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Diese
Anmeldung bezieht sich auf die japanische Patentanmeldung Nr. 2006-30348, eingereicht am
7. Februar 2006, deren Inhalt hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen
ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine fahrzeugbezogene Leistungserzeugung
bzw. eine Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung.
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2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
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Es
ist bekannt, eine Wärmebeständigkeit
eines Fahrzeugerzeugers, der in einem Hochtemperatur-Maschinenraum
angebracht ist, durch Steuern des Leistungserzeugungsbetriebs des
Fahrzeugerzeugers, derart, dass verhindert wird, dass die Temperatur
von Komponenten des Fahrzeugerzeugers, insbesondere eines Gleichrichters,
einer Statorwicklung und eines Lagers, übermäßig steigen, zu verbessern.
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Als
ein solches Steuerverfahren ist es bekannt, den Temperaturanstieg
dieser Komponenten durch Beschränken
eines Erregerstroms zu unterdrücken,
wenn eine Temperatur einer Steuervorrichtung, die in Betrieb ist,
um den Leistungserzeugungsbetrieb des Fahrzeugerzeugers zu steuern,
einen vorbestimmten Wert überschreitet
(bei spielsweise Bezug nehmend auf die japanischen Patentanmeldungen
Veröffentlichungs-Nrn. 60-51421 und
4-229100).
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Da
jedoch ein Temperaturunterschied zwischen der Steuervorrichtung
und den Komponenten des Fahrzeugerzeugers besteht, der beispielsweise abhängig von
der Drehzahl und der Umgebungstemperatur des Fahrzeugerzeugers variiert,
kann das im Vorhergehenden beschriebene Steuerverfahren den Temperaturanstieg
der Komponenten des Fahrzeugerzeugers nicht immer angemessen unterdrücken und
tendiert dazu, die Leistungserzeugungsmenge des Fahrzeugerzeugers
unnötig
zu beschränken.
Wenn insbesondere ein Fahrzeug in einem Stadtteil fährt, kann
ein Lade- und Entlade-Gleichgewicht schlechter werden, und eine
Ausgangsspannungsvariation des Fahrzeugerzeugers kann groß werden,
da sich die Temperaturen der Komponenten des Fahrzeugerzeugers häufig ändern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung
zum Steuern eines Betriebs eines Fahrzeugerzeugers, mit:
einer
Temperatur-Erfassungsschaltung, die eine Temperatur eines vorbestimmten
Orts, die eine Temperatur des Fahrzeugerzeugers widerspiegelt, erfasst;
und
einer Leistungssteuerschaltung mit einer Funktion zum Beschränken einer
Leistungserzeugungsmenge des Fahrzeugerzeugers auf eine vorbestimmte Änderungsrate,
wenn die Temperatur, die durch die Temperatur-Erfassungsschaltung
erfasst wird, eine vorbestimmte Bezugstemperatur überschreitet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann bei derselben, wenn die erfasste Temperatur die vorbestimmte
Bezugstemperatur überschreitet,
die Leistungserzeugungsmenge verringert werden, um dadurch zu verhindern,
dass die Leistungserzeugungsmenge übermäßig beschränkt wird. Wenn zusätzlich die
erfasste Temperatur unter die vorbestimmte Bezugstemperatur fällt, kann
die Leistungserzeugungsmenge erhöht
werden.
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Dies
macht es möglich,
zu verhindern, dass sich die Leistungserzeugungsmenge und demgemäß ein Leistungserzeugungsdrehmoment
sehr schnell erhöhen,
um dadurch die Drehung der Fahrzeugmaschine zu stabilisieren, wenn
die erfasste Temperatur zu einem normalen Bereich zurückkehrt.
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Die
Funktion der Leistungssteuerschaltung kann konfiguriert sein, um
die Leistungserzeugungsmenge des Fahrzeugerzeugers auf eine Rate
abhängig
von einem Unterschied zwischen der Temperatur, die durch die Temperatur-Erfassungsschaltung
erfasst wird, und der vorbestimmten Bezugstemperatur zu beschränken.
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Die
Leistungssteuerschaltung kann, wenn die Temperatur, die durch die
Temperatur-Erfassungsschaltung erfasst wird, unter die vorbestimmte Bezugstemperatur
fällt,
das Beschränken
der Leistungserzeugungsmenge anhalten und die Leistungserzeugungsmenge
mit einer vorbestimmten Änderungsrate
erhöhen.
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Die
Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung kann ferner ein Schaltelement,
das durch die Leistungssteuerschaltung angesteuert ist, um einen
Durchgang eines Erregerstroms zu einer Erregerwicklung des Fahrzeugerzeugers
ein/aus zu steuern, aufweisen, so dass eine Ausgangsspannung des
Fahrzeugerzeugers auf eine Zielspannung eingestellt wird, und die
Leistungssteuerschaltung kann konfiguriert sein, um eine obere Grenze
einer relativen Ein-Zeit-Einschaltdauer des Schaltelements variabel
anzupassen, um die Leistungserzeugungsmenge ungeachtet der Ausgangsspannung
zu variieren. Die Leistungssteuerschaltung kann alternativ konfiguriert
sein, um mindestens entweder einen Wert der Zielspannung oder eine
obere Grenze des Erregerstroms variabel anzupassen, um die Leistungserzeugungsmenge
ungeachtet der Ausgangsspannung zu variieren.
