JP2857704B2 - オルタネータ出力の切換制御装置 - Google Patents

オルタネータ出力の切換制御装置

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  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンによって
駆動されるオルタネータの発電出力の供給先の切換制御
を行うオルタネータ出力の切換制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃エンジンの排気ガスの浄化を行う触
媒は、エンジンの冷間始動時においては活性化するまで
に時間を要するため、電気的に加熱してその活性化を早
めるようにした電気加熱式触媒が従来より知られてい
る。この電気加熱式触媒への通電制御手法として、検出
したエンジン温度等に応じて通電時間TEHCを設定
し、該設定した通電時間TEHCに亘って切換スイッチ
によりオルタネータの電力供給先を車体電装系(当該エ
ンジンが搭載された車体の電気装置)側から電気加熱式
触媒側に切り換えて、オルタネータの発電電力を電気加
熱式触媒に供給するものが本出願人により既に提案され
ている(特願平7−120648号)。この場合、切換
スイッチが電気加熱式触媒側の位置にあるときは、車体
電装系にはバッテリから必要な電力が供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バッテ
リの容量が劣化等によって低下している場合には、車体
電装系への電力をすべてバッテリから供給すると、バッ
テリ出力電圧が急速に低下し、例えば電子コントロール
ユニットの作動保障電圧を下回って前記切換スイッチの
制御や、他の電気装置の制御ができなくなるおそれがあ
った。
【0004】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、エンジンの冷間始動時におけるオルタネータ出力
電力の供給先を適切に制御し、バッテリの性能劣化時に
おいてもバッテリに接続された電気装置の動作を保障す
ることができるオルタネータ出力の切換制御装置を提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、エンジンによって駆動されるオルタネータの
発電出力の供給先を、バッテリを含む第1の電気負荷
と、第2の電気負荷との間で切り換える切換スイッチ
と、前記切換スイッチの切換を制御する制御手段とを備
えるオルタネータ出力の切換制御装置において、前記バ
ッテリの出力端子電圧を検出する電圧検出手段を設け、
前記制御手段は、前記切換スイッチの切換位置が前記第
2の電気負荷側にある場合において、前記バッテリの出
力端子電圧が所定基準電圧より低下したときは、前記切
換スイッチの切換位置を前記第1の電気負荷側に切り換
えるようにしたものである。
【0006】本発明によれば、切換スイッチの切換位置
が第2の電気負荷側にある場合において、バッテリの出
力電圧が所定基準電圧より低下したときは、切換スイッ
チの切換位置が第1の電気負荷側に切り換えられる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
【0008】図1は本発明の実施の形態に係る内燃エン
ジン及びその制御装置の全体の構成図であり、エンジン
1の吸気管2の途中にはスロットル弁3が配されてい
る。スロットル弁3にはスロットル弁開度(θTH)セ
ンサ4が連結されており、スロットル弁開度センサ4は
当該スロットル弁3の開度に応じた電気信号を出力して
電子コントロールユニット(以下「ECU」という)5
に供給する。
【0009】燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接
続されて当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の
開弁時間が制御される。
【0010】一方、スロットル弁3の直ぐ下流には管7
を介して吸気管内絶対圧(PBA)センサ8が設けられ
ており、この絶対圧センサ8により電気信号に変換され
た絶対圧信号は前記ECU5に供給される。また、その
下流には吸気温(TA)センサ9が取付けられており、
吸気温TAを検出して対応する電気信号を出力してEC
U5に供給する。
【0011】エンジン1の本体に装着されたエンジン水
温(TW)センサ10はサーミスタ等から成り、エンジ
ン水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を
出力してECU5に供給する。
【0012】エンジン1の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲には、エンジン回転数(NE)センサ11
及び気筒判別(CYL)センサ12が取り付けられてい
る。エンジン回転数センサ11は、エンジン1の各気筒
の吸入行程開始時の上死点(TDC)に関し所定クラン
ク角度前のクランク角度位置で(4気筒エンジンではク
ランク角180゜毎に)TDC信号パルスを出力し、気
筒判別センサ12は、特定の気筒の所定クランク角度位
置で気筒判別信号パルスを出力するものであり、これら
の各信号パルスはECU5に供給される。
【0013】エンジン1の排気管13には、上流側から
順に電気加熱式触媒(以下「EHC」という)16、ス
タート触媒17及び三元触媒18が配置されており、こ
れらの触媒は排気ガス中のHC,CO,NOx等の成分
