CN1074504C - 车辆用发电机的控制系统及其控制方法 - Google Patents

车辆用发电机的控制系统及其控制方法

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Abstract

本发明涉及车辆用发电机的控制方法。根据内燃机转数与规定转数的差求第1ISC阀的开度修正量(ISCPI)，根据电池电压与规定电压的差求发电机的励磁线圈驱动量，根据励磁线圈驱动量与内燃机转数求考虑到电气负载变动的第2ISC阀开度修正量(EL)，根据第1和第2ISC阀开度修正量求ISC阀的驱动量(ISCDTY)。

Description

车辆用发电机的控制系统及其控制方法
技术领域
本发明在由搭载于车辆的内燃机旋转驱动进行发电的车辆用发电机的控制系统中，在进行与内燃机的运行状态对应的最合适的发电的同时提供最合适的补给空气量，以此提供在空载(idle)时的电气负载引起的内燃机旋转的变动，从高速怠速到空载状态，从减速状态到空载状态的变化那样的运行条件急剧变化时不发生内燃机转速下降的车辆用发电机的控制系统和控制方法。
背景技术
向来，搭载于汽车，由内燃机驱动旋转进行发电的车辆用交流发电机的控制通常一直是由称为IC调整器(regulator)的控制装置进行的。所述IC调整器是一边检测由发电机的输出充电的汽车电池的电压，一边在规定电平上进行控制的。
在日本专利特公平1-39306号，公开了微电脑的控制信号通过信号线对内藏于发电机的开关进行通断控制，以控制流入所述励磁线圈的电流量的装置。
又，根据日本专利特开昭59-103935号，由根据转数控制发电机的发电量的发电机控制装置与ISC阀控制装置协调动作，进行内燃机转数调整。又，作为电气负荷的检查方法，是通过配线检测特定电气负荷的开关的通/断。
上述使用已有技术的车辆发电机的控制装置中，使用IC调整器的，由于能够进行单机发电，有通用性高的优点。其反面是，对于电气负荷的变动，发电量的随动性下降。因此，对根据使发电机负载变化缓慢的负载响应控制和内燃机控制装置发出的输出电压信号进行的发电进行可变电压控制时，由于使负载响应控制的响应性和可变电压控制的控制范围等取决于硬件，存在自由度低的问题。而且，发电机也具有控制装置，所以也有价格贵的问题。又，在日本专利特公平1-39306号公报的例子中，发电机的控制和内燃机的控制的关系不明确。又，在特开昭59-103935号，能够取入运转时轮箍的电气负载状态，借助于综合性的发电动作控制进行发动机转数控制。但是，控制发电机的发电动作的方法只是用控制装置切换规定电压，不考虑实际负载，因此，对于提高内燃机的动力性能和减少燃料费用效果不充分，对于电气负载变动时的旋转变动也不能得到充分的效果，同时，由于发电机上也有控制装置，存在价格贵的问题。又，由于没有考虑前灯的开/关状态，存在负载响应控制引起的电压变动造成前灯的照度发生变化的问题。
发明内容
一旦车辆的电气负载急剧增大，内燃机的输出即下降。因此，空载时的内燃机的转数不稳定。
因此，有必要调整ISC阀和电子控制节气阀使内燃机的转数稳定。
本发明的目的在于提供根据车辆状态和电气负载状态修正切换的规定电压值，取得充分提高内燃机的动力性能和降低燃料费的效果，同时使电气负载变动时转数变化足够小的车辆用发电机控制系统和控制方法。
为了采用本发明解决上述问题，本发明的车辆用发电机控制系统具有：搭载于车辆的内燃机、检测所述内燃机的转数和节气阀的开度以及冷却水温度等运行状态的运行状态检测单元、设置于上述内燃机的吸气管的所述节气阀旁路的空气量的调节用的ISC阀，或控制直接节气阀的开度的致动器、用所述内燃机驱动发电的发电机、内藏于所述发电机的控制发电量的励磁线圈、驱动所述励磁线圈的励磁线圈驱动电路、用所述发电机发出的电力充电的电池、检测所述电池的电压的电压检测单元，根据所述内燃机的运行状态和/或电池液的温度计算规定的发电电压，将所述规定的发电电压和所述电池电压加以比较，用从运动状态、前灯、刮水器等的负载状态和励磁线圈的驱动量求得的控制速度，使励磁线圈驱动量改变，同时将励磁线圈的驱动量的增加速度设定得比最大减小速度小，以使所述电池电压接近所述规定电压，从而使内燃机的转速下降减小。对于电池液温度，用对内燃机的冷却水的温度加权平均等数字滤波处理的办法推定电池液温度，在开始动作时，将前次停止时的电池液的温度推定值和现在的推定值加以比较，采用较低的数值。
