JPH0347059B2

JPH0347059B2 -

Info

Publication number: JPH0347059B2
Application number: JP60084114A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Myazaki
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1985-04-18
Filing date: 1985-04-18
Publication date: 1991-07-18
Also published as: JPS61244235A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、自動車等のエンジンに使用されるオ
ルタネータ制御装置に関するものである。

［従来の技術］近時の自動車においては、バツテリの充電系に
オルタネータを採用し、そのオルタネータの出力
電圧をICレギユレータにより調整するようにし
ているのが一般的である。

なお、従来のICレギユレータは、その電源入
力端子をエンジンスイツチ（イグニツシヨンスイ
ツチ）を介して駆動電源（バツテリ）に接続して
おり、前記エンジンスイツチを一旦投入すれば、
該ICレギユレータに常時駆動用電力が供給され
るようになつている。そのため、前記オイルネー
タの発電機能が休止されるのは、該オルタネータ
の充電端子の電圧、換言すれば、この充電端子に
接続されたバツテリの電圧が予め設定した調整電
圧を上まわつた場合に限られる。

ところで、前記オルタネータは、エンジンの動
力の一部を利用して駆動されるものであるため、
このオルタネータが発電を行なつている際と、発
電を休止している際とでは、エンジンにかかる負
荷が異なつたものになる。そのため、前記のよう
な制御のみを行なつていたのでは、このオルタネ
ータの負荷が運転性や燃料経済性等に悪影響を及
ぼすことがある。したがつて、前記オルタネータ
を種々の負荷条件に対応させて適宜制御できるよ
うにしたいという要望がある。

しかして、このような要望に沿つた先行技術と
して、実公昭55−14048号に示されるように、加
速時にオルタネータの発電量を低減させ得るよう
にしたものがある。ところが、ここに開示されて
いる考え方は、レギユレータ内部に信号を与え、
その信号供給時にオルタネータの発電量を低下さ
せるというものである。そのため、実施にあたつ
ては、レギユレータ内部の回路を変更する必要が
あり、ICレギユレータに適用しようとすると多
大の費用がかかるという問題がある。

そのため、近時、ICレギユレータの電源入力
端子をエンジンスイツチとは別に設けたスイツチ
ング手段を介して駆動電源に接続しておき、バツ
テリ電圧が前記調整電圧とは別に定めた上限設定
値（前記調整電圧よりも低い値）を上まわつてお
り、かつ所定の負荷条件が成立している場合に前
記スイツチング手段を非通電状態に切換えて前記
オルタネータの発電を強制的に休止させるととも
に、前記バツテリ電圧が所定の下限設定値を下ま
わるか前記負荷条件のいずれかが不成立になつた
場合に前記スイツチング手段を通電状態に切換え
てオルタネータの発電を再開させ得るように構成
したオルタネータ制御装置が考えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、単にこれだけのものでは、低温時に
おけるエンジン始動直後等に前記オルタネータ制
御にハンチングが発生するという問題がある。す
なわち、冷間時には、バツテリの機能が低下して
いるため、オルタネータの発電を休止させるとバ
ツテリ電圧が直ちに前記下限設定値以下に低下し
てしまうことがある。この場合、前述した一定の
条件が成立しオルタネータの発電を休止させた途
端にバツテリの電圧が前記設定値以下に低下し再
びオルタネータの発電が再開されるという動作が
短時間に繰り返される。その結果、サージ電圧を
生じてICレギユレータ内のトランジスタを破壊
させてしまうという不都合を招き易い。

このような不都合に対処するには、スイツチン
グ手段が通電状態に切換わつた時点から一定時間
が経過するまで、前記スイツチング手段の非通電
状態への切換えを禁止させることが考えられる
が、固定された設定時間は、最悪の条件に合せて
定めざるを得ないため、オルタネータを休止させ
得る運転領域が不当に挟められるという問題があ
る。

