JPH05180047A - オルタネータ出力電圧制御装置 - Google Patents

オルタネータ出力電圧制御装置

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JPH05180047A
JPH05180047A JP4080991A JP8099192A JPH05180047A JP H05180047 A JPH05180047 A JP H05180047A JP 4080991 A JP4080991 A JP 4080991A JP 8099192 A JP8099192 A JP 8099192A JP H05180047 A JPH05180047 A JP H05180047A
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Kazuhiro Nakai
一弘 中井
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勝彦 川合
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の回転数の変動を確実に抑制するべ
くオルタネータ出力電圧を制御するオルタネータ出力電
圧制御装置を提供する。 【構成】 内燃機関によって駆動されるオルタネータ1
1と、界磁電流デューティ比を制御することによってバ
ッテリ12に充電される電圧を所定基準電圧に制御する
ICレギュレータ13と、界磁電流デューティ比を検出
する手段14と、周期的に変動する電気負荷が作動して
いるか否かを判別する手段15と、電気負荷が作動して
いると判別された場合に界磁電流の界磁電流デューティ
比を固定する手段16と、から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はオルタネータの出力電圧
制御装置に係わり、特に周期的に変動する電気負荷を有
するオルタネータの出力電圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車に搭載された内燃機関は、自車で
使用するヘッドランプ、カーステレオのような電気負荷
に電力を供給するためにオルタネータ、整流器およびバ
ッテリで構成される電力供給源を有している。そして自
動車が走行していない、いわゆるアイドリング運転状態
にある時には内燃機関はオルタネータを駆動するトルク
のみが内燃機関の負荷となる。
【0003】従ってアイドリング運転状態で電気負荷の
オンオフがあると内燃機関の回転数は変動することとな
る。燃費を向上するためには、なるべく低いアイドリン
グ回転数とすることが望ましいが、電気負荷が印加され
た場合には内燃機関負荷が増大して、アイドリング回転
数が低下し、ひいてはエンジンストールとなる恐れがあ
る。
【0004】この問題点を解決するために電気負荷が印
加されたことを検出してアイドリング回転数を制御する
制御装置が既に実用化されている。しかしながら従来か
ら使用されているアイドリング回転数制御装置にあって
は、電気負荷が印加され実際に内燃機関の回転数が低下
したことを検出してスロットル弁あるいはアイドリング
回転数制御弁(以下ISC弁と記す。)等の開度を操作
するフィードバック制御方法である。
【0005】このため電気負荷が例えばウインカーある
いはハザードランプのような間欠・周期的に変動する負
荷である場合には内燃機関の回転数が周期的に変動して
しまうという不具合が生じる。また従来の内燃機関では
回転数の変動はピストン重量が大きいため、ピストンの
運動に伴う振動に隠れてしまい特に問題は生じなかっ
た。
【0006】しかし近年内燃機関の軽量化が進み周期的
に変動する電気負荷が作動した場合の内燃機関回転数の
変動が無視できなくなった。この問題点を解決するため
に、周期的に変動する電気負荷が印加されたことを検出
して内燃機関回転数の設定値を所定量高めることにより
回転数の周期的変動を抑制する制御装置が提案されてい
る(例えば特開昭61−89950号公報参照)。
【0007】またアイドリング運転状態において電気負
荷が印加されたか否かを判別して、印加されたと判別さ
れた時にはISC弁開度を増加する制御装置も提案され
ている(例えば特開平1−277650公報参照)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら回転数に
変動を支障のない程度にまで抑制するためには回転数設
定値を約300〜400rpm高めることが必要であり
燃費が悪化することとなる。さらに内燃機関の低フリク
ション化が進んだ場合には、300〜400rpmの回
転数設定値の上昇では回転数の変動を十分に抑制するこ
とはできない。
【0009】また電気負荷が周期的に変動する場合には
ISC弁の開度も周期的に変動させる必要があるが、例
えばISC弁の動作遅れや内燃機関の行程のズレである
機械的な動作遅れを伴うためやはり内燃機関回転数の変
動を十分に抑制することはできない。本発明は係る問題
点に鑑みなされたものであって、内燃機関の回転数の変
動を抑制するべくオルタネータ出力電圧を制御するオル
