(57)【要約】【課題】  系統電圧が発電指示電圧よりも高いにもかかわらず、自動車の発電機（オルタネータ）が発電を開始又は継続することに起因する車両の燃費及び加速等への悪影響を低減する。【解決手段】  本発明の実施形態に係る車両１０は、内燃機関２０、発電機３０、蓄電池４０、電装機器５０、制御部６０及び車両の充電制御装置７０を含む。ただし車両の充電制御装置７０は、発電機３０、蓄電池４０及び制御部６０の総称である。系統電圧Ｖｂｔ（正極線ＰＬ−負極線ＮＬ間の電圧）が、制御部６０から発電機３０へ送る発電指示電圧Ｖｓｐよりも高いにもかかわらず、発電機３０が発電を開始又は継続する場合、制御部６０は発電指示電圧Ｖｓｐを下げる等の処理を行い、発電機３０の発電を停止させる。【選択図】図２
2014054965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から伝達されるトルクにより発電する発電部と、
前記発電部により発電された電力により充電される蓄電部と、
前記発電部へ前記発電部が発電するときに発生させるべき電圧である発電指示電圧を送る制御部と、
を備える車両において、
前記制御部は、
前記発電部が、前記発電指示電圧が前記蓄電部の端子間電圧よりも低く、且つ、前記発電部が発電をしている、過発電状態にある場合、前記発電部に対して前記発電部の発電量を低下させる発電量調整制御を行う、
ように構成された車両。
【請求項２】
請求項１に記載の車両において、
前記制御部は、前記発電部の発電量に相関を有する値を更に受け、且つ、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の閾値よりも高い場合に、前記発電部が発電をしていると判定する、
ように構成された車両。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両において、
前記制御部は、
前記発電量調整制御を行うときに、前記発電指示電圧を低下させる指示電圧調整処理を行う、
ように構成された車両。
【請求項４】
請求項３に記載の車両において、
前記制御部は、
前記指示電圧調整処理を行うときに、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の目標値を下回るまで、前記発電指示電圧を低下させる処理を繰り返す、
ように構成された車両。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の車両において、
前記制御部は、
前記指示電圧調整処理を行った後の、前記発電指示電圧に相関を有する値を学習情報として記録し、
その後に前記指示電圧調整処理を再度行うときに、前記学習情報に基づいて発電指示電圧を設定する、
ように構成された車両。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の車両において、
前記制御部は、
前記発電量調整制御を行うときに前記発電部に対して発電量低下の指示を伝え、
前記発電部は、
前記発電量低下の指示に基づいて発電量を低下させる、
ように構成された車両。
【請求項７】
内燃機関から伝達されるトルクにより発電する発電部と、
前記発電部により発電された電力により充電される蓄電部と、
前記発電部へ前記発電部が発電するときに発生させるべき電圧である発電指示電圧を送る制御部と、
を備える車両の充電制御装置において、
前記制御部は、
前記発電部が、前記発電指示電圧が前記蓄電部の端子間電圧よりも低く、且つ、前記発電部が発電をしている、過発電状態にある場合、前記発電部に対して前記発電部の発電量を低下させる発電量調整制御を行う、
ように構成された車両の充電制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の車両の充電制御装置において、
前記制御部は、前記発電部の発電量に相関を有する値を更に受け、且つ、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の閾値よりも高い場合に、前記発電部が発電をしていると判定する、
ように構成された車両の充電制御装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の車両の充電制御装置において、
前記制御部は、
前記発電量調整制御を行うときに、前記発電指示電圧を低下させる指示電圧調整処理を行う、
ように構成された車両の充電制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両の充電制御装置において、
前記制御部は、
前記指示電圧調整処理を行うときに、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の目標値を下回るまで、前記発電指示電圧を低下させる処理を繰り返す、
ように構成された車両の充電制御装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の車両の充電制御装置において、
前記制御部は、
前記指示電圧調整処理を行った後の、前記発電指示電圧に相関を有する値を学習情報として記録し、
その後に前記指示電圧調整処理を再度行うときに、前記学習情報に基づいて発電指示電圧を設定する、
ように構成された車両の充電制御装置。
【請求項１２】
請求項７又は８に記載の車両の充電制御装置において、
前記制御部は、
前記発電量調整制御を行うときに前記発電部に対して発電量低下の指示を伝え、
前記発電部は、
前記発電量低下の指示に基づいて発電量を低下させる、
ように構成された車両の充電制御装置。
【請求項１３】
内燃機関から伝達されるトルクにより発電する発電部と、
前記発電部により発電された電力により充電される蓄電部と、
前記発電部へ前記発電部が発電するときに発生させるべき電圧である発電指示電圧を送る制御部と、
を備える車両にて使用される車両の充電制御方法であって、
前記制御部は、
前記発電部が、前記発電指示電圧が前記蓄電部の端子間電圧よりも低く、且つ、前記発電部が発電をしている、過発電状態にあるか否かを検出する過発電判定ステップと、
前記発電部が前記過発電状態にある場合に前記発電部に対して前記発電部の発電量を低下させる発電量調整制御ステップと、