设定相应于所述励磁线圈驱动量及所述运动状态的值作为控制所述ISC网或直接节气阀的开度的致动器的驱动量。
采用这样的构成，各控制常数的自由度高，可以得到内燃机的电力性能提高，降低燃料费，防止空载时的转速变动的效果。
又提出低成本、高可靠性的车辆用内燃机及发电机的控制系统，其特征在于，作为运算装置故障时的控制装置，设置电压检测式励磁线圈通电开/关单元，在励磁线圈的驱动量高于规定值时，提高规定转数。
简要地说，本发明具有如下构成。
对于电气负载，没有设定特别的输入端子而能够在每一次投入电气负载都以高精度测定改变的电气负载的大小，对发动机的转数以更高的精度进行控制，在控制发动机的运算装置中内藏发电机控制功能，根据发动机的运行状态，求出规定的发电电压、励磁线圈控制速度，根据励磁线圈驱动量和发动机的运行状态的函数求出ISC的负载修正量，借助于带负载响应控制的发电机测定电气负载变动时的电源电压变动，根据电源电压变动量和变动时间推定电气负载量，修正规定的发动机转数，对发动机水温进行数字滤波处理，从而形成在进行电池温度推定的运算装置发生故障时具有简易的发电机控制功能的结构。
本发明的车辆用内燃机和发电机的控制系统，根据内燃机的运行状态和电气负载状态，使发电电压和发电量的随动性发生变化，因而具有低成本和高可靠性，能够实现电压变动引起的前灯照度变化小，内燃机动力性能高而且燃料费用低，防止空载时转数发生变化的效果大的车辆用发电机的控制系统。
又，采用本发明，可以省去检测电气负载用的配线和输入电路，从而可以降低发动机控制系统的成本。而因为能够检测每一次投入负载都发生变动的电气负载，所以能够提高电气负载量的检测精度，适量地进行ISC控制的负载修正。因此，能够一面防止发动机的振动和摇动，一面对负载变动引起的发动机转数变化及时、适量地进行修正，能够有效地抑制负载变化引起的转数变化。
本发明的车辆用发电机的控制方法，其所用控制系统包含：搭载于车辆的内燃机、控制该内燃机运行的运算装置、调整空载时的吸入空气量的吸入空气量调整装置、用所述内燃机驱动以产生电力的发电机、内藏于所述发电机，控制发电量的励磁线圈、用所述发电机发出的电力充电的电池；所述控制方法包含如下步骤：求所述内燃机的转数N的步骤(202)、根据冷却水温度求内燃机的规定转数NSET的步骤(207)、求转数差ΔN1=NSET-N的步骤(208)、根据所述转数差ΔN1设定空载时的吸入空气量的第1修正量的步骤(209)、根据电气负载量设定空载时的吸入空气量的第2修正量(EL)的步骤(210)、和根据所述第1、第2修正量调整空载时的吸入空气量的步骤(211)。
附图说明
图1A是表示使用本发明的系统的构成的一实施例。
图1B是表示使用本发明的系统的构成的另一实施例。
图2表示车辆用的内燃机和交流发电机的控制系统的结构图。
图3是表示采用本发明的车辆用发电机的控制方法的一实施例的流程图。
图4是表示与图3并行动作的采用本发明的车辆用发电机的控制方法的一实施例的流程图。
图5是表示冷却水温度和预定转数的关系图。
图6是表示转数偏离与ISC阀开度修正量的关系图。
图7是表示内燃机转数和发电机的转矩的关系图。
图8是表示电池液温度和充电终止电压、预定发电电压的关系图。
图9是表示对电池电压的规定值的偏差和励磁线圈驱动量的关系图。
图10表示励磁线圈驱动量的设定方法的一实施例。
图11是表示励磁线圈驱动量和励磁线圈驱动量变化速度的关系的特性图。
图12用于说明在励磁线圈驱动量的变化速度设置限制的情况下的优点。
图13表示故障自动保险电路(fail safe)的一实施例。
图14是发动机室的配置图。
图15～17是用于说明电池液温度的推定方法的图。
本发明的最佳实施方式
下面根据附图对作为本发明一实施例的车辆用内燃机及发动机的控制系统加以说明。图1A、1B分别为使用本发明的车辆用交流发电机的控制系统的构成的一实施例。图1A和图1B的不同在于，在图1B中，图1A中的ISC阀41被代之以直接控制节气阀40的开度的电子控制节气阀，其他结构与图1A相同。
图2表示本发明车辆用的内燃机和交流发电机的控制系统的总体结构图。
在图1A、图1B，例如汽车等车辆搭载的内燃机65具备输出转矩的输出轴，即曲轴66。车辆用交流发电机51通过皮带轮(pulley)和传动皮带机械连接于所述曲轴66上。
而内燃机65通过传动装置将其转炬传递给驱动轮这一点与普通车辆一样。
下面对示于图1A的一实施例，即所谓MPI(多汽缸燃料喷射)方式的4缸内燃机加以说明。
