(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動されて発電を行う車両用発電機と、
該車両用発電機の発電により充電されるバッテリと、
車両の減速時は、発電電圧を非減速時に対して高い所定の要求電圧にまで上昇させるように上記車両用発電機を制御する発電機制御手段とを備える車両用発電機の制御装置において、
減速継続時間を予測する減速継続時間予測手段を備え、
上記発電機制御手段は、上記減速継続時間予測手段によって予測された減速継続時間が長い時は短い時に対して、発電電圧を要求電圧にまで上昇させる時の電圧上昇の勾配が小さくなるよう上記車両用発電機を制御することを特徴とする車両用発電機の制御装置。
【請求項２】
上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段を備え、
上記発電機制御手段は、上記バッテリ温度検出手段によって検出されたバッテリ温度が高い時は低い時に対して、発電電圧を要求電圧にまで上昇させる時の電圧上昇の勾配が小さくなるよう上記車両用発電機を制御することを特徴とする請求項1記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項３】
上記発電機制御手段は、減速継続時間が長いほど発電電圧を要求電圧にまで上昇させる時の電圧上昇の勾配が小さくなるよう上記車両用発電機を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項４】
車両の走行環境の情報を検出する走行環境検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
ブレーキの踏力を検出するブレーキ踏力検出手段と、
該ブレーキ踏力検出手段により検出されたブレーキ踏力に基づいて車両の減速度を予測する減速度予測手段とを備え、
上記減速継続時間予測手段は、上記各検出手段により検出された、走行環境情報、車速及び減速度に基づいて減速継続時間を予測することを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項５】
上記走行環境検出手段は、道路情報を検出されるように構成されており、
該走行環境検出手段により検出された道路情報から減速の終了が予測される地点までの減速継続距離を予測する減速終了距離予測手段を更に備え、
上記減速継続時間予測手段は、上記車速検出手段により検出された車速、減速度及び減速継続距離に基づいて減速継続時間を予測することを特徴とする請求項４記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項６】
前方の車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
ブレーキの踏力を検出するブレーキ踏力検出手段と、
該ブレーキ踏力検出手段により検出されたブレーキ踏力に基づいて車両の減速度を予測する減速度予測手段とを備え、
上記減速継続時間予測手段は、上記各検出手段により検出された、前方の車両との車間距離、車速及び減速度に基づいて減速継続時間を予測することを特徴とする請求項1乃至請求項3何れか記載の車両用発電機の制御装置。
【請求項７】
上記減速継続時間予測手段は、減速継続時間中に上記ブレーキ踏力検出手段によりブレーキ踏力の変化が検出された時は、減速継続時間の予測を修正することを特徴とする請求項１乃至請求項６何れか記載の車両用発電機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用発電機の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両には、電気負荷に電力を供給するバッテリや、エンジンに駆動されバッテリを充電する発電機が備えられる。このようなものにおいては、例えば特許文献１に開示されているように、減速時にその減速度に応じた発電電圧になるように発電機を駆動しバッテリを充電しているものが知られている。これによれば、車両の減速エネルギーを利用して効果的にバッテリの充電を行うことで、エンジン燃費を向上させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２３６１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、減速時に車両用発電機を用いてバッテリの充電を行う場合、車両用発電機の発電電圧を要求値まで一気に上昇させてしまうと車両用発電機の駆動トルクも一気に上昇することになる。この車両用発電機の駆動トルクの急な上昇によってエンジンにも急激な負荷がかかり、それが運転者にとっての過剰な減速感を生じさせているという問題がある。