JP2009257170A - 車両用発電機の発電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの減速中に、エミッションの悪化を抑制しつつ、バッテリを効率よく充電する。
【解決手段】 本発明は、減速中のエンジンにより駆動されてバッテリ１６を充電する車両用発電機１０の発電制御装置であって、エンジン１４の排気通路上に配置された触媒２０と、エンジン１４に流入する空気量を調節する空気量調節手段２２と、バッテリ残量検出手段５４と、減速開始時からエンジン回転数が燃料供給復帰回転数に低下するまで該エンジン１４への燃料供給をカットする燃料供給カット手段１８と、エンジン１４への燃料供給がカットされているときに発電機１０の発電電圧を上昇させる発電電圧制御手段１８と、エンジン１４への燃料供給がカットされているときにバッテリ残量検出手段５４が検出するバッテリ残量が少ない場合、空気量調節手段２２を制御してエンジン１４に流入する空気量を増加させる空気量制御手段１８とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンの減速中にバッテリを充電する発電機の発電電圧を制御する制御装置に関し、車両の電気系統の技術分野に属する。

従来、車両に搭載されたエンジンやその他の電気機器を作動させるためのバッテリは、エンジンによって駆動される発電機で発電された電力の供給を受けて充電されるが、エンジンの減速中、車両の慣性走行等によって車輪からエンジンに逆駆動トルクが伝わり、該トルクにより前記発電機を駆動してバッテリを充電するいわゆる減速時のエネルギ回生によるバッテリの充電が行われることがある。なお、エンジンの減速中は、燃費を考慮してエンジンへの燃料供給を中断する（カットする）制御が行われるが、この制御では、エンジン回転数がアイドリング回転数近くまで低下すると、燃料供給は再開される。

このような発電制御を実行するものとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。これは、エンジンの減速中の発電機の発電電圧を制御するものであって、前記燃料カット制御により燃料の供給がカットされたエンジンの減速中において、減速エネルギを無駄なく電力に変換してバッテリに充電するために発電機の発電電圧を上昇させるとき、スロットル弁を開方向に制御するものである。

つまり、発電機の発電電圧を上昇させると該発電機の駆動抵抗が大きくなってエンジンの回転数が急激に低下し、それにより予期する以上の減速フィーリングを乗員に与える可能性があるため、スロットル弁を開いてエンジン内に大量の空気を流入させてポンピングロスを低減することによりエンジンの回転数の急激な低下を抑制し、これにより発電電圧の上昇を可能としている。

特開平１１−１０７８０５公報

ところが、特許文献１に記載されたものは、バッテリの残量が満充電またはそれに近い量であるにもかかわらず、発電機の発電電圧を上昇させるときにスロットル弁を開く制御が行われるため、充電の必要がない場合に、燃料供給カット中のエンジンに不必要に大量の空気が流入することになる。この場合、空気は燃焼に用いられることなく、低温のままエンジンの排気通路上の触媒に送られる。その結果、触媒が冷え、排気浄化性能が低下して、エミッションが悪化する可能性がある。

そこで、本発明は、燃料供給がカットされたエンジンの減速中における発電機の発電電圧の制御をバッテリの残量に基づいて実施することにより、エンジン減速中にバッテリを充電するとともに、触媒に低温の空気が送られる機会を少なくしてエミッションの悪化を抑制することができる車両用発電機の発電制御装置を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジン減速中に該エンジンにより駆動されてバッテリを充電する車両用発電機の発電制御装置であって、
エンジンの排気通路上に配置された排気浄化用触媒と、
エンジンに流入する空気量を調節する空気量調節手段と、
バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
減速開始時からエンジン回転数が燃料供給復帰回転数に低下するまで該エンジンへの燃料供給をカットする燃料供給カット手段と、
前記燃料供給カット手段によりエンジンへの燃料供給がカットされているときに、発電機の発電電圧を上昇させる発電電圧制御手段と、
前記燃料供給カット手段によりエンジンへの燃料供給がカットされているときに、前記バッテリ残量検出手段が検出するバッテリ残量が少ない場合、前記空気量調節手段を制御してエンジンに流入する空気量を増加させる空気量制御手段とを有することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
前記空気量制御手段は、前記燃料供給カット手段によりエンジンへの燃料供給がカットされているときに、前記バッテリ残量検出手段が検出するバッテリ残量が少なく、且つ前記燃料供給復帰回転数と該回転数より所定数大きい回転数との間のエンジン回転数である場合に、前記空気量調節手段を制御してエンジンに流入する空気量を増加させることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
エンジンと車輪との間に配置されて該エンジンが発生した駆動力を車輪に伝達するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータの入力側と出力側とを着脱可能に締結するロックアップクラッチと、
前記ロックアップクラッチを締結状態、スリップ状態、または非締結状態にするロックアップクラッチ制御手段とを有し、
前記発電電圧制御手段は、前記ロックアップクラッチ制御手段によりロックアップクラッチが締結状態またはスリップ状態にあるときは、発電機の発電電圧を上昇させ、
一方、非締結状態にあるときは、前記バッテリ残量検出手段が検出するバッテリ残量が少ない場合のみ発電機の発電電圧を上昇させることを特徴とする。