タネータ出力電圧制御装置を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は第1の発明に係る
オルタネータ出力電圧制御装置の基本構成図であって、
内燃機関の発生トルクによって駆動されるオルタネータ
11と、オルタネータ11の界磁巻線を流れる界磁電流
の界磁電流デューティ比を制御することによってオルタ
ネータ11からバッテリ12に充電される電圧を所定基
準電圧に制御するICレギュレータ13と、界磁電流の
界磁電流デューティ比を検出する界磁電流デューティ比
検出手段14と、界磁電流デューティ比検出手段14の
検出結果に基づいて周期的に変動する電気負荷が作動し
ているか否かを判別する電気負荷作動判別手段15と、
電気負荷作動判別手段15において周期的に変動する電
気負荷が作動していると判別された場合に界磁電流の界
磁電流デューティ比を固定する界磁電流デューティ比固
定手段16と、から構成される。
【0011】第2の発明にあっては界磁電流デューティ
比固定手段16は、界磁電流デューティ比を固定した時
のバッテリ12に充電される充電電圧を検出する充電電
圧検出手段と、充電電圧検出手段で検出された充電電圧
が所定基準電圧を含む所定電圧範囲以内の電圧となるよ
うに界磁電流のデューティ比を補正するデューティ比補
正手段と、を備える。
【0012】第3の発明にあっては界磁電流デューティ
比固定手段16は、バッテリ12の充電電圧が所定基準
電圧と一致するまで固定された界磁電流デューティ比を
徐々に変更した後界磁電流のデューティ比の固定を解除
する第1の界磁電流デューティ比固定解除手段を備え
る。第4の発明にあっては界磁電流デューティ比固定手
段16は、界磁電流デューティ比を固定している間はア
イドリング回転数制御の電気負荷補正を禁止する電気負
荷補正禁止手段を備える。
【0013】第5の発明にあっては界磁電流デューティ
比固定手段16は、大容量負荷が印加された場合に界磁
電流デューティ比の固定を解除する第2の界磁電流デュ
ーティ比固定解除手段を備える。第6の発明にあっては
界磁電流デューティ比固定手段16は、バッテリ12に
対する充電電圧が所定基準電圧より小である第1のしき
い値電圧以下である場合に界磁電流デューティ比の固定
を解除する第3の界磁電流デューティ比固定解除手段を
備える。
【0014】第7の発明にあっては界磁電流デューティ
比固定手段16は、界磁電流デューティ比が最大デュー
ティ比に固定されかつバッテリ12に対する充電電圧が
所定基準電圧より小である第2のしきい値電圧以下であ
る場合にアイドリング回転数を増加させるアイドリング
回転数増加手段を備える。第8の発明にあっては界磁電
流デューティ比固定手段16は、界磁電流デューティ比
が固定される直前の界磁電流デューティ比を界磁電流デ
ューティ比固定後の初期値とする初期値設定手段を備え
る。
【0015】
【作用】第1の発明によれば、内燃機関アイドリング状
態においてICレギュレータから出力される界磁電流の
デューティ比が周期的に変動する場合は電圧設定値のデ
ューティ比が固定されて、内燃機関の回転数が周期的に
変動することが防止される。
【0016】第2の発明によれば、バッテリ電圧が所定
基準電圧を含む所定の電圧範囲内の電圧となるように界
磁電流デューティ比が補正されるため、界磁電流デュー
ティ比を固定したときにもバッテリ電圧を維持すること
ができる。第3の発明によれば、界磁電流デューティ比
の固定を解除する前にバッテリ充電電圧を所定基準電圧
にまで徐々に上昇させた後、界磁電流デューティ比の固
定が解除されるので内燃機関回転数が大きく低下するこ
とが防止される。
【0017】第4の発明によれば、界磁電流デューティ
比固定中はアイドリング回転数制御の電気負荷補正が禁
止されて、内燃機関回転数の安定が維持される。第5の
発明によれば、界磁電流デューティ比固定中にデフォッ
ガあるいはエアコンディショナのような大容量負荷が印
加された場合には界磁電流デューティ比固定が解除され
て、バッテリへの充電量が確保される。
【0018】第6の発明によれは、バッテリ電圧が第1
のしきい値電圧より低い場合には界磁電流デューティ比
固定が解除されて、バッテリへの充電量が確保される。
第7の発明によれば、電圧設定値デューティ比を最大値
としてもなおバッテリ電圧が第2のしきい値電圧より低
い場合にはアイドリング回転数を増加して、バッテリへ
の充電量を確保する。
【0019】第8の発明によれば、界磁電流デューティ
比を固定するときの初期値として固定する直前の界磁電
流デューティ比が用いられ、適切な充電量が確保される
とともに安定な回転が維持される。
【0020】
【実施例】図2は第1の発明に係るオルタネータ出力電
圧制御装置のハードウエア構成図であって、デューティ
比目標値設定部23はマイクロコンピュータシステムで
構成されている。即ちデューティ比目標値設定部23は
バス231を中心として、CPU232、メモリ23
3、アナログ入力インターフェイス234、ディジタル
入力インターフェイス235および出力インターフェイ
ス236から構成される。
【0021】オルタネータ21の出力電圧は、ICレギ
ュレータ22で界磁電流をオンオフ制御することにより
