JPH0347058B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等のエンジンに使用されるオ
ルタネータ制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 近時の自動車においては、バツテリの充電系に
オルタネータを採用し、そのオルタネータの出力
電圧をICレギユレータにより調整するようにし
ているのが一般的である。

なお、従来のICレギユレータは、その電源入
力端子をエンジンスイツチ（イグニツシヨンスイ
ツチ）を介して駆動用電源（バツテリ）に接続し
ており、前記エンジンスイツチを一旦投入すれ
ば、該ICレギユレータに常時駆動用電力が供給
されるようになつている。そのため、前記オイル
ネータの発電機能が休止されるのは、該オルタネ
ータの充電端子の電圧、換言すれば、この充電端
子に接続されたバツテリの電圧が予め設定した調
整電圧を上まわつた場合に限られる。

ところで、前記オルタネータは、エンジンの動
力の一部を利用して駆動されるものであるため、
このオルタネータが発電を行なつている際と、発
電を休止している際とでは、エンジンにかかる負
荷が異なつたものになる。そのため、前記のよう
な制御のみを行なつていたのでは、このオルタネ
ータの負荷が運転性や燃料経済性等に悪影響を及
ぼすことがある。したがつて、前記オルタネータ
を種々の負荷条件に対応させて適宜制御できるよ
うにしたいという要望がある。

しかして、このような要望に沿つた先行技術と
して、実公昭55−14048号に示されるように、加
速時にオルタネータの発電量を低減させ得るよう
にしたものがある。ところが、ここに開示されて
いる考え方は、レギユレータ内部に信号を与え、
その信号供給時にオルタネータの発電量を低下さ
せるというものである。そのため、実施にあたつ
ては、レギユレータ内部の回路を変更する必要が
あり、ICレギユレータに適用しようとすると多
大の費用がかかるという問題がある。

そのため、近時、ICレギユレータの電源入力
端子をエンジンスイツチとは別に設けたスイツチ
ング手段を介して作動用電源に接続しておき、バ
ツテリ電圧が前記調整電圧とは別に定めた設定値
（前記調整電圧よりも低い値）を上まわつており、
かつ所定の負荷条件が成立している場合に前記ス
イツチング手段を一時的に非通電状態に切替えて
前記オルタネータの発電を強制的に休止させ得る
ように構成したオルタネータ制御装置が考えられ
ている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、単にこれだけのものでは、低温時に
おけるエンジン始動直後に前記オルタネータ制御
にハンチングが発生するという問題がある。すな
わち、冷間時には、バツテリの機能が低下してい
るため、オルタネータの発電を休止させるとバツ
テリ電圧が直ちに前記設定値以下に低下してしま
うことがある。この場合、前述した一定の条件が
成立しオルタネータの発電を休止させた途端にバ
ツテリの電圧が前記設定値低下に低下し再びオル
タネータの発電が再開されるという動作が短時間
に繰り返される。その結果、サージ電圧を生じて
ICレギユレータ内のトランジスタを破壊させて
しまうという不都合を招き易い。

このような不都合に対処するには、始動後所定
時間経過するまで、あるいはエンジンの冷却水温
が所定温度を上まわるまで前述したオルタネータ
制御を禁止させることが考えられるが、固定され
た設定値は、最悪の条件に合せて設定せざるを得
ないため、オルタネータを休止させ得る運転領域
が不当に挟められるという問題がある。

本発明は、こののような問題点を悉く解消する
ことを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、以上のような目的を達成するため、
エンジンＡに駆動されて発電を行なうオルタネー
タ１と、このオルタネータ１の発電出力を調整す
るICレギユレータ２と、このICレギユレータ２
の電源入力端子IGと駆動電源３との間に介設し
たスイツチング手段６と、バツテリ電圧が設定値
を上まわつており且つ所定のエンジン負荷条件が
成立している間だけ前記スイツチング手段６を非
通電状態に切換えてオルタネータ１の発電機能を
休止させる発電カツト手段Ｂと、エンジンＡの冷
却水温を検出する水温センサ１４と、この水温セ
ンサ１４からの信号によりエンジン始動時の冷却
水温値を検知しその値に応じてカツト禁止時間を
設定する時間設定手段Ｃと、この時間設定手段Ｃ
により定められたカツト禁止時間が経過するまで
前記発電カツト手段Ｂがスイツチング手段６を非
通電状態に切換えるのを無条件で禁止するカツト
禁止手段Ｄとを具備してなるものにしたことを特
徴とする。