さらにまた、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を有し、
前記空気量制御手段は、前記触媒温度検出手段が検出する触媒温度が所定温度より高い場合のみ、エンジンに流入する空気量を増加させることを特徴とする。

加えて、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
前記発電電圧制御手段は、前記触媒温度検出手段が検出する触媒温度が所定温度より低い場合、触媒温度が所定温度より高い場合に比べて小さい上昇量で発電電圧を上昇させることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、燃料供給カット手段により減速中のエンジンへの燃料供給がカットされているとき、発電電圧制御手段により発電機の発電電圧が上昇され、減速エネルギが無駄なく電力に変換されてバッテリに充電される。また、このときバッテリの残量が少量である場合、エンジン回転数の急激な低下を抑制して上昇された発電電圧による充電時間を長くするために、空気量制御手段によりエンジンに流入する空気量が増加される。

これによれば、エンジンに流入する空気量は、バッテリの残量が少量である場合にのみ増加されるので（バッテリ残量が少量でない場合は空気量が増加されないので）、エンジンに流入した増量された低温の空気がそのまま触媒に送られる機会が少なくて済む。その結果、触媒が冷えて排気浄化性能が低下することによるエミッションの悪化が抑制される。

また、請求項２に記載の発明によれば、燃料供給カット手段によりエンジンへの燃料供給がカットされているときに、バッテリ残量検出手段が検出するバッテリ残量が少なく、且つ燃料供給復帰回転数と該回転数より所定数大きい回転数との間のエンジン回転数である場合に、空気量制御手段によりエンジンに流入する空気量が増加される。すなわち、燃料供給が再開されるタイミング近くのタイミングから空気量が増加されるので、低温の空気が触媒に送られる時間が短縮化される。その結果、触媒が冷えることによるエミッションの悪化がさらに抑制される。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、エンジン減速中にロックアップクラッチが締結状態またはスリップ状態であるとき、言い換えると回生エネルギが大きいときは、発電電圧制御手段により発電電圧が上昇される。一方、非締結状態であるとき、言い換えると回生エネルギが小さいときは、バッテリ残量が少ない場合にのみ、空気量制御手段により増加した空気がエンジンに流入されると共に発電電圧制御手段により発電電圧が上昇される。これにより、ロックアップクラッチが非締結状態にあるとき、すなわち発電機の発電電圧を上げるとエンジン回転数が急激に低下するようなときでも、エンジンに流入する空気量を増加して該エンジンの急激な低下を抑制することにより、バッテリの十分な充電を可能とする。

さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、触媒温度検出手段が検出する触媒温度が所定温度より高い場合のみ、空気量制御手段によりエンジンに流入する空気量が増加される。これにより、空気を送ってもエミッションが悪化することがない温度状態に触媒があるときのみに、該触媒に空気が送られる。これにより、エミッションの悪化が確実に抑制される。

加えて、請求項５に記載の発明によれば、触媒温度検出手段が検出する触媒温度が所定温度より低い場合、発電電圧制御手段は、触媒温度が所定温度より高い場合に比べて小さい上昇量で発電電圧を上昇させる。これは、触媒温度が所定温度より低いためにエンジンに流入する空気量を増加して該エンジンの回転数の急激な低下を抑制することができないためで、この対処として、発電機の発電電圧の上昇量を触媒温度が所定温度より高い場合に比べて小さくすることにより、エンジン回転数の急激な低下を抑制し、それによりバッテリの十分な充電を可能とする。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用発電機の発電制御装置を含む、車両の電力系統を概略的に示している。

