JPH0516280B2 - - Google Patents

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JPH0516280B2
JPH0516280B2 JP57074224A JP7422482A JPH0516280B2 JP H0516280 B2 JPH0516280 B2 JP H0516280B2 JP 57074224 A JP57074224 A JP 57074224A JP 7422482 A JP7422482 A JP 7422482A JP H0516280 B2 JPH0516280 B2 JP H0516280B2
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JP
Japan
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predetermined
field current
voltage
vehicle
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JP57074224A
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Japanese (ja)
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JPS58192499A (en
Inventor
Shunpei Hasegawa
Yoshikazu Ishikawa
Noryuki Kishi
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication of JPH0516280B2 publication Critical patent/JPH0516280B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車両を駆動するエンジを
動力源とする発電機を含んで、該車両の電気的負
荷に直流電力を供給する発電装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power generation device that includes a generator whose power source is an engine that drives a vehicle such as an automobile, and supplies DC power to an electrical load of the vehicle.

従来、エンジンのアイドリング運転時にはエン
ジン回転数のハンチングが生じやすいという問題
が知られており、これは特に発電機に特定の電気
負荷を与えたときに著しいことが周知である。
BACKGROUND ART Conventionally, it has been known that engine speed hunting tends to occur when the engine is idling, and this problem is particularly noticeable when a specific electrical load is applied to the generator.

このハンチングについては下記の理由が考えら
れる。即ち、何らかの原因でエンジン回転数が低
下すると発電電圧を減少することに応じて、周知
の界磁電流をオンオフする電圧調整器が界磁電流
を増加するようにオン時間の比率を増大するよう
動作し、これによりエンジンのブレーキトルクが
増大する。これは更にエンジン回転数を低下させ
る方向に作用する。しかしながらエンジン回転数
の低下はエンジン摩擦損失の減少とエンジン出力
の増大とを同時に生ずる。このエンジン出力の増
大は例えば一般の開弁時間を制御される電子制御
式燃料噴射装置の基本式即ちエンジン回転数×燃
料噴射時間−一定を考慮すれば容易に理解でき
る。この摩擦損失の減少とエンジン出力の増大は
逆に発電機出力の増加を引き起し、界磁電流を減
少するべくオフ時間の比率を増大するように電圧
調整器を動作させる。これによりエンジンブレー
キトルクが一層減少しエンジン回転数も更に増加
する方向に作用る。しかしながらこのエンジン回
転数の増加が今度はエンジン摩擦損失の増大とエ
ンジン出力の減少を生じる。上記のエンジン回転
数の増減の周期が界磁電流のオンオフの周期と所
定の関係になるとエンジン回転数変動の振幅が大
きくなりハンチングを生ずるのである。
The following reasons can be considered for this hunting. That is, when the engine speed decreases for some reason, the voltage regulator that turns on and off the field current operates to increase the on-time ratio in order to increase the field current in response to the reduction in the generated voltage. However, this increases the engine braking torque. This further acts in the direction of lowering the engine speed. However, a decrease in engine speed simultaneously results in a decrease in engine friction loss and an increase in engine output. This increase in engine output can be easily understood by considering, for example, the basic equation of an electronically controlled fuel injection system in which the valve opening time is generally controlled, that is, engine rotation speed x fuel injection time - constant. This reduction in friction losses and increase in engine power conversely causes an increase in generator output, causing the voltage regulator to operate to increase the off-time ratio to reduce field current. This acts to further reduce the engine braking torque and further increase the engine speed. However, this increase in engine speed in turn causes an increase in engine friction losses and a decrease in engine output. When the cycle of increase/decrease in the engine speed mentioned above has a predetermined relationship with the on/off cycle of the field current, the amplitude of fluctuations in the engine speed becomes large and hunting occurs.

電気負荷に応じて発電量を変えるべく特定の電
気負荷が投入されたときに界磁電流の大きさをス
テツプ的に変える技術は例えば特開昭49−
108536、実開昭51−163406、実開昭55−82035で
公知である。しかしながらこれらの技術は全てオ
ンオフ型の電圧調整器を用いる回路となつており
界磁電流の大きさが変化しても上記のオンオフの
周期の問題が残つており、更には車載発電機の電
気負荷は1つに限らず複数あるのが通例であり、
これによれば投入される複数の電気負荷の単独又
は組合せによつてハンチングの程度が変化する
が、上記の公知技術ではこれに対処できないとい
う問題がある。
A technique for changing the field current stepwise when a specific electrical load is applied in order to change the amount of power generation according to the electrical load is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1999.
108536, Utility Model Application No. 51-163406, and Utility Model Application No. 55-82035. However, all of these technologies are circuits that use on-off type voltage regulators, so even if the magnitude of the field current changes, the problem of the above-mentioned on-off cycle remains, and furthermore, the electrical load of the on-board generator remains. It is common for there to be multiple, not just one,
According to this method, the degree of hunting changes depending on whether a plurality of electrical loads are applied alone or in combination, but there is a problem in that the above-mentioned known techniques cannot deal with this problem.

