(57)【要約】【課題】電圧変動を抑制し、十分な発電量を確保することができる発電機制御装置を提供する。【解決手段】本発明は、手動変速機車両に搭載された発電機（１２）を制御して、バッテリ（１４）への充電が促進される充電促進状態と、充電抑制状態を切り替える発電機制御装置（１）であって、運転状態検出手段（２ａ）と、クラッチの接続・離脱を検出するクラッチセンサ（１０）と、このクラッチセンサにより、クラッチが離脱状態にされたことが検出された後の経過時間を計測する計時手段（２ｃ）と、運転状態検出手段によって車両の所定の減速状態が検出された場合において、クラッチの離脱状態がクラッチセンサによって検出された後も、計時手段により、所定の充電継続時間の経過が計測されるまでは充電促進状態を維持し、その後、充電抑制状態とするように発電機を制御する制御手段（２）と、を有することを特徴としている。【選択図】図１
2007267443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動変速機車両に搭載された発電機を制御して、バッテリへの充電が促進される充電促進状態と、バッテリへの充電が抑制される充電抑制状態を切り替える発電機制御装置であって、
上記車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
上記車両のエンジンの駆動力を手動変速機に伝達するクラッチの接続・離脱を検出するクラッチセンサと、
このクラッチセンサにより、クラッチが離脱状態にされたことが検出された後の経過時間を計測する計時手段と、
上記運転状態検出手段によって上記車両の所定の減速状態が検出された場合において、クラッチの離脱状態が上記クラッチセンサによって検出された後も、上記計時手段により、所定の充電継続時間の経過が計測されるまでは充電促進状態を維持し、その後、充電抑制状態とするように上記発電機を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする発電機制御装置。
【請求項２】
さらに、上記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、上記充電継続時間を設定する充電継続時間設定手段を有し、この充電継続時間設定手段は、クラッチが離脱状態にされたことが上記クラッチセンサによって検出された際に、上記回転数検出手段によって検出されたエンジンの回転数が高いほど上記充電継続時間を長く設定する請求項１記載の発電機制御装置。
【請求項３】
さらに、上記手動変速機のギア段を検出するギア段検出手段を有し、上記制御手段は、上記手動変速機が低速段にされていることが上記ギア段検出手段によって検出された場合には、上記充電継続時間経過前であっても上記発電機を充電抑制状態に制御する請求項１又は２記載の発電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機制御装置に関し、特に、手動変速機車両に搭載された発電機を制御して、バッテリへの充電が促進される充電促進状態と、バッテリへの充電が抑制される充電抑制状態を切り替える発電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
実開昭５７−１９２７３９号公報（特許文献１）には、発電機の発電制御装置が記載されている。この発電制御装置では、エンジンの加速、減速状態を検出し、加速時には発電機の発電量をバッテリ電圧とは無関係に減少させ、減速時には発電量をバッテリ電圧とは無関係に増大させている。これにより、減速中の車両のもつ運動エネルギーを、電気エネルギーとして効率的に回収することが可能になる。
【０００３】
一方、このような車両用発電機の制御を手動変速機車両に適用する場合には、一般に、車両が減速状態にあり、且つ変速機及びクラッチが接続されている場合に限り、発電機の発電量を増大させている。これは、クラッチが接続されていない場合において、発電機の発電量を増大させてエンジンに大きい負荷をかけると、運転者によるその後の運転操作によってはエンジン回転数が大きく低下し、エンジンの不意の停止、所謂エンストに至る虞があるためである。
【０００４】
【特許文献１】実開昭５７−１９２７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、手動変速機車両の発電機の制御において、クラッチが接続されている場合にのみ発電機の発電量を増大させると、例えば、減速時にダウンシフトを行う運転者では、減速時にクラッチの接続、離脱が繰り返されるため、発電機による発電量も増大、減少が繰り返されることになり、電圧変動によるランプのちらつき等が発生するという問題がある。また、減速時における発電量の増大を、クラッチの接続時に限定すると、車両のもつ運動エネルギーを電気エネルギーとして十分に回収することができないという問題もある。
【０００６】
