JP2014177908A - Control device - Google Patents

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Kazuhiro Yoshimoto
和弘 吉本
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure that a larger amount of negative pressure can be supplied by a brake booster for a period of time immediately after a startup of an internal combustion engine.SOLUTION: A voltage of a battery to be charged by a generator is controlled to be a first target value for a period of time immediately after a startup of an internal combustion engine and thereafter is controlled to be a second target value higher than the first target value. On that basis, transition of the target value of the voltage of the battery from the first target value to the second target value is adjusted so that an index value of the degree of output of the generator is prevented from overshooting a predetermined value or more, for a transition period for transiting from the first target value to the second target value.

Description

本発明は、車両に搭載される内燃機関及びこの内燃機関から回転駆動力の伝達を受けて発電する発電機を制御する制御装置に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine mounted on a vehicle and a control device that controls a generator that generates electric power by receiving a rotational driving force transmitted from the internal combustion engine.

一般に、内燃機関を搭載した車両においては、内燃機関の出力トルクの一部を発電機に供給して発電を行い、その発電した電力を車両の電装系に供給し、また車載のバッテリに充電している。   In general, in a vehicle equipped with an internal combustion engine, a part of the output torque of the internal combustion engine is supplied to a generator to generate electric power, and the generated electric power is supplied to the electrical system of the vehicle, and an in-vehicle battery is charged. ing.

発電機に付随するICレギュレータは、バッテリの端子電圧を目標値に追従させるべく、フィールドコイルに通電する電流のDUTY比(fDUTY)を増減させて発電機の出力電圧を操作する。バッテリ電圧の目標値は、内燃機関及び発電機の制御を司るECU(Electronic Control Unit)から指令される。   The IC regulator associated with the generator operates the output voltage of the generator by increasing or decreasing the DUTY ratio (fDUTY) of the current flowing through the field coil so that the terminal voltage of the battery follows the target value. The target value of the battery voltage is commanded from an ECU (Electronic Control Unit) that controls the internal combustion engine and the generator.

発電中の発電機は、内燃機関に対する機械的な負荷となる。その負荷は、発電機の出力電圧が大きいほど、換言すれば発電機におけるfDUTYが大きいほど大きくなる。   The generator during power generation becomes a mechanical load on the internal combustion engine. The load increases as the output voltage of the generator increases, in other words, as the fDUTY in the generator increases.

内燃機関の始動直後は、機関温度が低く、潤滑油の粘性が高いこともあって、機関の回転が不安定となりやすい。そこで、当初バッテリ電圧の目標値を比較的低い値(例えば、約13V)に抑え、発電機による負荷を軽減してエンジンストールを予防する。そして、内燃機関の始動からある程度の時間(例えば、始動から約90秒)が経過した後に、バッテリ電圧の目標値を本来の値(例えば、約14.5V)に引き上げる(下記特許文献を参照)。   Immediately after starting the internal combustion engine, the engine temperature is low and the viscosity of the lubricating oil is high, so the engine rotation tends to become unstable. Therefore, the target value of the initial battery voltage is suppressed to a relatively low value (for example, about 13 V), and the load caused by the generator is reduced to prevent engine stall. Then, after a certain amount of time has elapsed since the start of the internal combustion engine (for example, about 90 seconds from the start), the target value of the battery voltage is raised to the original value (for example, about 14.5 V) (see the following patent document). .

上述の制御は、ブレーキブースタに供給するべき吸気負圧を確保するためにも有効である。内燃機関の停止中は、バッテリが放電してその電圧が低下する。内燃機関の始動直後からバッテリ電圧の目標値を高く設定すると、その分だけ発電機による発電量が増加する。発電量即ちfDUTYが増加する場合、気筒に充填される吸気量(及び、燃料噴射量)を増量補正して機関の出力トルクを高める必要があり、スロットルバルブの下流に発生する吸気負圧が減少する。内燃機関の始動直後のバッテリ電圧の目標値を低く設定すれば、ブレーキブースタに供給可能な負圧が増大する。   The above-described control is also effective for securing the intake negative pressure to be supplied to the brake booster. While the internal combustion engine is stopped, the battery is discharged and its voltage decreases. If the target value of the battery voltage is set high immediately after the start of the internal combustion engine, the amount of power generated by the generator increases accordingly. When the power generation amount, that is, fDUTY increases, it is necessary to increase and correct the intake amount (and fuel injection amount) charged in the cylinder to increase the output torque of the engine, and the intake negative pressure generated downstream of the throttle valve decreases. To do. If the target value of the battery voltage immediately after starting the internal combustion engine is set low, the negative pressure that can be supplied to the brake booster increases.