他方バツテリはその劣化が進むほど界磁電流が
遮断された放電時には端子電圧の降下が早くなる
特性を有し、又発電機そのものも製作誤差や劣化
により必ずしも同じ界磁電流値により同じ出力電
圧を発生するとは限らないので、充電時のバツテ
リ端子電圧の上昇にもばらつきがみられる。これ
によれば界磁コイルに電気負荷の絶対量に見合つ
た同じ値の界磁電流を供給したとしても車両によ
つてバツテリ電圧が上昇したり下降したりするこ
とになる。従つてバツテリ電圧が所定の上限値を
越え或いは下限値を下回つたりする事態が生ずる
問題がある。これに対して、所定の上限値を越え
るか所定の下限値を越えるか所定の下限値を下回
ることに直ちに応じて界磁電流を断接すると、従
来のオンオフ型の電圧調整器を用いたと同様にエ
ンジン回転数のハンチングを引き起こす問題もあ
る。よつて、本発明は、上記問題のない、消費電
力に応じた発電量を確保しかつエンジン作動の安
定性向上を可能にした車載発電装置であつて該車
載発電機の特性やバツテリの経年変化等による出
力電圧の変化を防止し得る車載発電装置を提供す
ることを目的とする。
On the other hand, a battery has a characteristic that the more its deterioration progresses, the faster the terminal voltage drops during discharge when the field current is cut off, and the generator itself does not necessarily produce the same output voltage with the same field current value due to manufacturing errors or deterioration. Since this does not necessarily occur, there are variations in the rise in battery terminal voltage during charging. According to this, even if the field current of the same value commensurate with the absolute amount of electric load is supplied to the field coil, the battery voltage will rise or fall depending on the vehicle. Therefore, there is a problem in that the battery voltage may exceed a predetermined upper limit value or fall below a predetermined lower limit value. On the other hand, if the field current is immediately connected or disconnected in response to exceeding a predetermined upper limit value, exceeding a predetermined lower limit value, or falling below a predetermined lower limit value, it is similar to using a conventional on-off type voltage regulator. There is also a problem that causes engine speed hunting. Therefore, the present invention is an on-vehicle power generation device that does not have the above-mentioned problems, secures the amount of power generated according to the power consumption, and makes it possible to improve the stability of engine operation. It is an object of the present invention to provide an on-vehicle power generation device that can prevent changes in output voltage due to such factors.

本発明による車載発電装置は、車両駆動エンジ
ンを動力源とする発電機1と、前記発電機の出力
電力を直流電力に変換する変換手段と、該車両に
搭載された複数の電気的負荷に前記直流電力を選
択的に供給する中継手段(SW1〜SW)4とか
らなる車載発電装置であつて、前記中継手段によ
る前記電気的負荷の選択内容に応じた大きさの選
択内容検知信号を生成する検知手段8と、前記選
択的内容検知信号に応じて予め定めた大きさの界
磁電流値の1を選択してこれを前記発電機の界磁
コイルに供給する界磁電流供給手段7,9,Qと
からなり、 前記界磁電流供給手段は、前記直流電力の電圧
がと所定下限値を下回るとき選択された界磁電流
値を第1所定量だけ増加させる第1調整手段2
1,25,27,28と、前記直流電力の電圧が
所定上限値を上回るとき選択された界磁電流値を
第2所定量だけ減少せしめる第2調整手段22,
30,32,33と、を含むことを特徴とする車
載発電装置である。
The on-vehicle power generation device according to the present invention includes a generator 1 using a vehicle drive engine as a power source, a conversion means for converting the output power of the generator into DC power, and a plurality of electrical loads mounted on the vehicle. An on-vehicle power generation device comprising relay means (SW1 to SW) 4 that selectively supplies DC power, and generates a selection content detection signal of a magnitude corresponding to the selection content of the electrical load by the relay means. a detection means 8; and field current supply means 7, 9 which select one of the field current values of a predetermined magnitude in response to the selective content detection signal and supply it to the field coil of the generator. .
1, 25, 27, 28, and a second adjusting means 22 for reducing the selected field current value by a second predetermined amount when the voltage of the DC power exceeds a predetermined upper limit value;
30, 32, and 33.

以下、本発明の実施例を添付図を参参照しつつ
詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図は、車載エンジン(図示せず)によつて
駆動される交流発電機1の界磁コイル2に流れる
界磁電流を制御する装置を示している。
FIG. 1 shows a device for controlling a field current flowing through a field coil 2 of an alternator 1 driven by an on-vehicle engine (not shown).

交流発電機1の出力は、整流回路3によつて整
流されて直流化されてバツテリ4の正負両端子に
供給される。なお、この場合、バツテリ4の負端
子はアースされている。バツテリ4の正負両端子
はイグニツシヨンスイツチ5を介してヒータフア
ン、ヘツドランプ、ラジエータフアン等の複数の
電気的負荷6に接続されている。
The output of the alternating current generator 1 is rectified by a rectifier circuit 3 to be converted into direct current, and is supplied to both positive and negative terminals of a battery 4 . Note that in this case, the negative terminal of the battery 4 is grounded. Both positive and negative terminals of the battery 4 are connected via an ignition switch 5 to a plurality of electrical loads 6 such as a heater fan, a headlamp, and a radiator fan.

