JP2006217758A - Controller for generator with one-way clutch mounted in vehicle - Google Patents

Controller for generator with one-way clutch mounted in vehicle Download PDF

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JP2006217758A JP2005029453A JP2005029453A JP2006217758A JP 2006217758 A JP2006217758 A JP 2006217758A JP 2005029453 A JP2005029453 A JP 2005029453A JP 2005029453 A JP2005029453 A JP 2005029453A JP 2006217758 A JP2006217758 A JP 2006217758A
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Takashi Nishimoto
隆司 西本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cause a one-way clutch to carry out a desired function even in a low-temperature environment with respect to an alternator provided with the one-way clutch. <P>SOLUTION: ECU executes a program of a step (S200) at which, when an engine is started (YES at S100), ambient temperature is detected; a step (S300) at which a target electricity generated of the alternator is computed; a step (S400) at which such a power generation command signal that the time it takes to reach the target electricity generated is more lengthened at lower temperature is computed; and a step (S500) at which the power generation command signal is outputted to the alternator. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両に搭載された発電機(オルタネータ)を制御する制御装置に関し、特に、ワンウェイクラッチを介してエンジンのクランクシャフトに接続された発電機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for controlling a generator (alternator) mounted on a vehicle, and more particularly to a control device for a generator connected to a crankshaft of an engine via a one-way clutch.

車両に搭載されて電力を発電して車載バッテリを充電する電気機器としては、一般的にオルタネータがある。このオルタネータの出力を制御するオルタネータ制御装置は、オルタネータによって充電される車載バッテリのバッテリ電圧を検知し、そのバッテリ電圧が目標電圧になるよう界磁電流をオン・オフ制御するように構成されていることが多い。また、このようなオルタネータ制御装置においては、エアコンディショナやヘッドランプ等の車両用電気負荷(補機)が投入された時にはバッテリ電圧が低下しないよう界磁電流を増大させてオルタネータ出力を高めるように制御される。   An electrical device that is mounted on a vehicle and generates electric power to charge an on-vehicle battery is generally an alternator. The alternator control device for controlling the output of the alternator is configured to detect a battery voltage of an in-vehicle battery charged by the alternator and to control on / off of the field current so that the battery voltage becomes a target voltage. There are many cases. Further, in such an alternator control device, when a vehicle electrical load (auxiliary machine) such as an air conditioner or a headlamp is turned on, the field current is increased so as to increase the alternator output so that the battery voltage does not decrease. Controlled.

特開平7−23599号公報(特許文献1)は、アイドル時のトルクショックを抑制するため界磁電流の増大を徐々に行なうようにオルタネータ制御装置を構成した場合における、車両走行時におけるランプのちらつき等電気系への悪影響を防止するオルタネータ制御装置を開示する。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-23599 (Patent Document 1) discloses a lamp flickering when the vehicle is running when the alternator control device is configured to gradually increase the field current in order to suppress torque shock during idling. Disclosed is an alternator control device that prevents adverse effects on the isoelectric system.

このオルタネータ制御装置は、車両用エンジンの出力軸に駆動連結されたオルタネータの出力を制御する。このオルタネータ制御装置は、車両用電気負荷の投入を検出する負荷投入検出手段と、負荷投入検出手段の出力を受け、車両用電気負荷投入時にオルタネータの界磁電流を増加させる界磁電流制御手段と、界磁電流が徐々に増加するよう界磁電流制御手段の制御速度を抑制する制御速度抑制手段と、車両が走行状態にあることを検出する車両走行検出手段と、車両走行検出手段の出力を受け、車両走行時には制御速度の抑制を制限する抑制制限手段を備える。   This alternator control device controls the output of an alternator that is drivingly connected to the output shaft of the vehicle engine. The alternator control device includes a load input detecting unit that detects the input of an electric load for a vehicle, a field current control unit that receives an output of the load input detecting unit and increases a field current of the alternator when the electric load for the vehicle is input, The control speed suppression means for suppressing the control speed of the field current control means so that the field current gradually increases, the vehicle travel detection means for detecting that the vehicle is in the running state, and the output of the vehicle travel detection means And a restriction limiting means for restricting the suppression of the control speed when the vehicle is traveling.

このオルタネータ制御装置によると、エアコンディショナやヘッドランプ等の車両用電気負荷が投入されると、この負荷投入の検出を受けてオルタネータの界磁電流を増加させるよう界磁電流制御が行なわれ、その際、アイドル時等においては、界磁電流が徐々に増加するよう制御速度が抑制される。これにより、電気負荷投入時にオルタネータ駆動トルクの急増によるエンジンの回転落ちが抑制され、アイドル時のトルクショックが防止される。また、車両走行時すなわちオフアイドル時には、上記制御速度の抑制が制限され、それにより、界磁電流は速やかに増加する。そのため、走行中は電気負荷が入った時に速やかに発電量が増加し、ヘッドランプのちらつき等、電気系への悪影響が防止される。
特開平7−23599号公報
According to this alternator control device, when an electric load for a vehicle such as an air conditioner or a headlamp is turned on, field current control is performed so as to increase the field current of the alternator in response to detection of the load being applied. At that time, at the time of idling or the like, the control speed is suppressed so that the field current gradually increases. As a result, engine rotation drop due to a sudden increase in alternator drive torque when an electric load is applied is suppressed, and torque shock during idling is prevented. Further, when the vehicle is running, that is, when the vehicle is off-idle, the control speed is restricted from being suppressed, whereby the field current increases rapidly. Therefore, the amount of power generation increases rapidly when an electric load is applied during traveling, and adverse effects on the electrical system such as flickering of headlamps are prevented.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-23599