を有することを特徴とする車両の充電制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の車両の充電制御方法において、
前記制御部は、前記発電部の発電量に相関を有する値を更に受け、
前記過発電判定ステップは、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の閾値よりも高い場合に、前記発電部が発電をしていると判定する、
ことを特徴とする車両の充電制御方法。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の車両の充電制御方法において、
前記発電量調整制御ステップは、前記発電指示電圧を低下させる指示電圧調整処理を行う、
ことを特徴とする車両の充電制御方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の車両の充電制御方法において、
前記発電量調整制御ステップは、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の目標値を下回るまで、前記発電指示電圧を低下させる処理を繰り返す、
ことを特徴とする車両の充電制御方法。
【請求項１７】
請求項１５又は請求項１６に記載の車両の充電制御方法において、
前記発電量調整制御ステップは、
前記指示電圧調整処理を行った後の、前記発電指示電圧に相関を有する値を学習情報として記録し、
その後に前記指示電圧調整処理を再度行うときに、前記学習情報に基づいて発電指示電圧を設定する、
ことを特徴とする車両の充電制御方法。
【請求項１８】
請求項１３又は請求項１４に記載の車両の充電制御方法において、
前記発電量調整制御ステップは、
前記発電量調整制御を行うときに前記発電部に対して発電量低下の指示を伝え、
前記発電部は
前記発電量低下の指示に基づいて発電量を低下させる、
ことを特徴とする車両の充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、車両の充電制御装置及び車両の充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には前照灯、ワイパー及び音響機器等の各種の電装機器が搭載され、これらは電力を消費する。更に、ガソリンエンジンを搭載した車両であれば、そのエンジンのシリンダー内に圧縮された混合気が点火されるときにも電力が消費される。そのため、車両には蓄電池（バッテリー）が搭載され、この蓄電池が電装機器及びエンジン等に電力を供給する。更に、車両には発電機（オルタネータ）が搭載され、この発電機は、エンジンの発生させるトルクにより発電をし、発生した電力を用いて蓄電池を充電する。本明細書では、蓄電池、発電機及びこれらを制御する装置等は「車両の充電制御装置」と総称される。
【０００３】
車両の充電制御装置に含まれる発電機には、発電機の発電電圧等を制御するレギュレータ及びレギュレータ等を制御する発電制御装置を伴うものがある。車両に対する近年の低燃費化の要請により、発電制御装置は、蓄電池の充電状態及び車両の走行速度等を考慮し、適宜発電機の発電を停止させる「充電停止制御」を行っている。
【０００４】
充電停止制御を行うために、発電制御装置は、発電機のレギュレータと信号線で結ばれ、レギュレータへ「発電指示電圧」を伝えている。他方、発電制御装置からの発電指示電圧を受け取るレギュレータを伴う発電機は、その発電機の出力端子が接続された、車両の電装機器類を駆動するための電気系統の、正極−負極の端子間電圧である「系統電圧」が発電指示電圧よりも高い場合、発電を行わない。即ち、発電機は、それまで発電を行っていた場合は発電を停止し、それまで発電を行っていなかった場合は発電を開始しない。系統電圧は、蓄電池の端子間電圧と実質的に同一である。系統電圧が、蓄電池の放電に伴って低下し、発電指示電圧よりも低くなれば、発電機は発電を開始する。
【０００５】
発電制御装置が充電停止制御を行うとき、発電制御装置がレギュレータに伝える発電指示電圧を本明細書では「発電停止電圧」と称呼する。発電停止電圧は、充電停止制御が実行されない通常時における発電指示電圧よりも低い。ただし、発電制御装置が充電停止制御を実行している間、系統電圧は蓄電池の放電によって発電停止電圧まで下がり得るため、発電停止電圧が低すぎれば、系統電圧が発電停止電圧と等しくなったときに、蓄電池は車両の電装機器等へ十分な電力を供給できなくなる虞がある。そこで、発電停止電圧は蓄電池の電装機器等への電力供給能力が最低限保たれる値に設定される。
【０００６】
例えば特許文献１に、発電制御装置が発電機の発する発電相当量信号、アクセルペダルの踏み込み量及び車両の速度等を考慮して発電機の発電を停止させるべきと判断したとき、発電制御装置が発電機の発電量を最低状態に制御する車両の充電制御装置が提案されている。また、特許文献２に、発電制御装置が発する発電指示電圧によって制御される発電機を用いた車両の制御装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２０２２２５号公報
【特許文献２】特開２０１２−９２７５２号公報
【発明の概要】
【０００８】
しかしながら、発電機の個体差及び発電機のフィールドデューティによるヒステリシス等の原因により、発電機が、発電制御装置から発電指示電圧として受けた発電停止電圧よりも高い電圧を実際の閾値（以下、「比較電圧」と称呼する。）として、発電を開始又は継続するべきか或いは発電を停止するべきかを決定することがある。
【０００９】
フィールドデューティによるヒステリシスとは、発電機の特性であって、フィールドコイルのフィールドデューティが小さくなるのに伴って発電機の比較電圧が高くなることをいう。フィールドデューティと比較電圧の関係を図１に示す。例えば、エンジンの回転数の上昇に伴い発電機の回転数も上昇したときは、フィールドデューティが低下し、その結果として比較電圧が高くなる。
【００１０】
その結果、系統電圧が発電停止電圧よりも高く且つ系統電圧が比較電圧よりも低い場合、本来であれば、発電機は発電制御装置による充電停止制御によって発電を停止するべきであるが、実際には発電機は発電を開始又は継続する。その結果、例えば、車両の燃費及び加速の悪化等の問題につながる虞がある。
【００１１】
