JP6670139B2

JP6670139B2 - 発電制御装置

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Publication number: JP6670139B2
Application number: JP2016050668A
Authority: JP
Inventors: 晋也佐川; 正樹小室
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2036-03-15
Also published as: JP2017169303A

Description

本発明は、エンジンに連結される発電機を制御する発電制御装置に関する。

車両には、エンジンに連結される発電機が設けられている（特許文献１〜５参照）。このような車両のエネルギー効率を高めるためには、走行状況等に応じて発電機を適切に制御することにより、供給燃料を効率良く電力に変換することが重要である。また、車両のエネルギー効率を向上させるため、停車等の停止条件が成立した場合に、エンジンを自動的に停止させる車両も開発されている。

特許第５４０１３６６号公報特開２００１−１７３４８１号公報特許第３６４４３３５号公報特開２００７−２５２０７２号公報特許第３０５００７３号公報

ところで、停止条件に基づきエンジンを停止させる車両において、ブレーキ解除等の始動条件が成立した場合には、車両発進等に備えて自動的にエンジンが再始動される。このエンジン再始動時には、スタータモータ等によってバッテリの電力が消費されることから、その後、速やかにバッテリを充電することが求められている。このエンジン再始動後のバッテリ充電において、単にバッテリが満充電に達するまで発電機の発電を継続することは、車両のエネルギー効率を低下させる要因となっていた。

本発明の目的は、車両のエネルギー効率を向上させることにある。

本発明の発電制御装置は、エンジンに連結される発電機を制御する発電制御装置であって、停止条件に基づいて前記エンジンを停止させ、始動条件に基づいて前記エンジンを再始動させるエンジン制御部と、前記エンジンが再始動された場合に、前記発電機の目標発電電圧を上げる発電制御部と、前記エンジンが再始動された場合に、前記発電機に接続される蓄電体の蓄電量に基づいて閾値を設定する閾値設定部と、を有し、前記閾値設定部は、前記蓄電体の蓄電量が多い場合には前記閾値を高く設定し、前記蓄電体の蓄電量が少ない場合には前記閾値を低く設定し、前記発電制御部は、前記発電機の発電効率が前記閾値を下回る場合に、前記エンジンの再始動に伴って上げた前記目標発電電圧を下げる。

本発明によれば、発電制御部は、発電機の発電効率が閾値を下回る場合に、エンジンの再始動に伴って上げた目標発電電圧を下げる。これにより、発電機の発電効率を高めることができ、車両のエネルギー効率を向上させることができる。

本発明の一実施の形態である発電制御装置を備えた車両の一例を示す概略図である。発電制御装置の構成例を示す概略図である。ＩＳＧ発電制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。ＩＳＧ発電制御に用いられる閾値マップの一例を示す線図である。ＩＳＧ発電制御に用いられる閾値マップの一例を示す線図である。ＩＳＧ発電制御におけるバッテリ、モータジェネレータおよびエンジンの作動状況の一例を示すタイミングチャートである。ＩＳＧ発電制御におけるバッテリ、モータジェネレータおよびエンジンの作動状況の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である発電制御装置１０を備えた車両１１の一例を示す概略図である。図１に示すように、車両１１のパワーユニット１２には、動力源であるエンジン１３が搭載されている。エンジン１３のクランク軸１４には、ベルト機構１５を介してモータジェネレータ（発電機）１６が連結されている。また、エンジン１３にはトルクコンバータ１７を介して変速機構１８が連結されており、変速機構１８にはデファレンシャル機構１９等を介して車輪２０が連結されている。さらに、パワーユニット１２には、クランク軸１４を始動回転させるスタータモータ２１が設けられている。

エンジン１３に連結されるモータジェネレータ１６は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（integrated starter generator）である。モータジェネレータ１６は、クランク軸１４に発電駆動される発電機として機能するだけでなく、後述するアイドリングストップ制御時にはクランク軸１４を始動回転させる電動機として機能する。モータジェネレータ１６は、ステータコイルを備えたステータ２２と、フィールドコイルを備えたロータ２３と、を有している。また、モータジェネレータ１６は、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびマイクロコンピュータ等からなるＩＳＧコントローラ２４を有している。ＩＳＧコントローラ２４によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、モータジェネレータ１６の発電電圧や発電電流を制御することや、モータジェネレータ１６の駆動トルクや回転数を制御することができる。