図１に示すように、発電機１０は、ベルト１２を介してエンジン１４のクランクシャフト１５に連結され、該エンジン１４のクランクシャフト１５にベルト１２を介して駆動されることにより、電力を発生してバッテリ１６を充電する。充電時の発電機１０の発電電圧は、ＣＵ（コントロールユニット）１８によって設定される。ＣＵ１８による発電機１０の発電電圧の設定は、エンジン１４の作動状態やバッテリ１６の残量に基づいて行われる。

ＣＵ１８には、エンジン１４の作動状態やバッテリ１６の残量を検出するために、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル踏込量センサ５０、エンジン１４の回転数を検出するエンジン回転数センサ５２、バッテリ１６の残量を検出するバッテリ残量センサ５４、およびエンジン１４の排気経路上に配置されている触媒２０の温度を検出する触媒温度検出センサ５６それぞれから、検出結果と対応する信号が入力される。これらの信号に基づいて、ＣＵ１８は、発電機１０の発電電圧を設定する。

例えば、ＣＵ１８は、走行中（アクセル操作踏込量センサ５０が検出する踏込量がゼロでない場合、すなわちエンジン１４が減速していないとき）、エンジン１４の出力が主として走行のために使用されるように発電機１０の発電電圧を比較的低圧の値（ゼロも含む。）に設定するように構成されている。また、走行中であってもバッテリ１６の残量が少なくなると、急速充電するために発電機１０の発電電圧を比較的高圧の値に設定するように構成されている。

また、ＣＵ１８は、発電機１０の発電電圧を設定する（請求の範囲に記載の「発電電圧制御手段」として機能する）以外に、スロットル弁２２を制御することによりエンジン１４への空気の流入を制御するように構成されている（請求の範囲に記載の「空気量制御手段」として機能する。）。

例えば、アクセルペダルの踏込量に応じて（アクセル踏込量センサ５０からの信号に基づいて）、スロットル弁２２の開度量を制御する。また、アイドリング中は、スロットル弁２２の開度量をゼロに制御する。

なお、図１には図示していないが、スロットル弁２２が完全に閉じていてもエンジン１４に少量の空気が流入するように、すなわちアイドリング中の燃料の燃焼に必要な空気をエンジン１４に流入させる吸気路が別に設けられている。

さらに、燃料噴射弁２４を制御することによりエンジン１４への燃料供給を制御するように構成されている。

ここからは、本発明に係る、エンジン１４の減速中における、ＣＵ１８の制御について説明する。

まず、ＣＵ１８は、エンジン１４の減速中、エンジン１４への燃料供給制御を実行するように構成されている。具体的に説明すると、ＣＵ１８は、アクセル踏込量センサ５０がアクセルペダルの踏込量がゼロであることを検出すると、エンジン１４が減速を開始したものとして、燃料供給弁２４によるエンジン１４への燃料供給を中断する（カットする）。すなわち、請求の範囲に記載の「燃料供給カット手段」として機能する。

この燃料供給の中断を、ＣＵ１８は、エンジン回転数センサ５２が検出する減速中のエンジン１４の回転数が予め設定されている燃料供給復帰回転数なるまで継続する。そして、エンジン１４の回転数が燃料供給復帰回転数になると燃料供給を再開し、それ以後はエンジン１４の回転数がアイドリング回転数で維持するように燃料噴射弁２４を制御する。

この燃料供給についてのＣＵ１８の制御のフローを図２に示す。

図２に示すように、まず、ステップＳ５００において、ＣＵ１８は、エンジン１４の減速開始を検出するために、アクセル踏込量センサ５０からの信号に基づいてアクセルペダルの踏込量がゼロであるか否かを判定する。アクセルペダルの踏込量がゼロである場合、エンジン１４が減速を開始したとして、ステップＳ５１０に進む。そうでない場合、ステップＳ５３０に進む。

次に、ステップＳ５１０において、ＣＵ１８は、エンジン回転数センサ５２からの信号に基づいて、エンジン１４の回転数が燃料供給復帰回転数（第１回転数）Ｎ１より大きいか否かを判定する。燃料供給復帰回転数Ｎ１より大きい場合は、ステップＳ５２０に進み、そうでない場合ステップＳ５３０に進む。

ステップＳ５２０において、ＣＵ１８は、燃料噴射弁２４を制御してエンジン１４への燃料供給をカットする。そして、リターンに進み、スタートに戻る。

一方、ステップＳ５３０において、ＣＵ１８は、燃料噴射弁２４を制御してエンジン１４への燃料供給を実行する。そして、リターンに進み、スタートに戻る。

この制御フローに従うことにより、ＣＵ１８は、エンジン１４の減速中における無駄な燃料の消費を抑制している。

また、ＣＵ１８は、エンジン１４の減速中、燃費を考慮して燃料の供給を制御する以外に、これと並行して発電機１０の発電電圧の制御を実行する。また、そのためにスロットル弁２２も制御する。