調整される。オルタネータ21で発電された電力は整流
器24で整流されバッテリ25に充電される。即ちオル
タネータ21が発生する出力電圧は内燃機関の回転数上
昇とともに上昇するが、バッテリ25を充電するために
は出力電圧を所定の範囲に維持する必要があるためIC
レギュレータ22が使用される。
【0022】このためバッテリ25の電圧はICレギュ
レータ22にフィードバックされ、バッテリ電圧が低下
すると界磁電流デューティ比を高く、逆にバッテリ電圧
が上昇すると界磁電流デューティ比を低く調節する。と
ころでバッテリ25には各種の電気負荷26が接続され
ているが、この電気負荷のなかにウィンカあるいはハザ
ードランプのように周期的にオンオフする負荷が存在す
ると、バッテリ25の電圧も周期的に変化し、この結果
ICレギュレータ22によって制御される界磁電流のデ
ューティ比も周期的に変動する。
【0023】従って本実施例においては界磁電流のデュ
ーティ比を検出することにより周期的にオンオフする電
気負荷が印加状態にあることを検知するものである。こ
のため界磁電流がデューティ比目標値設定部23のアナ
ログ入力インターフェイス233に供給される。またバ
ッテリ25の出力電圧もアナログ入力インターフェイス
233に供給される。
【0024】さらに内燃機関がアイドリング状態にある
ことを検出するためにスロットル弁が全閉であることを
検出するためのスロットルスイッチ26、内燃機関回転
数センサ27および速度センサ28が設置され、ディジ
タル入力インターフェイス235を介してそれぞれデュ
ーティ比目標値設定部23に入力される。デューティ比
目標値設定部23で演算された電圧設定値デューティ比
が出力インターフェイス236からICレギュレータ2
2に出力される。
【0025】図3はデューティ比目標値設定部23で実
行されるメインルーチンのフローチャートであって一定
時間毎に実行される。ステップ310でICレギュレー
タ22から出力される界磁電流を読み込み、界磁電流の
デューティ比FDUTYi を算出する。即ち図2のF点
の電圧を読み込み、F点の電圧が高レベルとなっている
時間からデューティ比FDUTYi を求める。
【0026】ステップ320で界磁電流デューティ比F
DUTYi の移動平均値FDSMi を算出する。移動平
均をとるサンプリング数nは任意に定めることができる
が、n=16〜32程度が適当である。ステップ330
においてデューティ比固定条件が成立していることを表
すフラグXFIXが“1”であるか否かが判定される。
(なおフラグXFIXについては後述する。)ステップ
330で否定判定された場合はステップ340に進み、
固定条件判定ルーチン340を実行する。
【0027】逆にステップ330で肯定判定された場合
はステップ350に進み、固定解除条件判定ルーチン3
50を実行してこのルーチンを終了する。図4はメイン
ルーチンのステップ340で実行されるデューティ比固
定条件判定ルーチンのフローチャートである。ステップ
3401においてアイドリング回転数のフィードバック
制御が許容されることを示すフラグISCが“1”であ
るか否かが判定される。
【0028】即ち図示しないルーチンによって、アイド
ルスイッチ26の状態、回転数センサ27で検出される
内燃機関回転数および速度センサ28によって検出され
る自車速度等からアイドリング状態にあることが判定さ
れた時にフラグISCは“1”にセットされる。フラグ
ISCが“1”である場合はステップ3402に進み、
界磁電流デューティ比FDUTYi と移動平均値FDS
i との偏差ΔSを算出する。
【0029】ステップ3403でデューティ比FDUT
i のスパイク状の変動による誤動作を防止するために
偏差ΔSが所定値α0 より大であるか否かが判定され
る。ステップ3403で肯定判定された場合はステップ
3404に進み、前回の実行タイミングで求めた積分値
Sに今回求めた偏差ΔSを加算して(積分処理)積分値
Sを計算する。
【0030】ステップ3405で時間の経過を示すカウ
ンタC1が上限値16進法の“FF”に到達しているか
否かが判定される。ステップ3405で肯定判定された
場合はステップ3406に進みカウンタC1をクリアし
てカウンタC1を再始動させる。なおカウンタC1は図
示しないルーチンによって一定時間間隔毎にインクリメ
ントされ上限値“FF”に到達するとインクリメントを
停止し、上限値“FF”を保持している。
【0031】ステップ3405において否定判定された
場合は直接ステップ3407に進む。ステップ3407
において上記ステップ3403で計算した積分値Sが第
1の所定量α1 以上であるか否かが判定される。ステッ
プ3407で肯定判定された場合はステップ3408に
進みカウンタC1の値が第1の所定時間τ1 であるか否
かが判定される。
【0032】ステップ3408で否定判定され、第1の
所定時間τ1 内に積分値Sが第1の所定量α1 以上変動
していると判断されると、電気負荷が印加されたものと
して3410から3413の処理を実行する。即ち第1
の実施例においては、ステップ3410において電圧設
定値デューティ比FDOUTをデューティ比の移動平均
値FDSMi に設定する。
