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    公开号:WO1991008613A1
    申请号:PCT/JP1990/001564
    申请日:1990-11-30
    公开日:1991-06-13
    发明作者:Kazuhide Togai；Tetsuro Ishida；Katsunori Ueda；Yoshiaki Danno；Yasuki Tamura；Katsuo Akishino；Toyoaki Fukui
    申请人:Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha；
    IPC主号:H02J7-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 ア イ ド ル回転変動制御装置 技術分野
    [0002] 本発明は、 内燃機関に よ り 発電機を駆動す る機関 に おいて、 アイ ドル運転中に電気負荷が急増 して も不快 な振動を生 じない よ う に したアイ ドル回転変動制御装 置に関す る も のであ る。
    [0003] かかる本発明は、 例えばガ ソ リ ンエ ン ジ ン 自動車に 適用 して有用であ る。
    [0004] 背景技術
    [0005] 自動車には、 エ ン ジ ン に よ り 回転 して発電す る オル タ ネ 一 夕 が備え られてレ、 る。 エ ン ジ ン回転中は、 オル タ ネ 一 夕 で発電 した電力が各種電気負荷に供給さ れる と と も に、 余裕の電力でバ ッ テ リ を充電す る。
    [0006] オ ル タ ネ ー 夕 で は、 フ ィ 一 ノレ ド コ ィ ノレ （界磁コ イ ル） を有す る ロ ー タ を回転さ せる と、 ス テ 一 夕 に備えたス テ一 夕 コ イ ル に 3 相交流が発生する。 3 相交流は、 6 個の ダイ ォ一 ドで形成 した三相プ リ ッ ジ整流器に よ り 整流さ れて直流 と な っ て出力 さ れる。
    [0007] オルタ ネ 一 夕 の発生電圧は、 口 一 夕 の回転速度 と フ ィ ー ル ド コ イ ル に流す励磁電流 （界磁電流） の大き さ と に比例する。 各種電気負荷へ供給 した り バ ッ テ リ を 充電 した り する 電圧は一定に保つ必要があ る ので、 回 転速度が高 く な り 発生電圧が規定値以上にな ろ う とす る と、 レ ギユ レ 一 タ に よ り 界磁電流を調整 して発生電 圧を制御す る。
    [0008] レ ギユ レ 一 夕 は、 各種負荷への供給電流に応 じて、 オル タ ネ ー 夕 の フ ィ ール ド コ イ ルに流す界磁電流の値 を調整する も のであ る。 ト ラ ン ジス タ式の レギユ レ 一 夕 では、 ノ、。ワ ー ト ラ ン ジス 夕 のオ ン · オ フ に よ り 界磁 電流のデュ ーテ ィ 一比を加減 して通電量を制御する。 こ の よ う に、 レギユ レ 一 夕で励磁電流値を調整する こ と に よ り 、 オルタ ネ ー 夕 の発生電圧を調整 し、 バ ッ テ リ の過充電や過放電の発生を防止 してい る。
    [0009] こ の レ ギユ レ 一 夕 は、 電気負荷が大き く な る とオル タ ネ 一 夕 に流す界磁電流を大き く し、 電気負荷が小さ く な る と界磁電流を小さ く する。 したがっ てオルタ ネ — 夕 を回転驥動させる ために必要な ト ル ク は、 電気負 荷が大き い と き に大き く な り 、 電気負荷が小さ い と き に小さ く な る。
    [0010] と こ ろで自動車のエ ン ジ ンがアイ ドル運転 してい る と き に電気負荷が急増する と、 オルタ ネ ー 夕 に流す界 磁電流が増えてオルタ ネ 一 タ を回転駆動 させる ト ル ク が急増 し、 エ ン ジ ン の回転速度が下が り 、 場合に よ つ て はエ ン ジ ン回転が不安定にな り 、 運転者に不快な振 動を与えない と も 限 らない。
    [0011] ア イ ドル運転中ではエ ン ジ ン の発生 ト ル ク が小さ く 、 特に燃費低減を 目 的 と してア イ ドル回転速度を低 く 設 定 した も のでは、 上述 した よ う な傾向にな り かねな い。
