JP4618809B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両用発電機の発電の状況を制御する車両用制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that controls a power generation state of a vehicle generator.
自動車等の車両には、ヘッドライト、スモールライト、ブレーキランプ、室内灯等のランプ類や、パワーウインドウ、ワイパー、空調機器やラジエータのファン等の駆動モータ、エンジンの始動時の駆動用機器等の各種電気機器(電気負荷)が搭載されている。そして、各種電気機器により消費される電力は、エンジンにより駆動される車両用発電機(発電機)により得ている。 Vehicles such as automobiles include headlights, small lights, brake lamps, interior lights, etc., drive motors such as power windows, wipers, air conditioners and radiator fans, and drive equipment for engine startup. Various electric devices (electric loads) are installed. And the electric power consumed by various electric equipment is obtained with the generator (generator) for vehicles driven by an engine.
発電機は、車両の電気負荷の状況等に応じて必要電気容量(目標充電電圧)が確保される状態に発電が実施されている。発電機の作動はエンジンの負荷を伴うものであるので、発電機は、必要電気容量(目標充電電圧)を上回ると発電を停止し(もしくは、発電負荷を低負荷な状態とする)、下回ると発電を作動する(発電負荷を高負荷な状態とする)よう構成されており、この発電の作動(高負荷状態)と停止(低負荷状態)を繰り返すことで、目標の充電電圧に維持している。そして、この発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)を短時間の間に所定の制御周期で繰り返す制御が従来から実施されている。目標の充電電圧が維持されるように、発電の作動(高負荷状態)と停止(低負荷状態)を所定の周期で実行することにより、車両の電気機器の使用状況(電気負荷)に応じた必要電気容量を確保しつつ、バッテリが過充電にならないよう制御すると共に、エンジンに与える負荷を軽減して燃費の向上を図ることが可能になる。 The generator is generating electricity in a state where a necessary electric capacity (target charging voltage) is ensured according to the state of the electric load of the vehicle and the like. Since the operation of the generator is accompanied by the load on the engine, the generator stops power generation when the required electric capacity (target charging voltage) is exceeded (or the power generation load is in a low load state), and when it falls below It is configured to operate the power generation (the power generation load is in a high load state). By repeating this power generation operation (high load state) and stop (low load state), the target charging voltage is maintained. Yes. And control which repeats this operation of power generation (high load state) and stop of power generation (low load state) with a predetermined control cycle for a short time has been conventionally performed. Depending on the usage situation (electric load) of the electric equipment of the vehicle, the power generation operation (high load state) and stop (low load state) are executed in a predetermined cycle so that the target charging voltage is maintained. While ensuring the required electric capacity, it is possible to control the battery not to be overcharged, and to reduce the load applied to the engine and improve the fuel efficiency.
具体的には、発電機の発電負荷を低負荷状態から高負荷状態とする発電制御信号を周期的に出力(オン)し、発電制御信号の出力(オン)に応じて発電の作動(高負荷状態)と停止(低負荷状態)を切り換えるようにしている。そして、発電量は、1周期における発電制御信号の出力(オン)時間、いわゆる発電の作動(高負荷状態)の割合を調整することで制御される。即ち、その時々の必要電気容量に応じて発電量を周期毎にデューティ制御している。 Specifically, a power generation control signal for changing the power generation load of the generator from a low load state to a high load state is periodically output (ON), and power generation operation (high load) is performed according to the output (ON) of the power generation control signal. State) and stop (low load state). The power generation amount is controlled by adjusting the output (ON) time of the power generation control signal in one cycle, the ratio of so-called power generation operation (high load state). That is, the power generation amount is duty-controlled for each period according to the required electric capacity at that time.
発電機として、エンジンのクランク軸の動力がタイミングベルトを介して伝えられるオルタネータが知られている。オルタネータは、クランク軸プーリとオルタネータプーリとに巻回されたタイミングベルトにより作動され、G端子に発電制御信号が入力(オン)されることにより発電負荷が高負荷状態となり、発電制御信号が入力(オン)されている間、発電の作動(高負荷状態)が実施される。そして、発電制御信号がカット(オフ)されることにより発電の停止(低負荷状態)が実施される。 As a generator, an alternator is known in which the power of an engine crankshaft is transmitted via a timing belt. The alternator is actuated by a timing belt wound around the crankshaft pulley and the alternator pulley, and when the power generation control signal is input (turned on) to the G terminal, the power generation load becomes a high load state, and the power generation control signal is input ( The power generation operation (high load state) is performed while the power is on. Then, the power generation control signal is cut (off) to stop power generation (low load state).
発電制御信号の出力は、一般的にエンジンのクランク角信号に同期させて実施されている。または、クランク角信号に拘わらず一定の周期で繰り返されている。即ち、発電制御信号をクランク角信号に同期させた制御周期、または一定の制御周期で繰り返し出力(オン)して(例えば、アイドリング運転時で22回/sec)制御周期毎に発電量をデューティ制御している。これにより、発電機の発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)が制御周期毎に繰り返えされる。 The output of the power generation control signal is generally performed in synchronization with the crank angle signal of the engine. Or, it is repeated at a constant cycle regardless of the crank angle signal. In other words, the power generation control signal is output (turned on) repeatedly at a control cycle synchronized with the crank angle signal or at a constant control cycle (for example, 22 times / sec during idling operation), and the power generation amount is duty controlled at each control cycle. is doing. Thus, the power generation operation (high load state) of the generator and the power generation stop (low load state) are repeated for each control cycle.
このように、車両においては、所定の制御周期で発電機に発電指令を与えて短時間の間に発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とを繰り返して発電量を調整する制御が実施されている。 As described above, in the vehicle, a power generation command is given to the generator at a predetermined control cycle, and the power generation amount is reduced by repeating the power generation operation (high load state) and the power generation stop (low load state) in a short time. Control to adjust is implemented.
ところで、発電の実施において、発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とが繰り返されると、発電の作動(高負荷状態)、停止(低負荷状態)に応じて発電負荷が変動する。そして、この発電負荷の変動がエンジンの回転速度に影響を及ぼすため、エンジンの回転速度の変動が大きくなる虞がある。このため、発電負荷を所定タイミングに応じて増減させ、即ち、所定タイミングに応じて発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)を実施し、エンジンの回転速度の変動を抑制することが行われている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, in the implementation of power generation, when the operation of power generation (high load state) and the stop of power generation (low load state) are repeated, the power generation load depends on the operation of power generation (high load state) and stop (low load state). Fluctuates. And since the fluctuation | variation of this electric power generation load affects the rotational speed of an engine, there exists a possibility that the fluctuation | variation of an engine rotational speed may become large. For this reason, the power generation load is increased or decreased according to a predetermined timing, that is, the power generation operation (high load state) and the power generation stop (low load state) are performed according to the predetermined timing to suppress fluctuations in the engine rotation speed. (For example, refer to Patent Document 1).