【0033】これは界磁電流デューティ比は前述したよ
うにスパイク状に変動する値であるのに対して、移動平
均値FDSMi は急激に変動しない値であるからであ
る。なお電圧設定値デューティ比FDOUTとして予め
設定されたデューティ比を使用することもできる。ステ
ップ3411において基準バッテリ電圧STBATをバ
ッテリ25の実測値BATi に例えば0.2Vである所
定値γを加算する。
【0034】ステップ3412において第2のカウンタ
C2をリセットすることによって、第2のカウンタC2
を始動した後、ステップ3413に進む。そしてステッ
プ3413においてフラグXFIXを“1”にセットし
てこのルーチンを終了する。ステップ3401およびス
テップ3403で否定判定された場合はステップ341
4に進み積分値Sをリセットし、ステップ3415でフ
ラグXFIXをリセットしてこのルーチンを終了する。
【0035】またステップ3407で否定判定された場
合もステップ3415が実行される。さらにステップ3
408で肯定判定された場合はステップ3409で積分
値Sをリセットして、ステップ3415に進む。図5は
上述したデューティ比固定条件判定ルーチンの処理の説
明図であって、(a)は電気負荷の印加状態を、(b)
は界磁電流デューティ比FDUTYi の変化を、(c)
はバッテリ電圧BATi の変化を表す。
【0036】時刻t0 において電気負荷が印加されると
界磁電流デューティ比FDUTYi は大となり、バッテ
リ電圧BATi は低下する。本実施例は上記特性、即ち
界磁電流デューティ比FDUTYi の変化状態を検出し
て電気負荷が印加されたか否かを判断するものである。
図3のステップ320で求まる移動平均値FDSMi
(b)の点線で示すように変化することから、図4のス
テップ3404で算出される積分値Sは(b)に示す斜
線部の面積となる。
【0037】積分値Sは電気負荷が印加されていない状
態、あるいは電気負荷が継続的に印加されている状態で
は“0”に近い値となる。従ってステップ3407およ
び3408に示されるように積分値Sが所定時間τ1
内に所定値α1 以上になったか否かを判定することによ
り、電気負荷が印かされたか否かを検出することができ
る。
【0038】時刻t1 で積分値Sが所定値α1 以上とな
り電気負荷が印加されたと判定された時は、電圧設定デ
ューティ比FDOUTをこの時点での移動平均値FDS
i 〔(b)の曲線(X)〕に固定する。さらにこの時
点でのバッテリ電圧BATi 〔(b)の曲線(Y)〕を
読み込み、ステップ3411で基準バッテリ電圧STB
AT〔(c)の一点鎖線〕を算出する。
【0039】即ちバッテリ電圧BATi に所定値γを加
算して基準バッテリ電圧STBATとするが、所定値γ
は基準バッテリ電圧STBATが電気負荷が印加される
前のバッテリ電圧と印加された後のバッテリ電圧との中
間値となるように決定される。一般に間欠電気負荷を印
加した場合のバッテリ電圧の降下は0.5V程度である
ため、本実施例においてはγ=0.2Vとした。
【0040】この基準バッテリ電圧STBATは後述す
る固定解除条件判定ルーチンにおいて、印加された電気
負荷が周期的に変動する負荷(間欠負荷)であるか否か
の判断に使用される。図6はメインルーチンのステップ
350で実行される固定解除条件判定ルーチンのフロー
チャートである。
【0041】ステップ3501において前述したフラグ
ISCが“1”であるか否かが判定され、肯定判定され
た場合はステップ3502に進む。ステップ3502に
おいて実測バッテリ電圧BATi が、図4のステップ3
411で算出された基準バッテリ電圧STBAT以上で
あるか否かが判定される。ステップ3502で肯定判定
された場合はステップ3503に進み、実測バッテリ電
圧BATi が基準バッテリ電圧STBAT以上であるこ
とを表すフラグXFBATを“1”にセットする。
【0042】一方ステップ3502で否定判定された場
合はステップ3504に進み、フラグXFBATをリセ
ットする。ステップ3505ではカウンタC2の値が例
えば2秒である第2の所定時間τ2 以上であるか否かが
判定される。なおカウンタC2も図示しないルーチンに
よって所定時間毎にインクリメントされ、上限値“F
F”に到達するとインクリメントを停止して上限値“F
F”を保持するものである。
【0043】ステップ3505で肯定判定された場合は
ステップ3506に進み、否定判定された場合はステッ
プ3509に進む。ステップ3506では前回実行時の
フラグXFBAT0と今回求めたフラグXFBATとが
等しいか否か、例えばフラグXFBAT0が“1”でフ
ラグXBATが“0”であるか否かを判定し、否定判定
されればステップ3507に進む。
【0044】ステップ3507では第3のカウンタC3
をインクリメントしてステップ3508に進む。逆にス
テップ3506で肯定判定されれば直接ステップ350
8に進む。ステップ3508では今回求めたフラグXF
BATを前回のフラグXFBAT0に置き換えてこのル
ーチンを終了する。
【0045】上記の処理を繰り返し実行して、第2の所
定時間τ2 以上経過するとステップ3505で肯定判定
