JPWO2018109870A1 - エンジン駆動システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本発明の第1の実施形態を示したものである。本実施形態に係るエンジン駆動システムは、エンジン1と、永久磁石からなる界磁を有する回転子及び電機子コイルを有する固定子を備えて回転子がエンジン1のクランク軸に結合された磁石式交流発電機2と、磁石式交流発電機2の電気負荷L1〜Ln及びLA〜LNが接続される負荷接続用出力端子3と、磁石式交流発電機2の出力端(電機子コイルの出力端)2aと出力端子3との間に設けられて、発電機2の交流出力の整流と電圧調整とを行うレギュレータ4と、少なくともエンジン1を制御対象として該制御対象を制御する電子制御ユニット(ECU)5とを備えている。図1においては、負荷接続用出力端子3が一つしか図示されていないが、実際には、直流電気負荷が接続されるプラス側の出力端子とマイナス側の出力端子との1対の出力端子3が設けられている。
本発明は、スロットルバルブをバイパスするISCバルブ7を有するエンジン1と、前記エンジン1により駆動される磁石式交流発電機2と、前記発電機2の出力端と前記発電機の負荷が接続される一対の出力端子3との間に設けられて前記発電機の交流出力の整流と電圧調整とを行うレギュレータ4と、少なくとも前記エンジンを制御対象として該制御対象を制御する電子制御ユニット5とを備えたエンジン駆動システムを対象とする。
第2の発明は、第1の発明で用いる目標開度設定手段507の構成に係るもので、本発明で用いる目標開度設定手段507は、発電機の負荷変動が検出されたときに設定された時間の間だけ補正後目標開度をバルブ操作手段505に目標開度として与えた後、バルブ操作手段に与える目標開をアイドル制御時目標開度に戻すように構成される。
第3の発明も第1の発明で用いる目標開度設定手段の構成に係るもので、本発明で用いる目標開度設定手段507は、負荷変動が検出されたときに補正後目標開度をバルブ操作手段に目標開度として与えた後、アイドル回転速度が目標値に収束したとみなされる状態になったときにバルブ操作手段に与える目標開度をアイドル制御時目標開度に戻すように構成される。
第4の発明は、第1の発明ないし第3の発明のいずれかの発明の構成をとる場合に用いる目標開度設定手段507の構成に係るもので、本発明で用いる目標開度設定手段507は、アイドル制御時目標開度を演算するアイドル制御時目標開度演算手段512と、負荷変動が検出されたときにその負荷変動の度合いに応じて前記補正量を演算する補正量演算手段513とを備えて、補正量演算手段513により演算された補正量を用いてアイドル制御時目標開度演算手段512が演算したアイドル制御時目標開度に補正演算を施すことにより補正後目標開度を演算するように構成される。
第5の発明も第1の発明ないし第3の発明のいずれかの発明の構成をとる場合に用いる目標開度設定手段507の構成に係るもので、本発明においては、発電機2の負荷変動が検出されたときに、アイドル回転速度をフィードバック制御する際の目標アイドル回転速度を補正することにより、アイドル回転速度の変動を抑制するべく、ISCバルブの開度を補正するように構成される。即ち、本発明において用いる目標開度設定手段507は、アイドル回転速度の目標値と検出値とを入力としてアイドル回転速度を目標値に保つために必要なアイドル制御時目標開度を演算するアイドル制御時目標開度演算手段512と、負荷変動が検出されたときにアイドル制御時目標開度演算手段512に補正後目標開度を演算させるために必要なアイドル回転速度の目標値の補正量を演算する目標回転速度補正量演算手段515とを備えて、負荷変動が検出されたときにアイドル制御時目標開度演算手段512に与える目標回転速度を前記目標回転速度補正量演算手段515により演算された補正量だけ補正することにより、アイドル制御時目標開度演算手段512に補正後目標開度を演算させるように構成される。
第6の発明は、第1の発明ないし第5の発明の何れかの発明の構成をとる場合に用いる電子制御ユニット5及び負荷変動検出手段506の構成に係るものである。本発明で用いる電子制御ユニットは、発電機2の負荷のうち、エンジンのアイドル運転時に出力端子3に接続されることがある少なくとも一つの負荷を被制御負荷として、該被制御負荷の投入及び遮断を制御する負荷投入・遮断制御手段508を更に備えている。この場合、負荷変動検出手段506は、負荷投入・遮断制御手段508から負荷が投入されることの情報及び負荷が遮断されることの情報を取得して負荷の変動を検出するように構成される。