一方、マイクロプロセツサ等によつて構成され
る制御回路7は、投入される複数の電気的負荷6
の全体としての大きさの絶対量を検出しこれに応
じた負荷信号電圧Elを発生する負荷検知回路8か
らの負荷信号電圧El、エンジン回転数信号Ne及
びスロツトル開度信号θthに応じたデユーテイ比
DFのパルス信号をクリツプ制御回路9に供給す
る。デユーテイ比DFは設定時間(例えばTDC間
隔あるいはタイマー設定時間)に対するパルス信
号のオン時間の比率である。クリツプ制御回路9
は、バツテリ電圧が設定最大値以下にある限り、
供給されるパルス信号に応じパルス電圧をパワー
トランジスタQのベースに供給する。パワートラ
ンジスタQのコレクタは界磁コイル2を介してバ
ツテリ正端子に接続され、エミツタはアースされ
ている故、ベースのパルス電圧に応じた界磁電流
が得られるのである。なお、クリツプ制御回路9
は、制御回路7からのデユーテイ比が電気負荷の
大きさの絶対値に応じて制御されていても、発電
機の出力電圧が電気回路の設定最大電圧値を越え
て上昇することがあり、結果的にバツテリ電圧が
設定最大値を越えるような事態が生ずる際にパル
ス電圧を供給せずゼロ電圧を生ずるようになつて
いる。
On the other hand, a control circuit 7 configured by a microprocessor etc.
The duty ratio corresponds to the load signal voltage El from the load detection circuit 8 which detects the absolute amount of the overall magnitude and generates the load signal voltage El corresponding to this, the engine rotation speed signal Ne, and the throttle opening signal θth.
The D F pulse signal is supplied to the clip control circuit 9. The duty ratio D F is the ratio of the on time of the pulse signal to the set time (for example, TDC interval or timer set time). Clip control circuit 9
As long as the battery voltage is below the set maximum value,
A pulse voltage is supplied to the base of the power transistor Q in accordance with the supplied pulse signal. Since the collector of the power transistor Q is connected to the battery positive terminal via the field coil 2, and the emitter is grounded, a field current corresponding to the pulse voltage of the base can be obtained. Note that the clip control circuit 9
Even if the duty ratio from the control circuit 7 is controlled according to the absolute value of the electrical load, the output voltage of the generator may rise beyond the maximum voltage setting of the electrical circuit, resulting in Specifically, when a situation occurs in which the battery voltage exceeds a set maximum value, no pulse voltage is supplied and zero voltage is generated.

次に、第1図の制御回路7の動作を第2図に示
したフローチヤートにより説明する。
Next, the operation of the control circuit 7 shown in FIG. 1 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

制御回路7においては、一定周期又はエンジン
回転に周期して起動されてまず、エンジン回転数
Neとアイドル回転数より低い第1の所定回転数
NCR(いわゆるクランキング回転数に対応)とを
比較する(ステツプ10)。エンジン回転数Neが
発電機が出力しはじめるエンジン回転数より低い
第1所定回転数NCRより小さいときは、制御回路
7の出力パルスのデユーテイ比DFは0%とする
(ステツプ11)。一方、エンジン回転数Neが第
1所定回転数NCRより大なるときは、エンジン回
転数Neとアイドリング回転数より大なるハンチ
ングがほぼ問題とならなくなる第2の所定回転数
NSRと比較する(ステツプ12)。エンジン回転
数Neが第2所定回転数NSRより大なる場合、制御
回路7はデユーテイ比DFを100%とする(ステツ
プ13)。すなわち、この場合、界磁電流命令の
内容は最大となる。一方、エンジン回転数Neが
第2所定回転数NSR以下であるときはスロツトル
開度θthをアイドルスロツトル開度θIDLと比較する
(ステツプ14)。このとき、スロツトル開度θth
がアイドルスロツトル開度θIDLより大なるときは
デユーテイ比DFは100%とされ界磁電流命令の内
容は最大となる。一方、スロツト開度θthがアイ
ドルスロツトル開度θIDL以下の場合、負荷信号電
圧Elを読み取つて(ステツプ15)。制御回路7
内に用意されたデータマツプからデユーテイ比
DFを決定し(ステツプ16)、得られたデユーテ
イ比DFに等しいデユーテイ比を有するパルス信
号をクリツプ回路9に供給する。クリツプ回路9
を経たパルス信号はパワートランジスタQを駆動
してデユーテイ比DFの大きさに比例した平均値
を有する界磁電流が界磁コイル2を流れる。発電
機1の出力電圧は界磁電流の大きさに比例する
故、結局、発電機1の出力電圧は、電気的負荷6
の大きさの絶対量に応じて変化することになる。
In the control circuit 7, it is started at a certain period or at intervals of engine rotation, and first, the engine rotation speed is controlled.
Ne and the first predetermined rotation speed lower than the idle rotation speed
N CR (corresponding to the so-called cranking rotation speed) is compared (step 10). When the engine rotational speed Ne is smaller than the first predetermined rotational speed NCR , which is lower than the engine rotational speed at which the generator starts outputting, the duty ratio D F of the output pulses of the control circuit 7 is set to 0% (step 11). On the other hand, when the engine rotation speed Ne is larger than the first predetermined rotation speed N CR , the engine rotation speed Ne and the second predetermined rotation speed at which hunting, which is larger than the idling rotation speed, become almost no problem.
Compare with NSR (Step 12). When the engine speed Ne is greater than the second predetermined speed NSR , the control circuit 7 sets the duty ratio D F to 100% (step 13). That is, in this case, the content of the field current command is maximum. On the other hand, when the engine speed Ne is below the second predetermined speed NSR , the throttle opening θth is compared with the idle throttle opening θIDL (step 14). At this time, the throttle opening θth
When is larger than the idle throttle opening θ IDL , the duty ratio D F is 100% and the content of the field current command is maximum. On the other hand, if the slot opening θth is less than the idle throttle opening θ IDL , the load signal voltage El is read (step 15). Control circuit 7
The duty ratio can be calculated from the data map provided in the
DF is determined (step 16), and a pulse signal having a duty ratio equal to the obtained duty ratio DF is supplied to the clip circuit 9. Clip circuit 9
The pulse signal passed through drives the power transistor Q, and a field current having an average value proportional to the magnitude of the duty ratio D F flows through the field coil 2. Since the output voltage of the generator 1 is proportional to the magnitude of the field current, the output voltage of the generator 1 is proportional to the electric load 6.
It will change depending on the absolute magnitude of .

