JP2008206275A - Power generation controller for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンに用いられる発電機の発電量を制御する発電制御装置、特に、エンジンの駆動状態の変動に応じて発電量を適正値に維持できる発電制御装置に関する。 The present invention relates to a power generation control device that controls a power generation amount of a generator used in an engine, and more particularly, to a power generation control device that can maintain a power generation amount at an appropriate value in accordance with fluctuations in engine driving state.
車両にはエンジンにより駆動されて車載のバッテリ及び車両用電気負荷に電力を供給する発電機が搭載される。この車両用の発電機は、バッテリの定格電圧に応じた発電電圧が得られるよう発電制御される。通常、エンジンの回転に同期して駆動する発電機は、例えば、図12に示すように、発電電圧が増減変動し、バッテリの定格電圧が、例えば、14Vの場合、その電圧を維持するには発電機の回転速度を所定の値Ne1の近傍に保持する必要がある。
ところが、エンジンの回転数(回転速度)は、エンジンに加わる負荷が車両の走行抵抗やエンジン補機の駆動抵抗に応じて変動することにより変動すると、これに同期して駆動する発電機の発電電圧も変動する。特に、発電電圧が増変動する状態が続くと、車載の各種センサやインジェクタ等の電気装置類が破損する虞がある。
A vehicle is equipped with a generator that is driven by an engine and supplies electric power to an in-vehicle battery and an electric load for the vehicle. This vehicle generator is subjected to power generation control so as to obtain a generated voltage corresponding to the rated voltage of the battery. Normally, a generator driven in synchronism with the rotation of the engine maintains the voltage when the generated voltage fluctuates and the rated voltage of the battery is 14 V, for example, as shown in FIG. It is necessary to maintain the rotational speed of the generator near the predetermined value Ne1.
However, when the engine speed (rotational speed) fluctuates because the load applied to the engine fluctuates according to the running resistance of the vehicle or the driving resistance of the engine accessory, the generated voltage of the generator that is driven in synchronism with this changes. Also fluctuate. In particular, if the state in which the power generation voltage increases and fluctuates continues, there is a risk that electric devices such as various on-vehicle sensors and injectors may be damaged.
このような事態を回避し得る従来の発電制御装置としては、例えば、特開2005−124328号公報(特許文献1)に開示される同期発電機の出力制御装置が知られている。この出力制御装置では、三相交流を整流する全波整流回路を備え、これに接続されたレギュレータにより過度の発電駆動を抑制するようにしている。さらに、この出力制御装置は、加速運転時に発電電圧を低く設定して発電を制限し、定常運転時に発電電圧を高く設定して発電制限を解除する発電制御部を設けている。このように、特許文献1の同期発電機の出力制御装置では、レギュレータを駆動することで、運転状態に応じて発電駆動を抑制すると共に、発電電圧の高低を切換えるようになっている。
As a conventional power generation control device capable of avoiding such a situation, for example, an output control device for a synchronous generator disclosed in JP-A-2005-124328 (Patent Document 1) is known. This output control device includes a full-wave rectifier circuit that rectifies three-phase alternating current, and suppresses excessive power generation drive by a regulator connected thereto. Furthermore, this output control device is provided with a power generation control unit that sets power generation voltage low during acceleration operation to limit power generation, and sets power generation voltage high during steady operation to cancel power generation limitation. As described above, in the synchronous generator output control device of
ところで、同期発電機の本体内に発電量を増減制御する発電量制御デバイスを設け、これを機械的に切換えることで、発電電圧を目標発電電圧に保持する同期発電機が知られている。このような同期発電機は、そのロータ側の磁石をステータ側のステータコイルに対して相対回転させることでステータコイル側に三相交流を発生させる。この場合、ロータの外周の磁石とステータの内周壁との環状隙間には、発電量制御デバイスとしての環状の制御籠が所定量回動可能に配設される。この制御籠が回転方向に切換え移動されることで、ステータコイルが受ける磁力線の量が増減調整され、これによりステータコイルに励起される電流が増減し、発電量が調整される。 By the way, a synchronous generator that maintains a generated voltage at a target generated voltage by providing a power generation amount control device for increasing / decreasing the amount of generated power in the main body of the synchronous generator and mechanically switching the device is known. Such a synchronous generator generates a three-phase alternating current on the stator coil side by rotating the rotor side magnet relative to the stator side stator coil. In this case, an annular control rod as a power generation amount control device is disposed so as to be rotatable by a predetermined amount in an annular gap between the magnet on the outer periphery of the rotor and the inner peripheral wall of the stator. When the control rod is switched and moved in the rotation direction, the amount of the magnetic field lines received by the stator coil is adjusted to increase or decrease, whereby the current excited by the stator coil is increased or decreased to adjust the power generation amount.
機械的に切換え移動する発電量制御デバイスを有した同期発電機では、その発電制御において、目標発電電圧(例えば、14V)に対する実発電電圧(エンジン回転数に応じた値)の偏差を求めた上で、偏差を打ち消す方向に発電量制御デバイスを切換え駆動しており、例えば、図13に示す目標制御値(符号a1の2点鎖線)をPI制御により演算している。この場合、目標制御値(PI制御値)相当の出力で発電制御デバイスを駆動し、その結果の実発電電圧をフィードバックし、これと目標発電電圧のずれを求め、再び、実発電電圧と目標発電電圧の偏差(図12の符号Δv)を打ち消す方向に発電量制御デバイスを切換え駆動するというフィードバック制御を行っている。 In a synchronous generator having a power generation amount control device that mechanically switches and moves, in the power generation control, a deviation of an actual power generation voltage (a value corresponding to the engine speed) with respect to a target power generation voltage (for example, 14 V) is obtained. Thus, the power generation amount control device is switched and driven in a direction to cancel out the deviation. For example, the target control value (two-dot chain line of reference a1) shown in FIG. 13 is calculated by PI control. In this case, the power generation control device is driven with an output corresponding to the target control value (PI control value), the actual power generation voltage as a result is fed back, and the difference between this and the target power generation voltage is obtained. Feedback control is performed in which the power generation amount control device is switched and driven so as to cancel the voltage deviation (symbol Δv in FIG. 12).
この発電制御において、発電制御デバイスに作動遅れがないと発電電圧修正のための補正値が目標制御値a1とほぼ同時期(図13に実線a2で示す)に変位し、実発電電圧は目標発電電圧14Vの近傍で比較的小変動幅(図13に実線Vaで示す)の範囲に抑えられる。ところが、発電制御デバイスの切換え変位に応答遅れが比較的大きく生じた場合(図13に2点鎖線a3で示す)、実発電電圧の修正が遅れて行われる。 In this power generation control, if there is no operation delay in the power generation control device, the correction value for correcting the power generation voltage is displaced almost simultaneously with the target control value a1 (indicated by the solid line a2 in FIG. 13), and the actual power generation voltage is the target power generation. In the vicinity of the voltage 14V, the range is relatively small (indicated by the solid line Va in FIG. 13). However, when a relatively large response delay occurs in the switching displacement of the power generation control device (indicated by a two-dot chain line a3 in FIG. 13), the actual power generation voltage is corrected with a delay.
