JP5446449B2 - Power generation control device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関のクランク軸に連結された発電機の発電制御に関し、特に発電効率の向上と回転振動の抑制とに対して好適なものである。 The present invention relates to power generation control of a generator connected to a crankshaft of an internal combustion engine, and is particularly suitable for improving power generation efficiency and suppressing rotational vibration.
内燃機関の吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程からなる燃焼サイクルにおいて、爆発行程ではエンジントルクが大きくなり、排気行程から圧縮行程まではエンジントルクが小さくなる。このような内燃機関のクランク軸に連結され、内燃機関の回転によって駆動される発電機では、発電時に発生する発電トルクが、内燃機関の回転速度を抑制する方向に作用し、エンジントルクの小さくなる行程においてさらにエンジントルクが小さくなるので、回転変動が大きくなり、円滑なエンジン回転が阻害され、振動や騒音の発生原因となっている。 In a combustion cycle including an intake stroke, a compression stroke, an explosion stroke, and an exhaust stroke of the internal combustion engine, the engine torque increases in the explosion stroke, and the engine torque decreases from the exhaust stroke to the compression stroke. In such a generator connected to the crankshaft of the internal combustion engine and driven by the rotation of the internal combustion engine, the power generation torque generated during power generation acts in a direction to suppress the rotation speed of the internal combustion engine, and the engine torque is reduced. Since the engine torque is further reduced in the stroke, the rotational fluctuation increases, smooth engine rotation is hindered, and this causes generation of vibration and noise.
かかる問題に関して、特許文献1にあるような従来の発電制御装置では、エンジンに与える発電トルクを燃焼サイクル中に設定された所定のタイミングで増減させることにより、燃焼サイクル中のエンジン回転速度の変動を抑制すべく、エンジンの所定タイミングを検出するタイミング検出手段と、該タイミング検出手段によって検出された所定のタイミングに応じて、発電装置の発電状態と非発電状態とを切り換えて発電トルクを制御する発電トルク制御手段を設けた発電制御装置が開示されている。
With regard to such a problem, the conventional power generation control device as disclosed in
一方、近年、スクータ、小型船舶等の小排気量の内燃機関を使用する車両においても、キャブレターに替えて燃料噴射装置が採用され、低燃費化、燃焼排気の清浄化、リーン燃焼化、低アイドル化等が試みられている(特許文献2等参照)。
On the other hand, in recent years, even in vehicles using a small displacement internal combustion engine such as a scooter, a small ship, etc., a fuel injection device has been adopted instead of a carburetor to reduce fuel consumption, clean combustion exhaust, lean combustion, low idle Attempts have been made (see
特許文献1にあるような従来の発電制御装置では、回転変動を抑制すべく、エンジントルクの大きい爆発行程に合わせて発電トルクを増加させるべく発電が実行され、エンジントルクの低い行程に合わせて発電トルクを低減させるべく発電が停止されている。
しかし、エンジンの高回転領域においては、エンジントルクが増大するので、発電トルクを利用した振動の抑制効果が小さくなってしまう。
このため、振動抑制効果を高めるために出力の大きな発電機を使用することも考えられるが、内燃機関のクランク軸に連結・駆動される発電機の場合、同程度の外形寸法を維持したまま、コイル巻回数を増やしたり磁束密度を高くしたりすることのよって、発電出力を上げると、却って発電効率が低下することが知られている。
In a conventional power generation control device such as that disclosed in
However, since the engine torque increases in the high engine speed region, the effect of suppressing vibration using the power generation torque is reduced.
For this reason, it is conceivable to use a generator with a large output in order to enhance the vibration suppression effect, but in the case of a generator connected and driven to the crankshaft of the internal combustion engine, while maintaining the same external dimensions, It is known that when the power generation output is increased by increasing the number of coil turns or increasing the magnetic flux density, the power generation efficiency decreases.
一般に、発電機は、1回転当たり、発電ポール数の2分の1のサイクル数で発電し、回転速度に比例した周波数の起電力が得られ、発電機のポール数が多いほど起電力が高くなり、起電力に比例して発電トルクも大きくなることが知られている。
ところが、本発明者等の鋭意試験により、内燃機関のクランク軸に連結され駆動される発電機において、一定の回転速度以上では、発電コイルの巻回数が少ないほど、即ち、発電に寄与するポールが少ないほど発電トルクが大きくなり、より高い振動抑制効果が得られることが判明した。
In general, a generator generates electricity at a cycle number that is half the number of power generation poles per revolution, and an electromotive force with a frequency proportional to the rotational speed is obtained. The higher the number of generator poles, the higher the electromotive force. Thus, it is known that the power generation torque increases in proportion to the electromotive force.
However, as a result of diligent tests by the present inventors, in a generator connected to and driven by the crankshaft of an internal combustion engine, the number of turns of the power generation coil decreases at a certain rotational speed or higher, that is, there is a pole that contributes to power generation. It was found that the smaller the amount, the larger the power generation torque and the higher vibration suppression effect.
また、特許文献1にあるような従来の発電制御装置においては、発電の許可と停止の二元的な調整しか行えず、ON/OFFのデューティ比を変更することによって発電量と発電トルクとの調整を図っている。このため、回転速度によって変化する発電トルクに対して細かな調整が困難で十分な振動抑制効果が得られない虞がある。
In addition, in the conventional power generation control device as disclosed in
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、内燃機関のクランク軸に連結・駆動される発電機の発電を制御する発電制御装置において、発電トルクを多段的に調整可能とし、回転速度に応じた発電トルクに調整することによって振動を効果的に抑制可能とする発電制御装置とその制御方法とを提供することを目的とする。 Therefore, in view of such circumstances, the present invention makes it possible to adjust power generation torque in multiple stages in a power generation control device that controls power generation of a generator connected to and driven by a crankshaft of an internal combustion engine, and to generate power according to the rotational speed. An object of the present invention is to provide a power generation control device and a control method thereof that can effectively suppress vibration by adjusting to torque.
第1の発明では、内燃機関のクランク軸に連結駆動される発電機の発電を制御する発電制御装置において、上記発電機が、上記クランク軸の周囲に配設された複数の固定子と、上記クランク軸によって駆動され、上記固定子に対して相対回転する回転子とによって複数の発電ポールを構成すると共に、該複数の発電ポールのうち発電に寄与する発電ポールを選択する発電ポール選択手段を具備し、該発電ポール選択手段が、発電ポール数に対する発電トルクの大小関係が逆転する所定の回転速度において、上記発電ポールの切り換えを行うものであり、上記所定の回転速度以上では、発電コイルの巻回数を少なく、即ち、発電に寄与するポールを少なくして、発電トルクを大きくする(請求項1)。 According to a first aspect of the present invention, in a power generation control device for controlling power generation of a generator coupled to a crankshaft of an internal combustion engine, the generator includes a plurality of stators disposed around the crankshaft, A plurality of power generation poles are constituted by a rotor driven by a crankshaft and rotated relative to the stator, and power generation pole selection means for selecting a power generation pole that contributes to power generation among the plurality of power generation poles is provided. The power generation pole selection means switches the power generation pole at a predetermined rotational speed at which the magnitude relationship of the power generation torque with respect to the number of power generation poles is reversed. The power generation torque is increased by decreasing the number of times, that is, by reducing the number of poles that contribute to power generation .
