JPH0533691A - オルタネータの発電制御装置 - Google Patents

オルタネータの発電制御装置

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JPH0533691A
JPH0533691A JP3214448A JP21444891A JPH0533691A JP H0533691 A JPH0533691 A JP H0533691A JP 3214448 A JP3214448 A JP 3214448A JP 21444891 A JP21444891 A JP 21444891A JP H0533691 A JPH0533691 A JP H0533691A
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Kotaro Nomura
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発電を過度に中断したり、エンジン回転数の
落込み等を生じないようにオルタネータを最適に制御す
る。 【構成】 制御ユニット10はバッテリ3の微小時間内
の電圧変化量を算出する電圧変化算出手段11と、電圧
変化量に応じて制御モードを設定する制御モード設定手
段12と、各制御モードに応じた制御信号を出力する制
御信号決定手段13とを備え、アイドリング中等に電気
負荷の急増で電圧変化量が大きくなると、それに応じた
制御モードのデューティ制御信号が出力して、オルタネ
ータ1の発電を強制的に抑制制御し、発電の抑制を最小
限に抑えて充電を確保し、且つオルタネータ1の発電抑
制によりアイドリング回転数の落込み等を防止すること
を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンにおい
てエンジン動力により発電してバッテリに充電し、且つ
各種電気負荷に電力を供給するオルタネータ(交流発電
機)の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、車両用エンジンはエンジン動力
により発電するオルタネータを備えており、このオルタ
ネータはレギュレータ、イグニッションスイッチを介し
バッテリに回路接続され、イグニッションスイッチがO
Nしてエンジンが正常に運転する際には常にバッテリに
充電することが可能になっている。ここで、近年車両に
おいてはエンジンのみならず車体、ブレーキ系等で益々
電気的に制御及び動作する傾向にあり、電力消費の増大
に伴いオルタネータが発電容量の大きいものが使用され
てきている。このため、オルタネータが発電作動してい
る場合は、中断するときに比べてエンジンにかかる負荷
が比較的大きくなる。従って、アイドリング中や低回転
軽負荷運転時に急激に大きい電気負荷がかかってオルタ
ネータの駆動トルクが増大すると、エンジン回転数の落
込み、エンスト等を招くことがある。そこで、このエン
ジン回転数の落込みやエンストを防止する対策として、
電気負荷スイッチの動作の際に吸入空気量を増大してア
イドリング回転数を上昇する方法では、燃費等の悪化を
生じるため、オルタネータの発電作動を制御する方法の
方が好ましい。
【0003】従来、上記オルタネータの制御に関して
は、例えば特開昭58−131342号公報の先行技術
があり、エンジン回転数が設定値以下になると、発電機
の発電を抑制または停止する。また、特開昭57−35
137号公報の先行技術では、アイドリングに戻した際
に所定時間だけオルタネータの発電作用を停止し、アイ
ドリング回転速度の低下を可能にすることが示されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、オルタネータの発電をエンジン回
転数の低い場合や、アイドリングに戻した際に単に中断
する手段にすぎない。ここで、オルタネータの制御はバ
ッテリの充電特性に直接影響するものであり、このため
適確に制御しないと、エンジン回転数の高い状態で過度
に発電を中断したり、エンジン回転数の低下防止効果を
タイミング良く発揮できない等の問題を生じる。
【0005】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、発電を過度に中断したり、エンジン回転数の落込み
等を生じないようにオルタネータを最適に制御すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、制御ユニットからのデューティ制御信号
によりオルタネータを発電させる制御系において、制御
ユニットはバッテリの微小時間内の電圧変化量を算出す
る電圧変化算出手段と、電圧変化量に応じて制御モード
を設定する制御モード設定手段と、各制御モードに応じ
たデューティ制御信号を出力する制御信号決定手段とを
備えるものである。
【0007】
【作用】上記構成に基づき、エンジン運転時にオルタネ
ータが必要に応じて発電作動しており、この状態で制御
ユニットにおいてバッテリの電圧変化量が算出され、ア
