(57)【要約】【課題】エンジンのエンジン効率と発電機の発電効率との総合効率が良い状態で発電を行うことができ、発電に要する燃料消費を低減して燃費を向上させることができる車両の充電装置を提供すること。【解決手段】ＥＣＵ１０の発電制御部１５は、エンジン２のエンジン効率とオルタネータ３の発電効率との総合効率が第１総合効率閾値としての総合効率閾値ＣＨＧまたは総合効率閾値ＮＯ＿ＣＨＧ以上である場合はオルタネータ３に電力を発電させ、総合効率が第１総合効率閾値より小さな値の第２総合効率閾値としての総合効率閾値ＣＨＧ＿ＯＦＦ未満である場合はオルタネータ３に電力を発電させないように制御する。【選択図】図１
2016092890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンと機械的に接続された発電機と、
前記発電機で発電された電力を充電可能な蓄電装置と、を備えた車両に搭載され、
前記発電機による発電を制御する発電制御部を備える車両の発電制御装置において、
前記発電制御部は、
前記エンジンのエンジン効率と前記発電機の発電効率との総合効率が第１総合効率閾値以上である場合は前記発電機に電力を発電させ、前記総合効率が前記第１総合効率閾値より小さな値の第２総合効率閾値未満である場合は前記発電機に電力を発電させないように制御することを特徴とする車両の発電制御装置。
【請求項２】
前記発電制御部は、
前記発電機のトルクを算出する発電機トルク算出部と、
前記発電機の回転速度を取得する発電機回転速度取得部と、
前記発電機トルク算出部によって算出された前記発電機のトルクと、前記発電機回転速度取得部によって取得された前記発電機の回転速度とに基づいて前記発電機の発電効率を算出する発電効率算出部と、
前記エンジンのトルクを算出するエンジントルク算出部と、
前記エンジンの回転速度を取得するエンジン回転速度取得部と、
前記エンジントルク算出部によって算出された前記エンジンのトルクと、前記エンジン回転速度取得部によって取得された前記エンジンの回転速度とに基づいて、前記発電機が発電を行う場合の前記エンジンのエンジン効率を算出するエンジン効率算出部と、
前記発電効率算出部によって算出された前記発電効率と、前記エンジン効率算出部によって算出された前記エンジン効率とに基づいて、前記総合効率を算出する総合効率算出部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両の発電制御装置。
【請求項３】
前記蓄電装置の充電状態を算出する充電状態算出部を備え、
前記発電制御部は、
前記総合効率と、前記充電状態算出部によって算出された前記蓄電装置の充電状態とに基づいて、
前記発電機による発電と前記蓄電装置への充電とを実行する第１発電モードと、
前記発電機による発電と前記蓄電装置への充電とを実行しない第２発電モードと、
前記発電機による発電を実行し、前記蓄電装置への充電を実行しない第３発電モードと、から最適なモードを選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の発電制御装置。
【請求項４】
前記発電制御部は、
前記エンジンへの燃料カットの実施中は前記発電機に回生発電を実行させ、前記燃料カットの終了後に前記総合効率が前記第２総合効率閾値未満である場合は、前記第２発電モードを選択することを特徴とする請求項３に記載の車両の発電制御装置。
【請求項５】
前記発電制御部は、
前記充電状態算出部によって算出された前記充電状態が第１充電状態閾値以上である場合は前記発電機による発電を実行する頻度を少なくし、前記充電状態が前記第１充電状態閾値よりも小さな値の第２充電状態閾値未満である場合は前記発電機による発電を実行する頻度を多くするよう制御することを特徴とする請求項３または請求項４の何れかに記載の車両の発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の発電制御装置に関し、特に、エンジンと機械的に接続された発電機で電力を発電する車両の発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両は、エンジンの動力により発電機を駆動して電力を発電し、この電力をバッテリに蓄電または電気負荷に供給している。従来のこの種の車両の発電制御装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、エンジンが高回転高負荷状態のときに、エンジン効率と発電機の発電効率がともに高いと見なして発電機に発電を行わせることで、発電に要する燃料消費の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６８７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、エンジンが燃料を消費して運動エネルギーを発生するときのエンジン効率と、発電機が運動エネルギーを電気に変換するときの発電効率とは、互いに異なるものであり、エンジンのエンジン効率が高いときに発電機の発電効率が高いとは必ずしもいえない。