JP5206424B2

JP5206424B2 - Alternator power generation control device

Info

Publication number: JP5206424B2
Application number: JP2009001769A
Authority: JP
Inventors: 賢午米倉; 賢吾久保
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: JP2010159671A

Description

本発明は、エンジン始動時のオルタネータの発電負荷を低減して排気エミッションを改善するオルタネータの発電制御装置に関する。 The present invention relates to an alternator power generation control device that reduces the power generation load of an alternator when starting an engine to improve exhaust emission.

特に、近年の灯火類の光度の上昇や各種電装品の増加に伴ってオルタネータが大型化する傾向がある。エンジンの冷態始動時はオイル粘度が高いため、エンジンのフリクションが大きい。そのため冷態始動時にオルタネータを駆動して発電を行わせると、オルタネータの駆動トルクがエンジンにとっては大きな負荷となり、排気のガスボリュームが増加し、ＨＣ排出量が増加する。 In particular, the alternator tends to increase in size with the recent increase in luminous intensity of lamps and the increase in various electrical components. Since the oil viscosity is high when the engine is cold started, the engine friction is large. For this reason, when the alternator is driven to generate power during cold start, the alternator drive torque becomes a heavy load on the engine, the exhaust gas volume increases, and the HC emission increases.

そこで、冷態始動時に空然比フィードバック制御状態およびバッテリ電圧をモニターし、空燃比フィードバック制御の開始後でかつバッテリ電圧が設定電圧より高い場合にオルタネータを非駆動状態として発電を停止し、エンジンの消費空気量を減らしＨＣの排出を抑制するものがある（特許文献１参照）。 Therefore, the air-fuel ratio feedback control state and the battery voltage are monitored at the cold start, and after the start of the air-fuel ratio feedback control and when the battery voltage is higher than the set voltage, the alternator is not driven and power generation is stopped. There is one that reduces the amount of air consumed and suppresses the discharge of HC (see Patent Document 1).

特開２００２−２７６４１４号公報JP 2002-276414 A

ところで、車両を低温の状態で放置した後のエンジンの始動時、例えば氷点下での始動時には、排気管内の凝縮水の影響により空燃比フィードバック制御の開始までにより時間がかかる。さらに低温の状態ではバッテリ性能が低下する。上記特許文献１の技術では空燃比フィードバック制御の開始までオルタネータを非駆動状態として発電を行わないので、空燃比フィードバック制御が開始される直前までバッテリ電圧は低下し続けることになる。その後、バッテリ電圧が設定電圧以下になると、オルタネータを駆動状態として発電を開始する。すなわち、氷点下のような環境条件であるために始動直後のアイドル運転時間が長びくときには、オルタネータ負荷によりガスボリュームが増加している状態で発電が行われることになり、ＨＣ排出量を効果的に抑制できない。 By the way, when the engine is started after the vehicle is left in a low temperature state, for example, when the vehicle is started below the freezing point, it takes time to start the air-fuel ratio feedback control due to the influence of condensed water in the exhaust pipe. In addition, battery performance decreases at low temperatures. In the technique disclosed in Patent Document 1, power generation is not performed with the alternator being in a non-driven state until the start of air-fuel ratio feedback control, so the battery voltage continues to decrease until immediately before the air-fuel ratio feedback control is started. Thereafter, when the battery voltage becomes equal to or lower than the set voltage, the alternator is driven and power generation is started. That is, when the idle operation time immediately after start-up is long due to environmental conditions such as below freezing, power generation is performed with the gas volume increasing due to the alternator load, effectively suppressing HC emissions. Can not.

そこで本発明は、空燃比フィードバック制御の開始前でも、オルタネータによる発電を行い得る装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a device that can generate power by an alternator even before the start of air-fuel ratio feedback control.

本発明は、エンジンによって駆動され発電を行うオルタネータを備え、エンジンの冷機始動時であって、バッテリ電圧が所定値以上のときにオルタネータを非駆動状態として発電を停止させた状態でエンジンを始動し、その後にバッテリ電圧が前記所定値以下になるとオルタネータを駆動状態として発電を行わせると共に、排気通路に設けられる三元触媒と、前記三元触媒の上下流に設けられる空燃比センサとを備え、前記空燃比センサが活性化したタイミングで空燃比フィードバック制御を開始し、前記空燃比フィードバック制御の開始前に車両の加速が判定されたとき、オルタネータを駆動して発電を行わせる。 The present invention includes an alternator that is driven by an engine and generates electric power, and when the engine is cold start, when the battery voltage is equal to or higher than a predetermined value, the alternator is not driven and power generation is stopped. Then, when the battery voltage becomes equal to or lower than the predetermined value, the alternator is driven to generate power, and a three-way catalyst provided in the exhaust passage, and an air-fuel ratio sensor provided upstream and downstream of the three-way catalyst, Air-fuel ratio feedback control is started at the timing when the air-fuel ratio sensor is activated, and when the acceleration of the vehicle is determined before the air-fuel ratio feedback control is started , the alternator is driven to generate power.

