(57)【要約】    【課題】  バッテリの出力電圧より発電電圧を高める高電圧発電を適切に実行し、発電機関連デバイスの温度上昇を抑制しつつバッテリの充電量を最適に維持することができる発電機の制御装置を提供する。    【解決手段】  エンジン２への燃料供給を停止する燃料カット運転の開始時点において、バッテリの充電量を示すバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値αより大きいか否かを判別し、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値α以下であるときは、発電機１が基準バッテリ出力電圧ＶＢ０より高い第３電圧Ｖ３で発電する高電圧発電を実行する。バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値αより大きいときは、第３電圧Ｖ３より高い第４電圧Ｖ４で発電する回生発電を実行する。【選択図】  図２
2014079096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、該機関により駆動される発電機と、該発電機により充電可能なバッテリとを備える車両に搭載され、前記発電機を制御する発電機の制御装置であって、
前記バッテリに取り付けられ、前記バッテリの状態を取得するバッテリセンサと、
前記車両の状態に応じて前記発電機の発電電圧を変更する発電電圧制御手段とを有し、
前記発電電圧制御手段は、前記機関への燃料供給を停止する燃料カット運転の開始時点において、前記バッテリセンサの出力値を用いて前記バッテリの充電量が所定充電量より大きいか否かを判別し、前記充電量が前記所定充電量以下であるときに、前記発電機が前記バッテリの出力電圧より高い第１高電圧で発電する高電圧発電を実行し、前記充電量が前記所定充電量より大きいときに、前記発電機が前記第１高電圧より高い第２高電圧で発電する回生発電を実行することを特徴とする発電機の制御装置。
【請求項２】
前記発電電圧制御手段は、前記機関が正のトルクを出力している所定運転状態において前記高電圧発電を実行し、前記所定運転状態は、前記機関の負荷が、前記機関の正味燃料消費率が最も低くなる負荷より低い状態であ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。
【請求項３】
前記車両に設けられたアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサをさらに有し、
前記所定運転状態は、検出されるアクセルペダル操作量の移動平均値と、前記アクセルペダル操作量との差分が所定値以下の安定走行状態であることを特徴とする請求項２に記載の発電機の制御装置。
【請求項４】
前記所定運転状態は、前記安定走行状態が所定時間継続した状態であることを特徴とする請求項３に記載の発電機の制御装置。
【請求項５】
前記バッテリセンサは前記バッテリの入出力電流値を取得し、前記発電電圧制御手段は、取得される電流値の積算を予め設定された初期値から実行することにより、前記充電量の算出を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の発電機の制御装置。
【請求項６】
前記発電電圧制御手段は、前記バッテリセンサを用いて前記バッテリの内部抵抗値を検出する内部抵抗値検出手段を備え、前記内部抵抗値が所定抵抗値以上であるときは、前記回生発電を禁止することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の発電機の制御装置。
【請求項７】
前記発電電圧制御手段は、前記バッテリの内部温度を推定する内部温度推定手段を備え、前記内部温度が所定温度以上であるときは、前記回生発電を禁止することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の発電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、内燃機関により駆動される発電機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両に搭載され、内燃機関により駆動される発電機の制御装置が示されている。この制御装置によれば、機関の燃料カット運転中に発電機の発電電圧を高めて、バッテリを強制的に充電する強制充電が行われ、強制充電終了後、強制充電による充電量に応じた時間だけ発電機の発電電圧を低下させる制御が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７９７２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の制御装置によれば、燃料カット運転が実行される毎に強制充電が行われるため、発電機そのものや発電機に接続されるワイヤなどの発電機関連デバイスの温度が上昇し、発熱によって損傷する可能性があった。