この場合、2点鎖線a3(図13参照)で示すように、実発電電圧の修正遅れ(符号r1)が生じると、実発電電圧Vnは目標発電電圧14Vに対して比較的大きな変動幅(図13に2点差線Vbで示す)で変位する。このように、発電電圧が大きく変動する事態が続くと、車載の各種センサや、インジェクタ等の電気装置類の作動に悪影響を与える虞がある。
そこで、本発明は、目標発電電圧に対する実発電電圧の変動幅を抑制し、電気装置類の破損を防止できるエンジンの発電制御装置を提供することを目的とする。
In this case, as shown by a two-dot chain line a3 (see FIG. 13), when a correction delay of the actual power generation voltage (symbol r1) occurs, the actual power generation voltage Vn has a relatively large fluctuation range with respect to the target power generation voltage 14V (see FIG. 13). 13 is indicated by a two-point difference line Vb). As described above, if the generated voltage continues to fluctuate greatly, there is a risk of adversely affecting the operation of various in-vehicle sensors and electric devices such as injectors.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an engine power generation control device that can suppress a fluctuation range of an actual power generation voltage with respect to a target power generation voltage and prevent damage to electrical devices.
上述の目的を達成するため、請求項1の発明は、エンジンの駆動に応じて発電する発電機と、前記発電機の発電量を増減させる発電量制御デバイスの応答遅れを見越して前記エンジンの回転数を予測する回転数予測手段と、前記回転数に応じて前記発電機の目標発電電圧を設定する目標発電電圧設定手段と、前記目標発電電圧に対する前記発電機の実発電電圧のずれを無くすよう前記発電量制御デバイスを制御する制御手段と、を具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1に記載のエンジンの発電制御装置において、前記制御手段は、フィードフォーワード制御により前記制御を行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the engine power generation control device according to the first aspect, the control means performs the control by feedforward control.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載のエンジンの発電制御装置において、所定のデータ取得期間中に得られた時間と、前記データ取得期間中での前記エンジンの実回転数の変化との関連データを求めるデータ算出手段を備え、前記回転数予測手段が、前記関連データに基づき、前記データ取得期間後の前記回転数を予測することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the engine power generation control device according to the first or second aspect, the time obtained during a predetermined data acquisition period and the change in the actual rotational speed of the engine during the data acquisition period Data calculating means for obtaining the related data, and the rotational speed predicting means predicts the rotational speed after the data acquisition period based on the related data.
請求項4の発明は、請求項1又は2に記載のエンジンの発電制御装置において、前記エンジンの出力トルク、前記エンジンに接続された部品の消費トルク、前記部品の慣性モーメントを用いて前記エンジンの回転変化量を求める回転変化量算出手段を備え、前記回転数予測手段が、前記回転変化量に基づき前記回転数を予測することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the engine power generation control device according to the first or second aspect, the engine output torque, the consumption torque of the component connected to the engine, and the inertia moment of the component are used. Rotational change amount calculating means for obtaining the rotational change amount is provided, wherein the rotational speed predicting means predicts the rotational speed based on the rotational change amount.
請求項5の発明は、請求項1又は2に記載のエンジンの発電制御装置において、前記エンジンの駆動が定常と過渡のいずれの状態かを判定する駆動状態判定手段を備え、前記回転数予測手段は、前記駆動状態判定手段が定常状態であると判定したときには、所定のデータ取得期間中に得られた時間と、前記データ取得期間中での前記エンジンの実回転数の変化との関連データに基づき、前記データ取得期間後の前記回転数の予測を行い、前記駆動状態判定手段が過渡状態であると判定したときには、前記エンジンの出力トルク、前記エンジンに接続された部品の消費トルク、前記部品の慣性モーメントを用いて求めた前記エンジンの回転変化量に基づき、前記回転数の予測を行うことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the engine power generation control device according to the first or second aspect of the present invention, the engine speed control unit includes a driving state determination unit that determines whether the engine is driven in a steady state or a transient state. When the driving state determination unit determines that the driving state determination unit is in a steady state, the related data of the time obtained during a predetermined data acquisition period and the change in the actual engine speed during the data acquisition period Based on the prediction of the number of revolutions after the data acquisition period, and when the driving state determination means determines that it is in a transient state, the output torque of the engine, the consumption torque of the component connected to the engine, the component The number of revolutions is predicted based on the amount of change in rotation of the engine obtained using the moment of inertia of the engine.
請求項1の発明によれば、発電量制御デバイスの差動遅れによる目標発電電圧のずれが打ち消されるよう制御されるので、発電電圧のハンチングを抑制できる等、適正な発電電圧制御を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, since the deviation of the target generation voltage due to the differential delay of the power generation amount control device is controlled, it is possible to perform appropriate generation voltage control, such as suppressing generation voltage hunting. it can.
請求項2の発明によれば、フィードフォーワード制御を用いることで、発電量制御デバイスの作動遅れを回避でき、発電電圧のハンチングを抑制できる等、適正な発電電圧制御を行うことができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、エンジンが定常運転状態のときに簡単に精度良く回転数を予測することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、エンジンが過渡運転状態のときに応答性良く回転数を予測することができる。例えば、エンジンに接続される部品がトルコンである場合は、トルコンの接続状態に応じた回転負荷特性(トルコンの慣性モーメントやポンプトルク)を反映させた予測回転数を応答性良く算出できる。 According to the invention of claim 4, when the engine is in a transient operation state, the rotational speed can be predicted with good responsiveness. For example, when the component connected to the engine is a torque converter, it is possible to calculate the predicted rotational speed reflecting the rotational load characteristics (the inertial moment of the torque converter and the pump torque) according to the connected state of the torque converter with high responsiveness.
請求項5の発明によれば、エンジンの運転状態に対応した的確な発電電圧制御を行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, accurate power generation voltage control corresponding to the operating state of the engine can be performed.
図1には本発明の一実施形態としてのエンジンの発電制御装置を装備する4サイクル4気筒ガソリンエンジン(以後、単にエンジンと記す)1を示した。
このエンジン1は直噴式火花点火式エンジンであり、エンジン長手方向に沿って互に等間隔で複数、ここでは4つのシリンダCが順次配設されている。各シリンダCには燃料噴射弁2によって燃料噴射が成され、吸気路IRのスロットル弁4で調量された吸気が流入し、点火プラグ3により混合気への点火が成され、排気ガスが排気路ERに排出されている。このような燃焼駆動によりエンジン1は不図示のピストンクランク機構が燃焼エネルギーを回転エネルギーに変換し、これにより得られた回転力をクランク軸5より動力伝達系PTを介し駆動輪Wに伝達している。
FIG. 1 shows a four-cycle four-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) 1 equipped with an engine power generation control device as one embodiment of the present invention.
