JP4651719B2 - 車輌用回転電機の発電制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車輌に搭載される車輌用回転電機の発電動作を制御する発電制御装置に関するものである。

従来、自動車等の車輌に搭載される車輌用回転電機としての発電機は、電圧調整器（レギュレータ）により車輛状態に関係なく発電電圧が一定となるように制御されていた。しかし、近年、環境保護、燃費向上、ドライバビリティの向上等を目的として、車輌の走行状態、電気負荷の状態、バッテリの状態等に応じて発電機の発電電圧を可変に制御する技術が採用されつつある。この技術によれば、例えば、車輌の加速時には発電機に対する外部からの発電電圧指令値を低く設定してエンジンに対する負荷トルクを低減し、逆に車輛の減速時やアクセルオフ時には発電電圧を急激に上昇させて積極的に発電を行うように制御している。

一方、一般的に普及しているガソリンエンジンは、低回転領域に於いては非常に非力であり、又、そのエンジンのトルク応答性は、エンジンに搭載される発電機の発電トルクに比べて大幅に長い特徴がある。そこで、従来、エンジンの回転の安定化等のために、発電機の電気負荷が急激に増えた際にも発電機の出力を急激に上昇させずに漸増させる、所謂、負荷応答制御が行われている。

更に、バッテリに充電を行う車輌用発電機の出力電圧を制御する車輌用発電機制御装置に於いて、外部制御装置から入力される指令信号としてのパルス信号のデューティ（ＤＵＴＹ）比を検出するデューティ比検出手段と、車輌用発電機の界磁電流の増加を抑制する負荷応答制御手段と、デューティ比検出手段により検出されたデューティ比が所定範囲に含まれているときに負荷応答制御手段の動作を無効にする無効制御手段と備え、外部制御装置がパルス信号のデューティ比を所定範囲内の値に設定することにより負荷応答制御の要否を選択するようにし、発電電圧の制御と負荷応答制御との欠点を補うように併用してエンジンの回転の安定化と燃費の低減を図るようにした発電制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３１５２２１号公報

従来の負荷応答制御による発電量の抑制制御を行うようにした回転電機の発電制御装置は、車輛減速時等の積極的な発電時である急速発電時にも動作するため、短時間での急速発電時には十分な発電量を確保することができないという課題があった。又、特許文献１に示された従来の発電制御装置の場合、現在の発電電圧指令としてのデューティ比が所定の範囲内にあるときのみを急速充電必要時とみなして発電量抑制手段を無効にしており、その所定範囲以外のときに発電量抑制手段を無効とすることができず、要求に合致したきめの細かい発電量の制御ができないという課題があった。

この発明は、このような従来の装置の課題を解決するために成されたもので、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップを招くことなく、最良の発電制御を可能とする回転電機の発電制御装置を得ることを目的としたものである。

この発明による車輌用回転電機の発電制御装置は、
内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、
前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、
前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、
前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部と、
を備えたことを特徴とするものである。

又、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置は、
内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、
前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、
前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、
前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部とを備え、
前記発電量抑制度合いの変更は、前記発電量を漸増若しくは漸減の傾きを変更することにより行うことを特徴とするものである。

更に、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置は、
内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、
前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、
前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、
前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部とを備え、
前記発電量抑制度合いの変更は、前記発電量を漸増若しくは漸減させる動作開始判定しきい値を変更することにより行うことを特徴とするものである。

この発明による車輌用回転電機の発電制御装置に於いて、望ましくは、前記しきい値は、前記内燃機関の回転速度に基づいて設定される。

この発明による車輌用回転電機の発電制御装置に於いて、望ましくは、前記しきい値は、前記車輌用回転電機の界磁電流値に基づいて設定される。

この発明による車輌用回転電機の発電制御装置に於いて、望ましくは、前記しきい値は、前記車輌用回転電機の発電量を制御する界磁デューティを変更することにより行われる。

更に、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置に於いて、望ましくは、前記発電量判定部は、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値との差分と所定値とを比較し、前記差分が前記所定値に対して所定の関係にあるとき、前記発電量抑制度合いを変更するとの判定を行うように構成される。

更に、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置に於いて、望ましくは、前記発電電圧過去指令値は、前記過去の複数の発電電圧指令値の移動平均で構成される。

又、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置に於いて、望ましくは、前記発電量判定部は、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値との差分と所定値とを比較し、前記差分が前記所定値に対して所定の関係にあり、且つ前記過去の発電電圧指令値が所定の範囲にあるとき、前記発電量抑制度合いを変更するとの判定を行うことを特徴とする請求項１乃至８のうち何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。

更に、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置に於いて、望ましくは、前記発電量判定部は、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値との差分と所定値とを比較し、前記差分が前記所定値に対して所定の関係にあり、且つ前記車両用回転電機の温度が所定の範囲にあるとき、前記発電量抑制度合いを変更するとの判定を行うように構成される。

この発明による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部と、を備えているので、過去と現在の少なくとも一方の車輌発電状態の変遷を把握でき、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップ等を招くことなく、最良の発電制御が可能となる。

又、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部とを備え、前記発電量抑制度合いの変更は、前記発電量を漸増若しくは漸減の傾きを変更することにより行うようにしたので、過去と現在の少なくとも一方の車輌発電状態の変遷を把握でき、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップ等を招くことなく、最良の発電制御が可能となる。

更に、この発明による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、前記発電電圧指令部から
発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部とを備え、前記発電量抑制度合いの変更は、前記発電量を漸増若しくは漸減させる動作開始判定しきい値を変更することにより行うようにしたので、過去と現在の少なくとも一方の車輌発電状態の変遷を把握でき、装置の大型化、信頼性の低下、コストアップ等を招くことなく、最良の発電制御が可能となる。

この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置を搭載した車輌の構成を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置に与えられる指令信号のデューティ比と発電電圧指令値との関係を示す特性図である。 この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量漸増又は発電量漸減のための傾きの設定例を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制判定部の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施形態２による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量漸増又は発電量漸減のための動作開始しきい値の設定例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制判定部の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける動作禁止判定しきい値の設定例を示す説明図である。 この発明の実施の形態４による車輌用回転電機の発電制御装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態４による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける動作開始判定しきい値の設定例を示す説明図である。 この発明の実施形態４による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける動作開始判定しきい値の別の設定例を示す説明図である。 この発明の実施の形態４による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制判定部の動作を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置を搭載した車輌の構成を示す構成図である。図１に於いて、ガソリンエンジン若しくはディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、エンジンと称する）１０１とこの発明の実施の形態１による発電制御装置を搭載した車輌用回転電機１０２とは、トルクの授受可能な状態でベルトやプーリー等からなる結合手段１０４を介して互いに結合されている。車輌用回転電機１０２は、蓄電池１０３と電気的に接続されており、外部制御装置１０５から車輌用回転電機１０２に対して与えられる目標発電電圧の指令信号に基づいて発電制御が行われる。尚、エンジン１０１と車輌用回転電機１０２とは、結合手段１０４を介さずに直接結合されていてもよい。

