(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと電装品に接続されていて内燃機関によって駆動されて発電するオルタネータと、少なくとも内燃機関の運転状態がアイドル運転時に、上記オルタネータによる発電を抑制するアイドル発電抑制手段を備えた車両の発電制御装置において、
上記内燃機関のアイドル運転時に通常のアイドル回転数より高い回転数となる運転状態を検出または予測するアイドルアップ状態検出手段と、
上記アイドルアップ状態検出手段にてアイドルアップが検出されたとき、上記アイドル発電抑制手段による発電抑制を禁止するアイドル発電抑制禁止手段を備えたことを特徴とする車両の発電制御装置。
【請求項２】
上記アイドル発電抑制禁止手段は、上記アイドルアップ状態検出手段にてアイドルアップが検出されてから所定期間、上記アイドル発電抑制手段による発電抑制を禁止することを特徴とする請求項１記載の車両の発電制御装置。
【請求項３】
上記アイドルアップ状態検出手段は、自動変速機を備え、上記自動変速機がニュートラルから走行モードに切り替わった状態を検出することを特徴とする請求項１、２記載の車両の発電制御装置。
【請求項４】
上記アイドルアップ状態検出手段は、アイドル状態を検出するアイドルスイッチを備え、上記アイドルスイッチがオフからオンになった状態を検出することを特徴とする請求項１、２記載の車両の発電制御装置。
【請求項５】
上記アイドルアップ状態検出手段は、上記車両の車速を検出する車速検出手段を備え、上記車速検出手段で検出された車速が判定速度以上からゼロまたはゼロ相当となった状態を検出することを特徴とする請求項１、２記載の車両の発電制御装置。
【請求項６】
上記アイドル発電抑制禁止手段によるアイドル発電抑制の禁止期間は、上記アイドル発電抑制手段より抑制力の弱い徐励制御を行なうことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車両の発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される発電制御装置、特に、エンジンの回転力を受けて駆動するオルタネータの発電量を制御する発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両には各種の電装品が搭載され、エンジン自体も点火系、燃料系その他各部で電力を消費するため、車両には電源であるバッテリを充電するためのオルタネータが設けられている。オルタネータはエンジンのクランクシャフトの回転力を利用してローラを回転して発電するので、アイドリング時などの低トルク低回転において、電装品が操作されてオルタネータの発電量が急激に高くなるとエンストのおそれやアイドリングが安定しないことがある。このため、エンジンがアイドリング時においては、オルタネータの出力電圧を低下させたあと所定時間内に元の出力電圧まで徐々に復帰させる発電抑制制御が行われている。このような発電抑制制御の形態としては特許文献１が挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３４３３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、エンジン回転数と電装品の作動信号に応じてオルタネータの発電を抑制する制御を実行しているが、このような条件では発電抑制制御が実行される頻度が多く、バッテリ電圧が低い状態の時間が長くなり、電圧復帰までに時間を要するとともに、劣化の要因となる。また、排気量の小さな車両において、このような発電抑制制御を実行する場合、排気量の大きい車両の場合と比べ、オルタネータに取られる駆動トルクの割合が大きくなるので、アイドリング時のエンスト防止やアドリングの安定化を図ろうとすると、どうしても発電抑制制御を実行する頻度が増えてしまう。
【０００５】