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Die
Leistungssteuerschaltung kann die Leistungserzeugungsmenge auf eine
Rate proportional zu einem Unterschied zwischen der Temperatur,
die durch die Temperatur-Erfassungsschaltung
erfasst wird, und der vorbestimmten Bezugstemperatur beschränken.
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Andere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung,
die die Zeichnungen und Ansprüche
aufweist, offensichtlich.
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KURZE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 ein
Diagramm, das eine Struktur eines Fahrzeugerzeugers, der in demselben
eine Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung, gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist, zeigt;
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2 ein
Diagramm, das eine Struktur einer Leistungssteuerschaltung der Leistungs-Erzeugungssteuervorrichtung,
die in 1 gezeigt ist, zeigt;
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3 ein
Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung eines F-Einschaltdauer-Grenzwerts
zeigt, wenn eine Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung durchgeführt wird;
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4 ein
Diagramm, das eine Struktur eines Fahrzeugerzeugers, der eine Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist, zeigt;
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5 ein
Diagramm, das eine Struktur einer Leistungssteuerschaltung der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung,
die in 4 gezeigt ist, zeigt;
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6 ein
Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung eines Zielspannungs-Sollwerts zeigt,
wenn die Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung durchgeführt wird;
und
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7 ein
Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung eines Erregerstromgrenzwerts zeigt,
wenn die Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung durchgeführt wird.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
DER ERFINDUNG
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ERSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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1 zeigt
eine Struktur eines Fahrzeugerzeugers 1, der in demselben
eine Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist.
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Wie
in dieser Fig. gezeigt ist, weist der Fahrzeugerzeuger 1 eine
Erregerwicklung 21, eine Statorwicklung 22, einen
Gleichrichter 23 und die Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 auf. Der
Fahrzeugerzeuger 1 ist durch eine Fahrzeugmaschine (nicht
gezeigt) riemengetrieben. Die Erregerwicklung 21, die um
Feldmagnetpole (nicht gezeigt) gewickelt ist, um einen Stator zu
bilden, erzeugt ein sich drehendes Magnetfeld, wenn an dieselbe
ein Erregerstrom angelegt ist. Die Statorwicklung 22, die eine
Mehr-Phasen-Wicklung (3-Phasen-Wicklung bei diesem Ausführungsbeispiel)
ist, ist um einen Statorkern (nicht gezeigt) gewickelt, um einen
Stator zu bilden. Die Statorwicklung 22 erzeugt eine elektromotorische
Kraft über
dieselbe, die von dem sich drehenden Magnetfeld, das durch die Erregerwicklung 21 erzeugt
wird, abhängt,
als ein Wechselausgangssignal. Dieses Wechselausgangssignal wird
dem Gleichrichter 23 zugeführt, um vollweg-gleichgerichtet
zu werden. Das Ausgangssignal des Gleichrichters 23 wird
einer Batterie 3 und einer elektrischen Last 4 als
ein Ausgangssignal des Fahrzeugerzeugers 1 zugeführt. Die
Ausgabemenge des Fahrzeugerzeugers 1 (auf die als „Leistungserzeugungsmenge" im Folgenden Bezug
genommen ist), die von der Drehzahl des Rotors und dem Wert des
Erregerstroms, der durch die Erregerwicklung 21 fließt, abhängt, ist
durch die Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung gesteuert.
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Als
Nächstes
sind Details der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 erklärt. Die
Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 weist einen
Erregungsan steuertransistor 11, eine Schwungrad- bzw. Fly-Wheel-Diode 12,
eine Leistungserzeugungsspannungs-Erfassungsschaltung 13,
eine F-Einschaltdauer-Erfassungsschaltung 14, eine Leistungssteuerschaltung 15 und
eine Temperatur-Erfassungsschaltung 16 auf.
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Der
Erregungsansteuertransistor 11 ist ein MOSFET, der als
ein Schaltelement dient, das ein Gate, das mit der Leistungssteuerschaltung 15 verbunden
ist, eine Drain, die mit einem Ausgangsanschluss (Anschluss B) des
Fahrzeugerzeugers 1 durch die Fly-Wheel-Diode 12 verbunden ist,
und eine Source, die durch einen Anschluss E an Masse gelegt ist,
hat. Die Drain des Ansteuertransistors 11 ist ebenfalls
mit der Erregerwicklung 21 durch einen Anschluss F verbunden.
Wenn der Erregungsansteuertransistor 11 eingeschaltet wird,
geht der Erregerstrom zu der Erregerwicklung 21 durch.