このため、発電に要する燃料消費を低減するためには、エンジンのエンジン効率と発電機の発電効率との総合効率を考慮する必要がある。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の車両の発電制御装置は、エンジンが高回転高負荷状態のときに発電機の発電効率も高いものと見なしており、エンジンのエンジン効率とオルタネータの発電効率の総合効率を考慮していないため、発電に要する燃料消費を十分に低減することができず、燃費を向上させることができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、エンジンのエンジン効率と発電機の発電効率との総合効率が良い状態で発電を行うことができ、発電に要する燃料消費を低減して燃費を向上させることができる車両の発電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】
【０００８】
上記課題を解決する内燃機関の制御装置の発明の一態様は、エンジンと、前記エンジンと機械的に接続された発電機と、前記発電機で発電された電力を充電可能な蓄電装置と、を備えた車両に搭載され、前記発電機による発電を制御する発電制御部を備える車両の発電制御装置において、前記発電制御部は、前記エンジンのエンジン効率と前記発電機の発電効率との総合効率が第１総合効率閾値以上である場合は前記発電機に電力を発電させ、前記総合効率が前記第１総合効率閾値より小さな値の第２総合効率閾値未満である場合は前記発電機に電力を発電させないように制御するものからなる。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明によれば、エンジンのエンジン効率と発電機の発電効率との総合効率が第１総合効率閾値以上であるときに発電機が電力を発電するため、エンジンのエンジン効率と発電機の発電効率との総合効率が良い状態で発電を行うことができ、発電に要する燃料消費を低減して燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、発電制御装置を備える車両の構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、その発電制御部の内部構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、その電気負荷電流検出処理を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、バッテリ充電電流（推定値）算出処理を説明する図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのバッテリ充電電流（推定値）算出処理で参照される充電電流算出マップである。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率（推定値）算出処理の一部を説明する図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率（推定値）算出処理の一部を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率（推定値）算出処理で参照されるオルタネータ発電電流別の回転速度とトルクとの相関を表すマップである。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率（推定値）算出処理の一部を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率（推定値）算出処理で参照されるオルタネータ発電効率算出マップである。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのエンジン効率（推定値）算出処理の一部を説明する図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのエンジン効率（推定値）算出処理の一部を説明する図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのエンジン効率（推定値）算出処理で参照されるエンジン効率算出マップである。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、その総合効率（推定値）算出処理を説明する図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率算出処理の一部を説明する図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率算出処理で参照されるＦＲ−ｄｕｔｙ毎のオルタネータの回転速度とオルタネータトルクとの相関を表す図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのオルタネータ発電効率算出処理の一部を説明する図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、そのエンジン効率算出処理を説明する図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、その総合効率算出処理を説明する図である。
