(57)【要約】  【課題】  車両に搭載した発電機の制御システムにおいて、必要な発電量を確保しつつ、発電による排出ガス有害成分排出量の増加を抑制する。  【解決手段】  運転条件毎に定められた有害成分増加量から発電トルクの増減が許容される発電トルク増減量の下限ガード（Ｍｉｎ）と上限ガード（Ｍａｘ）を設定すると共に、発電機の単位発電量当たりの有害成分排出量の増加分を算出する。そして、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分が所定値以下であれば、発電トルク増減量上限ガードにて発電して発電量を増加させ、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分が所定値を超えれば、発電トルク増減量下限ガードにて発電して単位発電量当たりの有害成分排出量増加分を減少させる。  【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の動力で駆動される発電機と、前記発電機で発電した電力が充電されるバッテリと、前記発電機の発電量を制御する発電制御手段とを備えた内燃機関の発電制御装置において、
内燃機関運転中に前記発電機の発電を実行した場合の排出ガス有害成分の排出量と前記発電機の発電を停止した場合の排出ガス有害成分の排出量とを予測して両者の差分から発電による排出ガス有害成分排出量増加分を予測する排出ガス予測手段を備え、
前記発電制御手段は、前記発電による排出ガス有害成分排出量増加分を所定値以下に制限するように前記発電機の発電量を制御することを特徴とする内燃機関の発電制御装置。
【請求項２】
内燃機関運転中に前記発電機の発電を実行した場合の燃料消費量と前記発電機の発電を停止した場合の燃料消費量とを予測して両者の差分から発電による燃料消費量増加分を予測する燃料消費量予測手段を備え、
前記発電制御手段は、前記発電による排出ガス有害成分排出量増加分と前記発電による燃料消費量増加分をそれぞれ所定値以下に制限するように前記発電機の発電量を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の発電制御装置。
【請求項３】
前記バッテリの残充電量を判定する残充電量判定手段を備え、
前記発電制御手段は、前記残充電量判定手段で判定した前記バッテリの残充電量に基づいて前記発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限よりも前記バッテリの充電を優先させるべきか否かを判定し、前記バッテリの充電を優先させるべきと判定したときに、前記発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して前記発電機の発電量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の発電制御装置。
【請求項４】
前記残充電量判定手段は、前記バッテリの所定の充電量からの放電量に基づいて前記バッテリの残充電量を判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の発電制御装置。
【請求項５】
前記残充電量判定手段は、前記バッテリの満充電量に対する現在の充電量の割合に基づいて前記バッテリの残充電量を判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の発電制御装置。
【請求項６】
前記残充電量判定手段は、前記バッテリの残充電量を絶対量で判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の発電制御装置。
【請求項７】
消費電力を判定する消費電力判定手段を備え、
前記発電制御手段は、前記消費電力判定手段で判定した消費電力に基づいて前記発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限よりも前記発電機の発電を優先させるべきか否かを判定し、前記発電機の発電を優先させるべきと判定したときに、前記発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して前記発電機の発電量を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関運転中の排出ガス有害成分の排出量を考慮して発電機の発電を制御する内燃機関の発電制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された発電機の制御は、バッテリの残充電量を監視して、バッテリが充電不足とならないように発電機の制御電流（界磁電流）を制御して発電量を制御するようにしたものが多い（特許文献１，２参照）。
【０００３】