アイドリング運転時に発電機の発電の作動(発電負荷の高負荷状態)と発電の停止(発電負荷の低負荷状態)とを繰り返して発電を実施した場合、発電負荷による発電負荷トルクが周期的に変動する。また、エンジンのトルクも爆発から圧縮の一連の行程において周期的に変動するため、エンジンから発電機への入力トルクも同様に周期的に変動している。発電機への入力トルクの変動周期は、エンジンの回転速度に応じて変化するため、例えば、入力トルクの変動周期と発電負荷トルクの変動周期とが、同位相となる場合がある。 When power generation is performed by repeatedly operating the generator (high load state of the power generation load) and stopping the power generation (low load state of the power generation load) during idling, the power generation load torque due to the power generation load varies periodically. To do. Further, since the engine torque also periodically varies during a series of strokes from explosion to compression, the input torque from the engine to the generator also varies periodically. Since the fluctuation cycle of the input torque to the generator changes according to the rotational speed of the engine, for example, the fluctuation cycle of the input torque and the fluctuation cycle of the power generation load torque may be in phase.
即ち、発電機への入力トルクと発電負荷トルクは、互いに逆方向に作用するので、入力トルクが最大(正方向)となる時期に発電負荷トルクが最小(相対的に正方向)となる時期がほぼ同期し、入力トルクが最小(負方向)となる時期に発電負荷トルクが最大(相対的に負方向)となる時期がほぼ同期するような状態となることが考えられる。このような場合、正方向のトルクや負方向のトルクが相乗されて発電機におけるトルクの変動、すなわち発電機に作用するトルクの最大値と最小値との差が大きくなるため発電機への入力側の動力伝達系に不自然な力が働いてしまう虞がある。 That is, since the input torque to the generator and the generated load torque act in opposite directions, the time when the generated load torque becomes minimum (relatively positive) when the input torque becomes maximum (positive direction). It can be considered that the time when the power generation load torque becomes maximum (relatively negative direction) is almost synchronized with the time when the input torque becomes minimum (negative direction). In such a case, the positive torque and the negative torque are combined, and the torque fluctuation in the generator, that is, the difference between the maximum value and the minimum value of the torque acting on the generator increases, so the input to the generator There is a risk that an unnatural force may act on the power transmission system on the side.
特に、エンジンのクランク軸の動力がタイミングベルトを介して伝えられるオルタネータの場合においても、エンジンのクランク軸プーリからオルタネータプーリに入力される入力トルクの変動周期とオルタネータプーリに作用する発電負荷トルクの変動周期が同位相になると、オルタネータプーリに相対的に作用する発電負荷トルクと、クランク軸プーリからの入力トルクとが相乗され、オルタネータプーリでのトルク変動が大きくなってしまう。この結果、オルタネータプーリでのタイミングベルトの摩耗が発生しやすくなる虞があると共に、タイミングベルトに滑りが生じて鳴きが発生する虞がある。 In particular, even in the case of an alternator where the power of the engine crankshaft is transmitted via a timing belt, the fluctuation cycle of the input torque input from the engine crankshaft pulley to the alternator pulley and the fluctuation of the power generation load torque acting on the alternator pulley When the cycle becomes the same phase, the power generation load torque acting relatively on the alternator pulley and the input torque from the crankshaft pulley are combined to increase torque fluctuation at the alternator pulley. As a result, the timing belt may be easily worn by the alternator pulley, and the timing belt may slip and generate noise.
また、タイミングベルトにはオートテンショナによって所定の張力が与えられているのが一般的であるが、オルタネータプーリでのトルク変動が大きくなると、オートテンショナへのタイミングベルトからの負荷が過大になり、オートテンショナにダンピング劣化が生じる虞がある。 The timing belt is generally given a predetermined tension by an auto tensioner. However, if the torque fluctuation at the alternator pulley increases, the load from the timing belt to the auto tensioner becomes excessive, and the auto tensioner Damping degradation may occur in the tensioner.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とを繰り返して目標の充電電圧を維持するように発電が実施された場合において、発電機に作用するトルクの変動を抑制し、発電機の入力側の動力伝達系に不自然な力が働くことがない車両用制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and when power generation is performed so as to maintain a target charging voltage by repeating power generation operation (high load state) and power generation stop (low load state). An object of the present invention is to provide a vehicle control device that suppresses fluctuations in torque acting on a generator and prevents an unnatural force from acting on a power transmission system on the input side of the generator.
特に、エンジンのクランク軸の動力がタイミングベルトを介して伝えられるオルタネータで、発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)を繰り返して目標の充電電圧を維持するように制御された場合に、オルタネータプーリに作用するトルクの変動を抑えて、タイミングベルトの摩耗や鳴きが生じることがない車両用制御装置を提供することを目的とする。 In particular, an alternator that transmits the power of the engine crankshaft via a timing belt is controlled to maintain the target charging voltage by repeatedly operating the power generation (high load state) and stopping the power generation (low load state). It is an object of the present invention to provide a vehicle control device that suppresses fluctuations in torque acting on the alternator pulley and prevents the timing belt from being worn or squealed.
上記目的を達成するための請求項1に係る本発明の車両用制御装置は、エンジンにより駆動されて発電を行う車両用発電機と、前記エンジンのクランク角信号を検出するクランク角信号検出手段と、前記クランク角信号検出手段で検出されるクランク角信号の基準時期に基づいて前記車両用発電機の発電負荷を低負荷状態と高負荷状態とに周期的に切換えて発電を実行させる発電実行手段と、前記車両用発電機に作用するトルクの変動を低減すべく、前記車両用発電機の高負荷状態への切換え時期を前記クランク角信号の前記基準時期に対して所定時間遅延させ、エンジンからの入力トルクの変動周期と発電負荷トルクの変動周期とをずらすよう制御する遅延制御手段とを備え、前記遅延制御手段で遅延させる所定時間は、前記車両用発電機の高負荷状態への切換え時期を前記クランク角信号の前記基準時期に同期させた場合と、前記エンジンのクランク軸から伝達されて前記車両用発電機に作用し周期的に変動する入力トルクが最大となる時期に合わせて前記入力トルクとは逆方向に作用し周期的に変動する前記車両用発電機の発電負荷トルクが最大となるように前記車両用発電機の高負荷状態への切換えを実行した場合と、における前記発電負荷トルクの変動周期のずれの時間であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle control apparatus according to a first aspect of the present invention includes a vehicle generator that is driven by an engine to generate electric power, and a crank angle signal detection unit that detects a crank angle signal of the engine. And a power generation execution means for executing power generation by periodically switching the power generation load of the vehicular generator between a low load state and a high load state based on a reference time of the crank angle signal detected by the crank angle signal detection means If the order to reduce the fluctuation of the torque acting on the vehicle generator delays a predetermined time with respect to the reference timing of the timing switching to high-load state of the power generator for a vehicle wherein the crank angle signal, the engine with the variation period of the input torque and the delay control unit that controls so as to shift the fluctuation cycle of the generator load torque, the delay control means a predetermined time to delay the generator for the vehicle When the timing for switching to the high load state is synchronized with the reference timing of the crank angle signal, and the input torque that is transmitted from the crankshaft of the engine and acts on the generator for the vehicle is periodically varied. The vehicle generator was switched to a high load state so that the generation load torque of the vehicle generator that acts in a direction opposite to the input torque and periodically fluctuates in accordance with a certain period is maximized. And the time of deviation of the fluctuation cycle of the power generation load torque .