【図２０】図２０は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、発電効率算出処理、エンジン効率算出処理および総合効率算出処理を説明するフローチャートである。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態に係る車両の発電制御装置を示す図であり、充電発電モード、非充電発電モードおよび発電カットモードの間の遷移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１において、本発明の一実施形態に係る発電制御装置を搭載した車両１は、内燃機関型のエンジン２と、このエンジン２と機械的に接続された発電機としてのオルタネータ３と、オルタネータ３で発電された電力を充電可能な蓄電装置としてのバッテリ５と、発電制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０とを含んで構成されている。
【００１２】
エンジン２は、ピストンが気筒内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に点火を行う４サイクルのエンジンによって構成されている。
【００１３】
各気筒に収納されたピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。コネクティングロッドは、ピストンの往復動をクランクシャフトの回転運動に変換するようになっている。
【００１４】
したがって、エンジン２は、気筒内の燃焼室で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストンを往復動させ、コネクティングロッドを介してクランクシャフト２Ｂを回転させることにより、車両１を駆動させる駆動力を発生するようになっている。クランクシャフト２Ｂの回転は、クランクシャフト２Ｂの一端部側でエンジン２に結合された動力伝達装置８を介して左右の駆動輪９に伝達される。
【００１５】
クランクシャフト２Ｂの他端部にはクランクプーリ２Ａが設けられるとともに、オルタネータ３の回転軸の他端部にはオルタネータプーリ３Ａが設けられている。クランクプーリ２Ａとオルタネータプーリ３Ａにはベルト４が巻き掛けられている。
【００１６】
オルタネータ３は、ベルト４を介してエンジン２から伝達された駆動力により回転することで電気を発電する。オルタネータ３は、ＥＣＵ１０からの発電電圧指令値に応じた電圧を発生する。
【００１７】
バッテリ５は、定格電圧１２［Ｖ］の鉛電池からなり、オルタネータ３で発電された電気を蓄電し、蓄電された電気を１２Ｖ系電気負荷６に供給する。
【００１８】
バッテリ５には電流・温度検出部７が設けられており、この電流・温度検出部７は、バッテリ５に出入りする電流と、バッテリ５の温度とを検出し、ＥＣＵ１０に出力する。電流・温度検出部７が検出する電流は、バッテリ５から１２Ｖ系電気負荷６に供給される電流、および、オルタネータ３からバッテリ５に充電される電流である。
【００１９】
ＥＣＵ１０は、エンジン２およびオルタネータ３の制御を行うようになっている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートと、ネットワークモジュールとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
【００２０】
ネットワークモジュールは、図示しない他のＥＣＵとＣＡＮ（Controller Area Network）またはフレックスレイ等のネットワークを介して通信を行うことができるようになっている。
【００２１】
ＥＣＵ１０のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１０として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＥＣＵ１０において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ１０として機能する。
【００２２】
本実施形態において、ＥＣＵ１０の入力ポートには、電流・温度検出部７およびバッテリ５が接続されている。一方、ＥＣＵ１０の出力ポートには、オルタネータ３が接続されている。
【００２３】