図２は、この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置の構成を示すブロック図である。図２に於いて、発電制御装置１１０は、発電電圧指令部１１１と、発電電圧指令記憶部１１２と、発電量抑制判定部１１３とを備えている。

車輌用回転電機１０２に搭載された発電制御装置１１０は、図１に示す外部制御装置１０５に信号線により電気的に接続されており、外部制御装置１０５から信号線を介して与えられる目標発電電圧の指令信号を構成するパルス信号のデューティ比を検出し、この検出したデユーティ比をこれとほぼ比例関係にある発電電圧指令値に変換して出力する。

図３は、この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置に与えられる指令信号のデューティ比と発電電圧指令値との関係を示す特性図である。図３に示すように、発電電圧指令値は、外部制御装置１０５から与えられる目標発電電圧の指令信号のデューティ比が１０．０［％］から９０．０［％］までの範囲に於いて、そのデューティ比に直線的に比例して１２．０［Ｖ］から１５．５［Ｖ］の値となる。又、指令信号のデューティ比が０［％］乃至１０．０［％］までは発電電圧指令値は１４．５［Ｖ］の一定値であり、デューティ比が９０．０［％］を超えると１５．５［Ｖ］の一定値となる。尚、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）やＢＳＳ（Bit Synchronous Signal）等に代表されるシリアル通信手段や、信号のオン、オフのみによる目標発電電圧の指令信号を用いるようにしても良い。

蓄電池の状態や車輌の走行状態等を認識している外部制御装置１０５からの指令信号に基づいて発電電圧指令部１１１が発電電圧指令値を発生するので、車輌全体にとって常に最適な発電電圧指令値を生成することができる。

発電電圧指令部１１１は、外部制御装置１０５から目標発電電圧の指令信号に基づく発電電圧指令値が与えられると、この発電電圧指令値に基づいて、車輌用回転電機１０２が発電すべき現在の発電電圧指令値（以下、発電電圧現在指令値と称する）Ｖ_now*を発生する。発電電圧指令記憶部１１２は、発電電圧指令部１１１により発生された発電電圧現在指令値Ｖ_now*を順次記憶する。発電量制御判定部１１３は、発電電圧指令部１１１から出力される発電電圧現在指令値Ｖ_now*と、発電電圧指令記憶部１１２に記憶されている過去の発電電圧指令値（以下、発電電圧過去指令値と称する）Ｖ_past*とが入力され、この入力された発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*とから、後述するようにして発電量抑制度合いの変更判定を行う。

発電電圧指令記憶部１１２から出力される発電電圧過去指令値Ｖ_past*は、発電電圧指令部１１１から出力される発電電圧現在指令値Ｖ_now*に対するＮ回前の発電電圧指令値である。従って、発電電圧現在指令値が周期的に変化に対しても、発電量抑制制御の要否の判定を正確に行うことができる。

図４は、この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量漸増又は発電量漸減のための傾きの設定例を示す説明図である。図４に於いて、傾きＡは、発電量［Ｗ］を「０」からほぼ垂直に所定値に立ち上げる急速充電状態の特性である。傾きＢは、デフォルトの傾きであり、所定時間内で段階的に「０」から所定値に立ち上げる通常発電状態の特性である。

図５は、この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制判定部１１３の動作を示すフローチャートである。図５に示す処理は、所定の時間間隔で繰り返される。図５に於いて、スタート時点に於いては、発電制御装置１１０には、前述の傾きＢがデフォルト設定されている。先ずステップＳ１００に於いて、発電量抑制度合いの変更が行われているか否かの判定、即ち発電量抑制変更許可フラグがクリアされているか否かの判定を行う。ステップＳ１００での判定の結果、発電量抑制変更許可フラグがクリアされていると判定された場合は、発電量抑制変更が許可されていないことを意味し、従ってこの時点では発電量漸増又は発電量漸減のための傾きはデフォルト設定され
ている傾きＢであり、通常発電状態にある。

さて、ステップＳ１００での判定の結果、発電量抑制変更許可フラグがクリアであると判定された場合は、ＹｅｓとなってステップＳ１０１に進み、発電電圧指令部１１１にて生成された発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧指令記憶部１１２に記憶されていたＮ回前の発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が、所定値Ｖ_sub#th以上か否かの判定を行う。

尚、発電電圧指令記憶部１１２から出力される発電電圧過去指令値Ｖ_past*は、Ｎ回前の発電電圧過去指令値に代えて、直近の過去の所定回数分の発電電圧過去指令値、若しくは全ての過去分の発電電圧過去指令値の移動平均により求めた値としてもよい。この場合、移動平均を行うことによりノイズ等による前回の発電指令誤り等に基づく誤判定をなくして安定した発電量抑制判定を行うことができ、外乱に対して強くすることができる。

ステップＳ１０１での判定の結果、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上であった場合、ＹｅｓとなってステップＳ１０２に進み、発電量抑制度合いの変更を行うための発電量抑制変更許可フラグをセットする。続いて、ステップＳ１０３にて所定時間内のみ発電量抑制動作を行うための所定時間カウンタとしてのデクリメントカウンタを所定値にセットし、そしてステップＳ１０４にて発電量漸増又は発電量漸減を行うための傾きＡを選択して、発電量抑制判定部１１３に於ける処理を終了する。これにより、車輌用回転電機１０２は、発電量抑制動作を行っていた通常発電状態から発電量抑制が禁止された急速充電状態に変更される。

このように、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上であった場合には、発電制御装置１１０は、傾きＡにより発電量の抑制を禁止した発電量抑制非動作の制御が行われる。

一方、ステップＳ１０１での判定の結果、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th未満であった場合、ＮｏとなってステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、発電量抑制変更許可フラグはクリアのままであり、従ってステップＳ１１２では発電量漸増又は発電量漸減の傾きはデフォルトの傾きＢのままとする。

このように、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th未満であった場合には、発電制御装置１１０は、傾きＢにより発電量抑制動作を行う。

次に、ステップＳ１００での判定がＮｏである場合、即ち発電量抑制変更許可フラグがクリアされておらず、傾きＡによる急速充電が行われている場合の処理について説明する。この場合は、ステップＳ１００からステップＳ１２１へ進んで発電量抑制度合いの変更が所定時間以上行われているか否かの判定を行い、その判定の結果、所定時間以上行われていると判定した場合、つまりデクリメントカウンタが所定値から「０」にデクリメントされていると判定した場合は、ステップＳ１３１に進んで発電量抑制変更許可フラグをクリアする。これにより、傾きＡから傾きＢに戻り、急速発電状態から通常発電状態に変更される。一方、ステップＳ１２１での判定の結果、デクリメントカウンタが「０」でないと判定した場合は、ステップＳ１２２に進んでデクリメントカウンタのデクリメントを行う。

