JP3627533B2

JP3627533B2 - Power generation control device

Info

Publication number: JP3627533B2
Application number: JP28159498A
Authority: JP
Inventors: 真一坂田; 剛忠永; 庄司田代; 敦吉岡
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: JP2000110610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に装備される内燃機関にそなえられるオルタネータの発電量を制御する装置に関し、特に、アイドリング時のエンジン回転数の安定化に用いて好適の、発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両においては、ヘッドライトやスモールライト等のランプ類や空調器のファンの駆動用電源として、また、内燃機関（エンジン）の始動時のクランク軸駆動用電源としてバッテリが用いられている。しかしながら、バッテリに蓄えられえる電気容量は有限であり、使用にともない残存容量が減少しバッテリ電圧は低下していく。そこで、エンジンには、バッテリの充電を行なう手段としてオルタネータがそなえられており、オルタネータでは、エンジンの出力軸から入力されるエンジン回転により発電を行ない、バッテリに充電するようになっている。
【０００３】
ここで、従来より、バッテリ電圧を所定電圧に維持するように、オルタネータの発電量を適宜制御する方法が知られている（例えば、特開平７−１０３０４３号公報に開示された技術）。このような従来のオルタネータ制御においては、アイドル時にヘッドライト等の電気負荷が投入され、バッテリ電圧が降下すると、バッテリ電圧の降下に応じてオルタネータの発電量を増減し、バッテリ電圧を所定電圧に復帰させるとともに、オルタネータの発電量の増減に応じてＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブの開弁量を調整して吸入空気量を増減し、エンジン回転数の変動を抑制するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
アイドル時にヘッドライトのような高負荷の電気負荷が投入されているときには、バッテリの消費電流が大きいためオルタネータの発電量は常に最大となり、オルタネータの駆動に要する駆動トルクは略一定となる。また、オルタネータの発電量の増減に応じて決まるＩＳＣバルブの開弁量も略最大値で一定に保たれることになり、エンジン回転数は変動することなく略一定に保たれる。
【０００５】
一方、スモールランプやファンのような低負荷の電気負荷が投入されたときは、それらのバッテリ消費電流は小さいためバッテリ電圧は短時間で所定電圧まで復帰する。バッテリ電圧が復帰すると過充電を防止するためオルタネータの発電量は低下していくが、電気負荷が未だに投入されている場合には、やがてオルタネータの発電電流がバッテリ消費電流を下回り、バッテリ電圧が低下して、オルタネータの発電量は再び増加されることになる。つまり、オルタネータの発電量は電気負荷が投入さている間、増減を繰り返すことになる。また、ＩＳＣバルブも同様にオルタネータの発電量の増減に応じて開閉を繰り返し、吸入空気量も増減を繰り返すことになる。
【０００６】
このため、ＩＳＣバルブの開閉作動に伴い、その変化の周期に応じてエンジン回転数が変動し、その変動は、振動となって乗員に伝わり、乗員の乗車フィーリングを悪化させてしまう。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、アイドル時に電気負荷が投入されたときに発生するエンジン回転数の変動を抑制できるようにした、発電制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の発電制御装置では、オルタネータ制御手段により、バッテリ電圧の所定電圧からの偏差に基づき、オルタネータのフィールドコイルに流れる界磁電流の実デューティ比を増減するとともに、オルタネータのフィールドコイルに流れる界磁電流の目標デューティ比を演算することによって、内燃機関の出力軸に連結されたオルタネータの発電量を制御するとともに、吸気量調整手段により、実デューティ比の増減に応じて内燃機関の燃焼室内に流入する吸気量を増減して、オルタネータの発電に伴うエンジン回転数の低下を防止するが、アイドリング時に実デューティ比が高値から低値に変化し、その後高値に向けて上昇する場合には、抑制手段により、オルタネータ制御手段によって今回検出された実デューティ比と前回演算された目標デューティ比の内の小さいものを選択して今回の目標デューティ比として演算することにより、実デューティ比の該上昇を所定時間抑制する。
【０００８】
これにより、実デューティ比の上昇が抑制された所定時間は、オルタネータの発電量の変動，燃焼室内に流入する吸気量の変動が共に抑制されることになり、エンジン回転数の変動が抑制される。
また、アイドリング時に実デューティ比が高値から低値に変化し、その後高値に向けて上昇する場合、抑制手段は、実デューティ比を一定に保つことにより該上昇を抑制する。
これにより、実デューティ比の上昇が一定に抑制された所定時間は、オルタネータの発電量の増減及び燃焼室内に流入する吸気量の増減が共に抑制され、これによりエンジン回転数の変動を一定に抑制できる。
また、実デューティ比に代えて、Ｇ端子におけるＧ端子デューティ比を用いるようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態としての発電制御装置について示すものであり、図１は、本発電制御装置の構成を示している。
図１に示すように、本発電制御装置が適用されるエンジン（内燃機関）１の吸気通路２の上流には、スロットルバルブ３とスロットルバルブ３を迂回するバイパス通路４が設けられており、バイパス通路４には流量調整弁（ＩＳＣバルブ；アイドルスピードコントロールバルブ）５がそなえられている。ＩＳＣバルブ５は、アイドル時にエンジン１の燃焼室内に供給する空気量を調整するためのバルブであり、ＩＳＣバルブ５を適宜駆動してバイパス通路４を開閉することにより、アイドル回転数制御が行なわれるようになっている。
【００１０】
また、エンジン１には、オルタネータ６がそなえられており、図示しないＶベルトを介してエンジン１の出力軸に連結されている。オルタネータ６は、Ｖベルトを介して入力されるエンジン１の回転により発電を行なうようになっており、発電した電気はバッテリ９に充電され、エンジン始動時やランプ類の点灯時等に用いられるようになっている。
【００１１】
オルタネータ６の構成について説明すると、オルタネータ６は、三相の捲線を有するステータコイル６Ａと、ステータコイル６Ａの内側に位置するフィールドコイル６Ｂとからなる三相交流発電機をそなえており、フィールドコイル６Ｂを通電状態で回転させることにより、ステータコイル６Ａに誘起電力を発生させ、誘起電流（三相交流電流）を整流器６Ｄにより直流電流に変換してバッテリ９へ充電するようになっている。
【００１２】
また、オルタネータ６は、電圧レギュレータ６Ｃをそなえており、この電圧レギュレータ６Ｃによってフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流を制御し、ステータコイル６Ａに発生する誘起電力を調整して、発電量を制御するようになっている。界磁電流は、電圧レギュレータ６ＣのＧ端子６ａに制御信号を入力することにより制御できるようになっており、また、ＦＲ端子６ｂからは、実際にフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流が出力されるようになっている。
【００１３】
上述のアイドル回転数制御やオルタネータ６の発電量の制御は、ＥＣＵ（制御手段）１０により行なわれるようになっている。ＥＣＵ１０では、これらの制御を、アイドルスイッチ７，エンジン回転数センサ（クランク角センサ）８及び水温センサ，エアコンスイッチ，車速センサ等のその他のセンサからの信号と、オルタネータ８のＦＲ端子６ｂからの信号と、バッテリ９の電圧信号とに基づき行なうようになっている。
【００１４】
ＥＣＵ１０には、その機能要素として電気負荷検出手段１１，吸気量調整手段１２，オルタネータ制御手段１３がそなえられており、オルタネータ制御手段１３には、さらに発電抑制手段（抑制手段）１４がそなえられている。
これらの各機能要素について説明すると、まず、電気負荷検出手段１１は、エアコン，ヘッドライト，パワーウインドウ等の電気負荷の投入を検出する手段である。電気負荷検出手段１１では、バッテリ９の消費電流値とオルタネータ６の発電電流値との和から電気負荷電流値を算出し、算出した電気負荷電流値が所定値を越えたときに電気負荷が投入されたと判定するようになっている。なお、バッテリ９の消費電流値は、バッテリ９のバッテリ電圧と予め設定した所定電圧との偏差に基づき算出することができ、オルタネータ６の発電電流値は、オルタネータ６のＦＲ端子６ｂの出力に基づき検出されるフィールドコイル６Ｂの通電状態と、エンジン回転数センサ８により検出されるエンジン回転数とに基づき算出できるようになっている。
【００１５】
吸気量調整手段１２は、ＩＳＣバルブ５を開閉制御し、これによりアイドル回転数制御時の吸気量の調整を行なう手段である。吸気量調整手段１２では、通常、ＩＳＣバルブ５の開弁量を水温等に基づき決定される基本開弁量に設定するようになっているが、電気負荷検出手段１１により電気負荷が検出されたときには、後述するＦＲデューティに応じた補正開弁量を基本開弁量に加算するようになっている。つまり、電気負荷が検出されたときには、後述するようにオルタネータ６の発電量が高められるため、それに伴いオルタネータ６の駆動トルクが増大してエンジン回転数は下降していく。そこで、オルタネータ６の発電量に対応する後述のＦＲデューティに応じて吸入空気量を増加させ、エンジン出力トルクを増大させることにより、電気負荷の投入に伴うアイドル回転数の落ち込みを防止するようになっているのである。なお、吸気量調整手段１２は、１制御周期中の開時間の割合をデューティ比としたデューティ制御によってＩＳＣバルブ５の開閉制御を行なうようになっている。
【００１６】
