(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷に対して電力を供給するための発電機と、
前記発電機による発電電圧又は発電電流が所定の目標値になるようにフィードバックするフィードバック発電制御手段と、
前記発電機による発電電力を所定電力以下に制限する発電電力制御手段と、
前記フィードバック発電制御手段の動作中に前記目標値への収束性が低下したことを判定する判定手段と、
前記収束性が低下したときには前記発電機の目標電力を所定値に制御する電力フィードバック制御を行うように発電目標を切り替える発電切替手段と、
を備えることを特徴とする発電機の発電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電機の発電制御装置において、
前記判定手段は、前記所定の目標値と実際の発電電圧値又は発電電流値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続したことに基づいて前記収束性の低下を判定する
ことを特徴とする発電機の発電制御装置。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれかに記載の発電機の発電制御装置において、
前記負荷は前記発電機によって発電された電力を蓄えるバッテリを含む
ことを特徴とする発電機の発電制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の発電機の発電制御装置において、
前記発電機は車両に搭載された内燃機関によって回転されるものであり、
前記内燃機関を車両停止中には停止制御し前記停止制御の終了条件が成立した際には前記内燃機関を前記バッテリからの電力により自動再始動するエコラン制御手段を備え、
前記エコラン制御手段は前記バッテリの残量が所定値以下のときには前記内燃機関の自動停止を禁止するようにした
ことを特徴とする発電機の発電制御装置。
【請求項５】
発電機による発電をフィードバック制御し負荷に供給する電力を制御するようにした発電機の発電制御方法であって、
前記発電機による発電電圧又は発電電流が所定の目標値になるようにフィードバックするフィードバックステップと、
前記発電機による発電電力を所定電力以下に制限する電力制御ステップと、
前記フィードバックステップの動作中に前記目標値への収束性が低下したことを判定する判定ステップと、
前記フィードバックステップの動作中に前記目標値への収束性が低下したときには前記発電機の目標電力を所定値に制御する電力フィードバック制御を行うように発電目標を切り替える発電切替ステップと、
を備えることを特徴とする発電機の発電制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の発電機の発電制御方法において、
前記判定ステップは、前記所定の目標値と実際の発電電圧値又は発電電流値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続したことに基づいて前記収束性の低下を判定する
ことを特徴とする発電機の発電制御方法。
【請求項７】
請求項５及び６のいずれかに記載の発電機の発電制御方法において、
前記負荷は前記発電機によって発電された電力を蓄えるバッテリを含む
ことを特徴とする発電機の発電制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の発電機の発電制御方法において、
前記発電機は車両に搭載された内燃機関によって回転されるものであり、
前記内燃機関を車両停止中には停止制御し前記停止制御の終了条件が成立した際には前記内燃機関を前記バッテリからの電力により自動再始動するエコラン制御手段を備え、
前記エコラン制御手段は前記バッテリの残量が所定値以下のときには前記内燃機関の自動停止を禁止するようにした
ことを特徴とする発電機の発電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機の発電制御装置及び発電制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、車載内燃機関においては、車両停止時に内燃機関を自動停止することにより燃費を改善するエコノミーランニングシステム（以下、「エコランシステム」と称する）が行われている。このエコランシステムは、自動車が交差点等で走行停止した時に内燃機関を自動停止するとともに、発進操作時にスタータを回転させて内燃機関を自動始動して車両を発進可能とさせる自動停止始動システムである。このような内燃機関の自動停止始動装置として特開２０００−１９２８３０公報に開示されたものがある。
【０００３】
この内燃機関の自動停止始動装置は、発電電圧を所定値に制御する、いわゆる電圧フィードバック制御が行われる発電機を備え、この発電機にて電源を供給するバッテリを充電するようにしている。ところで、発電機の発電に伴う発熱を制限する必要があるため、発電機の発電電力には電力上限値を設定することが考えられる。
【０００４】