ＥＣＵ１０は、電圧検出部１１と、充電状態算出部としてのＳＯＣ算出部１２と、走行状態判定部１３と、エンジン制御部１４と、発電制御部１５と、発電電圧指令部１６を備えている。
【００２４】
電圧検出部１１はバッテリ５のバッテリ電圧を検出する。ＳＯＣ算出部１２は、電圧検出部１１が検出したバッテリ電圧と、電流・温度検出部７が検出した電流および温度に基づいて、バッテリ５のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）を算出する。
【００２５】
走行状態判定部１３はアクセルペダルのアクセル操作、ブレーキペダルのブレーキ操作、車速等から車両１の走行状態を判定し、発電制御部１５に出力する。
【００２６】
エンジン制御部１４はエンジン２の制御を行う。また、エンジン制御部１４は、発電制御部１５に対し、エンジン２の状態を示す情報として、エンジン回転速度、スロットル開度、燃料流量等の情報を出力する。
【００２７】
発電制御部１５は、オルタネータ３の発電の実行の有無、およびオルタネータ３の発電電圧を制御する。具体的には、発電制御部１５は、電圧検出部１１により検出されたバッテリ電圧と、電流・温度検出部７により検出された電流と、ＳＯＣ算出部１２により算出されたＳＯＣと、走行状態判定部１３により判定された車両１の走行状態と、エンジン制御部１４から出力されたエンジン２の状態と、に基づいて、オルタネータ３の発電電圧を決定する。
【００２８】
発電電圧指令部１６は、発電制御部１５で決定された発電電圧を、オルタネータ３が認識可能な信号である発電電圧指令値に変換し、この発電電圧指令値をオルタネータ３へ送信する。
【００２９】
ここで、上記の車両１において、オルタネータ３は、エンジン２が発生する動力、または車両減速時に駆動輪９から動力伝達装置８およびエンジン２を介してオルタネータ３に伝達された動力によって発電する。以下、エンジン２を動力源としてオルタネータ３で発電することをエンジン発電といい、車両減速時にエンジン２を動力源とせずに発電することを回生発電という。
【００３０】
エンジン発電においては、エンジン２が燃料を消費してオルタネータ３で発電するため、オルタネータ３で効率よく発電をすることが出来ればエンジン２で消費する燃料を節約でき、燃費を向上できる。
【００３１】
また、回生発電においては、エンジン２が燃料を消費せずに、車両減速時の運動エネルギーによりオルタネータ３で発電する。このため、エンジン発電を減らして回生発電を多くすると、燃費を向上できる。
【００３２】
図２に示すように、発電制御部１５は、発電機トルク算出部２２と、発電機回転速度取得部２３と、発電効率算出部２１とを備えている。発電機トルク算出部２２は、オルタネータ３のトルクを算出するようになっている。
【００３３】
発電機回転速度取得部２３は、オルタネータ３の回転速度を取得するようになっている。発電効率算出部２１は、発電機トルク算出部２２によって算出されたオルタネータ３のトルクと、発電機回転速度取得部２３によって取得されたオルタネータ３の回転速度とに基づいてオルタネータ３の発電効率を算出するようになっている。
【００３４】
発電制御部１５は、更に、エンジントルク算出部２５と、エンジン回転速度取得部２６と、エンジン効率算出部２４とを備えている。エンジントルク算出部２５は、エンジン２のトルクを算出するようになっている。
【００３５】
エンジン回転速度取得部２６は、エンジン２のエンジン回転速度を取得するようになっている。エンジン効率算出部２４は、エンジン回転速度取得部２６によって取得されたエンジン２の回転速度と、エンジントルク算出部２５によって算出されたエンジン２のトルクとに基づいて、オルタネータ３が発電を行う場合のエンジン２のエンジン効率を算出するようになっている。
【００３６】
発電制御部１５は更に、総合効率算出部２０を備えており、この総合効率算出部２０は、発電効率算出部２１によって算出された発電効率と、エンジン効率算出部２４によって算出されたエンジン効率とに基づいて、総合効率を算出するようになっている。
【００３７】
〈通常発電モードと緊急発電モード〉
ここで、本実施形態では、オルタネータ３の発電モードとしては、通常発電モードと緊急発電モードとがあり、発電制御部１５は、これら通常発電モードまたは緊急発電モードの何れかを実行する。
【００３８】
発電制御部１５には、通常発電モードまたは緊急発電モードの何れのモードに切換えを行うかを判定する判定閾値として、ＳＯＣの閾値であるＳＯＣ＿ＮＯＲＭＡＬとＳＯＣ＿ＬＯＷが設定されており、ＳＯＣ＿ＮＯＲＭＡＬ＞ＳＯＣ＿ＬＯＷとなっている。
【００３９】
発電制御部１５は、ＳＯＣ＞ＳＯＣ＿ＮＯＲＭＡＬのとき通常発電モードを実行し、ＳＯＣ＞ＳＯＣ＿ＬＡＷのとき緊急発電モードを実行するようになっている。
【００４０】