従って、本発明は、エンスト等の危険を回避しつつ、電圧変動を抑制し、十分な発電量を確保することができる発電機制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明は、手動変速機車両に搭載された発電機を制御して、バッテリへの充電が促進される充電促進状態と、バッテリへの充電が抑制される充電抑制状態を切り替える発電機制御装置であって、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、車両のエンジンの駆動力を手動変速機に伝達するクラッチの接続・離脱を検出するクラッチセンサと、このクラッチセンサにより、クラッチが離脱状態にされたことが検出された後の経過時間を計測する計時手段と、運転状態検出手段によって車両の所定の減速状態が検出された場合において、クラッチの離脱状態がクラッチセンサによって検出された後も、計時手段により、所定の充電継続時間の経過が計測されるまでは充電促進状態を維持し、その後、充電抑制状態とするように発電機を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された本発明においては、運転状態検出手段が車両の運転状態を検出する。また、クラッチセンサはクラッチの接続・離脱を検出し、計時手段は、クラッチが離脱状態にされた時点からの経過時間を計測する。制御手段は、運転状態検出手段が車両の所定の減速状態を検出した場合に、クラッチが離脱状態にあっても、計時手段が所定の充電継続時間の経過を計測するまでは発電機の充電促進状態を維持し、充電継続時間経過後、発電機を充電抑制状態とする。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、クラッチが離脱状態にされたときも、所定の充電継続時間が経過するまでは発電機の充電促進状態が維持されるので、小刻みにクラッチの接続・離脱が繰り返された場合でも充電促進状態が維持されて電圧変動を抑制することができ、バッテリへの充電量を増大させることができる。また、所定の充電継続時間の経過後は、発電機は充電抑制状態にされるので、エンジン回転数の過度の落ち込みによるエンストの発生を回避することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、さらに、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、充電継続時間を設定する充電継続時間設定手段を有し、この充電継続時間設定手段は、クラッチが離脱状態にされたことがクラッチセンサによって検出された際に、回転数検出手段によって検出されたエンジンの回転数が高いほど充電継続時間を長く設定する。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、エンジン回転数が過度に落ち込む危険が少ないエンジンの高回転数時には、充電継続時間が長く設定されるので、クラッチの接続・離脱の間隔が長い場合でも、充電促進状態を維持することができ、電圧変動を更に抑制することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、さらに、手動変速機のギア段を検出するギア段検出手段を有し、制御手段は、手動変速機が低速段にされていることがギア段検出手段によって検出された場合には、充電継続時間経過前であっても発電機を充電抑制状態に制御する。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、手動変速機のギア段が低速段にされた場合には、充電継続時間経過前であっても、発電機は充電抑制状態にされるので、エンジン回転数の過度の落ち込みによるエンストの発生を回避することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発電機制御装置によれば、エンスト等の危険を回避しつつ、電圧変動を抑制し、十分な発電量を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態による発電機制御装置を説明する。
図１は、本発明の実施形態による発電機制御装置のシステム構成図である。また、図２は、本実施形態の発電機制御装置による制御フローを示すフローチャートである。本実施形態の発電機制御装置は、手動変速機車両に搭載され、発電機の発電量を制御するものである。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施形態による発電機制御装置１は、制御手段であるコントローラ２と、このコントローラ２に接続され、各種信号をコントローラ２に入力する各種センサと、を有する。コントローラ２には、車両のエンジン回転数を検出する回転数検出手段であるエンジン回転数センサ４と、車両の速度を検出する車速センサ６と、車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ８と、車両のクラッチの接続・離脱を検出するクラッチセンサ１０等が接続されている。
【００１７】