次に、オルタネータ制御手段１３について説明すると、オルタネータ制御手段１３は、バッテリ電圧が所定の目標電圧（例えば、１４Ｖ）となるようにオルタネータ６の発電量を制御する手段であり、電気負荷検出手段１１が電気負荷を検出したときには、バッテリ電圧が低下しないようにフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流を増大させてオルタネータ６の発電量を高めるようになっている。オルタネータ制御手段１３では、オルタネータ６のＧ端子６ａに入力する制御信号のデューティ比を制御することによって、フィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流の制御を行なうようになっている。
【００１７】
この界磁電流の制御においては、オルタネータ制御手段１３は、目標とするフィールドコイル６Ｂの通電状態に応じて、Ｇ端子６ａに入力する制御信号のデューティ比（Ｇ端子デューティ）Ｄ_Ｇを設定するようになっている。つまり、フィールドコイル６Ｂの通電状態は、オルタネータ６のＦＲ端子６ｂからの出力信号により検出できるようになっており、オルタネータ制御手段１３では、検出したＦＲ端子６ｂからの出力信号に基づき実際にフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流のデューティ比（実ＦＲデューティ）Ｄ_ＦＲを算出するようになっている。
【００１８】
そして、算出した実ＦＲデューティＤ_ＦＲをフィードバックしながら、目標とするフィールドコイル６Ｂの通電状態、即ち、目標とするフィールドコイル６Ｂの界磁電流のデューティ比（目標ＦＲデューティ）Ｄ_{ＦＲｏｂｊ}を設定し、この目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}に応じてＧ端子デューティＤ_Ｇを設定するようになっているのである。
【００１９】
また、オルタネータ制御手段１３では、界磁電流の急増を防止するため、次式のように今回得られた実ＦＲデューティＤ_ＦＲ（ｎ）と前回設定した目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）に所定の増加分Ｘ_ＦＲＵＰを加えた値とを比較した小さい方を今回の目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）として設定している。
Ｄ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）＝〔Ｄ_ＦＲ（ｎ），Ｄ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）＋Ｘ_ＦＲＵＰ〕ｍｉｎ・・・（１）
ただし、ここでの実ＦＲデューティＤ_ＦＲ（ｎ）は、次式のように実際に検出されるＦＲデューティＤ_{ＦＲｒｅａｌ}を平均化したものであり、以降、この平均化ＦＲデューティをオルタネータ６の発電量に相関するパラメータとしての実ＦＲデューティＤ_ＦＲという。なお、次式のＫは０＜Ｋ＜１を満たす定数である。
【００２０】
Ｄ_ＦＲ（ｎ）＝Ｋ×Ｄ_ＦＲ（ｎ−１）＋（１−Ｋ）×Ｄ_{ＦＲｒｅａｌ} ・・・（２）
また、Ｇ端子デューティＤ_Ｇとしては、次式のように、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）に所定の不感帯値Ｘ_{ＧＤＥＡＤ}を加えた分を今回のＧ端子デューティＤ_Ｇ（ｎ）としてＧ端子６ａに出力するようになっている。
Ｄ_Ｇ（ｎ）＝Ｄ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）＋Ｘ_{ＧＤＥＡＤ} ・・・（３）
このようにＧ端子デューティＤ_Ｇを設定することにより、不感帯値Ｘ_{ＧＤＥＡＤ}内での目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の変動がフィールドコイル６Ｂの界磁電流に影響することを防止することができ、オルタネータ６の発電量の変動に伴うエンジン回転の変動を抑制することができるようになっている。なお、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}，Ｇ端子デューティＤ_Ｇの最大値は共に１００％である。
【００２１】
こうしてＧ端子デューティＤ_Ｇを緩やかに増加させていくことにより、オルタネータ６の発電量も緩やかに増大していき、やがて、バッテリ９の消費電流値をオルタネータ６の発電電流値が上回るようになる。そして、バッテリ９のバッテリ電圧が再び目標電圧まで復帰したところで、オルタネータ制御手段１３は、バッテリ９の過充電を防止すべく、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の増加を停止するようになっている。これにより、実ＦＲデューティＤ_ＦＲは所定の減少率で緩やかに減少していくようになっている。なお、この実ＦＲデューティＤ_ＦＲの減少率は、オルタネータ６の特性により決まる値であり、オルタネータ制御手段１３により制御することはできない。
【００２２】
ところで、ヘッドライトのような高い電気負荷が投入された場合、そのバッテリ消費電流は大きく、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（実ＦＲデューティＤ_ＦＲ）が１００％に設定されたときの発電電流との差は小さい。したがって、初期の電気負荷投入時に降下したバッテリ電圧が目標電圧まで復帰するには時間を要し、ヘッドライトが点灯されている間は実ＦＲデューティＤ_ＦＲはほとんど常時１００％に設定されることになる。このため、オルタネータ６の駆動に要する駆動トルクは略一定であり、また、実ＦＲデューティＤ_ＦＲが１００％に設定されることにより、吸気量調整手段１２によるＩＳＣバルブ５の補正開弁量も略一定に保たれる。これにより、電気負荷が投入されている間、エンジン回転数も略一定に保たれることになる。
【００２３】
一方、スモールランプやファン等の低い電気負荷が投入された場合は、それらのバッテリ消費電流は小さいため、実ＦＲデューティＤ_ＦＲが増加することに伴う発電電流の増大により、初期の電気負荷投入時に下降したバッテリ電圧は短時間で目標電圧まで復帰することになる。バッテリ電圧が目標電圧に復帰すると、オルタネータ制御手段１３は目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の増加を停止するため、実ＦＲデューティＤ_ＦＲは所定の減少率で減少していくようになっており、また、吸気量調整手段１２も実ＦＲデューティＤ_ＦＲに応じてＩＳＣバルブ５の補正開弁量を減少させていくようになっている。
【００２４】
ところが、電気負荷が未だ投入されている状態の場合には、実ＦＲデューティＤ_ＦＲの減少に伴いやがて発電電流がバッテリ消費電流を下回り、再びバッテリ電圧が低下していくことになる。このため、オルタネータ制御手段１３は、バッテリ電圧の低下を防止すべく、再び目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を増加させていくことになり、また、吸気量調整手段１２もＩＳＣバルブ５の補正開弁量を実ＦＲデューティＤ_ＦＲに応じて増加させていくことになる。
【００２５】
しかしながら、実ＦＲデューティＤ_ＦＲの増加に伴う駆動トルクの増大によるエンジン回転数の下降に対し、ＩＳＣバルブ５の補正開弁量の増加に伴うエンジン回転数の上昇には時間遅れがあるため、このような短周期で実ＦＲデューティＤ_ＦＲが増加減少し、また、ＩＳＣバルブ５の補正開弁量が増加減少すると、その変化の周期に応じてエンジン回転数も変動することになり、乗員の乗車フィーリングを悪化させてしまう虞がある。
【００２６】
そこで、発電抑制手段１４では、このような短周期でのエンジン回転数の変動を抑制すべく、上記のようにバッテリ電圧が目標電圧に復帰して実ＦＲデューティＤ_ＦＲが減少してきたときに、オルタネータ制御手段１３が、再度目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を増加させようとする場合には、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を一定時間所定値に保持させるようになっている。
【００２７】
より具体的に説明すると、発電抑制手段１４には、図２に示すように、実ＦＲデューティＤ_ＦＲに対する複数の閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤ}（例えば、Ｘ_{ＦＲＨＬＤ}＝９４，８８，８２，７６，７０，６４，５８，５２，４６，４０％、以下、これら閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤ}の全体を指す場合には閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}と表記する。）が予め記憶されている。そして、発電に伴い増加していた実ＦＲデューティＤ_ＦＲがバッテリ電圧の目標電圧への復帰に伴い減少し、閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}の何れかを高値から低値に向けて横切ったとき、図２に示す場合では、閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤ}（Ｘ_{ＦＲＨＬＤ}＝８８％）を横切ったとき、所定の開始条件が成立している場合には、発電抑制解除条件が成立するまで、以下の発電抑制制御を行なうようになっている。
【００２８】
まず、開始条件について説明しておくと、開始条件は次の４つの条件が全て成立することが条件となる。まず、第１の開始条件は、既に発電抑制制御が開始されていないことである。既に発電抑制制御が開始されている場合には、再度開始する必要はないからである。また、第２の開始条件は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数（例えば、Ｎｅ＝１５００ｒｐｍ）未満であることであり、第３の開始条件は、アイドルスイッチ７がオンになっていることである。発電抑制制御の目的が低回転のアイドル時におけるエンジン回転数の変動を防止することにあるからである。そして、第４の開始条件は、上述のように実ＦＲデューティＤ_ＦＲが減少して閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}の何れかを高値から低値に向けて横切ったことである。これら４つの条件全てが成立したところで、発電抑制制御が開始されるようになっている。また、発電抑制手段１４は、発電抑制制御を開始すると同時にタイマをスタートさせ、発電抑制制御開始からの経過時間Ｔを計測するようになっている。