図３、４は、ＣＵ１８の発電電圧制御により変化する、車速、エンジン１４の回転数、発電機１０の発電電圧、スロットル弁２２の開度量、およびバッテリ１６の充電電流を示している。また、これらはバッテリ１６の残量が少ない場合に行われる制御による変化である。

図３と図４との違いは、図３が触媒２０の温度が所定温度より高い場合のＣＵ１８の発電電圧制御による変化を示し、図４は触媒２０の温度が所定温度より低い場合のＣＵ１８の発電電圧制御による変化を示している。

図３や図４に示すように、ＣＵ１８は、エンジン１４の減速が開始されると同時に（アクセルペダルの踏込量がゼロになって燃料供給のカットが開始されると同時に）、発電機１０の発電電圧を高圧側の所定値ＶＨに設定するとともに、スロットル弁２２を閉じる（開度量をゼロにする。）。ただし、エンジン１４の減速開始時のエンジン回転数が回転数Ｎ１より小さい場合、すなわち減速開始と同時に燃料供給のカットを実行しない場合は、エンジン１４の減速開始前の発電電圧で維持する、または最低設定電圧に設定する。（例えば図３や４の場合、ＶＬで維持する。）。

ＣＵ１８は、発電機１０の発電電圧を、減速中のエンジン１４の回転数が、燃料供給復帰回転数（第１回転数）Ｎ１より所定数大きい第２回転数Ｎ２になるまで、高圧側の所定電圧ＶＨで維持する。

エンジン１４がさらに減速してエンジン回転数が第２回転数Ｎ２になると、ＣＵ１８は、触媒２０の温度が所定温度より大きいか否かで、異なる制御を実行する。

まず、触媒２２の温度が所定温度より高い場合、図３に示すように、ＣＵ１８は、発電機１０の発電電圧を高圧側の所定電圧ＶＨに維持したまま、閉じている状態のスロットル弁２２を少しずつ開いていく（開度量を少しずつ大きくしていく）。これにより、エンジン１４の回転数の低下の程度は、二点鎖線で示すスロットル弁２２を閉じた状態で維持する場合に比べて小さくなる。すなわち、エンジン１４に流入する空気量を少しずつ増量することにより、燃料供給復帰回転数Ｎ１にエンジン回転数が低下するまでの時間を長くしている。これにより、燃料の消費を抑制するとともに、高い発電電圧ＶＨでバッテリ１６を効率よく充電する（急速充電する。）。ここからさらに、エンジン回転数が低下して燃料供給復帰回転数Ｎ１に達すると、ＣＵ１８は、スロットル弁２２を閉じて、発電機１４の発電電圧を小さくする（例えば、減速開始前の発電電圧ＶＬに設定する。）。そして、燃料噴射弁２４を制御してエンジン１４をアイドリング回転数で維持する。

なお、上述するようにスロットル弁２２を少しずつ開けるため、該弁２２を介してエンジン１４に流れ込む空気が増量しつつ、そのままエンジン１４の排気経路上に配置された触媒２０に送られることになるが、このスロットル弁２２の制御（図３に示す制御）は、触媒２０がこの空気に冷却されても排気浄化性能が低下するような温度状態でない、言い換えると所定温度より高い温度状態のときのみに行われるので、触媒２０が冷えることによるエミッションの悪化は抑制される。

一方、触媒２０の温度が所定温度より低い場合、上述するようにエミッションの悪化を招くおそれがある理由から触媒２０に空気を送ることができないので、図４に示すように、ＣＵ１８は、触媒２０の温度が所定温度より高い場合と異なり、スロットル弁２２を閉じたまま維持する。その代わりに、エンジン１４の回転数が大きく低下しないように発電機１０の発電電圧を幾度か微量だけ上昇させるまたは微量だけ降下させることにより調整する（結果としては、図４に示すように発電電圧はＶＨから少しずつ小さくなる）ことにより、燃料供給復帰回転数Ｎ１にエンジン回転数が低下するまでの時間を長くして、バッテリ１６の十分な充電を実現するための充電時間を確保する。

