(57)【要約】【課題】エンジンの始動性を向上させることができる車両用発電制御装置を提供すること。【解決手段】車両用発電制御装置１は、界磁巻線２２に流れる電流を断続するＭＯＳＦＥＴ１１と、発電開始前に界磁巻線２２に初期励磁電流を供給するとともに、発電開始後に界磁巻線２２に供給する励磁電流を増減して出力電圧を所定値に維持する電圧制御回路１８と、固定子巻線２１の相電圧に基づいて車両用発電機２の回転数を検出する回転数検出回路１５と、検出された回転数の最小値が、エンジンの脈動周期以上の期間、所定回転数Ｎ１以上になったときに初期励磁状態を解除して発電を開始させる発電開始・停止回路１６とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用発電機の界磁巻線に接続され、前記界磁巻線に流れる電流を断続するスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を制御することにより、発電開始前に前記界磁巻線に初期励磁電流を供給するとともに、発電開始後に前記界磁巻線に供給する励磁電流を増減して前記車両用発電機の出力電圧を所定値に維持する電圧制御手段と、
前記車両用発電機の固定子巻線のいずれかの相巻線に誘起する相電圧に基づいて前記車両用発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記回転数検出手段によって検出された回転数の最小値が、エンジンの脈動周期以上の期間、所定回転数Ｎ１以上になったときに、前記電圧制御手段に対して指示を送ってそれまでの初期励磁状態を解除して発電を開始させる発電開始判定手段と、
を備えることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記回転数検出手段は、前記相電圧の１周期の時間に基づいて前記車両用発電機の回転数を検出しており、
エンジンの脈動周期以上の所定時間、前記回転数検出手段によって検出した回転数が前記所定回転数Ｎ１以上になったときに発電が開始されることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記発電開始判定手段は、前記所定時間を、周囲温度が所定温度よりも高いときに短く、低いときに長く設定することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記発電開始判定手段は、前記所定時間を、前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記所定回転数Ｎ１よりも高い回転数Ｎ２以上に達したときに、それまでの値よりも短い値に変更することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記回転数検出手段は、前記相電圧の１周期の時間に基づいて前記車両用発電機の回転数を検出しており、
前記発電開始判定手段は、前記相電圧に基づいて検出された回転数が、前記相電圧の連続したｎ周期にわたって前記所定回転数Ｎ１以上である場合に発電開始を決定することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記発電開始判定手段は、発電開始を決定するまでの周期数ｎを、周囲温度が所定温度よりも高いときに少なく、低いときに多く設定することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記発電開始判定手段は、発電開始を決定するまでの周期数ｎを、前記回転数検出手段によって検出された回転数が前記所定回転数Ｎ１よりも高い回転数Ｎ２以上に達したときに、それまでの値よりも少ない値に変更することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかにおいて、
発電開始を決定するまでの周期数ｎは、エンジンのクランキング時の爆発間隔に対応する前記相電圧の周期数よりも大きい値に設定されていることを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項９】
請求項２〜８のいずれかにおいて、
前記発電開始判定手段は、前記所定回転数Ｎ１を、周囲温度が所定温度よりも高いときに低く、低いときに高く設定することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項１０】
請求項２〜９のいずれかにおいて、
前記発電開始判定手段は、前記相電圧に基づいて検出された回転数の平均値の増加率が所定値以上である場合に発電開始を決定することを特徴とする車両用発電制御装置。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれかにおいて、