しかしながら、上述の制御によっても、ブレーキブースタに十分な量の負圧を蓄積できないことがあり得る。バッテリ電圧の目標値を低位の値から本来の値へと引き上げる過渡期において、発電機のfDUTYがオーバシュートすると、fDUTYに応じて補正される吸気量もオーバシュートし、その際に吸気負圧が減少する。ひいては、ブレーキブースタ負圧が不足する懸念がある。   However, even with the above-described control, a sufficient amount of negative pressure may not be accumulated in the brake booster. If the fDUTY of the generator overshoots during the transition period when the target value of the battery voltage is raised from the lower value to the original value, the intake amount corrected according to fDUTY also overshoots, and the intake negative pressure is reduced at that time. Decrease. As a result, there is a concern that the brake booster negative pressure is insufficient.

特開2012−072664号公報JP 2012-072664 A

本発明は、内燃機関の始動直後の時期において、ブレーキブースタにより多くの負圧を供給できるようにすることを所期の目的としている。   An object of the present invention is to make it possible to supply a large amount of negative pressure to the brake booster immediately after the start of the internal combustion engine.

本発明では、車両に搭載される内燃機関及びこの内燃機関から回転駆動力の伝達を受けて発電する発電機を制御するものであって、内燃機関の始動直後の時期において、発電機により充電されるバッテリの電圧を第一目標値に制御し、しかる後第一目標値よりも高い第二目標値に制御することとし、第一目標値から第二目標値に遷移する過渡期において、発電機の出力の度合いの指標値が所定以上オーバシュートしないように、第一目標値から第二目標値に向けたバッテリ電圧の目標値の推移を調整することを特徴とする制御装置を構成した。   The present invention controls an internal combustion engine mounted on a vehicle and a generator that generates electric power by receiving transmission of rotational driving force from the internal combustion engine, and is charged by the generator immediately after the start of the internal combustion engine. The battery voltage is controlled to the first target value, and then controlled to the second target value higher than the first target value. In the transition period in which the first target value transitions to the second target value, the generator The control device is characterized in that the transition of the target value of the battery voltage from the first target value toward the second target value is adjusted so that the index value of the output level does not overshoot more than a predetermined value.

第一目標値から第二目標値に向けたバッテリ電圧の目標値の推移は、内燃機関の始動時点からバッテリ電圧が第一目標値に到達する時点までの期間の長さに応じて変更することが好ましい。   The transition of the target value of the battery voltage from the first target value to the second target value is changed according to the length of the period from the start of the internal combustion engine to the time when the battery voltage reaches the first target value. Is preferred.

本発明によれば、内燃機関の始動直後の時期において、ブレーキブースタにより多くの負圧を供給することが可能になる。   According to the present invention, it is possible to supply a large amount of negative pressure to the brake booster at a time immediately after starting the internal combustion engine.

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine in one Embodiment of this invention. 車両に実装された各種の電気負荷を制御するための電気回路を示す図。The figure which shows the electric circuit for controlling the various electric loads mounted in the vehicle. 同実施形態の制御装置が実行する制御の内容を説明するタイミング図。The timing diagram explaining the content of the control which the control apparatus of the embodiment performs.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の4ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type 4-stroke gasoline engine, and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode. The ignition coil is integrally incorporated in a coil case together with an igniter that is a semiconductor switching element.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。   The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。   The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

ブレーキブースタ5は、吸気通路3におけるスロットルバルブ32の下流側の部位(サージタンク33または吸気マニホルド34)から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ5は、負圧を蓄える定圧室と、大気圧が加わる変圧室とを有し、定圧室が負圧管路51を介してサージタンク33に接続している。負圧管路51は、スロットルバルブ32の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路51上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ52を設けてある。   The brake booster 5 introduces intake negative pressure from a portion of the intake passage 3 downstream of the throttle valve 32 (surge tank 33 or intake manifold 34), and boosts the pedal effort of the brake pedal using the negative pressure. It is widely known in the field. The brake booster 5 has a constant pressure chamber for storing negative pressure and a variable pressure chamber for applying atmospheric pressure, and the constant pressure chamber is connected to the surge tank 33 via the negative pressure line 51. The negative pressure line 51 guides the intake negative pressure downstream of the throttle valve 32 to the constant pressure chamber. A check valve 52 is provided on the negative pressure line 51 to keep the negative pressure in the constant pressure chamber and prevent the positive pressure from being applied to the constant pressure chamber.