発電機による発電において、バッテリ電圧と目標電圧との差が大きな場合には、バッテリの電流の受け入れ性は高くなる。発電機の発電制御は電圧フィードバック制御であるため、発電機の発電は電力上限値付近にて行われることとなるが、フィードバックゲインの値や発電電力の制限の仕方によって発電電力が常に電力上限値付近の値を採るとは限らない。そのため、バッテリ電圧の目標電圧への収束性が悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであって、その目的は、フィードバック制御の目標値への収束性が低いときに目標電力によるフィードバック制御に切り替えることにより、発電機を許容され得る発電能力の範囲内において最大限に稼働させて、発電機の発電電圧又は発電電流を早期に目標値に収束させることができる発電機の発電制御装置及び発電制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、負荷に対して電力を供給するための発電機と、前記発電機による発電電圧又は発電電流が所定の目標値になるようにフィードバックするフィードバック発電制御手段と、前記発電機による発電電力を所定電力以下に制限する発電電力制御手段と、前記フィードバック発電制御手段の動作中に前記目標値への収束性が低下したことを判定する判定手段と、前記収束性が低下したときには前記発電機の目標電力を所定値に制御する電力フィードバック制御を行うように発電目標を切り替える発電切替手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１の構成によれば、発電機による発電電圧又は発電電流は所定の目標値となるようにフィードバック制御手段により制御される。発電電圧又は発電電流の目標値への収束性が低下すると、発電機の目標電力を所定値に制御する電力フィードバック制御を行うように発電目標が切り替えられるので、発電機を許容され得る発電能力の範囲内において最大限に稼働させることができ、発電機の発電電圧又は発電電流を早期に目標値に収束させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発電機の発電制御装置において、前記判定手段は、前記所定の目標値と実際の発電電圧値又は発電電流値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続したことに基づいて前記収束性の低下を判定することを特徴とする。
【０００９】
請求項２の構成によれば、所定の目標値と実際の発電電圧値又は発電電流値との差が所定値以上であること、及びその状態が所定時間以上継続したことに基づいて収束性の低下を判定することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１及び２のいずれかに記載の発電機の発電制御装置において、前記負荷は前記発電機によって発電された電力を蓄えるバッテリを含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の構成によれば、発電機による発電電圧又は発電電流によって負荷としてのバッテリの充電量を早期に所定の目標値にすることができる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発電機の発電制御装置において、前記発電機は車両に搭載された内燃機関によって回転されるものであり、前記内燃機関を車両停止中には停止制御し前記停止制御の終了条件が成立した際には前記内燃機関を前記バッテリからの電力により自動再始動するエコラン制御手段を備え、前記エコラン制御手段は前記バッテリの残量が所定値以下のときには前記内燃機関の自動停止を禁止するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の構成によれば、バッテリの残量が所定値以下のときにはエコラン制御手段によって内燃機関の自動停止が禁止されるが、バッテリの充電量を早期に所定の目標値にすることができるため、エコラン制御を実行し得る期間を長くすることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、発電機による発電をフィードバック制御し負荷に供給する電力を制御するようにした発電機の発電制御方法であって、前記発電機による発電電圧又は発電電流が所定の目標値になるようにフィードバックするフィードバックステップと、前記発電機による発電電力を所定電力以下に制限する電力制御ステップと、前記フィードバックステップの動作中に前記目標値への収束性が低下したことを判定する判定ステップと、前記フィードバックステップの動作中に前記目標値への収束性が低下したときには前記発電機の目標電力を所定値に制御する電力フィードバック制御を行うように発電目標を切り替える発電切替ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の構成によれば、請求項１と同様の作用及び効果がある。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発電機の発電制御方法において、前記判定ステップは、前記所定の目標値と実際の発電電圧値又は発電電流値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続したことに基づいて前記収束性の低下を判定することを特徴とする。