【００２９】
発電抑制手段１４による発電抑制制御は、オルタネータ制御手段１３による目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の設定を次式のように変更することで行なうようになっている。
Ｄ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）＝｛〔Ｄ_ＦＲ（ｎ），Ｄ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）〕ｍｉｎ，Ｘ_{ＦＲＨＬＤＣＬＰ}｝ｍａｘ・・・（４）
つまり、今回の実ＦＲデューティＤ_ＦＲ（ｎ）と前回の目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）とのうちの小さい方と、所定の閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤＣＬＰ}（アイドル発電抑制モード時のＦＲデューティ制限値；例えば、４０％の固定値）とを比較して、これらのうちの大きい方を今回の目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）とするのである。
【００３０】
このため、実ＦＲデューティＤ_ＦＲ（ｎ），目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）が閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤＣＬＰ}よりも大きいとき、オルタネータ制御手段１３が目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）を増加させようとすると、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）が増加させられる前の実ＦＲデューティＤ_ＦＲ（ｎ）又は目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）の何れか小さい方の値に設定される。また、実ＦＲデューティＤ_ＦＲ（ｎ），目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）が閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤＣＬＰ}よりも小さいとき、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ）は閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤＣＬＰ}に設定される。
【００３１】
これにより、発電抑制制御中は、実ＦＲデューティＤ_ＦＲは略一定に保たれることになり、発電量の変動に伴う駆動トルクの増減は生じず、また、実ＦＲデューティＤ_ＦＲに応じて設定されるＩＳＣバルブ５の補正開弁量も略一定に保たれることになる。したがって、発電抑制制御中は、エンジン回転数も略一定に保たれることになる。
【００３２】
次に、発電抑制制御の解除条件について説明すると、次の３つの条件のいずれか一つが成立することが条件となる。まず、第１の解除条件は、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数以上となることであり、第２の解除条件は、アイドルスイッチ７がオフになることである。これらの条件は、制御開始条件の第２，第３条件に対応するものである。そして、第３の解除条件は、発電抑制制御開始からの経過時間Ｔが所定時間Ｔ_０（例えば、Ｔ_０＝１０秒）に達したことである。エンジン回転数の短周期での変動を防止するには、ある程度の時間だけ実ＦＲデューティＤ_ＦＲの変化を抑制すればよく、また、この抑制時間が長すぎると発電量が不足してしまう虞があるからである。
【００３３】
発電抑制制御が解除された後は、オルタネータ制御手段１３は、通常の発電制御を行なうようになっている。つまり、式（１）に示すようにして目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の設定を行ない、オルタネータ６の発電量を緩やかに高めていくのである。そして、再びバッテリ電圧が目標電圧に復帰し、オルタネータ制御手段１３が目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の増加を停止して実ＦＲデューティＤ_ＦＲが閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}の何れかを高値から低値に向けて横切ったとき、発電抑制手段１４は、再び上述の発電抑制制御を行なうようになっている。
【００３４】
本発明の一実施形態にかかる発電制御装置は、上述のように構成されているので、例えば図３に示すようなフローにより発電抑制制御を行なう。
図３に示すように、まず、発電抑制手段１４は、発電抑制制御を開始するか否かの条件判定を行ない、最初に、発電制御が既に開始されているか否か、即ち、発電抑制制御開始フラグＦがセット（Ｆ＝１）されているか否かを判定する（第１開始条件，ステップＳ１００）。発電抑制制御開始フラグＦは、発電抑制制御が開始された時点でセット（Ｆ＝１）され、解除された時点でクリア（Ｆ＝０）される。
【００３５】
このとき、既に、発電抑制制御開始フラグＦがセットされている場合には（即ち、Ｆ＝１）、ステップＳ１５０に進んで発電抑制制御を続行する。一方、未だ発電抑制制御開始フラグＦがセットされていない場合には（即ち、Ｆ＝０）、ステップＳ１１０に進んで次の開始条件の判定を行なう。
ステップＳ１１０では、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ_０未満か否か（第２開始条件）、アイドルスイッチ７がオンになっているか（第３開始条件）を判定する。第２，第３開始条件の何れか一方でも成立していない場合には、ステップＳ１９０に進み、オルタネータ制御手段１３では、通常の制御、即ち、式（１）に示すようにして目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の設定を行なう。一方、第２，第３開始条件が共に成立した場合には、ステップＳ１２０に進んで次の開始条件の判定を行なう。
【００３６】
ステップＳ１２０では、減少した実ＦＲデューティＤ_ＦＲが閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}の何れかを高値から低値に向けて横切ったか否か（第４開始条件）を判定する。条件が成立しない場合には、ステップＳ１９０に進み、オルタネータ制御手段１３では、通常の制御、即ち、式（１）に示すようにして目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の設定を行なう。一方、条件が成立した場合には、発電抑制制御を開始し、発電抑制制御開始フラグＦをセット（Ｆ＝１）するとともに（ステップＳ１３０）、制御開始からの経過時間を計測するためのタイマをスタートする（ステップＳ１４０）。
【００３７】
そして、発電抑制手段１４は、オルタネータ制御手段１３における目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の設定を式（４）に示すように変更して、Ｄ_ＦＲ（ｎ）もしくはＤ_{ＦＲｏｂｊ}（ｎ−１）の小さい方か又は閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤＣＬＰ}に設定する（ステップＳ１５０）。これにより、実ＦＲデューティＤ_ＦＲは略一定に保たれ、発電量の変動に伴う駆動トルクの増減は生じず、また、実ＦＲデューティＤ_ＦＲに応じて設定されるＩＳＣバルブ５の補正開弁量も略一定に保たれる。このため、エンジン回転数も略一定に保たれる。
【００３８】
ステップＳ１６０では、発電抑制制御の解除条件を判定する。即ち、エンジン回転数Ｎｅが所定回転数Ｎ_０以上か否か（第１解除条件）、アイドルスイッチ７がオフになっているか（第２解除条件）を判定する。第１，第２解除条件の何れか一方でも成立した場合には、直ちに発電抑制制御を解除して発電抑制制御開始フラグＦをクリア（Ｆ＝０）する（ステップＳ１８０）。
【００３９】
第１，第２解除条件が共に成立しない場合には、ステップＳ１７０に進み、タイマ値Ｔが所定時間Ｔ_０を経過したか否か（第３解除条件）を判定し、所定時間Ｔ_０を経過した場合には、ステップＳ１８０に進んで発電抑制制御を解除し、発電抑制制御開始フラグＦをクリア（Ｆ＝０）する。一方、未だ所定時間Ｔ_０が経過していない場合には、再びステップＳ１００に戻って（この場合、Ｆ＝１のためステップＳ１５０に進み）発電抑制制御を続行する。
【００４０】
以上のようなフローにより発電抑制制御が行なわれることにより、例えば、アイドル時にファンを駆動した場合には、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示すように、インテークマニホールド内圧力（マニ圧）〔図４（ａ）Ａ線〕，Ｇ端子デューティＤ_Ｇ〔図４（ａ）Ｂ線〕，補正開弁量に応じた吸入空気の増加量（電気負荷ＩＤ−ＵＰ量）〔図４（ｂ）Ｃ線〕，バッテリ電圧〔図４（ｂ）Ｄ線〕，エンジン回転数〔図４（ｃ）Ｅ線〕，目標エンジン回転数〔図４（ｃ）Ｆ線〕，実ＦＲデューティ（平均化ＦＲデューティ）Ｄ_ＦＲ〔図４（ｄ）Ｇ線〕，目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}〔図４（ｄ）Ｈ線〕が変化する。
【００４１】
つまり、時点ｔ_０でファンのスイッチを入れたものとすると、ファンの駆動に伴い、バッテリ電圧は、図４（ｂ）Ｄ線に示すように所定の目標電圧（１４Ｖ）から大きく低下する。そして、電気負荷検出手段１１では、目標電圧（１４Ｖ）とバッテリ電圧との偏差に基づき算出される消費電流値とオルタネータ６の発電電流値との和である電気負荷電流値が所定値を越えたとき、電気負荷が投入されたと判定する。
【００４２】
