JPS63157628A - 車両に搭載される発電機の制御装置 - 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］ この発明は、車両に搭載されるエンジンによって駆動さ
れるようになる発電機の制御装置に・係るものであり、
特に車両に要求される電流量を満足させるような状態で
、エンジンの回転変動抑制制御が実行されるようにする
車両用の発電機のＩＩＩＩＩｌ装隨に関する。

［従来の技術］ エンジンにあっては、吸入、圧縮、爆発燃焼、ざらに排
気の行程が繰返し実行されているものであり、その中で
爆発燃焼行程にあってはクランク軸に大きな回転駆動力
が作用するようになり、例えば４気筒エンジンの場合に
は、クランク軸の１８０°ＣＡ毎に回転速度が周期変動
しているものである。そして、このエンジンの回転変動
が撮動として車体等に伝達されるようになる。

このようなエンジンの回転変動を抑制する手段としては
、例えば特開昭６０−３５９２６号公報に示されるよう
な手段が考えられている。すなわち、この手段はエンジ
ンが平均回転速度より速い状態で回転している場合に、
このエンジンによって駆動されるようになっている発電
機の界磁電流を大きくするものであり、またエンジンの
回転速度が平均値より低い場合に、上記界磁電流を小さ
くする方向に制御するものである。そして、この発電機
を駆動しているエンジンに要求されるこの発電機の消費
トルクを、上記エンジンの回転変動に同期させるように
して、エンジンの回転変動が抑制されるようにしている
ものである。

しかし、このように発電機の界磁電流を可変制御する手
段にあっては、発電機出力の変化速度が遅いものであり
、エンジンのアイドリンク状態のエンジン回転速度の遅
い状態であっても、このエンジンの燃焼行程毎°に発生
する回転速度変動に応答させることが困雌である。

例えば第９図破線で示すように界磁電流の制御による回
転変動抑制制御がオン・オフ制御されたとした場合、実
際に発電機に作用する負荷量は、上記抑制制御の例えば
オン時より・１００ｍ秒以上遅れて負荷量が増大するよ
うになる。しかし、実際のエンジン動作に対応させた場
合、例えばエンジン回転速度が７０Ｏｒｐｍのときには
、負荷のオン・オフの１サイクルが４０ｍ秒以内に入ら
なければ、回転変動の抑制制御が実行できない。

また、この手段は発電機の負荷である例えばバッテリの
充電収支が考慮されていないものであり、バッテリの過
充電またはバッテリの充電不足によるバッテリ上がりの
危険性が存在するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、例え
ばエンジンの動作行程に伴って発生する回転速度変動を
、発電機で要求される負荷トルクによって効果的に抑制
制御できるようにすると共に、このような発電機制御を
実行した場合でも、車両要求電流に対応した制御が実行
され、例えば車載用のバッテリの充電収支が効果的に考
慮されるようにした、車両に搭載される発電機の制御装
置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係る車両に搭載される発電機の制
ａ装置は、上記発電機に選択的に発電機負荷手段がオン
・オフ設定できるようにしているものであり、エンジン
の回転変動に同期する状態で上記負荷手段がオン・オフ
切換え設定されるようにしている。また、上記発電機か
らの出力電流は例えば通電位相角制御手段によって通電
位相角制御されるものであり、この通電位相角が上記発
電機負荷のオンおよびオフ状態それぞれに対応して、車
両における消費電流量、すなわち車両要求電流量に基づ
き算出されるようにしているものである。

［作用］ 上記のように構成される発電機の制御装置にあっては、
エンジンの燃焼行程に対応する回転速度の変動状態にあ
って、発電機負荷がオン設定されるものであり、この発
電機の要求トルクが増大されるようになっている。した
がって、充分な応答速度でエンジン負荷が上昇されるも
のであり、このエンジンの回転速度上昇が抑制されるよ
うになる。また、上記発電機で要求される電力に応じて
例えば上記したように通電位相角が制御されるものであ
るが、この通電位相角が上記発電機負荷のオンあるいは
オフ状態にそれぞれ対応して設定さ　　、れ、さらに車
両で消費される消費電流量（要求電力）に対応した出力
が発［１から得られるようになる。したがって、例えば
バッテリの充電収支が効果的に考慮された状態で、エン
ジンの回転変動抑制制御が実行される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図はその基本構成を示すもので、発電機１１は例え
ば磁石式で構成されるもので、この発Ｎ機１１は自動車
に搭載されるエンジン１２によって駆動されるようにな
っている。そして、この発電機１１で発電された電力は
、バッテリ１３の充電用に用いられると共に、車両的装
置１４、さらにエンジン１２の動作制御用に用いられる
ようになる。