より具体的には、第2の発明のように、上記発電ポール選択手段は、上記複数の発電ポールの全部又は一部を発電可能とするスイッチング素子と、該スイッチング素子の開閉を制御するスイッチング素子制御手段と、上記内燃機関の運転を制御すると共に、上記内燃機関の運転状態に応じて上記スイッチング素子制御手段に発電指令を発信する電子制御装置とを具備する(請求項2)。 More specifically, as in the second invention, the power generation pole selecting means includes a switching element capable of generating power for all or part of the plurality of power generation poles, and a switching element for controlling opening and closing of the switching element. A control means and an electronic control device for controlling the operation of the internal combustion engine and transmitting a power generation command to the switching element control means in accordance with the operation state of the internal combustion engine are provided.
第3の発明では、上記内燃機関の走行状態を検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段によって検知された走行状態が定常状態であるか否かを判定する定常状態判定手段と、内燃機関の燃焼サイクルを検出する燃焼サイクル検出手段とを具備する(請求項3)。 In a third aspect of the invention, a running state detecting means for detecting the running state of the internal combustion engine, a steady state judging means for judging whether or not the running state detected by the running state detecting means is a steady state, and an internal combustion engine Combustion cycle detection means for detecting the combustion cycle of the engine (claim 3).
第4の発明では、上記発電機によって充電されるバッテリと、該バッテリのバッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出手段とを具備する(請求項4)。 According to a fourth aspect of the present invention, the battery includes a battery charged by the generator, and battery voltage detection means for detecting a battery voltage of the battery.
上記第1から4の発明の発電制御装置の発電制御方法において、第5の発明のように、上記発電機の発電を実行するに際して、上記定常状態判定手段によって定常状態であると判定された場合には、上記燃焼サイクル検出手段によって検知された内燃機関の燃焼サイクルに応じて、上記発電ポール選択手段によって選択された発電ポールによって発電を実行し、上記定常状態判定手段によって定常状態でないと判定された場合には、全極発電を実行する(請求項5)。 In the power generation control method of the power generation control device according to any one of the first to fourth aspects of the invention, as in the fifth aspect, when the power generation of the generator is executed, it is determined that the steady state is determined by the steady state determination means. In accordance with the combustion cycle of the internal combustion engine detected by the combustion cycle detection means, power generation is performed by the power generation pole selected by the power generation pole selection means, and it is determined that the steady state determination means is not in a steady state. If so, all-pole power generation is executed (claim 5).
また、第6の発明のように、上記発電機の発電を実行するに際して、上記バッテリ電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧が閾値以下である場合には、上記発電ポールの全てを発電状態とし、上記バッテリ電圧が閾値よりも高い場合には、上記発電ポール選択手段によって選択した発電ポールのみによって発電を実行しても良い(請求項6)。 Further, as in the sixth aspect of the invention, when the battery voltage detected by the battery voltage detection means is equal to or lower than a threshold when executing the power generation of the generator, all of the power generation poles are in a power generation state, When the battery voltage is higher than the threshold value, power generation may be executed only by the power generation pole selected by the power generation pole selection means.
さらに、第7の発明のように、上記内燃機関の回転速度と燃焼サイクルとに応じて予め設定したマップにしたがって発電ポールを決定しても良い(請求項7)。 Further, as in the seventh invention, the power generation pole may be determined according to a map set in advance according to the rotational speed and combustion cycle of the internal combustion engine.
第1の発明によれば、上記複数の発電ポールのうち発電に寄与する発電ポールを選択することによって発生する発電トルクを多段的に調整可能とし、上記内燃機関の回転速度に応じて、所定の回転速度以上においては、回転速度が速いほど発電ポール数を少なくすることで発電トルクを大きくすることができ、内燃機関のエンジントルクの大きい高回転時においても発電トルクを効果的に制動に用いることが可能となり、発電トルクの多段的な調整によって振動を効果的に抑制できる。 According to the first aspect of the present invention, the power generation torque generated by selecting the power generation pole that contributes to power generation among the plurality of power generation poles can be adjusted in multiple stages, and the predetermined torque is determined according to the rotational speed of the internal combustion engine . Above the rotational speed, the higher the rotational speed, the larger the power generation torque can be achieved by reducing the number of power generation poles, and the power generation torque can be effectively used for braking even at high engine speeds of the internal combustion engine. becomes possible, it can be suppressed effectively Accordingly vibration multistage adjustment of the generator torque.
第2の発明によれば、内燃機関の運転状況に応じて上記スイッチング素子の開閉することによって、任意の発電ポールに対して発電の実行と停止を細かく多段階に調整でき、上記内燃機関の燃焼サイクル中で変化する回転速度に対して発電トルクを調整し、効果的に発電トルクを回転変動の抑制に利用することが可能な発電制御装置を実現できる。 According to the second invention, the opening and closing of the switching element according to the operating condition of the internal combustion engine can finely adjust the execution and stop of power generation for any power generation pole in multiple stages, and the combustion of the internal combustion engine It is possible to realize a power generation control device that can adjust the power generation torque with respect to the rotational speed that changes in the cycle and can effectively use the power generation torque for suppressing rotation fluctuations.
第3の発明によれば、定常状態の場合には、発電ポールを内燃機関の回転速度及び燃焼サイクルに応じて適宜調整することにより、振動を抑制し安定した走行を実現でき、発電トルクの影響の少ない加速時や減速時等の定常状態でない場合には、全発電を行うことにより、必要な発電量を安定的に確保することができる。 According to the third invention, in the steady state, the power generation pole can be appropriately adjusted according to the rotational speed of the internal combustion engine and the combustion cycle so that vibration can be suppressed and stable running can be realized. When the engine is not in a steady state such as during acceleration or deceleration with a small amount of power, the necessary power generation amount can be stably secured by performing all power generation.
第4の発明によれば、第1〜3の発明の効果に加え、バッテリの消耗状況に応じて発電を優先したり、振動の抑制を優先したりすることが選択可能となるので、発電制御装置としての信頼性がさらに向上できる。 According to the fourth invention, in addition to the effects of the first to third inventions, it is possible to select to give priority to power generation or to give priority to suppression of vibration depending on the battery consumption state. The reliability as a device can be further improved.