運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ5により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ(図示せず)において液圧力に変換され、液圧回路(図示せず)を介してブレーキキャリパやホイールシリンダといったブレーキ装置(図示せず)に伝達される。   When the brake pedal is not operated by the driver, the constant pressure chamber and the variable pressure chamber communicate with each other, and the variable pressure chamber is isolated from the atmospheric pressure. When the brake pedal is operated, the constant pressure chamber and the variable pressure chamber are interrupted, and the atmosphere is introduced into the variable pressure chamber. As a result, the pressure difference between the constant pressure chamber and the variable pressure chamber becomes a control pressure that boosts the depression force of the brake pedal. The brake pedal force amplified by the brake booster 5 is converted into hydraulic pressure in a master cylinder (not shown), and is supplied to a brake device (not shown) such as a brake caliper and a wheel cylinder via a hydraulic circuit (not shown). Communicated.

車両には、各種の電気負荷が実装されている。その具体例としては、エアコンディショナの送風用ブロワ、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯(ヘッドランプ、テールランプ、フォグランプ、ウィンカ(ターンシグナルランプ)等)、内燃機関の冷却水を空冷するラジエータのファン、電動パワーステアリング装置等を挙げることができる。   Various electric loads are mounted on the vehicle. Specific examples include air conditioner blowers, rear glass defoggers, audio equipment, car navigation systems, lighting (headlamps, taillights, fog lights, turn signals (turn signal lamps), etc.), internal combustion engines A radiator fan that cools cooling water, an electric power steering device, and the like can be given.

エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサは、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転駆動され、冷媒を圧縮する。図2に示すように、コンプレッサとクランクシャフトとの間には、断接切換可能なマグネットクラッチ61が介在している。エアコンディショナを稼働するときには、マグネットクラッチ61に車載のバッテリ62及び/または発電機63からの電流を通電し、マグネットクラッチ61を締結する。逆に、エアコンディショナを稼働しないときには、マグネットクラッチ61に通電せず、クラッチ61を切断する。マグネットクラッチ61への通電及びその遮断は、リレースイッチ64のON/OFFによって行う。   A refrigerant compression compressor of an air conditioner is rotationally driven in response to transmission of a rotational driving force from a crankshaft of an internal combustion engine, and compresses the refrigerant. As shown in FIG. 2, a magnet clutch 61 that can be connected and disconnected is interposed between the compressor and the crankshaft. When operating the air conditioner, the magnet clutch 61 is energized with a current from the battery 62 and / or the generator 63 mounted on the vehicle, and the magnet clutch 61 is engaged. On the contrary, when the air conditioner is not operated, the magnet clutch 61 is not energized and the clutch 61 is disconnected. Energization and disconnection of the magnet clutch 61 is performed by turning ON / OFF the relay switch 64.

送風用ブロワを回転駆動するモータ66や、デフォッガとしてリアガラスに敷設された電熱線ヒータ68は、バッテリ62及び/または発電機63から電力供給を受けて作動する。モータ66やヒータ68への通電及びその遮断は、リレースイッチ67のON/OFF、または半導体スイッチング素子(パワートランジスタ、パワーMOSFET等に代表されるパワーデバイス)69の点弧/消弧によって行う。   The motor 66 that rotationally drives the blower for blower and the heating wire heater 68 laid on the rear glass as a defogger operate by receiving power supply from the battery 62 and / or the generator 63. Energization and interruption of the motor 66 and the heater 68 are performed by turning on / off the relay switch 67 or starting / extinguishing a semiconductor switching element (power device represented by a power transistor, power MOSFET, etc.) 69.

オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯、ラジエータファンを回転駆動するモータその他の電気負荷についても、上記と同様である。   Audio devices, car navigation systems, illumination lights, motors for rotating the radiator fan, and other electrical loads are the same as described above.

電気負荷への電力供給の源である発電機(オルタネータまたはモータジェネレータ)63は、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転駆動され、発電を行う。発電機63は、ベルト及びプーリを要素とする巻掛伝動機構等を介してクランクシャフトに接続している。発電機63は、回生発電を実施することがある。即ち、運転者がアクセルペダルを踏んでおらず、車両の加速を要求していない(減速を容認している)場合において、クランクシャフト及び車軸の回転のエネルギを電気エネルギに変換して回収しつつ、内燃機関及び車両を減速させる。   A generator (alternator or motor generator) 63, which is a source of power supply to the electric load, is rotated by receiving a rotational driving force from the crankshaft of the internal combustion engine and generates electric power. The generator 63 is connected to the crankshaft via a winding transmission mechanism having a belt and a pulley as elements. The generator 63 may perform regenerative power generation. In other words, when the driver does not step on the accelerator pedal and does not require acceleration of the vehicle (accepts deceleration), the energy of rotation of the crankshaft and axle is converted into electric energy and recovered. , Decelerate the internal combustion engine and the vehicle.