この電気負荷の投入判定をうけて、オルタネータ制御手段１３では、オルタネータ６の発電量を高めるべく、まず、目標とするフィールドコイル６Ｂの界磁電流のデューティ比（目標ＦＲデューティ）Ｄ_{ＦＲｏｂｊ}の設定を行ない、設定した目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}に基づき、オルタネータ６のＧ端子６ａに入力するＧ端子デューティＤ_Ｇを増加させていく。
【００４３】
ただし、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}は、式（１）に従い図４（ｄ）Ｈ線に示すように緩やかに増加されるため、式（３）により設定されるＧ端子デューティＤ_Ｇも緩やかに増加する。このため、実際にフィールドコイル６Ｂに流れる界磁電流のデューティ比を示す実ＦＲデューティＤ_ＦＲも、図４（ｄ）Ｇ線に示すように緩やかに増加し、これにより、オルタネータ６の駆動トルクの急激な増大によるエンジン回転数の急下降が防止される。
【００４４】
また、吸気量調整手段１２では、実ＦＲデューティＤ_ＦＲの増加に応じて、ＩＳＣバルブ５の補正開弁量を設定し、図４（ｂ）Ｃ線に示すように電気負荷ＩＤ−ＵＰ量を増加させ、吸入空気量を増加させていく。この電気負荷ＩＤ−ＵＰ量の増加に伴い、マニ圧も、図４（ａ）Ａ線に示すように上昇する。そして、電気負荷ＩＤ−ＵＰ量が増加されることにより、図４（ｃ）Ｅ線及びＦ線に示すようにエンジン回転数の目標エンジン回転数に対する落ち込みが防止される。
【００４５】
実ＦＲデューティＤ_ＦＲが増加され、オルタネータ６の発電量が高まることにより、バッテリ９の消費電流をオルタネータ６の発電電流が上回り、やがて、バッテリ電圧は目標電圧に復帰する（時点ｔ_１）。これにより、オルタネータ制御手段１３では、バッテリ９の過充電を防止すべく目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の増加を停止し、実ＦＲデューティＤ_ＦＲはオルタネータ６の特性に従い緩やかに減少していく。
【００４６】
そして、実ＦＲデューティＤ_ＦＲが閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}の一つＸ_{ＦＲＨＬＤ}（ここでは、Ｘ_{ＦＲＨＬＤ}＝７６％）を横切ったとき、発電抑制手段１４は、他の開始条件（上述の第１〜第３開始条件）の成立を条件にして発電抑制制御を開始し（時点ｔ_２）、タイマをスタートする。
実ＦＲデューティＤ_ＦＲの減少に伴いオルタネータ６の発電量も低下していき、やがてバッテリ９の消費電流がオルタネータ６の発電電流を上回ると、バッテリ電圧は再び目標電圧から低下する（時点ｔ_３）。このバッテリ電圧の低下により電圧負荷検出手段１１が電気負荷の投入を判定すると、オルタネータ制御手段１３は、再びオルタネータ６の発電量を高めるべく目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を増加させていこうとする。
【００４７】
しかしながら、発電抑制手段１４により、オルタネータ制御手段１３の目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}の設定は、式（１）から式（４）に変更されているため、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}は、オルタネータ制御手段１３が目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を増加させようとした時点における実ＦＲデューティＤ_ＦＲの値（ここでは、Ｄ_ＦＲ（ｎ）＝６５％）に固定される。
【００４８】
これによりオルタネータ６の駆動トルクの変動が抑制される。また、吸気量調整手段１２によるＩＳＣバルブ５の補正開弁量は実ＦＲデューティＤ_ＦＲの増加に応じて設定されるため、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}がＤ_ＦＲ（ｎ）（Ｄ_ＦＲ（ｎ）＝６５％）に固定されている間は電気負荷ＩＤ−ＵＰ量も略一定に保たれる。このため、図４（ｃ）に示すようにエンジン回転数は変動することなく目標エンジン回転数に略一定に保たれる。
【００４９】
そして、タイマをスタートしてから所定時間Ｔ_０（ここでは、Ｔ_０＝１０秒）経過した時点（時点ｔ_４）で、発電抑制手段１４は発電抑制制御を解除する。これにより、オルタネータ制御手段１３は、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を再び式（１）に基づいて設定し、バッテリ電圧が目標電圧に復帰するまで（時点ｔ_５）、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を増加させていく。
【００５０】
以降、ファンの駆動が停止されバッテリ電圧が目標電圧に維持されるまで以上の制御が繰り返し行なわれる。
このように、本発電制御装置によれば、アイドル時に、ファンやスモールライト等のように低負荷の電気負荷が投入され、オルタネータ６がバッテリ電圧を目標電圧に維持すべき発電量の増加減少を繰り返し行なうような場合、バッテリ電圧の目標電圧への復帰に伴い実ＦＲデューティＤ_ＦＲが減少し閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}の一つを高値から低値へ横切ったとき、そのときから所定時間Ｔ_０が経過するまでは、目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}及び実ＦＲデューティＤ_ＦＲは略一定に保たれることになり、また、実ＦＲデューティＤ_ＦＲの増加に応じて設定されるＩＳＣバルブ５の補正開弁量も略一定に保たれることになるので、オルタネータ６の駆動トルクの変動に伴うエンジン回転数の変動を抑制することができ、乗員の乗車フィーリングの悪化を防止することができるという利点がある。
【００５１】
また、所定時間Ｔ_０が経過後は、発電抑制制御が解除され、バッテリ電圧が目標電圧に復帰するまで目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}が増加されるようになっているので、バッテリが上がってしまうようなことはない。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができ、閾値Ｔ_{ＦＲＨＬＤ}や抑制時間Ｔ_０の設定値は、上述の実施例に限定されることなく、エンジンやオルタネータ６の特性等に基づいて適宜設定すればよい。
【００５２】
また、本実施形態では、オルタネータの発電量に相関するパラメータをＦＲデューティＤ_{ＦＲｒｅａｌ}を平均化した実ＦＲデューティＤ_ＦＲとしているが、オルタネータの発電量に相関するパラメータであれば、Ｇ端子デューティＤ_Ｇ等を用いてもよい。
また、本実施形態では、図２に示すように目標ＦＲデューティＤ_{ＦＲｏｂｊ}を発電制御を再開する際の最小値で所定時間、一定に保つように制御しているが、例えば図５に示すように、発電制御再開時の最初に横切る閾値Ｘ_{ＦＲＨＬＤ}（ここでは、６４％）で所定時間、一定に保つように制御しても良い。
【００５３】
また、本実施形態では、アイドル時の吸気量の調整手段として、バイパス通路４にＩＳＣバルブ５をそなえているが、電気的に制御されるスロットルバルブをそなえた場合には、スロットルバルブ３の開閉量によりアイドル時の吸気量を調整するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の発電制御装置によれば、アイドル時にオルタネータの発電量に相関するパラメータ、即ち、実デューティ比もしくはオルタネータの電圧レギュレータのＧ端子デューティ比が高値から低値に変化し、その後高値に向けて上昇する場合には、抑制手段により、所定時間、実デューティ比もしくはＧ端子デューティ比の該上昇を抑制するようになっているので、パラメータの該上昇が抑制された所定時間は、オルタネータの発電量の増減及び燃焼室内に流入する吸気量の増減が共に抑制され、これによりエンジン回転数の変動を抑制することができるという利点がある。
また、実デューティ比もしくはＧ端子デューティ比の上昇が一定に抑制された所定時間は、オルタネータの発電量の増減及び燃焼室内に流入する吸気量の増減が共に抑制され、これによりエンジン回転数の変動を一定に抑制することができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての発電制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての発電制御装置にかかる発電抑制制御について説明するための説明図である。
【図３】本発明の一実施形態としての発電制御装置にかかる発電抑制制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態としての発電制御装置にかかるアイドル試験の結果を示す図であり、（ａ）はマニ圧とＧ端子デューティとの時間変化を示す図、（ｂ）は電気負荷ＩＤ−ＵＰ量とバッテリ電圧との時間変化を示す図、（ｃ）はエンジン回転数と目標エンジン回転数との時間変化を示す図、（ｄ）は平均化ＦＲデューティと目標ＦＲデューティとの時間変化を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態としての発電制御装置にかかる発電抑制制御について説明するための説明図である。
【符号の説明】
１エンジン（内燃機関）
２吸気通路
３スロットルバルブ
４バイパス通路
５ＩＳＣバルブ
６オルタネータ
６ａＧ端子
６ｂＦＲ端子
９バッテリ
１０ＥＣＵ
１１電気負荷検出手段
１２吸気量調整手段
１３オルタネータ制御手段
１４発電抑制手段（抑制手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for controlling the power generation amount of an alternator provided in an internal combustion engine equipped in an automobile or the like, and more particularly to a power generation control apparatus suitable for use in stabilizing the engine speed during idling.
