(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の停止条件が満足されると停止し、所定の始動条件が満足されると再始動されるエンジン(1)と、
前記エンジン(1)により駆動される交流発電機(8)と、
前記交流発電機の出力を検出する発電電圧検出手段(43)と、
前記交流発電機への通電を前記発電電圧に基づいて制御することで、前記交流発電機の出力を所定の目標レギュレート電圧の直流出力に制御する発電制御手段(47)と、
前記直流出力をバッテリへ供給する結線手段(48)とを具備したアイドルストップ車両における発電制御装置において、
前記発電制御手段(47)は、
前記交流発電機の通電制御量に基づいてバッテリ(59)の充電残量を推定する充電残量推定手段(47b)と、
前記目標レギュレート電圧を、前記充電残量の推定値が基準充電量よりも高ければ第１レギュレート電圧に設定し、基準充電量以下であれば前記第１レギュレート電圧よりも高い第２レギュレート電圧に設定する目標レギュレート電圧切替手段(47c)とを備え、
前記発電制御手段(47)は、交流発電機(8)への通電角度を制御し、
前記目標レギュレート電圧切替手段(47c)は、通電角度の遅角量が予め定められた基準値を所定時間だけ超えた場合に、前記目標レギュレート電圧を第１レギュレート電圧から第２レギュレート電圧に切り替えることを特徴とするアイドルストップ車両における発電制御装置。
【請求項２】
前記第１レギュレート電圧から第２レギュレート電圧への切替が漸次的に行われることを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ車両における発電制御装置。
【請求項３】
前記目標レギュレート電圧切替手段は、通電角度の遅角量が予め定められた基準値を所定時間だけ下回った場合に、前記目標レギュレート電圧を第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧に切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載のアイドルストップ車両における発電制御装置。
【請求項４】
前記第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧への切替が漸次的に行われることを特徴とする請求項３に記載のアイドルストップ車両における発電制御装置。
【請求項５】
前記交流発電機(8)が、エンジン(1)のクランク軸に設けられている始動機を兼ねた発電機兼始動機であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のアイドルストップ車両における発電制御装置。
【請求項６】
前記第１レギュレート電圧および第２レギュレート電圧は、前記交流発電機の遅角通電量により設定されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のアイドルストップ車両における発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイドルストップ車両における発電制御装置に係り、特に、発電電圧が充電系統のハーネスの電気抵抗により降下して充電電圧が低下することによる充電不足を解消できるアイドルストップ車両における発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用発電装置としてエンジン駆動される三相同期発電機が知られている。この三相同期発電機で発電された交流電力は、三相全波整流器で整流、電圧調整されてバッテリの充電に供される。特許文献１には、エンジンにより駆動される発電機により発電された電力がバッテリおよび電気負荷に供給されるシステムにおいて、発電電圧がバッテリや電気負荷に適した所定の目標値となるように、ドライバ回路によるステータコイルへの通電角を進角または遅角させる発電制御が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２７０４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンにより駆動される発電機が発生する三相交流電力は、全波整流器により整流され、さらに発電機の各ステータコイルへの通電タイミングを遅角または進角させることで所定の目標レギュレート電圧に調整される。この発電電力はハーネスを経由してバッテリへ供給されるが、バッテリに供給される充電電圧は、ハーネスの電気抵抗による電圧降下分で発電電力に対して電圧が小さくなってしまうため、発電電力を目標レギュレート電圧に制御しても実際にバッテリに供給される充電電圧は、その目標値よりも小さくなってしまう。