続いて、発電制御装置１０の構成について詳細に説明する。図２は発電制御装置１０の構成例を示す概略図である。図１および図２に示すように、発電制御装置１０は、エンジン１３によって発電駆動されるモータジェネレータ１６と、このモータジェネレータ１６によって充電されるバッテリ（蓄電体）３０と、を有している。発電制御装置１０の正極ライン３１には、モータジェネレータ１６の正極端子１６ａが接続されており、バッテリ３０の正極端子３０ａが接続されている。また、正極ライン３１には、電装品等の各種電気機器３２が接続されており、スタータリレー３３を介してスタータモータ２１が接続されている。

図２に示すように、発電制御装置１０は、エンジン１３やモータジェネレータ１６等を制御する制御ユニット４０を有している。この制御ユニット４０に接続されるセンサ類として、車両起動時に操作されるイグニッションスイッチ４１、エンジン始動時に操作されるスタータスイッチ４２、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルセンサ４３、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキセンサ４４、セレクトレバーの操作位置を検出するポジションセンサ４５がある。また、制御ユニット４０に接続されるセンサとして、車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ４６、エンジン１３の回転速度であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ４７、モータジェネレータ１６の発電電流を検出するＩＳＧ電流センサ４８、モータジェネレータ１６の発電電圧を検出するＩＳＧ電圧センサ４９等がある。なお、制御ユニット４０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されるマイクロコンピュータや、各種アクチュエータに対する制御電流を生成する駆動回路等が設けられる。

また、制御ユニット４０には、バッテリ３０の充放電電流や充電状態ＳＯＣ等を検出するバッテリセンサ５０が接続されている。バッテリセンサ５０は、バッテリ３０の充放電電流を積算することにより、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣを算出する機能を有している。バッテリ３０の充電状態ＳＯＣ（state of charge）とは、バッテリ３０の設計容量に対する蓄電量の比率である。すなわち、充電状態ＳＯＣが高い場合とは、バッテリ３０の蓄電量が多いことを意味し、充電状態ＳＯＣが低い場合とは、バッテリ３０の蓄電量が少ないことを意味している。なお、図示する例では、バッテリ３０の負極側にバッテリセンサ５０を設けているが、これに限られることはなく、バッテリ３０の正極側にバッテリセンサ５０を設けても良い。また、前述の説明では、充放電電流を積算することで充電状態ＳＯＣを算出しているが、これに限られることはなく、例えば、バッテリ３０の端子電圧や開放電圧に基づいて充電状態ＳＯＣを算出しても良い。

制御ユニット４０は、エンジン１３の作動状態を制御するエンジン制御部５１を有している。エンジン制御部５１は、前述した各種センサから送信される信号に基づいて、インジェクタ、イグナイタおよびスロットルバルブ等のエンジン補機５２を制御することにより、エンジン１３トルクやエンジン回転数を制御する。また、エンジン制御部５１は、各種センサから送信される信号に基づいて、エンジン停止やエンジン再始動を行う所謂アイドリングストップ制御を実行する。すなわち、エンジン制御部５１は、各種センサから送信される信号に基づいて、エンジン１３の停止条件や始動条件を判定する。そして、エンジン制御部５１は、エンジン運転中に停止条件が成立した場合に、エンジン１３を運転状態から停止状態に制御する一方、エンジン停止中に始動条件が成立した場合に、エンジン１３を再始動して停止状態から運転状態に制御する。エンジン１３の停止条件としては、例えば、車速が所定車速以下であり、かつブレーキペダルが踏み込まれることが挙げられる。また、エンジン１３の始動条件としては、例えば、ブレーキペダルの踏み込みが解除されることや、アクセルペダルが踏み込まれることが挙げられる。なお、アイドリングストップ制御によるエンジン再始動時には、モータジェネレータ１６によってエンジン１３が始動回転される。