【００１５】
請求項６の構成によれば、請求項２と同様の作用及び効果がある。
請求項７に記載の発明は、請求項５及び６のいずれかに記載の発電機の発電制御方法において、前記負荷は前記発電機によって発電された電力を蓄えるバッテリを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項７の構成によれば、請求項３と同様の作用及び効果がある。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発電機の発電制御方法において、前記発電機は車両に搭載された内燃機関によって回転されるものであり、前記内燃機関を車両停止中には停止制御し前記停止制御の終了条件が成立した際には前記内燃機関を前記バッテリからの電力により自動再始動するエコラン制御手段を備え、前記エコラン制御手段は前記バッテリの残量が所定値以下のときには前記内燃機関の自動停止を禁止するようにしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８の構成によれば、請求項４と同様の作用及び効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、内燃機関及び発電機を備える車両に具体化した実施の形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１９】
図１は、上述した発明が適用された内燃機関、発電機及びそれらの制御装置のシステム構成図である。ここでは内燃機関としてガソリン式エンジン（以下、「エンジン」と称す）２が用いられている。このエンジン２は自動車駆動用として車両に搭載されている。
【００２０】
エンジン２の出力は、エンジン２のクランク軸２ａからトルクコンバータ４及びオートマチックトランスミッション（自動変速機：以下「Ａ／Ｔ」と称す）６を介して、出力軸６ａ側に出力され、最終的に車輪に伝達される。これとは別にエンジン２の出力は、クランク軸２ａに接続されているプーリ１０を介して、ベルト１４に伝達される。そして、このベルト１４により伝達された出力により、別のプーリ１６，１８が回転される。なお、プーリ１０には電磁クラッチ１０ａが備えられており、必要に応じてオン（接続）オフ（遮断）されて、プーリ１０とクランク軸２ａとの間で出力の伝達・非伝達を切り替え可能としている。
【００２１】
上記プーリ１６，１８の内、プーリ１６には補機２２の回転軸が連結されて、ベルト１４から伝達される回転力により駆動可能とされている。補機２２としては、例えば、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等が該当する。尚、図１では１つの補機２２として示しているが、実際にはエアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ、エンジン冷却用ウォータポンプ等の１つ又は複数が存在する。そして、それぞれプーリを備えることによりベルト１４に連動して回転するように構成されている。本実施形態では、補機２２として、エアコン用コンプレッサ、パワーステアリングポンプ及びエンジン冷却用ウォータポンプが設けられているものとする。
【００２２】
又、プーリ１８によりモータジェネレータ（以下、「Ｍ／Ｇ」と称す）２６がベルト１４に連動している。このＭ／Ｇ２６は必要に応じて発電機として機能（以下「発電モード」あるいは「回生モード」と称する）することで、プーリ１８を介して伝達されるエンジン２の回転力あるいは車輪からの回転力を電気エネルギーに変換する。さらにＭ／Ｇ２６は、必要に応じてモータ（電動機）として機能（以下「駆動モード」と称する）することでプーリ１８とベルト１４とを介してエンジン２及び補機２２の一方あるいは両方を回転させる。
【００２３】
Ｍ／Ｇ２６はインバータ２８に電気的に接続されている。Ｍ／Ｇ２６を発電モード又は回生モードにする場合には、インバータ２８はスイッチングにより発電量（発電負荷）を調整することにより、Ｍ／Ｇ２６が、高圧電源（ここでは３６Ｖ）用バッテリ３０に対して、及びＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して低圧電源（ここでは１２Ｖ）用バッテリ３４に対して、電気エネルギーの充電を行うよう、更に点火系、メータ類あるいは各ＥＣＵその他に対する電源となるように切替える。Ｍ／Ｇ２６による発電がなされていない場合においては、高圧電源用バッテリ３０と低圧電源用バッテリ３４とがＤＣ／ＤＣコンバータ３２を介して接続されていることにより、高圧電源用バッテリ３０側から供給される電力により低圧電源用バッテリ３４を常に蓄電率を１００％まで上げるように構成している。
【００２４】