なお、仮に図４の二点鎖線に示すように、第２回転数Ｎ２にエンジン回転数が達した後も発電電圧を高圧側所定電圧ＶＨで維持した場合、すぐにエンジン回転数が燃料供給復帰回転数Ｎ１になるため、充電時間を十分に確保できないことになる。

エンジン回転数が低下して燃料供給復帰回転数Ｎ１に達すると、ＣＵ１８は、発電機１４の発電電圧を小さくする（例えば、減速開始前の発電電圧ＶＬに設定する。）。そして、燃料噴射弁２４を制御してエンジン１４をアイドリング回転数で維持する。

ここからは、上述した触媒２０の温度により異なる発電制御の流れも含む、エンジン１４の減速中におけるＣＵ１８の発電電圧制御の流れを、図５に示すフローで説明する。

まず、図５に示すように、ステップＳ６００において、ＣＵ１８は、アクセル踏込量センサ５０からの信号に基づいてアクセルペダルの踏込量がゼロであるか否かを判定する、すなわちエンジン１４が減速中であるか否かを判定する。アクセルペダルの踏込量がゼロであると判定すると、エンジン１４が減速を開始したとして、次のステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６１０において、ＣＵ１８は、スロットル弁２２を制御してその開度量をゼロにする、すなわちスロットル弁２２を介してエンジン１４に流入する空気量をゼロにする。これは、図３や図４のスロットル弁開度量の変化に示すように、触媒２０の温度にかかわらず実行する。

ステップＳ６１０に続くステップＳ６２０において、ＣＵ１８は、エンジン回転数センサ５２からの信号に基づいて、エンジン１４の回転数が燃料供給復帰回転数（第１回転数）Ｎ１より大きいか否かを判定する。大きい場合は、ステップＳ６３０に進む。

そうではなくエンジン１４の回転数が燃料供給復帰回転数Ｎ１より小さい場合、図２に示すようにエンジン１４に燃料が供給されているので、発電電圧をエンジン１４の減速開始前のまま維持する（または、最低設定電圧に設定する。）。そして、エンジン１４の減速中における発電機１０の発電電圧制御を終了する。

ステップＳ６２０でエンジン１４の回転数が燃料供給復帰回転数Ｎ１より大きいと判定すると、ステップＳ６３０において、ＣＵ１８は、エンジン回転数センサ５２からの信号に基づいて、エンジン１４の回転数が燃料供給復帰回転数Ｎ１より所定数大きい第２回転数Ｎ２より大きいか否かを判定する（図３、４参照。）。大きい場合、ステップＳ６４０に進む。そうでない場合ステップＳ６５０に進む。

ステップＳ６４０において、ＣＵ１８は、発電機１０の発電電圧を高圧側所定値（例えば図３、４に示すＶＨ）に設定する。そして、ステップＳ７２０に進む。

一方、ステップＳ６３０でエンジン回転数が第２回転数Ｎ２より小さいと判定した場合、ステップＳ６５０において、ＣＵ１８は、バッテリ残量センサ５４からの信号に基づいて、バッテリ残量が所定量（例えば、満充電の９５％の残量）より少ないか否かを判定する。少ない場合、ステップＳ６６０に進む。そうでない場合、ステップＳ６７０に進み、急速な充電は必要がないとして発電機の発電電圧を低圧側所定値（例えば、図３、４に示すＶＬ）に設定してステップＳ７２０に進む。

ステップＳ６６０において、ＣＵ１８は、触媒温度センサ５６からの信号に基づいて、触媒２０の温度が所定温度より高いか否かを判定する。高い場合、ステップＳ６８０に進む。そうでない場合、ステップＳ６９０に進む。

ステップＳ６８０において、ＣＵ１８は、スロットル弁２２を所定量だけ開く。そして、ステップＳ６４０に進む。

一方、ステップＳ６９０において、ＣＵ１８は、エンジン回転数センサ５２からの信号に基づいて、エンジン回転数の低下量が大きいか否か（例えば、予め定めた低下量より大きいか否か）を判定する。大きい場合は、ステップＳ７００に進み、エンジン回転数の低下の程度を小さくするために（急激な低下を抑制するために）発電電圧を微量だけ降下させ、そしてステップＳ７２０に進む。そうでない場合、ステップＳ７１０に進み、発電電圧を微量だけ上昇させ、そしてステップＳ７２０に進む。