【０００５】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、バッテリの出力電圧より発電電圧を高める高電圧発電を適切に実行し、発電機関連デバイスの温度上昇を抑制しつつバッテリの充電量を最適に維持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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（２）と、該機関により駆動される発電機（１）と、該発電機（１）により充電可能なバッテリ（４）とを備える車両に搭載され、前記発電機（１）を制御する発電機の制御装置であって、前記バッテリ（４）に取り付けられ、前記バッテリの状態を取得するバッテリセンサ（２１）と、前記車両の状態に応じて前記発電機の発電電圧（ＶＡＣＧ）を変更する発電電圧制御手段とを有し、前記発電電圧制御手段は、前記機関への燃料供給を停止する燃料カット運転の開始時点において、前記バッテリセンサの出力値（ＩＢ）を用いて前記バッテリの充電量（ＩＢＳＵＭ）が所定充電量（α）より大きいか否かを判別し、前記充電量（ＩＢＳＵＭ）が前記所定充電量（α）以下であるときに、前記発電機（１）が前記バッテリの出力電圧（ＶＢ０）より高い第１高電圧（Ｖ３）で発電する高電圧発電を実行し、前記充電量が前記所定充電量より大きいときに、前記発電機（１）が前記第１高電圧（Ｖ３）より高い第２高電圧（Ｖ４）で発電する回生発電を実行することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発電機の制御装置において、前記発電電圧制御手段は、前記機関（２）が正のトルクを出力している所定運転状態において前記高電圧発電を実行し、前記所定運転状態は、前記機関の負荷（ＰＥＮＧ）が、前記機関の正味燃料消費率が最も低くなる負荷（Ｌ１）より低い状態であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発電機の制御装置において、前記車両に設けられたアクセルペダルの操作量（ＡＰ）を検出するアクセルセンサをさらに有し、前記所定運転状態は、検出されるアクセルペダル操作量の移動平均値（ＡＰＡＶ）と、前記アクセルペダル操作量（ＡＰ）との差分（ＤＡＰ）が所定値（ＤＡＰＴＨ）以下の安定走行状態であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発電機の制御装置において、前記所定運転状態は、前記安定走行状態が所定時間継（ＴＳＴＢ）続した状態であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１項に記載の発電機の制御装置において、前記バッテリセンサ（２１）は前記バッテリの入出力電流値（ＩＢ）を取得し、前記発電電圧制御手段は、取得される電流値（ＩＢ）の積算を予め設定された初期値から実行することにより、前記充電量（ＩＢＳＵＭ）の算出を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の発電機の制御装置において、前記発電電圧制御手段は、前記バッテリセンサ（２１）を用いて前記バッテリの内部抵抗値（ＲＩ）を検出する内部抵抗値検出手段を備え、前記内部抵抗値（ＲＩ）が所定抵抗値（ＲＩＴＨ）以上であるときは、前記回生発電を禁止することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の発電機の制御装置において、前記発電電圧制御手段は、前記バッテリの内部温度（ＴＢ）を推定する内部温度推定手段を備え、前記内部温度（ＴＢ）が所定温度（ＴＢＴＨ）以上であるときは、前記回生発電を禁止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、機関への燃料供給を停止する燃料カット運転の開始時点において、バッテリセンサの出力値を用いてバッテリの充電量が所定充電量より大きいか否かが判別され、充電量が所定充電量以下であるときは、発電機がバッテリの出力電圧より高い第１高電圧で発電する高電圧発電が実行され、充電量が所定充電量より大きいときは、第１高電圧より高い第２高電圧で発電する回生発電が行われる。バッテリはその充電量が大きい（満充電を基準とした充電率（ＳＯＣ：State Of Charge)が高い）ほど、充電され難くなるという特性を有するため、ＳＯＣが高いときはバッテリに充電される電力量は少なくなる。したがって、燃料カット運転開始時のバッテリの充電量に応じて、第１または第２高電圧の一方を選択し、さらにバッテリの充電量が大きい場合に限定して、第２高電圧での回生発電を実行することにより、バッテリの充電量を最適に維持しつつ、発電機関連デバイスの温度上昇を抑制し、寿命を延ばすことができる。