JPH04133699A - 車両用アイドル回転速度の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジンのアイドル時にエンジンのアイドル
回転速度を制御して、バッテリの充電容量を保つ車両用
アイドル回転速度の制御装置に関する。

［従来の技術］ 発電機のレギュレータは、バッテリの電圧など充電容量
が低下した場合は励磁コイルの通電率を増大させて発電
力を大きくし、バッテリ上りを防ぐように設けられてい
る。逆に、充電容量が多くなった場合は励磁コイルの通
電率を減少させて発電力を小さくし、バッテリの過充電
を防ぐように設けられている。

そして、近年では、エンジンの燃費向上の目的で、車両
用アイドル回転速度の制御装置が設けられている。この
制御装置は、アイドル時に余分なエンジンの回転を抑え
るものである。具体的には、励磁コイルの通電率が所定
の範囲よりも高い場合、アイドル回転速度を上昇して、
効率良く発電を行う、また、励磁コイルの通電率が所定
の範囲よりも低い場合は、アイドル回転速度を下降して
、余分なアイドル回転を無くすものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記に示した従来の技術では、ヘッドライトやストップ
ライトなどの電気負荷のオン、オフや、方向指示灯や間
欠ワイパーなど車両の間欠電気負荷の動作によりバッテ
リ電圧が変化した際、レギュレータの作動により励磁コ
イルの通電率が変化し、それに伴いアイドル回転速度知
変化する。

しかしながら、アイドル回転速度が変化すると、レギュ
レータによる発電機の発電力の変化の他に、アイドル回
転変化に伴う発電力の変化も生じる。

具体的には、電気負荷の作動によりバッテリ電圧が低下
し、励磁コイルの通電率が高くなると発電機の発電力が
増加する。この発電力の増加により、アイドル回転速度
は低下し、励磁コイルの通電率は増加する。そして、通
電率が制御範囲外へ高くなったとすると、アイドル回転
速度が上昇を開始するが、このアイドル回転速度の上昇
過程において、発電力が増加し、励磁コイルの通電率が
下降して、目標範囲内に入る場合がある。すると、アイ
ドル回転速度の上昇を停止させるのが遅れを生じるため
に、通電率が目標範囲内へ入った時点の回転速度より高
い回転速度で安定し、通電率が目標範囲外へ低くなる可
能性がある。そして、場合によっては、アイドル回転速
度の変化途中に、上記を繰り返し、ハンチングを発生し
ながらアイドル回転速度が変化する。

つまり、従来の車両用アイドル回転速度の制御装置は、
電気負荷の作動によりアイドル回転速度を上昇または下
降させる場合、ハンチングを起こす場合があった。

本発明の目的は、電気負荷の変動によりアイドル回転速
度を変化させる場合、ハンチングを起こすことなくアイ
ドル回転速度を変化させることのできる車両用アイドル
回転速度の制御装置の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明の車両用アイドル
回転速度の制御装置は、第１図に示す技術的手段を採用
する。

車両用アイドル回転速度の制御装置は、通電されて磁界
を形成する励磁コイル１ａ、およびこの励磁コイル１ａ
の発生する磁界の変化によって起電力を発生する電機子
コイル１ｂを備え、エンジン２によって前記励磁コイル
１ａあるいは前記電機子コイル１ｂが駆動されることに
よって前記電機子コイル１ｂに前記磁界の変化が与えら
れる発電機１と、この発電機１の発電した電力によって
充電されるバッテリ３と、前記励磁コイル１ａに流れる
電流を断続するスイッチング素子４ａを備え、前記バッ
テリ３の充電状態に応じて前記スイッチング素子４ａの
通電率を変化させてバッテリ３の充電容量を薪定範囲内
に保つレギュレータ４と、前記スイッチング素子４ａの
通電率を検出して、前記スイッチング素子４ａの通電率
があらかじめ設定されている目標範囲内に入るように、
アイドル回転速度を変化する旨の判定を行う判定手段５
ａを備える制御面′＃Ｉ５と、この制御回路５の指示に
より、前記エンジン２のアイドル回転速度を変化させる
回転速度可変手段６とを具備する。

そして、前記制御回路５は、前記エンジン２のアイドル
回転速度を変化させる際、アイドル回転速度が目標回転
速度に到達するまで、次の目標回転速度に向けてアイド
ル回転速度が変化するのを禁止する禁止手段５ｂを備え
る。