第7の発明は、第6の発明の構成をとる場合に用いる目標開度設定手段507及び負荷投入・遮断制御手段508の構成に係るもので、本発明で用いる目標開度設定手段507は、負荷変動検出手段506が負荷投入・遮断制御手段508から負荷が投入されることの情報を取得して負荷変動を検出したときに、投入される負荷の大きさに応じて設定した補正量だけバルブ操作手段505に与える目標開度をアイドル制御時目標開度よりも増大させるように構成される。また負荷投入・遮断制御手段508は、負荷を投入することの情報を負荷変動検出手段506に与えた後、バルブ操作手段505に与える目標開度を増大させたことによりアイドル回転速度が設定された負荷投入許可回転速度まで上昇したことを確認した時に当該負荷の投入を行うように構成される。
第8の発明は、第6の発明又は第7の発明の構成をとる場合に用いる目標開度設定手段507及び負荷投入・遮断制御手段508の構成に係るものである。本発明で用いる目標開度設定手段507は、負荷変動検出手段506が前記負荷投入・遮断制御手段508から負荷が遮断されることの情報を取得して負荷変動を検出したときに、遮断される負荷の大きさに応じて設定した補正量だけバルブ操作手段に与える目標開度をアイドル制御時目標開度よりも減少させるように構成される。また負荷投入・遮断制御手段508は、発電機の負荷を遮断することの情報を負荷変動検出手段506に与えた後、バルブ操作手段505に与える目標開度を減少させたことによりアイドル回転速度が設定された負荷遮断許可回転速度まで低下したことを確認した時に当該負荷の遮断を行うように構成される。
第9の発明は、発電機の負荷が接続される出力端子間にバッテリが接続されるエンジン駆動システムにおいて、第1の発明ないし第6の発明の構成をとる場合に用いる負荷変動検出変動手段506及び目標開度設定手段507がとり得る構成を示したものである。本発明においては、負荷変動検出手段506が、前記出力端子3間の電圧変化を検出したときに発電機の負荷変動を検出するように構成され、目標開度設定手段507は、前記負荷変動が検出されたときに前記出力端子間の電圧変化の度合いに応じて前記ISCバルブ7の目標開度の補正量を求めるように構成される。
第10の発明は、第1の発明ないし第6の発明の何れかの構成をとる場合に用いる負荷変動検出手段の好ましい構成を示したもので、本発明においては、目標開度設定手段507が、発電機2の負荷変動が検出されたときに発電機の負荷が接続される出力端子間の電圧変化の度合いに応じて前記ISCバルブの目標開度の補正量を求めるように構成される。
第11の発明は、第9の発明又は第10の発明の構成をとる場合にとり得る構成を示したもので、本発明においては、出力端子3間の電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングするサンプリング手段が設けられる。この場合目標開度設定手段507は、サンプリング手段が新たにサンプリングした電圧が前回サンプリングした電圧よりも設定値以上低下しているときに、バルブ操作手段に与える目標開度をその低下量に応じて設定した補正量だけアイドル制御時目標開度よりも増加させるように構成される。
第12の発明も第9の発明又は第10の発明の構成をとる場合にとり得る構成を示したもので、本発明においても、出力端子間の電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングするサンプリング手段が設けられ、目標開度設定手段507は、サンプリング手段が新たにサンプリングした電圧が前回サンプリングした電圧よりも設定値以上上昇しているときに、バルブ操作手段505に与える目標開度をその上昇量に応じて設定した補正量だけ前記アイドル制御時目標開度よりも減少させるように構成される。
第13の発明は、第1の発明ないし第5の発明の構成をとる場合に用いる負荷変動検出手段506がとり得る更に他の構成を示したもので、本発明においては、発電機の負荷の投入及び遮断を検出する負荷投入・遮断検出手段508が設けられ、負荷変動検出手段506は、負荷投入・遮断検出手段508から負荷が投入されることの情報を取得したとき及び負荷が遮断されることの情報を取得したときに発電機の負荷変動を検出するように構成される。発電機の負荷の投入及び遮断は、例えば、出力端子と各負荷との間に設ける負荷投入用スイッチがオン状態にあるかオフ状態にあるかを検出するセンサを各負荷投入用スイッチに対して設けることにより検出することができる。