前述のように傾きＡによる急速発電状態を所定時間内のみ行うようにするのは、急速充電状態の後は、通常発電状態、即ち負荷応答制御を行ってエンジンの安定性に寄与させるとともに、所定の時間を越えて負荷応答制御を禁止しないフェイルセーフとしても有用に機能させるためである。

尚、この発明の実施の形態１では所定時間カウンタをデクリメントカウンタとしたが、当然ながらインクリメントカウンタとしても良く、その場合のステップＳ１２１での判定は、所定時間カウンタが所定値に達していればＹｅｓとなり、ステップＳ１３１に於いて発電量抑制変更許可フラグをクリアし、所定値に達していなければＮｏとなり、ステップＳ１２２に於いて所定時間カウンタをインクリメントすることになる。

次に、具体的な数値例を用いてこの発明の実施の形態１に於ける発電量抑制判定部１１３の動作を説明する。ここで、発電電圧現在指令値Ｖ_now*とＮ回前の発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分と比較する所定値Ｖ_sub#thを０．６［Ｖ］とし、通常発電状態から急速充電状態へと変更する場合を想定する。今、外部制御装置１０５から急速充電状態とするための指令信号としての発電電圧指令値が発生されたとすると、この発電電圧指令値に基づいて、発電制御装置１１０に於ける発電電圧指令部１１１から急速充電状態のための発電電圧現在指令値Ｖ_now*として、例えば１５．０［Ｖ］が出力される。

発電電圧指令記憶部１１２から出力されるＮ回前の過去の通常発電状態のための発電電圧過去指令値Ｖ_past*が１４．４［Ｖ］であるとすれば、発電量抑制制御判定部１１３に於ける判定では、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分（１５．０［Ｖ］−１４．４［Ｖ］＝０．６［Ｖ］）が所定値Ｖ_sub#th（０．６Ｖ））と等しくなり、［（Ｖ_now*−Ｖ_past*）≧Ｖ_sub#th］が成立するので、発電電圧を急速に立ち上げて急速充電状態とするための前述の傾きＡを選択することになる。

一方、通常発電状態の間での発電電圧の変更を行う場合を想定する。今、外部制御装置１０５から、通常発電状態での発電電圧過去指令値Ｖ_past*である１４．４［Ｖ］から発電電圧現在指令値Ｖ_now*１４．６［Ｖ］への変更のための指令信号が出力されたとすると、（Ｖ_now*−Ｖ_past*＜Ｖ_sub#th）となるので、発電量抑制判定部１１３に於けるステップＳ１０１での判定結果はＮｏとなり、発電量抑制度合いの変更は行われず、デフォルトの傾きである傾きＢによる通常発電が行われることになる。尚、この場合、ステップＳ１００に於いて発電量抑制変更許可フラグがクリアであると判定されてステップＳ１０１へ進んでいることが条件である。

尚、前述では、ステップＳ１０１に於ける判定は、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上か否かを判定条件として説明したが、これに限らず、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#thを超えているか否かを判定条件としても良い。

更に、ステップＳ１０１に於ける判定は、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以下か否か、又は発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th未満か否かを判定条件としても良い。この場合、図５に於けるステップＳ１０１での判定結果の「Ｙｅｓ」を「Ｎｏ」に変更し、「Ｎｏ」を「Ｙｅｓ」に変更すれば良い。

次に、発電量を抑制する発電量抑制動作について説明する。車輌用回転電機１０２が発生する誘起電圧Ｅは、車輌用回転電機の回転速度をＮｍｇ、主磁束をΦとすると、
Ｅ＝Ｋ１×Ｎｍｇ×Φ・・・・・・・・・・・・・・式（１）
（Ｋ１は係数）
となる。更に、車輌用回転電機１０２が巻線界磁方式の場合、界磁電流Ｉｆは車輌用回転電機の主磁束Φに略比例しているので、式（１）は次のようにも表される。
Ｅ＝Ｋ２×Ｎｍｇ×Ｉｆ・・・・・・・・・・・・・式（２）
（Ｋ２は係数）

車輌用回転電機１０２の誘起電圧Ｅが蓄電池の電圧よりも高くなると、車輌用回転電機１０２を発電機として動作させることができ、その発電量を制御する一般的に単純な方法は、前述の式（１）又は（２）のファクタに関連する因子を増加若しくは減少させることである。例えば、車輌用回転電機１０２が巻線界磁式の場合は、界磁電流Ｉｆの値を増加若しくは減少させ、又は界磁電流Ｉｆを制御するＰＷＭ(Pulse-Width Modulation)のデューティ（ＤＵＴＹ）比を増加又は減少させることによって発電量を制御することができる。そこで、この発明の実施の形態１に於ける車輌用回転電機の発電制御装置では、前述のように式（１）又は（２）に記載のファクタを増加若しくは減少させることにより発電量抑制動作を行う。尚、発電量の傾きを変更することは、前述の式（１）に於ける主磁束φの単位時間当たりの増加減度合いを変更することであり、例えば、車輌用回転電機が巻線界磁式の場合には、前述の式（２）から界磁電流値や界磁電流を制御するＰＷＭのデューティ比等の単位時間当たりの増加減度合いを変更することと等価である。

以上述べたように、この発明の実施の形態１による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、発電電圧指令の「過去値」と「現在値」の両方から発電量抑制制御の要否の判定を行うので、過去と現在の車輌発電状態の変遷を把握でき最良の発電制御が可能となる。

又、現在の発電電圧指令が、過去の発電電圧指令に比べて大きく変化した場合は、発電量の抑制度合いを変更することで発電電圧を急速に立ち上げて急速充電を行い、車輌の減速時等の限られた時間に於いてより多くの発電量を確保することができる。

更に、現在の発電電圧指令と過去の発電電圧指令の変化度合いが小さい場合は、通常の発電量抑制度合い、つまりデフォルト設定による発電量抑制度合いになるため、通常通りの発電特性を実現することができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制判定部の動作と、前述の実施の形態１に於ける発電量抑制判定部の動作とを比較すると、発電量抑制度合いを変更するための判定条件と、発電量抑制度合いの変更方法とが異なる。尚、この発明の実施の形態２による車輌用回転電機の発電制御装置を搭載した車輌の構成、及び車輌用回転電機の発電制御装置の構成は、実施の形態１に於ける図１及び図２と同様である。

