JPWO2014083596A1 - 発電機の発電制御装置と発電制御方法 - Google Patents

Abstract

車両１０では、その搭載した前照灯２１やワイパーモーター３１等の電気負荷機器Ｅ１〜電気負荷機器ＥＮごとに、出力変動に起因する違和感が許容される許容電圧Vをメモリー２１０に予め記憶する。車両操作者が出力を要求する出力要求電気機器をスイッチ操作に基づいて特定し、その特定した出力要求電気負荷機器についての許容電圧Vをメモリー２１０から読み出し、読み出した許容電圧Vが重複する重複電圧範囲を、発電機６０を発電制御する際の発電電圧範囲Ｖｐとする。そして、発電機６０の発電電圧を発電電圧範囲Ｖｐに収めて、発電機６０を発電制御する。

Description

本発明は、発電機の発電制御装置と発電制御方法に関する。

発電機の発電電力は、種々の電気負荷機器に供給される。例えば、車両搭載の発電機の発電電力は、車両の前照灯や室内灯、インストルメントパネル（以下、インパネ）の照明灯等の各種照明機器の他、ワイパーやブロアーの駆動モーター等の駆動機器にも供給される。照明機器や駆動機器といった電気負荷機器の出力は、供給電圧である発電機の発電電圧が変動すると、この電圧変動の影響を受けて変動する。照明機器であれば、光量の変動が生じ、駆動機器であれば、駆動速度の変動が生じる。こうした発電電圧変動による照明機器の出力変動は、ちらつきとして認知され、違和感をもたらすことが危惧される。このため、前照灯の点灯時と前照灯の非点灯時とにおいて発電電圧の変化幅に差を持たせた上で、前照灯点灯時には発電電圧の変化幅を小さく設定して違和感の緩和を図る手法が提案されている（例えば、特許文献１）。なお、駆動機器であれば、発電電圧変動による出力変動は、動作不良や作動音異常と認知されて、違和感をもたらすことが危惧される。

特開２００２−３６９４０３号公報

ところで、発電機の発電電力の供給を受ける電気負荷機器は、前照灯以外にも複数存在し、その全部、もしくは一部の電気負荷機器が同時に使用されることは多々ある。そして、電気負荷機器のそれぞれは、達成すべき機能から、電力消費形態や出力形態が相違するので、発電電圧変動による出力変動の発生状況は相違すると共に、違和感をもたらし得る出力変動を招く発電電圧変動の帯域も相違する。よって、前照灯の点灯時と非点灯時を考慮した発電電圧制御では、前照灯以外の電気負荷機器において、出力変動に基づく違和感の緩和が十分とは言えないことが危惧されるに到った。この他、発電機の発電制御の簡便化や、特異な制御機器を用いることによる部品点数の増加や重量増加の回避、コスト低下等についても要請されている。

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

（１）本発明の一形態によれば、発電機の発電制御装置が提供される。この発電機の発電制御装置は、前記発電機の発電電圧の印加を受ける複数の電気負荷機器と、該電気負荷機器への印加が許容される許容電圧範囲を前記電気負荷機器ごとに記憶する記憶部と、電圧印加の対象となる印加対象電気負荷機器を、前記複数の電気負荷機器から特定する機器特定部と、該特定した前記印加対象電気負荷機器についての前記許容電圧範囲を前記記憶部から読み出し、該読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記許容電圧範囲が重複する重複電圧範囲を算出する重複範囲算出部と、前記発電機の発電電圧を前記重複電圧範囲に収めて、前記発電機を発電制御する発電制御部とを備える。よって、本発明の上記形態の発電機の発電制御装置によれば、印加対象電気負荷機器ごとの許容電圧範囲より狭い重複電圧範囲に収まった発電機の発電電圧を、印加対象電気負荷機器に印加する。このため、これら印加対象電気負荷機器の出力変動を、許容電圧範囲に対応して定まる許容出力変動範囲に収めることができる。この結果、出力の要求対象となる印加対象電気負荷機器の全てについて、出力変動に基づく違和感を緩和することが可能となる。また、出力の要求対象となる印加対象電気負荷機器の個々について、印加する電圧の変動を抑制する特有の機器を要しない。よって、部品点数の増加や重量増加についてもこれを回避でき、コスト的にも有益となる。そして、本発明の上記形態の発電機の発電制御装置が車両に搭載されれば、重複電圧範囲に収まって安定した発電電圧により、充電器を安定して充電できるので、充電制御の動作率の向上と、上記した重量増加の抑制とにより、燃費の向上を図ることができる。発電機の発電電圧を重複電圧範囲に収めるに当たっては、発電電圧を重複電圧範囲の下限から上限までの全範囲に収めるようする態様と、発電電圧を重複電圧範囲に含まれる一部の範囲に収めるようする態様のいずれの態様としてもよい。

（２）上記形態の発電機の発電制御装置において、前記発電制御部は、前記重複範囲算出部によって前記重複電圧範囲が算出できなかった場合には、前記発電機の発電電圧を予め定めた所定の電圧範囲に収めて、前記発電機を発電制御するようにできる。こうすれば、発電機の発電電圧を定める所定の電圧範囲と合致した重複電圧範囲の電気負荷機器のそれぞれについては、出力変動に基づく違和感を緩和することが可能となる。また、発電機に大きな負荷を与えないので、発電効率を高めることができる。