[0002]
[Prior art]
In vehicles such as automobiles, batteries are used as power sources for driving lamps such as headlights and small lights and fans for air conditioners, and as power sources for driving crankshafts when starting internal combustion engines. . However, the electric capacity that can be stored in the battery is limited, and the remaining capacity decreases with use and the battery voltage decreases. Therefore, the engine is provided with an alternator as means for charging the battery. In the alternator, power is generated by engine rotation input from the output shaft of the engine, and the battery is charged.
[0003]
Here, conventionally, a method of appropriately controlling the amount of power generated by the alternator so as to maintain the battery voltage at a predetermined voltage is known (for example, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-103043). In such conventional alternator control, when an electric load such as a headlight is applied during idling and the battery voltage drops, the power generation amount of the alternator is increased or decreased according to the battery voltage drop, and the battery voltage is restored to a predetermined voltage. In addition, the amount of intake air is increased or decreased by adjusting the amount of opening of an ISC (idle speed control) valve in accordance with the increase or decrease of the power generation amount of the alternator, thereby suppressing fluctuations in the engine speed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When a high load electric load such as a headlight is applied during idling, the power consumption of the alternator is always the maximum because the current consumption of the battery is large, and the driving torque required to drive the alternator is substantially constant. Further, the valve opening amount of the ISC valve determined according to the increase / decrease in the power generation amount of the alternator is kept constant at a substantially maximum value, and the engine speed is kept substantially constant without fluctuation.
[0005]
On the other hand, when a low load electric load such as a small lamp or a fan is turned on, the battery voltage returns to a predetermined voltage in a short time because the battery consumption current is small. When the battery voltage recovers, the power generation amount of the alternator decreases to prevent overcharging. However, if the electrical load is still applied, the power generation current of the alternator will eventually fall below the battery consumption current and the battery voltage will drop. Thus, the power generation amount of the alternator will be increased again. That is, the power generation amount of the alternator is repeatedly increased and decreased while the electric load is applied. Similarly, the ISC valve is repeatedly opened and closed in accordance with the increase or decrease in the power generation amount of the alternator, and the intake air amount is also repeatedly increased or decreased.
[0006]
For this reason, with the opening / closing operation of the ISC valve, the engine speed fluctuates according to the cycle of the change, and the fluctuation is transmitted to the occupant as vibration and deteriorates the ride feeling of the occupant.
The present invention was devised in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a power generation control device capable of suppressing fluctuations in engine speed that occur when an electric load is applied during idling. To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in the power generation control device of the present invention, by the alternator control means,Based on the deviation of the battery voltage from the predetermined voltage,Actual duty of field current flowing in the field coil of alternatorIncrease / decrease ratioIn addition, by calculating the target duty ratio of the field current flowing in the field coil of the alternator, the power generation amount of the alternator connected to the output shaft of the internal combustion engine is controlled, and the actual duty is adjusted by the intake air amount adjusting means.Ratio ofThe amount of intake air flowing into the combustion chamber of the internal combustion engine is increased / decreased in accordance with the increase / decrease to prevent the engine speed from decreasing due to power generation by the alternator.ringSometimes real dutyRatioWhen the value changes from a high value to a low value and then increases toward a high value, the actual duty detected this time by the alternator control means is controlled by the suppression means.Ratio andBy selecting the smaller of the previously calculated target duty ratio and calculating it as the current target duty ratio, the actual duty ratioRatio ofThe increase is suppressed for a predetermined time.
[0008]
As a result, the actual dutyRatio ofDuring the predetermined time during which the increase is suppressed, the fluctuation of the power generation amount of the alternator and the fluctuation of the intake air amount flowing into the combustion chamber are both suppressed, and the fluctuation of the engine speed is suppressed.
Also AidringSometimes real dutyRatioWhen the high value changes to the low value and then rises toward the high value, the suppression means is the actual dutyRatioThe increase is suppressed by keeping constant.
As a result, the actual dutyRatio ofDuring the predetermined time during which the increase is suppressed to a constant level, the increase and decrease of the power generation amount of the alternator and the increase and decrease of the intake air amount flowing into the combustion chamber are both suppressed, and thereby fluctuations in the engine speed can be suppressed to a constant level.
Further, the G terminal duty ratio at the G terminal may be used instead of the actual duty ratio.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show a power generation control device as an embodiment of the present invention, and FIG. 1 shows the configuration of the power generation control device.
As shown in FIG. 1, a throttle valve 3 and a bypass passage 4 that bypasses the throttle valve 3 are provided upstream of an intake passage 2 of an engine (internal combustion engine) 1 to which the power generation control device is applied. The passage 4 is provided with a flow rate adjusting valve (ISC valve; idle speed control valve) 5. The ISC valve 5 is a valve for adjusting the amount of air supplied into the combustion chamber of the engine 1 during idling, and the idle speed control is performed by opening and closing the bypass passage 4 by appropriately driving the ISC valve 5. It is like that.
[0010]
The engine 1 is provided with an alternator 6 and is connected to the output shaft of the engine 1 via a V belt (not shown). The alternator 6 generates power by the rotation of the engine 1 input via the V-belt, and the generated electricity is charged in the battery 9 so that it can be used when starting the engine or lighting the lamps. It has become.
[0011]
The configuration of the alternator 6 will be described. The alternator 6 includes a three-phase alternating current generator including a stator coil 6A having a three-phase winding and a field coil 6B located inside the stator coil 6A. Is rotated in an energized state to generate induced power in the stator coil 6A, and the induced current (three-phase alternating current) is converted into direct current by the rectifier 6D to charge the battery 9.
[0012]
The alternator 6 includes a voltage regulator 6C. The voltage regulator 6C controls the field current flowing through the field coil 6B, adjusts the induced power generated in the stator coil 6A, and controls the power generation amount. It has become. The field current can be controlled by inputting a control signal to the G terminal 6a of the voltage regulator 6C, and the field current that actually flows through the field coil 6B is output from the FR terminal 6b. It is like that.
[0013]
The above-described idle speed control and control of the power generation amount of the alternator 6 are performed by an ECU (control means) 10. In the ECU 10, these controls are performed by signals from other sensors such as an idle switch 7, an engine speed sensor (crank angle sensor) 8, a water temperature sensor, an air conditioner switch, a vehicle speed sensor, and a signal from the FR terminal 6b of the alternator 8. And based on the voltage signal of the battery 9.
[0014]
The ECU 10 is provided with an electric load detection means 11, an intake air amount adjustment means 12, and an alternator control means 13 as functional elements. The alternator control means 13 is further provided with a power generation suppression means (suppression means) 14. Yes.