先ず、この発明の実施の形態２による回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制動作を開始するための発電量抑制動作開始しきい値について説明する。図６は、この発明の実施形態２による回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制動作開始しきい値の設定例を示す説明図である。図６に示す発電量抑制動作開始判定しきい値は、車輌用回転電機１０２の主磁束の過去の値と現在の値との間の主磁束変化量Δφに基づいて定められ、その主磁束変化量Δφが所定値を越える場合に発電量抑制制御を行うように設定したものである。

図６に示す仕様Ａは、主磁束変化量Δφの比較的大きい値に発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thAを設定したものであり、仕様Ｂは、デフォルトの設定値であって、発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thBを仕様Ａに於ける発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thAに比べてはるかに小さい値（φ_dlt#thA＞＞φ_dlt#thB）に設定したものである。

図６に於いて、仕様Ａでは、主磁束変化量Δφが発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thAを超えた場合に発電量抑制動作を開始して発電量抑制動作域となり、この発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thAを超えるまでは発電量抑制動作が禁止される発電量抑制非動作域となる。一方、デフォルトの仕様Ｂは、通常通りの発電量抑制動作を行うものであり、主磁束変化量Δφが発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thBを超えた場合に発電量抑制動作を開始して発電量抑制動作域となり、主磁束変化量Δφが発電量抑制動作開始しきい値φ_dlt#thBを超えるまでは発電量抑制動作が禁止される発電量抑制非動作域となる。このようにしきい値を設定することにより、仕様Ａにおいて、主磁束の変化が比較的大きくなるまで発電量抑制動作を行わない急速充電状態を創出することができる。

図７は、この発明の実施の形態２による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制判定部の動作を示すフローチャートである。この実施の形態２に於ける図７のフローチャートと前述の実施の形態１に於ける図５のフローチャートとを比較すると、発電量抑制度合いを変更するための判定条件と、発電量抑制度合いの変更方法とが異なる。尚、この発明の実施の形態２による回転電機の発電制御装置を搭載した車輌の構成、及び回転電機の発電制御装置の構成は、実施の形態１に於ける図１及び図２と同様である。

図７に於いて、先ずスタート時点に於いては、発電制御装置１１０には、前述のデフォルトの仕様Ｂが設定されている。ステップＳ２００に於いて発電量抑制度合いの変更が行われているか否かの判定を行い、発電量抑制度合いの変更が行われていない場合、即ち、発電量抑制変更許可フラグがクリアされていると判定した場合は、発電量抑制変更が許可されていないことを意味し、従がってこの時点ではデフォルトの仕様Ｂに設定されている。

ステップＳ２００での判定の結果、Ｙｅｓの場合はステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、発電電圧指令部１１１にて生成された発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧指令記憶部１１２に記憶されていたＮ回前の発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が、所定値Ｖ_sub#th以上か否かの判定を行う。

尚、発電電圧指令記憶部１１２から出力される発電電圧過去指令値Ｖ_past*は、Ｎ回前の発電電圧過去指令値に代えて、直近の過去の所定回数分の発電電圧過去指令値若しくは全ての過去分の発電電圧過去指令値の移動平均により求めた値としてもよい。この場合、移動平均を行うことによりノイズ等による前回の発電指令誤り等に基づく誤判定をなくして安定した発電量抑制判定を行うことができ、外乱に対して強くすることができる。

ステップＳ２０１での判定の結果、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上であった場合、ＹｅｓとなってステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２では、発電電圧過去指令値Ｖ_past*が第１の設定しきい値Ｖ_past#th1と第２の設定しきい値Ｖ_past#th2との範囲内（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦Ｖ_past#th2）にあるか否かの判定を行う。ステップＳ２０２での判定の結果、ＹｅｓであればステップＳ２０３に進み、発電量抑制度合いの変更を行うための発電量抑制変更許可フラグをセットする。

次に、ステップＳ２０４に於いて、発電量抑制度合いの変更を所定時間内でのみ行うための所定時間カウンタであるデクリメントカウンタを所定値にセットし、そしてステップＳ２０５に於いて発電量抑制動作を開始するための動作開始判定しきい値としての定数を前述の仕様Ａに変更し、発電量抑制判定部１１３に於ける処理を終了する。これにより、車輌用回転電機１０２は、発電量抑制動作を行っていた通常発電状態から発電量抑制が禁止された急速充電状態に変更される。

このように、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上であり、且つ発電電圧過去指令値Ｖ_past*が第１の設定しきい値Ｖ_past#th1と第２の設定しきい値Ｖ_past#th2との範囲内（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦Ｖ_past#th2）であった場合には、発電制御装置１１０は、仕様Ａに基づき発電量の抑制を禁止した発電量制御非動作状態となる。

図７に於いて、ステップＳ２０１での判定の結果、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#thに満たない場合は、ＮｏとなってステップＳ２１１に進む。又、ステップＳ２０１からステップＳ２０２に進んで、発電電圧過去指令値Ｖ_past*が第１の設定しきい値Ｖ_past#th1と第２の設定しきい値Ｖ_past#th2との範囲内（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦Ｖ_past#th2）に存在しないと判定した場合も、ＮｏとなってステップＳ２１１へ進む。

ステップＳ２１１では、発電量抑制変更許可フラグはクリアのままであり、ステップＳ２１２ではデフォルトの仕様Ｂに設定され、通常の発電制御状態となる。

次に、図７に於いて、発電量抑制度合いの変更が行われている場合、つまり仕様Ａによる急速充電が行われており、ステップＳ２００での判定がＮｏである場合の処理について説明する。この場合は、ステップＳ２００からステップＳ２２１へ進んで発電量抑制度合いの変更が所定時間以上行われているか否かの判定を行い、その判定の結果、所定時間以上行われていると判定した場合、つまりデクリメントカウンタが所定値から「０」にデクリメントされていると判定した場合は、ステップＳ２３１に進んで発電量抑制変更許可フラグをクリアする。これにより、急速発電の仕様Ａからデフォルトの仕様Ｂに戻り、通常発電状態となる。一方、ステップＳ２２１での判定の結果、デクリメントカウンタが「０」でないと判定した場合は、ステップＳ２２２に進んで所定時間カウンタのデクリメントを行う。

前述のように傾きＡによる急速発電状態を所定時間内のみ行うようにするのは、急速充電状態の後は、通常発電状態、即ち負荷応答制御を行ってエンジンの安定性に寄与させるとともに、所定の時間を越えて負荷応答制御を禁止しないフェイルセーフとしても有用に機能させるためである。

尚、この発明の実施の形態２では所定時間カウンタをデクリメントカウンタとしたが、当然ながらインクリメントカウンタとしても良く、その場合のステップＳ２２１での判定は、所定時間カウンタが所定値に達していればＹｅｓとなり、ステップＳ２３１に於いて発電量抑制変更許可フラグをクリアし、所定値に達していなければＮｏとなり、ステップＳ２２２に於いて所定時間カウンタをインクリメントすることになる。

