JP5359628B2 - Energization control system - Google Patents
Energization control system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5359628B2 JP5359628B2 JP2009164385A JP2009164385A JP5359628B2 JP 5359628 B2 JP5359628 B2 JP 5359628B2 JP 2009164385 A JP2009164385 A JP 2009164385A JP 2009164385 A JP2009164385 A JP 2009164385A JP 5359628 B2 JP5359628 B2 JP 5359628B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- injection
- energization
- ignition
- battery voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、内燃機関のクランク軸に連結された発電機の発電トルクを制御して内燃機関の回転変動抑制に利用する発電制御装置を具備する通電制御システムに関し、特に、発電機によって充電されるバッテリの電圧変動に対する燃料噴射装置と点火装置との駆動安定化に好適なものである。 The present invention relates to an energization control system including a power generation control device that controls a power generation torque of a generator coupled to a crankshaft of an internal combustion engine and uses it to suppress rotation fluctuations of the internal combustion engine, and in particular, is charged by the generator. This is suitable for stabilizing the drive of the fuel injection device and the ignition device against battery voltage fluctuations.
内燃機関の燃焼サイクルにおいて、燃焼行程ではエンジントルクが大きくなり、排気行程から圧縮行程まではエンジントルクが小さくなる。クランク軸に発電機が連結された内燃機関においては、発電時に発生する発電トルクが、内燃機関の回転速度を抑制する方向に作用し、エンジントルクの小さくなる行程においてさらにエンジントルクが小さくなるので、内燃機関の回転変動が大きくなり、円滑なエンジン回転が阻害され、振動や騒音の発生原因となっている。 In the combustion cycle of an internal combustion engine, the engine torque increases in the combustion stroke, and the engine torque decreases from the exhaust stroke to the compression stroke. In an internal combustion engine in which a generator is connected to the crankshaft, the power generation torque generated during power generation acts in a direction to suppress the rotation speed of the internal combustion engine, and the engine torque is further reduced in the process of decreasing the engine torque. Rotational fluctuation of the internal combustion engine becomes large, smooth engine rotation is hindered, and causes vibration and noise.
かかる問題に関して、特許文献1にある従来の発電制御装置では、エンジンに与える発電トルクを燃焼サイクル中に設定された所定のタイミングで増減させ、燃焼サイクル中のエンジン回転速度の変動を抑制すべく、エンジンの所定タイミングを検出するタイミング検出手段と、該タイミング検出手段によって検出された所定のタイミングに応じて、発電装置の発電状態と非発電状態とを切り換えて発電トルクを制御する発電トルク制御手段を設けた発電制御装置が開示されている。
With respect to such a problem, the conventional power generation control device disclosed in
一方、近年、スクータ、小型船舶等の小排気量の内燃機関を使用する車両においても、キャブレターに替えて燃料噴射装置が採用され、低燃費化、燃焼排気の清浄化、リーン燃焼化、低アイドル化等が試みられている(特許文献2等参照)。
On the other hand, in recent years, even in vehicles using a small displacement internal combustion engine such as a scooter, a small ship, etc., a fuel injection device has been adopted instead of a carburetor to reduce fuel consumption, clean combustion exhaust, lean combustion, low idle Attempts have been made (see
また、燃料噴射装置は、噴射信号を通電制御装置から受けてから実際に開弁するまでに、無効噴射時間と呼ばれる僅かな作動遅れ時間があり、この無効噴射時間はバッテリ電圧の変動により影響を受けることが知られている。
特許文献1にあるような従来の発電制御装置では、回転変動を抑制すべく、エンジントルクの高い燃焼行程に合わせて発電トルクを増加させるべく発電が許可され、エンジントルクの低い行程に合わせて発電トルクを低減させるべく発電が停止されている。
このため、一定周期で発電の許可と停止が行われている限りにおいては、バッテリ電圧の変動は一定周期で現れ、燃料噴射装置の無効噴射時間に対する影響や点火装置の点火通電時間に与える影響を比較的容易に補正できると考えられる。
In addition, the fuel injection device has a slight operation delay time called an invalid injection time from when the injection signal is received from the energization control device to when the valve is actually opened. This invalid injection time is affected by fluctuations in battery voltage. It is known to receive.
In the conventional power generation control device as disclosed in
For this reason, as long as power generation is permitted and stopped at a fixed period, battery voltage fluctuations appear at a fixed period, affecting the invalid injection time of the fuel injection device and the ignition energization time of the ignition device. It can be corrected relatively easily.
ところが、実際の運転状況においては、特許文献1にあるような一定周期で発電の許可と停止を繰り返すだけでは対応がとれず、発電量の不足によるバッテリ上がりを防止すべく、発電を優先しなければならない場合や、振動をより効果的に抑制するために、発電の許可と停止とのタイミングを回転速度に応じて変化させた発電制御を実施する必要もある。このような場合、バッテリ電圧の変動は必ずしも一定周期とはならず、バッテリ電圧の変動に対する補正を一律の条件で行った場合には、無効噴射時間の変動に対して適切に通電時間の補正がされず却って回転変動を大きくする虞もある。
However, in actual operating conditions, it is not possible to take measures only by repeatedly permitting and stopping power generation at a fixed period as described in
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、内燃機関のクランク軸に連結されて駆動される発電機の発電トルクを内燃機関の回転変動の抑制に利用する発電制御装置を含む通電制御システムにおいて、発電制御に伴うバッテリ電圧の変動に起因する燃料噴射時期の変動と点火時期の変動とを簡易な構成により補正し、内燃機関の安定した運転を実現できる通電制御システムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of such circumstances, the present invention provides a power generation control system including a power generation control device that uses a power generation torque of a generator connected to a crankshaft of an internal combustion engine to suppress rotation fluctuations of the internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide an energization control system capable of correcting a change in fuel injection timing and a change in ignition timing due to a change in battery voltage accompanying control with a simple configuration and realizing a stable operation of an internal combustion engine.
第1の発明では、内燃機関(80)のクランク軸(83)に連結されて駆動される発電機(10)の発電を制御して上記発電機(10)に発生する発電トルク(TQ GE )を上記クランク軸(83)の回転変動の抑制に利用する発電制御装置(20)と上記発電機(10)によって充電されるバッテリ(40)とを有し、
上記バッテリ(40)から上記内燃機関(80)の運転状況に応じて該内燃機関(80)に燃料を噴射する燃料噴射装置(60)と該内燃機関の燃焼室(800)内に導入された混合気の点火を行う点火装置(61)とへの通電を制御する通電制御システムにおいて、
上記クランク軸(83)のクランク角(CA)を検出するクランク角検出手段(71)と、該クランク角検出手段(71)によって検出した所定のクランク角(CAs)における上記クランク軸(83)の回転速度(V RT )に基づいて、上記発電機(10)からの発電の許可と停止とを決定する発電制御方法決定手段(S100)と、
上記燃料噴射装置(60)の噴射時期(NNUM=14〜13)を決定する噴射決定時(NNUM=13)における上記バッテリ(40)の電圧(+B)を検出するバッテリ電圧検出手段(70)と、
該バッテリ電圧検出手段(70)によって検出されたバッテリ電圧実測値(Vs)と上記発電制御方法決定手段(S100)によって定められた発電山数(N P )と発電優先順位(N PR )とによって決定した発電指令(S GE )のオンオフパターンとに基づいて、上記バッテリ(40)の上記燃料噴射装置(60)を駆動する時期(NNUM=14〜13)における噴射時予測バッテリ電圧(V PRINJ )を予測し、
該噴射時予測バッテリ電圧(V PRINJ )に基づいて、上記バッテリ(40)から上記燃料噴射装置(60)への通電開始時期と通電終了時期とを決定する噴射通電時間決定手段(S110)と、
上記バッテリ電圧検出手段(70)によって検出されたバッテリ電圧実測値(Vs)と上記発電制御方法決定手段(100)によって定められた発電山数(N P )と発電優先順位(N PR )とに基づいて決定した発電指令(S GE )のオンオフパターンとに基づいて、上記バッテリ(40)の上記点火装置(61)を駆動する時期(NNUM=5〜7)における点火時予測バッテリ電圧(V PRIG )を予測し、 該点火時予測バッテリ電圧(V PRIG )に基づいて、上記バッテリ(40)から上記点火装置(61)への通電開始時期と通電終了時期とを決定する点火通電時間決定手段(S120)とを具備する(請求項1)。
In the first invention, the power generation torque (TQ GE ) generated in the generator (10) by controlling the power generation of the generator (10) connected to and driven by the crankshaft (83) of the internal combustion engine (80 ). And a battery (40) charged by the generator (10) , and a power generation control device (20) that is used for suppressing rotational fluctuation of the crankshaft (83) ,
A fuel injection device (60) for injecting fuel from the battery (40) to the internal combustion engine (80) according to the operation status of the internal combustion engine (80) and the combustion chamber (800) of the internal combustion engine are introduced. In the energization control system for controlling energization to the ignition device (61) for igniting the air-fuel mixture,
The crank shaft and a crank angle (83) crank angle detecting means for detecting (CA) (71), the crank shaft at a predetermined crank angle detected by the crank angle detecting means (71) (CAs) of (83) Power generation control method determining means (S100) for determining permission and stop of power generation from the generator (10) based on the rotation speed (V RT ) ;
Battery voltage detection means (70) for detecting the voltage (+ B) of the battery (40) at the time of injection determination (NNUM = 13) for determining the injection timing (NNUM = 14 to 13) of the fuel injection device (60 ) ; ,
Based on the battery voltage actual value (Vs) detected by the battery voltage detection means (70) , the number of power generation peaks (N P ) determined by the power generation control method determination means (S100) , and the power generation priority (N PR ) determined power generation command based on the on-off pattern of the (S GE), timing for driving the fuel injection device (60) of the battery (40) (NNUM = 14-13) injection at the predicted battery voltage in (V PRINJ) Predict
Injection energization time determining means (S110) for determining energization start timing and energization end timing from the battery (40) to the fuel injection device (60) based on the predicted battery voltage (V PRINJ ) at the time of injection;
The battery voltage actual value (Vs) detected by the battery voltage detection means (70) , the number of power generation peaks (N P ) and the power generation priority (N PR ) determined by the power generation control method determination means (100) . based on the basis of the on-off pattern of the determined power generation command (S GE) to said battery (40) the ignition device (61) for driving the timing of the ignition time of the predicted battery voltage at (NNUM = 5~7) (V PRIG ) to predict, based on the point fire when predicted battery voltage (V PRIG), ignition energization time determining means for determining the energization start timing and energization end timing from the battery (40) the ignition device (61) ( (S120) .