［ＩＳＧ発電制御（フローチャート）］
モータジェネレータ１６の発電状態は、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣを所定範囲に保つように、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣ等に基づいて制御される。また、モータジェネレータ１６はエンジン１３に駆動されることから、車両１１の燃費性能を向上させるため、モータジェネレータ１６を効率良く発電させることが求められる。そこで、制御ユニット４０は、モータジェネレータ１６を効率良く発電させるため、モータジェネレータ１６の目標発電電圧等を制御する発電制御部５３と、充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値（閾値）を設定する閾値設定部５４と、を有している。以下、制御ユニット４０によるモータジェネレータ１６の発電制御（以下、ＩＳＧ発電制御と記載する。）について説明する。図３はＩＳＧ発電制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

図３に示すように、ステップＳ１０では、イグニッションスイッチ４１がＯＮであるか否かが判定される。ステップＳ１０において、イグニッションスイッチ４１がＯＮであると判定された場合には、続くステップＳ１１に進み、エンジン初始動が実行されたか否かが判定される。ステップＳ１１において、エンジン初始動の実行が判定された場合、つまり乗員のスタータスイッチ操作（スイッチ操作）に基づきエンジン１３が始動された場合には、ステップＳ１２に進み、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。モータジェネレータ１６の高電圧状態とは、バッテリ３０を積極的に充電するモータジェネレータ１６の発電状態である。つまり、高電圧状態においては、モータジェネレータ１６の目標発電電圧が、バッテリ３０の電圧（例えば、バッテリ３０の公称電圧）よりも高く設定されている。

なお、高電圧状態の目標発電電圧として、２種類の目標発電電圧ＶＨ１，ＶＨ２が設定されている。目標発電電圧ＶＨ１，ＶＨ２の何れを選択するかについては、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣ等に基づいて決定される。例えば、充電状態ＳＯＣが高い場合には、低い方の目標発電電圧ＶＨ１が選択される一方、充電状態ＳＯＣが低い場合には、高い方の目標発電電圧ＶＨ１が選択される。なお、目標発電電圧ＶＨ１，ＶＨ２の選択方法については、充電状態ＳＯＣに限られることはなく、例えば、バッテリ３０の温度に基づき目標発電電圧ＶＨ１，ＶＨ２を選択しても良い。また、前述の説明では、高電圧状態の目標発電電圧として、２種類の目標発電電圧ＶＨ１，ＶＨ２を設定しているが、これに限られることはなく、３種類以上の目標発電電圧を設定しても良く、１種類の目標発電電圧を設定しても良い。

ステップＳ１２において、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御されると、ステップＳ１３に進み、所定時間が経過したか否かが判定される。ステップＳ１３において、所定時間が経過していないと判定された場合には、ステップＳ１２に戻り、モータジェネレータ１６の高電圧状態が継続される。一方、ステップＳ１３において、所定時間が経過したと判定された場合には、ステップＳ１４に進み、モータジェネレータ１６が低電圧状態に制御される。このように、エンジン初始動後においては、所定時間に渡ってモータジェネレータ１６が高電圧状態に制御され、モータジェネレータ１６によってバッテリ３０が積極的に充電される。これにより、車両停止中に電気機器３２等によって消費された暗電流分の電力や、エンジン始動時にスタータモータ２１によって消費された電力を、エンジン初始動後にバッテリ３０に対して充電することができる。

なお、モータジェネレータ１６の低電圧状態とは、バッテリ３０を充電することのないモータジェネレータ１６の無発電状態である。つまり、低電圧状態においては、モータジェネレータ１６の目標発電電圧ＶＬが、バッテリ３０の電圧（例えば、バッテリ３０の公称電圧）よりも若干低く設定されている。これにより、モータジェネレータ１６によるエンジン負荷を低減することができ、万が一、電気負荷が増加してバッテリ３０の電圧が一時的に低下した場合であっても、モータジェネレータ１６から電気負荷に電力を供給することができる。なお、低電圧状態においては、モータジェネレータ１６の励磁電流がゼロに制御される。

続いて、ステップＳ１５に進み、エンジン１３の燃料カット中であるか否か、またはエンジン１３の停止移行中であるか否かが判定される。エンジン１３の燃料カット中とは、エンジン１３の回転中に燃料供給が遮断される状況であり、エンジン１３の停止移行中とは、アイドリングストップ制御によるエンジン１３の停止過程である。ステップＳ１５において、エンジン１３の燃料カット中や停止移行中であると判定された場合には、ステップＳ１６に進み、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。燃料カット中や停止移行中においては、燃料を供給することなくエンジン１３が回転している。このため、エンジン１３の運動エネルギーを有効に利用する観点から、モータジェネレータ１６を高電圧状態に制御することにより、モータジェネレータ１６を積極的に発電させている。なお、モータジェネレータ１６の高電圧状態は、燃料カット中や停止移行中に渡って継続される。