ステップＳ７２０において、ＣＵ１８は、エンジン回転数センサ５２からの信号に基づいて、エンジン回転数が燃料供給復帰回転数Ｎ１より小さいか否かを判定する。小さい場合ステップＳ７３０に進む。そうでない場合ステップＳ６３０に戻る。

ステップＳ７３０において、ＣＵ１８は、スロットル弁２２を閉じた状態にし、エンジン１４の減速中における、発電機１０の発電電圧制御を終了する。

なお、補足すると、エンジン１４が減速を開始してそのときの回転数が燃料供給復帰回転数Ｎ１より大きい場合は、回転数が該回転数Ｎ１になるまで、ステッップＳ６３０からＳ７２０までの制御が繰り返し実行される。そこでは、触媒２０の温度が所定温度より高い場合（ステップＳ６６０）、ステップＳ６８０の制御、すなわちスロットル弁２２を所定量だけ開く制御が繰り返し実行されることになる。それにより、図３に示すように、スロットル弁２２の開度量が少しずつ大きくなり、その結果、エンジン回転数の低下の程度が小さくされる（急激な低下が抑制される。）。

なお、ここで言う「所定量」は、常に一定の固定値でもよく、または例えばステップＳ６８０の実行回数によって異なるなどの変数値であってもよい。すなわち、エンジン回転数の低下を抑制できる値であればよい。

一方、触媒２０の温度が所定温度より低い場合（ステップＳ６６０）、ステップＳ６９０〜Ｓ７１０の制御が繰り返し実行されることになる。具体的に言うと、エンジン１４の回転数の低下量が大きい場合のステップＳ７００の制御、すなわち発電電圧を微量だけ降下させる制御と、回転数の低下量が小さい場合のステップＳ７１０の制御、すなわち発電電圧を微量だけ上昇させる制御とを幾度も実行することになる。それにより、図４に示すように、発電電圧が少しずつ小さくなり、その結果、エンジン回転数の低下の程度が小さくされる（急激な低下が抑制される。）。

本実施形態によれば、ＣＵ１８によりエンジン１４への燃料供給がカットされているときに、バッテリ残量センサ５４が検出するバッテリ残量が少なく、且つ燃料供給復帰回転数Ｎ１と該回転数より所定数大きい回転数Ｎ２との間のエンジン回転数である場合、ＣＵ１８がスロットル弁２２を制御することによりエンジン１４に流入する空気量が増加される。すなわち、バッテリ１６の残量が少ないときのみ、且つ燃料供給が再開されるタイミング（燃料供給復帰回転数に達するタイミング）近くのタイミングで空気量が増加されるので、低温の空気が触媒２０に送られる機会が少なく(言い換えると、低温の空気がエンジンの減速中に常に送られるわけではないので)、かつその時間が短縮化される。その結果、触媒２０が冷えることによるエミッションの悪化が抑制される。

また、触媒温度センサ５６が検出する触媒温度が所定温度より高い場合のみ、ＣＵ１８は、図３や図５のステップＳ６８０に示すように、エンジン１４に流入する空気量を増加させる。これにより、空気を送ってもエミッションが悪化することがない温度状態に触媒２０があるときのみに、該触媒２０に空気が送られる。これにより、エミッションの悪化が抑制される。

さらに、触媒温度センサ５６が検出する触媒温度が所定温度より低い場合、ＣＵ１８は、触媒温度が所定温度より高い場合に比べて小さい上昇量（微量）で発電電圧を上昇させる（図５のステップＳ７１０参照。）。これは、触媒温度が所定温度より低いためにエンジン１４に流入する空気量を増加して該エンジン１４の回転数の急激な低下を抑制することができないためで、このときの発電機１０の発電電圧の上昇量を触媒温度が所定温度より高い場合に比べて小さくすることにより、エンジン回転数の急激な低下を抑制して、バッテリの十分な充電を可能としている。

以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されない。

例えば、エンジンと車輪（厳密には自動変速機）との間にトルクコンバータを備える車両の場合、トルクコンバータの入力側（エンジン側）と出力側（自動変速機側）とを着脱可能に締結する、ロックアップクラッチの締結状態によって、発電機の発電電圧の制御を変更してもよい。

この場合、図６に示すように、ＣＵ１１８は、ロックアップクラッチを制御する、自動変速機制御装置（ＡＴＣＵ）１２６から、ロックアップクラッチの締結状態を示す信号を受信し、その受信信号に基づいて発電機１１０の発電電圧制御を実行する。なお、図６において、図１に示す構成要素と同一の構成要素には、図１の構成要素に付された符号の数字に１００を足した数字の符号を付している。