Wenn der Erregungsansteuertransistor 11 ausgeschaltet wird, wird
der Durchgang des Erregerstroms angehalten. Die Fly-Wheel-Diode 12 ist
mit der Erregerwicklung 21 in Reihe geschaltet, so dass,
wenn der Erregeransteuertransistor 11 ausgeschaltet ist,
ermöglicht
ist, dass ein Stoßstrom
in der Erregerwicklung 21 durch die Fly-Wheel-Diode 12 zirkuliert.
Die Leistungserzeugungsspannungs-Erfassungsschaltung 13 dient zum
Erfassen der Ausgangsspannung (Leistungserzeugungsspannung) des
Fahrzeugerzeugers 1, die bei dem Anschluss B erscheint.
Die F-Einschaltdauer-Erfassungsschaltung 14 dient zum Erfassen
einer Erregungs-Einschaltdauer (F-Einschaltdauer) oder der relativen
Ein-Zeit-Einschaltdauer
des Erregungsansteuertransistors 11. Die Erfassung der
F-Einschaltdauer wird durch Überwachen
der Spannung, die bei dem Anschluss F, der mit dem Erregungsansteuertransistor 11 verbunden
ist, erscheint, durchgeführt.
Die Leistungssteuerschaltung 15, die den Erregungsansteuertransistor 11 ein/aus
steuert, führt eine
Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung
auf der Basis eines Temperaturerfassungsresultats durch die Temperatur-Erfassungsschaltung 16 durch.
Die Temperatur-Erfassungsschaltung 16 erfasst
eine Temperatur eines vorbestimmten Abschnitts der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 (auf
den im Folgenden als ein „temperaturerfassbarer
Abschnitt" Bezug
genommen ist), der eine Temperatur des Fahrzeugerzeugers 1 widerspiegelt.
Die Temperatur-Erfassungsschaltung 16 verwendet ein Sensorausgangssignal (ein
Spannungsausgangssignal oder ein Stromausgangssignal) eines Temperatursensors,
der an dem temperaturerfassbaren Abschnitt angebracht ist. Der temperaturerfassbare
Abschnitt ist nicht notwendigerweise auf einen spezifischen Ab schnitt
der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 begrenzt.
Derselbe kann beispielsweise ein Ort nahe dem Gleichrichter 23 oder
der Statorwicklung 22 des Fahrzeugerzeugers 1 sein.
Der Temperatursensor kann an jeder Komponente angebracht sein, von
der verhindert werden soll, dass die Temperatur derselben übermäßig steigt.
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2 ist
ein Diagramm, das eine Struktur der Leistungssteuerschaltung 15 der
Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 zeigt. Wie
in dieser Fig. gezeigt ist, weist die Leistungssteuerschaltung 15 eine
Temperaturabweichungs-Erfassungsschaltung 51, einen U/D-Zähler 52,
eine Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53,
einen D/A-Wandler (Digital-zu-Analog-Wandler) 54, einen Auswähler 55,
eine F-Einschaltdauer-Grenzbezugswert-Einstellschaltung 56,
einen Subtrahierer 57, Spannungskomparatoren 58, 60,
eine Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59 und eine PWM-Schaltung 61 auf.
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Die
Temperaturabweichungs-Erfassungsschaltung 51 gibt als eine
Abweichungsmenge die Temperatur der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 selbst,
die durch die Temperatur-Erfassungsschaltung 16 erfasst
wird, und subtrahiert mit einer vorbestimmten Bezugstemperatur aus.
Der U/D-Zähler 52 führt ein
Aufwärts-/Abwärts-Zählen mit einer Rate abhängig von
der Abweichungsmenge, die von der Temperaturabweichungs-Erfassungsschaltung 51 empfangen
wird, durch. Der Zählwert des
U/D-Zählers 52 definiert
einen Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswert. Wenn die Abweichungsmenge
positiv ist, d. h., wenn die Temperatur der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 höher als
die vorbestimmte Bezugstemperatur ist, führt der U/D-Zähler 52 einen
Aufwärtszählbetrieb
mit einer Rate proportional zu der Abweichungsmenge durch. Wenn
andererseits die Abweichungsmenge negativ ist, d. h., wenn die Temperatur der
Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 niedriger
als die vorbestimmte Bezugstemperatur ist, führt der U/D-Zähler 52 einen
Abwärtszählbetrieb
mit einer Rate proportional zu einem Absolutwert der Abweichungsmenge
durch. Die Rate, mit der der U/D-Zähler 52 das Aufwärtszählen oder
Abwärtszählen hinsichtlich
der Abweichungsmenge durchführt,
wird mit Hinblick auf eine gegenseitige Beziehung zwischen der Temperatur
der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2 und einer
spezifischen Komponente des Fahrzeugerzeugers 1, beispielsweise
des Gleich richters 23, vorbestimmt. Nebenbei bemerkt, die
Abweichungsmenge ist negativ, und der Zählwert des U/D-Zählers wird genau
dann auf null eingestellt, wenn der Fahrzeugerzeuger 1 die
Leistungserzeugung beginnt. Wenn die Abweichungsmenge danach positiv
wird, beginnt der U/D-Zähler 52 den
Aufwärtszählbetrieb.
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Der
D/A-Wandler 54 erzeugt einen Spannungswert, der dem Zählwert des
U-/D-Zählers 52 entspricht.
