JP2009240070A - Controller for alternator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の走行状態に応じてオルタネータにおける発電の停止及び開始を制御可能なオルタネータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to an alternator control device capable of controlling the stop and start of power generation in an alternator according to the running state of a vehicle.
車両に搭載されているオルタネータは、エンジンにより駆動されており、クランクシャフトプーリから駆動ベルトを介してオルタネータプーリに回転が伝達される。即ち、オルタネータは、エンジンが発生するエンジントルクにより発電する。従って、バッテリは、オルタネータが発電することで充電され、バッテリを充電する充電制御は、オルタネータの制御装置がオルタネータを制御することで行われる。 An alternator mounted on a vehicle is driven by an engine, and rotation is transmitted from a crankshaft pulley to an alternator pulley via a drive belt. That is, the alternator generates electric power with the engine torque generated by the engine. Therefore, the battery is charged when the alternator generates power, and charging control for charging the battery is performed by the alternator control device controlling the alternator.
一方で、オルタネータが発電すると、エンジンが駆動するときの負荷となる。そこで、エンジントルクをオルタネータの発電により発生する負荷により制御することが考えられている。 On the other hand, when the alternator generates power, it becomes a load when the engine is driven. Therefore, it is considered that the engine torque is controlled by a load generated by the power generation of the alternator.
例えば、下記特許文献1のエンジン制御システムでは、エンジトルクを低下させるときに、オルタネータに搭載された励磁コイルの通電量を増加制御することで、発生する発電負荷によりエンジンの出力軸に加えられる負荷が増加し、エンジトルクが低下する。 For example, in the engine control system of Patent Document 1 below, when the engine torque is reduced, the load applied to the output shaft of the engine by the generated power generation load is controlled by increasing the energization amount of the excitation coil mounted on the alternator. Increases and engine torque decreases.
上述した従来のエンジン制御システムにあっては、エンジントルクを制御するために、オルタネータの停止と駆動を繰り返し行う。この場合、オルタネータを停止した状態から発電のための駆動を開始するとき、立ち上がり遅れ時間が発生する。 In the conventional engine control system described above, the alternator is stopped and driven repeatedly in order to control the engine torque. In this case, a rise delay time occurs when driving for power generation is started from a state where the alternator is stopped.
即ち、オルタネータは、通常、発電時にのみ、初期励磁電流をバッテリから流すが、発電が開始した後は、自らの発電により励磁電流を流す。オルタネータは、一定の発電要求があれば、制御回路のスイッチングがOFFとなっていても、コイルの働きで励磁電流が流れ続ける。ところが、オルタネータに対して発電要求がない状態が継続すると、励磁電流が所定の閾値以下となり、発電開始時と同様に、バッテリから励磁電流が流れる状態となり、発電していない状態が発生する。この発電電流の立ち上がり時、つまり、オルタネータの負荷トルクの立ち上がり時に、無駄時間が発生する。この無駄時間は、オルタネータの発電電圧がバッテリ電圧を越えて電流が流れ続けるまで続くこととなり、ここに立ち上がり遅れ時間が発生する。 In other words, the alternator normally allows an initial excitation current to flow from the battery only during power generation, but after the power generation starts, causes the excitation current to flow due to its own power generation. In the alternator, if there is a certain power generation request, the exciting current continues to flow by the action of the coil even if the switching of the control circuit is OFF. However, if a state in which there is no power generation request for the alternator continues, the excitation current becomes equal to or less than a predetermined threshold value, and the excitation current flows from the battery, as in the start of power generation, and a state in which no power generation occurs. When this generated current rises, that is, when the load torque of the alternator rises, dead time occurs. This dead time continues until the power generation voltage of the alternator exceeds the battery voltage and the current continues to flow, and a rise delay time occurs here.
本発明は、このような問題を解決するものであって、オルタネータにより車両の駆動力を制御可能とすると共に、制御遅れを抑制して高精度な制御を可能とするオルタネータの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and provides an alternator control device that enables control of the driving force of a vehicle by an alternator and enables high-precision control by suppressing a control delay. For the purpose.