一方、ステップＳ１５において、エンジン１３の燃料カット中や停止移行中ではないと判定された場合には、ステップＳ１７に進み、アイドリングストップ制御によるエンジン再始動直後であるか否かが判定される。ステップＳ１７において、エンジン再始動直後ではないと判定された場合には、ステップＳ１４に進み、モータジェネレータ１６が低電圧状態に制御される。一方、ステップＳ１７において、エンジン再始動直後であると判定された場合には、ステップＳ１８に進み、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。このように、アイドリングストップ制御によるエンジン再始動直後においては、モータジェネレータ１６の消費電力をバッテリ３０に充電するため、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。

このように、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御されると、続くステップＳ１９では、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣに基づき終了閾値Ｘｉが設定され、ステップＳ２０では、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｉ以下であるか否かが判定される。ステップＳ２０において、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｉよりも大きいと判定された場合には、モータジェネレータ１６の高電圧状態を維持したまま、ステップＳ１９に戻り、充電状態ＳＯＣに基づき終了閾値Ｘｉが再設定される。一方、ステップＳ２０において、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｉ以下であると判定された場合には、ステップＳ１４に進み、モータジェネレータ１６が高電圧状態から低電圧状態に制御される。

ここで、図４および図５はＩＳＧ発電制御に用いられる閾値マップの一例を示す線図である。図４に示すように、閾値マップには、充電状態ＳＯＣの増加過程において参照されるアップ線Ｌｕと、充電状態ＳＯＣの減少過程において参照されるダウン線Ｌｄと、が設けられている。このように、図４に示した閾値マップは、矢印で示すように、アップ線Ｌｕおよびダウン線Ｌｄを循環しながら終了閾値Ｘｉを設定するマップ、つまりヒステリシスを備えたマップである。

例えば、図５に矢印ａ１で示すように、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣがＳ１からＳ２に低下する際には、矢印ｂ１で示すように、終了閾値Ｘｉはダウン線Ｌｄに沿ってＸ１からＸ２に低下する。また、矢印ａ２で示すように、充電状態ＳＯＣがＳ２からＳ３に上昇する際には、アップ線Ｌｕに達するまで終了閾値ＸｉはＸ２を維持し、矢印ａ３で示すように、充電状態ＳＯＣがＳ３からＳ４に上昇する際には、矢印ｂ３で示すように、終了閾値Ｘｉはアップ線Ｌｕに沿ってＸ２からＸ４に上昇する。そして、矢印ａ４で示すように、充電状態ＳＯＣがＳ４からＳ５に低下する際には、ダウン線Ｌｄに達するまで終了閾値ＸｉはＸ４を維持し、矢印ａ５で示すように、充電状態ＳＯＣがＳ５からＳ１に低下する際には、矢印ｂ５で示すように、終了閾値Ｘｉはダウン線Ｌｄに沿ってＸ４からＸ１に低下する。

このように、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが高い場合には、終了閾値Ｘｉが高く設定されることから、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｉを下回り易くなり、モータジェネレータ１６の高電圧状態を早めに終了させることができる。これにより、モータジェネレータ１６の発電効率を高めることができ、車両１１の燃費性能を向上させることができる。ここで、モータジェネレータ１６の発電効率が高い状況とは、例えば、バッテリ３０に充電を開始した直後の状況である。このバッテリ３０の充電開始直後においては、バッテリ３０の受入容量が大きいことから、モータジェネレータ１６の発電電力が大きく、モータジェネレータ１６の発電効率が高くなる。また、モータジェネレータ１６の発電効率が低い状況とは、例えば、バッテリ３０の充電が完了する間際の状況である。このバッテリ３０の充電完了間際においては、バッテリ３０の受入容量が小さいことから、モータジェネレータ１６の発電電力が小さく、モータジェネレータ１６の発電効率が低くなる。このため、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣに余裕がある場合には、モータジェネレータ１６の高電圧状態を早めに終了させることにより、発電効率の高い領域だけでモータジェネレータ１６を発電させている。これにより、モータジェネレータ１６の発電効率を高めることができ、車両１１の燃費性能を向上させることができる。