第5〜7の発明として示した発電制御方法によれば、第1〜4の発明として示した発電トルクを効果的に利用して回転変動を少なくし、振動の抑制効果に優れた発電制御装置が実現可能となる。 According to the power generation control method shown as the fifth to seventh inventions, the power generation control device that effectively uses the power generation torque shown as the first to fourth inventions to reduce rotational fluctuation and is excellent in vibration suppression effect. Is feasible.
本発明は、内燃機関のクランク軸に連結されてクランク軸の回転により回転駆動されて交流電流を発電する交流発電機(以下、Alternating Current Generator、ACGと称す)の発電を制御すると共に、発電時に発生する発電トルクを内燃機関の回転変動に伴う振動の抑制に利用する発電制御装置である。
特に、本発明の発電制御装置は、複数の固定子を略放射状に配設し、その周囲に固定子に対して相対回転する回転子を配設し、回転子に界磁として永久磁石を使用した永久磁石同期ACGを用いた内燃機関の振動抑制に好適なものである。
本発明の発電制御装置は、ACGの発電極(発電ポール)を構成する複数の固定子から、発電に寄与する固定子を選択することによって、発電トルクを多段的に調整可能とし、内燃機関の回転速度によって変化するエンジントルクに応じて発電トルクを多段的に調整することが可能となり、振動を効果的に抑制できる。
The present invention controls power generation of an alternating current generator (hereinafter referred to as “Alternating Current Generator”, ACG) that is connected to a crankshaft of an internal combustion engine and is rotationally driven by rotation of the crankshaft to generate alternating current. This is a power generation control device that uses generated power generation torque to suppress vibrations associated with rotational fluctuations of the internal combustion engine.
In particular, the power generation control device of the present invention has a plurality of stators arranged substantially radially, a rotor that rotates relative to the stator around the stator, and a permanent magnet as a field for the rotor. This is suitable for suppressing vibrations of an internal combustion engine using the permanent magnet synchronous ACG.
The power generation control device of the present invention makes it possible to adjust the power generation torque in a multistage manner by selecting a stator that contributes to power generation from among a plurality of stators that constitute an ACG generating electrode (power generation pole). It is possible to adjust the power generation torque in multiple stages according to the engine torque that changes depending on the rotational speed, and vibration can be effectively suppressed.
図1〜図3を参照して、本発明の第1の実施形態における発電制御装置1の概要と、本発明の発電制御装置1の適用されるACG10と、ACG10を駆動する内燃機関80の概要について説明する。
発電制御装置1は、ACG10と、本発明の要部でありACG10の発電ポールを決定する発電ポール選択手段(ACU)20と、バッテリ(BT)50とランプ系負荷(LMP)60と駆動系負荷(LD)70とへの電力供給を制御するレギュレータ(REG)30と、内燃機関80の運転状況に応じてACU20を制御すると共に内燃機関80を制御する電子制御装置(ECU)40とによって構成されている。
1 to 3, an overview of the power
The power
内燃機関80は、図1に示すように、略筒状のシリンダ82と、シリンダ82の上面を覆うシリンダヘッド81と、シリンダ82内を昇降するピストン83とによって燃焼室800が区画され、燃焼室800内に導入された圧縮空気と燃料との混合気への点火によって燃焼エネルギを発生させ、得られた燃焼エネルギをピストン83とコンロッド84とを介してクランク軸85の回転力に変換している。クランク軸85には、カウンタウエイト86が設けられピストン83の昇降を補助している。
シリンダヘッド81には、図略の吸気バルブによって開閉される吸気路と排気バルブによって開閉される排気路と、燃料噴射弁71と点火プラグ72とが設けられている。
吸気バルブの開弁とピストン83の下降とによる燃焼室800内への吸気行程と、燃料噴射弁71による燃料噴射とピストン83の上昇による圧縮行程と、点火プラグ72を用いた混合気への点火による爆発行程と、排気バルブの開弁による排気行程との燃焼サイクルが繰り返され、クランク軸85が回転する。クランク軸85には、ACG10が連結され、クランク軸85の回転に伴いACG10が駆動される。
As shown in FIG. 1, the
The cylinder head 81 is provided with an intake passage that is opened and closed by an unillustrated intake valve, an exhaust passage that is opened and closed by an exhaust valve, a fuel injection valve 71, and a
The intake stroke into the
ACG10は、図2(a)に示すように、固定子(ステータ)100と回転子(ロータ)110とフライホイール120とによって構成されている。
ステータコア101にステータコイル102が巻回されてステータ100が形成されている。複数のステータ100がクランク軸85の周囲に位置するように略放射状に配設され、直列に接続されており、ステータ100の外側に界磁としてマグネット111N、111Sが回転方向に並べられ、マグネット111N、111SのN極とS極とが交互にステータ100に対向するように配設されている。マグネット111N、111Sには永久磁石が用いられている。
クランク軸85に連結されたフライホール120の回転と共に、マグネット111N、111S及びロータ110がステータ100に対して相対回転することによって、ステータコイル102内の磁界が変化し、ACG10に交流が発生する。本実施形態においては、ステータ100が16極形成された例を示し、全ポールを選択して発電する場合(PH)と黒丸印の施された位置の発電ポールを選択する場合(PL)とを切換え可能となっている。
As illustrated in FIG. 2A, the
A
Along with the rotation of the
本実施形態において、ステータコイル102は、図2(b)に示すように、一極おきに直列接続された奇数番目のステータコイル102(1、3、5・・・15)と、一極おきに直列接続された偶数番目のステータコイル102(2、4、6・・・16)とが直列に接続されている。奇数番目のステータコイル102(1、3、5・・・15)のみを発電可能とすることによってコイル巻回数の少ない短巻回発電ポールPLを形成し、奇数番目のステータコイル102(1、3、5・・・15)と偶数番目のステータコイル102(2、4、6・・・16)とを発電可能とすることによってコイル巻回数の多い長巻回発電ポールPHを形成している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2B, the
内燃機関80において、吸気、圧縮、爆発、排気の燃焼サイクルが完了する間にクランク軸85は2回転する。
ACG10には、クランク軸85の1回転当たりに、ステータ100の発電ポール数に対してその半分の発電山周期をもち、クランク軸85の回転速度に比例した周波数の起電力が発生する。
In the
The
ECU40は、内燃機関80の運転状態を検出すべく、クランク角センサSEN1、図略のスロットル開度センサ、エンジン温度センサ、バッテリ電圧検出手段等のセンサ類SENから、クランク角CA、回転速度VRT、スロットル開度、エンジン温度等の情報が入力され、燃料噴射弁71、点火プラグ72、燃料ポンプ、スロットルバルブ等の動力系負荷70の駆動制御を行うべく点火信号IGt、燃料噴射信号FI、ポンプ駆動信号、スロットル開閉信号等の信号を発信する。
フライホイール120の外周には、所定の間隔で複数の検出子(リフラクタ)112が設けられている。燃焼サイクル検出手段として設けられたクランク角センサSEN1によってリフラクタ112が検知され、クランク角センサSEN1からは、クランク角信号SCAがECU40に発信される。このとき、特定位置のリフラクタ112が間引かれているので、クランク角CAを正確に検出することができる。
また、ECU40では、クランク角センサSEN1によって検知される所定のリフラクタ112の通過時間からクランク軸85の回転速度VRTを算出することができる。
The
A plurality of detectors (refractors) 112 are provided on the outer periphery of the
In addition, the