上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明のオルタネータの制御装置は、車両の走行状態に応じてオルタネータにおける発電量を制御可能な発電制御手段と、前記オルタネータへの発電停止指令を検出する発電停止検出手段と、前記オルタネータにおける励磁電流値を推定または検出する励磁電流値推定検出手段と、該励磁電流値推定検出手段が推定または検出した励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する励磁電流減衰時間検出手段と、前記発電停止検出手段が前記オルタネータへの発電停止指令を検出した後、前記励磁電流減衰時間検出手段が推定した減衰時間が経過する前に前記オルタネータの発電を開始する発電開始タイミング設定手段と、を備えることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an alternator control device according to the present invention includes a power generation control unit capable of controlling a power generation amount in an alternator according to a running state of a vehicle, and a power generation stop to the alternator. A power generation stop detection means for detecting a command, an excitation current value estimation detection means for estimating or detecting an excitation current value in the alternator, and the excitation current value based on the excitation current value estimated or detected by the excitation current value estimation detection means Excitation current decay time detection means for estimating the decay time until a value is equal to or less than a predetermined value, and after the power generation stop detection means detects a power generation stop command to the alternator, the excitation current decay time detection Power generation start timing setting means for starting power generation of the alternator before the decay time estimated by the means elapses. We are an butterfly.
本発明のオルタネータの制御装置では、前記励磁電流値推定検出手段は、前記オルタネータへの発電停止指令を出力する前の発電状況に基づいて励磁電流値を推定することを特徴としている。 In the alternator control device according to the present invention, the excitation current value estimation detection means estimates the excitation current value based on a power generation state before outputting a power generation stop command to the alternator.
本発明のオルタネータの制御装置では、前記励磁電流減衰時間検出手段は、前記オルタネータへの発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出する発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定することを特徴としている。 In the alternator control device of the present invention, the excitation current decay time detection means includes an initial value of the excitation current at the time of power generation stop command output calculated from an integrated value of power generation time before outputting the power generation stop command to the alternator. The attenuation time until the excitation current becomes a predetermined value or less is estimated based on the decay time constant of the excitation current.
本発明のオルタネータの制御装置によれば、オルタネータへの発電停止指令を検出した後、推定した減衰時間が経過する前にオルタネータの発電を開始するようにしている。従って、オルタネータにより車両の駆動力を制御することができると共に、オルタネータの発電開始遅れを抑制し、高精度な制御を可能とすることができる。 According to the alternator control device of the present invention, after the power generation stop command to the alternator is detected, power generation of the alternator is started before the estimated decay time elapses. Therefore, the alternator can control the driving force of the vehicle, and can suppress the power generation start delay of the alternator, thereby enabling highly accurate control.
以下に、本発明に係るオルタネータの制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Embodiments of an alternator control apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.
図1は、本発明の実施例1に係るオルタネータの制御装置を表す概略構成図、図2は、実施例1のオルタネータ制御部の制御ブロック図である。図3は、実施例1のオルタネータの制御装置の作動制御を表すフローチャート、図4は、オルタネータ発電停止から発電開始までの零時電流値の変化を表すグラフである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an alternator control apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a control block diagram of an alternator control unit according to the first embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing the operation control of the alternator control apparatus according to the first embodiment, and FIG. 4 is a graph showing a change in the zero-time current value from the alternator power generation stop to the power generation start.