請求項1の発明では、遅延制御手段によりクランク角信号の基準時期に対して発電機の低負荷状態から高負荷状態への切換え時期を所定時間遅延させて発電を実行させることで、エンジンからの入力トルクの変動周期と発電負荷トルクの変動周期とをずらすことができ、エンジンからの入力トルクの変動と発電負荷トルクの変動とを相殺することにより、発電機に作用するトルクの変動を抑制して発電機の入力側の動力伝達系に働く不自然な力を低減することができる。 In the first aspect of the invention, the delay control means delays the switching time of the generator from the low load state to the high load state with respect to the reference time of the crank angle signal for a predetermined time, thereby generating power. The fluctuation cycle of the input torque and the fluctuation cycle of the power generation load torque can be shifted, and the fluctuation of the torque acting on the generator is suppressed by offsetting the fluctuation of the input torque from the engine and the fluctuation of the power generation load torque. Thus, the unnatural force acting on the power transmission system on the input side of the generator can be reduced.
また、請求項1の発明では、遅延させる所定時間をクランク軸から伝達されて作用する車両用発電機の入力トルクが最大となる時期に合わせて発電負荷トルクが最大となるように発電機の高負荷状態への切換えを実施した際の発電負荷トルクの変動周期のずれの時間とすることで、エンジンからの入力トルクの変動周期と発電負荷トルクの変動周期とをずらして逆位相とし、確実に入力トルクの変動と発電負荷の変動とを相殺することが可能となり、発電機に作用するトルクの変動を抑制することができる。よって、発電機の入力側の動力伝達系に働く不自然な力を確実に低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the generator load is set so that the power generation load torque becomes maximum in accordance with the time when the input torque of the vehicle generator that acts by being transmitted from the crankshaft for the predetermined time to be delayed is maximum. By setting the time of deviation of the fluctuation cycle of the power generation load torque when switching to the load state, the fluctuation cycle of the input torque from the engine and the fluctuation cycle of the power generation load torque are shifted to the opposite phase, ensuring It becomes possible to cancel the fluctuation of the input torque and the fluctuation of the power generation load, and the fluctuation of the torque acting on the generator can be suppressed. Therefore, the unnatural force acting on the power transmission system on the input side of the generator can be reliably reduced.
また、請求項2の車両用制御装置は、前記車両用発電機は、ベルトを介して前記エンジンのクランク軸のトルクが伝達される発電機であり、前記遅延制御手段で遅延させる所定時間は、前記ベルトによる動力の伝達遅れ時間を含むことを特徴とする。 Further, in the vehicle control device according to claim 2, the vehicle generator is a generator to which the torque of the crankshaft of the engine is transmitted via a belt, and the predetermined time delayed by the delay control means is It includes a transmission delay time of power by the belt.
請求項2の発明では、ベルトによる動力の伝達遅れ時間を加味して所定時間を設定するので、クランク軸から伝達されて作用する発電機での入力トルクの状況に応じてより正確に発電負荷トルクの変動周期をずらすことができる。 In the invention of claim 2 , since the predetermined time is set in consideration of the transmission delay time of the power by the belt, the power generation load torque is more accurately determined in accordance with the state of the input torque at the generator acting by being transmitted from the crankshaft. The fluctuation period can be shifted.
請求項3の車両用制御装置は、前記遅延制御手段で遅延させる所定時間は、前記ベルトによる動力の伝達遅れ時間を加味して発電が実行されたとした時の前記車両用発電機の発電負荷トルクが最大となる時期と、前記エンジンのクランク軸から伝達されて車両用発電機に作用する入力トルクが最大となる時期との差分の時間を含むことを特徴とする。
The vehicle control device according to
請求項3の発明では、所定時間として、車両用発電機の発電負荷トルクが最大となる時期と、エンジンのクランク軸から伝達されて車両発電機に作用する入力トルクが最大となる時期との差分の時間を含むので、エンジンからの入力トルクの変動周期と発電負荷の変動周期とを確実に逆位相にずらすことができる。
In the invention of
上記目的を達成するための請求項4の車両用制御装置は、エンジンのクランク軸のトルクが伝達されて発電を行う車両用発電機と、前記エンジンの前記クランク軸から前記車両用発電機に伝達されて作用する入力トルクの変動周期に対して、前記車両用発電機の発電負荷の切換えにより周期的に変動する発電負荷トルクの変動周期が逆位相となるように前記車両用発電機の発電を実行させる発電制御手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle control apparatus according to claim 4 is a vehicle generator that generates power by transmitting torque of an engine crankshaft, and that is transmitted from the crankshaft of the engine to the vehicle generator. The power generation of the vehicular generator is performed so that the fluctuation cycle of the power generation load torque, which fluctuates periodically by switching of the power generation load of the vehicular generator, is in reverse phase with respect to the fluctuation cycle of the input torque that is applied. And a power generation control means to be executed.
請求項4の発明では、車両用発電機に作用する入力トルクの変動周期に対して、発電機の発電負荷トルクの変動周期が逆位相となるように発電を実行させるので、エンジンからの入力トルクの変動と発電負荷トルクの変動とを相殺して発電機の入力側の動力伝達系に働く不自然な力を低減することができる。 In the invention of claim 4 , since the power generation is executed so that the fluctuation cycle of the power generation load torque of the generator is opposite to the fluctuation cycle of the input torque acting on the vehicle generator, the input torque from the engine Therefore, the unnatural force acting on the power transmission system on the input side of the generator can be reduced by offsetting the fluctuations in the power generation and the fluctuations in the power generation load torque.
本発明の車両用制御装置は、発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)を繰り返して発電機による発電を実施した場合、発電機におけるトルク変動を抑えて、入力側の動力伝達系に働く不自然な力を低減する車両用制御装置となる。 The vehicle control device according to the present invention suppresses torque fluctuations in the generator when the power generation operation (high load state) and the power generation stop (low load state) are repeated to suppress the torque fluctuation in the generator. The vehicle control device reduces the unnatural force acting on the power transmission system.
図1には本発明の一実施形態例に係る車両用制御装置の概略系統、図2にはクランク軸プーリとオルタネータプーリのトルクの状況を表す概念、図3にはエンジンのトルクと発電機のトルクの変動を表すタイミングチャート、図4にはタイミングベルトの伝達遅れの状況、図5にはエンジン回転数と遅延時間の状況、図6にはエンジン回転数に対する遅延時間設定のマップ、図7には発電制御の処理フローを示してある。 FIG. 1 is a schematic system of a vehicle control apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a concept showing torque conditions of a crankshaft pulley and an alternator pulley, and FIG. FIG. 4 shows the timing belt transmission delay, FIG. 5 shows the engine speed and delay time, FIG. 6 shows the map for setting the delay time relative to the engine speed, and FIG. Shows the processing flow of power generation control.