第3図は、データマツプ上における負荷信号電
圧Elの値に対するデユーテイ比DFの値の関係の
一例を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an example of the relationship between the value of the duty ratio D F and the value of the load signal voltage El on the data map.

第4図は、負荷検知回路8の具体回路例を示し
ており、電気負荷としてのヘツドライトHL、リ
ア熱線RH、ラジエータフアンモータM1、ヒー
タフアンモータM2が例示されている。各電気負
荷のオン・オフはスイツチSW1〜SW4によつ
てなされる。負荷検知回路8は、そのダイオード
D1〜D4を介してスイツチSW1〜SW4のオン・オ
フ状態を監視する。すなわち、ダイオードD1
D4を経た電圧は、トランジスタQ1〜Q6を含むバ
ツフアアンプA1〜A4によつて適当に増幅されて
電気負荷毎に重み付けされた電圧V1〜V4として
出力され、分圧器DVからの出力電圧Voと共に互
いに加算された後アンプA5に供給され、更に適
当に増幅されて負荷信号電圧Elとして出力され
る。
FIG. 4 shows a specific circuit example of the load detection circuit 8, in which a headlight HL, a rear heating wire RH, a radiator fan motor M 1 , and a heater fan motor M 2 are illustrated as electric loads. Each electric load is turned on and off by switches SW1 to SW4. The load detection circuit 8 has a diode
The on/off states of the switches SW1 to SW4 are monitored via D1 to D4 . That is, the diode D 1 ~
The voltage that has passed through D4 is appropriately amplified by buffer amplifiers A1 to A4 including transistors Q1 to Q6 , and is output as voltages V1 to V4 weighted for each electrical load, and is output from the voltage divider DV. After being added together with the output voltage Vo of , it is supplied to the amplifier A5 , and is further amplified appropriately and output as the load signal voltage El.

以上のようにして、制御回路7からの指令デユ
ーテイ比により界磁電流値が定まるのであるが、
バツテリの経年変化や発電機の発電能力低下等の
原因によつて、発電装置の出力電圧すなわちバツ
テリ4の両端電圧が所定下限値を下回つてしまう
ことがあり場合によつては所定上限値を上回るこ
ともある。
As described above, the field current value is determined by the command duty ratio from the control circuit 7.
Due to factors such as aging of the battery or a decline in the power generating capacity of the generator, the output voltage of the power generator, that is, the voltage across the battery 4, may fall below the predetermined lower limit. Sometimes even more.