本発明によれば、冷態始動時にはオルタネータによる発電を停止するので、エンジンへの補機負荷が減少する。その結果、排気のガスボリュームが減り、ＨＣの排出量が低減する。一方、空燃比フィードバック制御の開始前の車両の加速時にはドライバの要求に応じて排気の全量が大きくなっているため、ドライバの要求に応じた排気量に対するオルタネータ負荷によるガスボリューム増加分の割合が、空燃比フィードバック制御の開始前のアイドル時にオルタネータを駆動して発電を行わせる場合よりも相対的に小さくなる。そのため、オルタネータにより発電を行ってもＨＣ排出量に与える影響は小さい。単にバッテリ電圧が所定値以上の冷機状態でオルタネータを非駆動状態として発電を停止している上記特許文献１の技術では、空燃比フィードバック制御の開始前にバッテリ電圧がアイドル状態で所定値未満となることでオルタネータ負荷によるガスボリューム増加分の割合が大きいときにオルタネータを駆動状態として発電が開始されてしまうのに対し、本発明では空燃比フィードバック制御の開始前の加速運転中に適宜オルタネータを駆動状態として発電を行わせていることから、空燃比フィードバック制御の開始前に冷機状態でバッテリ電圧が所定値未満となってしまうことが上記特許文献１の技術に比して少なくなり、ＨＣ排出量を低減できるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, since the power generation by the alternator is stopped at the time of cold start, the load of auxiliary machinery on the engine is reduced. As a result, the exhaust gas volume is reduced, and the amount of HC emission is reduced. On the other hand, during acceleration of the vehicle before the start of the air-fuel ratio feedback control, the total amount of exhaust is increased according to the driver's request, so the ratio of the gas volume increase due to the alternator load to the exhaust amount according to the driver's request is It is relatively smaller than the case where the alternator is driven to generate power during idling before the start of air-fuel ratio feedback control . For this reason, even if power is generated by an alternator, the influence on the HC emission amount is small. In the technique of Patent Document 1 in which power generation is stopped by simply setting the alternator to a non-driven state in a cold state where the battery voltage is equal to or higher than a predetermined value , the battery voltage becomes lower than the predetermined value in the idle state before the start of air-fuel ratio feedback control. As a result, when the rate of increase in gas volume due to the alternator load is large, power generation is started with the alternator in the drive state, whereas in the present invention, the alternator is appropriately driven during the acceleration operation before the start of the air-fuel ratio feedback control. Therefore, the battery voltage becomes less than a predetermined value in the cold state before the start of the air-fuel ratio feedback control , compared to the technique of Patent Document 1, and the HC emission amount is reduced. There is an excellent effect that it can be reduced.

本発明の第１実施形態のオルタネータ制御系の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the alternator control system of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態のエンジンの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the engine of 1st Embodiment of this invention. エンジン冷態始動からのエンジン回転速度、車速、スロットル開度、オルタネータ電流、ＨＣ排出量（積算値）の変化を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing changes in engine rotation speed, vehicle speed, throttle opening, alternator current, and HC emission amount (integrated value) from engine cold start. オルタネータの制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating control of an alternator.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態のオルタネータ１の制御系の回路構成図、図１はオルタネータ１を駆動するエンジン３１の概略構成図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a control system of an alternator 1 according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine 31 that drives the alternator 1.

エンジン３１によって駆動されるオルタネータ１は、図１に示したように、三相交流を発生するためのステータコイル２、磁場を形成するためのフィールドコイル３、ステータコイル２に発生した交流電圧を直流電圧に整流する整流回路（レクチファイアー）４、出力電圧を制御するための集積回路で形成された電圧レギュレータ５等を一体的に備えて構成される。なお、符号６はノイズ消去用のコンデンサである。 As shown in FIG. 1, the alternator 1 driven by the engine 31 has a stator coil 2 for generating a three-phase alternating current, a field coil 3 for forming a magnetic field, and an alternating voltage generated in the stator coil 2 as a direct current. A rectifier circuit (rectifier) 4 for rectifying the voltage, a voltage regulator 5 formed of an integrated circuit for controlling the output voltage, and the like are integrally provided. Reference numeral 6 denotes a noise erasing capacitor.

オルタネータ１には、発電電力の出力端子であるＢＡＴ端子、目標発電電圧の入力端子であるＣ端子、発電出力のフィードバック入力端子であるＳ端子、フィールドコイル３の通電・非通電を制御する端子であるＬ端子、接地用のＥ端子が設けられている。オルタネータ１の内部では、ＢＡＴ端子、Ｃ端子、Ｓ端子、Ｌ端子、Ｅ端子が、それぞれ電圧レギュレータ５の対応する各端子（Ｂ端子、Ｃ端子、Ｓ端子、Ｌ端子、Ｅ端子）に接続され、また、整流回路４の出力側及びフィールドコイル３の一端がＢＡＴ端子に接続されている。フィールドコイル３の他端は、フィールド電流の制御端子である電圧レギュレータ５のＦ端子に接続され、さらに、ステータコイル２を形成する三相のコイルの一つがステータコイル２の制御端子である電圧レギュレータ５のＰ端子に接続されている。 The alternator 1 includes a BAT terminal that is an output terminal for generated power, a C terminal that is an input terminal for target generated voltage, an S terminal that is a feedback input terminal for generated output, and a terminal that controls energization / non-energization of the field coil 3. An L terminal and an E terminal for grounding are provided. Inside the alternator 1, the BAT terminal, C terminal, S terminal, L terminal, and E terminal are connected to corresponding terminals (B terminal, C terminal, S terminal, L terminal, E terminal) of the voltage regulator 5, respectively. The output side of the rectifier circuit 4 and one end of the field coil 3 are connected to the BAT terminal. The other end of the field coil 3 is connected to an F terminal of a voltage regulator 5 which is a field current control terminal, and one of the three-phase coils forming the stator coil 2 is a control terminal of the stator coil 2 5 is connected to the P terminal.