（３）上記形態の発電機の発電制御装置において、前記記憶部は、出力変動の抑制が求められる優先度を前記電気負荷機器ごとに記憶し、前記重複範囲算出部は、前記重複電圧範囲が算出できなかった場合には、前記読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記優先度を前記記憶部から読み出した上で、該読み出した前記優先度の低い前記印加対象電気負荷機器を除外して、前記重複電圧範囲を算出するようにできる。こうすれば、出力変動の抑制が求められる優先度が高い方の電気負荷機器のそれぞれについて、出力変動に基づく違和感を緩和することが可能となる。

（４）本発明の他の形態によれば、発電機の発電制御装置が提供される。この発電機の発電制御装置は、前記発電機の発電電圧の印加を受ける複数の電気負荷機器と、該電気負荷機器に電圧を変化させて印加する際に許容される許容電圧変化の速度範囲を前記電気負荷機器ごとに記憶する記憶部と、電圧印加の対象となる印加対象電気負荷機器を、前記複数の電気負荷機器から特定する機器特定部と、該特定した前記印加対象電気負荷機器についての前記許容電圧変化の速度範囲を前記記憶部から読み出し、該読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記許容電圧変化の速度範囲のうちで最も低速度範囲のものを選定速度範囲として選定する低速度範囲選定部と、前記発電機の発電電圧の変化速度を前記低速度範囲選定部の選定した前記選定速度範囲に収めて、前記発電機を発電制御する発電制御部とを備える。よって、本発明の上記形態の発電機の発電制御装置によれば、選定速度範囲に収まった変化速度でしか発電機の発電電圧を変化させないので、当該発電電力の印可を受ける印加対象電気負荷機器の出力変動を、印加対象電気負荷機器ごとの許容電圧変化の速度範囲に対応した許容出力変動範囲に収めることができる。この結果、出力の要求対象となる印加対象電気負荷機器の全てについて、出力変動の変化に基づく違和感を緩和することが可能となる。

（５）本発明の他の形態によれば、発電機の発電制御方法が提供される。この発電機の発電制御方法は、電圧印加の対象となる印加対象電気負荷機器を、前記発電機の発電電圧の印加を受ける複数の電気負荷機器から特定する工程（１）と、前記電気負荷機器への印加が許容される許容電圧範囲を前記電気負荷機器ごとに記憶した記憶部から、前記工程（１）で検出した前記印加対象電気負荷機器についての前記許容電圧範囲を読み出し、該読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記許容電圧範囲が重複する重複電圧範囲を算出する工程（２）と、前記発電機の発電電圧を前記重複範囲算出部の算出した前記重複電圧範囲に収めて、前記発電機を発電制御する工程（３）とを備える。よって、本発明の上記形態の発電機の発電制御方法によれば、印加対象電気負荷機器ごとの許容電圧範囲より狭い重複電圧範囲に収まった発電機の発電電圧を、印加対象電気負荷機器に印加する。このため、これら印加対象電気負荷機器の出力変動を、許容電圧範囲に対応して定まる許容出力変動範囲に収めることができる。この結果、出力の要求対象となる印加対象電気負荷機器の全てについて、出力変動に基づく違和感を緩和することが可能となる。

本発明は、発電機とその発電制御装置とを搭載した車両としても適用できる。

本発明の一実施形態としての車両１０をその有する各種電気負荷機器と共に概略的に示す説明図である。 制御装置２００を中心に車両１０の電気的な構成を示すブロック図である。 電気負荷機器ごとの許容変動範囲の下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘの様子を示す説明図である。 電気負荷入力調整部２２０と発電機電圧指示部２３０を機能ブロック図にて表す説明図である。 発電機６０の発電制御処理を表すフローチャートである。 電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮが出力要求電気機器とされた場合の許容電圧範囲の重複算出の様子を示す説明図である。 電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ３および電気負荷機器ＥＮ−２が出力要求電気機器とされた場合の許容電圧範囲の重複算出の様子を示す説明図である。 出力変動の抑制が求められる優先度に優劣を定めた実施形態における許容電圧範囲の重複算出の様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態としての車両１０をその有する各種電気負荷機器と共に概略的に示す説明図である。車両１０は、出力要求対象たる電気負荷機器として、照明機器と駆動機器とを、それぞれ次のように複数備える。車両１０は、複数の照明機器として、車両前方側から、前照灯２１と、車幅灯を含むフロント方向指示灯２２と、室内灯２３と、ドア照明灯２４と、パネル照明灯２５と、リア方向指示灯２６と、ブレーキランプ２７と、車幅灯とバックランプを含むリア照明灯２８とを備える。これら照明灯は、車両操作者のスイッチ操作や機器操作により、後述の制御装置２００にて点灯制御される。そして、これら照明灯の内、室内灯２３とパネル照明灯２５を除く各照明灯は、車両の左右に設けられており、個別に点灯する。また、車両１０は、複数の駆動機器として、ワイパーモーター３１と、フロントブロアーモーター４１と、リアブロアーモーター４２とを備える。ワイパーモーター３１は、ワイパーＷと連結され、制御装置２００の制御下で、ワイパーＷを駆動する。フロントブロアーモーター４１は、制御装置２００の制御下で、フロントブロアーＢｆを駆動して当該ブロアーから送風する。リアブロアーモーター４２は、制御装置２００の制御下で、リアブロアーＢｒを駆動して当該ブロアーから送風する。上記した照明機器および駆動機器は、車両１０が備える電気負荷機器としての一例であり、これ以外の照明機器や駆動機器を、後述する発電制御処理の制御対象に含んでもよい。例えば、車両１０がいわゆる４ドア車両であれば、バックドア用の照明灯を含んでもよい。また、電動式のシート調整機構を搭載した車両１０であれば、シート前後駆動用および傾斜駆動用のモーターを含んでもよい。