緊急発電モードとは、ＳＯＣの異常低下によりバッテリ５の劣化が早まったりエンジン２の始動が困難になることを防止することを目的とし、発電効率を重視せずに発電および充電を行うモードのことである。緊急発電モードでは、充電電流の上限値（例えば２０［Ａ］）と発電電圧の上限値（例えば１４．５［Ｖ］）が使用される。通常発電モードは、発電効率を重視して発電を行うモードであり、ＳＯＣが通常の範囲内のときに実行される。
【００４１】
〈通常発電モード〉
以下、通常発電モードについて詳しく説明する。通常モードは、発電カットモード、非充電発電モード、充電発電モード、回生発電モードに区分される。
【００４２】
発電カットモードは、オルタネータ３での発電を行わないモードである。発電カットモードでは、発電制御部１５の制御により発電電圧指令部１６からオルタネータ３へ送信される発電電圧指令値を、バッテリ５の電圧より低くすることで（例えば、１２．２［Ｖ］）、オルタネータ３での発電を停止させる。
【００４３】
発電カットモードではオルタネータ３での発電は行われないため、発電カットモードにおいて、電流・温度検出部７で検出する電流値は、バッテリ５から１２Ｖ系電気負荷６へ供給される電流値となる。
【００４４】
非充電発電モードは、オルタネータ３での発電を行うが、バッテリ５への充電を行わないモードである。非充電発電モードでは、オルタネータ３で発電された電力は１２Ｖ系電気負荷６で消費される。
【００４５】
充電発電モードは、オルタネータ３での発電を行い、かつ、バッテリ５への充電も行うモードである。充電発電モードでは、オルタネータ３で発電された電力はバッテリ５に充電されるとともに１２Ｖ系電気負荷６で消費される。
【００４６】
回生発電モードは、車両１の減速時にエンジン２への燃料カットが実施されている状態で発電を行うモードである。回生発電モードでは、駆動輪９から動力伝達装置８およびエンジン２を介してオルタネータ３に伝達された動力によって発電が行われる。
【００４７】
ここで、発電制御部１５が実行する処理としては、”電気負荷電流検出処理”、”バッテリ充電電流（推定値）算出処理”、”オルタネータ発電効率（推定値）算出処理”、”エンジン効率（推定値）算出処理”、”総合効率（推定値）算出処理”、”オルタネータ発電効率算出処理”、”エンジン効率算出処理”、”総合効率算出処理”がある。以下、これらの処理の具体的内容について説明する。
【００４８】
〈電気負荷電流検出処理〉
”電気負荷電流検出処理”では、発電制御部１５は、電流・温度検出部７により、バッテリ５の充放電電流を検出する。現在のモードが発電カットモードである場合、オルタネータ３での発電が行われないため、図３に示すように、電流・温度検出部７が検出する電流は、バッテリ５から１２Ｖ系電気負荷６への放電電流の値となる。
【００４９】
〈バッテリ充電電流（推定値）算出処理〉
”バッテリ充電電流（推定値）算出処理”では、発電制御部１５は、図４に示すように、充電電流算出マップを参照し、ＳＯＣと所定の充電電圧（例えば１４．５［Ｖ］）とに基づいて、バッテリ５の充電電流（推定値）を算出する。具体的には、発電制御部１５は、図５に示すように、予め所定の充電電圧で充電したときのＳＯＣと充電電流との相関を測定するとともにこれらの相関を充電電流算出マップとして記憶しておき、この充電電流算出マップを参照することで、オルタネータ３に所定の電圧で発電を行わせてバッテリ５を充電した場合の、充電電流（推定値）を算出する。
【００５０】
なお、ＳＯＣが１００％に近い状態、すなわちバッテリ５が満充電付近の状態では、”バッテリ充電電流（推定値）算出処理”を省略して、バッテリ充電電流（推定値）を１［Ａ］程度の固定値とみなしてもよい。この場合、制御を簡素化することができる。
【００５１】
また、バッテリ５のＳＯＣに代わって、ＤＯＤをパラメータとしてもよい。ＤＯＤとは、Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅの略であり、公称容量に対する放電電流の割合を示す。バッテリ５が満充電のときＤＯＤは０％である。
【００５２】
〈オルタネータ発電効率（推定値）算出処理〉
“オルタネータ発電効率（推定値）算出処理”は、発電制御部１５の発電効率算出部２１により実行される。この処理では、発電効率算出部２１は、まず、図６に示すように、現在のバッテリ電流測定値と、“バッテリ充電電流（推定値）算出処理”で算出されたバッテリ充電電流の推定値とから、オルタネータ発電電流（推定値）を算出する。その後、発電効率算出部２１は、図７に示すように、オルタネータトルク算出マップを参照して、オルタネータ発電電流（推定値）と、オルタネータ回転速度とに基づいてオルタネータトルク（推定値）を算出する。ここで、オルタネータトルクとは、オルタネータ３の駆動トルクのことであり、言い換えると、オルタネータ３が発電を行う際のエンジン２への負荷トルクである。
【００５３】
ここで、発電効率算出部２１は、予めオルタネータ３の発電電流毎の回転速度とオルタネータトルクとの相関を測定することで、図８に示す態様でオルタネータ発電電流別の回転速度とトルクとの相関を記録したマップを作成して記憶しておき、このマップを参照することで、オルタネータ発電電流（推定値）の電流を発電した場合のオルタネータトルク（推定値）を算出するようになっている。
