(57)【要約】【課題】  エンジン始動時のオルタネータの動作を環境温度を考慮した最適なタイミングで制御することができ、これにより環境温度にかかわらずエンジンの始動性を確実に改善できるオルタネータ制御装置およびオルタネータ制御方法を提供する。【解決手段】  エンジン１の始動時、エンジン１の回転数Ｎｅが設定値Ｎｓに達するまでオルタネータ３の発電を停止する。とくに、冷却水温度Ｔｗが低いほど設定値Ｎｓを高くなる方向に補正する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの動力を受けて発電するオルタネータを有する車両において、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、
前記エンジンの始動時、前記回転数検出手段の検出回転数が設定値に達するまで前記オルタネータの発電を抑制する第１制御手段と、
この第１制御手段の前記設定値を前記冷却水温度センサの検出温度に応じて補正する第２制御手段と、
を備えることを特徴とするオルタネータ制御装置。
【請求項２】
前記第２制御手段は、前記冷却水温度検出手段の検出温度が低いほど前記設定値を高める方向に補正することを特徴とする請求項１に記載のオルタネータ制御装置。
【請求項３】
前記第１制御手段は、前記エンジン始動時の検出温度が所定値以上の場合、発電の抑制を解除することを特徴とする請求項１又は２に記載のオルタネータ制御装置。
【請求項４】
前記オルタネータは、発電用の励磁電流を供給するレギュレータを有し、
前記第１制御手段は、前記エンジンの始動時、前記回転数検出手段の検出回転数が設定値未満の場合に前記レギュレータの動作を停止し、前記回転数検出手段の検出回転数が設定値以上になると前記レギュレータを動作させる、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオルタネータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの動力を受けて発電するオルタネータおよびそのオルタネータの出力により充電されるバッテリを有する車両のオルタネータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両たとえば自動車は、エンジンの動力を受けて発電するオルタネータ、およびこのオルタネータの出力により充電されるバッテリを有し、エンジンの運転中にバッテリを充電してバッテリの消耗を防ぐようにしている。
【０００３】
このような自動車では、エンジンの始動に伴いオルタネータが発電動作を開始するため、オルタネータがエンジンの始動に対する大きな負荷となり、図４に示すように、エンジン回転の上昇が妨げられてエンジンの始動性が悪化するという問題がある。
【０００４】
これに対し、エンジン始動直後における燃料噴射量の増加期間、あるいはエンジン始動後に空燃費フィードバック制御が開始されるまでの間、オルタネータの発電を止めるものがある（例えば特許文献１）。オルタネータの発電が止まれば、エンジンの負荷が軽減され、エンジンの始動性が良くなると考えられる。
【特許文献１】特開２００４−７２８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように、燃料噴射量や空燃費フィードバック制御を考慮しながらオルタネータの発電を止める制御は、燃費を改善することが大きな目的となっている。環境温度が低い場合など、エンジンの回転が十分に上昇しないうちにオルタネータが発電を開始し、結局はエンジンの始動性が悪くなることがある。また、自己着火型エンジンにおいては、燃焼性に関与する電装品へ早急に通電する必要があり、空燃費フィードバック制御が開始されるまでオルタネータの発電を止めるとバッテリへの負荷が高まる虞がある。
【０００６】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的は、エンジン始動時のオルタネータの動作を環境温度を考慮した最適なタイミングで制御することができ、これにより環境温度にかかわらずエンジンの始動性を確実に改善するとともに、始動時のバッテリ負荷を軽減可能なオルタネータ制御装置およびオルタネータ制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明のオルタネータ制御装置は、エンジンの動力を受けて発電するオルタネータを有する車両において、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