对于图1B，只有节气阀40的控制方法不同，其他和图1A相同的说明都可以适用。
空气被引入设置于空气净化器60的出口部的空气流量计2。该空气流量计2使用热线式空气流量传感器。该空气通过连接的管道61、具有与操纵者操纵的油门踏板连动，控制空气流量的节气阀40的节气阀(throttle)体，以及为使节气阀体旁路而设置的、控制空载转数的ISC阀41，进入收集器62。这里，空气被分配到与发动机直接连接的各吸气管63，被汽缸吸入。
燃料由燃料泵20从燃料箱21吸出、加压，由压力调节器调节到一定的压力，由设置于吸气管63的喷油器23喷射到所述吸气管内。
从空气流量计2输出与吸入的空气流量相当的信号。而每一规定的曲柄转角，都从内藏于分配器32的曲柄转角传感器7输出脉冲，这些脉冲输入控制单元71，计算出曲柄转角和发动机转数，还从吸入空气量和发动机转数求出与充填效率相当的基本脉冲宽度TP。
在节气阀40上安装有检测开度的节气阀传感器1，该传感器的信号输入控制单元71，进行节气阀40的开度和全闭位置的检测以及加速的检测等。
内燃机65上安装着用于检测冷却水温度的水温传感器3，该传感器的信号输入控制单元71，检测内燃机65的升温状态，进行燃料喷射量的增量和点火时间的修正以及散热电扇75的开/关和空载时的规定转数的设定。
空气/燃料比传感器8安装于发动机的排气管，根据排出的气体的氧气浓度输出信号。该信号被输入控制单元71，调整燃料喷射脉冲的宽度以达到规定的A/F。
4是齿轮的中立(安全)开关，5是车速传感器，30是点火器，31是点火线圈，33是点火用的火花塞，73是表示包含前灯的各种灯。
控制单元71，如图2所示，由运算装置CPU100、读出专用存储器ROM101、可读出和写入的存储器RAM102、即使点火开关切断内容也不会被清除的后备RAM111、中断控制器104、定时器105、输入处理电路106以及输出处理电路107构成，这些部分由总线108连接。所述CPU100以输入处理电路处理的各种信息为基础，根据ROM101存储的程序，用RAM102和点火开关72切断时存储内容也能够保持的后备RAM111进行处理。这时，也以定时器105和输入处理电路106来的信息为依据，根据中断控制单元104发出的中断命令适时进行中断处理。
在图1B，致动器42根据来自控制单元71的驱动信号控制节气阀40。传感器1监控节气阀40的开度，开度信号被反馈到控制单元71，将其控制于规定的开度。
下面对发电系统进行说明。发电机51与已有的发电机相同，外围是绕着励磁线圈54构成的转子，和在该转子的外周面上相对地绕着3相线圈53a、53b、53c的定子构成，该转子与所述内燃机65的曲轴66连动，受其旋转驱动。而在所述发电机51的3相线圈53a、53b、53c上，连接着由例如6个二极管串并联连接构成的整流电路55，该整流电路对所述发电机51输出的3相交流电进行整流后供给车辆用电池50充电。在所述控制单元71还内藏有一边检测车辆用电池50的电压，一边调整发电机的输出电压，以使电池电压接近规定电压的发电控制程序。所述励磁线圈54的控制量是通过驱动所述励磁线圈54的励磁线圈驱动电路56、以所述发电机51发出的电力充电的电池50和用检测所述电池50的电压的电压检测单元，即输入处理电路106得到的结果，与根据所述内燃机的运行状态和/或电池液温度计算规定发电电压得出的结果加以比较，按照使所述电池的电压接近所述规定电压的要求计算所述励磁线圈54的驱动量，向所述励磁线圈驱动电路56输出驱动信号来获得的。用所述ISC阀41的驱动量加上从所述励磁线圈驱动量和所述运动状态求出的电气负载修正量得到的ISC阀驱动量控制内燃机转数。
在图1B的致动器42的情况下，是将图1A的情况下求得的ISC驱动量变换为吸入空气量，从变换的值求驱动量进行控制的结构。
图3、4是用微电脑的程序实现本发明的流程图的一实施例。
图3的流程图在规定的时间，例如每10毫秒起动。在步骤119核对图3的程序的起动是否初次。也就是，钥匙打开后初次起动的情况为“是”，在步骤200第1 ISC阀开度修正量ISCPI设定初始值。该初始值是用占空度(duty)(％)表示ISC阀的开度的。0％表示完全关闭的状态，100％表示完全打开的状态。在不是初次起动的情况下，也就是该程序以规定的间隔反复起动，因此，第2次以后的起动在步骤119的判定结果为“否”。在这种情况下进入步骤201。