これに対し、徐々に電圧を上昇させることも考えられるが、常に徐々に電圧を上昇させると減速時間が少ない場合、十分な充電量を確保できないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は減速時において、車両用発電機が十分な充電量を確保すると共に車両用発電機の駆動に伴う過剰な減速感を低減するよう発電電圧を制御する車両用発電機の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に関わる車両用発電機の制御装置の第一の構成は、エンジンにより駆動されて発電を行う車両用発電機と、該車両用発電機の発電により充電されるバッテリと、車両の減速時は、発電電圧を非減速時に対して高い所定の要求電圧にまで上昇させるように上記車両用発電機を制御する発電機制御手段とを備える車両用発電機の制御装置において、減速継続時間を予測する減速継続時間予測手段を備え、上記発電機制御手段は、上記減速継続時間予測手段によって予測された減速継続時間が長い時は短い時に対して、発電電圧を要求電圧にまで上昇させる時の電圧上昇の勾配が小さくなるよう上記車両用発電機を制御する構成である。
【０００７】
ここで、図６は、発電電圧を一気に上昇させた場合と、徐々に上昇させた場合の発電電圧、充電電流、発電機駆動トルクを比較した図である。図中実線Aは発電電圧を一気に上昇させた場合の発電電圧を、破線aは発電電圧を徐々に上昇させた場合の発電電圧をそれぞれ示している。実線Bは発電電圧を一気に上昇させた場合の充電電流を、破線bは発電電圧を徐々に上昇させた場合の充電電流をそれぞれ示している。実線Cは発電電圧を一気に上昇させた場合の発電機駆動トルクを、破線cは発電電圧を徐々に上昇させた場合の発電機駆動トルクをそれぞれ示している。バッテリの充電は、電解液と極板との化学反応により行われるが、発電電圧を一気に上昇させた場合は、図６中実線Bに示す通り、充電電流は急激に上昇した後下降し、ある値でほぼ収束することがわかり、発電電圧を徐々に上昇させた場合は、図６中実線bに示す通り、ゆるやかに充電電流が上昇しその後下降していることがわかる。バッテリの充電量は時間と充電電流との積により決まることから、上記バッテリの特性を鑑みると、充電時間が十分に長い場合は、発電電圧を一気に上昇させ充電する場合も発電電圧を徐々に上昇させ充電する場合でも充電量はほぼ同程度となることがわかる。
【０００８】
本発明は上記の点に注目し、第一の構成によれば、減速継続時間が十分に長い場合は、上記バッテリの充電電流の特性により車両用発電機の発電電圧を要求電圧に上昇するまでの電圧の上昇勾配を小さくした場合でも、減速継続時間内でのバッテリへの充電量は、車両用発電機の発電電圧を一気に要求電圧まで上昇させた場合と同程度確保できる。一方、車両用発電機の駆動トルクは発電電圧と充電電流に比例しており、発電電圧を徐々に上昇させているため、車両用発電機の発電電圧を要求電圧に上昇させる際の駆動トルクの急激な上昇を抑制し、駆動トルクの急激な上昇に起因する過剰な減速感を低減することができる。
【０００９】
本発明に関わる第二の構成は、上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段を備え、上記発電機制御手段は、上記バッテリ温度検出手段によって検出されたバッテリ温度が高い時は低い時に対して、発電電圧を要求電圧にまで上昇させる時の電圧上昇の勾配が小さくなるよう上記車両用発電機を制御する構成である。
【００１０】
第二の構成によれば、バッテリの温度が高いほどバッテリ内の単位時間当たりの化学反応量が増加するので、その結果充電電流の上昇及び収束するまでの時間も早くなるため、バッテリ温度が高いほど車両用発電機の発電電圧を要求電圧となるまでの電圧の上昇勾配を小さくしても、通常時と同じ充電量が確保できるとともに、車両用発電機の駆動開始時における駆動トルクの上昇を一層抑制し、駆動トルクの上昇に起因する過剰な減速感を低減することができることになる。
【００１１】
本発明に関わる第三の構成は、上記発電機制御手段は、減速継続時間が長いほど発電電圧を要求電圧にまで上昇させる時の電圧上昇の勾配が小さくなるよう上記車両用発電機を制御する構成である。
【００１２】
第三の構成によれば、バッテリ内の化学反応が進むと充電電流はある値で収束することから、充電時間が長いほど充電電流の収束してからの時間が多くなることになるため、減速継続時間が長いほど車両用発電機の発電電圧を要求電圧に上昇するまでの電圧の上昇勾配を小さくしても、通常時と同じ充電量が確保できるとともに、車両用発電機の駆動開始時における駆動トルクの上昇を一層抑制し、駆動トルクの上昇に起因する過剰な減速感を低減することができる。
【００１３】
本発明に関わる第四の構成は、車両の走行環境の情報を検出する走行環境検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、ブレーキの踏力を検出するブレーキ踏力検出手段と、該ブレーキ踏力検出手段により検出されたブレーキ踏力に基づいて車両の減速度を予測する減速度予測手段とを備え、上記減速継続時間予測手段は、上記各検出手段により検出された、走行環境情報、車速及び減速度に基づいて減速継続時間を予測する構成である。