図1に基づいて本発明の発電制御を実行する車両用制御装置を説明する。 A vehicle control apparatus that executes power generation control according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、多気筒型(例えば3気筒)のエンジン1の各気筒には吸気弁2及び排気弁3が備えられ、吸気弁2により開閉される吸気ポートには吸気通路4が接続されると共に、排気弁3により開閉される排気ポートには排気通路5が接続されている。エンジン1の各気筒には、シリンダ内を上下動自在にピストン26が設けられ、ピストン26の上下動によりクランク軸が回転駆動される。吸気通路4には、図示しないアクセルペダルの踏み込み状況に応じて吸気量を調整するスロットルバルブ6が備えられている。
As shown in FIG. 1, each cylinder of a multi-cylinder type (for example, three cylinders)
エンジン1のクランク軸の回転駆動により駆動される車両用発電機(オルタネータ)7が備えられている。エンジン1のクランク軸にはクランク軸プーリ31が設けられ、オルタネータ7にはオルタネータプーリ32が設けられている。クランク軸プーリ31とオルタネータプーリ32とにはタイミングベルト8が巻回され、エンジン1のクランク軸の出力がクランク軸プーリ31からタイミングベルト8及びオルタネータプーリ32を介してオルタネータ7に伝達されて発電が行われる。タイミングベルト8にはオートテンショナ33によって所定の張力が与えられている。
A vehicular generator (alternator) 7 driven by the rotational drive of the crankshaft of the
オルタネータ7で発電された電力はバッテリ9に充電され、ヘッドライト、スモールライト、ブレーキランプ、室内灯等のランプ類や、パワーウインドウ、ワイパー、空調機器やラジエータのファン等の駆動モータ、エンジン1の始動時の駆動用機器等の各種電気機器(電気負荷)である負荷機器10の電力として使用される。
The electric power generated by the
オルタネータ7は三相交流発電機であり、ステータに発生した誘起電力を直流に変換してバッテリ9に送るようになっている。発電量の制御は、回転側のコイルの界磁電流を制御して誘起電力を調整することで実施され、界磁電流は、オルタネータ7のG端子11に発電制御信号を入力することで制御される。また、オルタネータ7のFR端子12からは界磁電流の状況が出力される。
The
即ち、オルタネータ7のG端子11に発電制御信号を入力(オン)することにより、コイルに電流が流されて発電負荷が発生し発電が開始される。発電制御信号が入力(オン)されている間、発電が作動(発電負荷が高負荷状態)され、発電量は、発電制御信号の駆動時間によって制御される。そして、発電制御信号がカット(オフ)されると発電の停止(発電負荷が低負荷状態)が実施される。そして、オルタネータ7の発電状況がFR端子12から出力される。
That is, when a power generation control signal is input (turned on) to the
一方、エンジン1にはクランク角信号検出手段としてのベーン型のクランク角センサ15が設けられ、クランク角センサ15により各気筒の所定のクランク位置でクランク角信号SGTが出力される。また、クランク角センサ15はエンジン1の回転速度Neを検出可能としている。クランク角信号SGTは、圧縮上死点位置の信号であり、例えば、各気筒の75°BTDC及び5°BTDCのタイミングで出力される。
On the other hand, the
クランク角センサ15の検出信号を始め、各種センサの検出信号や車速信号、負荷機器の使用状況である負荷信号、冷却水温センサ等の検出信号が電子制御ユニット(ECU)17に入力される。
In addition to detection signals from the
そして、ECU17からは、発電制御信号がクランク角信号SGTに応じて周期的に繰り返し出力(オン)され(例えば、22回/sec)、発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とが繰り返されている。これにより必要発電量を確保しつつ目標の充電電圧が維持されるよう制御している。
Then, the
ここで、オルタネータ7に作用するトルクについて、アイドリング運転時などのエンジン回転速度が一定の状態を例にとって説明する。
Here, the torque acting on the
図2に示すように、クランク軸プーリ31からのエンジントルクTq(図中反時計回り方向)は、タイミングベルト8を介してオルタネータプーリ32に入力トルクtq(図中反時計回り方向)として伝達される(正方向のトルク)。エンジントルクTqは、エンジンの行程に応じて周期的に変動されるため、エンジンからオルタネータプーリ32に作用する入力トルクtqも周期的に変動する(図3(b)参照)。これに対し、オルタネータ7のG端子11に発電を実施する発電制御信号が入力(オン)されると、オルタネータプーリ32には入力トルクtqとは反対方向に作用する発電負荷に応じたトルクGtq(図中時計回り方向)が作用する(発電負荷による負方向のトルク)。発電負荷トルクGtqは、発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とが繰り返されることにより、周期的に変動する(図3(c)中鎖線参照)。
As shown in FIG. 2, the engine torque Tq (counterclockwise direction in the figure) from the
オルタネータプーリ32に働く入力トルクtq(正方向のトルク)の最大値と、オルタネータプーリ32に作用する発電負荷に応じた発電負荷トルクGtq(負方向のトルク)の最大値とをほぼ同じ時期に発生させる、いわゆる入力トルクtqの変動周期に対して発電負荷トルクGtqの変動周期とを逆位相とすることで、正方向の入力トルクtqと負方向の発電負荷トルクGtqとを相殺している。これによりオルタネータプーリ32に作用するトルクの変動が抑制され、オルタネータプーリ32等に働く不自然な力が抑制される。
The maximum value of the input torque tq (positive direction torque) acting on the
このため、オルタネータ7が発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)を繰り返す発電時に、オルタネータプーリ32に作用する入力トルクtqの変動周期に対して発電負荷トルクGtqの変動周期が同位相にならないように、即ち、オルタネータプーリ32に作用するトルクが相乗されてトルク変動が大きくならないように、オルタネータ7への発電制御信号(高負荷状態への切換え)の出力開始のタイミングが制御されている。
For this reason, the fluctuation cycle of the power generation load torque Gtq with respect to the fluctuation cycle of the input torque tq acting on the
このような制御を実施するため、ECU17には、発電制御部21が備えられ、発電制御部21には、クランク角センサ15で検出されたクランク角信号SGTの基準時期(例えば、信号の立ち上がり時期である75°BTDC)に基づいて発電制御信号を出力(オン)する発電制御実行手段22が備えられている。
In order to implement such control, the
また、クランク角信号SGTの基準時期に対してオルタネータ7の発電の作動もしくは、高負荷状態への切換えの出力(発電制御信号:オン)を所定時間遅らせる遅延制御手段23が備えられ、出力を遅らせる所定時間(遅延時間)はエンジン1の回転速度に応じて補正され、補正される状況はマップ化されて記憶手段24に記憶されている。遅延制御手段23で設定された遅れ時間に対して、記憶手段24に記憶された情報が送られ、エンジン1の回転速度に応じて所定時間(遅延時間)が補正され、基準時期に対して補正された所定時間(遅延時間)だけ遅延されて遅延制御手段23からオルタネータ7のG端子11に発電制御信号が周期的に出力される。
Further, delay control means 23 is provided for delaying the output of power generation of the
クランク角信号SGTの基準時期(例えば、信号の立ち上がり時期である75°BTDC)に対して所定時間遅延させて発電制御信号を出力(オン)してオルタネータ7の発電負荷を高負荷状態に切換えて発電を作動させることで、エンジン1から入力されるオルタネータプーリ32に作用する入力トルクtqの変動周期とオルタネータプーリ32に作用する発電の作動(高負荷状態)と停止(低負荷状態)の繰り返しによる発電負荷に応じた発電負荷トルクGtqの変動周期を逆位相となるようにずらすことができ、オルタネータプーリ32に作用する入力トルクtqと発電負荷トルクGtqを相殺してオルタネータプーリ32に作用するトルク変動を低減することができる。
A power generation control signal is output (turned on) with a predetermined time delay with respect to the reference time of the crank angle signal SGT (for example, 75 ° BTDC, which is the signal rise time), and the power generation load of the
尚、上記実施形態例では、記憶手段24に記憶されたマップに基づいて所定時間(遅延時間)を補正するようにしているが、エンジン1の回転速度に対応させた定数等を用い、所定時間を演算により補正することも可能である。
In the above-described embodiment, the predetermined time (delay time) is corrected based on the map stored in the
図3〜図6に基づいてエンジンからオルタネータへの入力トルクとオルタネータの発電負荷トルクの変動の状況及び所定時間(遅延時間)を遅延させる状況を具体的に説明する。 Based on FIGS. 3 to 6, the state of fluctuation of the input torque from the engine to the alternator and the power generation load torque of the alternator and the situation of delaying a predetermined time (delay time) will be specifically described.