The
エンジン1のクランク軸5にはクランク角10°毎に発せられる単位クランク角信号Δθ、気筒判別信号(基準信号)θcを検出するクランク角センサ6(図1には概略的に示した)が配備され、この検出信号は後述のコントローラ(電子コントロールユニット:ECU)7に出力されている。
図1に示すように、点火プラグ3にはコントローラ7に制御される点火ユニット8が接続され、コントローラ7が各気筒の点火プラグ3を駆動する。燃料噴射弁2にはコントローラ7に制御される燃料供給装置9が接続され、コントローラ7が燃料噴射弁2に適時に燃料を噴射制御する。ここで、コントローラ7からの噴射信号が燃料噴射弁2に入力されることで、同燃料噴射弁2が噴射信号に応じた噴射駆動を行う。
The
As shown in FIG. 1, an ignition unit 8 controlled by a
クランク軸5に接続された動力伝達系PTは、クランク軸5に固着されるフライホイール11をロータとして兼用したスタータダイナモ12と、フライホイール11の回転を断続調整して出力するトルコン13と、トルコン13の回転を正逆切換える回転切換機構14と、回転切換機構14の回転を受けると共に変速してギヤ列17に出力するCVT変速機15と、ギヤ列17からの回転を左右の駆動輪W側に分岐して伝達するディファレンシャル装置18とを備える。
図1に示すように、動力伝達系PT上のトルコン13は、フライホイール11側のポンプ22と、出力軸131と一体のタービン21と、ポンプ22とタービン21の間の流体摩擦調整用のステータ19とを備え、入出力回転差を許容して回転伝達を行う。なお、トルコン13にはその出力軸131とフライホイール11を断続切換えるロックアップクラッチ20が併設される。
The power transmission system PT connected to the
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、CVT変速機15は、プライマリプーリ(入力軸プーリ)23、セカンダリプーリ(出力軸プーリ)24、及びこれらの間に巻掛けられたスチールベルト25から成り、駆動側プーリ23と従動側プーリ24の各巻き径が大小切換えられることでエンジン回転数Neを増減変速する機能を備える。
図1乃至図3、及び図5に示すように、スタータダイナモ12は、トルコンケーシング30に支持された環状のステータ27と、ステータ27の内側で回転するロータとしてのフライホイール11と、フライホイール11とステータ27との間の環状隙間に同心的に配備され、相対移動可能な発電量制御デバイスとしての制御籠38とを有する。
As shown in FIG. 1, the CVT transmission 15 includes a primary pulley (input shaft pulley) 23, a secondary pulley (output shaft pulley) 24, and a
As shown in FIGS. 1 to 3 and 5, the
ステータ27はその内周方向において等間隔で内方に突出する複数の鉄心部34を備え、各鉄心部34に三相巻線(ステータコイル33)がそれぞれ巻回されている。このステータ27の内側に同心的にロータとしてのフライホイール11が配備されている。フライホイール11はエンジン1のクランク軸5に直結されるロータ部28と、ロータ部28の外周に一体的に接合された複数のマグネット29とを有する。各マグネット29はロータ部28の外周に円周方向に沿って欠落部31を介して順次配置される。
図3に示すように、ロータ部28のボス281の外周対向部には環状の筒状体10が同心的に配備されている。筒状体10はその基端側(図3で左端)がエンジン本体側に支持される。この筒状体10の先端側の内周壁でボス281の外周壁との対向部には、ロータ角度センサ(磁極センサ)32が設けられる。
The
As shown in FIG. 3, an annular cylindrical body 10 is concentrically disposed on the outer peripheral facing portion of the
ボス281の外周壁にはロータ角度センサ32に磁気作用を及ぼすよう着磁されたマグネットリング35が嵌め込まれる。ロータ角度センサ32に対応するマグネットリング35の着磁帯には、ステータ27とロータ部28のマグネット29との対向状態に応じて、円周方向に所定幅間隔で交互に配列されたN極とS極が形成されている。
なお、筒状体10の外周面には導体リング72が取り付けられ、これにはロータ部28の外周の環状膨出部282の内周壁に固着された遠心離合式ブラシ71が摺接する。この遠心離合式ブラシ71は環状膨出部282内の不図示の複数の励磁コイルに電源側よりの電流を供給する。ここで不図示の複数の励磁コイルはこれが励磁状態(ロータの低回転時)にあるとロータ部28の各マグネット29の磁力を強めて発電特性を高め、非励磁状態(ロータの高回転時)にあると、ロータ部28の各マグネット(電磁式)29の磁力を弱めるよう機能する。これによってエンジンの高回転時における出力特性を確保し、無駄な発電を抑制している。
A
A
図2乃至図4に示すように、制御籠38は環状でステータ27の各鉄心部34に対して所定間隔を介して対向配備される環状主部381と、環状に配備された鉄心部34に対して対向するように突出する鉄心部34と同数の突状部382と、環状主部381の側部より延出するガイド部383(図4参照)と、ガイド部383の一部に形成されるラック部384(図4参照)とを備える。
環状主部381はこれと一体のガイド部383が複数の摺動支持部51(図3,4参照)を介してエンジン本体側の樹脂製の支持部材52(図3参照)に摺動可能に支持される。この摺動支持部51はコ字型断面を有し基端が支持部材52に固着され、摺動支持部51の二股状先端がガイド部383を挟持している。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
The annular
図3、4に示すように、ガイド部383の外周面であって、一対の隣り合う摺動支持部51間にラック部384が形成される。ラック部384はガイド部383の外周面上に複数の平歯を突出し形成している。ラック部384にはピニオン37が噛合う。このピニオン37はステップモータ53に回転駆動される。ステップモータ53は支持部材52(図3参照)の一部に固定支持され、同ステップモータ53はコントローラ7によって回転制御される。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
図2に示すように、制御籠38の各突状部382とステータ27の各鉄心部34は同数あり、各突状部382が各鉄心部34と正対する位置(図2、図7(a)に実線で示す)にある場合、制御籠38が基準位置P1に切換保持される。これに対し、図7(b)に実線で示すように、ステップモータ53の所定回転量に応じて、制御籠38の各突状部382がステータ27の隣り合う1対の鉄心部34の中間部と対向する場合、制御籠38が分離位置P2に切換え保持される。ここでステップモータ53は適宜の目標位置Pnoの入力信号を受けると、現位置との偏差に応じて正逆方向に回転作動し、これに連動して制御籠38の各突状部382が基準位置P1と分離位置P2との間(図2中の符号Seで示す回転域)の目標位置Pnoに切換えられる。なお、図2に示すように、制御籠38の3つの突状部382とロータ部28の1つのマグネット(電磁式)29が同時に正対するように構成されている。
As shown in FIG. 2, there are the same number of the