Ｍ／Ｇ２６を駆動モードにする場合には、インバータ２８は電力源である高圧電源用バッテリ３０からＭ／Ｇ２６へ電力を供給することで、Ｍ／Ｇ２６を駆動する。このことでプーリ１８及びベルト１４を介して、エンジン停止時においては補機２２の回転や、そして自動始動時、自動停止時あるいは車両発進時においては必要に応じてクランク軸２ａを回転させる。なお、この時、インバータ２８は高圧電源用バッテリ３０からの電気エネルギーの供給を調整することで、Ｍ／Ｇ２６の回転数を調整することができる。
【００２５】
又、冷間始動時にエンジン２を始動するためにスタータ３６が設けられている。このスタータ３６は低圧電源用バッテリ３４から電力を供給されて、リングギアを回転させてエンジン２を始動させることができる。
【００２６】
Ａ／Ｔ６には、低圧電源用バッテリ３４から電力を供給される電動油圧ポンプ３８が設けられており、Ａ／Ｔ６内部の油圧制御部に対して作動油を供給している。この作動油を利用して、油圧制御部内のコントロールバルブが、Ａ／Ｔ６内部のクラッチ、ブレーキ及びワンウェイクラッチの作動状態を調整し、シフト状態を必要に応じて切り替えている。
【００２７】
上述した電磁クラッチ１０ａのオン−オフの切り替え、Ｍ／Ｇ２６及びインバータ２８のモード制御、Ｍ／Ｇ２６の発電モードにおける発電制御、スタータ３６の制御、各バッテリ３０，３４に対する蓄電量制御等の制御はエコランＥＣＵ４０によって実行される。又、ウォータポンプを除く補機２２の駆動オン−オフ、電動油圧ポンプ３８の駆動制御、Ａ／Ｔ６の変速制御、燃料噴射弁４２による燃料噴射制御、電動モータ４４によるスロットルバルブ４６の開度制御、排気再循環（ＥＧＲ）バルブの開度制御、その他のエンジン制御は、エンジンＥＣＵ４８により実行される。
【００２８】
エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に内蔵されている回転数センサからＭ／Ｇ２６の回転軸の回転速度、エコランスイッチから運転者によるエコランシステムの起動有無、その他のデータを入力している。エコランシステムとは、交差点等での車両停車状態において、燃料供給を停止してエンジン２を停止させることにより燃料消費を低減し、排気ガスの排出量を低減する運転制御システムである。
【００２９】
又、エンジンＥＣＵ４８は、水温センサからエンジン冷却水温ＴＨＷ、アクセル開度センサからアクセル開度ＡＣＣＰ、舵角センサからステアリングの操舵角θ、車速センサから車速ＳＰＤ、スロットル開度センサからスロットル開度ＴＡ、シフト位置センサからシフト位置ＳＨＦＴ、エンジン回転数センサからエンジン回転速度ＮＥ、吸気圧センサから吸気圧ＰＭ、オートエアコンから作動状態、空燃比センサから排気成分に現れる空燃比Ａ／Ｆ、その他のデータをエンジン制御等のために検出している。
【００３０】
これら各ＥＣＵ４０，４８は、マイクロコンピュータを中心として構成されており、内部のＲＯＭに書き込まれているプログラムに応じてＣＰＵが必要な演算処理を実行し、その演算結果に基づいて各種制御を実行している。これらの演算処理結果及び前述のごとく検出されたデータは、ＥＣＵ４０，４８間で相互に通信して交換することが可能となっており、相互に連動して制御を実行することが可能となっている。
【００３１】
エコランＥＣＵ４０は、スタータスイッチによるエンジン２の始動後や車両が交差点にて信号待ちのため停止した場合等のように自動停止条件が成立した場合には自動停止処理を実行してエンジン２を自動停止する。そして、エンジン２の自動停止中は、電磁クラッチ１０ａを遮断すると共に、エアコン駆動要求あるいはパワーステアリング駆動要求に応じて、高圧電源用バッテリ３０に蓄電されている電気エネルギーを用いてＭ／Ｇ２６を駆動させて、エアコン用コンプレッサやパワーステアリングポンプを回転させる。又、このような自動停止中に自動始動条件が成立した場合には、自動始動処理を実行して、電磁クラッチ１０ａを接続すると共に、高圧電源用バッテリ３０の電気エネルギーを用いたＭ／Ｇ２６の駆動により車両を発進させ、かつエンジン２を自動始動させる。
【００３２】
エンジン２の自動停止処理に際して、エコランＥＣＵ４０は車両の運転状態、例えば、水温センサにて検出されるエンジン冷却水温ＴＨＷ、アイドルスイッチにて検出されるアクセルペダルの踏み込み有無、高圧電源用バッテリ３０の電圧、ブレーキスイッチから検出されるブレーキペダルの踏み込み有無、及び出力軸回転数センサの検出値から換算して得られる車速ＳＰＤ等に基づいて自動停止条件が成立したか否かを判定する。例えば、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値ＴＨＷｍａｘよりも低く、かつ水温下限値ＴＨＷｍｉｎより高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチ・オン）、（３）高圧電源用バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチ・オン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）がすべて満足された場合に自動停止条件が成立したと判定する。