制御装置２００は、論理演算を実行するＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータとして構成され、図示しない照明灯スイッチやブレーキセンサー等の信号を入力し、上記した照明機器や駆動機器のそれぞれを制御する。図２は制御装置２００を中心に車両１０の電気的な構成を示すブロック図である。

図示するように、制御装置２００は、出力要求スイッチ群８０と接続され、当該スイッチ群に含まれる各スイッチからのオン信号、オフ信号を入出力ポート２４０を経て入力する。出力要求スイッチ群８０に含まれるスイッチは、前照灯２１等の各種照明灯の点灯スイッチや、ワイパー駆動スイッチ、送風スイッチ、ブレーキスイッチ等である。この他、制御装置２００は、入出力ポート２４０を介して発電機６０、エンジン６２、回転伝達機器６４、充電給電器６６、バッテリーセンサー７２とも接続され、後述の電気負荷入力調整部２２０と発電機電圧指示部２３０を協働作動させて、発電機６０の発電制御、詳しくはエンジン６２の運転制御と回転伝達機器６４による駆動力伝達制御を行う。これら制御については後述する。制御装置２００は、バッテリーセンサー７２のセンサー出力を受けてバッテリー７０の充放電の状態を検知し、充電が必要な場合には、充電給電器６６を制御して発電機６０の発電電力にてバッテリー７０を充電する。

発電機６０は、制御装置２００の制御を受けて発電し、その発電電力を前照灯２１等に供給する。車両１０は、発電機６０の発電電力を供給すべく、前照灯２１〜リア照明灯２８の照明灯が属する照明機器群１２０と、ワイパーモーター３１が属する第１駆動機器群１３０と、フロントブロアーモーター４１とリアブロアーモーター４２が属する第２駆動機器群１４０と、照明灯リレーボックス１２２と、第１駆動機器リレーボックス１３２と、第２駆動機器リレーボックス１４２とを備える。照明灯リレーボックス１２２は、照明機器群１２０に属する各照明機器に対応したリレーを有し、制御装置２００の制御を受けて各リレーの開放・電通を図る。第１駆動機器リレーボックス１３２は、第１駆動機器群１３０に属するワイパーモーター３１に対応したリレーを有し、制御装置２００の制御を受けてリレーの開放・電通を図る。第２駆動機器リレーボックス１４２は、第２駆動機器群１４０に属するフロントブロアーモーター４１とリアブロアーモーター４２に対応したリレーを有し、制御装置２００の制御を受けて各リレーの開放・電通を図る。

このように前照灯２１等と接続された制御装置２００は、メモリー２１０と、電気負荷入力調整部２２０と、発電機電圧指示部２３０と、入出力ポート２４０とを備え、これらを、相互に信号伝達が可能なバス２５０にて接続する。メモリー２１０は、不揮発的に情報を記憶するよう構成され、既述した前照灯２１等の複数の照明機器、および、ワイパーモーター３１等の複数の駆動機器を、電気負荷機器Ｅ１〜電気負荷機器ＥＮとして、それぞれの機器についての許容電圧Ｖと許容電圧可変速度Ｓを記憶する。

許容電圧Ｖは、下限許容電圧Ｖｍｉｎ〜上限許容電圧Ｖｍａｘの範囲を持って規定されている。こうした規定範囲は、ある電気負荷機器、例えば、電気負荷機器Ｅ１としての前照灯２１を点灯した場合に、その点灯出力の変動である光量変動（ちらつき）に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容変動範囲として予め定められている。また、電気負荷機器Ｅｉとしてのワイパーモーター３１にあっては、ワイパーモーター３１によりワイパーＷを駆動した場合に、モーター出力の変動で起きるワイパーＷの駆動速度変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容変動範囲として予め定められている。他の電気負荷機器としてのフロントブロアーモーター４１やリアブロアーモーター４２にあっては、これらモーターによりブロアーから送風した場合に、モーター出力の変動で起きる風量変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容変動範囲として予め定められている。図３は電気負荷機器ごとの許容変動範囲の下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘの様子を示す説明図である。そして、メモリー２１０は、電気負荷機器Ｅ１〜電気負荷機器ＥＮ（前照灯２１、ワイパーモーター３１等）のそれぞれについて、図３の許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘを記憶する。

許容電圧可変速度Ｓは、例えば、前照灯２１への印加電圧を可変しつつ行ってこの前照灯２１を点灯した場合に、印加電圧の速度変化に起因して光量変動（ちらつき）が生じても、その光量変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容電圧可変速度として予め定められている。また、駆動機器であるワイパーモーター３１にあっては、ワイパーモーター３１によりワイパーＷを駆動した場合に、印加電圧の速度変化に起因してワイパーＷの駆動速度変動が生じても、その駆動速度変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容電圧可変速度として予め定められている。他の電気負荷機器としてのフロントブロアーモーター４１やリアブロアーモーター４２にあっては、これらモーターによりブロアーから送風した場合に、印加電圧の速度変化に起因してブロアーからの風量変動が生じても、その風量変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容電圧可変速度として予め定められている。この場合、許容電圧可変速度Ｓについても、許容電圧Ｖのように下限許容可変速度Ｓｍｉｎ〜上限許容可変速度Ｓｍａｘの範囲をもって規定してもよい。本実施形態では、演算処理の簡便化のため、許容電圧可変速度Ｓを、電気負荷機器Ｅ１〜電気負荷機器ＥＮ（前照灯２１、ワイパーモーター３１等）ごとの可変速度として定めた。そして、メモリー２１０は、この許容電圧可変速度Ｓを各電気負荷機器ごとに記憶する。