在步骤201根据水温传感器的输出值计算冷却水温度TWN，在步骤202计算内燃机转数N，在步骤203计算吸入空气量Qa，在步骤204计算基本喷射脉冲宽度Tp，在步骤205计算燃料喷射脉冲宽度Ti。在步骤206根据内燃机转数N和基本喷射脉冲宽度Tp检索提前角映象(map)，进行基本提前角ADVM的运算。在步骤207，根据图5的冷却水温度和规定转数的关系图求出与冷却水温度对应的规定转数NSET，在步骤208；求规定转数NSET和实际转数之间的差ΔN1=NSET-N。在转数差为正时，规定转数NSET高于实际转数N。
在步骤209，求出以规定转数和实际转数之差为依据的第1 ISC阀的开度修正量ISCPI。具体地说，就是参照图6的转数差ΔN1和ISV阀宽度修正量的关系图求修正量A，以A+ISCPI作为ISCPI。修正量A是每单位时间的ISC阀开度(duty)变化量，单位是％/秒。
图6的曲线是在｜ΔN1｜小的时候一点点地改变ISC阀的开度，｜ΔN1｜大的时候迅速使ISC阀的开度改变的情况。
例如，假定程序的起动间隔为10ms，在步骤119设定的ISCPI的初始值为50％，转数差ΔN1为40(rpm)，从图6得出修正量A为15(％/秒)。由于程序的起动间隔10ms，每10ms的修正量A为0.15％，在初次起动时的步骤209的第1 ISC阀开度修正量ISCPI为初始值50％和修正量0.15％之和50.15％。起动第2次以后，修正量A被加于所述程序执行时求得的ISCPI上。
在步骤210用下式计算以电气负载为依据的第2 ISC阀的开度修正量EL。
EL=K×Duty×B×N
这里所谓Duty是在图4所求的励磁线圈驱动量ALTDTY。K是变换系数，B是从内燃机转数N和发电机的负载特性曲线得到的值。在该实施例中，是从图7的表示内燃机转数N和发电机的转矩特性的特性曲线求得的发电机转矩。
在步骤211借助于下式
ISCDTY=ISCPI+EL
求出ISC阀驱动量ISCDTY。
亦即，设定考虑到基于内燃机转数N的修正量和基于预测的电气负载量的修正量的值作为ISC阀驱动量。该ISC阀驱动量ISCDTY不是绝对量而是相对量。即在每一次起动程序时都修正转数差ΔN1，使其为0。
在步骤212，核对是否有必要使电池电压进一步升高。在有必要使电池电压进一步升高时，在步骤213核对是否有可能使励磁线圈驱动量升高。励磁线圈驱动量达到例如最大值，或发电机处于特定的条件下，无法使励磁线圈驱动量达到规定值以上时，在步骤214将规定转数NSET设定于更高的数值，以使电池电压上升。在能够使励磁线圈驱动量上升的情况下，在步骤215使励磁线圈驱动量上升。
图3是将程序用于图1B的系统的情况，将ISC阀驱动量ISCDTY换算为吸入空气量，根据吸入的空气量的数值决定致动器42的驱动量。或者也可以将在步骤209求得的第1 ISC阀开度修正量ISCPI和在步骤210求得的第2 ISC阀的开度修正量EL分别变换为吸入空气量，根据换算后的各吸入量的数值决定致动器42的驱动量。
图4是限制发电机51的励磁线圈54的驱动量的变化速度的流程图，是与图3的流程图一起动作的程序。
在步骤220，根据步骤201求得的冷却水水温TWN用下述图17的方法计算电池液温度(TVB)，在步骤221根据电池液温度(TVB)，参照图8的曲线图计算规定发电电压VBSET。
图8表示充电结束时的电压、即充电终止电压和规定发电电压与电池液温度的关系。电池液温度高时充电终止电压低，有必要根据电池液温度修正发电机的反馈控制的规定电压。在本发明，根据图8的规定发电电压的特性曲线进行修正。
在步骤222检测电池电压，在步骤223计算相对于电池电压的规定值的电压差ΔVB=VBSET-VB
在步骤224参照图9的表示ΔVB和励磁线圈驱动量的关系的曲线图求励磁线圈驱动量ALTDTY。励磁线圈驱动量用脉冲宽度调制加以控制，曲线图的纵轴用％表示脉冲宽度的占空度(脉冲保持时间和间歇时间之比)(duty)。
图9的曲线图在电池电压低于规定电压时将励磁线圈驱动量设定为大的数值。例如，在电池电压比规定电压低0.5伏特左右时，使励磁线圈驱动量的占空度(duty)为100％，加快充电速度。而在电池电压比规定电压高时，励磁线圈驱动量设定为小的数值。例如，电池电压比规定电压高0.15伏特左右时，使励磁线圈驱动量的占空度为0％，停止充电。在占空度为100％与0％之间用直线插补方法求出。
励磁线圈驱动量ALTDTY采用下式也可以求出。