一方、バッテリ７の正極端子がオルタネータ１のＢＡＴ端子及びＳ端子に接続されると共に、負極端子にオルタネータ１のＥ端子が接続されている。また、バッテリ７の正極端子には、イグニッションスイッチ８を介してチャージランプ９が接続され、このチャージランプ９がオルタネータ１のフィールドコイル３とバッテリ７とを接続／遮断する開閉手段としてのＬ端子制御用リレー１０のリレー接点１０ａを介してオルタネータ１のＬ端子に接続されている。 On the other hand, the positive terminal of the battery 7 is connected to the BAT terminal and S terminal of the alternator 1, and the E terminal of the alternator 1 is connected to the negative terminal. A charge lamp 9 is connected to the positive terminal of the battery 7 via an ignition switch 8, and the charge lamp 9 controls the L terminal as an opening / closing means for connecting / disconnecting the field coil 3 of the alternator 1 and the battery 7. The relay 10 is connected to the L terminal of the alternator 1 through a relay contact 10a.

さらに、バッテリ７の正極端子には、メインリレー１１のリレーコイル１１ｂの一端が接続されると共に、メインリレー１１のリレー接点１１ａを介してＬ端子制御用リレー１０のリレーコイル１０ｂの一端が接続されている。Ｌ端子制御用リレー１０及びメインリレー１１の各リレーコイル１０ｂ、１１ｂの他端は、エンジンを制御するエンジンコントロールユニット２０（制御手段）に接続されて開閉制御され、Ｌ端子制御用リレー１０のリレー接点１０ａを開放してオルタネータ１のＬ端子への通電をカットすることで、オルタネータ１を非駆動状態として発電を停止させる。 Further, one end of the relay coil 11 b of the main relay 11 is connected to the positive terminal of the battery 7, and one end of the relay coil 10 b of the L terminal control relay 10 is connected via the relay contact 11 a of the main relay 11. ing. The other ends of the relay coils 10b and 11b of the L terminal control relay 10 and the main relay 11 are connected to an engine control unit 20 (control means) for controlling the engine and controlled to open and close. The relay of the L terminal control relay 10 By opening the contact 10a and cutting off the energization to the L terminal of the alternator 1, the alternator 1 is brought into a non-driven state to stop power generation.

エンジンコントロールユニット２０は、マイクロコンピュータを中心としてその他の周辺回路を備えて構成されるものであり、バッテリ７が接続されてバッテリ電圧をモニターすると共に、イグニッションスイッチ８が接続されてＯＮ，ＯＦＦを検出する。さらに、エンジンコントロールユニット２０には、図２にも示したようにエンジン３１の冷却水温を検出するためのエンジン水温センサ２１、エンジン回転速度を算出するためのクランク角センサ２２、吸入空気量を検出するための吸入空気量センサ２３、三元触媒３６上流の排気中の空燃比を検出するための空燃比センサ２４、三元触媒３６下流の排気中の酸素濃度を検出するためのＯ₂センサ２５等のセンサ類、吸気通路３２に燃料を噴射供給するインジェクタ３３や火花点火を行う点火プラグ３４、スロットルバルブ４１を駆動するモータ４２等のアクチュエータ類が接続されている。 The engine control unit 20 is composed of a microcomputer and other peripheral circuits, and is connected to the battery 7 to monitor the battery voltage and connected to the ignition switch 8 to detect ON / OFF. To do. Further, as shown in FIG. 2, the engine control unit 20 detects an engine water temperature sensor 21 for detecting the coolant temperature of the engine 31, a crank angle sensor 22 for calculating the engine rotation speed, and an intake air amount. An intake air amount sensor 23 for detecting the air-fuel ratio, an air-fuel ratio sensor 24 for detecting the air-fuel ratio in the exhaust upstream of the three-way catalyst 36, and an O ₂ sensor 25 for detecting the oxygen concentration in the exhaust downstream of the three-way catalyst 36. Sensors such as, an injector 33 that injects and supplies fuel to the intake passage 32, an ignition plug 34 that performs spark ignition, and an actuator such as a motor 42 that drives the throttle valve 41 are connected.

エンジンコントロールユニット２０では、イグニッションスイッチ８のＯＮ，ＯＦＦ、バッテリ電圧、各種センサ・スイッチ類からの入力信号に基づく運転状態を監視してオルタネータ１のＬ端子及びＣ端子を介してオルタネータ１の駆動、非駆動を制御し、特にエンジン冷態始動時には、後述するように車両の加速状態に応じてオルタネータ１による発電制御を行い、オルタネータ１によるフリクションを低減してエンジンの負荷を低減し、エンジンの円滑な始動・暖機を可能とする共に、ＨＣ排出量を低減する。 The engine control unit 20 monitors the operation state based on ON / OFF of the ignition switch 8, the battery voltage, and input signals from various sensors and switches, and drives the alternator 1 via the L terminal and the C terminal of the alternator 1. When the engine is cold started, power generation is controlled by the alternator 1 according to the acceleration state of the vehicle, as will be described later, and the friction caused by the alternator 1 is reduced to reduce the engine load, thereby smoothing the engine. Starts and warms up smoothly and reduces HC emissions.

さて、エンジン３１の冷態始動時にオルタネータ１の駆動トルクがエンジン３１にとっては大きな負荷となり、近年の灯火類の高度の上昇や各種電装品の増加に伴ってオルタネータ１が大型化する傾向がある。その一方で、エンジン冷態始動時にはＨＣが多く発生する。冷態始動時に大型のオルタネータ１を駆動するには、エンジン回転速度を安定させるために吸入空気量を増してエンジントルクを大きくする必要があり、そうなると排気のガスボリュームが増えるためにＨＣ排出量が増加する。 Now, when the engine 31 is cold-started, the driving torque of the alternator 1 becomes a heavy load on the engine 31, and the alternator 1 tends to increase in size with the recent increase in lighting and the increase in various electrical components. On the other hand, a lot of HC is generated at the time of engine cold start. In order to drive the large alternator 1 at the time of cold start, it is necessary to increase the intake air amount to increase the engine torque in order to stabilize the engine rotation speed. To increase.