【００１４】
第四の構成によれば、例えば、カーナビゲーションなどにより提供される車両前方の走行環境情報、減速時の車速及びブレーキ踏力の情報から算出される運転者の要求する減速度の予測値に基づいて減速継続時間を予測することで運転者の減速要求に即した実際の減速継続時間により近い予測が可能となる。
【００１５】
本発明に関わる第五の構成は、上記走行環境検出手段は、道路情報を検出されるように構成されており、該走行環境検出手段により検出された道路情報から減速の終了が予測される地点までの減速継続距離を予測する減速終了距離予測手段を更に備え、上記減速継続時間予測手段は、上記車速検出手段により検出された車速、減速度及び減速継続距離に基づいて減速継続時間を予測する構成である。
【００１６】
第五の構成によれば、例えば、カーナビゲーションなどにより提供される車両前方の路面勾配の終了地点、カーブ入り口までの距離などの道路情報から減速継続の終点を予測し、減速継続距離の予測を行い、その予測された減速継続距離、減速時の車速、ブレーキ踏力の情報から算出される運転者の要求する減速度の予測値に基づいて減速継続時間をより正確に予測することが可能となる。
【００１７】
本発明に関わる第六の構成は、前方の車両との車間距離を検出する車間距離検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、ブレーキの踏力を検出するブレーキ踏力検出手段と、該ブレーキ踏力検出手段により検出されたブレーキ踏力に基づいて車両の減速度を予測する減速度予測手段とを備え、上記減速継続時間予測手段は、上記各検出手段により検出された、前方の車両との車間距離、車速及び減速度に基づいて減速継続時間を予測する構成である。
【００１８】
第六の構成によれば、例えば、CCDカメラなどで検知される前方の車両との車間距離情報と、減速時の車速及びブレーキ踏力の情報から算出される、前方の車両との車間距離に即した実際の減速継続時間により近い減速継続時間の予測が可能となる。
【００１９】
本発明に関わる第七の構成は、上記減速継続時間予測手段は、減速継続時間中に上記ブレーキ踏力検出手段によりブレーキ踏力の変化が検出された時は、減速継続時間の予測を修正する構成である。
【００２０】
第七の構成によれば、減速中の運転者の減速要求の変化に即した実際の速継続時間により近い減速継続時間の予測が可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、減速時に車両用発電機を用いてバッテリの充電を行う場合に、十分な充電量を確保しつつ、両用発電機の駆動開始時における駆動トルクの上昇を抑制し、駆動トルクの上昇に起因する過剰な減速感を低減することが可能となる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施形態を、図１乃至図５に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、この車両用発電機の制御装置１の構成を示している。この車両には、エアコン、ヘッドランプ、デフォッガ等の車両用電気負荷２に電力を供給するバッテリ３と、車両用電気負荷２に電力を供給すると共にバッテリ３を充電する発電機４とが備えられている。
【００２５】
バッテリ３は、車両用蓄電池として一般的に用いられる定格１２Ｖの鉛蓄電池であり、周知のように、二酸化鉛を主電極材とする陽極板と、鉛を主電極材とする負極板と、これらを収容するケースと、該ケース内に満たされた希硫酸でなる電解液とを有している。
【００２６】
発電機４は、エンジン５により駆動されるオルタネータ及び発電電圧調整用のレギュレータで構成されている。このレギュレータは、発電電圧（レギュレート電圧）を、後述するコントロールユニットからの制御信号により数段階に切替可能に構成されている。
【００２７】
また、この制御装置１は、コントロールユニット１０を有し、車速Ｓを検出する車速センサ１２からの信号、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ１４からの信号、ブレーキの踏力を検出するブレーキ液圧センサ１６からの信号、カーナビゲーション装置１８からの走行環境情報、バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサ２０からの信号が入力されるようになっている。
【００２８】
カーナビゲーション装置１８は、例えば車両周辺の勾配やカーブ、信号機などの減速要因も走行環境情報のデータとして蓄積しているものである。
【００２９】
（実施形態1）
以下、実施形態1について、図２乃至図４に基づき詳細に説明する。図２は実施形態１に関する車両用発電機の制御を示すフローチャート、図３は実施形態１に関する減速継続時間の算出処理を示すフローチャート、図４は実施形態１に関する発電電圧の変化を示すタイムチャートである。なお、図２のフローチャートによる処理は所定周期で繰り返し実行される。