オルタネータは、エンジンのクランクシャフトに設けられたクランクシャフトプーリとベルトを介して接続され、エンジンの駆動力によりオルタネータのロータ回転軸に設けられたプーリが回転されて発電される。このようなオルタネータのプーリにワンウェイクラッチを内蔵したプーリが用いられる場合がある。これは、ワンウェイクラッチにより回転慣性の大きなオルタネータにおいて、ベルトに作用する張力変動の低減やベルトのスリップ音を防止するためである。このワンウェイクラッチは、一方向にのみ回転を伝達するクラッチであって、グリス(半固体の潤滑剤)を内蔵する。このようなグリスは、一般的に温度が高いと柔らかく(粘度が低い)、所望のロック機構が作用する。   The alternator is connected to a crankshaft pulley provided on the crankshaft of the engine via a belt, and the pulley provided on the rotor rotation shaft of the alternator is rotated by the driving force of the engine to generate electric power. A pulley having a built-in one-way clutch may be used as such an alternator pulley. This is because, in the alternator having a large rotational inertia due to the one-way clutch, the tension fluctuation acting on the belt is reduced and the belt slip noise is prevented. This one-way clutch is a clutch that transmits rotation only in one direction, and contains grease (semi-solid lubricant). Such grease is generally soft (low viscosity) at a high temperature, and a desired locking mechanism acts.

しかしながら、このようなグリスは、温度が低いと固く(粘度が高く)、ワンウェイクラッチのロック機構でグリスの油膜を切ることができないでワンウェイクラッチが滑ってしまい、エンジンの駆動力をオルタネータに伝達することができない。特に、低温時においてはバッテリの電圧が低くオルタネータに大きな電力を発電するように指令されるため、オルタネータの負荷がより大きくなり問題がより顕在化する。   However, such grease is hard (high viscosity) at low temperatures, and the one-way clutch cannot be cut by the lock mechanism of the one-way clutch, and the one-way clutch slips and transmits the driving force of the engine to the alternator. I can't. In particular, since the battery voltage is low and the alternator is instructed to generate a large amount of power at low temperatures, the load on the alternator becomes larger and the problem becomes more obvious.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ワンウェイクラッチを備えた発電機において、低温環境下においてもワンウェイクラッチに所望の機能を発現させる発電機の制御装置を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control a generator that has a one-way clutch so that the one-way clutch exhibits a desired function even in a low-temperature environment. Is to provide a device.

第1の発明に係る車両に搭載されたワンウェイクラッチ付き発電機の制御装置は、ワンウェイクラッチの作動状態を検知するための検知手段と、ワンウェイクラッチの作動状態に基づいて、発電機への発電量の指令信号を出力して発電機を制御するための制御手段とを含む。   A control device for a generator with a one-way clutch mounted on a vehicle according to a first aspect of the present invention includes a detection means for detecting an operation state of the one-way clutch, and a power generation amount to the generator based on the operation state of the one-way clutch. And a control means for controlling the generator by outputting the command signal.

