(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用内燃機関の出力軸に駆動連結される発電機と、同発電機の発電により充電されるバッテリと、前記内燃機関の自立運転時に前記発電機の発電を開始するに際してその発電量が所定の目標発電量にまで徐々に増大するように同発電機を制御する制御手段とを備えた車両の発電制御装置において、
前記制御手段は前記発電量を増大させる際の単位時間当たりの増大量を前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子に基づいて可変設定する
ことを特徴とする車両の発電制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子として機関負荷を検出し、同機関負荷が大きいときほど前記単位時間当たりの増大量を大きく設定する
請求項１に記載の車両の発電制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は前記機関負荷として燃料噴射量、アクセル操作量、スロットル開度、吸入空気量、及び吸入空気圧の少なくとも一つを検出する
請求項２に記載の車両の発電制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子として機関回転速度を検出し、同機関回転速度が高いときほど前記単位時間当たりの増大量を大きく設定する
請求項１乃至３のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子として車両走行速度を検出し、同車両走行速度が高速であるときほど前記単位時間当たりの増大量を大きく設定する
請求項１乃至４のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は前記内燃機関の始動後経過時間が長くなるほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるようにこれを設定する
請求項１乃至５のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は前記内燃機関の外部負荷が大きいときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が小さくなるようにこれを設定する
請求項１乃至６のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は前記内燃機関の冷却水温度が低いときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が小さくなるようにこれを設定する
請求項１乃至７のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項９】
前記制御手段は電圧指令値に基づいて前記発電機の発電量を制御し、前記バッテリの充電量が多いときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるように前記電圧指令値を設定する
請求項１乃至８のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項１０】
前記制御手段は電圧指令値に基づいて前記発電機の発電量を制御し、前記バッテリの温度が高いときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるように前記電圧指令値を設定する
請求項１乃至９のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項１１】
前記制御手段は電圧指令値に基づいて前記発電機の発電量を制御し、前記バッテリの劣化度合が大きいときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるように前記電圧指令値を設定する
請求項１乃至１０のいずれかに記載の車両の発電制御装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、
車両発進時に前記発電機を電動機として機能させて前記出力軸を回転駆動することにより運転停止中にある前記内燃機関を自動始動させる自動始動手段を更に備える
車両の発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動源として内燃機関を搭載する車両にあって、同内燃機関の出力軸に駆動連結される発電機の発電量を制御する車両の発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、内燃機関に加えて、バッテリから電力が供給される電動機を駆動源として搭載する、いわゆるハイブリッド車両に関する技術が提案されている。こうしたハイブリッド車両では通常、内燃機関の出力軸に駆動連結される発電機を備えており、この発電機の発電によって得られた電力を上記バッテリに蓄えるようにしている。また、この発電の際には発電量に応じた負荷が機関出力軸に対して付加されるため、内燃機関の燃費悪化を抑える上ではこの発電量を必要最小限に設定するのが望ましい。そこで、こうした車両の発電制御装置では、バッテリの充電状態を常に監視し、この充電状態に基づいて目標発電量をその都度設定したり、発電を停止したりすることにより、無駄な発電が行われないようにしている。
【０００３】
ところで、発電機による発電が停止されている状態からこれを開始する場合、例えば図１１（ｂ）に一点鎖線で示されるように、発電機の発電量Ｅ（例えば電圧値）をバッテリの充電状態に見合う目標発電量ＥＴＲＧにまで一度に立ち上げるようにすると（タイミングｔ１）、発電機から内燃機関に付加される負荷が急激に増大するようになる。その結果、例えば内燃機関がアイドル運転状態にあるときには、図１１（ａ）の一点鎖線に示されるように、負荷の急増に起因して機関回転速度ＮＥに一時的な落ち込みが発生してしまうようになる。そして、こうした落ち込み等、機関回転速度に変動が生じると、車両振動や騒音の増大が避けきれないものとなり、最悪、ストールに至るおそれもある。