記エンジンの冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段と、前記エンジンの始動時、前記回転数検出手段の検出回転数が設定値に達するまで前記オルタネータの発電を抑制する第１制御手段と、この第１制御手段の前記設定値を前記冷却水温度検出手段の検出温度に応じて補正する第２制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のオルタネータ制御装置およびオルタネータ制御方法によれば、エンジン始動時のオルタネータの動作を環境温度を考慮した最適なタイミングで制御することができる。これにより、環境温度にかかわらずエンジンの始動性を確実に改善するとともに、始動時のバッテリ負荷を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。  
図１に示すように、自動車のエンジン１に、スタータ２、オルタネータ３、回転数検出手段として回転数センサ４が取り付けられている。さらに、エンジン１の冷却水の温度を検出する冷却水温度検出手段として冷却水温度センサ５が設けられている。スタータ２は、バッテリ６の電圧により動作してエンジン１を始動する。オルタネータ３は、エンジン１の動力を受けて発電し、この発電出力によりバッテリ６を充電する。
【００１０】
そして、制御部であるＥＣＵ（Engine Control Unit）１０に、上記スタータ２、オルタネータ３、回転数センサ４、冷却水温度センサ５、およびイグニッションキースイッチ（ＩＧキーＳＷ）１１などが接続されている。
【００１１】
なお、オルタネータ３は、図２に示すように、磁界の変動により３相交流電圧を発生するステータコイル２１、エンジン１の動力を受けて回転するフィールドコイル２２、ステータコイル２１に生じる３相交流電圧を整流するダイオードブリッジ２３、このダイオードブリッジ２３の出力端とバッテリ６との間の通電路に設けられた逆流防止用の３つのダイオード２４、これらダイオード２４とバッテリ６との間の通電路から上記フィールドコイル２２にかけての通電路に設けられたＩＣレギュレータ２５などを有する。ＩＣレギュレータ２５は、内蔵のスイッチング素子をＥＣＵ１０からの指令に応じたオン，オフデューティで駆動することにより、任意のレベルの励磁電流をフィールドコイル２２に供給する。
【００１２】
上記ＥＣＵ１０は、主要な機能として次の（１）〜（３）を有する。  
（１）イグニッションキースイッチ１１がオンされると、スタータ２を動作させてエンジン１を始動する制御手段。
【００１３】
（２）エンジン１の始動時で冷却水温度センサの検出温度Ｔｗが所定値Ｔｃ以下の場合、回転数センサ４の検出回転数Ｎｅが設定値Ｎｓに達するまで、オルタネータ３の発電を抑制する制御手段（第１制御手段）。具体的には、エンジン１の始動時、検出回転数Ｎｅが設定値Ｎｓ未満の場合にオルタネータ３のＩＣレギュレータ２５の動作を抑制し、検出回転数Ｎｅが設定値Ｎｓ以上になるとオルタネータ３のＩＣレギュレータ２５の動作抑制を解除させる。
【００１４】
（３）上記設定値Ｎｓを冷却水温度センサ５の検出温度Ｔｗに応じて補正する制御手段（第２制御手段）。具体的には、検出温度Ｔｗが低いほど設定値Ｎｓを高める方向に補正する。
【００１５】
つぎに、上記の構成の作用を図３のフローチャートを参照しながら説明する。  
運転者がイグニッションキースイッチ１１をオンすると、バッテリ６の電圧によってスタータ２が動作し、エンジン１が始動する。
【００１６】
このとき、イグニッションキースイッチ１１のオンに伴い（ステップ１０１のＹＥＳ）、エンジン１の冷却水の温度Ｔｗが冷却水温度センサ５で検出される（ステップ１０２）。このとき、冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔｃ以下の場合（ステップ１０３のＹＥＳ）、この検出温度Ｔｗに応じて、回転数Ｎｅに対する設定値Ｎｓが補正される（ステップ１０４）。すなわち、検出温度Ｔｗが極低温以下の状態にあれば設定値Ｎｓとして予め定められた所定値より高い値が選定され、検出温度Ｔｗが極低温より高い状態にあれば上記所定値が設定値Ｎｓとして選定される。なお、検出温度Ｔｗが極低温以下の状態で選定される設定値Ｎｓとしては、検出温度Ｔｗと極低温との温度差に対応する分だけ高い値としてもよい。
【００１７】
一方、エンジン１の回転数Ｎｅが回転数センサ４で検出され（ステップ１０５）、その検出回転数Ｎｅと上記補正された設定値Ｎｓとが比較される（ステップ１０６）。