第1の発明によれば、上記内燃機関の運転状況に応じて上記発電トルクを制御して回転変動の抑制に利用した場合に上記バッテリ電圧が変動しても、所定の噴射決定時期において実測したバッテリ電圧と上記発電制御方法決定手段によって決定された発電パターンとから上記燃料装置から燃料噴射が開始される時と上記点火装置によって火花放電が開始される時におけるバッテリ電圧を精度良く予測することが可能となり、予測された電圧変動に応じて上記燃料噴射装置と上記点火装置への通電時間を精度良く補正することができる。
したがって、発電トルクの制御による回転変動の抑制効果に加え、バッテリ電圧の変動に伴う無効噴射時間の変動による燃料噴射量の変動を少なくすると共に、上記点火装置の放電終了時期及び放電時間の変動によって発生する着火性の変動を少なくしてさらに上記内燃機関の回転速度の安定化を図ることができる。
According to the first aspect of the present invention, when the power generation torque is controlled according to the operation state of the internal combustion engine and used for suppressing rotation fluctuations, even when the battery voltage fluctuates, it is measured at a predetermined injection determination timing. It is possible to accurately predict the battery voltage when fuel injection is started from the fuel device and when spark discharge is started by the ignition device from the battery voltage and the power generation pattern determined by the power generation control method determining means. Thus, the energization time to the fuel injection device and the ignition device can be accurately corrected according to the predicted voltage fluctuation.
Therefore, in addition to the effect of suppressing the rotation fluctuation by controlling the power generation torque, the fluctuation of the fuel injection amount due to the fluctuation of the invalid injection time accompanying the fluctuation of the battery voltage is reduced, and the discharge end timing and the fluctuation of the discharge time of the ignition device are reduced. It is possible to further stabilize the rotational speed of the internal combustion engine by reducing the fluctuation in ignitability that occurs.
第2の発明では、上記発電制御方法決定手段が、上記クランク角検出手段によって検出したクランク角から、発電制御方法を決定する所定のクランク角か否かによって発電制御方法決定時期を判定する発電制御方法決定時期判定手段と、制御用回転速度として所定のクランク角における瞬間的な回転速度を算出する回転速度算出手段と、上記内燃機関の運転状況に応じた目標回転速度を設定する目標回転速度算出手段と、
上記回転速度算出手段によって算出された所定のクランク角における回転速度と上記目標回転速度算出手段によって算出された目標回転速度との偏差を算出する目標偏差算出手段と、
上記目標偏差算出手段によって算出された目標偏差と上記所定のクランク角におけるバッテリ電圧とから、上記発電機の発電山数を決定する発電山数決定手段と、
上記発電山数決定手段によって決定された発電山数と予め設定された該当するクランク角における発電優先順位との比較によって発電優先順位を判定する発電優先順位判定手段とを具備する(請求項2)。
In the second invention, the power generation control method determining means determines the power generation control method determination timing based on whether or not the crank angle detected by the crank angle detection means is a predetermined crank angle for determining the power generation control method. Method determination time determination means, rotation speed calculation means for calculating an instantaneous rotation speed at a predetermined crank angle as a control rotation speed, and target rotation speed calculation for setting a target rotation speed in accordance with the operating condition of the internal combustion engine Means,
Target deviation calculation means for calculating a deviation between the rotation speed at the predetermined crank angle calculated by the rotation speed calculation means and the target rotation speed calculated by the target rotation speed calculation means;
The number of power generation peaks determining means for determining the number of power generation peaks of the generator from the target deviation calculated by the target deviation calculation means and the battery voltage at the predetermined crank angle;
A power generation priority determining unit that determines a power generation priority by comparing the number of power generation peaks determined by the power generation peak number determining unit with a power generation priority at a preset crank angle (claim 2). .
所定のクランク角において測定された回転速度は、フリクションによって、一定の割合で低下するため、第2の発明のように、所定のクランク角における回転速度を測定するだけで、燃焼サイクルに応じた回転速度の変化を予測することが可能であり、所定のクランク角における回転速度が上記目標回転速度よりも遅い場合には、発電トルクを抑制するように上記発電機を非発電状態とし、所定のクランク角における回転速度が上記目標回転速度よりも早い場合には、発電トルクを増加するように上記発電機を発電状態とすることができる。
従来の発電制御装置のように特定のクランク角に対して一律に発電のオンオフを決定するのではなく、所定のクランク角における回転速度と目標回転速度との偏差によって、検出された回転速度に応じた発電の制御方法が決定されるので、過剰に発電が抑制されることなく、必要な発電量を確保した上で、実際の回転速度と目標回転速度との偏差に応じて最適な発電制御を行いつつ、バッテリ電圧の変動による燃料噴射条件と点火条件との変動を精度よく補正して上記内燃機関の回転速度の安定化を図ることができる。
Since the rotational speed measured at a predetermined crank angle decreases at a constant rate due to friction, the rotational speed corresponding to the combustion cycle is simply measured by measuring the rotational speed at the predetermined crank angle as in the second invention. It is possible to predict a change in speed, and when the rotational speed at a predetermined crank angle is slower than the target rotational speed, the generator is set in a non-power generation state so as to suppress the power generation torque, and the predetermined crank When the rotational speed at the corner is faster than the target rotational speed, the generator can be put into a power generation state so as to increase the power generation torque.
Instead of deciding on / off power generation uniformly for a specific crank angle as in the case of a conventional power generation control device, depending on the detected rotational speed by the deviation between the rotational speed at the predetermined crank angle and the target rotational speed Therefore, the optimal power generation control is performed according to the deviation between the actual rotation speed and the target rotation speed after ensuring the necessary power generation without excessively suppressing power generation. While performing, the fluctuation | variation of the fuel-injection conditions and ignition conditions by the fluctuation | variation of a battery voltage can be correct | amended accurately, and the rotation speed of the said internal combustion engine can be stabilized.
より具体的には、第3の発明のように、上記噴射通電時間決定手段が、上記回転速度測定時期で検出された上記回転速度とスロットル開度とのマップに基づいて上記燃料噴射装置への通電を開始する噴射通電開始時期を決定する噴射通電開始時期決定手段と、上記噴射通電開始時期と必要な燃料噴射量に応じて決定される噴射通電時間とから噴射通電を終了する噴射通電終了時期を決定する噴射通電終了時期決定手段と、噴射決定時期において検出されたバッテリ電圧を基に噴射時予測バッテリ電圧を算出する噴射時予測バッテリ電圧算出手段と、該噴射時予測バッテリ電圧に基づいて噴射通電終了時期を補正する噴射通電終了時期補正手段とを具備し、
上記点火通電時間決定手段が、点火進角マップとに基づいて点火通電終了時期を決定する点火通電終了時期決定手段と、先に決定された点火通電終了時期と必要な点火エネルギ印加量に応じて決定される点火通電時間とから点火開始時期を決定する点火開始時期決定手段と、噴射決定時期において検出されたバッテリ電圧を基に点火時予測バッテリ電圧を算出する点火時予測バッテリ電圧算出手段と、該点火時予測バッテリ電圧に基づいて点火開始時期を補正する点火開始時期補正手段とを具備する(請求項3)。
More specifically, as in the third aspect of the invention, the injection energization time determining means determines whether the fuel injection device is supplied to the fuel injection device based on a map of the rotational speed and throttle opening detected at the rotational speed measurement timing. Injection energization end timing for ending injection energization from the injection energization start timing determining means for determining the energization start timing for starting energization, and the injection energization time determined according to the injection energization start timing and the required fuel injection amount Injection energization end timing determination means for determining the injection time prediction battery voltage calculation means for calculating the predicted battery voltage at injection based on the battery voltage detected at the injection determination timing, and injection based on the predicted injection time battery voltage An injection energization end timing correcting means for correcting the energization end timing;
The ignition energization time determining means determines the ignition energization end timing determining means for determining the ignition energization end timing based on the ignition advance map, the ignition energization end timing determined in advance, and the required ignition energy application amount An ignition start timing determining means for determining an ignition start timing from the determined ignition energization time; an ignition predicted battery voltage calculation means for calculating an ignition predicted battery voltage based on the battery voltage detected at the injection determination timing; And ignition start timing correction means for correcting the ignition start timing based on the ignition predicted battery voltage.
第3の発明によれば、発電機の発電制御による発電トルクを利用して内燃機関の回転変動を抑制しつつ、発電制御に伴うバッテリ電圧の変動に対して燃料噴射装置への通電時間と点火装置への通電時間とを補正制御して複数の燃焼サイクルに渡る回転変動を抑制し、上記内燃機関の安定した運転を実現可能な通電制御システムを提供できる。 According to the third aspect of the present invention, while suppressing the rotational fluctuation of the internal combustion engine using the power generation torque by the power generation control of the generator, the energization time and ignition to the fuel injection device against the battery voltage fluctuation accompanying the power generation control It is possible to provide an energization control system capable of correcting the energization time of the apparatus to suppress rotational fluctuations over a plurality of combustion cycles and realizing a stable operation of the internal combustion engine.
本発明は、内燃機関のクランク軸に連結されてクランク軸の回転により回転駆動されて交流電流を発電する交流発電機(Alternating Current Generator、ACG)、特に、界磁として永久磁石を回転子に使用した永久磁石同期ACGの発電を制御してACGに発生する発電トルクを上記クランク軸の回転変動の抑制に利用する発電制御装置を設けた内燃機関において、ACGによって充電されるバッテリの電圧変動に対する燃料噴射装置と点火装置との駆動安定化に好適なものである。 The present invention relates to an alternating current generator (ACG) that is connected to a crankshaft of an internal combustion engine and is rotationally driven by the rotation of the crankshaft to generate an alternating current, and in particular, uses a permanent magnet as a field for the rotor In an internal combustion engine provided with a power generation control device for controlling the power generation of the permanent magnet synchronous ACG and using the power generation torque generated in the ACG to suppress the rotation fluctuation of the crankshaft, the fuel against the voltage fluctuation of the battery charged by the ACG This is suitable for stabilizing the driving of the injection device and the ignition device.
本発明の通電制御システムは、クランク角検出手段によって検出された燃焼行程中の所定のクランク角タイミング(例えば、燃焼爆発行程直後)を発電制御方法決定時期として、その時の瞬間回転速度を回転速度検出手段によって検出し、その回転速度から1サイクル中における回転速度の変化を予測し、発電山数決定手段によって燃焼サイクル中に必要な発電山数を決定し、予め設定した発電山に対する発電優先順位から、目標とする回転速度に応じた発電トルクとなるよう発電要否決定手段によって発電のオンオフパターンを決定し、目標回転速度への速やかな収束を図ると共に、かかる発電制御方法によって決定された発電のオンオフパターンと燃料噴射時期と点火時期から、燃料噴射装置及び点火装置の駆動に用いられる電源電圧の変動を予測し、予測される電圧変動に応じて燃料噴射装置と点火装置への通電時間を補正して、発電トルクの制御による回転変動の抑制効果に加え、バッテリ電圧の変動に伴う無効噴射時間の変動による燃料噴射量の変動を少なくすると共に、点火装置の放電終了時期及び放電時間の変動によって発生する着火性の変動を少なくしてさらに内燃機関の回転速度の安定化を図ることを可能とするものである。 The energization control system of the present invention uses a predetermined crank angle timing (for example, immediately after the combustion explosion stroke) during the combustion stroke detected by the crank angle detection means as a power generation control method determination timing, and detects the instantaneous rotation speed at that time as the rotation speed detection. The number of power generation peaks required during the combustion cycle is determined by the power generation number determining means, and the power generation priority for the power generation peaks set in advance is determined. The on / off pattern of power generation is determined by the power generation necessity determining means so that the power generation torque according to the target rotation speed is obtained, and the power generation torque determined by the power generation control method is quickly converged to the target rotation speed. Based on the on-off pattern, fuel injection timing, and ignition timing, the power supply voltage used to drive the fuel injection device and ignition device In addition to the effect of suppressing rotational fluctuations by controlling the power generation torque, the invalid injection time accompanying battery voltage fluctuations is corrected by correcting the energization time to the fuel injection device and the ignition device according to the predicted voltage fluctuations. It is possible to reduce the fluctuation of the fuel injection amount due to the fluctuation of the engine, and to reduce the fluctuation of the ignitability caused by the fluctuation of the discharge end timing and the discharge time of the ignition device and further stabilize the rotation speed of the internal combustion engine. To do.