この状態を本明細書では「過発電状態」と称呼する。換言すれば、過発電状態とは、蓄電池の端子間電圧が発電指示電圧よりも高いにもかかわらず、発電機が発電している状態を指す。また、発電制御装置からの発電指示電圧と、比較電圧と、の偏差を本明細書では発電機の「電圧偏差」と称呼する。発電機の過発電状態が発生すれば、車両の利用者は、例えば充電停止制御による車両の燃費向上の効果を十分に得られなくなる。そのため、発電制御装置は、充電停止制御を行うときに、発電機が有する電圧偏差を考慮する必要がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的の一つは、発電機が過発電状態になることを防ぎ得る充電制御機能を備えた車両を提供することである。
【００１３】
上述の目的を達成するための本発明の車両は、
内燃機関から伝達されるトルクにより発電する発電部と、
前記発電部により発電された電力により充電される蓄電部と、
前記発電部へ前記発電部が発電するときに発生させるべき電圧である発電指示電圧を送る制御部と、
を備える。
【００１４】
更に、前記制御部は、
前記発電部が、前記発電指示電圧が前記蓄電部の端子間電圧よりも低く、且つ、前記発電部が発電をしている、過発電状態にある場合、前記発電部に対して前記発電部の発電量を低下させる「発電量調整制御」を行う、
ように構成される。
【００１５】
この車両によれば、発電部が過発電状態にあるとき、制御部が発電量調整制御を行うことにより同状態を解消し得る。
【００１６】
本発明の車両は、更に、前記制御部は、前記発電部の発電量に相関を有する値を更に受け、且つ、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の閾値よりも高い場合に、前記発電部が発電をしていると判定するように構成されることが好適である。
【００１７】
この車両によれば、制御部は、発電部の発電量に相関を有する値に基づいて、発電部が発電をしているか否かを判定することができる。
【００１８】
本発明の車両は、更に、前記制御部は前記発電量調整制御を行うときに発電指示電圧を低下させる指示電圧調整処理を行うように構成されることが好適である。前記指示電圧調整処理によって低下した後の発電指示電圧を本明細書では「調整電圧」と称呼し、前記指示電圧調整処理の前後の発電指示電圧の差分、つまり発電指示電圧の低下幅を、「調整偏差」と称呼する。
【００１９】
制御部は、発電量調整制御を行うときに、調整偏差を電圧偏差よりも大きい値に設定することにより、発電部が過発電状態になることを防ぐことができる。即ち、この車両によれば、指示電圧調整処理によって発電量調整制御を行うことができ、発電部の過発電状態が確実に解消され得る。
【００２０】
調整偏差が電圧偏差よりも大きい場合、その超過した電圧を本明細書では「超過偏差」と称呼する。制御部が発電量調整制御を行っている間に、蓄電部が電装機器等へ電力を提供するために放電した結果、系統電圧が発電停止電圧よりも超過偏差だけ下がったとき、発電部が発電を開始する。そのため、超過偏差が大きければ、蓄電部が放電する電力量も大きくなり得るため、そのとき、蓄電部に充電された電力が不足し、蓄電部が電装機器等へ十分に電力を供給できなくなる虞がある。つまり、発電量調整制御を行うにあたり、超過電圧は最小限に抑えることが望ましい。
【００２１】
そのため、前記指示電圧調整処理を行う前記制御部は、更に、前記指示電圧調整処理を行うときに、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の目標値を下回るまで、前記発電指示電圧を低下させる処理を繰り返すように構成されることが好適である。この発電指示電圧を低下させる処理を必要に応じて繰り返すことを本明細書では「指示電圧フィードバック制御」と称呼する。
【００２２】
制御部が指示電圧フィードバック制御を行うことにより、発電部が発電を停止したときに、制御部はそれ以上発電指示電圧を下げることを止める。それにより超過偏差を実質的に「０」とすることができるので、蓄電部が発電部によって充電されずに、蓄電部の電力が過剰に放電されることを防ぎ得る。即ち、この車両によれば、制御部が発電量調整制御を行ったことが原因で、蓄電部が電装機器等へ十分な電力を提供できなくなることを防ぐことが可能となる。
【００２３】
ところで、制御部は、車両の走行速度及びアクセルペダルの踏み込み量等に応じて充電停止制御の実行及び停止を選択的に実行しているため、車両の運行状態によっては、充電停止制御の実行と停止が頻繁に繰り返され得る。そのため制御部は、充電停止制御の実行時に発電量調整制御を行うのに際して上述の調整電圧の設定を短時間で完了させることが望ましい。しかし、制御部が充電停止制御を行う度に、電圧偏差が無い（「０」である）ことを前提として発電量調整制御を開始したのでは、調整電圧の決定に時間がかかる場合が生じ得る。この際、調整電圧が決定されるまでは発電部は発電を継続するので、充電停止制御によって燃費が十分に向上しなくなる可能性がある。
【００２４】
そのため、前記制御部は、前記指示電圧調整処理を行うことに加えて、前記指示電圧調整処理を行った後の、前記発電指示電圧に相関を有する値を「学習情報」として記録し、その後に前記指示電圧調整処理を再度行うときに、前記学習情報に基づいて発電指示電圧を設定するように構成されることが好適である。
【００２５】
制御部が発電量調整制御を行うときに、学習情報を参照できれば、上述のように電圧偏差が無い（「０」である）ことを前提として発電量調整制御を開始する場合と比較して、指示電圧フィードバック制御を改めて実行することなく調整電圧を学習情報に基づいて短時間で決定できる。即ち、この車両によれば、発電量調整制御を迅速に行うことができるので、充電停止制御の実行及び停止が頻繁に繰り返される場合でも、発電量調整制御を短時間で完了させることができ、充電停止制御による車両の燃費の向上を図ることが可能となる。
【００２６】
上述の車両においては、制御部が発電量調整制御を行うために、発電指示電圧を調整していた。その際、制御部は、発電部の電圧偏差を考慮して調整電圧を決定する必要があるため、制御部の処理が複雑になったり、調整電圧の決定に時間がかかったりする場合がある。そのため車両には、発電量調整制御を簡便且つ迅速な手順で行うことのできる充電制御装置を用いることが望ましい。