前記発電開始判定手段は、前記相電圧の増加率が所定値以上である場合に発電開始を決定することを特徴とする車両用発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用発電機の発電制御を行う車両用発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転数を検出するために固定子巻線のいずれかの相に誘起する電圧と閾値とを比較してパルスを生成し、所定期間中のパルス数が所定数以上のときに発電を開始するようにした車両用交流発電機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７９１９８号公報（第３−５頁、図１−８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、低温始動時には、点火によるエンジンの回転脈動が大きく、実際の回転数（平均回転数）が低い場合であっても、特許文献１の車両用交流発電機では、脈動の高回転部分における所定期間中のパルス数が所定数以上になると発電を開始するおそれがある。一旦発電を開始すると、実際にはエンジン回転が低いにもかかわらず発電トルクが加わるため、エンジン回転が落ち込み、始動性が悪化するという問題があった。この始動性の悪化はエンストの原因にもなるため、改善が望まれる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、エンジンの始動性を向上させることができる車両用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】
上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電制御装置は、車両用発電機の界磁巻線に接続され、界磁巻線に流れる電流を断続するスイッチ手段と、スイッチ手段を制御することにより、発電開始前に界磁巻線に初期励磁電流を供給するとともに、発電開始後に界磁巻線に供給する励磁電流を増減して車両用発電機の出力電圧を所定値に維持する電圧制御手段と、車両用発電機の固定子巻線のいずれかの相巻線に誘起する相電圧に基づいて車両用発電機の回転数を検出する回転数検出手段と、回転数検出手段によって検出された回転数の最小値が、エンジンの脈動周期以上の期間、所定回転数Ｎ１以上になったときに、電圧制御手段に対して指示を送ってそれまでの初期励磁状態を解除して発電を開始させる発電開始判定手段とを備えている。
【０００７】
これにより、低温始動時等のエンジン脈動が大きい場合であっても、エンジン回転が確実に所定回転数以上になったときに発電を開始することができるため、発電開始に伴う発電トルクの増大によってエンジン回転が落ち込むことを防止することができ、エンジンの始動性を向上させることが可能となる。
【０００８】
また、上述した回転数検出手段は、相電圧の１周期の時間に基づいて車両用発電機の回転数を検出しており、エンジンの脈動周期以上の所定時間、回転数検出手段によって検出した回転数が所定回転数Ｎ１以上になったときに発電が開始されることが望ましい。相電圧の１周期の時間に基づいて回転数検出を行うことにより、回転数検出の遅延による発電開始判定の遅れを最小限にすることができ、車両用発電機から車載バッテリへ電力供給を迅速に行うことができる。
【０００９】
また、上述した発電開始判定手段は、所定時間を、周囲温度が所定温度よりも高いときに短く、低いときに長く設定することが望ましい。エンジン脈動は低温時に大きくなり、その周期も長くなるため、このような場合には発電開始判定に用いる所定時間を長く設定する必要がある。反対に、低温時以外の常温時においては、エンジン脈動が小さくなり、その周期も短くなるため、このような場合には発電開始判定に用いる所定時間を短く設定することができる。このように、周囲温度の高低に応じて発電開始判定に用いる所定時間を可変設定することにより、各温度において発電開始までの最適な時間を確保することができ、各温度状況におけるエンジンの始動性を向上させることができる。
【００１０】
また、上述した発電開始判定手段は、所定時間を、回転数検出手段によって検出された回転数が所定回転数Ｎ１よりも高い回転数Ｎ２以上に達したときに、それまでの値よりも短い値に変更することが望ましい。常温時には始動時のエンジン回転が低温時に比べて急に上昇する。したがって、発電開始前に回転数がＮ１よりも高いＮ２を超えた場合には、常温時におけるエンジン始動であると判定して発電開始判定に用いる所定時間を短くすることにより、常温時におけるエンジンの始動性を確保しつつ発電開始までの時間を短くすることができる。
【００１１】
また、上述した回転数検出手段は、相電圧の１周期の時間に基づいて車両用発電機の回転数を検出しており、発電開始判定手段は、相電圧に基づいて検出された回転数が、相電圧の連続したｎ周期にわたって所定回転数Ｎ１以上である場合に発電開始を決定することが望ましい。相電圧の各周期に基づいて検出した回転数をｎ周期にわたって観察することにより発電開始の判定を行っており、エンジンの始動性を向上させて車載バッテリへ電力供給を迅速に行う際の発電開始判定期間の計算が容易になる。
【００１２】