先ず、図1並びに図2を参照して本発明の通電制御システム1を構成する内燃機関80と、内燃機関80のクランク軸831に連結され、駆動されるACG10と、内燃機関80の燃焼を制御する電子制御装置(ECU)30と、内燃機関80の運手錠強に応じてECU30から発信される発電指令にしたがってACG10の発電を制御する発電制御装置(REG)20の概要について説明する。
内燃機関80は、略筒状のシリンダ82と、シリンダ82の上面を覆うシリンダヘッド81と、シリンダ82内を昇降するピストン83とによって区画された燃焼室800内に導入された圧縮空気と燃料との混合気への点火によって燃焼エネルギを発生させ、得られた燃焼エネルギをピストン83とコンロッド832とを介してクランク軸831の回転力に変換している。
また、クランク軸831は、クランクアーム833、カウンタウェイト834等のピストン83の昇降運動をクランク軸831の回転運動に変換すると共にカウンタウェイト834の慣性を利用してピストン83の昇降を補助する機構として通常用いられるものを含む。
First, referring to FIG. 1 and FIG. 2, the
The
The
シリンダヘッド81には、吸気バルブ811によって開閉される吸気路810と排気バルブ821によって開閉される排気路820と、吸気路810内に燃料を噴射すべく燃料噴射装置60によって駆動される燃料噴射弁(インジェクタ)600と燃焼室800内の混合気に点火をすべく点火装置(イグナイタ)61によって駆動される点火プラグ610とが設けられている。
吸気バルブ811の開弁とピストン83の下降とによる燃焼室800内への吸気行程と、燃料噴射装置60による燃料噴射とピストン83の上昇による圧縮行程と、点火装置61を用いた混合気への点火による爆発行程と、排気バルブ821の開弁による排気行程との燃焼サイクルが繰り返され、ピストン83の昇降運動がコンロッド832等を介してクランク軸831に伝達されクランク軸831が回転運動する。
The
The intake stroke into the
クランク軸831には、ACG10が連結されている。ACG10は、固定子(ステータ)11とマグネット12と回転子(ロータ)13とフライホイール14とによって構成されている。
ステータ11は、複数のステータコア110にステータコイル111が巻回されたものが直列に接続され、さらに略放射状に配設されており、ステータ11の外側にマグネット12が回転方向に並べられ、N極とS極が交互にステータ11に対向するように配設されている。マグネット12には永久磁石が用いられている。
クランク軸831に連結されたフライホール14の回転と共に、マグネット12及びロータ13がステータ11に対して相対回転することによって、ステータコイル111内の磁界が変化し、ACG10に交流が発生する。
The
The
Along with the rotation of the flyhole 14 connected to the
内燃機関80において、吸気、圧縮、爆発、排気からなる1サイクルの燃焼行程が完了する間にクランク軸831は2回転する。クランク軸831の1回転当たりに、ACG10にはステータ11の極数に対してその半分の発電山周期をもち、クランク軸831の回転数に比例した周波数の起電力が発生する。なお、本実施形態においては、図2に示すようにステータ11が8極設けられた構成を例として説明するが、本発明は、ACG10の極数を限定するものではなく、発電極数を16極や32極とした構成でも良い。
In the
ECU30は、内燃機関80の運転状況を検出すべく、クランク角センサ71、図略のバッテリ電圧検出手段、発電電流センサ等のセンサ類70から、クランク角信号SCA、バッテリ電圧+B、発電電流IGE等の機関の運転状況を示す情報が入力され、燃料噴射装置60、イグナイタ61、図略の燃料ポンプ、スロットルバルブ等のパワートレイン系負荷62の駆動制御を行うべく点火信号IGt、燃料噴射信号INJ、ポンプ駆動信号、スロットル開閉信号等の信号を発信する。
In order to detect the operating state of the
フライホイール14の外周には、所定の間隔で複数の検出子(リフラクタ)710が設けられている。クランク角検出手段として設けられたクランク角センサ71によってリフラクタ710が検知され、クランク角センサ71からは、クランク角信号SCAがECU30に発信される。このとき、特定位置のリフラクタ710が間引かれているので、クランク角CAを正確に検出することができる。具体的には、1サイクルの燃焼行程(720°CA)に対して30°毎でクランク角信号SCAが発信され、各クランク各信号SCAに対して0から8及び12〜20までの行程番号(NNUM)が割り振られ、リフラクタ710の間引かれたNNUM9〜11及び21〜23に対応するクランク角CAにおいてはクランク角信号SCAが検出されず、NNUMの特定によって正確なクランク角CAが判る。
A plurality of detectors (refractors) 710 are provided on the outer periphery of the
また、回転速度算出手段としてECU30では、クランク角センサ71によって検知される所定のリフラクタ710の通過時間から内燃機関80の回転速度VRTを算出することができる。
さらに、ECU30は、ACG10をオンオフしてACG10に発生する発電トルクを制御すべく、ECU30に入力されたクランク角信号SCAに基づき、所定のクランク角CASにおける回転速度VRTを検出し、後述する発電制御方法にしたがって、適切な発電山数NPを決定し、ACG10を回転速度VRTに応じた発電パターンに制御する発電指令SGEを発信する。
なお、本実施形態においては、ステータ11は8極配設されており、全期間に渡って発電された場合には、1回転あたり4サイクルの発電山が発生し、1回の燃焼サイクルに対してクランク軸831が2回転するので、8サイクルの発電山が発生する。
Further, the ECU 30 as the rotation speed calculation means can calculate the rotation speed V RT of the
Further, ECU 30 is to control the generation torque generated in ACG10 and off the ACG10, based on the crank angle signal SCA input to ECU 30, and detects the rotational speed V RT at a predetermined crank angle CA S, described later accordance power generation control method, to determine the appropriate power mountain number N P, transmits a power generation instruction S GE for controlling the power generation pattern corresponding to the rotational speed V RT the ACG10.
In this embodiment, the
REG20は、ランプ制御ユニット(LCU)21とバッテリ制御ユニット(BCU)22とを具備し、ACG10で発生した交流の負側成分を直流に変換してECU20からの開閉信号にしたがってサイリスタ等の第1のスイッチング手段SCR1を開閉してヘッドライト、テールライト、ランプ系負荷50へ供給すると共に、ACG10で発生した交流の正側成分を直流に変換し、ECU20からの発電指令SGEにしたがって第2のスイッチング手段SCR2を開閉してバッテリ40を充電すると共に、燃料噴射装置60、点火装置61、燃料ポンプ、スロットルバルブ燃等のパワートレイン系負荷LD62への電力供給を行う単相半波整流オープン型レギュレータを構成している。
また、第2のスイッチング手段SCR2の開閉により、ACG10に発生する発電トルクTQGEが調整され、エンジン回転速度VRTを目標回転速度VTRGに速やかに収束すると共に、回転変動の抑制を図っている。
The
Further, the second opening and closing of the switching means SCR 2, the adjusted power generation torque TQ GE occur ACG10, while quickly converge the engine rotational speed V RT the target rotational speed V TRG, the aim of suppression of the rotational fluctuation Yes.
図3に示す制御フローチャートを参照して、本発明の通電制御システム1に適用される発電制御方法決定手段について説明する。発電制御方法決定手段であるステップS100では、回転速度に応じた発電山数NPを決定し、発電パターンを調整することにより、発電トルクを燃焼行程1サイクル中の回転変動を抑制することができる。
発電制御方法決定時期判定手段であるステップS101において、クランク角センサ71によって検出されたクランク角CAが発電制御方法を決定する発電制御方法決定時期としての所定のクランク角CASであるか否かが判定され、発電制御条件を決定すべき所定のクランク角CASである場合にはYesに進み、その他のクランク角CAである場合にはNoに進む。具体的には、燃焼行程の爆発直後であることを示す行程番号(例えば、NNUM=12)か否かが判定される。
With reference to the control flowchart shown in FIG. 3, the power generation control method determination means applied to the
In step S101 a generator control method determining timing determining means, whether the crank angle CA detected by the
次いで、回転速度算出手段であるステップS102において、制御用回転速度として所定のクランク角CASにおける瞬間的な回転速度VRTが算出される。
より具体的な、回転速度算出手段としてクランク角センサ71からECU30に入力されたクランク角信号SCAによって検知された所定のリフラクタ710の通過時間から内燃機関80の回転速度VRTを算出することができる。
また、内燃機関80の運転状況に応じた目標回転速度VTRGは、目標回転速度算出手段として、スロットル開度SL、エンジン温度TW等に基づくマッピング処理や、安定した状態における回転速度の平均値等により別途算出される。
Then, in step S102 the rotational speed calculation means, the instantaneous rotational velocity V RT at a predetermined crank angle CA S is calculated as the control rotation speed.
More specifically, it calculates the rotational speed V RT of the
The target rotational speed VTRG corresponding to the operating state of the
次いで目標偏差算出手段であるステップS103において、所定クランク角CASにおける回転速度VRTと目標回転速度VTRGとの目標偏差ΔHが算出され、発電山数決定手段によって目標偏差ΔHとバッテリ電圧+Bとのマッピング処理応じて発電山数NPが決定される。より具体的なマッピング処理方法については後述する。
次いで、発電優先順位判定手段であるステップS104では、ステップS103において決定された発電山数NPと該当するクランク角CAにおける発電優先順位NPRとを比較し、発電山数NPが該当する発電優先順位NPR以上であればYesに進み、発電を実施すべく発電指令SGEがONとなり、ステップS105へ進み、発電電流IGEが流れる。
Then, in step S103 a target deviation calculating means, target deviation ΔH between the rotational speed V RT and the target rotational speed V TRG at a predetermined crank angle CA S is calculated, the target deviation ΔH and the battery voltage + B by the generator mountain number determining means The number of power generation peaks NP is determined according to the mapping process. A more specific mapping processing method will be described later.
Then, in step S104 a power priority determining means compares the power priority N PR at the crank angle CA and the appropriate power number of peaks N P determined in step S103, the generator the number of ridges N P is the corresponding power priority if rank N PR than proceeds to Yes, power generation command S GE are turned oN in order to implement the power generation, the process proceeds to step S105, the generated current I GE flows.
一方、ステップS104において、発電山数NPが該当する発電優先順位NPRより小さい値の場合には、Noに進み、発電を停止すべく、発電指令SGEがOFFとなり、ステップS106に進み、発電電流IGEがカットされる。 On the other hand, in step S104, in the case of power generation priority N PR value smaller than power peaks number N P is applicable, the process proceeds to No, in order to stop the power generation, the process proceeds power generation command S GE is turned OFF, the step S106, The generated current I GE is cut.