本発明は、エンスト防止やアドリングの安定化を図りつつも、アイドリング中の発電抑制制御の実行割合を少なくしてバッテリ電圧低下による不具合を解消する車両の発電制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両の発電制御装置は、バッテリと電装品に接続されていて内燃機関によって駆動されて発電するオルタネータと、少なくとも内燃機関の運転状態がアイドル運転時に、オルタネータによる発電を抑制するアイドル発電抑制手段と、内燃機関のアイドル運転時に通常のアイドル回転数より高い回転数となる運転状態を検出または予測するアイドルアップ状態検出手段と、アイドルアップ状態検出手段にてアイドルアップが検出されたとき、上記アイドル発電抑制手段による発電抑制を禁止するアイドル発電抑制禁止手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る車両の発電制御装置は、請求項１において、アイドル発電抑制禁止手段は、アイドルアップ状態検出手段にてアイドルアップが検出されてから所定期間、アイドル発電抑制手段による発電抑制を禁止することを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る車両の発電制御装置は、請求項１、２において、アイドルアップ状態検出手段は、自動変速機を備え、自動変速機がニュートラルから走行モードに切り替わった状態を検出することを特徴としている。
【０００９】
本発明に係る車両の発電制御装置は、請求項１、２において、アイドルアップ状態検出手段は、アイドル状態を検出するアイドルスイッチを備え、アイドルスイッチがオフからオンになった状態を検出することを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る車両の発電制御装置は、請求項１、２において、アイドルアップ状態検出手段は、車両の車速を検出する車速検出手段を備え、車速検出手段で検出された車速が判定速度以上からゼロまたはゼロ相当となった状態を検出することを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る車両の発電制御装置は、請求項１ないし５の何れかにおいて、アイドル発電抑制禁止手段によるアイドル発電抑制の禁止期間は、アイドル発電抑制手段より抑制力の弱い徐励制御を行なうことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関の運転状態がアイドル運転時にオルタネータによる発電を抑制するものにおいて、通常よりアイドル回転数が高いアイドルアップ状態でアイドル発電抑制制御が禁止されるので、アイドル発電抑制制御の頻度やバッテリの電圧低下が抑えられて電圧復帰時間が短縮される。このため、電装品の動作不良がなくなり、車両の安全性やドライバビリティーを維持しながらバッテリの耐久性を向上することができる。
【００１３】
本発明によれば、アイドルアップ状態で所定期間のみアイドル発電抑制禁止を行い、所定期間以降はアイドル発電抑制を行うので、オルタネータの負荷が高くなり過ぎて車両のドライバビリティーを損なうことを抑制できる。
【００１４】
本発明によれば、内燃機関の運転状態がアイドル運転時に自動変速機がニュートラルから走行モードに切り替わるとき、内燃機関に変速機から負荷が入力されるため一時的にアイドル回転数が落ち込む。これを防止するためにアイドルアップを行うので、このアイドルアップを利用してアイドル発電抑制が禁止されてアイドル発電抑制制御の頻度やバッテリの電圧低下が抑えられて電圧復帰時間が短縮される。このため、電装品の動作不良がなくなり、車両の安全性やドライバビリティーを維持しながらバッテリの耐久性を向上することができる。
【００１５】
本発明によれば、アイドル状態を検出するアイドルスイッチがオフ状態からオン状態になった状態は、エンジン回転数が高い回転数から通常のアイドル回転数に落ちる過渡状態であるため、内燃機関の運転状態がアイドルスイッチのオンによりアイドル状態となったとしても、エンジン回転数は通常のアイドル回転数より高い、いわゆるアイドルアップ状態となる。したがって、アイドル発電抑制が禁止されてアイドル発電抑制制御の頻度やバッテリの電圧低下が抑えられて電圧復帰時間が短縮され、車両の安全性やドライバビリティーを維持しながらバッテリの耐久性を向上することができる。