ALTDTY=K1×ΔVB×C
这里，K1为变换系数，C为图9的偏置(offset)量。
在步骤225检测出电池电压下降超过规定值，因而检测出电气负载从切断(OFF)变成接通(ON)。在检测出电气负载从切断(OFF)变成接通(ON)的情况下，步骤226将励磁线圈驱动量ALTDTY的上升速度限制为比励磁线圈驱动量的最大减少速度小，在没有检查出电气负载从切断(OFF)变成接通(ON)的情况下，对励磁线圈驱动量ALTDTY的上升速度不设限制，用步骤224求得的励磁线圈驱动量ALTDTY控制发电机的励磁线圈，使电池电压接近规定电压。
借助于上述控制，可以以适合电池的状态的充电电压充电，从而可以延长电池的寿命，并得到在电气负载投入使用时不会由于负载的转矩急剧增大引起内燃机转数下降的发电控制装置。
这里，K1为变换系数，C为图9的偏置(offset)量。
在步骤225检测出电池电压下降超过规定值，因而检测出电气负载从切断(OFF)变成接通(ON)。在检测出电气负载从切断(OFF)变成接通(ON)的情况下，步骤226将励磁线圈驱动量ALTDTY的上升速度限制为比励磁线圈驱动量的最大减少速度小，在没有检查出电气负载从切断(OFF)变成接通(ON)的情况下，对励磁线圈驱动量ALTDTY的上升速度不设限制，用步骤224求得的励磁线圈驱动量ALTDTY控制发电机的励磁线圈，使电池电压接近规定电压。
对在步骤226的励磁线圈驱动量ALTDTY的上升速度设置限制的一实施例例示于图10。
根据节气阀传感器1检测出的节气阀40的开度判定全关闭状态，在全关闭状态下内燃机的转数超过规定值(NCLRC)时，将励磁线圈驱动量的变化速度的限制值设定于大的数值，以提高电池电压对规定电压的跟随性能，控制得使行驶中前灯的照度变化不会引起驾驶员有不舒服的感觉。在节气阀40全关闭的状态下、内燃机的转数小于规定值(NCLRC)、电气负载超过规定值的情况下，例如前灯点亮的情况下，将励磁线圈驱动量的变化速度的限制值大约定为中间值，设定为既防止内燃机转数变化，又防止前灯照度变化。而在节气阀40处于全关闭状态、内燃机的转数小于规定值(NCLRC)、电气负载小于规定值的情况下，例如前灯未点亮的情况下，将励磁线圈驱动量的变化速度的限制值定为小的数值，设定得能够提高防止内燃机转数变化的效果。该NCLRC也可以定义为，例如减速时的燃料断流恢复(cut recover)转数(rotation number)。
图10的励磁线圈驱动量的设定方法也可以单独进行。
借助于上述的控制，可以以适合电池的状态的充电电压充电，从而可以延长电池的寿命，并得到在电气负载投入使用时不会由于负载的转矩急剧增大引起内燃机转数下降的发电控制装置。
图11是励磁线圈驱动量的变化速度与励磁线圈驱动量的关系的一个例子、随着励磁线圈驱动量的变大，励磁线圈驱动量的变化速度也变大。这时由于随着励磁线圈驱动量变大，对于发动机要求的转矩变大，相对于发电机要求的转矩的总值，电气负载变动引起的转矩变动的比例变小，因而不易发生旋转速度的变动，所以能够提高控制速度。
图12是表示图4的程序产生的，发电机励磁线圈驱动量ALTDTY的上升速度抑制效果。在内燃机转数、励磁线圈驱动量、电池电压的各曲线图中，实线表示依据本发明的励磁线圈驱动量ALTDTY的、上升速度有抑制的情况下的特性；虚线表示已有技术得出的特性。
在电气负载从切断变成接通时，由于励磁线圈驱动量ALTDTY的上升速度限制，发电机的驱动转矩(励磁线圈驱动量)缓慢变化，以此可以防止内燃机的转数低下。又由于电池电压上升缓慢驾驶员不容易注意到前灯等的照度变化。另一方面，在电气负载从接通(0N)变为切断(OFF)时，电池电压的变动小，电压几乎没有上升，照度也几乎没有变化。
图13表示运算装置发生故障时对应的故障自动保险(fail safe)控制装置的一个例子。在内藏于控制单元71的运算装置100发生故障时，实行故障自动保险功能代替控制发电机的功能。如果在运算装置100发生故障，P-RUN在规定时间没有被检查出来，则CPU监视IC301输出复位信号。根据该复位信号，门阵列(gate array)302将SW1从1切换到2，切换为故障自动保险电路。该故障自动保险电路一旦电池电压高于基准电压(ref)，即由比较仪(comparator)303停止向励磁线圈通电控制的CL端子的供电；一旦电池电压低于基准电压，即向CL端子通电，实现控制发电机的功能。
图14～17是用于说明推定电池液温度的方法的图。
