JP2841440B2 - 車両制御装置 - Google Patents

車両制御装置

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JP2841440B2
JP2841440B2 JP1075560A JP7556089A JP2841440B2 JP 2841440 B2 JP2841440 B2 JP 2841440B2 JP 1075560 A JP1075560 A JP 1075560A JP 7556089 A JP7556089 A JP 7556089A JP 2841440 B2 JP2841440 B2 JP 2841440B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は車両制御装置に関する。
[従来の技術] 車両では、燃費改善等のために、機関のアイドル回転
数(アイドル回転速度)を低く安定させるためのアイド
ル回転数制御装置(以下「ISC」とよぶ)が採用され、
所定のアイドル回転数が得られる。
このISCでは、機関の回転数を検出するフィードバッ
ク制御により補正を行うため、補正が早いと、アイドル
回転数が急激に変化して、機関がハンチングを生じてし
まう。このため、アイドル回転数の制御では、補正を数
秒(最大3〜4秒)かけて、ゆっくり行っている。
一方、近年では、多数の電気・電子応用機器が車両に
搭載され、消費電力が多い。このため、発電機の負担が
大きくなると、発電機では、負荷に応じてレギュレータ
によってその出力が制御される。
こうした車両において、アイドル時に、大きな電気負
荷が急激に発電機に加わると、発電機を駆動する機関の
負担が急激に大きくなり、アイドル回転数が低下する。
これに対し、ISCでは、補正の早さが遅いと共にISCの構
成上、負荷増大により機関回転が低下してから機関トル
クを増大する為、加わった負荷に対して十分な機関のト
ルクがすぐには得られず、トルクが不足する。そこで、
機関への急激な負荷の増加をなくすために、特開昭59−
83600号公報の発明では、発電機(オルタネータ)の負
荷が増大したときに増大する界磁コイルへの電流値を、
初期設定された電流値から徐々に増加させることによっ
て供給電力の増加を抑制し、それによって機関の負荷の
増加を抑制している。
また特開昭60−150450号公報では、界磁コイルの電流
値に応じてエンジンの吸入空気量を補正してエンジン回
転の落ち込みを小さくする技術が開示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記特開昭59−83600号公報の発明では、機
関の安定性のみを重点にしているため、発電量の不足状
態が長引き、必要な電力が供給されるまでに時間が掛か
るという問題がある。
また、上記特開昭60−150450号公報の発明では、発電
機の駆動トルクの急増に対して適切な空気量補正を行
い、エンジン回転の落ち込みを防止する事は非常に難し
かった。
本発明は、アイドル時に電気負荷が急増した場合に、
機関の回転を不安定にさせることなく、かつ、増加した
電気負荷に応じた出力を速やかに供給することができる
車両制御装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、車両に搭載された機関によって駆動される
発電機と、前記機関の吸入空気量を調節することによっ
てアイドル回転数を調節するアイドル回転数制御手段
と、前記発電機の出力を負荷に応じて界磁電流を調節す
ることによって制御する制御手段であって、前記界磁電
流の増加時に前記界磁電流の増加を制限して前記界磁電
流を徐々に増加させる漸増動作を行うとともに該漸増動
作を示す漸増動作信号を発する界磁電流漸増手段を備え
た発電制御手段とを具備した車両制御装置であって、前
記漸増動作信号を前記界磁電流漸増手段から前記アイド
ル回転数制御手段へ伝送するための信号経路を設け、前
記アイドル回転数制御手段において、前記界磁電流漸増
手段の前記漸増動作信号に応じて前記機関の吸入空気量
を増量させるようにしたことを技術的手段を採用する。
[作用] 本発明では、機関の回転数は、アイドル時には目標回
転数に制御される。一方、発電機の出力は、発電機の負
荷に応じて制御される。
アイドル時に、発電機の負荷が急激に増大した場合な
ど、界磁電流の増大が必要な場合には、界磁電流漸増手
段によって界磁電流は徐々に増加するように調節され、
発電機の界磁電流は徐々に増加して、その出力が大きく
なるように調節されるため、発電機を駆動する機関の負
荷が大きくなる。この漸増動作中には、界磁電流漸増手
段から発せられる漸増動作信号が、アイドル回転数制御
手段との間に設けられた信号経路を介してアイドル回転
数制御手段へと伝送される。これにより、アイドル回転
数制御手段では、機関の吸入空気量を増量させるため、
機関のトルクが大きくなり、発電機に大きなトルクを与