【００３３】
一方、運転者が交差点等にて自動車を停止させたことにより、自動停止条件が成立した場合には、エコランＥＣＵ４０はエンジン停止処理を実行する。例えば、燃料噴射弁４２からの燃料噴射が停止され、更に点火プラグによるエンジン２の燃焼室内の混合気への点火制御も停止される。このことにより燃料噴射と点火とが停止して、直ちにエンジン２の運転は停止する。
【００３４】
エンジン２の自動始動処理に際して、エコランＥＣＵ４０は車両の運転状態、ここでは、例えば、自動停止処理にて読み込んだデータと同じ、エンジン冷却水温ＴＨＷ、アクセル開度ＡＣＣＰ、高圧電源用バッテリ３０の電圧、ブレーキスイッチの状態及び車速ＳＰＤ等に基づいて自動始動条件が成立したか否かを判定する。例えば、自動停止処理によるエンジン停止状態にあるとの条件下で、（１）エンジン２が暖機後でありかつ過熱していない状態（エンジン冷却水温ＴＨＷが水温上限値ＴＨＷｍａｘよりも低く、かつ水温下限値ＴＨＷｍｉｎより高い）、（２）アクセルペダルが踏まれていない状態（アイドルスイッチ・オン）、（３）高圧電源用バッテリ３０の充電量（ＳＯＣ）がある程度以上である状態（バッテリ電圧が基準電圧以上）、（４）ブレーキペダルが踏み込まれている状態（ブレーキスイッチ・オン）、及び（５）車両が停止している状態（車速ＳＰＤが０ｋｍ／ｈ）であるとの条件（１）〜（５）の内の１つでも満足されなかった場合に自動始動条件が成立したと判定する。上述した自動始動条件の（１）〜（５）は、自動停止条件にて用いた各条件と同じ内容であったが、これに限る必要はなく、条件（１）〜（５）以外の条件を設定しても良く。また条件（１）〜（５）の内のいくつかに絞っても良い。
【００３５】
自動停止処理によるエンジン停止状態において上記条件（１）〜（５）の一つでも満足されなくなった場合にはエコランＥＣＵ４０はエンジン２の自動始動処理を行う。この自動始動処理において、エコランＥＣＵ４０は、電磁クラッチ１０ａを接続するとともに、インバータ２８に電流司令を出力してＭ／Ｇ２６を回転させることによりエンジン２をクランキングする。このクランキング時においてエンジン回転速度が所定回転速度に達すると、エンジンＥＣＵ４８は、始動時の燃料噴射処理と点火時期制御処理とを実行して、エンジン２を自動始動する。そして、エンジン２の始動が完了すれば、エンジンＥＣＵ４８は通常の燃料噴射量制御処理、点火時期制御処理、その他のエンジン運転に必要な処理を開始する。
【００３６】
エンジン２の運転状態において、エコランＥＣＵ４０は電磁クラッチ１０ａを接続してエンジン２の回転動力によりＭ／Ｇ２６を回転させることにより発電を行わせる。この際、エコランＥＣＵ４０はバッテリ３０の充電状態（ＳＯＣ）に応じた要求発電量を算出し、この要求発電量に応じた発電指令をインバータ２８に出力する。この発電司令に基づいてインバータ２８によりＭ／Ｇ２６の発電量が制御され、その発電エネルギーによってバッテリ３０が充電される。なお、Ｍ／Ｇ２６における発電は、そのロータ側に発電指令としての励磁電流が供給され、ステータ側からその励磁電流及びＭ／Ｇ２６の回転速度に応じた発電電力が取り出される。
【００３７】
次に、エコランＥＣＵ４０が実行する発電制御処理について詳細に説明する。
Ｍ／Ｇ２６による発電制御において、エコランＥＣＵ４０は、基本的にはＭ／Ｇ２６の発電電圧、すなわち高圧電源用バッテリ３０の端子電圧が所定の目標電圧になるようにフィードバックするようにしている。しかしながら、Ｍ／Ｇ２６の発電による発熱を制限する必要があるため、エコランＥＣＵ４０はＭ／Ｇ２６の発電電力には電力上限値を設けている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、Ｍ／Ｇ２６による発電において、高圧電源用バッテリ３０の端子電圧Ｖｎは目標電圧Ｖｔ付近の値を採っている。この場合には、高圧電源用バッテリ３０の電流の受け入れ性は低いものの、端子電圧Ｖｎの目標電圧Ｖｔへの収束性は良い。そのため、Ｍ／Ｇ２６の発電制御として上記目標電圧制御を設定することによって、高圧電源用バッテリ３０の端子電圧Ｖｎを容易に目標電圧Ｖｔに収束させることができる。このとき、Ｍ／Ｇ２６の発電電力は電力上限値未満の値となるため、Ｍ／Ｇ２６の発熱を抑制することができる。
【００３９】
これに対して、図３（ｂ）に示すように、高圧電源用バッテリ３０の残量がなくなるなどして、高圧電源用バッテリ３０の受け入れ性が高くなると、Ｍ／Ｇ２６の発電は上限値付近で連続して行われることになる。その結果として端子電圧Ｖｎは目標電圧Ｖｔに達することができずに目標電圧Ｖｔよりも低い状態になる。
【００４０】