【００１６】
本発明によれば、車両の車速を検出する車速検出手段で検出された車速が判定速度以上からゼロとなった状態は、エンストを防止するためにアイドル回転数を高めとするアイドルアップ状態となる。したがって、アイドル発電抑制が禁止されてアイドル発電抑制制御の頻度やバッテリの電圧低下が抑えられて電圧復帰時間が短縮され、電装品の動作不良がなくなり、車両の安全性やドライバビリティーを維持しながらバッテリの耐久性を向上することができる。
【００１７】
本発明によれば、アイドル発電抑制禁止中は、アイドル発電抑制手段より抑制力が弱い徐励制御を行なうので、車両のドライバビリティーが損なわれる可能性がある発電が要求されたとしても発電をある程度抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１において符号１は車両発電制御装置を示す。この発電制御装置１０は、バッテリ１３と後述する電装品に接続されていて内燃機関としてのエンジンＥによって駆動されて発電するオルタネータ１１と、エンジンＥの運転状態に応じてオルタネータ１１の発電作動を制御する制御手段２０とを備えている。
【００１９】
エンジンＥは、その吸気路１をエアクリーナ２、吸気管３、サージタンク４、吸気分岐管５等により構成されている。吸気管５にはスロットル弁６と、これを迂回するバイパス路Ｒ１を開閉するソレノイド弁７が設けられ、このソレノイド弁７の動作によってアイドル回転数が制御される。スロットル弁７には図示しないアクセルペダルが連結されていて、アクセルペダルの踏込み状態に応じてその開度が調整される。スロットル弁６の近傍には、アクセルの操作状態を検出して出力するアクセル状態検出手段としてのスロットル開度センサ８及びアイドル情報を出力するアイドルスイッチ９が設けられている。エンジンＥには自動変速機１４が付設されている。
【００２０】
オルタネータ１１は、エンジンＥのクランクシャフトにベルト１２を介して接続されていて、エンジンＥが始動してクランクシャフトが回転することで発電するように機能する。オルタネータ１１の出力端子はバッテリ１３の端子１３ａに接続され、図示しない端子はアースされている。バッテリ１１の端子１３ｂもアースされている。
【００２１】
オルタネータ１１の基本構成は、電圧レギュレータ、整流回路、界磁コイル、開閉器などを備えた周知のものであり、制御手段２０に対して発電量相当信号となるデューティ信号（以下、「ＦＲ−Ｄｕｔｙ」と記す）を出力するとともに、制御手段２０から発電の禁止信号あるいはカット信号が送られる端子を備えている。
【００２２】
図２に示すように、制御手段２０は、図示しない演算部、メモリなどを備えた周知のコンピュータで構成されていて、オルタネータ１１及びバッテリ１３と電気配線によって接続されている。制御手段２０には、FR-Dutyを検出する検出手段２１が設けられている。この検出手段２１は、制御手段２０と個別に設ける形態でもよい。
【００２３】
制御手段２０には、アクセル開度センサ８、アイドルスイッチ９と共に、イグニッションスイッチ２３、クランキングスイッチ２４、車両に搭載されるエアコンのオン／オフを行うエアコンスイッチ２５、エンジン冷却系の水温を検出する水温センサ２６、エンジンＥの回転数を検出するエンジン回転センサ２７、自動変速機１４の変速レバー１５の変速段位置に応じた作動信号を出力する電装品としてのインヒビタスイッチ２８、各種経過時間の計測する計測手段としてのタイマー３３が電気配線を介して接続されている。
【００２４】
制御手段２０には、車速を検出する車速検出手段としての車速センサ２９、電装品となる図示しないヘッドライトをオン／オフするヘッドライトスイッチ３０、図示しないパワーウンンドを作動させるパワーウインドイスッチ３１、図示しないワイパーを作動させるワイパースイッチ３２が、図示しない通信線を介して接続されている。
【００２５】