また、燃料カット運転開始時に充電量が所定充電量以下であるときは、燃料カット運転開始後に充電量が所定充電量を超えても回生発電に移行しないようにしたので、回生発電の実行頻度を抑制し、バッテリの寿命延長効果を高めることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、機関が正のトルクを出力している所定運転状態において高電圧発電が実行され、所定運転状態は、機関の負荷が、機関の正味燃料消費率が最も低くなる負荷、すなわち正味燃料消費率のボトムラインより低い状態とされる。発電機による発電負荷を加えることにより、機関負荷を正味燃料消費率のボトムラインに近づけることができるため、発電のために消費される燃料量が大きい他の運転領域で発電を行う必要性を低下させ、燃費（電費）を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、所定運転状態は、検出されるアクセルペダル操作量の移動平均値と、アクセルペダル操作量との差分が所定値以下の安定走行状態とされるので、アクセルペダル操作量の変動が大きい状態で発電電圧の変更頻度が増加することによるライトのちらつきなどの弊害を防止することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、所定運転状態は、安定走行状態が所定時間継続した状態とされるので、請求項３の効果をより確実に達成することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、バッテリセンサによってバッテリの入出力電流値が取得され、取得される電流値の積算を予め設定された初期値から実行することにより、充電量が算出されるので、正確な充電量を得て発電電圧制御を精度良く行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、バッテリの内部抵抗値が検出され、その内部抵抗値が所定抵抗値以上であるときは、回生発電が禁止される。回生発電を行うとバッテリに流入する電流値が増加してバッテリのＳＯＣの変動幅が大きくなり、バッテリの劣化を促進してしまう場合がある。またバッテリの劣化が進行するほど内部抵抗値が増加するので、内部抵抗値が所定抵抗値以上であるときに回生発電を禁止することにより、バッテリの劣化が促進されることを防止することができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、バッテリの内部温度が推定され、推定される内部温度が所定温度以上であるときは、回生発電が禁止される。バッテリの内部温度が高くなると充電電圧が同じであってもバッテリに流入する電流値が増加する傾向があり、バッテリの過充電が行われて劣化を促進するおそれがある。したがって、その推定内部温度が所定温度以上であるときに回生発電を禁止することにより、バッテリの劣化が促進されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車両に搭載された内燃機関及び該機関により駆動される発電機の制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す発電機の発電電圧（ＶＡＣＧ）を制御する処理のフローチャートである。
【図３】図２の処理で参照される余裕負荷発電フラグ（ＦＬＬＤ）の設定を行う処理のフローチャートである。
【図４】機関回転数（ＮＥ）と機関出力（ＰＥＮＧ）とで定義される運転領域を示す図である。
【図５】機関出力（ＰＥＮＧ）と、正味燃料消費率（ＢＳＦＣ）及び単位時間当たりの燃料消費量（ＧＦＣ）との関係を示す図である。
【図６】図３の処理による制御動作を説明するためのタイムチャートである。
【図７】図２の処理による制御動作を説明するためのタイムチャートである。
【図８】発電電圧（ＶＡＣＧ）を制御する処理のフローチャートである（第２の実施形態）。
【図９】発電電圧（ＶＡＣＧ）を制御する処理のフローチャートである（第３の実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の一実施形態にかかる車両に搭載された内燃機関及び該機関により駆動される発電機の制御装置の構成を示す図である。発電機１は伝達機構３を介して内燃機関（以下「エンジン」という）２の出力軸に接続されており、エンジン２によって駆動され発電を行う。発電機１は、第１〜第４電圧Ｖ１〜Ｖ４（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４）により発電可能に構成されており、その作動は電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５により制御される。
【００２２】
エンジン２の吸気通路内にはスロットル弁６が設けられており、スロットル弁６はアクチュエータ７によって駆動される。アクチュエータ７の作動はＥＣＵ５により制御される。ＥＣＵ５は、エンジン２の燃料噴射弁及び点火プラグ（図示せず）の駆動制御を行う。
【００２３】