本実施例のオルタネータの制御装置において、図1に示すように、オルタネータ11は、ロータコイル12とステータコイル13とダイオード整流器14を有している。従って、このロータコイル12に励磁電流が流れることで、周囲のステータコイル13で発電が行われ、このステータコイル13からの三相交流出力がダイオード整流器14により直流に変換されて出力される。そして、ダイオード整流器14は、バッテリ15に接続されている。
In the alternator control device of this embodiment, as shown in FIG. 1, the
オルタネータ11は、ロータコイル12の励磁電流を制御する電圧レギュレータ16を内蔵している。この電圧レギュレータ16は、オルタネータ制御部17を有している。このオルタネータ制御部17には、第1トランジスタ18のベース端子が接続され、この第1トランジスタ18は、コレクタ端子がロータコイル12に接続されてからステータコイル13の出力側に接続される一方、エミッタ端子が接地されると共に、ステータコイル13の入力側に接続されている。従って、オルタネータ制御部17は、第1トランジスタ18をオン/オフ制御することで、ロータコイル12の励磁電流を制御してオルタネータ11の出力電圧を制御する。
The
また、オルタネータ制御部17には、バッテリ15が直接接続されると共に、イグニッションキー(IG)スイッチ19が接続されている。第2トランジスタ20は、ベース端子がオルタネータ制御部17に接続され、コレクタ端子がIGスイッチ19を介してバッテリ15に接続される一方、エミッタ端子が接地されている。
The
更に、補機などの負荷装置21は、切換スイッチ22、IGスイッチ19を介してオルタネータ制御部17に接続されている。
Further, the
このように構成された実施例1のオルタネータの制御装置では、外部の電子制御ユニット(ECU)31からオルタネータ11を制御可能となっており、車両の走行状態に応じてオルタネータ11における発電量を制御可能となっている。そのため、ECU31は、電圧レギュレータ16のオルタネータ制御部17に接続されている。また、このECU31には、車輪速センサ32が接続されている。
In the alternator control apparatus according to the first embodiment configured as described above, the
即ち、実施例1のオルタネータの制御装置にて、図2に示すように、オルタネータ制御部17は、オルタネータ11における発電量を制御可能な発電制御部101と、ECU31から入力される車両の走行状態に応じてオルタネータ11の発電停止タイミングを設定する発電停止タイミング設定部102と、ECU31から入力される車両の走行状態に応じてオルタネータ11の発電開始タイミングを設定する発電開始タイミング設定部103とを有している。また、オルタネータ制御部17は、オルタネータ11への発電停止指令を検出する発電停止検出部104と、オルタネータ11における励磁電流値を推定してこの励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する発電減衰時間検出部(励磁電流減衰時間検出部)105とを有し、発電開始タイミング設定部103は、発電停止検出部104がオルタネータ11への発電停止指令を検出した後、発電減衰時間検出部105が推定した減衰時間が経過する前にオルタネータ11の発電を開始するようにしている。
That is, in the alternator control apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
この場合、発電減衰時間検出部105は、オルタネータ11における励磁電流値を推定または検出する励磁電流値推定検出部を有している。この励磁電流値推定検出部は、オルタネータ11への発電停止指令を出力する前の発電状況に基づいて励磁電流値を推定する。
In this case, the power generation decay
具体的に、オルタネータ制御部17の発電減衰時間検出部105は、オルタネータ11への発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出した発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定する。
Specifically, the power generation decay
ここで、実施例1のオルタネータの制御装置における作動制御を図3のフローチャートに基づいて詳細に説明する。 Here, the operation control in the alternator control apparatus of Embodiment 1 will be described in detail based on the flowchart of FIG.
実施例1のオルタネータの制御装置における作動制御において、図3に示すように、ステップS11にて、オルタネータ制御部17は、オルタネータ11が発電停止(OFF)の指令を出力したかどうかを判定する。ここで、オルタネータ11が停止指令を出力していないと判定されたら、ステップS17にて、カウントtをリセットする。一方、オルタネータ11が停止指令を出力したと判定されたら、ステップS12にて、オルタネータ11の励磁電流If0を推定する。この場合、オルタネータ制御部17は、発電停止以前の発電時間の積分値から発電停止時の励磁電流の初期値を推定し、励磁電流If0とする。
In the operation control in the alternator control apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, in step S <b> 11, the
このステップS12で、オルタネータ11の励磁電流If0が推定されたら、ステップS13にて、この励磁電流If0と励磁電流における減衰の時定数τに基づいて励磁電流が予め設定された所定値K1以下となるまでの減衰時間t0−estを算出する。そして、ステップS14にて、カウントtを開始する。この場合、所定値K1とは、オルタネータ11の励磁電流が所定値K1になると、発電を開始したときに遅れが発生する値である。
When the excitation current If 0 of the
そして、ステップS15にて、経過時間tが算出した減衰時間t0−estを超えたかどうかを判定する。ここで、経過時間tが減衰時間t0−estを超えたと判定されたら、ステップS16にて、オルタネータ11の微小発電を開始する。従って、オルタネータ11の励磁電流が所定値K1以下となる前に微小発電を開始することで、いつ発電を開始しても制御遅れが発生することはない。
In step S15, it is determined whether or not the elapsed time t has exceeded the calculated decay time t0 -est . Here, if it is determined that the elapsed time t has exceeded the decay time t0 -est , in step S16, the micro-power generation of the