一方、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが低い場合には、終了閾値Ｘｉが低く設定されることから、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｉを下回り難くなり、モータジェネレータ１６の高電圧状態を長く継続させることができる。これにより、充電状態ＳＯＣが低下している場合には、モータジェネレータ１６を継続して発電させることができ、充電状態ＳＯＣを上昇させることができる。また、閾値マップにヒステリシスを持たせるようにしたので、充電状態ＳＯＣが大きく低下している場合であっても、充電状態ＳＯＣを回復させることができる。すなわち、図５に矢印ａ２で示すように、充電状態ＳＯＣが上昇に転じた場合であっても、ダウン線Ｌｄからアップ線Ｌｕに達するまでは、終了閾値ＸｉがＸ２のまま低く抑えられる。これにより、モータジェネレータ１６の発電を継続することができ、充電状態ＳＯＣを回復させることができる。

［ＩＳＧ発電制御（タイミングチャート）］
続いて、ＩＳＧ発電制御をタイミングチャートに沿って説明する。図６および図７はＩＳＧ発電制御におけるバッテリ３０、モータジェネレータ１６およびエンジン１３の作動状況の一例を示すタイミングチャートである。図６においては、アイドリングストップ制御による１回分のエンジン停止およびエンジン再始動が示されており、図７においては、アイドリングストップ制御による３回分のエンジン停止およびエンジン再始動が示されている。なお、図６および図７においては、モータジェネレータ１６の発電電流および消費電流が共に「Ｉｉｓｇ」で示され、モータジェネレータ１６の目標発電電圧が「Ｖｇ」で示され、バッテリ３０の電圧が「Ｖｂ」で示されている。

図６に示すように、エンジン１３の始動条件が成立すると（符号ａ１）、モータジェネレータ１６の始動回転によってエンジン１３が再始動される（符号ｂ１）。このとき、モータジェネレータ１６の消費電流Ｉｉｓｇは増加し（符号ｃ１）、バッテリ３０の電圧Ｖｂは低下する（符号ｄ１）。そして、エンジン１３が再始動されると、目標発電電圧Ｖｇが「ＶＬ」から「ＶＨ１」に上げられる（符号ｅ１）。これにより、モータジェネレータ１６は高電圧状態に制御され、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇが増加する（符号ｃ２）。また、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御されると、そのときの充電状態ＳＯＣが求められ（符号ｆ１）、求められた充電状態ＳＯＣに基づき終了閾値Ｘａが設定される。そして、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘａを下回ると（符号ｃ３）、目標発電電圧Ｖｇが「ＶＨ１」から「ＶＬ」に下げられる（符号ｅ２）。これにより、モータジェネレータ１６は低電圧状態に制御され、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇはほぼ「ゼロ」になる（符号ｃ４）。

また、エンジン１３の停止条件が成立すると（符号ａ２）、エンジン１３が運転状態から停止状態に向けて制御される（符号ｂ２）。この場合には、エンジン１３が停止移行中であることから、目標発電電圧Ｖｇが「ＶＬ」から「ＶＨ１」に上げられる（符号ｅ３）。これにより、モータジェネレータ１６は高電圧状態に制御され、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇが増加する（符号ｃ５）。そして、エンジン１３が停止状態に制御されると（符号ｂ３）、目標発電電圧Ｖｇが「ＶＨ１」から「ＶＬ」に下げられる（符号ｅ４）。これにより、モータジェネレータ１６は低電圧状態に制御され、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇはほぼ「ゼロ」になる（符号ｃ６）。

前述したように、エンジン１３が再始動された場合には、モータジェネレータ１６の目標発電電圧が直近よりも上げられ、モータジェネレータ１６は高電圧状態に制御される。また、エンジン１３が再始動された場合には、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値Ｘａが設定される。そして、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘａを下回る場合には、モータジェネレータ１６の目標発電電圧が直近よりも下げられ、モータジェネレータ１６は低電圧状態に制御される。すなわち、エンジン再始動後においては、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘａを下回るまで、モータジェネレータ１６の高電圧状態が継続されることになる。換言すれば、制御ユニット４０の発電制御部５３は、発電効率として用いられる発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘａを下回る場合に、エンジン１３の再始動に伴って上げた目標発電電圧を下げる。