【００３０】
まず、コントロールユニット１０は、ステップＳ１で、車速センサ１２、アクセル開度センサ１４、カーナビゲーション装置１８、バッテリ温度センサ２０からの信号を入力すると共に、ステップＳ２で、車両が減速状態にあるか否かを判定する。ここで、車両が減速状態にあるか否かは、車速センサ１２で検出された車速及びアクセル開度センサ１４で検出されたアクセル開度に基づいて判定され、車速Ｓが低下しかつアクセル開度がゼロの状態（アクセルペダルが踏み込まれていない状態）のときに車両が減速状態にあると判定される。ステップＳ２で減速状態と判定された場合は、ステップS３で後述する勾配設定フラグが０であるかを判定する。勾配設定フラグが０と判定された場合は、ステップS４に進み減速継続時間の算出を行う。ここで、減速継続時間の算出は、図3に示すサブルーチンに基づいて行われる。
【００３１】
図３は、前述した図２のフローチャートの減速継続時間を予測するステップS４のサブルーチンとなっている。まず、ステップS３０では、車速センサ１２から減速判定時の車速S、ブレーキ液圧センサ１６からブレーキ踏力、カーナビゲーション装置１８からの前方の走行環境情報がコントロールユニット１０に入力される。続くステップS３１では入力された走行環境情報によって減速継続の終了地点が予測され、その終了地点までの減速継続距離Bが推定される。例えば、下り坂では通常下り坂の終わりまで減速するので下り坂の勾配の終了地点が100メートル先であるという走行環境情報があれば減速の終了地点は100メートル後と予測が可能であり、減速継続距離Bは100メートルと予想できる。次に、ステップS３２では検出されたブレーキ踏力に基づいて運転者の要求する減速度Cが算出される。そして、ステップS３３では減速判定時の車速S、減速継続距離B、要求減速度Cに基づいて、距離と速さと加速度と時間の関係からフローチャート内のステップS３３の計算式
B＝Sｔ−1/2Ct2
を解くことにより減速継続時間tが算出されコントロールユニット１０に入力される。尚、計算式中のBは車速を、Sは減速継続距離を、Cは減速度を、tは減速継続時間を示している。これにより、運転者の要求する減速度の予測値に基づいて減速継続時間をより正確に予測することが可能となる。
【００３２】
図２に戻って、ステップS５では、ステップS４で算出された減速継続時間tに基づいてバッテリ３の発電電圧を要求電圧まで上昇させる時の電圧の上昇勾配が決定される。つまり、減速継続時間の長いほど電圧の上昇勾配が大きくなるよう設定される。続くステップS６では、バッテリ温度センサ２０からのバッテリ温度を所定値Tと比べ所定値より高いと判定された場合は、ステップS７へ進み、ステップS６で決定された発電電圧の上昇勾配が小さくなるよう補正を加えてステップS８へ進む。ステップS６でバッテリ温度が所定値より低いと判定された場合は、ステップS６で決定された発電電圧の上昇勾配のままステップS８へ進む。続くステップS８では勾配設定フラグを１に設定した後ステップS９へ進む。ステップS９では、発電電圧が減速時の要求電圧VHまで上昇しているか判定する。ここで、VHは非減速時の要求電圧（例えば、１２V）に対し所定値高い電圧（例えば１５V）に設定されている。ステップS９でVHまで上昇していないと判定された場合は、ステップS１０で発電電圧を非減速時の要求電圧VLから減速時の要求電圧VHまで徐々に上昇させる。具体的には、前回値（減速開始時は非減速時の発電電圧VLそのもので、減速開始後は前回値にステップS５またはステップS７で設定された所定勾配を加算した値となる）に、ステップS５またはステップS７で設定された上昇勾配を加算していき、所定勾配ずつ徐々に発電電圧を上昇させ、発電機４を制御する。また、ステップS９で発電電圧がVHまで上昇していたと判定された場合は、ステップS１１でVHを目標電圧として発電機４を制御する。
【００３３】
また、ステップS３で、勾配設定フラグが１と判定された場合は、ステップS１２へ進み、ブレーキ踏力の変化の有無が判定される。ステップS１２でブレーキ踏力の変化が有ると判定された場合は、ステップS１３で勾配設定フラグが０にされ前述したステップS４以降へ進み再び上昇勾配が設定される。このようにブレーキの踏力の変化に即して発電電圧の上昇勾配を補正することで減速途中での運転者の減速要求が変化によって減速継続時間が変化した場合であっても発電電圧の上昇勾配の再設定が可能となる。また、ステップS１３でブレーキ踏力の変化が無いと判定された場合は、前述したステップS９へ進む。
【００３４】
尚、ステップS２で、非減速状態と判定された場合は、ステップS１４で、発電電圧の要求電圧がVLに設定され、VLを目標電圧として発電機４を制御する。
【００３５】