この発電機は、内燃機関（エンジン）の動力で駆動されて発電するため、発電時には、発電機を駆動する負荷に応じて燃料が余分に消費されることになる。そこで、発電時の燃料消費量が少なくなる領域でのみ、発電機の発電を行うようにしたものがある（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−４５０２号公報
【特許文献２】特開２００１−７８３６５号公報
【特許文献３】特表平６−５０５６１９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、発電機が発電する負荷により内燃機関にかかる負荷が増加して、排出ガス中のＮＯｘ等の有害成分の排出量が増加するという関係がある。
上述したように、従来の発電機の制御は、バッテリの残充電量の確保や燃料消費量低減を目標として行われていたため、発電の負荷によって排出ガスの有害成分排出量が触媒の浄化能力を超えて増加することがあり、発電時の排出ガスの有害成分排出量の増加が問題となっていた。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、必要な発電量を確保しつつ、発電による排出ガス有害成分排出量の増加を抑制することがきる内燃機関の発電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の動力で駆動される発電機と、前記発電機で発電した電力が充電されるバッテリと、前記発電機の発電量を制御する発電制御手段とを備えた内燃機関の発電制御装置において、内燃機関運転中に前記発電機の発電を実行した場合の排出ガス有害成分の排出量と前記発電機の発電を停止した場合の排出ガス有害成分の排出量とを予測して両者の差分から発電による排出ガス有害成分排出量増加分を予測する排出ガス予測手段を備え、前記発電制御手段によって、前記発電による排出ガス有害成分排出量増加分を所定値以下に制限するように前記発電機の発電量を制御することを特徴とするものである。これにより、必要な発電量を確保しつつ、発電による排出ガス有害成分排出量の増加を抑制して、排出ガス有害成分排出量が触媒の浄化能力を超えないようにすることができる。
【０００７】
更に、請求項２のように、内燃機関運転中に発電機の発電を実行した場合の燃料消費量と発電機の発電を停止した場合の燃料消費量とを予測して両者の差分から発電による燃料消費量増加分を予測する燃料消費量予測手段を備え、発電による排出ガス有害成分排出量増加分と発電による燃料消費量増加分をそれぞれ所定値以下に制限するように発電機の発電量を制御するようにしても良い。このようにすれば、発電による排出ガス有害成分排出量を低減しながら、燃料消費量も低減することができる。
【０００８】
また、請求項３のように、残充電量判定手段で判定したバッテリの残充電量に基づいて発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限よりもバッテリの充電を優先させるべきか否かを判定し、バッテリの充電を優先させるべきと判定したときに、発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して発電機の発電量を制御するようにすると良い。このようにすれば、バッテリの残充電量に余裕が少なくなってきたときには、発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して、速やかにバッテリの残充電量を適正レベルに回復させるように発電機の発電量を制御することが可能となり、バッテリが充電不足に陥る事態を未然に回避することができる。
【０００９】
この場合、請求項４のように、残充電量判定手段は、バッテリの所定の充電量（例えば満充電量）からの放電量に基づいてバッテリの残充電量を判定するようにしても良い。ここで、放電量は、バッテリから放電される電流を電流センサ等で検出して、その検出値を積算して求めれば良い。
【００１０】
或は、請求項５のように、バッテリの満充電量に対する現在の充電量の割合（％）に基づいてバッテリの残充電量を判定するようにしても良いし、請求項６のように、バッテリの残充電量を絶対量（Ａｈ）で判定するようにしても良い。いずれの方法で残充電量を判定しても、充放電収支を確保できるように発電機の発電量を制御できる。
【００１１】