続いて、図７に符号α，β，γで示すように、エンジン停止およびエンジン再始動が繰り返され、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが徐々に低下する状況について説明する。なお、図７において、図６と同様の箇所については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に符号αで示すように、エンジン１３が再始動された場合には（符号ｂ１）、モータジェネレータ１６の目標発電電圧Ｖｇが「ＶＨ１」に上げられ（符号ｅ１）、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。また、エンジン１３が再始動された場合には（符号ｂ１）、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが求められ（符号ｆ１）、この充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値Ｘａが設定される。そして、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘａを下回る場合には（符号ｃ３）、モータジェネレータ１６の目標発電電圧Ｖｇが「ＶＬ」に下げられ（符号ｅ２）、モータジェネレータ１６が低電圧状態に制御される。

図７に符号βで示すように、エンジン停止を経てエンジン１３が再始動された場合には（符号ｂ１０）、モータジェネレータ１６の目標発電電圧Ｖｇが「ＶＨ１」に上げられ（符号ｅ１０）、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。また、エンジン１３が再始動された場合には（符号ｂ１０）、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが求められ（符号ｆ１０）、この充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値Ｘｂが設定される。そして、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｂを下回る場合には（符号ｃ１０）、モータジェネレータ１６の目標発電電圧Ｖｇが「ＶＬ」に下げられ（符号ｅ１１）、モータジェネレータ１６が低電圧状態に制御される。

図７に符号γで示すように、エンジン停止を経てエンジン１３が再始動された場合には（符号ｂ２０）、モータジェネレータ１６の目標発電電圧Ｖｇが「ＶＨ２」に上げられ（符号ｅ２０）、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。また、エンジン１３が再始動された場合には（符号ｂ２０）、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが求められ（符号ｆ２０）、この充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値Ｘｃが設定される。そして、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｃを下回る場合には（符号ｃ２０）、モータジェネレータ１６の目標発電電圧Ｖｇが「ＶＬ」に下げられ（符号ｅ２１）、モータジェネレータ１６が低電圧状態に制御される。なお、符号γで示したエンジン再始動においては、充電状態ＳＯＣが大きく低下していることから、目標発電電圧Ｖｇが「ＶＨ１」よりも高い「ＶＨ２」に上げられている。

図７に符号ｆ１，ｆ１０，ｆ２０で示したように、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが下がる際には、終了閾値Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃについても下げて設定される。符号ｆ１で示すように、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが高い場合には、終了閾値Ｘａが高く設定されることから、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘａを下回り易くなり、モータジェネレータ１６の高電圧状態を早めに終了させることができる。これにより、モータジェネレータ１６の発電効率を高めることができ、車両１１の燃費性能を向上させることができる。一方、符号ｆ２０で示すように、バッテリ３０の充電状態ＳＯＣが低い場合には、終了閾値Ｘｃが低く設定されることから、発電電流Ｉｉｓｇが終了閾値Ｘｉを下回り難くなり、モータジェネレータ１６の高電圧状態を長く継続させることができる。これにより、充電状態ＳＯＣが低下している場合には、モータジェネレータ１６を継続して発電させることができ、充電状態ＳＯＣを上昇させることができる。

前述の説明では、モータジェネレータ１６の発電効率として、モータジェネレータ１６の発電電流Ｉｉｓｇを用いているが、これに限られることはない。すなわち、モータジェネレータ１６の発電効率を算出し、算出された発電効率が終了閾値（閾値）を下回る場合に、モータジェネレータ１６を高電圧状態から低電圧状態に制御しても良い。また、モータジェネレータ１６の発電効率として、発電電流Ｉｉｓｇ以外の発電効率に連動する値を用いても良い。例えば、モータジェネレータ１６の発電効率として、モータジェネレータ１６の発電電力を用いても良く、モータジェネレータ１６の発電トルクを用いても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図示する例では、動力源としてエンジン１３のみを備える車両１１に対して発電制御装置１０を適用しているが、これに限られることはなく、動力源としてエンジン１３および電動モータを備えるハイブリッド車両に対して発電制御装置１０を適用しても良い。この場合には、モータ走行モードからエンジン走行モードに切り替えるタイミング、つまりエンジン１３を再始動させるタイミングで、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御される。

