッテリ電流、変速レンジ、ロックアップなどの情報に基づいて、発電機５の駆動を制御するとともに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８、第１リレー１２５、第２リレー１２６の駆動を駆動する。

発電機１０５の制御装置１１９は、抑制制御部１２７と容量変更部１２８と記憶部１２９とを備えている。抑制制御部１２７は、内燃機関１０１の振動を抑制するように発電機１０５の駆動を制御する。抑制制御部１２７の抑制制御により発電機１０５が駆動されて生じた電力は、第１バッテリ１１１あるいは第２バッテリ１１４に蓄電される。容量変更部１２８は、抑制制御部１２７が実行する抑制制御中に、第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力を供給する。また、容量変更部１２８は、抑制制御の実行前に、第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力を供給する。このように、容量変更部１２８は、第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力を供給することで、第１バッテリ１１１の空き容量を増加させる。記憶部１２９は、制御のデータを記憶する。
第１バッテリ１１１は、図１０に示すように、充電可能な電気容量を充電容量とすると、使用可能な電力が残存容量であり、充電容量と残存容量との差が空き容量である。制御装置１１９は、第１バッテリ１１１及び第２バッテリ１１４の充電容量、残存容量、空き容量をバッテリ電圧によって管理している。
制御装置１１９は、第２バッテリ電圧によって、第２バッテリ１１４の残存容量の枯渇おそれを判定する設定値ＶＢｌｏｗ、第１バッテリ１１１の充電容量の上限電圧を設定する設定値ＶＢｏｎを設定している。容量変更部１２７は、残存容量が設定値ＶＢｌｏｗを超えると第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力を供給し、第１バッテリ１１１の空き容量を増加させる。

前記発電機１０５の制御装置１１９は、通常は第１バッテリ１１１の第１バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗ未満になると、発電機５により発電を行い、発生した電力を第１バッテリ１１１に蓄電する（通常制御）。制御装置１１９は、変速機がロックアップ状態、且つ第１バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗ超えの条件が成立すると、抑制制御部１２７により内燃機関１０１の振動を抑制するように発電機１０５の駆動を制御する（抑制制御）。
制御装置１１９は、通常制御に対して、抑制制御時に抑制制御部１２７によりクランク角を基準として発電機１０５の制御を行う。抑制制御部１２７は、変速機のロックアップ時において、内燃機関１０１の振動原因であるクランク角速度変動を抑制するために、クランク角速度が速くなるタイミングに合わせて発電機１０５の回転子に励磁電流を流し、発電負荷を増やす。抑制制御部１２７によって増加された発電負荷は、伝達ベルト１０９を通じてクランクシャフト１０２に伝達されることで、図３に破線で示すように、クランクシャフト２の角速度（ａ）を適度に調整する。
図３の（ａ）は、クランクシャフト１０２の角速度を示している。内燃機関１０１が低速度の回転速度で運転すると、クランクシャフト１０２の角速度（ａ）は実線のように変動する。このとき、変速機がロックアップ状態になると、このクランクシャフト１０２の回転変動が車体に伝わり易くなる。そこで、制御装置１１９は、ロックアップ中に内燃機関１０１の回転変動を抑制するために、各気筒♯のクランク角（Ｃ）が０度から１８０度までの間で所定の期間（各気筒♯の燃焼期間）において発電機１０５を駆動制御して発電トルク（ｂ）を発生させる。
クランク角速度が速くなる期間（クランク角）は、予め制御装置１１９内の記憶部１２９に期間設定マップデータとして記録させておく。抑制制御部１２７は、クランク角センサ１２０の検出値より算出されたクランク角を基準とし、エンジン回転数およびエンジン負荷と記憶部１２９に記憶した前述期間設定マップとにより発電機１０５の励磁電流を流す出力期間（タイミング及び長さ）を決定する。
抑制制御部１２７は、図３に示すように、発電機１０５の発電トルクが予備トルク、抑制トルクの２段階で増加するように発電機１０５に励磁電流を２段階に増加させて流すことで、急激なトルク変動による伝達ベルト１０９の滑りを防止する。励磁電流は、デューティ比により設定される。励磁電流のデューティ比は、記憶部１２９にデューティ比マップデータとして記録させておく。容量変更部１２８は、第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力を供給することで、第１バッテリ１１１の空き容量を増加させる。