このようなスタータダイナモ12が発電機として機能する場合、ロータ部28が回転するのに応じて、マグネット29と鉄心部34との相対距離が変動し、鉄心部34が受ける磁力線量が増減する。特に、制御籠38の突状部382が基準位置P1と分離位置P2との間で切換わることによって各鉄心部34に巻回されたステータコイル33に誘起される電流量が増減する。即ち、ステップモータ53により突状部382を基準位置P1と分離位置P2との間の目標位置Pnoへ切換え移動させることで、ステータ27の各鉄心部34に巻回されてなる三相巻線(ステータコイル33)が励起する三相交流の電流を増減でき、後述の全波整流器40で整流して得られる出力電圧Vgが増減制御される。
このようなスタータダイナモ12は、始動時にスタータとして機能する。図5に示すように、コントローラ7により後述の全波整流器40がバッテリ39からの電流を三相交流に変換し、これを受けたスタータダイナモ12はそのロータ部28と一体のクランク軸5を回動し、エンジン1を始動する。しかも、始動後は同期発電機として機能し、発電した電流でバッテリ39を充電し、かつ不図示の電装部に電流を供給する。
When such a
Such a
スタータダイナモ12のモータとしての動作は次の通りである。ロータ角度センサ32で検出される回転角度に従ってステータコイル33に順次電流が供給されることにより、マグネット29を備えたロータ部28(フライホイール11)が磁力を受け回転駆動する。クランク軸5と一体のフライホイール11の回転によってクランキングが開始され、着火回転数に達したならばエンジン1は自立運転を開始する。自立運転開始後は制御系統が発電機側に切換えられ、スタータダイナモ12はエンジン発電機として動作する。
なお、スタータダイナモ12のモータとしての動作時にはステップモータ53が制御籠38を基準位置P1に切換え保持する。これによって、ステータ27の各鉄心部34より突状部382を経てロータ部28のマグネット29に達する磁力線量を確保し、ロータ部28側が受ける回転トルクを十分確保するようにしている。
The operation of the
When the
図5にはスタータダイナモ12の概略配線図を示した。同図において、コントローラ7にはスタータダイナモ12で発生した三相交流を整流する全波整流器40が接続され、全波整流器40にはその出力を予定のレギュレータ目標電圧Vに制限するためのレギュレータ41が付設される。ここでのコントローラ7は加速状態およびバッテリ電圧等によって発電量を制御する発電制御部A4として機能する。なお、ロータ角度センサ32の検出信号がコントローラ7に入力される。
図1に示すように、コントローラ7は双方向性バスによって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)702、RAM(ランダムアクセスメモリ)703、TIM(タイマー)704、CPU(マイクロプロセッサ)701、入力ポート705および出力ポート706を備える。コントローラ7は、図6に示すように、エンジンの燃料制御部A11(図6修正)と吸気制御部A12と点火制御部A13とからなるエンジン制御手段A1と、回転数予測手段A2と、目標発電電圧設定手段A3と、発電制御手段(制御手段)A4と、駆動状態判定手段A5と、データ算出手段A6あるいは回転変化量算出手段A7の各制御機能を備える。
FIG. 5 shows a schematic wiring diagram of the
As shown in FIG. 1, the
具体的には、燃料制御部A11はエンジン運転情報に応じた燃料噴射量を演算し、その燃料噴射量の噴射を燃料噴射弁2により行う。吸気制御部A12はアクセルセンサ75からのアクセル開度θaや、負荷情報に応じてスロットル開度θsを演算し、そのスロットル開度にスロットル弁4を制御する。点火制御部A13はクランク角情報(単位クランク角信号Δθ、気筒判別信号θc)及びエンジン運転情報に応じた点火時期を演算し、その点火時期に点火プラグ2を点火駆動する。
このようなエンジン制御手段A1の働きでエンジンは駆動して、動力伝達系PTに回転出力を伝達する。
Specifically, the fuel control unit A11 calculates the fuel injection amount according to the engine operation information, and the
The engine is driven by such an operation of the engine control means A1, and the rotational output is transmitted to the power transmission system PT.
次に、駆動状態判定手段A5は、図10にAPSと記したアクセル開度θaあるいはスロットル開度センサ72(図1参照)からのTPSと記したスロットル開度θsを求める。その上で、アクセル開度変化率θa/dt、あるいはスロットル開度変化率θs/dtを算出する。ここで、アクセル開度変化率θa/dt、あるいはスロットル開度変化率θs/dtが比較的低い場合に定常運転域c1(図10参照)を判定し、比較的高い場合に過渡運転域c2(図10参照)を判定する。
データ算出手段A6の算出結果は、定常運転域c1(図10参照)を判定した際に採用される。ここでは、データ算出手段A6は、所定のデータ取得期間en(図8参照)中に得られたサンプリング時間(図8中のt1、t2、・・・)と、データ取得期間en中でのエンジン1の実回転数の変化(図8中の回転速度Ne)の関連データ、例えば、図8中の各データ取得期間en中における実測値(●、■、★)のデータ分布特性を求める。
Next, the driving state determination means A5 obtains the accelerator opening θa indicated as APS in FIG. 10 or the throttle opening θs indicated as TPS from the throttle opening sensor 72 (see FIG. 1). Then, the accelerator opening change rate θa / dt or the throttle opening change rate θs / dt is calculated. Here, the steady operation range c1 (see FIG. 10) is determined when the accelerator opening change rate θa / dt or the throttle opening change rate θs / dt is relatively low, and when it is relatively high, the transient operation range c2 ( (See FIG. 10).
The calculation result of the data calculation means A6 is adopted when the steady operation range c1 (see FIG. 10) is determined. Here, the data calculation means A6 includes the sampling time (t1, t2,... In FIG. 8) obtained during a predetermined data acquisition period en (see FIG. 8) and the engine during the data acquisition period en. The data distribution characteristics of the related data of the change in the actual rotational speed of 1 (the rotational speed Ne in FIG. 8), for example, the actually measured values (●, ■, ★) during each data acquisition period en in FIG.