図3(a)にはエンジン1の各気筒の行程、図3(b)にはクランク軸プーリ31でのエンジントルクTqの変動の状況、図3(c)にはオルタネータプーリ32で作用するトルク(tq、Gtq)の変動の状況、図3(d)にはオルタネータプーリ32で作用するトルク(tq、Gtq)の合計トルクの変動の状況、図3(e)にはクランク角信号SGTの状況、図3(f)には発電制御信号のオン・オフの状況を示してある。
3 (a) shows the stroke of each cylinder of the
エンジン1(図1参照)は各気筒(#1気筒、#2気筒、#3気筒)のピストン26(図1参照)が上下動し、図3(a)に示すように、吸気行程、圧縮行程、爆発行程(燃焼行程)、排気行程の4行程が巡回的に実行されて、その間にクランク軸が2回転する。尚、図示例では#1気筒、#3気筒、#2気筒の順番で行程が実行されていく。
In the engine 1 (see FIG. 1), the piston 26 (see FIG. 1) of each cylinder (# 1 cylinder, # 2 cylinder, # 3 cylinder) moves up and down, and as shown in FIG. The four strokes of the stroke, the explosion stroke (combustion stroke), and the exhaust stroke are executed cyclically, and the crankshaft rotates twice during that time. In the illustrated example, the strokes are executed in the order of
クランク軸の回転によりクランク角センサ15によりクランク位置が検出され、図3(e)に示すように、クランク角信号SGTが出力される。例えば、各気筒の75°BTDCでクランク角信号SGTが立ち上がり、各気筒の5°BTDCでクランク角信号SGTが立ち下がる波形とされ、立ち下がる直前が#1気筒、#3気筒、#2気筒の順番の点火タイミングとされている。
A crank position is detected by the
このようなサイクルが実行されてクランク軸が回転すると、図3(b)に実線で示すように、クランク軸プーリ31でエンジントルクTqの変動が始まる。クランク軸プーリ31でエンジントルクTqはタイミングベルト8を介してオルタネータプーリ32に伝達され、オルタネータプーリ32に入力トルクtq(エンジントルクTqと同方向)が作用する。
When such a cycle is executed and the crankshaft rotates, the fluctuation of the engine torque Tq starts at the
クランク軸の動力はタイミングベルト8(図1参照)を介してオルタネータプーリ32に伝達されるため、動力伝達に若干の遅れを生じる。この時の遅れは、オルタネータ7(図1参照)やポンプ類のレイアウト、オートテンショナ33(図1参照)の設定に基づくタイミングベルト8(図1参照)の張力、エンジン1(図1参照)の回転速度Neにより変化する。即ち、図4に示すように、クランク軸でのトルク変化に対して、オルタネータプーリ32でのトルク変化は時間t1遅れて伝達されるようになっている。
Since the power of the crankshaft is transmitted to the
このように、オルタネータプーリ32には時間t1遅れてクランク軸の動力が伝達されるため、図3(c)に実線で示すように、オルタネータプーリ32で作用するクランク軸から伝達される入力トルクtqはエンジントルクTq(図3(b)参照)に対して時間t1遅れて変動が開始する。即ち時間t1遅れた変動周期となる。
Thus, since the power of the crankshaft is transmitted to the
一方、オルタネータ7(図1参照)のG端子11(図1参照)には発電制御信号が送られ、発電制御信号のオン・オフで高負荷での発電(発電の作動)と低負荷での発電(発電の停止)とが切り換えられて目標の充電電圧が維持されるよう制御される。即ち、図3(f)に実線で示すように、発電制御信号の出力開始(オン)のタイミング(低負荷から高負荷への切換タイミング)はクランク角信号SGTの基準時期である、立ち上がり時期の75°BTDCに対して、遅延時間Tだけ遅らせるように遅延制御手段23(図1参照)で設定されている。 On the other hand, a power generation control signal is sent to the G terminal 11 (see FIG. 1) of the alternator 7 (see FIG. 1). When the power generation control signal is turned on / off, power generation at high load (power generation operation) and low load Control is performed so that the target charging voltage is maintained by switching between power generation (power generation stop). That is, as indicated by a solid line in FIG. 3F, the output start (ON) timing of the power generation control signal (switching timing from the low load to the high load) is the reference timing of the crank angle signal SGT. The delay control means 23 (see FIG. 1) is set so as to delay the 75 ° BTDC by the delay time T.
即ち、オルタネータプーリ32における発電負荷の変動周期が、図3(c)の二点鎖線で示すクランク角信号SGTの基準時期に同期して発電制御信号のタイミングを設定した場合の変動周期に対して、図3(c)の鎖線で示すように遅延時間Tだけ遅れた周期となるよう制御される。
That is, the fluctuation cycle of the power generation load in the
このとき、オルタネータプーリ32で作用する入力トルクtq(図3(c)中実線参照)が最大(正方向)となる時期と発電負荷トルクGtqが最大(負方向)となる時期とがほぼ同じとなる。いわゆる入力トルクtqの変動周期と発電負荷トルクGtqの変動周期とが逆位相とされる。
At this time, the time when the input torque tq (see the solid line in FIG. 3C) acting on the
遅延時間Tの設定について説明する。 The setting of the delay time T will be described.