次に、具体的な数値例を用いてこの発明の実施の形態２に於ける発電量抑制判定部１１３の動作を説明する。ここで、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分との比較を行うための所定値Ｖ_sub#thを１．０［Ｖ］とし、第１の設定しきい値Ｖ_past#th1を１３．０[Ｖ]、第２の設定しきい値Ｖ_past#th2を１４．０［Ｖ］とし、エンジンの始動後や加速状態から定速状態への移行時等のように、発電カット状態から通常発電状態への移行を想定する。この移行状態では、通常通り発電量抑制動作を実行するのが良い。

今、発電カット状態から通常発電状態へ移行する指令信号が外部制御装置１０５から出され、発電カット状態では発電電圧過去指令Ｖ_past*が１２．０［Ｖ］であった状態から、発電電圧現在指令Ｖ_now*を１４．４［Ｖ］に変更して通常発電状態とする発電電圧の変更が行われたとすると、（Ｖ_now*−Ｖ_past*≧Ｖ_sub#th）が成立するので図７のステップＳ２０１での判定結果はＹｅｓとなりステップＳ２０２へ進むが、（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦_Vpast#th2）が不成立であるのでステップＳ２０２での判定結果はＮｏとなり、ステップＳ２１１へ進み、続いてステップＳ２１２へと進む。

従って、この場合、発電量抑制の変更は行われず、図６に示すデフォルトの仕様Ｂによる発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thBが選択される。これにより、確実に発電量抑制が行われるため、快適で信頼性の高い車輌用回転電機を提供することができる。

次に、充放電バランス状態から急速充電状態への移行を想定する。この移行状態では、確実に急速充電を実行させるために発電量抑制動作を禁止して発電量抑制非動作とするのが良い。今、充放電バランス状態から急速充電状態へ移行する指令信号が外部制御装置１０５から出され、充放電バランス状態では発電電圧過去指令値Ｖ_past*が１３．５［Ｖ］であった状態から、発電電圧現在指令値Ｖ_now*を１５．０［Ｖ］に変更して急速充電状態とする発電電圧の変更が行われたとすると、（Ｖ_now*−Ｖ_past*≧Ｖ_sub#th）、及び（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦Ｖ_past#th2）の両方が成立するので、図７のステップＳ２０３へ進み、続いてステップＳ２０４、Ｓ２０５へと進む。

これにより、図６に示す仕様Ｂから仕様Ａに変更され、発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thAが選択される。その結果、回転電機の主磁束変化量Δφが発電量抑制動作開始判定しきい値φ_dlt#thAを超えるまで発電量抑制動作が禁止され、短時間の急速充電も確実に実行されることになる。

更に、充放電バランス状態から通常発電状態への移行を想定する。この移行状態では、通常通り発電量抑制動作を実行するのが良い。今、充放電バランス状態から通常発電状態へ移行する指令信号が外部制御装置１０５から出され、充放電バランス状態では発電電圧過去指令値Ｖ_past*が１３．５［Ｖ］であった状態から、発電電圧現在指令値Ｖ_now*を１４．４［Ｖ］に変更して通常発電状態とする発電電圧の変更が行われたとすると、（Ｖ_now*−Ｖ_past*≧Ｖ_sub#th）が成立しないため、図７のステップＳ２０１での判定結果はＮｏとなる。

従って、ステップＳ２１１及びステップＳ２１２へと進み、発電量抑制の変更は行われずデフォルトの仕様Ｂが設定される。尚、この場合、（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦Ｖ_past#th2）は成立しているが、前述の通りステップＳ２０２へは進まないのでステップＳ２０２での判定は行われない。これにより、現在の発電量抑制動作が行われている車輌と同様に快適で信頼性の高い車輌用回転電機を提供することができる。

尚、前述では、ステップＳ２０１に於ける判定は、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上か否かを判定条件として説明したが、これに限らず、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#thを超えているか否かを判定条件としても良い。

更に、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以下か否か、又は発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th未満か否かを判定条件としても良い。これらの場合、図７に於けるステップＳ２０１での判定結果の「Ｙｅｓ」を「Ｎｏ」に変更し、「Ｎｏ」を「Ｙｅｓ」に変更すれば良い。

以上述べたように、この発明の実施の形態２による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、現在の発電電圧指令が過去の発電電圧指令に比べて大きく変化した場合でも、過去の発電電圧指令値によっては発電量抑制度合いが変更されないため急速充電が不要な領域を設定することができる。例えば、前述したように過去の発電電圧指令が１２．０[Ｖ]の発電カット状態から、１４．４[Ｖ]の通常発電への移行時に於いて急速充電を行わずに従来通りに発電量を抑制し、エンジン負荷を漸増させることができるため、エンジンの安定性に寄与することができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３による車輌用回転電機の発電制御装置は、前述の実施の形態２に於ける図７のフローチャートのステップＳ２０５、及びステップＳ２１２の内容を変更したものである。尚、この発明の実施の形態３による車輌用回転電機の発電制御装置を搭載した車輌の構成、及び車輌用回転電機の発電制御装置の構成は、実施の形態１に於ける図１及び図２と同様である。

図７に於いて、ステップＳ２０４に進んで発電量抑制度合いの変更を所定時間内のみ行うための所定時間カウンタであるデクリメントカウンタを所定値にセットし、次にステップＳ２０５に進むと、発電量抑制動作が禁止される発電量抑制非動作開始判定しきい値としての定数を次に述べる仕様Ａに基づいて設定する。

一般的に、ガソリンエンジンは、高回転領域になるほどエンジン機械出力は増大するので、この領域になると発電機の機械出力によって回転変動を誘発することは無くなる。そこで、エンジンの回転速度に基づいてしきい値を設定し、発電量抑制動作と発電量抑制非動作の切換えを行うことができる。この発明の実施の形態３による車輌用回転電機の発電制御装置は、発電量抑制動作と発電量抑制非動作の切換えを行うしきい値を、エンジンの回転速度に基づいて設定するようにしたものである。尚、車輌用回転電機の回転速度に基づいて設定するようにしてもよい。

図８は、この発明の実施の形態３による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける、発電量抑制非動作開始判定しきい値の設定例を示す説明図である。図８に於いて、仕様Ｂは、デフォルトの設定値を示し、エンジンの回転の安定化のためにエンジンの回転速度が低い領域に於いては発電量抑制動作を行う発電量抑制動作域となり、エンジンの出力が回転電機１０２の発電トルクに比べて十分大きくなるエンジンの回転速度に於いて発電量抑制動作を解除、つまり発電量抑制動作を禁止した発電量抑制非動作域となるように、発電量抑制非動作開始判定しきい値Ｎ_alt#thBを設定している。