制御手段２０の図示しないメモリには、発電制御プログラムが記憶されていると共に、このプログラムで用いる各種設定値が予め記憶されている。各種設定値としては、所定経過時間Ｔａ、所定時間Ｔ１、所定時間Ｔｓ１、所定時間Ｔｖｓ１、所定発電率ＦＲ-Ｄｕｔｙ１、所定回転数Ｎｅ１、判定速度Ｖｓ１が設定されている。
【００２６】
本形態において、制御手段２０は、図１に示す自動変速機１４の変速レバー１５が操作されてＮレンジからＤレンジに切替えられた場合、車速Ｖｓが判定車速Ｖｓ１以上からゼロに向かう場合に、エンジン回転数を上昇するように図示しない燃料噴射系を制御してアイドルアップ状態とする。
【００２７】
制御手段２０では、オルタネータ１１による発電制御を２段階で行うように設定されている。この制御は、ある条件の範囲においてはオルタネータ１１での発電率が図３に破線で示す上昇特性で上昇する徐励制御と、図３に実線で示すように、徐励制御と異なる条件の場合に、徐励制御時よりも発電率が緩やかな特性で上昇するアイドル発電抑制制御である。つまり、制御手段２０はアイドル発電抑制手段として機能する。
【００２８】
徐励制御は、エンジン回転数Ｎｅと水温センサ２６からの水温情報が所定値以下の場合に機能し、アイドル発電抑制制御は次の条件時に機能する。以下、アイドル発電抑制制御の開始条件とそれに伴う制御動作については図４，図５に示すフローチャートを用い、禁止条件とその制御動作については図６〜図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２９】
図４のステップＡ１ではイグニッションスイッチ２３およびクランキングスイッチ２４のオン信号によりエンジン始動の確認がなされ、ステップＡ２において始動から所定時間Ｔａ経過したか否かが判断される。ここでエンジン始動から所定時間Ｔａ経過していなければこの制御を終了し、経過している場合にはステップＡ３に進む。経過時間はタイマー３３で計測する。
【００３０】
ステップＡ２において所定時間Ｔａの経過を待つのは、エンジン始動直後はバッテリ１３への充電を優先的に実行するためである。このため、エンジン始動から所定時間Ｔａが経過していなければオルタネータ１１が徐励制御の特性に基づいて発電してバッテリ１３が充電される。
【００３１】
ステップＡ３では、アイドル発電抑制判定が不成立か否かが判断される。ここでは前回の制御の判定が残っているか否かを判断し、不成立であれば新たに条件が設立しているか否かを判断すべくステップＡ４に進む。
【００３２】
ステップＡ４では、オルタネータ１１の発電率ＦＲ−Ｄｕｔｙが所定範囲にあるか否かが判断され、所定範囲内の場合にはステップＡ５に進んでアイドル発電抑制制御の判定を実行し、例えば電装品の使用量が多く、発電率ＦＲ−Ｄｕｔｙが範囲外の場合には発電抑制を行うと電装品の動作不良を招くおそれがあり、またオルタネータ１１の発電のためにエンジン回転数が高く制御されるアイドルアップ状態にもなっているので、ここではこの制御を終了する。
【００３３】
図５はアイドル発電抑制制御の実行の有無を決めるためのルーチンである。図５のステップＢ１では、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１以下であるか否かが判断され、所定回転数Ｎｅ１以下の場合にはアイドル回転領域であるとしてステップＢ２に進む。
【００３４】
ステップＢ２では、発電率ＦＲ-Ｄｕｔｙが所定値ＦＲ-Ｄｕｔｙ１以下まで低下したか否かを判断する。ここで発電率の低下を待つのは、発電率が例えば１０％のときに発電率を上昇させようとするとエンジンＥに対する負荷が大きくなるが、オルタネータ１１での発電率が例えば５０％の場合には、オルタネータの発電による負荷を補うためにアイドルアップ状態となっているため、発電してもエンジン回転数は安定しているので発電抑制を実行しなくても良いからである。
【００３５】