されてステップ3509に進み、第3のカウンタC3の
値が所定値K以上であるか否かが判定される。ステップ
3509で肯定判定されれば、印加された電気負荷は間
欠負荷であるとしてステップ3510でフラグXFIX
をセットし、カウンタC3をリセットしてこのルーチン
を終了する。
【0046】ステップ3509で否定判定された場合、
およびステップ3501で否定判定された場合はステッ
プ3511に進みフラグXFIXをリセットするととも
に、カウンタC3をリセットしてこのルーチンを終了す
る。図7は固定解除条件判定ルーチンの処理の説明図で
あって、(a)、(b)および(c)は例えばデフォッ
ガである連続電気負荷が印加された場合の電気負荷、バ
ッテリ電圧およびカウンタC3を表し、(d)、(e)
および(f)は例えばハザードランプである間欠負荷が
印加された場合の電気負荷、バッテリ電圧およびカウン
タC3を表す。
【0047】即ち間欠負荷が印加された場合にはバッテ
リ電圧BATi が所定周期で変化し、連続負荷が印加さ
れた場合にはバッテリ電圧BATi は低レベルの一定値
を保持する。本実施例においてはこの相違を使用して印
加された電気負荷が間欠負荷であるか否かを判定する。
間欠負荷が印加された場合はバッテリ電圧BATi が基
準バッテリ電圧STBATを一定周期でよぎることとな
るが、ステップ3503および3504の処理によりフ
ラグXFBATはバッテリ電圧BATi が基準バッテリ
電圧STBATより大である区間E1では“1”とな
り、バッテリ電圧BATi が基準バッテリ電圧STBA
Tより小である区間E2では“0”となる。
【0048】そしてステップ3506で前回実行時のフ
ラグXFBAT0と今回のフラグXFBATとを比較し
て反転が検出される度にカウンタC3がインクリメント
される。従って所定時間τ2 経過後の時刻t4 において
カウンタC3の値が所定値Kに到達したことにより印加
された電気負荷が間欠負荷であることを識別できる。
【0049】連続電気負荷が印加された場合は(b)に
示すように、バッテリ電圧BATi は基準バッテリ電圧
STBAT以上にはならないので、カウンタC3はイン
クリメントされず“0”を保持する。従って所定時間τ
2 経過後にステップ3505で肯定判定、ステップ35
09で否定判定されて、フラグXFIXはリセットされ
デューティ比の固定が解除される。
【0050】即ち図6の固定解除条件判定ルーチンを実
行することにより、印加された電気負荷が周期的に変動
する間欠負荷であるか連続負荷であるかが判定され、連
続負荷であればフラグXFIXはリセットされてデュー
ティ比は固定されない。また間欠負荷が除去された後は
バッテリ電圧BATi は基準バッテリ電圧STBAT以
上となるのでカウンタC3はインクリメントされず、所
定時間τ2 経過後にステップ3505で肯定判定、ステ
ップ3509で否定判定されて、フラグXFIXはリセ
ットされデューティ比は固定されない。
【0051】以上説明したように図4の固定条件判定ル
ーチンおよび図6の固定解除条件判定ルーチンを実行し
てICレギュレータ22によって制御される界磁電流の
デューティ比を検出することにより、印加された電気負
荷が周期的に変動する間欠負荷であるか否かあるいは間
欠負荷が除去されたか否かを正確に検出することが可能
となる。
【0052】図8は例えば2msec毎の割込で実行される
電圧設定値出力ルーチンのフローチャートである。ステ
ップ3601でフラグXFIXが“1”であるか否かが
判定され、肯定判定された場合はステップ3602に進
む。即ちステップ3602で固定条件判定ルーチンのス
テップ3410で決定されたデューティ比FDOUTで
第1の電圧設定値Vreg1と第2の電圧設定値Vreg2とを
切り換えてICレギュレータ22に出力する。
【0053】ステップ3601で否定判定された場合は
ステップ3603で第3の電圧設定値Vreg3をICレギ
ュレータ22に出力する。ここで3つの電圧設定値は以
下の条件を満足するように決定される。 Vreg1 > Vreg3 > Vreg2 (1) この3つの電圧設定値は例えば以下のような値に決定さ
れる。
【0054】Vreg1 = 15V Vreg2 = 12.8V Vreg3 = 14V 従って周期的に変動する電気負荷が印加された場合は、
励磁電流デューティ比を所定のデューティ比FDOUT
に固定され、第1の電圧設定値Vreg1と第2の電圧設定
値Vreg2とに切り換えられるため、オルタネータの負荷
が周期的に変動することおよびアイドリング回転数が周
期的に変動することを防止することが可能となる。
【0055】図9は第2の発明で使用される電圧設定値
デューティ比決定するためのフローチャートであって、
図4に示す固定解除条件判定ルーチンのステップ350
1とステップ3502の間に挿入される。即ちステップ
3501aでバッテリ電圧BATが所定の電圧範囲BT
L1〜BTH1の範囲にあるか否かが判定され、肯定判
定されればこの処理を終了する。
【0056】ステップ3501aで否定判定された場合
はステップ3501bに進み、バッテリ電圧BATが下
限電圧BTL1より低い状態が例えば1秒である所定時
間継続したか否かを判定する。ステップ3501bで肯