の浄化を行う。ここで、スタート触媒17は、主として
エンジン始動直後における排気ガス浄化のために設けら
れた小型の触媒である。
【0014】排気管13には、さらにEHC16の上流
側に2次空気を供給する通路14が接続されており、通
路14の途中には空気ポンプ15が設けられている。
【0015】EHC16及び空気ポンプ15は、ECU
5に接続されており、その作動がECU5により制御さ
れる。また、三元触媒18にはその温度TCATを検出
する触媒温度センサ19が設けられており、その検出信
号がECU5に供給される。
【0016】また、エンジン1によって駆動されるオル
タネータ21は、レギュレータ22を介してECU5に
接続されており、その発電電圧がECU5により制御さ
れる。具体的には、ECU5は、オルタネータ21の界
磁巻線の通電デューテイDUTYをレギュレータ22へ
指令することにより、発電電圧の制御を行う。
【0017】ECU5は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6、空気ポンプ15、EHC16、レギュレータ22
等の制御信号を出力する出力回路5d等から構成され
る。
【0018】CPU5bは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、EHC16の通電時間の演算処理等
を行い、その演算結果に応じた制御信号を出力する。C
PU5bは、本発明のオルタネータ出力の切換装置にお
ける制御手段を構成する。
【0019】図2は、図1の電気加熱式触媒16のヒー
タ抵抗等の接続状態を示す回路図である。なお、本実施
の形態のEHC16は、触媒自体に通電してヒータとし
ても機能するようにしており、その抵抗分をヒータ抵抗
24として表している。
【0020】同図において、オルタネータ21の出力側
は、切換スイッチ23の端子23aに接続されており、
切換スイッチ23の端子23cは接続線30を介してヒ
ータ抵抗24の一端に接続されている。ヒータ抵抗24
の他端は接地されている。
【0021】切換スイッチ23の端子23bは、バッテ
リ29の正電極及び車体電装系26の一端に接続されて
いる。車体電装系26の他端は接地されている。バッテ
リ29の負電極は接地されており、また正電極はECU
5に接続されている。ECU5は、バッテリ29の出力
端子電圧(以下単に「出力電圧」という)VBの計測を
行う。
【0022】スイッチ23は、ECU5に接続されてお
り、ECU5からの制御信号により切換可能に構成され
ている。通常はスイッチ23は、図2に示すように端子
23a及び23bが接続された状態とされ、エンジン始
動直後において必要に応じて切換制御される。また、ヒ
ータ抵抗24の両端電圧であるEHC電圧VEHCを測
定する電圧センサ25がヒータ抵抗24の両端に接続さ
れている。この電圧センサ25はECU5に接続されて
おり、この検出信号がECU5に供給されている。EC
U5はEHC電圧VEHCの検出を行う。また、接続線
30の途中にはヒータ抵抗24に流れる電流IEHCを
検出する電流センサ27が設けられている。この電流セ
ンサ27はECU5に接続されており、この検出信号が
ECU5に供給される。
【0023】スイッチ23は、EHC16のヒータ抵抗
24に通電するときのみ、端子23aと23cとが接続
されるように切り換えられ、ヒータ抵抗24の通電時間
TEHCは、エンジン1の始動時におけるエンジン水温
TW及び吸気温TAに応じて設定される。
【0024】図3はEHC16のヒータ抵抗24の通電
を行う領域(以下「EHCオン領域」という)を判定す
る処理のフローチャートであり、本処理はエンジン1の
始動モード(クランキング中)においてCPU5bで実
行される。
【0025】先ずステップS1、S2では、吸気温TA
が所定下限吸気温TAEHCL以上か否か、及び所定上
限吸気温TAEHCH以下であるか否かを判別し、TA
EHCL≦TA≦TAEHCHであるときは、エンジン
水温TWが所定下限水温TWEHCL以上か否か(ステ
ップS3)、及び所定上限水温TWEHCH以下か否か
を判別する(ステップS4)。そして、TWEHCL≦
TW≦TWEHCHであるときは、バッテリ出力電圧V
Bが所定下限電圧VBEHCL(例えば5V)以上か否
かを判別し(ステップS5)、VB≧VBEHCLであ
るときは、EHCオン領域と判定し、EHCオンフラグ
FEHCを「1」に設定して(ステップS6)、本処理
を終了する。
【0026】一方、ステップS1からS5のいずれかの
答が否定(NO)のときは、EHCオン領域でないと判
定し、フラグFEHCを「0」に設定して(ステップS
7)、本処理を終了する。
【0027】図4は、エンジン1の始動モード終了後、
所定時間毎にCPU5bで実行される、ヒータ抵抗24
の通電制御処理のフローチャートである。
【0028】先ずステップS11では、フラグFEHC
が「1」か否かを判別し、FEHC=1であるときは、
通電開始時点から所定最大時間TMAX(例えば1分)
が経過したか否かを判別する(ステップS12)。所定
最大時間TMAXが経過していないときは、バッテリ出
力電圧VBが前記所定下限電圧VBEHCLより高いE
HC作動継続許可判定電圧VEHCLMT(例えば6
V)以上か否かを判別し(ステップS13)、VB≧V
BEHCLMTであるときは、通電開始時点から通電時
間TEHCが経過したか否かを判別する(ステップS1
4)。そして、通電時間TEHCが経過していないとき
は、オルタネータ21の出力電圧を例えば30Vに設定
するとともに、切換スイッチ23の切換位置を端子23