2 磁石式交流発電機
3 出力端子
4 レギュレータ
5 電子制御ユニット
501 点火回路
502 インジェクタ駆動回路
503 点火制御手段
504 燃料噴射制御手段
505 バルブ操作手段
506 負荷変動検出手段
507 目標開度設定手段
508 負荷投入・遮断制御手段
509 出力電圧検出手段
510 回転速度検出手段
511 目標回転速度設定手段
512 アイドル制御時目標開度演算手段
513 補正量演算手段
514 補正後目標開度演算手段
515 目標回転速度補正量演算手段
516 目標回転速度補正手段
6 バッテリ
7 ISCバルブ
Claims (13)
- スロットルバルブをバイパスするISCバルブを有するエンジンと、前記エンジンにより駆動される磁石式交流発電機と、前記発電機の出力端と前記発電機の負荷が接続される一対の出力端子との間に設けられて前記発電機の交流出力の整流と電圧調整とを行うレギュレータと、少なくとも前記エンジンを制御対象として該制御対象を制御する電子制御ユニットとを備えたエンジン駆動システムであって、
前記レギュレータは、前記出力端子間の電圧が設定値以下のときに前記発電機の交流出力を整流して前記出力端子を通して出力させ、前記出力端子間の電圧が設定値を超えたときに前記発電機の出力端と前記出力端子との間を電気的に切り離すことにより前記出力端子に設定値を超える電圧が印加されるのを防ぐように構成されたオープン式のレギュレータからなり、
前記電子制御ユニットは、
前記ISCバルブの開度を与えられた目標開度とするように前記ISCバルブを操作するバルブ操作手段と、
前記エンジンのアイドル運転時に生じる前記発電機の負荷変動を検出する負荷変動検出手段と、
前記負荷変動検出手段が負荷変動を検出していないときには前記アイドル回転速度を目標値に保つようにフィードバック制御する際の前記ISCバルブの目標開度であるアイドル制御時目標開度を前記ISCバルブの目標開度として前記バルブ操作手段に与え、前記負荷変動検出手段が負荷変動を検出したときには、その負荷変動により生じるアイドル回転速度の変動を抑制するための補正量だけ前記アイドル制御時目標開度を補正した補正後目標開度を前記ISCバルブの目標開度として前記バルブ操作手段に制限された時間の間だけ与えた後、前記バルブ操作手段に与える目標開度を前記アイドル制御時目標開度に戻すように構成された目標開度設定手段と、
を具備してなるエンジン駆動システム。 - 前記目標開度設定手段は、前記負荷変動が検出されたときに前記補正後目標開度を前記バルブ操作手段に目標開度として与えた後、設定された時間が経過した時に前記バルブ操作手段に与える目標開度を前記アイドル制御時目標開度に戻すように構成されている請求項1に記載のエンジン駆動システム。
- 前記目標開度設定手段は、前記負荷変動が検出されたときに前記補正後目標開度を前記バルブ操作手段に目標開度として与えた後、前記アイドル回転速度が目標値に収束したとみなされる状態になったときに前記バルブ操作手段に与える目標開度を前記アイドル制御時目標開度に戻すように構成されている請求項1に記載のエンジン駆動システム。
- 前記目標開度設定手段は、前記アイドル制御時目標開度を演算するアイドル制御時目標開度演算手段と、前記負荷変動が検出されたときにその負荷変動の度合いに応じて前記補正量を演算する補正量演算手段とを備えて、前記補正量演算手段により演算された補正量を用いて前記アイドル制御時目標開度演算手段が演算したアイドル制御時目標開度に補正演算を施すことにより前記補正後目標開度を演算するように構成されている請求項1,2又は3に記載のエンジン駆動システム。
- 前記目標開度設定手段は、前記アイドル回転速度の目標値と検出値とを入力としてアイドル回転速度を目標値に保つために必要な前記アイドル制御時目標開度を演算するアイドル制御時目標開度演算手段と、前記負荷変動が検出されたときに前記アイドル制御時目標開度演算手段に前記補正後目標開度を演算させるために必要な前記アイドル回転速度の目標値の補正量を演算する目標回転速度補正量演算手段とを備えて、前記負荷変動が検出されたときに前記アイドル制御時目標開度演算手段に与える目標回転速度を前記目標回転速度補正量演算手段により演算された補正量だけ補正することにより、前記アイドル制御時目標開度演算手段に前記補正後目標開度を演算させるように構成されている請求項1,2又は3に記載のエンジン駆動システム。