ステップS101において、所定のクランク角CAS以外はNoに進み、実際の回転速度VRTを算出することなく、ステップS104へ進み、該当するクランク角CAにおける発電の要否が発電優先順位NPRに応じて判定される。
所定のクランク角CASにおいて測定された回転速度VRTは、フリクションによって、一定の割合で低下するため、所定のクランク角CASにおける回転速度VRTを測定するだけで、燃焼サイクルに応じた回転速度の変化を予測することが可能である。
In step S101, except the predetermined crank angle CA S proceeds to No, without calculating the actual rotation speed V RT, the process proceeds to step S104, necessity of power in the relevant crank angle CA is in the power generation priority N PR It is determined accordingly.
Rotational speed V RT measured at the predetermined crank angle CA S, since by friction, decreases at a constant rate, only measures the rotational speed V RT at a predetermined crank angle CA S, corresponding to the combustion cycles It is possible to predict changes in speed.
所定のクランク角CASにおける回転速度VRTが目標回転速度VTRGよりも遅い場合には、発電トルクTQGEを抑制するようにACG10が非発電状態となり、所定のクランク角CASにおける回転速度VRTが目標回転速度VTRGよりも早い場合には、発電トルクTQGEを増加するようにACG10が発電状態となる。
以上の工程をクランク信号SCA毎に実施し、必要な発電量を確保しつつ、内燃機関80の行程に応じて、発電トルクTQGEの最適化を図ることができる。
本発明では、従来の発電制御装置のように特定のクランク角CAに対して一律に発電のオンオフを決定するのではなく、所定のクランク角CASにおける回転速度VRTと目標回転速度VTRGとの目標偏差ΔHによって、検出された回転速度VRTに応じて発電の制御方法が決定されるので、過剰に発電が抑制されることなく、必要な発電量を確保した上で、実際の回転速度VRTと目標回転速度VTRGとの偏差に応じて最適な発電制御が行われる。
If the rotational speed V RT at a predetermined crank angle CA S is slower than the target speed V TRG is to suppress the generation torque TQ GE ACG10 becomes non-generating state, the rotational speed V at the predetermined crank angle CA S RT is the earlier than the target rotational speed V TRG is to increase the power generation torque TQ GE ACG10 is the power generating state.
The above-described steps are performed for each crank signal S CA , and the power generation torque TQ GE can be optimized according to the stroke of the
In the present invention, instead of determining the on-off of power uniformly to a specific crank angle CA as the conventional power generation control device, and the rotational speed V RT and the target rotational speed V TRG at a predetermined crank angle CA S by the target deviation [Delta] H, the control method of the power generation in accordance with the detected rotational speed V RT is determined, excessive power generation without being suppressed, while securing the power generation amount required, the actual rotational speed optimal power generation control is performed in accordance with the deviation between V RT and the target rotational speed V TRG.
なお、本実施形態のREG20では、ACG10出発生した交流出力の内、正電圧半波のみを発電指令SGEにしたがって開閉する第2のスイッチング素子SCR2によってオンオフ制御し、負電圧半波は発電指令SGEによってオンオフ制御しないことで、ランプ系負荷50に対して安定した発電量を確保している。
電力の安定供給の要求されるランプ系負荷50に対して負電圧半波を振り分けて、バッテリ40の充電及び燃料噴射装置60、点火装置61、その他のパワートレイン系負荷LD62に対して正電圧半波を振り分けるようにしてある。
In REG20 of the present embodiment, among the AC output generated out ACG10, second on-off controlled by a switching element SCR 2 for opening and closing only the positive voltage half-wave according to the power generation instruction S GE, negative voltage half-wave generator command S GE by by not off control, and ensure stable power generation amount with respect to the
The negative voltage half-wave is distributed to the
図4を参照して本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法による燃焼行程1サイクル内の回転変動の効果について説明する。
図4(a)に示すように、1サイクルの燃焼行程において、爆発行程直後のクランク角CAを所定のクランク角CASとし、発電条件を決定する。具体的には、燃焼行程1サイクルに発信されるクランク角信号SCAに対して0〜8、12〜20の行程番号(NNUM)が振り分けられており、NNUM=12におけるクランク角CAを所定のクランク角CASとして、その時の瞬間的な回転速度VRTを算出し、これを基に発電のオンオフする発電山数NPと発電優先順位NPRに基づいた発電山の位置が決定され発電パターンが決定される。
なお、NNUM=9、10、11に対応するクランク角CAのリフラクタ710が間引かれており、この間はクランク角信号SCAが発信されないので内燃機関80の運転状況に応じて回転速度VRTが変化しても検出ズレを起こすことなく、常に所定のクランク角CAsを認識することができる。
With reference to FIG. 4, the effect of rotational fluctuations in one cycle of the combustion stroke by the power generation control method used in the energization control system of the present invention will be described.
As shown in FIG. 4 (a), in a combustion stroke of one cycle, the crank angle CA immediately after the explosion stroke by a predetermined crank angle CA S, determines a power generation condition. Specifically, stroke numbers (NNUM) of 0 to 8 and 12 to 20 are assigned to the crank angle signal S CA transmitted in one cycle of the combustion stroke, and the crank angle CA at NNUM = 12 is set to a predetermined value. as the crank angle CA S, calculates the instantaneous speed V RT at this time, the power generation pattern is determined the position of the power peaks, based on which the power number of peaks N P to turn on and off the power based on the power generation priority N PR Is determined.
Note that the crank
単気筒エンジンにおいては、爆発完了時に最も回転速度VRTが早くなり、圧縮時に最も回転速度VRTが遅くなる。
加えて、クランク軸831にACG10が連結されているため、発電時には発電トルクが発生し、クランク軸831の回転を抑制する制動力として作用する。
本発明の通電制御システムに用いられる発電制御方法によらず、全行程で発電が行われた場合には、本図中に比較例として点線で示すように、吸気行程及び圧縮行程における回転速度VRTがさらに低下する。
ACG20により、ECU30から発信された発電指令SGEにしたがって、低トルク行程での発電が停止され、発電トルクTQGEが下がると、その分回転速度VRTの低下が抑制され、本図中に実施例として実線で示すように目標回転速度VTRGに近づく。
In the single-cylinder engine, the rotational speed VRT is the fastest when the explosion is completed, and the rotational speed VRT is the slowest when compressed.
In addition, since the
Regardless of the power generation control method used in the energization control system of the present invention, when power is generated in the entire stroke, the rotational speed V in the intake stroke and the compression stroke is shown as a dotted line in the figure as a comparative example. RT further decreases.
When power generation in the low torque stroke is stopped by the
なお、本実施例においては、目標回転数VTRGと所定クランク角CASにおける回転速度VRTとの目標偏差ΔHが30であるときの例を示している。
このとき、図4(b)に示すような、予め目標偏差ΔHと発電山数NPとの関係を設定したテーブルにしたがって、発電山数NPが5山に決定される。
また、1サイクルの燃焼行程中に8山発生し得る発電山の各発電山に対して、燃焼サイクルに応じて、1位から8位までの発電優先順位NPRが設定されており、クランク角CAに対応する各発電山の発電優先順位NPRと目標偏差ΔHに対応する発電山数NPとの大小を比較がなされる。
発電優先順位NPRが発電山数NPよりも小さい値の場合には、発電指令SGEはONとなり、発電が許可され、発電優先順位NPRが発電山数NPよりも大きい値の場合には、発電指令SGEはOFFとなり、発電が禁止される。
なお、発電優先順位NPRは、発電優先順位の高い方が小さい値で発電優先順位の低い方が大きい値に設定してある。
In the present embodiment, an example of when the target deviation ΔH between the rotational speed V RT at the target rotational speed V TRG and the predetermined crank angle CA S is 30.
At this time, as shown in FIG. 4 (b), according to the table set in advance relationship target deviation ΔH and power number of peaks N P, the power generation number of peaks N P is determined to be 5 mountain.
Further, with respect to each of the power generation mountain power peaks that may occur 8 crests during the combustion stroke of one cycle, depending on the combustion cycle, power priority N PR from
When power generation priority NPR is smaller than the generated number of peaks NP is power generation command S GE is turned ON, the power generation is permitted, if the power generation priority N PR is greater than the power number of peaks N P is The power generation command S GE is turned OFF and power generation is prohibited.
The power generation priority NPR is set to a smaller value with a higher power generation priority and a larger value with a lower power generation priority.
本実施例においては、発電山数NPは5山であり、発電優先順位NPRが1位から5位に対応するクランク角CAにおける発電が許可され、発電優先順位が6位から8位に対応するクランク角CAにおける発電が禁止される。
なお、所定のクランク角CAS以外では、クランク角信号SCAは、回転速度VRTの算出に用いられることなく、発電山数NPと発電優先順位NPRとの比較にのみ用いられるのでECU30の演算負荷を小さくできる。
In the present embodiment, the power generation number of peaks N P is 5 mountains, power generation priority N PR is permitted power at the crank angle CA corresponding to the 5-position from
In the non-predetermined crank angle CA S, the crank angle signal S CA without used to calculate the rotational speed V RT, because it is used only for comparison with the power number of peaks N P and power priority N PR ECU 30 The calculation load can be reduced.
上記説明においては、目標回転速度VTRGと所定クランク角CASにおける回転速度VRTとの目標偏差ΔHからのみによって発電山数NPを決定する方法について説明したが、バッテリ上がりの抑制や過充電の抑制を図るべく、必要な発電電力に応じて目標偏差に対応する発電山数NPを表1に示すように調整しても良い。
表1に示すように、バッテリ電圧+Bが低下し、発電電力の増加が必要な場合には、発電量を増加すべく発電山数NPを増加する補正がなされ、バッテリ電圧+Bが高く、過充電を抑制する場合には、発電山数NPを削減する補正がなされる。
In the above description has described how only by the target differential ΔH between the rotational speed V RT at the target rotational speed V TRG and a predetermined crank angle CA S determines the power number of peaks N P, battery exhaustion suppression or overcharge to achieve suppression, the generation number of peaks N P corresponding to the target deviation according to the generated power required may be adjusted as shown in Table 1.
As shown in Table 1, when the battery voltage + B decreases and the generated power needs to be increased, a correction is made to increase the number of power generation peaks NP to increase the amount of power generation, the battery voltage + B is high, and overcharge when suppressing the correction to reduce the power peaks number N P is made.
ここで、本発明の通電制御システムに用いられる目標回転速度VTRGのより設定方法のいくつかの具体例について説明する。
目標回転速度VTRGは、安定した運転状態において、所定クランク角CASにおいて、複数回の回転速度VRT(i)を測定し、下記式1に示すようにこれらを平均化処理することによって求めることができる。
VTRG=ΣVRT(i)/(n+1)、(i=0,1,2,・・・n)・・・式1
Here, some specific examples of a method for setting the target rotational speed VTRG used in the energization control system of the present invention will be described.