この対策として、エンジン冷態始動時に空然比フィードバック制御状態およびバッテリ電圧をモニターし、空燃比フィードバック制御開始前でかつバッテリ電圧が設定電圧より高い場合にオルタネータ１を非駆動状態として発電を停止し、エンジンの消費空気量を減らし、これによって冷態始動直後のＨＣ排出量を抑制するようにした従来装置がある。 As a countermeasure, the air-fuel ratio feedback control state and the battery voltage are monitored at the time of engine cold start, and when the battery voltage is higher than the set voltage before starting the air-fuel ratio feedback control, the alternator 1 is not driven and power generation is stopped. There is a conventional apparatus that reduces the amount of air consumed by the engine, thereby suppressing the HC emission immediately after the cold start.

従来装置においては、空燃比フィードバック制御開始後にオルタネータ１を駆動して発電を行わせる。その理由は次の通りである。すなわち、図２に示したように排気通路３５に設けられる三元触媒３６（下流側の三元触媒３７についても）は、排気の空燃比が理論空燃比を中心とする狭い範囲（ウインドウ）にある場合に、ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘの有害三成分を同時に効率よく浄化できるため、三元触媒３６の上流側に設けた空燃比センサ２４の出力と三元触媒３６の下流側に設けたＯ₂センサ２５の出力とに基づいて実際の空燃比がウインドウに収まるように空燃比のフィードバック制御を行っている。つまり、空燃比フィードバック制御が開始された後には、有害三成分が三元触媒の下流に排出されることはない。そこで、従来装置では空燃比フィードバック制御の開始後にオルタネータ１を駆動して発電を行わせ、このとき多く発生するＨＣは三元触媒３６により浄化させようと、空燃比フィードバック制御開始後にオルタネータ１を駆動して発電を行わせるわけである。 In the conventional apparatus, after the air-fuel ratio feedback control is started, the alternator 1 is driven to generate power. The reason is as follows. That is, as shown in FIG. 2, the three-way catalyst 36 (also for the three-way catalyst 37 on the downstream side) provided in the exhaust passage 35 has a narrow range (window) in which the air-fuel ratio of the exhaust is centered on the stoichiometric air-fuel ratio. In some cases, harmful three components of HC, CO, and NOx can be purified efficiently at the same time. Therefore, the output of the air-fuel ratio sensor 24 provided on the upstream side of the three-way catalyst 36 and the O ₂ provided on the downstream side of the three-way catalyst 36. Based on the output of the sensor 25, the air-fuel ratio feedback control is performed so that the actual air-fuel ratio falls within the window. That is, after the air-fuel ratio feedback control is started, the harmful three components are not discharged downstream of the three-way catalyst. Therefore, in the conventional device, the alternator 1 is driven after the start of the air-fuel ratio feedback control to generate power, and the HC generated at this time is driven by the three-way catalyst 36, and the alternator 1 is driven after the start of the air-fuel ratio feedback control. Then, power generation is performed.

冷態始動直後に多く排出されるＨＣを低減するには空燃比フィードバック制御をできるだけ早期に開始させることである。このため、上流側空燃比センサ２４、下流側Ｏ₂センサ２５にヒータを付属させ、各ヒータによりセンサ２４、２５を加熱し、上流側空燃比センサ２４、下流側Ｏ₂センサ２５が活性化したタイミングで空燃比フィードバック制御を開始させるようにしている。 In order to reduce the amount of HC exhausted immediately after the cold start, it is necessary to start the air-fuel ratio feedback control as early as possible. Therefore, heaters are attached to the upstream air-fuel ratio sensor 24 and the downstream O ₂ sensor 25, and the sensors 24 and 25 are heated by the heaters, and the upstream air-fuel ratio sensor 24 and the downstream O ₂ sensor 25 are activated. The air-fuel ratio feedback control is started at the timing.

このように空燃比フィードバック制御を早期に実行するようにしていても、従来装置によれば、排気管中の凝縮水の影響により空燃比フィードバック制御開始までに時間がかかってしまうという問題がある。すなわち、車両を氷点下の大気状態に放置したとき、エンジン３１の始動時に排気通路３５内に突出しているセンサ２４、２５が排気通路３５内の凝縮水により氷結する。氷結状態でヒータをＯＮにするとセンサ２４、２５に素子割れなどの不都合が生じてしまうので、センサ２４、２５に付着している氷（凝縮水）が蒸発するのを待ってヒータをＯＮとするようにしている。そして、このヒータＯＮによる加熱によってセンサ２４、２５が活性化した後に空燃比フィードバック制御が開始される。従来装置では、空燃比フィードバック制御が開始されるまでオルタネータ１による発電を行わせないので、このときバッテリ電圧は低下し続けることになる。その後、バッテリ電圧が設定値以下になるとオルタネータ１を駆動して発電を開始する。すると、氷点下の大気状態での始動時（冷態始動時）には空燃比フィードバック制御の開始前にバッテリ電圧が設定電圧より低下してオルタネータ１による発電を行わなければならない事態が生じ、これによって冷態始動直後のＨＣ排出量を抑制することができない。 Thus, even if the air-fuel ratio feedback control is executed at an early stage, according to the conventional device, there is a problem that it takes time to start the air-fuel ratio feedback control due to the influence of the condensed water in the exhaust pipe. That is, when the vehicle is left in an atmospheric condition below freezing point, the sensors 24 and 25 protruding into the exhaust passage 35 when the engine 31 starts are frozen by the condensed water in the exhaust passage 35. If the heater is turned on in an icing state, inconveniences such as element cracking occur in the sensors 24 and 25, so that the heater (ON) is turned on after the ice (condensed water) adhering to the sensors 24 and 25 evaporates. I am doing so. The air-fuel ratio feedback control is started after the sensors 24 and 25 are activated by the heating by the heater ON. In the conventional apparatus, since the power generation by the alternator 1 is not performed until the air-fuel ratio feedback control is started, the battery voltage continues to decrease at this time. Thereafter, when the battery voltage falls below the set value, the alternator 1 is driven to start power generation. Then, at the time of start-up in the atmospheric state below freezing point (at the time of cold start), the battery voltage drops below the set voltage before the start of the air-fuel ratio feedback control, and there is a situation in which power generation by the alternator 1 must be performed. The amount of HC emission immediately after the cold start cannot be suppressed.

