JP4085767B2 - 車両発電機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関によって駆動される車両発電機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オルタネータの発電電圧を可変制御し、走行中の発電量コントロールを行う技術が知られている。
【０００３】
上記の技術においては、ヘッドランプ点灯のように電気負荷が急激に増加した場合には、それに対応すべく発電電圧も増加するが、これによってオルタネータの回転トルクも増加してしまい、オルタネータを駆動しているエンジンへの負荷も増加し、エンジン回転が落ち込んでしまうという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、急激な要求電気負荷の増加にもエンジンの回転数を不安定にすることなく発電機の発電量を応答性よく増加させるために、発電量の増加に合わせてエンジンの吸入空気量をΔＱだけ増加させる方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３４１９９８号公報
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、エンジンの吸入空気量の補正量ΔＱの設定方法について言及されていない。
【０００７】
そこで、本発明では発電電圧切り替え時のエンジン吸入空気量の補正量ΔＱの具体的な設定方法を有する発電制御装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関により駆動される発電機と、車両に搭載される電気機器の電気負荷に応じて前記発電機の発電電圧を制御する制御手段と、前記発電機の発電電圧に応じて前記内燃機関の吸入空気量を制御する制御手段とを備え、前記発電機の発電電圧を上げる場合には、電圧切り替え後の発電機の回転数における最大発電電流値と電圧切り替え前の発電電流値との差である発電変化量電流値に基づいて、発電電圧増加に伴って新たにエンジンにかかるトルクを推定し、このトルクに基づいて吸入空気量の補正量を決定してエンジン吸入空気量の補正を行う。
【０００９】
【作用・効果】
本発明によれば、電気機器の電気負荷の増加に伴って発電機の発電電圧を増大させる際に、発電機の最大電流値と電圧切り替え前の発電電流値との差である発電変化量電流値に応じてそのときのエンジン吸入空気量の補正を行い適切な吸入空気量とするので、発電電圧切り替え直後に、走行中であれば出力低下による減速感、アイドリング中であればアイドル回転の落ち込み、といった問題が生じない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本実施形態のシステム構成を表したものである。
【００１２】
１はエンジン、２はエンジン１によって駆動される発電機（オルタネータ）、３はエンジン１、発電機２および車両の電気機器の制御を行なうコントロールユニット（以下、ＥＣＭ）、４は車載電気機器への電力供給を行なうバッテリである。
【００１３】
ＥＣＭ３には、発電機２の状態、発電電流センサ５で検出された電流値、およびヘッドランプ等の電気機器からの要求電気量が読み込まれ、これらに基づいて発電機２の発電量を制御すると共にエンジン１の吸入空気量を補正する。すなわち、要求電気量が増加した場合には発電機の発電電圧を増加させ、同時にこれに対応してエンジン吸入空気量を増加補正するようになっている。
【００１４】
図２に本実施形態でＥＣＭ３が行う制御ルーチンのフローチャートを示す。
【００１５】
ステップＳ１０では車両の電気機器の要求電力量に応じてＥＣＭ３にて算出された発電電圧指令値を前回の発電電圧指令値と比較し、前回よりも大きければ、ステップＳ１１へ進む。
【００１６】
ステップＳ１１では発電指令値を所定値と比較し、所定値以上であればステップＳ１２へ進む。
【００１７】
ここで、所定値はバッテリ４の起電力よりも高い電圧値、例えば１３Ｖ以上の値を用いる。
【００１８】
ステップＳ１２では、電圧切り替え前の発電電流値と発電機２の現回転数での最大発電電流値との差（発電変化電流値）を算出し、ステップＳ１３へ進む。
【００１９】
なお、現回転数での最大発電電流値との比較を行う理由について図３、４を用いて説明する。
【００２０】
図３は発電電圧切り替え前後のバッテリ４への流入電流、電圧の変化をタイムチャートにしたものであり、この図からＴにおいて発電機２の電圧を上げた瞬間に、バッテリ４に流れる電流値が瞬間的に増加し、発電機２の発電電流が最大値付近まで増加することがわかる。
【００２１】
この発電電流の増加分だけ発電機２を駆動するためのトルクも増加し、エンジン１の負荷となる。
【００２２】
したがって、電圧切り替え前後の電流値の差を発電変化量として捕らえ、吸入空気量補正のためのパラメータとして用いる。
【００２３】
予め求めておいた最大発電電流を発電電圧ごとのマップにしたものが図４である。
【００２４】
点Ａを発電電圧切り替え前（電流値＝ＩＡ）とする。この時発電電圧を切り替えると最大発電電流値である点Ｂ（電流値＝ＩＢ）まで電流値は増大する。このときＩＡとＩＢの差が発電変化量電流値となる。
【００２５】
ステップＳ１３では、予め求めておいた発電機２のトルクマップ（図６）を用いて、ステップＳ１２で求めた発電変化電流値を発電機２の回転トルクに変換し、ステップＳ１４へ進む。