【００５４】
そして、発電効率算出部２１は、図９に示すように、オルタネータトルク（推定値）と、オルタネータ回転速度とに基づいて、オルタネータ発電効率（推定値）を算出する。発電効率算出部２１は、図１０に示すように、予めオルタネータ３の効率特性を測定してオルタネータ発電効率算出マップを作成しておき、このオルタネータ発電効率算出マップを参照することで、オルタネータ発電効率（推定値）を算出する。オルタネータ３の効率特性とは、オルタネータ回転速度とオルタネータトルクとの相関である。
【００５５】
なお、“オルタネータ発電効率（推定値）算出処理”では、現在のバッテリ電流測定値と、“バッテリ充電電流（推定値）算出処理”で算出されたバッテリ充電電流（推定値）とをパラメータとして、オルタネータ発電電流（推定値）を算出しているが、これらのパラメータとして電流に代えて電力を用いてもよい。これにより、“オルタネータ発電効率（推定値）算出処理”において、オルタネータ発電効率（推定値）を精度良く算出することができる。
【００５６】
〈エンジン効率（推定値）算出処理〉
”エンジン効率（推定値）算出処理”は、発電制御部１５のエンジン効率算出部２４により実行される。この処理では、エンジン効率算出部２４は、図１１に示すように、オルタネータ３が発電を行う場合に現在のエンジン総合トルク（エンジントルクと補機の負荷トルクを合わせた出力トルク）を保持するために必要なエンジントルク（推定値）を、現在のエンジントルクと、オルタネータトルク（推定値）と、プーリ比とに基づいて算出する。
【００５７】
ここで、オルタネータトルクは、発電時のトルク値を正の値として扱う。次に、エンジン効率算出部２４は、図１２に示すように、エンジン効率算出マップを参照して、エンジン回転速度と、発電時エンジントルク（推定値）とに基づいて、エンジン効率を算出する。発電時エンジントルク（推定値）とは、オルタネータ３で発電が行われる場合のエンジントルクの推定値である。エンジン効率算出部２４は、予め、エンジンの効率特性を測定して、図１３に示すエンジン効率算出マップを作成しておき、このエンジン効率算出マップを参照することで、発電時エンジン効率（推定値）を算出する。発電時エンジン効率（推定値）とは、オルタネータ３で発電を行う場合のエンジン２のエンジン効率の推定値である。
【００５８】
〈総合効率（推定値）算出処理〉
”総合効率（推定値）算出処理“は、発電制御部１５の総合効率算出部２０により実行される。この処理では、総合効率算出部２０は、図１４に示すように、オルタネータ発電効率（推定値）と、発電時エンジン効率（推定値）とを乗算する（積をとる）ことで、これらの総合効率（推定値）を算出する。ここで、オルタネータ発電効率（推定値）とは、オルタネータ３の発電効率の推定値であり、発電時エンジン効率（推定値）とは、オルタネータ３で発電が行われる場合のエンジン２のエンジン効率の推定値である。総合効率（推定値）とは、総合効率の推定値である。
【００５９】
〈オルタネータ発電効率算出処理〉
“オルタネータ発電効率算出処理”は、発電制御部１５の発電効率算出部２１により実行される。この処理では、発電効率算出部２１は、図１５に示すように、オルタネータ３のＦＲ−ｄｕｔｙとオルタネータ回転速度とからオルタネータトルクを算出する。ここで、ＦＲ−ｄｕｔｙとは、オルタネータ３からＥＣＵ１０へ送信される磁界電流の制御割合の信号である。磁界電流が大きいほど、オルタネータ３の発電電力が大きくなる。例えば、ＦＲ−ｄｕｔｙ１００％は、ある回転速度における最大の発電が行われていることを示す。
【００６０】
発電効率算出部２１は、予め、図１６に示すように、ＦＲ−ｄｕｔｙ毎のオルタネータ３の回転速度とオルタネータトルクとの相関を測定してオルタネータトルク算出マップを作成しておき、このオルタネータトルク算出マップを参照してオルタネータトルクを算出する。そして、発電効率算出部２１は、図１７に示すように、オルタネータトルクとオルタネータ回転速度とに基づいて、オルタネータ発電効率算出マップ（図１０参照）を参照してオルタネータ発電効率を算出する。
【００６１】
〈エンジン効率算出処理〉
“エンジン効率算出処理”は、発電制御部１５のエンジン効率算出部２４により実行される。この処理では、エンジン効率算出部２４は、図１８に示すように、現在のエンジン回転速度とエンジントルクとに基づいて、エンジン効率算出マップ（図１３参照）を参照してエンジン効率を算出する。エンジントルクは、エンジン制御部１４においてスロットル開度等から算出された値であり、このエンジントルクを発電制御部１５がエンジン制御部１４から取得する。
【００６２】
〈総合効率算出処理〉