電気負荷入力調整部２２０と発電機電圧指示部２３０は、協働して、発電機６０を発電制御し、その発電電力を、出力要求スイッチ群８０の属するスイッチ操作に対応した前照灯２１等の電気負荷機器に供給する。図４は電気負荷入力調整部２２０と発電機電圧指示部２３０を機能ブロック図にて表す説明図である。図示するように、電気負荷入力調整部２２０は、出力要求対象判定部２２１と、電圧重複範囲算出部２２５と、調整非実行判定部２２６とを備える。出力要求対象判定部２２１は、ランプ点灯判定部２２２と、ワイパー作動判定部２２３と、ブロアー作動判定部２２４とを有する。ランプ点灯判定部２２２は、出力要求スイッチ群８０のスイッチの内で各照明等についてのスイッチからの点灯要求信号１〜点灯要求信号ｎの入力を受け、各信号の状態から、前照灯２１等の各照明機器ごとにランプフラグｆｌｕｍのセット・リセットを行う。ランプフラグｆｌｕｍは、スイッチ信号により点灯出力が要求された照明機器を点灯させる旨を表し、電圧重複範囲算出部２２５に出力される。ワイパー作動判定部２２３は、出力要求スイッチ群８０に属するワイパー作動スイッチからのワイパー作動要求信号ｗ１の入力を受け、その状態から、ワイパーフラグｆｗｉのセット・リセットを行う。ワイパーフラグｆｗｉは、スイッチ信号によりワイパー作動出力が要求されたワイパーモーター３１を駆動させる旨を表し、電圧重複範囲算出部２２５に出力される。ブロアー作動判定部２２４は、出力要求スイッチ群８０のスイッチの内でフロントおよびリアのブロアースイッチからの作動要求信号（送風要求信号）ｂ１〜作動要求信号ｂ２の入力を受け、各信号の状態から、フロントブロアーモーター４１とリアブロアーモーター４２の各モーターごとにブロアーフラグｆｂｌｗのセット・リセットを行う。ブロアーフラグｆｂｌｗは、スイッチ信号により送風出力が要求されたフロントブロアーＢｆ或いはリアブロアーＢｒを送風駆動させる旨を表し、電圧重複範囲算出部２２５に出力される。

電圧重複範囲算出部２２５は、メモリー２１０の記憶した電気負荷機器Ｅ１〜電気負荷機器ＥＮごとの許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘ（図３参照）と許容電圧可変速度Ｓとを読み込み、発電機６０を発電制御する際の発電電圧範囲Ｖｐ、および、電圧可変する際の可変速度Ｖｓを算出する。調整非実行判定部２２６は、バッテリー７０の充放電状況や出力要求スイッチ群８０のスイッチからの出力要求の有無等に基づいて、発電機６０の発電電圧範囲Ｖｐと可変速度Ｖｓの算出要否を決定する。発電機電圧指示部２３０は、電気負荷入力調整部２２０で算出した発電電圧範囲Ｖｐに発電機６０の発電電圧を収めた上で、可変速度Ｖｓで発電機６０の発電電圧を可変するための指令信号を生成し、この信号を発電機６０に出力して発電機６０を発電制御する。以下、電気負荷入力調整部２２０と発電機電圧指示部２３０による発電機６０の発電制御について説明する。図５は発電機６０の発電制御処理を表すフローチャートである。

図示する発電制御処理は、車両１０の図示しないイグニッションスイッチがオンされてから所定時間ごとに制御装置２００にて繰り返し実行され、制御装置２００は、まず、発電機６０の電圧可変制御が可能な状況か否かを判定する（ステップＳ１００）。バッテリー７０（図２参照）の充電電力が枯渇したり充電電力が不足している状況では、バッテリー７０の充電が優先され、発電機６０の電圧可変制御を行うことは得策でない。よって、制御装置２００は、ステップＳ１００において、バッテリー７０の充電状況をバッテリーセンサー７２のセンサー出力にて把握して、その状況から、発電機６０の電圧可変制御の可否を判定する。この場合、電圧可変制御の可否判定は、図４に示した調整非実行判定部２２６にてなされる。

制御装置２００は、ステップＳ１１０にて発電機６０の電圧可変制御が可能であると肯定判定すると、出力要求スイッチ群８０の各スイッチをスキャンし（ステップＳ１１０）、そのスキャン結果に基づいて、換言すれば、車両操作者によるスイッチ操作に基づいて、当該操作者が出力を要求している電気負荷機器（出力要求電気機器）を特定する（ステップＳ１２０）。このスイッチスキャンとそのスキャン結果による機器特定は、図４に示した出力要求対象判定部２２１にて行われ、出力要求電気機器については、ランプフラグｆｌｕｍ、ワイパーフラグｆｗｉ或いはブロアーフラグｆｂｌｗがセットされる。