そこで本発明は、エンジン冷態始動時であって、バッテリ電圧が所定値以上のときにオルタネータ１を非駆動状態として発電を停止しておき、加速判定したらオルタネータ１を駆動状態として発電を行わせることとする。これは、アイドル状態でオルタネータを駆動して発電を行わせると、排気の全量に対するオルタネータ負荷によるガスボリューム増加分の割合が大きく、そのためにＨＣ排出量が増えるのに対して、加速状態でオルタネータを駆動して発電を行わせる場合には、排気の全量に対するオルタネータ負荷によるガスボリューム増加分の割合が、アイドル状態でオルタネータを駆動して発電を行わせる場合よりも相対的に小さくなるためである。言い換えると、オルタネータによる発電を加速時に行う場合の方が、オルタネータによる発電をアイドル時に行う場合よりＨＣ排出量に対する影響が小さいのである。 Therefore, the present invention is at the time of engine cold start, and when the battery voltage is equal to or higher than a predetermined value, the alternator 1 is not driven and power generation is stopped, and when acceleration is determined, the alternator 1 is driven and power generation is performed. I will do it. This is because when the alternator is driven to generate power in the idle state, the ratio of the increase in the gas volume due to the alternator load with respect to the total amount of exhaust is large, which increases the HC emission amount, while the alternator is in the accelerated state. This is because when the power is generated by driving, the ratio of the increase in the gas volume due to the alternator load relative to the total amount of exhaust is relatively smaller than when the power is generated by driving the alternator in the idle state. In other words, when the power generation by the alternator is performed during acceleration, the influence on the HC emission amount is smaller than when the power generation by the alternator is performed during idling.

本発明によれば、空燃比フィードバック制御の開始前でも車両の加速が行われれば、オルタネータ１による発電が行われバッテリ７に充電できることになる。その分バッテリ電圧を設定電圧に保持し易くなる。このため、空燃比フィードバック制御の開始前に加速後再びアイドる状態に戻ったときにも、その戻ったアイドル状態でより長い時間オルタネータ１を非駆動状態として発電を停止しておくことができる。 According to the present invention, if the vehicle is accelerated even before the start of air-fuel ratio feedback control, power is generated by the alternator 1 and the battery 7 can be charged. Accordingly, the battery voltage is easily held at the set voltage. For this reason, even when returning to the idling state after acceleration before the start of the air-fuel ratio feedback control, the alternator 1 can be kept in the non-driving state for a longer time in the returned idle state and power generation can be stopped.

本発明についてさらに図３を参照して説明する。図３は冷態始動まもないｔ１のタイミングで車両の発進加速のためアクセルペダルを踏み込んで車速ＶＳＰを上昇させ、望みの車速に到達したｔ４のタイミングでアクセルペダルを戻して一定車速を保ち、ｔ５のタイミングで車速ＶＳＰを低下させ、ｔ７のタイミングで停車させた場合の、エンジン冷態始動からのエンジン回転速度Ｎｅ、車速ＶＳＰ、スロットル開度ＴＶＯ、オルタネータ電流、ＨＣ排出量（積算値）の変化をモデルで示している。スロットル開度ＴＶＯはｔ１のタイミング以前にはアイドル相当値であったものが、ｔ１のタイミングより急上昇してｔ４のタイミングでピークを採り、その後に低下して所定値となり、ｔ５のタイミングでアイドル相当値へと戻されている。 The present invention will be further described with reference to FIG. FIG. 3 shows that the accelerator pedal is depressed to accelerate the start of the vehicle at the timing of t1 before the cold start and the vehicle speed VSP is increased, and the accelerator pedal is returned at the timing of t4 when the desired vehicle speed is reached to maintain a constant vehicle speed. When the vehicle speed VSP is decreased at the timing t5 and stopped at the timing t7, the engine rotational speed Ne, the vehicle speed VSP, the throttle opening TVO, the alternator current, and the HC emission amount (integrated value) from the engine cold start. The change is shown in the model. Although the throttle opening TVO was an idle equivalent value before the timing of t1, it rapidly rises from the timing of t1, takes a peak at the timing of t4, then decreases to a predetermined value, and corresponds to an idle at the timing of t5. Returned to value.