“総合効率算出処理”は、発電制御部１５の総合効率算出部２０により実行される。この処理では、総合効率算出部２０は、図１９に示すように、オルタネータ発電効率と、発電時エンジン効率とを乗算することで、オルタネータ３のオルタネータ発電効率とエンジン２のエンジン効率との総合効率を算出する。発電時エンジン効率とは、オルタネータ３で発電が行われる場合のエンジン２のエンジン効率である。
【００６３】
以上のように構成された本実施形態に係る車両の発電制御装置の動作ついて説明する。なお、以下に説明する動作は、ＥＣＵ１０の発電制御部１５が実行するものであり、ＥＣＵ１０が起動してから、所定の時間間隔で実行される。
【００６４】
〈発電カットモードから充電発電モードへの遷移〉
発電制御部１５は、現在のモードが発電カットモードであるとき、回生条件が成立せず、かつ、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣ＿ＮＯ＿ＣＨＧ未満である場合に、前述の電気負荷電流検出処理と、バッテリ充電電流（推定値）算出処理と、を順次実行し、バッテリ充電電流（推定値）を算出する。
【００６５】
次いで、発電制御部１５は、図２０に示すように、オルタネータ発電効率（推定値）算出処理を実行し（ステップＳ１）、エンジン効率（推定値）算出処理を実行し（ステップＳ２）、総合効率（推定値）算出処理を実行する（ステップＳ３）。その後、発電制御部１５は、ステップＳ３で算出した総合効率が総合効率閾値ＣＨＧ以上の場合は、図２１に示すように充電発電モードを選択する。
【００６６】
〈発電カットモードから非充電発電モードへの遷移〉
発電制御部１５は、現在のモードが発電カットモードであるとき、回生条件が成立せず、かつ、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣ＿ＮＯ＿ＣＨＧ以上である場合に、バッテリ充電電流の推定値が０［Ａ］であるものとした上で、図２０に示すように、オルタネータ発電効率（推定値）算出処理を実行し（ステップＳ１）、エンジン効率（推定値）算出処理を実行し（ステップＳ２）、総合効率（推定値）算出処理を実行する（ステップＳ３）。その後、発電制御部１５は、ステップＳ３で算出した総合効率が総合効率閾値ＮＯ＿ＣＨＧ以上の場合は、図２１に示すように非充電発電モードを選択する。ここで、総合効率閾値ＣＨＧおよび総合効率閾値ＮＯ＿ＣＨＧは、本発明における第１総合効率閾値を構成する。
【００６７】
〈充電発電モードから発電カットモードへの遷移〉
発電制御部１５は、現在のモードが充電発電モードであるとき、回生条件が成立せず、かつ、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣ＿ＮＯ＿ＣＨＧ未満である場合に、オルタネータ発電効率算出処理を実行し、エンジン効率算出処理を実行し、総合効率算出処理を実行する。その後、発電制御部１５は、総合効率算出処理で算出した総合効率が総合効率閾値ＣＨＧ＿ＯＦＦ未満の場合は、図２１に示すように発電カットモードを選択する。総合効率閾値ＣＨＧ＿ＯＦＦは、本発明における第２総合効率閾値である。
【００６８】
〈非充電発電モードから発電カットモードへの遷移〉
発電制御部１５は、現在のモードが非充電発電モードであるとき、回生条件が成立せず、かつ、バッテリ５のＳＯＣがＳＯＣ＿ＣＨＧ以上である場合に、オルタネータ発電効率算出処理を実行し、エンジン効率算出処理を実行し、総合効率算出処理を実行する。その後、発電制御部１５は、総合効率算出処理で算出した総合効率が総合効率閾値ＮＯ＿ＣＨＧ＿ＯＦＦ未満の場合は、図２１に示すように発電カットモードを選択する。
【００６９】
〈回生発電モードへの遷移〉
発電制御部１５は、現在のモードが発電カットモード、充電発電モード、非充電発電モードの何れかであるとき、回生条件が成立した場合は、回生発電モードを選択する。ここで、回生条件は、エンジン２への燃料カットが実行されていることで成立する。なお、アクセル開度が０％であること、または、ブレーキペダルが操作されていること、等を回生条件に加えてもよい。
【００７０】
なお、各モードへの遷移を判定するための総合効率の閾値としては、固定値である総合効率閾値ＣＨＧ＿ＯＦＦ、総合効率閾値ＮＯ＿ＣＨＧ、および総合効率閾値ＣＨＧに代わって、ＳＯＣの関数の総合効率閾値にしてもよい。すなわち、ＳＯＣが高いときには総合効率閾値を大きな値にし、ＳＯＣが低いときには総合効率閾値を小さな値にしてもよい。これにより、ＳＯＣの変動を小さくしたり、総合効率がより良いときだけ発電を行うことができる。
【００７１】
以上のように説明した本実施形態の車両の発電制御装置の作用効果について説明する。本実施形態では、ＥＣＵ１０の発電制御部１５は、エンジン２のエンジン効率とオルタネータ３の発電効率との総合効率が第１総合効率閾値としての総合効率閾値ＣＨＧまたは総合効率閾値ＮＯ＿ＣＨＧ以上である場合はオルタネータ３に電力を発電させ、総合効率が第１総合効率閾値より小さな値の第２総合効率閾値としての総合効率閾値ＣＨＧ＿ＯＦＦ未満である場合はオルタネータ３に電力を発電させないように制御する。