次いで、制御装置２００は、上記の各フラグがセットされた個々の出力要求電気機器についての許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘ（図３参照）および許容電圧可変速度Ｓを読み込む（ステップＳ１３０）。制御装置２００は、個々の出力要求電気機器について読込済みの許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘとから、許容電圧Ｖの範囲の重複算出が可能か否かを判定する（ステップＳ１３５）。以下、ステップＳ１１０〜１２０にて、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮの三つの負荷機器が出力要求電気機器とされた場合（第１状況）と、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ３および電気負荷機器ＥＮ−２の三つの負荷機器が出力要求電気機器とされた場合（第２状況）とについて、ステップＳ１３５の処理の様子を説明する。この両状況における三つの電気負荷機器の組み合わせは車両操作者のスイッチ操作により異なるものとなる。例えば、図１に示した前照灯２１等の各照明機器のいずれか三つの照明機器の組み合わせとなり得るほか、ワイパーモーター３１とフロントブロアーモーター４１とリアブロアーモーター４２の各モーターの組み合わせ、或いは、照明機器とモーターの組み合わせともなり得る。

図６は電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮが出力要求電気機器とされた場合の許容電圧範囲の重複算出の様子を示す説明図、図７は電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ３および電気負荷機器ＥＮ−２が出力要求電気機器とされた場合の許容電圧範囲の重複算出の様子を示す説明図である。まず、図６の場合について説明する。なお、上記の図においては、車両操作者のスイッチ操作により出力要求電気機器とされた電気負荷機器を下線にて区別することとした。

図６に示す第１状況では、その下段に示すように、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮについて読み込まれた許容電圧Ｖは、一部の範囲において全て重複する。よって、制御装置２００は、図６に示す第１状況では、ステップＳ１３５にて肯定判定し、その重複範囲を発電電圧範囲Ｖｐとして算出する（ステップＳ１４０）。この発電電圧範囲Ｖｐの算出は、図４に示した電圧重複範囲算出部２２５にて行われる。つまり、電圧重複範囲算出部２２５は、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮについての許容電圧Ｖの下限許容電圧Ｖｍｉｎの内で最も大きい下限許容電圧Ｖｍｉｎ、この場合は電気負荷機器Ｅ２についての下限許容電圧Ｖ２ｍｉｎを、発電電圧範囲Ｖｐの下限値Ｖｌｏｗとする。上限値については、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮについての許容電圧Ｖの上限許容電圧Ｖｍａｘの内で最も小さい上限許容電圧Ｖｍａｘ、この場合は電気負荷機器ＥＮについての上限許容電圧Ｖｎｍａｘを、発電電圧範囲Ｖｐの上限値Ｖｈｉｇｈとする。そして、下限値Ｖｌｏｗ（＝下限許容電圧Ｖ２ｍｉｎ）から上限値Ｖｈｉｇｈ（＝上限許容電圧Ｖｎｍａｘ）までの範囲を発電電圧範囲Ｖｐとする（ステップＳ１４０）。次いで、制御装置２００は、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮについて読込済みの許容電圧可変速度Ｓから、発電機６０の発電電圧を可変する際の可変速度Ｖｓを選定する（ステップＳ１５０）。この可変速度Ｖｓの選定は、図４に示した電圧重複範囲算出部２２５にて行われ、電圧重複範囲算出部２２５は、読み込まれ許容電圧可変速度Ｓのうちで最も低速の許容電圧可変速度Ｓを、可変速度Ｖｓとして選定する。

制御装置２００は、ステップＳ１３５の肯定判定を経て既述したように発電電圧範囲Ｖｐと可変速度Ｖｓを定めると（ステップＳ１４０〜１５０）、発電機６０の発電電圧指令信号を作製し、当該指令信号により、発電機６０を発電制御する（ステップＳ１６０）。この場合の発電電圧指令信号は、ステップＳ１４０〜１５０で定めた発電電圧範囲Ｖｐ（下限値Ｖｌｏｗ〜上限値Ｖｈｉｇｈ）に、発電機６０の発電電圧が収まり、その上で、発電機６０を電圧可変で発電させる際の電圧変化速度が可変速度Ｖｓとなる制御信号を含む。これにより、発電機６０は、発電電圧範囲Ｖｐ（下限値Ｖｌｏｗ〜上限値Ｖｈｉｇｈ）に収まる発電電圧であって可変速度Ｖｓで電圧可変の状態で発電運転し、その発電電圧を、出力要求電気機器である電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ２および電気負荷機器ＥＮに印加する。この場合、発電電圧指令信号は、図４に示した発電機電圧指示部２３０にて作製され、発電機６０に制御信号として出力される。

一方、図７に示す第２状況では、その下段に示すように、出力要求電気機器である電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ３および電気負荷機器ＥＮ−２について読み込まれた許容電圧Ｖの重複は生じない。よって、制御装置２００は、図７に示す第２状況では、ステップＳ１３５にて否定判定してステップＳ１６０に移行する。この場合のステップＳ１６０では、上記の各電気負荷機器について読み込んだ許容電圧Ｖと許容電圧可変速度Ｓに拘わらず、発電機６０の発電電圧範囲Ｖｐと電圧可変制御する際の可変速度Ｖｓとを、予め定めた所定の電圧範囲と可変速度に設定し、これに対応する発電電圧指令信号にて発電機６０を発電制御する。この場合、発電電圧指令信号は、図４に示した調整非実行判定部２２６での調整非実行の判定を受けて発電機電圧指示部２３０にて作製され、発電機６０に制御信号として出力される。また、発電制御処理の当初のステップＳ１００において、バッテリー７０の充電状況により発電機６０の電圧可変制御を実行しないと判定した場合にあっても、制御装置２００は、発電機６０の発電電圧範囲Ｖｐと電圧可変制御する際の可変速度Ｖｓとを、予め定めた所定の電圧範囲と可変速度に設定し、これに対応する発電電圧指令信号にて発電機６０を発電制御する。上記の所定の電圧範囲と可変速度は、発電機６０の発電性能に適した定格電圧範囲と可変速度に規定されている。

