JP2013173408A - Control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載され、エンジン回転を伝達することによりオルタネータその他の補機を駆動するシステムの制御に関する。 The present invention relates to control of a system that is mounted on a vehicle and drives an alternator and other auxiliary machines by transmitting engine rotation.
一般に自動車では、内燃機関の出力の一部を利用して発電を行い、その発電した電力をバッテリに充電するとともに、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、照明灯、エアコンディショナやラジエータを空冷するファンのモータ、ヒータ、デフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステムといった種々の電気負荷（電装機器）に供給している。具体的には、内燃機関のクランクシャフトに固設されたクランクプーリ駆動を起点として、オルタネータプーリ、エアコンのコンプレッサプーリ、ウォーターポンププーリ等の補機類を回転させるようにしている（例えば、特許文献１を参照）。このようなものにおいては、補機類にかかる電気負荷が高いときには、クランクプーリへの負荷が高まる。特に、近年の電装機器増加により、オルタネータ定格出力が大きなものが採用される傾向であり、ベルト滑り（スリップ）が発生しやすくなっている。 In general, an automobile generates power using a part of the output of an internal combustion engine, charges the generated power to a battery, and air-cools an electronic control unit, an illumination lamp, an air conditioner, and a radiator. It is supplied to various electric loads (electrical equipment) such as fan motors, heaters, defoggers, audio equipment, and car navigation systems. Specifically, starting from a crank pulley drive fixed to a crankshaft of an internal combustion engine, auxiliary machines such as an alternator pulley, an air conditioner compressor pulley, and a water pump pulley are rotated (for example, Patent Documents). 1). In such a thing, when the electrical load concerning auxiliary machines is high, the load to a crank pulley increases. In particular, due to an increase in electrical equipment in recent years, there is a tendency to adopt a high alternator rated output, and belt slipping (slip) is likely to occur.
そして、このベルト滑りが発生すると、ベルトの鳴きや、スリップとグリップとが交互に発生することにより撓んだベルトがしなってバチバチいう叩き音等のベルト異音が生じるという問題がある。 When this belt slip occurs, there is a problem that the belt squeals or the belt is bent due to the occurrence of slip and grip alternately, and belt noise such as a beep is generated.
特許文献１に記載のものは、このようなベルト異音の発生を抑制すべく、内燃機関の回転数や負荷状態に基づいてベルトの張力が高くなるように制御するものである。しかしながら、実際にベルトが滑ったかどうかに関係なく内燃機関の回転数及び負荷状態によってベルトの張力が制御されているため、ベルトの異常や外的要因（例えば、ボンネットに入り込んでしまった雨水等がベルトに掛かったときや、エアコンのスイッチオン等補機の電気負荷が過大となるとき、あるいは電気負荷の急変時や、トランスミッションのロックアップ制御等による回転変動増加等）によってベルトが滑ることに対しては考慮されていない。また、ベルト張力調整プーリーなどを設ける必要があるため部品点数が増え、重量やコストの増加が生じるという問題もある。 The device described in Patent Document 1 controls the belt tension to be high based on the rotation speed and load state of the internal combustion engine in order to suppress the occurrence of such belt noise. However, the belt tension is controlled by the rotational speed and load state of the internal combustion engine regardless of whether or not the belt actually slipped. Therefore, abnormalities of the belt and external factors (for example, rainwater that has entered the bonnet) When the belt slips on the belt, when the electrical load of the auxiliary equipment such as the air conditioner switch-on is excessive, or when the electrical load suddenly changes or the rotational fluctuation increases due to transmission lock-up control, etc.) Is not considered. In addition, since it is necessary to provide a belt tension adjusting pulley or the like, there is a problem that the number of parts increases, resulting in an increase in weight and cost.
本発明は、発電機プーリに対するベルトの滑りの発生を検出することを目的としている。 An object of the present invention is to detect the occurrence of slipping of a belt with respect to a generator pulley.