発電機63が発電し出力する電圧の大きさは、レギュレータ65を介して制御することができる。レギュレータ65は、発電機63に付随するIC式の既知のもので、発電機63のフィールドコイルへの通電をON/OFF切り替えするスイッチング動作を行う。   The magnitude of the voltage generated and output by the generator 63 can be controlled via the regulator 65. The regulator 65 is a known IC type attached to the generator 63, and performs a switching operation for switching ON / OFF the energization of the field coil of the generator 63.

発電機63の出力電圧、即ち発電機63のステータコイルに誘起される電圧は、フィールドコイルを流れるフィールド電流のDUTY比であるfDUTYに比例して大きくなる。レギュレータ65は、ECU0から発電機63の出力電圧を指令する信号rを受け付け、その指令された出力電圧を実現するようにfDUTYを調節するPWM制御を行う。このPWM制御により、発電機63の発電する電力を増減させることができる。発電機63による発電量、換言すればバッテリ62への充電量及び/または電気負荷への給電量は、fDUTYが高いほど増加し、fDUTYが低いほど減少する。   The output voltage of the generator 63, that is, the voltage induced in the stator coil of the generator 63 increases in proportion to fDUTY, which is the DUTY ratio of the field current flowing through the field coil. The regulator 65 receives a signal r for instructing the output voltage of the generator 63 from the ECU 0, and performs PWM control for adjusting fDUTY so as to realize the instructed output voltage. With this PWM control, the power generated by the generator 63 can be increased or decreased. The amount of power generated by the generator 63, in other words, the amount of charge to the battery 62 and / or the amount of power supplied to the electrical load increases as fDUTY increases and decreases as fDUTY decreases.

発電機63は、内燃機関から見れば機械的な負荷となる。発電機63の出力電圧がバッテリ62の端子電圧を超越するとき、バッテリ62が充電され、かつ発電機63から電気負荷に電力が供給される。つまり、発電機63がクランクシャフトの回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。バッテリ62への充電量及び電気負荷への給電量は、発電機63の出力電圧とバッテリ62電圧との電位差に依存する。   The generator 63 becomes a mechanical load when viewed from the internal combustion engine. When the output voltage of the generator 63 exceeds the terminal voltage of the battery 62, the battery 62 is charged and electric power is supplied from the generator 63 to the electric load. That is, the generator 63 works to generate electric energy by consuming energy of rotation of the crankshaft. The amount of charge to the battery 62 and the amount of power supplied to the electric load depend on the potential difference between the output voltage of the generator 63 and the battery 62 voltage.

逆に、発電機63の出力電圧がバッテリ62電圧に満たないか、バッテリ62電圧に近いときには、バッテリ62が充電されず、また発電機63から電気負荷に電力が供給されない(バッテリ62から電気負荷に電力供給されることはある)。つまり、発電機63がクランクシャフトの回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。   Conversely, when the output voltage of the generator 63 is less than or close to the battery 62 voltage, the battery 62 is not charged, and no power is supplied from the generator 63 to the electric load (the electric load from the battery 62). May be powered). In other words, the generator 63 does not do work that consumes the energy of rotation of the crankshaft, or the work becomes small.

要するに、ECU0からレギュレータ65に高い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対する発電機63の機械負荷が増し、低い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対する発電機63の機械負荷が減る。   In short, when a high output voltage is commanded from the ECU 0 to the regulator 65, the mechanical load of the generator 63 with respect to engine rotation increases, and when a low output voltage is commanded, the mechanical load of the generator 63 with respect to engine rotation decreases.

本実施形態の制御装置たるECU0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。   The ECU 0 as the control device of the present embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号e、バッテリ62の端子電流及び端子電圧を検出するセンサから出力されるバッテリ状態信号f、ブレーキブースタ5の定圧室内に蓄えられている負圧を検出するセンサから出力されるブレーキブースタ負圧信号g、発電機63に付随するレギュレータ65が出力するfDUTYの大きさを示す信号h、エアコンディショナや各種電気負荷のそれぞれについて、これを作動させるべきか否かに関する作動要求信号m、エアコンディショナのコンデンサから流下する冷媒の圧力を検出する冷媒圧センサから出力される冷媒圧信号n等が入力される。作動要求信号mは、エアコンディショナや各種電気負荷を作動させることを望む運転者または搭乗者が手動操作する、エアコンディショナまたは電気負荷毎の操作スイッチ(または、コントロールパネル)から発される手動制御信号であったり、オートエアコンシステムを司るオートエアコンECU等から発される自動制御信号であったりする。   The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft, and depression of an accelerator pedal. The accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount or the opening of the throttle valve 32 as an accelerator opening (so-called required load), the intake air temperature and the intake pressure in the intake passage 3 (particularly, the surge tank 33). An intake air temperature / intake pressure signal d output from a temperature / pressure sensor to be detected, a cooling water temperature signal e output from a water temperature sensor for detecting engine cooling water temperature, and output from a sensor for detecting a terminal current and terminal voltage of the battery 62 Output from the sensor that detects the battery state signal f and the negative pressure stored in the constant pressure chamber of the brake booster 5 Brake booster negative pressure signal g, signal h indicating the magnitude of fDUTY output from the regulator 65 attached to the generator 63, and an operation request regarding whether or not to operate each of the air conditioner and various electric loads A signal m, a refrigerant pressure signal n output from a refrigerant pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant flowing down from the condenser of the air conditioner, and the like are input. The operation request signal m is manually issued from an operation switch (or control panel) for each air conditioner or electric load, which is manually operated by a driver or passenger who desires to operate the air conditioner and various electric loads. It may be a control signal or an automatic control signal issued from an auto air conditioner ECU that controls the auto air conditioner system.