そこで、高圧電源用バッテリ３０の回復を早めるために、Ｍ／Ｇ２６の発電電力が一定になるようにＭ／Ｇ２６の発電制御として目標電力制御を設定するほうがよい。この目標電力制御は、電力上限値を目標電力とし、それと現在の発電電力とをパラメータとして用い、励磁電流を制御量とするフィードバック制御を行う。Ｍ／Ｇ２６の発電制御が目標電力制御に切り替えられると、発電状態は図３（ｂ）に示す状態から図４（ａ）に示されるように変化し、発電電力は常に電力上限値付近の値を採るようになり、Ｍ／Ｇ２６の発電能力を許容された範囲内において最大限に使用することができる。Ｍ／Ｇ２６の発電制御の目標電力制御への切替は、発電電力Ｗｎが目標電力Ｗｔを超えておりかつ端子電圧Ｖｎが目標電圧Ｖｔ未満である状態が所定時間Ｔａ以上継続していると判定されたときに行えばよい。
【００４１】
また、Ｍ／Ｇ２６の発電制御を目標電力制御で実行している状態において、図４（ｂ）に示すように、高圧電源用バッテリ３０の端子電圧Ｖｎが目標電圧Ｖｔに達するか目標電圧Ｖｔに十分近い値になった時点でＭ／Ｇ２６の発電制御を目標電圧制御に切り替える。このように、Ｍ／Ｇ２６の発電制御を再び目標電圧制御に切り替えることによって、高圧電源用バッテリ３０の端子電圧Ｖｎを容易に目標電圧Ｖｔに収束させることができる。
【００４２】
図２はエコランＥＣＵ４０が実行する発電制御処理を示すフローチャートである。本処理はエンジン２の運転中及び車両の減速中において、予め設定されている短時間毎に周期的に繰り返し実行される処理である。
【００４３】
本処理が開始されると、まず、ステップ１００で電力制御フラグがＯＮかどうかが判定される。この電力制御フラグはＭ／Ｇ２６の発電電圧のフィードバック制御を目標電力制御に切り替えるためのフラグである。電力制御フラグがＯＦＦであると判定されると（ステップ１００で「ＮＯ」）、処理はステップ１１０に進み、電力制御フラグがＯＮであると判定されると（ステップ１００で「ＹＥＳ」）、処理はステップ１４０に進む。
【００４４】
ステップ１１０ではＭ／Ｇ２６の発電制御は目標電圧制御に設定され、Ｍ／Ｇ２６のロータ側に供給される励磁電流指令値が以下の式に基づいて算出される。この励磁電流指令値に基づいてＭ／Ｇ２６の発電電力が制御される。
【００４５】
【数１】
Ｉｆ＝Ｐｖ＊（Ｖｔ−Ｖｎ）＋Ｉｖ＊Σ（Ｖｔ−Ｖｎ）
なお、Ｉｆ：Ｍ／Ｇ２６への励磁電流指令値
Ｐｖ：電圧制御時の比例係数
Ｉｖ：電圧制御時の積分係数
Ｖｔ：目標電圧
Ｖｎ：現在電圧（バッテリ端子電圧）
ステップ１１０に続くステップ１２０において、Ｍ／Ｇ２６の発電制御の目標電力制御への切替条件が成立したかどうかが判定される。ここでは、（１）目標電力Ｗｔが発電電力Ｗｎ未満の状態、（２）目標電圧Ｖｔが端子電圧Ｖｎを超えている状態、及び（３）目標電力Ｗｔが発電電力Ｗｎ未満であり目標電圧Ｖｔが端子電圧Ｖｎを超えている継続時間Ｔｗが所定時間Ｔａ以上であるとの条件（１）〜（３）のすべてが満足される場合に切替条件が成立したと判定する。ステップ１２０において、目標電力制御への切替条件が成立したと判定されるとステップ１３０に進み、そうでなければ本ルーチンを一旦終了する。
【００４６】
ステップ１３０では電力制御フラグがＯＮに設定され、処理はステップ１４０に進む。
ステップ１００及びステップ１３０に続くステップ１４０では、Ｍ／Ｇ２６の発電制御は目標電力制御に設定され、Ｍ／Ｇ２６のロータ側に供給される励磁電流指令値が以下の式に基づいて算出される。この励磁電流指令値に基づいてＭ／Ｇ２６の発電電力が制御される。
【００４７】
【数２】
Ｉｆ＝Ｐｗ＊（Ｗｔ−Ｗｎ）＋Ｉｗ＊Σ（Ｗｔ−Ｗｎ）
なお、Ｉｆ：Ｍ／Ｇ２６への励磁電流指令値
Ｐｗ：電力制御時の比例係数
Ｉｗ：電力制御時の積分係数
Ｗｔ：目標電力
Ｗｎ：発電電力
次のステップ１５０において、Ｍ／Ｇ２６の発電制御の目標電圧制御への切替条件、すなわち目標電力制御の終了条件が成立したかどうかが判定される。ここでは、（１）端子電圧Ｖｎが目標電圧Ｖｔ以上である状態、及び（２）端子電圧Ｖｎが目標電圧Ｖｔ以上である継続時間Ｔｖが所定時間Ｔｂ以上であるとの条件（１）、（２）がともに満足される場合に目標電圧制御への切替条件が成立したと判定する。ステップ１５０において、目標電圧制御への切替条件が成立したと判定されるとステップ１６０に進み、そうでなければ本ルーチンを一旦終了する。
【００４８】
ステップ１６０では電力制御フラグがＯＦＦに設定され、本処理は一旦終了する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４９】
・  本実施形態では、エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に発電において発電電圧が所定の目標値となるようにフィードバック制御するが、発電電圧の目標値への収束性が低下すると、Ｍ／Ｇ２６の目標電力を所定値に制御する電力フィードバック制御を行うように発電目標を切り替える。そのため、Ｍ／Ｇ２６を許容され得る発電能力の範囲内において最大限に稼働させることができ、Ｍ／Ｇ２６の発電電圧を早期に目標値に収束させることができ、高圧電源用バッテリ３０を早期に充電することができる。
【００５０】
・  本実施形態では、エコランＥＣＵ４０は、所定の目標値と実際の発電電圧値との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続したことに基づいて発電電圧の目標値への収束性の低下を判定することができる。