定判定された場合はステップ3501cに進み、パラメ
ータADIを所定値αに設定し、ステップ3501dで
電圧設定値デューティ比FDOUTをパラメータADI
だけ増加する。
【0057】これにより界磁電流デューティ比FDUT
i が増加するため、いわゆるバッテリあがりを防止す
ることが可能となる。ステップ3501eおよびステッ
プ3501fで電圧設定値デューティ比FDOUTが1
00%以上とならないようにガードしてこの処理を終了
する。ステップ3501bで否定判定された場合はステ
ップ3501gに進み、バッテリ電圧BATが上限電圧
BTH1より高い状態が例えば1秒である所定時間継続
したか否かを判定する。
【0058】ステップ3501gで肯定判定された場合
はステップ3501hに進み、パラメータADIを所定
値αに設定し、ステップ3501iで電圧設定値デュー
ティ比FDOUTをパラメータADIだけ減少する。こ
れにより界磁電流デューティ比FDUTYi が減少し
て、バッテリの過充電を防止することができる。
【0059】ステップ3501jおよびステップ350
1kで電圧設定値デューティ比FDOUTが0%以下と
ならないようにガードしてこの処理を終了する。ステッ
プ3501gで否定判定された場合は直接この処理を終
了する。以上の処理を追加することにより、バッテリ電
圧が所定の範囲になるように電圧設定値デューティ比F
DOUTが決定される。
【0060】なおこの処理によりオルタネータの負荷は
変動するが、この変動量は小であるので運転者に不快感
を与えることはない。図10は所定値αの決定のための
マップであって、横軸にバッテリ電圧BATi と上限値
BATH1あるいは下限値BATL1との偏差を、縦軸
に所定値αをとる。
【0061】即ち偏差に比例して所定値αを設定するこ
とによりバッテリ電圧を迅速に所定の範囲内の電圧に制
御することが可能となる。図11は第3の発明で使用さ
れる電圧設定値デューティ比固定制御を解除する際の電
圧設定値デューティ比制御のためのフローチャートであ
って、図6の固定解除条件判定ルーチンのステップ35
09とステップ3511の間に挿入される。
【0062】即ちステップ3509aでバッテリ電圧B
ATが第3の設定電圧値Vreg3(例えば14V)以上で
あるか否かを判定する。ステップ3509aで否定判定
された場合はステップ3509bに進み、パラメータA
DIを所定値αに設定する。ステップ3509cにおい
てカウンタC4が上限値“FF”に到達しているか否か
を判定し、肯定判定された場合はステップ3509d
に、否定判定された場合はステップ3509eに進む。
【0063】なおカウンタC4も図示しないルーチンに
よって所定時間毎にインクリメントされ、上限値“F
F”に到達するとインクリメントを停止して上限値“F
F”を保持するものである。ステップ3509dではカ
ウンタC4をリセットしてルーチンを終了する。一方ス
テップ3509eではカウンタC4が例えば1秒である
所定時間以上であるか否かを判定し、否定判定された場
合はルーチンを終了する。
【0064】またカウンタC4で肯定判定されればステ
ップ3509fに進み、電圧設定値デューティ比FDO
UTをパラメータADIだけ増加し、ステップ3509
gでカウンタC4をリセットしてルーチンを終了する。
この処理を実行することにより電圧設定値デューティ比
固定解除の際に、バッテリ電圧が基準バッテリ電圧ST
BATに到達するまで徐々に電圧設定値デューティ比が
増加され、内燃機関回転数の急激な変動を抑制する。
【0065】ところで一般にアイドリング時の内燃機関
回転数は吸気管に設置されたスロットル弁のバイパス管
に設けられたISC弁20の開度を調節することによっ
て実行され、連続電気負荷が印加されたときは内燃機関
回転数の低下を防止するために開弁量を増加補正する。
しかしながら電圧設定値デューティ比固定制御中に連続
電気負荷が印加された場合にはオルタネータ負荷は変動
しないため、上記のように開弁量を増加補正するとアイ
ドリング回転数が不必要に上昇してしまう。
【0066】図12は上記問題を解決するために第4の
発明で使用される第1のISC弁開度演算ルーチンのフ
ローチャートである。即ちステップ1201で基準IS
C弁開度DBが演算される。詳しくは例えば冷却水温
度、外気温等の情報に基づいて基準ISC弁開度DBが
演算される。ステップ1202でフラグXFIXが
“1”であるか否かを判定し、肯定判定された場合即ち
電圧設定値デューティ比固定制御中はステップ1203
で電気負荷補正量DEをリセットする。
【0067】ステップ1202で否定判定された場合は
直接ステップ1204に進む。ステップ1204では基
準ISC弁開度DBに電気負荷補正量DEが加算され、
ステップ1205で開度指令として出力インターフェイ
ス2306を介して出力され、ISC弁20の開度を調
節する。図13は第5の発明で使用される大容量負荷が
印加されたか否かを判定する処理であって、図6の固定
解除条件判定ルーチンのステップ3501の処理を実行
する前に演算されるものである。
【0068】即ちエアコンディショナの印加あるいは自
動変速機のニュートラルレンジからドライブレンジへの