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような構成を採用したものである。すなわち、本発明に係る制御装置は、内燃機関のクランクシャフトに固設されたクランクプーリと発電機に固設された発電機プーリとにベルトが巻き掛けられており、車両に搭載され前記クランクシャフトの回転を伝達することにより発電機を駆動し発電を行うシステムを制御するものであって、前記発電機の発電量を指示するレギュレータから指示された指示発電量の値と、前記発電機が実際に発電した実発電量の値とを比較して、実発電量の値と指示発電量の値との間に所定量以上の変動があった場合に、発電機プーリに対してベルトの滑りが発生していると判定することを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above-described problems. That is, in the control device according to the present invention, a belt is wound around a crank pulley fixed to a crankshaft of an internal combustion engine and a generator pulley fixed to a generator. A system that drives the generator to generate power by transmitting the rotation of the generator, and controls the value of the indicated power generation amount instructed by the regulator that indicates the power generation amount of the generator, and the generator actually Compared with the actual power generation value generated in the previous step, if there is a fluctuation of a predetermined amount or more between the actual power generation value and the indicated power generation value, the belt slips against the generator pulley. It is characterized by determining that it has occurred.
このようなものであれば、クランクシャフトの回転数がベルトの回転速度よりも大きくなった状態、すなわち、クランクプーリまたは発電機プーリにかかるベルトが滑ってベルト駆動が遅れるため、発電機の発電量の低下や変動が発生する。したがって、この変化を検知してベルトの滑りの発生を検出することができる。そして、ベルトの滑りに起因した異音を早期に改善することができる。 If this is the case, the amount of power generated by the generator is reduced because the rotation of the crankshaft is greater than the rotational speed of the belt, that is, the belt on the crank pulley or generator pulley slips and the belt drive is delayed. Decrease and fluctuations occur. Therefore, it is possible to detect the occurrence of the belt slip by detecting this change. And the abnormal noise resulting from the slip of a belt can be improved at an early stage.
また、前記ベルトの滑りが発生している状態を検知した場合に、前記発電機の発電量を低下させるように前記レギュレータの制御を行うものが好ましい。なお、「発電量を低下させる」には、発電量を完全にカットしてしまうものも含む。 In addition, it is preferable that the regulator is controlled so as to reduce the power generation amount of the generator when the state where the belt slips is detected. Note that “reducing the power generation amount” includes those that completely cut the power generation amount.
本発明は、以上のような構成であるから、発電機プーリに対するベルトの滑りの発生を検出することができる。 Since this invention is the above structures, generation | occurrence | production of the slip of the belt with respect to a generator pulley is detectable.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment.
本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition gasoline engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-
図２に、本実施形態における発電システムの等価回路を示す。オルタネータ１１０は、ベルト及びプーリを要素とする巻掛伝動機構等を介して内燃機関のクランクシャフトに接続しており、クランクシャフトの回転に従動して回転し発電する。オルタネータ１１０は、ステータに巻回されたステータコイル１１１と、ステータの内側に配置され回転するロータに巻回されたフィールドコイル１１２とを有する。ステータコイル１１１は三相コイルであり、三相交流の誘起電流を発電する。この誘起電流は、レクティファイヤ（整流器）１１３によって直流電流とした上でバッテリ１２０に蓄電する。
FIG. 2 shows an equivalent circuit of the power generation system in the present embodiment. The
オルタネータ１１０が発電し出力する電圧の大きさは、レギュレータ１３０を介して制御される。レギュレータ１３０は、オルタネータ１１０に付帯するＩＣ式の既知のものであり、オルタネータ１１０の出力電圧を少なくとも二段階に切り替えることが可能である。
The magnitude of the voltage generated and output by the
より詳しく述べると、レギュレータ１３０は、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ等に代表されるパワーデバイス（電力用半導体素子）を用いた切換回路１３１を介してフィールドコイル１１２に通電する。そして、パワーデバイスのスイッチ動作により、フィールドコイル１１２への通電をＯＮ／ＯＦＦする。オルタネータ１１０の出力電圧、即ちステータコイル１１１に誘起される電圧は、フィールドコイル１１２を流れるフィールド電流のＤＵＴＹ比、即ちｆＤＵＴＹに比例して大きくなる。レギュレータ１３０の電圧制御回路１３２は、本実施形態の制御装置たるＥＣＵ０からオルタネータ１１０の出力電圧を指令する信号ｌを受け付け、その指令された出力電圧を実現するようにｆＤＵＴＹを調節するＰＷＭ制御を行う。
More specifically, the
上記のＰＷＭ制御により、オルタネータ１１０の出力電圧、ひいてはオルタネータ１１０の発電電力を増減させることができる。オルタネータ１１０からバッテリ１２０への充電量、及び／または、オルタネータ１１０から種々の電気負荷（照明灯、エアコンディショナやラジエータを空冷するファンのモータ、ヒータ、デフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、その他）への給電量は、ｆＤＵＴＹが高いほど増加し、ｆＤＵＴＹが低いほど減少する。
By the PWM control described above, the output voltage of the
内燃機関の運転及び補機の制御を司るＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 The ECU 0 that controls the operation of the internal combustion engine and the control of the auxiliary machine is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.