【００１８】
この比較に際し、始動直後で検出回転数Ｎｅがまだ設定値Ｎｓ未満の状態にあれば（ステップ１０６のＮＯ）、ＥＣＵ１０からオルタネータ３にオン，オフデューティ“０”％が指令される。この指令に従い、ＩＣレギュレータ２５のスイッチング素子のオン，オフデューティが“０”％に設定される。つまり、ＩＣレギュレータ２５の動作が抑制され、ＩＣレギュレータ２５からフィールドコイル２２に励磁電流が供給されない（ステップ１０７）。なお、上記実施形態では、オルタネータ３へのオン，オフデューティとして“０”％を設定したが、そのオン，オフデューティの値に限定はなく、エンジンの始動性を悪化させない程度に適宜に設定すればよい。
【００１９】
フィールドコイル２２への励磁電流が抑制されたことにより、フィールドコイル２２からの磁界が抑制され、たとえエンジン１の動力でフィールドコイル２２が回転していても、ステータコイル２１から発生する３相交流電圧は抑制される乃至発生しない。
【００２０】
その後、検出回転数Ｎｅが上昇して設定値Ｎｓに達すると（ステップ１０６のＹＥＳ）、エンジン回転が十分に上昇してエンジン１が完爆状態に到達したとの判断の下に、ＥＣＵ１０からオルタネータ３に例えばオン，オフデューティ“５０”％が指令される。この指令に従い、ＩＣレギュレータ２５のスイッチング素子のオン，オフデューティが“５０”％に設定される。つまり、バッテリ６の電圧によってＩＣレギュレータ２５の動作抑制が解除され、ＩＣレギュレータ２５からフィールドコイル２２に所定レベルの励磁電流が供給される（ステップ１０８）。
【００２１】
フィールドコイル２２に所定レベルの励磁電流が供給されると、フィールドコイル２２から十分な磁界が発生し、その磁界を切って回転するフィールドコイル２２によりステータコイル２１からバッテリ６へ充電するに足りるレベルの３相交流電圧が発生する。この３相交流電圧がダイオードブリッジ２３で整流されて直流電圧となり、それがバッテリ６およびＩＣレギュレータ２５に供給される。
【００２２】
以後、エンジン１の運転およびオルタネータ３の発電が継続され、オルタネータ３の出力によってバッテリ６が充電される。
【００２３】
このように、エンジン１の始動時、エンジン１の回転数Ｎｅが設定値Ｎｓに達するまでオルタネータ３の発電を抑制するので、オルタネータ３がエンジン１の負荷とならず、エンジン１の始動性が改善される。
【００２４】
とくに、冷却水温度Ｔｗが低いほど設定値Ｎｓを高くなる方向に補正するので、エンジン回転が十分に上昇した最適なタイミングでオルタネータ３の発電を開始することができる。したがって、環境温度にかかわらず、エンジン１の始動性を確実に改善できる。
【００２５】
また、エンジン始動時の冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔｃを超えている場合は、第１制御手段によるオルタネータでの発電抑制制御は実施されない。つまり、環境温度が低くなく、エンジン回転がスムーズに上昇する状況では、クランキング期間を含めて即座にオルタネータ３の発電とバッテリ6への充電が開始される。これにより、エンジン１の良好な始動性を確保しながら、バッテリ６を早期に充電することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、オルタネータ３の発電を開始する場合のＩＣレギュレータ２５のスイッチング素子のオン，オフデューティとして“５０”％を設定したが、そのオン，オフデューティの値に限定はなく、オルタネータ３の発電容量やバッテリ６の容量などに応じて適宜に設定すればよい。その他、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態におけるオルタネータの電気回路を示すブロック図。
【図３】同実施形態の作用を説明するためのフローチャート。
【図４】従来のエンジン回転の上昇の様子を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１…エンジン、２…スタータ、３…オルタネータ、４…回転数センサ、５…冷却水温度センサ、６…バッテリ、１０…ＥＣＵ（制御部）、１１…イグニッションスイッチ、２１…ステータコイル、２２…フィールドコイル、２３…ダイオードブリッジ、２５…ＩＣレギュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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