また、上述した発電開始判定手段は、発電開始を決定するまでの周期数ｎを、周囲温度が所定温度よりも高いときに少なく、低いときに多く設定することが望ましい。エンジン脈動は低温時に大きくなり、その周期も長くなるため、このような場合には発電開始判定に用いる相電圧の周期数ｎを多く設定する必要がある。反対に、低温時以外の常温時においては、エンジン脈動が小さくなり、その周期も短くなるため、このような場合には発電開始判定に用いる相電圧の周期数ｎを少なく設定することができる。このように、周囲温度の高低に応じて発電開始判定に用いる相電圧の周期数ｎを可変設定することにより、各温度において発電開始までの最適な時間を確保することができ、各温度状況におけるエンジンの始動性を向上させることができる。
【００１３】
また、上述した発電開始判定手段は、発電開始を決定するまでの周期数ｎを、回転数検出手段によって検出された回転数が所定回転数Ｎ１よりも高い回転数Ｎ２以上に達したときに、それまでの値よりも少ない値に変更することが望ましい。常温時には始動時のエンジン回転が低温時に比べて急に上昇する。したがって、発電開始前に回転数がＮ１よりも高いＮ２を超えた場合には、常温時におけるエンジン始動であると判定して発電開始判定に用いる相電圧の周期数ｎを少なくすることにより、発電開始までの時間を短くして、常温時におけるエンジンの始動性を向上させることができる。
【００１４】
また、発電開始を決定するまでの周期数ｎは、エンジンのクランキング時の爆発間隔に対応する相電圧の周期数よりも大きい値に設定されていることが望ましい。これにより、エンジン始動時の脈動周期よりも長い周期数ｎを確実に設定することが可能となる。
【００１５】
また、上述した発電開始判定手段は、所定回転数Ｎ１を、周囲温度が所定温度よりも高いときに低く、低いときに高く設定することが望ましい。これにより、始動時にエンジン脈動が少なく安定した回転が得られる常温時において発電開始を決定するまでの時間を短くすることができ、常温時におけるエンジンの始動性を向上させることができる。一方、低温時には十分にエンジン回転が安定するまで発電を開始しないようにすることができ、低温時における確実なエンジンの始動性を確保することが可能となる。
【００１６】
また、上述した発電開始判定手段は、相電圧に基づいて検出された回転数の平均値の増加率が所定値以上である場合に発電開始を決定することが望ましい。常温時にはエンジン回転が速やかに立ち上がるため、回転数の平均値が急激に上昇したときに発電開始を決定することにより、常温時におけるエンジンの始動性を確保しつつ常温時の発電開始を速めることができる。
【００１７】
また、上述した発電開始判定手段は、相電圧の増加率が所定値以上である場合に発電開始を決定することが望ましい。常温時にはエンジン回転が速やかに立ち上がって車両用発電機の出力電圧、すなわち固定子巻線の相電圧が急激に上昇するため、相電圧の増加率が大きい場合に発電開始を決定することにより、常温時におけるエンジンの始動性を確保しつつ常温時の発電開始を速めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図である。
【図２】エンジン始動時に行われる発電開始判定の基本動作を示す流れ図である。
【図３】図２に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図である。
【図４】エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図である。
【図５】図４に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図である。
【図６】エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図である。
【図７】図６に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図である。
【図８】エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図である。
【図９】エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図である。
【図１０】図９に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図である。
【図１１】エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図である。
【図１２】図１１に示す動作手順に対応する動作タイミングを示すである。
【図１３】エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図である。
【図１４】図１３に示す動作手順に対応する動作タイミングを示すである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両用発電制御装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両用発電制御装置の構成を示す図であり、あわせてこの車両用発電制御装置と車両用発電機やバッテリとの接続状態が示されている。
【００２０】