図3に示すように、本発明の要部であるACU20は、開閉により短巻回発電ポールPLと長巻回発電ポールPHとを選択するサイリスタ等の複数のスイッチング素子SCR1L、SCR1Hと、ECU40からの発電指令SGEにしたがって、これらのスイッチング素子SCR1L、SCR1Hを開閉制御するスイッチング素子制御手段(SCU)21とによって構成されている。
ACU20は、スイッチング素子SCR1L、SCR1Hの開閉により長巻回発電ポールPHと短巻回発電ポールPLと発電停止との3段階の切り換えが可能となり、発電量の制御とクランク軸85に制動力として作用する発電トルクTQEGとを多段的に制御することができる。
SCU21によって、SCR1HとSCR1Lとの両方が開かれると、発電停止となり、SCU21によって、SCR1Hが開かれ、SCR1Lが閉じられると、発電ポールの一部のみが発電状態となる短巻回発電ポールPLが選択され、SCU21によって、SCR1Hが閉じられ、SCR1Lが開かれると全ての発電ポールが発電状態となる長巻回発電極PHが選択される。
As shown in FIG. 3, ACU20 is an essential part of the present invention, a plurality of switching elements SCR 1L of thyristor selecting the short winding power pole P L and Nagamaki times power pole P H by closing, SCR IH And switching element control means (SCU) 21 that controls opening and closing of these switching elements SCR 1L and SCR 1H according to a power generation command S GE from the
ACU20 the switching element SCR 1L, enables three stages of switching between the opened and closed by the power generation stop the long winding power pole P H and a short winding power pole P L of SCR IH, to control the
When both the SCR 1H and the SCR 1L are opened by the
ACU20によって選択された発電ポールで発生した交流電流は、レギュレータ(REG)30によって整流される。
REG30は、スイッチング素子SCR2を開閉し、ヘッドライト、テールライト、方向指示器等のランプ系負荷(LMP)60への電力供給を制御するランプ系制御回路(LCU)31と、スイッチング素子SCR3を開閉してバッテリ(BT)50の適切な充電と燃料噴射弁71、点火プラグ72等の動力系負荷70への電力供給を制御するバッテリ系制御回路(BCU)32とによって構成され、ACG10で発生した交流の負側の電力をLMP60に供給し、正側の電力をBT50とLD70とに供給している。
演算部(CPU)では、ECU40に入力されたクランク角信号SCA、バッテリ電圧+B等にしたがって回転速度VRT、発信指令SGE等を算出する。
なお、CPUは、ECU40に内蔵されたものを兼用しても良いし、ECU40の演算負荷を低減するために、ACU20又はREG30内に別途設けても良い。
The alternating current generated at the power generation pole selected by the
The
The calculation unit (CPU) calculates the rotation speed V RT , the transmission command S GE and the like according to the crank angle signal S CA and the battery voltage + B input to the
Note that the CPU may be the one built in the
一般に、ACG10は、クランク軸85の1回転当たりに発電ポール数の2分の1のサイクル数で発電し、クランク軸85の回転速度VRTに比例した周波数の起電力が得られ、ACG10のポール数が多いほど起電力が高くなり、起電力に比例して発電トルクTQGEも大きくなることが知られている。
Generally, ACG10 is generated by the
ところが、本発明者等の鋭意試験により、図4に示すように、クランク軸85の回転速度VRTが所定の回転速度(例えば、4500rpm)よりも低い領域では、複数の発電ポールの全極が発電する長巻回発電ポールPHにおける発電トルクTHL(以下、低回転時長巻回発電トルクと称す)よりも、複数の発電ポールの半数が発電する短巻回発電ポールPLにおける発電トルクTLL(以下、低回転時短巻回発電トルクと称す)の方が低くなり、所定の回転速度よりも高い領域では、長巻回発電ポールPHにおける発電トルクTHH(以下、高回転時長巻回発電トルクと称す)よりも、短巻回発電ポールPLにおける発電トルクTLH(以下、高回転時短巻回発電トルクと称す)の方が高くなることが判明した。 However, the diligent study by the present inventors, as shown in FIG. 4, the rotational speed V RT is a predetermined rotational speed of the crankshaft 85 (e.g., 4500 rpm) in the region lower than, the all-pole multiple power poles generation torque T HL (hereinafter, referred to as a low rotation Tokinaga wound generator torque) in the long winding power pole P H to power than, the generation torque in the short winding power pole P L at which half of the plurality of power generating poles are power T LL (hereinafter, referred to as a low-rotation time reduction wound generation torque) who is low, at higher than the predetermined rotational speed range, the power generation torque T HH (hereinafter in the long winding power pole P H, the high speed rotation length It has been found that the power generation torque T LH (hereinafter referred to as high-speed short-winding power generation torque) in the short-winding power generation pole P L is higher than that of the winding power generation torque.
したがって、ACG10に発生する発電トルクTQGEを利用して回転速度VRTの急激な変化を緩やかにして、内燃機関80の燃焼サイクルにおいて発生する回転変動に伴う振動を抑制する場合、回転速度に応じて、長巻回発電ポールPHと短巻回発電ポールPLとを切り換えることによって、発電トルクTQGEを多段階に調整し、発電トルクTQGEによる振動抑制効果を向上できると期待される。
Thus, when suppressing the vibration due to rotation fluctuation in the moderate an abrupt change of the rotational speed V RT utilizing power generation torque TQ GE occurring ACG10, generated in the combustion cycle of the
図5を参照して、本実施形態における本発明の効果について説明する。本図は、内燃機関80が所定の回転速度以上の高回転時におけるタイムチャート図であり、本発明の発電制御装置1を用いた場合の瞬間回転速度VRTの変化を実施例1として示し、後述する従来の発電制御装置を用いた場合の瞬間回転速度の変化を比較例1として示す。
内燃機関80の燃焼サイクルに応じてクランク角センサSEN1から発信されるクランク角信号SCAに基づいて、ECU40で瞬間回転速度VRTが算出される。
With reference to FIG. 5, the effect of this invention in this embodiment is demonstrated. This figure is a time chart when the
Based on the crank angle signal S CA transmitted from the crank angle sensor SEN 1 in accordance with the combustion cycle of the
燃焼サイクルの爆発行程においては、エンジントルクが大きいのでACG10による発電を許可し、必要な発電量を確保すると共に、発電トルクTQGEを大きくして、回転速度VRTの変動を抑制するように発電ポールを選択する。
爆発初期においては、回転速度VRTが所定値以下であるので、ECU40から発信される発電指令SGEは、長巻回発電ポールPHが選択され、ステータ100の全極が発電状態となり、燃焼サイクル当たりに16山の周期で発電電流IGEが発生する。
このとき、発電トルクTQGEとして、比較例1と同様の低回転時長巻回発電トルクTHLがクランク軸85の制動方向に作用する。
In the explosion stroke of the combustion cycle, since a large engine torque to allow power generation by ACG10, while securing the power generation amount required to increase the generation torque TQ GE, power generation so as to suppress the fluctuation of the rotational speed V RT Select a pole.