第1の発明によると、車両の駆動源により作動される発電機は、駆動源とワンウェイクラッチを介して接続されている。このワンウェイクラッチは、その内部に温度が低いほど固くなる潤滑油が封入されている。潤滑油が固いときに大きな発電量を発電するように指令すると、発電機の負荷が大きくなり過ぎてワンウェイクラッチが滑って所望の機能を発現できない。このため、検知手段が外気温等に基づいてワンウェイクラッチの状態を検知して、その状態がワンウェイクラッチを滑らせるような状態であるほど、発電量が緩やかに大きくなるように指令する。このようにすると、低温環境下において、駆動源の始動時に、発電機により充電されるバッテリの電圧値が低いことにより大きな発電量の指令が出力されても、それを抑制して発電機への発電量の指令信号が出力される。すなわち、発電機の最大負荷(バッテリ電圧値から算出される発電量)になるまでの時間が長くなり、ワンウェイクラッチの潤滑油の温度が上昇して柔らかくなるまでの時間を設けることができ、ワンウェイクラッチの滑りを抑制できる。駆動源の始動による発電機の負荷の急激な立ち上がりによる、ワンウェイクラッチへの衝撃荷重入力を低減できる。衝撃荷重が入力されない状態で、ワンウェイクラッチが回転してその間にワンウェイクラッチの内部の潤滑油の温度が上昇して粘度が下がり油膜が切れやすくなり、発電機の負荷が最大になった場合でもワンウェイクラッチの空転(滑り)を防止できる。その結果、ワンウェイクラッチを備えた発電機において、低温環境下においてもワンウェイクラッチに所望の機能を発現させる発電機の制御装置を提供することができる。   According to 1st invention, the generator act | operated by the drive source of a vehicle is connected via the drive source and the one-way clutch. This one-way clutch is filled with lubricating oil that becomes harder as the temperature is lower. If it is instructed to generate a large amount of power generation when the lubricating oil is hard, the load on the generator becomes too large and the one-way clutch slips and the desired function cannot be expressed. For this reason, the detection means detects the state of the one-way clutch based on the outside air temperature or the like, and instructs the power generation amount to increase gradually as the state is such that the one-way clutch is slid. In this way, even when a command for a large amount of power generation is output due to the low voltage value of the battery charged by the generator at the start of the drive source in a low temperature environment, it is suppressed to the generator A command signal for the amount of power generation is output. That is, the time until the maximum load of the generator (the amount of power generation calculated from the battery voltage value) becomes longer, and the time until the lubricating oil temperature of the one-way clutch rises and becomes softer can be set. Clutch slip can be suppressed. Impact load input to the one-way clutch due to a sudden rise in the load of the generator due to the start of the drive source can be reduced. Even when the load of the generator is maximized, the one-way clutch rotates while the impact load is not input, the temperature of the lubricating oil inside the one-way clutch rises, the viscosity decreases, the oil film tends to break, and the generator load becomes maximum. Prevents idling (slipping) of the clutch. As a result, it is possible to provide a generator control device that allows a one-way clutch to exhibit a desired function even in a low-temperature environment in a generator equipped with a one-way clutch.

第2の発明に係る制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、検知手段は、車両の外気温、駆動源の温度およびワンウェイクラッチの潤滑油温の少なくとも1つに基づいてワンウェイクラッチの作動状態を検知するための手段を含む。制御手段は、検知された温度が低いほど、発電量を緩やかに上昇する指令信号を出力するための手段を含む。   In the control device according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the detection means is based on at least one of the outside air temperature of the vehicle, the temperature of the drive source, and the lubricating oil temperature of the one-way clutch. Means for detecting the operating state of the. The control means includes means for outputting a command signal that gradually increases the power generation amount as the detected temperature is lower.

第2の発明によると、ワンウェイクラッチの作動状態は、潤滑油の粘度により影響されるので、外気温や駆動源の温度(たとえばエンジン冷却水温)や潤滑油温に基づいて潤滑油の粘度を推定し、ワンウェイクラッチの作動状態(滑ってしまうほどに潤滑油が固いか否か)を検知することができる。このように温度に基づいて潤滑油の粘度を推定し、ワンウェイクラッチの作動状態を検知して、温度が低いほど(ワンウェイクラッチが滑ってしまうであろうほど)、発電量を緩やかに上昇させる。これにより、ワンウェイクラッチ滑りを抑制できる。   According to the second invention, the operating state of the one-way clutch is influenced by the viscosity of the lubricating oil, so the viscosity of the lubricating oil is estimated based on the outside air temperature, the temperature of the drive source (for example, the engine cooling water temperature) and the lubricating oil temperature. In addition, it is possible to detect the operating state of the one-way clutch (whether the lubricating oil is hard enough to slip). In this way, the viscosity of the lubricating oil is estimated based on the temperature, the operating state of the one-way clutch is detected, and the power generation amount is gradually increased as the temperature is lower (the one-way clutch will slip). Thereby, a one-way clutch slip can be suppressed.

第3の発明に係る制御装置においては、第1または2の発明の構成に加えて、制御手段は、駆動源の始動時に発電機を制御するための手段を含む。   In the control device according to the third invention, in addition to the configuration of the first or second invention, the control means includes means for controlling the generator when the drive source is started.

第3の発明によると、駆動源の始動時に急激に発電機の発電量(負荷)は、0から上昇する。このように急激に発電量が上昇する場合にワンウェイクラッチの潤滑油が固いと、より滑りやすい。ワンウェイクラッチがより滑りやすいときに発電量を緩やかに上昇させて、ワンウェイクラッチ滑りを抑制できる。   According to the third aspect of the invention, the power generation amount (load) of the generator suddenly increases from 0 when the drive source is started. In this way, when the power generation amount suddenly increases, if the lubricating oil of the one-way clutch is hard, it is easier to slip. When the one-way clutch is more slippery, the power generation amount can be gradually increased to suppress one-way clutch slip.

第4の発明に係る制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、駆動源はエンジンである。   In the control device according to the fourth invention, in addition to the configuration of any one of the first to third inventions, the drive source is an engine.

第4の発明によると、エンジンの始動時において、エンジンにより作動される発電機に設けられたワンウェイクラッチの滑りを回避できる。   According to the fourth invention, when the engine is started, slipping of the one-way clutch provided in the generator operated by the engine can be avoided.