発電機１０５の制御装置１１９は、常に安定した抑制制御を行うために、クランク角速度変動の抑制制御で発生する電荷を溜める専用で高効率の第１バッテリ１１１を備えている。
制御装置１１９は、変速機からのロックアップ制御信号を受信したときに、その他の条件も満たすと、第２バッテリ１１４の第２バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗ（例えば１１Ｖ）超えの場合、第１リレー１２５をＯＮ、第２リレー１２６をＯＦＦし、抑制制御を開始する。抑制制御にて発電機１０５により発電された電荷は、第１バッテリ１１１側に充電される。
制御装置１１９は、第１バッテリ１１１の第１バッテリ電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１１８の作動条件電圧である設定値ＶＢｏｎ（例えば、８Ｖ）以上になった時に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８に作動ＯＮ信号を送信する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８は、第１バッテリ電圧を目標電圧である設定値ＶＢ３（例えば、１３Ｖ）に昇圧し、第２バッテリ１１４に給電して充電する。
この時の第１リレー１２５・第２リレー１２６のＯＮ−ＯＦＦ条件は、
・通常の抑制制御時：第１リレー１２５はＯＮ、第２リレー１２６はＯＦＦとなる。
・抑制制御なしで、第２バッテリ電圧が最低目標電圧の設定値ＶＢｌｏｗ（例えば、１１Ｖ）超えの場合：第１リレー１２５および第２リレー１２６はＯＦＦとなる。
・同じく抑制制御なしで、第２バッテリ電圧が最低目標電圧の設定値ＶＢｌｏｗ以下の場合：第１リレー１２５はＯＦＦ、第２リレー１２６はＯＮとなる。（通常充電と同じリレー状態）
第２バッテリ電圧が最低目標電圧の設定値ＶＢｌｏｗ（例えば、１１Ｖ）以下の場合、第１リレー１２５はＯＦＦ、第２リレー１２６はＯＮとなる。制御装置１１９は、第２バッテリ電圧が最低目標電圧の設定値ＶＢｌｏｗよりも大きくならないと、変速制御装置１２４からのロックアップ信号を受信しても、抑制制御を開始しない。この時、制御装置１１９は、変速制御装置１２４側にロックアップ回転数の変更信号が出される。変速制御装置１２４は、変更信号を受信すると、ロックアップ回転数を高回転側に変更してＮＶＨ（Ｎｏｉｓ、Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ、Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）悪化を抑制する。
なお、減速時充電の時には、高充電効率の第２バッテリ１２４側に充電される。このとき、第１リレー１２５はＯＮ、第２リレー１２６はＯＦＦとなる。
また、抑制制御時には、発電機１０５に励磁電流を流し、発電することによりクランクシャフト１０２の軸出力は下がる。そこで、抑制制御実行と判定された場合は、内燃機関１０１の補正トルクを目標トルクに反映する。