発電機１の出力端子は、バッテリセンサ２１を介してバッテリ４の正極端子に接続されるとともに、ワイパーやパワーウインドウを駆動するモータ、ヘッドライトなどを含む電気負荷１０の一端に接続されている。電気負荷１０の他端及びバッテリ４の負極端子はアースに接続されている。バッテリセンサ２１は、バッテリ４に流入する電流ＩＢ（＞０）及びバッテリ４から流出する電流ＩＢ（＜０）を検出し、その検出信号をＥＣＵ５に供給する。以下、流入する電流及び流出する電流を合わせて「バッテリ電流ＩＢ」という。
【００２４】
ＥＣＵ５には、当該車両のアクセルペダルの操作量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ２２が接続され、さらに図示しない各種センサ（例えばエンジン２の回転数ＮＥを検出する回転数センサ、車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ、エンジン冷却水温ＴＷを検出する冷却水温センサなど）が接続されており、それらのセンサの検出信号が供給される。
ＥＣＵ５は、各種センサの検出信号に基づいて発電機１及びエンジン２の制御を行う。
【００２５】
図２は、発電機１の発電電圧ＶＡＣＧを制御する処理のフローチャートであり、この処理はＥＣＵ５で所定時間毎に実行される。
ステップＳ１１では、燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるか否かを判別する。燃料カットフラグＦＦＣは、車両の減速時においてエンジン２への燃料供給を一時的に停止する燃料カット運転を実行するとき「１」に設定される。ステップＳ１１の答が否定（ＮＯ）であるときは、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。余裕負荷発電フラグＦＬＬＤは、図３の処理で設定され、第３電圧Ｖ３での発電を許可するとき「１」に設定される。したがって、ステップＳ１２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、第３電圧Ｖ３（例えば１４．５Ｖ）での発電（以下「高電圧発電」といい、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「１」であるときは「余裕負荷発電」ともいう）を実行する（ステップＳ１９）。
【００２６】
ステップＳ１２の答が否定（ＮＯ）であるときは、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが「０」であるか否かを判別する（ステップＳ１３）。なおステップＳ１３の判別は、実際にはバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭの絶対値が微少所定値Δ以下であるか否かを判別することにより実行される。バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭは、バッテリ４の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）が７５〜９０％の範囲にある状態（以下「基準充電状態」という）にあるときを初期値（「０」）としたバッテリ電流ＩＢの積算値である。したがって、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭは正負の値をとり、負の値の絶対値が大きい状態は、バッテリ充電量が基準充電状態より少ない（ＳＯＣが低い）状態を示す。
【００２７】
ステップＳ１３の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちバッテリ４が基準充電状態にあるときは、ステップＳ１８に進み、第２電圧Ｖ２（例えば１３Ｖ）での発電（以下「通常発電」という）を行う。第２電圧Ｖ２は、基準充電状態におけるバッテリ出力電圧（以下「基準バッテリ出力電圧」という）ＶＢ０とほぼ等しい電圧であり、第３電圧Ｖ３は基準バッテリ出力電圧ＶＢ０より高い電圧である。
【００２８】
ステップＳ１３の答が否定（ＮＯ）であるときは、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが「０」より大きいか否かを判別する（ステップＳ１４）。この答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちＳＯＣが基準充電状態より高いときは、第１電圧Ｖ１（例えば１２Ｖ）での発電（以下「低電圧発電」という）を行う（ステップＳ１７）。第１電圧Ｖ１は、基準バッテリ出力電圧ＶＢ０より低い電圧である。
【００２９】
ステップＳ１４の答が否定（ＮＯ）、すなわちＳＯＣが基準充電状態より低いときは、第３電圧Ｖ３での高電圧発電を行う（ステップＳ１９）。
【００３０】