遅延時間Tを設定しないで、図3(e)に示したクランク角信号SGTに同期させて発電制御信号の出力開始(オン)のタイミングを設定した場合(図3(f)の二点差線参照)、即ち、低負荷状態(発電の停止)から高負荷状態(発電の作動)への切換えをクランク角信号SGTの立ち上がりと同時に行った場合、図3(c)に二点差線で示すように、クランク角信号SGTの立ち上がりと同時に発電負荷に応じた発電負荷トルクGtqがオルタネータプーリ32(図1参照)に入力トルクtqとは逆方向(負方向)に作用する。 When the output control signal output start (ON) timing is set in synchronization with the crank angle signal SGT shown in FIG. 3E without setting the delay time T (see the two-dot difference line in FIG. 3F) ) That is, when switching from the low load state (power generation stop) to the high load state (power generation operation) is performed simultaneously with the rise of the crank angle signal SGT, as shown by a two-dotted line in FIG. Simultaneously with the rise of the crank angle signal SGT, the power generation load torque Gtq corresponding to the power generation load acts on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) in the opposite direction (negative direction) to the input torque tq.
これにより、図3(c)に実線及び二点差線で示すように、オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqが最小(正方向)となる時期と入力トルクtqが最大(正方向)となる時期とが、ほぼ一致する状態となっている。即ち、発電負荷トルクGtqの変動周期が同位相になり、オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqと入力トルクtqが相乗される状態になっている。 As a result, as indicated by a solid line and a two-dotted line in FIG. 3C, the time when the power generation load torque Gtq acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) is minimum (positive direction) and the input torque tq is maximum ( The time in the positive direction is almost the same. That is, the fluctuation cycle of the power generation load torque Gtq is in phase, and the power generation load torque Gtq acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) and the input torque tq are in synergy.
オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqの力と入力トルクtqの力が相乗されると、オルタネータプーリ32に作用する合計トルクの変動周期の波形の振幅が大きくなる。ここでは、発電負荷トルクGtqは、0か負方向にのみ作用するので、負方向に大きくなる傾向となる。つまりオルタネータプーリ32に作用するトルクの最大値と最小値との差が大きくなり、オルタネータプーリ32でのトルク変動が大きくなる。
When the force of the power generation load torque Gtq acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) and the force of the input torque tq are combined, the amplitude of the waveform of the fluctuation cycle of the total torque acting on the
従って、オルタネータプーリ32への入力側の動力伝達系に不自然な力が働き、オルタネータプーリ32(図1参照)でのタイミングベルト8(図1参照)の摩耗が発生しやすくなることが考えられると共に、タイミングベルト8(図1参照)に滑りが生じて鳴きが発生することが考えられる。また、オートテンショナ33(図1参照)へのタイミングベルト8(図1参照)からの負荷が過大になり、オートテンショナ33(図1参照)にダンピング劣化が生じることが考えられる。
Therefore, it is considered that an unnatural force acts on the power transmission system on the input side to the
このため、本実施例では、図3(f)に実線で示すように、発電制御信号の出力開始(オン)のタイミング(低負荷状態から高負荷状態への切換タイミング)がクランク角信号SGTの立ち上がり時期の75°BTDCに対して、遅延時間Tだけ遅らせて制御されるよう設定されている。 For this reason, in this embodiment, as indicated by a solid line in FIG. 3F, the output start (ON) timing of the power generation control signal (switching timing from the low load state to the high load state) is the crank angle signal SGT. The delay time T is set so as to be controlled with respect to 75 ° BTDC of the rising timing.
遅延時間Tは、クランク角信号SGTの立ち上がり時期の75°BTDCに同期させてオルタネータ7の高負荷状態への切換え(発電の作動)を実行させた場合の発電負荷トルクGtqの変動周期(図3(c)中二点差線参照)と、入力トルクtqが最大(正方向)となる時期に合わせて発電負荷トルクGtqが最大(負方向)となるようにオルタネータ7の高負荷状態への切換え(発電の停止)を実行させた場合の発電負荷Gtqの変動周期(図3(c)中破線参照)とのずれの時間である。即ち、クランク角信号SGTに同期させた場合の発電負荷トルクGtqの変動周期(図3(c)中二点差線参照)における最大値と、入力トルクtqの変動周期(図3中実線参照)における最大値との差分の時間が遅延時間Tとなる。
The delay time T is a fluctuation period of the power generation load torque Gtq when the
また、遅延時間Tは、詳細には、クランク軸でのエンジントルクTqに対してオルタネータプーリ32(図1参照)に伝達される入力トルクtqの遅れ時間である時間t1(図3(b)参照)と、時間t1遅れてオルタネータ7の高負荷状態への切換えが実行されると仮定した際のオルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqの変動周期(図3(c)中一点差線参照)での発電負荷トルクGtqの最大値(負方向)と入力トルクtqの変動周期(図3(c)中実線参照)での入力トルクtqの最大値(正方向)との差(ずれ)の時間t2との合計時間になっている。
Further, the delay time T is specifically a time t1 (see FIG. 3B) which is a delay time of the input torque tq transmitted to the alternator pulley 32 (see FIG. 1) with respect to the engine torque Tq on the crankshaft. ) And the fluctuation cycle of the power generation load torque Gtq acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) when it is assumed that the
つまり、クランク軸におけるエンジントルクTq(図3(b)参照)に対してオルタネータプーリ32に作用する入力トルクtq(図3(c)中実線参照)は時間t1だけ遅れているので、発電制御信号の出力開始のタイミングをクランク角信号SGTと同期させた場合の発電負荷トルクGtqの変動(図3(c)中二点鎖線参照)に対して、時間t1だけ遅らせたと仮定する。この時、オルタネータプーリ32での発電負荷トルクGtqの変動周期は、図3(c)に一点鎖線で示すような、オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqの変動周期となる。この状態では、オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqの最大値(負方向)に対して入力トルクtqの最大値(正方向)の時期がずれているので、その分の差分のずれ時間である時間t2を時間t1に加味して遅延時間Tが設定されている。
That is, since the input torque tq (see the solid line in FIG. 3C) acting on the
上記のように、クランク角信号SGTと同期させた場合の発電負荷トルクGtqの変動周期(図3(c)中二点差線参照)を基準として、オルタネータプーリ32(図1参照)に伝わる入力トルクtqの変動周期の最大値と発電負荷トルクGtqの変動周期の最大値との差分の時間を遅延時間Tとしているので、エンジン1(図1参照)からの入力トルクtqの変動周期と発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)の繰り返しによる発電負荷トルクGtqの変動周期とを簡単な制御によって的確にずらしてオルタネータ7(図1参照)のオルタネータプーリ32に作用するトルクの変動を確実に低減することができる。
As described above, the input torque transmitted to the alternator pulley 32 (see FIG. 1) based on the fluctuation cycle of the power generation load torque Gtq when synchronized with the crank angle signal SGT (see the two-dot chain line in FIG. 3C). Since the time difference between the maximum value of the fluctuation period of tq and the maximum value of the fluctuation period of the power generation load torque Gtq is the delay time T, the fluctuation period of the input torque tq from the engine 1 (see FIG. 1) and the operation of power generation The torque applied to the
この結果、図3(c)に破線で示すように、オルタネータプーリ32(図1参照)に働く発電負荷トルクGtqの変動周期が、正側と負側で入力トルクtqの変動周期と逆位相にされる。これにより、オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqと入力トルクtqが相殺され、図3(d)に実線で示すように、オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷トルクGtqと入力トルクtqの合計の変動が小さい変動となる。 As a result, as shown by a broken line in FIG. 3C, the fluctuation cycle of the power generation load torque Gtq acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) is opposite to the fluctuation cycle of the input torque tq on the positive side and the negative side. Is done. As a result, the power generation load torque Gtq acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) and the input torque tq are offset, and the power generation acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) as shown by the solid line in FIG. The total fluctuation of the load torque Gtq and the input torque tq is a small fluctuation.