【０００５】
そのため、特にバッテリの残容量が低下している状態では、充電電流が大きくなるので前記ハーネスの電圧降下分が一層大きくなり、目標レギュレート電圧に対して充電電圧が大きく乖離してしまう可能性がある。従って、バッテリに対して供給される電流量が、本来供給されるべき電流量よりも大きく低下し、バッテリの容量低下を招くことがある。そのため、車両の停止時を検知して自動的にエンジンを停止し、その後運転者の操作により再始動するアイドルストップ車両に適用した場合には、再始動時において、バッテリから始動に必要な電力をスタータに供給することができなくなって再始動性の低下を招くことが考えられる。
【０００６】
なお、このような技術課題は、ハーネスの電気ケーブルを太くして電気抵抗を低下させたり、あるいはハーネス長を短くしたりすることで解決できる。しかしながら、電気ケーブルを太くすると重量の増加を招き、またハーネスが固くなったり体積が増加したりすることで設計変更を余儀なくされたり、車両組立時の作業性が低下したりすることが考えられる。一方、ハーネスの電気抵抗による電圧降下を見越して目標レギュレート電圧を一律に高く設定してしまうと、バッテリの過充電をまねく可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記の技術課題を解決し、アイドルストップ車両に適用され、既存のハーネスに変更を加えることなく、バッテリの充電残量にかかわらず常に適正な充電電圧を供給できる発電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、所定の停止条件が満足されると停止し、所定の始動条件が満足されると再始動されるエンジンにより駆動される交流発電機と、この交流発電機の交流出力電圧を検出する電圧検出手段と、交流発電機への通電を検出電圧に基づいて制御することで、前記交流発電機の交流出力を所定の目標レギュレート電圧の直流出力に制御する発電制御手段と、直流出力をバッテリへ供給する結線手段とを具備した車両用発電装置において、以下のような構成を具備した点に特徴がある。
【０００９】
(1)発電制御手段は、交流発電機の通電制御量に基づいてバッテリの充電残量を推定する充電残量推定手段と、目標レギュレート電圧を、前記充電残量の推定値が基準充電量よりも高ければ第１レギュレート電圧に設定し、基準充電量以下であれば前記第１レギュレート電圧よりも高い第２レギュレート電圧に設定する目標レギュレート電圧切替手段とを備えた。
【００１０】
(2)発電制御手段は、交流発電機への通電角度を制御し、目標レギュレート電圧切替手段は、通電角度の遅角量が予め定められた基準値を所定時間だけ超えた場合に、前記目標レギュレート電圧を第１レギュレート電圧から第２レギュレート電圧に切り替えるようにした。
【００１１】
(3)第１レギュレート電圧から第２レギュレート電圧への切替が漸次的に行われるようにした。
【００１２】
(4)目標レギュレート電圧切替手段は、通電角度の遅角量が予め定められた基準値を所定時間だけ下回った場合に、前記目標レギュレート電圧を第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧に切り替えるようにした。
【００１３】
(5)第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧への切替が漸次的に行われるようにした。
【００１４】
(6)交流発電機を、エンジンの始動機を兼ねた発電機兼始動機とした。
【００１５】
