JP4558705B2 - 車両用交流発電機の制御装置 - Google Patents
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Description
「制御電圧2段制御」とは、オルタネータ制御電圧制御値を2段階に切り替えることができるもので、通常電圧と通常電圧より低い電圧との2値であることが一般的である。
(詳細は特許文献1を参照)
一方、「制御電圧多段制御」とは、オルタネータ制御電圧制御値を多段階あるいはリニアに切り替えることができるもので、2段制御で可能となったエンジン始動時や車両加速時の駆動トルクを抑制する動作を、多段階的に調整可能としたものである。
以下、本発明の第1の実施形態について説明する。図1はこの発明の対象とする車両用交流発電機の制御装置の代表的なシステム構成図を示しており、図において、1はエンジン(図示せず)により駆動される交流発電機で、固定子である電機子巻線101と回転子である界磁巻線102とからなっている。2は三相全波整流器、3は上記交流発電機1の出力電圧を制御する制御装置(レギュレータともいう)を示す。4は車両用電源としてのバッテリ、5は車両電気負荷、6は外部コントロールユニットとしてのECUでイグニッションスイッチ7を介して上記バッテリ電圧が印加され、制御装置3のC端子に制御電圧信号Vcが入力される。なお、9は上記交流発電機1、三相全波整流器2、制御装置3からなるオルタネータで、上記C端子のほか、発電電位であるB端子と、アース電位のE端子とを備えている。
照しながら説明する。図3は制御概念を示すフローチャートであり、図4はc端子電位と
制御電圧の切り替わりを示す時系列図である。図3において、発電機電圧設定の初期状態
として例えば14.5V(通常電圧)に設定した場合を説明する(ステップ100)。
信号が入力されると(ステップ101)、先ず上記電圧センサ13、14を含む電位判定手段20により6Vを閾値にその電位が判定される。この判定結果がLOWである場合、上記LOW時間計測回路202によりLOW判定が所定時間以上(例えば20ms以上)継続するかを判定し、継続した場合(ステップ102)、発電機電圧をLOW設定(例えば12.6V)とする(ステップ103)。一方、電位判定がHIGH判定でこれが上記HIGH時間計測回路203により所定時間以上(例えば20ms以上)継続した場合(ステップ104)、発電機制御電圧をHIGH設定(例えば14.5V)とする(ステップ105)。すなわち、上記電位判定手段20による判定電位が所定時間以上継続した場合には、制御電圧の2段制御が行われる。
実施の形態2は実施の形態1で示した制御装置3の更に他の実施例を説明するもので、図5は論理回路30の詳細回路構成図、図6は図5の回路による制御概念を示すフローチャートである。図5の回路は大きく外部信号波形分析部40、外部信号判断部50、調整電圧決定部60の三つの回路部から構成されている。外部信号波形分析部40にはECUからの外部信号パルスが入力され、また調整電圧決定部60は実施の形態1と同様の励磁電流制御手段に接続されている。上記外部信号波形分析部40は更にパルスLOW時間計測部41、パルス周期計測部42、LOW論理連続時間計測部43、HIGH論理連続時間計測部44およびDUTY比演算部45とからなっており、また、外部信号判断部50は周期上下限内判定部51、周期適合連続回数判定部52、LOW論理連続時間判定部53、HIGH論理連続時間判定部54、有効DUTY比格納部55および有効信号受信なし連続時間判定部56からなっている。更に、調整電圧決定部60はリニア調整電圧設定部61、固定調整電圧設定部62〜65、タイマ66およびセレクタ67から構成されている。
HIGH判定が所定時間以上(例えば20ms以上)継続したかを判定し(ステップ60
2)、継続した場合、周期判定合格カウンタ(図示せず)のリセット(ステップ603)、有効信号受信なし連続時間判定部56のタイマのリセット(ステップ604)および調整電圧が12.8V状態の時間制限タイマ(図示せず)のリセット(ステップ605)を経て、上記温度補償機能を有効化して(ステップ606)、調整電圧をHIGH設定(通常電圧)とする。一般にこのHIGH設定は制御装置の構成部品温度が20〜25℃の間で選択する基準温度条件下で14.4〜14.8Vの間で選択される調整電圧に決定すればよいが、ここでは例えば14.6Vに設定した場合について説明する(ステップ607)(図5の65参照)。