出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、マグネットクラッチ61に通電する電気回路上のスイッチ64に対してクラッチ締結信号o、モータ66やヒータ68その他の電気負荷に通電する電気回路上のスイッチ67、69に対してスイッチON信号p、q、発電機63が発電する電圧を制御する電圧レギュレータ65に対して電圧指示信号r等を出力する。   From the output interface, an ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and a switch on the electric circuit for energizing the magnet clutch 61 64, the clutch engagement signal o, the motor 66, the heater 68, and other switches 67, 69 on the electric circuit for energizing the electric load, the switch ON signals p, q, the voltage for controlling the voltage generated by the generator 63. A voltage instruction signal r or the like is output to the regulator 65.

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、h、m、nを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング、エアコンディショナのコンプレッサのON/OFF、ブロワのON/OFF、デフォッガのON/OFF、その他各種電気負荷のON/OFF、発電機63の出力電圧(発電量)等といった各種運転パラメータを決定する。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、o、p、q、rを出力インタフェースを介して印加する。   The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 obtains various information a, b, c, d, e, f, g, h, m, n necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, and knows the engine speed and also uses the cylinder 1 Estimate the amount of intake air to be filled. Based on the engine speed and intake air amount, the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, ON / OFF of the compressor of the air conditioner Various operation parameters such as OFF, blower ON / OFF, defogger ON / OFF, various other electric loads, and output voltage (power generation amount) of the generator 63 are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, o, p, q, r corresponding to the operation parameters via the output interface.

また、ECU0は、内燃機関の始動(冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある)時において、電動機(スタータモータまたはモータジェネレータ)に制御信号sを入力し、電動機によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに(完爆したものと見なして)終了する。   In addition, the ECU 0 inputs a control signal s to the electric motor (starter motor or motor generator) when the internal combustion engine is started (a cold start or a return from an idling stop). Cranking is performed by rotating the crankshaft. Cranking ends when the internal combustion engine starts from the first explosion to a continuous explosion and the engine speed, that is, the rotation speed of the crankshaft, exceeds a judgment value determined according to the coolant temperature, etc. (assuming that the explosion has been completed) To do.

しかして、本実施形態のECU0は、内燃機関の始動直後の時期において、発電機63により充電されるバッテリ62の電圧を第一目標値に制御し、その後第一目標値よりも高い第二目標値に制御する。   Thus, the ECU 0 of the present embodiment controls the voltage of the battery 62 charged by the generator 63 to the first target value at the time immediately after the start of the internal combustion engine, and then the second target higher than the first target value. Control to value.

図3に、内燃機関の始動後のバッテリ62電圧、発電機63のfDUTY、気筒1に充填される吸気量の補正量、及びサージタンク33内の吸気圧の推移を例示する。   FIG. 3 illustrates the transition of the battery 62 voltage after the start of the internal combustion engine, the fDUTY of the generator 63, the correction amount of the intake amount charged in the cylinder 1, and the intake pressure in the surge tank 33.

バッテリ62電圧の当初の目標値である第一目標値は、例えば約13Vとする。この値は、十分に充電された(満充電に近い)状態のバッテリ62の端子電圧よりも低い。   The first target value, which is the initial target value of the battery 62 voltage, is about 13V, for example. This value is lower than the terminal voltage of the battery 62 in a fully charged state (close to full charge).

内燃機関の始動から時間が経過した後のバッテリ62電圧の目標値である第二目標値は、例えば約14.5Vとする。この値は、十分に充電された状態のバッテリ62の端子電圧に概ね等しい。また、第二目標値は、内燃機関の運転中の平常の目標値でもある。   The second target value, which is the target value of the voltage of the battery 62 after a lapse of time from the start of the internal combustion engine, is about 14.5 V, for example. This value is approximately equal to the terminal voltage of the battery 62 in a fully charged state. The second target value is also a normal target value during operation of the internal combustion engine.