従って、発電制御信号のオン・オフを繰り返して実施した場合、即ち、オルタネータ7(図1参照)を高負荷状態(発電の作動)と低負荷状態(発電の停止)とに周期的に切換えて制御した場合において、オルタネータプーリ32(図1参照)に働くトルク変動を抑制し、タイミングベルト8(図1参照)の摩耗や鳴きが生じる虞が大幅に低減される。また、オートテンショナ33(図1参照)のダンピング劣化の虞も大幅に低減することができる。 Therefore, when the power generation control signal is repeatedly turned on and off, that is, the alternator 7 (see FIG. 1) is periodically switched between a high load state (power generation operation) and a low load state (power generation stop). When controlled, torque fluctuations acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) are suppressed, and the possibility that the timing belt 8 (see FIG. 1) wears and squeals is greatly reduced. Further, the risk of damping deterioration of the auto tensioner 33 (see FIG. 1) can be greatly reduced.
ところで、エンジン1(図1参照)のアイドリング運転における回転速度Neは、エアコンの使用時や暖気状態により変化する。図5(a)にはエンジン1(図1参照)の回転速度Neが遅い場合のトルク変動の経時変化、図5(b)にはエンジン1(図1参照)の回転速度Neが速い場合のトルク変動の経時変化を示してある。 By the way, the rotational speed Ne in the idling operation of the engine 1 (see FIG. 1) varies depending on the use of the air conditioner and the warm-up state. FIG. 5A shows the change over time in torque fluctuation when the rotational speed Ne of the engine 1 (see FIG. 1) is low, and FIG. 5B shows the case where the rotational speed Ne of the engine 1 (see FIG. 1) is fast. The change with time of torque fluctuation is shown.
図5(a)(b)に示すように、エンジン1(図1参照)の回転速度Neが速くなるとクランク角信号SGTの周期が短くなるので、オルタネータプーリ32(図1参照)に伝達される入力トルクtqの変動周期も短くなる。また、オルタネータプーリ32(図1参照)に作用する発電負荷もクランク角信号SGTの周期を基準としているため、発電負荷トルクGtqの変動周期も短くなる。このため、オルタネータプーリ32(図1参照)に伝達される入力トルクtqの変動周期が短くなるにつれて、遅延時間Tを遅延時間T1からT2(T1>T2)に短くする必要がある。即ち、エンジン1の回転速度Neに応じて遅延時間Tを可変させる必要がある。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), when the rotational speed Ne of the engine 1 (see FIG. 1) increases, the cycle of the crank angle signal SGT becomes shorter, so that it is transmitted to the alternator pulley 32 (see FIG. 1). The fluctuation cycle of the input torque tq is also shortened. Further, since the power generation load acting on the alternator pulley 32 (see FIG. 1) is also based on the cycle of the crank angle signal SGT, the fluctuation cycle of the power generation load torque Gtq is also shortened. For this reason, it is necessary to shorten the delay time T from the delay time T1 to T2 (T1> T2) as the fluctuation cycle of the input torque tq transmitted to the alternator pulley 32 (see FIG. 1) becomes shorter. That is, it is necessary to vary the delay time T according to the rotational speed Ne of the
遅延時間Tをエンジン1(図1参照)の回転速度Neに応じて変化させるため、図6に示すように、回転速度Neが速くなるに応じて遅延時間Tが短くなるようにする補正係数のマップが設定されている。即ち、回転速度Neが速くなるに応じて小さくなる(遅延時間がT1からT2に短くなる)補正係数が設定されている。図6に示したマップは、記憶手段24(図1参照)に記憶され、エンジン1(図1参照)の回転速度Neに応じた補正係数が遅延制御手段23(図1参照)に送られる。 In order to change the delay time T in accordance with the rotational speed Ne of the engine 1 (see FIG. 1), as shown in FIG. 6, the correction coefficient for reducing the delay time T as the rotational speed Ne increases. The map is set. That is, a correction coefficient is set that decreases as the rotational speed Ne increases (the delay time decreases from T1 to T2). The map shown in FIG. 6 is stored in the storage unit 24 (see FIG. 1), and a correction coefficient corresponding to the rotational speed Ne of the engine 1 (see FIG. 1) is sent to the delay control unit 23 (see FIG. 1).