このデータ算出手段A6に代えて、過渡運転域c2(図10参照)では、回転変化量算出手段A7の算出結果が採用される。ここでは、エンジンのトルコン13(動力伝達系部品)におけるトルクの収支をモデル化したときのモデル値に基づき単位時間あたりのエンジン1の回転変化量ΔNβを求める。
回転変化量算出手段A7は、図9に示すような、イナーシャ(慣性モーメント)Ieを有するトルコン(回転伝達機器)13のポンプトルクをTpとし、アクセル開度θaから求めた目標エンジントルクをTeとし、エンジン1に付設されるエンジン補機(例えば水ポンプ)の補機トルクをTaとし、下記(1)式を用い、回転変化量ΔNβを求める。
Instead of this data calculation means A6, the calculation result of the rotation change amount calculation means A7 is adopted in the transient operation range c2 (see FIG. 10). Here, the amount of change in rotation ΔNβ of the
As shown in FIG. 9, the rotation change amount calculation means A7 uses Tp as the pump torque of the torque converter (rotation transmission device) 13 having the inertia (moment of inertia) Ie, and Te as the target engine torque obtained from the accelerator opening θa. Then, let Ta be the auxiliary machine torque of an engine auxiliary machine (for example, a water pump) attached to the
ΔNβ=(Te−Ta―Tp)/Ie×Δt×td・・・・・・(1)
(1)式を用いるにあたり、まず、目標エンジントルクTeと負荷トルクであるポンプトルク(トルコンのポンプ22のトルク)Tpと補機トルクTaを求める。なお、tdはエンジン1に接続された部品(ここではトルコン13)の作動応答性に起因する遅れ時間である。
ここでは、出力軸131のポンプ回転数Npをポンプ回転センサ73で求めておく。その上でクランク軸5と出力軸131との回転差Δn(=Ne−Np)相当の値として不図示のマップより負荷トルクであるトルコン13のポンプトルクTpを演算する。
更に、アクセル開度θaから目標エンジントルクTeを求める。更に、エンジン1の補機トルクTaはエンジン回転数Ne相当の値として不図示のマップより演算する。
ΔNβ = (Te−Ta−Tp) / Ie × Δt × td (1)
In using the equation (1), first, a target engine torque Te, a pump torque (torque of the torque converter pump 22) Tp and an auxiliary machine torque Ta are obtained. Note that td is a delay time caused by the operation responsiveness of a component (here, the torque converter 13) connected to the
Here, the pump rotation speed Np of the
Further, the target engine torque Te is obtained from the accelerator opening degree θa. Further, the auxiliary machine torque Ta of the
その上で、目標エンジントルクTeの減算値(=Te−Ta−Tp)を単位時間あたりの値として算出する。更に、その減算値(=Te−Tp−Ta)を動力伝達系のモデルのイナーシャ(慣性モーメント)Ieで除算し、基本の回転変化量ΔN/Δt=(Te−Tp−Ta)/Ieを求める。更に、ここではトルコン13の作動応答性を考慮し、これに起因する遅れ時間tdを掛けて、実際の回転変化量ΔNβ={(Te−Tp−Ta)/Ie}×Δt×tdを求める。
なお、後述するように、この回転変化量ΔNβ相当の回転変動量を経時的に順次加算していくことで、過渡時のエンジン回転数Nea(←Nea+ΔNβ(tn))を順次予測回転数Neaとして更新している。
Then, a subtraction value (= Te−Ta−Tp) of the target engine torque Te is calculated as a value per unit time. Further, the subtraction value (= Te−Tp−Ta) is divided by the inertia (moment of inertia) Ie of the model of the power transmission system to obtain a basic rotation change amount ΔN / Δt = (Te−Tp−Ta) / Ie. . Further, in this case, considering the operation responsiveness of the
As will be described later, the engine speed Nea (← Nea + ΔNβ (tn)) at the time of transition is sequentially set as the predicted engine speed Nea by sequentially adding the engine speed fluctuation amount corresponding to the engine speed change amount ΔNβ over time. It has been updated.
次に、回転数予測手段A2は、アクセル開度変化率θa/dtが比較的低く、定常運転域c1の信号を受けた際には、定常運転域c1での予測回転数演算処理M1を行う。
この定常運転域での予測回転数演算処理M1では、データ算出手段A6で求めた、例えば、図8中の各データ取得期間en中における実測値(●、■、★)のデータ分布特性を元に、回転数変動に応じた近似式である1次関数(Ne=A×t+B)を最小二乗法に基づき設定し、予測回転数Nea(図8に記載の実測値:○、□、☆)を演算する。なお、本実施の形態では、近似式として1次関数式を用いているが、2次以上の関数式を用いることも可能である。
Next, when the accelerator opening change rate θa / dt is relatively low and the rotational speed predicting means A2 receives a signal of the steady operating range c1, the rotational speed predicting unit A2 performs a predicted rotational speed calculation process M1 in the steady operating range c1. .
In the predicted rotational speed calculation process M1 in the steady operation range, for example, based on the data distribution characteristics of the actually measured values (●, ■, ★) obtained in the data acquisition period en in FIG. In addition, a linear function (Ne = A × t + B), which is an approximate expression according to the rotational speed variation, is set based on the least square method, and the predicted rotational speed Nea (actually measured values described in FIG. 8: ○, □, ☆) Is calculated. In the present embodiment, a linear function formula is used as an approximation formula, but a quadratic or higher order function formula can also be used.
まず、データ分布特性より仮設定した1次関数(Ne=A×t+B)により、各計測時点(t)における発電機回転数(=f(t))と、実測した各計測時点(t)における実モータ回転数Nen(図8に小形化して記載の実測値:●、■、★)との差分の二乗値の合計値を算出する。更に、その合計値が最小となるように、仮設定した1次関数(Ne=A×t+B)を修正し、設定を完了する。ここでは、図8におけるe1域の実線、e2域の破線、e3域の2点鎖線で示すように、各データ取得期間enにおいて、順次、1次関数が演算され、設定される。 First, the generator rotation speed (= f (t)) at each measurement time point (t) and the measured measurement time points (t) by a linear function (Ne = A × t + B) provisionally set from the data distribution characteristics. The total value of the square values of the differences from the actual motor rotational speed Nen (actually measured values described in FIG. Further, the temporarily set linear function (Ne = A × t + B) is corrected so that the total value becomes the minimum, and the setting is completed. Here, as indicated by a solid line in the e1 region, a broken line in the e2 region, and a two-dot chain line in the e3 region in FIG. 8, a linear function is sequentially calculated and set in each data acquisition period en.
データ取得期間(e1,e2・・・)において1次関数が演算されると、図8に示すように、その直後の遅れ時間(td1、td2・・・)の経過時の予測回転数Neaを算出する。この場合、1次関数(Ne=A×t+B)に遅れ時間(td1・・・)を代入し、遅れ時間(td1・・・)の経過時の予測回転数Nea(Ne1,Ne2・・・)を求める。言い換えると、制御籠38の切換えにおける応答遅れを見越して、即ち、遅れ時間(td1、td2・・・)の経過時に制御籠38の各突状部382が実際に切換えられている位置Pno’(図7(b)参照)に応じた予測回転数Nea(図8における予測値:○、□、☆)をあらかじめ算出する。このため、得られた予測回転数Neaは実際に発生している定常時のエンジン回転速度となる。
When the linear function is calculated in the data acquisition period (e1, e2...), As shown in FIG. 8, the predicted rotational speed Nea when the delay time (td1, td2. calculate. In this case, the delay time (td1...) Is substituted into the linear function (Ne = A × t + B), and the predicted rotational speed Nea (Ne1, Ne2...) When the delay time (td1. Ask for. In other words, in anticipation of a response delay in the switching of the
更に、回転数予測手段A2は、発電機回転数が比較的高く、過渡運転域c2の信号を受けた際に、定常運転域c1での予測回転数演算処理に代えて、過渡運転域c2での予測回転数演算処理M2を行う。
この過渡運転域c2での予測回転数演算処理M2では、スタータダイナモ12(発電機)の発電量を増減する制御籠(発電量制御デバイス)38の各突状部382がステータ27に対向する際、基準位置P1と分離位置P2との間の所望の目標位置Pnoに切換わる際の応答遅れ(機械的作動遅れ)(例えば、図7(b)に示す、目標位置Pnoの手前の位置Pno’)を考慮し、実際に達する位置Pno’を見越して、制御籠38の各突状部382が応答遅れにより切換途中の実際の位置Pno’にある状態で得られる過渡運転域c2での実際の回転変化量ΔNβ={(Te−Tp−Ta)/Ie}×Δt×tdを回転変化量算出手段A7より取り込み、エンジン回転数Ne(ここでエンジン回転数と発電機回転数は同一)を予測する。
Further, the rotational speed predicting means A2 has a relatively high generator rotational speed, and when receiving the signal of the transient operating area c2, it replaces the predicted rotational speed calculation process in the steady operating area c1 with the transient operating area c2. The predicted rotational speed calculation process M2 is performed.