仕様Ａは，急速充電を行うためにエンジンの回転速度が低い状態でも発電量抑制非動作となるように発電量抑制非動作開始判定しきい値Ｎ_alt#thAを設定している。尚、仕様Ａに於ける発電量抑制非動作開始判定しきい値Ｎ_alt#thAとデフォルト状態の仕様Ｂの発電量抑制非動作開始判定しきい値Ｎ_alt#thBとは、（Ｎ_alt#thB＞＞Ｎ_alt#thA）の関係にある。

尚、図８に示す発電量抑制非動作開始判定しきい値は、説明を簡素化するためヒステリシスを持たせていないが、当然ながら制御安定性のためにヒステリシスを付加しても良い。又、エンジンの回転速度に代えて車輌用回転電機の回転速度に基づいて動作禁止判定しきい値を設定しても良い。

次に、具体的な数値を用いて動作を説明する。ここで、発電電圧現在指令値Ｖ_now*
と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分との比較を行うための所定値Ｖ_sub#thを１．０［Ｖ］とし、第１の設定しきい値Ｖ_past#th1を１３．０[Ｖ]、第２の設定しきい値Ｖ_past#th2を１４．０［Ｖ］とし、エンジンの始動後や加速状態から定速状態への移行時等のように、発電カット状態から通常発電状態への移行を想定する。この移行状態では、通常通り発電量抑制動作を実行するのが良い。

今、発電カット状態から通常発電状態へ移行する指令信号が外部制御装置１０５から出され、発電カット状態では発電電圧過去指令Ｖ_past*が１２．０［Ｖ］であった状態から、発電電圧現在指令Ｖ_now*を１４．４［Ｖ］に変更して通常発電状態とする発電電圧の変更が行われたとすると、（Ｖ_now*−Ｖ_past*≧Ｖ_sub#th）が成立するので、図７のステップＳ２０１での判定結果はＹｅｓとなりステップＳ２０２へ進むが、（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦_Vpast#th2）が不成立であるので、ステップＳ２０２での判定結果はＮｏとなり、ステップＳ２１１へ進み、続いてステップＳ２１２へと進む。

従って、発電量抑制の変更は行われず、図８に示すデフォルトの仕様Ｂによる発電量抑制非動作開始判定しきい値Ｎ_alt#thBが選択される。これにより、確実に発電量抑制が行われるため、快適で信頼性の高い車輌用回転電機を提供することができる。

次に、充放電バランス状態から急速充電状態への移行を想定する。この移行状態では、確実に急速充電を実行させるために発電量抑制動作を禁止するのが良い。今、充放電バランス状態から急速充電状態へ移行する指令信号が外部制御装置１０５から出され、充放電バランス状態では発電電圧過去指令Ｖ_past*が１３．５［Ｖ］であった状態から、発電電圧現在指令Ｖ_now*を１５．０［Ｖ］に変更して急速充電状態とする発電電圧の変更が行われたとすると、（Ｖ_now*−Ｖ_past*≧Ｖ_sub#th）、及び（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦Ｖ_past#th2）の両方が成立するので、図７のステップＳ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５へと進む。

これにより発電量抑制の変更が行われ、図８に示す仕様Ａによる発電量抑制非動作開始判定しきい値Ｎ_alt#thAが選択される。従って、低い回転速度でも発電量抑制が禁止されるように設定されているので、直ちに発電量抑制動作が禁止され、短時間の急速充電も確実に実行されることになる。

更に、充放電バランス状態から通常発電状態への移行を想定する。この移行状態では、通常通り発電量抑制動作を実行するのが良い。今、充放電バランス状態から通常発電状態へ移行する指令信号が外部制御装置１０５から出され、充放電バランス状態では発電電圧過去指令Ｖ_past*が１３．５［Ｖ］であった状態から、発電電圧現在指令Ｖ_now*を１４．４［Ｖ］に変更して通常発電状態とする発電電圧の変更が行われたとすると、（Ｖ_now*−Ｖ_past*≧Ｖ_sub#th）が成立しないため、図７のステップＳ２０１での判定結果はＮｏとなる。

従って、ステップＳ２１１、Ｓ２１２へと進み、発電量抑制の変更は行われずデフォルトの仕様Ｂが選択される。尚、（Ｖ_past#th1≦Ｖ_past*≦Ｖ_past#th2）は成立しているが、前述の通りステップＳ２０２へは進まないのでステップＳ２０２での判定は行われない。これにより、現在の発電量抑制動作が行われている車輌と同様に快適で信頼性の高い回転電機を提供することができる。

尚、その他は、前述の実施の形態２の場合と同様である。

以上述べたように、この発明の実施の形態３による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、現在の発電電圧指令が過去の発電電圧指令に比べて大きく変化した場合でも、過去の発電電圧指令によっては発電量抑制度合いが変更されないため急速充電が不要な領域を設定することができる。例えば、前述したように過去の発電電圧指令が１２．０[Ｖ]の発電カット状態から、１４．４[Ｖ]の通常発電への移行時に於いて急速充電を行わずに従来通りに発電量を抑制し、エンジン負荷を漸増させることができるため、エンジンの安定性に寄与することができる。

実施の形態４
図９は、この発明の実施の形態４による車輌用回転電機の発電制御装置のブロックである。この発明の実施の形態４による車輌用回転電機の発電制御装置を車輌用の回転電機に適用した場合の構成図は、前述の図１と同様である。尚、車輌用回転電機１０２は、巻線界磁式の同期発電機が用いられている。

図９に於いて、発電制御装置１１０は、発電電圧指令部１１１と、発電電圧指令記憶部１１２と、発電量抑制判定部１１３と、車輌用回転電機１０２の温度を検出する温度検出手段１１４を備えている。

温度検出手段１１４は、車輌用回転電機１０２の温度を検出し、その検出した温度Ｔｅｍｐを発電量抑制判定部１１３に入力する。温度検出手段１１４は一般的なものであり、ダイオードにおける順方向電圧降下特性の温度依存性を利用したものや、サーミスタ等の素子を用いる。その他の構成は、前述の図２と同様である。

図１０は、この発明の実施形態４による発電量抑制動作開始判定しきい値の設定例を示す説明図である。この発明の実施の形態４では、車輌用回転電機１０２は巻線界磁式の同期発電機であり、この方式の同期発電機では主磁束は界磁巻線に流れる界磁電流Ｉｆの量に比例している。そこで、図１０に示す発電量抑制制御を開始するための動作開始判定しきい値は、車輌用回転電機１０２の界磁電流Ｉｆに基づいて定めるものであり、その界磁電流Ｉｆが所定値を越える場合に発電量抑制を行う。

図１０に示す仕様Ａは、界磁電流の比較的大きい値に発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thAを設定したものであり、仕様Ｂは、デフォルトの設定値であって、その発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thBを仕様Ａに於ける発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thAに比べてはるかに小さい値（Ｉｆ_lmt#thA＞＞Ｉｆ_lmt#thB）に設定したものである。