図１において、車両用発電制御装置１は、車両用発電機２の出力電圧ＶＢを調整電圧Ｖreg に維持する制御を行う。車両用発電機２は、固定子に含まれる３相の固定子巻線２１と、回転子に設けられて界磁極を磁化する界磁巻線２２と、固定子巻線２１の３相出力を全波整流する全波整流回路２３とを含んで構成されている。この車両用発電機２の出力電圧ＶＢの制御は、界磁巻線２２に通電する界磁電流を増減して調整することにより行われる。車両用発電機２の出力端子（Ｂ端子）はバッテリ３やその他の電気負荷（図示せず）に接続されており、車両用発電機２からこれらに対して電力が供給される。なお、図１では、車両用発電制御装置１と車両用発電機２とを並列に配置したが、実際には車両用発電機２に車両用発電制御装置１が内蔵されている。
【００２１】
次に、車両用発電制御装置１の詳細構成について説明する。図１に示すように、車両用発電制御装置１は、ＭＯＳＦＥＴ１１、還流ダイオード１２、電圧検出抵抗１３、電圧比較器１４、１７、回転数検出回路１５、発電開始・停止回路１６、電圧制御回路１８、電源回路１９、温度計測部３０を備えている。
【００２２】
ＭＯＳＦＥＴ１１は、界磁巻線２２に直列に接続されており、界磁巻線２２への励磁電流の供給を断続する。還流ダイオード１２は、界磁巻線２２に並列に接続されており、ＭＯＳＦＥＴ１１がオフ状態のときに、界磁巻線２２に流れる電流を還流させる。
【００２３】
電圧検出抵抗１３は、固定子巻線２１のいずれかの相巻線（例えばＹ相）に接続されており、この相巻線の出力端に現れる電圧（相電圧）を検出するために用いられる。電圧比較器１４は、電圧検出用抵抗１３を用いて検出される相電圧と、所定の基準電圧Ｖref とを比較し、相電圧の方が高いときにハイレベルの信号を出力する。相電圧は、車両用発電機２の回転に同期して正極性と負極性が交互に現れるため、相電圧のピーク値が基準電圧Ｖref を超えるようになると、電圧比較器１３から出力される信号のハイレベル（あるいはローレベル）に変化する周期は相電圧の周期と同じになる。なお、電圧検出抵抗１３を２つ以上の抵抗からなる分圧回路に置き換えて、分圧電圧を電圧比較器１４に入力するようにしてもよい。あるいは、電圧比較器１４に相電圧を取り込むために電圧検出抵抗１３が不要の場合には、電圧検出抵抗１３を省略するようにしてもよい。
【００２４】
回転数検出回路１５は、電圧比較器１４の出力信号に基づいて車両用発電機２の回転数を検出する。具体的には、電圧比較器１４の出力信号に基づいて相電圧の各周期の時間が判定され、この時間に基づいて回転数が算出される。なお、車両用発電機２の回転数とエンジン回転数とは比例対応しているため、車両用発電機２の回転数検出やこの検出した回転数に基づいて行われる各種の処理については、エンジン回転数の検出やエンジン回転数に基づいて各種の処理を行うことと同じであるといえる。
【００２５】
発電開始・停止判定回路１６は、回転数検出回路１５によって検出された回転数の最小値が、エンジン（図示せず）の脈動周期以上の間、所定回転数Ｎ１以上になったときに、電圧制御回路１８に対して指示を送ってそれまでの初期励磁状態を解除して発電を開始させる。また、発電開始・停止判定回路１６は、発電開始後に、回転数検出回路１５によって検出された回転数が回転数Ｎ１よりも低い回転数Ｎ３を下回ったときに、電圧制御回路１８に対して指示を送ってそれまで行っていた発電制御を停止して初期励磁状態に移行させる。
【００２６】
電圧比較器１７は、車両用発電機２の出力電圧ＶＢと調整電圧Ｖreg とを比較し、出力電圧ＶＢの方が高いときにローレベルの信号を出力し、出力電圧ＶＢの方が低いときにハイレベルの信号を出力する。なお、実際には出力電圧ＶＢを分圧回路に通すことで分圧した電圧を電圧比較器１７に入力している。
【００２７】
電圧制御回路１８は、ＭＯＳＦＥＴ１１を制御することにより、発電開始前あるいは発電停止後に、界磁巻線２２に初期励磁電流を供給する（この状態を「初期励磁状態」と称する）とともに、発電開始後に、界磁巻線２２に供給する励磁電流を増減して車両用発電機の出力電圧を調整電圧Ｖreg に維持する制御を行う。例えば、発電開始後に、電圧比較器１７の出力信号がハイレベルになると、全励磁状態（ＭＯＳＦＥＴ１１のオンデューティが１００％あるいは１００％未満となるように設定された上限値となる状態）に、あるいは、全励磁状態に向けてＭＯＳＦＥＴ１１のオンデューティを徐々に増加させるように制御される。
【００２８】
電源回路１９は、イグニッションキー４がオンされたときに、車両用発電制御装置１の各部に供給する動作電圧を発生する。以後、電源回路１９から各部に対して動作電力の供給が行われる。
【００２９】
温度計測部３０は、エンジンの周囲温度を計測する。なお、実際にはエンジンの周囲温度が所定温度（常温と低温の境目として設定された温度）ＴＥ１よりも高いか低いかがわければよいため、この周囲温度と相関のある他の部位の温度（例えば、車両用発電制御装置１の内部あるいはその近傍に温度センサを設置し、その設置場所の温度）を測定してエンジンの周囲温度としてもよい。
【００３０】
上述したＭＯＳＦＥＴ１１がスイッチ手段に、電圧制御回路１８が電圧制御手段に、電圧検出抵抗１３、電圧比較器１４、回転数検出回路１５が回転数検出手段に、発電開始・停止回路１６が発電開始判定手段にそれぞれ対応する。
【００３１】