【０００４】
そこで従来、こうした機関回転速度の変動を抑制するための技術として、例えば特開平８−６１１９３号公報に記載されるような発電制御装置が提案されている。同装置では、図１１（ｂ）の実線に示されるように、発電を開始するに際し、その発電量Ｅを急激に立ち上げるのではなく、これを目標発電量ＥＴＲＧにまで徐々に増大させるようにしている。従って、この従来の装置によれば、発電の開始に伴って発電機に発生する負荷が急増するようなことがなく、図１１（ａ）の実線に示されるように、機関回転速度の変動が抑制され、ひいてはこれに起因する車両振動や騒音の発生も抑えられるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、アイドル運転時等、内燃機関の燃焼安定性が比較的に低いときには、上述したような発電機の負荷増大に起因する機関回転速度の変動が一層発生し易いものとなる。従って、上記従来の装置では、発電機の負荷、即ち発電量を増大させるに際して、こうしたアイドル運転時にあっても機関回転速度の変動が発生しない程度に、その増大速度を小さく設定しておくことが必要になる。
【０００６】
ところが、このように発電量の増大速度をアイドル運転時に合わせて設定しておくようにすると、発電の開始に際して発電機の発電能力が一律に制限されてしまうようになる。このため、上記従来の装置は、例えばバッテリが過放電状態になっているときなど、発電機の発電能力を極力確保したいような状況では、発電量が不足してバッテリ充電状態の回復が遅れることがあり、この点においてなお改良の余地を残すものとなっていた。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電機による発電の開始に際して、機関回転速度の変動を抑制しつつ、発電量を好適に確保することのできる車両の発電制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、車両用内燃機関の出力軸に駆動連結される発電機と、同発電機の発電により充電されるバッテリと、前記内燃機関の自立運転時に前記発電機の発電を開始するに際してその発電量が所定の目標発電量にまで徐々に増大するように同発電機を制御する制御手段とを備えた車両の発電制御装置において、前記制御手段は前記発電量を増大させる際の単位時間当たりの増大量を前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子に基づいて可変設定するものであるとしている。
【０００９】
上記構成では、発電機の発電量を増大させる際の単位時間当たりの増大量が例えばアイドル運転時に合わせて一律に設定される場合とは異なり、これが内燃機関の燃焼安定性に見合う大きさにその都度設定されるようになる。このため、アイドル運転時等、内燃機関の燃焼安定性が相対的に低くなる運転領域では、発電量を増大させる際の単位時間当たりの増大量が小さく設定され、発電機から内燃機関に付加される負荷の急増が抑制される。従って、発電の開始に伴う機関回転速度の変動が抑えられるようになる。またその一方で、高負荷高速回転時等、内燃機関の燃焼安定性が相対的に高くなる運転領域では、発電機の負荷増大に起因する機関回転速度の変動が発生し難くなるため、発電量を増大させる際の単位時間当たりの増大量が大きく設定される。従って、発電が開始された後、発電量は目標発電量にまで速やかに増大するようになる。その結果、上記構成によれば、発電機による発電の開始に際して、機関回転速度の変動を抑制しつつ、発電量を好適に確保することができるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子として機関負荷を検出し、同機関負荷が大きいときほど前記単位時間当たりの増大量を大きく設定するものであるとしている。
【００１１】
機関負荷が大きくなると、燃焼に供される燃料の量が多くなり、安定した状態のもとで内燃機関の燃焼が行われるようになる。従って、上記構成によれば、発電量の単位時間当たりの増大量をこうした燃焼安定性と機関負荷との関係に即したものとして好適に可変設定することができるようになる。
【００１２】
また、機関負荷としては、請求項３に記載の発明によるように、例えばこれを燃料噴射量の他、アクセル操作量、スロットル開度、吸入空気量、及び吸入空気圧の少なくとも一つに基づいて検出することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子として機関回転速度を検出し、同機関回転速度が高いときほど前記単位時間当たりの増大量を大きく設定するものであるとしている。
【００１４】
機関回転速度が高くなると、内燃機関の駆動部分がより大きな慣性力を持って運動するようになるため、安定した状態のもとで内燃機関の燃焼が行われるようになる。従って、上記構成によれば、発電量の単位時間当たりの増大量をこうした燃焼安定性と機関回転速度との関係に即したものとして好適に可変設定することができるようになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記制御手段は前記内燃機関の燃焼安定性と相関を有する因子として車両走行速度を検出し、同車両走行速度が高速であるときほど前記単位時間当たりの増大量を大きく設定するものであるとしている。
【００１６】