本発明は、このような問題点を悉く解消するこ
とを目的としている。

［問題点を解決するための手段］本発明は、以上のような目的を達成するため、
エンジンＡに駆動されて発電を行なうオルタネー
タ１と、このオルタネータ１の発電出力を調整す
るICレギユレータ２と、このICレギユレータ２
の電源入力端子IGと駆動電源３との間に介設し
たスイツチング手段６と、一定の実行条件が成立
した場合、すなわち、エンジンが停止状態ではな
く、且つ、オルタネータONの状態が一定時間継
続しており、且つ、スロツトルバルブが開かれて
おり、且つ、エンジンが非冷間状態にあり、且
つ、バツテリ電圧が所定の上限設定値以上であ
り、且つ、所定のエンジン負荷条件が成立した場
合に、前記スイツチング手段６を非通電状態に切
換える通電停止手段Ｂと、一定の解除条件が成立
した場合、すなわち、エンジンが停止するか、ス
ロツトルバルブがアイドル位置にまで戻される
か、エンジンが冷間状態になるか、バツテリ電圧
が所定の下限設定値以下になるか、前記所定のエ
ンジン負荷条件が不成立になるかの、いずれか１
つが実現した場合に、前記スイツチング手段６を
通電状態に切換える通電開始手段Ｃと、エンジン
Ａの冷却水温を検出する水温センサ１３と、この
水温センサ１３により検出される冷却水温に対応
した通電強制時間を逐次設定する時間設定手段Ｄ
と、前記スイツチング手段６が通電状態に切換わ
つた時点から前記通電強制時間が経過するまでは
前記通電停止手段Ｂによるスイツチング手段切換
動作を無条件に禁止してICレギユレータ２への
通電状態を維持させる通電強制手段Ｅとを具備し
てなるものにしたことを特徴とする。なお、ここ
で所定のエンジン負荷条件が成立している場合と
は、加速運転中であると判定している場合や、後
述するようなパーシヤルリーン運転域にあると判
定している場合等を意味している。

〔作用〕

このような構成によれば、前記実行条件が成立
した場合には、スイツチング手段６が非通電状態
に切換えられてICレギユレータ２への通電が遮
断されオルタネータ１の発電機能が休止させられ
る。また、前記解除条件が成立した場合には、前
記スイツチング手段６が通電状態に切換えられて
ICレギユレータ２への通電が再開されオルタネ
ータ１が発電可能な状態となる。通常の場合は、
以上の動作が適宜繰り返されるわけであるが、そ
の繰り返し間隔が短くなりがちな冷間時等におい
ては異なつた作用が顕在化する。すなわち、この
ものは、時間設定手段Ｄによりエンジン冷却水温
に応じた長さの通電強制時間が逐次設定される。
そして、スイツチング手段６が通電状態に切換わ
つた時点から前記通電強制時間が経過するまで
は、前述の実行条件が成立してもそのままICレ
ギユレータ２への通電状態が維持される。そのた
め、エンジンの冷却水温毎に最適な通電強制時間
を予め綿密に設定しておきさえすれば、オルタネ
ータ制御の可能領域を不当に狭めることなしに前
述した制御のハンチングを有効に防止することが
できる。

［作用］このような構成によれば、始動時の温度に応じ
てカツト禁止時間が設定され、そののカツト禁止
時間が経過するまでの間は制御条件が成立してい
るは否かを問わずICレギユレータ２が前記スイ
ツチング手段６を非通電状態に切換えてオルタネ
ータの発電機能を休止させるようにしたオルタネ
ータ制御が禁止される。そのため、始動時の温度
毎に最適なカツト禁止時間を予め綿密に設定して
おきさえすれば、前記オルタネータ制御を禁止す
る運転領域を必要最小限に留めることができる。

［実施例］以下、本発明を自動車のバツテリ充電系に適用
した場合の一実施例につき第２図〜第４図を参照
して説明する。

第２図は、本発明に係るオルタネータ制御装置
の一実施例を示す図であり、１はオルタネータ、
２はICレギユレータ、３はバツテリ、４は電気
的な負荷、５はエンジンスイツチ、６はスイツチ
ング手段たるトランジスタ、７はこのトランジス
タ６をON・OFF動作させる電子制御装置であ
る。

オルタネータ１は三相星形結線とされた３つの
固定子巻線L₁〜L₃に、回転子巻線L_fを設けて構
成されており、３つの固定子巻線L₁〜L₃の各相
にはダイオードブリツジD₁〜D₆を設けて、固定
子巻線L₁〜L₃に誘起された誘導電圧を全波整流
して出力する構成になつている。しかして、その
充電端子Ｂは、前記バツテリ３に接続してある。