    [0012] 一方運転者は、 ア イ ドル運転中 に特別な操作を して い る わ けではな く 、 しか も車内騒音が低レ、 こ と も あ り 、 エ ン ジ ン の音や回転変動に対 し敏感にな っ てい る。 そ の よ う な と き に、 ク ー ラ な どを投入 して電気負荷を増 やす とエ ン ジ ン回転数が低下 し、 こ のエ ン ジ ン回転数 低下は運転者に と っ て良 く わかる。 運転者は、 ア イ ド ル回転数が低下 した こ と を感 じ る と ス ト ールに至る の ではないか と不安にな っ た り 不快にな つ た り しがちで あ る。 更にエ ン ジ ン振動が生 じ る と、 不安感ゃ不快感 は増大す る。
    [0013] 本発明は、 上記従来技術に鑑み、 ア イ ドル運転中 に 電気負荷が急増 して も 内燃機関の回転数の落ち込み量 を制限する よ う に したアイ ドル回転変動制御装置を提 供する も のであ る。
    [0014] 発明の開示
    [0015] エ ン ジ ン と、 こ のエ ン ジ ン に駆動 さ れる発電機 と、 こ の発電機の実際の発電状態を代表す るパラ メ 一 夕 を 検出す る 発電パラ メ 一 夕検出手段 と、 検出 したパラ メ — 夕 に基づいてェ ン ジ ン の吸気量を増量する吸気量制 御手段 と を具備す る こ と に よ り 、 実際の発電状態に即 した適切な吸気量増量 とな り 、 余分なアイ ドルア ッ プ を行う こ とな く 、 安価な構成で効率良 く アイ ドル回転 数を安定化する こ とができ る。
    [0016] ま た、 吸気量制御手段に加えて、 発電パラ メ ー タ検 出手段が検出 した界磁電流に基づき、 界磁電流の増大 を抑制する発電機制御手段を具備する こ と に よ り 、 上 述の適切なアイ ドルア ッ プ と発電機その も のの負荷制 御 とを行う こ と にな り 、 ア イ ドル回転変動制御の制御 性が一層向上する。
    [0017] こ の場合、 好ま し く は発電機の レギユ レ一 夕 に よ つ て調整さ れる界磁電流の通電率の上限を制御す る も の と し、 こ の上限は制御直前の実際の通電率に基づいて 設定する。 更には、 実際の通電率に基づいて発電機の 実際の発電量又は こ の発電量に基づ く 実際のエ ン ジ ン 負荷 ト ル ク を代表す る実際値を求め、 こ の実際値が設 定値を越えた と き に吸気量を増量する。 但 し、 実際値 が設定値を越えた と き には一時に通電率の上限の更新 を禁止する と良い。
    [0018] あ る いは、 界磁電流の通電率を繰 り 返 して検出 して 現在及び過去の検出値に基づいて平均的通電率を操 り 返 して演算 し、 前回求めた平均的通電率に基づいて最 新の通電率の上限を設定する。 こ の場合、 最新の通電 率の上限は前回の平均的通電率を所定値だけ上ま わ る 値 とする のが好ま しい。 更には、 平均的通電率か ら発 電機の実際の発電量又は こ の発電量に基づ く 実際のェ ン ジ ン負荷 ト ル ク を代表する実際値を求め、 こ の実際 値が設定値を越えた と き に吸気量を増量する と良い。 ま た、 こ の と き は一時的に直前の通電率を最新の通電 率の上限 と して設定する と良い。
    [0019] 一方、 吸気量の増量に よ る アイ ドル回転変動制御装 置 と してはエ ン ジ ンの回転数を検出する手段 と、 こ の エ ン ジ ン に駆動 さ れる発電機の界磁電流の状態を検出 する手段 と、 検出 さ れた界磁電流の状態 とエ ン ジ ン回 転数 と に基づいて、 発電機の実際の発電量 ま た は こ の 発電量に基づ く 実際のエ ン ジ ン負荷 ト ル ク を代表す る 実際値を設定す る手段 と、 こ の実際値に基づいてェ ン ジ ンの吸気量の増量を行 う 吸気量制御手段 と を具備す る も のがあ る。
    [0020] こ の場合、 好ま し く は実際値が設定値を越えた と き に吸気量増量を行 う 。 更に、 実際値が こ の設定値よ り 小 さ い第 2 設定値を下ま わ っ た と き に吸気量増量を終 了す る と良い。 ま た、 吸気量の増量値は一定で も 良い が実際値に対応 して可変設定する と良い。 図面の簡単な説明