コントローラ２は、車両に搭載された各種センサからの信号に基づいて、燃料噴射弁（図示せず）、点火プラグ（図示せず）、発電機１２等を制御するように構成されている。また、コントローラ２は、車速センサ６による検出結果に基づいて、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段２ａと、エンジン回転数センサ４及び車速センサ６による検出結果に基づいて、変速機のギア段を検出するギア段検出手段２ｂと、を内蔵している。さらに、コントローラ２は、クラッチセンサ１０がクラッチの離脱を検出した後の経過時間を計測する計時手段であるタイマ２ｃと、クラッチセンサ１０がクラッチの離脱を検出した時のエンジン回転数に基づいて充電継続時間を設定する充電継続時間設定手段２ｄと、を内蔵している。コントローラ２は、具体的には、ＣＰＵ、メモリ、これに記憶された制御プログラム等によって構成されている。
【００１８】
発電機１２は、伝導用ベルト（図示せず）によってエンジンのクランクシャフト（図示せず）に連結され、エンジンが生成する動力を電気エネルギーに変換するように構成されている。また、図１に示すように、発電機１２は、バッテリ１４及び車両用電気機器１６に接続され、バッテリ１６への充電及び車両用電気機器１６への給電を行うように構成されている。発電機１２による発電量は、発電機１２に内蔵されたフィールドコイル（図示せず）に流す電流を変化させることにより可変される。コントローラ２は、車両の走行状態、各バッテリの残容量等に基づいて、発電機１２による発電量を制御する。
【００１９】
なお、車両に搭載される車両用電気機器としては、エンジンを始動させるためのスタータモータ、ヘッドライト、カーエアコン、カーステレオ等があり、図１ではこれらの電気負荷を符号１６として図示している。
【００２０】
本実施形態においては、コントローラ２は、車両が所定の減速状態にあるときは、バッテリ１６への充電が促進される充電促進状態となるように発電機１２を制御し、車両が非減速状態にあるときは、バッテリ１６への充電が抑制される充電抑制状態となるように発電機１２を制御している。また、充電促進状態においては、コントローラ２は、発電機１２の出力電圧が所定の第１電圧となるように、発電機１２のフィールドコイル（図示せず）に流す電流を制御している。一方、充電抑制状態においては、コントローラ２は、発電機１２の出力電圧が、第１電圧よりも低い所定の第２電圧となるように、発電機１２のフィールドコイル（図示せず）に流す電流を制御している。発電機１２の出力電圧が第１電圧となるように制御されている場合には、発電機１２による発電量は増大するので、エンジンに対する発電機１２の負荷が増大すると共に、バッテリ１６への充電量も増大する。一方、発電機１２の出力電圧が第２電圧となるように制御されている場合には、発電機１２による発電量は減少するので、エンジンに対する発電機１２の負荷は小さくなり、バッテリ１６への充電量も減少する。
【００２１】
次に、図２を参照して、本発明の実施形態による発電機制御装置１の作用を説明する。図２に示すフローチャートの処理は、コントローラ２の作動中、繰り返し実行される。
【００２２】
まず、図２のステップＳ１において、コントローラ２は、エンジン回転数センサ４、車速センサ６、アクセル開度センサ８、及びクラッチセンサ１０から、エンジン回転数Ｎ、車速Ｓ、アクセル開度Ａ、クラッチの状態Ｃを夫々読み込む。
【００２３】
また、コントローラ２は、クラッチが接続状態から離脱状態に切り替えられたことを検知すると、その時点におけるエンジン回転数を、クラッチ切替時回転数Ｎ１として、メモリ(図示せず)に記憶する。さらに、コントローラ２に内蔵されたタイマ２ｃは、クラッチが接続状態から離脱状態に切り替えられた時点からの経過時間ｊの計測を開始する。これらのクラッチ切替時回転数Ｎ１の記憶、及びタイマ２ｃによる経過時間の計測開始の処理は、図２のフローチャートの処理とは別に、クラッチが切り替えられた時点で随時実行される。
【００２４】
次に、ステップＳ２において、コントローラ２に内蔵されたギア段検出手段２ｂは、ステップＳ１で読み込まれたエンジン回転数Ｎと車速Ｓの関係に基づいて、車両の手動変速機(図示せず)が、現在どのギア段Ｇｐに接続されているかを算出する。
【００２５】
ステップＳ３において、コントローラ２に内蔵された運転状態検出手段２ａは、ステップＳ１で読み込まれたアクセル開度Ａを判断する。アクセル開度Ａが全閉である場合には車両は減速状態にあると判断してステップＳ４に進み、それ以外の場合には非減速状態と判断してステップＳ１１に進む。
【００２６】
ステップＳ１１においては、コントローラ２は、発電機１２の目標出力電圧を低電圧である第２電圧に設定し、図２のフローチャートの１回の処理を終了する。これにより、発電機１２の発電量は減少され、充電抑制状態となる。充電抑制状態においては、バッテリ１４への充電量は減少し、発電機１２のエンジンに対する負荷も小さくなる。即ち、アクセル開度Ａが全閉でない場合には、車両は非減速状態であると判断されるので、発電量を増大させることによる積極的な運動エネルギーの回収は実行しない。