ステップＳ１１の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち燃料カット運転中であるときは、前回燃料カットフラグＦＦＣＺが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。前回燃料カットフラグＦＦＣＺは、本処理の前回実行時における燃料カットフラグＦＦＣの値を示す。したがって、ステップＳ１５の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、燃料カットフラグＦＦＣが「０」から「１」に変化した直後（燃料カット運転開始時点）に相当する。燃料カット運転開始時点であるときは、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値αより大きいか否かを判別する（ステップＳ１６）。その答が否定（ＮＯ）であって、バッテリ４が基準充電状態またはそれよりＳＯＣが低い状態にあるときは、ステップＳ１９に進み、高電圧発電を行う。ステップＳ１５の答が否定（ＮＯ）であるときも同様である。
【００３１】
ステップＳ１６の答が肯定（ＹＥＳ）であって、燃料カット運転開始時点におけるＳＯＣが基準充電状態より高いときは、第４電圧Ｖ４（例えば１５．５Ｖ）での発電（以下「回生発電」という）を行う（ステップＳ２０）。第４電圧Ｖ４は、第３電圧Ｖ３よりさらに高い電圧である。
【００３２】
図３は、図２のステップＳ１２で参照される余裕負荷発電フラグＦＬＬＤの設定を行う処理のフローチャートである。この処理はＥＣＵ５で所定時間毎に実行される。
ステップＳ２１では、下記式（１）によりアクセルペダル操作量ＡＰの移動平均化演算を実行し、なましアクセルペダル操作量ＡＰＡＶ(k)を算出する。式（１）のｋは、本処理の実行周期で離散化した離散化時刻であり、（Ｎ＋１）が移動平均化演算に適用するサンプル数に相当する。サンプル数は実験的に適切な値に設定される。
【数１】
2014079096.tif 000003
【００３３】
ステップＳ２２では、アクセルペダル操作量ＡＰ(k)（今回値）及びなましアクセルペダル操作量ＡＰＡＶ(k)を下記式（２）に適用し、差分ＤＡＰを算出する。
ＤＡＰ＝｜ＡＰ(k)−ＡＰＡＶ(k)｜                              （２）
【００３４】
ステップＳ２３では、差分ＤＡＰが判定閾値ＤＡＰＴＨ以下であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、ダウンカウントタイマＴＭＤＡＰＬを所定安定化時間ＴＳＴＢ（例えば０．５秒）に設定してスタートさせ（ステップＳ２４）、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤを「０」に設定する（ステップＳ２８）。
【００３５】
ステップＳ２３の答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、すなわち差分ＤＡＰが小さく、アクセルペダル操作量ＡＰの変化が小さい安定走行状態であるときは、タイマＴＭＤＡＰＬの値が「０」であるか否かを判別する（ステップＳ２５）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であり、ステップＳ２８に進む。ＤＡＰ≦ＤＡＰＴＨである安定走行状態が所定安定化時間ＴＳＴＢ継続すると、ステップＳ２５の答が肯定（ＹＥＳ）となり、余裕負荷運転フラグＦＲＬＬＤが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤを「１」に設定し、余裕負荷発電を許可する（ステップＳ２７）一方、ステップＳ２６の答が否定（ＮＯ）であるときはステップＳ２８に進む。
【００３６】
余裕負荷運転フラグＦＲＬＬＤは、エンジン２が所定余裕負荷運転状態にあるとき、具体的にはエンジン運転状態が図４に示す余裕負荷運転領域ＲＬＬＤにあるとき「１」に設定される。図４は、エンジン回転数ＮＥとエンジン出力（仕事率）ＰＥＮＧとで定義される運転領域（図の左端に示すＮＥ０は、１０００ｒｐｍ程度である）を示し、実線Ｌ１がいわゆるＢＳＦＣボトムライン（正味燃料消費率(Brake Specific Fuel Consumption)が最小となるライン）を示し、余裕負荷運転領域ＲＬＬＤは、ＢＳＦＣボトムラインＬ１から余裕負荷ＰＥＰＬＳだけ低い負荷閾値ＰＥＴＨに相当する曲線Ｌ２より下の領域（ただし、エンジン出力ＰＥＮＧが「０」より大きい領域）に相当する。なお、一点鎖線Ｌ３はエンジン２の最大出力を示す。
【００３７】
エンジン運転状態が余裕負荷運転領域ＲＬＬＤにあるときは、ＢＳＦＣボトムラインまで余裕負荷ＰＥＰＬＳ以上の余裕があるため、その余裕分を発電機１の駆動に利用しても燃費を悪化させることがない。したがって、エンジン運転状態が余裕負荷運転領域ＲＬＬＤにあるときに、余裕負荷発電（第３電圧Ｖ３での発電）を許可する。
【００３８】
図５（ａ）は、エンジン回転数ＮＥ一定の状態におけるエンジン出力ＰＥＮＧと、正味燃料消費率ＢＳＦＣとの関係を示しており、ボトム出力ＰＥＢＢより低出力（低負荷）側では、エンジン出力ＰＥＮＧが増加するほど正味燃料消費率ＢＳＦＣ（単位出力あたりの燃料消費量［ｇ／ｋｗｈ］）が低下する。これはポンピングロスの減少と燃焼効率の向上によるものである。エンジン出力ＰＥＮＧが増加してボトム出力ＰＥＢＢに近づくと、図５（ａ）に示す曲線の傾き（負の傾きの絶対値）が減少する、すなわちエンジン出力ＰＥＮＧを発電に適用することによる燃費向上効果が低下するため、図４に示すように、ＢＳＦＣボトムラインＬ１から余裕負荷ＰＥＰＬＳだけ低い曲線Ｌ２より下の領域を余裕負荷運転領域ＲＬＬＤとすることが望ましい。