えることができる。この結果、発電機では、増大した負
荷に対応して界磁電流が徐々に増加しても、発電機の回
転数を安定させることができ、界磁電流に対応した出力
を確保することができる。
[発明の効果] 本発明では、アイドル時に発電機の負荷が増大した界
磁電流が増加させる場合には、界磁電流漸増手段によっ
て界磁電流は徐々に増加させられ、このとき、アイドル
回転数制御手段においては、界磁電流漸増手段の動作信
号に応じて機関の吸入空気量が増量させられるため、発
電機を駆動するために必要なトルクの増加に的確に応答
して機関のトルクを増加させることができる。
従って、機関の安定した回転数が得られるとともに、
発電機に対しては大きなトルクが得られる。このため、
発電機では、増大した負荷に対応した出力が得られる。
[実施例] 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第1図に示す車両制御装置1は、エンジン2のアイド
ル回転数を制御するアイドル回転数制御装置10(ISC)
と、エンジン2により駆動されるオルタネータ3の出力
を制御する発電制御装置20を主要構成とする。
ISC10は、エンジン2の冷却水の温度や、空調装置に
おける吹き出し温度等の空調信号等に応じてアイドル回
転数を制御するもので、エンジン2の回転数を検出する
ための回転数検出部11を備えており、検出される回転数
Nに基づいてステップモータ12を制御し、アイドル回転
数を目標回転数にフィードバック制御する。
この目標回転数は、後述する漸増回路22の動作状態に
応じて変更され、漸増回路22が漸増動作をしていない場
合には、目標回転数N0(例えば600r.p.m.)に設定さ
れ、漸増動作をしている場合には、目標回転数N0より高
い目標回転数N1(=N0+α、例えば700r.p.m.)に設定
される。
回転数検出部11は、例えば、イグニッションコイルの
一次電流の断続時に発生する逆電圧からエンジン回転数
Nを検出したり、あるいは、ディストリビュータ内に内
蔵された信号発生機の信号からエンジン回転数Nを検出
する。
アイドル回転数の調節は、第2図に示すとおり、図示
しないエアクリーナからインテームマニホールド13への
吸気管14に備えられたバイパス管15中に配されたバルブ
16を調節して、バイパス管15を通過する吸気量を調節す
ることにより行われる。
バルブ16は、ステップモータ12のロータと一体的に設
けられたバルブシャフト16aの先端に設けられている。
バルブシャフト16aの外周には、ステップモータ12内に
形成されためねじと嵌合したおねじが形成されていて、
ステップモータ12への通電信号に応じたロータが回転す
ると、バルブシャフト16aが移動して、バイパス管15の
バルブシート15aとバルブ16との隙間を変更し、エンジ
ン2への吸気量を調節する。
ここでは、検出されるエンジン2の回転数Nと目標回
転数N0との差ΔN=|N−N0|、あるいは目標回転数N1
の差ΔN=|N−N1|に応じて、ステップモータ12の駆動
方法が異なり、ΔN≧100[r.p.m.]の場合には、ステ
ップモータ12のステップの幅を大きく取って、吸気量を
早く調節する。100≧ΔN≧20[r.p.m.]の場合には、
ステップモータ12のステップの幅を小さく取って、吸気
量をゆっくり調節する。
エンジン2への吸気量が調節されると、それに応じて
燃料噴射量が調節されるため、エンジン2の回転数Nを
調節することができる。
発電制御装置20は、比較器21と漸増回路22との出力に
応じてオルタネータ3の界磁コイル3aへの電流を制御す
ることによってオルタネータ3の出力を制御する。
比較器21は、バッテリ4の電圧Vを基準電圧Vrefと比
較して、その電圧Vが基準電圧Vrefより低い場合には、
ハイレベルを出力する。ここで、基準電圧Vrefは、比較
器21の正入力端子21aに与えられるもので、例えばオル
タネータ3の出力を整流して一定電圧に制御する整流回
路3bの出力電圧が利用される。
漸増回路22は、オルタネータ3とバッテリ4に対する
電気負荷30の状態を検知し、電気負荷30が急激に増大し
た場合には、オルタネータ3の出力の増加を制限して、
漸増動作として徐々に出力を増加させるために、アンド
ゲート23を介してトランジスタ24の導通率を徐々に増加
するための漸増信号を端子22aから出力する。
漸増信号では、パルス出力のハイレベルの時間とロー
レベルの時間との比(デューティ・サイクル)を変える
ことによって、界磁コイル3aの導通率を変更してオルタ
ネータ3の出力を制御する。
この結果、比較器21が継続してハイレベルを出力して
も、界磁コイル3aには、漸増回路22の出力に応じた電流
値が通電されるため、オルタネータ3の出力は、急激に
は増加せず、そのため、エンジン2のトルクの負担が少
なくなる。
また、漸増回路22は、漸増信号の出力中には、その旨
を示す動作信号を端子22bからISC10へ出力する。