次に作用を説明する。
図６おいて、発電機１０５の制御装置１１９は、発電制御のプログラムがスタートすると、各センサ１２０〜１２３及び変速制御装置１２４から出力される信号を取得する（Ｓ１００）。具体的には、クランク角センサ１２０、カム角センサ１２１、第１バッテリセンサ１２２、第１バッテリセンサ１２３の出力値を取得し、変速制御装装置１２４からロックアップの状態情報を取得する。
制御装置１１９は、変速制御装置１２４からの情報に基づき、変速機がロックアップ中であるか否かを判断する（Ｓ２００）。
判断（Ｓ２００）がＹＥＳの場合は、第２バッテリセンサ１２３からの出力値に基づき、第２バッテリ電圧（残存容量）が設定値ＶＢｌｏｗ超えであるか否かを判断する（Ｓ３００）。
制御装置１１９は、第２バッテリ１１４の第２バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗより高く、判断（Ｓ３００）がＹＥＳの場合、抑制制御を実行しても第２バッテリ１１４が枯渇することが無い程度の残存容量を備えていると判断し、ステップＳ４００へと進む。
ステップＳ４００において、制御装置１１９は、第１容量変更制御を実行する。第１容量変更制御（Ｓ４００）は、第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力の供給を開始する制御である。このように、抑制制御を実行するにあたり、第１バッテリ１１１の空き容量を増加させることで、第１バッテリ１１１が満充電状態となり、抑制制御が実行不能となることを防止できる。
制御装置１４は、第１容量変更制御を実行（Ｓ４００）した後、抑制制御を実行し（Ｓ５００）、信号の取得（Ｓ１００）にリターンする。
一方、前記判断（Ｓ２００）がＮＯ（変速機がロックアップ中でない）の場合、また、前記判断（Ｓ３００）がＮＯ（第２バッテリ電圧がＶＢｌｏｗ以下）の場合、制御装置１１９は、第２バッテリ１１４が枯渇する可能性があるため、抑制制御が実行中である場合は抑制制御を停止させる（Ｓ６００）。第２バッテリ１１４は、電気負荷１１６が接続されており、残存容量が枯渇した場合、電力供給ができなくなるからである。
制御装置１１９は、変速制御装置１２４へ回転数を上昇させるように要求信号を出力する（Ｓ７００）。なお、要求信号を受信した変速制御装置１２４は、変速比を制御して回転数を上昇させる。
制御装置１１９は、変速制御装置１２４へ要求信号を出力した後、第２容量変更制御を実行し（Ｓ８００）、信号の取得（Ｓ１００）にリターンする。第２容量変更制御（Ｓ８００）は、第２バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗに達するまで、第２バッテリ１１４に充電を行い、第２バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗに達した後は、第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４ヘ給電する制御である。
すなわち、第２容量変更制御は、抑制制御の実行前に、第２バッテリ１１４を充電し、かつ第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４ヘ給電することで、第１バッテリ１１１の空き容量を確保する制御である。

前記第１容量変更制御（Ｓ４００）においては、図７に示すように、変更制御のプログラムがスタートすると、制御装置１１９は抑制制御を実行するにあたり、第１リレー１２５をＯＮし、第２リレーをＯＦＦすることで、第１バッテリ１１１を発電機１０５と接続し、第２バッテリ１１４を遮断する（Ｓ４０１）。
次に、制御装置１１９は、第１バッテリ電圧が設定値ＶＢｏｎ超えであるか否かを判断する（Ｓ４０２）。第１バッテリ電圧が設定値ＶＢｏｎより大きい場合、抑制制御により生じる電力を第１バッテリ１１１に蓄電できなくなる恐れがある。
このため、制御装置１１９は、第１バッテリ１１１の充電量が設定値ＶＢｏｎを超えている場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、空き容量を確保すべく、第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４に給電を開始し（Ｓ４０３）、ステップ５００へ移行する。このとき、制御装置１１９は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１１８を作動させ、電圧を設定値ＶＢ３へ昇圧させて第２バッテリ１１４に給電する。
前記判断（Ｓ４０２）がＮＯ（第１バッテリ１１１の充電量が設定値ＶＢｏｎ以下）の場合、制御装置１１９は、抑制制御に伴い発生した電力を第１バッテリ１１１ヘ給電し（Ｓ４０４）、ステップ５００へ移行する。

前記第２容量変更制御（Ｓ８００）においては、図８に示すように、変更制御のプログラムがスタートすると、制御装置１１９は抑制制御が停止した状態で、第１リレー１２５をＯＦＦし、第２リレーをＯＮすることで、発電機１０５から第１バッテリ１１１を遮断し、第２バッテリ１１４を発電機１０５に接続する（Ｓ８０１）。
次に、制御装置１１９は、第２バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗ超えであるか否かを判断する（Ｓ８０２）。
制御装置１１９は、第２バッテリ電圧が設定値ＶＢｌｏｗより大きく、第２バッテリ１１４の残存容量が高い場合、第２バッテリ１１４が枯渇する心配が無いため、第１リレー１２５をＯＮし、第２リレー１２６をＯＦＦすることで、第１バッテリ１１１を発電機１０５に接続し、発電機１０５から第２バッテリ１１４を遮断する（Ｓ８０３）。
第１バッテリ１１１の発電機１０５への接続（Ｓ８０３）で、制御装置１１９は、第１バッテリ電圧が設定値ＶＢｏｎ超えであるか否かを判断する（Ｓ８０４）。
制御装置１１９は、第２バッテリ１１４が設定値ＶＢｌｏｗを超えて充電されており（Ｓ８０２：ＹＥＳ）、かつ第１バッテリ１１１が設定値ＶＢｏｎを超えて充電されている場合（Ｓ８０４：ＹＥＳ）、次回の抑制制御に備えて第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４への給電を実行し（Ｓ８０５）、プログラムをエンドにする。
また、制御装置１１９は、第２バッテリ１１４が設定値ＶＢｌｏｗを超えて充電されており（Ｓ８０２：ＹＥＳ）、かつ第１バッテリ１１１が設定値ＶＢｏｎ以下に充電されている場合（Ｓ８０４：ＮＯ）、なにもせずにプログラムをエンドにする。
一方、前記判断（Ｓ８０２）がＮＯ（第２バッテリ電圧がＶＢｌｏｗ以下）の場合、制御装置１１９は、第２バッテリ１１４が枯渇する可能性があるため、第１リレー１２５をＯＦＦし、第２リレー１２６をＯＮした状態（Ｓ８０１）を維持することで、第２バッテリ１１４に発電機１０５に接続した状態を維持し、発電機１０５から第２バッテリ１１４に充電を行い（Ｓ８０３）、プログラムをエンドにする。