そこで、本発明においては、第5図のフローチ
ヤートに示す如き動作を制御回路7に追加してい
る。すなわち、負荷信号電圧Elに応じたデータマ
ツプ上のデユーテイ比DFを選択した後バツテリ
電圧VBを検出し(ステツプ20)、このバツテリ
電圧VBと所定下限値VBLとを比較する(ステツプ
21)。バツテリ電圧VBが該所定下限値VBL以上
であるときは所定上限値VBHと比較する(ステツ
ププ22)。所定上限値VBHはクリツプ制御回路
9による設定最大電圧値より低く設定される。バ
ツテリ電圧VBが所定上限値VBH以下である限り制
御回路7にある上限タイマ及び下限タイマが共に
リセツトされ停止したままである(ステツプ2
3)と共に、デユーテイ比DFはDF=DF+a%×
nSR(aは例えば10)なる式によつて補正される
(ステツプ24)。ここで、nSRは初期値ゼロの係
数である。従つて、バツテリ電圧VBが起動後か
ら所定下限値VBLと所定上限値VBHとの間に存在
する限り、係数nSRはゼロであつてデユーテイ比
DFは、負荷信号電圧Elによつて定定まるデータ
マツプ値のままである。
Therefore, in the present invention, the operation shown in the flowchart of FIG. 5 is added to the control circuit 7. That is, after selecting the duty ratio D F on the data map according to the load signal voltage El, the battery voltage V B is detected (step 20), and this battery voltage V B is compared with a predetermined lower limit value V BL (step 21). ). When the battery voltage VB is greater than or equal to the predetermined lower limit value VBL , it is compared with the predetermined upper limit value VBH (step 22). The predetermined upper limit value V BH is set lower than the maximum voltage value set by the clip control circuit 9. As long as the battery voltage VB is below the predetermined upper limit value VBH, both the upper limit timer and lower limit timer in the control circuit 7 are reset and remain stopped (step 2).
3), the duty ratio D F is D F =D F +a%×
It is corrected by the formula nSR (a is 10, for example) (step 24). Here, n SR is a coefficient with an initial value of zero. Therefore, as long as the battery voltage V B remains between the predetermined lower limit value V BL and the predetermined upper limit value V BH after startup, the coefficient n SR is zero and the duty ratio
D F remains the data map value determined by the load signal voltage El.

ところが、バツテリ4の劣化あるいは発電機1
の能力低下等の原因により、ステツプ24の式に
よつて定まるデユーテイ比DFによつて得られる
バツテリ電圧VBの値が所定下限値VBLを下回るこ
とがある。このような場合、制御回路7内の下限
タイマがタイムアツプしたかどうかを判別し(ス
テツプ25)、タイムアツプしていなければ上限
タイマのみリセツトして停止のままとし、下限タ
イマのカウントアツプ動作を開始させると共に引
き続く起動時においても下限タイマがタイムアツ
プしていない場合にはカウントアツプ動作を継続
せしめる(ステツプ26)。こうして、VB<VBL
の状態が所定時間以上継続して、下限タイマがタ
イムアツプすると、そのときのバツテリ電圧VB
の変化率△VB(例えば前回サンプリング値と今回
サンプリング値との差)とnSR加算ガード値+
VBG1(VBG1>0)とを比較し(ステツプ27)、該
変化率△VBがnSR加算ガード値+VG1より小なる
とき係数nSRに最小デイジツト(例えば1)を加
える(ステツプ28)。また、変化率△VBがnSR
算ガード値+VBG1より大きいときは、係数nSR
値をそのままにしておく。次いで、下限タイマを
リセツトした後再スタートせしめる一方上限タイ
マはリセツトし停止したままとする(ステツプ2
9)。
However, due to battery 4 deterioration or generator 1
The value of the battery voltage V B obtained by the duty ratio D F determined by the equation in step 24 may fall below the predetermined lower limit value V BL due to reasons such as a decrease in the performance of the battery. In such a case, it is determined whether the lower limit timer in the control circuit 7 has timed up (step 25), and if it has not timed up, only the upper limit timer is reset and remains stopped, and the lower limit timer starts counting up. At the same time, when the lower limit timer has not timed up during the subsequent startup, the count-up operation is continued (step 26). Thus, V B <V BL
If the condition continues for a predetermined time or longer and the lower limit timer times out, the battery voltage at that time V B
The rate of change of △V B (for example, the difference between the previous sampling value and the current sampling value) and n SR addition guard value +
V BG1 (V BG1 > 0) (step 27), and when the rate of change △V B is smaller than n SR addition guard value + V G1 , the minimum digit (for example, 1) is added to the coefficient n SR (step 28 ). Furthermore, when the rate of change ΔV B is larger than nSR addition guard value + V BG1 , the value of the coefficient n SR is left unchanged. Next, the lower limit timer is reset and restarted, while the upper limit timer is reset and remains stopped (step 2).
9).

すなわち、バツテリ電圧VBが下限タイマによ
つて定まる所定時間以上連続して下限値VBLを下
回るときは、デユーテイ比DFが強制的にa%上
昇せしめられて界磁電流が増加してバツテリ電圧
VBを上昇せしめるのである。但し、バツテリ電
圧VBの変化率△VBが所定のガード値すなわちnSR
加算ガード値よりなるときはデユーテイ比DF
必要な値に達していることに加えバツテリ電圧が
下限値VBLを速やかに超える可能性が高くかえつ
てVBが上限値VBHを越える恐れもある故、更には
デユーテイ比DFの変化が不要にハンチングを引
き起こす可能性もあるため、ステツプ28を飛び
越して係数nSRを増加しないで界磁電流を現在値
に維持してバツテリ電圧VBの過上昇を防止せん
とするのでる。
That is, when the battery voltage V B is continuously lower than the lower limit value V BL for a predetermined time determined by the lower limit timer, the duty ratio D F is forcibly increased by a%, the field current increases, and the battery voltage decreases. Voltage
This causes VB to rise. However, the rate of change of battery voltage V B △V B is a predetermined guard value, that is, n SR
When the addition guard value is used, the duty ratio D F has reached the required value, and there is a high possibility that the battery voltage will quickly exceed the lower limit value V BL , and there is also a risk that V B will exceed the upper limit value V BH . Therefore, since there is a possibility that a change in the duty ratio D F may cause unnecessary hunting, step 28 is skipped and the field current is maintained at the current value without increasing the coefficient n SR and the battery voltage V B is changed. This is to prevent excessive rise.