切替のような内燃機関にとっての大容量負荷が印加され
た場合は図示しないルーチンによってフラグBLが
“1”に設定される。ステップ3501eでフラグBL
が“1”であるか否かが判定され、肯定判定されればス
テップ3511にすすみ電圧設定値デューティ比固定制
御が解除される。
【0069】否定判定されればステップ3501に進み
電圧設定値デューティ比固定制御が継続される。即ち変
速機がドライブレンジに切り換わると駆動輪に内燃機関
出力が伝達されるため、その分オルタネータの駆動力が
低下する。従ってオルタネータの出力も低下するため、
上述のように界磁電流のデューティ比を固定した場合に
は充電量が急激に低下してしまう。
【0070】そこでこの処理を追加することにより界磁
電流のデューティ比の固定が解除されバッテリへの充電
量が低下することが防止される。図14は第6に発明で
使用されるバッテリ電圧判定処理であって、図6の固定
解除条件判定ルーチンのステップ3501の処理を実行
するまえに演算されるものである。
【0071】即ちステップ3501fでバッテリ電圧B
ATが第2の電圧設定値Vreg2以下であるか否かが判定
され、肯定判定された場合はステップ3511に進み電
圧設定値デューティ比固定制御が解除される。否定判定
されればステップ3501に進み電圧設定値デューティ
比固定制御が継続される。
【0072】従ってバッテリ電圧が第2の電圧設定値V
reg2以下であれば、電圧設定値デューティ比固定を解除
することにより、バッテリへの充電量が確保されバッテ
リあがりを防止することができる。図15は第7の発明
で使用される第2のISC弁開度演算ルーチンのフロー
チャートである。
【0073】即ちステップ1501で基準ISC弁の基
準開度DBを演算する。ステップ1502で電圧設定値
デューティ比FDOUTが例えば100%でありかつB
AT<BATL1の状態が10秒以上経過しているか否
かを判定する。ステップ1502で肯定判定された場合
はステップ1503に進みISC弁開度をβだけ増量補
正してステップ1504に進む。
【0074】ステップ1502で否定判定された場合は
直接ステップ1504に進み、ISC弁開度を出力す
る。なお第8の発明として電気負荷が印加されて界磁電
流デューティ比を固定する時に、固定直前のデューティ
比を初期値としてもよい。即ち図5に示すデューティ比
の移動平均値FDSMi の時刻t1 における値Xを界磁
電流デューティ比FDUTYの初期値として設定する。
【0075】この処理は図4の固定条件判定ルーチンの
ステップ3407で肯定判定されたときのデューティ比
の移動平均値FDSMi の値がXとして記憶され、ステ
ップ3410でこの値が界磁電流デューティ比FDUT
Yとして設定される処理として表されている。この処理
を実行することにより印加された電気負荷に応じたデュ
ーティ比で制御されるためその電気負荷を充電するのに
必要十分な充電量が確保されるだけでなく、デューティ
比を固定した直後の過渡変化としてデューティ比が落ち
込みその結果内燃機関回転数が変動することを防止する
ことができる。
【0076】
【発明の効果】第1の発明によればアイドリング運転時
に周期的に変動する電気負荷が印加された場合は、周期
的電気負荷検出直後の界磁電流のデューティ比でICレ
ギュレータの電圧設定値が切り換えられ、内燃機関回転
数の変動を抑制することが可能となる。
【0077】第2の発明によれば、電圧設定値デューテ
ィ比を固定する際にバッテリ電圧が所定の電圧範囲とな
るようにデューティ比が決定され、バッテリへの充電量
が確保される。第3の発明によれば、電圧設定値デュー
ティ比固定から解除する時にデューティ比を徐々に変更
することにより、解除された時に内燃機関回転数が急激
に低下することが防止される。
【0078】第4の発明によれば、電圧設定値デューテ
ィ比固定制御中に連続電気負荷が印加されたときに、I
SC弁の開度が増加して内燃機関回転数が上昇すること
が防止される。第5の発明によれば、電圧設定値デュー
ティ比固定制御中に大容量負荷が印加された場合には固
定制御を解除して、バッテリの過放電が防止される。
【0079】第6の発明によれば、バッテリ電圧が第2
の電圧設定値より低い場合は電圧設定値デューティ比の
固定が解除され、バッテリへの充電量が確保される。第
7の発明によれば、デューティ比を最大デューティ比に
してもバッテリ電圧が低い場合に内燃機関回転数を上昇
させてバッテリへの充電量が確保される。第8の発明に
よれば、電圧設定値デューティ比固定時の初期値として
開始直前のデューティ比とすることによって、電気負荷
に応じた充電量が確保されるとともに過渡的に内燃機関
回転数が変動することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るオルタネータの出力電圧制
御装置の基本構成図である。
【図2】図2は実施例のハードウエア構成図である。
【図3】図3はメインルーチンのフローチャートであ
る。
【図4】図4は固定条件判定ルーチンのフローチャート
である。
【図5】図5は固定条件判定ルーチンの処理の説明図で
ある。
【図6】図6は固定解除条件判定ルーチンのフローチャ