ECU0は、内燃機関の始動時点t0から所定時間、例えば約90秒が経過するまでの間、レギュレータ65に与える目標電圧の指令rを第一目標値に保つ。そして、当該時間が経過した時点t2から、レギュレータ65に与える目標電圧の指令rを第二目標値に向けて変化させる。 The ECU 0 keeps the target voltage command r to be applied to the regulator 65 at the first target value until a predetermined time, for example, about 90 seconds elapses from the starting time t 0 of the internal combustion engine. Then, the target voltage command r to be supplied to the regulator 65 is changed toward the second target value from the time point t 2 when the time has elapsed.

図3中、破線で表している曲線は、従来の制御による推移である。従来の制御では、時点t2後、レギュレータ65に与える目標電圧の指令rを、第一目標値から第二目標値に急速に引き上げていた。 In FIG. 3, the curve indicated by a broken line is a transition by conventional control. In the conventional control, the target voltage command r given to the regulator 65 is rapidly raised from the first target value to the second target value after time t 2 .

その結果、時点t2後に、発電機63の出力の度合いを示唆するfDUTYがオーバシュートする。ECU0は、fDUTYの増減に対応するように内燃機関の出力トルクを増減させるべく、スロットルバルブ32の開度を拡縮させて吸気量(及び、燃料噴射量)を補正する。従って、fDUTYのオーバシュートが、吸気量及び吸気圧のオーバシュートを引き起こし、時点t2後にブレーキブースタ5に供給可能な吸気負圧ΔP’が減少してしまうこととなっていた。 As a result, after time t 2 , fDUTY indicating the output level of the generator 63 overshoots. The ECU 0 corrects the intake air amount (and the fuel injection amount) by increasing or decreasing the opening of the throttle valve 32 so as to increase or decrease the output torque of the internal combustion engine so as to correspond to the increase or decrease of fDUTY. Therefore, the overshoot of fDUTY causes an overshoot of the intake amount and the intake pressure, and the intake negative pressure ΔP ′ that can be supplied to the brake booster 5 after the time t 2 is reduced.

対して、図3中、実線で表した直線が、本実施形態の制御による推移である。本実施形態では、従来の制御と比べて、時点t2以後にレギュレータ65に与える目標電圧の指令rを、第二目標値に向けてより緩やかに引き上げる、即ちバッテリ62電圧の目標値の単位時間あたりの上昇量をより少なく(上昇速度をより遅く)している。 On the other hand, a straight line represented by a solid line in FIG. 3 is a transition by the control of the present embodiment. In the present embodiment, the target voltage command r given to the regulator 65 after the time point t 2 is more slowly increased toward the second target value, that is, the unit time of the target value of the battery 62 voltage, as compared with the conventional control. The amount of increase per unit is less (the rate of increase is slower).

これにより、時点t2後のfDUTY、吸気量及び吸気圧がオーバシュートせず、時点t2後にブレーキブースタ5に供給可能な吸気負圧ΔPをより多く確保することができる。 This makes it possible to time t 2 after the F duty, the intake amount and the intake pressure does not overshoot, reserving much more deliverable intake negative pressure ΔP to the brake booster 5 after time t 2.

時点t2後にレギュレータ65に与える目標電圧の指令rの推移は、内燃機関の始動時点t0からバッテリ62電圧が第一目標値に到達する時点t1までの期間、及び/または、同時点t1の直後に現れるfDUTYの極大値Pに応じて変更する。 The transition of the target voltage command r applied to the regulator 65 after time t 2 is the period from the start time t 0 of the internal combustion engine to the time t 1 when the battery 62 voltage reaches the first target value, and / or the simultaneous point t. It changes according to the maximum value P of fDUTY that appears immediately after 1 .

時点t0から時点t1までの期間の長さや極大値Pの大きさは、内燃機関を始動する際のバッテリ62の充電量(内燃機関の停止中のバッテリ62の放電量)及び各種電気負荷の大きさに依存する。バッテリ62の充電量が既に十分に多く、また電気負荷が小さいときには、時点t0から時点t1までの期間が短くなり、極大値Pも小さくなる。この場合、レギュレータ65に与える目標電圧の指令rを第一目標値から第二目標値に引き上げたとしても、発電機63による発電量はさほど増大せず、fDUTY、吸気量及び吸気圧がオーバシュートするおそれは小さい。故に、時点t2後にレギュレータ65に与える目標電圧の単位時間あたりの上昇量をより多く(上昇速度をより速く)設定することが許される。 The length of the period from the time point t 0 to the time point t 1 and the magnitude of the maximum value P are the amount of charge of the battery 62 when the internal combustion engine is started (the amount of discharge of the battery 62 when the internal combustion engine is stopped) and various electric loads. Depends on the size of When the amount of charge of the battery 62 is already sufficiently large and the electric load is small, the period from time t 0 to time t 1 is shortened, and the maximum value P is also small. In this case, even if the command r of the target voltage given to the regulator 65 is raised from the first target value to the second target value, the power generation amount by the generator 63 does not increase so much, and fDUTY, the intake air amount and the intake pressure overshoot. The risk of doing so is small. Therefore, it is allowed to set a larger amount of increase of the target voltage per unit time to be applied to the regulator 65 after the time point t 2 (higher increase rate).