こうして、バツテリ電圧VBの過上昇は防止で
きるのであるが、バツテリ電圧VBはまた所定上
限値VBHを越えてバツテリ4あるいは電気的負荷
7に悪影響を及ぼすことがある。よつて、バツテ
リ電圧VBが所定上限値VBHを越えると上限値タイ
マのタイムアツプを判別し(ステツプ30)、起
動後の最初の判別であれば上限タイマのカウント
アツプを開始させ、その後は上限タイマがタイム
アツプしていない場合は、該上限タイマのカウン
トアツプをそのまま継続せしめる一方下限タイマ
の方はリセツトして停止のままとし(ステツプ3
1)、係数nSRは変化せずそのままのnSRにてデユ
ーテイ比DFが決定される(ステツプ24)。この
ような状態が継続すると、上限タイマはタイムア
ツプし、そのときのバツテリ電圧VBの変化率△
VBとnSR減算ガード値−VBG2(VBG2>0)とを比較
して(ステツプ32)変化率△VBがnSR減算ガー
ド値−△VBG2より小なるときは係数nSRから単位
デイジツト(例えば1)を差し引き(ステツプ3
3)、変化率△VBがnSR減算ガード値−△VBG2より
大なるときはデユーテイ比DFは十分小さい値と
なつているので係数nSRはそのままにしておいて
上限タイマをリセツトした後再スタートさせかつ
下限タイマをリセツトして停止したままとする
(ステツプ34)。そうして、デユーテイ比DF
DF=DF+nSR×a%の式に従つて補正するのであ
る。ここで、バツテリ電圧VBの変化率△VBは、
バツテリ電圧VBの前回サンプリング値と今回サ
ンプリング値の差として得られ、当該変化率△
VBがnSR減算ガード値−vVBGより小さいときに係
数nSRを減少せしめてデユーテイ比DFを減少せし
めるのである。こうして、バツテリ電圧VBの過
低下を防止しつつバツテリ電圧VBを調整するの
である。
Although an excessive rise in battery voltage V B can be prevented in this way, battery voltage V B may also exceed a predetermined upper limit value V BH and have an adverse effect on battery 4 or electrical load 7 . Therefore, when the battery voltage V B exceeds the predetermined upper limit value V BH , it is determined whether the upper limit timer has timed up (step 30), and if it is the first determination after startup, the upper limit timer is started to count up; If the timer has not timed up, the upper limit timer is allowed to continue counting up, while the lower limit timer is reset and remains stopped (step 3).
1), the duty ratio D F is determined with the coefficient nSR unchanged (step 24). If this condition continues, the upper limit timer will time out, and the rate of change of battery voltage V B at that time will decrease △
Compare V B and n SR subtraction guard value - V BG2 (V BG2 > 0) (Step 32) and if the rate of change △V B is smaller than n SR subtraction guard value - △V BG2 , calculate from the coefficient n SR. Subtract the unit digit (e.g. 1) (step 3)
3) When the rate of change △V B is greater than nSR subtraction guard value - △V BG2 , the duty ratio D F is sufficiently small, so the coefficient n SR is left as is and the upper limit timer is reset. After that, the program is restarted, the lower limit timer is reset, and the program remains stopped (step 34). Then, the duty ratio D F is
The correction is made according to the formula: D F =D F +n SR ×a%. Here, the rate of change △V B of battery voltage V B is
Obtained as the difference between the previous sampling value and the current sampling value of battery voltage V B , and the rate of change △
When VB is smaller than the nSR subtraction guard value -vVBG , the coefficient nSR is decreased and the duty ratio DF is decreased. In this way, battery voltage V B is adjusted while preventing battery voltage V B from dropping excessively.

ここで、バツテリ電圧VBとして、所定サンプ
リング周期にてサンプリングした時系列データ
VBnを用いるとすれば、VB=VBnとするよりも
所定の平滑を施した方がより正確なバツテリ電圧
を得ることが出来る。よつて、平滑されたバツテ
リ電圧をVBxと表わせば、 VB×n=αVBn +(1−α)VBx(n−1) (但し0<α≧1) としていわゆる指数平滑を施こすことが出来る。
こうして得られる指数平滑されたバツテリ電圧
VBxを用いて上記した制御方法を実行すれば、
より正確なバツテリ電圧制御がなされるのであ
る。又、平滑化は複数個のサンプリング時のバツ
テリ電圧VBの算術平均として求める手法で行な
つてもよい。
Here, time series data sampled at a predetermined sampling period is used as the battery voltage V B.
If V B n is used, a more accurate battery voltage can be obtained by applying a predetermined smoothing than by setting V B =V B n. Therefore, if the smoothed battery voltage is expressed as V B x, then V B ×n = αV B n + (1-α) V B x (n-1) (0<α≧1), which is the so-called exponential smoothing. can be applied.
The exponentially smoothed battery voltage obtained in this way
If the above control method is executed using V B x,
This allows for more accurate battery voltage control. Further, the smoothing may be performed by calculating the arithmetic average of the battery voltages V B during a plurality of samplings.