【００２７】
例えば、前記制御部が前記指示電圧調整処理を行う替わりに、前記制御部は、前記発電量調整制御を行うときに前記発電部に対して発電量低下の指示を伝え、前記発電部は、前記発電量低下の指示に基づいて発電量を低下させるように構成され得る。
【００２８】
この車両の充電制御装置によれば、制御部は、発電量調整制御を行うときには信号線を介して発電部に発電量低下の指示を送ればよく、調整電圧を決定する必要が無い。そのため制御部は、簡便な手順で、且つ、短時間で、発電量調整制御を行うことができる。この発電量低下の指示は、発電量を「０」とする、「発電停止」の指示であってもよい。
【００２９】
なお、本発明は車両に搭載される、上述した、発電部、蓄電部及び制御部を含む、車両の充電制御装置、並びに、それらを用いた車両の充電制御方法にも及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】発電機におけるフィールドデューティと比較電圧の関連を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両（第１車両）の概略構成図である。
【図３】第１車両の作動を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１車両の発電指示電圧Ｖｓｐ等の変化を表すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態に係る車両（第２車両）の作動を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態に係る車両（第３車両）の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態に係る車両１０について説明する。図２に概略構成を示した車両１０は、内燃機関２０、発電機３０、蓄電池４０、電装機器５０、制御部６０及び車両の充電制御装置７０を含む。ただし車両の充電制御装置７０は、発電機３０、蓄電池４０及び制御部６０の総称である。
【００３２】
内燃機関２０は、車両１０の駆動力を発生させる。本実施例ではガソリンエンジンを使用するが、ディーゼルエンジン等を使用することも可能である。
【００３３】
発電機３０は、ステータ３１、フィールドコイル３２、整流器３３及びレギュレータ３４を含む。ステータ３１は、三相の捲線を有するステータコイルである。フィールドコイル３２は、発電機３０の図示しないロータに巻回されたコイルである。整流器３３は、ステータ３１に発生した三相交流電流を直流電流に整流して正極線ＰＬ及び負極線ＮＬへ出力する。レギュレータ３４は、フィールドコイル３２を流れる界磁電流（フィールド電流）のオン（通電）とオフ（非通電）を制御する。
【００３４】
蓄電池４０は、充放電が可能な二次電池である。本実施例では鉛蓄電池を使用するが、リチウムイオン電池等を使用することも可能である。蓄電池４０の出力端子は正極線ＰＬ及び負極線ＮＬに接続される。
【００３５】
電装機器５０は、発電機３０又は／及び蓄電池４０によって電力を提供される、車両１０に搭載された機器類の総称である。電装機器５０は、整流器３３及び蓄電池４０と同様に、正極線ＰＬ及び負極線ＮＬに接続される。そのため、整流器３３の出力電圧、蓄電池４０の端子間電圧、及び、電装機器５０へ供給される電圧、は、正極線ＰＬ及び負極線ＮＬの間の電圧であり、実質的に同一である。この正極線ＰＬ及び負極線ＮＬの間の電圧を、系統電圧Ｖｂｔと称呼する。
【００３６】
制御部６０は、車両の充電制御装置７０を制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含み、プログラムを実行するマイクロコンピュータである。制御部６０は、レギュレータ３４から信号線を介してフィールドデューティＦＤを受信する。また、制御部６０は、レギュレータ３４に対して信号線を介して発電指示電圧Ｖｓｐを送信する。制御部６０は、系統電圧Ｖｂｔ、アクセルペダルの踏み込み量及び車両の速度等の情報を取得する。
【００３７】
制御部６０は、これらの情報及びフィールドデューティＦＤに基づいて充電停止制御を行うか否かを所定のタイミングにて判断する。例えば、車両１０を加速させるために大きなトルクが必要なときは、発電機３０が内燃機関２０の負荷とならないように、制御部６０は充電停止制御を実行し、発電機３０による発電を停止させる。
【００３８】
具体的には、制御部６０が、レギュレータ３４へ伝える発電指示電圧Ｖｓｐを発電停止電圧Ｖｃｔに設定する。これにより、もし発電機３０に電圧偏差が無く且つ系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔよりも高ければ、発電機３０は発電を停止する。発電停止電圧Ｖｃｔは、蓄電池４０及び電装機器５０の動作に支障を及ぼさない範囲の下限の電圧に基づいて定められ、本実施例では１２．５Ｖとする。一方、制御部６０が、充電停止制御を停止させる場合、発電指示電圧Ｖｓｐを系統電圧Ｖｂｔよりも高い値に設定する。これにより、発電機３０は発電を開始する。
【００３９】
制御部６０が、発電量調整制御に関して行う発電指示電圧の調整処理について図３に示したフローチャートを参照しながら説明する。制御部６０のＣＰＵは、内燃機関２０の作動中、所定のタイミングにて図３のステップ３００から処理を始める。
【００４０】
次いでＣＰＵは、ステップ３０５の処理を行う。つまりＣＰＵは、発電指示電圧Ｖｓｐを取得し、その発電指示電圧Ｖｓｐが発電停止電圧Ｖｃｔ以下であるか否かを判定する。発電指示電圧Ｖｓｐが発電停止電圧Ｖｃｔよりも大きければ、制御部６０は充電停止制御を行っていない。この場合ＣＰＵは、発電量調整制御、つまり発電指示電圧Ｖｓｐの調整処理を行う必要は無い。そこでＣＰＵは、ステップ３０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。
【００４１】
一方、発電指示電圧Ｖｓｐが発電停止電圧Ｖｃｔ以下であれば、制御部６０は、充電停止制御を行っているため、ＣＰＵは発電指示電圧Ｖｓｐの調整の要否を確認する必要がある。そのためＣＰＵは、ステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３１０の処理に移る。