第5の発明に係る制御装置においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、発電機はオルタネータである。   In the control device according to the fifth invention, in addition to the configuration of any one of the first to fourth inventions, the generator is an alternator.

第5の発明によると、エンジンの始動時において、エンジンにより作動されるオルタネータに設けられたワンウェイクラッチの滑りを回避できる。   According to the fifth aspect, when the engine is started, slipping of the one-way clutch provided in the alternator operated by the engine can be avoided.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるECU(Electronic Control Unit)100を含む車両の制御ブロック図について説明する。図1に示すように、この車両には、外気温センサ300から入力された温度に基づいてオルタネータ800を制御するECU100と、エンジン700を制御するエンジンECU200と、バッテリ400と、エアコンディショナなどの補機500と、エンジン700をクランキングする始動装置であるスタータ600と、エンジン700の回転力により電力を発電するオルタネータ800とを含む。なお、オルタネータ800ではなく、モータジェネレータやジェネレータであってもよい。バッテリ400の代わりにあるいは加えて、蓄電機構として、大容量コンデンサ等を設けてもよい。   With reference to FIG. 1, a control block diagram of a vehicle including an ECU (Electronic Control Unit) 100 that is a control device according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the vehicle includes an ECU 100 that controls an alternator 800 based on a temperature input from an outside air temperature sensor 300, an engine ECU 200 that controls an engine 700, a battery 400, an air conditioner, and the like. Auxiliary machine 500, starter 600 that is a starter for cranking engine 700, and alternator 800 that generates electric power by the rotational force of engine 700 are included. Instead of the alternator 800, a motor generator or a generator may be used. Instead of or in addition to the battery 400, a large-capacity capacitor or the like may be provided as a power storage mechanism.

バッテリ400には、バッテリ400の温度を検知する温度センサ410と、バッテリ400の充放電電流値を検知する電流センサ420と、バッテリ400の電圧値とを検知する電圧センサ430とが設けられている。このセンサにより検知された温度を示す信号や、外気温センサ300により検知された温度を示す信号が、ECU100に入力される。   The battery 400 is provided with a temperature sensor 410 that detects the temperature of the battery 400, a current sensor 420 that detects a charge / discharge current value of the battery 400, and a voltage sensor 430 that detects the voltage value of the battery 400. . A signal indicating the temperature detected by the sensor and a signal indicating the temperature detected by the outside air temperature sensor 300 are input to the ECU 100.

この車両は、運転者がイグニッションスイッチをスタート位置まで回すと、バッテリ400からの電力がスタータリレーを介してスタータ600に供給され、スタータ600がエンジン700を始動する。エンジン700が始動するとエンジン700のクランクシャフトプーリとベルトで接続されたオルタネータ800のプーリが回転されてオルタネータ800のロータが回転してオルタネータ800が発電する。オルタネータ800からの発電電力がバッテリ400および補機500に供給される。   In this vehicle, when the driver turns the ignition switch to the start position, the electric power from the battery 400 is supplied to the starter 600 via the starter relay, and the starter 600 starts the engine 700. When the engine 700 is started, the pulley of the alternator 800 connected to the crankshaft pulley of the engine 700 with a belt is rotated, the rotor of the alternator 800 is rotated, and the alternator 800 generates power. The electric power generated from the alternator 800 is supplied to the battery 400 and the auxiliary machine 500.

本実施の形態に係る制御装置であるECU100は、このエンジン700の始動時において、オルタネータ800のプーリに設けられたワンウェイクラッチが滑らないように制御することが特徴である。   The ECU 100, which is a control device according to the present embodiment, is characterized in that when the engine 700 is started, control is performed so that the one-way clutch provided on the pulley of the alternator 800 does not slip.

図2を参照して、オルタネータ800の概略について説明する。このオルタネータ800は、ロータコイル822(図3参照)がロータコアで包まれたロータ820と、ステータコイル832(図3参照)がステータコアで包まれたステータ830と、ロータ820の回転軸に取り付けボルト852により取り付けられたワンウェイクラッチ付きプーリ850とから構成される。ロータコイル822に励磁電流が印加されると、ロータコイル822が磁束を発生しつつ回転し、それによりステータコイル832に三相交流電力が誘起される。   The outline of the alternator 800 will be described with reference to FIG. The alternator 800 includes a rotor 820 in which a rotor coil 822 (see FIG. 3) is wrapped in a rotor core, a stator 830 in which a stator coil 832 (see FIG. 3) is wrapped in a stator core, and a mounting bolt 852 on a rotating shaft of the rotor 820. And a pulley 850 with a one-way clutch attached. When an excitation current is applied to the rotor coil 822, the rotor coil 822 rotates while generating a magnetic flux, and thereby three-phase AC power is induced in the stator coil 832.