(7)第１レギュレート電圧および第２レギュレート電圧が、交流発電機の遅角通電量により設定されるようにした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
【００１７】
(1)第１の特徴によれば、バッテリの充電残量が少ないときには、目標レギュレート電圧が常時よりも高い第２レギュレート電圧に設定されるので、発電機とバッテリとの間の線路抵抗による電圧降下があったとしても、バッテリの充電電圧を十分に高く維持できるので確実な充電が可能になり、またハーネスに変更や改良を加える必要がないので、設計の自由度が保たれる。従って、バッテリの容量低下を防止することができるので、アイドルストップ車両に適用したとしても、アイドルストップ後の再始動性が低下することを防止できる。
【００１８】
(2)第２の特徴によれば、通電制御の遅角量が大きく、バッテリの充電残量が少ないと予測されるときにレギュレート電圧が高くなるので、バッテリを十分に充電できるようになる。
【００１９】
(3)第３の特徴によれば、目標レギュレート電圧の第１レギュレート電圧から第２レギュレート電圧への切替が漸次的に行われるので、発電負荷の増大により運転者が感じる減速感的な異和感が緩和され、良好な走行フィーリングを維持できるようになる。
【００２０】
(4)第４の特徴によれば、通電制御の遅角量が所定時間以上継続して大きい場合には、目標レギュレート電圧が第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧へ減ぜられるので、バッテリの過充電を防止できる。
【００２１】
(5)第５の特徴によれば、目標レギュレート電圧の第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧への切替が漸次的に行われるので、発電負荷の減少により運転者が感じる加速感的な異和感が緩和され、良好な走行フィーリングを維持できるようになる。
【００２２】
(6)第６の特徴によれば、発電機がエンジン始動機を兼ねため、発電コイルがスタータモータの特性を重視して設定されているために発電容量が十分に取れない場合でも、十分な発電量を確保できるようになるので特に効果的である。
【００２３】
特に、発電機がエンジン始動機を兼ねると、クランク軸に同軸でスタータモータが設けられるので始動性は素早くなり、アイドルストップからの再始動は良好であるが、減速機などでトルクを稼げない。このため、始動兼発電機ではスタータモータとしてのトルク特性が一層重要となり、発電側の特性が十分でないことも考えられ、クランク軸同軸の始動兼発電機において本発明は極めて有効となる。
【００２４】
(7)第７の特徴によれば、レギュレート電圧を遅角量に基づいて設定できるので、レギュレート電圧の設定が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の車両用発電制御装置が適用されるスクータ型自動二輪車の側面図である。
【図２】発電機を搭載した自動二輪車の要部断面図である。
【図３】ACGモータの断面図である。
【図４】ＡＣＧ通電制御装置の要部機能を示すブロック図である。
【図５】本発明による発電制御の手順を示したフローチャートである。
【図６】図５に対応した発電制御のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の車両用発電制御装置が適用されるスクータ型自動二輪車の側面図であり、本実施形態では、エンジンを所定の停止条件が満足されると停止し、所定の始動条件が満足されると再始動するアイドルストップ機能が搭載されている。
【００２７】
自動二輪車１００は、ハンドル６０を含む操向系６１によって操向可能に支持された前輪Wfと、この前輪Wfの後方に配置されるユニットスイング型のエンジン１と、このエンジン１の後方に配置されて当該エンジン１によって駆動される後輪Wrと、前輪Wfと後輪Wrとの間に設けられるシート６２とを有し、このシート６２に乗員が跨って着座する形態の鞍乗り型車両である。
【００２８】