【００３９】
図５（ｂ）は、エンジン回転数ＮＥ一定の状態におけるエンジン出力ＰＥＮＧと、発電機１により高電圧発電（第３電圧Ｖ３での発電）を行ったときの単位時間当たりの燃料消費量ＧＦＣ［ｇ／ｈ］との関係を示す。この図から明らかなように、エンジン出力ＰＥＮＧ（負荷）が低いほど、燃料消費量ＧＦＣは小さくなる。そこで図４に示す曲線Ｌ２を、図５（ｂ）に示す破線Ｌ４に対応させて設定し、高電圧発電を実行したときの燃料消費量ＧＦＣを抑制するようにしている。
【００４０】
また図３のステップＳ２３〜Ｓ２５により、安定走行状態が継続していることも余裕負荷発電を許可する条件の一つとしたので、アクセルペダル操作量ＡＰの変動が大きい状態で発電電圧を変更頻度が増加することによるライトのちらつきなどの弊害を防止することができる。
【００４１】
図６は、図３の処理による制御動作を説明するためのタイムチャートであり、車速ＶＰ、アクセルペダル操作量ＡＰ（実線）及びなましアクセルペダル操作量ＡＰＡＶ（破線）、差分ＤＡＰ、及び余裕負荷発電フラグＦＬＬＤの推移を示す。
【００４２】
この動作例では、時刻ｔ２１より前はアクセルペダル操作量ＡＰの変動があり、安定走行状態が所定安定化時間ＴＳＴＢ継続することがない。時刻ｔ２１からアクセルペダル操作量ＡＰがほぼ一定に維持され、エンジン２の運転状態は余裕負荷運転領域ＲＬＬＤに移行する。時刻ｔ２２において差分ＤＡＰが判定閾値ＤＡＰＴＨ以下となり、その安定走行状態が所定安定化時間ＴＳＴＢ継続して時刻ｔ２３に余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「１」に設定される。時刻ｔ２４にアクセルペダルが戻され、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「０」に戻される。
【００４３】
図７は、図２の処理による制御動作を説明するためのタイムチャートであり、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭ、車速ＶＰ、燃料カットフラグＦＦＣ、回生発電を実行するとき「１」に設定される回生発電フラグＦＲＥＧ、、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤ、低電圧発電を実行するとき「１」に設定される低電圧発電フラグＦＬＶＧ、及び発電電圧ＶＡＣＧの推移を示す。
【００４４】
時刻ｔ１においてバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが「０」である状態（基準充電状態）にあり、その後車両が発進して加速する。時刻ｔ２までは通常発電（発電電圧Ｖ２）が行われ、電気負荷１０に使われている分だけ発電するように制御される。この制御は、「ゼロ収支制御」と呼ばれ、バッテリ充電量がほぼ一定に維持される。
【００４５】
時刻ｔ２から減速が開始され、燃料カット運転が開始される。時刻ｔ２（燃料カット運転開始時点）ではＩＢＳＵＭ＜αであるため、第３電圧Ｖ３での高電圧発電を開始する。時刻ｔ３において減速が終了し、その後は車両が停車してエンジン２がアイドル状態となる。その状態では第１電圧Ｖ１での低電圧発電を実行する。第１電圧Ｖ１は、基準バッテリ出力電圧ＶＢ０より低いため、発電はされているものの、バッテリ４の充電は行われない状態となる。したがって、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭは減少する。バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが「０」に達すると（時刻ｔ４）、ゼロ収支制御（通常発電）に移行する。時刻ｔ４から車両が加速され、時刻ｔ５において余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「１」に設定されると、高電圧発電（余裕負荷発電）に移行する。
【００４６】
時刻ｔ６においてアクセルペダルが踏み込まれ、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「０」に戻される。このときバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが「０」より大きいので、低電圧発電へ移行する。時刻ｔ７から燃料カット運転が開始されると、その開始時点においてＩＢＳＵＭ＞αであるため、回生発電へ移行する。時刻ｔ８において燃料カット運転が終了して、アイドリングストップ状態となり、発電が中断する。そのため、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが負の値まで低下する。
【００４７】