Der Auswähler 55 wählt einen
kleineren des Spannungswerts, der aus dem D/A-Wandler 54 ausgegeben
wird, und eines Ausgangswerts der Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53 aus.
Der Ausgangswert der Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53 definiert
einen Grenzwert einer Beschränkungsmenge,
durch den die Leistungserzeugungsmenge beschränkt ist. Wenn ein Zustand,
bei dem die Abweichungsmenge positiv ist, eine lange Zeit dauert,
kann die Leistungserzeugungsmenge null werden, da sich der Zählwert des
U/D-Zählers 52 weiter
erhöht,
und demgemäß sich der
Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswert
weiter erhöht.
Angesichts des Unterdrückens
des Temperaturanstiegs des Fahrzeugerzeugers 1 ist es vorzuziehen,
die Leistungserzeugungsmenge soviel wie möglich zu reduzieren. Angesichts
des Lade- und Entlade-Gleichgewichts ist es jedoch vorzuziehen,
eine minimale Menge einer Leistungserzeugung sicherzustellen. Dieses
Ausführungsbeispiel
ist daher mit der Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53 versehen,
um einen Kompromiss zwischen diesen Ansichten zu machen. Wenn der
Zählwert
des U/D-Zählers 52 einen
Wert, der dem Beschränkungsgrenzwert
entspricht, überschreitet,
wird die Beschränkung der
Leistungserzeugungsmenge über
den Beschränkungsgrenzwert
hinaus nicht durchgeführt,
da der Auswähler 55 den
Beschränkungsgrenzwert
auswählt.
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Die
F-Einschaltdauer-Grenzbezugswert-Einstellschaltung 56 stellt
einen oberen Grenzwert der F-Einschaltdauer (der relativen Ein-Zeit-Einschaltdauer
des Erregungsansteuertransistors 11) als einen F-Einschaltdauer-Grenzbezugswert
ein. Der Subtrahierer 57 subtrahiert den Ausgangswert des Auswählers 55 von
dem F-Einschaltdauer-Grenzbezugswert,
der aus der F-Einschaltdauer-Grenzbezugswert-Einstellschaltung 56 ausgegeben
wird, und gibt denselben als einen F-Einschaltdauer-Grenzwert aus.
Der Spannungskomparator 58, der den Ausgangswert des Subtrahierers 57 an
dem positiven Eingangsanschluss desselben empfängt und den Ausgangswert der
F-Einschaltdauer- Erfassungsschaltung 14 bei
dem negativen Eingangsanschluss desselben empfängt, gibt ein Hochpegelsignal
aus, wenn der Ausgangswert des Subtrahierers 57 größer als
der Ausgangswert der F-Einschaltdauer-Erfassungsschaltung 14 ist,
und gibt sonst ein Niederpegelsignal aus.
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Die
Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59 gibt eine
Spannung mit einem Wert, der einer Zielspannung des Fahrzeugerzeugers 1 entspricht, aus.
Bei einem Fall, bei dem die Leistungserzeugungsspannungs-Erfassungsschaltung 13 konfiguriert
ist, um die Ausgangsspannung des Fahrzeugerzeugers 1 heruntergeteilt
durch eine geeignete Spannungsteilungsschaltung zu erfassen, gibt
die Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59 den Zielspannungsbezugswert
multipliziert mit einem Teilungsverhältnis der Spannungsteilungsschaltung aus.
Der Spannungskomparator 60, der den Ausgangswert der Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59 an
dem positiven Eingangsanschluss und den Ausgangswert der Leistungserzeugungsspannungs-Erfassungsschaltung 13 an
dem negativen Eingangsanschluss desselben empfängt, gibt ein Hochpegelsignal
aus, wenn der Ausgangswert der Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59 niedriger
als der Ausgangswert der Leistungserzeugungsspannungs-Erfassungsschaltung 13 ist,
und gibt sonst ein Niederpegelsignal aus.
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Die
PWM-Schaltung 61 gibt ein PWM-Signal (pulsbreitenmoduliertes
Signal) aus, dessen relative Einschaltdauer erhöht ist, sowie beide Spannungskomparatoren 58, 66 ein
Hochpegelsignal ausgeben, und verringert ist, sowie mindestens einer
der Spannungskomparatoren 58, 60 ein Niederpegelsignal ausgibt.
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Der
Betrieb der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 1 mit
der im Vorhergehenden erklärten
Konfiguration ist im Folgenden erklärt. Wie im Vorhergehenden erklärt ist,
wird, wenn die Temperatur der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2,
die durch die Temperatur-Erfassungsschaltung 16 erfasst
wird, die vorbestimmte Bezugstemperatur überschreitet, der Zählwert des U/D-Zählers 52 mit
einer Rate proportional zu der Abweichungsmenge (dem Temperaturunterschied
zwischen denselben) erhöht.
Als ein Resultat erhöht
sich der Ausgangswert des D/A-Wandlers 54 und demgemäß der Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswert,
um den sich der F-Einschaltdauer-Grenzbezugswert, der aus der F-Einschaltdauer-Grenzbezugswert-Einstellschaltung 56 ausgegeben
wird, erhöht.