図１０に於いて、仕様Ａでは、界磁電流Ｉｆが発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thAを超えた場合に発電量抑制動作を開始して発電量抑制動作域となり、この発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thAを超えるまでは発電量抑制動作を禁止する発電量抑制非動作域となる。一方、図１０に示すデフォルトの仕様Ｂは、通常通りの発電量抑制動作を行うものであり、界磁電流Ｉｆがこの発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thBを超えた場合に発電量抑制動作を開始して発電量抑制動作域となり、界磁電流Ｉｆが発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thBを超えるまでは発電量抑制動作を禁止する発電量抑制非動作域となる。

尚、一般的に界磁巻線に流す界磁電流Ｉｆは、ＰＷＭ変調方式により電流量の調整を行っている。この方式は、ＰＷＭのデューティを大きくすれば界磁巻線への界磁電流Ｉｆは増加し、逆にデューティを小さくすれば界磁電流Ｉｆは減少する。そのため、界磁電流Ｉｆの設定値を変更することは、界磁電流Ｉｆを制御するＰＷＭのデューティ比を変更することと等価である。そこで図１１に示すように、発電量抑制動作開始判定しきい値を、界磁電流Ｉｆに代えてＰＷＭのデューティ比に基づいて設定するようにしても良い。

即ち、図１１に於いて、仕様Ａでは、ＰＷＭのデューティ比が発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thAを超えた場合に発電量抑制動作を開始して発電量抑制動作域となり、この発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thAを超えるまでは発電量抑制動作を禁止する発電量抑制非動作域となる。一方、図１１の仕様Ｂは、通常通りの発電量抑制動作を行うものであり、ＰＷＭのデューティ比が発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thBを超えた場合に発電量抑制動作を開始して発電量抑制動作域となり、ＰＷＭのデューティ比が発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thBを超えるまでは発電量抑制動作を禁止する発電量抑制非動作域となる。

この場合、仕様Ａに於ける発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thAと仕様Ｂに於ける発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thBとの関係は、（ＤＵＴＹ_lmt#thA＞＞ＤＵＴＹ_lmt#thB）となるように選択する。

尚、図１１、及び図１２に記載の発電量抑制動作開始判定しきい値は、説明を簡素化するためヒステリシスを持たせていないが、制御安定性のためにヒステリシスを付加しても良い。

図１２は、この発明の実施の形態４による車輌用回転電機の発電制御装置に於ける発電量抑制判定部の動作を示すフローチャートである。図１２に示すフローチャートを、前述した実施の形態１乃至３の動作を説明するフローチャートである図５、及び図７と比較すると、発電量抑制度合いを変更するための条件判定である図１２のステップＳ３０１、Ｓ３０２と、発電量抑制度合いの変更方法であるステップＳ３０５、Ｓ３１２が異なる。

図１２に於いて、先ずスタート時点に於いては、発電制御装置１１０には、前述のデフォルトの仕様Ｂが設定されている。ステップＳ３００に於いて発電量抑制度合いの変更が行われているか否かの判定を行い、発電量抑制度合いの変更が行われていない場合、即ち、発電量抑制変更許可フラグがクリアであると判定した場合は、ＹｅｓとなってステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１では、発電電圧指令部１１１にて生成された発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧指令記憶部１１２からのＮ回前の発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が、所定値Ｖ_sub#th以上か否かの判定を行う。

尚、前述では、ステップＳ３０１に於ける判定は、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上か否かを判定条件として説明したが、これに限らず、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#thを超えているか否かを判定条件としても良い。

更に、発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以下か否か、又は発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th未満か否かを判定条件としても良い。これらの場合、図１２に於けるステップＳ２０１での判定結果の「Ｙｅｓ」を「Ｎｏ」とし、「Ｎｏ」を「Ｙｅｓ」に変更すれば良い。

尚、発電電圧指令記憶部１１２から出力される発電電圧過去指令値Ｖ_past*は、Ｎ回前の発電電圧過去指令値に代えて、直近の過去の所定回数分の発電電圧過去指令値若しくは全ての過去分の発電電圧過去指令値の移動平均により求めた値としてもよい。この場合、移動平均を行うことによりノイズ等による前回の発電指令誤り等に基づく誤判定をなくして安定した発電量抑制判定を行うことができ、外乱に対して強くすることができる。

ステップＳ３０１での判定の結果、発電電圧現在指令値Ｖ_now*とＮ回前の発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が所定値Ｖ_sub#th以上であった場合、ＹｅｓとなってステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、温度検出手段１１４が検出した回転電機の検出温度Ｔｅｍｐが第１の温度所定値Ｔｅｍｐ_th1と第２の温度所定値Ｔｅｍｐ_th2との範囲内（Ｔｅｍｐ_th1≦Ｔｅｍｐ≦Ｔｅｍｐ_th2）、つまり所定の範囲内にあるか否かの判定を行う。

この判定に於いて、回転電機１０２の温度Ｔｅｍｐが所定範囲内であった場合、ＹｅｓとなってステップＳ３０３に進み、発電量抑制度合いの変更を行うために発電量抑制変更許可フラグをセットし、ステップＳ３０４に進んで発電量抑制度合いの変更を所定時間内のみ行うための時間カウンタであるデクリメントカウンタを所定値にセットし、次にステップＳ３０５に於いて、発電量抑制動作を開始するための定数を前述の仕様Ａに基づいて設定する。この発明の実施の形態４に於いては、発電量抑制動作開始判定しきい値を、前述の図１０に示す回転電機１０２の界磁電流Ｉｆ、又は図１１に示すＰＷＭのデューティ比の値に基づいて設定しており、これら発電量抑制動作開始判定しきい値を界磁電流制限しきい値と称することもある。

一方、ステップＳ３０１に於いて発電電圧現在指令値Ｖ_now*と発電電圧指令記憶部１１２からのＮ回前の発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分が、所定値Ｖ_sub#th未満と判定された場合、又はステップＳ３０２に於いて回転電機１０２の温度Ｔｅｍｐが所定範囲外であると判定された場合には、ＮｏとなりステップＳ３１１に進んで発電量抑制変更許可フラグをクリアし、次にステップＳ３１２に於いて界磁電流制限しきい値をデフォルトの仕様である定数Ｂへと変更する。

次に、具体的な数値を用いて動作を説明する。発電電圧現在指令値Ｖ_now*とＮ回前の発電電圧過去指令値Ｖ_past*との差分と比較するための所定値Ｖ_sub#thを０．６［Ｖ］、回転電機の第１の温度所定値Ｔｅｍｐ_th1を０［℃］、第２の温度所定値Ｔｅｍｐ_th2を１５０［℃］とし、通常発電状態から急速充電状態に移行する場合を想定する。