自動二輪車１００は、車体フレーム６３を備え、この車体フレーム６３から軸部材としてのリンクピボット６４を介して車両後方にリンク機構６５が延設され、このリンク機構６５により、スイングユニット７０が車体フレーム６３に対して揺動可能に支持される。
【００２９】
車体フレーム６３は、前端部に操向系６１を操向可能に軸支するヘッドパイプ８５と、このヘッドパイプ８５から車両後下方へ延ばされるダウンフレーム８６と、このダウンフレーム８６の下部から車両後方へ延ばされる左右一対のロアフレーム８７Ｌ、８７Ｒ（図手前側の符号８７Ｌのみ示す）と、これらのロアフレーム８７Ｌ、８７Ｒの後端部から車両後上方に延ばされてシート１５を支持するシートフレーム８８Ｌ、８８Ｒ（図手前側の符号８８Ｌのみ示す）とを主要な構成とする。
【００３０】
左右の一対のロアフレーム８７Ｌ、８７Ｒの間にはクロスフレーム９１が渡され、このクロスフレーム９１の車両前方にて左右の一対のロアフレーム８７Ｌ、８７Ｒの間にフロントクロスフレーム９２が渡され、このフロントクロスフレーム９２にダウンフレーム８６の下端が連結されている。このように、フロントクロスフレーム９２にダウンフレーム８６の下端を連結したことにより、フロントクロスフレーム９２をダウンフレーム８６で補強することができる。
【００３１】
スイングユニット７０にはエンジン１が一体的に備えられている。スイングユニット７０は、スイングアームの機能を兼ね備えており、スイングユニット７０の後部と車体フレーム６３の間には、左右のクッションユニット６６Ｌ、６６Ｒ（図手前側の符号６６Ｌのみ示す）が介在されている。スイングユニット７０には、吸気系６７を構成するエアクリーナ６８が設けられている。
【００３２】
操向系６１は、車体フレーム６３の前端部に回動可能に設けられたステアリング軸６９と、このステアリング軸６９の下端で前輪Wfを支えるフロントフオーク７１と、ステアリング軸６９の上端に取付けられたハンドル６０とからなる。前記車体フレーム６３は、車体カバー７２で覆われている。
【００３３】
車体カバー７２は、車体の前方を覆うフロントカバー７３と、このフロントカバー７３に操向系６１の上部を車両後方から覆うように取付けたセンタカウル７４と、フロントカバー７３の端部から車両後方に延びている左右のサイドカバー７５Ｌ、７５Ｒ（図手前側の符号７５Ｌのみ示す）と、シート６２の前方にて左右のサイドカバー７５Ｌ、７５Ｒの間に渡されると共にセンタカウル７４の端部に連続して設けられるトンネル部材７６と、左右のサイドカバー７５Ｌ、７５Ｒの下方に配置され運転者が足を置く左右のステップ７７Ｌ、７７Ｒを有する左右のアンダカバー７８Ｌ、７８Ｒ（図手前側の符号７８Ｌのみ示す）と、左右のサイドカバー７５Ｌ、７５Ｒの端部からシート６２の下方にて車両後方に延びている左右のリヤサイドカバー７９Ｌ、７９Ｒ（図手前側の符号７９Ｌのみ示す）とからなる。車体カバー７２の各要素は、車体フレーム６３に取付けられている。
【００３４】
フロントカバー７３の上端にはウインドシールド８０が延ばされている。前輪Fwの上方にはフロントフェンダ８１が配置され、後輪Rwの後上方にはリヤフェンダ８３が配置されている。
【００３５】
図２は、発電機を備えたエンジンの要部断面図、図３はエンジンに接続される同期発電機の断面図である。本実施形態では、同期発電機がエンジンのスタータを兼ねるので、以下では、同期発電機をスタータ兼用発電機（以下、「ＡＣＧモータ」と表現する）として説明する。
【００３６】
図２において、エンジン１のクランク軸２は、クランクケース３に嵌合された軸受４，５で支持されている。クランク軸２には、クランクピン６を介してコネクティングロッド７が連結されている。軸受５の外方にはＶベルト式無段変速機（以下、単に「無段変速機」という）の駆動側プーリ１１が設けられる。駆動側プーリ１１は固定プーリ片１１ａと可動プーリ片１１ｂとを含む。固定プーリ片１１ａはクランク軸２の端部寄りに固定され、クランク軸２に対して回転方向および軸方向のいずれにも移動が規制される。
【００３７】