Target speed V TRG, in steady operating conditions, at a predetermined crank angle CA S, multiple speed V RT (i) is measured, determined by averaging processes these as shown in the following
V TRG = ΣV RT (i) / (n + 1), (i = 0, 1, 2,... N)
また、スロットル開度SLと下記式2に示す平均処理回転速度VRTAとの図5に示すようなマップ処理により、ギア比に応じて補正した目標回転速度VTRGを求めることもできる。
ここで、
VRTA=ΣVTRG(i)/(n+1)、(i=0,1,2,・・・n)・・・式2
図5に示すように、予め用意されたギア比に応じた検索マップを選択し、平均処理回転速度VRTAに対して、等高線状に示した等回転速度線とスロットル開度SLとの交点によって目標回転速度VTRGが決定され、上述の目標偏差ΔHの値が補正され、発電山数NPが決定される。
平均処理回転速度VRTAに対して、スロットル開度SLが開き気味に設定されている場合には、運転者の意思を反映し、高め側に目標回転速度VTRGが修正され、スロットル開度SLが閉じ気味みに設定されている場合には、低め側に目標回転速度VTRGが修正される。
Further, the target rotational speed VTRG corrected according to the gear ratio can be obtained by the map processing as shown in FIG. 5 of the throttle opening SL and the average processing rotational speed V RT A shown in the following
here,
V RT A = ΣV TRG (i) / (n + 1), (i = 0, 1, 2,... N)
As shown in FIG. 5, a search map corresponding to a gear ratio prepared in advance is selected, and the intersection of the constant rotational speed line indicated by the contour line and the throttle opening SL with respect to the average processing rotational speed V RT A. Thus, the target rotational speed VTRG is determined, the value of the target deviation ΔH is corrected, and the number of power generation peaks NP is determined.
When the throttle opening SL is set to be slightly open with respect to the average processing rotational speed V RT A, the target rotational speed VTRG is corrected on the higher side to reflect the intention of the driver, and the throttle opening When SL is set to be closed, the target rotational speed VTRG is corrected to the lower side.
さらに、アイドリング時の回転速度を制御する図略のISC(Idle Speed Controler)を併用する場合には、ISCで行われているのと同様に、エンジン温度TWに応じて、表2に示す一例のように、目標回転速度VTRGを補正しても良い。 Furthermore, when an unillustrated ISC (Idle Speed Controller) for controlling the rotational speed at idling is used in combination, the example shown in Table 2 according to the engine temperature TW is performed as in the ISC. As described above, the target rotational speed VTRG may be corrected.
図4を参照して本発明の通電制御システム1に用いられる発電制御方法の燃焼行程1サイクル内での回転変動抑制効果について説明したが、図6を参照して、当該発電制御方法により発電トルクを調整して回転変動を抑制した場合のバッテリ電圧+Bの変化とバッテリ40からの電力供給によって駆動される燃料噴射装置60及び点火装置61に対する影響について説明する。
図6(a)〜(d)に示すように、爆発直後の所定クランク角CAS(NNUM=12)に対応する発電制御方法決定時期において、発電パターンが決定され、次のクランク角信号SCAが入力された噴射決定時期(NNUM=13)において、インジェクタ600を駆動し吸気筒810内に燃料噴射を行う燃料噴射時期TMINJ及び燃料噴射通電時間PRINJ並びに点火プラグ610を駆動し燃焼室800内の混合気に点火する点火時期TMIG及び点火通電時間PRIGが決定される。
The rotation variation suppressing effect within one cycle of the combustion stroke of the power generation control method used in the
As shown in FIGS. 6A to 6D, the power generation pattern is determined at the power generation control method determination timing corresponding to the predetermined crank angle CA S (NNUM = 12) immediately after the explosion, and the next crank angle signal S CA is determined. At the injection determination timing (NNUM = 13) to which is input, the fuel injection timing TM INJ for driving the
排気行程から吸気行程に至るまでの間で、噴射決定時期(NNUM=13)において決定された所定の燃料噴射時期(NNUM=14〜23)になると、ECU20から燃料噴射装置60に対して噴射信号INJが発信され、図6(e)に示すように噴射電圧VINJが開閉制御され、次回の燃焼爆発に備えて燃料噴射装置60から、吸気筒810内に燃料噴射がなされる。
先の燃焼行程において、爆発後の排気が完了し、排気バルブ821が閉じられ、吸気バルブ811が開かれると、ピストン83の下降に伴って吸気筒810内に噴射された燃料と空気との混合気が燃焼室800内に導入される。
さらに、吸気バルブ811が閉じられ、ピストン83の上昇によって燃焼室800内の混合気が圧縮される。
When the predetermined fuel injection timing (NNUM = 14 to 23) determined at the injection determination timing (NNUM = 13) is reached from the exhaust stroke to the intake stroke, an injection signal is sent from the
When the exhaust after the explosion is completed in the previous combustion stroke, the
Further, the intake valve 811 is closed, and the air-fuel mixture in the
噴射決定時期(NNUM=13)において決定された所定の点火時期(NNUM=5〜7)になると、点火信号IGtにしたがってイグナイタ61に印加される一次電圧VIGが、図6(f)に示すように変化し、点火プラグ610に高電圧が印加され、火花放電が発生する。火花放電によって燃焼室800内の混合気が点火され、回転速度VRT及び筒内圧PCYLは、それぞれ図6(i)、(j)に示すように、爆発行程で急上昇し、排気、吸気、圧縮行程で下降する。
このとき、図6(i)に示すように、本発明の実施例1では、所定クランク角CASにおける回転速度VRTに応じた発電トルクの制御により、発電トルク制御をしない比較例にくらべ1サイクル内での回転変動が小さくなっている。
When the predetermined ignition timing (NNUM = 5 to 7) determined at the injection determination timing (NNUM = 13) is reached, the primary voltage V IG applied to the
At this time, as shown in FIG. 6 (i), in the first embodiment of the present invention, by controlling the power generation torque corresponding to the rotational speed V RT at a predetermined crank angle CA S, compared to the comparative example without the
しかし、図6(k)に示すように、噴射決定時期(NNUM=13)のバッテリ電圧+Bに対する実際の燃料噴射時期(NNUM=14〜23)のバッテリ電圧+Bの変化割合は、発電トルク制御の有無によって異なる。
このため、噴射決定時期(NNUM=13)におけるバッテリ電圧+Bを基準として一律に無効噴射時間に対する補正を行ってしまうと、全発電がなされている場合には、バッテリ電圧+Bが上昇を続けるので、燃料噴射量が増加し、目標よりも高い筒内圧PCYLに達し、発電トルク制御によって一部の発電山がカットされた場合にはバッテリ電圧+Bが低下し、無効噴射時間が長くなるのでその分燃料噴射量が低下し、目標よりも低い筒内圧PCYLにしか到達しなくなる虞がある。
したがって、図6(i)、(j)に示すように、燃焼サイクル内での回転変動は小さくなるが、複数の燃焼サイクル間では、到達する回転速度VRT及び筒内圧力PCYLにバラツキが発生し、これが新たな振動の原因となる虞がある。
However, as shown in FIG. 6 (k), the rate of change of the battery voltage + B at the actual fuel injection timing (NNUM = 14 to 23) with respect to the battery voltage + B at the injection determination timing (NNUM = 13) It depends on the presence or absence.
For this reason, if the correction for the invalid injection time is uniformly performed based on the battery voltage + B at the injection determination timing (NNUM = 13), the battery voltage + B continues to increase when all power generation is performed. If the fuel injection amount increases, reaches a cylinder pressure PCYL higher than the target, and some power generation peaks are cut by power generation torque control, the battery voltage + B decreases and the invalid injection time becomes longer. There is a possibility that the fuel injection amount decreases and only the in-cylinder pressure P CYL lower than the target is reached.
Accordingly, FIG. 6 (i), as shown in (j), the rotation fluctuation becomes small in the combustion cycle, among a plurality of combustion cycles, is a variation in the rotational speed V RT and the in-cylinder pressure P CYL arrives This may occur and cause new vibration.
ここで、図7を参照して、バッテリ電圧+Bの変動要因について詳述する。ACG10の発電が許可され、正の発電山が発生している場合には、ACG10によってバッテリ40が充電されるためバッテリ電圧+Bは上昇する。
一方、ACG10の発電が許可されていても、負の発電山が発生している場合には、負の電流成分はLMP系負荷50へ供給され、バッテリ40へは供給されず、バッテリ40の充電がなされない。このため、ECU30等による電力消費のみとなるため、放電によりバッテリ電圧+Bが下降する。
したがって、バッテリ電圧+Bは、発電制御がなされていない場合であっても、充電と放電とを繰り返しながら変動する。
Here, the variation factor of the battery voltage + B will be described in detail with reference to FIG. When power generation by the
On the other hand, even if the power generation of the
Therefore, the battery voltage + B varies while repeating charging and discharging even when power generation control is not performed.
さらに、ECU30から発信される発電信号SGEにしたがって、発電トルクを制御して回転変動を抑制するためにACG10の発電が停止されると、負の発電山が発生している場合と同様に、放電一方となり、バッテリ電圧+Bが略一定の割合で低下する。
このため、初期のバッテリ電圧+Bが図7に示すように同じ初期値VST0であっても、発電制御方法決定時期(NNUM=12)において決定された発電山数NPと発電優先順位NPRとによって決定された発電の許可と停止の違いによって、噴射決定時期(NNUM=13)におけるバッテリ電圧+Bにも高低差が生じる。
Further, according to the power generation signal S GE transmitted from ECU 30, similarly to the case where the power generation of ACG10 is stopped in order to suppress rotational fluctuations by controlling the power generation torque, the negative power peaks occurs, One side is discharged, and the battery voltage + B decreases at a substantially constant rate.
Therefore, even the initial battery voltage + B is the same
ACG10の発電が許可されているときには、図7に測定時高電圧値VSHとして示すように高い電圧となり、発電が停止されているときには測定時低電圧値VSLとして示すように低い電圧となる。
さらに、燃料噴射時期(NNUM=14〜23)においては、発電の状況によって、噴射時高電圧値VINH、噴射時中電圧値VINM、噴射時低電圧値VINLとして示すように3段階の電圧に分かれる。
When the power generation of the
Further, in the fuel injection timing (NNUM = 14 to 23), the status of the power generation, the injection time of the high voltage V INH, injection time during voltage V INM, three steps as shown as the injection time of the low voltage value V INL Divided into voltage.