今、車輌用回転電機の検出温度Ｔｅｍｐが（−１０［℃］）であるときに、通常発電状態での発電電圧過去指令値Ｖｐａｓｔ_*である１４．４[V]から急速充電状態での発電電圧現在指令値Ｖ_now*である１５．０［Ｖ］への発電電圧の変更が行われたとすると、（
Ｖ_now*−_Vpast*≧Ｖ_sub#th）は成立しておりステップＳ３０１からステップＳ３０２へ進むが、（Ｔｅｍｐ_th1≦Ｔｅｍｐ≦Ｔｅｍｐ_th2）は成立していないので、ステップＳ３０２での判定はＮｏとなり、ステップＳ３１１からステップＳ３１２へ進む。従って、図１０に示すデフォルトの仕様Ｂによる動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thB、又は図１１に示すデフォルトの仕様Ｂによる発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thBとなり、発電量抑制の変更は行われない。

これにより、車輌用回転電機１０２の検出温度Ｔｅｍｐが低い、即ちエンジン１０１も低温状態であるためにエンジン１０１の回転が不安定な領域に於いて、外部に余計な温度センサを用いずに車輌用回転電機１０２にて完結できる構成で確実に発電量抑制制御を実行することができる。

一方、車輌用回転電機１０２の検出温度Ｔｅｍｐが１００［℃］の時には、（Ｖ_now*−Ｖ_past*≧Ｖ_sub#th）、及び（Ｔｅｍｐ_th1≦Ｔｅｍｐ≦Ｔｅｍｐ_th2が共に成立するので、ステップＳ３０２からステップＳ３０３に進んで発電量抑制許可フラグがセットされ、ステップＳ３０４に於いて時間カウンタであるデクリメントカウンタが所定値にセットされ、ステップＳ３０５にて図１０に示す仕様Ａによる発電量抑制動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thA、又は図１１に示す仕様Ａによる発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thAとなり、発電量抑制が変更される。その結果、発電量動作開始判定しきい値Ｉｆ_lmt#thA、又は発電量抑制動作開始判定しきい値ＤＵＴＹ_lmt#thAへを超えるまでは発電量抑制が禁止され、急速充電が可能となる。

尚、図１０に示すフローチャートに於けるステップＳ３２１、Ｓ３２２、Ｓ３３１は、図５のフローチャートに於けるステップＳ１２１、Ｓ１２２、Ｓ１３１、及び図７のフローチャートに於けるステップＳ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２３１と同様であるので、説明を省略する。

尚、その他は、前述の実施の形態１の場合と同様である。

以上述べたこの発明の実施の形態４による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、現在の発電電圧指令が過去の発電電圧指令に比べて大きく変化した場合でも、現在温度によっては発電量抑制度合いが変更されないため、例えば極低温時のエンジンが安定していない状況下では急速充電を行わないように設定することができる。

一般的に車輌用発電機には、低温時のバッテリ受け入れ性能を補填するために低温になるほど発電電圧は高めになるような温度補正が予め付加されているものがある。このようなシステムに於いて、低温時に任意の発電電圧指令に対して温度補正が上乗せされて、［（発電電圧指令現在値−発電電圧指令過去値）＞所定値］となり、意図しない急速充電を行う恐れがあるが、この発明の実施の形態４による車輌用回転電機の発電制御装置によれば、ある所定の温度範囲では発電抑制度合いの変更を行わないことにより、急速充電を回避することができる。

１０１ 内燃機関
１０２ 回転電機
１０３ 蓄電池
１０４ 結合手段
１０５ 外部制御手段
１１０ 発電制御装置
１１１ 発電電圧指令部
１１２ 発電電圧指令記憶部
１１３ 発電量抑制判定部
１１４ 温度検出手段

Claims (13)

1. 内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、
   前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、
   前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、
   前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部と、
   を備えたことを特徴とする車輌用回転電機の発電制御装置。
2. 内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、
   前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、
   前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、
   前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部とを備え、
   前記発電量抑制度合いの変更は、前記発電量を漸増若しくは漸減の傾きを変更することにより行うことを特徴とする車輌用回転電機の発電制御装置。
3. 内燃機関に連結された車輌用回転電機の発電量を制御する車輌用回転電機の発電制御装置であって、
   前記車輌用回転電機に対する発電電圧指令値を発生する発電電圧指令部と、
   前記発電電圧指令部から発生された前記発電電圧指令値を記憶する発電電圧指令記憶部と、
   前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値とのうち、少なくとも一方に基づいて前記発電量を抑制する発電量抑制度合いの変更を判定する発電量抑制判定部とを備え、
   前記発電量抑制度合いの変更は、前記発電量を漸増若しくは漸減させる動作開始判定しきい値を変更することにより行うことを特徴とする車輌用回転電機の発電制御装置。
4. 前記しきい値は、前記内燃機関若しくは前記車輌用回転電機の回転速度に基づいて設定することを特徴とする請求項３に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
5. 前記車輌用回転電機は、巻線界磁式の回転電機であり、前記しきい値は、前記車輌用回転電機の界磁電流値に基づいて設定することを特徴とする請求項３に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
6. 前記車輌用回転電機は、巻線界磁式の回転電機であり、前記しきい値は、前記車輌用回転電機の発電量を制御する界磁デューティを変更することにより行うことを特徴とする請求項３に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
7. 前記発電量判定部は、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値との差分と所定値とを比較し、前記差分が前記所定値に対して所定の関係にあるとき、前記発電量抑制度合いを変更するとの判定を行うことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
8. 前記発電量判定部は、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値との差分と所定値とを比較し、前記差分が前記所定値に対して所定の関係にあり、且つ前記過去の発電電圧指令値が所定の範囲にあるとき、前記発電量抑制度合いを変更するとの判定を行うことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
9. 前記発電量判定部は、前記発電電圧指令部から発生された現在の前記発電電圧指令値と前記発電電圧指令記憶部により記憶されている過去の発電電圧指令値に基づく発電電圧過去指令値との差分と所定値とを比較し、前記差分が前記所定値に対して所定の関係にあり、且つ前記車両用回転電機の温度が所定の範囲にあるとき、前記発電量抑制度合いを変更するとの判定を行うことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
10. 前記発電電圧過去指令値は、前記過去の複数の発電電圧指令値の移動平均であることを特徴とする請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
11. 前記発電電圧過去指令値は、前記現在の発電電圧指令値に対するＮ回前の発電電圧指令値であることを特徴とする請求項１乃至９のうち何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
12. 前記発電電圧指令部は、外部制御装置からの発電電圧指令信号に基づいて前記発電電圧指令値を生成することを特徴とする請求項１乃至１１のうちの何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。
13. 前記発電量抑制度合いの変更は、所定時間行うことを特徴とする請求項１乃至１２のうちの何れか１項に記載の車輌用回転電機の発電制御装置。

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