入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号（Ｎ信号）ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、変速機を作動させる作動油の油温を検出する油温センサから出力される作動油温信号ｇ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号（Ｇ信号）ｈ、バッテリ１２０の充電状態（バッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度）を検出するセンサから出力されるバッテリ信号ｎ、オルタネータ１１０の出力電圧を検出するセンサから出力される出力電圧信号ｐ、並びに、照明灯、エアコンディショナ、ヒータ、デフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム等を稼働させることを要望するユーザの手によって操作される操作入力デバイス（操作スイッチ、ボタン、タッチパネル等）から与えられる信号ｏ等が入力される。
The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal (N signal) b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed, An accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the opening of the
出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、レギュレータ１３０に対して出力電圧指令信号ｌ、並びに、照明灯、エアコンディショナ、ヒータ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム等を稼働させるための制御信号ｍ等を出力する。制御信号ｍには、内燃機関のクランクシャフトから冷媒圧縮用のコンプレッサへの回転駆動力の伝達を媒介するマグネットクラッチを断接切換するための信号や、照明灯、ファンモータ、ヒータ、デフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム等の各々への通電をＯＮ／ＯＦＦするための信号が含まれる。
From the output interface, an ignition signal i for the igniter of the
ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｎ、ｏ、ｐを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。また、バッテリ１２０の充電状態や、エアコンディショナ、照明灯その他の電気負荷の稼働状況を知得するとともに、オルタネータ１１０において供給するべき発電量を推算する。そして、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、オルタネータ１１０の出力電圧といった運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。ＥＣＵ０は、運転パラメータ及びユーザの操作に対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍを出力インタフェースを介して印加する。
The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 obtains various information a, b, c, d, e, f, g, h, n, o, and p necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface and knows the engine speed. The amount of intake air charged in the cylinder 1 is estimated. In addition, the state of charge of the
オルタネータ１１０の出力電圧に関して補足する。広汎に普及している車両用オルタネータ１１０のレギュレータ１３０では、オルタネータ１１０の出力電圧を二段階、例えばＨＩ電位＝約１４．５ＶまたはＬＯ電位＝約１２．８Ｖに切り替えることができる。この場合のＥＣＵ０は、レギュレータ１３０に対し、オルタネータ１１０の出力電圧をＨＩ電位とするか、ＬＯ電位とするかを指令する信号ｌを入力する。
The output voltage of the
なお、レギュレータ１３０として、オルタネータ１１０の出力電圧を所定範囲、例えば１２Ｖ〜１５．５Ｖの間で連続的に変えることのできるリニアレギュレータを採用することもできる。この場合のＥＣＵ０は、レギュレータ１３０に対し、オルタネータ１１０の出力電圧を上記範囲内の何れの値にするかを指令する信号ｌを入力する。