图14是一般车辆的发动机室的配置例的说明图。电池液的温度在通常的状态下，除了由于充电引起的自身发热外，还由于通过散热器的高温空气和排气管的热引起温度升高。总之，升温前的电池液的温度，估计接近室外空气的温度，接近发动机升温前的冷却水的温度。另一方面，升温后冷却水的温度TWN急剧上升，高于电池液的温度。
图15是表示相对于冷却水温度的变化，电池液温度的变化曲线图的一个例子。每一定时间测定冷却水温度，对得到的数值进行加权平均处理，以使其对于冷却水的温度上升变化具有滞后特性，据此推定电池液温度。
作为加权平均处理，有例如数字滤波处理。图16表示在单纯对冷却水进行加权平均的情况下，存在着，如果在发动机停止后，发动机在冷却之前开始动作，则电池液的推定温度等于冷却水本身的温度的问题。表示滞后特性消失，发生电池液温度和推定值背离的问题。
图17表示在发动机停止时将电池液的温度推定值存储于后备RAM，与下一次开始动作时的冷却水温度相比较，选择其低的值作为推定值的初始值以推定电池液温度的结果。借助于该推定方法可以提高推定精度。
在本发明中，在图4的步骤220、221，使用根据图17的方法得到的电池液温度推定结果，决定规定发电电压，以此可以进行高效率的充电。
在上述各实施例中，图5、6、7、8、9的曲线图被预先记录于存储器中。
本发明不限于上述实施例，而是还包含权利要求范围中所包含的各种变形例。

Claims (28)

1．一种车辆用发电机的控制系统，包含：搭载于车辆的内燃机、控制该内燃机运行的运算装置、至少检测内燃机的转数，节气阀开度以及冷却水温度以检测内燃机的运行状态的运行状态检测装置、调整空载时的吸入空气量的吸入空气量调整装置、用所述内燃机驱动以产生电力的发电机、内藏于所述发电机，控制发电量的励磁线圈、驱动所述励磁线圈的装置、用所述发电机发出的电力充电的电池以及检测所述电池的电压的装置，其特征在于，所述运算装置包含：
设定所述吸入空气量调整装置的驱动量的装置、
根据所述内燃机的运行状态计算规定的发电电压的装置、
将所述规定的发电电压和所述电池电压加以比较，按照使所述电池电压与所述规定的发电电压接近的要求计算所述励磁线圈的驱动量(ALTDTY,224)的装置，以及
根据以所述内燃机转数为依据的第1修正量(ISCPI,209)，和以所述励磁线圈的驱动量与所述检测出的运动状态为依据的第2修正量(EL,210)修正所述吸入空气量调整装置的驱动量的装置。
2．根据权利要求1所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，修正所述吸入空气量调整装置的驱动量的装置包含：将所述励磁线圈驱动量和从所述内燃机的负载特性求出的值相乘的装置210。
3．根据权利要求1所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，还包含根据所检测的运动状态使所述励磁线圈驱动量的变化速度发生改变的装置(225、226)。
4．根据权利要求3所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，使所述励磁线圈的驱动量的变化速度发生变化的装置包含：
检测电气负载状态的装置(225)、和
根据所述检测出的电气负载状态使所述励磁线圈驱动量的变化速度改变的装置(226)。
5．根据权利要求3所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，使所述励磁线圈的驱动量的变化速度发生变化的装置包含将所述励磁线圈驱动量的增加速度设定得比所述励磁线圈的驱动量的最大减小速度小的装置。
6．根据权利要求1所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，还包含：
检测所述运算装置发生故障的情况的故障检测装置(301)，以及
在所述故障检测装置检测出所述运算装置的故障时代替所述运算装置进行所述内燃机的控制的辅助控制装置(302)，
所述辅助控制装置包含在电池电压高于规定值时切断所述励磁线圈的电流的手段(SW1)。
7．根据权利要求1所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，还包含：
检测是否产生使所述电池电压升高的必要的检测装置(212)，以及