【００２７】
一方、ステップＳ３において、アクセル開度Ａが全閉であると判断された場合には、ステップＳ４に進み、ステップＳ４では、ステップＳ１で読み込まれたエンジン回転数Ｎが所定の回転数α以上であるか否かが、コントローラ２によって判断される。エンジン回転数Ｎが、所定の回転数α以上である場合にはステップＳ５に進み、所定の回転数αよりも少ない場合には、ステップＳ１２に進む。なお、本実施形態においては、所定の回転数αを２５００ｒｐｍとしている。
【００２８】
次いで、ステップＳ１２においては、コントローラ２によって、ステップＳ１で読み込まれたクラッチの状態Ｃが判断される。クラッチの状態Ｃが離脱状態である場合には、ステップＳ１１に進み、発電機１２を充電抑制状態とする。即ち、エンジン回転数Ｎが回転数αよりも小さく、クラッチが離脱した状態では、エンジン回転数の過度の落ち込みによるエンストの虞があるため、発電機１２の発電量を減じ、エンジンに対する負荷を減少させる。
【００２９】
一方、ステップＳ１２において、クラッチが接続状態であると判断された場合には、ステップＳ１３に進み、ステップＳ１３では、ステップＳ１で読み込まれたエンジン回転数Ｎが所定の燃料復帰回転数β以下であるか否かが、コントローラ２によって判断される。エンジン回転数Ｎが、燃料復帰回転数β以下である場合にはステップＳ１１に進み、発電機１２を充電抑制状態とする。また、エンジン回転数Ｎが燃料復帰回転数βよりも多い場合にはステップＳ９に進む。本実施形態においては、燃料復帰回転数βは、１０００ｒｐｍである。
【００３０】
なお、燃料復帰回転数βは、減速時に燃料噴射弁(図示せず)からの燃料噴射を停止している場合において、エンジン回転数をアイドリング回転数付近に維持するために、コントローラ２が燃料噴射を再開させる回転数である。即ち、エンジン回転数Ｎが燃料復帰回転数β以下である場合には、エンジン回転数維持のために燃料が噴射されており、このような状態で発電機１２の発電量を増加させ、エンジンに対する負荷を増大させるのは好ましくないため、充電抑制状態とする。
【００３１】
一方、ステップＳ１３において、エンジン回転数Ｎが燃料復帰回転数βよりも多い場合にはステップＳ９に進み、ステップＳ９においては、発電機１２の目標出力電圧を高電圧である第１電圧に設定し、図２のフローチャートの１回の処理を終了する。即ち、この場合には、エンジン回転数Ｎは所定の回転数αよりも小さいが、燃料復帰回転数βよりは大きく、クラッチも接続状態にあるので、発電機１２の目標出力電圧を第１電圧として、エンジンに対する発電機１２の負荷を増大させてもエンスト等の虞はない。従って、この場合には、コントローラ２は、発電機１２を充電促進状態に制御して、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして積極的に回収する。
【００３２】
一方、ステップＳ４において、エンジン回転数Ｎが所定の回転数α以上である場合にはステップＳ５に進み、ステップＳ５においては、ステップＳ２で算出されたギア段Ｇｐが判断される。ステップＳ２で算出されたギア段Ｇｐが、３速以上である場合にはステップＳ６に進み、２速以下である場合にはステップＳ１２に進む。これは、エンジン回転数Ｎが回転数α以上であっても、変速機のギア段Ｇｐが２速以下である場合には、回収可能である車両の運動エネルギーはあまり大きくないと考えられるため、エンジン回転数Ｎが回転数αよりも少ない場合と同様の処理を実行するものである。ステップＳ１２以下の処理は、上述した処理と同一であるため説明を省略する。
【００３３】
一方、ステップＳ５において、ギア段が３速以上であると判断された場合にはステップＳ６に進み、ステップＳ６においては、ステップＳ１で読み込まれたクラッチの状態Ｃが判断される。クラッチが接続状態である場合には、ステップＳ９に進み、発電機１２の目標出力電圧を高電圧である第１電圧に維持する。即ち、車両が減速状態にあり、エンジン回転数Ｎ及びギア段が高く、クラッチも接続されている場合には、コントローラ２は発電機１２を充電促進状態に制御して、エンジンに対する発電機１２の負荷を増大させ、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして積極的に回収する。
【００３４】
一方、ステップＳ６において、クラッチが離脱状態であると判断された場合には、ステップＳ７に進む。ステップＳ７においては、コントローラ２に内蔵された充電継続時間設定手段２ｄが、メモリ(図示せず)に記憶されているクラッチ切替時回転数Ｎ１に基づいて、充電継続時間ｔを設定する。後述するように、コントローラ２は、設定された充電継続時間ｔが経過するまで、発電機１２を充電促進状態に制御するように構成されている。充電継続時間設定手段２ｄは、クラッチ切替時回転数Ｎ１が高いほど充電継続時間ｔを長く設定するように構成されており、充電継続時間ｔはクラッチ切替時回転数Ｎ１の増加に対して直線的に増加する。これは、クラッチが離脱状態にされた時点におけるエンジン回転数であるクラッチ切替時回転数Ｎ１が高いほど、クラッチ離脱状態のまま充電促進状態を長時間維持しても、エンジン回転数Ｎの過度の落ち込みが発生しにくいからである。本実施形態においては、クラッチ切替時回転数２５００ｒｐｍに対して充電継続時間０．５秒が設定され、クラッチ切替時回転数３０００ｒｐｍに対して充電継続時間０．７秒が設定される。