【００２６】
ステップＳ１４ではステップＳ１３で求めた発電機２の回転トルクにプーリー比を乗算して、発電電圧増加に伴って新たにエンジンにかかるトルクへ変換し、このトルクに応じた吸入空気量（補正吸入空気量）を算出する。
【００２７】
ステップＳ１０で前回発電電圧指令値以下だった場合、およびＳ１１で所定値より小さかった場合には、処理を終了する。
【００２８】
ＥＣＭ３は上記のステップで算出した補正吸入空気量に応じたスロットルバルブ開度指令をスロットルバルブアクチュエータ（図示せず）に送り、エンジン１の吸入空気量を増加させる。
【００２９】
以上のように、本実施形態では発電電圧の切り替えに伴ってエンジン１への負荷が増加しても、切り替え後の回転数における発電機２の最大発電電流に応じてエンジン１への吸入空気量を補正してエンジン出力を上げるので、エンジン回転の落ち込みやアイドル回転のふらつきといった問題が生じない。
【００３０】
なお、補正吸入空気量を算出するためには、発電変化量を認知する必要があるが、発電変化量は車両消費電流の変化およびバッテリへの充電量の変化が要因となっており、発電電圧の変化量との相関はないため、発電電圧の変化量から直接発電変化量を求めることができない。そこで従来は、発電電圧を一定値以上に上げた場合には、発電機の発電量を最大にして対応していた。
【００３１】
しかし本実施形態では、発電電圧を上げた瞬間に発電機２にはその回転における最大発電電流が流れ、発電量がその回転数における最大発電量近くまで上昇することに着目して、発電電圧切り替え前の電流値と切り替え後の回転数における最大発電電流値との差から発電変化量を算出している。
【００３２】
これにより、従来のように要求発電量以上の発電を行う必要がなく、かつ、発電変化量に応じた吸入空気量の補正を行うことが可能になった。
【００３３】
また、発電電圧指令値が所定値以下、つまりエンジン負荷にほとんど影響を与えない場合は吸入空気量の増量補正を行わないので、エンジン回転数が上がることがなく、燃費の悪化が防止できるという効果がある。
【００３４】
次に第二実施形態について図５を用いて説明する。
【００３５】
基本的には第一実施形態と同じであるが、本実施形態では発電電流センサ５を使用しない点が異なる。
【００３６】
制御ルーチンは図２と同じであるが、ステップＳ１２で用いる切り替え前の発電電流値の検出方法が異なる。
【００３７】
本実施形態では発電電流センサ５を用いずに、車載電気機器の稼働状況を把握できる手段、例えばＣＡＮ等を用いることによって、各電気機器の稼働状況からの要求電気量を算出し、これに基づいて推定電流値を算出する。
【００３８】
本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果の他に、発電電流センサ５が不要となる分だけコストが低減されるという効果が得られる。
【００３９】
また、Ｆｒ端子信号検知などによる発電機２のトルク検知手段を設けて、電流値に変換することで発電電圧切り替え前の電流値を求めることもできる。
【００４０】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態のシステム構成図である。
【図２】第一実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】発電電圧切り替え前後のタイムチャートである。
【図４】最大発電電流値マップである。
【図５】第二実施形態のシステム構成図である。
【図６】発電機のトルクマップである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 発電機（オルタネータ）
３ コントロールユニット（ＥＣＭ）
４ バッテリ
５ 発電電流センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関によって駆動される車両発電機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オルタネータの発電電圧を可変制御し、走行中の発電量コントロールを行う技術が知られている。
【０００３】
上記の技術においては、ヘッドランプ点灯のように電気負荷が急激に増加した場合には、それに対応すべく発電電圧も増加するが、これによってオルタネータの回転トルクも増加してしまい、オルタネータを駆動しているエンジンへの負荷も増加し、エンジン回転が落ち込んでしまうという問題が生じていた。
【０００４】
そこで、急激な要求電気負荷の増加にもエンジンの回転数を不安定にすることなく発電機の発電量を応答性よく増加させるために、発電量の増加に合わせてエンジンの吸入空気量をΔＱだけ増加させる方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３４１９９８号公報
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、エンジンの吸入空気量の補正量ΔＱの設定方法について言及されていない。
【０００７】