車両が走行状態にあるときには、仮に燃焼状態の悪化することがあっても、車両の駆動力伝達系から内燃機関の出力軸に対して逆に回転駆動力が伝達されることで、こうした燃焼状態の悪化に起因する機関回転速度の低下が抑えられ、その燃焼状態の不安定化も抑制されるようになる。また、このように駆動力伝達系の回転駆動力が内燃機関に伝達されることによって燃焼状態の不安定化が抑制される傾向は、車両走行速度が高速であるときほど顕著になる。請求項５にかかる発明の上記構成によれば、車両走行速度が高速であるときほど、発電量の単位時間当たりの増大量を大きく設定することにより、この単位時間当たりの増大量をこうした内燃機関の燃焼安定性と車両走行速度との関係に即したものとして好適に可変設定することができるようになる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は前記内燃機関の始動後経過時間が長くなるほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるようにこれを設定するものであるとしている。
【００１８】
内燃機関を始動させた直後は、機関燃焼室の温度が低く、また潤滑油の粘性が高いため、その影響を受けて駆動部分における駆動抵抗も大きくなる。このため、始動直後は、内燃機関の燃焼安定性が低くなり、機関回転速度の変動も発生し易いものとなる。これに対して、始動後の経過時間が長くなると、機関燃焼室の温度が上昇し、また駆動部分における駆動抵抗も徐々に低下するようになる。このため、これらに応じて内燃機関の燃焼状態も安定し、機関回転速度の変動は発生し難くなる。従って、請求項６にかかる発明の上記構成によれば、こうした始動後経過時間と機関燃焼安定性との関係を上記単位時間当たりの増大量の設定に反映させることができ、同単位時間当たりの増大量を一層好適に設定することができるようになる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は前記内燃機関の外部負荷が大きいときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が小さくなるようにこれを設定するものであるとしている。
【００２０】
内燃機関の外部負荷、即ち、空調装置、ウォータポンプ、パワーステアリング用油圧ポンプ等、外部補機の作動によって機関出力軸に付加される負荷が増大した場合には、発電機の負荷増大による機関回転速度の変動も発生し易い傾向にある。請求項７にかかる発明の上記構成によれば、こうした外部負荷が機関回転速度の変動に及ぼす影響を考慮しつつ、上記発電量の単位時間当たりの増大量を好適に設定することができるようになる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は前記内燃機関の冷却水温度が低いときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が小さくなるようにこれを設定するものであるとしている。
【００２２】
内燃機関の冷却水温度が低いときには、潤滑油の温度が低くなり、従って内燃機関の駆動部分における駆動抵抗が増加する。このように駆動抵抗が増大した状況下では、発電機の負荷が付加されることによる機関回転速度の変動も発生し易いものとなる。請求項８にかかる発明の上記構成によれば、こうした機関冷却水温度と機関回転速度変動の発生のし易さとの関係を上記単位時間当たりの増大量の設定に反映させることができ、同単位時間当たりの増大量を一層好適なものとして設定することができるようになる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は電圧指令値に基づいて前記発電機の発電量を制御し、前記バッテリの充電量が多いときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるように前記電圧指令値を設定するものであるとしている。
【００２４】
バッテリの充電量が多いとき、換言すればバッテリを充電する際の充電余裕量が少ないときには、発電機に出力する電圧指令値が同じ場合であっても、バッテリの内部抵抗が増大するために、発電機に流れる電流が少なくなる。その結果、発電機から機関出力軸に付加される負荷も小さくなり、機関回転速度の変動についても発生し難いものとなる。請求項９にかかる発明の上記構成によれば、このようにバッテリの充電量が多く、従って機関回転速度の変動が発生し難いときには、発電量の単位時間当たりの増大量を大きく設定することができ、発電機の発電量をより大きく確保することができるようになる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は電圧指令値に基づいて前記発電機の発電量を制御し、前記バッテリの温度が高いときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるように前記電圧指令値を設定するものであるとしている。
【００２６】
バッテリの温度が高いときには、発電機に出力する電圧指令値が同じ場合であっても、バッテリの内部抵抗が増大するために、発電機に流れる電流が少なくなる。その結果、発電機から機関出力軸に付加される負荷も小さくなり、機関回転速度の変動についても発生し難いものとなる。請求項１０にかかる発明の上記構成によれば、このようにバッテリの温度が高く、従って機関回転速度の変動が発生し難いときには、発電量の単位時間当たりの増大量を大きく設定することができ、発電機の発電量をより大きく確保することができるようになる。尚、バッテリの温度は、例えばこれを同バッテリに設けられた温度センサによって検出することができる。また例えば、外気温センサ（或いは吸気温センサ）により検出される外気温度や水温センサによって検出される機関冷却水温度に基づいてバッテリの初期温度を推定するとともに、同バッテリの充放電量に基づいて温度上昇量を推定し、これら初期温度及び温度上昇量に基づいてバッテリの温度を求めるようにすることもできる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、前記制御手段は電圧指令値に基づいて前記発電機の発電量を制御し、前記バッテリの劣化度合が大きいときほど前記因子に基づき可変設定される単位時間当たりの増大量が大きくなるように前記電圧指令値を設定するものであるとしている。