可動プーリ片１１ｂは、クランク軸２に対して回転方向の動きは規制されるが軸方向（スラスト方向）には所定の範囲で移動可能に結合されている。可動プーリ片１１ｂには、ランププレート１２が摺動自在に係合する。ランププレート１２はクランク軸２に結合されて一体で回転する。ランププレート１２は、可動プーリ片１１ｂの内側傾斜（ランプ）との組み合わせで、外周方向に向かって狭くなるローラウェイト１３のテーパ状ガイドを形成する。
【００３８】
前記駆動側プーリ１１と対になって無段変速機を構成する従動側プーリ２０が設けられる。変速機ケース１４に嵌合された軸受２１と図示しない他の一つの軸受によって、従動軸２２が回転自在に支持され、この従動軸２２に従動側プーリ２０が固定される。従動側プーリ２０は従動軸２２に軸受２３，２４で回転自在に支持される一方、従動軸２２の軸方向には移動を規制された固定プーリ片２０ａを有する。また、固定プーリ片２０ａを介して従動軸２２の軸方向に摺動自在に支持された可動プーリ片２０ｂを有する。
【００３９】
固定プーリ片２０ａには、遠心力で外周方向に偏倚するクラッチシュー２５を支持するシュー支持プレート２７が設けられる。従動軸２２にはクラッチシュー２５が当接する内周面を有するカップ状部材２８が固定される。このカップ状部材２８とクラッチシュー２５との組み合わせで遠心クラッチを構成する。前記可動プーリ片２０ｂは、このシュー支持プレート２７に一端が保持されたコイルバネ３３の他端で押圧されて固定プーリ片２０ａ側に常時付勢される。
【００４０】
駆動側プーリ１１と従動側プーリ２０はいずれもＶ字型プーリであり、両者間にはＶベルト２９が架け渡される。従動軸２２は減速ギヤ２６を含む減速機を介して駆動輪、例えば自動二輪車の後輪に連結される。無段変速機には、カバー３０が被せられ、このカバー３０には、キックスタータ３１が支持される。
【００４１】
図３において、ＡＣＧモータ８は、三相巻線（ステータコイル）が巻回されたステータ９と、エンジン１のクランク軸２の端部に結合されてステータ９の外周を回転するアウタロータ１０とを有する。アウタロータ１０はクランク軸２に連結されるカップ状のロータケース１０ａと、ロータケース１０ａの内周面に収容されるマグネット１０ｂとを有する。マグネット１０ｂはロータヨークに円周方向に沿って配置される。
【００４２】
アウタロータ１０は、ハブ部１０ｃの内周をクランク軸２の先端テーパ部に嵌合させて取り付けられ、ハブ部１０ｃの中心を貫通してクランク軸２の端部ネジに螺挿されるボルト３１で固定される。アウタロータ１０の内周側に配設されるステータ９はボルト３２によってクランクケース３に固定される。アウタロータ１０にはボルト３９によって固定されたファン３７が設けられる。ファン３７に隣接してラジエータ３８が設けられ、ラジエータ３８はファンカバー４６によって覆われる。
【００４３】
ステータ９の内周にはセンサケース３４が嵌め込められ、このセンサケース３４内にはアウタロータ１０のボスの外周に沿って等間隔でロータ角度センサ（磁極センサ）１５およびパルサセンサ（点火パルサ）１６が設けられる。ロータ角度センサ４０はＡＣＧモータ８のステータコイル３５に対する通電制御を行うためのものであり、ＡＣＧモータ８のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応して１つずつ設けられる。一方、点火パルサ１６はエンジンの点火制御のためのものであり、１つだけ設けられる。ロータ角度センサ４０および点火パルサ１６はいずれもホールＩＣまたは磁気抵抗（ＭＲ）素子で構成できる。
【００４４】
ロータ角度センサ４０および点火パルサ１６のリード線は基板１７に接続され、さらに基板１７にはワイヤハーネス１８が結合される。アウタロータ１０のボス１０ｃの外周には、ロータ角度センサ４０および点火パルサ１６のそれぞれに磁気作用を及ぼすよう２段着磁されたマグネットリング１９が嵌め込まれる。
【００４５】
ロータ角度センサ４０に対応するマグネットリング１９の一方の着磁帯には、ステータ９の磁極に対応して、円周方向に３０°幅間隔で交互に配列されたＮ極とＳ極が形成され、点火パルサ１６に対応するマグネットリング１９の他方の着磁帯には、円周方向の１か所に１５°ないし４０°の範囲で着磁部が形成される。
【００４６】