図3を参照して、オルタネータ800の内部構造について説明する。このオルタネータ800は、前述したロータ820、ステータ830に加えて、ECU100により制御され、ロータ820の回転数の変動より上下する発電電圧をロータコイル822に流れる励磁電流を調整することにより一定の発電電圧を確保するレギュレータ810と、ダイオードで構成され、ステータコイル832に誘起された三相交流電力を直流に整流するレクチファイア840と、バッテリ400からロータコイル822に励磁電流を供給するための、ロータ820の回転軸に設けられたスリップリング890およびスリップリング890に接触したブラシ880とを備える。さらに、オルタネータ800は、発電時のジュール熱等による発熱によりオルタネータ800の内部温度が上昇することを抑制するための冷却ファン870を備える。   The internal structure of the alternator 800 will be described with reference to FIG. This alternator 800 is controlled by the ECU 100 in addition to the rotor 820 and the stator 830 described above, and adjusts the excitation current flowing in the rotor coil 822 by adjusting the generation voltage that rises and falls according to the fluctuation of the rotation speed of the rotor 820, thereby generating a constant generation voltage. A regulator 810 that secures power, a rectifier 840 that rectifies three-phase AC power induced in the stator coil 832 into direct current, and a rotor 820 for supplying an excitation current from the battery 400 to the rotor coil 822. And a brush 880 in contact with the slip ring 890. Furthermore, the alternator 800 includes a cooling fan 870 for suppressing an increase in the internal temperature of the alternator 800 due to heat generated by Joule heat or the like during power generation.

図4を参照して、ワンウェイクラッチ付きプーリ850について説明する。このワンウェイクラッチ付きプーリ850は、回転慣性の大きなオルタネータ800に適したプーリであって、たとえば、図4に示すように、スプラグタイプのワンウェイクラッチ860が内蔵されている。また、そのスプラグタイプのワンウェイクラッチ860の両端にサポート用の深溝玉軸受858が設けられている。このような構成とすることにより、ベルトに作用する張力変動の低減を図ることができるとともに、ベルトのスリップ音を防止することができる。   With reference to FIG. 4, the pulley 850 with a one-way clutch is demonstrated. This pulley 850 with a one-way clutch is a pulley suitable for the alternator 800 having a large rotational inertia. For example, as shown in FIG. 4, a sprag type one-way clutch 860 is incorporated therein. Further, deep groove ball bearings 858 for support are provided at both ends of the sprag type one-way clutch 860. By adopting such a configuration, it is possible to reduce fluctuations in tension acting on the belt and to prevent belt slip noise.

オルタネータ800のロータ820の回転軸とワンウェイクラッチ付きプーリ850とは、ワンウェイクラッチ付きプーリ850のねじ部856に取り付けボルト852を累合させることにより固定される。なお、ねじ部856よりも取り付けボルト852側には、取り付けボルト852の頭部側の六角部に対応する六角穴854が設けられている。   The rotating shaft of the rotor 820 of the alternator 800 and the pulley 850 with a one-way clutch are fixed by accumulating a mounting bolt 852 on the thread portion 856 of the pulley 850 with a one-way clutch. A hexagon hole 854 corresponding to the hexagonal portion on the head side of the mounting bolt 852 is provided on the mounting bolt 852 side of the screw portion 856.

なお、図4に示すワンウェイクラッチ付きプーリ850は一例であって、異なる構成を有するワンウェイクラッチ付きプーリであってもよい。   The pulley 850 with a one-way clutch shown in FIG. 4 is an example, and a pulley with a one-way clutch having a different configuration may be used.

図5を参照して、さらに詳しくオルタネータ800について説明する。図5は、オルタネータの制御回路図である。ECU100からの発電量の指令信号に基づいてレギュレータ810の制御部が、ロータコイル822に供給する励磁電流を調整する。これにより、ステータコイル832に誘起される三相交流電力を変化させることができる。なお、ステータコイル832は3つに分けられており、三相交流電力が誘起される。   The alternator 800 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 5 is a control circuit diagram of the alternator. Based on the power generation amount command signal from the ECU 100, the control unit of the regulator 810 adjusts the excitation current supplied to the rotor coil 822. Thereby, the three-phase AC power induced in the stator coil 832 can be changed. The stator coil 832 is divided into three, and three-phase AC power is induced.

レギュレータ810の制御部は、たとえば、バッテリ400とロータコイル832との電気的な通電/非通電とを切り換えるスイッチングトランジスタと、このスイッチングトランジスタをオン/オフ駆動する駆動回路とから構成される。   The control unit of regulator 810 includes, for example, a switching transistor that switches between energization / non-energization of battery 400 and rotor coil 832, and a drive circuit that drives this switching transistor on / off.

ECU100は、この制御部の駆動回路と電気配線を介して接続され、駆動回路へ駆動信号(発電指令信号)を送信することにより、スイッチングトランジスタのオン/オフを制御する。その際、制御部は、オルタネータ800から出力される電圧を検知して、その出力電圧が所望の電圧とすべく、レギュレータ810を制御してロータコイル832の励磁電流を調節する。   The ECU 100 is connected to the drive circuit of the control unit via an electrical wiring, and controls the on / off of the switching transistor by transmitting a drive signal (power generation command signal) to the drive circuit. At that time, the control unit detects the voltage output from the alternator 800 and controls the regulator 810 to adjust the excitation current of the rotor coil 832 so that the output voltage becomes a desired voltage.