【００２８】
バッテリの劣化が進むと、発電機に出力する電圧指令値が同じ場合であっても、バッテリの内部抵抗が増大するために、発電機に流れる電流が少なくなる。その結果、発電機から機関出力軸に付加される負荷も小さくなり、機関回転速度の変動も発生し難いものとなる。請求項９にかかる発明の上記構成によれば、このようにバッテリの劣化度合が大きく、従って機関回転速度の変動が発生し難いときには、発電量の単位時間当たりの増大量を大きく設定することができ、発電機の発電量をより大きく確保することができるようになる。尚、バッテリの劣化度合は、例えばこれをバッテリの使用時間、詳しく総充電時間及び総放電時間に基づいて推定するようにしたり、或いは放電量に対する充電量の減少率から推定することができる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の車両の発電制御装置において、車両発進時に前記発電機を電動機として機能させて前記出力軸を回転駆動することにより運転停止中にある前記内燃機関を自動始動させる自動始動手段を更に備えるようにしている。
【００３０】
上記構成では、車両発進時に内燃機関の運転が停止されている場合には、自動始動手段による自動始動が行われる。そして、この自動始動によって内燃機関が自立運転を開始すると、発電機による発電が開始されるようになる。ここで、車両発進時には通常、アクセル操作部材の操作によって機関負荷が増大するため、機関燃焼状態が安定するようになり、発電機の負荷増大による機関回転速度の変動も発生し難いものとなっている。請求項１２にかかる発明の上記構成によれば、このように内燃機関の燃焼安定性が確保される車両発進時には、内燃機関を自動始動させて発電機の発電を行うようにしているため、その発電の開始に際して発電量を好適に確保することができるようになる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
本実施形態にかかる車両の発電制御装置は、内燃機関の他、電動機を駆動源として搭載するハイブリッド車両にあって、その発電機能を制御するために同車両に設けられている。図１に示されるように、この発電制御装置は、発電機又は電動機としてその機能が選択的に切り替え可能なモータジェネレータ１２と、このモータジェネレータ１２にインバータ１４を介して電気的に接続されたバッテリ１５と、内燃機関１０の運転状態やバッテリ１５の充電状態に応じてその発電機能を統括制御する電子制御装置１６とを備えて構成されている。
【００３２】
モータジェネレータ１２の回転軸１３と、空調機用のコンプレッサ、ウォータポンプ、パワーステアリング用油圧ポンプ等の各種補機２２の回転軸２３とにはそれぞれプーリ２４，２５が取り付けられている。また、機関出力軸１１の一端には電磁クラッチ１９を介してプーリ２６が取り付けられている。これら各プーリ２４〜２６には補機駆動用のベルト２１が掛装されている。このベルト２１によってモータジェネレータ１２の回転軸１３、各種補機２２の回転軸２３、機関出力軸１１とが駆動連結され、各種補機２２にはその作動に必要な駆動力が内燃機関１０又はモータジェネレータ１２から選択的に伝達される。尚、この駆動力伝達系としては、上述したような各プーリ２４〜２６やベルト２１によるものに替えて、例えばギア或いはチェーンによるものを採用することもできる。機関出力軸１１とこの補機駆動力伝達系との連結／非連結は電磁クラッチ１９の断接によって切り替えられる。
【００３３】
また、機関出力軸１１の他端には、トルクコンバータ２７が接続されており、同機関出力軸１１の回転駆動力はこのトルクコンバータ２７から自動変速機２８等を介して最終的に図示しない車両駆動輪に伝達される。
【００３４】
電子制御装置１６には、機関回転速度を検出する回転速度センサ３０、機関冷却水温度を検出する水温センサ３１、吸入空気量センサ３２、吸入空気量を調量するスロットルバルブ（図示略）の開度を検出するスロットルセンサ３３、アクセルペダル（図示略）の踏込量を検出するアクセルサンサ３４、同アクセルペダルが踏み込まれた状態にあることを検出するアクセルスイッチ３５、ブレーキべダル（図示略）が踏み込まれた状態にあることを検出するブレーキスイッチ３６、自動変速機２８のシフト位置を検出するシフト位置センサ３７等々、機関運転状態を検出するセンサがそれぞれ接続されている。その他、電子制御装置１６には、車両の走行速度を検出する速度センサ３８、バッテリ１５の温度を検出するバッテリ温センサ３９が接続されている。
【００３５】
電子制御装置１６は、これら各種センサ３０〜３９の検出結果に基づいて、モータジェネレータ１２についてその発電機として機能する状態（発電状態）と、電動機として内燃機関１０や各種補機２２に駆動力を付与する状態（駆動状態）とをインバータ１４の制御を通じて切り替えるようにしている。
【００３６】
更に、電子制御装置１６はこうした車両の発電機能にかかる制御の他、例えば内燃機関１０の自動停止処理がなされているときには、その自動始動にかかる制御も併せて実行する。尚、自動停止処理は例えば、
・アクセルペダルが踏み込まれていない
・車両が停止している
・機関回転速度が所定速度以下
・バッテリ１５の充電量が所定量以上
・ブレーキペダルが踏み込まれているか或いは自動変速機２８のシフト位置がパーキングレンジ又はニュートラル位置にある
等々の各条件が全て成立するときに行われる。尚、機関自動停止条件としてはこの他の種々の条件を適宜加えたり置き換えたりしてもよい。
【００３７】
以下、このようにモータジェネレータ１２の機能を切り替える際の手順、自動始動を行う際の処理手順、並びにモータジェネレータ１２を発電機として機能させる場合の発電量の設定手順についてそれぞれ説明する。