In explosion early, the rotational speed V RT is less than a predetermined value, power generation command S GE originating from ECU40 is long winding power pole P H is selected, all the poles of the
At this time, as the power generation torque TQ GE , the low-rotation long-winding power generation torque T HL similar to that in the comparative example 1 acts in the braking direction of the
さらに爆発行程が進み、回転速度VRTが所定値以上となると、発電指令SGEは、短巻回発電ポールPLが選択され、ステータ100の50%が発電状態となり、燃焼サイクル当たりに8山の周期で発電電流IGEが発生する。
このとき、発電トルクTQGEとして、高回転時長巻回発電トルクTHHよりも大きな高回転時短巻回発電トルクTLHがクランク軸85の制動方向に作用する。
したがって、比較例1よりも回転速度VRTの上昇が抑制されるので最速回転速度と最遅回転速度との差が小さくなり回転変動による振動の発生を抑制できる。
Proceeds further explosion stroke, the rotational speed V RT is equal to or greater than a predetermined value, power generation command S GE is short winding power pole P L is selected, 50% of the
At this time, as a generator torque TQ GE, acting large high rotation time reduction wound generator torque T LH is in the braking direction of the
Therefore, it is possible to suppress the generation of vibration due to the difference is small rotational variation of the so increase in the rotational speed V RT is suppressed than Comparative Example 1 with the fastest speed and the most retarded rotational speed.
さらに、爆発行程の終了時に最高速度となる回転速度VRTが、爆発行程から排気行程に移行する際にフリクションによって徐々に低下する。このとき、発電指令SGEは発電停止となり、発電トルクTQGEによる重畳的な回転速度VRTの低下が抑制される。
さらに、排気行程から吸気行程に移行する際にクランク軸85に設けられたカウンタウエイト86の重心移動により瞬間的に回転速度VRTの上昇がおこる。
このように回転速度が徐々に減速している途中で、瞬間的な回転速度の上昇が起きると、大きな振動が発生する虞がある。
ところが、この時の発電指令SGEは、短巻回発電ポールPLが選択され、高回転持長巻回発電トルクTHHよりも大きなトルクである高回転時短巻回発電トルクTLHが作用するので回転速度VRTの瞬間的な上昇が抑制され、振動が効果的に抑制される。
Furthermore, the rotational speed VRT, which is the maximum speed at the end of the explosion stroke, gradually decreases due to friction when shifting from the explosion stroke to the exhaust stroke. At this time, the power generation command S GE stops power generation, and the superimposed decrease in the rotational speed V RT due to the power generation torque TQ GE is suppressed.
Further, when the exhaust stroke is changed to the intake stroke, the rotational speed VRT is instantaneously increased by the movement of the center of gravity of the
In this way, if the rotational speed increases momentarily while the rotational speed is gradually decelerating, there is a risk that large vibrations may occur.
However, the short-winding power generation pole P L is selected as the power generation command S GE at this time, and the high-rotation short-winding power generation torque T LH that is larger than the high-rotation long-winding power generation torque T HH is applied. Therefore, an instantaneous increase in the rotational speed VRT is suppressed, and vibration is effectively suppressed.
さらに、吸気行程においては、フリクションによってさらに回転速度VRTが低下する。このとき、発電指令SGEは発電停止となり、発電トルクTQGEによる重畳的な回転速度VRTの低下が抑制される。 Further, in the intake stroke, further rotational speed V RT is reduced by friction. At this time, the power generation command S GE stops power generation, and the superimposed decrease in the rotational speed V RT due to the power generation torque TQ GE is suppressed.
吸気行程から圧縮行程に移行する際にもカウンタウエイト86の重心移動により回転速度VRTの僅かな上昇がおこり、振動の発生源となっている。
このとき、回転速度VRTは、所定の回転速度よりも低くなっており、発電指令SGEは、長巻回発電ポールPHが選択され、高回転時短巻回発電トルクTLHよりも小さい高回転時長巻回発電トルクTHHが作用する。
したがって、僅かな回転速度VRTの上昇が抑制され、吸気行程から圧縮行程への移行期に発生する振動も効果的に抑制することができる。
さらに、圧縮行程の後期には、フリクションによってさらに回転速度VRTが低下する。このとき、発電指令SGEは発電停止となり、発電トルクTQGEによる重畳的な回転速度VRTの低下が抑制される。
以上により、本発明の発電制御装置1を用いれば、比較例1よりも燃焼サイクル当たりの回転変動が少なく、振動の発生が抑制されることが判明した。
Even during the transition from the intake stroke to the compression stroke, the rotational speed VRT slightly increases due to the movement of the center of gravity of the
At this time, the rotational speed V RT is lower than a predetermined rotational speed, power generation command S GE is long winding power pole P H is selected, height less than the height rotation time reduction wound generator torque T LH A long-winding power generation torque THH acts during rotation.
Therefore, a slight increase in the rotational speed VRT is suppressed, and vibrations that occur during the transition from the intake stroke to the compression stroke can be effectively suppressed.
Furthermore, the late compression stroke, further rotational speed V RT is reduced by friction. At this time, the power generation command S GE stops power generation, and the superimposed decrease in the rotational speed V RT due to the power generation torque TQ GE is suppressed.
From the above, it has been found that if the power
ここで、図6を参照して比較例1として示した従来の発電制御装置の問題点について説明する。
従来の発電制御装置においても、燃焼サイクル中に発電の実行と停止とを切り換えて発電トルクTQGEを回転変動の抑制に利用することは行われている。
しかし、発電の実行と停止とのニ元的な制御であり、クランク軸85の回転に制動力として作用する発電トルクTQGEは回転速度VRTの変化に関わらず一定である。このため、内燃機関80が高速で回転している場合には、エンジントルクが大きく、発電トルクTQGEによる振動抑制効果が小さい。
Here, the problem of the conventional power generation control device shown as Comparative Example 1 will be described with reference to FIG.
Also in the conventional power generation control device, the power generation torque TQ GE is used to suppress rotation fluctuation by switching between execution and stop of power generation during the combustion cycle.