Wenn ein Zustand, bei dem die Temperatur der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2, die
durch die Temperatur-Erfassungsschaltung 16 erfasst
wird (auf die im Folgenden einfach als „erfasste Temperatur" Bezug genommen ist),
die vorbestimmte Bezugstemperatur überschreitet, eine lange Zeit dauert,
erhöht
sich der Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswert, bis derselbe den
Beschränkungsgrenzwert,
der durch die Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53 eingestellt
wird, erreicht. Bei diesem Fall erhöht sich die Erhöhungsrate
mit der Erhöhung
der Abweichungsmenge (dem Temperaturunterschied zwischen der erfassten
Temperatur und der vorbestimmten Bezugstemperatur). Als eine Folge
der Erhöhung
des Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswerts verringert sich
der F-Einschaltdauer-Grenzwert
allmählich.
Wenn der F-Einschaltdauer-Grenzwert, der aus dem Subtrahierer 57 ausgegeben
wird, kleiner als die F-Einschaltdauer des Erregungsansteuertransistors 11,
die durch die F-Einschaltdauer-Erfassungsschaltung 14 erfasst wird,
wird, ändert
sich das Ausgangssignal des Spannungskomparators 58 von
einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel, wobei als ein Resultat
davon die PWM-Schaltung 61 die relative Einschaltdauer des
PWM-Signals, das aus derselben ausgegeben wird, ungeachtet des Ausgangspegels
des Spannungskomparators 60 reduziert. Daraus resultiert, dass
sich der Erregerstrom, der durch die Erregerwicklung 21 fließt, verringert,
um dadurch die Leistungserzeugungsmenge zu beschränken.
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Wie
aus der vorhergehenden Erklärung
offensichtlich ist, wird es gemäß diesem
Ausführungsbeispiel,
bei dem, wenn die erfasste Temperatur die vorbestimmte Bezugstemperatur überschreitet,
die Leistungserzeugungsmenge mit einer Rate abhängig von der Abweichungsmenge
zwischen denselben verringert wird, möglich, zu verhindern, dass
die Leistungserzeugungsmenge übermäßig beschränkt wird. Wenn
zusätzlich
die erfasste Temperatur unter die vorbestimmte Bezugstemperatur
fällt,
wird die Leistungserzeugungsmenge mit einer Rate abhängig von der
Abweichungsmenge zwischen denselben erhöht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist es daher möglich,
zu verhindern, dass sich die Leistungserzeugungsmenge und demgemäß ein Leistungserzeugungsdrehmoment
sehr schnell erhöhen,
um dadurch die Drehung der Fahrzeugmaschine zu stabilisieren, wenn
die erfasste Temperatur zu einem normalen Bereich zurückkehrt.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist der F-Einschaltdauer-Grenzwert, der die obere Grenze der F-Einschaltdauer
(relativen Ein-Zeit-Einschaltdauer) des Erregungsansteuertransistors 11 definiert,
variabel. Demgemäß kann eine
Reduzierung oder eine Erhöhung
der Leistungserzeugungsmenge ohne weiteres und zuverlässig durch
Einstellen des F-Einschaltdauer-Grenzwerts auf einen geeigneten Wert
durchgeführt
werden. Es sei bemerkt, dass die Leistungssteuerschaltung 14 konfiguriert
ist, um eine allmähliche
Erregungssteuerung durchzuführen,
so dass sich die relative Einschaltdauer des PWM-Signals, das aus der PWM-Schaltung 61 ausgegeben wird,
lediglich allmählich ändert. Dies
macht es möglich,
dass sich der Erregerstrom, der durch die Erregerwicklung 21 fließt, lediglich
allmählich
verringert, wenn sich der F-Einschaltdauer-Grenzwert mit einer Rate
abhängig
von einer Abweichungsmenge zwischen der erfassten Temperatur und
der vorbestimmten Bezugstemperatur erhöht.
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Die
Zählrate
des U/D-Zählers 52,
die die Beschränkungsrate
der Leistungserzeugungsmenge bestimmt, ist auf proportional zu dem
Absolutwert der Abweichungsmenge zwischen der erfassten Temperatur
und der vorbestimmten Bezugstemperatur eingestellt. Dies macht es
möglich,
die Beschränkungsmenge
der Leistungserzeugung abhängig
von dem Grad des Temperaturanstiegs zu variieren, um dadurch die
Temperatur einer spezifischen Komponente des Fahrzeugerzeugers (beispielsweise
des Gleichrichters 23 oder der Statorwicklung 22)
sehr schnell zu senken.