【００３８】
電子制御装置１６は、車両制動時、並びに車両通常走行時にバッテリ１５の充電状態が所定量以下である場合、電子制御装置１６は電磁クラッチ１９を係合させるとともに、モータジェネレータ１２が発電機として機能するようにインバータ１４を制御する。その結果、モータジェネレータ１２が機関出力軸１１に駆動連結されてバッテリ１５の充電が行われるようになる。
【００３９】
一方、自動停止処理が行われて内燃機関１０の運転が停止されている期間に空調機等の各種補機２２を作動させる必要が生じた場合には、電子制御装置１６は電磁クラッチ１９を開放するとともに、モータジェネレータ１２が電動機として機能するようにインバータ１４を制御する。その結果、モータジェネレータ１２は機関出力軸１１との駆動連結が切り離され、各種補機２２がモータジェネレータ１２の駆動力によって作動するようになる。
【００４０】
また、こうした自動停止処理が行われて内燃機関１０の運転が停止されている期間に、運転者によるアクセルペダルの踏み込みなどに応じて車両を発進させる場合には、内燃機関１０の自動始動処理が行われる。
【００４１】
図２は、この自動始動制御についてその処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、機関自動停止処理によって内燃機関１０の運転が停止されていることを条件に実行される。
【００４２】
この一連の処理に際しては、まず、機関自動始動条件が成立しているか否かが判断される（ステップ１００）。ここでは例えば、
・自動変速機２８のシフト位置がドライブレンジにあるときに、ブレーキペダルの踏み込みが解除され且つアクセルペダルが踏み込まれたとき（車両発進時）
・同シフト位置がドライブレンジにあるときに、ブレーキペダルの踏み込みが解除され且つその解除から所定時間が経過したとき
・同シフト位置がパーキング又はニュートラルレンジからそれら以外のシフト位置に操作された後、所定時間が経過したとき
・車両走行速度が所定速度以上であるとき
等々の各条件のうち少なくとも一つが成立したときに機関自動始動条件が成立したものと判断される。尚、機関自動始動条件としてはこの他の種々の条件を適宜加えたり置き換えたりしてもよい。ここで、この機関自動始動条件が成立していない場合（ステップ１００：ＮＯ）、この一連の処理は一旦終了される。即ち、この場合には機関自動始動処理は行われない。
【００４３】
一方、機関自動始動条件が成立している場合（ステップ１００：ＹＥＳ）、機関自動始動処理が実行される（ステップ１１０）。この処理において、電子制御装置１６は電磁クラッチ１９を係合させるとともに、ブレーキペダルの踏み込みが解除されたときに、モータジェネレータ１２を回転駆動させ、機関出力軸１１の回転速度がアイドル運転時の目標回転速度近傍となるようにその回転速度を上昇させる。次に、電子制御装置１６は内燃機関１０に対して燃料噴射信号及び点火信号を出力することによりこれを始動させる。こうした機関自動始動処理により機関回転速度が上昇して内燃機関１０が自立運転が開始されると、電子制御装置１６はこれを判断するとともに、バッテリ１５の充電状態等に基づいてモータジェネレータ１２による発電を開始する。この発電に際して、電子制御装置１６は、インバータ１４に電圧指令値を出力してモータジェネレータ１２の発電電圧をこの電圧指令値と一致させることにより、同モータジェネレータ１２の発電量を制御する。
【００４４】
以下、この発電量にかかる制御について説明する。図３及び図４は、この発電量制御についてその処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、電子制御装置１６によって所定時間間隔毎に繰り返し実行される。
【００４５】
この一連の処理に際しては、まず、内燃機関１０の始動が完了したか否か、換言すれば同内燃機関１０が自立運転を開始したか否かが判断される（ステップ２１０）。具体的には、例えば、機関回転速度が所定値以上にまで上昇したこと、或いは同所定値に達してから所定時間が経過していることをもって始動完了した旨判断される。ここで、内燃機関１０の始動が完了していない場合には（ステップ２１０：ＮＯ）、モータジェネレータ１２による発電は停止され（ステップ２３０）、この一連の処理は一旦終了される。
【００４６】
一方、始動が完了している場合には（ステップ２１０：ＹＥＳ）、始動完了が判断されてからの経過時間Ｔが第１の所定時間Ｔ１未満であるか否かが判断される（ステップ２２０）。ここで、始動後経過時間Ｔが第１の所定時間Ｔ１未満である場合には（ステップ２２０：ＹＥＳ）、機関燃焼室の温度が低く、また内燃機関１０の駆動部分における駆動抵抗等も大きいことから内燃機関１０の燃焼状態が不安定な状態にあり、従ってモータジェネレータ１２による負荷の影響によって機関回転速度の変動が発生し易いものと判断され、モータジェネレータ１２の発電を未だ開始することなく処理を一旦終了される。
【００４７】
これに対して、始動後から第１の所定時間Ｔ１以上経過している場合には（ステップ２２０：ＮＯ）、バッテリ１５の充電状態に基づいて電圧指令値Ｅにかかる目標値（目標電圧指令値ＥＴＲＧ）が算出される（ステップ２３５）。ここで、基本的にはバッテリ１５の充電量が少ないときほど、電圧指令値Ｅは大きく設定され、従って発電量も大きく設定される。しかしながら、例えばバッテリ１５の充電能力低下を防止するための、いわゆるリフレッシュ処理を行う場合にあっては、この電圧指令値Ｅがバッテリ１５の充電量に関係なく最大に設定される。
【００４８】