However, a two-based control of the execution and stop of the power generation, the power generation torque TQ GE acting as a braking force to the rotation of the
図7〜11を参照して、本発明の第2の実施形態における発電制御装置1aについて説明する。本実施形態において、上記実施形態と同様の構成について同じ符号を付したので、説明を省略し相違点についてのみ説明する。
上記実施形態においては、ACG10を発電停止、ステータ100の100%を発電ポールとする長巻回発電ポールPH、ステータ100の50%を発電ポールとする短巻回発電ポールPLの3段階に切り換えて発電制御する装置を示したが、本実施形態においては、図7(a)に示すように、ACG10aを発電停止、ステータ100の100%を発電ポールとする長巻回発電ポールPH、ステータ100の65%を発電ポールとする中巻回発電ポールPM、ステータ100の50%を発電ポールとする短巻回発電ポールPLの4段階に切り換え可能となるよう、ステータコイル102を接続し、図7(b)に示すように、ACU20aは、ECU40からの発電指令SGEにしたがってスイッチング素子SCR1H、SCR1M、SCR1Lを開閉するSCU21aを具備し、発電停止、長巻回発電ポールPH、中巻回発電ポールPM、短巻回発電ポールPLの4段階に切り換えて可能とし、回転速度VRTに応じて発電トルクTQGEをより細かく調整可能とした点が相違している。
With reference to FIGS. 7-11, the electric power generation control apparatus 1a in the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. In the present embodiment, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted, and only differences will be described.
In the above embodiment, the power generation stop ACG10, long winding power pole P H to 100% of the
また、本発明者等の鋭意試験により、図8に示すように、クランク軸85の回転速度VRTが所定の回転速度(例えば、3800rpm)よりも低い低速領域では、長巻回発電ポールPHにおける発電トルクTHL(低回転時長巻回発電トルク)よりも、中巻回発電ポールPMにおける発電トルクTML(低回転時中巻回発電トルク)の方が低くなり、中巻回発電ポールPMにおける発電トルクTML(低回転時中巻回発電トルク)よりも、短巻回発電ポールPLにおける発電トルクTLL(低回転時短巻回発電トルク)の方が低くなり、所定の回転速度よりも高い中速領域では、長巻回発電ポールPHにおける発電トルクTHM(中回転時長巻回発電トルク)よりも、中巻回発電ポールPMにおける発電トルクTMM(中回転時中巻回発電トルク)の方が高くなり、中巻回発電ポールPMにおける発電トルクTMM(中回転時中巻回発電トルク)よりも、短巻回発電ポールPLにおける発電トルクTLM(中回転時短巻回発電トルク)の方が低くなり、所定の回転速度(例えば6000rpm)よりも高い高速領域では、長巻回発電ポールPHにおける発電トルクTHH(高回転時長巻回発電トルク)よりも、中巻回発電ポールPMにおける発電トルクTMH(高回転時中巻回発電トルク)の方が高くなり、中巻回発電ポールPMにおける発電トルクTMH(高回転時中巻回発電トルク)よりも、短巻回発電ポールPLにおける発電トルクTLH(高回転時短巻回発電トルク)の方が高くなることが判明した。
したがって、回転速度VRTに応じて、発電信号SGEを、発電なし、長巻回発電ポールPH、中巻回発電ポールPM、短巻回発電ポールPLとの4段階に切り換えることによって、発電トルクTQGEをさらに細かく多段階に調整し、発電トルクTQGEによる振動抑制効果を向上できると期待される。
Moreover, the intensive study of the present inventors, as shown in FIG. 8, the rotational speed V RT is a predetermined rotational speed of the crankshaft 85 (e.g., 3800 rpm) in the lower low-speed region than the length wound power pole P H power generation torque T HL than the (low-rotation Tokinaga winding power generation torque), it is lower in the power generation torque T ML in the mid-winding power pole P M (low-speed rotation in the winding power generation torque) in the, middle-winding power generation than the generated torque T ML (low speed rotation in winding generator torque) in the pole P M, it is low in the generation torque T LL in the short winding power pole P L (low rotation time reduction wound generation torque) given in middle-speed range higher than the rotational speed, than the generation torque T HM of the long winding power pole P H (power generation torque middle speed Tokinaga winding), the power generation torque T MM (middle speed in the middle winding power pole P M Power generation torque T LM at the short winding power generation pole P L than the power generation torque T MM at the middle winding power generation pole P M (medium rotation power generation torque at medium rotation). towards the (middle speed time-shortening wound generator torque) is low, given the rotational speed (e.g. 6000 rpm) higher high-speed range than the length wound power pole P H in the power generation torque T HH (high rotation Tokinaga winding generator than the torque), medium-winding power pole P towards the power generation torque T MH (power generation torque high-speed rotation in the winding) is increased in M, during the time of power generation torque T MH (high-speed rotation in the middle winding power pole P M It has been found that the power generation torque T LH (short-winding power generation torque at high rotation) at the short-winding power generation pole P L is higher than the winding power generation torque).
Therefore, by switching the power generation signal S GE in four stages according to the rotational speed V RT , no power generation, long winding power generation pole P H , middle winding power generation pole P M , and short winding power generation pole P L. It is expected that the power generation torque TQ GE can be further finely adjusted in multiple stages to improve the vibration suppression effect by the power generation torque TQ GE .
図9に本実施形態における発電制御装置1aに用いられる発電制御方法の一例をフローチャートで示す。
ステップS100では、スロットル開度等の走行状態検出手段によって検知された情報から、内燃機関80の走行状態を検出する。
ステップS101では、定常状態判定手段により定常状態か否かを判定し、定常状態の場合には判定はYESとなりステップS102に進み、加回転時や減回転時の定常状態でない場合には、判定はNOとなりステップS105に進む。
ステップS102では、クランク角信号SCAに基づいて瞬間回転速度VRTを検出し、ステップ103に進む。
ステップS103では、クランク角信号SCAに基づいてクランク角CAを検出し、爆発、排気、吸気、圧縮の燃焼サイクルのどの行程であるかを認識し、ステップS104に進む。
ステップS104では、瞬間回転速度VRTとクランク角CAとから、回転速度に適した発電トルクとなるように発電ポール数を決定し、発電停止、短巻回発電ポールPL、中巻回発電ポールPMのいずれかを選択し、上述の発電トルクTQGEを多段階に調整して振動抑制に効果的に用いた制御を実施する。
ステップS105では、加回転時にはエンジントルクが大きく発電トルクの影響が少なく、減回転時には、発電トルクがエンジンの制動に寄与するので、どちらの場合にも長巻回発電ポールPHを選択し、全ポールで発電を行って、必要な発電量を確保する。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the power generation control method used in the power generation control device 1a in the present embodiment.
In step S100, the traveling state of the
In step S101, it is determined whether or not the steady state is determined by the steady state determination means. If the steady state, the determination is YES, and the process proceeds to step S102. If the steady state is not being increased or decreased, the determination is It becomes NO and progresses to step S105.