以上説明したように、本実施形態の車両１０では、その搭載した前照灯２１やワイパーモーター３１等の電気負荷機器Ｅ１〜電気負荷機器ＥＮごとに、各電気負荷機器の許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘ（図３参照）および許容電圧可変速度Ｓをメモリー２１０に予め記憶する。許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘは、各電気負荷機器ごとに次のように予め規定されている。前照灯２１等の照明機器については、その照明機器を点灯した場合に、その点灯出力の変動である光量変動（ちらつき）に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容変動範囲として、許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘが照明機器ごとに予め規定されている。また、ワイパーモーター３１等の駆動機器については、その駆動機器によりワイパーＷ等の駆動対象物を駆動した場合に、モーター出力の変動で起きるワイパーＷ等の駆動対象物の駆動速度変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容変動範囲として、許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘが駆動機器ごとに予め規定されている。各電気負荷機器ごとの許容電圧可変速度Ｓは、前照灯２１等の照明機器については、その照明機器への印加電圧を可変しつつ行ってその照明機器を点灯した場合に、印加電圧の速度変化に起因して光量変動（ちらつき）が生じても、その光量変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容電圧可変速度として予め定められている。また、ワイパーモーター３１等の駆動機器については、その駆動機器によりワイパーＷ等の駆動対象物を駆動した場合に、印加電圧の速度変化に起因してワイパーＷ等の駆動対象物の駆動速度変動が生じても、その駆動速度変動に基づいた違和感が車両操作者に許容される許容電圧可変速度として予め定められている。

本実施形態の車両１０では、上記のように各電気負荷機器の許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘおよび許容電圧可変速度Ｓをメモリー２１０に予め記憶した上で、車両操作者が前照灯２１等の電気負荷機器の出力を要求する出力要求電気機器を車両操作者のスイッチ操作に基づいて特定する（ステップＳ１１０〜１２０）。本実施形態の車両１０では、その特定した出力要求電気負荷機器についての許容電圧Vの下限許容電圧Ｖｍｉｎと上限許容電圧Ｖｍａｘおよび許容電圧可変速度Ｓをメモリー２１０から読み出し（ステップＳ１３０）、読み出した出力要求電気負荷機器ごとの許容電圧Vが重複する重複電圧範囲を発電電圧範囲Ｖｐとして算出する（ステップＳ１３５：図６参照）。そして、本実施形態の車両１０では、発電機６０の発電電圧を上記の重複電圧範囲である発電電圧範囲Ｖｐに収めて、発電機６０を発電制御する。また、読み出した出力要求電気負荷機器ごとの許容電圧可変速度Ｓのうちで最も低速の許容電圧可変速度Ｓとなるように、発電機６０の発電電圧を可変させる際の変化速度として、その変化速度（最低の許容電圧可変速度Ｓ）で発電機６０を発電制御する。この結果、本実施形態の車両１０によれば、上記の重複電圧範囲である発電電圧範囲Ｖｐに収まった発電電圧を個々の出力要求電気負荷機器に印加するので、これら出力要求電気負荷機器の出力変動を許容出力変動範囲に収めて、出力要求電気負荷機器の全てについて、出力変動に基づく違和感を緩和できる。しかも、本実施形態の車両１０によれば、発電機６０を電圧可変制御する際には、出力要求電気負荷機器のうちで最も低速の許容電圧可変速度Ｓでしか発電電圧を変化させないので、出力要求電気負荷機器の全てについて、出力変動の変化に基づく違和感についても、これを緩和できる。

また、本実施形態の車両１０では、前照灯２１等のそれぞれの出力要求電気負荷機器について、発電機６０との電源供給ラインに、印加する電圧の変動を抑制する特有の機器を必要としない。よって本実施形態の車両１０によれば、部品点数の増加や重量増加を回避でき、低コスト化を図ることができる。そして、重複電圧範囲である発電電圧範囲Ｖｐ（図６）に収まって安定した発電電圧により、バッテリー７０を安定して充電できるので、充電制御の動作率の向上と、上記した重量増加の抑制とにより、燃費の向上を図ることができる。

また、本実施形態の車両１０では、図７で説明したように、個々の出力要求電気機器について読み出した許容電圧Vが重複しないと、読み込んだ許容電圧Ｖと許容電圧可変速度Ｓに拘わらず、発電機６０の発電電圧範囲Ｖｐと電圧可変制御する際の可変速度Ｖｓとを、発電機６０の発電性能に適した定格電圧範囲と可変速度に設定する。よって、本実施形態の車両１０によれば、発電機６０をその発電性能に適した定格電圧範囲と可変速度で発電制御するので、発電機６０に掛かる負荷を軽減できる。しかも、発電機６０の定格電圧範囲と合致した許容電圧Vを有する出力要求電気機器のそれぞれについては、出力変動に基づく違和感を緩和できる。