次に、始動後経過時間Ｔが第２の所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）未満であるか否かが判断される（図４のステップ２４０）。この判断では、先のステップ２２０の処理と同様に、内燃機関１０の燃焼状態についてその安定性が更に判断される。即ち、始動後経過時間Ｔが第２の所定時間Ｔ２未満である場合には（ステップ２４０：ＹＥＳ）、内燃機関１０の燃焼状態が未だ十分に安定していないと判断される。そして、この場合にはアクセルスイッチが「オン」であるか否か、即ちアクセルペダルが踏み込まれた状態にあるか否かが判断され（ステップ２６０）、その判断結果に応じて、電圧指令値Ｅを目標電圧指令値ＥＴＲＧにまで徐々に増大させる際の徐変量Ｓ（単位時間当たりにおける発電指令値の増加量）、換言すれば発電量の増大度合を可変設定するようにしている（ステップ２７０，２７５）。
【００４９】
即ち、アクセルペダルが踏み込まれている場合には（ステップ２６０：ＹＥＳ）、上記徐変量Ｓが相対的に大きな所定値ＳＡに設定される一方（ステップ２７０）、アクセルペダルが踏み込まれていない場合には（ステップ２６０：ＮＯ）、上記徐変量が相対的に小さな所定値ＳＢ（＜ＳＡ）に設定される（ステップ２７５）。
【００５０】
ここでは、アクセルペダルが踏み込まれている場合には、踏み込まれていない場合よりも機関負荷が大きくなり、燃料噴射量も増大することから、内燃機関１０の燃焼が比較的安定する傾向にある点に着目している。そして、このように燃焼状態が比較的安定しているときには、モータジェネレータ１２の負荷による機関回転速度の変動も発生し難いため、電圧指令値Ｅの徐変量Ｓを相対的に大きく設定して同電圧指令値Ｅの上昇速度を増大させることにより、発電量を極力確保するようにしている。
【００５１】
またその一方で、アクセルペダルが踏み込まれていない場合には、機関負荷が小さく、従って内燃機関１０の燃焼状態にかかる安定性も相対的に低くなる。そして、このように燃焼状態の安定性が低い場合には、モータジェネレータ１２の負荷による機関回転速度の変動が発生し易いために、電圧指令値Ｅの徐変量Ｓを相対的に小さく設定して、こうした機関回転速度の変動を極力抑制するようにしている。
【００５２】
一方、先のステップ２４０において、始動後から第２の所定時間Ｔ２以上経過している場合には（ステップ２４０：ＮＯ）、アクセルペダルの踏み込みにかかわらず、電圧指令値Ｅの徐変量Ｓは一律に所定値ＳＮＭＬ（ＳＮＭＬ＞ＳＡ、又はＳＮＭＬ＝ＳＡ、又はＳＡ＞ＳＮＭＬ＞ＳＢ）に設定される（ステップ３１０）。即ちここでは、始動後から第２の所定時間Ｔ２が経過している場合には、内燃機関１０の燃焼状態が一層安定しているため、同所定時間Ｔ２が経過していない場合によりも徐変量Ｓを大きく設定することにより、電圧指令値Ｅの上昇速度を更に増大させて発電量を一層大きく確保するようにしている。
【００５３】
上記ステップ２２０〜３１０の処理を通じて、徐変量Ｓが始動後経過時間Ｔ及びアクセルペダルの踏込状態に応じて可変設定されると、その後、徐変演算式（Ｅ←Ｅ＋Ｓ）に従って電圧指令値Ｅが算出される（ステップ２８０）。尚、この演算式において電圧指令値Ｅの初期値はバッテリ１５の端子開放電圧である。
【００５４】
そして次に、電圧指令値Ｅと目標電圧指令値ＥＴＲＧとの比較がなされ（ステップ２９０）、電圧指令値Ｅが目標電圧指令値ＥＴＲＧを上回らないように、いわゆるガード処理がなされた後（ステップ３００）、この一連の処理は一旦終了される。そして、このようにして可変設定された電圧指令値Ｅが電子制御装置１６からインバータ１４に出力されることにより、モータジェネレータ１２の発電電圧が制御される。
【００５５】
図５は、機関始動後の発電の開始に際しての機関回転速度ＮＥの変化態様、並びに本装置の制御に従う電圧指令値Ｅの変化態様の一例を示すタイミングチャートである。尚、このタイミングチャートにおいて、時刻ｔ１は始動後経過時間Ｔが第１の所定値Ｔ１に達した時刻を示し、時刻ｔ２は同経過時間Ｔが第２の所定値Ｔ２に達した時刻を示している。また、このタイミングチャートでは、徐変量Ｓにかかる上記所定値ＳＡ，ＳＢ，ＳＮＭＬについて（ＳＮＭＬ＞ＳＡ＞ＳＢ）なる関係を設定した場合を例にしている。
【００５６】
このタイミングチャートに実線にて示されるように、機関始動後にアクセルペダルが踏み込まれることがなく、機関回転速度ＮＥがアイドル運転時の目標回転速度に保持されるような場合には（同図（ａ）時刻ｔ１〜ｔ２）、電圧指令値Ｅ（同図（ｂ））の徐変量Ｓ（同図（ｂ）において実線の傾き）は相対的に小さく設定される（Ｓ←ＳＡ）。従って、モータジェネレータ１２の負荷についてその急増が抑制されるようになり、機関回転速度ＮＥの変動、ひいてはそれに起因する車両振動や騒音の発生も抑えられるようになる。
【００５７】
一方、タイミングチャートに一点鎖線にて示されるように、車両発進時など、機関始動後にアクセルペダルが踏み込まれ、機関回転速度ＮＥが上昇するような場合には、電圧指令値Ｅの徐変量Ｓ（同図（ｂ）において一点鎖線の傾き）は相対的に大きく設定される（Ｓ←ＳＢ）。従って、電圧指令値Ｅの増大速度が大きくなり、モータジェネレータ１２の発電量が極力大きく確保されるようになる。
【００５８】
そして、始動後経過時間Ｔが第２の所定時間Ｔ２に達した後は（時刻ｔ２以降）、電圧指令値Ｅの徐変量Ｓはアクセルペダルの踏込状態にかかわらず更に大きく設定される（Ｓ←ＳＮＭＬ）。従って、始動後から第２の所定時間Ｔ２以上経過した場合には、モータジェネレータ１２の発電量が一層大きく確保されるようになる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態によれば次のような作用効果を奏することができる。
・内燃機関１０の燃焼安定性と相関の高い機関負荷の大きさをアクセルペダルの踏込状態に基づいて判断し、この機関負荷が大きいときほど発電量の単位時間当たりの増大量、即ち電圧指令値Ｅの徐変量Ｓが大きくなるようにこれを可変設定するようにした。このため、同徐変量Ｓを内燃機関１０の燃焼安定性に見合う大きさにその都度設定することができ、モータジェネレータ１２による発電の開始に際して、機関回転速度ＮＥの変動を抑制しつつ、発電量を好適に確保することができるようになる。