上述したオルタネータの制御装置における作動制御を時系列的に説明すると、図4に示すように、時間t=0でオルタネータ11の発電停止指令が出力されると、励磁電流If0が徐々に低下していく。そして、経過時間tが減衰時間t0−estを超えると、励磁電流が所定値K1以下となる。そのため、励磁電流If0が所定値K1以下となる前に微小発電を開始するため、励磁電流If0を常時所定値K1より高く維持することができる。
The operation control in the alternator control device described above will be described in time series. As shown in FIG. 4, when a power generation stop command for the
このように実施例1のオルタネータの制御装置にあっては、車両の走行状態に応じてオルタネータ11における発電量を制御可能な発電制御部101と、オルタネータ11への発電停止指令を検出する発電停止検出部104と、オルタネータ11における励磁電流値を推定してこの励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する発電減衰時間検出部105と、発電停止検出部104がオルタネータ11への発電停止指令を検出した後、発電減衰時間検出部105が推定した減衰時間が経過する前にオルタネータ11の発電を開始する発電開始タイミング設定部103とを設けている。
As described above, in the alternator control device according to the first embodiment, the power generation control unit 101 that can control the power generation amount in the
従って、オルタネータ11への発電停止指令が出力された後、減衰時間が経過する前にオルタネータ11の発電を開始することで、オルタネータ11は、励磁電流が制御遅れが発生する所定値以下となることはなく、励磁電流は、常時、所定値より高く維持さけることとなり、オルタネータ11により車両の駆動力を制御することができると共に、オルタネータ11の発電開始遅れを抑制し、高精度な制御を可能とすることができる。
Therefore, after the power generation stop command to the
また、実施例1のオルタネータの制御装置では、発電減衰時間検出部105は、オルタネータ11への発電停止指令を出力する前の発電状況に基づいて励磁電流値を推定している。従って、励磁電流値を精度良く推定することができる。
In the alternator control apparatus according to the first embodiment, the power generation decay
また、実施例1のオルタネータの制御装置では、発電減衰時間検出部105は、オルタネータ11への発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出する発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定している。従って、励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を高精度に推定することができる。
Further, in the alternator control apparatus according to the first embodiment, the power generation decay
図5は、本発明の実施例2に係るオルタネータの制御装置を表す概略構成図、図6は、実施例2のオルタネータの制御装置の作動制御を表すフローチャートである。なお、本実施例のオルタネータの制御装置における制御ブロックは、上述した実施例1とほぼ同様であり、図2を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an alternator control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. 6 is a flowchart illustrating operation control of the alternator control apparatus according to Embodiment 2. The control block in the alternator control device of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment described above, and will be described with reference to FIG. 2 and a member having the same function as that described in this embodiment. Are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
実施例2のオルタネータの制御装置において、図2及び図5に示すように、オルタネータ制御部17は、発電制御部101と、発電停止タイミング設定部102と、発電開始タイミング設定部103とを有している。また、オルタネータ制御部17は、発電停止検出部104と、発電減衰時間検出部105とを有し、発電開始タイミング設定部103は、発電停止検出部104がオルタネータ11への発電停止指令を検出した後、発電減衰時間検出部105が推定した減衰時間が経過する前にオルタネータ11の発電を開始するようにしている。
In the alternator control apparatus according to the second embodiment, as shown in FIGS. 2 and 5, the
この場合、発電減衰時間検出部105は、オルタネータ11における励磁電流値を検出する励磁電流検出センサ41を有し、この励磁電流検出センサ41の検出結果に基づいて励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定している。
In this case, the power generation decay
具体的に、オルタネータ制御部17の発電減衰時間検出部105は、オルタネータ11への発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出した発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定する。
Specifically, the power generation decay
ここで、実施例2のオルタネータの制御装置における作動制御を図6のフローチャートに基づいて詳細に説明する。 Here, the operation control in the alternator control apparatus of Embodiment 2 will be described in detail based on the flowchart of FIG.