また、請求項７のように、消費電力判定手段で判定した消費電力に基づいて発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限よりも発電機の発電を優先させるべきか否かを判定し、発電機の発電を優先させるべきと判定したときに、発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して発電機の発電量を制御するようにしても良い。このようにすれば、消費電力が多いときには、発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して、バッテリが放電過多とならないように発電機の発電量を制御することが可能となり、バッテリが充電不足に陥る事態を未然に回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の実施例１を図１乃至図７に基づいて説明する。まず、図１に基づいてシステム全体の構成を説明する。
制御装置１１は、バッテリ１２からキースイッチ１３を介して電源が供給され、エンジン運転中に点火装置１４と噴射装置１５の動作を制御すると共に、発電機１６（オルタネータ）の発電量を制御する発電制御手段として機能する。
【００１４】
この制御装置１１は、バッテリ１２の残充電量を判定する残充電量判定手段としても機能する。このバッテリ１２の残充電量は、バッテリ１２の所定の充電量（例えば満充電量）からの放電量（Ａｈ）に基づいて判定したり、バッテリ１２の満充電量に対する現在の充電量の割合（％）、つまり充電割合ＳＯＣに基づいて判定したり、バッテリの残充電量を絶対量（Ａｈ）で判定するようにしても良い。バッテリ１２の放電量（Ａｈ）や充電量（Ａｈ）は、電流センサ１７で検出したバッテリ１２の充放電電流を積算して求めれば良い。或は、バッテリ１２の開放端子電圧と充電割合ＳＯＣとの関係を表すマップを参照して、現在のバッテリ１２の開放端子電圧を電圧センサ等で検出して、現在の開放端子電圧に応じた充電割合ＳＯＣを算出するようにしても良い。勿論、バッテリ１２の充放電電流積算値と開放端子電圧の両方に基づいて充電割合ＳＯＣを算出するようにしても良い。
【００１５】
次に、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭの算出方法について説明する。図２は、排出ガスの代表的な有害成分であるＮＯｘの排出量とエンジン運転条件との関係を示す図である。図２に示すように、ＮＯｘの排出量は、エンジン回転速度とエンジントルクによって変化する。ＮＯｘ排出量は、エンジントルクに応じて曲線的に変化するため、エンジン回転速度が一定の場合は、エンジントルクの増加量に対して、ＮＯｘ排出量の増加量が大きい条件と小さい条件がある。例えば、発電機１６で一定量の発電を実施した場合、発電によりエンジントルクに発電機１６によるトルクが付加され、エンジンの動作点が変わる。このため、ＮＯｘ排出量は、発電量により変化する。
【００１６】
そこで、本実施例１では、発電機１６の単位発電量当たりの有害成分排出量の増加分ＣＥＭを下記式で算出して、この有害成分排出量の増加分ＣＥＭが所定値以下となるように発電機１６の発電量を制御するようにしている。
ＣＥＭ(g/skW) ＝（発電時有害成分排出量−非発電時有害成分排出量）／発電量
【００１７】
ここで、発電時有害成分排出量(g/s) は、エンジン運転中に発電機１６の発電を実行した場合の排出ガス有害成分の排出量であり、非発電時有害成分排出量(g/s) は、発電機１６の発電を停止した場合の排出ガス有害成分の排出量である。
【００１８】
以上説明した本実施例１の発電制御は、制御装置１１によって図３及び図４の発電制御ルーチンによって次のように実行される。本ルーチンは、エンジン運転中に所定周期（例えば８ｍｓ周期）で実行され、特許請求の範囲でいう発電制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、現在の運転条件（例えばエンジン回転速度、吸入空気量、要求発電量等）を読み込む。ここで、要求発電量は、例えば現在のバッテリ充電割合ＳＯＣと目標充電割合（目標ＳＯＣ）との偏差に基づいて算出される。
【００１９】
この後、ステップ１０２に進み、現在の運転条件から現在のエンジントルクを算出した後、ステップ１０３に進み、現在の運転条件から現在の有害成分排出量を算出する。この後、ステップ１０４に進み、現在の発電量から発電量（発電トルク）が変化した場合の有害成分増加量を算出する。図５は、２種類の運転条件１，２の場合について、それぞれ、現在の発電量から発電量（発電トルク）が変化した場合の有害成分増加量の一例を示している。そして、次のステップ１０５で、現在の運転条件に応じた有害成分増加量ガード（図６参照）を設定する。
【００２０】
この後、ステップ１０６に進み、後述する図７の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンによってセット／リセットされる有害成分増加量ガード禁止フラグが有害成分増加量ガードの禁止を意味する「１」であるか否かを判定し、その判定結果に応じて、次のステップ１０７又は１０８で、運転条件毎に定められた有害成分増加量から発電トルクの増減が許容される発電トルク増減量の下限ガード（Ｍｉｎ）と上限ガード（Ｍａｘ）を次のようにして設定する（図６参照）。