一方、漸増回路22は、漸増動作をしない場合には、端
子22aにはハイレベルを出力する。
この結果、比較器21は、漸増動作をしない場合には、
その出力によりアンドゲート23を介してトランジスタ24
を導通させることができる。このため、バッテリ4の電
圧Vが基準電圧Vrefより低い場合には、オルタネータ3
の界磁コイル3aへの導通率が増加して、オルタネータ3
の出力が増加し、逆にバッテリ4の電圧Vが基準電圧Vr
efより高い場合には、オルタネータ3の界磁コイル3aへ
の導通率が低下して、オルタネータ3の出力は低下す
る。
なお、電気負荷30としては、例えばランプや空調装置
におけるブロワ等があり、漸増回路22における電気負荷
30の急増を検出する方法としては、バッテリ4の端子電
圧の検出、電気負荷30におけるスイッチ31の閉動作の検
出等があり、必要に応じて、これらを組み合わせること
ができる。
次に以上の構成からなる本実施例の車両制御装置1の
アイドル時における動作を、第3図を参考に説明する。
エンジン2が始動すると、それに伴ってオルタネータ
3が駆動される。
電気負荷30の変動の増加量が少ない場合あるいは増加
量がない場合には、漸増回路22は漸増動作を行わず、IS
C10では、アイドル回転数が目標回転数N0に設定され、
エンジン2の回転数Nが目標回転数N0に制御される。
従って、発電制御装置20では、この目標回転数N0の制
御下で、発電量が電気負荷30に応じて制御され、電気負
荷30の増加量が大きくならない限り、目標回転数N0の制
御下で制御される。
時間t1に、電気負荷30を急激に大きくなると、漸増回
路22が漸増動作を開始する。このため、発電制御装置20
では、急激に増加した電気負荷30に対して、すぐには出
力を増加しないため、エンジン2への負担が少なくな
る。
このとき、ISC10のアイドル回転数は、目標回転数N1
に設定される。
従って、ステップモータ12が駆動されて、バルブ16の
位置が変化し、バイパス管15による吸気量が次第に増加
する。このため、エンジン2の回転数が目標回転数N0
ら目標回転数N1へ次第に高く変化しようとするが、漸増
動作によってオルタネータ3の出力が次第に増加するた
め、オルタネータ3を駆動するために必要なトルクが増
加する。
この結果、エンジン2の回転数Nは高くならず、トル
クのみが増加することになり、オルタネータ3からは、
急増した電気負荷30に応じた出力が速やかに得られる。
以上のとおり、本発明によれば、アイドル時に電気負
荷が急激に増加しても、エンジンの回転数は大きく低下
しないとともに、オルタネータからは増加した電気負荷
に応じた出力が速やかに得られる。
従って、それぞれ破線で示す従来の場合と比較して、
安定したエンジン回転が得られるとともに、必要な出力
が早く得られる。
本実施例では、エンジンのアイドル回転数を制御する
ために、ステップモータによりバルブを調節するものを
示したが、通電時間のデューティ信号を変更してバルブ
位置を調節するリニアソレノイドを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】 第1図は本実施例の構成を示す回路ブロック図、第2図
はバルブとステップモータの構造を示すエンジンの吸気
部における断面図、第3図は本実施例の作動説明のため
のタイムチャートである。 図中、1……車両制御装置、2……エンジン(機関)、
3……オルタネータ(発電機)、10……アイドル回転数
制御装置(アイドル回転数制御手段)、22……漸増回路
(負荷増加検知手段、出力漸増手段、目標回転数変更手
段)、30……電気負荷(負荷)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 29/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両に搭載された機関によって駆動される
    発電機と、 前記機関の吸入空気量を調節することによってアイドル
    回転数を調節するアイドル回転数制御手段と、 前記発電機の出力を負荷に応じて界磁電流を調節するこ
    とによって制御する制御手段であって、前記界磁電流の
    増加時に前記界磁電流の増加を制限して前記界磁電流を
    徐々に増加させる漸増動作を行うとともに該漸増動作を
    示す漸増動作信号を発する界磁電流漸増手段を備えた発
    電制御手段と を具備した車両制御装置であって、 前記漸増動作信号を前記界磁電流漸増手段から前記アイ
    ドル回転数制御手段へ伝送するための信号経路を設け、 前記アイドル回転数制御手段において、前記界磁電流漸
    増手段の前記漸増動作信号に応じて前記機関の吸入空気
    量を増量させるようにしたことを特徴とする車両制御装
    置。
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