ECU100は、この制御部に対して、駆動信号として、発電電力の電圧値が所望の電圧値になるように制御デューティ信号を出力する。デューティが100%の指令信号とは、オルタネータ800による発電量が別途算出される目標発電量(たとえば発電電圧が14.5V)になるような指令である。ECU100は、外気温センサ300からの外気の温度に基づいて、ワンウェイクラッチ860の作動状態(温度が低すぎてグリスが固くて油膜が切れないでワンウェイクラッチ860が滑らないか否か)を判断して、ワンウェイクラッチ860が滑るような状態であるほど、制御デューティを緩やかに上昇させて、時間をかけて目標発電量に到達させる。   The ECU 100 outputs a control duty signal as a drive signal to the control unit so that the voltage value of the generated power becomes a desired voltage value. The command signal with a duty of 100% is a command such that the power generation amount by the alternator 800 is a target power generation amount (for example, the power generation voltage is 14.5 V) calculated separately. The ECU 100 determines the operating state of the one-way clutch 860 (whether the one-way clutch 860 does not slip because the temperature is too low and the grease is hard and the oil film does not break) based on the temperature of the outside air from the outside air temperature sensor 300. As the one-way clutch 860 slides, the control duty is gradually increased to reach the target power generation amount over time.

チャージランプ520は、充電が行なわれていない場合の警告灯であって、たとえばインストルメントパネルに設けられ、充電が行なわれていない場合に点灯する。イグニッションスイッチ510がONにされると、バッテリ400からロータコイル822に、ECU100がレギュレータ810により調整させた励磁電流が供給されて、その途中にあるチャージランプ520が点灯する。エンジン700が始動して回転を始めるとステータコイル832に三相交流電力が誘起されてバッテリ400の電圧値を越えるとチャージランプ520の両端の電圧値が同じになりチャージランプ520は消灯する。したがって、本実施の形態に係る制御装置によりワンウェイクラッチ860の滑りを抑制するためにロータコイル822への励磁電流を抑制すると、バッテリ400の電圧が高く、制御デューティが低い状態では誘起される三相交流電力の電圧値が低いので、チャージランプ520の消灯が遅れることがある。   The charge lamp 520 is a warning lamp when charging is not performed, and is provided, for example, on the instrument panel and lights when charging is not performed. When the ignition switch 510 is turned on, the excitation current adjusted by the ECU 100 by the regulator 810 is supplied from the battery 400 to the rotor coil 822, and the charge lamp 520 in the middle is turned on. When the engine 700 starts and starts rotating, three-phase AC power is induced in the stator coil 832 and exceeds the voltage value of the battery 400, the voltage values at both ends of the charge lamp 520 become the same, and the charge lamp 520 is turned off. Therefore, when the control device according to the present embodiment suppresses the excitation current to rotor coil 822 in order to suppress the slip of one-way clutch 860, the three-phase induced when the voltage of battery 400 is high and the control duty is low. Since the voltage value of the AC power is low, turning off of the charge lamp 520 may be delayed.

図6を参照して、このような構造を有するオルタネータ800を制御するECU100で実行されるプログラムの制御構造について説明する。   With reference to FIG. 6, a control structure of a program executed by ECU 100 that controls alternator 800 having such a structure will be described.

ステップ(以下、ステップをSと略す。)100にて、ECU100は、エンジン700が始動されたか否かを判断する。この判断は、イグニッションスイッチの状態等に基づいて行なわれる。エンジン700が始動されると(S100にてYES)、処理はS200へ移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS100へ戻され、エンジン700が始動されるまで待つ。   In step (hereinafter step is abbreviated as S) 100, ECU 100 determines whether engine 700 has been started or not. This determination is made based on the state of the ignition switch and the like. When engine 700 is started (YES in S100), the process proceeds to S200. If not (NO in S100), the process returns to S100 and waits until engine 700 is started.

S200にて、ECU100は、外気温を検知する。このとき、ECU100は、外気温センサ300から入力された信号に基づいて外気温を検知する。   In S200, ECU 100 detects the outside air temperature. At this time, ECU 100 detects the outside air temperature based on a signal input from outside air temperature sensor 300.