次に、他の実施形態について説明する。この実施形態では、前照灯２１を始めとする各種電気負荷機器の担う機能の上から、出力変動の抑制が求められる優先度を定めた点に特徴がある。前照灯２１は、車両前方を照射して夜間の視認性を高める機能を担うことから、その出力変動たる光量変動（ちらつき）が小さく、光量変動に基づいた違和感も抑制することが望ましい。室内灯２３は、車室内の照度確保を担い、車室内には車両操作者がシートに着座していることから、光量変動（ちらつき）は小さく、光量変動に基づいた違和感も抑制することが望ましい。パネル照明灯２５は、各種メーター等を照明してこれらの視認性を確保する機能を担うことから、光量変動（ちらつき）は小さく、光量変動に基づいた違和感も抑制することが望ましい。その一方、リア方向指示灯２６、ブレーキランプ２７およびリア照明灯２８は、車両後方に位置する都合上、車両操作者は、通常、これらランプの光を視認しない。よって、車両後方のこれらランプについては、前照灯２１ほど光量変動を抑制する必要性は高くない。フロント方向指示灯２２についても同様であり、ドア照明灯２４にあっては、ドア開閉に伴う点灯でよいことから、光量変動を抑制する必要性は低い。また、ワイパーモーター３１は、ワイパーＷによる雨滴の除去を図って車両前方の視認性を高める機能を担うことから、その出力変動で起きるワイパーＷの駆動速度の変動は小さく、駆動速度変動に基づいた違和感も抑制することが望ましい。フロントブロアーモーター４１とリアブロアーモーター４２については、車室内への送風の風量確保を担い、車室内には車両操作者がシートに着座していることから、風量変動は小さく、風量変動に基づいた違和感も抑制することが望ましい。こうしたことを勘案し、この実施形態では、出力変動の抑制が求められる優先度に優劣を定めた。表１は、電気負荷機器ごとに定めた優先度を表しており、メモリー２１０は、この優先度の高低を、既述した許容電圧Ｖや許容電圧可変速度Ｓと関連付けて記憶している。

このように優先度を定めた実施形態では、図５の発電制御処理のステップＳ１３５において、出力要求電気機器について読み込まれた許容電圧Ｖが重複すれば、ステップＳ１４０以降の処理を実行する。その一方、ステップＳ１３５において、許容電圧Ｖの重複は生じないと否定判定すると、表１の優先度を考慮して、次のように発電電圧範囲Ｖｐを算出する。図８は出力変動の抑制が求められる優先度に優劣を定めた実施形態における許容電圧範囲の重複算出の様子を示す説明図である。この図８では、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ３および電気負荷機器ＥＮ−３が出力要求電気機器とされ、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器ＥＮ−３は、出力変動の抑制が求められる優先度が高く、電気負荷機器Ｅ３では、この優先度が低い。

図８に示す状況では、その下段に示すように、出力要求電気機器である電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器Ｅ３および電気負荷機器ＥＮ−３について読み込まれた許容電圧Ｖの重複は生じない。よって、制御装置２００は、これら出力要求電気機器についての優先度についてもこれをメモリー２１０から読み出し、優先度が低い電気負荷機器Ｅ３を除外して、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器ＥＮ−３についての許容電圧Ｖの重複範囲を発電電圧範囲Ｖｐとして算出する。この発電電圧範囲Ｖｐは、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器ＥＮ−３についての許容電圧Ｖの下限許容電圧Ｖｍｉｎの内で最も大きい下限許容電圧Ｖｎ−３ｍｉｎを、下限値Ｖｌｏｗとする。上限値については、電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器ＥＮ−３についての許容電圧Ｖの上限許容電圧Ｖｍａｘの内で最も小さい上限許容電圧Ｖ１ｍａｘを、発電電圧範囲Ｖｐの上限値Ｖｈｉｇｈとする。そして、下限値Ｖｌｏｗ（＝下限許容電圧Ｖｎ−３ｍｉｎ）から上限値Ｖｈｉｇｈ（＝上限許容電圧Ｖ１ｍａｘ）までの範囲を発電電圧範囲Ｖｐとする。また、許容電圧可変速度Ｓについても、優先度が高い電気負荷機器Ｅ１と電気負荷機器ＥＮ−３について読込済みの許容電圧可変速度Ｓのうちで低速の許容電圧可変速度Ｓを、可変速度Ｖｓとする。このように優先度を定めた実施形態では、出力変動の抑制が求められる優先度が高い電気負荷機器、具体的には表１に示す前照灯２１やワイパーモーター３１等にあっては、その出力変動に基づく違和感を確実に緩和することができる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

上記の実施形態では、図６のように発電電圧範囲Ｖｐを求めて、その下限値Ｖｌｏｗと上限値Ｖｈｉｇｈの範囲に発電機６０の発電電圧を収めたが、下限値Ｖｌｏｗと上限値Ｖｈｉｇｈの発電電圧範囲Ｖｐに含まれる一部の範囲に、発電機６０の発電電圧を収めるようにしてもよい。

上記の実施形態では、出力変動の抑制が求められる優先度を考慮するに当たり、優先度を高低の２段階としたが、３段階以上の多段階に優先度を定めて、優先度の低い順に許容電圧Ｖの重複範囲の算出対象から除外するようにするにしてもよい。

上記の実施形態では、各電気負荷機器の許容電圧可変速度Ｓを機器ごとに規定したが、この許容電圧可変速度Ｓについても、許容電圧Ｖのように下限許容可変速度Ｓｍｉｎ〜上限許容可変速度Ｓｍａｘの範囲をもって規定してもよい。そして、このように範囲規定した上で、発電機６０を電圧可変で制御する際に、その発電電圧の変化速度を、出力要求電気負荷機器ごとの許容電圧可変速度Ｓのうちで最も許容電圧可変速度Ｓの範囲に収めて、発電機６０を発電制御するようにしてもよい。