上述した実施形態例では、図7に示すように、ステップS1でクランク角信号が検出され、ステップS2でエンジン1の回転速度Neが検出される。次に、ステップS3で回転速度Neに基づいた補正係数がマップ(図6参照)から読み取られ、ステップS4で遅延時間が決定される。エンジン1の回転速度Neに応じて遅延時間Tが決定されると、ステップS5でクランク角信号SGTに対して発電制御信号の出力(高負荷状態への切換え)を遅延時間T遅らせる。
In the embodiment described above, as shown in FIG. 7, the crank angle signal is detected in step S1, and the rotational speed Ne of the
このようにして、クランク角信号SGTに対して遅延時間Tを持たせて発電制御信号を入力し、オルタネータ7の発電の作動(高負荷状態)を開始することで、オルタネータプーリ32(図1参照)に伝わる入力トルクtqが最大となる(正方向)時期に合わせて発電負荷による発電負荷トルクGtqが最大となる(負方向)ように、オルタネータプーリ32(図1参照)のトルク変動を制御することができる。このため、オルタネータプーリ32(図1参照)に不自然なトルク変動が生じることがなく、タイミングベルト8(図1参照)に摩耗や鳴きが生じる虞が大幅に低減され、オートテンショナ33(図1参照)のダンピング劣化の虞も大幅に低減される。
In this way, the power generation control signal is input with the delay time T added to the crank angle signal SGT, and the power generation operation (high load state) of the
尚、上述した実施形態例では、タイミングベルト8による伝達遅れの時間t1と、伝達遅れ時間t1を加味して発電の作動を実施したと仮定した際のオルタネータプーリ32に作用する発電負荷トルクGtqの最大値(負方向)と入力トルクtqの最大値(正方向)とのずれの時間t2とを合計した時間を遅延時間Tとして設定したが、要は、オルタネータプーリ32(図1参照)におけるトルク変動を抑制するために、オルタネータプーリ32に伝達される入力トルクtqの変動周期と発電負荷による発電負荷トルクGtqの変動周期とをずらして逆位相とすることができる時間であれば、遅延時間Tを設定するパラメータは限定されない。例えば、タイミングベルト8による伝達遅れの時間t1が全く生じないとした場合は、ずれの時間t2がそのまま遅延時間Tとなるものであるし、また、タイミングベルト8による伝達遅れの時間t1をそのまま遅延時間Tとすることも可能である。また、クランク角信号SGTの波形に対するずれ波形を形成する状態に発電制御信号の出力を実施することも可能である。
In the above-described embodiment, the power generation load torque Gtq acting on the
また、上述した実施形態例では、発電機としてオルタネータ7を例に挙げて説明したが、発電機としては、エンジン1の始動時のセルモータを兼用したモータジェネレータを適用することも可能である。この場合、発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とを繰り返す制御を実施した場合であっても、エンジン1からの入力トルクに対してモータジェネレータの動力伝達系に不自然な力が働くことをなくすことができる。
In the above-described embodiment, the
更に、上述した実施形態例では、アイドリング運転時における発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とを周期的に繰り返す制御を実施した場合を例に挙げて説明したが、トルク変動が動力伝達系、特に、オルタネータプーリとタイミングベルトの関係に影響を与えやすい運転状態(例えば、一定の低速回転で走行している状態や低速回転からの過渡期、低速回転への過渡期等)に発電の作動(高負荷状態)と発電の停止(低負荷状態)とを周期的に繰り返す制御を実施する場合に適用することも可能である。 Further, in the above-described embodiment example, the case where the control of periodically repeating the operation of power generation (high load state) and the stop of power generation (low load state) at the time of idling operation has been described as an example. Operating conditions in which torque fluctuations tend to affect the power transmission system, especially the relationship between the alternator pulley and the timing belt (for example, running at a constant low speed, transition from low speed, transition to low speed) It is also possible to apply to the case where the control of periodically repeating the operation of power generation (high load state) and the stop of power generation (low load state) is performed.
本発明は、車両用発電機の発電の状況を制御する車両用制御装置の産業分野で利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the industrial field of a vehicle control device that controls the power generation status of a vehicle generator.
1 エンジン
2 吸気弁
3 排気弁
4 吸気通路
5 排気通路
6 スロットルバルブ
7 オルタネータ
8 タイミングベルト
9 バッテリ
10 負荷機器
11 G端子
12 FR端子
15 クランク角センサ
17 電子制御ユニット(ECU)
21 発電制御部
22 発電実行手段
23 遅延制御手段
24 記憶手段
26 ピストン
31 クランク軸プーリ
32 オルタネータプーリ
33 オートテンショナ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記エンジンのクランク角信号を検出するクランク角信号検出手段と、
前記クランク角信号検出手段で検出されるクランク角信号の基準時期に基づいて前記車両用発電機の発電負荷を低負荷状態と高負荷状態とに周期的に切換えて発電を実行させる発電実行手段と、
前記車両用発電機に作用するトルクの変動を低減すべく、前記車両用発電機の高負荷状態への切換え時期を前記クランク角信号の前記基準時期に対して所定時間遅延させ、エンジンからの入力トルクの変動周期と発電負荷トルクの変動周期とをずらすよう制御する遅延制御手段とを備え、
前記遅延制御手段で遅延させる所定時間は、
前記車両用発電機の高負荷状態への切換え時期を前記クランク角信号の前記基準時期に同期させた場合と、前記エンジンのクランク軸から伝達されて前記車両用発電機に作用し周期的に変動する入力トルクが最大となる時期に合わせて前記入力トルクとは逆方向に作用し周期的に変動する前記車両用発電機の発電負荷トルクが最大となるように前記車両用発電機の高負荷状態への切換えを実行した場合と、における前記発電負荷トルクの変動周期のずれの時間である
ことを特徴とする車両用制御装置。 A vehicular generator driven by an engine to generate electricity;
Crank angle signal detecting means for detecting a crank angle signal of the engine;
Power generation executing means for executing power generation by periodically switching the power generation load of the vehicular generator between a low load state and a high load state based on a reference time of a crank angle signal detected by the crank angle signal detection means; ,
In order to reduce fluctuations in torque acting on the vehicular generator, the switching timing of the vehicular generator to a high load state is delayed by a predetermined time with respect to the reference timing of the crank angle signal, and input from the engine A delay control means for controlling to shift the fluctuation cycle of the torque and the fluctuation cycle of the power generation load torque ,
The predetermined time delayed by the delay control means is
When the timing for switching the vehicle generator to a high load state is synchronized with the reference timing of the crank angle signal, the cycle is transmitted periodically from the crankshaft of the engine and acts on the vehicle generator to vary periodically. The high load state of the vehicular generator is such that the generated load torque of the vehicular generator, which acts in the direction opposite to the input torque and periodically fluctuates in accordance with the time when the input torque to be maximized, becomes maximum The vehicle control device characterized in that it is the time of deviation of the fluctuation cycle of the power generation load torque when the switching to is performed .
前記遅延制御手段で遅延させる所定時間は、前記ベルトによる動力の伝達遅れ時間を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用制御装置。 The vehicle generator is a generator to which the torque of the crankshaft of the engine is transmitted via a belt,
The predetermined time delayed by the delay control means includes a power transmission delay time by the belt.
The vehicle control device according to claim 1 .
前記ベルトによる動力の伝達遅れ時間を加味して発電が実行されたとした時の前記車両用発電機の発電負荷トルクが最大となる時期と、前記エンジンのクランク軸から伝達されて車両発電機に作用する入力トルクが最大となる時期との差分の時間を含む
ことを特徴とする請求項2に記載の車両用制御装置。 The predetermined time delayed by the delay control means is
When the power generation load torque of the vehicular generator is maximized when the power generation is executed in consideration of the power transmission delay time by the belt, the power is transmitted from the crankshaft of the engine and acts on the vehicular generator. Including the time of difference from the time when the input torque to be maximized
The vehicle control device according to claim 2 .
前記エンジンの前記クランク軸から前記車両用発電機に伝達されて作用する入力トルクの変動周期に対して、前記車両用発電機の発電負荷の切換えにより周期的に変動する発電負荷トルクの変動周期が逆位相となるように前記車両用発電機の発電を実行させる発電制御手段とを備えた
ことを特徴とする車両用制御装置。 A vehicular generator that generates power by transmitting torque of the crankshaft of the engine;
The fluctuation cycle of the power generation load torque, which fluctuates periodically by switching the power generation load of the vehicular generator, is varied with respect to the fluctuation cycle of the input torque that is transmitted from the crankshaft of the engine to the vehicle generator. A vehicle control apparatus comprising: a power generation control unit that executes power generation of the vehicle generator so as to have an opposite phase .
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