(57)【要約】【課題】電動走行補助機器が駆動する場合に、発電機の出力を制限することで、内燃機関への負荷を低減することができる発電制御装置および発電制御方法を提供する。【解決手段】内燃機関８に過給する電動走行補助機器を備える車両に搭載される電池３と、内燃機関８の出力軸１０に連結され、出力軸１０の回転エネルギーを利用して発電をする発電機２と、電池３から電動走行補助機器へ電力を供給させ、電動走行補助機器が駆動すると、発電機２から電池３に出力される電力を制限させる制御をする制御部７と、を備える発電制御装置である。【選択図】図１
2015211567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動走行補助機器を備える車両に搭載される電池と、
前記内燃機関の出力軸に連結され、前記出力軸の回転エネルギーを利用して発電をする発電機と、
前記電池から前記電動走行補助機器へ電力を供給させ、前記電動走行補助機器が駆動すると、前記発電機の発電を制限させる制御部と、
を備えることを特徴とする発電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電制御装置であって、
前記制御部は、前記発電機の発電効率を示す値が所定値以上の場合、前記発電機の発電の制限を解除させる、ことを特徴とする発電制御装置。
【請求項３】
電動走行補助機器を備える車両に搭載される電池と、
前記内燃機関の出力軸に連結され、前記出力軸の回転エネルギーを利用して発電をする発電機と、
前記電池から前記電動走行補助機器へ電力を供給させ、前記電動走行補助機器を駆動させる制御部と、を備える発電制御装置は、
前記電動走行補助機器が駆動する場合、前記発電機の発電を制限する、
ことを特徴とする発電制御装置の発電制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の発電制御装置の発電制御方法であって、
前記発電制御装置は、前記発電機の発電効率を示す値が所定値以上の場合、前記発電機の発電の制限を解除させる、ことを特徴とする発電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機の発電を制御する発電制御装置および発電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の内燃機関の出力軸に連結され、出力軸の回転エネルギーを利用して発電をする発電機（オルタネータなど）は、車両に搭載されている電動走行補助機器（電動過給機など）に電力を供給する電池に、発電した電力を供給している。また、発電機は電池電圧が所定値になるように発電した電力を電池に供給している。
【０００３】
ところが、電動走行補助機器が駆動して内燃機関に強制的に空気を送り込む場合には、電池から電動走行補助機器に電力を供給するため電池電圧が低下する。そうすると発電機は低下した電池電圧を所定値に戻すためにさらに発電をすることになる。しかし、車両を加速させるために電動走行補助機器を駆動させているにもかかわらず、発電機が発電をするため内燃機関への負荷が増えて、車両の加速が悪くなる。さらには、出力軸の回転数が低く効率の悪い状態において、発電機が発電をするため内燃機関への負荷が増え、燃費も悪くなる。
【０００４】
関連する技術として、モータ及び発電機と補機類バッテリとが昇降圧装置を介して接続される装置が知られている。その昇降圧装置は、運転条件に応じて、バッテリの電力を昇圧してモータに供給する機能と、発電機の電力を降圧してバッテリ及び補機類に供給する機能と、を有している。特許文献１を参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７６１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電動走行補助機器が駆動する場合に、発電機の出力を制限することで、内燃機関への負荷を低減することができる発電制御装置および発電制御方法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】
【０００７】
本実施の形態の電動走行補助機器を備える車両に搭載される発電制御装置は、電池、発電機、制御部を備えている。
発電機は、内燃機関の出力軸に連結され、出力軸の回転エネルギーを利用して発電をする。
【０００８】
制御部は、電池から電動走行補助機器へ電力を供給させ、電動走行補助機器を駆動させる。また、制御部は、電動走行補助機器が駆動すると、発電機の発電を制限する。さらに、制御部は、発電機の発電効率を示す値が所定値以上の場合、発電機の発電の制限を解除する。
【発明の効果】
【０００９】
本実施の形態によれば、電動走行補助機器が駆動する場合に、発電機の出力を制限することで、内燃機関への負荷を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】発電制御装置が搭載される車両の一例を示す図である。
【図２】発電制御装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
【図３】発電制御装置の動作の一実施例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面に基づいて実施形態について詳細に説明する。