【００２１】
有害成分増加量ガード禁止フラグが「１」で、有害成分増加量ガードが禁止されている場合は、有害成分増加量の制限よりもバッテリ１２の充電を優先させるべきと判断して、ステップ１０７に進み、発電トルク増減量の下限値Ｍｉｎを規制する発電トルク増減量下限ガードを次式により算出する。
【００２２】
発電トルク増減量下限ガード＝発電無しエンジントルク−現在エンジントルク
有害成分増加量ガードが禁止されている時の発電トルク増減量下限ガードは、全く発電しない場合のエンジントルクの減少量に相当する。
【００２３】
また、上記ステップ１０７では、発電トルク増減量の上限値Ｍａｘを規制する発電トルク増減量上限ガードを次式により算出する。
発電トルク増減量上限ガード
＝発電無しエンジントルク＋要求発電トルク−現在エンジントルク
有害成分増加量ガードが禁止されている時の発電トルク増減量上限ガードは、要求発電量に応じた発電を行う場合のエンジントルクの増加量に相当する。
【００２４】
これに対して、有害成分増加量ガード禁止フラグが「０」で、有害成分増加量ガードが許可されている場合は、発電による有害成分増加量を図６に示す有害成分増加量ガード以下に制限するために、ステップ１０８に進み、発電トルク増減量の下限値Ｍｉｎを規制する発電トルク増減量下限ガードと、発電トルク増減量の上限値Ｍａｘを規制する発電トルク増減量上限ガードをそれぞれ設定する。
【００２５】
以上のようにして、ステップ１０７又は１０８で発電トルク増減量下限ガードと発電トルク増減量上限ガードを設定した後、ステップ１０９に進み、上記ステップ１０２で算出した現在のエンジントルクに上記ステップ１０７又は１０８で設定した発電トルク増減量上限ガードを加算して発電時エンジントルクを求める。
【００２６】
発電時エンジントルク＝現在エンジントルク＋発電トルク増減量上限ガード
この発電時エンジントルクは、発電機１６の発電を実行した場合のエンジントルクに相当する。
【００２７】
この後、ステップ１１０に進み、現在のエンジントルクから上記ステップ１０７又は１０８で設定した発電トルク増減量下限ガードを差し引いて非発電時トルクを求める。
非発電時エンジントルク＝現在エンジントルク−発電トルク増減量下限ガード
この非発電時エンジントルクは、発電機１６の発電を停止した場合のエンジントルクに相当する。
【００２８】
この後、図４のステップ１１１に進み、現在のエンジン回転速度と非発電時エンジントルクに応じた非発電時有害成分排出量(g/s) を図２と同様の有害成分排出量算出マップにより算出する。この非発電時有害成分排出量は、発電機１６の発電を停止した場合の排出ガス有害成分の排出量に相当する。有害成分排出量の算出マップは、定常運転条件における有害成分の排出量を予め計測して設定しておけば良い。
【００２９】
この後、ステップ１１２に進み、現在のエンジン回転速度と発電時エンジントルクに応じた発電時有害成分排出量(g/s) を図２と同様の有害成分排出量算出マップにより算出する。この発電時有害成分排出量は、発電機１６の発電を実行した場合の排出ガス有害成分の排出量に相当する。
【００３０】
この後、ステップ１１３に進み、発電時有害成分排出量(g/s) と非発電時有害成分排出量(g/s) との差分を現在の発電量(kW)で割り算して、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭ(g/skW) を求める。
ＣＥＭ(g/skW) ＝（発電時有害成分排出量−非発電時有害成分排出量）／発電量
以上説明したステップ１１１〜１１３の処理は、特許請求の範囲でいう排出ガス予測手段としての役割を果たす。
【００３１】
この後、ステップ１１４に進み、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭを所定値と比較して、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭが所定値以下であれば、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭが少ない領域と判断して、ステップ１１５に進み、現在の発電トルクに上記ステップ１０７又は１０８で設定した発電トルク増減量上限ガードを加算して目標発電トルクを求める。
目標発電トルク＝現在発電トルク＋発電トルク増減量上限ガード
【００３２】
これに対して、上記ステップ１１４で、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭが所定値よりも大きいと判定されれば、ステップ１１６に進み、現在の発電トルクに上記ステップ１０７又は１０８で設定した発電トルク増減量下限ガードを加算して目標発電トルクを求める。