S300にて、ECU100は、目標発電量を算出する。このとき、バッテリ400の温度を温度センサ410で検知して、バッテリ400の温度が低いとバッテリ400の電圧値が低く目標発電量が大きくなるように算出される。また、電圧センサ430で直接検知されたバッテリ400の電圧値が低いと目標発電量が大きくなるように算出される。さらに、バッテリ400に設けられた温度センサ410と、バッテリ400の充放電電流を検知する電流センサ420とに基づいてSOC(States Of Charge)を算出して、このSOCが低いほど目標発電量が大きくなるように算出されるようにしてもよい。このとき、たとえば、バッテリ400のSOCは、電流センサ420により検知された充放電電流を時間積算することにより算出してもよいし、さらに、温度センサ410により検知されたバッテリ400の温度に基づいて、SOCを補正するようにしてもよい。   In S300, ECU 100 calculates a target power generation amount. At this time, the temperature of the battery 400 is detected by the temperature sensor 410, and when the temperature of the battery 400 is low, the voltage value of the battery 400 is low and the target power generation amount is large. Further, when the voltage value of the battery 400 directly detected by the voltage sensor 430 is low, the target power generation amount is calculated to be large. Furthermore, SOC (States Of Charge) is calculated based on a temperature sensor 410 provided in the battery 400 and a current sensor 420 that detects the charge / discharge current of the battery 400, and the target power generation amount increases as the SOC decreases. It may be calculated as follows. At this time, for example, the SOC of the battery 400 may be calculated by integrating the charge / discharge current detected by the current sensor 420 over time, and further based on the temperature of the battery 400 detected by the temperature sensor 410. The SOC may be corrected.

S400にて、ECU100は、温度に基づいて、目標発電量に到達するまでの発電指令信号(制御デューティ)を算出する。このとき、図7に示すように複数の種類の傾きを有する発電指令信号を準備するようにしてもよい。なお、このとき、目標発電量に到達するまでの時間は、外気温からワンウェイクラッチ860の潤滑油(グリス)の温度を推定して、この潤滑油の温度が十分に上昇して粘度が下がり油膜が切れやすくなるまでの時間を考慮して決定される。これにより、目標発電量に到達した場合であってオルタネータ800の負荷が最大になっても、ワンウェイクラッチ860の空転(滑り)を防止できる。   In S400, ECU 100 calculates a power generation command signal (control duty) until the target power generation amount is reached based on the temperature. At this time, as shown in FIG. 7, power generation command signals having a plurality of types of inclinations may be prepared. At this time, the time to reach the target power generation amount is estimated by estimating the temperature of the lubricating oil (grease) of the one-way clutch 860 from the outside air temperature, and the temperature of the lubricating oil is sufficiently increased to lower the viscosity and the oil film It is determined in consideration of the time until it becomes easy to cut. Thus, even when the target power generation amount is reached and the load on the alternator 800 is maximized, idling (sliding) of the one-way clutch 860 can be prevented.

S500にて、ECU100は、発電指令信号(制御デューティ)をオルタネータ800のレギュレータ810に出力する。   In S500, ECU 100 outputs a power generation command signal (control duty) to regulator 810 of alternator 800.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるECU100により制御されるオルタネータ800の動作について説明する。   The operation of alternator 800 controlled by ECU 100 that is the control device according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

イグニッションスイッチがON位置にされてさらにSTART位置にされてエンジン700が始動される(S100にてYES)。外気温センサ300により検知された外気温に基づいて目標発電量に到達するまでの発電指令信号が算出される(S400)。たとえば、図7に示すように、外気温が、常温時、低温時、極低温時に分けて算出される。このような図7に示す発電指令値がECU100からオルタネータ800のレギュレータ810に出力される。   The ignition switch is set to the ON position and further to the START position, and engine 700 is started (YES in S100). A power generation command signal until the target power generation amount is reached is calculated based on the outside air temperature detected by the outside air temperature sensor 300 (S400). For example, as shown in FIG. 7, the outside air temperature is calculated separately at normal temperature, low temperature, and extremely low temperature. Such a power generation command value shown in FIG. 7 is output from ECU 100 to regulator 810 of alternator 800.

常温時よりも低温時、低温時よりも極低温時のほうが、目標発電量に到達するまでの時間がより長くなるように設定されている。また、この到達時間は、十分にワンウェイクラッチ860の潤滑油の温度が上昇して粘度が下がり油膜が切れやすくなって、ワンウェイクラッチ860が滑らないようになるまでの時間以上になるように設定されている。そのため、目標発電量の指令信号が出力されるタイミングでは、十分に時間が経過してワンウェイクラッチ860の潤滑油の温度が上昇して油膜が切れないでワンウェイクラッチ860が滑ることがなくなる。   The time until the target power generation amount is reached is set to be longer at a low temperature than at a normal temperature and at a very low temperature than at a low temperature. The arrival time is set to be longer than the time until the temperature of the lubricating oil of the one-way clutch 860 is sufficiently increased, the viscosity is lowered, the oil film is easily cut, and the one-way clutch 860 does not slip. ing. Therefore, at the timing when the command signal for the target power generation amount is output, the one-way clutch 860 does not slip without sufficient time elapse and the temperature of the lubricating oil in the one-way clutch 860 increases and the oil film does not break.