以下、実施形態１の作用効果を図４に基づき説明する。図４は、減速継続時間が短い場合の電圧上昇勾配、減速継続時間が長い場合の電圧上昇勾配、減速継続時間が長くバッテリ温度が高い場合の電圧上昇勾配、減速継続時間が長くブレーキ踏力が変化した場合の電圧上昇勾配をそれぞれ示した図であり、横軸のt0が減速開始時になっている。実線１は減速継続時間が短い場合の電圧上昇勾配を示しておりt0で一気に発電電圧が上昇している。実線２は減速時の減速継続時間が長い場合の電圧上昇勾配を示しており徐々に発電電圧が上昇している。これにより十分な充電量を確保すると共に、車両用発電機の駆動開始時における駆動トルクの上昇を一層抑制し、駆動トルクの上昇に起因する過剰な減速感を低減することができることになる。
【００３６】
また、破線３は、減速継続時間が長い場合の電圧上昇勾配を下方に補正しており実線２に比べて勾配が小さくなっている。これはバッテリ温度が高い場合は、バッテリ内の化学反応が活性し充電電流の上昇が大きくなっているため通常時よりも電圧上昇勾配を小さくしている。これにより、通常時と同じ充電量が確保できるとともに、車両用発電機の駆動開始時における駆動トルクの上昇を一層抑制し、駆動トルクの上昇に起因する過剰な減速感を低減することができる。
【００３７】
また、一点鎖線４は、ｔ1でブレーキの踏力が低くなった場合の電圧上昇勾配を示しており、ブレーキ踏力が低くなると減速度は下がるので前述の図３及び図４の減速継続時間の計算式にあてはめると減速度が下がった分減速継続時間は短くなる。減速継続時間が短くなった場合に十分な充電量を確保しようとすると発電電圧を速やかに上昇させる必要があるためt1から電圧上昇勾配を大きくしている。これにより、減速中の運転者の減速要求の変化に即した電圧上昇勾配の設定が可能となる。
【００３８】
以上のように上記実施形態によれば、減速時に減速継続時間を予測し、予測された減速継続時間が長いほど発電電圧を要求電圧にまで上昇させる時の電圧上昇の勾配を小さくするので、十分な充電量を確保すると共に、発電電圧を要求電圧に上昇させる際の駆動トルクの急激な上昇を抑制し、駆動トルクの急激な上昇に起因する過剰な減速感を低減することができる。
【００３９】
（実施形態２）
以下、実施形態２について、図５に基づき詳細に説明する。
【００４０】
図５は、図２のステップS５のサブルーチンの実施形態２にあたるにあたるもので、図3のフローチャート内で用いたカーナビゲーション装置１８に代わってCCDカメラ（不図示）による前方の車両との車間距離の計測値を用いた場合である。まず、ステップS４０では、車速センサ１２から減速判定時の車速S、ブレーキ液圧センサ１６からブレーキ踏力、CCDカメラによる前方の車両との車間距離の計測値がコントロールユニット１０に入力される。続くステップS４１では入力された車間距離計測値が図３フローチャート内のステップS３１における減速継続距離Bに代入される。次に、ステップS４２では検出されたブレーキ踏力に基づいて運転者の要求する減速度Cが算出される。そして、ステップS４３では図３フローチャート内のステップS３１と同様に減速判定時の車速S、減速継続距離B、要求減速度Cに基づいて、距離と速さと加速度の関係から前述したフローチャート内のステップS３３の計算式により減速継続時間tが算出されコントロールユニット１０に入力される。これにより、路面情報だけでなく周辺の交通量に即したより現実の運転時に近い形での減速継続時間の算出が可能となる。
【００４１】
尚、本実施形態ではカーナビゲーション装置とＣＣＤカメラを独立して減速継続時間の算出を行う例を示したがカーナビゲーション装置とＣＣＤカメラを併用しても良い。また、減速状態の判定は車速Sの代わりにエンジン回転数Neを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態の車両用発電機の制御装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態１の車両用発電機の制御を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態１の減速継続時間算出の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態１に関する発電電圧の勾配を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の実施形態２の減速継続時間算出の実行処理を示すフローチャートである。
【図６】電圧上昇勾配を変化させた場合の発電電圧、充電電流、発電機駆動トルクの関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・制御装置
３・・・バッテリ
４・・・発電機
５・・・エンジン
１０・・・コントロールユニット
【図１】
0005125694.tif 000002
【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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