さらに、燃料噴射装置60の駆動によって瞬間的にバッテリ電圧+Bの急激な低下が起きるが、燃料噴射装置60の駆動終了と共に燃料噴射装置60の駆動により消費された分だけ低下したバッテリ電圧+Bまで回復する。
この時のバッテリ電圧+Bは、燃料噴射装置60への通電時間によって電圧の下降する量が予測可能で図7中に、噴射時高電圧値VINH、噴射時中電圧値VINM、噴射時低電圧値VINLとして示した電圧から、噴射終了時には、それぞれ、噴射後予測高電圧値VPRH、噴射後予測中電圧値VPRM、噴射後予測低電圧値VPRLとして示した値となる。
さらに、その後の発電パターンによって、放電時間と充電時間とが異なり、また、イグナイタ61で消費される電力の違いによって、バッテリ電圧+Bは、図7に示すように点火後高高電圧値VIGHHから点火後低低電圧値VIGLLまでの様々な値に変化する。
Further, the battery voltage + B is suddenly lowered by the drive of the
The battery voltage + B at this time can be predicted to decrease in voltage depending on the energization time to the
Further, depending on the subsequent power generation pattern, the discharge time and the charge time are different, and due to the difference in power consumed by the
また、図8(a)に示すように、ECU30から同一の噴射信号INJが発信されたときに、図8(b)に噴射時高電圧値VINH、噴射時中電圧値VINM、噴射時低電圧値VINLとして示すように、バッテリ電圧+Bが変化することによって、インジェクタ600の開弁速度が変化し、インジェクタ600に駆動電圧VINJが印加された後、実際にインジェクタ600から燃料の噴射が開始されるまでの無効噴射時間は、本図(b)に高電圧時無効噴射時間tH、中電圧時無効噴射時間tM、低電圧時無効噴射時間tLとして示すように、バッテリ電圧+Bが高いほど短くなり、バッテリ電圧+Bが低いほど長くなる。
一方、噴射信号INJの停止により燃料噴射が停止する時期は、インジェクタ600への通電完了によりインジェクタ600へ供給される燃料の圧力により閉弁され燃料噴射が停止されるので、バッテリ電圧+Bの影響を受けることなく、いずれの電圧においても噴射信号INJの停止とほぼ同時に終了する。
このため、バッテリ電圧+Bの変化によって無効噴射時間が変化し同一の噴射信号INJに対する燃料噴射量に差が生じる。
そこで、燃料噴射量を一定とするためには、いずれの電圧においても有効燃料噴射通電時間tACが一定となるように、図8(c)に、噴射終了時期tEを高電圧時噴射終了時間tEH、中電圧時噴射終了時間tEM、低電圧時噴射終了時間tELとして示すように、燃料噴射時期における実際のバッテリ電圧+Bの高低に応じて噴射終了時期tEを補正する必要がある。
Further, as shown in FIG. 8 (a), when the same injection signal INJ is transmitted from the ECU 30, FIG. 8 (b) shows a high voltage value V INH during injection, a voltage value V INM during injection, As indicated by the low voltage value VINL , the battery voltage + B changes to change the valve opening speed of the
On the other hand, when the fuel injection stops due to the stop of the injection signal INJ, the fuel injection is stopped due to the pressure of the fuel supplied to the
For this reason, the invalid injection time changes due to the change in the battery voltage + B, and a difference occurs in the fuel injection amount for the same injection signal INJ.
Therefore, in order to make the fuel injection amount constant, the injection end timing t E is set to the end of the high voltage injection in FIG. 8C so that the effective fuel injection energization time t AC is constant at any voltage. As shown as time t EH , medium voltage injection end time t EM , and low voltage injection end time t EL , it is necessary to correct the injection end timing t E according to the actual battery voltage + B level at the fuel injection timing. is there.
また、このような補正をするために燃料噴射時期(NNUM=14〜23)における実際のバッテリ電圧+Bを実測していたのでは、燃料噴射時期に間に合わない。
このため、燃料噴射時期に先んじて噴射決定時期(NNUM=13)におけるバッテリ電圧+Bを実測し、その値を基準として、その後の燃料噴射時期(NNUM=14〜23)及び点火時期(NNUM=5〜7)におけるバッテリ電圧+Bの変化を予測する必要がある。
Further, if the actual battery voltage + B at the fuel injection timing (NNUM = 14 to 23) is actually measured in order to make such correction, it is not in time for the fuel injection timing.
Therefore, the battery voltage + B at the injection determination timing (NNUM = 13) is measured prior to the fuel injection timing, and the fuel injection timing (NNUM = 14 to 23) and the ignition timing (NNUM = 5) are determined based on the measured value. It is necessary to predict the change in battery voltage + B in ~ 7).
一方、燃料噴射装置60に対する影響程ではないが、イグナイタ61に印加するバッテリ電圧+Bの変動によって、点火プラグ610の放電時期も影響を受け、点火時のバッテリ電圧+Bが高くなると、それだけ早く火花放電を起こし易くなり、点火時期が進角し、点火時のバッテリ電圧が低くなると、それだけ火花放電を起こし難くなり、点火時期が遅角する。このため、点火時のバッテリ電圧+Bの高低を予測し、点火開始時期を遅角させたり進角させたりする補正が必要となる。
On the other hand, although not as much as the influence on the
そこで、本発明の通電制御システムにおける発電制御方法では、上述したように、発電制御方法決定時期(NNUM=12)において、それぞれのタイミングまでに発生する発電山数NPとその発生時期が決定されている。したがって、発電山数NPに基づいて、発電によるバッテリ電圧+Bの上昇と放電によるバッテリ電圧+Bの低下と、燃料噴射装置60への通電開始までの時間及び通電時間とイグナイタ61への通電開始までの時間とから、噴射時及び点火時にどのようなバッテリ電圧+Bに変化するかを予測する噴射時予測バッテリ電圧算出手段と点火時予測バッテリ電圧算出手段とを備えている。
Therefore, in the power generation control method in a power supply control system of the present invention, as described above, the power generation control method determination timing (NNUM = 12), the generation timing and generation number of peaks N P generated by each timing is determined ing. Therefore, based on the power number of peaks N P, the lowering of the battery voltage + B caused by the rise and discharge of the battery voltage + B by the generator, until the energizing start time and the current time and the
具体的には、噴射時予測バッテリ電圧算出手段により、燃料噴射時期(NNUM=14〜23)における予測バッテリ電圧VPRIN(V)は、燃料噴射決定時期(NNUM=13)におけるバッテリ電圧+Bの実測値VS(V)と、ACG10からの充電による上昇電圧ΔVU(V)と、ECU30等の消費による下降電圧ΔVD(V)とによって求められ、上昇電圧ΔVU(V)は、燃料噴射決定時期(NNUM=13)から燃料噴射装置60への通電開始までに発生する発電山数ΔNPと発電出力EGEとに比例し、下降電圧ΔVD(V)は、ECU30等による消費電力WCと燃料噴射決定時期から燃料噴射装置への通電開始までの経過時間Δt1とに比例する。したがって、噴射時予測バッテリ電圧VPRIN(V)は以下のように算出することができる。
VPRIN=VS+ΔVU−ΔVD
=VS+K1(ΔNP×EGE)−K2(WC×Δt1)・・・式3
Specifically, the predicted battery voltage V PRIN (V) at the fuel injection timing (NNUM = 14 to 23) is obtained by actually measuring the battery voltage + B at the fuel injection determination timing (NNUM = 13) by the injection predicted battery voltage calculation means. the value V S (V), voltage [Delta] V U (V) rise due to charging from ACG10, determined by the falling voltage [Delta] V D by the consumption of ECU30 etc. (V), increase the voltage [Delta] V U (V), the fuel injection determining timing is proportional to the (NNUM = 13) power and power number of peaks .DELTA.N P occur until energization start of the
V PRIN = V S + ΔV U −ΔV D
= V S + K 1 (ΔN P × E GE ) −K 2 (W C × Δt 1 )
一方、点火時予測バッテリ電圧算出手段により、点火時期における予測バッテリ電圧VPRIG(V)は、燃料噴射決定時期(NNUM=13)におけるバッテリ電圧+Bの実測値VS(V)と、ACG10からの充電による上昇電圧ΔVU(V)と、ECU30等の消費と燃料噴射装置60への通電とによる下降電圧ΔVD(V)とによって求められ、上昇電圧ΔVU(V)は、燃料噴射決定時期(NNUM=13)から点火装置61への通電開始までに発生する発電山数ΔNPと発電出力EGEとに比例し、下降電圧ΔVD(V)は、ECU30による消費電力WCと燃料噴射装置60とよる消費電力WINJと燃料噴射決定時期(NNUM=13)から燃料噴射装置60への通電開始までの経過時間Δt1と燃料噴射装置60への通電開始から点火装置61への通電開始までの経過時間Δt2とに比例する。したがって、予測バッテリ電圧VPRIG(V)は以下のように算出することができる。
VPRIG=VS+ΔVU−ΔVD
=VS+K1(ΔNP×EGE)−K2(WC×Δt1)
−K3(WC+WINJ)×Δt2・・・式4
なお、K1、K2、K3、EGE、WC、WINJは、実際のACG10の発電能力、ECU30、燃料噴射装置60の消費電力等から試験的に算出することができる。
On the other hand, the predicted battery voltage V PRIG (V) at the ignition timing is calculated from the measured value V S (V) of the battery voltage + B at the fuel injection determination timing (NNUM = 13) and a rise due to the charging voltage [Delta] V U (V), obtained by lowering the voltage [Delta] V D (V) and due to the energization of the consumption and the
V PRIG = V S + ΔV U −ΔV D
= V S + K 1 (ΔN P × E GE ) −K 2 (W C × Δt 1 )
−K 3 (W C + W INJ ) × Δt 2 Formula 4
Note that K 1 , K 2 , K 3 , E GE , W C , and W INJ can be experimentally calculated from the actual power generation capacity of the
また、燃料噴射決定時期(NNUM=13)から燃料噴射開始までに発生する発電山数NP1は発電制御方法決定時期(NNUM=12)において、所定クランク角CASにおける回転速度VRTに基づいて決定した総発電山数NPと発電優先順位NPRとから、図9(a)に示すような値となり、図9(a)に示したテーブルと上記式3を基に、噴射時予測バッテリ電圧VPRINJを算出できる。
例えば、発電制御方法決定時期(NNUM=12)において決定された総発電山数NPが6山で、燃料噴射開始時期がNNUM=14に決定された場合、燃料噴射決定時期(NNUM=13)において、実際のバッテリ電圧+Bが測定された後、燃料噴射開始までには、発電山数が1山となり、これを基に噴射時予測バッテリ電圧VPRINJを算出する。
一方、燃料噴射決定時期(NNUM=13)から点火開始までに発生する発電山数NP1は発電制御方法決定時期(NNUM=12)において、所定クランク角CASにおける回転速度VRTに基づいて決定した総発電山数NPと発電優先順位NPRとから、図9(b)に示すような値となり、図9(b)に示したテーブルと上記式4を基に、点火時予測バッテリ電圧VPRIGを算出できる。
Further, in the fuel injection determination timing (NNUM = 13) generating the number of ridges N P1 generated by the start fuel injection from the power generation control method determination timing (NNUM = 12), based on the rotational speed V RT at a predetermined crank angle CA S from the determined total power peaks number N P and power priority N PR, is the value as shown in FIG. 9 (a), based on the table and the
For example, if the total power generation number of peaks N P determined in the power generation control method determination timing (NNUM = 12) is at 6 mountains, fuel injection start timing is determined in NNUM = 14, the fuel injection determination timing (NNUM = 13) In FIG. 5, after the actual battery voltage + B is measured and before the start of fuel injection, the number of power generation peaks is one, and based on this, the predicted battery voltage V PRINJ at the time of injection is calculated.
