JP6198124B2 - 発電機の制御装置 - Google Patents

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、車両に搭載された発電機としては、内燃機関のクランクシャフトからの駆動力を得て、発電を行うものが知られている。
このような発電機の制御装置としては、例えば、以下の先行技術文献がある。

特開２００３−１７４７９７号公報

特許文献１に係る車両用発電機の制御装置は、内燃機関回転数の変動によって生じる発電機の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、励磁電流を制御するものであって、具体的には、内燃機関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に係る車両用発電機の制御装置では、発電機の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て振動を抑制するとともに、内燃機関に備えられたプーリ（クランクプーリ）と発電機に備えられたプーリ（発電機プーリ）とに巻き掛けられた伝達ベルトの張力変動を低減している。

ところが、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、内燃機関の運転条件が変化した場合、十分な振動抑制効果を得られないおそれがあった。例えば、内燃機関の高負荷運転状態においては、燃焼圧力が高まり、クランク角速度の変動が大きくなる一方、内燃機関の低負荷運転状態においては、燃焼圧力が低くなり、クランク角速度の変動が小さくなる。従って、高負荷運転状態と低負荷運転状態とでは、発電トルクが一定であると、必要な発電トルクが不足したり、あるいは、発電トルクを過度に発生させてしまうという不具合があり、改善が望まれていた。

そこで、この発明は、内燃機関の運転状態にかかわらず、振動の抑制効果を発揮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ために前記内燃機関の運転状態に基づいて前記発電機の発電トルクを第１のステップと前記第１のステップよりも発電トルクが大きく設定された第２のステップとで連続して出力させ、発電を行う抑制制御部と、を備えることを特徴とする。

この発明は、内燃機関の運転状態にかかわらず、振動の抑制効果を発揮できる。

図１は発電制御のメインフローチャートである。（実施例１） 図２は図１の発電制御中の抑制制御のフローチャートである。（実施例１） 図３は抑制制御のタイムチャートである。（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はバッテリの状態を示す図である。（実施例１） 図６は出力期間設定制御のフローチャートである。（実施例１） 図７は出力期間設定制御の説明図である。（実施例１） 図８は内燃機関回転数と内燃機関負荷率とのマップを示す図である。（実施例１） 図９は水温に対する補正値の補正テーブルを示す図である。（実施例１） 図１０は出力期間設定制御のタイムチャートである。（実施例１） 図１１はデューティ比設定制御のフローチャートである。（実施例１） 図１２はデューティ比設定制御の説明図である。（実施例１） 図１３はデューティ比設定制御のタイムチャートである。（実施例１） 図１４は開始時期設定制御のフローチャートである。（実施例１） 図１５は開始時期設定制御による励磁電流の変化を示すタイムチャートである。（実施例１） 図１６は発電制御のメインフローチャートである。（実施例２） 図１７は図１６の発電制御中のフィードバック制御のフローチャートである。（実施例２） 図１８はフィードバック制御の出力期間設定制御例を示すタイムチャートである。（実施例２） 図１９はフィードバック制御の発電デューティ制御例を示すタイムチャートである。（実施例２）

この発明は、内燃機関の運転状態にかかわらず、振動の抑制効果を発揮する目的を、内燃機関の運転状態に基づいて発電機の発電トルクを調整して発電を行って実現するものである。

図１〜図１５は、この発明の実施例１を示すものである。
図４に示すように、車両に搭載される内燃機関１は、第１気筒（♯１）と第２気筒（♯２）とを備えるとともに、駆動力を出力するクランクシャフト２を備えている。内燃機関１には、変速機が連結する。
クランクシャフト２の端部には、クランクプーリ３が取り付けられている。このクランクプーリ３は、弾性部材からなるゴムダンパ３Ａを備えた、いわゆるダンパプーリである。
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、交流発電機）とを備えている。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が捲き掛けられている。
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。