［作用］ このような構成によれば、始動時の温度に応じ
てカツト禁止時間が設定され、そのカツト禁止時
間が経過するまでの間は制御条件が成立している
か否かを問わずICレギユレータ２が前記スイツ
チング手段６を非通電状態に切換えてオルタネー
タの発電機能を休止させるようにしたオルタネー
タ制御が禁止される。そのため、始動時の温度毎
に最適なカツト禁止時間を予め綿密に設定してお
きさえすれば、前記オルタネータ制御を禁止する
運転領域を必要最小限に留めることができる。

［実施例］ 以下、本発明を自動車のバツテリ充電系に適用
した場合の一実施例につき第２図〜第４図を参照
して説明する。

第２図は、本発明に係るオルタネータ制御装置
の一実施例を示す図であり、１はオルタネータ、
２はICレギユレータ、３はバツテリ、４は電気
的な負荷、５はエンジンスイツチ、６はスイツチ
ング手段たるトランジスタ、７はこのトランジス
タ６をON・OFF動作させる電子制御装置であ
る。

オルタネータ１は三相星形結線とされた３つの
固定子巻線L₁〜L₃に、回転子巻線L_fを設けて構
成されており、３つの固定子巻線L₁〜L₃の各相
にはダイオードブリツジD₁〜D₆を設けて、固定
子巻線L₁〜L₃に誘起された誘導電圧を全波整流
して出力する構成になつている。しかして、その
充電端子Ｂは、前記バツテリ３に接続してある。

また、ICレギユレータ２は、２つのトランジ
スタT_r１、T_r２をON・OFF制御する構成とし
ており、一方のトランジスタT_r１をON・OFFさ
せて公知のレギユレート動作をする。つまり、実
施例のものでは、トランジスタT_r１をONさせる
ことによつてオルタネータ１の回転子巻線L_fに励
磁電流を流して、オルタネータ１の固定子巻線
L₁〜L₃に電流を誘起させて発電を行い、他方の
トランジスタT_r２をONさせることによつてチヤ
ージランプＦを点灯させる。なお、ダイオードブ
リツジD₁〜D₆に並列に設けた２つのダイオード
D₇，D₈とより成る直列接続体Ｇは中性点ダイオ
ードであり、オルタネータ１の作動時に固定子巻
線L₁〜L₃の中性点に生じる電位変動を還元して
エネルギーの有効利用を図るものである。そし
て、このICレギユレータ２の電源入力端子IGを
前記トランジスタ６を介して駆動用電源たるバツ
テリ３に接続し、このトランジスタ６を電子制御
装置７の出力信号によつてON・OFF動作させる
ようにしている。

すなわち、電子制御装置７は、中央演算処理装
置７ａと、ROM、RAM等の記憶装置７ｂと、
入力および出力用のインターフエース７ｃ，７ｄ
とを有してなるマイクロコンピユータを主体にし
て構成されており、その電源端子８は、エンジン
スイツチ５を介して前記バツテリ３に接続してあ
る。そして、この電子制御装置７の入力用インタ
ーフエース７ｃには、少なくとも車速センサ９、
回転検出手段１１、スタータスイツチ１２、アイ
ドルスイツチ１３および水温センサ１４からの各
信号およびバツテリ電圧がそれぞれ入力されるよ
うになつている。回転検出手段１１は、実エンジ
ン回転数を検出するためのもので、例えば、イグ
ニツシヨンパルスを利用したものである。また、
スタータスイツチ１２は、エンジンスタータを起
動させるためのON・OFFスイツチである。アイ
ドルスイツチ１３は、図示しない気化器のスロツ
トルバルブが閉止位置に復帰しているか否かを検
出するためのON，OFFスイツチである。水温セ
ンサ１４はエンジンＡの冷却水温を検出するため
のもので、例えば、冷却水温をアナログ電気信号
に変換するサーミスタと、このサーミスタの出力
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せ
ず）とを具備してなる。