回転変動抑制制御回路１５は、エンジン１２の回転速度
情報等によって動作設定されるもので、例えばエンジン
１２がアイドリンク運転状態で、エンジン動作に対応し
た回転速度変動が発生されるような状態のときに、回転
変動抑制制御がオン制御されるようにする。そして、こ
の回転変動抑制制御状態では、通電角位相制御１回路１
６に指令を与え、発電機１１で発生される電力の通電位
相角を制御して、発電機１１に作用する負荷量を制御す
るようにしているものである。

ここで、上記通電角位相制御回路１６では、車゛両内装
置１４等で消費される電力量、すなわち要求電流によっ
ても通電角制御されるもので、発電ｌ！１１から必要電
力が出力されるように制御しているものである。

第２図は上記のような装置の特に発電機１１に関連する
部分を取り出して示しているもので、発電機１１は３相
遇石式に構成されている。そして□、この発電機１１か
らの３相出力は、ダイオードＤ１〜Ｄ３およびサイリス
タ８１〜Ｓ３によって整流され、車載されたバッテリ１
３に充電用電力として供給されるようになるものであり
、上記サイリスタ８１〜Ｓ３は通電位相角制御回路１６
によって、その点弧角が設定制御されるようになってい
る。

第３図はエンジン１２の回転変動抑制制御を実行する場
合の、上記発１ｔｆ１４１１に作用される負荷の状態を
示している。すなわち、エンジン１２の瞬時的な回転速
度は、例えば４気筒エンジンの場合、その１回転で２回
の爆発燃焼行程が存在するものであるため、その回転速
度は１回転（３６０°ＣＡ）で２サイクル変動するよう
になる。

このようなエンジン１２の回転変動を抑制するためには
、回転速度が上昇する燃焼行程に対応して、このエンジ
ン１２によって駆動される発電機１１に負荷を与えるよ
うにするものであり、発電機負荷のオンおよびオフ状態
は、エンジン１２の回転に同期する状態で設定される。

具体的には、燃焼行程で回転速度が上昇する状態のとき
に、負荷をオン状態に設定する。そして、その他の回転
速度が減少する過程にあっては、発電機負荷をオフ状態
に設定するものである。

このような発電機負荷量の制御は、例えば通電角位相制
御回路１６において、負荷オン状態で通電角を大きく設
定し、負荷オフ時には通電角を零に設定するように制御
することによって実行される。

すなわち、負荷オン状態で発電機１１に要求されるトル
クが増大し、エンジン１２にその回転変動を抑制する負
荷が作用されるようにするものである。

このようなエンジン１２の回転変動抑制制御を実行しな
い状態では、車両において要求される負荷電流量に対応
して、通電角位相が制御設定される。

例えば、回転変動抑制制御を実行していない通常の状態
では、第４図の（Ａ）で示すように、通電角θ１によっ
て要求°される電流ＩＲ’ｌが出力されるようにしてい
る。この制御は、通電角位相制御回路１６でこの車両で
要求される電流ｌを検出することによって実行される。

そして、バッテリ１３の充電収支が保たれるようにして
いるものである。

そして、エンジンの回転変動抑制制御がオン状態とされ
るようになると、エンジン１２の回転角に対応して発電
機負荷が第３図で説明したようにしてオン・オフ制御さ
れるようになる。すなわち、第４図（Ｂ）で示すように
発電機負荷がオンおよびオフ状態に設定される場合には
、同図の（Ｃ）で示すように発電機負荷オンの状態で通
電角θ２となるように大きく設定する。そして、発電機
負荷オフで通電角を零の状態とするものである。すなわ
ち、通電角θ２を大きくすることによって、要求電流Ｉ
Ｒ１が出力されるようにしているものである。