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3 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung des F-Einschaltdauer-Grenzwerts
zeigt, wenn die Beschränkung
der Leistungserzeugungsmenge bei einer Zeit T0 begonnen wird. Bei
diesem Beispiel ist angenommen, dass die erfasste Temperatur die
vorbestimmte Bezugstemperatur zu einer Zeit T0 überschreitet, und der F-Einschaltdauer-Grenzwert
ist auf 100% (volle Erregung) vor dem Start der Beschränkung der
Leistungserzeugungsmenge (T < T0)
und auf 50% nach dem Start der Beschränkung der Leistungserzeugungsmenge
(T ≥ T0)
eingestellt. Wie in 3 gezeigt ist, beginnt, wenn
die Abweichungsmenge zwischen der erfassten Temperatur und der vorbestimmten
Bezugstemperatur zu der Zeit T0 positiv wird, der F-Einschaltdauer-Grenzwert (der Ausgangswert
des Subtrahierers 57) sich allmählich zu verringern. Die Zeitperiode ΔT, über die
sich der F-Einschaltdauer-Grenzwert von 100% auf 50% verringert,
ist abhängig
von der Zählrate
des U/D-Zählers 52 eingestellt,
die von der Abweichungsmenge zwischen der erfassten Temperatur und
der vorbestimmten Bezugstemperatur abhängt. Sowie sich die erfasste
Temperatur erhöht,
erhöht
sich daher die Verringerungsrate des F-Einschaltdauer-Grenzwerts,
und demgemäß erhöht sich
die Beschränkungsmenge
der erzeugten Leistung.
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ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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4 ist
ein Diagramm, das eine Struktur eines Fahrzeugerzeugers 1A,
der eine Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2A gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung aufweist, zeigt. Die Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2A unterscheidet
sich von der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 2,
die in 1 gezeigt ist, dahingehend, dass die F-Einschaltdauer-Erfassungsschaltung 14 durch eine
Erregerstrom-Erfassungsschaltung 17 und einen Erfassungswiderstand 18 ersetzt
ist, und die Steuerschaltung 15 ist durch eine Leistungssteuerschaltung 15A ersetzt.
Die Leistungssteuerschaltung 15A führt die Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung
auf der Basis eines Erfassungsresultats durch die Temperatur-Erfassungsschaltung 16 durch
variables Anpassen eines Zielspannungs-Sollwerts, auf den die Ausgangsspannung
des Fahrzeugerzeugers 1A eingestellt wird, und ferner eines
oberen Erregerstrom-Grenzwerts, der eine obere Grenze des Erregerstroms,
der der Erregerwicklung 21 zugeführt wird, definiert, durch Ein/Aus-Steuern
des Erregungsansteuertransistors 11 durch. Der Erfassungswiderstand 18,
der zwischen den Erregungsansteuertransistor 11 und einen Anschluss
E (Masseanschluss) geschaltet ist, erzeugt darüber eine Spannung proportional
zu dem Erregerstrom, der durch die Erregerwicklung 21 fließt. Der
Erregerstromerfassungswiderstand 17 liest die Spannung über den
Erfassungswiderstand 18 und bestimmt einen Wert des Erregerstroms,
der durch die Erregerwicklung 21 fließt, auf der Basis dieser gelesenen
Spannung.
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5 ist
ein Diagramm, das eine Struktur der Leistungssteuerschaltung 15A zeigt.
Wie in dieser Fig. gezeigt ist, weist die Leistungssteuerschaltung 15A eine
Temperaturabweichungs-Erfassungsschaltung 51, einen U/D-Zähler 52,
eine Beschränkungsgrenz wert-Einstellschaltung 53,
einen D/A-Wandler 54, einen Auswähler 55, eine Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59,
Spannungskomparatoren 60, 84, eine PWM-Schaltung 61,
Subtrahierer 81, 83 und eine Erregerstromgrenzbezugswert-Einstellschaltung 82 auf.
In 5 sind den Komponenten, die im Wesentlichen auf
die gleiche Weise wie die in 2 gezeigten
Komponenten funktionieren, dieselben Bezugsziffern gegeben und eine Erklärung derselben
ist weggelassen.
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Die
Temperaturabweichungs-Erfassungsschaltung 51, der U/D-Zähler 52,
die Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53,
der D/A-Wandler 54 und der Auswähler 55 werden zum
Ausgeben des F-Einschaltdauer-Grenzwerts in der in 2 gezeigten
Leistungssteuerschaltung 15 verwendet. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden dieselben jedoch zum Ausgeben des Zielspannungs-Sollwerts
und eines Erregerstromgrenzwerts verwendet. Obwohl der Zielspannungs-Sollwert
und der Erregerstromgrenzwert aus demselben einen Satz dieser Komponenten bei
diesem Ausführungsbeispiel
ausgegeben werden, können
jedoch, wenn es erforderlich ist, zwei Sätze dieser Komponenten vorgesehen
sein, um den Zielspannungs-Sollwert und den Erregerstromgrenzwert
unabhängig
einzustellen.
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Die
Erregerstromgrenzbezugswert-Einstellschaltung 82 stellt
einen oberen Grenzwert des Erregerstroms, der der Erregerwicklung 21 durch
den Erregeransteuertransistor zuzuführen ist, als einen Erregerstromgrenzbezugswert
ein. Der Subtrahierer 83 subtrahiert den Ausgangswert des
Auswählers 55 (den
Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswert)
von dem Ausgangswert der Erregerstromgrenzbezugswert-Einstellschaltung 82 und
gibt das Subtraktionsresultat als den Erregerstromgrenzwert aus.