時刻ｔ９においてエンジン再始動が行われ、車両が発進する。バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが「０」より小さいため、高電圧発電が行われる。時刻ｔ１０にバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが「０」に到達し、通常発電に移行する。
【００４８】
以上のように本実施形態では、エンジン２への燃料供給を停止する燃料カット運転の開始時点（ｔ２，ｔ７）において、バッテリの充電量を示すバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値αより大きいか否かが判別され、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値α以下であるときに、発電機１が基準バッテリ出力電圧ＶＢ０より高い第３電圧Ｖ３で発電する高電圧発電が行われ、バッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値αより大きいときに、第３電圧Ｖ３より高い第４電圧Ｖ４で発電する回生発電が行われる。一般にバッテリはＳＯＣが高いほど充電され難くなるため、バッテリ４に充電される電力量は少なくなる。したがって、燃料カット運転開始時のバッテリの充電量に応じて高電圧発電（Ｖ３）また回生発電（Ｖ４）の一方を選択し、さらにバッテリ４の充電量が大きい場合に限定して、回生発電を実行することにより、バッテリ４の充電量を最適に維持しつつ、発電機関連デバイスの温度上昇を抑制し、寿命を延ばすことができる。また、燃料カット運転開始時にバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値α以下であるときは、燃料カット運転開始後にバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが所定閾値αを超えても回生発電に移行しないようにしたので、回生発電の実行頻度を抑制し、バッテリ４の寿命延長効果を高めることができる。
【００４９】
またエンジン２が正のトルクを出力している所定運転状態、すなわち余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「１」である運転状態において、基準バッテリ出力電圧ＶＢ０より高い第３電圧Ｖ３で発電する高電圧発電が実行され、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤは、エンジン２の出力ＰＥＮＧ（負荷）が、正味燃料消費率のボトムライン（図４，Ｌ１）より低い状態において、「１」に設定される。発電機１による発電負荷を加えることにより、エンジン運転状態を正味燃料消費率のボトムラインに近づけることができるため、発電のために消費される燃料量が大きい他の運転領域で発電を行う必要性を低下させ、燃費（電費）を向上させることができる。
【００５０】
また検出されるアクセルペダル操作量ＡＰの移動平均値であるなましアクセルペダル操作量ＡＰＡＶと、アクセルペダル操作量ＡＰとの差の絶対値である差分ＤＡＰが判定閾値ＤＡＰＴＨ以下の安定走行状態が所定安定化時間ＴＳＴＢ継続した時点で、余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「１」に設定されるので、アクセルペダル操作量ＡＰの変動が大きい状態で発電電圧の変更頻度が増加することによるライトのちらつきなどの弊害を防止することができる。
【００５１】
またバッテリセンサ２１によってバッテリ４の入出力電流値ＩＢが取得され、取得される電流値ＩＢの積算を、バッテリ４が基準充電状態にある（ＳＯＣが７５〜９０％の範囲にある）ときの値を初期値（「０」）として実行することにより、バッテリ４の充電量を示すバッテリ電流積算値ＩＢＳＵＭが算出されるので、正確な充電量を得て発電電圧制御を精度良く行うことができる。
本実施形態では、ＥＣＵ５が発電電圧制御手段を構成する。
【００５２】
［第２の実施形態］
本実施形態は、バッテリセンサ２１によりバッテリ出力電圧ＶＢを取得し、バッテリ出力電圧ＶＢ及びバッテリ電流値ＩＢを用いてバッテリ４の内部抵抗値ＲＩを算出し、内部抵抗値ＲＩが所定抵抗値ＲＩＴＨ以上であるときは、回生発電（Ｖ４）を禁止するようにしたものである。以下に説明する点以外は第１の実施形態と同一である。
【００５３】
内部抵抗値ＲＩは、ＥＣＵ５で実行される図示しない他の処理で算出される。具体的には、エンジン２のクランキング中（バッテリ４からの電力によってスタータモータを駆動しているとき）にバッテリセンサ２１により取得されるバッテリ出力電圧ＶＢ及びバッテリ電流値ＩＢを下記式（１１）に適用して算出され、メモリに格納される。なお、内部抵抗値ＲＩの算出はクランキング中に限るものではなく、バッテリ４の充電中に行ってもよい。
ＲＩ＝｜（ＶＢ０−ＶＢ）／ＩＢ｜                    （１１）
ここでＶＢ０は、バッテリ電流値ＩＢが「０」であるときのバッテリ出力電圧である。