ここで、車両で要求される電流量が例えばＩＲ２および
ＩＲ３と変化すると、第５図の（Ａ＞および（Ｂ）で示
すように発電機負荷オフ時の通重色がθ２およびθ３の
ように変化し、要求電流ＩＲ２およびｌＲ３に対応でき
るようにしている。

しかし、このような状態となると、要求電流■８が変化
する毎に発電機負荷オン時の発電機負荷量が変わるもの
であり、すなわち発電機で要求されるトルクが変化し、
エンジン１２に要求されるトルクが変化して、このエン
ジン１２の回転変動抑制制御を安定して実行させること
が非常に困難となる。

したがって、この装置にあっては要求１！　５ｔ　ｌが
変化しても、これに充分対応してバッテリ１３の充電収
支が保たれるようにすると共に、エンジンの回転変動抑
制制御が効果的に実行されるようにしている。すなわち
、通電角制御を実行した場合の平均電流が、要求電流と
確実に一致させるようにすると共に、発電機負荷のオン
時とオフ時との負荷の変化量が一定となるようにしてい
る。

第６図は上記のような４制御を実行する場合に用いられ
る通電角設定用のマツプを示すもので、この場合には最
適制御領域を外れた領域ＡおよびＢでは、回転抑制制御
をオフし、バッテリ充電収支が優先して実行されるよう
にしている。ここで、上記ｗＡ域Ａで回転変動抑制制御
を実行すると、要求電流ＩＲより出力電流が大きくなり
、バッテリが過充電の状態とされる。また領域Ｂで回転
変動抑制制御を実行すると、上記場合とは逆となって、
バッテリが過放電の状態となるものである。

そして、上記制ｍｕｍ域にあっては、要求（負荷）電流
ＩＲに対応して直線的に変化する発電機負荷オンの通電
角θｏｎ２を設定し、またこのθｏｎ２と一定の変化量
が保たれるようにして発１１１Ｎ負荷オフ時に通電角θ
ｏｆｆ２を設定させるようにしている。

ここで、破線に示す・通電角θｏｎ１は第４図（Ｃ）で
示した場合の発電機負荷オン時の通電角であり、この場
合に発電機負荷オン時の通電角は零である。

したがって、発電機負荷のオン時とオフ時の発電機負荷
量が大きく相違するようになるものである。

これに対して上記θｏｎ２で発電機負荷オン時の通電角
を設定し、θｏｆｆ２で発電機負荷オン時の通電角を設
定するようにすると、要求電１１Ｒ１のときの発電機負
荷オンおよびオフ時のそれぞれの通電角θ５およびθ６
は、それぞれ第４図（Ｄ）で示すように設定されるよう
になり、この負荷オンおよびオフ時の発電機負荷−の差
が、要求電流ＩＲが変化しても一定に保たれるようにな
る。

第７図は発電機負荷のオン・オフによるエンジン１２の
回転変動抑制制御を実行する処理−の流れを示している
もので、まずステップ１０１で車両で要求される電流Ｉ
Ｒが、所定の設定領域内にあるか否かを判断する。すな
わち、電流ＩＲが第６図で示された最適制御Ｄ領領域あ
るか否かを判断するもので、この制御領域内に入ってい
る場合にはステップ１０２に進む。このステップ１０２
では、第３図（Ａ）で示されるように前回の処理で測定
した回転速度と今回の処理で測定した回転速度との差Δ
Ｎを求める。そして、次ぎのステップ１０３でこの演算
されたΔＮがｒＯＪより大きいか否かを判定する。すな
わち、このステップ１０３で回転速度の変化方向が上昇
方向であるか、あるいは下降方向であるかが判定される
もので、上昇方向と判定されたならばステッ゛ブ１０４
に進んで、発電機負荷をオン制御する。また回転速度が
下降方向に変化していると判定された場合には、ステッ
プ１０５に進んで発電機負荷をオン制御する。

上記ステップ１０１で要求電流ＩＲが所定の設定領域に
入っていないと判断されたときには、ステップ１０６に
進んで回転変動抑制制御を止めさせるようにするもので
ある。

第８図は上記のようにしてエンジンの回転抑制御ｂＩ制
御を実行させる場合の、通電角制御の処理の流れを示し
ているもので、まずステップ２０１で回転変動抑制制御
が実行中であるか否かを判断する。

そして、現在回転変動抑制制御の実行中であると判断さ
れたならば、次ぎのステップ２０２に進んで、上記抑制
制御において発電機負荷がオン状態であるか否かを判定
する。

このステップ２０２で発電機負荷がオンであると判定さ
れたならば、次ぎのステップ２０３で車両の要求電流Ｉ
Ｒを読み取る。そして、ステップ２０４で第６図で示し
たようなマツプから上記要求電流ＩＲに対応した通電角
θｏｎを読み取る。

また上記ステップ２０２で発電機負荷がオフであると判
定されたならば、ステップ２０５に進んでこのときの車
両の要求電流ＩＲを読み取る。そして、ステップ２０６
で上記要求電流ＩＲに対応した負荷オフ時の通電角θｏ
Ｈを読み取り演算するものであり、このステップ２０６
あるいは前記ステップ２０４で通電角が得られたならば
、ステップ２０７に進んで通電角θＯｎあるいはθｏｆ
ｆ分の発電機出力を取出すようにするものである。

ステップ２０１で回転変動抑制中ではないと判断された
場合は、ステップ２０８に進んで通常のレギュレータ副
葬を実行させるようにする。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る車両に搭載される発電機に
あっては、エンジンの回転変動を効果的に抑制するため
に利用されるようになる。この場合、発電機負荷をオン
・オフＩＩＪｔｌＯすることによって、この発電機で消
費されるトルクが充分な応答速度をもって変化制御され
るようになる。すなわち、第９図に実線で示すように数
ｍ秒以内に発電機に作用する負荷量が変化するものであ
り、特にアイドリンク状態におけるエンジンの燃焼行程
に対応して生ずる回転変動に充分追従されるようになり
、エンジンの回転変動抑制が効果的に実行されるように
なるものである。

また、上記発電機に作用する負荷量を、通電角位相制御
によって実行している場合、車両の要求Ｍ流によって発
電機負荷オン時の通電角が変化し、上記負荷量が要求Ｎ
流量に対応して変化するようになって、・回転変動抑制
制御に悪影響を与えるようになる。しかし、この点も発
電機負荷のオン時とオフ時の通電角の関係を特定関係に
設定するようにしているので、発電機負荷のオン・オフ
変化に対応した発電機に作用する負荷ｍの変化幅を特定
することができ、回転変動抑制が円滑に実行されるよう
になるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る発電機制御装置を説
明する構成図、第２図は上記装置の特に発ｌ！機構成部
分を説明する構成図、第３図は上記装置の発電機負荷制
郊状態を説明する図、第４図は上記発電機負荷制御を通
電角制御で実施する場合の状態を説明する図、第５図は
同じく要求２ｉ流が変化した場合の通電角の状態の例を
示す図、第６図は上記実施例装置における通電角を設定
するためのマツプの例を示す図、第７図は回転変動抑制
中−の流れを説明するフローチャート、第８図は通電角
制御の流れを説明するフローチャート、第９図は回転制
御のオン・オフと実際の発電機に作用する負荷ωとの関
係を説明する図である。 １１・・・発電機、１２・・・エンジン、１３・・・バ
ッテリ、１４・・・車両的装置、１５・・・回転変動抑
制制御装置、１６・・・通電角位相制ｔｉｎ装置。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦ｔ７ｎ１図 第　２図 第３図 第７図 第９図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両用エンジンによって駆動される発電機の出力電流量
   を増あるいは減制御することによって設定される発電機
   負荷手段と、 上記エンジンの瞬時回転速度が上昇するようになるクラ
   ンク角位置で上記発電機負荷手段をオン設定し、上記エ
   ンジンの瞬時回転速度が下降するようになるクランク角
   位置で上記発電機負荷手段をオフ設定するように制御す
   る発電機負荷オン・オフ制御手段と、 上記発電機の出力電流量を制御する制御手段と、 上記発電機負荷手段のオン状態およびオフ状態それぞれ
   の出力電流量を車両での消費電流量に対応して算出する
   手段とを具備し、 上記発電機負荷のオンあるいはオフ状態、さらに上記消
   費電流量にしたがって、上記算出された出力電流量に基
   づき、上記出力電流量の制御手段で上記発電機出力を制
   御するようにしたことを特徴とする車両に搭載される発
   電機の制御装置。