As the
以降の説明では、比較的高位の電圧値をＨＩ電位、比較的低位の電圧値をＬＯ電位と呼称するが、その具体的な数値は一意に限定されない。ＬＯ電位は、バッテリ１２０の電圧以下またはバッテリ１２０の電圧に近い低電圧に定めることが望ましい。バッテリ電圧はバッテリ１２０の充電状態等に応じて上下するものの、通常は所定電圧、例えば１２Ｖ以上である。
In the following description, a relatively high voltage value is referred to as a HI potential, and a relatively low voltage value is referred to as a LO potential. However, specific numerical values are not uniquely limited. The LO potential is desirably set to a voltage lower than the voltage of the
オルタネータ１１０は、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の供給を受けて回転し発電する。であるから、内燃機関から見ればオルタネータ１１０は機械負荷となる。その機械負荷は、オルタネータ１１０による発電量が大きいほど大きくなる。
The
オルタネータ１１０の出力電圧がバッテリ１２０の電圧を超越するとき、バッテリ１２０が充電され、かつオルタネータ１１０から電気負荷に電力が供給される。つまり、オルタネータ１１０がクランクシャフトの回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。バッテリ１２０への充電量及び電気負荷への給電量は、オルタネータ１１０の出力電圧とバッテリ電圧との電位差に依存する。
When the output voltage of the
逆に、オルタネータ１１０の出力電圧がバッテリ電圧に満たないか、バッテリ電圧に近いときには、バッテリ１２０が充電されず、またオルタネータ１１０からは電気負荷に電力が供給されない（バッテリ１２０から電気負荷に電力供給されることはある）。つまり、オルタネータ１１０が仕事をしない、またはオルタネータ１１０がする仕事が小さくなる。
Conversely, when the output voltage of the
要するに、ＥＣＵ０からレギュレータ１３０にＨＩ電位を指令するとエンジン回転に対するオルタネータ１１０の機械負荷が増し、ＬＯ電位を指令するとエンジン回転に対するオルタネータ１１０の機械負荷が減る。
In short, when the HI potential is commanded from the ECU 0 to the
オルタネータ１１０の発電量は、基本的に、車速が低いほど少なく、車速が高いほど多くする。車速が十分に高い領域では、オルタネータ１１０の発電に起因するエンジン回転の減速は問題とならず、発電量を制限する必要は乏しい。また、車速が低い領域では、駆動系のトルクコンバータにおけるロックアップが解除されるため、発電量を多くしても車両（の車軸）が急制動されることはない。故に、トルクコンバータのロックアップが開始される車速の近傍、またはロックアップが開始される車速よりも若干低い車速の領域において、発電量を最も少なくする。
The power generation amount of the
発電量に影響を与える要素は、車速だけではない。内燃機関の温度を示唆する冷却水温や、変速機の温度を示唆する変速機（及び、トルクコンバータ）の作動油温が低い状況では、元来エンジン回転に対する機械負荷が高いと言える。故に、冷却水温及び／または作動油温が低いほど、発電量を少なくすることが好ましい。 Vehicle speed is not the only factor that affects power generation. In a situation where the coolant temperature indicating the temperature of the internal combustion engine and the hydraulic oil temperature of the transmission (and torque converter) indicating the temperature of the transmission are low, it can be said that the mechanical load with respect to the engine rotation is originally high. Therefore, it is preferable to reduce the power generation amount as the cooling water temperature and / or the hydraulic oil temperature is lower.