【００７２】
これにより、エンジン２のエンジン効率とオルタネータ３の発電効率との総合効率が第１総合効率閾値以上であるときにオルタネータ３が電力を発電するため、エンジン２のエンジン効率とオルタネータ３の発電効率との総合効率が良い状態で発電を行うことができ、発電に要する燃料消費を低減して燃費を向上させることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、発電制御部１５は、オルタネータ３のトルクを算出する発電機トルク算出部２２と、オルタネータ３の回転速度を取得する発電機回転速度取得部２３と、オルタネータ３のトルクおよび回転速度に基づいてオルタネータ３の発電効率を算出する発電効率算出部２１と、を備える。
【００７４】
また、発電制御部１５は、エンジン２のトルクを算出するエンジントルク算出部２５と、エンジン２の回転速度を取得するエンジン回転速度取得部２６と、エンジン２の回転速度およびトルクに基づいてオルタネータ３が発電を行う場合のエンジン２のエンジン効率を算出するエンジン効率算出部２４と、を備える。
【００７５】
また、発電制御部１５は、発電効率算出部２１によって算出された発電効率と、エンジン効率算出部２４によって算出されたエンジン効率とに基づいて、総合効率を算出する総合効率算出部２０を備える。
【００７６】
これにより、オルタネータ３のトルクと回転速度とから発電効率を算出することで、発電効率を精度よく算出することができるとともに、エンジン２の回転速度とエンジン２のトルクとからエンジン効率を算出することで、エンジン効率を精度よく算出することができる。
【００７７】
このため、発電効率とエンジン効率とに基づいて総合効率を精度よく算出することができる。また、オルタネータ３のトルクおよびエンジン２のトルクを推定値とした場合、発電効率とエンジン効率の推定値を精度よく算出することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、バッテリ５の充電状態を算出する充電状態算出部を備え、発電制御部１５は、総合効率と充電状態とに基づいて、オルタネータ３による発電とバッテリ５への充電とを実行する第１発電モードとしての充電発電モードと、オルタネータ３による発電とバッテリ５への充電とを実行しない第２発電モードとしての発電カットモードと、オルタネータ３による発電を実行しバッテリ５への充電を実行しない第３発電モードとしての非充電発電モードと、から最適な発電モードを選択する。
【００７９】
これにより、バッテリ５の充電状態を考慮して発電に関するモードを選択することができるので、バッテリ５の充電状態が低下し過ぎることを防止でき、バッテリ５の寿命を延ばすことができる。
【００８０】
また、本実施形態では、発電制御部１５は、エンジン２への燃料カットの実施中はオルタネータ３に回生発電を実行させ、燃料カットの終了後に総合効率が第２総合効率閾値としての総合効率閾値ＣＨＧ＿ＯＦＦ未満である場合は、第２発電モードを選択する。
【００８１】
これにより、燃料カットの終了後に総合効率が第２効率閾値未満である場合、オルタネータ３による発電が行われない第２発電モードが選択されるので、オルタネータ３のトルクが発生しないので、燃費を向上させることができる。また、燃料カットの実施中にオルタネータ３の回生発電により蓄電池に充電が行われるので、蓄電池の充電状態が低下し過ぎることを防止できる。
【００８２】
また、本実施形態では、発電制御部１５は、ＳＯＣ算出部１２によって算出された充電状態が第１充電状態閾値としてのＳＯＣ＿ＮＯ＿ＣＨＧ以上である場合はオルタネータ３による発電を実行する頻度を少なくし、充電状態が第１充電状態閾値よりも小さな値の第２充電状態閾値としてのＳＯＣ＿ＣＨＧ未満である場合はオルタネータ３による発電を実行する頻度を多くするよう制御する。
【００８３】
これにより、充電状態が第１充電状態閾値以上である場合は発電を実行する頻度を少なくすることで、燃費を向上させることができ、充電状態が第２充電状態閾値未満である場合は発電を実行する頻度を多くすることで、充電状態が低くなり過ぎるのを防止できる。
【００８４】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００８５】
１  車両
２  エンジン
３  オルタネータ（発電機）
５  バッテリ（蓄電装置）
１０  ＥＣＵ（発電制御装置）
１２  ＳＯＣ算出部（充電状態算出部）
１５  発電制御部
２０  総合効率算出部
２１  発電効率算出部
２２  発電機トルク算出部
２３  発電機回転速度取得部
２４  エンジン効率算出部
２５  エンジントルク算出部
２６  エンジン回転速度取得部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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