［作用］ 車両の電気負荷変動により、バッテリの充電容量が変動
すると、レギュレータは、スイッチング素子の通電率を
変化させ、励磁コイルの通電率を変化させる。

このとき、スイッチング素子の通電率が所定範囲外とな
ると、制御回路の判定手段が、スイッチング素子の通電
率が所定範囲内になるように、回転速度可変手段によっ
て、エンジンのアイドル回転速度を変化させる。

この判定手段によるアイドル回転速度の変化途中は、禁
止手段によって、アイドル回転速度が目標回転速度に到
達するまで、次の目標回転速度に向けてアイドル回転速
度が変化するのが禁止されている。そして、目標回転速
度に到達後、アイドル回転速度の変化を禁止する禁止手
段を解除する。

この結果、ハンチングを起こすことなくアイドル回転速
度を変化させることができる。

「発明の効果］ 本発明は、上記の作用で示したように、電気負荷の変動
時に、ハンチングを起こすことなくアイドル回転速度を
変化させることができる。このため、ハンチングにより
発生するエンジン音やエンジン振動の変動が抑えられ、
車両の居住性を向上させることができる。

［実施例］ 次に、本発明の車両用アイドル回転速度の制御装置を、
図に示す一実施例に基づき説明する。

（実施例の構成） 第２図および第３図は本発明の実施例を示すもので、第
２図は車両用アイドル回転速度の制御装置の概略ブロッ
ク図を示す。

自動車は、各種の電気負荷１０を備える。この電気負荷
１０は、車幅灯や前照灯、ラジオなど、消費電力がほぼ
一定の電気負荷の他、方向指示灯や間欠ワイパーなど、
消費電力が周期的に変化する間欠電気負荷からなる。そ
して、自動車は、電気負荷１０へ電力を供給するバッテ
リ１）を搭載している。

このバッテリ１）は、車両走行用エンジン１２によって
駆動されて発電する発電機１３によって充電される。

発電機１３は、通電されて磁界を形成する励磁コイル１
４と、この励磁コイル１４の発生する磁界の変化によっ
て起電力を発生する電機子コイル（図示しない）とを備
え、励磁コイル１４または電機子コイルの一方がエンジ
ン１２によって回転駆動される。

なお、電機子コイルの発生した交流電流は、整流回路（
図示しない）によって直流に変換された後、電気負荷１
０やバッテリ１）へ出力される。

発電機１３の発電量、つまり電機子コイルの発電量は、
発電１）１３の駆動速度と、励磁コイル１４の通電量と
に、よって決定される。この励磁コイル１４の通電量は
、レギュレータ１５によって制御される。

レギュレータ１５は、励磁コイル１４に供給される電流
を断続するスイッチング素子１６を備える０本実施例の
スイッチング素子１６は、ＦＥＴやバイポーラトランジ
スタなどの半導体を用いたもので、ゲートやベースの通
電状態に応じて０Ｎ−ＯＦＦＬ、励磁コイル１４に供給
される電流を制御している。なお、励磁コイル１４に並
列に接続された符号１７は、フライホイールダイオード
である。

レギュレータ１５は、バッテリ１）の電圧を検出して、
励磁コイル１４の通電率、つまりスイッチング素子１６
の通電率を決定する通電率制御回路１８を備えている。

この通電率制御回路１８は、バッテリ１）電圧が基準電
圧より低下すると、スイッチング素子１６の通電率を上
昇させ、逆にバッテリ１）電圧が基準電圧より上昇する
と、スイッチング素子１６の通電率を下降させる。この
結果、バッテリ１）の電圧が、所定の範囲内に保たれる
。

また、自動車は、スイッチング素子１６の通を率に応じ
て、エンジン１２のアイドル回転速度を制御する車両用
アイドル回転速度制御装置１９を備える。

この制御装置１９は、マイクロコンピュータを用いた制
御回Ｂ２０と、この制御回路２０の信号によってエンジ
ン１２のアイドル回転速度を変化させる速度可変手段２
１とから構成されている。