【００４２】
ステップ３１０にてＣＰＵは、発電機３０が発電を行うべき状況であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵは、系統電圧Ｖｂｔを取得し、その系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔより大きいか否かを判定する。系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔ以下であれば、（充電停止制御が行われているが）発電機３０は発電すべき状態（蓄電池４０が十分に充電されていない状態）であるため、発電指示電圧Ｖｓｐの調整処理は不要である。そこでＣＰＵは、ステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。
【００４３】
一方、系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔよりも大きければ、発電機３０は発電を停止しているべきである。そのため、発電機３０の発電状態を確認すべく、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３１５の処理に移る。
【００４４】
ステップ３１５にてＣＰＵは、発電機３０が発電を行っているか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵは、フィールドデューティＦＤを取得し、そのフィールドデューティＦＤが所定の閾値ＦＤｔｈよりも大きいか否かを判定する。この閾値ＦＤｔｈは、一般的には「０」とする。しかし、制御部６０がレギュレータ３４からフィールドデューティＦＤを取得するときの測定誤差を加えた微小な値を、閾値ＦＤｔｈとして設定してもよい。
【００４５】
フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈ以下であれば、ＣＰＵは発電機３０が発電していないと判定する。この場合、ＣＰＵは更に発電指示電圧Ｖｓｐの調整処理を行う必要はない。そのため、ＣＰＵは、ステップ３１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。
【００４６】
一方、フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈよりも大きければ、制御部６０によって充電停止制御が行われているにもかかわらず、発電機３０が発電を継続している。つまり、発電機３０は過発電状態となっている。この場合、ＣＰＵはステップ３１５にて「Ｙｅｓ」と判定しステップ３２０の処理に移り、発電指示電圧Ｖｓｐを差分電圧ΔＶだけ減じる。本実施例では、ΔＶは、固定値（例えば０．２５Ｖ）とするが、連続的又は段階的に変化する可変値であってもよい。
【００４７】
その後、ＣＰＵは、ステップ３２５の処理に移り、フィールドデューティＦＤを再度取得する。ＣＰＵは、そのフィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈ以下であるか否かを判定する。フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈよりも大きければ、ＣＰＵは発電機３０が発電を継続している（過発電状態が解消されていない）と判定する。この場合、ＣＰＵは更に発電指示電圧Ｖｓｐの調整処理を行う必要がある。そのため、ＣＰＵは、ステップ３２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ３２０に戻り、再度、発電指示電圧Ｖｓｐを差分電圧ΔＶだけ減じる。
【００４８】
一方、フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈ以下であれば、ＣＰＵは発電機３０が発電を停止したと判定する。この場合、ＣＰＵは、ステップ３２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ３９５の処理に移り、本ルーチンを一旦終了する。発電機３０が発電を停止するまで繰り返されるステップ３２０及びステップ３２５の処理が「指示電圧フィードバック制御」となる。また、指示電圧フィードバック制御により決定された発電指示電圧Ｖｓｐが「調整電圧」となる。
【００４９】
図４は、充電停止制御の開始から終了までの間の、制御部６０による発電量調整制御に係る発電指示電圧Ｖｓｐの制御及びそれに伴うフィールドデューティＦＤの変化の一例を表したタイムチャートである。時刻ｔ１は、制御部６０が充電停止制御を開始した時刻である。このとき制御部６０は発電指示電圧Ｖｓｐを発電停止電圧Ｖｃｔと等しくなるように設定する。これにより、発電機３０は発電を停止し、フィールドデューティＦＤは「０」となる。そのため、蓄電池４０が電装機器５０へ電力を供給するために放電するのに従い、系統電圧Ｖｂｔが減少を始める。
【００５０】
系統電圧Ｖｂｔが減少した結果、系統電圧Ｖｂｔが発電機３０の比較電圧よりも下回ったとき、発電機３０は発電を再開する。これに伴って、フィールドデューティＦＤが上昇する。（時刻ｔ２）。このとき、図４に示す例においては、系統電圧Ｖｂｔは発電指示電圧Ｖｓｐよりも高い。つまり時刻ｔ２以降（後述する時刻ｔ４まで）発電機３０は過発電状態にある。
【００５１】
そこで、制御部６０は、発電量調整制御を開始し、発電指示電圧Ｖｓｐを更に差分電圧ΔＶだけ低下させる（図３のステップ３２０／時刻ｔ３）。このときも、フィールドデューティＦＤは、低下はするが、０までは下がっていない。そのため、制御部６０は、発電指示電圧Ｖｓｐを更に差分電圧ΔＶだけ低下させる。発電指示電圧Ｖｓｐを差分電圧ΔＶだけ低下させる処理を３回繰り返した結果、フィールドデューティＦＤはＦＤｔｈ（本実施例では「０」）となっている。この間、発電機３０のフィールドデューティＦＤが低下するのに従い、発電機３０の発電量も低下するため、本実施例においては蓄電池４０の放電に伴い系統電圧Ｖｂｔは漸次低下する。
【００５２】
この、フィールドデューティＦＤが「０」となった時刻ｔ４が、制御部６０による指示電圧フィードバック制御が完了し、過発電状態が解消した時刻である。この時の発電指示電圧Ｖｓｐの値が、調整電圧Ｖｓｔとなる。発電停止電圧Ｖｃｔ及び調整電圧Ｖｓｔの差分Ｖｄｆが調整偏差であり、これは電圧偏差と実質的に同一となっている。