イドリング中等に電気負荷の急増で電圧変化量が大きく
なると、それに応じた制御モードのデューティ制御信号
が出力して、オルタネータの発電が強制的に抑制される
ことで、発電の抑制を最小限に抑えて充電を確保し、且
つ発電の抑制によりアイドリング回転数の落込み等を防
止することが可能になる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1において、本発明の制御系について説明する
と、符号1はオルタネータであり、このオルタネータ1
のステータコイル、フィールドコイルがレギュレータ2
に接続され、オルタネータ1のステータコイルがバッテ
リ3に接続され、レギュレータ2がイグニッションスイ
ッチ4を介してバッテリ3に接続される。オルタネータ
1はベルトを介しエンジンのクランク軸に連結して駆動
され、回転数に応じた出力を発生する。レギュレータ2
はオルタネータ1の出力電圧に対してフィールドコイル
の界磁電流を変化して規定電圧に調整し、このときバッ
テリ3の電圧が低下している場合は充電して実質的に発
電作動する。スイッチ手段5は、制御ユニットからのデ
ューティ制御信号により電流制御されて、オルタネータ
1の発電作動を強制的に抑制するようになっている(図
6参照)。
【0009】制御ユニット10の制御系について説明す
ると、バッテリ3の電圧Vを検出する電圧計6を有す
る。制御ユニット10は電圧計6の電圧Vが入力する電
圧変化量算出部11を有し、微小時間内の電圧変化によ
り電圧変化量ΔVを算出するのであり、この電圧変化量
ΔVが制御モード設定部12に入力する。制御モード設
定部12は電圧変化量ΔVを設定値と比較して変化状態
を判断し、電圧変化量ΔVに応じて例えば3段階の抑制
時間等を異にした制御モードを定め、制御信号決定部1
3から制御モードに応じたデューティ制御信号をスイッ
チ手段5に出力するようになっている。
【0010】また、エンジンのアイドリング制御系は、
吸気系のスロットル弁20に迂回して連通するバイパス
通路21にアイドル制御弁22が設けられる。そして、
アイドル制御ユニット23によりアイドリング時のエン
ジン状態、電気負荷等を判断してアイドル制御弁22の
開度を変化するように構成される。そこで、上記制御信
号はこのアイドル制御ユニット23にも入力し、電気負
荷の増大に伴ってアイドル制御弁22を開く場合におい
て、制御信号が入力する間は作動しないようになってい
る。
【0011】次いでこの実施例の作用を、図2ないし図
5のフローチャートと図7のタイムチャートを用いて説
明する。先ず、エンジン運転時に図2のメインルーチン
が実行され、ステップS1でバッテリ電圧が読み込ま
れ、ステップS2で電圧変化量ΔVが算出される。そし
て、この電圧変化量ΔVがステップS3で最も大きい設
定値ΔV1と比較され、ステップS4で中間の設定値Δ
V2と比較され、ステップS5で小さい設定値ΔV3と
比較される。そこで、アイドリング等の低回転軽負荷運
転時において、図7の実線のように電気負荷が少なくて
電圧変化量ΔVの小さい場合は、ステップS5からステ
ップS6の短時間抑制モードに移行する。そこで、図3
のサブルーチンが実行され、ステップS11でデューテ
ィ比初期値D1の制御信号が出力され、ステップS12
で直ちに所定の減少量ΔDにより一定の割合で減少さ
れ、ステップS13でデューティ比が0%になると終了
して元に復帰する。
【0012】図6はデューティ比とフィールドコイルへ
の供給電流の関係を示す。従って、この小電気負荷の条
件では、スイッチ手段5が図7の実線のようなデューテ
ィ可変制御信号によりオルタネータ1の発電作動が短時
間抑制されてエンジン負荷が軽減される。これにより、
アイドリング回転数Nidの落込みが適確に防止されて
一定回転に保持され、その後オルタネータ1の発電量が
ショックを生じないように徐々に増大される。
【0013】また、図7の破線のように電気負荷と共に
電圧変化量ΔVが上述より大きい場合は、ステップS4
からステップS7の中時間抑制モードに移行する。そこ
で、図4のサブルーチンが実行され、この場合はステッ
プS21でデューティ比初期値D1の制御信号が出力さ
れ、ステップS22で制御時間tが初期化され、ステッ
プS23でその制御時間tがカウントされる。そして、
ステップS24で制御時間tが保持時間ts1と比較さ
れ、保持時間ts1を経過するとステップS25に進
む。そして、所定の減少量ΔDにより一定の割合でデュ
ーティ比が減少され、ステップS26でデューティ比が
0%になると終了して元に復帰する。従って、この中電
気負荷の条件では、スイッチ手段5が図7の破線のよう
なデューティ制御信号によりオルタネータ1の発電が保
持時間ts1の間抑制され、このときエンジンにはオル
タネータ1の負荷が減少してかかり出力低下が抑えられ
る。こうして、電気負荷の増大に応じオルタネータ1の
発電抑制も長く制御されて、同様にアイドリング回転数
Nidの落込みが防止され、その後ショックを生じない
ように円滑に発電状態に戻る。
【0014】更に、図7の一点鎖線のように電気負荷と