制御回路２０は、スイッチング素子１６の通電率を検出
し、検出した通電率が、あらかじめ設定された目標範囲
（例えば通電率７０〜９０％）内に入るように、アイド
ル回転速度を上昇あるいは下降させるか、アイドル回転
速度を変化さぜないかを判定する判定手段２２の機能を
備える。また、制御回路２０は、エンジン１２の回転速
度を検出する回転検出センサ２３を備え、判定手段２２
の働きによってエンジン１２のアイドル回転速度を変化
させる際、アイドル回転速度が目標回転速度に到達する
まで、次の目標回転速度に向けてアイドル回転速度が変
化するのを禁止する禁止手段２４の機能を備える。

次に、本実施例の制御回路２０による判定手段２２およ
び禁止手段２４の作動の一例を、第３図のフローチャー
トに基づき説明する。

初めに、ステップＳ１において、スイッチング素子１６
の通電率が９０％よりも高いか否かの判断を行う。この
判断結果がＹＥＳの場合は、スイッチング素子１６の通
電率が目標範囲よりも高いため、ステップＳ２において
、アイドル回転速度を例えば１０ｒｐｍ上昇させる信号
を速度可変手段２１に出力する。続いて、ステップＳ３
において、アイドル回転速度を１０ｒｐｍ上昇させる信
号を出力してから、実際にアイドル回転速度が１０ｒｐ
−上昇したか否かの判断を行う。この判断結果がＮＯの
場合は、アイドル回転速度が上昇途中であるため、次の
ステップへは進まず、ステップＳ３へ戻る。また、ステ
ップＳ３の判断結果がＹＥＳの場合は、アイドル回転速
度が目標回転速度に到達したため、リターンする。

ステップＳ１の判定結果がＮＯの場合は、ステップＳ４
において、スイッチング素子１６の通電率が７０％より
も低いか否かの判断を行う。この判断結果がＹＥＳの場
合は、スイッチング素子１Ｇの通電率が目標範囲よりも
低いため、ステップＳ５において、アイドル回転速度を
例えばｔａｒρ−下降させる信号を速度可変手段２１に
出力する。続いて、ステップＳ６において、アイドル回
転速度を１Ｏｒｐｍ下降させる信号を出力してから、実
際にアイドル回転速度が１０ｒｐ−下降したか否かの判
断を行う。この判断結果がＮＯの場合は、アイドル回転
速度が下降途中であるため、次のステップへは進まず、
ステップＳ６へ戻る。また、ステップＳ６の判断結果が
ＹＥＳの場合は、アイドル回転速度が目標回転速度に到
達したため、リターンする。

ステップＳ４の判断結果がＮＯの場合は、スイッチング
素子１６の通電率が目標範囲内であるため、アイドル回
転速度を変化させる必要は無く、そのままリターンする
。

速度可変手段２１は、電磁アクチュエータを用いて、エ
ンジン１２の吸入空気量を変化させて、エンジン１２の
アイドル回転速度を変化させる周知な構造のもので、電
磁アクチュエータは、判定手段２２の判定結果に基づき
、制御回路２０によって制御される。

（実施例の作動） 電気負荷１０の作動により、バッテリ１）電圧が低下す
ると、レギュレータ１５がスイッチング素子１６の通電
率を高くし、励磁コイル１４の通電率を高くして発電機
１３の発電力を増大し、バッテリ１）の電圧低下を防ぐ
。

このスイッチング素子１６の通電率が高くなった際、ス
イッチング素子１６の通電率が目標範囲よりも高くなる
と、制御回路２０が速度可変手段２１にアイドル回転速
度を１Ｏｒｐｍ上昇させるべき信号を与える。このアイ
ドル回転速度が１Ｏｒｐｍ上昇する閉に、アイドル回転
速度の上昇に伴い発電量が増加し、通電率がたとえ目標
範囲内に入っても、禁止手段２４の働きによって、アイ
ドル回転速度の」−昇が完了するまで回転速度の変更は
なされない。この結果、ハンチングを起こすことなく、
アイドル回転速度を目標の回転速度へ上昇させることが
できる。

逆に、電気負荷１０の作動により、バッチ１月１電圧が
高くなると、レギュレータ１５がスイッチング素子１６
の通電率を低くし、励磁コイル１４の通電率を低くして
発電機１３の発電力を減少させ、バッテリ１）の過充電
を防ぐ。