本実施形態の車両用発電制御装置１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図２は、エンジン始動時に行われる発電開始判定の基本動作を示す流れ図である。
【００３２】
エンジンが始動されると（ステップ１００）、回転数検出回路１５は、電圧比較器１４の出力信号の各周期（相電圧の各周期）に基づいて車両用発電機２の回転数を検出する（ステップ１０２）。次に、発電開始・停止回路１６は、回転数検出回路１５によって検出された回転数の最小値が、エンジンの脈動周期以上の所定期間Ｔにおいて所定回転数Ｎ１以上であるか否かを判定する（ステップ１０４）。所定期間Ｔにおいて検出された回転数の最小値がＮ１よりも低い場合には否定判断が行われ、初期励磁状態が維持される（ステップ１０６）。
【００３３】
一方、検出された回転数の最小値が所定期間ＴにわたってＮ１以上である場合にはステップ１０４の判定において肯定判断が行われる。この場合には、発電開始・停止回路１６は、発電開始の決定を行い、電圧制御回路１８に対して初期励磁状態を解除して発電を開始させる指示を行う（ステップ１０８）。これにより、電圧制御回路１８の発電制御によって、車両用発電機２の出力電圧ＶＢが調整電圧Ｖreg に維持される。
【００３４】
図３は、図２に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図である。図３において、縦軸は車両用発電機２（またはエンジン）の回転数を、横軸は時間経過を示している。図３に示すように、所定期間Ｔの回転数の最小値がＮ１以上になった時点で発電開始・停止回路１６による発電開始の決定がなされ、電圧制御回路１８による発電制御が開始される。
【００３５】
このように、低温始動時等のエンジン脈動が大きい場合であっても、エンジン回転が確実に所定回転数Ｎ１以上になったときに発電を開始することができるため、発電開始に伴う発電トルクの増大によってエンジン回転が落ち込むことを防止することができ、エンジンの始動性を向上させることが可能となる。特に、相電圧の１周期の時間に基づいて回転数検出を行うことにより、回転数検出の遅延による発電開始判定の遅れを最小限にすることができ、車両用発電機２からバッテリ３へ電力供給を迅速に行うことができる。
【００３６】
図４は、エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図であり、周囲温度に応じて発電開始判定に用いる所定時間Ｔを可変設定する変形例の動作手順が示されている。図４に示す流れ図は、図２に示した流れ図に対してステップ１００の前にステップ２００〜２０６を追加したものであり、以下では、追加されたステップ２００〜２０６の各動作について説明を行うものとする。
【００３７】
電源回路１９によって動作電圧が生成されて車両用発電制御装置１の各部が動作を開始すると、温度計測部３０は周囲温度を計測し（ステップ２００）、発電開始・停止回路１６は、計測された周囲温度が所定温度ＴＥ１よりも高いか否かを判定する（ステップ２０２）。周囲温度の方が低い場合（低温時）には否定判断が行われ、発電開始・停止回路１６は、エンジン脈動周期以上の所定期間ＴとしてＴ１を設定する（ステップ２０４）。例えば、このＴ１は、図２のステップ１０４の判定において用いられた所定期間Ｔと同じ値が用いられる。
【００３８】
一方、周囲温度が高い場合（常温時）にはステップ２０２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、発電開始・停止回路１６は、エンジン脈動周期以上の所定期間Ｔとして上述したＴ１よりも短いＴ２を設定する（ステップ２０６）。ステップ２０４あるいはステップ２０６において所定期間Ｔの設定が終了した後、ステップ１００以降の動作が行われる。なお、上述した説明では、ステップ１００の前にステップ２００〜２０６の動作を行うようにしたが、これらの前後を入れ替えたり、並行して行うようにしてもよい。
【００３９】
図５は、図４に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図であり、周囲温度がＴＥ１以上の場合の状態が示されている。図４に示すように、周囲温度がＴＥ１以上の常温の場合には、エンジン脈動周期以上の所定時間Ｔとして、低温時の値Ｔ１よりも小さい値Ｔ２が設定される。
【００４０】
エンジン脈動は低温時に大きくなり、その周期も長くなるため、このような場合には発電開始判定に用いる所定時間Ｔを長く設定する必要がある。反対に、低温時以外の常温時においては、エンジン脈動が小さくなり、その周期も短くなるため、このような場合には発電開始判定に用いる所定時間Ｔを短く設定することができる。このように、周囲温度の高低に応じて発電開始判定に用いる所定時間Ｔを可変設定することにより、各温度において発電開始までの最適な時間を確保することができ、各温度状況におけるエンジンの始動性を向上させることができる。
【００４１】
図６は、エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図であり、回転数上昇が急なときに発電開始判定に用いる所定時間Ｔを可変設定する変形例の動作手順が示されている。図６に示す流れ図は、図２に示した流れ図に対してステップ１０２とステップ１０４の間にステップ３００〜３０４を追加したものであり、以下では、追加されたステップ３００〜３０４の各動作について説明を行うものとする。