発電機５は、出力線１０によりバッテリ１１の正極端子に接続している。このバッテリ１１は、接地線１２により負極端子を車両の車体に接地している。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、バッテリ１１は、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。
発電機５は、制御装置１４により発電量が制御される。
制御装置１４には、クランクシャフト２の回転角をクランク角（ｄｅｇＣＡ）として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カム角として検出するカム角センサ１６と、接地線１２に介設されバッテリ１１の電圧・電流などのバッテリ状態を検出するバッテリセンサ１７と、内燃機関１の冷却水温度を水温として検出する水温センサ１８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１９とが接続している。
制御装置１４は、これらセンサ１５〜１８及び変速制御装置１９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、水温、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。

制御装置１４は、抑制制御部１４Ａと記憶部（メモリ）１４Ｂとを備えている。
抑制制御部１４Ａは、内燃機関の振動を抑制するために内燃機関１の運転状態に基づいて発電機５の発電トルクを調整して発電を行う。発電機５の発電トルクは、抑制制御部１４Ａからの励磁電流制御によって発生する。
また、抑制制御部１４Ａは、内燃機関１の運転状態に基づいて発電機５の発電トルクの発生期間（出力期間）を調整する。
更に、抑制制御部１４Ａは、内燃機関１の運転状態に基づいて発電機５の発電トルクの出力を調整する。
また、抑制制御部１４Ａは、内燃機関１の運転状態に基づいて発電機５の発電トルクの発生開始時期を調整する。
この場合、上記の内燃機関の運転状態は、内燃機関１の内燃機関回転数と内燃機関負荷率（％）とを含む。このため、制御装置１４には、図８に示すように、内燃機関回転数と内燃機関負荷率（％）とのマップが組み込まれている。また、制御装置１４には、図９に示すように、水温センサ１８で検出された水温によって補正値を求める補正テーブルが組み込まれている。

抑制制御部１４Ａは、図３に示すように、伝達ベルト９がクランクプーリ３や発電機プーリ７に対して滑ることを防止するための、予備トルクと、この予備トルクの後に予備トルクよりも大きな抑制トルクとを生じさせるように、励磁電流を階段状、例えば２段階に制御（逆トルク）する。このように、発電機５の発電トルクが、予備トルクと抑制トルクとの２段階で増加することから、急激なトルク変動による伝達ベルト９の滑りを防止することができる。
発電機５の励磁電流は、励磁電流のデューティ比により設定される。この励磁電流のデューティ比は、記憶部１４Ｂにデューティ比マップデータとして記録される。抑制制御部１４Ａの抑制制御により発電機５が駆動されて生じた電力は、バッテリ１１に蓄電される。
記憶部１４Ｂは、各制御のデータを記憶する。

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、バッテリ１１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１４は、バッテリ電圧によって、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。

制御装置１４は、通常はバッテリ１１の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１４Ａ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１４Ａ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１４Ａ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の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１４Ａ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の破線で示すように、クランク角速度（ａ）を適度に調整する。

図３の（ａ）は、クランク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１４Ｂ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１４Ａ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、内燃機関回転数と内燃機関負荷とを記憶手段１４Ｂに記憶したマップとにより、発電機５の励磁電流を流す発生期間（出力期間：タイミング及び長さ）を決定する。