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、ワンウェイクラッチを備えたオルタネータにおいて、エンジン始動時に低温であるほど発電指令値を緩やかに上昇させるように制御される。ワンウェイクラッチの潤滑油の温度が低くて固いときに大きな発電量を発電するように指令されないので、オルタネータの負荷が大きくなり過ぎてワンウェイクラッチが滑って所望の機能を発現できない問題を回避できる。   As described above, according to the control device according to the present embodiment, in the alternator including the one-way clutch, control is performed so that the power generation command value is gradually increased as the temperature is lower when the engine is started. Since it is not instructed to generate a large amount of power when the temperature of the lubricating oil of the one-way clutch is low and hard, it is possible to avoid the problem that the load on the alternator becomes too large and the one-way clutch slips and cannot exhibit a desired function.

なお、上述した実施の形態においては、外気温センサを用いてワンウェイクラッチの作動状態を検知したが、外気温ではなく、エンジンの温度(エンジン冷却水温)やワンウェイクラッチの潤滑油(グリス)の温度であってもよい。   In the above-described embodiment, the operating state of the one-way clutch is detected using the outside air temperature sensor, but the temperature of the engine (engine cooling water temperature) and the temperature of the lubricating oil (grease) of the one-way clutch are not the outside air temperature. It may be.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の制御ブロック図である。It is a control block diagram of the vehicle carrying the control apparatus which concerns on this Embodiment. 図1のオルタネータの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of the alternator of FIG. 図1のオルタネータの内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the alternator of FIG. 図2のプーリの内部構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the internal structure of the pulley of FIG. 図1のオルタネータの制御回路図である。FIG. 2 is a control circuit diagram of the alternator of FIG. 1. ECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control structure of the program performed by ECU. エンジン始動時の発電指令値の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the electric power generation command value at the time of engine starting.

符号の説明Explanation of symbols

100 ECU、200 エンジンECU、300 外気温センサ、400 バッテリ、410 温度センサ、420 電流センサ、430 電圧センサ、500 補機、510 イグニッションスイッチ、520 チャージランプ、600 スタータ、700 エンジン、800 オルタネータ、810 レギュレータ、820 ロータ、822 ロータコイル、830 ステータ、832 ステータコイル、840 レクチファイア、850 ワンウェイクラッチ付きプーリ、852 取り付けボルト、854 六角穴、856 ねじ部、858 深溝玉軸受、860 ワンウェイクラッチ、870 冷却ファン、880 ブラシ、890 スリップリング。   100 ECU, 200 Engine ECU, 300 Outside air temperature sensor, 400 Battery, 410 Temperature sensor, 420 Current sensor, 430 Voltage sensor, 500 Auxiliary machine, 510 Ignition switch, 520 Charge lamp, 600 Starter, 700 Engine, 800 Alternator, 810 Regulator , 820 Rotor, 822 Rotor coil, 830 Stator, 832 Stator coil, 840 Rectifier, 850 Pulley with one-way clutch, 852 Mounting bolt, 854 Hexagon socket, 856 Threaded part, 858 Deep groove ball bearing, 860 One-way clutch, 870 Cooling fan, 880 brush, 890 slip ring.

Claims (5)

車両の駆動源により作動される発電機の制御装置であって、前記駆動源と前記発電機とはワンウェイクラッチを介して接続され、前記制御装置は、
前記ワンウェイクラッチの作動状態を検知するための検知手段と、
前記ワンウェイクラッチの作動状態に基づいて、前記発電機への発電量の指令信号を出力して前記発電機を制御するための制御手段とを含む、車両に搭載されたワンウェイクラッチ付き発電機の制御装置。
A generator control device that is operated by a drive source of a vehicle, wherein the drive source and the generator are connected via a one-way clutch,
Detecting means for detecting an operating state of the one-way clutch;
Control of a generator with a one-way clutch mounted on a vehicle, including control means for controlling the generator by outputting a command signal of the amount of power generation to the generator based on the operating state of the one-way clutch apparatus.
前記検知手段は、前記車両の外気温、前記駆動源の温度および前記ワンウェイクラッチの潤滑油温の少なくとも1つに基づいて前記ワンウェイクラッチの作動状態を検知するための手段を含み、
前記制御手段は、検知された温度が低いほど、前記発電量を緩やかに上昇する指令信号を出力するための手段を含む、請求項1に記載の制御装置。
The detecting means includes means for detecting an operating state of the one-way clutch based on at least one of an outside air temperature of the vehicle, a temperature of the driving source, and a lubricating oil temperature of the one-way clutch,
The control device according to claim 1, wherein the control means includes means for outputting a command signal that gradually increases the power generation amount as the detected temperature is lower.
前記制御手段は、前記駆動源の始動時に前記発電機を制御するための手段を含む、請求項1または2に記載の制御装置。   The control device according to claim 1, wherein the control means includes means for controlling the generator when the drive source is started. 前記駆動源はエンジンである、請求項1〜3のいずれかに記載の制御装置。   The control device according to claim 1, wherein the drive source is an engine. 前記発電機はオルタネータである、請求項1〜4のいずれかに記載の制御装置。
The control device according to claim 1, wherein the generator is an alternator.
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