また、ICレギユレータ２は、２つのトランジ
スタT_r１、T_r２をON・OFF制御する構成とし
ており、一方のトランジスタT_r１をON・OFFさ
せて公知のレギユレート動作をする。つまり、実
施例のものでは、トランジスタT_r１をONさせる
ことによつてオルタネータ１の回転子巻線L_fに励
磁電流を流して、オルタネータ１の固定子巻線
L₁〜L₃に電流を誘起させて発電を行い、他方の
トランジスタT_r２をONさせることによつてチヤ
ージランプＦを点灯させる。なお、ダイオードブ
リツジD₁〜D₆に並列に設けた２つのダイオード
D₇，D₈とより成る直列接続体Ｇは中性点ダイオ
ードであり、オルタネータ１の作動時に固定子巻
線L₁〜L₃の中性点に生じる電位変動を還元して
エネルギーの有効利用を図るものである。そし
て、このICレギユレータ２の電源入力端子IGを
前記トランジスタ６を介して駆動電源たるバツテ
リ３に接続し、このトランジスタ６を電子制御装
置７の出力信号によつてON・OFF動作させるよ
うにしている。

すなわち、電子制御装置７は、中央演算処理装
置７ａと、ROM、RAM等の記憶装置７ｂと、
入力および出力用のインターフエース７ｃ，７ｄ
とを有してなるマイクロコンピユータを主体にし
て構成されており、その電源端子８は、エンジン
スイツチ５を介して前記バツテリ３に接続してあ
る。そして、この電子制御装置７の入力用インタ
ーフエース７ｃには、少なくとも車速センサ９、
回転検出手段１１、アイドルスイツチ１２および
水温センサ１３からの各信号およびバツテリ電圧
がそれぞれ入力されるようになつている。回転検
出手段１１は、実エンジン回転数を検出するため
のもので、例えば、イグニツシヨンパルスを利用
したものである。また、アイドルスイツチ１２
は、図示しない気化器のスロツトルバルブが閉止
位置に復帰しているか否かを検出するための
ON・OFFスイツチである。水温センサ１３はエ
ンジンＡの冷却水温を検出するためのもので、例
えば、冷却水温をアナログ電気信号に変換するサ
ーミスタと、このサーミスタの出力をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）とを具備
してなる。

そして、この電子制御装置７には、次のような
プログラムが内蔵させてあり、この電子制御装置
７が前述した通電停止手段Ｂ、通電開始手段Ｃ、
時間設定手段Ｄおよび通電強制手段Ｅとしての役
割を担うようになつている。すなわち、まず、ス
テツプ５１で、車速センサ９、回転検出手段１
１、アイドルスイツチ１２および水温センサ１３
からの各信号およびバツテリ電圧等をそれぞれ入
力する。次いで、ステツプ５２で、オルタネータ
１の発電機能が休止中であるか否か（ICレギユ
レータ２への通電が絶たれているか否か）を判断
し、発電機能休止中なら直接ステツプ５４へ移
り、発電機能発揮中ならステツプ５３へ進む。そ
して、ステツプ５３で、インクリメントカウンタ
Ｑが通電強制時間ｔ未満か否かを判断し、通電強
制時間ｔ未満の場合には、直接ステツプ５８へ移
るが、通電強制時間ｔ以上にカウントアツプして
いる場合にはステツプ５４へ進む。なお、この通
電強制時間ｔは、第４図に示すように、エンジン
の冷却水温毎に最適な値を選定してマツプ化して
おき、このマツプとステツプ５１で入力した冷却
水温とに基いて特定の値を選択することにより決
定される。この図面からも明らかなように、この
通電強制時間ｔは、エンジン冷却水温が低いほど
長くなり、冷却水温が高い側ではゼロに収束して
いる。一方、ステツプ５４では、後述する解除条
件が成立しているか否かを判断し、解除条件が成
立していない場合にはステツプ５６へ進み、成立
している場合にはステツプ５８へ移る。また、ス
テツプ５５へ進んだ場合には、後述する実行条件
が成立しているか否かを判断し、成立している場
合にはステツプ５６へ進み、成立していない場合
にはステツプ５８へ進む。ステツプ５６では、イ
ンクリメントカウンタＱをクリアした後、ステツ
プ５７へ進む。ステツプ５７では、前記トランジ
スタ６を非通電状態にして、ICレギユレータ２
への通電を断つ。一方、前述したステツプ５８で
は、前記トランジスタ６を通電状態にして、IC
レギユレータ２へ電力を供給する。そして、以上
の手順を、エンジンスイツチ５がONに維持され
ている間中繰り返し実行する。