在有必要使电池电压升高时，在所述励磁线圈的驱动量大于规定值时提高所述内燃机的规定转数，以使电池电压上升的装置(213、214)。
8．根据权利要求1所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，计算所述规定发电电压的装置包含：
每隔一定时间对所述内燃机的冷却水水温进行抽样检查的装置，
对所述抽样检查得到的结果进行加权平均处理的装置，
根据所述加权平均处理得到的值推定所述电池液的温度的装置，以及
根据所述推定的电池液的温度和充电电压的关系修正所述规定的发电电压的装置。
9．根据权利要求8所述的车辆用发电机的控制系统，其特征在于，所述推定电池液的温度的装置包含：
现在的内燃机的冷却水水温和内燃机停止时存储的加权平均处理后的冷却水水温的存储值加以比较的装置，以及
将某低的一方的值作为始动时的电池液温度推定值设定的装置(图17)。
10．一种车辆用发电机的控制方法，其所用控制系统包含：搭载于车辆的内燃机、控制该内燃机运行的运算装置、调整空载时的吸入空气量的吸入空气量调整装置、用所述内燃机驱动以产生电力的发电机、内藏于所述发电机，控制发电量的励磁线圈、用所述发电机发出的电力充电的电池；所述控制方法，其特征在于，包含如下步骤：
求所述内燃机的转数N的步骤(202)，
根据冷却水温度求内燃机的规定转数NSET的步骤(207)，
求转数差ΔN1=NSET-N的步骤(208)，
根据所述转数差ΔN1设定空载时的吸入空气量的第1修正量的步骤(209)，
根据电气负载量设定空载时的吸入空气量的第2修正量(EL)的步骤(210)，和
根据所述第1、第2修正量调整空载时的吸入空气量的步骤(211)。
11．根据权利要求10所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，设定所述吸入空气量的第1修正量的步骤包含：参照所述转数差ΔN1与空载时的吸入空气量调整装置的调整量的关系曲线(图6)设定所述第1修正量的步骤。
12．根据权利要求10所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，还包含检测规定发电电压和实际电池电压的电压差的步骤(223)，以及
根据所述电压差求车辆用发电机的励磁线圈驱动量的步骤(224)；
设定所述第2修正量的步骤包含根据求得的所述励磁线圈驱动量求所述第2修正量的步骤。
13．根据权利要求12所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，求所述第2修正量(EL)的步骤包含从下式
第2修正量=K×ALTDTY×B×N求所述第2修正量的步骤；
这里，K为变换系数，ALTDTY为励磁线圈驱动量，B为以内燃机的负载特性为依据的值，N为内燃机的转数。
14．根据权利要求13所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，求所述第2修正量的步骤包含求由内燃机的转数决定的发电机的转矩作为以内燃机的负载特性为依据的值的步骤。
15．根据权利要求12所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，还包含：
监控内燃机的运行状态的步骤(225)，和
根据运行状态控制所述励磁线圈驱动量的变化速度的步骤(226)。
16．根据权利要求15所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，监控所述运行状态的步骤包含监控电气负载变化的步骤；所述控制励磁线圈驱动量的变化速度的步骤包含，在所述电气负载的变动超过规定值时，限制所述励磁线圈驱动量的变化速度；在所述电气负载的变动小于规定值时，以求所述励磁线圈驱动量的步骤求得的励磁线圈驱动量控制所述励磁线圈的步骤。
17．根据权利要求15所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，监控所述电气负载变动的步骤包含检测电池电压变动的步骤。
18．根据权利要求15所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，控制所述励磁线圈驱动量的变化速度的步骤包含，将励磁线圈驱动量的增加速度设定得比励磁线圈驱动量的最大减少速度小的步骤。