Each of these functional elements will be described. First, the electric load detection means 11 is means for detecting the input of an electric load such as an air conditioner, a headlight, and a power window. The electrical load detection means 11 calculates an electrical load current value from the sum of the current consumption value of the battery 9 and the generated current value of the alternator 6, and the electrical load is turned on when the calculated electrical load current value exceeds a predetermined value. It has come to be judged that has been done. The current consumption value of the battery 9 can be calculated based on the deviation between the battery voltage of the battery 9 and a predetermined voltage set in advance, and the generated current value of the alternator 6 is based on the output of the FR terminal 6b of the alternator 6. Calculation can be made based on the detected energization state of the field coil 6B and the engine speed detected by the engine speed sensor 8.
[0015]
The intake air amount adjusting means 12 is means for controlling the opening and closing of the ISC valve 5 and thereby adjusting the intake air amount during idle speed control. In the intake air amount adjusting means 12, the valve opening amount of the ISC valve 5 is normally set to a basic valve opening amount determined based on the water temperature or the like, but the electric load detecting means 11 detects the electric load. In some cases, a corrected valve opening amount corresponding to the FR duty described later is added to the basic valve opening amount. That is, when an electrical load is detected, the power generation amount of the alternator 6 is increased as will be described later, and accordingly, the drive torque of the alternator 6 increases and the engine speed decreases. In view of this, the intake air amount is increased in accordance with the FR duty, which will be described later, corresponding to the power generation amount of the alternator 6 and the engine output torque is increased, thereby preventing the idling engine speed from dropping due to the input of the electric load. -ing The intake air amount adjusting means 12 performs opening / closing control of the ISC valve 5 by duty control using the ratio of opening time in one control cycle as a duty ratio.
[0016]
Next, the alternator control means 13 will be described. The alternator control means 13 is a means for controlling the power generation amount of the alternator 6 so that the battery voltage becomes a predetermined target voltage (for example, 14 V). When an electric load is detected, the field current flowing through the field coil 6B is increased so as to prevent the battery voltage from decreasing, thereby increasing the power generation amount of the alternator 6. The alternator control means 13 controls the field current flowing in the field coil 6B by controlling the duty ratio of the control signal input to the G terminal 6a of the alternator 6.
[0017]
In this field current control, the alternator control means 13 determines the duty ratio (G terminal duty) D of the control signal input to the G terminal 6a in accordance with the target energization state of the field coil 6B._GIs set. That is, the energization state of the field coil 6B can be detected by the output signal from the FR terminal 6b of the alternator 6, and the alternator control means 13 actually uses the field coil based on the detected output signal from the FR terminal 6b. Duty ratio (actual FR duty) D of field current flowing through 6B_FRIs calculated.
[0018]
And the calculated actual FR duty D_FR, While the target field coil 6B is energized, that is, the target field coil 6B field current duty ratio (target FR duty) D_FrobjAnd set this target FR duty D_FrobjG terminal duty D according to_GIs set.
[0019]
Further, in the alternator control means 13, in order to prevent a sudden increase in the field current, the actual FR duty D obtained this time as shown in the following equation:_FR(N) and the previously set target FR duty D_Frobj(N-1) is a predetermined increment X_FRUPThe smaller value compared with the value added with the current target FR duty D_Frobj(N) is set.
D_Frobj(N) = [D_FR(N), D_Frobj(N-1) + X_FRUP] Min (1)
However, the actual FR duty D here_FR(N) is the FR duty D actually detected as in the following equation_FRrealThereafter, the actual FR duty D as a parameter correlating this averaged FR duty with the power generation amount of the alternator 6 will be described below._FRThat's it. In the following equation, K is a constant that satisfies 0 <K <1.
[0020]
D_FR(N) = K × D_FR(N-1) + (1-K) × D_FRreal ... (2)
G terminal duty D_GAs the following equation, the target FR duty D_Frobj(N) a predetermined dead band value X_GDEADIs added to this G terminal duty D_G(N) is output to the G terminal 6a.
D_G(N) = D_Frobj(N) + X_GDEAD ... (3)
In this way, G terminal duty D_GBy setting, dead zone value X_GDEADTarget FR duty D_FrobjCan be prevented from affecting the field current of the field coil 6B, and fluctuations in the engine rotation accompanying fluctuations in the amount of power generated by the alternator 6 can be suppressed. Target FR duty D_Frobj, G terminal duty D_GThe maximum value of both is 100%.
[0021]
Thus, G terminal duty D_GBy gradually increasing the power generation amount of the alternator 6, the power generation amount of the alternator 6 gradually increases, and eventually the power consumption current value of the battery 9 exceeds the power generation current value of the alternator 6. Then, when the battery voltage of the battery 9 returns to the target voltage again, the alternator control means 13 sets the target FR duty D to prevent the battery 9 from being overcharged._FrobjTo stop increasing. As a result, the actual FR duty D_FRIs gradually decreasing at a predetermined rate of decrease. This actual FR duty D_FRIs a value determined by the characteristics of the alternator 6 and cannot be controlled by the alternator control means 13.
[0022]
By the way, when a high electric load such as a headlight is applied, the battery consumption current is large and the target FR duty D_Frobj(Actual FR duty D_FR) Is set to 100%, the difference from the generated current is small. Accordingly, it takes time for the battery voltage dropped when the initial electric load is applied to return to the target voltage, and the actual FR duty D is maintained while the headlight is on._FRIs almost always set to 100%. For this reason, the driving torque required for driving the alternator 6 is substantially constant, and the actual FR duty D_FRIs set to 100%, the corrected valve opening amount of the ISC valve 5 by the intake air amount adjusting means 12 is also kept substantially constant. As a result, the engine speed is kept substantially constant while the electric load is applied.
[0023]
On the other hand, when a low electric load such as a small lamp or a fan is turned on, since the battery current consumption is small, the actual FR duty D_FRDue to the increase in the generated current accompanying the increase in the battery voltage, the battery voltage that has dropped when the initial electric load is turned on returns to the target voltage in a short time. When the battery voltage returns to the target voltage, the alternator control means 13 sets the target FR duty D_FrobjTo stop the increase of the actual FR duty D_FRDecreases at a predetermined decrease rate, and the intake air amount adjusting means 12 also has an actual FR duty D._FRAccordingly, the corrected opening amount of the ISC valve 5 is decreased.
[0024]
However, if the electrical load is still applied, the actual FR duty D_FROver time, the generated current will fall below the battery consumption current, and the battery voltage will drop again. Therefore, the alternator control means 13 again sets the target FR duty D to prevent the battery voltage from decreasing._FrobjIn addition, the intake air amount adjusting means 12 also sets the corrected opening amount of the ISC valve 5 to the actual FR duty D._FRIt will be increased according to the situation.
[0025]
However, the actual FR duty D_FRIn contrast to the decrease in the engine speed due to the increase in the driving torque accompanying the increase in the engine speed, there is a time delay in the increase in the engine speed due to the increase in the corrected valve opening amount of the ISC valve 5. Duty D_FRWhen the increase and decrease of the ISC valve 5 and the correction valve opening amount of the ISC valve 5 increase and decrease, the engine speed also fluctuates according to the cycle of the change, which may worsen the ride feeling of the occupant. .
[0026]
Therefore, in the power generation suppressing means 14, the battery voltage returns to the target voltage as described above and the actual FR duty D in order to suppress such fluctuations in the engine speed in a short cycle._FR, The alternator control means 13 again performs the target FR duty D_FrobjWhen the target FR duty D is to be increased_FrobjIs held at a predetermined value for a predetermined time.
[0027]
More specifically, the power generation suppressing means 14 includes an actual FR duty D as shown in FIG._FRMultiple thresholds X for_FRHLD(For example, X_FRHLD= 94, 88, 82, 76, 70, 64, 58, 52, 46, 40%, hereinafter these threshold values X_FRHLDIs the threshold T_FRHLDIs written. ) Is stored in advance. And the actual FR duty D that increased with power generation_FRDecreases as the battery voltage returns to the target voltage, and the threshold T_FRHLDIn the case shown in FIG. 2, the threshold value X_FRHLD(X_FRHLD= 88%), when the predetermined start condition is satisfied, the following power generation suppression control is performed until the power generation suppression cancellation condition is satisfied.
[0028]
First, the start condition will be described. The start condition is that the following four conditions are all satisfied. First, the first start condition is that the power generation suppression control has not been started. This is because there is no need to start again when the power generation suppression control has already been started. The second start condition is that the engine speed Ne is less than a predetermined speed (for example, Ne = 1500 rpm), and the third start condition is that the idle switch 7 is turned on. . This is because the purpose of the power generation suppression control is to prevent fluctuations in the engine speed during idling at low speed. The fourth start condition is the actual FR duty D as described above._FRDecreases to threshold T_FRHLDIs crossing from high to low. When all these four conditions are satisfied, the power generation suppression control is started. The power generation suppression unit 14 starts a timer simultaneously with the start of power generation suppression control, and measures an elapsed time T from the start of power generation suppression control.