ートである。
【図7】図7は固定解除条件判定ルーチンの処理の説明
図である。
【図8】図8は電圧設定値出力ルーチンのフローチャー
トである。
【図9】図9は電圧設定値デューティ比決定処理のフロ
ーチャートである。
【図10】図10は所定値αの決定のためのマップであ
る。
【図11】図11は電圧設定値デューティ比制御処理の
フローチャートである。
【図12】図12は第1のISC弁開度演算ルーチンの
フローチャートである。
【図13】図13は大容量負荷印加判定処理のフローチ
ャートである。
【図14】図14はバッテリ電圧判定処理のフローチャ
ートである。
【図15】図15は第2のISC弁開度演算ルーチンの
フローチャートである。
【符号の説明】
11…オルタネータ 12…バッテリ 13…ICレギュレータ 14…界磁電流デューティ比検出手段 15…電気負荷作動判別手段 16…界磁電流デューティ比固定手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の発生トルクによって駆動され
    るオルタネータ(11)と、 該オルタネータ(11)の界磁巻線を流れる界磁電流の
    界磁電流デューティ比を制御することによって、該オル
    タネータ(11)からバッテリ(12)に充電される電
    圧を所定基準電圧に制御するICレギュレータ(13)
    と、 前記界磁電流の界磁電流デューティ比を検出する界磁電
    流デューティ比検出手段(14)と、 該界磁電流デューティ比検出手段(14)の検出結果に
    基づいて周期的に変動する電気負荷が作動しているか否
    かを判別する電気負荷作動判別手段(15)と、 該電気負荷作動判別手段(15)において周期的に変動
    する電気負荷が作動していると判別された場合に前記界
    磁電流の界磁電流デューティ比を固定する界磁電流デュ
    ーティ比固定手段(16)と、から構成されるオルタネ
    ータ出力電圧制御装置。
  2. 【請求項2】 前記界磁電流デューティ比固定手段(1
    6)は、 前記界磁電流デューティ比を固定した時の前記バッテリ
    (12)に充電される充電電圧を検出する充電電圧検出
    手段と、 該充電電圧検出手段で検出された充電電圧が前記所定基
    準電圧を含む所定電圧範囲内の電圧となるように界磁電
    流のデューティ比を補正するデューティ比補正手段と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のオルタネー
    タ出力電圧制御装置。
  3. 【請求項3】 前記界磁電流デューティ比固定手段(1
    6)は、 前記バッテリ(12)の充電電圧が前記所定基準電圧と
    一致するまで固定された界磁電流デューティ比を徐々に
    変更した後、界磁電流のデューティ比の固定を解除する
    第1の界磁電流デューティ比固定解除手段を備えること
    を特徴とする請求項1に記載のオルタネータ出力電圧制
    御装置。
  4. 【請求項4】 前記界磁電流デューティ比固定手段(1
    6)は、 界磁電流デューティ比を固定している間は、アイドリン
    グ回転数制御の電気負荷補正を禁止する電気負荷補正禁
    止手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のオル
    タネータ出力電圧制御装置。
  5. 【請求項5】 前記界磁電流デューティ比固定手段(1
    6)は、 大容量負荷が印加された場合に界磁電流デューティ比の
    固定を解除する第2の界磁電流デューティ比固定解除手
    段を備えることを特徴とする請求項1に記載のオルタネ
    ータ出力電圧制御装置。
  6. 【請求項6】 前記界磁電流デューティ比固定手段(1
    6)は、 前記バッテリ(12)に対する充電電圧が前記所定基準
    電圧より小である第1のしきい値電圧以下である場合に
    界磁電流デューティ比の固定を解除する第3の界磁電流
    デューティ比固定解除手段を備えることを特徴とする請
    求項1に記載のオルタネータ出力電圧制御装置。
  7. 【請求項7】 前記界磁電流デューティ比固定手段(1
    6)は、 界磁電流デューティ比が最大デューティ比に固定されか
    つ前記バッテリ(12)に対する充電電圧が前記所定基
    準電圧より小である第2のしきい値電圧以下である場合
    にアイドリング回転数を増加させるアイドリング回転数
    増加手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のオ
    ルタネータ出力電圧制御装置。
  8. 【請求項8】 前記界磁電流デューティ比固定手段(1
    6)は、 界磁電流デューティ比が固定される直前の界磁電流デュ
    ーティ比を界磁電流デューティ比固定後の初期値とする
    初期値設定手段を備えることを特徴とする請求項1に記
    載のオルタネータ出力電圧制御装置。
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