【００５３】
発電機３０が発電を停止した後、蓄電池４０が電装機器５０へ電力を供給するために放電を行うに従い、系統電圧Ｖｂｔが減少を始める。その結果として系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔよりも下がると、上述のように、蓄電池は車両の電装機器等へ十分な電力を供給できなくなる虞がある。そこで、系統電圧Ｖｂｔを発電停止電圧Ｖｃｔに維持するために、発電機３０は発電を開始する（時刻ｔ５）。
【００５４】
時刻ｔ６は、制御部６０が充電停止制御を停止した時刻である。このとき、制御部６０によって発電指示電圧Ｖｓｐは、系統電圧Ｖｂｔよりも高く設定される。これにより、フィールドデューティＦＤが時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間の値よりも更に上昇し、発電機３０の発電量が上昇する。その結果として、時刻ｔ６以降、系統電圧Ｖｂｔが上昇する。
【００５５】
図４のタイムチャートでは、制御部６０が充電停止制御が開始した時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は発電機３０が一旦発電を停止し、蓄電池４０の放電により系統電圧Ｖｂｔが低下した結果、時刻ｔ２から時刻ｔ４までは発電機３０が発電を再開する過発電状態となっている。しかし、発電機３０及び蓄電池４０等の状況によっては、制御部６０が充電停止制御を開始した時点で既に発電機３０が過発電状態にある場合もあり得る。或いは、制御部６０が充電停止制御を開始したときには発電機３０が発電を一旦停止するが、例えば車両１０の加速のために内燃機関２０の回転数が上昇し、それに伴って発電機３０の回転数も上昇した結果、フィールドデューティＦＤが低下したために比較電圧が上昇することにより、発電機３０が発電を再開して過発電状態となる場合もあり得る。
【００５６】
また、図４のタイムチャートでは蓄電池４０の放電に伴い、発電機３０は時刻ｔ５から発電を再開している。しかし、蓄電池４０の放電が原因で発電機３０が発電を開始するよりも先に、制御部６０が充電停止制御を停止することにより発電機３０が発電を再開する場合もあり得る。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態に係る車両（１０）は、内燃機関（２０）から伝達されるトルクにより発電する発電部（発電機３０）と、前記発電部により発電された電力により充電される蓄電部（蓄電池４０）と、前記発電部へ前記発電部が発電するときに発生させるべき電圧である発電指示電圧（Ｖｓｐ）を送る制御部（６０）と、を備える。
【００５８】
更に、前記制御部（６０）は、前記発電部が、前記発電指示電圧が前記蓄電部の端子間電圧（系統電圧Ｖｂｔ）よりも低く、且つ、前記発電部が発電をしている、過発電状態にある場合、前記発電部に対して前記発電部の発電量を低下させる発電量調整制御（図３のステップ３２０）を行う、ように構成されている。
【００５９】
また、本実施例に係る車両（１０）は、制御部（６０）が、前記発電部の発電量に相関を有する値（フィールドデューティＦＤ）を受け、且つ、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の閾値（ＦＤｔｈ）よりも高い場合に、前記発電部が発電をしていると判定する（図３のステップ３１５及びステップ３２５）、ように構成されている。
【００６０】
また、本実施例に係る車両（１０）は、制御部（６０）が、前記発電量調整制御を行うときに、前記発電指示電圧を低下させる指示電圧調整処理を行う（図３のステップ３２０）ように構成されている。
【００６１】
更に、前記制御部（６０）は、前記指示電圧調整処理を行うときに、前記発電部の発電量に相関を有する値が所定の目標値を下回るまで、前記発電指示電圧を低下させる処理を繰り返す（図３のステップ３２０及びステップ３２５）、ように構成されている。
【００６２】
この車両１０によれば、発電機３０が過発電状態にあるとき、発電量調整制御を行うことにより同状態を解消し得る。更に、制御部６０が指示電圧フィードバック制御を行うことにより、超過偏差は実質的に「０」となる。そのため、蓄電池４０が発電機３０によって充電されずに、電力が過剰に放電されることを防止できる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る車両１１について説明する。第１実施形態に係る車両１０の制御部６０は、発電量調整制御を開始する度に「指示電圧フィードバック制御」を行い、「調整電圧」を決定していた。これに対し、車両１１の制御部６０は、「指示電圧フィードバック制御」によって決定された「調整電圧」を制御部６０のＲＡＭ上に保存し、その後の発電量調整制御において、それを参照することで「調整電圧」を決定する場合がある点のみにおいて車両１０と相違している。
【００６４】
具体的には、制御部６０のＣＰＵは、指示電圧調整処理に係る指示電圧フィードバック制御により調整電圧を決定したときに、その指示電圧調整処理を行う前の「系統電圧Ｖｂｔと発電指示電圧Ｖｓｐの差（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ）」及びフィールドデューティＦＤ、並びに、指示電圧フィードバック制御によって決定された調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）、を一組の「学習情報」としてＲＡＭに保存する。ＣＰＵは、指示電圧調整処理を行うときに、その時点の「系統電圧Ｖｂｔと発電指示電圧Ｖｓｐの差（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ）」とフィールドデューティＦＤの組み合わせに関連する調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）が学習情報としてＲＡＭに保存されているか否かを判定する。学習情報が保存されていた場合、ＣＰＵは改めて指定電圧フィードバック制御を行わず、調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）を発電指示電圧Ｖｓｐとして用いる。