ステップＢ２において、発電率ＦＲ−Ｄｕｔｙが所定値ＦＲ−Ｄｕｔｙ１以下まで低下した場合には、ステップＢ３においてアイドルスイッチ９のオン状態が確認され、アイドルスイッチ９がオンしている場合にはアイドリング時であり、発電抑制が必要と判断し、ステップＢ４に進んで徐励制御からアイドル発電抑制制御へと切り替えて(制御フラグを立てる)実行する。つまり、ステップＢ５においては、図３に破線で示す徐励制御時の発電特性から、これよりも緩やかな上昇を行うアイドル発電抑制時の発電特性となるように、制御手段２０からオルタネータ１１に制御信号が送られ、オルタネータ１１がアイドル発電抑制時の発電特性で発電する。このため、アイドリング時における発電が抑制されるので、エンジンＥに対する負荷が軽減し、エンストが防止されるととともに、アイドリングが安定する。
【００３６】
図６は、アイドル発電抑制制御の禁止条件に関するルーチンを示す。同図において、ステップＣ１ではアイドル発電抑制制御が実行されているか否かが制御フラグの有無から判断され、アイドル発電抑制制御が実行されている場合にはステップＣ２に進む。ステップＣ２では、図示しない変速レバーが操作されてＮレンジから走行モードであるＤレンジに切り替えられたか否かをインヒビタスイッチ２８からの出力信号で判断する。ここでＮレンジからＤレンジに切り替えられた場合、ステップＣ３で切替え後の経過時間Ｔをタイマー３３で計測してステップＣ４に進む。
【００３７】
ステップＣ４では、計測時間Ｔが所定時間Ｔ１以内であるか否かが判断され、所定時間Ｔ１以内の場合には、ステップＣ５に進んでアイドル発電抑制制御を禁止し、所定時間Ｔ１を超える場合にはアイドル発電抑制制御を継続する。
【００３８】
つまり、図示しない変速レバーが操作されてＮレンジからＤレンジに切替えられた場合、制御手段２０によってレンジ切替直後はエンジンＥに変速機１４から負荷が入力され、一時的にエンジン回転数が落ち込みことを防止するためエンジン回転数を上昇させる。このアイドルアップ状態は、変速レバーをＮレンジからＤレンジに操作したときのエンジン回転数の落ち込みを十分にカバーできるように余裕度をもって設定さているので、オルタネータ１１での発電を抑制しなくてもエンジン回転数の落ち込みを抑制でき、エンストを防止しながら発電抑制制御の頻度やバッテリの電圧低下が抑えられ、電圧復帰時間を短縮することができる。
【００３９】
本形態では電装品の作動信号としてインヒビタスイッチ２８からの信号を用いたが、ヘッドライトスイッチ３０、パワーウインド３１およびワイパースイッチ３２の何れかがオン状態となって、オルタネータ１１が発電のためにアイドルアップ状態となっている場合には、アイドル発電抑制制御を禁止するようにしてもよい。この場合でもオルタネータの負荷に対し余裕度をもってアイドルアップされているので、オルタネータ１１の更なる負荷増大に対しても多少対応できるためアイドル発電抑制制御を禁止する。このようにすると、各電装品の作動直後にオルタネータ１１での発電量が増大するので電装品の動作不良がなくなり、車両の安全性やドライバビリティーを維持しながらバッテリの耐久性を向上することができる。ステップＣ５でのアイドル発電抑制制御が禁止された場合、オルタネータ１１に対しては、上述の徐励制御を実行するようにしてもよいし、別な制御を実行してもよい。
【００４０】
図７は、アイドル発電抑制制御の別な禁止条件に関するルーチンを示す。同図において、ステップＤ１ではアイドル発電抑制制御が実行されているか否かを制御フラグの有無から判断し、アイドル発電抑制制御が実行されている場合にはステップＤ２に進む。ステップＤ２では、アイドルスイッチ９がオフ状態からオン状態になったか否かを判断する。ここでアイドルスイッチ９がオフ状態からオン状態に切り替わった場合、ステップＣ３で切替え後の経過時間Ｔｓをタイマー３３で計測してステップＤ４に進む。
【００４１】
ステップＤ４では、計測時間Ｔｓが所定時間Ｔｓ１以内であるか否かが判断され、所定時間Ｔｓ１以内の場合にはステップＤ５に進んでアイドル発電抑制制御を禁止し、所定時間Ｔｓ１を超える場合にはアイドル発電抑制制御を継続する。
【００４２】
つまり、アイドルスイッチ９がオフ状態からオン状態になって所定時間は、アクセルペダルが操作されてアイドル回転数より高いエンジン回転数の状態からアクセルペダル操作を止めエンジン回転数がアイドル回転に至る時間と見做し、このような場合には、アイドルスイッチ９のオンによりアイドル発電抑制制御が成立してアイドル発電制御が開始されてしまうが、エンジン回転数としては高い状態にあるのでオルタネータ１１での発電を抑制しなくてもエンジン回転数の落ち込みを抑制でき、エンストを防止しながら発電抑制制御の頻度やバッテリの電圧低下を抑えられ、電圧復帰時間を短縮することができる。