次に、この実施例１に係る発電制御を、図１のメインフローチャートに沿って説明する。
図１に示すように、制御装置１４は、発電制御のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、各センサ１５〜１８及び変速制御装置１９から出力される各出力値である各信号を取得する（ステップＡ０２）。具体的には、クランク角センサ１５、カム角センサ１６、バッテリセンサ１７、水温センサ１８の各出力値を取得し、また、変速制御装装置１９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１９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（ステップＡ０３）。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合は、バッテリセンサ１７からの出力値に基づき、バッテリ電圧（残存容量）が設定値ＶＢｌｏｗを超えているか否かを判断する（ステップＡ０４）。
制御装置１４は、バッテリ電圧がＶＢｌｏｗを超えて、このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、バッテリ１１の残存容量が枯渇する心配が無いので、バッテリ１１の上限電圧（充電容量）を設定値ＶＢ２に設定し（ステップＡ０５）、そして、抑制制御を実行し（ステップＡ０６）、信号の取得にリターンする（ステップＡ０７）。
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、バッテリ１１では、バッテリ電圧が設定値ＶＢ２に達するまで充電が実行される。
即ち、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、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、バッテリ１１の最大充電容量を増加させることで、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、前記ステップＡ０３がＮＯ（変速機がロックアップ中でない）の場合、又は、前記ステップＡ０４がＮＯ（バッテリ電圧がＶＢｌｏｗ以下）の場合には、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（ステップＡ０８）、変速制御装置１９へ回転数を上昇させるように要求信号を出力し（ステップＡ０９）、バッテリ１１の上限電圧を設定値ＶＢ１に設定し（ステップＡ１０）、信号の取得にリターンする（ステップＡ０７）。なお、要求信号を受信した変速制御装置１９は、変速比を制御して回転数を上昇させる。

次いで、図１の前記ステップＡ０６における抑制制御を、図２のフローチャートに沿って説明する。
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（ステップＢ０１）、制御装置１４は、内燃機関１の各気筒♯の工程を算出する（ステップＢ０２）。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、励磁電流を出力する抑制制御の発生期間である出力期間を設定する（ステップＢ０３）。具体的には、工程判別によって算出された燃焼工程の期間であって、且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出力期間として設定する。なお、上述の期間設定マップとは、予め実験等によって、内燃機関回転数と内燃機関負荷と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１４Ｂに保存したものである。
さらに、制御装置１４は、励磁電流のデューティ比を設定する（ステップＢ０４）。この励磁電流のデューティ比は、デューティマップを参照して決定される。上述のデューティマップとは、予め実験等によって、内燃機関回転数と内燃機関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１４Ｂに保存したものである。
そして、制御装置１４は、励磁電流の出力を開始する開始時期を設定する（ステップＢ０５）。この開始時期は、内燃機関１の運転状態に基づき、適切な時期を設定する。
その後、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出力する（ステップＢ０６）。
そして、このプログラムをリターンする（ステップＢ０７）。

図２の前記ステップＢ０３における出力期間設定制御を、図６のフローチャートに沿って説明する。
図６に示すように、出力期間設定制御のプログラムがスタートすると（ステップＣ０１）、制御装置１４は、第１の出力期間θ１を設定する（ステップＣ０２）。この第１の出力期間θ１は、図７に示すように、予め設定された値を用いる。また、この第１の出力期間θ１に出力される発電トルクは、第２の出力期間θ２の発電トルクよりも小さい予備トルク（図３参照）である。この予備トルクは、伝達ベルト９とクランクプーリ３との滑りを防止するために小さいトルクに設定される。
そして、制御装置１４は、内燃機関回転数と内燃機関負荷率とのマップ（図８参照）、及び水温による補正テーブル（図９参照）を参照し、第２の出力期間θ２を設定する（ステップＣ０３）（図７参照）。
そして、図２のステップＢ０４に移行する（ステップＣ０４）。
この出力期間設定制御においては、図１０のタイムチャートに示すように、内燃機関回転数と内燃機関負荷率のマップ（図８参照）から目標値ωａを求め、例えば、第１気筒♯１の２サイクル目で、伝達ベルト９、クランクプーリ３による位相遅れが大きい運転条件では、抑制制御期間（抑制制御における出力期間）を拡大する一方、第２気筒♯２の２サイクル目で、伝達ベルト９、クランクプーリ３による位相遅れが小さい運転条件では、抑制制御期間を短縮する。上記の抑制制御期間（可変抑制期間）は、内燃機関回転数と内燃機関負荷とのマップによって算出される。また、目標値ωａは、内燃機関１の運転条件によって異なるものであり、内燃機関回転数と内燃機関負荷率とのマップ（図８参照）によって求められる。