【００５１】
・  本実施形態では、エコランＥＣＵ４０は車両停止中にはエンジン２を自動停止制御し停止制御の終了条件が成立した際にはエンジン２を高圧電源用バッテリ３０からの電力により自動再始動するようにしている。エコランＥＣＵ４０は高圧電源用バッテリ３０の残量が所定値以下のときにはエンジン２の自動停止を禁止するが、高圧電源用バッテリ３０の充電量を早期に所定の目標値にすることができるため、エンジン２の自動停止制御を実行し得る期間を長くすることができる。
【００５２】
なお、実施の形態は以下のように変更することも可能である。
（イ）上記実施形態では、Ｍ／Ｇ２６による発電制御において、Ｍ／Ｇ２６の発電電圧が所定の目標電圧になるようにフィードバック制御したが、Ｍ／Ｇ２６が負荷に供給する発電電流が所定の目標値になるようにフィードバック制御するようにしてもよい。
【００５３】
エコランＥＣＵ４０が実行するこの場合の発電制御処理について詳細に説明する。Ｍ／Ｇ２６による発電制御において、エコランＥＣＵ４０は、基本的にはＭ／Ｇ２６の発電電流、すなわちＭ／Ｇ２６の出力電流が所定の目標電流になるようにフィードバックするようにしている。しかしながら、Ｍ／Ｇ２６の発電による発熱を制限する必要があるため、エコランＥＣＵ４０はＭ／Ｇ２６の発電電力には電力上限値を設けている。
【００５４】
図６（ａ）に示すように、Ｍ／Ｇ２６による発電において、Ｍ／Ｇ２６の発電電流Ｉｎは目標電流Ｉｔ付近の値を採っているため、発電電流Ｉｎの目標電流Ｉｔへの収束性は良い。そのため、Ｍ／Ｇ２６の発電制御として上記目標電流制御を設定することによって、Ｍ／Ｇ２６の発電電流Ｉｎを容易に目標電流Ｉｔに収束させることができる。このとき、Ｍ／Ｇ２６の発電電力は電力上限値未満の値となるため、Ｍ／Ｇ２６の発熱を抑制することができる。
【００５５】
これに対して、図６（ｂ）に示すように、Ｍ／Ｇ２６による発電において、Ｍ／Ｇ２６の発電電流Ｉｎと目標電流Ｉｔとの差が大きな場合にはＭ／Ｇ２６の発電は電力上限値付近にて連続して行われることになる。その結果として発電電流Ｉｎは目標電流Ｉｔに達することができずに目標電流Ｉｔよりも常に低い状態になる。
【００５６】
そこで、Ｍ／Ｇ２６の発電電流Ｉｎを安定させるために、発電電力が一定になるようにＭ／Ｇ２６の発電制御として目標電力制御を設定するほうがよい。この目標電力制御は、電力上限値を目標電力とし、それと現在の発電電力とをパラメータとして用い、励磁電流を制御量とするフィードバック制御を行う。Ｍ／Ｇ２６の発電制御が目標電力制御に切り替えられると、発電状態は図６（ｂ）に示す状態から図７（ａ）に示されるように変化し、発電電力は常に電力上限値付近の値を採るようになり、Ｍ／Ｇ２６の発電能力を許容された範囲内において最大限に使用することができる。Ｍ／Ｇ２６の発電制御の目標電力制御への切替は、発電電力Ｗｎが目標電力Ｗｔを超えておりかつ発電電流Ｉｎが目標電流Ｉｔ未満である状態が所定時間Ｔｃ以上継続していると判定されたときに行えばよい。
【００５７】
また、Ｍ／Ｇ２６の発電制御を目標電力制御で実行している状態において、図７（ｂ）に示すように、Ｍ／Ｇ２６の発電電流Ｉｎが目標電流Ｉｔに達するか目標電流Ｉｔに十分近い値になった時点でＭ／Ｇ２６の発電制御を目標電流制御に切り替える。このように、Ｍ／Ｇ２６の発電制御を再び目標電流制御に切り替えることによって、Ｍ／Ｇ２６の発電電流Ｉｎを容易に目標電流Ｉｔに収束させることができる。
【００５８】
図５は上記の場合におけるエコランＥＣＵ４０が実行する発電制御処理を示すフローチャートである。本処理はエンジン２の運転中及び車両の減速中において、予め設定されている短時間毎に周期的に繰り返し実行される処理である。
【００５９】
本処理が開始されると、まず、ステップ２００で電力制御フラグがＯＮかどうかが判定される。この電力制御フラグはＭ／Ｇ２６の発電電流のフィードバック制御を目標電力制御に切り替えるためのフラグである。電力制御フラグがＯＦＦであると判定されると（ステップ２００で「ＮＯ」）、処理はステップ２１０に進み、電力制御フラグがＯＮであると判定されると（ステップ２００で「ＹＥＳ」）、処理はステップ２４０に進む。
【００６０】
ステップ２１０ではＭ／Ｇ２６の発電制御は目標電流制御に設定され、Ｍ／Ｇ２６のロータ側に供給される励磁電流指令値が以下の式に基づいて算出される。この励磁電流指令値に基づいてＭ／Ｇ２６の発電電力が制御される。
【００６１】
【数３】
Ｉｆ＝Ｐｉ＊（Ｉｔ−Ｉｎ）＋Ｉｉ＊Σ（Ｉｔ−Ｉｎ）
なお、Ｉｆ：Ｍ／Ｇ２６への励磁電流指令値
Ｐｉ：電流制御時の比例係数
Ｉｉ：電流制御時の積分係数
Ｉｔ：目標電流
Ｉｎ：現在電流
ステップ２１０に続くステップ２２０において、Ｍ／Ｇ２６の発電制御の目標電力制御への切替条件が成立したかどうかが判定される。ここでは、（１）目標電力Ｗｔが発電電力Ｗｎ未満の状態、（２）目標電流Ｉｔが発電電流Ｉｎを超えている状態、及び（３）目標電力Ｗｔが発電電力Ｗｎ未満であり目標電流Ｉｔが発電電流Ｉｎを超えている継続時間Ｔｉが所定時間Ｔｃ以上であるとの条件（１）〜（３）のすべてが満足される場合に切替条件が成立したと判定する。ステップ２２０において、目標電力制御への切替条件が成立したと判定されるとステップ２３０に進み、そうでなければ本ルーチンを一旦終了する。