逆に、バッテリ62の充電量が少なかったり、電気負荷が大きかったりすると、時点t0から時点t1までの期間が長くなり、極大値Pも大きくなる。この場合には、レギュレータ65に与える目標電圧の指令rを第一目標値から第二目標値に引き上げることで、発電機63による発電量が顕著に増大するため、fDUTY、吸気量及び吸気圧がオーバシュートするおそれが大きい。故に、時点t2後にレギュレータ65に与える目標電圧の単位時間あたりの上昇量をより少なく(上昇速度をより遅く)設定するべきである。 On the contrary, when the charge amount of the battery 62 is small or the electric load is large, the period from the time point t 0 to the time point t 1 becomes longer and the maximum value P becomes larger. In this case, the amount of power generated by the generator 63 is significantly increased by raising the target voltage command r given to the regulator 65 from the first target value to the second target value, so that fDUTY, intake air amount, and intake air pressure are There is a high risk of overshoot. Therefore, the increase amount per unit time of the target voltage applied to the regulator 65 after the time t 2 should be set to be smaller (the increase rate is slower).

総じて言えば、時点t0から時点t1までの期間が長いほど、及び/または、極大値Pが大きいほど、時点t2以降に第一目標値から第二目標値へと向かうバッテリ62電圧の目標値の上昇の推移を緩慢にし、以て吸気負圧ΔPの減少を抑制する。 Generally speaking, the longer the period from time t 0 to time t 1 and / or the larger the maximum value P, the more the voltage of the battery 62 going from the first target value to the second target value after time t 2 . The transition of the target value rises slowly, thereby suppressing the decrease in intake negative pressure ΔP.

何れにせよ、時点t2後にfDUTY、吸気量及び吸気圧が(さらに時間が経過した時点t3における定常値と比較して所定量または所定割合以上)オーバシュートすることを防止する必要がある。そのようなオーバシュートを引き起こさないような、時点t2以降のバッテリ62電圧の目標値の適正な上昇速度は、適合試験や学習等を通じて予め実験的に求めておき、ECU0のメモリに記憶保持しておく。そして、内燃機関の始動の際に、時点t0から時点t1までの期間の長さや極大値Pの大きさに対応した上昇速度をメモリから読み出して知得し、時点t2以後レギュレータ65に与える目標電圧の指令rに反映させる。 In any case, it is necessary to prevent fDUTY, the intake air amount, and the intake pressure from overshooting after a time point t 2 (more than a predetermined amount or a predetermined ratio as compared with the steady value at the time point t 3 when the time has passed). The appropriate increase rate of the target value of the battery 62 voltage after time t 2 so as not to cause such an overshoot is experimentally obtained in advance through a conformance test, learning, etc., and stored in the memory of the ECU 0. Keep it. Then, when starting the internal combustion engine, the rising speed corresponding to the length of the period from the time point t 0 to the time point t 1 and the magnitude of the maximum value P is read out from the memory, and the regulator 65 is informed to the regulator 65 after the time point t 2. It is reflected in the command r of the target voltage to be applied.

本実施形態では、車両に搭載される内燃機関及びこの内燃機関から回転駆動力の伝達を受けて発電する発電機63を制御するものであって、内燃機関の始動直後の時期において、発電機63により充電されるバッテリ62の電圧を第一目標値に制御し、しかる後第一目標値よりも高い第二目標値に制御することとし、第一目標値から第二目標値に遷移する過渡期において、発電機63の出力の度合いの指標値fDUTYが所定以上オーバシュートしないように、第一目標値から第二目標値に向けたバッテリ62電圧の目標値の推移を調整することを特徴とする制御装置0を構成した。   In the present embodiment, an internal combustion engine mounted on a vehicle and a generator 63 that generates electric power by receiving transmission of rotational driving force from the internal combustion engine are controlled. The voltage of the battery 62 charged by the control is controlled to the first target value, and then controlled to the second target value higher than the first target value, and the transition period from the first target value to the second target value is made. , The transition of the target value of the battery 62 voltage from the first target value to the second target value is adjusted so that the index value fDUTY of the output level of the generator 63 does not overshoot a predetermined amount or more. A control device 0 was configured.