Der Spannungskomparator 84, der den Ausgangswert des Subtrahierers 83 bei
dem positiven Eingangsanschluss und den Ausgangswert der Erregerstrom-Erfassungsschaltung 17 an
dem negativen Eingangsanschluss desselben empfängt, gibt ein Hochpegelsignal
aus, wenn der Ausgangswert des Subtrahierers 83 größer als
der Ausgangswert der Erregerstrom-Erfassungsschaltung 17 ist,
und gibt sonst ein Niederpegelsignal aus.
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Der
Subtrahierer 81 subtrahiert den Ausgangswert des Auswählers 55 von
dem Ausgangswert der Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59 (Zielspannungsbe zugswert)
und gibt das Subtraktionsresultat als den Zielspannungs-Sollwert
aus. Der Spannungskomparator 60, der den Ausgangswert des
Subtrahierers 81 an dem positiven Eingangsanschluss desselben
und den Ausgangswert der Leistungserzeugungsspannungs-Erfassungsschaltung 13 an
dem negativen Eingangsanschluss desselben empfängt, gibt ein Hochpegelsignal
aus, wenn der Ausgangswert des Subtrahierers 81 größer als
der Ausgangswert der Leistungserzeugungsspannungserfassungsschaltung 13 ist,
und gibt sonst ein Niederpegelsignal aus.
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Der
Betrieb der Fahrzeug-Leistungserzeugungssteuervorrichtung 1A mit
der im Vorhergehenden erklärten
Konfiguration ist im Folgenden erklärt. Wenn die erfasste Temperatur
die vorbestimmte Bezugstemperatur überschreitet, wird der Zählwert des U/D-Zählers 52 mit
einer Rate proportional zu der Abweichungsmenge (des Temperaturunterschieds
zwischen denselben) erhöht.
Als ein Resultat erhöht
sich der Ausgangswert des D/A-Wandlers 54 und demgemäß erhöht sich
der Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswert,
von dem der Erregerstromgrenzbezugswert, der aus der Erregerstromgrenzbezugswert-Einstellschaltung 82 ausgegeben
wird, und der Zielspannungsbezugswert, der aus der Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 59 ausgegeben wird,
jeweils subtrahiert werden. Wenn ein Zustand, bei dem die erfasste
Temperatur die vorbestimmte Schwellentemperatur überschreitet, eine lange Zeit dauert,
erhöht
sich der Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswert, bis derselbe den
Beschränkungsgrenzwert,
der durch die Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53 eingestellt
ist, erreicht. Bei diesem Fall erhöht sich die Erhöhungsrate
mit der Erhöhung
der Abweichungsmenge (dem Temperaturunterschied zwischen der erfassten
Temperatur und der vorbestimmten Bezugstemperatur), Als eine Folge
der Erhöhung
des Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungswerts verringern sich
der Erregerstromgrenzwert, der aus dem Subtrahierer 83 ausgegeben
wird, und der Zielspannungs-Sollwert, der aus dem Subtrahierer 81 ausgegeben
wird, allmählich.
Wenn der Erregerstromgrenzwert kleiner als der Wert des Erregerstroms,
der durch die Erregerstrom-Erfassungsschaltung 17 erfasst
wird, wird, ändert
sich das Ausgangssignal des Spannungskomparators 84 von
einem hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel, wobei als ein Resultat
davon die PWM-Schaltung 61 die
relative Einschaltdauer des PWM-Signals, das aus derselben ausgegeben
wird, ungeachtet des Ausgangspegels des Spannungskomparators 60 reduziert.
Da raus resultiert, dass sich der Erregerstrom, der durch die Erregerwicklung 21 fließt, verringert,
um dadurch die Leistungserzeugungsmenge zu beschränken. Wenn
ebenso der Zielspannungs-Sollwert kleiner als die Leistungserzeugungsspannung (Ausgangsspannung
des Fahrzeugerzeugers 1) wird, die durch die Leistungserzeugungsspannungs-Erfassungsschaltung 13 erfasst
wird, ändert sich
das Ausgangssignal des Spannungskomparators 60 von einem
hohen Pegel zu einem niedrigen Pegel, wobei als ein Resultat davon
die PWM-Schaltung 61 die relative Einschaltdauer des PWM-Signals,
das aus derselben ausgegeben wird, ungeachtet des Ausgangspegels
des Spannungskomparators 84 reduziert. Daraus resultiert,
dass sich der Erregerstrom, der durch die Erregerwicklung 21 fließt, verringert,
um dadurch die Leistungserzeugungsmenge zu beschränken.