【００６５】
以下、車両１１の作動について図５に記したフローチャートを参照しながら説明する。制御部６０のＣＰＵは、内燃機関２０の作動中、所定のタイミングにて図５のステップ５００から処理を始め、ステップ５０５の処理に移る。
【００６６】
ステップ５０５にてＣＰＵは、ステップ３０５と同様の処理を行うことにより、発電指示電圧Ｖｓｐが発電停止電圧Ｖｃｔ以下であるか否かを判定する。発電指示電圧Ｖｓｐが発電停止電圧Ｖｃｔよりも大きければ、ＣＰＵは、ステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。一方、発電指示電圧Ｖｓｐが発電停止電圧Ｖｃｔ以下であれば、ＣＰＵは、ステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５１０の処理に移る。
【００６７】
ステップ５１０にてＣＰＵは、ステップ３１０と同様の処理を行うことにより、その系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔより大きいか否かを判定する。系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔ以下であれば、ＣＰＵは、ステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。一方、系統電圧Ｖｂｔが発電停止電圧Ｖｃｔよりも大きければ、ＣＰＵはステップ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定しステップ５１５の処理に移る。
【００６８】
ステップ５１５にてＣＰＵは、ステップ３１５と同様の処理を行うことにより、フィールドデューティＦＤが所定の閾値ＦＤｔｈよりも大きいか否かを判定する。フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈ以下であれば、ＣＰＵは、ステップ５１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。一方、フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈよりも大きければ、ＣＰＵはステップ５１５にて「Ｙｅｓ」と判定しステップ５２０の処理に移る。
【００６９】
ステップ５２０にてＣＰＵは、ＲＡＭに書き込まれた学習情報を参照できるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵは、既に取得した「系統電圧Ｖｂｔと発電指示電圧Ｖｓｐの差（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ）」及びフィールドデューティＦＤの組み合わせに関連する調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）が未登録であるか否かを確認する。調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）が登録されていれば、ＣＰＵは、ステップ５２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５４５の処理に移る。ステップ５４５にてＣＰＵは、発電指示電圧Ｖｓｐの値を学習情報として登録されていた調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）に設定する。その後ＣＰＵは、ステップ５９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。一方、調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）が登録されていなければ、ＣＰＵは、ステップ５２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５２５の処理に移る。
【００７０】
ステップ５２５にてＣＰＵは、新たに登録する学習情報の一部とすべく、系統電圧Ｖｂｔと発電指示電圧Ｖｓｐの差（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ）及びフィールドデューティＦＤの値をＲＡＭに書き込む。そしてＣＰＵは、ステップ５３０の処理に移る。ステップ５３０及びステップ５３５はステップ３２０及びステップ３２５と同様の処理である。即ち、ステップ５３０にてＣＰＵは、発電指示電圧Ｖｓｐを差分電圧ΔＶだけ減じる。その後、ＣＰＵは、ステップ５３５の処理に移り、ステップ５３５にてフィールドデューティＦＤを再度取得し、そのフィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈ以下であるか否かを判定する。
【００７１】
フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈよりも大きければ、ＣＰＵはステップ５３５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ５３０に戻り、再度、発電指示電圧Ｖｓｐを差分電圧ΔＶだけ減じる。一方、フィールドデューティＦＤが閾値ＦＤｔｈ以下であれば、フィードバック制御が完了しているので、このとき調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）が決定されている。この場合、ＣＰＵは、ステップ５３５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ５４０の処理に移る。
【００７２】
ステップ５４０にてＣＰＵは、ステップ５２５にてＲＡＭに書き込まれた系統電圧Ｖｂｔと発電指示電圧Ｖｓｐの差（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ）及びフィールドデューティＦＤとセットになる学習情報として、決定された調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）をＲＡＭに書き込む。その後ＣＰＵは、ステップ５９５の処理に移り本ルーチンを一旦終了する。
【００７３】