当然ながら、バッテリ１２０の充電状態や電気負荷の稼働状況も、発電量に影響を与える。バッテリ１２０があまり充電されていない、または電気負荷の消費電力が大きいような状況では、オルタネータ１１０による発電量を増加させる必要がある。バッテリ電圧が低い場合や電気負荷の稼働数が多い（または、消費電力が多い）場合には、バッテリ電圧が高い場合や電気負荷の稼働数が少ない（または、消費電力が少ない）場合と比べて、発電量を多くする。
Of course, the state of charge of the
総じて、ＥＣＵ０は、車速、冷却水温、作動油温、バッテリ電圧及び電気負荷の稼働状況等を参照して、レギュレータ１３０に与える出力電圧の指令ｌの内容を決定する。
In general, the ECU 0 refers to the vehicle speed, the cooling water temperature, the hydraulic oil temperature, the battery voltage, the operation status of the electric load, and the like to determine the content of the output voltage command l to be given to the
因みに、レギュレータ１３０の仕様によっては、ＥＣＵ０が検出回路１３３を介してフィールド電流の波形ｑを検出することができ、実測ｆＤＵＴＹ、ひいてはオルタネータ１１０の出力電圧または発電量を算定することが可能である。尤も、フィールドコイル１１２を流れる電流自体を直接観測して、フィールド電流の波形ｑを得ることも考えられる。
Incidentally, depending on the specifications of the
以下、図３に示すように、クランクシャフトと補機であるオルタネータ１１０、冷却水を機関各部に向けて圧送し循環させる機械式ウォーターポンプ１４０、コンプレッサ１５０との間の回転駆動力伝達について説明する。即ち、クランクシャフトに固設したクランクプーリ１６０、オルタネータプーリ１６１、ウォーターポンププーリ１６２、コンプレッサプーリ１６３にベルト１６４を巻き掛けてなる巻掛伝動機構によって、機関のクランクシャフトの回転を各プーリ１６１、１６２、１６３に伝達し、オルタネータ１１０、ウォーターポンプ１４０、コンプレッサ１５０をそれぞれ回転駆動する。先に触れたマグネットクラッチは、コンプレッサプーリ１６３とコンプレッサ１５０の駆動軸との間に介在している。このマグネットクラッチを切断しているときには、コンプレッサプーリ１６３は空回りする。即ち、クランクシャフトの回転トルクがコンプレッサプーリ１６３には伝達されるが、コンプレッサ１５０の駆動軸には伝達されず、コンプレッサ１５０は稼働しない。
Hereinafter, as shown in FIG. 3, transmission of rotational driving force between the crankshaft and the
本実施形態では、オルタネータプーリ１６０に対してベルト１６４の滑りが発生しているか否かを判定するとともに、前記ベルト１６４の滑りが発生している状態を検知した場合にベルト１６４の滑りを改善する制御を実行するＥＣＵ（制御装置）０を構成した。
In the present embodiment, it is determined whether or not the
図５に、本実施形態のＥＣＵ（制御装置）０が実行する処理の手順を示す。ＥＣＵ０は、指示電圧値と実電圧値との間に所定量以上の変動または乖離が発生しているかどうかを判断する（ステップＳ１）。すなわち、図４に示すように、オルタネータ１１０の出力電圧を指示するレギュレータ１３０から指示された指示電圧値（ここでは、ＨＩ電位）と、オルタネータ１１０が実際に出力した実電圧値とを比較する。より具体的には、指示電圧値と実電圧値との差Ｓが閾値以上である等の条件が成立したことを以て、所定量以上の変動または乖離が発生している、すなわち、オルタネータプーリ１６１に対してベルト１６４がスリップする滑り状態であると判断する。
FIG. 5 shows a procedure of processing executed by the ECU (control device) 0 of the present embodiment. The ECU 0 determines whether or not a fluctuation or deviation of a predetermined amount or more has occurred between the instruction voltage value and the actual voltage value (step S1). That is, as shown in FIG. 4, the instruction voltage value (here, HI potential) instructed from the
ステップＳ１で、滑り状態であると判断されると、レギュレータ１３０からオルタネータ１１０の指示電圧値をＬＯ電位にする指令信号ｌをレギュレータ１３０に入力する（ステップＳ２）。すなわち、ベルト１６４の滑りが発生している状態を検知した場合に、オルタネータ１１０の出力電圧を低下させるようにレギュレータ１３０からオルタネータ１１０に指示電圧値を指示する制御を行う。すなわち、ＬＯ電位を指令するとエンジン回転に対するオルタネータ１１０の機械負荷が減るため、内燃機関に対するオルタネータ１１０の機械負荷を抑制させて、ベルト１６４の滑りを解消させることができる。すなわち、ステップＳ２が実行されると、ベルト１６４の滑り状態の期間を短くすることができる。