図７に示すように、上記の抑制制御期間は、後述の制御開始時期θｓｔ、第１のステップによる第１の出力期間θ１、及び第２のステップによる第２の出力期間θ２で構成されている。
第１の出力期間θ１は、発電デューティの急激な上昇によるベルト滑りなどを避けるために設けたなまし期間である。第２の出力期間θ２は、抑制制御の主要期間となる。
ところで、上記の位相遅れの量は、クランクプーリ３のゴムダンパ３Ａなどにより内燃機関１の運転条件によって異なる。このため、制御の主要期間である第２の出力期間θ２を内燃機関１の運転条件によって変えられるような制御を行うことで、位相遅れによって低下する制御性を改善する。
つまり、第２の出力期間θ２を、内燃機関回転数と内燃機関負荷とのマップから算出するものとし、事前の試験においてマップを適合しておく。あるいは、内燃機関負荷方向に制御期間の感度がなければ、内燃機関回転数テーブルとしてもよい。これにより、例えば、位相遅れが大きな運転条件では、第２の出力期間θ２を長く設定し、そうでない条件では、第２の出力期間θ２を短く設定することで、内燃機関１の運転条件に応じて適切な抑制制御が可能になる。
さらに、上記のデューティ制御のように、水温の補正テーブル（図９参照）から算出した補正期間を加味することで、暖機によってクランクプーリ３のゴムダンパ３Ａが軟化した際も、これによって大きくなる位相遅れを補完することができる。

図２の前記ステップＢ０４におけるデューティ比設定制御を、図１１のフローチャートに沿って説明する。
図１１に示すように、デューティ比設定制御のプログラムがスタートすると（ステップＤ０１）、制御装置１４は、デューティ設定マップと、水温によるデューティ補正マップを参照し、第２のデューティ値Ｄ２を設定する（ステップＤ０２）。なお、デューティ設定マップは、例えば、内燃機関回転数と内燃機関負荷に応じて、予め求められ記憶部１４Ｂに保存される。詳述すれば、図１２に示すように、制御装置１４は、内燃機関回転数と内燃機関負荷とに基づいて基本デューティ値Ｄｂｓｅを求める。次に、水温センサ１８の出力値に基づき、水温によるデューティ補正マップから水温補正デューティ値Ｄｔｈｗを求める。そして、基本デューティ値Ｄｂｓｅと水温補正デューティ値Ｄｔｈｗとを加算して、第２のデューティ値Ｄ２を算出する。
その後、制御装置１４は、第１のデューティ値Ｄｌを設定する（ステップＤ０３）。この第１のデューティ値Ｄｌは、伝達ベルト９の滑りを防止するために設定される。この第１のデューティ値Ｄｌは、予め設定された一定の値である。また、第１のデューティ値Ｄｌは、第２のデューティ値Ｄ２に滑り防止係数αを乗算して求めても良い。この滑り防止係数αは、実験等により予め設定される値である。この滑り防止係数αを乗算する場合に、第１のデューティ値Ｄｌは、第２のデューティ値Ｄ２に比例する。このため、第１のデューティ値Ｄｌと第２のデューティ値Ｄ２との差は、極端に多くなることを防止できる。
なお、第１のデューティ値Ｄｌ及び第２のデューティ値Ｄ２は、加算値である。これにより、制御装置１４が実際に算出するデューティ信号は、Ｄｃｕｒ＋Ｄ１、Ｄｃｕｒ＋Ｄ２となる。