【００６２】
ステップ２３０では電力制御フラグがＯＮに設定され、処理はステップ２４０に進む。
ステップ２００及びステップ２３０に続くステップ２４０では、Ｍ／Ｇ２６の発電制御は目標電力制御に設定され、Ｍ／Ｇ２６のロータ側に供給される励磁電流指令値が以下の式に基づいて算出される。この励磁電流指令値に基づいてＭ／Ｇ２６の発電電力が制御される。
【００６３】
【数４】
Ｉｆ＝Ｐｗ＊（Ｗｔ−Ｗｎ）＋Ｉｗ＊Σ（Ｗｔ−Ｗｎ）
なお、Ｉｆ：Ｍ／Ｇ２６への励磁電流指令値
Ｐｗ：電力制御時の比例係数
Ｉｗ：電力制御時の積分係数
Ｗｔ：目標電力
Ｗｎ：発電電力
次のステップ２５０において、Ｍ／Ｇ２６の発電制御の目標電流制御への切替条件、すなわち目標電力制御の終了条件が成立したかどうかが判定される。ここでは、（１）発電電流Ｉｎが目標電流Ｉｔ以上である状態、及び（２）発電電流Ｉｎが目標電流Ｉｔ以上である継続時間Ｔｉが所定時間Ｔｄ以上であるとの条件（１）、（２）がともに満足される場合に目標電流制御への切替条件が成立したと判定する。ステップ２５０において、目標電流制御への切替条件が成立したと判定されるとステップ２６０に進み、そうでなければ本ルーチンを一旦終了する。
【００６４】
ステップ２６０では電力制御フラグがＯＦＦに設定され、本処理は一旦終了する。
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
・  このＭ／Ｇ２６の発電電流のフィードバック制御においては、エコランＥＣＵ４０は、Ｍ／Ｇ２６に発電において発電電流が所定の目標値となるようにフィードバック制御するが、発電電流の目標値への収束性が低下すると、Ｍ／Ｇ２６の目標電力を所定値に制御する電力フィードバック制御を行うように発電目標を切り替える。そのため、Ｍ／Ｇ２６を許容され得る発電能力の範囲内において最大限に稼働させることができ、Ｍ／Ｇ２６の発電電流を早期に目標値に収束させることができる。
【００６５】
・  本実施形態では、エコランＥＣＵ４０は、所定の目標値と実際の発電電流との差が所定値以上である状態が所定時間以上継続したことに基づいて発電電流の目標値への収束性の低下を判定することができる。
【００６６】
（ロ）上記実施形態では、エンジン２の自動停止後の自動始動をＭ／Ｇ２６により行うエコランシステムを備えた車両に具体化したが、エンジン２の自動停止後の自動始動をスタータ３６により行うエコランシステムを備えた車両に具体化してもよい。この場合にも、上記と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６７】
（ハ）上記実施形態では、車両停止中にはエンジン２を自動停止させ停止制御の終了条件が成立した際にはエンジン２をＭ／Ｇ２６により自動再始動する車両におけるＭ／Ｇ２６の発電制御に実施したが、通常の車両における発電機の発電制御に実施してもよい。
【００６８】
（ニ）上記実施形態では、エンジン２の回転力によりＭ／Ｇ２６（発電機）を備えた車両におけるＭ／Ｇ２６の発電制御に実施したが、車両以外における発電機の発電制御に実施してもよい。
【００６９】
次に、上記各実施形態から把握できる他の技術的思想を、以下に記載する。
・  請求項４に記載の発電機の発電制御装置において、前記発電機は、前記バッテリの電気エネルギーにより作動するモータ機能を備えることを特徴とする発電機の発電制御装置。
【００７０】
・  請求項８に記載の発電機の発電制御方法において、前記発電機は、前記バッテリの電気エネルギーにより作動するモータ機能を備えることを特徴とする発電機の発電制御方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の内燃機関及びその制御装置のシステム構成図。
【図２】実施の形態の発電制御処理を示すフローチャート。
【図３】実施の形態の発電制御の一例を示す説明図。
【図４】実施の形態の発電制御の一例を示す説明図。
実施の形態の制御の一例を示すタイムチャート。
【図５】別例の発電制御処理を示すフローチャート。
【図６】別例の発電制御の一例を示す説明図。
【図７】別例の発電制御の一例を示す説明図。
【符号の説明】
２…エンジン、２ａ…クランク軸、４…トルクコンバータ、６…Ａ／Ｔ、６ａ…出力軸、１０…プーリ、１０ａ…電磁クラッチ、１４…ベルト、１６，１８…プーリ、２２…補機、２６…モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）、２８…インバータ、３０…高圧電源用バッテリ、３４…低圧電源用バッテリ、３６…スタータ、４０…エコランＥＣＵ、４２…燃料噴射弁、４４…電動モータ、４６…スロットルバルブ、４８…エンジンＥＣＵ。
【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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