In the predicted rotational speed calculation process M2 in the transient operation region c2, when each projecting
ここでは、回転変化量算出手段A7で求めた、実際の回転変化量ΔNβ={(Te−Tp−Ta)/Ie}×Δt×tdを順次加算していく。更に、図10の1制御周期の各時点(t1,t2・・・tn)毎に、過渡運転域c2での予測回転数Neaを、過渡運転域c2に入った際のエンジン回転数Ne1に各時点での回転変化量ΔNβ(tn)相当の回転変動量ΔNを順次加算して過渡時のエンジン回転数Nea(←Nea+ΔNβ(tn))を順次予測回転数Neaとして更新している。
目標発電電圧設定手段A3は、回転数予測手段A2で求めた予測回転数Nea(Ne1,Ne2・・・)に応じて目標発電電圧Vgoを設定する。ここでは、図12に示すような、エンジン回転数Neに応じた発電電圧Vgの関連データを取得しておく。その上で予測回転数Neaに応じた目標発電電圧Vgoの特性を設定し、これを算出できるマップmap1(図6参照)を予め作成しておく。
Here, the actual rotation change amount ΔNβ = {(Te−Tp−Ta) / Ie} × Δt × td obtained by the rotation change amount calculation means A7 is sequentially added. Further, at each time point (t1, t2... Tn) of one control cycle in FIG. 10, the predicted engine speed Nea in the transient operation area c2 is changed to the engine speed Ne1 when entering the transient operation area c2. The rotational fluctuation amount ΔN corresponding to the rotational change amount ΔNβ (tn) at the time is sequentially added, and the engine rotational speed Nea (← Nea + ΔNβ (tn)) at the time of transition is sequentially updated as the predicted rotational speed Nea.
The target power generation voltage setting means A3 sets the target power generation voltage Vgo according to the predicted rotational speed Nea (Ne1, Ne2...) Obtained by the rotational speed prediction means A2. Here, as shown in FIG. 12, the related data of the generated voltage Vg according to the engine speed Ne is acquired. Then, a characteristic of the target power generation voltage Vgo corresponding to the predicted rotation speed Nea is set, and a map map1 (see FIG. 6) that can calculate this is prepared in advance.
発電制御手段A4は、予測回転数Neaに応じた目標発電電圧Vgoのずれを無くすよう制御籠38(発電量制御デバイス)の各突状部382をステップモータ53を介して切換え制御する。
ここで発電制御手段A4は、目標発電電圧Vgを得るため、基準位置P1と分離位置P2との間に適宜設定される予測の切換え位置Pno’を得るため、制御上においては予測の切換え位置Pno’に相当する目標位置Pnoに制御籠38(発電量制御デバイス)を切換えるフィードフォーワード制御を行う。この際、仮の目標位置Pnoに制御籠38(発電量制御デバイス)が切換え制御が行われることで、応答性よく、予測の切換え位置Pno’へ切換え制御出来ることとなる。
The power generation control means A4 switches and controls each
Here, the power generation control means A4 obtains a predicted switching position Pno ′ which is appropriately set between the reference position P1 and the separation position P2 in order to obtain the target power generation voltage Vg. Feed forward control for switching the control rod 38 (power generation amount control device) to the target position Pno corresponding to 'is performed. At this time, since the control rod 38 (power generation amount control device) is switched to the temporary target position Pno, the switching control to the predicted switching position Pno ′ can be performed with good responsiveness.
次に、本発明のエンジンの発電制御装置における制御処理を説明する。
ここでは、図1のコントローラ7の各制御処理を、図11の発電制御ルーチンに沿って説明する。
コントローラ7の制御処理が発電制御ルーチンへ移行すると、先ずステップs1において、アクセル開度センサ71、スロットル開度センサ72、ポンプ回転センサ73及びその他エンジン運転情報が取り込まれる。更に、ステップモータ53を基準位置P1に相当するステップ位置に修正保持する。
Next, control processing in the power generation control device for an engine of the present invention will be described.
Here, each control process of the
When the control process of the
次いで、ステップs2ではアクセル開度θaのデータよりその変化率θa/dt(ΔAPS)を演算し、同値が過渡運転域(図10のc2域)を判定する閾値XAPSを上回るか否か判断し、定常運転域(図10のc1域)であり、上回ることがないとステップs4に、上回るとステップs3に進む。ステップs3では過渡運転域(図10のc2域)であることより、過渡運転フラグFLG1をオンしてステップs4に進む。ステップs4では過渡運転フラグFLG1がオンか否か判断し、オフでステップs5に、オンでステップs6に進む。
定常運転域(図10のc1域)でステップs5に達すると、ここでは、定常運転域c1での予測回転数演算処理M1を行う。
Next, in step s2, the rate of change θa / dt (ΔAPS) is calculated from the data of the accelerator opening θa, and it is determined whether or not the same value exceeds a threshold value XAPS for determining the transient operation region (c2 region in FIG. 10). If it is a steady operation region (c1 region in FIG. 10) and does not exceed, it proceeds to step s4, and if it exceeds, proceeds to step s3. In step s3, since it is a transient operation region (c2 region in FIG. 10), the transient operation flag FLG1 is turned on and the process proceeds to step s4. In step s4, it is determined whether or not the transient operation flag FLG1 is on. If off, the process proceeds to step s5, and if on, the process proceeds to step s6.
When step s5 is reached in the steady operation region (c1 region in FIG. 10), here, the predicted rotation speed calculation process M1 in the steady operation region c1 is performed.
図8に示すように、データ取得期間中(図8に示すe1)に得られた時間t1、t2、・・・と、発電機の実回転数(実測値:■、★・・・)との関連データを元に最小二乗法により時間と発電機回転数Neの1次の近似式(図8の実線参照)とを設定し、同近似式によりデータ取得期間e1の直後の遅れ時間Δt1の経過時の予測回転数Nea(Ne1)を算出する。
次いで、ステップs7に達すると、今回演算の予測回転数Nea(Ne1)相当の目標発電電圧Vgをマップmap1(図6中のmap1参照)を用いて算出する。次いで、目標発電電圧Vgoを得るための予測の切換え位置Pno’を得るため、制御上は仮の目標位置Pnoに制御籠38(発電量制御デバイス)を切換えるフィードフォーワード制御を行う。この際、直接、仮の目標位置Pnoに制御籠38(発電量制御デバイス)を切換える制御を行うので、予測の切換え位置Pno’に切換えがなされ、応答性良く目標発電電圧Vgが得られ、バッテリの定格電圧14Vに対する変動幅の少ない、即ち、図13に実線で示す、目標発電電圧Vgに近い実際の発電電圧を得ることができる。
As shown in FIG. 8, the times t1, t2,... Obtained during the data acquisition period (e1 shown in FIG. 8) and the actual number of revolutions of the generator (actual measurement values: ■, ★...) Based on the related data, a first-order approximate expression (see the solid line in FIG. 8) of the time and the generator rotational speed Ne is set by the least square method, and the delay time Δt1 immediately after the data acquisition period e1 is set by the approximate expression. A predicted rotation speed Nea (Ne1) at the time of elapse is calculated.