上記したことから明らかに、本発明による車載
発電装置によれば、複数の電気負荷の重み付けに
より投入された電気的負荷の大きさの絶対量に応
じて発電機の界磁電流を基本的に一定の連続量と
なるよう制御しているために界磁電流の大きさが
オンオフ的に変化することに起因するアイドリン
グ時を含むエンジン軽負荷運転時のエンジン回転
数のいわゆるハンチングが防止できてエンジンの
安定性を向上できると共に、バツテリ電圧の過上
昇あるいは過低下が適宜防止されるのである。こ
の場合、バツテリ電圧が所定上限値を上回つたり
所定下限値を下回つても直ちに発電量を増減する
のではなく、所定時間の継続を見てはじめて発電
量増減をなしているので電気負荷の大きさの絶対
量に対応するハンチングの周期よりデユーテイ比
を変化させる周期が長くなるからエンジンハンチ
ング現象を防止することが出来る。更に、バツテ
リ電圧の増減の速度を実測して増減速度が大なる
ときは、界磁電流の増加又は減少指令を指し控え
る構成となつており、バツテリ電圧の過上昇又は
過低下を未然に防止し得るとと共に不要にハンチ
ング減少が生じないものである。
From the above, it is clear that according to the on-vehicle power generator according to the present invention, the field current of the generator is basically kept constant according to the absolute amount of the applied electrical load by weighting a plurality of electrical loads. Because it is controlled to maintain a continuous amount of This not only improves stability but also prevents battery voltage from rising or falling excessively. In this case, even if the battery voltage exceeds a predetermined upper limit value or falls below a predetermined lower limit value, the power generation amount is not increased or decreased immediately, but only after a predetermined period of time has passed, so the electrical load Since the cycle of changing the duty ratio is longer than the hunting cycle corresponding to the absolute amount of the magnitude of , the engine hunting phenomenon can be prevented. Furthermore, when the rate of increase/decrease in the battery voltage is actually measured and the rate of increase/decrease becomes large, it is configured to issue a command to increase or decrease the field current, thereby preventing an excessive increase or decrease in the battery voltage. This is such that hunting does not decrease unnecessarily as it is obtained.

また、デユーテイ制御方式を採用すれば回路構
成が容易となると共に連続的に電流を通すことに
よる制御回路内の発熱も防止できるとという利点
もある。なおデユーテイ制御のパルス信号の周期
はハンチング時のエンジン回転数の変動の周期に
比べかなり短いので、ハンチングに対し何ら悪影
響を及ぼすことはない。
Further, if the duty control method is adopted, the circuit configuration becomes easy, and heat generation in the control circuit due to continuous current passing can be prevented, which is an advantage. Note that since the period of the duty control pulse signal is considerably shorter than the period of fluctuations in engine speed during hunting, it does not have any adverse effect on hunting.

更に、バツテリ電圧が設定最大値を越えるとク
リツプ回路9によつて強制的に界磁電流をゼロと
しているのでバツテリ電圧の過上昇が回避されバ
ツテリ自身及び他の電装品の破損劣化を防止出来
るのである。
Furthermore, when the battery voltage exceeds the set maximum value, the field current is forcibly set to zero by the clip circuit 9, which prevents an excessive rise in battery voltage and prevents damage and deterioration of the battery itself and other electrical components. be.

また、場合によつては、アイドリング運転状態
に限らず、他の運転状態にあるときも負荷信号電
圧Elにより界磁電流を制御するようにしても良
い。ここでアイドリング状態を知るためのエンジ
ンパラメータはスロツトル開度θthに限定されな
いことは言うまでもない。
Further, depending on the case, the field current may be controlled by the load signal voltage El not only in the idling operating state but also in other operating states. It goes without saying that the engine parameter for determining the idling state is not limited to the throttle opening θth.

また、界磁電流の最小値及び最大値はデユーテ
イ比DFが0%及び100%に限定されることはな
い。
Further, the minimum value and maximum value of the field current are not limited to the duty ratio D F of 0% and 100%.