19．根据权利要求12所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，还包含：
在有必要使电池电压进一步上升时，判定所述励磁线圈驱动量能否上升的步骤(212)，以及
在所述励磁线圈驱动量不可能上升时将所述规定转数NSET设定于更高的值的数值的步骤(213、214)。
20．根据权利要求12所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，检测规定发电电压和实际电池电压之差的步骤包含：
每隔一定时间对所述内燃机的冷却水水温进行抽样检查的步骤，
对所述抽样检查得到的结果进行加权平均处理的步骤，
根据所述加权平均处理得到的值推定所述电池液的温度的步骤，以及
根据所述推定的电池液的温度决定所述规定发电电压的步骤。
21．根据权利要求20所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，所述推定电池液的温度的步骤包含：
将现在的内燃机的冷却水水温和内燃机停止时存储的加权平均处理后的冷却水水温的存储值加以比较的步骤，以及
将所述比较结果，某低的一方的值决定为始动时的电池液温度推定值的步骤。
22．根据权利要求10所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，包含：
求电池液温度的步骤(220)、
根据电池液温度和电池的充电终止电压的关系求发电机的规定发电电压的步骤(221)、
检测电池电压的步骤(222)、
求所述规定发电电压和所述电池电压的电压差的步骤(223)、以及
根据所述电压差求所述发电机的励磁线圈驱动量的步骤(224)。
23．根据权利要求22所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，还包含：
检测电气负载变动的步骤(225)、以及
如果所述电气负载变动超过规定值，就对所述励磁线圈驱动量的变化速度加以限制的步骤(226)。
24．根据权利要求23所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，所述检测电气负载变动的步骤包含检测所述电池电压变动的步骤。
25．根据权利要求23所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，所述限制励磁线圈驱动量变化速度的步骤包含将所述励磁线圈驱动量的上升速度设定于比所述励磁线圈驱动量的最大减少速度小的数值的步骤。
26．根据权利要求23所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，所述限制励磁线圈驱动量的上升速度的步骤，在用所述吸入空气量调整装置将吸入空气量调整为0的情况下，包含：
在所述内燃机的转数高于规定值时将所述励磁线圈驱动量的变化速度的限制值设定为第1值的步骤、
在所述内燃机的转数低于规定值，电气负载超过规定值时，将所述励磁线圈驱动量的变化速度的限制值设定为第2值的步骤，以及
在所述内燃机的转数低于规定值，电气负载小于规定值时，将所述励磁线圈驱动量的变化速度的限制值设定为第3值的步骤；
这里，第1值＞第2值＞第3值。
27．根据权利要求10所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，在所述吸入空气量调整装置将吸入空气量调整为0的情况下，包含：
在所述内燃机的转数高于规定值时将所述励磁线圈驱动量的变化速度的限制值设定为第1值的步骤、
在所述内燃机的转数低于规定值，电气负载超过规定值时，将所述励磁线圈驱动量的变化速度的限制值设定为第2值的步骤，以及
在所述内燃机的转数低于规定值，电气负载小于规定值时，将所述励磁线圈驱动量的变化速度的限制值设定为第3值的步骤；
这里，第1值＞第2值＞第3值。
28．根据权利要求10所述的车辆用发电机的控制方法，其特征在于，包含：
根据内燃机转数与规定转数的差求第1 ISC阀开度修正量的步骤(209)、
根据电池电压和规定电压的差求发电机的励磁线圈驱动量的步骤(224)、
根据该励磁线圈驱动量和内燃机转数求第2 ISC阀开度修正量的步骤(210)、以及
从所述第1和第2 ISC阀开度修正量求ISC阀的驱动量的步骤(211)。
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