このデューティ比設定制御においては、図１３のタイムチャートに示すように、内燃機関回転数と内燃機関負荷率とのマップ（図８参照）から目標値ωａを求め、例えば、第１気筒♯１の２サイクル目で、伝達ベルト９、クランクプーリ３等による位相遅れが大きい運転条件では、発電デューティ値を増加する一方、第２気筒♯２の２サイクル目で、伝達ベルト９、クランクプーリ３等による位相遅れが小さい運転条件では、発電デューティ値を減少させる。これら発電デューティ値（可変発電デューティ値）は、内燃機関回転数と内燃機関負荷とのマップによって算出される。このデューティ比設定制御は、第１のステップと第２のステップとで行う。
図１２に示すように、第１のステップにおける第１の発電デューティ値Ｄ１と、第２のステップにおける第２の発電デューティ値Ｄ２とは、通常発電状態におけるデューティ値Ｄｃｕｒに対する加算量で設定する。従って、発電デューティ絶対値は、第１のステップではＤ１＋Ｄｃｕｒ、第２のステップではＤ２＋Ｄｃｕｒとなる。
ここで、メイン抑制制御の第２の発電デューティＤ２は、図１２に示すように、内燃機関回転数と内燃機関負荷とのマップから算出した基準デューティ値Ｄｂｓｅと、水温による補正テーブル（図９参照）より算出した水温補正デューティ値Ｄｔｈｗとする。
Ｄ２＝Ｄｂｓｅ＋Ｄｔｈｗ
内燃機関回転数と内燃機関負荷とのマップは、事前の試験において適合しておく。これにより、例えば、伝達ベルト９、クランクプーリ３のゴムダンパ３Ａの弾性変化によって位相遅れが大きくなる運転条件では、基準デューティ値Ｄｂｓｅを大きく設定し、そうでない条件では、基準デューティ値Ｄｂｓｅを小さく設定することで、内燃機関１の運転条件に応じて適切な抑制制御が可能になる。
さらに、水温による補正テーブル（図９参照）は、高温側はデューティ補正を大きく設定することで、暖機によってクランクプーリ３のゴムダンパ３Ａが軟化した際も、これによって大きくなる位相遅れを補完することができる。
また、第１の発電デューティ値Ｄ１については定数で設定するか、若しくは、第２の発電デューティ値Ｄ２に対してすべり係数βを乗算して算出してもよい。なお、デューティ絶対値Ｄｃｕｒ＋Ｄ２が１００％を超える場合は、１００％で制御を実施する。

次いで、図２の前記ステップＢ０５における開始時期設定制御を、図１４のフローチャートに沿って説明する。
図１４に示すように、開始時期設定制御のプログラムがスタートすると（ステップＥ０１）、制御装置１４は、抑制制御を開始する基準クランク角θｂｓｅを設定する（ステップＥ０２）。この基準クランク角θｂｓｅは、予め設定された値を用いる。
そして、制御装置１４は、オフセットクランク角マップを参照し、オフセットクランク角θｏｆｔを設定する（ステップＥ０３）。上述のオフセットクランク角マップは、内燃機関回転数と内燃機関負荷に基づき、予め実験等によって求め、記憶部１４Ｂに保存される。
さらに、制御装置１４は、水温センサ１８の出力値に基づき、水温補正係数Ｃｏｍｐθを設定する（ステップＥ０４）。
そして、制御装置１４は、開始時期θｓｔを、θｓｔ＝θｂｓｅ＋θｏｆｔ×Ｃｏｍｐθで算出し、これを設定する（ステップＥ０５）。
そして、図２に前記ステップＢ０６に移行する（ステップＥ０６）。
この開始時期設定制御による励磁電流の変化は、図１５に示す。
この図１５においては、ＴＤＣ（上死点）を制御基準とすると（θ＝０）、この制御基準（θ＝０）から開始時期θｓｔになったら、励磁電流が段階的に増加し、そして、所定の期間が経過したら、励磁電流が元に戻る。

この結果、この実施例１においては、内燃機関１の発電機５の発電制御において、伝達ベルト９の張力変動、あるいはクランクプーリ３のゴムダンパ３Ａによる位相遅れを考慮した制御を、発電機５の発電制御に取り込むことにより、クランク角速度の変動を効率的に抑制することができる。