【００６０】
・また、内燃機関１０の始動後経過時間Ｔが長くなるほど電圧指令値Ｅの徐変量Ｓが大きくなるようにしているため、機関燃焼室温度や、内燃機関１０の駆動部分における駆動抵抗の大きさなど、内燃機関１０の燃焼状態に影響を及ぼす要因のうち始動後経過時間Ｔに応じて変化するものに合わせて徐変量Ｓを設定することができる。従って、こうした始動後経過時間Ｔと機関燃焼安定性との関係を徐変量Ｓの設定に反映させることができ、同徐変量Ｓを一層好適に設定することができるようになる。
【００６１】
・更に、通常、アクセルペダルが踏み込まれるなどして機関負荷が増大し、それに伴って機関燃焼安定性も確保される車両発進時には、モータジェネレータ１２を電動機として機能させ、機関出力軸１１を回転駆動することにより運転停止中にある内燃機関１０を自動始動させるようにしているため、その発電の開始に際して発電量を好適に確保することができるようになる。
【００６２】
［その他の実施形態］
上記実施形態はその制御手順の一部を以下の各変更例に示されるように適宜変更して実施することができる。
【００６３】
（１）上記実施形態では、始動後経過時間Ｔが第２の所定時間Ｔ２に達していない場合において、アクセルペダルの踏込状態に応じて徐変量Ｓを可変設定するようにした。これに対して、例えば、機関回転速度ＮＥが所定値ＮＥ１を上回るときにのみ徐変量Ｓを先の所定値ＳＡに設定してこれを相対的に大きくするなど、上記アクセルペダルの踏込状態に代えて機関回転速度ＮＥの大きさに応じて徐変量Ｓを可変設定するようにしてもよい。機関回転速度が高くなると、内燃機関１０の駆動部分がより大きな慣性力を持って運動するようになるため、安定した状態のもとで内燃機関１０の燃焼が行われるようになり、機関回転速度の変動も発生し難くなる。従って、上記構成によれば、徐変量Ｓをこうした燃焼安定性と機関回転速度との関係に即したものとして好適に可変設定することができるようになる。
【００６４】
（２）また、図４のフローチャートに示される処理の一部を、例えば図６に示されるように変更することができる。即ち、同図６に示されるように、アクセルペダルの踏み込みが判断された場合（ステップ２６０）に、更に機関回転速度ＮＥと所定値ＮＥ１とを比較し（ステップ２６１）、同機関回転速度ＮＥがこの所定値ＮＥ１を上回る場合にのみ徐変量Ｓを先の所定値ＳＡに設定してこれを相対的に大きくするなど、アクセルペダルの踏込状態及び機関回転速度ＮＥの双方に応じて徐変量Ｓを可変設定するようにしてもよい。こうした構成によれば、機関回転速度の変動を一層確実に抑制して、これに起因する車両振動や騒音の発生を好適に抑えることができるようになる。
【００６５】
（３）また、徐変量Ｓを可変設定する際のパラメータとしては、アクセルペダルの踏込状態、機関回転速度ＮＥ、更には始動後経過時間Ｔの他、例えば燃料噴射量、スロットル開度、吸入空気量、或いは吸入空気圧等、機関負荷と相関を有するものを採用することができる。具体的には、燃料噴射量や吸入空気量が多いときほど、またスロットル開度や吸入空気圧が大きいときほど、徐変量Ｓが大きくなるようにこれを設定することにより、上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。
【００６６】
（４）上記パラメータとして車両走行速度を採用し、同速度が高速であるときほど徐変量Ｓが大きくなるようにこれを設定するようにしてもよい。車両が走行状態にあるときには、仮に燃焼状態の悪化することがあっても、車両の駆動力伝達系から機関出力軸１１に対して逆に回転駆動力が伝達されることで、こうした燃焼状態の悪化に起因する機関回転速度の低下が抑えられ、その燃焼状態の不安定化も抑制されるようになる。また、このように駆動力伝達系の回転駆動力が内燃機関１０に伝達されることによって燃焼状態の不安定化が抑制される傾向は、車両走行速度が高速であるときほど顕著になる。従って上記構成によれば、徐変量Ｓをこうした内燃機関の燃焼安定性と車両走行速度との関係に即したものとして好適に可変設定することができるようになる。
【００６７】
（５）図４のフローチャートに示される処理の一部を、例えば図７のフローチャートに示されるように変更することもできる。同図に示されるように、この例では、始動後経過時間Ｔに基づいて補正値ＫＳを設定し、これを用いてアクセルペダルの踏込状態に応じて可変設定された徐変量Ｓを更に補正するようにしている（ステップ２７６，２７７）。ここで、図８に示されるように、この補正値ＫＳは始動後経過時間Ｔが長くなるほど大きな値に設定するのが望ましい（ＫＳ２＞ＫＳ１）。このように構成しても上記実施形態に準じた作用効果を奏することができる。
【００６８】
（６）また、この（５）の変更例において、上記補正値ＫＳを設定する際のパラメータとして始動後経過時間Ｔに代えて内燃機関１０の冷却水温度を採用し、同温度が低いときほどこの補正値ＫＳが小さくなるように、換言すれば徐変量Ｓが小さくなるように、同補正値ＫＳを設定するようにしてもよい。内燃機関１０の冷却水温度が低いときには、潤滑油の温度が低くなり、従って内燃機関１０の駆動部分における駆動抵抗が増加する。このように駆動抵抗が増大した状況下では、モータジェネレータ１２の負荷による機関回転速度ＮＥの変動も発生し易いものとなる。上記構成によれば、こうした冷却水温度と機関回転速度変動の発生のし易さとの関係を徐変量Ｓの設定に反映させることができ、これを一層好適なものとして設定することができるようになる。
【００６９】
（７）更に、上記実施形態のように発電量を電圧指令値に基づいて制御するものにあっては、始動後経過時間Ｔや機関冷却水温度の他にも、例えばバッテリ１５についてその充電量、温度、或いは劣化度合を上記補正値ＫＳを設定する際のパラメータとして採用することができる。
【００７０】