In step S102, detects the instantaneous rotational speed V RT based on the crank angle signal S CA, the process proceeds to step 103.
In step S103, the crank angle CA is detected based on the crank angle signal S CA to recognize the stroke of the explosion, exhaust, intake, and compression combustion cycle, and the process proceeds to step S104.
In step S104, the number of power generation poles is determined from the instantaneous rotational speed VRT and the crank angle CA so that the power generation torque is suitable for the rotational speed, and the power generation is stopped, the short-winding power generation pole P L , and the middle-winding power generation pole. select one of P M, to implement effectively control using the vibration suppression by adjusting power generation torque TQ GE described above in multiple stages.
In step S105, pressure during rotation less affected by large power generation torque engine torque is, at the time of reduced rotation, since the power generation torque contribute to the braking of the engine, also select the length wound power pole P H in both cases, the total Generate electricity at the pole to secure the necessary amount of electricity.
図10に、本実施形態における、クランク角信号SCAと回転速度VRTに基づく発電指令SGEの選択方法の一例を示す。
本実施形態においては、クランク角信号SCAから算出した瞬間回転速度VRTが、例えば、4500rpm以上の高回転領域において、爆発行程では、発電ポールの50%を発電に使用する短巻回発電ポールPLを選択し、排気行程初期には、発電を停止し、排気行程後期には、発電ポールの65%を発電に使用する中巻回発電ポールPMを選択し、吸気行程では発電を停止し、圧縮行程初期には、発電ポールの100%を発電に利用する長巻回発電ポールPHを選択する。
また、クランク角信号SCAから算出した瞬間回転速度VRTが、4500rpm以下の低回転領域において、爆発行程では、発電ポールの100%を発電に使用する長巻回発電ポールPHを選択し、排気行程初期には、発電を停止し、排気行程後期には、発電ポールの65%を発電に使用する中巻回発電ポールPMを選択し、吸気行程では発電を停止し、圧縮行程初期には、発電ポールの50%を発電に利用する短巻回発電ポールPLを選択する。
内燃機関80の燃焼特性に適した回転速度と発電ポール決定用マップを予め用意し、このマップの設定にしたがって回転速度に応じて発電ポールを多段階に調整することによって振動抑制に優れた発電制御装置を実現できる。
FIG. 10 shows an example of a method for selecting the power generation command S GE based on the crank angle signal S CA and the rotation speed V RT in the present embodiment.
In the present embodiment, a short-winding power generation pole that uses 50% of the power generation pole for power generation in an explosion stroke in a high rotation speed region where the instantaneous rotation speed VR T calculated from the crank angle signal S CA is, for example, 4500 rpm or more. select P L, the exhaust stroke initial, power generation is stopped, the exhaust stroke later, select Chumaki times power pole P M that uses 65% of the power poles in the generator, stop the power generation in the intake stroke and, in the beginning of the compression stroke selects the long winding power pole P H utilizing 100% of the power poles in the generator.
Further, the instantaneous rotational speed VR T calculated from the crank angle signal S CA is, in the following low rotation region 4500 rpm, the power stroke, select the length wound power pole P H to use 100% of the power poles in the generator, the exhaust stroke initial, power generation is stopped, the exhaust stroke later, select Chumaki times power pole P M that uses 65% of the power poles in the generator to stop the power generation in the intake stroke, the compression stroke initial selects the short winding power pole P L to utilize 50% of the power poles in the generator.
Power generation control excellent in vibration suppression by preparing a rotation speed and power generation pole determination map suitable for the combustion characteristics of the
図11に本実施形態における本発明の効果を実施例2として実線で示し、上記実施1として点線で示す。本実施形態によれば、発電トルクTQGEをより細かく調整できるので、さらに回転変動を抑制できることが判明した。 FIG. 11 shows the effect of the present invention in the present embodiment as a solid line as Example 2, and the dotted line as Example 1 above. According to the present embodiment, the power generation torque TQ GE can be adjusted more finely, and thus it has been found that rotation fluctuation can be further suppressed.
図12に本発明の第3の実施形態における発電制御装置に用いる発電制御方法をフローチャートで示す。
上記第1の実施形態及び第2の実施形態においては、発電ポールの選定を燃焼サイクルと回転速度VRTとの関係で決定したが、本実施形態においては、これに加えて、バッテリ電圧+Bを考慮して、振動の抑制効果を向上しつつ、バッテリの消耗に応じて発電ポールを決定する点が相違する。
FIG. 12 is a flowchart showing a power generation control method used in the power generation control apparatus according to the third embodiment of the present invention.
In the first and second embodiments, the selection of the power generation pole is determined based on the relationship between the combustion cycle and the rotational speed VRT . In this embodiment, in addition to this, the battery voltage + B is In consideration, the power generation pole is determined in accordance with the consumption of the battery while improving the vibration suppressing effect.
ステップS200では、スロットル開度等から、内燃機関80の走行状態を検出する。
ステップS201では、定常状態か否かを判定し、定常状態の場合には判定はYESとなりステップS202に進み、加回転時や減回転時の定常状態でない場合には、判定はNOとなりステップS207に進む。
ステップS202では、バッテリ電圧+Bを検出する。
ステップS203で、バッテリ電圧+Bが所定の閾値より大きいか否かによって、発電量の制限が可能であるか否かを判定し、+Bが閾値より高ければ、判定はYESとなりステップ204に進み、+Bが閾値以下であれば、判定はNOとなりステップS207に進む。
ステップS204では、クランク角信号SCAに基づいて瞬間回転速度VRTを検出し、ステップS105に進む。
ステップS205では、クランク角信号SCAに基づいてクランク角CAを検出し、爆発、排気、吸気、圧縮の燃焼サイクルのどの行程であるかを認識し、ステップS206に進む。
ステップS206では、瞬間回転速度VRTとクランク角CAとから、回転速度に適した発電トルクとなるように発電ポール数を決定し、発電停止、短巻回発電ポールPL、中巻回発電ポールPMのいずれかを選択し、上述の発電トルクTQGEを多段階に調整して振動抑制に効果的に用いた制御を実施する。
ステップS207では、加回転時にはエンジントルクが大きく発電トルクの影響が少なく、減回転時には、発電トルクがエンジンの制動に寄与し、バッテリ電圧が低下している場合には発電を優先するので、いずれの場合にも長巻回発電ポールPHを選択し、全極発電を行って、必要な発電量を確保する。
In step S200, the running state of the
In step S201, it is determined whether or not it is in a steady state. If it is in a steady state, the determination is YES and the process proceeds to step S202. If it is not in a steady state at the time of rotation or derotation, the determination is NO and the process proceeds to step S207. move on.
In step S202, battery voltage + B is detected.