実施形態１について説明する。図１は、電動走行補助機器を有する車両に搭載される装置の一実施例を示す図である。なお、本例では電動走行補助機器の電動機を用いて説明するが、電動機は電動走行補助機器に備えられているものに限定されない。
【００１２】
図１に示す装置は、発電機２（オルタネータ）、電池３（バッテリ）、インバータ４（電力変換機）、電動機５、圧縮機６、制御部７、内燃機関８、過給機９、出力軸１０、トランスミッション１１（Ｔ/Ｍ）、駆動輪１２、配管１３、切替部１４などを有する。
【００１３】
発電機２は、出力軸１０に連結され、出力軸１０の回転エネルギー（動力）を利用して発電をし、発電された電力は二次電池である電池３に充電される。また、発電機２により発電される電力は、ブレーキ回生として発電される電力も含む。
【００１４】
電池３は、車両に搭載されている補機やシステムに電力を供給するための二次電池で、鉛電池などが考えられる。ただし、電池３は鉛電池に限定されるものではない。
インバータ４は制御部７からの指示に基づいて電動機５へ電力を供給する。
【００１５】
電動走行補助機器（電動過給機など）は、圧縮機６、電動機５を有し、内燃機関８に強制的に空気を送り込む装置で、過給機９の補助などをするものである。圧縮機６を駆動する電動機５への電力はインバータ４から供給される。
【００１６】
内燃機関８は出力軸１０を備え、本例ではその出力軸１０はトランスミッション１１（Ｔ/Ｍ）を介して駆動輪１２に連結されている。
過給機９は内燃機関８に強制的に空気を送り込む装置で、内燃機関８の出力をより大きくさせる。なお、配管１３は過給に用いられる配管などである。また、配管１３は、電動走行補助機器から内燃機関８への過給と遮断（過給がされないようにする）を切り替える切替部１４を、備えている。
【００１７】
制御部７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）など）を用いた回路が考えられ、制御部７の内部または外部に備えられている記憶部に記憶されている各部を制御するプログラムを読み出して実行する。なお、本例においては制御部７を用いて説明をするが、制御部７が実行する制御を車両に搭載されている１つ以上のＥＣＵ（Electronic Control Unit）などに行わせてもよい。記憶部はＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリで、パラメータ値、変数値などのデータを記憶してもよいし、実行時のワークエリアとして用いてもよい。なお、記憶部は制御部７と別に設けてもよい。
【００１８】
制御部７は、電池３からインバータ４を介して電動走行補助機器へ電力を供給させ、電動走行補助機器が駆動すると、発電機２から電池３に出力される電力を制限する。
例えば、車両が発車する際または低速から加速する際などに電動走行補助機器は駆動し、内燃機関８に過給をする。電動走行補助機器が駆動すると、電池３の電圧は所定値Ｖｍから低下する。例えば、車両が走行中などには電池３の電圧は発電機２の発電により所定値Ｖｍを維持しようとしている。しかし電動走行補助機器が駆動すると、電池３は電動走行補助機器に供給する電力分に相当する電圧Ｖｎだけ低下する。所定値Ｖｍが１４．４Ｖの電池の場合に、電動走行補助機器に供給する電力分に相当する電圧Ｖｎが３．４Ｖであれば、電池電圧は１１．０Ｖ（＝Ｖｍ−Ｖｎ）に低下する。そうすると電池３の電圧の低下を検出した発電機２は、車両が低速であるにもかかわらず電池電圧を所定値Ｖｍに戻そうとするため、内燃機関８へ負荷が加わる。発電機２は電池電圧を１１．０Ｖから１４．４Ｖにするために発電をしてしまう。すなわち、加速させるために電動走行補助機器に電力を供給しているにもかかわらず、発電機２の発電が内燃機関８の効率を下げてしまう。
【００１９】
このような発電機２の効率の悪い発電を、本実施形態では、発電の停止または発電を低減させる制限により、抑える。
発電を停止した場合には、発電機２は電動走行補助機器が駆動を停止するまで発電を行わず、電動走行補助機器が駆動を停止した後に、電池電圧が所定値Ｖｍ（＝１４．４Ｖ）になるように発電を開始する。また、発電する電力を低減させる場合には、発電機２が電池３へ供給する電力を低減する。電池電圧が所定値Ｖｍ（＝１４．４Ｖ）であれば、例えば、電池電圧が所定値より低い電圧Ｖｌ（＝１４．０Ｖ〜１３．５Ｖ）になるように、電動走行補助機器が駆動を停止するまで発電をする。電動走行補助機器が駆動を停止した後には、電池電圧が所定値Ｖｍ（＝１４．４Ｖ）になるように発電をする。
【００２０】
本実施の形態によれば、電動走行補助機器が駆動する場合に、発電機２の出力を制限することで、内燃機関８への負荷を低減することができるという効果を奏する。その結果、内燃機関８への負荷が低減するので、車両の加速が向上し燃費も向上させることができる。
【００２１】
図２は、制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ１では、電動走行補助機器がオン（ＯＮ）したか否かを制御部７が判定し、電動走行補助機器がオンしている場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ２に移行し、電動走行補助機器がオフ（ＯＦＦ）の場合（Ｎｏ）にはステップＳ３に移行する。ここで、電動走行補助機器がオン（ＯＮ）とは、制御部７が、電動走行補助機器が駆動準備を完了したことを検出した場合、または、電動走行補助機器が駆動を開始したことを検出した場合、である。