If it is determined in step S1 that the vehicle is in the slip state, a command signal 1 for setting the indicated voltage value of the
その後、実電圧値が安定したときには（ステップＳ３）、オルタネータプーリ１６１に対するベルト１６４の滑りが解消されたと判断して、オルタネータ１１０の指示電圧値をＨＩ電位にする指令信号ｌをレギュレータ１３０に入力する（ステップＳ５）。すなわち、ベルト１６４の滑り状態が終熄した後、再び出力電圧を本来あるべき値（ＨＩ電位）に回復させる。ステップＳ５では、再度のベルト１６４の滑り発生を抑制するべく、ＬＯ電位からＨＩ電位に徐励させながら戻していく。具体的には、オルタネータ１１０の出力電圧をＬＯ電位から徐々に増大させてＨＩ電位に回復させる。すなわち、オルタネータ１１０の内燃機関に対する機械負荷を抑制しながら、ＬＯ電位からＨＩ電位に戻す。なお、本実施形態においては、徐励回路は、電圧制御回路１３２の機能として内蔵されているものを利用している。
Thereafter, when the actual voltage value is stabilized (step S3), it is determined that the slip of the
一方、ステップＳ３で実電圧値が安定しない場合には、ベルト１６４の滑り状態が所定時間以上連続しているかどうかを判断する（ステップＳ４）。すなわち、オルタネータ１１０の出力電圧を指示するレギュレータ１３０から指示された指示電圧値（ここでは、ＬＯ電位）と、オルタネータ１１０が実際に出力した実電圧値とを比較する。より具体的には、指示電圧値と実電圧値との差Ｓが閾値以上である時間が、所定時間以上連続している等の条件が成立したことを以て、ベルト１６４の滑り状態が所定時間以上連続している、すなわち、オルタネータプーリ１６１に対してベルト１６４がスリップする滑り状態が所定時間以上継続していると判断する。この場合、すなわち、指示電圧値がＬＯ電位であるにもかかわらず滑り状態から回復しない場合には、バッテリ１２０が上がってしまうのを防ぐため、オルタネータ１１０からの発電を強制的に実施させるべく、オルタネータ１１０の指示電圧値をＨＩ電位にする指令信号ｌをレギュレータ１３０に入力する（ステップＳ５）。ステップＳ５では、上述したのと同様に、電圧制御回路１３２の機能として内蔵されている徐励機能を用いて、ＬＯ電位からＨＩ電位に徐励させながら戻していく。すなわち、オルタネータ１１０の内燃機関に対する機械負荷を抑制しながら、オルタネータ１１０の出力電圧をＬＯ電位から徐々に増大させてＨＩ電位に回復させる。
On the other hand, if the actual voltage value is not stable in step S3, it is determined whether the slipping state of the
このように、本実施形態のＥＣＵ（制御装置）０は、内燃機関のクランクシャフトに固設されたクランクプーリ１６０とオルタネータ１１０に固設されたオルタネータプーリ１６１とにベルト１６４が巻き掛けられており、車両に搭載され前記クランクシャフトの回転を伝達することによりオルタネータ１１０を駆動し発電を行うシステムを制御するものであって、前記オルタネータ１１０の出力電圧を指示するレギュレータ１３０から指示された指示出力電圧の値と、前記オルタネータ１１０が実際に出力した実出力電圧の値とを比較して、実出力電圧の値と指示出力電圧の値との間に所定量以上の変動があった場合に、オルタネータプーリ１６１に対してベルト１６４の滑りが発生していると判定するものである。
As described above, in the ECU (control device) 0 of the present embodiment, the
このように、指示出力電圧の値と実出力電圧の値を検出、比較することで所定量以上の変動が発生した場合、エンジン回転速度とオルタネータ回転速度にも変動が発生していることがわかり、確実にベルト１６４の滑り状態を判断することができる。オルタネータ１１０への指示出力電圧の値は、内燃機関の運転状態、電気負荷状態、バッテリの状態に応じて最適な値に制御されており、ベルト１６４の滑りが発生していない通常は、実出力電圧が安定している一方、ベルト１６４の滑りが発生しているときは、指示出力電圧の値から実出力電圧が低下したり変動したりする。そのため、この変化を検知して、ベルト１６４の滑りの検出性を向上させることができ、このベルト滑りに起因した異音の発生の早期改善を図ることができる。
In this way, when the specified output voltage value and the actual output voltage value are detected and compared, if a fluctuation of a predetermined amount or more occurs, it can be seen that the engine speed and the alternator speed also fluctuate. The slipping state of the