具体的には、バッテリ１５の充電量が多いときほど、またバッテリ１５の温度が高いときほど、更にまたバッテリ１５の劣化度合が大きいときほど、補正値ＫＳが大きくなるように、換言すれば徐変量Ｓが大きくなるように、同補正値ＫＳを設定する。バッテリ１５の充電量が多いとき、換言すればバッテリ１５を充電する際の充電余裕量が少ないときには、モータジェネレータ１２に出力する電圧指令値が同じ場合であっても、バッテリ１５の内部抵抗が増大するために、モータジェネレータ１２に流れる電流が少なくなる。また、バッテリ１５の温度が高いときや、バッテリ１５の劣化が進んだとき（劣化度合が大きいとき）にも同様に、バッテリ１５の内部抵抗が増大するために、モータジェネレータ１２に流れる電流が少なくなる。その結果、同じ電圧指令値を出力しても、モータジェネレータ１２から機関出力軸１１に付加される負荷も小さくなり、機関回転速度の変動についても発生し難いものとなる。
【００７１】
従って、上記構成によれば、このようにモータジェネレータ１２に流れる電流に応じて機関回転速度変動の発生のし易さが異なる場合であっても、これに合わせて上記徐変量Ｓをより大きく設定することができ、モータジェネレータ１２の発電量をより大きく確保することができるようになる。尚、バッテリ１５の劣化度合については、例えばこれをバッテリ１５の使用時間、詳しく総充電時間及び総放電時間から推定するようにしたり、或いは放電量に対する充電量の減少率から推定することができる。
【００７２】
（８）その他、空調装置、ウォータポンプ、パワーステアリング用油圧ポンプ等から機関出力軸１１に作用する負荷の大きさ、即ち内燃機関の外部負荷の大きさが大きいほど、上記補正値ＫＳが小さくなるようにこれを設定するようにしてもよい。内燃機関１０の外部負荷が増大した場合には、モータジェネレータ１２の負荷増大による機関回転速度の変動も発生し易い傾向にある。上記構成によれば、こうした外部負荷が機関回転速度の変動に及ぼす影響を考慮しつつ、上記徐変量Ｓを好適に設定することができるようになる。
【００７３】
（９）更に、上記実施形態並びに各変更例では、徐変量Ｓや補正値ＫＳを２つ或いは３つの値の間で離散的に変化させるようにした。これに対して、例えば図９に示されるように、同徐変量Ｓをアクセルペダルの操作量などのパラメータに応じて、また補正値ＫＳを始動後経過時間Ｔ、冷却水温度、バッテリの充電量、温度、劣化度合などのパラメータに応じて連続的に変化させるようにすることもできる。尚、同図９ではパラメータの一例としてアクセルペダルの踏込量ＡＣＣＰを採用し、これに応じて徐変量Ｓを連続的に変化させるようにした例を示している。
【００７４】
（１０）更に、上記（９）の変更例によるように、徐変量Ｓや補正値ＫＳを連続的に変化させる際に、２つ以上のパラメータを参照し、これら各パラメータに応じて徐変量Ｓや補正値ＫＳを連続的に可変設定するようにしてもよい。図１０は、徐変量Ｓを可変設定する際のパラメータとしてアクセルペダルの踏込量ＡＣＣＰと機関回転速度ＮＥとを採用し、これらに基づいて徐変量Ｓを可変設定する際の演算用マップを示している。
【００７５】
（１１）上記実施形態では、インバータ１４に出力する電圧指令値Ｅに基づいてモータジェネレータ１２の発電量を制御するようにしたが、例えばモータジェネレータ１２の発電量をその発電の際に流れる電流値や得られる電力量に基づいて制御するようにしてもよい。
【００７６】
（１２）上記実施形態では、始動後経過時間Ｔが第１の所定時間Ｔ１未満であるときにモータジェネレータ１２による発電を停止させるようしたが、例えば徐変量Ｓを極めて小さく設定したうえで発電を行うようにするなどして、こうした停止処理を省略することもできる。この構成によれば、発電量を一層大きく確保することができるようになる。また、例えばバッテリ１５の充電量が少ないときにはこのように発電を極力早期に開始させる一方で、同充電量が比較的多いときには、機関燃焼状態が確実に安定するまで発電の開始を遅らせるといった制御態様を採用することもできる。
【００７７】
（１３）上記実施形態では、機関出力軸１１と発電機、即ちモータジェネレータ１２の回転軸１３とを駆動連結する態様として、ベルト２１、チェーン、或いはギアを介してこれらを連結するものを示したが、この他にも例えば、機関出力軸１１とモータジェネレータ１２の回転軸１３とを直接クラッチを介して連結するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態にかかる車両の発電制御装置及びその周辺機器を示す概略構成図。
【図２】機関自動始動処理についてその処理手順を示すフローチャート。
【図３】発電量制御についてその処理手順を示すフローチャート。
【図４】同じく発電量制御についてその処理手順を示すフローチャート。
【図５】機関回転速度及び電圧指令値の各変化態様を示すタイミングチャート。
【図６】発電量制御にかかる処理の変更例を示すフローチャート。
【図７】発電量制御にかかる処理の変更例を示すフローチャート。
【図８】変更例における始動後経過時間と徐変量の補正値との関係を示す関数マップ。
【図９】変更例におけるアクセル踏込量と徐変量との関係を示す関数マップ。
【図１０】変更例におけるアクセル踏込量及び機関回転速度と徐変量との関係を示す関数マップ。
【図１１】機関回転速度及び電圧指令値の各変化態様を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１１…機関出力軸、１２…モータジェネレータ、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…電子制御装置、１９…電磁クラッチ、２１…ベルト、２２…各種補機、３０〜３９…各種センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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