Next, when step s7 is reached, a target generated voltage Vg corresponding to the predicted rotation speed Nea (Ne1) calculated this time is calculated using a map map1 (see map1 in FIG. 6). Next, in order to obtain a predicted switching position Pno ′ for obtaining the target power generation voltage Vgo, feedforward control for switching the control rod 38 (power generation amount control device) to the temporary target position Pno is performed. At this time, since control for directly switching the control rod 38 (power generation amount control device) to the temporary target position Pno is performed, switching to the predicted switching position Pno ′ is performed, and the target power generation voltage Vg can be obtained with good responsiveness. The actual generated voltage close to the target generated voltage Vg as shown by the solid line in FIG. 13 can be obtained.
なお、このような処理は定常運転域(図10のc1域)にある限り、経時的に繰り返され、順次、図8に示すデータ取得期間中(e2、e3・・・・)に同様に、データ取得期間中(e1の場合と同様に、データ取得期間(e2、e3・・・・)の直後の各遅れ時間Δt2、Δt3・・・後の予測回転数Nea(Ne2、Ne3・・・・)を定常運転域c1での予測回転数演算処理により算出し、予測回転数Neaに応じた目標発電電圧Vgoを順次精度よく演算し、バッテリの定格電圧14Vに対する変動幅の少ない、即ち、図13に実線で示す、目標発電電圧Vgに近い実際の発電電圧を得ることができる。
他方、ステップs4より過渡運転域(図10のc2域)でステップs6に達すると、ここでは、過渡運転域c2での予測回転数演算処理M2を行う。
Such processing is repeated over time as long as it is in the steady operation region (c1 region in FIG. 10), and sequentially in the same manner during the data acquisition period (e2, e3,...) Shown in FIG. Predicted rotation speed Nea (Ne2, Ne3,... After each delay time .DELTA.t2, .DELTA.t3,... Immediately after the data acquisition period (e2, e3,...) As in the case of e1. ) Is calculated by the predicted rotational speed calculation process in the steady operation range c1, and the target generated voltage Vgo corresponding to the predicted rotational speed Nea is sequentially calculated with high accuracy, and the fluctuation range with respect to the rated voltage 14V of the battery is small. It is possible to obtain an actual generated voltage close to the target generated voltage Vg indicated by a solid line.
On the other hand, when step s6 is reached in the transient operation region (c2 region in FIG. 10) from step s4, here, the predicted rotational speed calculation process M2 in the transient operation region c2 is performed.
図9に示すように、過渡運転域c2での予測回転数演算処理M2では、先に求められているイナーシャ(慣性モーメント)Ieを有するトルコン(回転伝達機器)13のポンプトルクTpをクランク軸5と出力軸131との回転差Δn(=Ne−Np)相当の値として不図示のマップより求める。更に、アクセル開度θaから目標エンジントルクTeを求める。更に、エンジン補機(例えば水ポンプ)の補機トルクTaをエンジン回転数Neと出力軸131との回転差Δn(=Ne−Np)(ポンプ回転センサ73からの値をあらかじめ取り込む)相当の値として不図示のマップより求める。
次いで、これらデータを(1)式
ΔNβ==(Te−Ta―Tp)/Ie×Δt×td・・・・・・(1)
に代入する。
As shown in FIG. 9, in the predicted rotational speed calculation process M2 in the transient operation region c2, the pump torque Tp of the torque converter (rotation transmission device) 13 having the inertia (moment of inertia) Ie obtained previously is used as the
Next, these data are converted into the equation (1) ΔNβ == (Te−Ta−Tp) / Ie × Δt × td (1)
Assign to.
この(1)式では、目標エンジントルクTeから、補機トルクTaとポンプトルクをTpを引いたものを、イナーシャIeで割って単位時間当たりの回転変化量(=(Te−Ta―Tp)/Ie)を求める。それに遅れ時間tdを掛けて実際の回転変化量ΔNβを求めている。
このような過渡運転域c2での回転変化量ΔNβをデータ取得期間en経過毎に、前回の予測回転数Neaに加算することで、即ち、過渡運転域c2に入った際のエンジン回転数Ne1に各時点での回転変化量ΔNβ(tn)相当の回転変動量ΔNを順次加算して過渡時のエンジン回転数Nea(←Nea+ΔNβ(tn))を順次予測回転数Neaとして順次算出できる(図10参照)。
In the equation (1), the value obtained by subtracting the auxiliary engine torque Ta and the pump torque Tp from the target engine torque Te is divided by the inertia Ie to obtain a rotation change amount per unit time (= (Te−Ta−Tp) / Ie). The actual rotation change amount ΔNβ is obtained by multiplying it by the delay time td.
By adding the rotational change amount ΔNβ in the transient operation range c2 to the previous predicted rotation speed Nea every time the data acquisition period en has elapsed, that is, to the engine rotation speed Ne1 when entering the transient operation range c2. The engine speed Nea (← Nea + ΔNβ (tn)) at the time of transition can be sequentially calculated as the predicted engine speed Nea sequentially by sequentially adding the engine speed fluctuation amount ΔN corresponding to the engine speed variation ΔNβ (tn) at each time point (see FIG. 10). ).
次いでステップs6よりステップs7に達すると、今回の予測回転数Nea相当の目標発電電圧Vgをマップmap1(図6)を用い算出し、目標発電電圧Vgoを得るための予測の切換え位置Pno’を得るため、制御上は仮の目標位置Pnoに制御籠38(発電量制御デバイス)を切換えるフィードフォーワード制御を行う。この際、直接、仮の目標位置Pnoに制御籠38(発電量制御デバイス)を切換えるので、応答性良く、目標発電電圧Vgが得られ、バッテリの定格電圧14Vに対する変動幅の少ない、即ち、図13に実線で示す、定格電圧14Vに近い発電電圧Vaを得ることができる。 Next, when step s6 is reached from step s6, the target generated voltage Vg corresponding to the current predicted rotation speed Nea is calculated using the map map1 (FIG. 6), and the predicted switching position Pno ′ for obtaining the target generated voltage Vgo is obtained. Therefore, for control, feedforward control is performed to switch the control rod 38 (power generation amount control device) to the temporary target position Pno. At this time, since the control rod 38 (power generation amount control device) is directly switched to the temporary target position Pno, the target power generation voltage Vg is obtained with good responsiveness, and the fluctuation range with respect to the rated voltage 14V of the battery is small. A power generation voltage Va close to a rated voltage of 14 V, indicated by a solid line in FIG. 13, can be obtained.
このように、図1のエンジンの発電制御装置では、定常運転域c1でも過渡運転域c2であっても制御籠38(発電量制御デバイス)の差動遅れによる目標発電電圧のずれが打ち消され、目標発電電圧に対する実発電電圧の変動幅を抑制でき、適正な発電電圧維持制御を行うことができ、電気装置類の破損を防止できる。
更に、制御籠38(発電量制御デバイス)を目標発電電圧相当の目標位置にフィードフォーワード制御で切換えるので、目標発電電圧のずれ(図13中のr1)が打ち消され、目標発電電圧に対する実発電電圧の変動幅を抑制でき、適正な発電電圧を確保できる。
As described above, in the engine power generation control device of FIG. 1, the deviation of the target power generation voltage due to the differential delay of the control rod 38 (power generation amount control device) is canceled regardless of whether in the steady operation region c1 or the transient operation region c2. The fluctuation range of the actual power generation voltage with respect to the target power generation voltage can be suppressed, appropriate power generation voltage maintenance control can be performed, and damage to the electrical devices can be prevented.