【００４２】
回転数検出回路１５によって車両用発電機２の回転数検出（ステップ１０２）が行われた後、発電開始・停止回路１６は、この検出された回転数がその最小値との比較判定に用いられるＮ１よりも高いＮ２を超えたか否かを判定する（ステップ３００）。超えていない場合には否定判断が行われ、発電開始・停止回路１６は、エンジン脈動周期以上の所定期間ＴとしてＴ１を設定する（ステップ３０２）。例えば、このＴ１は、図２のステップ１０４の判定において用いられた所定期間Ｔと同じ値が用いられる。
【００４３】
一方、回転数がＮ２を超えている場合にはステップ３００の判定において肯定判断が行われる。この場合には、発電開始・停止回路１６は、エンジン脈動周期以上の所定期間Ｔとして上述したＴ１よりも短いＴ２を設定する（ステップ３０４）。ステップ３０２あるいはステップ３０４において所定期間Ｔの設定が終了した後、ステップ１０４以降の動作が行われる。
【００４４】
図７は、図６に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図である。常温時には、低温時に比べてエンジン回転が速やかに上昇する。このような場合に、発電開始前に車両用発電機２の回転数がＮ１を超えてＮ２に到達するため、図６に示すように、回転数がＮ２に達したときに、発電開始判定に用いる所定時間を低温時の値Ｔ１から常温時の値Ｔ２（＜Ｔ１）に切り替えられる。
【００４５】
このように、発電開始前に回転数がＮ１よりも高いＮ２を超えた場合には、常温時におけるエンジン始動であると判定して発電開始判定に用いる所定時間Ｔを短くすることにより、常温時におけるエンジンの始動性を確保しつつ発電開始までの時間を短くすることができる。
【００４６】
図８は、エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図であり、発電開始判定に用いる所定時間Ｔとして相電圧の周期数ｎを用いた変形例の動作手順が示されている。
【００４７】
エンジンが始動されると（ステップ４００）、発電開始・停止回路１６は相電圧の周期数のカウント値ｊに初期状態の０をセットする（ステップ４０２）。次に、回転数検出回路１５は、電圧比較器１４の出力信号の１周期（相電圧の１周期）に基づいて車両用発電機２の回転数を検出する（ステップ４０４）。発電開始・停止回路１６は、回転数検出回路１５によって検出された回転数が所定回転数Ｎ１以上であるか否かを判定する（ステップ４０６）。検出された回転数がＮ１以下の場合には否定判断が行われ、初期励磁状態が維持されるとともに（ステップ４０８）、ステップ４０２に戻って処理が繰り返される。
【００４８】
一方、検出された回転数が所定回転数Ｎ１よりも高い場合にはステップ４０６の判定において肯定判断が行われる。この場合には、発電開始・停止回路１６は、カウント値ｊを１増加させる（ステップ４１０）。また、発電開始・停止回路１６は、エンジンの脈動周期以上の所定期間Ｔに相当する相電圧の周期数ｎとカウント値ｊとを比較し、ｊ＞ｎを満たすか否かを判定する（ステップ４１２）。具体的には、この周期数ｎは、エンジンのクランキング時の爆発間隔に対応する相電圧の周期数よりも大きい値に設定されている。カウント値ｊがｎ以下の場合には否定判断が行われ、初期励磁状態が維持されるとともに（ステップ４１４）、ステップ４０４に戻って処理が繰り返される。
【００４９】
また、カウント値ｊがｎよりも大きい場合にはステップ４１２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、発電開始・停止回路１６は、発電開始の決定を行い、電圧制御回路１８に対して初期励磁状態を解除して発電を開始させる指示を行う（ステップ４１６）。これにより、電圧制御回路１８の発電制御によって、車両用発電機２の出力電圧ＶＢが調整電圧Ｖreg に維持される。
【００５０】
このように、図８に示した例では、相電圧の各周期に基づいて検出した回転数をｎ周期にわたって観察することにより発電開始の判定を行っており、エンジンの始動性を向上させてバッテリ３へ電力供給を迅速に行う際の発電開始判定期間の計算が容易になる。また、回転数がＮ１以上になった時点からカウント値ｊの更新が開始されるため、発電開始に移行するまでの時間を短くすることができる。
【００５１】
なお、周囲温度に応じて発電開始判定に用いる所定時間Ｔを可変設定する変形例について図４を用いて説明したが、この変形例は上述した図８の動作手順と組み合わせることができる。すなわち、図８のステップ４００の前に図４のステップ２００〜２０６を追加することができる。この場合に、ステップ２０４では低温時の周期数ｎ１の設定を行い、ステップ２０６では常温時の周期数ｎ２（＜ｎ１）の設定を行えばよい。これにより、常温の場合には、エンジン脈動周期以上の所定時間Ｔに相当する周期数ｎとして、低温時の値ｎ１よりも小さい値ｎ２が設定される。このように、周囲温度の高低に応じて発電開始判定に用いる周期数ｎを可変設定することにより、各温度において発電開始までの最適な時間を確保することができ、各温度状況におけるエンジンの始動性を向上させることができる。