本発明では、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯに閾値を設けており、
〈１〉車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えていること、かつ
〈２〉スロットル開度ＴＶＯが閾値ＴＶＯ１を超えていること
の２つの条件が満たされるｔ３のタイミングで車両の加速時であると判定して、オルタネータ１に開閉手段を介して所定の電流を流す。そして、２つの条件の２つとも満たされなくなるｔ６のタイミングで車両の加速が終了したと判断し、オルタネータ１への電流供給を開閉手段を介して停止する。 In the present invention, threshold values are provided for the vehicle speed VSP and the throttle opening TVO,
<1> The vehicle speed VSP exceeds the threshold value VSP1, and <2> the throttle opening TVO exceeds the threshold value TVO1. Then, a predetermined current is supplied to the alternator 1 through the opening / closing means. Then, it is determined that the acceleration of the vehicle is finished at the timing t6 when both of the two conditions are not satisfied, and the current supply to the alternator 1 is stopped via the opening / closing means.

このため、エンジンコントロールユニット２０には、さらに車速センサ２６からの車速の信号、スロットルセンサ２７からのスロットル開度の信号が入力され、エンジンコントロールユニット２０では、エンジンの冷態始動時にオルタネータ１による発電を停止させた状態でエンジンの始動を行わせる。そして、冷態始動直後から車両の加速が行われたか否かを判定し、加速が行われたと判定されたときにオルタネータ１を駆動して発電を行わせる。 For this reason, the vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 26 and the throttle opening signal from the throttle sensor 27 are further input to the engine control unit 20, and the engine control unit 20 generates power by the alternator 1 when the engine is cold started. Start the engine with the engine stopped. Then, it is determined whether or not the vehicle has been accelerated immediately after the cold start, and when it is determined that the acceleration has been performed, the alternator 1 is driven to generate power.

エンジンコントロールユニット２０で行われるこの制御を図４のフローチャートにより詳述する。図４はエンジン始動からの制御の流れを示すもので、一定時間毎に繰り返し行う操作を示すものでない。このフローはイグニッションスイッチ８がＯＮにされたときに開始する。 This control performed by the engine control unit 20 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. FIG. 4 shows the flow of control from the start of the engine, and does not show the operations that are repeated at regular intervals. This flow starts when the ignition switch 8 is turned on.

図４において、ステップ１ではオルタネータ１を非駆動状態として発電を停止する。すなわち、Ｌ端子制御用リレー１０のリレーコイル１０ｂへの通電をＯＦＦしてリレー接点１０ａを開放すると共に、オルタネータ１のＣ端子に印加する目標発電電圧をＬＯＷ（例えば１０Ｖ）にセットする。これは、特にエンジン冷態始動直後に、エンジンにかかるオルタネータ負荷を無くし、始動安定性を確保するためである。 In FIG. 4, in step 1, the alternator 1 is set in a non-driven state to stop power generation. That is, the energization to the relay coil 10b of the L terminal control relay 10 is turned off to open the relay contact 10a, and the target power generation voltage applied to the C terminal of the alternator 1 is set to LOW (for example, 10V). This is because the alternator load applied to the engine is eliminated immediately after the engine cold start, and the starting stability is ensured.

ステップ２ではエンジンの冷態始動時であるか否かをみる。冷態始動時であるか否かは、水温センサ２１により検出される始動時の水温Ｔｓｔと閾値Ｔｗ１（例えば６０℃）との比較に基づく。例えば始動時水温Ｔｓｔが閾値Ｔｗ１未満であれば冷態始動時であると判定し、始動時水温Ｔｓｔが閾値Ｔｗ１以上であればホットリスタート時であると判定する。 In step 2, it is determined whether or not the engine is cold starting. Whether or not it is a cold start is based on a comparison between the water temperature Tst at the start detected by the water temperature sensor 21 and a threshold Tw1 (for example, 60 ° C.). For example, if the starting water temperature Tst is lower than the threshold value Tw1, it is determined that the engine is cold starting, and if the starting water temperature Tst is equal to or greater than the threshold value Tw1, it is determined that the hot restart is being performed.

冷態始動時であると判定したときにはステップ３以降に進む。ステップ３では、バッテリ電圧ＶＢと第１閾値ＶＢ１（所定値）を比較する。第１閾値ＶＢ１は必要最低限のバッテリ電圧で、例えば１０Ｖである。バッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１を超えている場合には、必要最低限のバッテリ電圧が確保されていると判断し、ステップ４に進んで車速センサ２６により検出される車速ＶＳＰと閾値ＶＳＰ１を比較する。閾値ＶＳＰ１は、車両の加速時であるか否かを判定するための値で、例えば４ｋｍ／ｈである。車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えているときには、車両の加速時であると判定し、ステップ５に進む。 When it is determined that it is during the cold start, the process proceeds to step 3 and subsequent steps. In step 3, the battery voltage VB and the first threshold value VB1 (predetermined value) are compared. The first threshold value VB1 is a minimum battery voltage, for example, 10V. When the battery voltage VB exceeds the first threshold value VB1, it is determined that the necessary minimum battery voltage is secured, and the routine proceeds to step 4 where the vehicle speed VSP detected by the vehicle speed sensor 26 is compared with the threshold value VSP1. To do. The threshold value VSP1 is a value for determining whether or not the vehicle is accelerating, and is, for example, 4 km / h. When the vehicle speed VSP exceeds the threshold value VSP1, it is determined that the vehicle is accelerating, and the process proceeds to step 5.

ステップ５では、スロットルセンサ２７により検出されるスロットル開度ＴＶＯと閾値ＴＶＯ１を比較する。閾値ＴＶＯ１も車両の加速時であるか否かを判定するための値で、例えば１０ｄｅｇである。車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えてからスロットル開度ＴＶＯが閾値ＴＶＯ１を一度も超えない場合には車両の加速時でないと判断し、ステップ１に戻って、ステップ１〜５の操作を繰り返す。また、ステップ４で車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えていない場合にも、ステップ１に戻って、ステップ１〜４の操作を繰り返す。 In step 5, the throttle opening TVO detected by the throttle sensor 27 is compared with the threshold TVO1. The threshold value TVO1 is also a value for determining whether or not the vehicle is accelerating, and is, for example, 10 deg. If the throttle opening TVO has never exceeded the threshold value TVO1 after the vehicle speed VSP has exceeded the threshold value VSP1, it is determined that the vehicle is not accelerating, the process returns to step 1, and the operations of steps 1 to 5 are repeated. Further, when the vehicle speed VSP does not exceed the threshold value VSP1 in step 4, the process returns to step 1 and the operations of steps 1 to 4 are repeated.