実施例2のオルタネータの制御装置における作動制御において、図6に示すように、ステップS21にて、オルタネータ制御部17は、オルタネータ11が発電停止(OFF)の指令を出力したかどうかを判定する。ここで、オルタネータ11が停止指令を出力していないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、オルタネータ11が停止指令を出力したと判定されたら、ステップS22にて、オルタネータ制御部17は、励磁電流検出センサ41が検出したオルタネータ11の励磁電流Ifを読み込む。
In the operation control in the alternator control apparatus according to the second embodiment, as shown in FIG. 6, in step S <b> 21, the
このステップS22で、オルタネータ11の励磁電流Ifを読み込んだら、ステップS23にて、この励磁電流Ifが予め設定された所定値K1より低いかどうかを判定する。ここで、オルタネータ11の励磁電流Ifが所定値K1より低くないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、オルタネータ11の励磁電流Ifが所定値K1より低いと判定されたら、ステップS24にて、オルタネータ11の微小発電を開始する。従って、オルタネータ11の励磁電流が所定値K1以下となる前に微小発電を開始することで、いつ発電を開始しても制御遅れが発生することはない。
In step S22, After reading the exciting current If of the
このように実施例2のオルタネータの制御装置にあっては、オルタネータ11における励磁電流値を検出する励磁電流検出センサ41を設け、発電開始タイミング設定部103は、励磁電流検出センサ41が検出した励磁電流が予め設定された所定値より低いときに、オルタネータ11の発電を開始している。
As described above, in the alternator control apparatus according to the second embodiment, the excitation current detection sensor 41 for detecting the excitation current value in the
従って、オルタネータ11への発電停止指令が出力された後、励磁電流が所定値より低くなる前にオルタネータ11の発電を開始することで、オルタネータ11は、励磁電流が制御遅れが発生する所定値以下となることはなく、励磁電流は、常時、所定値より高く維持されることとなり、オルタネータ11により車両の駆動力を制御することができると共に、オルタネータ11の発電開始遅れを抑制し、高精度な制御を可能とすることができる。
Therefore, after the power generation stop command to the
以上のように、本発明に係るオルタネータの制御装置は、車両の走行状態に応じてオルタネータにおける発電の停止及び開始を制御可能なものに有用であり、いずれのオルタネータに好適することができる。 As described above, the alternator control device according to the present invention is useful for controlling the stop and start of power generation in the alternator according to the traveling state of the vehicle, and can be suitable for any alternator.
11 オルタネータ
17 オルタネータ制御部
31 電子制御ユニット(ECU)
101 発電制御部
102 発電停止タイミング設定部
103 発電開始タイミング設定部
104 発電停止検出部
105 発電減衰時間検出部(励磁電流減衰時間検出部)
11
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Power
Claims (3)
前記オルタネータへの発電停止指令を検出する発電停止検出手段と、
前記オルタネータにおける励磁電流値を推定または検出する励磁電流値推定検出手段と、
該励磁電流値推定検出手段が推定または検出した励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する励磁電流減衰時間検出手段と、
前記発電停止検出手段が前記オルタネータへの発電停止指令を検出した後、前記励磁電流減衰時間検出手段が推定した減衰時間が経過する前に前記オルタネータの発電を開始する発電開始タイミング設定手段と、
を備えることを特徴とするオルタネータの制御装置。 Power generation control means capable of controlling the power generation amount in the alternator according to the running state of the vehicle;
Power generation stop detection means for detecting a power generation stop command to the alternator;
Exciting current value estimation detecting means for estimating or detecting an exciting current value in the alternator;
An excitation current decay time detection means for estimating an decay time until the excitation current value becomes a predetermined value or less based on the excitation current value estimated or detected by the excitation current value estimation detection means;
Power generation start timing setting means for starting power generation of the alternator before the decay time estimated by the excitation current decay time detection means elapses after the power generation stop detection means detects a power generation stop command to the alternator;
An alternator control device comprising:
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