ここで、前記実行条件の成立とは、エンジン
が停止状態ではない。オルタネータONの状態
が一定時間継続している。アイドルスイツチ１
２がOFFである。水温が20℃以上である。
バツテリ電圧が所定の上限設定値Vcut以上であ
る。加速判定中である（1sec毎の車速比較で前
回の車速よりも＋2.1Km／ｈ以上大きくなつた）
という要件のすべてが成り立つた場合をいう。

また、解除条件の成立とは、停止状態となつ
た。アイドルスイツチ１２がONになつた。
水温が15℃以下になつた。バツテリ電圧が所定
の下限設定値V_RI以下になつた。加速判定状態
が解除されたという要件のいずれかが成り立つた
場合をいう。

次いで、この実施例の作動を説明する。

(1) エンジンスイツチ５が「ON」でエンジンＡ
が停止している場合エンジンスイツチ５が投入されると、スイツチ
ング手段たるトランジスタ６が通電状態を維持す
るため、ICレギユレータ２の駆動電源たるバツ
テリ３の電圧が該ICレギユレータ２のIG端子に
印加される。そのため、ICレギユレータ２はこ
の状態を検出してトランジスタT_r１を駆動する。
トランジスタT_r１が駆動されると、バツテリ３
の電圧が回転子巻線L_fに印加され、励磁電流が流
れてオルタネータ１に界磁が形成される。しか
し、この状態においてはエンジンが回転していな
いので、オルタネータ１は発電せず、したがつて
Ｐ端子の電圧はグランドレベルとなる。その結
果、この状態をICレギユレータ２が検出すると、
トランジスタT_r２が駆動されて、チヤージラン
プＦを点灯して、バツテリ電源が放電中であるこ
とを知らせる。

(2) エンジンが始動し、オルタネータ１が発電可
能状態にある場合エンジンが作動中であつて、トランジスタ６が
発電強制時間ｔ以上通電状態にある場合には、前
記実行条件が成立しない限り第３図に示す制御は
ステツプ５１→５２→５３→５５→５８と進行す
るため、その後もトランジスタ６は通電状態に保
持され、オルタネータ１は発電可能な状態を維持
する。そのため、バツテリ電圧がICレギユレー
タ２の調整電圧以下の場合には、トランジスタ
T_r２がOFFになつてチヤージランプＦが消灯し、
Ｂ端子からバツテリ３に充電電流が流れる。そし
て、この状態において、前述した実行条件が成立
した場合には、第３図に示す制御が、ステツプ５
１→５２→５３→５５→５６→５７と進行するた
め、トランジスタ６が非通電状態に切換えられ、
ICレギユレータ２に対する駆動電力の供給が断
断たれる。その結果、ICレギユレータ２内のト
ランジスタT_r１がOFFになる。これにより、回
転子巻線L_fの励磁電流は、逆起電力吸収用ダイオ
ードD₁を経由して減衰し、Ｂ端子電圧も低下し
ていく。つまり、オルタネータ１の発電機能が休
止させられる。

なお、オルタネータ１が発電状態に切換つた時
点（インクリメントカウンタＱがクリアされなく
なつた時点）から通電強制時間ｔが経過していな
い場合には、第３図に示す制御は、ステツプ５１
→５２→５３→５８と進むため、たとえ前述した
実行条件が成立しても、トランジスタ６が非通電
状態に切換られることはなく、オルタネータ１は
発電を続行することになる。

(3) エンジンが作動中であつて、オルタネータ１
の発電が休止している場合前記のようにして、トランジスタ６が非通電状
態に切換えられ、オルタネータ１の発電が休止さ
せられている際には、第３図に示す制御は、ステ
ツプ５１→５２→５４と進行するため、前述した
解除条件が成立していない間は、オルタネータ１
の発電は休止され続ける。そして、前記解除条件
が成立すると、制御がステツプ５４→５８と進む
ため、トランジスタ６が通電状態に切換えられ
ICレギユレータ２への通電が再開されてオルタ
ネータ１が発電可能となる。

したがつて、このような構成のものであれば、
ICレギユレータ２に通電が行なわれている際に
実行される調整電圧に基く通常のレギユレート動
作以外に、前述した特殊な実行条件および解除条
件に基いてICレギユレータ２への通電を断続さ
せて、オルタネータ１を制御することができる。
すなわち、この実施例では、車両の加速時にオル
タネータ１の発電を休止させてエンジンＡに作用
する機械的負荷を軽減することができる。