目標発電トルク＝現在発電トルク＋発電トルク増減量上限ガード
【００３３】
以上のようにして、上記ステップ１１５又は１１６で目標発電トルクを算出した後、ステップ１１７に進み、目標発電トルクを発電指示値に変換して出力し、発電機１６の界磁コイルに発電指示値に応じた制御電流を流して発電させる。これにより、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭが所定値以下であれば、発電トルク増減量上限ガードにて発電して発電量を増加させ、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭが所定値を超えれば、発電トルク増減量下限ガードにて発電して単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭを減少させる。
【００３４】
一方、図７の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンは、エンジン運転中に所定周期（例えば８ｍｓ周期）で実行され、次のようにして有害成分増加量ガード禁止フラグがセット／リセットされる。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１で、図示しない消費電力算出ルーチン（消費電力判定手段）で算出した現在の車両の消費電力を読み込み、次のステップ２０２で、この消費電力が所定値未満であるか否かを判定し、消費電力が所定値以上であれば、ステップ２０６に進み、有害成分増加量ガード禁止フラグを「１」にセットする。これにより、消費電力が所定値以上になったときに、有害成分増加量ガードが禁止される。
【００３５】
これに対して、上記ステップ２０２で、消費電力が所定値未満と判定されれば、ステップ２０３に進み、図示しないバッテリＳＯＣ算出ルーチン（残充電量判定手段）で算出した現在のＳＯＣ（充電割合）を読み込む。このＳＯＣは、バッテリ１２の満充電量に対する現在の充電量の割合（％）である。
【００３６】
そして、次のステップ２０４で、現在のＳＯＣが目標ＳＯＣを含む所定範囲内であるか否かを判定する。その結果、現在のＳＯＣが所定範囲内と判定されれば、現在のＳＯＣに余裕があると判断して、ステップ２０５に進み、有害成分増加量ガード禁止フラグを有害成分増加量ガードの許可を意味する「０」にセットし、現在のＳＯＣが所定範囲外と判定されれば、ステップ２０６に進み、有害成分増加量ガード禁止フラグを有害成分増加量ガードの禁止（解除）を意味する「１」にセットする。これにより、現在のＳＯＣが所定範囲外となったときに、有害成分増加量ガードが禁止（解除）される。
【００３７】
以上説明した本実施例１では、運転条件毎に定められた有害成分増加量から発電トルクの増減が許容される発電トルク増減量の下限ガードと上限ガードを設定し、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭが所定値以下であれば、発電トルク増減量上限ガードにて発電して発電量を増加させ、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭが所定値を超えれば、発電トルク増減量下限ガードにて発電して単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭを減少させるようにしたので、必要な発電量を確保しつつ、発電による排出ガス有害成分排出量の増加を抑制して、排出ガス有害成分排出量が触媒（図示せず）の浄化能力を超えないようにすることができる。
【００３８】
しかも、本実施例１では、車両の消費電力とバッテリ１２のＳＯＣ（充電割合）に基づいて発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限よりも発電機１６の発電を優先させるべきか否かを判定し、発電機１６の発電を優先させるべきと判定したときに、発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して発電機１６の発電量を制御するようにしたので、消費電力が多いときやバッテリ１２のＳＯＣの余裕が少なくなってきたときには、発電による排出ガス有害成分排出量増加分の制限を解除して、バッテリ１２が放電過多とならないように発電機１６の発電量を制御することが可能となり、バッテリ１２が充電不足に陥る事態を未然に回避することができる。
【実施例２】
【００３９】
図７の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンでは、バッテリ１２の残充電量をバッテリ１２の満充電量に対する現在の充電量の割合ＳＯＣ（％）で判定するようにしたが、図８の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンでは、バッテリ１２の残充電量をバッテリ１２の所定の充電量（例えば満充電量）からの放電量に基づいて判定するようにしている。