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Wie
aus der vorhergehenden Erklärung
offensichtlich ist, ist gemäß diesem
Ausführungsbeispiel,
bei dem, wenn die erfasste Temperatur die vorbestimmte Bezugstemperatur überschreitet,
die Leistungserzeugungsmenge mit einer Rate abhängig von der Abweichungsmenge
zwischen denselben durch ein Anpassen von entweder dem Erregerstromgrenzwert
oder dem Zielspannungs-Sollwert verringert wird, möglich, zu
verhindern, dass die Leistungserzeugungsmenge übermäßig beschränkt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel
können,
da der Erregerstromgrenzwert und der Zielspannungs-Sollwert variabel
sind, die Reduzierung oder die Erhöhung der Leistungserzeugungsmenge
ohne weiteres und zuverlässig
durch Einstellen derselben auf geeignete Werte durchgeführt werden.
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6 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung des Zielspannungs-Sollwerts
zeigt, wenn die Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung durchgeführt wird. Dieses
Beispiel zeigt einen Fall, bei dem der Zielspannungsbezugswert auf
einen Wert, der 14V entspricht, durch die Zielspannungsbezugswert-Einstellschaltung 49 eingestellt
wird, der Beschränkungsgrenzwert
auf einen Wert, der 4V entspricht, durch die Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung
eingestellt wird, und die erfasste Temperatur die vorbestimmte Bezugstemperatur
zu der Zeit T0 überschreitet.
Wie in dieser Fig. gezeigt ist, beginnt, wenn die Abweichungsmenge
zu der Zeit T0 positiv wird, der Zielspannungs-Sollwert (der Ausgangswert
des Subtrahierers 81), sich allmählich zu verringern, um die
Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung durchzuführen. Die
Zeitperiode ΔT, über die
sich der Zielspannungs-Sollwert auf 10V (= 14V – 4V) verringert, ist abhängig von
der Zählrate
des U/D-Zählers 52 eingestellt,
d. h. abhängig
von der Abweichungsmenge zwischen der erfassten Temperatur und der
vorbestimmten Bezugstemperatur. So wie sich daher die erfasste Temperatur
erhöht,
erhöht sich
die Verringerungsrate des Zielspannungs-Sollwerts, und demgemäß erhöht sich
die Beschränkungsmenge
der erzeugten Leistung.
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7 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Änderung des Erregerstromgrenzwerts zeigt,
wenn die Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung durchgeführt wird.
Bei diesem Beispiel ist angenommen, dass die erfasste Temperatur
die vorbestimmte Bezugstemperatur zu der Zeit T0 überschreitet.
Dieses Beispiel zeigt einen Fall, bei dem der Erregerstromgrenzbezugswert
auf einem Wert, der 8A entspricht, durch die Erregerstromgrenzbezugswert-Einstellschaltung 82 eingestellt
wird, und der Beschränkungsgrenzwert
ferner auf einen Wert, der 8A entspricht, durch die Beschränkungsgrenzwert-Einstellschaltung 53 eingestellt
wird. Wie in dieser Fig. gezeigt ist, wird die Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung zu
der Zeit T0 begonnen, wenn der Abweichungswert positiv wird, um
den Erregerstrom-Beschränkungswert
(den Ausgangswert des Subtrahierers 83) allmählich zu
verringern. Die Zeitperiode ΔT, über die sich
der Erregerstromgrenzwert auf 0A (= 8A – 8A) verringert, ist von der
Zählrate
des U/D-Zählers 52 abhängig, d.
h. abhängig
von der Abweichungsmenge zwischen der erfassten Temperatur und der
vorbestimmten Bezugstemperatur eingestellt. Während sich daher die erfasste
Temperatur erhöht,
erhöht sich
die Verringerungsrate des Erregerstromgrenzwerts, und demgemäß erhöht sich
die Beschränkungsmenge
der erzeugten Leistung.
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Es
ist selbstverständlich,
dass verschiedene Modifikationen an den im Vorhergehenden beschriebenen
Ausführungsbeispielen,
wie im Folgenden erklärt
ist, durchgeführt
sein können.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
werden sowohl der Zielspannungs-Sollwert als auch der Erregerstromgrenzwert variabel
eingestellt, um die Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung
durchzuführen. Die
Leistungserzeugungsmengen-Beschränkungssteuerung
kann jedoch durch Variieren von lediglich einem derselben durchgeführt werden.
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Obwohl
die PWM-Schaltung 61 zum allmählichen Verringern des Erregerstroms,
der durch die Erregerwicklung 21 fließt, bei jedem der im Vorhergehenden
beschriebenen Ausführungsbeispiele
verwendet ist, kann die PWM-Schaltung 61 durch eine Zwei-Eingangs-UND-Schaltung
ersetzt sein, wenn die allmähliche
Erregungssteuerung nicht durchgeführt werden muss. Bei diesem
Fall wird die Zwei-Eingangs-UND-Schaltung eingeschaltet, um dem
Erregerstrom zu ermöglichen,
zu der Statorwicklung 21 durchzugehen, wenn beide der zwei
Eingangsanschlüsse
derselben auf einem hohen Spannungspegel sind.
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Die
im Vorhergehenden erklärten
bevorzugten Ausführungsbeispiele
sind für
die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die ausschließlich durch die
beigefügten
Ansprüche
beschrieben ist, beispielhaft. Es sollte offensichtlich sein, dass
Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die Fachleuten
einfallen, vorgenommen werden können.