【００５２】
同様に、回転数上昇が急なときに発電開始判定に用いる所定時間Ｔを可変設定する変形例について図６を用いて説明したが、この変形例は上述した図８の動作手順と組み合わせることができる。すなわち、図８のステップ４０４とステップ４０６の間に図６のステップ３００〜３０４を追加することができる。この場合に、ステップ３０２では回転数がＮ２を超えない場合の周期数ｎ１の設定を行い、ステップ３０４では回転数がＮ２を超えた場合の周期数ｎ２の設定を行えばよい。これにより、常温時に回転数が急に上昇して回転数がＮ２に達したときに、発電開始判定に用いる周期数ｎを低温時の値ｎ１から常温時の値ｎ２（＜ｎ１）に切り替えられる。このように、発電開始前に回転数がＮ１よりも高いＮ２を超えた場合には、常温時におけるエンジン始動であると判定して発電開始判定に用いる周期数ｎを短くすることにより、常温時におけるエンジンの始動性を確保しつつ発電開始までの時間を短くすることができる。
【００５３】
図９は、エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図であり、周囲温度に応じて回転数の最小値と比較される回転数Ｎ１を可変設定する変形例の動作手順が示されている。図９に示す流れ図は、図２に示した流れ図に対してステップ１００の前にステップ５００〜５０６を追加したものであり、以下では、追加されたステップ５００〜５０６の各動作について説明を行うものとする。
【００５４】
電源回路１９によって動作電圧が生成されて車両用発電制御装置１の各部が動作を開始すると、温度計測部３０は周囲温度を計測し（ステップ５００）、発電開始・停止回路１６は、計測された周囲温度が所定温度ＴＥ２よりも高いか否かを判定する（ステップ５０２）。周囲温度の方が低い場合（低温時）には否定判断が行われ、発電開始・停止回路１６は、低温時を想定した回転数Ｎ１を設定する（ステップ５０４）。例えば、このＮ１は、図２のステップ１０４の判定において用いられた回転数Ｎ１と同じ値が用いられる。
【００５５】
一方、周囲温度が高い場合（常温時）にはステップ５０２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、発電開始・停止回路１６は、上記の回転数Ｎ１よりも小さい値を有する回転数Ｎ１’を設定する（ステップ５０６）。ステップ５０４あるいはステップ５０６において回転数Ｎ１（あるいはＮ１’）の設定が終了した後、ステップ１００以降の動作が行われる。そして、ステップ１０４の判定ではこのようにして設定された回転数Ｎ１（あるいはＮ１’）が用いられる。
【００５６】
なお、上述した説明では、ステップ１００の前にステップ５００〜５０６の動作を行うようにしたが、これらの前後を入れ替えたり、並行して行うようにしてもよい。また、ステップ５０２の判定で用いられる所定温度ＴＥ２は、図４のステップ２０２の判定で用いられる所定温度ＴＥ１と同じ値が用いられるが、これらの値を異ならせるようにしてもよい。また、図９に示したステップ５００〜５０６は、図４、図６、図８に示した動作手順と組み合わせるようにしてもよい。
【００５７】
図１０は、図９に示す動作手順に対応する動作タイミングを示す図であり、周囲温度がＴＥ２以上の場合の状態が示されている。図１０に示すように、周囲温度がＴＥ２以上の常温の場合には、発電開始判定の基準となる回転数がＮ１よりも低いＮ１’に変更される。
【００５８】
これにより、始動時にエンジン脈動が少なく安定した回転が得られる常温時において発電開始を決定するまでの時間を短くすることができ、常温時におけるエンジンの始動性を向上させることができる。一方、低温時には十分にエンジン回転が安定するまで発電を開始しないようにすることができ、低温時における確実なエンジンの始動性を確保することが可能となる。
【００５９】
図１１は、エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図であり、検出した回転数の平均値の増加率が所定値Ａより大きいときに直ちに発電を開始する変形例の動作手順が示されている。図１１に示す流れ図は、図２に示した流れ図に対してステップ１０２とステップ１０４の間にステップ６００、６０２を追加したものであり、以下では、追加されたステップ６００、６０２の各動作について説明を行うものとする。
【００６０】
回転数検出回路１５によって車両用発電機２の回転数検出（ステップ１０２）が行われた後、発電開始・停止回路１６は、この検出された回転数の平均値を、エンジンの脈動周期以上の所定期間Ｔ３毎に計算する（ステップ６００）。この期間Ｔ３は、ステップ１０４の判定で用いられる所定期間Ｔと同じ値に設定されているが、異なる値に設定してもよい。また、期間Ｔ３毎の平均値計算のタイミングでない場合にはこのステップ６００の動作はスキップされる。
【００６１】