【００２２】
ステップＳ２では、制御部７が発電機２の発電を制限（発電を停止または発電を低減）させる。電動走行補助機器が駆動して内燃機関８に強制的に空気を送り込む場合には、電池３から電動走行補助機器に電力を供給するため電池電圧は低下するが、発電機２が低下した電池電圧を所定値Ｖｍに戻すための発電を制限する。その制限により内燃機関８への負荷が低減されるので、車両の加速の向上と燃費を向上させることができる。
【００２３】
ステップＳ３では、制御部７が発電機２を通常動作に移行させる。通常動作とは、例えば、電動走行補助機器を使用していない状態である。すなわち、発電機２が電池３の電圧を所定値になるように発電することである。
【００２４】
また、電動走行補助機器を使用した際に発電を停止した場合には、電動走行補助機器が駆動を停止した後に電池電圧が所定値になるように発電をする。また、電動走行補助機器を使用した際に発電する電力を低減させた場合には、電動走行補助機器が駆動を停止した後に電池電圧が所定値になるように発電をする。
【００２５】
本実施の形態によれば、電動走行補助機器が駆動する場合に、発電機２の出力を制限することで、内燃機関８への負荷を低減することができるという効果を奏する。その結果、車両の加速が向上し燃費も向上させることができる。
【００２６】
実施形態２について説明する。
実施形態２では、制御部７は、発電機２の発電効率を示す値を取得して、発電効率を示す値が所定値以上の場合、発電機２の制限を解除し、発電機２の発電を電池３の電圧が所定値になるようにする。ここで、発電効率を示す値とは、例えば、車両の速度が高速である場合（所定の速度以上である場合）もしくは出力軸１０が高回転している場合（所定の回転以上である場合）である。
【００２７】
図３は、制御部の動作の一実施例を示すフロー図である。
ステップＳ３０１では、電動走行補助機器がオン（ＯＮ）したか否かを制御部７が判定し、電動走行補助機器がオンしている場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３０２に移行し、電動走行補助機器がオフ（ＯＦＦ）の場合（Ｎｏ）にはステップＳ３０４に移行する。ここで、電動走行補助機器がオン（ＯＮ）とは、制御部７が、電動走行補助機器が駆動準備を完了したことを検出した場合、または、電動走行補助機器が駆動を開始したことを検出した場合、である。
【００２８】
ステップＳ３０２では、制御部７が発電機２の発電を制限（発電を停止または発電を低減）させる。電動走行補助機器が駆動して内燃機関８に強制的に空気を送り込むと場合には、電池３から電動走行補助機器に電力を供給するため電池電圧は低下するが、発電機２が低下した電池電圧を所定値Ｖｍに戻すための発電を制限する。その制限により内燃機関８への負荷が低減されるので、車両の加速の向上と燃費を向上させることができる。
【００２９】
ステップＳ３０３では、制御部７が発電機の発電効率が所定値以上であるか否かを判定し、発電機の発電効率が所定値以上である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３０４に移行し、発電効率が所定値以上でない場合（Ｎｏ）にはステップＳ３０１に移行する。発電効率を示す値が、例えば、車両の速度が所定の速度以上である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３０４に移行し、所定の速度以上でない場合（Ｎｏ）にはステップＳ３０１に移行する。また、出力軸１０が所定の回転以上である場合（Ｙｅｓ）にはステップＳ３０４に移行し、所定の回転以上でない場合（Ｎｏ）にはステップＳ３０１に移行する。
【００３０】
なお、発電効率を示す値として、例えば、内燃機関８のトルク、温度などを用いてもよいし、速度、回転数、トルク、温度などを組み合わせて用いてもよい。
ステップＳ３０４では、制御部７が発電機２を通常動作に移行させる。通常動作とは、例えば、電動走行補助機器を使用していない状態である。すなわち、発電機２が電池３の電圧を所定値になるように発電することである。
【００３１】
また、電動走行補助機器を使用した際に発電を停止した場合には、電動走行補助機器が駆動を停止した後に電池電圧が所定値になるように、発電機２は発電をする。また、電動走行補助機器を使用した際に発電する電力を低減させた場合には、電動走行補助機器が駆動を停止した後に電池電圧が所定値になるように、発電機２は発電をする。
【００３２】
本実施の形態によれば、電動走行補助機器が駆動する場合に、発電機２の出力を制限することで、内燃機関８への負荷を低減することができるという効果を奏する。その結果、車両の加速が向上し燃費も向上させることができる。
【００３３】
なお、制御部７は発電機２に設けられていてもよい。
また、本発明は、上記実施形態１、２に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  車両、
２  発電機（オルタネータ）、
３  バッテリ（電池）、
４  インバータ、
５  電動機、
６  圧縮機、
７  制御部、
８  内燃機関、
９  過給機、
１０  出力軸、
１１  トランスミッション（Ｔ／Ｍ）、
１２  駆動輪、
１３  配管、
１４  切替部、
【図２】
2015211567.tif 000003
【図３】
2015211567.tif 000004
【図１】
2015211567.tif 000005