このスイッチング素子１６の通電率が低くなった際、ス
イッチング素子１６の通電率が目標範囲よりも低くなる
と、制御回Ｆ！！！２０が速度可変手段２１にアイドル
回転速度を１Ｏｒｐｍ下降させるべき信号を与える。こ
のアイドル回転速度が１Ｏｒｐｍ下降する間に、アイド
ル回転速度の下降に伴い発電量が減少し、通電率がたと
え目標範囲内に入っても、禁止手段２４の働きによって
、アイドル回転速度の下降が完了するまで回転速度の変
更はなされない。この結果、ハンチングを起こすことな
く、アイドル回転速度を目標の回転速度へ下降させるこ
とができる。

なお、電気負荷１０の作動により、バッテリ１）電圧が
変動しても、スイッチング素子１６の通電率が目標範囲
内の場合、制御回路２０は速度可変手段２１にアイドル
回転速度を変化させる信号を与えない。

つまり、スイッチング素子１６の通電率が目標範囲内で
バッテリ１）の電圧が適切な範囲に保たれる場合は、ア
イドル回転速度が変化すること無く維持される。

（実施例の効果） 本実施例は、上記の作動で示したように、電気負荷１０
の消費電力が変動して、アイドル回転速度を変化させる
場合、ハンチングを起こすことなくアイドル回転速度を
変化させることができる。このため、ハンチングにより
発生するエンジン音やエンジン振動の変動が抑えられ、
車両の居住性を向上させることができる。

（変形例） 本実施例では、アイドル回転速度の変化が完了したこと
を検出する手段として、エンジンの回転速度を読取り検
出したが、例えばアイドル回転速度を変化させる際、変
化量と使用するエンジンの特性で、変化が完了するまで
の時間を設定し、この時間をカウントすることによりア
イドル回転速度の変化の完了を検出しても良い。

アイドル回転速度を所定回転（１０ｒＤｍ）ずつ変化さ
せる例を示したが、アイドル回転速度を高低の一段切り
替え、あるいは高中低の三段切り替えなど、他のアイド
ル回転速度可変手段を用いても良い。

実施例中に示した数値は説明のためのものであって、本
発明が実施例の数値に限定されるものではない。

ＩＩ３図

【図面の簡単な説明】

第１図は発明の概略を示すブロック図である。 第２図および第３図は実施例を示すもので、第２図は車
両用アイドル回転速度の制御装置の概略ブロック図、第
３図は制御回路の作動を示すフローチャートである。 図中　１ａ・・・励磁コイル　１ｂ・・・電機子コイル
ト・・発電機　　　２・・・エンジン ３・・・バッテリ　　４ａ・・・スイッチング素子４・
・・レギュレータ　５ａ・・・判定手段５ｂ・・・禁止
手段　　　５・・・制ｍ回路６・・・回転速度可変手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）通電されて磁界を形成する励磁コイル、およ
   びこの励磁コイルの発生する磁界の変化によって起電力
   を発生する電機子コイルを備え、エンジンによって前記
   励磁コイルあるいは前記電機子コイルが駆動されること
   によって前記電機子コイルに前記磁界の変化が与えられ
   る発電機と、 （ｂ）この発電機の発電した電力によって充電されるバ
   ッテリと、 （ｃ）前記励磁コイルに流れる電流を断続するスイッチ
   ング素子を備え、 前記バッテリの充電状態に応じて前記スイッチング素子
   の通電率を変化させて前記バッテリの充電容量を所定範
   囲内に保つレギュレータと、 （ｄ）前記スイッチング素子の通電率を検出して、前記
   スイッチング素子の通電率があらかじめ設定されている
   目標範囲内に入るように、アイドル回転速度を変化する
   旨の判定を行う判定手段を備える制御回路と、 （ｅ）この制御回路の指示により、前記エンジンのアイ
   ドル回転速度を変化させる回転速度可変手段とを具備す
   る車両用アイドル回転速度の制御装置において、 （ｄ−１）前記制御回路は、前記エンジンのアイドル回
   転速度を変化させる際、アイドル回転速度が目標回転速
   度に到達するまで、次の目標回転速度に向けてアイドル
   回転速度が変化するのを禁止する禁止手段を備えること
   を特徴とする車両用アイドル回転速度の制御装置。