また、本実施形態のＥＣＵ（制御装置）０は、ベルト１６４の滑りが発生している状態を検知した場合に、オルタネータ１１０の出力電圧をＨＩ電位からＬＯ電位へと低下させるようにレギュレータ１３０の制御を行うものである。なお、出力電力をＬＯ電位へ切り替えると、オルタネータ１１０の出力電圧がバッテリ電圧に満たないため、バッテリ１２０が充電されず、オルタネータ１１０からは電気負荷に電力が供給されない。
Further, the ECU (control device) 0 of the present embodiment, when detecting the state where the
このようなものであるので、内燃機関に対するオルタネータ１１０の機械負荷を抑制させて、早期にベルト滑り状態から復帰させることができる。すなわち、ベルト１６４の滑り状態の発生期間を短くすることで、ドライバが体感する乗り心地等のＮＶ性能を向上させることができるとともに、プーリとベルトとの空転状態を短くすることで動力損失を低減することができ、燃費を向上させることもできる。
Since it is such, the mechanical load of the
また、本実施形態のＥＣＵ（制御装置）０は、オルタネータ１１０の出力電圧を低下させた後、電圧変動が安定してから出力電圧を上げるようにしているので、ベルト１６４の滑りを抑制することができる。さらに、出力電力を上げる際には、オルタネータ１１０の出力電圧をＬＯ電位からＨＩ電位へと一気に上げることなく、徐励機能を利用して徐々に戻しているので、これによっても、ベルト１６４の滑りを抑制することができる。
In addition, since the ECU (control device) 0 of the present embodiment increases the output voltage after the voltage fluctuation is stabilized after the output voltage of the
特に、本実施形態においては、出力電圧を低下させた後、ベルト滑りが所定時間以上続く場合は、強制的に指示出力電圧の値、すなわち発電量を通常に戻しているので、オルタネータ１１０からバッテリ１２０や電気負荷への電力が供給されない状態を回避することができる。例えば、ベルト張力の異常低下等によりベルト滑りが長時間続く場合は、ベルトの滑り状態を検知してオルタネータ１１０の出力電圧を低下させたままにしておくと、発電及び充電が実行できなくなる。しかしながら、本実施形態のように時間によるオルタネータ１１０の出力電圧の強制復帰条件があれば、上述した不具合を抑制することができる。
In particular, in the present embodiment, when the belt slip continues for a predetermined time or more after the output voltage is lowered, the value of the command output voltage, that is, the power generation amount is forcibly returned to the normal value. It is possible to avoid a state in which power to 120 or the electric load is not supplied. For example, when belt slipping continues for a long time due to abnormal decrease in belt tension or the like, power generation and charging cannot be performed if the slipping state of the belt is detected and the output voltage of the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
発電機は、上述したオルタネータのような交流発電機以外に、直流発電機であってもよい。また、指示発電量の値や実発電量の値は、オルタネータの出力電圧を検出するセンサを用いて計測されるオルタネータの出力電圧の値の他に、バッテリの充電状態を検出するセンサを用いて計測されるバッテリの出力電流の値であってもよい。 The generator may be a DC generator in addition to the AC generator such as the alternator described above. In addition to the value of the output voltage of the alternator measured using a sensor that detects the output voltage of the alternator, the value of the indicated power generation amount and the value of the actual power generation amount are determined using a sensor that detects the state of charge of the battery. It may be the value of the measured output current of the battery.