ＡＴＣＵ１２６からの信号に基づいてロックアップクラッチが締結状態またはスリップ状態である場合、言い換えると回生エネルギが大きいときは、ＣＵ１１８は、例えば図７にフローで示す制御を実行する。

まず、ステップＳ８００において、ＣＵ１１８は、アクセル踏込量センサ１５０からの信号に基づいてアクセルペダルの踏込量がゼロであるか否かを判定する、すなわちエンジン１１４が減速中であるか否かを判定する。アクセルペダルの踏込量がゼロであるであると判定すると、エンジン１１４が減速を開始したとして、ステップＳ８１０に進む。そうでない場合、ステップＳ８４０に進む。

ステップＳ８１０において、ＣＵ１１８は、エンジン回転数センサ１５２からの信号に基づいて、エンジン１１４の回転数が燃料供給復帰回転数（第１回転数）Ｎ１より大きいか否かを判定する。すなわち燃料供給カットが実行中か否かを判定する。Ｎ１より大きい場合は、ステップＳ８２０に進む。そうでない場合Ｓ８４０に進む。

ステップＳ８２０において、ＣＵ１１８は、バッテリ残量センサ１５４からの信号に基づいて、バッテリ残量が所定量（図５のステップＳ６５０の所定量と同一でなくてもよい）より少ないか否かを判定する。少ない場合、ステップＳ８３０に進む。そうでない場合、ステップＳ８４０に進む。

ステップＳ８３０において、ＣＵ１１８は、発電機１１０の発電電圧を高圧側の所定値に設定する。そしてリターンに進み、スタートに戻る。

一方、ステップＳ８４０において、ＣＵ１１８は、発電機１１０の発電で何津を低圧側の所定値に設定する。そしてリターンに進み、スタートに戻る。

このフローに従えば、ロックアップクラッチが締結状態またはスリップ状態である場合、燃料供給復帰回転数Ｎ１より大きいとき、すなわち燃料供給がカットされているときであって、かつバッテリの残量が少ない場合のときだけ、発電電圧が高圧側の所定値に設定される。また、スロットル弁１２２を開いてエンジン１１４に流入する空気の量を増加させる制御は実行しない。したがって、触媒の温度を低下するおそれがない。

一方、ＡＴＣＵ１２６からの信号に基づいてロックアップクラッチが非締結状態である場合は、図５に示すフローの制御、すなわち上述の実施形態の制御を実行する。すなわち、燃料供給復帰回転数Ｎ１より所定数大きい第２回転数より小さいエンジン回転数であって、またバッテリ１１６の残量が少なく、且つ触媒１２０が所定温度より高温である場合のみ、発電電圧が高圧側の所定値に設定するとともに、スロットル弁１２２を開いてエンジン１１４に流入する空気の量を増加させる制御を実行する。これにより、ロックアップクラッチが非締結状態にあるとき、すなわち発電機１１６の発電電圧を上げるとエンジン回転数が急激に低下するようなときでも、エンジン１１４に流入する空気量を増加して該エンジン１１４の急激な低下を抑制することにより、バッテリ１１６の十分な充電を可能とする。また、エンジンに流入する空気量の増加は限られた条件で行われるので(エンジンの減速中であれば常に実行されるわけではないので)、触媒に増量した空気が送られる機会が少なくて済む。

また、上述に記載するように、エンジンの減速中において、エンジン回転数の低下を抑制して上昇された発電電圧による充電時間を長くするために、エンジンに流入する空気量を増加させることは、エンジン回転数が燃料供給復帰回転数Ｎ１より所定数高い回転数Ｎ２に低下した後に種々の条件（触媒の温度が所定温度より高温であること、バッテリの残量が少ないこと）を満たせば開始されるが、これに代わり、エンジンが減速を開始するとともに種々の条件を満たしていれば、エンジンに流入する空気量を増加させるようにしてもよい。これにより、より長い、高い発電電圧によるバッテリの充電時間を確保することができる。ただし、この場合、触媒の温度を監視し、該触媒の温度が排気浄化性能が低下する温度近くになると、エンジンの流入する空気量の増加を中断する制御を実行するのが好ましい。

これに関連して、触媒の温度を監視し、該触媒の温度が排気浄化性能が低下する温度近くになると、エンジンの流入する空気量の増加を中断する制御を実行する場合、または、エンジンの減速中に該エンジンに流入する空気量を増加しても触媒の温度が排気浄化性能が低下する温度に低下するおそれがない場合は、エンジンに流入する空気量を増加させる種々の条件から、触媒の温度が所定温度より高いという条件を省いてもよい。