この実施例１においては、主に以下のような構成及び作用効果がある。
抑制制御部１４Ａは、燃機関１の振動を抑制するために内燃機関１の運転状態に基づいて発電機５の発電トルクを第１のステップと第１のステップよりも発電トルクが大きく設定された第２のステップとで連続して出力させ、発電を行う。このような構成により、例えば、内燃機関１の運転状態が、低負荷状態から高負荷状態に変化した場合であっても、発電トルクが不足することなく、適切な振動抑制効果を発揮させることができる。つまり、事前に内燃機関１の適合を行って、内燃機関１の運転条件ごとに最適な制御要求値をマップやテーブルに持たせ、これにより、内燃機関１の運転状況によって制御要求値を変化させることで、過度に抑制制御を行って燃費が悪化したり、抑制制御が不十分となって振動レベルが悪化したりすることを防止することができる。
抑制制御部１４Ａは、内燃機関１の運転状態に基づいて発電トルクの発生期間を調整する。このような構成により、内燃機関回転数や内燃機関負荷が変化した場合に、振動を抑制するために必要な発電トルクが出力されるよう、発生期間を調整することができる。
抑制制御部１４Ａは、内燃機関１の運転状態に基づいて発電トルクの出力を調整する。このような構成により、内燃機関回転数や内燃機関負荷が変化した場合に、振動を抑制するために必要な発電トルクを増減させることができる。
抑制制御部１４Ａは、内燃機関１の運転状態に基づいて発電トルクの発生開始時期を調整する。このような構成により、内燃機関回転数や内燃機関負荷の変動に伴い振動を抑制するために適切な発電トルクの開始時期が変化する場合であっても、適切な時期に発電トルクを発生させることができる。
上記の内燃機関１の運転状態は、内燃機関回転数と内燃機関負荷率とを含むものである。このような構成により、例えば、高回転低負荷の状態は、低回転高負荷状態などの運転状態に応じて生じる振動を適切に抑制することができる。

図１６〜図１９は、この発明の実施例２を示すものである。
この実施例２においては、上述の実施例１と同一機能を果たす箇所には、同一符号を付して説明する。
この実施例２の特徴とするところは、以下の点にある。
抑制制御部１４Ａは、内燃機関１の振動を抑制するために内燃機関１の運転状態に基づいて発電機５の発電トルクをフィードバック制御して発電を行う。
具体的には、抑制制御部１４Ａは、前記フィードバック制御において、フィードバック実行条件が成立した後、クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａを超えている場合に、フィードバック補正値（フィードバック期間θｆｂ、フィードバックデューティ値Ｄｆｂ）を加算して発電機５の発電トルクを調整して発電を行う。
また、抑制制御部１４Ａは、前記フィードバック制御において、フィードバック実行条件が成立した後、クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａに近づくように、発電機５の発電トルクを調整して発電を行う。

即ち、一般的に、内燃機関１には個体差があり、あるいは伝達ベルト９には経年劣化などによる伸びが発生する。従って、抑制制御に求められる最適な抑制制御期間（出力期間）や発電デューティ（発電要求デューティ）は、内燃機関個体やベルト伸び状況によっても異なる。
しかし、上記の実施例１の説明では、オープン制御であるため、内燃機関個体によっては抑制制御期間が不足してクランク角速度の変動を十分に抑えられなかったり、あるいは、クランク角速度の変動を過度に抑制して燃費悪化につながる可能性もある。
このための解決手法としては、クランク角速度の変動が目標値ωａに近づくように、出力期間設定制御及び発電デューティ制御（発電要求デューティ制御）でのフィードバック制御を行うことで、燃焼サイクル毎に適正な抑制制御を行う。