c側として、ヒータ抵抗24を通電状態とし(ステップ
S15)、本処理を終了する。
【0029】一方、フラグFEHC=0であるとき、通
電開始時点から通電時間TEHCが経過したとき(通常
はTEHC<TMAXなる関係があり、ステップS12
は、通電時間TEHCが、過大に設定された場合でも実
際の通電時間がTMAX値を越えないようにするために
設けられている)、又はバッテリ出力電圧VBが低下し
てVB<VBEHCLMTとなったときは、フラグFE
HCを「0」とし、オルタネータ21の出力電圧を例え
ば14.5Vに設定するとともに、切換スイッチ23の
切換位置を端子23b側として、ヒータ抵抗24を非通
電状態とし(ステップS16)、本処理を終了する。
【0030】図5は、バッテリ29が劣化した場合にお
けるバッテリ出力電圧VBの推移を示す図であり、同図
(a)は比較のために従来の制御の場合を示し、同図
(b)は本実施の形態の制御の場合を示す。
【0031】先ず、従来はヒータ抵抗24の通電中(F
EHC=1)に、バッテリ出力電圧VBを監視していな
いため、負荷電流の大きな電気負荷がオンされると(時
刻t1)、バッテリ出力電圧VBが初期電圧VB0(例
えば12.5V)から低下し、電気負荷の動作保障電圧
(例えばECU5の場合5V)VBLMTLを下回って
しまうため(時刻t3)、当該電気負荷が動作不能とな
る。これに対し、本実施の形態では、バッテリ出力電圧
VBを監視し、VB<VBEHCLMTとなると、直ち
にスイッチ23の切換位置を端子23b側に切り換え、
ヒータ抵抗24を非通電状態として、車体電装系26に
オルタネータ21の発電出力を供給するようにしたの
で、バッテリの性能劣化時においてもECU5等の電気
装置が動作不能となるような事態を回避することができ
る。
【0032】なお、上述した実施の形態では図3の処理
をエンジンの始動モードにおいて実行し、図4の処理を
始動モード終了後所定時間毎に実行するようにしたが、
これに限るものではなく、図3及び図4の処理を始動モ
ードであるか否かに拘らず、所定時間毎に実行するよう
にしてもよい。その場合には、所定下限電圧VBEHC
LとEHC作動継続許可判定電圧VEHCLMTとを同
一の値としてもよい。
【0033】また、本発明は上述した実施の形態に限る
ものではなく、オルタネータ出力の供給先をバッテリが
接続された電装系と、他の電気装置との間で切り換える
種々の場合に適用可能である。
【0034】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、切
換スイッチの切換位置が第2の電気負荷側にある場合に
おいて、バッテリの出力電圧が所定基準電圧より低下し
たときは、切換スイッチの切換位置が第1の電気負荷側
に切り換えられるので、バッテリの性能劣化時において
もバッテリに接続された電気装置の動作を保障すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる内燃エンジン及び
その制御装置の構成を示す図である。
【図2】図1の電気加熱式触媒のヒータ抵抗等の接続状
態を示す回路図である。
【図3】ヒータ抵抗の通電を行う領域を判定する処理す
る処理のフローチャートである。
【図4】ヒータ抵抗の通電制御処理のフローチャートで
ある。
【図5】バッテリ出力端子電圧の推移を示す図である。
【符号の説明】
1 内燃エンジン 5 電子コントロールユニット 16 電気加熱式触媒 21 オルタネータ 22 レギュレータ 23 切換スイッチ 26 車体電装系 29 バッテリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 彰久 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 中山 隆義 栃木県芳賀郡芳賀町芳賀台143番地 株 式会社ピーエスジー内 (72)発明者 古元 秀夫 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平7−208259(JP,A) 特開 平7−131933(JP,A) 特開 平7−102968(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/20 F01N 9/00 F01N 3/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンによって駆動されるオルタネー
    タの発電出力の供給先を、バッテリを含む第1の電気負
    荷と、第2の電気負荷との間で切り換える切換スイッチ
    と、前記切換スイッチの切換を制御する制御手段とを備
    えるオルタネータ出力の切換制御装置において、 前記バッテリの出力端子電圧を検出する電圧検出手段を
    設け、前記制御手段は、前記切換スイッチの切換位置が
    前記第2の電気負荷側にある場合において、前記バッテ
    リの出力端子電圧が所定基準電圧より低下したときは、
    前記切換スイッチの切換位置を前記第1の電気負荷側に
    切り換えることを特徴とするオルタネータ出力の切換制
    御装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の電気負荷は、前記エンジンの
    排気系に設けられた電気加熱式触媒であることを特徴と
    する請求項1記載のオルタネータの制御装置。
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