換言すれば、既存のICレギユレータ内部の回
路を一切変更することなしに、オルタネータ１の
発電機能を前述した所望の運転域で休止させるこ
とができる。

しかも、前記トランジスタ６を通電状態に切換
えてオルタネータ１の発電を再開させた時点から
通電強制時間ｔが経過するまでの間は、実行条件
が成立しても前記トランジスタ６の非通電位置へ
の切換えが禁止され、ICレギユレータ２への通
電が続行されるため、前述した制御のハンチング
が生じるおそれが全くなく、ICレギユレータ２
のトランジスタ波壊事故等を確実に防止すること
ができる。

その上、前記通電強制時間ｔは、エンジン冷却
水温の高低に応じて逐次設定されるものであるた
め、低温時には通電強制時間ｔを長くし、制御の
ハンチングを生じるおそれの少ない温度条件下で
は前記通電強制時間ｔを短縮することができる。
そのため、オルタネータ制御を正常に実施し得る
運転域を可及的に広く設定することが可能とな
り、運転性や燃料経済性を無理なく有効に向上さ
せることができる。

なお、スイツチング手段は、トランジスタに限
られないのは勿論であり、また、このスイツチン
グ手段をON・OFF動作させる手段もマイクロコ
ンピユータ式の電子制御装置に限定されるもので
はない。

さらに、前記実施例では、車両の加速時にオル
タネータの発電機能を休止させる場合について説
明したが、他の運転域においても前記発電機能を
休止させるように制御してもよいのは勿論であ
る。他の運転域の一例としては、例えば、いわゆ
るパーシヤルリーン運転域等が挙げられる。すな
わち、パーシヤルリーン運転域とは、車両が軽負
荷で定常走行しているため、フイードバツクキヤ
ブシステムのフイードバツク制御を一時的に中断
して混合気の空燃比を若干リーン側に制御するよ
うにした運転域のことである。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明は、ICレギユレ
ータに供給する駆動電力を一時的に遮断すること
によつて、オルタネータの発電機能を強制的に休
止させるようにしているので、所望の運転域にお
いてオルタネータによるエンジン負荷を一時的に
除去するという制御を確実かつ精細に行なうこと
ができるものである。しかも、エンジン冷却水温
に応じて通電強制時間を逐次設定し、ICレギユ
レータへの通電を再開した時点から通電強制時間
が経過するまでの間は条件成立の如何にかかわら
ず前記ICレギユレータに対する駆動電力の遮断
を禁止するようにしているので、オルタネータ制
御領域を不当に狭くして運転性や燃料経済性を悪
化させることなしに、冷間始動時等における制御
のハンチングを無理なく有効に防止することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成説明図で
ある。第２図〜第４図は本発明の一実施例を示
し、第２図はシステム説明図、第３図は制御の概
要を示すフローチヤート図、第４図は制御の設定
条件を説明するための説明図である。Ａ…エンジン、Ｂ…通電停止手段、Ｃ…通電開
始手段、Ｄ…時間設定手段、Ｅ…通電強制手段、
１…オルタネータ、２…ICレギユレータ、３…
駆動電源（バツテリ）、６…スイツチング手段
（トランジスタ）、１４…水温センサ。

Claims

【特許請求の範囲】１エンジンに駆動されて発電を行うオルタネー
タと、このオルタネータの発電出力を調整するICレ
ギユレータと、このICレギユレータの電源入力端子と駆動電
源との間に介設したスイツチング手段と、エンジンが停止状態ではなく、且つ、オルタネ
ータONの状態が一定時間継続しており、且つ、
スロツトルバルブが開かれており、且つ、エンジ
ンが非冷間状態にあり、且つ、バツテリ電圧が所
定の上限設定値以上であり、且つ、所定のエンジ
ン負荷条件が成立した場合に、前記スイツチング
手段を非通電状態に切換える通電停止手段と、エンジンが停止するか、スロツトルバルブがア
イドル位置にまで戻されるか、エンジンが冷間状
態になるか、バツテリ電圧が所定の下限設定値以
下になるか、前記所定のエンジン負荷条件が不成
立になるかの、いずれか１つが実現した場合に、
前記スイツチング手段を通電状態に切換える通電
開始手段と、エンジンの冷却水温を検出する水温センサと、この水温センサにより検出される冷却水温に対
応した通電強制時間を逐次設定する時間設定手段
と、前記スイツチング手段が通電状態に切換わつた
時点から前記通電強制時間が経過するまでは前記
通電停止手段によるスイツチング手段切換動作を
無条件に禁止してICレギユレータへの通電状態
を維持させる通電強制手段とを具備してなること
を特徴とするオルタネータ制御装置。