そこで、本発明では発電電圧切り替え時のエンジン吸入空気量の補正量ΔＱの具体的な設定方法を有する発電制御装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関により駆動される発電機と、車両に搭載される電気機器の電気負荷に応じて前記発電機の発電電圧を制御する制御手段と、前記発電機の発電電圧に応じて前記内燃機関の吸入空気量を制御する制御手段とを備え、前記発電機の発電電圧を上げる場合には、電圧切り替え後の発電機の回転数における最大発電電流値と電圧切り替え前の発電電流値との差である発電変化量電流値に基づいて、発電電圧増加に伴って新たにエンジンにかかるトルクを推定し、このトルクに基づいて吸入空気量の補正量を決定してエンジン吸入空気量の補正を行う。
【０００９】
【作用・効果】
本発明によれば、電気機器の電気負荷の増加に伴って発電機の発電電圧を増大させる際に、発電機の最大電流値と電圧切り替え前の発電電流値との差である発電変化量電流値に応じてそのときのエンジン吸入空気量の補正を行い適切な吸入空気量とするので、発電電圧切り替え直後に、走行中であれば出力低下による減速感、アイドリング中であればアイドル回転の落ち込み、といった問題が生じない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本実施形態のシステム構成を表したものである。
【００１２】
１はエンジン、２はエンジン１によって駆動される発電機（オルタネータ）、３はエンジン１、発電機２および車両の電気機器の制御を行なうコントロールユニット（以下、ＥＣＭ）、４は車載電気機器への電力供給を行なうバッテリである。
【００１３】
ＥＣＭ３には、発電機２の状態、発電電流センサ５で検出された電流値、およびヘッドランプ等の電気機器からの要求電気量が読み込まれ、これらに基づいて発電機２の発電量を制御すると共にエンジン１の吸入空気量を補正する。すなわち、要求電気量が増加した場合には発電機の発電電圧を増加させ、同時にこれに対応してエンジン吸入空気量を増加補正するようになっている。
【００１４】
図２に本実施形態でＥＣＭ３が行う制御ルーチンのフローチャートを示す。
【００１５】
ステップＳ１０では車両の電気機器の要求電力量に応じてＥＣＭ３にて算出された発電電圧指令値を前回の発電電圧指令値と比較し、前回よりも大きければ、ステップＳ１１へ進む。
【００１６】
ステップＳ１１では発電指令値を所定値と比較し、所定値以上であればステップＳ１２へ進む。
【００１７】
ここで、所定値はバッテリ４の起電力よりも高い電圧値、例えば１３Ｖ以上の値を用いる。
【００１８】
ステップＳ１２では、電圧切り替え前の発電電流値と発電機２の現回転数での最大発電電流値との差（発電変化電流値）を算出し、ステップＳ１３へ進む。
【００１９】
なお、現回転数での最大発電電流値との比較を行う理由について図３、４を用いて説明する。
【００２０】
図３は発電電圧切り替え前後のバッテリ４への流入電流、電圧の変化をタイムチャートにしたものであり、この図からＴにおいて発電機２の電圧を上げた瞬間に、バッテリ４に流れる電流値が瞬間的に増加し、発電機２の発電電流が最大値付近まで増加することがわかる。
【００２１】
この発電電流の増加分だけ発電機２を駆動するためのトルクも増加し、エンジン１の負荷となる。
【００２２】
したがって、電圧切り替え前後の電流値の差を発電変化量として捕らえ、吸入空気量補正のためのパラメータとして用いる。
【００２３】
予め求めておいた最大発電電流を発電電圧ごとのマップにしたものが図４である。
【００２４】
点Ａを発電電圧切り替え前（電流値＝ＩＡ）とする。この時発電電圧を切り替えると最大発電電流値である点Ｂ（電流値＝ＩＢ）まで電流値は増大する。このときＩＡとＩＢの差が発電変化量電流値となる。
【００２５】
ステップＳ１３では、予め求めておいた発電機２のトルクマップ（図６）を用いて、ステップＳ１２で求めた発電変化電流値を発電機２の回転トルクに変換し、ステップＳ１４へ進む。
【００２６】
ステップＳ１４ではステップＳ１３で求めた発電機２の回転トルクにプーリー比を乗算して、発電電圧増加に伴って新たにエンジンにかかるトルクへ変換し、このトルクに応じた吸入空気量（補正吸入空気量）を算出する。
【００２７】
ステップＳ１０で前回発電電圧指令値以下だった場合、およびＳ１１で所定値より小さかった場合には、処理を終了する。
【００２８】
ＥＣＭ３は上記のステップで算出した補正吸入空気量に応じたスロットルバルブ開度指令をスロットルバルブアクチュエータ（図示せず）に送り、エンジン１の吸入空気量を増加させる。
【００２９】
以上のように、本実施形態では発電電圧の切り替えに伴ってエンジン１への負荷が増加しても、切り替え後の回転数における発電機２の最大発電電流に応じてエンジン１への吸入空気量を補正してエンジン出力を上げるので、エンジン回転の落ち込みやアイドル回転のふらつきといった問題が生じない。
【００３０】
なお、補正吸入空気量を算出するためには、発電変化量を認知する必要があるが、発電変化量は車両消費電流の変化およびバッテリへの充電量の変化が要因となっており、発電電圧の変化量との相関はないため、発電電圧の変化量から直接発電変化量を求めることができない。そこで従来は、発電電圧を一定値以上に上げた場合には、発電機の発電量を最大にして対応していた。
【００３１】
しかし本実施形態では、発電電圧を上げた瞬間に発電機２にはその回転における最大発電電流が流れ、発電量がその回転数における最大発電量近くまで上昇することに着目して、発電電圧切り替え前の電流値と切り替え後の回転数における最大発電電流値との差から発電変化量を算出している。