共に電圧変化量ΔVが最も大きい場合は、ステップS3
からステップS8の長時間抑制モードに移行する。そこ
で図5のサブルーチンが実行され、ステップS31で制
御時間tが初期化され、ステップ32でデューティ比初
期値D1の制御信号が出力され、ステップS33でその
制御時間tがカウントされる。そして、ステップS34
で制御時間tが保持時間ts2と比較され、保持時間t
s2を経過すると終了して元に復帰する。従って、この
大電気負荷の条件では、スイッチ手段5が図7の一点鎖
線のようなパルス状のデューティ制御信号によりオルタ
ネータ1の発電抑制の時間が最も長くなる。そこで、大
きい電気負荷が急激にかかる際のアイドリング回転数N
idの落込みが効果的に防止される。
【0015】一方、上記オルタネータ1の発電抑制制御
の際には、制御信号がアイドル制御ユニット23に入力
してアイドル制御弁22を直ちに開くのを阻止する。こ
のため、不必要に吸入空気量を増大してアイドリング回
転数Nidを上昇することが防止される。
【0016】以上、本発明の実施例について説明した
が、これのみに限定されない。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オルタネータの発電を制御してアイドリング中等のエン
ジン回転数の落込みを防止する制御系において、電気負
荷の状態毎に制御モードが設定され、その制御モードに
応じたデューティ制御信号で発電を抑制制御するように
構成されるので、各電気負荷で過度に発電を中断するこ
となく、最適にエンジン回転数の落込み、不快な騒音、
振動を防止することができる。電気負荷がかかった際に
吸入空気量を増大制御する必要がないので、燃費を向上
できる。複数の設定値を設け、設定値の低下に応じてオ
ルタネータの発電の抑制時間を増大するように制御され
るので、エンジン始動時にはその負荷が軽減して始動性
を向上することが可能になる。バッテリの電圧変化によ
り電気負荷の状態を判断する構成であるから、制御が簡
素化し、応答性も良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るオルタネータの発電制御装置の実
施例を示す構成図である。
【図2】発電制御のフローチャートを示す図である。
【図3】短時間抑制モードのフローチャートを示す図で
ある。
【図4】中時間抑制モードのフローチャートを示す図で
ある。
【図5】長時間抑制モードのフローチャートを示す図で
ある。
【図6】デューティ比とフィールドコイルへの供給平均
電流の関係を示す図である。
【図7】発電制御のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
1 オルタネータ 2 レギュレータ 3 バッテリ 5 スイッチ手段 10 制御ユニット 11 電圧変化量算出部 12 制御モード設定部 13 制御信号決定部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御ユニットからのデューティ制御信号
    によりオルタネータを発電させる制御系において、制御
    ユニットはバッテリの微小時間内の電圧変化量を算出す
    る電圧変化算出手段と、電圧変化量に応じて制御モード
    を設定する制御モード設定手段と、各制御モードに応じ
    たデューティ制御信号を出力する制御信号決定手段とを
    備えることを特徴とするオルタネータの制御装置。
  2. 【請求項2】 上記制御モード設定手段は、電圧変化量
    の大きさに応じてそれぞれ短時間抑制モード、中時間抑
    制モード及び長時間抑制モードを設定することを特徴と
    する請求項1記載のオルタネータの発電制御装置。
  3. 【請求項3】 上記制御信号決定手段は、短時間抑制モ
    ードの際に初期値から一定の割合で減少するデューティ
    制御信号を、中時間抑制モードの際に初期値を一定時間
    保持しその後一定の割合で減少するデューティ制御信号
    を、長時間抑制モードの際に初期値を一定時間保持しそ
    の後復帰するデューティ制御信号を出力することを特徴
    とする請求項1記載のオルタネータの発電制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327337A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Denso Corp 車両用電源システム
JP2020122420A (ja) * 2019-01-30 2020-08-13 愛知機械工業株式会社 エンジン装置およびエンジン装置の制御方法
US11221369B2 (en) 2018-04-03 2022-01-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Charge-discharge control system for vehicle

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