そして、この電子制御装置７には、次のような
プログラムが内蔵させてあり、この電子制御装置
が前述した発電カツト手段Ｂ、時間設定手段Ｃお
よびカツト禁止手段Ｄとしての役割りを担うよう
になつている。すなわち、このプログラムは、第
３図に示すように、まず、ステツプ５１で回転検
出手段１１およびスタータスイツチ１２からの信
号を入力し、ステツプ５２でエンジンが停止中で
あるか否かを判断するとともにステツプ５３でス
タータスイツチ１２がONであるか否かを判断す
る。そして、エンジンＡが停止中でなくスタータ
スイツチ１２がONである、つまり、クランキン
グ中であると判定した場合には、ステツプ５４へ
進みエンジンＡの冷却水温を入力する。次いで、
ステツプ５５で、その水温値に応じたカツト禁止
時間ｔを設定する。このカツト禁止時間ｔの設定
は、第４図に示すように始動時の各エンジン冷却
水温に対応した最適な時間を予め実験等により選
定してマツプ化しておき、このマツプと入力した
エンジン冷却水温とに基いて適宜特定のカツト禁
止時間ｔを選択することにより行なう。この図面
からも明らかなように、このカツト禁止時間ｔ
は、始動時の冷却水温が低いほど長くなり、冷却
水温が高い側ではゼロに収束している。このよう
にして、カツト禁止時間ｔを設定した後、ステツ
プ５６でインクリメントカウンタＱをクリアし計
時を開始させる。次いで、ステツプ５７で、前記
インクリメントカウンタＱの値が前記カツト禁止
時間ｔを上まわる値にまでカウントアツプしてい
るか否かを判断し、カウントアツプしている場合
に限りステツプ５８へ進む。ステツプ５８では、
オルタネータ制御に必要な情報、つまり、車速セ
ンサ９、アイドルスイツチ１３および水温センサ
１４からの信号およびバツテリ電圧を入力し、ス
テツプ５９でオルタネータ制御を行なう。

オルタネータ制御の概要は、次のようである。
すなわち、エンジンが停止状態ではない。オ
ルタネータONの状態が一定時間継続している。
アイドルスイツチ１３がOFFである。水温
が20℃以上である。バツテリ電圧が所定の上限
設定値Vcut以上である。加速判定中である
（1sec毎の車速比較で前回の車速よりも＋2.1Km／
ｈ以上大きくなつた）という条件がすべて成立し
た場合に前記トランジスタ６をOFFに切換えて
ICレギユレータ２への駆動電源を遮断する。

そして、停止状態となつた。アイドルスイ
ツチ１３がONになつた。水温が15℃以下にな
つた。バツテリ電圧が所定の下限設定値V_RT以
下になつた。加速判定状態が解除されたという
条件のいずれかが成立した時、前記トランジスタ
６をONに切換えてICレギユレータ２への通電を
再開させる。

なお、第３図に示すルーチンは、エンジンスイ
ツチ５がONの間中、繰り返し実行される。

次いで、この実施例の作動を説明する。エンジ
ンスイツチ５が投入されると、スイツチング手段
たるトランジスタ６が通電状態を維持するため、
ICレギユレータ２の駆動電源たるバツテリ３の
電圧が該ICレギユレータ２のIG端子に印加され
る。そのため、ICレギユレータ２はこの状態を
検出してトランジスタT_r１を駆動する。トラン
ジスタT_r１が駆動されると、バツテリ３の電圧
が回転子巻線L_fに印加され、励磁電流が流れてオ
ルタネータ１に界磁が形成される。しかし、この
状態においてはエンジンが回転していないので、
オルタネータ１は発電せず、したがつてＰ端子の
電圧はグランドレベルとなる。その結果、この状
態をICレギユレータ２が検出すると、トランジ
スタT_r２が駆動されて、チヤージランプＦを点
灯して、バツテリ電源が放電中であることを知ら
せる。

この状態から、スタータスイツチをONにして
クランキングを開始すると、第３図に示す制御が
ステツプ５１→５２→５３→５４→５５と進行し
エンジンの冷却水温に応じたカツト禁止時間ｔが
設定される。そして、エンジンが始動しクランキ
ングスイツチがOFFになると、第３図に示す制
御がステツプ５１→５２→５３→５７と進行する
ため、インクリメントカウンタＱが計時を開始す
る。つまり、そのカウンタ値Ｑが時間の経過に伴
つてゼロから順次増大していく。その後、前記カ
ツト禁止時間ｔが経過するまでは、ステツプ５７
からステツプ５８へ進むことがないので、オルタ
ネータ制御が行なわれることはない。そのため、
トランジスタ６はON状態に維持され、ICレギユ
レータ２は調整電圧を基準にした通常のレギユレ
ート動作を行なう。なお、冷間時には、通常T_r1
がONに維持されて発電状態が続行される。

この状態で、カツト禁止時間ｔが経過すると、
第３図に示す制御がステツプ５１→５２→５３→
５７→５８→５９と進行することにより、電子制
御装置７によるオルタネータ制御が開始される。
すなわち、電子制御装置７が、前述したオルタカ
ツト条件〜が成立したと判断すると、前記ト
ランジスタ６を非通電状態に切換える。その結
果、ICレギユレータ２のIG端子には駆動電源、
つまり、バツテリ３からの電力供給が停止され
る。この結果、ICレギユレータ２の機能は停止
され、トランジスタT_r1はOFFとなるので、オル
タネータ１の回転子巻線L_fに供給されていた励磁
電流は停止され、オルタネータ１は発電機能を停
止する。この状態は、車両の加速度が設定した値
を下まわるなど、一定の解除条件〜のいずれ
かが成立するまで継続され、その間オルタネータ
１の発電は強制的に停止されるので、エンジンの
負荷は軽減される。