【００３２】
これにより、従来のように要求発電量以上の発電を行う必要がなく、かつ、発電変化量に応じた吸入空気量の補正を行うことが可能になった。
【００３３】
また、発電電圧指令値が所定値以下、つまりエンジン負荷にほとんど影響を与えない場合は吸入空気量の増量補正を行わないので、エンジン回転数が上がることがなく、燃費の悪化が防止できるという効果がある。
【００３４】
次に第二実施形態について図５を用いて説明する。
【００３５】
基本的には第一実施形態と同じであるが、本実施形態では発電電流センサ５を使用しない点が異なる。
【００３６】
制御ルーチンは図２と同じであるが、ステップＳ１２で用いる切り替え前の発電電流値の検出方法が異なる。
【００３７】
本実施形態では発電電流センサ５を用いずに、車載電気機器の稼働状況を把握できる手段、例えばＣＡＮ等を用いることによって、各電気機器の稼働状況からの要求電気量を算出し、これに基づいて推定電流値を算出する。
【００３８】
本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果の他に、発電電流センサ５が不要となる分だけコストが低減されるという効果が得られる。
【００３９】
また、Ｆｒ端子信号検知などによる発電機２のトルク検知手段を設けて、電流値に変換することで発電電圧切り替え前の電流値を求めることもできる。
【００４０】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態のシステム構成図である。
【図２】第一実施形態の制御ルーチンを表すフローチャートである。
【図３】発電電圧切り替え前後のタイムチャートである。
【図４】最大発電電流値マップである。
【図５】第二実施形態のシステム構成図である。
【図６】発電機のトルクマップである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 発電機（オルタネータ）
３ コントロールユニット（ＥＣＭ）
４ バッテリ
５ 発電電流センサ
Claims (4)
- 内燃機関により駆動される発電機と、
車両に搭載される電気機器の電気負荷に応じて前記発電機の発電電圧を制御する電圧制御手段と、
前記発電機の発電電圧に応じて前記内燃機関の吸入空気量を制御する空気量制御手段とを備え、
前記発電機の発電電圧を上げる場合には、電圧切り替え後の発電機の回転数における最大発電電流値と電圧切り替え前の発電電流値との差である発電変化量電流値に基づいて、発電電圧増加に伴って新たにエンジンにかかるトルクを推定し、このトルクに基づいて吸入空気量の補正量を決定してエンジン吸入空気量の補正を行うことを特徴とする車載発電機の制御装置。 - 電圧切り替え前の発電機の発電量を発電電流センサによって検知する請求項１に記載の車載発電機の制御装置。
- 電圧切り替え前の発電機の発電量を、電気負荷の稼働状況から求まる推定電流値に基づいて算出する請求項１に記載の車載発電機の制御装置。
- 電圧切り替え前の発電機の発電量を、発電機の回転トルク検出手段による検出値に基づいて算出する請求項１に記載の車載発電機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002293400A JP4085767B2 (ja) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | 車両発電機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002293400A JP4085767B2 (ja) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | 車両発電機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004124901A JP2004124901A (ja) | 2004-04-22 |
| JP4085767B2 true JP4085767B2 (ja) | 2008-05-14 |
Family
ID=32284316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002293400A Expired - Fee Related JP4085767B2 (ja) | 2002-10-07 | 2002-10-07 | 車両発電機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| US7735592B2 (en) * | 2008-01-28 | 2010-06-15 | Textron Innovations Inc. | Regulated output voltage generator-set applied to mobile equipment in the turf industry |
-
2002
- 2002-10-07 JP JP2002293400A patent/JP4085767B2/ja not_active Expired - Fee Related
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