【００３５】
次に、ステップＳ８においては、タイマ２ｃによって計時されているクラッチが接続状態から離脱状態に切り替えられた時点からの経過時間ｊと、ステップＳ７で設定された充電継続時間ｔが比較される。経過時間ｊが充電継続時間ｔよりも小さい場合には、即ち、クラッチが接続状態から離脱状態に切り替えられた後、充電継続時間ｔ経過していない場合にはステップＳ９に進み、経過時間ｊが充電継続時間ｔに達している場合にはステップＳ１０に進む。
【００３６】
ステップＳ９においては、コントローラ２は、発電機１２の目標出力電圧を高電圧である第１電圧として、発電機１２を充電促進状態に制御する。即ち、エンジン回転数が十分高い場合には、クラッチが離脱状態にあっても、クラッチの離脱後、充電継続時間ｔ経過するまでは、エンジンに対する発電機１２の負荷を増大させても、エンストが発生する虞がないためである。これにより、クラッチの離脱中であっても運動エネルギーを電気エネルギーとして積極的に回収することができる。
【００３７】
一方、クラッチの離脱後、充電継続時間ｔ経過した場合であるステップＳ１０においては、タイマ２ｃがリセットされる。続いて、ステップＳ１１においては、コントローラ２は、発電機１２の目標出力電圧を低電圧である第２電圧として、発電機１２を充電抑制状態に制御する。ステップＳ１０においてタイマ２ｃがリセットされた後、タイマ２ｃによる計時は、クラッチが接続状態から離脱状態に切り替えられたことが再び検知されるまで休止される。
【００３８】
本発明の実施形態の発電機制御装置によれば、クラッチが離脱状態にされたときも、充電継続時間ｔが経過するまでは発電機の目標出力電圧が第１電圧に維持されるので、小刻みにクラッチの接続・離脱が繰り返された場合でも第１電圧が維持されて電圧変動を抑制することができる。また、これにより、バッテリへの充電量を増大させることができる。さらに、クラッチが離脱状態にされた後の第１電圧の維持は、所定の充電継続時間ｔに限定されているので、エンジン回転数の過度の落ち込みによるエンストの発生を回避することができる。
【００３９】
また、本実施形態の発電機制御装置によれば、エンジン回転数が高く、回転数が過度に落ち込む危険が少ない時ほど、充電継続時間ｔが長く設定されるので、クラッチの接続・離脱の間隔が長い場合でも、第１電圧を維持することができ、電圧変動を更に抑制することができる。
【００４０】
さらに、本実施形態の発電機制御装置によれば、手動変速機のギア段Ｇｐが２速以下にされた場合には、充電継続時間ｔ経過前であっても、発電機の目標出力電圧は第２電圧にされるので、エンジン回転数の過度の落ち込みによるエンストの発生を回避することができる。
【００４１】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、ギア段検出手段は、車速及びエンジン回転数から手動変速機のギア段を推定していたが、ギア段検出手段として、手動変速機のギア段を直接検出するセンサを使用することもできる。或いは、上述した実施形態における各種センサを、目的とするパラメータを他のパラメータから演算により推定する推定手段に置き換えることもできる。本明細書において、センサには、このような推定手段が含まれるものとする。
【００４２】
また、上述した実施形態においては、コントローラは、発電機の目標出力電圧を第１電圧又は第２電圧に切り替えることによって、発電機を充電促進状態及び充電抑制状態に制御していたが、目標出力電圧を三値以上で切り替えても良いし、或いは目標出力電圧を連続的に可変して、発電機を充電促進状態又は充電抑制状態に切り替えることもできる。本明細書における、充電促進状態と充電抑制状態を切り替える制御には、上記のような発電機の制御も含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態による発電機制御装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態の発電機制御装置による制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１    本発明の実施形態による発電機制御装置
２    コントローラ
２ａ  運転状態検出手段
２ｂ  ギア段検出手段
２ｃ  タイマ
２ｄ  充電継続時間設定手段
４    エンジン回転数センサ
６    車速センサ
８    アクセル開度センサ
１０  クラッチセンサ
１２  発電機
１４  バッテリ
１６  車両用電気機器
【図１】
2007267443.tif 000003
【図２】
2007267443.tif 000004