出力期間設定制御のフィードバック制御の構成としては、各気筒の各燃焼サイクルにおいてクランク角速度の最大値ωｘｙと目標値ωａとを比較し、この状況に応じて第２の出力期間θ２を拡大・短縮することで、常に目標値ωａに近いクランク角速度で制御することができる。
この出力期間設定制御のフィードバック制御の流れとしては、先ず、フィードバック制御実行条件成立後、最初のサイクルではオープンで算出した制御区間（初期値）で制御を行う。次いで、最初のサイクルでのクランク角速度の最大値ωｘｙと目標値ωａとを比較し、クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａ以下になっていない場合（クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａを超えている場合）は、次のサイクルで第２の出力期間θ２を拡大する一方、クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａ以下となっている場合は、第２の出力期間θ２を短縮する。なお、目標値ωａは、各サイクル毎に、内燃機関回転数と内燃機関負荷率とより算出・更新する。それ以降では、この繰り返しで制御を行う。

また、発電デューティ制御のフィードバック制御の構成としては、各気筒の各燃焼サイクルにおいてクランク角速度の最大値ωｘｙと目標値ωａとを比較し、この状況に応じて第２の発電デューティ値Ｄ２を拡大・縮小することで、常に目標値ωａに近いクランク角速度で制御することができる。
この発電デューティ制御のフィードバック制御の流れとしては、先ず、フィードバック制御実行条件成立後、最初のサイクルではオープンで算出したデューティ値（初期値）で制御を行う。次いで、最初のサイクルでのクランク角速度の最大値ωｘｙと目標値ωａとを比較し、クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａ以下になっていない場合（クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａを超えている場合）は、次のサイクルで第２の発電デューティ値Ｄ２を拡大し、クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａ以下となっている場合は、第２の発電デューティ値Ｄ２を縮小する。なお、目標値ωａは、各サイクル毎に、内燃機関回転数と内燃機関負荷率とより算出・更新する。それ以降では、この繰り返しで制御を行う。

次に、この実施例２に係る発電制御を、図１６のメインフローチャートに沿って説明する。
図１６に示すように、制御装置１４は、発電制御のプログラムがスタートすると（ステップＦ０１）、各センサ１５〜１８及び変速制御装置１９から出力される信号を取得する（ステップＦ０２）。具体的には、クランク角センサ１５、カム角センサ１６、バッテリセンサ１７、水温センサ１８の各出力値を取得し、変速制御装装置１９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１９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（ステップＦ０３）。
このステップＦ０３がＹＥＳの場合は、バッテリセンサ１７からの出力値に基づき、バッテリ電圧（残存容量）が設定値ＶＢｌｏｗを超えているか否かを判断する（ステップＦ０４）。
制御装置１４は、バッテリ電圧がＶＢｌｏｗを超えて、ステップＦ０４がＹＥＳの場合には、バッテリ１１の残存容量が枯渇する心配が無いので、バッテリ１１の上限電圧（充電容量）を設定値ＶＢ２に設定し（ステップＦ０５）、抑制制御を実行する（ステップＦ０６）。
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、バッテリ１１では、バッテリ電圧が設定値ＶＢ２に達するまで充電が実行される。
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、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、バッテリ１１の最大充電容量を増加させることで、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。
そして、フィードバック制御を実施し（ステップＦ０７）、信号の取得にリターンする（ステップＦ０８）。
一方、前記ステップＦ０３がＮＯ（変速機がロックアップ中でない）の場合、又は、前記ステップＦ０４がＮＯ（バッテリ電圧がＶＢｌｏｗ以下）の場合には、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（ステップＦ０９）、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（ステップＦ１０）、バッテリ１１の上限電圧を設定値ＶＢ１に設定し（ステップＦ１１）、信号の取得にリターンする（ステップＦ０８）。なお、要求信号を受信した変速制御装置１９は、変速比を制御して回転数を上昇させる。