前述の説明では、モータジェネレータ１６の目標発電電圧を「ＶＬ」に下げることにより、モータジェネレータ１６を低電圧状態に制御しているが、これに限られることはなく、モータジェネレータ１６の目標発電電圧を「ゼロ」まで下げることにより、モータジェネレータ１６を低電圧状態に制御しても良い。また、前述の説明では、目標発電電圧ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＬを予め設定しているが、ことに限られることはなく、変動するバッテリ３０の端子電圧や開放電圧等に基づいて目標発電電圧を設定しても良い。

前述の説明では、エンジン１３を再始動する際に、モータジェネレータ１６によってエンジン１３を始動回転させているが、これに限られることはなく、スタータモータ２１によってエンジン１３を始動回転させても良い。また、前述の説明では、エンジン１３に連結される発電機として、電動機としても機能するモータジェネレータ１６を用いているが、これに限られることはなく、発電機としてオルタネータ等を用いても良い。また、前述の説明では、蓄電体としてバッテリ３０を用いているが、これに限られることはなく、蓄電体としてキャパシタを用いても良い。

前述の説明では、目標発電電圧を上げたタイミングの充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値Ｘｉを設定しているが、これに限られることはなく、エンジン再始動に近いタイミングの充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値Ｘｉが設定されていれば良い。例えば、エンジン１３が始動回転される直前の充電状態ＳＯＣに基づき終了閾値Ｘｉを設定しても良く、エンジン１３が始動回転されるタイミングの充電状態ＳＯＣに基づき終了閾値Ｘｉを設定しても良く、エンジン１３が始動回転された直後の充電状態ＳＯＣに基づき終了閾値Ｘｉを設定しても良い。

図３に示したフローチャートでは、モータジェネレータ１６が高電圧状態に制御された状態のもとで、充電状態ＳＯＣに基づいて終了閾値Ｘｉを更新しているが、これに限られることはなく、ステップＳ１９で初めに設定された終了閾値Ｘｉを更新せずに保持しても良い。また、図４に示した閾値マップは、ヒステリシスを有するマップであるが、これに限られることはなく、ヒステリシスを持たないマップを採用しても良い。

１０発電制御装置
１３エンジン
１６モータジェネレータ（発電機）
３０バッテリ（蓄電体）
４０制御ユニット
５１エンジン制御部
５３発電制御部
５４閾値設定部
ＶＨ１，ＶＨ２，ＶＬ，Ｖｇ目標発電電圧
ＳＯＣ充電状態
Ｘｉ，Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ終了閾値（閾値）
Ｉｉｓｇ発電電流

Claims

エンジンに連結される発電機を制御する発電制御装置であって、
停止条件に基づいて前記エンジンを停止させ、始動条件に基づいて前記エンジンを再始動させるエンジン制御部と、
前記エンジンが再始動された場合に、前記発電機の目標発電電圧を上げる発電制御部と、
前記エンジンが再始動された場合に、前記発電機に接続される蓄電体の蓄電量に基づいて閾値を設定する閾値設定部と、
を有し、
前記閾値設定部は、前記蓄電体の蓄電量が多い場合には前記閾値を高く設定し、前記蓄電体の蓄電量が少ない場合には前記閾値を低く設定し、
前記発電制御部は、前記発電機の発電効率が前記閾値を下回る場合に、前記エンジンの再始動に伴って上げた前記目標発電電圧を下げる、
発電制御装置。
請求項１に記載の発電制御装置において、
前記発電機の発電効率として、前記発電機の発電電流を用いる、
発電制御装置。
請求項１または２に記載の発電制御装置において、
前記発電制御部は、前記エンジンの回転中に燃料供給が遮断された場合に、前記発電機の目標発電電圧を上げる、
発電制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発電制御装置において、
前記発電制御部は、停止条件に基づく前記エンジンの停止過程で、前記発電機の目標発電電圧を上げる、
発電制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電制御装置において、
前記発電制御部は、乗員のスイッチ操作に基づき前記エンジンが始動された場合に、前記発電機の目標発電電圧を上げる、
発電制御装置。