本実施形態によれば、内燃機関の始動直後の時期において、ブレーキブースタにより多くの負圧を供給することが可能となる。   According to the present embodiment, it is possible to supply a large amount of negative pressure to the brake booster immediately after the start of the internal combustion engine.

さらに、内燃機関の始動時点t0からバッテリ62電圧が第一目標値に到達する時点t1までの期間の長さに応じて、第一目標値から第二目標値に向けたバッテリ62電圧の目標値の推移を変更するようにしているので、内燃機関の始動の際に既にバッテリ62が十分に充電されている場合には、時点t2後に当該バッテリ62の電圧を速やかに所要の第二目標値まで引き上げることができる。翻って、内燃機関の始動の際にバッテリ62の充電量が少ない、または電気負荷が大きい場合には、時点t2後にバッテリ62の電圧を緩やかに第二目標値まで引き上げるようにして、発電機63の発電量のオーバシュートを抑制し、ブレーキブースタ5に供給するべき吸気負圧ΔPを確保することができる。 Further, from the starting time point t 0 of the internal combustion engine battery 62 voltage is in accordance with the length of the period up to time t 1 to reach the first target value, from a first target value of the battery 62 voltage towards the second target value Since the transition of the target value is changed, when the battery 62 has already been sufficiently charged at the time of starting the internal combustion engine, the voltage of the battery 62 is quickly set to the required second after time t2. It can be raised to the target value. On the other hand, when the charge amount of the battery 62 is small or the electric load is large at the time of starting the internal combustion engine, the voltage of the battery 62 is gradually raised to the second target value after time t 2 to The overshoot of the power generation amount 63 can be suppressed, and the intake negative pressure ΔP to be supplied to the brake booster 5 can be secured.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、第一目標値から第二目標値への遷移を開始する時点t2以後、発電機63の出力の度合いを示す指標値であるfDUTYを反復的に計測し、そのfDUTYの単位時間あたりの変化量(増大量)が所要の上限を超えないように、レギュレータ65に与える目標電圧の上昇速度を調整するようにして、fDUTY、吸気量及び吸気圧のオーバシュートの抑制を図ってもよい。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, after the time point t 2 when the transition from the first target value to the second target value is started, fDUTY, which is an index value indicating the output level of the generator 63, is repeatedly measured, and the fDUTY per unit time is measured. The overshoot of fDUTY, intake air amount, and intake pressure may be suppressed by adjusting the rate of increase of the target voltage applied to the regulator 65 so that the change amount (increase amount) does not exceed the required upper limit.

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   Other specific configurations of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両に搭載される内燃機関及び発電機の制御に適用することができる。   The present invention can be applied to control of an internal combustion engine and a generator mounted on a vehicle.

0…制御装置(ECU)
3…吸気通路
32…スロットルバルブ
5…ブレーキブースタ
62…バッテリ
63…発電機
0 ... Control unit (ECU)
3 ... Intake passage 32 ... Throttle valve 5 ... Brake booster 62 ... Battery 63 ... Generator

Claims (2)

車両に搭載される内燃機関及びこの内燃機関から回転駆動力の伝達を受けて発電する発電機を制御するものであって、
内燃機関の始動直後の時期において、発電機により充電されるバッテリの電圧を第一目標値に制御し、しかる後第一目標値よりも高い第二目標値に制御することとし、
第一目標値から第二目標値に遷移する過渡期において、発電機の出力の度合いの指標値が所定以上オーバシュートしないように、第一目標値から第二目標値に向けたバッテリ電圧の目標値の推移を調整することを特徴とする制御装置。
An internal combustion engine mounted on a vehicle and a generator that generates electric power by receiving a rotational driving force from the internal combustion engine;
In the period immediately after the start of the internal combustion engine, the voltage of the battery charged by the generator is controlled to the first target value, and then the second target value higher than the first target value is controlled.
In the transition period from the first target value to the second target value, the battery voltage target from the first target value to the second target value is set so that the index value of the output level of the generator does not overshoot more than a predetermined value. A control device that adjusts transition of values.
内燃機関の始動時点からバッテリ電圧が第一目標値に到達する時点までの期間の長さに応じて、第一目標値から第二目標値に向けたバッテリ電圧の目標値の推移を変更する請求項1記載の制御装置。 The change of the target value of the battery voltage from the first target value to the second target value is changed according to the length of the period from the starting time of the internal combustion engine to the time when the battery voltage reaches the first target value Item 2. The control device according to Item 1.
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