図１６の前記ステップＦ０７におけるフィードバック制御を、図１７のフローチャートに沿って説明する。
図１７に示すように、フィードバック制御のプログラムがスタートすると（ステップＧ０１）、制御装置１４は、フィードバック制御実行条件が成立したか否かを判断する（ステップＧ０２）。
このステップＧ０２がＹＥＳの場合には、内燃機関回転数と内燃機関負荷率とのマップ（図８参照）から目標値ωａを設定する（ステップＧ０３）。
そして、制御装置１４は、クランク角速度の最大値ωｘｙが目標値ωａを超えたか否か（ωｘｙ＞ωａ）をか否かを判断する（ステップＧ０４）。
このステップＧ０４がＹＥＳの場合には、第２の出力期間θ２にフィードバック補正値としてのフィードバック期間θｆｂを加算する（ステップＧ０５）。
さらに、第２の発電デューティ値Ｄ２にフィードバック補正値としてのフィードバックデューティ値Ｄｆｂを加算する（ステップＧ０６）。
このステップＧ０６の処理後、又は、前記ステップＧ０２がＮＯの場合、又は、前記ステップＧ０４がＮＯの場合には、プログラムをリターンする（ステップＧ０７）。

上記の出力期間設定制御のフィードバック制御においては、図１８のタイムチャートに示すように、内燃機関回転数と内燃機関負荷率のマップ（図８参照）から目標値ωａを求め、例えば、第２気筒♯２の１サイクル目で、ω１１がωａを満足していないため、期間を拡大し、第１気筒♯１の２サイクル目で、ω２１がωａを満足していないため、期間を拡大し、一方、第２気筒♯２の２サイクル目で、ω１２がωａを満足したため、期間を短縮する。
また、上記の発電デューティ制御のフィードバック制御においては、図１９のタイムチャートに示すように、内燃機関回転数と内燃機関負荷率のマップ（図８参照）から目標値ωａを求め、例えば、第２気筒♯２の１サイクル目で、ω１１がωａを満足していないため、第２の発電デューティ値Ｄ２を拡大し、第１気筒♯１の２サイクル目で、ω２１がωａを満足していないため、第２の発電デューティ値Ｄ２を拡大し、一方、第２気筒♯２の２サイクル目で、ω１２がωａを満足したため、第２の発電デューティ値Ｄ２を縮小する。

この結果、この実施例２の構成によれば、出力期間設定制御及び発電デューティ制御をフィードバック制御することにより、内燃機関１の個体差や内燃機関１の運転条件や環境により最適な期間及び発電デューティ値が、事前に設定した内燃機関回転数と内燃機関負荷とのマップで求まる制御要求値から変化した場合であっても、最も抑制効果がある条件で制御することが可能になる。

この発明に係る発電機の制御装置を、各種内燃機関に適用可能である。

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

Claims (8)

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ために前記内燃機関の運転状態に基づいて前記発電機の発電トルクを第１のステップと前記第１のステップよりも発電トルクが大きく設定された第２のステップとで連続して出力させ、発電を行う抑制制御部と、
   を備えることを特徴とする発電機の制御装置。
2. 前記抑制制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記発電機の発電トルクの発生期間を調整す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. 前記抑制制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記発電機の発電トルクの出力を調整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. 前記抑制制御部は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記発電機の発電トルクの発生開始時期を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電機の制御装置。
5. 前記内燃機関の運転状態は、前記内燃機関の内燃機関回転数と内燃機関負荷率とを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電機の制御装置。
6. 前記内燃機関の運転状態は、前記内燃機関の冷却水温を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の発電機の制御装置。
7. 前記抑制制御部は、前記内燃機関の冷却水温が高い程、前記発電機の発電トルクの加算量を増加させることを特徴とする請求項６に記載の発電機の制御装置。
8. 前記抑制制御部は、加算された前記発電機の発電トルクが発電トルクの所定値を超えた場合、前記発電機の発電トルクを所定値にすることを特徴とする請求項７に記載の発電機の制御装置。

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