上記構成のＡＣＧモータ８は、始動時には同期モータとして機能し、バッテリから供給される電流で駆動されてクランク軸２を回動させてエンジン１を始動させるとともに、始動後は同期発電機として機能し、発電した電流でバッテリを充電し、かつ各電装部に電流を供給する。
【００４７】
ＡＣＧモータ８のモータとしての動作は次の通りである。ロータ角度センサ４０で検出される回転角度に従ってステータコイル３５に順次電流を供給することにより、マグネット１０ｂを備えたアウタロータ１０が駆動される。クランク軸２はアウタロータ１０に結合されているので、該アウタロータ１０の回転によってクランキングされ、着火回転数に達したならばエンジン１は自立運転を開始する。自立運転開始後は制御系統が発電機側に切り換えられ、ＡＣＧモータ８はエンジン発電機として動作する。
【００４８】
図４は、前記ＡＣＧモータ８を制御するＡＣＧ通電制御装置の要部機能を示すブロック図であり、発電電力はハーネス４８を経由してバッテリ５９や補機４２などの電気負荷へ供給される。
【００４９】
全波整流器３６は、ＡＣＧモータ８のステータコイル３５のＵ，Ｖ，Ｗ相にそれぞれ接続されたＦＥＴ（一般的には、固体スイッチング素子）３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆを有し、エンジン１の始動時は、ドライバ４１によりＦＥＴ３６ａ〜３６ｆをスイッチングし、ＡＣＧモータ８を同期電動機として駆動させることでクランク軸２を回転させる。
【００５０】
一方、エンジン１の始動後は、逆にアウタロータ１０がエンジン１で駆動されて同期発電機として機能し、交流の発電電力をＦＥＴ３６ａ〜３６ｆで整流してバッテリ５９や電装負荷４２に給電する。また、エンジン駆動による発電中において、ステータコイル３５への遅角通電または進角通電が行われるように、発電制御部４７で各ＦＥＴ３６ａ〜３６ｆをスイッチングして発電量を増減させる。
【００５１】
なお、遅角通電、進角通電とは、ロータ角度センサ１５で検出されるマグネットリング１９の着磁帯の磁極の変化時の検出信号から予定の電気角相当分を遅角または進角させてステータコイル３５に通電することをいう。
【００５２】
エンジン回転数判別部４５は、例えば、点火パルサ１６の検出信号や発電電圧の周波数信号などをもとにエンジン回転数Ｎｅを検出し、検出されたエンジン回転数Ｎｅは、ステージ判定部５０およびデューティ設定部４４に供給される。目標レギュレート電圧切替部４７ｃには、目標レギュレート電圧として通常調圧（第１レギュレート電圧）Vreg1および高調圧Vreg2（第２レギュレート電圧）が記憶されており、ここではVreg1＜Vreg2である。
【００５３】
デューティ設定部４４には、通電デューティとエンジン回転数との対応テーブルが設けられている。スロットルセンサ５１は、スロットルバルブの開度θＴＨを検出する。ステージ判定部５０は、エンジン回転数Ｎｅおよび／もしくはスロットル開度θＴＨにならびにタイマ４９による時間経過の判断等に基づいて、目標レギュレート電圧Ｖの切替動作がどの段階にあるか、つまりどの動作ステージ（以下、単に「ステージ」という）にあるかを判定する。
【００５４】
発電制御部４７は、発電電圧検出部４３で検出された発電電圧Ｖgと目標レギュレート電圧Ｖtとに基づいて、発電電圧Ｖgが目標レギュレート電圧Ｖtに収束するように、進角通電または遅角通電のいずれかを決定してドライバ４７ａに供給する。本実施形態では、発電電圧Ｖgが目標レギュレート電圧Ｖtよりも高ければ、進角通電が選択されて発電量が減ぜられる。これに対して、発電電圧Ｖgが目標レギュレート電圧Ｖtより低くければ、発電量を増やすべく遅角通電が選択される。進角および遅角量は、発電電圧Ｖgと目標レギュレート電圧Ｖとの差に応じて可変してもよいし、一定量であってもよい。
【００５５】
前記目標レギュレート電圧切替部４７ｃは、通電角の遅角量に応じて予定された判断を行い、目標レギュレート電圧Ｖtを第１レギュレート電圧Vreg1および第２レギュレート電圧Vreg2のいずれに切り替えるかを決定する。
【００５６】