一方、ステップ５で車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えてからスロットル開度ＴＶＯが閾値ＴＶＯ１を一度でも超えた場合には、車両の加速時であると判定する。このように、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯの両方をみて車両の加速時であるか否かを判定するのは、車速ＶＳＰだけだと、加速判定を正確に行わせることができないためである。すなわち、車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えている場合には、加速時だけでなく減速時も含まれているからである。 On the other hand, if the throttle opening degree TVO exceeds the threshold value TVO1 even once after the vehicle speed VSP exceeds the threshold value VSP1 in step 5, it is determined that the vehicle is accelerating. In this way, the reason for determining whether or not the vehicle is accelerating by looking at both the vehicle speed VSP and the throttle opening TVO is that the acceleration determination cannot be performed accurately only with the vehicle speed VSP. That is, when the vehicle speed VSP exceeds the threshold value VSP1, not only the time of acceleration but also the time of deceleration is included.

車両の加速時であると判定したときにはステップ６に進んでオルタネータ１を駆動して発電を行わせる。すなわち、Ｌ端子制御用リレー１０のリレーコイル１０ｂへの通電をＯＮしてリレー接点１０ａを閉成させ、オルタネータ１のフィールドコイル３に通電すると共に、オルタネータ１のＣ端子に印加する目標発電電圧をＬＯＷからＨＩＧＨ（例えば１２Ｖ）へゆっくりと上昇させる。 When it is determined that the vehicle is accelerating, the routine proceeds to step 6 where the alternator 1 is driven to generate power. That is, the energization of the relay coil 10b of the L terminal control relay 10 is turned on to close the relay contact 10a, the field coil 3 of the alternator 1 is energized, and the target generated voltage to be applied to the C terminal of the alternator 1 is set. Slowly increase from LOW to HIGH (eg, 12V).

ステップ７では再び車速ＶＳＰと閾値ＶＳＰ１を比較する。これは車両の加速時でなくなったか否かを判定する部分である。車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１以上である場合にステップ６に戻ってステップ６の操作を繰り返す。 In step 7, the vehicle speed VSP and the threshold value VSP1 are compared again. This is a part for determining whether or not the vehicle has been accelerated. When the vehicle speed VSP is equal to or higher than the threshold value VSP1, the process returns to step 6 and the operation of step 6 is repeated.

ステップ７で車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１未満になると、車両の加速時でなくなったと判断し、ステップ８に進んでオルタネータ１を非駆動状態として発電を停止し、今回の処理を終了する。 If the vehicle speed VSP is less than the threshold value VSP1 in step 7, it is determined that the vehicle is not accelerating, the process proceeds to step 8, the alternator 1 is set in a non-driven state, power generation is stopped, and the current process is terminated.

一方、ステップ３でバッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１以下であるときには必要最低限のバッテリ電圧が確保されていないのであるから、即座に発電を行わせる必要がある。このときには、ステップ９に進み、オルタネータ１を駆動状態として発電を行わせる。ここでの具体的な操作はステップ６と同じである。 On the other hand, when the battery voltage VB is equal to or lower than the first threshold value VB1 in step 3, the necessary minimum battery voltage is not secured, so that it is necessary to immediately generate power. At this time, the process proceeds to step 9 where the alternator 1 is driven to generate power. The specific operation here is the same as in Step 6.

ステップ１０では、バッテリ電圧ＶＢと第２閾値ＶＢ２を比較する。第２閾値ＶＢ２は設定電圧を与える値で、例えば１２Ｖである。バッテリ電圧ＶＢが第２閾値ＶＢ２に満たなければステップ９に戻ってステップ９の操作を実行する。やがて、バッテリ電圧ＶＢが第２閾値ＶＢ２以上となればステップ８に進んでオルタネータ１を非駆動状態として発電を停止し、今回の処理を終了する。 In step 10, the battery voltage VB is compared with the second threshold value VB2. The second threshold value VB2 is a value that gives a set voltage, for example, 12V. If the battery voltage VB does not satisfy the second threshold value VB2, the process returns to step 9 and the operation of step 9 is executed. Eventually, if the battery voltage VB becomes equal to or higher than the second threshold value VB2, the routine proceeds to step 8, where the alternator 1 is set in a non-driven state to stop power generation, and this processing is terminated.

ステップ２でホットリスタート時であると判定されたときにはステップ１１に進み、冷態始動時と同様にバッテリ電圧ＶＢと第１閾値ＶＢ１を比較する。バッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１未満であれば、必要最低限のバッテリ電圧が確保されていないのであるから、オルタネータ１による発電を行わせる必要がある。この場合に、即座にオルタネータ１による発電を行わせるのではなく、車両の加速時に限ってオルタネータ１を駆動して発電を行わせるようにする。すなわち、バッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１未満であるときにはステップ４、５へと進ませ、車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えており、かつ車速ＶＳＰが閾値ＶＳＰ１を超えてからスロットル開度ＴＶＯが閾値ＴＶＯ１を一度でも超えた場合にステップ６でオルタネータ１を駆動して発電を行わせる。 When it is determined in step 2 that the hot restart is being performed, the process proceeds to step 11, and the battery voltage VB and the first threshold value VB1 are compared as in the cold start. If the battery voltage VB is less than the first threshold value VB1, it is necessary to cause the alternator 1 to generate power because the minimum battery voltage is not secured. In this case, power generation by the alternator 1 is not immediately performed, but power generation is performed by driving the alternator 1 only when the vehicle is accelerated. That is, when the battery voltage VB is less than the first threshold value VB1, the process proceeds to steps 4 and 5, and the throttle opening degree TVO is set to the threshold value TVO1 after the vehicle speed VSP exceeds the threshold value VSP1 and the vehicle speed VSP exceeds the threshold value VSP1. Is exceeded even once, the alternator 1 is driven in step 6 to generate power.