[0029]
The power generation suppression control by the power generation suppression means 14 is performed by the target FR duty D by the alternator control means 13._FrobjThis is done by changing the setting of
D_Frobj(N) = {[D_FR(N), D_Frobj(N-1)] min, X_FRHLDCLP} Max (4)
In other words, this actual FR duty D_FR(N) and the previous target FR duty D_FrobjThe smaller one of (n-1) and a predetermined threshold value X_FRHLDCLP(FR duty limit value in idle power generation suppression mode; for example, a fixed value of 40%) is compared with the larger one of these target FR duty D_Frobj(N).
[0030]
For this reason, the actual FR duty D_FR(N), target FR duty D_Frobj(N-1) is the threshold value X_FRHLDCLPIs greater than the target FR duty D, the alternator control means 13_FrobjWhen trying to increase (n), the target FR duty D_Frobj(N) Actual FR duty D before being increased_FR(N) or target FR duty D_FrobjIt is set to the smaller one of (n-1). Also, the actual FR duty D_FR(N), target FR duty D_Frobj(N-1) is the threshold value X_FRHLDCLPIs smaller than the target FR duty D_Frobj(N) is the threshold value X_FRHLDCLPSet to
[0031]
As a result, during the power generation suppression control, the actual FR duty D_FRIs kept substantially constant, and the drive torque does not increase or decrease due to fluctuations in the power generation amount, and the actual FR duty D_FRAccordingly, the corrected valve opening amount of the ISC valve 5 set according to the above is also kept substantially constant. Accordingly, the engine speed is also kept substantially constant during power generation suppression control.
[0032]
Next, the condition for canceling the power generation suppression control will be described. The condition is that one of the following three conditions is satisfied. First, the first release condition is that the engine speed Ne is equal to or higher than the predetermined speed, and the second release condition is that the idle switch 7 is turned off. These conditions correspond to the second and third conditions of the control start condition. The third release condition is that the elapsed time T from the start of power generation suppression control is a predetermined time T₀(For example, T₀= 10 seconds). In order to prevent the engine speed from fluctuating in a short cycle, the actual FR duty D for a certain amount of time._FRThis is because the amount of power generation may be insufficient if the suppression time is too long.
[0033]
After the power generation suppression control is canceled, the alternator control means 13 performs normal power generation control. That is, the target FR duty D as shown in the equation (1)_FrobjThe power generation amount of the alternator 6 is gradually increased. Then, the battery voltage returns to the target voltage again, and the alternator control means 13 performs the target FR duty D._FrobjThe actual FR duty D_FRIs the threshold T_FRHLDWhen any of the above is crossed from a high value to a low value, the power generation suppression means 14 performs the above-described power generation suppression control again.
[0034]
Since the power generation control device according to the embodiment of the present invention is configured as described above, the power generation suppression control is performed according to the flow shown in FIG. 3, for example.
As shown in FIG. 3, first, the power generation suppression unit 14 determines whether or not to start power generation suppression control. First, whether or not power generation control has already started, that is, power generation suppression control starts. It is determined whether or not the flag F is set (F = 1) (first start condition, step S100). The power generation suppression control start flag F is set (F = 1) when the power generation suppression control is started and cleared (F = 0) when the power generation suppression control is released.
[0035]
At this time, when the power generation suppression control start flag F is already set (that is, F = 1), the process proceeds to step S150 and the power generation suppression control is continued. On the other hand, when the power generation suppression control start flag F has not been set yet (that is, F = 0), the process proceeds to step S110 to determine the next start condition.
In step S110, the engine speed Ne is a predetermined speed N.₀It is determined whether it is less than (second start condition) or whether the idle switch 7 is on (third start condition). If either one of the second and third start conditions is not satisfied, the process proceeds to step S190, where the alternator control means 13 performs the normal control, that is, the target FR duty D as shown in the equation (1)._FrobjSet up. On the other hand, if both the second and third start conditions are satisfied, the process proceeds to step S120 to determine the next start condition.
[0036]
In step S120, the reduced actual FR duty D_FRIs the threshold T_FRHLDIt is determined whether or not any of the above has been crossed from the high value to the low value (fourth start condition). When the condition is not satisfied, the process proceeds to step S190, where the alternator control means 13 performs the normal control, that is, the target FR duty D as shown in the equation (1)._FrobjSet up. On the other hand, if the condition is satisfied, the power generation suppression control is started, the power generation suppression control start flag F is set (F = 1) (step S130), and a timer for measuring the elapsed time from the start of the control is set. Start (step S140).
[0037]
The power generation suppressing means 14 is a target FR duty D in the alternator control means 13._FrobjIs changed as shown in Equation (4), and D_FR(N) or D_FrobjSmaller of (n-1) or threshold X_FRHLDCLP(Step S150). As a result, the actual FR duty D_FRIs kept substantially constant, the drive torque does not increase or decrease due to fluctuations in the power generation amount, and the actual FR duty D_FRAccordingly, the corrected valve opening amount of the ISC valve 5 set according to the above is also kept substantially constant. For this reason, the engine speed is also kept substantially constant.
[0038]
In step S160, a condition for canceling power generation suppression control is determined. That is, the engine speed Ne is a predetermined speed N₀It is determined whether it is above (first cancellation condition) or whether the idle switch 7 is turned off (second cancellation condition). If either one of the first and second cancellation conditions is satisfied, the power generation suppression control is immediately canceled and the power generation suppression control start flag F is cleared (F = 0) (step S180).
[0039]
If both the first and second release conditions are not satisfied, the process proceeds to step S170, where the timer value T is equal to the predetermined time T.₀Whether or not (the third release condition) has passed and the predetermined time T₀In step S180, the power generation suppression control is canceled, and the power generation suppression control start flag F is cleared (F = 0). On the other hand, the predetermined time T is still₀Is not elapsed, the process returns to step S100 again (in this case, since F = 1, the process proceeds to step S150) and the power generation suppression control is continued.
[0040]
By performing the power generation suppression control according to the flow as described above, for example, when the fan is driven during idling, as shown in FIGS. 4 (a) to 4 (d), the intake manifold internal pressure (manifold pressure) [Fig. 4 (a) A line], G terminal duty D_G[FIG. 4 (a) B line], increase amount of intake air according to the corrected valve opening amount (electric load ID-UP amount) [FIG. 4 (b) C line], battery voltage [FIG. 4 (b) D line ], Engine speed [FIG. 4 (c) E line], target engine speed [FIG. 4 (c) F line], actual FR duty (averaged FR duty) D_FR[Fig. 4 (d) G line], target FR duty D_Frobj[FIG. 4 (d) H line] changes.
[0041]
That is, time t₀When the fan is switched on, the battery voltage greatly decreases from the predetermined target voltage (14V) as shown in FIG. In the electric load detecting means 11, the electric load current value, which is the sum of the consumption current value calculated based on the deviation between the target voltage (14V) and the battery voltage, and the generated current value of the alternator 6 exceeds a predetermined value. When it is determined that an electrical load has been applied.
[0042]
In response to this electric load application determination, the alternator control means 13 first increases the field current duty ratio (target FR duty) D of the target field coil 6B in order to increase the power generation amount of the alternator 6._FrobjAnd set the target FR duty D_FrobjG terminal duty D input to the G terminal 6a of the alternator 6 based on_GWill increase.
[0043]
However, target FR duty D_FrobjIs gradually increased according to the equation (1) as shown in FIG. 4 (d) H line, the G terminal duty D set by the equation (3)_GWill also increase moderately. Therefore, the actual FR duty D that indicates the duty ratio of the field current that actually flows through the field coil 6B._FRAlso, as shown in FIG. 4 (d) G line, it gradually increases, thereby preventing a rapid decrease in the engine speed due to a sudden increase in the drive torque of the alternator 6.
[0044]
Further, in the intake air amount adjusting means 12, the actual FR duty D_FRAs shown in FIG. 4 (b) C line, the electric load ID-UP amount is increased and the intake air amount is increased. As the electric load ID-UP amount increases, the manifold pressure also increases as shown in FIG. Then, as the electric load ID-UP amount is increased, the engine speed is prevented from dropping with respect to the target engine speed as shown in FIG.