このように、発電機１０５の制御装置１１９は、第１バッテリ１１１に加えて第２バッテリ１１４を備え、抑制制御部１２７による抑制制御中に、容量変更部１２８により第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力を供給するため、抑制制御に必要な第１バッテリ１１１の空き容量を常に確保することができる。
従って、発電機１０５の制御装置１１９は、第１バッテリ１１１の状態に関わらず確実な抑制制御を実行することができ、内燃機関１の振動を抑制させることができる。
発電機の制御装置は、第１バッテリのみを備えて抑制制御を行う場合、第１バッテリは抑制制御に伴う発電により満充電に達し、抑制制御が停止することがある。このような状態が継続すると、抑制制御の実行頻度が低下する恐れがある。
そこで、発電機１０５の制御装置１１９は、第１バッテリ１１１に加えて第２バッテリ１１４を備え、抑制制御部１２７による抑制制御の実行前に、容量変更部１２８により第１バッテリ１１１から第２バッテリ１１４へ電力を供給することで、抑制制御の実行時には、第１バッテリ１１１に十分な空き容量を確保することができる。
従って、発電機１０５の制御装置１１９は、第１バッテリ１１１が満充電に達することを防止でき、抑制制御の実行頻度を向上させることができる。
また、発電機１０５の制御装置１１９は、第１バッテリ１１１をリチウムイオン電池とすることで、充放電の効率が高いため、抑制制御により生じる電力を取り込んだ後、電気負荷１１６への供給が円滑に行われる。従って、第１バッテリ１１１の空き容量が、大きい状態に維持しやすくなる。

この発明は、バッテリの状態に関わらず、確実に抑制制御を実行することができるものであり、内燃機関の駆動力により発電を行う発電機を搭載した車両、船舶などの産業機器に適用が可能である。

１ 内燃機関
２ クランクシャフト
３ クランクプーリ
５ 発電機
７ 発電機プーリ
９ 伝達ベルト
１０ 第１出力線
１１ 第１バッテリ
１２ 第１接地線
１３ 電気負荷
１４ 制御装置
１５ クランク角センサ
１６ カム角センサ
１７ 第１バッテリセンサ
１８ 変速制御装置
１９ 抑制制御部
２０ 容量変更部
２１ 記憶部

Claims (5)

1. 内燃機関の駆動力により発電を行う発電機と、前記内燃機関の振動を抑制するように前記発電機を制御する抑制制御部と、前記抑制制御により生じた電力を蓄電する第１のバッテリと、前記抑制制御中の前記第１バッテリの空き容量を増加させる容量変更部とを備えたことを特徴とする発電機の制御装置。
2. 前記容量変更部は、前記第１バッテリの充電容量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の発電機の制御装置。
3. 第２のバッテリを備え、前記容量変更部は、前記抑制制御中に前記第１バッテリから前記第２バッテリへ電力を供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電機の制御装置。
4. 第２のバッテリを備え、前記容量変更部は、前記抑制制御の実行前に前記第１バッテリから前記第２バッテリへ電力を供給することを特徴とする請求項１〜３記載の発電機の制御装置。
5. 前記第１バッテリは、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項３又は４記載の発電機の制御装置。

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