このように、本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、エンジンの冷機始動時であって、バッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１（所定値）を超えるときにオルタネータ１を非駆動状態として発電を停止させた状態でエンジンを始動する（図４のステップ１参照）。このため、エンジンへの補機負荷が減少する。その結果、排気のガスボリュームが減り、ＨＣの排出量が低減する。 Thus, according to the present embodiment (the invention described in claim 1), the alternator 1 is not driven when the engine voltage is cold and the battery voltage VB exceeds the first threshold value VB1 (predetermined value). The engine is started with power generation stopped as a state (see step 1 in FIG. 4). For this reason, the auxiliary machinery load to an engine reduces. As a result, the exhaust gas volume is reduced, and the amount of HC emission is reduced.

一方、本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、始動した後に車両の加速が判定されたとき、オルタネータを駆動して発電を行わせる（図４のステップ４、５、６参照）。車両の加速時には排気の全量に対するオルタネーター負荷によるガスボリューム増加分の割合が、アイドル時にオルタネータを駆動して発電を行わせる場合よりも相対的に小さくなる。そのため、オルタネータ１により発電を行ってもＨＣ排出量に与える影響は小さい。言い換えると、加速判定したらオルタネータ１を駆動して発電を開始するので、空燃比フィードバック制御の開始前でも加速中にはオルタネータ１により発電した電気をバッテリ７に充電できることになる。その充電分だけ、バッテリ電圧を設定電圧（１２Ｖ）に保持し易くなる。そのため、加速後に再びアイドル状態に戻ったときには、バッテリ７に充電した分に相当する時間、より長くオルタネータ１を非駆動状態としておくことができる。 On the other hand, according to the present embodiment (the invention described in claim 1), when the acceleration of the vehicle is determined after starting, the alternator is driven to generate electric power (see steps 4, 5, and 6 in FIG. 4). ). During acceleration of the vehicle, the ratio of the increase in gas volume due to the alternator load relative to the total amount of exhaust gas is relatively smaller than when the alternator is driven to generate power during idling. Therefore, even if power is generated by the alternator 1, the influence on the HC emission amount is small. In other words, when the acceleration is determined, the alternator 1 is driven to start power generation. Therefore, the battery 7 can be charged with electricity generated by the alternator 1 during acceleration even before the start of air-fuel ratio feedback control. The battery voltage is easily held at the set voltage (12 V) by the amount of charging. Therefore, when returning to the idle state again after acceleration, the alternator 1 can be kept in the non-driven state for a longer time corresponding to the amount charged in the battery 7.

実施形態では、図４ステップ３でバッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１（所定値）を超えている場合にステップ４に進ませ、これに対してバッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１以下である場合にステップ９に進ませる場合で説明したが、バッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１（所定値）以上である場合にステップ４に進ませ、これに対してバッテリ電圧ＶＢが第１閾値ＶＢ１未満である場合にステップ９に進ませるようにしてもかまわない。 In the embodiment, when the battery voltage VB exceeds the first threshold value VB1 (predetermined value) in step 3 in FIG. 4, the process proceeds to step 4, whereas the battery voltage VB is lower than the first threshold value VB1. As described in the case of proceeding to step 9, the process proceeds to step 4 when the battery voltage VB is equal to or higher than the first threshold value VB1 (predetermined value), whereas the battery voltage VB is less than the first threshold value VB1. You may make it go to step 9.

１オルタネータ
３フィールドコイル
７バッテリ
１０Ｌ端子制御用リレー（開閉手段）
２０エンジンコントロールユニット（制御手段）
３１エンジン本体 1 Alternator 3 Field coil 7 Battery 10 L terminal control relay (opening / closing means)
20 Engine control unit (control means)
31 Engine body

Claims

An alternator driven by an engine to generate electricity;
Means for starting the engine in a cold start of the engine, and when the battery voltage is equal to or greater than a predetermined value, the alternator is not driven and power generation is stopped ;
Thereafter, when the battery voltage becomes equal to or lower than the predetermined value, the alternator is driven to generate power, and
A three-way catalyst provided in the exhaust passage;
An air-fuel ratio sensor provided upstream and downstream of the three-way catalyst;
Means for starting air-fuel ratio feedback control at a timing when the air-fuel ratio sensor is activated;
An alternator power generation control device comprising: control means for driving the alternator to generate power when it is determined that the vehicle is accelerated before the start of the air-fuel ratio feedback control .

Opening / closing means for connecting / cutting off the field coil of the alternator and the battery,
2. The opening / closing means is opened when the alternator is not driven and power generation is stopped, and the opening / closing means is closed when power is generated by driving the alternator. Alternator power generation control device.

2. The alternator power generation control device according to claim 1, wherein when the vehicle speed exceeds a predetermined threshold and the throttle opening exceeds a predetermined threshold, it is determined that the vehicle is accelerating.