[0045]
Actual FR duty D_FRIs increased and the amount of power generated by the alternator 6 is increased, so that the current consumed by the alternator 6 exceeds the current consumed by the battery 9, and eventually the battery voltage returns to the target voltage (time t₁). Thereby, in the alternator control means 13, the target FR duty D is set so as to prevent the battery 9 from being overcharged._FrobjIncrease in the actual FR duty D_FRGradually decreases according to the characteristics of the alternator 6.
[0046]
And the actual FR duty D_FRIs the threshold T_FRHLDOne of X_FRHLD(Here X_FRHLD= 76%), the power generation suppression unit 14 starts the power generation suppression control on the condition that other start conditions (the above-described first to third start conditions) are satisfied (time t₂) Start the timer.
Actual FR duty D_FRThe power generation amount of the alternator 6 also decreases with the decrease of the battery voltage, and when the current consumption of the battery 9 eventually exceeds the power generation current of the alternator 6, the battery voltage decreases again from the target voltage (time t₃). When the voltage load detection means 11 determines that the electric load is turned on due to the decrease in the battery voltage, the alternator control means 13 again sets the target FR duty D to increase the power generation amount of the alternator 6._FrobjTry to increase.
[0047]
However, the target FR duty D of the alternator control means 13 by the power generation suppressing means 14_FrobjSince the setting of is changed from Expression (1) to Expression (4), the target FR duty D_FrobjThe alternator control means 13 has a target FR duty D_FrobjThe actual FR duty D at the time of increasing_FRValue (in this case, D_FR(N) = 65%).
[0048]
Thereby, the fluctuation | variation of the drive torque of the alternator 6 is suppressed. Further, the corrected valve opening amount of the ISC valve 5 by the intake air amount adjusting means 12 is the actual FR duty D._FRIs set according to the increase in the target FR duty D_FrobjIs D_FR(N) (D_FR(N) = 65%), the electric load ID-UP amount is also kept substantially constant. For this reason, as shown in FIG. 4C, the engine speed is kept substantially constant at the target engine speed without fluctuation.
[0049]
Then, after the timer is started, a predetermined time T₀(Here, T₀= 10 seconds) (time t)₄), The power generation suppression unit 14 cancels the power generation suppression control. As a result, the alternator control means 13 sets the target FR duty D_FrobjIs again set based on equation (1) until the battery voltage returns to the target voltage (time t₅), Target FR duty D_FrobjWill increase.
[0050]
Thereafter, the above control is repeated until the drive of the fan is stopped and the battery voltage is maintained at the target voltage.
Thus, according to this power generation control device, at idle, a low load electric load such as a fan or a small light is applied, and the alternator 6 increases or decreases the amount of power generation that should maintain the battery voltage at the target voltage. If repeated, the actual FR duty D will accompany the return of the battery voltage to the target voltage._FRDecreases and threshold T_FRHLDWhen one of them crosses from high to low, a predetermined time T₀Until the target FR duty D_FrobjAnd actual FR duty D_FRIs kept substantially constant, and the actual FR duty D_FRSince the corrected valve opening amount of the ISC valve 5 set in accordance with the increase in the engine speed is kept substantially constant, fluctuations in the engine speed associated with fluctuations in the drive torque of the alternator 6 can be suppressed, and the occupant There is an advantage that deterioration of the riding feeling can be prevented.
[0051]
In addition, the predetermined time T₀After elapses, the power generation suppression control is canceled and the target FR duty D is maintained until the battery voltage returns to the target voltage._FrobjIs increased so that the battery will not run out.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention._FRHLDAnd suppression time T₀The set value is not limited to the above-described embodiment, and may be set as appropriate based on the characteristics of the engine and the alternator 6 and the like.
[0052]
In the present embodiment, the FR duty D is a parameter that correlates with the power generation amount of the alternator._FRrealActual FR duty D averaged_FRHowever, if the parameter correlates with the power generation amount of the alternator, the G terminal duty D_GEtc. may be used.
In the present embodiment, the target FR duty D as shown in FIG._FrobjIs controlled to be kept constant for a predetermined time at the minimum value when power generation control is restarted. For example, as shown in FIG._FRHLDIt may be controlled to keep constant for a predetermined time at (here, 64%).
[0053]
In this embodiment, the ISC valve 5 is provided in the bypass passage 4 as means for adjusting the intake air amount during idling. However, when an electrically controlled throttle valve is provided, the throttle valve 3 is opened and closed. The intake air amount during idling may be adjusted according to the amount.
[0054]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the power generation control device of the present invention, the parameter correlated with the power generation amount of the alternator during idling.That is, actual duty ratio or G terminal duty ratio of alternator voltage regulatorChanges from a high value to a low value and then rises toward a high value, the suppression means causes a predetermined time,Actual duty ratio or G terminal duty ratioTherefore, the increase and decrease of the power generation amount of the alternator and the increase and decrease of the intake air amount flowing into the combustion chamber are both suppressed during the predetermined time when the increase of the parameter is suppressed. There is an advantage that fluctuation of the number can be suppressed.
Also,Actual duty ratio or G terminal duty ratioDuring the predetermined period of time during which the rise of the engine is kept constant, both the increase and decrease of the power generation amount of the alternator and the increase and decrease of the intake air flowing into the combustion chamber are both suppressed, thereby making it possible to keep fluctuations in the engine speed constant. There is also.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a power generation control device as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining power generation suppression control according to a power generation control device as one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of power generation suppression control according to the power generation control device as one embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are diagrams showing results of an idle test according to the power generation control apparatus as one embodiment of the present invention, wherein FIG. The figure which shows the time change of load ID-UP amount and a battery voltage, (c) is a figure which shows the time change of an engine speed and a target engine speed, (d) is an average FR duty and a target FR duty. It is a figure which shows a time change.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining power generation suppression control according to a power generation control device as another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 engine (internal combustion engine)
2 Air intake passage
3 Throttle valve
4 Bypass passage
5 ISC valve
6 Alternator
6a G terminal
6b FR terminal
9 Battery
10 ECU
11 Electric load detection means
12 Intake air volume adjustment means
13 Alternator control means
14 Power generation suppression means (suppression means)

Claims

フィールドコイルと、Ｇ端子をそなえる電圧レギュレータとを有し、内燃機関の出力軸に連結されたオルタネータと、
バッテリ電圧の所定電圧からの偏差に基づき、該オルタネータのフィールドコイルに流れる界磁電流の実デューティ比を増減するとともに、該フィールドコイルに流れる界磁電流の目標デューティ比を演算するオルタネータ制御手段と、
該実デューティ比の増減に伴い該内燃機関の燃焼室内に流入する吸気量を増減する吸気量調整手段と、
アイドリング時に該実デューティ比が高値から低値に変化し、その後高値に向けて上昇する場合、該オルタネータ制御手段によって今回検出された該実デューティ比と前回演算された該目標デューティ比の内の小さいものを選択して今回の目標デューティ比として演算することにより、該実デューティ比の該上昇を所定時間抑制する抑制手段とをそなえた
ことを特徴とする、発電制御装置。An alternator having a field coil and a voltage regulator having a G terminal and connected to the output shaft of the internal combustion engine;
An alternator control means for increasing or decreasing the actual duty ratio of the field current flowing through the field coil of the alternator based on a deviation of the battery voltage from the predetermined voltage, and calculating a target duty ratio of the field current flowing through the field coil;
An intake air amount adjusting means for increasing or decreasing the intake air amount flowing into the combustion chamber of the internal combustion engine as the actual duty ratio increases or decreases;
When the actual duty ratio changes from a high value to a low value during idling and then increases toward a high value, the actual duty ratio detected this time by the alternator control means and the target duty ratio calculated last time are small. A power generation control device, comprising: a suppressor that suppresses the increase in the actual duty ratio for a predetermined time by selecting one and calculating as the current target duty ratio.

該抑制手段は、該実デューティ比を一定に保つことにより該上昇を抑制する
ことを特徴とする、請求項１記載の発電制御装置。The power generation control device according to claim 1, wherein the suppression unit suppresses the increase by keeping the actual duty ratio constant.

該実デューティ比に代えて、該Ｇ端子におけるＧ端子デューティ比を用いる
ことを特徴とする、請求項１または２記載の発電制御装置。 Instead of the actual duty ratio, the G terminal duty ratio at the G terminal is used.
The power generation control device according to claim 1, wherein the power generation control device is a power generation control device .