次に、発電開始・停止回路１６は、計算された回転数の平均値の増加率が所定値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップ６０２）。この増加率が所定値Ａよりも小さい場合には否定判断が行われ、ステップ１０４の判定動作が行われる。一方、この増加率が所定値Ａ以上の場合にはステップ６０２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、ステップ１０８に移行し、直ちに発電開始・停止回路１６から電圧制御回路１８に対して初期励磁状態を解除して発電を開始させる指示が行われる。
【００６２】
図１２は、図１１に示す動作手順に対応する動作タイミングを示すである。図１１において、ａは常温時の車両用発電機２あるいはエンジンの回転数変化を、ｂは低温時の車両用発電機２あるいはエンジンの回転数変化を、ｃは常温時における車両用発電機２あるいはエンジンの回転数平均値の推移をそれぞれ示している。図１２に示すように、エンジン回転が速やかに上昇する常温時においては、回転数の平均値の増加率がエンジン始動時に大きくなって所定値Ａを超えるが、この時点で発電を開始することにより、回転数の最小値がＮ１を超えた後に期間Ｔ経過を待つよりも早く発電を開始することができる。これにより、常温時におけるエンジンの始動性を確保しつつ常温時の発電開始を速めることができる。なお、図１１に示したステップ６００、６０２は、図４、図６、図８、図９に示した動作手順と組み合わせるようにしてもよい。
【００６３】
図１３は、エンジン始動時に行われる発電開始判定の他の変形例を示す流れ図であり、相電圧の増加率が所定値Ｂ以上のときに直ちに発電を開始する変形例の動作手順が示されている。図１３に示す流れ図は、図２に示した流れ図に対してステップ１０２とステップ１０４の間にステップ７００、７０２を追加したものであり、以下では、追加されたステップ７００、７０２の各動作について説明を行うものとする。
【００６４】
回転数検出回路１５によって車両用発電機２の回転数検出（ステップ１０２）が行われた後、発電開始・停止回路１６は、相電圧Ｖｐの増加率を、エンジンの脈動周期以上の所定期間Ｔ４毎に計算する（ステップ７００）。この期間Ｔ４は、ステップ１０４の判定で用いられる所定期間Ｔと同じ値に設定されているが、異なる値に設定してもよい。また、期間Ｔ４毎の増加率計算のタイミングでない場合にはこのステップ７００の動作はスキップされる。また、相電圧Ｖｐの増加率の計算の仕方としては、例えば、相電圧Ｖｐのピーク値（振幅）を期間Ｔ４について平均した値とこの平均値の増加率を期間Ｔ４毎に計算する場合や、期間Ｔ４毎に相電圧Ｖｐのピーク値（振幅）の増加率を単純に計算する場合などが考えられる。
【００６５】
次に、発電開始・停止回路１６は、計算された相電圧Ｖｐの増加率が所定値Ｂ以上であるか否かを判定する（ステップ７０２）。この増加率が所定値Ｂより小さい場合には否定判断が行われ、ステップ１０４の判定動作が行われる。一方、この増加率が所定値Ｂ以上の場合にはステップ７０２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、ステップ１０８に移行し、直ちに発電開始・停止回路１６から電圧制御回路１８に対して初期励磁状態を解除して発電を開始させる指示が行われる。
【００６６】
図１４は、図１３に示す動作手順に対応する動作タイミングを示すである。図１１において、ａは常温時の車両用発電機２あるいはエンジンの回転数変化を、ｂは低温時の車両用発電機２あるいはエンジンの回転数変化を、Ｖｐは常温時における相電圧の平均値の推移をそれぞれ示している。図１４に示すように、エンジン回転が速やかに上昇する常温時においては、相電圧Ｖｐの平均値の増加率がエンジン始動時に大きくなって所定値Ｂを超えるが、この時点で発電を開始することにより、回転数の最小値がＮ１を超えた後に期間Ｔ経過を待つよりも早く発電を開始することができる。これにより、常温時におけるエンジンの始動性を確保しつつ常温時の発電開始を速めることができる。なお、図１３に示したステップ７００、７０２は、図４、図６、図８、図９、図１１に示した動作手順と組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
上述したように、本発明によれば、低温始動時等のエンジン脈動が大きい場合であっても、エンジン回転が確実に所定回転数以上になったときに発電を開始することができるため、発電開始に伴う発電トルクの増大によってエンジン回転が落ち込むことを防止することができ、エンジンの始動性を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００６８】
１  車両用発電制御装置
２  車両用発電機
３  バッテリ
１１  ＭＯＳＦＥＴ
１２  還流ダイオード
１３  電圧検出抵抗
１４、１７  電圧比較器
１５  回転数検出回路
１６  発電開始・停止回路
１８  電圧制御回路
１９  電源回路
２１  固定子巻線
２２  界磁巻線
２３  全波整流回路
３０  温度計測部
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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