前記ドライバ４７ａは、進角または遅角の指示（進角量および遅角量を含むことができる）と、デューティ設定部４４から入力される通電デューティとに基づいて、ステータコイル３５への通電を各ＦＥＴ３６ａ〜３６ｆのスイッチングタイミングにより制御する。ドライバ４７ａは、ロータ角度センサ１５による磁極検出信号に応答して、すなわちアウタロータ１０の磁極に対応して形成されているマグネットリング１９の着磁帯をセンサ１５が検出するたびにオンに立ち上がる信号を検出する。
【００５７】
図５は、本発明による発電制御の手順を示したフローチャートであり、主に前記目標レギュレート電圧切替部４７ｃの動作を示している。図６は、目標レギュレート電圧切替部４７ｃによる発電制御のタイミングチャートである。
【００５８】
ステップＳ１０では、現在の遅角量θxが判定される。図６の時刻t1以前のように、未だ発電量が少なく、遅角量θxが切替閾値θrefを下回っていればステップＳ１１へ進む。その後、時刻t1において遅角量θxを増加させる発電量の増量制御が開始され、時刻t2において遅角量θxが切替閾値θrefを超えると、これがステップＳ１１で検知されてステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、所定の昇圧判断期間Δtを計測するタイマTがスタートする。
【００５９】
ステップＳ１３では、遅角量θxが依然として切替閾値θrefを上回っているか否かが判定される。上回っていればステップＳ１５へ進み、前記判断期間Δtが終了してタイマＴがタイムアウトしたか否かが判定される。タイムアウトするまではステップＳ１３へ戻り、遅角量θxが切替閾値θrefを上回っている限りは上記の処理が繰り返される。なお、この判断期間中に遅角量θxが切替閾値θrefを一度でも下回るとステップＳ１４へ進み、前記タイマＴをリセットして前記ステップＳ１１へ戻る。
【００６０】
その後、時刻t3において前記昇圧判断期間Δtが終了し、これがステップＳ１５で検知されると、ステップＳ１６では、目標レギュレート電圧Vtを増加率ΔVで漸次的に単調増加させる昇圧制御が開始される。ステップＳ１７では、目標レギュレート電圧Vtが第２レギュレート電圧Vreg2まで昇圧されたか否かが判定される。昇圧が完了するまでは、ステップＳ１６へ戻って昇圧制御が継続される。時刻t5において、目標レギュレート電圧Vtが第２レギュレート電圧Vreg2に達し、これがステップＳ１７で検知されるとステップＳ１８へ進む。
【００６１】
ステップＳ１８では、遅角量θxと切替閾値θrefとが比較され、依然として遅角量θxが切替閾値θrefを上回っていれば、目標レギュレート電圧Vtを第２レギュレート電圧Vreg2に維持したまま今回の昇圧制御を終了する。
【００６２】
次の制御周期では、ステップＳ１０において、遅角量θx≧切替閾値θrefと判定されるのでステップＳ２１へ進む。その後、時刻t6において遅角量θxを減少させる発電量の減量制御が開始され、時刻t8において遅角量θxが切替閾値θrefを下回ると、これがステップＳ２１で検知されてステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、所定の降圧判断期間Δtを計測するタイマTがスタートする。
【００６３】
ステップＳ２３では、遅角量θxが依然として切替閾値θrefを下回っているか否かが判定される。下回っていればステップＳ２５へ進み、前記判断期間Δtが終了してタイマＴがタイムアウトしたか否かが判定される。タイムアウトするまではステップＳ２３へ戻り、遅角量θxが切替閾値θrefを下回っている限りは上記の処理が繰り返される。なお、この判断期間中に遅角量θxが切替閾値θrefを一度でも上回るとステップＳ２４へ進み、前記タイマＴをリセットして前記ステップＳ２１へ戻る。
【００６４】
その後、時刻t10において前記降圧判断期間Δtが終了し、これがステップＳ２５で検知されると、ステップＳ２６では、目標レギュレート電圧Vtを減少率ΔVで漸次的に単調減少させる降圧制御が開始される。ステップＳ２７では、目標レギュレート電圧Vtが第１レギュレート電圧Vreg1まで降圧されたか否かが判定される。降圧が完了するまでは、ステップＳ２６へ戻って降圧制御が継続される。時刻t11において、目標レギュレート電圧Vtが第１レギュレート電圧Vreg1に達し、これがステップＳ２７で検知されるとステップＳ２８へ進む。