【００４０】
図８の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンでは、ステップ２０１、２０２の処理により消費電力が所定値未満と判定されれば、ステップ２０３ａに進み、バッテリ１２の所定の充電量（例えば満充電量）からの放電量（Ａｈ）を算出する。この放電量（Ａｈ）は、電流センサ１７で検出したバッテリ１２の放電電流を積算して求めれば良い。
【００４１】
この後、ステップ２０４ａに進み、現在の放電量（Ａｈ）が所定範囲内であるか否かを判定する。その結果、現在の放電量（Ａｈ）が所定範囲内と判定されれば、現在のバッテリ１２の残充電量に余裕があると判断して、ステップ２０５に進み、有害成分増加量ガード禁止フラグを有害成分増加量ガードの許可を意味する「０」にセットし、現在の放電量（Ａｈ）が所定範囲外と判定されれば、ステップ２０６に進み、有害成分増加量ガード禁止フラグを有害成分増加量ガードの禁止を意味する「１」にセットする。これにより、現在の放電量（Ａｈ）が所定範囲外となったときに、有害成分増加量ガードが禁止される。その他の処理は、図７の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンと同じである。
【実施例３】
【００４２】
図９の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンでは、バッテリ１２の残充電量を絶対量（Ａｈ）で判定するようにしている。
図９の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンでは、ステップ２０１、２０２の処理により消費電力が所定値未満と判定されれば、ステップ２０３ｂに進み、現在のバッテリ１２の残充電量を次式により算出する。
残充電量（Ａｈ）＝満充電量（Ａｈ）×ＳＯＣ／１００
【００４３】
この後、ステップ２０４ｂに進み、現在の残充電量（Ａｈ）が所定範囲内であるか否かを判定する。その結果、現在の残充電量（Ａｈ）が所定範囲内と判定されれば、現在のバッテリ１２の残充電量に余裕があると判断して、ステップ２０５に進み、有害成分増加量ガード禁止フラグを有害成分増加量ガードの許可を意味する「０」にセットし、現在の残充電量（Ａｈ）が所定範囲外と判定されれば、ステップ２０６に進み、有害成分増加量ガード禁止フラグを有害成分増加量ガードの禁止を意味する「１」にセットする。これにより、現在の残充電量（Ａｈ）が所定範囲外となったときに、有害成分増加量ガードが禁止される。その他の処理は、図７の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンと同じである。
【実施例４】
【００４４】
上記実施例１〜３では、単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭとバッテリ１２の残充電量とを考慮して発電機１６の発電量を制御するようにしたが、この他に、単位発電量当たりの燃料消費量増加分も考慮して発電機１６の発電量を制御するようにしても良い。
【００４５】
図１０は、単位時間当たりの燃料消費量である燃料消費率とエンジン運転条件との関係を示す図である。図１０に示すように、燃料消費率は、エンジン回転速度とエンジントルクによって変化する。燃料消費率は、エンジントルクに応じて曲線的に変化するため、エンジン回転速度が一定の場合は、エンジントルクの増加量に対して、燃料消費率の増加量が大きい条件と小さい条件がある。例えば、発電機１６で一定量の発電を実施した場合、発電によりエンジントルクに発電機１６によるトルクが付加され、エンジンの動作点が変化するため、燃料消費率は、発電量により変化する。
【００４６】
そこで、本発明の実施例４では、単位発電量当たりの燃料消費率増加分（以下「電費」という）ＣＦＣを下記式で算出し、この電費ＣＦＣと単位発電量当たりの有害成分排出量増加分ＣＥＭがそれぞれ所定値以下となるように発電量を制御するようにしている。
ＣＦＣ(g/skW) ＝（発電時燃料消費率−非発電時燃料消費率）／発電量
ここで、発電時燃料消費率は、エンジン運転中に発電機１６の発電を実行した場合の燃料消費率であり、非発電時燃料消費率は、発電機１６の発電を停止した場合の燃料消費率である。
【００４７】
以上説明した本実施例４の発電制御は、制御装置１１によって図１１の発電制御ルーチンによって次のように実行される。本ルーチンは、エンジン運転中に所定周期（例えば８ｍｓ周期）で実行され、特許請求の範囲でいう発電制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、前記図３の発電制御ルーチンのステップ１０１〜１１０と同様の方法で、発電トルク増減量下限ガード、発電トルク増減量上限ガード、発電時エンジントルク、非発電時エンジントルクを算出する。