上記実施例において、界磁電流制御手段として
の制御回路7は、所定デユーテイ比比DFのパル
ス信号を出力するものとしているが、これに限ら
ず、負荷信号電圧El、エンジン回転数Ne、スロ
ツトル開度θthに応じたアナログ電圧を出力する
ものであつても良いことは言うまでもない。
In the above embodiment, the control circuit 7 as the field current control means outputs a pulse signal with a predetermined duty ratio ratio DF , but is not limited to this, and outputs a pulse signal with a load signal voltage El, engine speed Ne, and throttle opening. Needless to say, it is also possible to output an analog voltage corresponding to the degree θth.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明による車載発電装置の制御装
置を示す回路図、第2図及び第5図は、第1図の
制御装置の動作を示すフローチヤート、第3図
は、電気的負荷と該デユーテイ比との関係を示す
グラフ、第4図は、電気的負荷の大きさを検知す
る負荷検知回路の回路例を示す回路図である。 主要部分の符号の説明、1……交流発電機、2
……界磁コイル、4……バツテリ、6……電気的
負荷、7……制御回路、8……負荷検知回路、9
……クリツプ制御回路。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a control device for an on-vehicle power generator according to the present invention, FIGS. 2 and 5 are flowcharts showing the operation of the control device in FIG. 1, and FIG. FIG. 4, a graph showing the relationship with the duty ratio, is a circuit diagram showing an example of a load detection circuit that detects the magnitude of the electrical load. Explanation of symbols of main parts, 1...AC generator, 2
... Field coil, 4 ... Battery, 6 ... Electrical load, 7 ... Control circuit, 8 ... Load detection circuit, 9
...Clip control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 車両駆動エンジンを動力源とする発電機1
と、前記発電機の出力電力を直流電力に変換する
変換手段と、該車両に搭載された複数の電気的負
荷に前記直流電力を選択的に供給する中継手段
(SW1〜SW4)とからなる車載発電装置であつ
て、前記中継手段による前記電気的負荷の選択内
容に応じた大きさの選択内容検知信号を生成する
検知手段8と、前記選択内容検知信号に応じて予
め定めた大きさの界磁電流値の1を選択してこれ
を前記発電機の界磁コイルに供給する界磁電流供
給手段7,9,Qとからなり、 前記界磁電流供給手段は、前記直流電力の電圧
が所定下限値を下回るとき選択された界磁電流値
を第1所定量だけ増加させる第1調整手段21,
25,27,28と、前記直流電力の電圧が所定
上限値を上回るとき選択された界磁電流値を第2
所定量だけ減少せしめる第2調整手段22,3
0,32,33と、を含むことを特徴とする車載
発電装置。 2 前記界磁電流値は、パルス電圧のデユーテイ
比によつて表わされ、前記第1所定量は第1所定
デユーテイ比変化分に対応し、前記第2所定量は
第2所定デユーテイ比変化分に対応していること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の車載発
電装置。 3 前記直流出力の電圧が所定時間以上連続して
前記所定下限値を下回り若しくは前記所定上限値
を上回つたときはじめた前記界磁電流を第1所定
量だけ増加せしめ若しくは第2所定量だけ減少せ
しめることを特徴とする特許請求の範囲第1項又
は第2項記載の車載発電装置。 4 前記直流出力の電圧を所定サンプリング周期
にてサンプリングして検出し、所定数のサンプリ
ング値が連続して前記下限値を下回り若しくは前
記上限値を上回るときはじめて前記界磁電流を増
減せしめることを特徴とする特許請求の範囲第3
項記載の車載発電装置。 5 前記直流出力の電圧のサンプリング値の平均
値を前記下限値若しくは上限値と比較することを
特徴とする特許請求の範囲第4項記載の車載発電
装置。
[Claims] 1. Generator 1 powered by a vehicle drive engine
an on-vehicle device comprising: a conversion means for converting the output power of the generator into DC power; and a relay means (SW1 to SW4) for selectively supplying the DC power to a plurality of electrical loads mounted on the vehicle. The power generation apparatus includes a detection means 8 for generating a selection detection signal having a size corresponding to the selection content of the electrical load by the relay means, and a field having a predetermined size according to the selection content detection signal. The field current supply means 7, 9, and Q select a magnetic current value of 1 and supply it to the field coil of the generator, and the field current supply means selects a value of 1 and supplies it to the field coil of the generator. a first adjusting means 21 for increasing the selected field current value by a first predetermined amount when the value falls below the lower limit;
25, 27, 28, and the field current value selected when the voltage of the DC power exceeds a predetermined upper limit value is set as a second field current value.
Second adjustment means 22, 3 for decreasing by a predetermined amount
0, 32, and 33. 2. The field current value is expressed by a pulse voltage duty ratio, the first predetermined amount corresponds to a first predetermined duty ratio change, and the second predetermined amount corresponds to a second predetermined duty ratio change. An on-vehicle power generation device according to claim 1, characterized in that the on-vehicle power generation device corresponds to. 3) increasing the field current by a first predetermined amount or decreasing it by a second predetermined amount; An on-vehicle power generation device according to claim 1 or 2, characterized in that the on-vehicle power generation device 4. The voltage of the DC output is sampled and detected at a predetermined sampling period, and the field current is increased or decreased only when a predetermined number of sampling values consecutively fall below the lower limit value or exceed the upper limit value. Claim No. 3:
The on-vehicle power generation device described in Section 1. 5. The vehicle-mounted power generation device according to claim 4, wherein the average value of the sampling values of the voltage of the DC output is compared with the lower limit value or the upper limit value.
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JPS5249121A (en) * 1975-10-13 1977-04-19 Pilot Precision Co Ltd Paper holder
JPS5537881A (en) * 1978-09-08 1980-03-17 Nippon Denso Co Automotive generator voltage controller

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