【００５４】
図８は、本実施形態における発電電圧制御処理のフローチャートである。図８の処理は、図２の処理にステップＳ１６ａ及びＳ１６ｂを追加したものである。
ステップＳ１６ａでは、算出された内部抵抗値ＲＩを読み込み、ステップＳ１６ｂでは、内部抵抗値ＲＩが所定抵抗値ＲＩＴＨ以上であるか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ１９に進み、高電圧発電を実行する一方、ステップＳ１６ｂの答が否定（ＮＯ）であって、内部抵抗値ＲＩが所定抵抗値ＲＩＴＨより小さいときは、ステップＳ２０に進み、回生発電を実行する。
【００５５】
以上のように本実施形態では、バッテリ４の内部抵抗値ＲＩが式（１１）を用いて算出され、その内部抵抗値ＲＩが所定抵抗値ＲＩＴＨ以上であるときは、回生発電（Ｖ４）が禁止される。回生発電を行うとバッテリ４に流入する電流値が増加してバッテリ４のＳＯＣの変動幅が大きくなり、バッテリ４の劣化を促進してしまう場合がある。またバッテリ４の劣化が進行するほど内部抵抗値ＲＩが増加するので、内部抵抗値ＲＩが所定抵抗値ＲＩＴＨ以上であるときに回生発電を禁止することにより、バッテリの劣化が促進されることを防止することができる。
本実施形態では、バッテリセンサ２１及びＥＣＵ５で実行される式（１１）を用いた演算処理が内部抵抗値検出手段に相当する。
【００５６】
［第３の実施形態］
本実施形態は、バッテリセンサ２１をバッテリ４の近傍に配置するとともに、バッテリセンサ２１内の部品（例えば回路配線基板）の温度ＴＰＴを検出する温度センサをバッテリセンサ２１内に設け、検出される部品温度ＴＰＴに基づいて、バッテリ４の内部温度ＴＢを推定し、推定した内部温度ＴＢが所定温度ＴＢＴＨ以上であるときは、回生発電を禁止するようにしたものである。以下に説明する点以外は第１の実施形態と同一である。
【００５７】
図９は、本実施形態における発電電圧制御処理のフローチャートである。図９の処理は、図２の処理にステップＳ１６ｃ及びＳ１６ｄを追加したものである。
ステップＳ１６ｃでは、検出される部品温度ＴＰＴに基づいて、バッテリ４の内部温度ＴＢを推定する。具体的には、予め部品温度ＴＰＴと内部温度ＴＢの相関関係を示すＴＢテーブルを設定しておき、検出部品温度ＴＰＴに応じてＴＢテーブルを検索することにより、内部温度ＴＢを推定する。
【００５８】
ステップＳ１６ｄでは、内部温度ＴＢが所定温度ＴＢＴＨ以上であるか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ステップＳ１９に進み、高電圧発電を実行する一方、ステップＳ１６ｄの答が否定（ＮＯ）であって、内部温度ＴＢが所定温度ＴＢＴＨより低いときは、ステップＳ２０に進み、回生発電を実行する。
【００５９】
以上のように本実施形態では、バッテリセンサ２１を用いてバッテリ４の内部温度ＴＢが推定され、推定される内部温度ＴＢが所定温度ＴＢＴＨ以上であるときは、回生発電が禁止される。バッテリ４の内部温度ＴＢが高くなると充電電圧（発電電圧）が同じであってもバッテリに流入する電流値が増加する傾向があり、バッテリ４の過充電が行われて劣化を促進するおそれがある。バッテリセンサ２１をバッテリ４の近傍に配置することにより、バッテリセンサ２１の部品温度ＴＰＴからバッテリの内部温度ＴＢを推定することが可能である。したがって、その推定内部温度ＴＢが所定温度ＴＢＴＨ以上であるときに回生発電を禁止することにより、バッテリの劣化が促進されることを防止することができる。
本実施形態では、バッテリセンサ２１に設けられた温度センサ及び図９のステップＳ１６ｃが内部温度推定手段に相当する。
【００６０】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、「所定運転状態」が余裕負荷発電フラグＦＬＬＤが「１」に設定される運転状態である最も好ましい例を示したが、機関負荷（エンジン出力）がＢＳＦＣボトムラインより低い運転状態であるという条件が満たされれば、余裕負荷を用いた充電が可能であるので、「所定運転状態」をそのような運転状態としてもよい。
【００６１】
またエンジン２の負荷を示すパラメータとしてエンジン出力ＰＥＮＧを用いて説明したが、アクセルペダル操作量ＡＰあるいはスロットル弁６の開度などを用いてもよい。
【００６２】
またバッテリ４の内部温度ＴＢは、バッテリ４自体に温度センサを取り付け、その温度センサの検出温度に基づいて推定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  発電機
２  内燃機関
４  バッテリ
５  電子制御ユニット（発電電圧制御手段、内部抵抗値検出手段、内部温度推定手段）
２１  バッテリセンサ（内部抵抗値検出手段、内部温度推定手段）
２２  アクセルセンサ
【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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