On the other hand, in the fuel injection determination timing (NNUM = 13) generating the number of ridges N P1 that occurs to the ignition start from the power generation control method determination timing (NNUM = 12), based on the rotational speed V RT at a predetermined crank angle CA S determined and a total generation number of peaks N P which is a power generation priority N PR, is the value as shown in FIG. 9 (b), based on the table and the
そこで、本発明の通電制御システムでは、上述の発電制御装置の構成に加えて、図10に示す通電補正制御方法を適用し、燃料噴射装置60への通電時間と点火装置61への通電時間とを補正して、同一の目標回転速度に対する複数の燃焼サイクル間の回転変動を少なくしている。
燃焼サイクルの爆発行程直後の所定のクランク角CASの発電制御方法決定時期(NNUM=12)において、上述のステップS100〜S107の発電制御方法にしたがって、所定のクランク角CASにおける瞬間的な回転速度VRTから、発電山数NP及び発電優先順位NPRによって発電山の位置が決定され、噴射決定時期(NNUM=13)において、ステップS110の噴射通電時間決定手段により、燃料噴射時期と噴射終了時期とを決定する。同持に、ステップS120の点火通電時間決定手段により、点火時期と点火通電終了時期とを決定する。
さらに、ステップS130の噴射通電手段により、先の噴射通電時間決定手段により決定された条件で燃料噴射が実行され、ステップS131の点火通電手段により、先の点火通電時間決定手段により決定された条件で点火が実行される。
Therefore, in the energization control system of the present invention, in addition to the configuration of the power generation control device described above, the energization correction control method shown in FIG. 10 is applied, and the energization time to the
The power generation control method for determining timing of a predetermined crank angle CA S immediately after the explosion stroke of the combustion cycle (NNUM = 12), according to the power generation control method of the above-described step S100~S107, instantaneous rotation in a predetermined crank angle CA S from the speed V RT, it determines the position of the power peaks by a generator number of peaks N P and power priority N PR, the injection determination timing (NNUM = 13), the injection current time determination unit in step S110, the fuel injection timing injection Determine the end time. At the same time, the ignition energization time determining means in step S120 determines the ignition timing and the ignition energization end timing.
Further, the fuel injection is executed by the injection energization means in step S130 under the conditions determined by the previous injection energization time determination means, and the conditions determined by the previous ignition energization time determination means by the ignition energization means in step S131. Ignition is performed.
ステップS110の噴射通電時間決定手段においては、ステップS111からステップS113のサブルーチンで噴射通電時間の詳細な設定がなされる。
ステップS111の噴射通電開始時期決定手段では、S100〜S107に示した所定のクランク角CASの回転速度測定時期(NNUM=12)で検出された回転速度VRTとスロットル開度とのマップによって、燃料噴射装置60への通電を開始するNNUMが決定される。
次いで、ステップS112の噴射通電終了時期決定手段により、通電終了時期と必要な燃料噴射量に応じて決定される噴射通電時間とから噴射通電を終了するNNUMが決定される。
さらに、ステップS113の噴射通電終了時期補正手段では、噴射決定時期(NNUM=13)において実測されたバッテリ電圧+Bの実測電圧VSと図9(a)に示したテーブルから、上記式3によって算出された噴射時予測バッテリ電圧VPRINJが算出され、噴射時予測バッテリ電圧VPRINJに基づいて、噴射終了時期の補正がなされ、燃料噴射信号INJが発信される。
In the injection energization time determining means in step S110, the injection energization time is set in detail in the subroutine from step S111 to step S113.
The injection energization start timing determining means step S111, the map of a predetermined rotation speed measurement timing of the crank angle CA S (NNUM = 12) detected by the rotational speed V RT and the throttle opening shown in S100~S107, The NNUM for starting energization of the
Next, the NNUM for ending the energization is determined from the energization end time and the injection energization time determined according to the required fuel injection amount by the injection energization end timing determining means in step S112.
Further, in the injection energization end timing correcting means in step S113, calculation is performed by the
一方、ステップS120の点火通電時間決定手段においては、ステップS121からステップS123のサブルーチンで点火通電時間の詳細な設定がなされる。
ステップS121の点火通電終了時期決定手段では、点火進角マップから点火装置61への通電が完了する時期を示すNNUMが決定される。
次いで、ステップS122の点火開始時期決定手段により、先に決定された通電終了時期と必要な点火エネルギ印加量に応じて決定される点火通電時間とから点火通電を開始するNNUMが決定される。
さらに、ステップS123の点火開始時期補正手段では、噴射決定時期(NNUM=13)において実測されたバッテリ電圧+Bの実測電圧VSと図9(b)に示したテーブルから、上記式4によって算出された点火時予測バッテリ電圧VPRIGが算出され、点火時予測バッテリ電圧VPRIGに基づいて、点火開始時期の補正がなされ、点火信号IGtが発信される。
On the other hand, in the ignition energization time determination means in step S120, the ignition energization time is set in detail in the subroutine from step S121 to step S123.
In the ignition energization end timing determining means in step S121, NNUM indicating the timing when energization to the
Next, the NNUM for starting ignition energization is determined by the ignition start timing determining means in step S122 from the previously determined energization end timing and the ignition energization time determined according to the required ignition energy application amount.
Further, the ignition start timing correcting means in step S123 calculates the battery voltage + B actually measured at the injection determination timing (NNUM = 13) and the measured voltage V S of B and the table shown in FIG. The ignition predicted battery voltage V PRIG is calculated, the ignition start timing is corrected based on the ignition predicted battery voltage V PRIG , and an ignition signal IGt is transmitted.
図11を参照して、本発明の通電制御システムのバッテリ電圧の変動に対する効果について説明する。
本図において、図6に示した本発明の発電制御方法を用いた結果を実施例1として点線で示し、本発明のバッテリ電圧変動に対する補正を行った結果を実施例2として実線で示してある。
本図(k)に示すように、噴射決定時期(NNUM=12)におけるバッテリ電圧+Bの実測値VS(1)に対して噴射時予測電圧VPRINJ(1)が予測され、これに対して、有効燃料噴射時間tACを短くするような補正がなされ、さらに、点火時予測電圧VPRIG(1)が予測され、これに対し、点火開始時期を遅角させる補正がなされる。
同様に、噴射決定時期(NNUM=12)におけるバッテリ電圧+Bの実測値VS(2)に対して噴射時予測電圧VPRINJ(2)が予測され、これに対して、有効燃料噴射時間tACを長くするような補正がなされ、さらに、点火時予測電圧VPRIG(2)が予測され、これに対し、点火開始時期を進角させる補正がなされる。
その結果、本図(i)、(j)に示すように、実施例2では、実施例1と同様に、発電トルク制御を行わない場合にくらべ燃焼行程1サイクル内における回転変動を抑制しつつ、さらに、実施例1にくらべ、複数の燃焼行程間に渡って到達する筒内圧力PCYLのバラツキを少なくし、複数の燃焼行程に渡って安定した回転速度を維持することができる。
With reference to FIG. 11, the effect with respect to the fluctuation | variation of the battery voltage of the electricity supply control system of this invention is demonstrated.
In this figure, the result of using the power generation control method of the present invention shown in FIG. 6 is shown by a dotted line as Example 1, and the result of correcting the battery voltage fluctuation of the present invention is shown by a solid line as Example 2. .
As shown in the figure (k), the predicted injection voltage V PRINJ (1) is predicted with respect to the actual measurement value V S (1) of the battery voltage + B at the injection determination timing (NNUM = 12). Then, a correction is made to shorten the effective fuel injection time t AC , and the ignition predicted voltage V PRIG (1) is predicted. On the other hand, a correction is made to retard the ignition start timing.
Similarly, the predicted injection voltage V PRINJ (2) is predicted with respect to the actual measurement value V S (2 ) of the battery voltage + B at the injection determination timing (NNUM = 12), whereas the effective fuel injection time t AC Further, the ignition predicted voltage V PRIG (2) is predicted, and on the other hand, the ignition start timing is advanced.
As a result, as shown in FIGS. (I) and (j), in the second embodiment, as in the first embodiment, the rotational fluctuation within one cycle of the combustion stroke is suppressed as compared with the case where the power generation torque control is not performed. Furthermore, as compared with the first embodiment, variation in the in-cylinder pressure P CYL that reaches between the plurality of combustion strokes can be reduced, and a stable rotation speed can be maintained over the plurality of combustion strokes.
なお、上記実施形態においては、界磁として永久磁石を用いた永久磁石型同期式発電機を具備する例について説明したが、本発明の通電制御システムは、励磁式発電機を用いた通電制御システムに転用することもできる。
この場合、界磁電流のオンオフ制御により、発電の許可と停止とを切り換えて、発電トルクを制御して、回転変動の抑制に利用しつつ、上記実施形態と同様の発電の有無によるバッテリ電圧の変動に対する補正項に加え、界磁電流の有無により、発電機が消費する電力を考慮して変動の補正項を算出することにより、バッテリ電圧の変動予測が可能となると推察される。
In the above embodiment, an example in which a permanent magnet type synchronous generator using a permanent magnet as a field magnet has been described, but the energization control system of the present invention is an energization control system using an excitation generator. Can be diverted to.
In this case, the on / off control of the field current is used to switch between permission and stop of power generation, control the power generation torque, and use it for the suppression of rotational fluctuations. It is presumed that the fluctuation prediction of the battery voltage can be predicted by calculating the fluctuation correction term in consideration of the power consumed by the generator depending on the presence or absence of the field current in addition to the correction term for the fluctuation.