制御装置が徐励機能を備えていないものである場合には、オルタネータの出力電圧が徐々に上がるように制御すればよい。具体的には、リニアレギュレータであれば、指示出力電圧の値を目標の１４．５Ｖ（ＨＩ電位）まで一気に上げるのではなく、徐々に上げるようにすればよい。また、オルタネータの出力電圧を連続的に変えることのできないレギュレータであれば、指示出力電圧の値を目標の１４．５Ｖ（ＨＩ電位）と１２．８Ｖ（ＬＯ電位）との間で交互に切り替えて、ＨＩ電位を指令する時間とＬＯ電位を指令する時間との比を徐々に増やす等して、平均で出力電圧が徐々に上がるようにすればよい。 If the control device does not have a gradual excitation function, it may be controlled so that the output voltage of the alternator gradually increases. Specifically, in the case of a linear regulator, the value of the instruction output voltage may be gradually increased instead of increasing to the target 14.5 V (HI potential) at once. If the regulator cannot change the output voltage of the alternator continuously, the value of the indicated output voltage is alternately switched between the target 14.5 V (HI potential) and 12.8 V (LO potential). The average output voltage may be gradually increased by gradually increasing the ratio between the time for commanding the HI potential and the time for commanding the LO potential.
また、ベルトの滑りが発生している状態を検知した場合に、発電機の発電量を低下させる他に、例えば、マグネットクラッチを切ってコンプレッサを稼動させない、すなわちエアコンディショナをオフにすることでエンジン負荷トルクを下げて、ベルト滑りから回復させる方法を採用してもよい。 In addition, when detecting the state of belt slippage, in addition to reducing the amount of power generated by the generator, for example, by disengaging the magnet clutch and not operating the compressor, that is, by turning off the air conditioner You may employ | adopt the method of reducing engine load torque and recovering from belt slip.
その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each unit, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、車両に搭載される内燃機関に付帯したオルタネータその他の補機の制御に利用できる。 The present invention can be used for controlling an alternator and other auxiliary equipment attached to an internal combustion engine mounted on a vehicle.
０…制御装置（ＥＣＵ）
１１０…発電機（オルタネータ）
１３０…レギュレータ
１６０…クランクプーリ
１６１…発電機プーリ（オルタネータプーリ）
１６４…ベルト
0 ... Control unit (ECU)
110 ... Generator (alternator)
130 ...
164 ... Belt
Claims (2)
前記発電機の発電量を指示するレギュレータから指示された指示発電量の値と、前記発電機が実際に発電した実発電量の値とを比較して、実発電量の値と指示発電量の値との間に所定量以上の変動があった場合に、発電機プーリに対してベルトの滑りが発生していると判定することを特徴とする制御装置。 A belt is wound around a crank pulley fixed to the crankshaft of the internal combustion engine and a generator pulley fixed to the generator, and the generator is mounted on the vehicle and transmits the rotation of the crankshaft. It controls the system that drives and generates electricity,
The value of the indicated power generation amount instructed from the regulator that indicates the power generation amount of the generator is compared with the value of the actual power generation amount actually generated by the generator, and the value of the actual power generation amount and the indicated power generation amount are compared. A control device characterized by determining that slippage of the belt has occurred with respect to the generator pulley when there is a fluctuation of a predetermined amount or more with respect to the value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012038119A JP2013173408A (en) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | Control device |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2013173408A true JP2013173408A (en) | 2013-09-05 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016197968A (en) * | 2015-04-06 | 2016-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | Engine accessory drive unit |
| JP2017095004A (en) * | 2015-11-26 | 2017-06-01 | スズキ株式会社 | Abnormality determination device of power supply device |
| CN107465295A (en) * | 2017-08-03 | 2017-12-12 | 合肥江淮朝柴动力有限公司 | A kind of generator secured adjusted structure |
-
2012
- 2012-02-24 JP JP2012038119A patent/JP2013173408A/en active Pending
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