In step S203, it is determined whether or not the power generation amount can be limited depending on whether or not the battery voltage + B is larger than a predetermined threshold value. If + B is higher than the threshold value, the determination becomes YES and the process proceeds to step 204. Is equal to or less than the threshold value, the determination is no and the process proceeds to step S207.
In step S204, detects the instantaneous rotational speed V RT based on the crank angle signal S CA, the process proceeds to step S105.
In step S205, the crank angle CA is detected on the basis of the crank angle signal S CA to recognize the stroke of the explosion, exhaust, intake, and compression combustion cycle, and the process proceeds to step S206.
In step S206, the number of power generation poles is determined from the instantaneous rotational speed VRT and the crank angle CA so that the power generation torque is suitable for the rotational speed, and the power generation is stopped, the short-winding power generation pole P L , and the middle-winding power generation pole. select one of P M, to implement effectively control using the vibration suppression by adjusting power generation torque TQ GE described above in multiple stages.
In step S207, the engine torque is large at the time of rotation, and the influence of the power generation torque is small. At the time of rotation reduction, the power generation torque contributes to engine braking, and power generation is prioritized when the battery voltage is low. also select the length wound power pole P H when, by performing an all-pole power generation, ensuring a power generation amount required.
なお、本発明は、上記実施形態に限定するものではなく、ACGの発電に寄与する発電ポールを回転速度に応じて選択し、発電トルクを多段階的に調整して、ACGが連結駆動される内燃機関の振動抑制を図ろうとする本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態においては、発電ポールが16極設けられたACG10、10aを例に説明したが、発電ポールが8極の構成からなるACGにおいても、8極全部を発電する長巻回発電ポールPHと半数の4極を発電する短巻回発電ポールPLと発電停止とを段階的に切り換えることによって同様の振動抑制効果が得られる。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, The electric power generation pole which contributes to the electric power generation of ACG is selected according to rotation speed, and electric power generation torque is adjusted in multistep, ACG is connected and driven. Modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention which intends to suppress vibration of the internal combustion engine.
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態において、ACGは、発電のみを目的とするものを示したが、発電機としてスタータを兼用したACGスタータを用いた場合にも本発明は対応し得るものである。さらに、上記実施形態においてはACGとして単相の発電機を例に説明したが、三相としても良い。
なお、本発明の発電制御装置は、内燃機関として単気筒エンジン又は二気筒エンジンに連結された発電機の発電制御に特に好適であるが、多気筒エンジンに連結された発電機の発電制御にも適用可能である。
Moreover, in the said embodiment, although ACG intended only for electric power generation was shown, this invention can respond also when using the ACG starter which also serves as a starter as a generator. Furthermore, in the said embodiment, although the single phase generator was demonstrated to ACG as an example, it is good also as a three phase.
The power generation control device of the present invention is particularly suitable for power generation control of a generator connected to a single cylinder engine or a two cylinder engine as an internal combustion engine, but also to power generation control of a power generator connected to a multi-cylinder engine. Applicable.
1 発電制御装置
10 発電機(AGC)
100 固定子(ステータ)
101 ステータコア
102 ステータコイル
110 回転子(ロータ)
111N、111S 界磁(マグネット)
112 クランク角検出子(リフラクタ)
120 フライホイール
20 発電ポール(発電極)選択手段(ACU)
21 スイッチング素子制御手段(SCU)
30 レギュレータ(REG)
31 ランプ系制御回路(LCU)
32 バッテリ系制御回路(BCU)
40 ECU
50 バッテリ
60 ランプ系負荷
70 動力系負荷(LD)
71 燃料噴射弁
72 点火プラグ
80 内燃機関
800 燃焼室
81 シリンダ
82 シリンダヘッド
83 ピストン
84 コンロッド
85 クランク軸
SCR1L 短巻回発電ポール開閉素子(サイリスタ)
SCR1H 長巻回発電ポール開閉素子(サイリスタ)
SCR2 負側サイリスタ
SCR3 正側サイリスタ
SEN1 クランク角センサ
SCA クランク角信号
CA クランク角
PL 短巻回発電ポール
PH 長巻回発電ポール
VRT 回転速度
IGE 発電電流
TQGE 発電トルク
THH 高回転時長巻回発電トルク
THL 低回転時長巻回発電トルク
TLH 高回転時短巻回発電トルク
TLL 低回転時短巻回発電トルク
CPU 演算部
1 Power
100 Stator
101
111N, 111S Field (Magnet)
112 Crank angle detector (refractor)
120
21 Switching element control means (SCU)
30 Regulator (REG)
31 Lamp system control circuit (LCU)
32 Battery control circuit (BCU)
40 ECU
50
71
SCR 1H long winding power pole open / close element (thyristor)
SCR 2 Negative side thyristor SCR 3 Positive side thyristor SEN 1 Crank angle sensor S CA crank angle signal CA Crank angle P L Short winding power generation pole P H Long winding power generation pole V RT rotational speed I GE power generation current TQ GE power generation torque T HH high rotation long winding power generation torque T HL low rotation long winding power generation torque T LH high rotation short winding power generation torque T LL low rotation short winding power generation torque CPU arithmetic unit
Claims (7)
該発電ポール選択手段が、
発電ポール数に対する発電トルクの大小関係が逆転する所定の回転速度において、上記発電ポールの切り換えを行うものであり、
上記所定の回転速度以上では、発電コイルの巻回数を少なく、即ち、発電に寄与するポールを少なくして、発電トルクを大きくすることを特徴とする発電制御装置。 In a power generation control device that controls power generation of a generator coupled to a crankshaft of an internal combustion engine, the generator is driven by a plurality of stators arranged around the crankshaft and the crankshaft, A plurality of power generation poles are configured with a rotor that rotates relative to the stator, and power generation pole selection means for selecting a power generation pole that contributes to power generation among the plurality of power generation poles ,
The power generation pole selecting means is
The power generation pole is switched at a predetermined rotational speed at which the magnitude relationship of the power generation torque with respect to the number of power generation poles is reversed.
A power generation control device characterized in that the power generation torque is increased by reducing the number of turns of the power generation coil, that is, by reducing the number of poles that contribute to power generation, at or above the predetermined rotational speed .
上記発電機の発電を実行するに際して、
上記定常状態判定手段によって定常状態であると判定された場合には、上記燃焼サイクル検出手段によって検知された内燃機関の燃焼サイクルに応じて、上記発電ポール選択手段によって選択された発電ポールによって発電を実行し、
上記定常状態判定手段によって定常状態でないと判定された場合には、全極発電を実行することを特徴とする発電制御方法。 A power generation control method for a power generation control device according to any one of claims 1 to 4,
When performing the power generation of the generator,
When it is determined that the steady state is determined by the steady state determination means, power generation is performed by the power generation pole selected by the power generation pole selection means according to the combustion cycle of the internal combustion engine detected by the combustion cycle detection means. Run,
An all-electric power generation method is executed when it is determined that the steady state determination means is not in a steady state.
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