【００６５】
ステップＳ２８では、遅角量θxと切替閾値θrefとが比較され、依然として遅角量θxが切替閾値θrefを下回っていれば、目標レギュレート電圧Vtを第１レギュレート電圧Vreg1に維持したまま今回の昇圧制御を終了する。
【００６６】
なお、図６に破線で示したように、昇圧制御中の時刻t4で遅角量θxが減少し始めても、本実施形態では、昇圧制御が継続される。そして、昇圧制御が完了する時刻t5において、遅角量θxが切替閾値θrefを下回っていることがステップＳ１８で検知されると前記ステップＳ２２へ進み、上記と同様に降圧判断の手順を経て降圧制御が開始される。
【００６７】
同様に、降圧制御中に遅角量θxが増加し始めても、本実施形態では降圧制御が継続される。そして、降圧制御が完了する時刻において、遅角量θxが切替閾値θrefを上回っていることがステップＳ２８で検知されると前記ステップＳ１２へ進み、上記と同様に昇圧判断の手順を経て昇圧制御が開始される。
【００６８】
以上、上記の実施の形態で説明したように、本発明によれば、バッテリの充電残量が少ないときには、目標レギュレート電圧が常時よりも高い第２レギュレート電圧に設定されるので、発電機とバッテリとの間の線路抵抗による電圧降下があったとしても、バッテリの充電電圧を十分に高く維持できるので確実な充電が可能になり、またハーネスに変更や改良を加える必要がないので、設計の自由度が保たれる。従って、バッテリの容量低下を防止することができるので、アイドルストップ車両に適用したとしても、アイドルストップ後の再始動性が低下することを防止できる。
【００６９】
また、通電制御の遅角量が大きく、バッテリの充電残量が少ないと予測されるときにレギュレート電圧が高くなるので、バッテリを十分に充電できるようになる。
【００７０】
さらに、目標レギュレート電圧の第１レギュレート電圧から第２レギュレート電圧への切替が漸次的に行われるので、発電負荷の増大により運転者が感じる減速感的な異和感が緩和され、良好な走行フィーリングを維持できる。
【００７１】
さらに、通電制御の遅角量が所定時間以上継続して大きい場合には、目標レギュレート電圧が第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧へ減ぜられるので、バッテリの過充電を防止できる。
【００７２】
さらに、目標レギュレート電圧の第２レギュレート電圧から第１レギュレート電圧への切替が漸次的に行われるので、発電負荷の減少により運転者が感じる加速感的な異和感が緩和され、良好な走行フィーリングを維持できる。
【００７３】
さらに、発電機がエンジン始動機を兼ねため、発電コイルがスタータモータの特性を重視して設定されているために発電容量が十分に取れない場合でも、十分な発電量を確保できるようになるので特に効果的である。
【００７４】
特に、発電機がエンジン始動機を兼ねると、クランク軸に同軸でスタータモータが設けられるので始動性は素早くなり、アイドルストップからの再始動は良好であるが、減速機などでトルクを稼げない。このため、始動兼発電機ではスタータモータとしてのトルク特性が一層重要となり、発電側の特性が十分でないことも考えられ、クランク軸同軸の始動兼発電機において本発明は極めて有効となる。
【００７５】
さらに、レギュレート電圧を遅角量に基づいて設定できるので、レギュレート電圧の設定が容易になる。
【符号の説明】
【００７６】
８…ＡＣＧモータ，１５…ロータ角度センサ，１９…マグネットリング，３５…ステータコイル，３６…全波整流器，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，３６ｆ…ＦＥＴ，４２…電気負荷，４７…発電制御部，４７ａ…ドライバ，４７ｂ…充電残量推定部，４７ｃ…目標レギュレート電圧切替部，４８…ハーネス，５９…バッテリ
【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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