１０…車両
２１…前照灯
２２…フロント方向指示灯
２３…室内灯
２４…ドア照明灯
２５…パネル照明灯
２６…リア方向指示灯
２７…ブレーキランプ
２８…リア照明灯
３１…ワイパーモーター
４１…フロントブロアーモーター
４２…リアブロアーモーター
６０…発電機
６２…エンジン
６４…回転伝達機器
６６…充電給電器
７０…バッテリー
７２…バッテリーセンサー
８０…出力要求スイッチ群
１２０…照明機器群
１２２…照明灯リレーボックス
１３０…第１駆動機器群
１３２…第１駆動機器リレーボックス
１４０…第２駆動機器群
１４２…第２駆動機器リレーボックス
２００…制御装置
２１０…メモリー
２２０…電気負荷入力調整部
２２１…出力要求対象判定部
２２２…ランプ点灯判定部
２２３…ワイパー作動判定部
２２４…ブロアー作動判定部
２２５…電圧重複範囲算出部
２２６…調整非実行判定部
２３０…発電機電圧指示部
２４０…入出力ポート
２５０…バス
Ｗ…ワイパー
Ｂｆ…フロントブロアー
Ｂｒ…リアブロアー

上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。
車両に搭載された発電機の発電制御装置であって、
前記車両に搭載され、前記発電機の発電電圧の印加を受ける複数の電気負荷機器と、
該電気負荷機器への印加が許容される許容電圧範囲を前記電気負荷機器ごとに記憶する記憶部と、
前記複数の電気負荷機器ごとに設けられ、車両操作者により操作される複数の出力要求スイッチと、
電圧印加の対象となる印加対象電気負荷機器を、前記車両操作者による前記複数の出力要求スイッチのスイッチ操作に基づいて、前記複数の電気負荷機器から特定する機器特定部と、
該特定した前記印加対象電気負荷機器についての前記許容電圧範囲を前記記憶部から読み出し、該読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記許容電圧範囲が重複する重複電圧範囲を算出する重複範囲算出部と、
前記発電機の発電電圧を前記重複電圧範囲に収めて、前記発電機を発電制御する発電制御部とを備える。

Claims (5)

1. 発電機の発電制御装置であって、
   前記発電機の発電電圧の印加を受ける複数の電気負荷機器と、
   該電気負荷機器への印加が許容される許容電圧範囲を前記電気負荷機器ごとに記憶する記憶部と、
   電圧印加の対象となる印加対象電気負荷機器を、前記複数の電気負荷機器から特定する機器特定部と、
   該特定した前記印加対象電気負荷機器についての前記許容電圧範囲を前記記憶部から読み出し、該読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記許容電圧範囲が重複する重複電圧範囲を算出する重複範囲算出部と、
   前記発電機の発電電圧を前記重複電圧範囲に収めて、前記発電機を発電制御する発電制御部とを備える
   発電機の発電制御装置。
2. 前記発電制御部は、前記重複範囲算出部によって前記重複電圧範囲が算出できなかった場合には、前記発電機の発電電圧を予め定めた所定の電圧範囲に収めて、前記発電機を発電制御する請求項１に記載の発電機の発電制御装置。
3. 請求項１に記載の発電機の発電制御装置であって、
   前記記憶部は、出力変動の抑制が求められる優先度を前記電気負荷機器ごとに記憶し、
   前記重複範囲算出部は、前記重複電圧範囲が算出できなかった場合には、前記読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記優先度を前記記憶部から読み出した上で、該読み出した前記優先度の低い前記印加対象電気負荷機器を除外して、前記重複電圧範囲を算出する
   発電機の発電制御装置。
4. 発電機の発電制御装置であって、
   前記発電機の発電電圧の印加を受ける複数の電気負荷機器と、
   該電気負荷機器に電圧を変化させて印加する際に許容される許容電圧変化の速度範囲を前記電気負荷機器ごとに記憶する記憶部と、
   電圧印加の対象となる印加対象電気負荷機器を、前記複数の電気負荷機器から特定する機器特定部と、
   該特定した前記印加対象電気負荷機器についての前記許容電圧変化の速度範囲を前記記憶部から読み出し、該読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記許容電圧変化の速度範囲のうちで最も低速度範囲のものを選定速度範囲として選定する低速度範囲選定部と、
   前記発電機の発電電圧の変化速度を前記選定速度範囲に収めて、前記発電機を発電制御する発電制御部とを備える
   発電機の発電制御装置。
5. 発電機の発電制御方法であって、
   電圧印加の対象となる印加対象電気負荷機器を、前記発電機の発電電圧の印加を受ける複数の電気負荷機器から特定する工程（１）と、
   前記電気負荷機器への印加が許容される許容電圧範囲を前記電気負荷機器ごとに記憶した記憶部から、前記工程（１）で検出した前記印加対象電気負荷機器についての前記許容電圧範囲を読み出し、該読み出した前記印加対象電気負荷機器ごとの前記許容電圧範囲が重複する重複電圧範囲を算出する工程（２）と、
   前記発電機の発電電圧を前記重複範囲算出部の算出した前記重複電圧範囲に収めて、前記発電機を発電制御する工程（３）とを備える
   発電機の発電制御方法。

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