【００４３】
図８は、アイドル発電抑制制御の別な禁止条件に関するルーチンを示す。同図において、ステップＥ１ではアイドル発電抑制制御が実行されているか否かを制御フラグの有無から判断し、アイドル発電抑制制御が実行されている場合にはステップＥ２に進む。ステップＥ２では、車速センサ２９からの車速情報Ｖｓが判定車速Ｖｓ１以上であるか否かを判断する。ここで車速情報Ｖｓが判定車速Ｖｓ１以上である場合にはステップＥ３に進んで車速Ｖｓがゼロまたはゼロ相当になったか否かを判断する。車速Ｖｓがゼロまたはゼロ相当になった場合、ステップＥ４でゼロ後の経過時間Ｔｖｓをタイマー３３で計測してステップＥ５に進む。
【００４４】
ステップＥ４では、計測時間Ｔｖｓが所定時間Ｔｖｓ１以内であるか否かが判断され、所定時間Ｔｖｓ１以内の場合にはステップＥ６に進んでアイドル発電抑制制御を禁止し、所定時間Ｔｖｓ１を超える場合にはアイドル発電抑制制御を継続する。
【００４５】
つまり、車速Ｖｓが判定車速Ｖｓ１以上からゼロに向かう場合は車両が停車方向に向かっているものと見做し、このような場合には停車または停車直前のエンストを防止するためにエンジン回転数を上昇してアイドルアップ状態となるように制御される。このアイドルアップ状態は、エンストを防止する以上に余裕度をもって設定されているので、オルタネータ１１での発電を抑制しなくてもエンジン回転数の落ち込みを抑制でき、エンストを防止しながら発電抑制制御の頻度やバッテリの電圧低下を抑えられ、電圧復帰時間を短縮することができる。
【００４６】
アイドル発電抑制制御の禁止条件としては、図６から図８に示す条件の他に、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ１を超えた場合や、アイドルスイッチ９がオフになった時であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態である車両の発電制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】発電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】発電制御装置で制御する発電特性を示す線図である。
【図４】アイドル発電抑制制御の有無を判断する制御のフローチャートである。
【図５】アイドル発電抑制制御の開始条件を判断する制御のフローチャートである。
【図６】アイドル発電抑制制御を禁止する制御の一形態を示すフローチャートである。
【図７】アイドル発電抑制制御を禁止する制御の別な形態を示すフローチャートである。
【図８】アイドル発電抑制制御を禁止する制御の別な形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
９    アイドルスイッチ（アイドルアップ状態検出手段）
１０    発電制御装置
１１    オルタネータ
１３    バッテリ
１４    自動変速機（アイドルアップ状態検出手段）
２０    アイドル発電抑制手段（アイドル発電抑制禁止手段）
２８,３０,３１,３２    信号出力手段
２９    車速検出手段（アイドルアップ状態検出手段）
３３    計測手段
Ｅ    内燃機関
Ｔ１,Ｔｓ１,Ｔｖｓ１    所定時間
Ｖｓ１  判定速度
【図１】
0004736820.tif 000002
【図２】
0004736820.tif 000003
【図３】
0004736820.tif 000004
【図４】
0004736820.tif 000005
【図５】
0004736820.tif 000006
【図６】
0004736820.tif 000007
【図７】
0004736820.tif 000008
【図８】
0004736820.tif 000009