以上のように、本発明に係る車両用発電機の発電制御装置は、燃料供給がカットされたエンジンの減速中における発電機の発電電圧の制御をバッテリの残量に基づいて実施することにより、エンジン減速中にバッテリを充電するとともに、触媒に低温の空気が送られる機会を少なくしてエミッションの悪化を抑制することができる。したがって、発電機をエンジンで駆動させる車両の製造産業の分野において好適に利用される可能性がある。

本発明の実施形態に係る車両用発電機の発電制御装置を含む、車両の電力系統を概略的に示す図である。 エンジンの減速中における燃料供給制御のフロー図である。 触媒の温度が所定温度より高い場合の制御によって変化する、車速、エンジン回転数、発電電圧、スロットル弁開度量、およびバッテリの充電電流を示す図である。 触媒の温度が所定温度より低い場合の制御によって変化する、車速、エンジン回転数、発電電圧、スロットル弁開度量、およびバッテリの充電電流を示す図である。 発電機の発電電圧制御のフロー図である。 トルクコンバータのロックアップクラッチの締結状態を考慮した実施形態に係る車両用発電機の発電制御装置を含む、車両の電力系統を概略的に示す図である。 トルクコンバータのロックアップクラッチが締結状態またはスリップ状態にあるときの発電機の発電電圧制御のフロー図である。

符号の説明

１０ 車両用発電機（発電機）
１４ エンジン
１６ バッテリ
１８ 燃料供給カット手段、発電電圧制御手段、空気量制御手段（ＣＵ）
２０ 触媒
２２ 空気量調節手段（スロットル弁）
５４ バッテリ残量検出手段（バッテリ残量センサ）

Claims (5)

1. エンジン減速中に該エンジンにより駆動されてバッテリを充電する車両用発電機の発電制御装置であって、
   エンジンの排気通路上に配置された排気浄化用触媒と、
   エンジンに流入する空気量を調節する空気量調節手段と、
   バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
   減速開始時からエンジン回転数が燃料供給復帰回転数に低下するまで該エンジンへの燃料供給をカットする燃料供給カット手段と、
   前記燃料供給カット手段によりエンジンへの燃料供給がカットされているときに、発電機の発電電圧を上昇させる発電電圧制御手段と、
   前記燃料供給カット手段によりエンジンへの燃料供給がカットされているときに、前記バッテリ残量検出手段が検出するバッテリ残量が少ない場合、前記空気量調節手段を制御してエンジンに流入する空気量を増加させる空気量制御手段とを有することを特徴とする車両用発電機の発電制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
   前記空気量制御手段は、前記燃料供給カット手段によりエンジンへの燃料供給がカットされているときに、前記バッテリ残量検出手段が検出するバッテリ残量が少なく、且つ前記燃料供給復帰回転数と該回転数より所定数大きい回転数との間のエンジン回転数である場合に、前記空気量調節手段を制御してエンジンに流入する空気量を増加させることを特徴とする車両用発電機の発電制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
   エンジンと車輪との間に配置されて該エンジンが発生した駆動力を車輪に伝達するトルクコンバータと、
   前記トルクコンバータの入力側と出力側とを着脱可能に締結するロックアップクラッチと、
   前記ロックアップクラッチを締結状態、スリップ状態、または非締結状態にするロックアップクラッチ制御手段とを有し、
   前記発電電圧制御手段は、前記ロックアップクラッチ制御手段によりロックアップクラッチが締結状態またはスリップ状態にあるときは、発電機の発電電圧を上昇させ、
   一方、非締結状態にあるときは、前記バッテリ残量検出手段が検出するバッテリ残量が少ない場合のみ発電機の発電電圧を上昇させることを特徴とする車両用発電機の発電制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
   前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を有し、
   前記空気量制御手段は、前記触媒温度検出手段が検出する触媒温度が所定温度より高い場合のみ、エンジンに流入する空気量を増加させることを特徴とする車両用発電機の発電制御装置。
5. 請求項４に記載の車両用発電機の発電制御装置において、
   前記発電電圧制御手段は、前記触媒温度検出手段が検出する触媒温度が所定温度より低い場合、触媒温度が所定温度より高い場合に比べて小さい上昇量で発電電圧を上昇させることを特徴とする車両用発電機の発電制御装置。

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