Further, since the control rod 38 (power generation amount control device) is switched to the target position corresponding to the target power generation voltage by feedforward control, the deviation of the target power generation voltage (r1 in FIG. 13) is canceled out, and the actual power generation with respect to the target power generation voltage The fluctuation range of the voltage can be suppressed, and an appropriate generated voltage can be secured.
更に、ステップs5における定常運転域c1での予測回転数演算処理M1を行うので、目標発電電圧を精度良く設定でき、特に、定常運転状態で精度良く設定でき、適正な発電電圧維持制御を行うことができる。
更に、ステップs6における過渡運転域c2での予測回転数演算処理M2を行うので、過渡運転状態で予測回転数を的確に応答性よく演算でき、目標発電電圧を設定でき、適正な発電電圧維持制御を行うことができる。例えば、トルコン接続の場合、トルコン接続状態に応じた回転遅れを反映させ、予測回転数を応答性良く演算できる。
Furthermore, since the predicted rotational speed calculation process M1 in the steady operation range c1 in step s5 is performed, the target power generation voltage can be set with high accuracy, in particular, it can be set with high precision in the steady operation state, and appropriate power generation voltage maintenance control is performed. Can do.
Furthermore, since the predicted rotational speed calculation process M2 in the transient operation region c2 in step s6 is performed, the predicted rotational speed can be calculated accurately and with good responsiveness in the transient operation state, the target power generation voltage can be set, and appropriate power generation voltage maintenance control is performed. It can be performed. For example, in the case of torque converter connection, a rotation delay corresponding to the torque converter connection state is reflected, and the predicted rotation speed can be calculated with good responsiveness.
更に、ステップs4における定常運転域c1か過渡運転域c2かの判断に応じて、エンジン1が定常状態では予測回転数を精度良く演算でき、エンジン1が過渡状態では予測回転数を的確に応答性よく演算でき、目標発電電圧に対する実発電電圧の変動幅を抑制でき、回転変動が生じ易い車両等のエンジンに搭載された発電機の発電電圧維持制御を適正に行うことができる。
Further, according to the determination as to whether the steady operation range c1 or the transient operation range c2 in step s4, the predicted rotational speed can be accurately calculated when the
1 エンジン
5 クランク軸
7 コントローラ
10 筒状体
12 スタータダイナモ
33 ステータコイル
38 制御籠(発電量制御デバイス)
382 突状部
39 バッテリ
40 全波整流器
A1 エンジン制御手段
A2 回転数予測手段
A3 目標発電電圧設定手段
A4 発電制御手段(制御手段)
A5 駆動状態判定手段
A6 データ算出手段
A7 回転変化量算出手段
Nea 予測回転数
P1 基準位置
P2 分離位置
Pno 目標位置
Pno’ 予測の切換え位置
Vgo 目標発電電圧
1
A5 Driving state determination means A6 Data calculation means A7 Rotational change amount calculation means Nea Predicted rotation speed P1 Reference position P2 Separation position Pno Target position Pno 'Prediction switching position Vgo Target generation voltage
Claims (5)
前記発電機の発電量を増減させる発電量制御デバイスの応答遅れを見越して前記エンジンの回転数を予測する回転数予測手段と、
前記回転数に応じて前記発電機の目標発電電圧を設定する目標発電電圧設定手段と、
前記目標発電電圧に対する前記発電機の実発電電圧のずれを無くすよう前記発電量制御デバイスを制御する制御手段と、
を具備したエンジンの発電制御装置。 A generator that generates electricity according to the driving of the engine;
A rotational speed prediction means for predicting the rotational speed of the engine in anticipation of a response delay of a power generation amount control device that increases or decreases the power generation amount of the generator;
Target power generation voltage setting means for setting a target power generation voltage of the generator according to the rotational speed;
Control means for controlling the power generation amount control device so as to eliminate the deviation of the actual power generation voltage of the generator with respect to the target power generation voltage;
An engine power generation control device comprising:
前記制御手段は、フィードフォーワード制御により前記制御を行うことを特徴とするエンジンの発電制御装置。 The engine power generation control device according to claim 1,
The power generation control device for an engine, wherein the control means performs the control by feedforward control.
所定のデータ取得期間中に得られた時間と、前記データ取得期間中での前記エンジンの実回転数の変化との関連データを求めるデータ算出手段を備え、
前記回転数予測手段が、前記関連データに基づき、前記データ取得期間後の前記回転数を予測することを特徴とするエンジンの発電制御装置。 In the engine power generation control device according to claim 1 or 2,
Data calculating means for obtaining related data between a time obtained during a predetermined data acquisition period and a change in the actual rotational speed of the engine during the data acquisition period;
The engine power generation control device characterized in that the engine speed prediction means predicts the engine speed after the data acquisition period based on the related data.
前記エンジンの出力トルク、前記エンジンに接続された部品の消費トルク、前記部品の慣性モーメントを用いて前記エンジンの回転変化量を求める回転変化量算出手段を備え、
前記回転数予測手段が、前記回転変化量に基づき前記回転数を予測することを特徴とするエンジンの発電制御装置。 In the engine power generation control device according to claim 1 or 2,
A rotation change amount calculating means for obtaining a rotation change amount of the engine using an output torque of the engine, a consumption torque of a component connected to the engine, and an inertia moment of the component;
The power generation control device for an engine, wherein the rotation speed prediction means predicts the rotation speed based on the rotation change amount.
前記エンジンの駆動が定常と過渡のいずれの状態かを判定する駆動状態判定手段を備え、
前記回転数予測手段は、
前記駆動状態判定手段が定常状態であると判定したときには、所定のデータ取得期間中に得られた時間と、前記データ取得期間中での前記エンジンの実回転数の変化との関連データに基づき、前記データ取得期間後の前記回転数の予測を行い、
前記駆動状態判定手段が過渡状態であると判定したときには、前記エンジンの出力トルク、前記エンジンに接続された部品の消費トルク、前記部品の慣性モーメントを用いて求めた前記エンジンの回転変化量に基づき、前記回転数の予測を行うことを特徴とするエンジンの発電制御装置。 In the engine power generation control device according to claim 1 or 2,
Drive state determination means for determining whether the engine drive is in a steady state or in a transient state;
The rotation speed prediction means includes
When it is determined that the driving state determination means is in a steady state, based on the related data between the time obtained during a predetermined data acquisition period and the change in the actual engine speed during the data acquisition period, Predicting the number of revolutions after the data acquisition period;
When the driving state determining means determines that the engine is in a transient state, based on the engine output torque, the consumption torque of a component connected to the engine, and the amount of change in the rotation of the engine determined using the inertia moment of the component. An engine power generation control device that predicts the number of revolutions.
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