- 前記電子制御ユニットは、前記発電機の負荷のうち、前記エンジンのアイドル運転時に前記出力端子に接続されることがある少なくとも一つの負荷を被制御負荷として、該被制御負荷の投入及び遮断を制御する負荷投入・遮断制御手段を更に備え、
前記負荷変動検出手段は、前記負荷投入・遮断制御手段から前記負荷が投入されることの情報及び負荷が遮断されることの情報を取得して前記負荷の変動を検出するように構成されている請求項1ないし5の何れか一つに記載のエンジン駆動システム。 - 前記目標開度設定手段は、前記負荷変動検出手段が前記負荷投入・遮断制御手段から前記負荷が投入されることの情報を取得して負荷変動を検出したときに、投入される負荷の大きさに応じて設定した補正量だけ前記バルブ操作手段に与える目標開度を前記アイドル制御時目標開度よりも増大させるように構成され、
前記負荷投入・遮断制御手段は、前記負荷を投入することの情報を前記負荷変動検出手段に与えた後、前記バルブ操作手段に与える目標開度を増大させたことにより前記アイドル回転速度が設定された負荷投入許可回転速度まで上昇したことを確認した時に当該負荷の投入を行うように構成されている請求項6に記載のエンジン駆動システム。 - 前記目標開度設定手段は、前記負荷変動検出手段が前記負荷投入・遮断制御手段から前記負荷が遮断されることの情報を取得して負荷変動を検出したときに、遮断される負荷の大きさに応じて設定した補正量だけ前記バルブ操作手段に与える目標開度を前記アイドル制御時目標開度よりも減少させるように構成され、
前記負荷投入・遮断制御手段は、前記負荷を遮断することの情報を前記負荷変動検出手段に与えた後、前記バルブ操作手段に与える目標開度を減少させたことにより前記アイドル回転速度が設定された負荷遮断許可回転速度まで低下したことを確認した時に当該負荷の遮断を行うように構成されている請求項6又は7に記載のエンジン駆動システム。 - 前記出力端子間にバッテリが接続され、
前記負荷変動検出手段は、前記出力端子間の電圧変化を検出したときに前記負荷変動を検出するように構成され、
前記目標開度設定手段は、前記負荷変動が検出されたときに前記出力端子間の電圧変化の度合いに応じて前記補正量を求めるように構成されている請求項1ないし6の何れか一つに記載のエンジン駆動システム。 - 前記出力端子間にバッテリが接続され、
前記負荷変動検出手段は、前記出力端子間の電圧変化を検出したときにも前記負荷変動を検出するように構成されている請求項6又は7に記載のエンジン駆動システム。 - 前記出力端子間の電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングするサンプリング手段が設けられ、
前記目標開度設定手段は、前記サンプリング手段が新たにサンプリングした電圧が前回サンプリングした電圧よりも設定値以上低下しているときに、前記バルブ操作手段に与える目標開度をその低下量に応じて設定した補正量だけ前記アイドル制御時目標開度よりも増加させるように構成されている請求項9又は10に記載のエンジン駆動システム。 - 前記出力端子間の電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングするサンプリング手段が設けられ、
前記目標開度設定手段は、前記サンプリング手段が新たにサンプリングした電圧が前回サンプリングした電圧よりも設定値以上上昇しているときに、前記バルブ操作手段に与える目標開度をその上昇量に応じて設定した補正量だけ前記アイドル制御時目標開度よりも減少させるように構成されている請求項9又は10に記載のエンジン駆動システム。 - 前記出力端子に接続される負荷の投入及び遮断を検出する負荷投入・遮断検出手段が設けられ、前記負荷変動検出手段は、前記負荷投入・遮断検出手段から負荷が投入されることの情報を取得したとき及び負荷が遮断されることの情報を取得したときに前記発電機の負荷変動を検出するように構成されている請求項1ないし5のいずれか一つに記載のエンジン駆動システム。
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