【００４８】
この後、ステップ１１１ａに進み、現在のエンジン回転速度と非発電時トルクに応じた非発電時燃料消費率(g/s) を図１０と同様の燃料消費率算出マップにより算出する。この非発電時燃料消費率は、発電機１６の発電を停止した場合の燃料消費率に相当する。尚、燃料消費率の算出マップは、定常運転条件における燃料消費率を予め計測して設定しておけば良い。
【００４９】
この後、ステップ１１２ａに進み、現在のエンジン回転速度と発電時トルクに応じた発電時燃料消費率(g/s) を図１０と同様の燃料消費率算出マップにより算出する。この発電時燃料消費率は、発電機１６の発電を実行した場合の燃料消費率に相当する。
【００５０】
この後、ステップ１１３ａに進み、発電時燃料消費率(g/s) と非発電時燃料消費率(g/s) との差分を現在の発電量(kW)で割り算して、単位発電量当たりの燃料消費率である電費ＣＦＣ(g/skW) を求める。
ＣＦＣ(g/kWs) ＝（発電時燃料消費率−非発電時燃料消費率）／発電量
以上説明したステップ１１１ａ〜１１３ａの処理は、特許請求の範囲でいう燃料消費量予測手段としての役割を果たす。
【００５１】
この後、ステップ１１４ａに進み、電費ＣＦＣを所定値と比較して、電費ＣＦＣが所定値以下であれば、電費ＣＦＣが少ない領域と判断して、ステップ１１５に進み、現在の発電トルクに発電トルク増減量上限ガードを加算して目標発電トルクを求める。
目標発電トルク＝現在発電トルク＋発電トルク増減量上限ガード
【００５２】
これに対して、上記ステップ１１４ａで、電費ＣＦＣが所定値よりも大きいと判定されれば、ステップ１１６に進み、現在の発電トルクに発電トルク増減量下限ガードを加算して目標発電トルクを求める。
目標発電トルク＝現在発電トルク＋発電トルク増減量上限ガード
【００５３】
以上のようにして、上記ステップ１１５又は１１６で目標発電トルクを算出した後、ステップ１１７に進み、目標発電トルクを発電指示値に変換して出力し、発電機１６の界磁コイルに発電指示値に応じた制御電流を流して発電させる。
【００５４】
以上説明した本実施例４では、運転条件毎に定められた有害成分増加量から発電トルクの増減が許容される発電トルク増減量の下限ガードと上限ガードを設定し、電費ＣＦＣが所定値以下であれば、発電トルク増減量上限ガードにて発電して発電量を増加させ、電費ＣＦＣが所定値を超えれば、発電トルク増減量下限ガードにて発電して電費ＣＦＣを減少させるようにしたので、発電による有害成分排出量を低減しながら、燃料消費量も低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施例１のシステム構成を説明するブロック図である。
【図２】ＮＯｘの排出量とエンジン運転条件との関係を示す図である。
【図３】実施例１の発電制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである（その１）。
【図４】実施例１の発電制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである（その２）。
【図５】２種類の運転条件１，２の場合について、それぞれ、現在の発電量から発電量（発電トルク）が変化した場合の有害成分増加量の一例を示す図である。
【図６】運転条件毎に定められた有害成分増加量から発電トルクの増減が許容される発電トルク増減量の下限ガードＭｉｎと上限ガードＭａｘを設定する方法を説明する図である。
【図７】実施例１の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例２の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例３の有害成分増加量ガード禁止フラグ判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】燃料消費率とエンジン運転条件との関係を示す図である。
【図１１】実施例４の発電制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１１…制御装置（排出ガス予測手段，発電制御手段，燃料消費量予測手段，残充電量判定手段，消費電力判定手段）、１２…バッテリ、１３…キースイッチ、１６…発電機、１７…電流センサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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