以上のように、エンジンスイツチ５とは別に設
けたスイツチング手段６を非通電状態に切換える
ことによつて、ICレギユレータ２への駆動電流
の供給を断つようにしているので、エンジンが作
動中であり、しかも、バツテリ電圧が前記調整電
圧を上まわつていない場合でも、ICレギユレー
タ２の機能を停止させてオルタネータ１の発電を
休止させることができる。

したがつて、既存のICレギユレータ内部の回
路を一切変更することなしに、オルタネータ１の
発電機能を前述した所望の運転域で休止させるこ
とができる。

しかも、エンジン始動時には、カツト禁止時間
ｔが経過するまでの間、スイツチング手段６を非
通電位置に切換えることにより行なう前記オルタ
ネータ制御が禁止されるため、前述した制御のハ
ンチングが生じるおそれが全くなく、ICレギユ
レータ２のトランジスタ波壊事故等を確実に防止
することができる。

その上、前記カツト禁止時間ｔは、始動時のエ
ンジン冷却水温の高低に応じて適宜設定されるも
のであるため、低温時にはカツト禁止時間ｔを長
くし、制御のハンチングを生じるおそれの少ない
温度条件下では前記カツト禁止時間ｔを短縮する
ことができる。そのため、オルタネータ制御を実
施し得る運転域を可及的に広く設定することが可
能となり、運転性や燃料経済性を無理なく有効に
向上させることができる。

なお、スイツチング手段は、トランジスタに限
られないのは勿論であり、また、このスイツチン
グ手段をON・OFF動作させる手段もマイクロコ
ンピユータ式の電子制御装置に限定されるもので
はない。

さらに、前記実施例では、所定のエンジン負荷
条件として加速判定中であるという条件を採用
し、車両の加速時にオルタネータの発電機能を休
止させる場合について説明したが、他の運転域に
おいても前記発電機能を休止させるように制御し
てもよいのは勿論である。他の運転域の一例とし
ては、例えば、いわゆるパーシヤルリーン運転域
等が挙げられる。すなわち、パーシヤルリーン運
転域とは、車両が軽負荷で定常走行しているた
め、フイードバツクキヤブシステムのフイードバ
ツク制御を一時的に中断して混合気の空燃比を若
干リーン側に制御するようにした運転域のことで
ある。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、ICレギユレ
ータに供給する駆動電力を一時的に遮断すること
によつて、オルタネータの発電機能を強制的に休
止させるようにしているので、所望の運転域にお
いてオルタネータによるエンジン負荷を一時的に
除去するという制御を確実かつ精細に行なうこと
ができるものである。しかも、始動時のエンジン
冷却水温に応じてカツト禁止時間を設定し、その
カツト禁止時間が経過するまで前記オルタネータ
制御を禁止するようにしているので、オルタネー
タ制御領域を不当に狭くして運転性や燃料経済性
を悪化させることなしに、冷間始動時等における
制御のハンチングを無理なく有効に防止すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成説明図で
ある。第２図〜第４図は本発明の一実施例を示
し、第２図はシステム説明図、第３図は制御の概
要を示すフローチヤート図、第４図は制御の設定
条件を説明するための説明図である。 Ａ…エンジン、Ｂ…発電カツト手段、Ｃ…時間
設定手段、Ｄ…カツト禁止手段、１…オルタネー
タ、２…ICレギユレータ、３…駆動電源（バツ
テリ）、６…スイツチング手段（トランジスタ）、
１４…水温センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンに駆動されて発電を行なうオルタネ
   ータと、このオルタネータの発電出力を調整する
   ICレギユレータと、このICレギユレータの電源
   入力端子と駆動電源との間に介設したスイツチン
   グ手段と、バツテリ電圧が設定値を上まわつてお
   り且つ所定のエンジン負荷条件が成立している間
   だけ前記スイツチング手段を非通電状態に切換え
   てオルタネータの発電機能を休止させる発電カツ
   ト手段と、エンジンの冷却水温を検出する水温セ
   ンサと、この水温センサからの信号によりエンジ
   ン始動時の冷却水温値を検知しその値に応じてカ
   ツト禁止時間を設定する時間設定手段と、この時
   間設定手段により定められたカツト禁止時間が経
   過するまで前記発電カツト手段がスイツチング手
   段を非通電状態に切換えるのを無条件に禁止する
   カツト禁止手段とを具備してなることを特徴とす
   るオルタネータ制御装置。