1 通電制御システム
10 交流発電機(ACG)
20 発電制御装置(REG)
30 電子制御装置(ECU)
40 バッテリ
50 ランプ系負荷
60 燃料噴射装置
61 点火装置(イグナイタ)
62 パワートレイン系負荷LD
70 センサ類(運転状況検出手段)
71 クランク角センサ(クランク角検出手段)
710 クランク角検出子(リフラクタ)
80 内燃機関
83 クランクシャフト
831 クランク軸
CA クランク角
CAS 所定クランク角
NP 発電山数
NPR 発電優先順位
NNUM 行程番号
VRT 回転速度
VTRG 目標回転速度
ΔH 目標偏差
IGE 発電電流
TQGE 発電トルク
+B バッテリ電圧
VS バッテリ電圧実測値
VPRINJ 噴射時予測バッテリ電圧
VPRIG 点火時予測バッテリ電圧
S100 発電制御方法決定手段
S101 発電制御方法決定時期判定手段
S102 制御用回転速度算出手段
S103 発電山数決定手段
S104 優先順位判定手段
S105 発電許可手段
S106 発電停止手段
S107 発電制御
S110 噴射通電時間決定手段
S111 噴射通電開始時期決定手段
S112 噴射終了通電時期決定手段
S113 噴射通電終了時期補正手段
S120 点火通電時期決定手段
S121 点火通電終了時期決定手段
S122 点火開始時期決定手段
S123 点火開始時期補正手段
S130 噴射通電制御
S131 点火通電制御
1
20 Power generation control device (REG)
30 Electronic control unit (ECU)
40
62 Powertrain system load LD
70 Sensors (Operating condition detection means)
71 Crank angle sensor (crank angle detection means)
710 Crank angle detector (refractor)
80
Claims (3)
上記バッテリ(40)から上記内燃機関(80)の運転状況に応じて該内燃機関(80)に燃料を噴射する燃料噴射装置(60)と該内燃機関の燃焼室(800)内に導入された混合気の点火を行う点火装置(61)とへの通電を制御する通電制御システムにおいて、
上記クランク軸(83)のクランク角(CA)を検出するクランク角検出手段(71)と、該クランク角検出手段(71)によって検出した所定のクランク角(CAs)における上記クランク軸(83)の回転速度(V RT )に基づいて、上記発電機(10)からの発電の許可と停止とを決定する発電制御方法決定手段(S100)と、
上記燃料噴射装置(60)の噴射時期(NNUM=14〜13)を決定する噴射決定時(NNUM=13)における上記バッテリ(40)の電圧(+B)を検出するバッテリ電圧検出手段(70)と、
該バッテリ電圧検出手段(70)によって検出されたバッテリ電圧実測値(Vs)と上記発電制御方法決定手段(S100)によって定められた発電山数(N P )と発電優先順位(N PR )とによって決定した発電指令(S GE )のオンオフパターンとに基づいて、上記バッテリ(40)の上記燃料噴射装置(60)を駆動する時期(NNUM=14〜13)における噴射時予測バッテリ電圧(V PRINJ )を予測し、
該噴射時予測バッテリ電圧(V PRINJ )に基づいて、上記バッテリ(40)から上記燃料噴射装置(60)への通電開始時期と通電終了時期とを決定する噴射通電時間決定手段(S110)と、
上記バッテリ電圧検出手段(70)によって検出されたバッテリ電圧実測値(Vs)と上記発電制御方法決定手段(100)によって定められた発電山数(N P )と発電優先順位(N PR )とに基づいて決定した発電指令(S GE )のオンオフパターンとに基づいて、上記バッテリ(40)の上記点火装置(61)を駆動する時期(NNUM=5〜7)における点火時予測バッテリ電圧(V PRIG )を予測し、 該点火時予測バッテリ電圧(V PRIG )に基づいて、上記バッテリ(40)から上記点火装置(61)への通電開始時期と通電終了時期とを決定する点火通電時間決定手段(S120)とを具備することを特徴とする通電制御システム(1)。 Crankshaft (83) to the connection has been driven generator (10) generating a torque (TQ GE) of the crank shaft power generation control to the generated to the generator (10) of the internal combustion engine (80) (83 power generation control apparatus for use in suppressing the rotational fluctuation of the) (20) and having a battery (40) charged by said generator (10),
A fuel injection device (60) for injecting fuel from the battery (40) to the internal combustion engine (80) according to the operation status of the internal combustion engine (80) and the combustion chamber (800) of the internal combustion engine are introduced. In the energization control system for controlling energization to the ignition device (61) for igniting the air-fuel mixture,
The crank shaft and a crank angle (83) crank angle detecting means for detecting (CA) (71), the crank shaft at a predetermined crank angle detected by the crank angle detecting means (71) (CAs) of (83) Power generation control method determining means (S100) for determining permission and stop of power generation from the generator (10) based on the rotation speed (V RT ) ;
Battery voltage detection means (70) for detecting the voltage (+ B) of the battery (40) at the time of injection determination (NNUM = 13) for determining the injection timing (NNUM = 14 to 13) of the fuel injection device (60 ) ; ,
Based on the battery voltage actual value (Vs) detected by the battery voltage detection means (70) , the number of power generation peaks (N P ) determined by the power generation control method determination means (S100) , and the power generation priority (N PR ) determined power generation command based on the on-off pattern of the (S GE), timing for driving the fuel injection device (60) of the battery (40) (NNUM = 14-13) injection at the predicted battery voltage in (V PRINJ) Predict
Injection energization time determining means (S110) for determining energization start timing and energization end timing from the battery (40) to the fuel injection device (60) based on the predicted battery voltage (V PRINJ ) at the time of injection;
The battery voltage actual value (Vs) detected by the battery voltage detection means (70) , the number of power generation peaks (N P ) and the power generation priority (N PR ) determined by the power generation control method determination means (100) . based on the basis of the on-off pattern of the determined power generation command (S GE) to said battery (40) the ignition device (61) for driving the timing of the ignition time of the predicted battery voltage at (NNUM = 5~7) (V PRIG ) to predict, based on the point fire when predicted battery voltage (V PRIG), ignition energization time determining means for determining the energization start timing and energization end timing from the battery (40) the ignition device (61) ( S120) . An energization control system (1) characterized by comprising:
上記回転速度算出手段によって算出された所定のクランク角における回転速度と上記目標回転速度算出手段によって算出された目標回転速度との偏差を算出する目標偏差算出手段と、
上記目標偏差算出手段によって算出された目標偏差と上記所定のクランク角におけるバッテリ電圧とから、上記発電機の発電山数を決定する発電山数決定手段と、
上記発電山数決定手段によって決定された発電山数と予め設定された該当するクランク角における発電優先順位との比較によって発電優先順位を判定する発電優先順位判定手段とを具備することを特徴とする請求項1に記載の通電制御システム。 A power generation control method determination timing determination unit that determines whether the power generation control method determination timing is a predetermined crank angle for determining the power generation control method from the crank angle detected by the crank angle detection unit; A rotation speed calculation means for calculating an instantaneous rotation speed at a predetermined crank angle as a control rotation speed; a target rotation speed calculation means for setting a target rotation speed in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
Target deviation calculation means for calculating a deviation between the rotation speed at the predetermined crank angle calculated by the rotation speed calculation means and the target rotation speed calculated by the target rotation speed calculation means;
The number of power generation peaks determining means for determining the number of power generation peaks of the generator from the target deviation calculated by the target deviation calculation means and the battery voltage at the predetermined crank angle;
A power generation priority determining unit that determines a power generation priority by comparing the number of power generation peaks determined by the power generation peak number determining unit and a power generation priority at a preset corresponding crank angle. The energization control system according to claim 1.
上記点火通電時間決定手段が、点火進角マップとに基づいて点火通電終了時期を決定する点火通電終了時期決定手段と、先に決定された点火通電終了時期と必要な点火エネルギ印加量に応じて決定される点火通電時間とから点火開始時期を決定する点火開始時期決定手段と、噴射決定時期において検出されたバッテリ電圧を基に点火時予測バッテリ電圧を算出する点火時予測バッテリ電圧算出手段と、該点火時予測バッテリ電圧に基づいて点火開始時期を補正する点火開始時期補正手段とを具備することを特徴とする請求項1又は2に記載の通電制御システム。 The injection energization time determining means determines an injection energization start timing for starting energization of the fuel injection device based on a map of the rotation speed and throttle opening detected at the rotation speed measurement timing. An injection energization end timing determining means for determining an injection energization end timing for ending the injection energization from the injection energization start timing and the injection energization time determined according to the required fuel injection amount, and an injection determination timing Injection predicted battery voltage calculation means for calculating the predicted battery voltage during injection based on the battery voltage detected in the step, and injection energization end timing correction means for correcting the injection energization end timing based on the predicted battery voltage during injection. Equipped,
The ignition energization time determining means determines the ignition energization end timing determining means for determining the ignition energization end timing based on the ignition advance map, the ignition energization end timing determined in advance, and the required ignition energy application amount An ignition start timing determining means for determining an ignition start timing from the determined ignition energization time; an ignition predicted battery voltage calculation means for calculating an ignition predicted battery voltage based on the battery voltage detected at the injection determination timing; 3. The energization control system according to claim 1, further comprising ignition start timing correction means for correcting the ignition start timing based on the predicted battery voltage at the time of ignition.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009164385A JP5359628B2 (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Energization control system |
CN 201010230202 CN101956615B (en) | 2009-07-13 | 2010-07-13 | Electrifying control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009164385A JP5359628B2 (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Energization control system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011021481A JP2011021481A (en) | 2011-02-03 |
JP5359628B2 true JP5359628B2 (en) | 2013-12-04 |
Family
ID=43484172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009164385A Active JP5359628B2 (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Energization control system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5359628B2 (en) |
CN (1) | CN101956615B (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5886685B2 (en) * | 2012-05-24 | 2016-03-16 | 本田技研工業株式会社 | Fuel supply control device for internal combustion engine |
CN103454931B (en) * | 2013-07-03 | 2016-05-18 | 北京航天发射技术研究所 | DC intelligent distribution sequential device |
CN107562037B (en) * | 2017-08-25 | 2020-04-24 | 北京新能源汽车股份有限公司 | Vehicle power-on and power-off control method and device |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0834723B2 (en) * | 1986-12-22 | 1996-03-29 | 日本電装株式会社 | Generator control device mounted on the vehicle |
JPH02223655A (en) * | 1989-02-27 | 1990-09-06 | Mazda Motor Corp | Control device for engine |
DE4039062C1 (en) * | 1990-12-07 | 1992-06-04 | Vogt Electronic Ag, 8391 Obernzell, De | |
JP3567830B2 (en) * | 1999-08-25 | 2004-09-22 | 三菱自動車工業株式会社 | Ignition control device for internal combustion engine |
JP2001271688A (en) * | 2000-03-27 | 2001-10-05 | Hitachi Ltd | Starting method for fuel cylinder injection engine |
US6557509B1 (en) * | 2001-09-07 | 2003-05-06 | Brunswick Corporation | Electrical system for an outboard motor having an engine with a manual recoil starter |
JP2003129889A (en) * | 2001-10-25 | 2003-05-08 | Keihin Corp | Device for controlling idling speed of engine |
JP2004360640A (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Denso Corp | Air fuel ratio control system of internal combustion engine |
US6868832B2 (en) * | 2003-07-09 | 2005-03-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Electronic controlled fuel injection apparatus of internal combustion engine |
JP2006129680A (en) * | 2004-11-01 | 2006-05-18 | Yamaha Motor Co Ltd | Apparatus and method of controlling generator, and motorcycle |
-
2009
- 2009-07-13 JP JP2009164385A patent/JP5359628B2/en active Active
-
2010
- 2010-07-13 CN CN 201010230202 patent/CN101956615B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011021481A (en) | 2011-02-03 |
CN101956615A (en) | 2011-01-26 |
CN101956615B (en) | 2013-06-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100871308B1 (en) | Control apparatus of internal combustion engine | |
US7458353B2 (en) | Automatic internal combustion engine stop device, internal combustion engine provided with the same and automatic internal combustion engine stop method | |
KR100674537B1 (en) | Ignition timing control for internal combustion engine | |
JP4925976B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP5170312B2 (en) | Internal combustion engine start control system | |
CN113825900B (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP3672805B2 (en) | Pilot ignition gas engine starter | |
JP5359628B2 (en) | Energization control system | |
JP2009057832A (en) | Fuel injection control apparatus | |
JP2014181605A (en) | Ignition control device of internal combustion engine | |
JP2009019577A (en) | Control device of internal combustion engine | |
WO2010119673A1 (en) | Power-generation control device | |
JP5370567B2 (en) | Vehicle control device | |
JP5444804B2 (en) | Power generation control device | |
JP2016094854A (en) | Internal combustion engine control device | |
JP4881817B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP4968045B2 (en) | Ignition control device for internal combustion engine | |
JP7102061B2 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP5515549B2 (en) | Power generation control device | |
JPH11200915A (en) | Combustion control method of gas engine | |
JP7247364B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP7117137B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
WO2022163410A1 (en) | Drive control device and drive control method | |
JP5141399B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
WO2022123861A1 (en) | Internal combustion engine control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120704 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130513 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130521 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130711 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130819 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5359628 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |