JPS63167641A - 車両用の発電機制御装置 - 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
れる発電機の制御装置に係るものであり、特に上記エン
ジンの回転変動を抑制するエンジン負荷として上記発ｗ
ｔ機が使用されるようにする車両用の発電機制御装置に
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、さらに排
気の行程によって動作しているものであり、その中で爆
発燃焼の行程にあっては、クランク軸に大きな回転駆動
力が作用するようになる。

このため、例えば４気筒のエンジンにあっては、クラン
ク軸の１回転で２回瞬時回転速度が上昇するものであり
、１８０’ＣＡ毎に回転速度が周期的に変動するもので
ある。

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号公報に記載されてい
るような手段が考えられている。

すなわち、エンジンが平均回転速度より速い速度で回転
している状態で、このエンジンによって駆動されている
発電機の界磁電流を増大させるように制御するもので、
この状態で発電機で消費されるトルクを増大させ、エン
ジンの回転速度の上昇を抑制させるようにするものであ
る。

しかし、この発電機界！ＩＷｉ流を可変制御する手段に
あっては、発電機の消費トルクが変動するまでの応答時
間の遅いものであり、このトルクをエンジンの回転変動
に同期させて変化させるようにすることは非常に困難で
ある。

また、エンジンの回転速度の変動状態は、気筒毎に相違
するようになるものであり、この回転変動を効果的に抑
制するには、気筒毎に抑制制御状態を個別制御すること
も要求される。しかし、上記のような界磁電流制御では
、このような気筒別制御を実行することが困難である。

［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
ばアイドリンク運転状態におけるエンジンの回転変動を
、充分な応答性をもって、このエンジンによって駆動さ
れる発電機によって抑制制御できるようにすると共に、
特にこの抑制制御がエンジンの気筒別にＩＩＪＩＩＩで
きるようにして、回転変動抑制効果がより向上されるよ
うにするものである。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、この発明に係る発電機制御装置にあっては、
エンジンの各気筒別に、例えばその燃焼行程で生ずる回
転変動の幅を検出させるようにすると共に、この検出変
動幅と平均変動幅との関連から、各気筒別に補正角量を
算出させるようにする。また、発電機にあっては、例え
ば出力電流量によって発電機に作用する発電機負荷量が
可変制御されるようにしているものであり、この発電機
負荷量がエンジンの回転変動に同期するようにして、ク
ランク角に基づいてオン・オフ制御されるようにする。

そして、上記発電機負荷のオンされるクランク角位置を
、上記補正角−に基づいて補正させるようにするもので
ある。

［作用］ 上記のように構成される発電機制御装置にあっては、応
答性の良好な発電機負荷によって発％ｉ機で消費される
トルクが変動制御されるものであり、この発電機を駆動
するエンジンの燃焼行程で生ずる回転変動が効果的に抑
制ｔｓｍされるようになる。

また、この発電機負荷は、発電出力を例えば通電角制御
によって得るようにした場合、非常に応答性良好な状態
とすることができるばかりでなく、細かくその負荷状態
が制御できるものであり、特にこの発電機負荷のオンさ
れるクランク角位置の補正でこの負荷量が調整制御でき
る。したがって、エンジンの気筒別の発電機負荷制御が
実行されるようになり、例えば各気筒毎に回転変動幅が
異なるような状態となっても、この回転変動が均一な状
態とされるように抑制御Ｊｔｌｌできるようになり、エ
ンジンで発生される振動をより効果的に抑制できるよう
になるものである。

［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図は車両用の発電−制御装置の基本的な構成を示す
もので、発電ｌ１１１は車両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ｔ１１１で発電された電力は、バッテリ１３に充電電
力として供給され、特に図示していないが車真白装置で
消費されるようになる。

上記発電機１１からの出力電流は、通電角位相制御回路
１４によって制御されるもので、この制御回路１４には
負荷電流ＩＲが制御指令として供給されている。そして
、発Ｎ４９１１からの出力電流が車両で要求されている
負荷電流量に対応して制御され、バッテリ１３の充電収
支も効果的に保たれるようにしているものである。

上記通電角位相制御回路１４には、回転変動抑制制御回
路１５からの指令信号も供給されている。この回転変動
抑制制御回路１５は、各気筒別オン・オフ演算袋＠１５
１および発電機負荷オン・オフ制御装Ｍ１５２とによっ
て構成されているもので、各気筒別オン・オフ演算袋Ｈ
１５１にあっては、回転変動演算回路１６からの演算出
力である回転変動幅ΔＮ１さらにエンジン１２からの気
筒信号によって、各気筒別に発電機負荷のオン位置を演
算する。

また、発電機負荷オン・オフ制御装置１５２にあっては
、エンジン１２の瞬時回転速度が上昇する状態で、すな
わちエンジンに設定される複数の気筒の中でいずれかの
気筒が燃焼行程にあって、エンジン１２の回転速度が上
昇するクランク角位置で、発電機負荷をオン制御するも
のであり、その発電機負荷をオンさせるクランク角位置
を、各気筒別オン・オフ演算ｌ装置１５１からの指令に
したがって設定させるようにする。

ここで、上記発電機負荷は上記通電角位相制御回路１４
において、通電角を大きくすることによって設定される
ようになるものであり、発電機負荷オフの状態では、上
記通電角が零の状態、あるいは発電機負荷オンのときに
比較して充分小さく設定されるものである。

上記回転変動演算回路１６にあっては、エンジン１２か
らの瞬時的な回転速度信号Ｎｅに基づいて、エンジン１
２の回転速度状態を監視しているもので、このエンジン
１２に回転変動が存在する場合に、その回転変動幅ΔＮ
を演算出力しているものである。

第２図は上記のような発電機制御装置の特に発電ｌ１１
１１に関連する部分を取出して示したもので、発電機１
１は３相の磁石式で構成されている。そして、この発電
機１１からの３相の出力は、それぞれダイオードＤ１〜
Ｄ３、およびサイリスタ８１〜Ｓ３によって整流され、
バッテリ１３に充電電力として供給されるようになって
いる。そして、上記サイリスタ８１〜Ｓ３は、通電角位
相制御回路１４によって点弧角が制御されるようになっ
ている。

エンジン１２にあっては、このエンジン１２が４気筒で
構成されている場合、その各気筒＃１〜＃４それぞれの
燃焼行程に対応して、第３図（Ａ）に示すように回転速
度が上昇するようになる。すなわち、１８０’ＣＡの周
期で回転変動が発生するもので、その各気筒に対応して
それぞれ回転変動幅ΔＮが設定されるようになる。ΔＮ
ｏは回転変動幅の平均値である。

これに対して、同図の（Ｂ）で示すように発電機負荷が
オンおよびオフ制御されるもので、エンジン回転速度の
上昇するクランク角位置で、発電機負荷がオン設定され
、上記エンジン１２の回転速度の上昇動作を抑制するよ
うにしている。そして、回転速度の下降するクランク角
位置で、上記発電機負荷をオフし、エンジン１２の回転
変動幅ΔＮが抑制制御されるようにしているものである
。

第４図は発電機負荷の制御状態を説明するもので、同図
の（Ａ）に示すような発電機負荷のオン・オフ制御信号
に対応して、同図の（Ｂ）で示すように通電角が設定制
御されるようにする。すなわち、発電機負荷のオンの状
態のときに通電角θを設定し、発電機負荷オフで通電角
を止めるようにしているものである。そして、発電機負
荷オンの状態で、この発ｌ！機１１で消費されるトルク
が増大され、エンジン１２の回転速度の上昇を抑制する
力が作用されるようにしているものである。

ここで、エンジン１２について考察してみると、各気筒
の圧縮比は基本的には均一に設定されるようにしている
ものであるが、実質的には微妙に相違しているものであ
り、また空燃比も気筒間で相違しているものである。し
たがって、エンジン１２の回転変動の状態をみると、例
えば第５図の（Ａ）に示すように各気筒それぞれに対応
する回転変動幅ΔＮが相違するような状態となり、その
最大変動幅がΔＮ１で示すようになる。したがって、こ
のような回転変動を効果的に抑制するためには、各気筒
それぞれに対応して独自の発電機負荷制御を実行する必
要がある。

具体的には、各気筒毎に回転変動幅ΔＮを検出し、この
変動幅ΔＮに対応して同図の（Ｂ）で示すように発ｌ１
機負荷のオンされている区間を変化させるようにする。

例えば回転変動幅ΔＮが大きくなるような状態で、発Ｗ
ｉ機負荷のオンされるクランク角位置を進角させ、発電
機負荷のオンされている区間を増加させるようにする。

したがって、このような発電機負荷の制御を実行すれば
、回転速度が大きく上昇されるような状態のときに発電
機負荷が増加されるようになり、気筒間の回転変動幅の
ばらつきが抑制され、同図の（Ｃ）で示すように一定の
回転変動幅ΔＮ２が各気筒で設定されるようになるもの
である。

上記のような発電機負荷の制御は、例えばマイクロコン
ピュータによって構成される回転変動抑制制御回路１４
において実行されるもので、第６図は気筒別制御を実行
するための処理の流れを示している。すなわち、ステッ
プ１０１ではエンジンの各気筒における爆発燃焼行程時
の回転上昇分による回転変動幅ΔＮと、この回転上昇を
起こさせた燃焼行程の実行された気筒の番号とを読取る
。そして、次のステップ１０２では上記読取られた回転
変動幅ΔＮと回転変動幅の平均値ΔＮＡとからその差分
ΔＮｏを算出し、ステップ１０３に進んで、設定された
マツプから補正角Δθを読取る。

ここで、上記補正角Δθを読取るマツプは、例えば第７
図で示すように設定されているもので、ΔＮとΔＮＡと
の差の絶対値に対応して補正角Δθが算出されるように
なっているものであり、またΔＮとΔＮＡとの差の方向
によって、別個のΔθが算出されるようになっている。

このようにして補正角Δθが算出されたならば、ステッ
プ１０４に進んで発電機負荷のオン位置θＯｎの補正ル
ーチンを実行させ、ステップ１０５でこれをセットする
。そして、ステップ１０６で上記ルーチンで算出された
、発電機負荷をオンさせるクランク角位置θＯｎを、気
筒別に設定したＲＡＭ等に記憶設定させるものであり、
この設定されたクランク角位置θＯｎでその気筒での次
の燃焼行程における発電機負荷がオン制御されるように
している。

第８図は気筒別補正を実行する場合の処理の流れの他の
例を示しているもので、まずステップ３０１で前記ステ
ップ１０１と同様に気筒番号と回転上昇分となる回転変
動幅ΔＮを検出する。そして、ステップ３０２で上記変
動幅ΔＮの絶対値と回転変動幅の平均値ΔＮ＾の絶対値
との差の絶対値を求め、この差の絶対値が設定された基
準１１１ａより大きいか否かを判定する。そして、上記
絶対値が設定ｌＩａより小さいと判定された場合には、
この処理はそのまま終了される。

ステップ３０２で上記絶対値が設定値ａより大きいと判
定された場合には、次のステップ３０３に進み、ΔＮお
よびΔＮａの差ΔＮｏを求め、ステップ３０４で第７図
のマツプよりΔθを算出する。そして、このΔθに基づ
きステップ３０５で負荷オンのクランク角θＯｎを補正
し、ステップ３０６でこれをセットする。そして、この
ルーチンで算出された発電機負荷オン位置を示すクラン
ク角θ００を、ステップ３０７でＲＡＭ等にストアする
ものであり、このθｏｎが更新記憶されるようにしてい
るものである。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る発電機制御装置にあっては
、エンジンの回転変動が生ずるようなりランク角位置に
対応して、この発電機で消費されるトルクを増大される
ようになる発電機負荷がオン設定されるものであり、充
分な応答速度をもって、エンジンの回転変動抑制制御が
実行されるようになる。この場合、エンジンの回転変動
は気筒単位で検出されているものであり、各気筒別に検
出される回転変動幅にしたがって、上記発電機負荷のオ
ン位置が可変制御されるようにしている。

したがって、各気筒別に検出された回転変動幅に対応し
た発ｉ［負荷量が設定されるようになり、気筒別に回転
変動幅が異なるような場合であっても、全体的に均一の
とれた回転変動抑制制御が実行されるようになる。

ここで、上記発電機負荷の設定を、実施例で示したよう
にこの発Ｎｔａ出力を制御する通電角位相制御手段によ
って実行するようにすることによって、発ＩＩＩで要求
される負荷Ｗ１流量が確実に出力されるようになり、例
えばバッテリの充電収支等も確実に保証されるようにな
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車両用の発電機制御
装置を説明する構成図、第２図は上記制御装置における
発電機に関連する部分を取出して示した構成図、第３図
は上記制御装置におけるエンジンの回転変動抑制制御の
状態を説明する波形図、第４図は同じく発電機負荷制御
状態を説明する波形図、第５図は気筒毎に回転変動が異
なる場合の回転変動抑制制御を説明する波形図、第６図
は気筒別の発電機負荷オン位置の補正処理の流れを説明
するフローチャート、第７図は上記処理の流れで使用さ
れる補正角を設定したマツプを示す図、第８図は気筒別
発電機負荷オン位置補正処理の他の例を説明するフロー
チャートである。 １１・・・発電機、１２・・・エンジン、１３・・・バ
ッテリ、１４・・・通電角位相制御回路、１５・・・回
転変動抑制制御装置、１５１・・・各気筒別オン・オフ
演算装置、１５２・・・発電機負荷オン・オフ制御装置
、１６・・・回転変動演算回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第３図 第４図 第５図 第７因 １ｇ８１１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両用エンジンによって駆動される発電機で消費
   されるトルクを選択的に増加設定させるようにする発電
   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回転変動抑制制御
   手段と、 上記エンジンの各気筒それぞれでの回転変動幅を、上記
   各気筒それぞれに対応して検出する手段と、 この手段で検出された回転変動幅の状態に対応した補正
   角量を算出する手段と、 この手段で算出された補正角量に基づき、上記発電機負
   荷のオン制御時のクランク角位置を各気筒単位で補正し
   、その補正クランク角位置に基づき各気筒単位で発電機
   負荷オンのクランク角位置を補正更新する手段とを具備
   し、 上記補正更新されたクランク角位置で、上記各気筒それ
   ぞれの回転変動幅に対応して上記発電機負荷がオン設定
   されるようにしたことを特徴とする車両用の発電機制御
   装置。
2. （２）上記発電機負荷手段は、上記発電機出力電流を制
   御する手段によって構成され、発電機負荷のオン状態で
   そのオフ状態に比較して出力電流量が大きく設定される
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の発電機制御装置
   。