以上説明したように、車両１１の制御部６０は、指示電圧調整処理を行った後の、発電指示電圧に相関を有する値（調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ））を学習情報として記録し（図５のステップ５４０）、その後に指示電圧調整処理を再度行うときに、前記学習情報に基づいて発電指示電圧を設定する（図５のステップ５４５）ように構成されている。
【００７４】
本実施例において、該当する学習情報が存在する場合、制御部６０は指示電圧フィードバック制御を行うことなく調整電圧Ｖｓｔを取得することができる。つまり制御部６０は、図４における時刻ｔ２と時刻ｔ４の間の時間を短縮できる。即ち、この車両１１によれば、充電停止制御の実行及び停止が頻繁に繰り返される場合でも、発電量調整制御を短時間で完了させることができ、充電停止制御による車両の燃費の向上を図ることが可能となる。
【００７５】
なお、本実施例で制御部６０がＲＡＭに書き込んだ学習情報は、フラッシュメモリのＲＯＭ等、別の媒体に保存してもよい。また、ＲＡＭに書き込まれた学習情報は、図示しない車両のイグニッションキーがオフにされ制御部６０の電源が断となったときに消去される。一方、学習情報をＲＯＭ等の不揮発性媒体に保存した場合、制御部６０の電源断によって学習情報が消去されることは無い。しかし、発電機３０の比較電圧は経年により変化し得るため、それに併せて電圧偏差も変動する。そのため、制御部６０は所定の期間が経過した学習情報を削除してもよい。
【００７６】
また、本実施例では制御部６０は、指示電圧調整処理を行う前の「系統電圧Ｖｂｔと発電指示電圧Ｖｓｐの差（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ）」及びフィールドデューティＦＤ、並びに、指示電圧調整処理後の調整電圧Ｖｓｔ（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ、ＦＤ）を１組の学習情報として扱っているが、学習情報の構成は変更されてもよい。例えば、指示電圧調整処理を行う前の「系統電圧Ｖｂｔと発電指示電圧Ｖｓｐの差（Ｖｂｔ―Ｖｓｐ）」の替わりに、指示電圧調整処理を行う前の発電指示電圧Ｖｓｐが学習情報の構成要素となり得る。
【００７７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の係る車両１２について説明する。第１実施形態に係る車両１０は、制御部６０が発電量調整制御を行うにあたり指示電圧調整処理を実行していた。これに対し、車両１２は、発電量調整制御を行うために、制御部６０が発電機３０に対して発電停止信号を送る点において車両１０と相違している。
【００７８】
図６に概略構成を示した車両１２の、レギュレータ３４と制御部６０の間には発電停止指示線ＳＴが結ばれている。制御部６０は、レギュレータ３４に対して発電停止指示線ＳＴを介して発電停止信号を送ることができる。
【００７９】
車両１０において制御部６０が発電量調整制御を行う場合、制御部６０はレギュレータ３４に伝える発電指示電圧Ｖｓｐを発電停止電圧Ｖｃｔに設定する。これに対し、車両１２では、制御部６０は、レギュレータ３４に発電停止指示線ＳＴを介して発電停止信号を送る。レギュレータ３４は発電停止信号を受けている間、フィールドコイル３２の界磁電流をオフ（非通電）とし、発電機３０の発電を停止させる。
【００８０】
車両１２の制御部６０が発電量調整制御を停止する場合、制御部６０はレギュレータ３４に送っていた発電停止信号をオフとする。これにより、発電機３０は発電を再開し得る。ただし、実際に発電機３０が発電を行うか否かは、そのときの系統電圧Ｖｂｔ及び発電指示電圧Ｖｓｐの値に依存する。具体的には、系統電圧Ｖｂｔが発電指示電圧Ｖｓｐよりも高い場合、発電機３０は発電を停止したままとなる。
【００８１】
車両１２の制御部６０は、発電量調整制御を行うときに発電部（発電機３０の一部であるレギュレータ３４）に対して発電量低下の指示（発電停止指示線ＳＴを介した発電停止信号）を与え、前記発電部（発電機３０）は、発電量低下の指示に基づいて発電量を低下（発電を停止）するよう構成されている。
【００８２】
この車両１２によれば、制御部６０は調整電圧を決定することなく、簡便且つ迅速な手順で発電量調整制御を行うことができる。
【００８３】
以上、本発明に係る車両の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、実施例３において、制御部６０はレギュレータ３４に対して発電停止信号を送っていたが、替わりにレギュレータ３４が発生させるべきフィールドデューティの値に相関を有する情報を制御部６０がレギュレータ３４に対して送ってもよい。
【００８４】
また、第１実施形態に係る図３のステップ３２０及びステップ３２５は、ステップ３００から始まる一連の処理（ルーチン）に組み込まれていたが、ＣＰＵが所定のタイミングで別途のルーチンとしてこれらの処理を行うことで、ＣＰＵが、この指示電圧フィードバック制御を行いながら、他の処理も並行して行えるようにしてもよい。これは第２実施形態に係る図５のステップ５３０及びステップ５３５並びにステップ５４０も同様で、ＣＰＵはこれらの処理をステップ５００から始まる一連の処理（ルーチン）とは別途のルーチンとして処理を行ってもよい。
【００８５】
更に、指示電圧フィードバック制御を行うに際して、ＣＰＵが、図３のステップ３２０及びステップ３２５の処理を繰り返す代わりに、ステップ３００乃至ステップ３２０の一連の処理を繰り返してもよい。これは第２実施形態に係る図５のステップ５３０及びステップ５３５に関しても同様である。
【符号の説明】
【００８６】
１０…車両、２０…内燃機関、３０…発電機、３１…ステータ、３２…フィールドコイル、３３…整流器、３４…レギュレータ、４０…蓄電池、５０…電装機器、６０…制御部、７０…充電制御装置、ＰＬ…正極線、ＮＬ…負極線、ＦＤ…フィールドデューティ、Ｖｓｐ…発電指示電圧。
【図１】
2014054965.tif 000003
【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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