おり、すなわち上記ステップ504、602がいずれもNOの場合で前記外部信号のパル
ス周期が所定範囲内であることを周期上下限判定部51で判定した場合(ステップ608
)は、周期適合の連続回数判定部52内に有する周期判定合格カウンタ(図示せず)で周 期適合の連続回数をカウントする(ステップ609)。適合回数が例えば4回連続した場合(ステップ610)には、有効信号受信なし連続時間判定部56のタイマのリセット(ステップ611)および調整電圧が12.8V状態の時間制限タイマ(図示せず)のリセット(ステップ612)を経て、上記温度補償機能を無効化し(ステップ613)、リニア調整電圧設定部61(図5参照)を機能させ、前記パルス幅デューティ比を関数とした多段あるいはリニアな調整電圧として制御される(ステップ614)。すなわち、2段制御から多段制御への切り替えが行われる。
4回連続しない場合(ステップ610)で、有効信号受信なし連続時間判定部56のタイ
マが成立する場合(ステップ616)には、調整電圧が12.8V状態の時間制限タイマ (図示せず)のリセット(ステップ617)を経て、上記温度補償機能を有効化して(ステップ618)、調整電圧を14.6Vの通常電圧に設定する(ステップ619)(図5の62参照)。上記は2段制御から多段制御への切り替えについて説明したが、多段制御から2段制御への切り替えも容易に行われるものである。
4 車両用バッテリ、 5 車両電気負荷、 6 ECU、
7 イグニッションスイッチ、9 オルタネータ、10 励磁電流制御手段、
20 電位判定手段、 30 論理回路、 40 外部信号波形分析手段、
50 外部信号判断部、 60 調整電圧決定部。
Claims (4)
- 内燃機関によって駆動される発電機の発電電圧あるいはこれに連動する電圧が所定の調整電圧になるように前記発電機の励磁電流を制御する励磁電流制御手段と、外部ユニットから入力する外部信号パルスに対して少なくともHIGH論理連続時間、LOW論理連続時間、及び前記外部信号のパルス幅デューティの分析を行う外部信号波形分析手段と、前記外部信号パルスのHIGH論理あるいはLOW論理が所定時間継続した場合には、通常電圧と通常電圧より低い電圧との2値からなる調整電圧とし、前記外部信号パルスのHIGH論理あるいはLOW論理が所定時間内で反復しており且つ前記外部信号のパルス幅デューティが所定範囲内である場合には、前記パルス幅デューティ比を関数とした多段あるいはリニアな調整電圧として前記励磁電流制御手段を制御する調整電圧決定手段を備え、前記調整電圧決定手段は、LOW論理の所定時間継続を検出した場合に決定する調整電圧の場合には、その状態継続に所定の時間制限を与え、前記制限時間を超えた場合にはHIGH論理の所定時間継続を検知した場合に決定する調整電圧に強制的に切り替えることを特徴とする車両用交流発電機の制御装置。
- 前記調整電圧決定手段は、HIGH論理が第1の所定時間継続した場合には、制御装置の構成部品温度が20〜25℃の間で選択する基準温度条件下で14.4〜14.8Vの間で選択される調整電圧に決定し、LOW論理が所定時間継続の場合には上記同基準温度条件下で12.4〜13.0Vの間で選択される調整電圧に決定することを特徴とする請求項1に記載の車両用交流発電機の制御装置。
- 前記調整電圧決定手段は、調整電圧を温度で補償する調整電圧温度補償手段を備え、パルス幅デューティ比を関数として調整電圧を決定する場合には調整電圧の温度補償機能を無効化し、前記外部信号パルスのHIGH論理あるいはLOW論理が所定時間継続した場合には、前記調整電圧の温度補償機能を有効化することを特徴とする請求項1に記載の車両用交流発電機の制御装置。
- 前記外部信号パルスのHIGH論理あるいはLOW論理が所定時間内で反復しており、パルス周期が所定の監視周期範囲内で且つ所定の連続回数に達したとき、上記温度補償機能を無効化し、前記パルス幅デューティ比を関数とした多段あるいはリニアな調整電圧として制御するようにしたことを特徴とする請求項3に記載の車両用交流発電機の制御装置。
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