    [0021] 第 1 図は本発明を適用 したガ ソ リ ン エ ン ジ ン 自動車 の駆動系を示す構成図、 第 2 図は レ ギユ レ 一 夕 の G端 子制御を利用 した回路構成を示す図、 第 3 図， 第 4 図， 第 5 図及び第 6 図は第 1 実施例の制御動作の フ ロ ーを 示す図、 第 7 図はエ ン ジ ン回転数 と発電電流 との関係 を平均 F r デュ ーテ ィ 一をパラ メ 一 夕 と して示す図、 第 8 図はエ ン ジ ン回転数 と発電機が要する ト ル ク と の 関係を平均 F r デュ ーテ ィ ーをパラ メ 一 夕 と して示す 図、 第 9 図は効果説明のための タ イ ミ ン グチ ャ ー ト、 第 1 0 図及び 1 1 図は第 2 実施例の制御動作の フ ロ ー を示す図、 第 1 2 図はバイ ノ ス弁駆動ルーチ ン の フ ロ 一を示す図、 第 1 3 図は発電電流 I , と I S C のア イ ドルア ッ プポ ジ シ ョ ン I S C E Lと の関係を示す図、 第 1 4 図は レギ ユ レ 一 夕外付け形の回路構成を示す図、 第 1 5 図は レ ギユ レ 一 夕 の S 端子制御を利用 した回路 構成を示す図、 第 1 6 図は第 1 5 図中の電圧コ ン ト 口 ールュニ ッ ト の例を示す図であ る。
    [0022] 発明を実施する ための最良の形態
    [0023] 以下、 図面を参照 して本発明の実施例を説明する。 第 1 図は本発明を適用する ガ ソ リ ンエ ン ジ ン 自動車 の駆動系を示す。 同図に示す よ う に、 エ ン ジ ン 3 1 に は、 エア ク リ ーナ 3 2 及び給気管 3 3 を介 して空気が 送 られる。 給気管 3 3 の途中にはス ロ ッ ト ル弁 3 4 が 取 り 付け られてお り 、 ア ク セ ルペダル （図示省略） に 連動 してス ロ ッ ト ル弁 3 4 が開閉する。 アイ ド リ ン グ 運転時に はス ロ ッ ト ル弁 3 4 が全閉 とな り 、 こ の全閉 状態 （ ア イ ド リ ン グ運転状態） は ア イ ドル ス ィ ッ チ 3 5 が検 出す る 。 ノく イ ノ、'ス管 3 6 は、 ス ロ ッ ト ル弁 3 4 を迂回する よ う に給気管 3 3 の上流側 と下流側 と を連通 してい る。 ノく ィ パス管 3 6 内には、 圧縮コ イ ル パネ 3 7 で付勢さ れた針状弁 （バイ パス弁） 3 8 が備 え られてお り 、 ソ レ ノ イ ド 3 9 のデュ ーテ ィ ー駆動又 はステ ッ プモー タ （図示省略） に よ り 針状弁 3 8 に よ り ノ< イ ノ ス管 3 6 が開閉 さ れる。 こ れに よ り 、 ス ロ ッ ト ル弁 3 4 と は独立に電気制御装置 4 5 に よ り 吸気量 が増減さ れる。
    [0024] 一方、 オルタ ネ 一 夕 4 0 は、 エ ン ジ ン 3 1 に よ り 回 転駆動 さ れて発電 し、 各種電気負荷 4 1 に電力を送 つ た り 、 余裕電力 に よ り バ ッ テ リ 4 2 を充電する。 バ ッ テ リ 4 2 は、 オルタ ネ 一 夕 に よ る発電電力が不足 した り 発電が行なわれない と き に、 電気負荷 4 1 に電力 を 送 る。 ま たディ ス ト リ ビュ ー 夕 4 3 に は ク ラ ン ク 角セ ンサ 4 4 が備え られてい る。
    [0025] 電子制御装置 4 5 は、 ア イ ドルスィ ッ チ 3 5 ， ク ラ ン ク 角セ ンサ 4 4 な どの各セ ンサか らの検出信号を受 け、 ソ レ ノ ィ ド 3 9 や発電制御等の各制御機器を制御 する。
    [0026] 第 2 図で具体例を説明する。 同図に示す よ う にオル タ ネ 一 夕 4 0 は、 ステ一 タ コ ィ ノレ S C 及びフ ィ ール ド コ イ ブレ F C を有する発電部 4 0 — 1 と、 ダイ オー ドで 形成 した整流器 4 0 — 2 と、 レギユ レ 一 夕 4 0 — 3 と を主要構成 と してい る。 こ の う ち レ ギユ レ 一 夕 4 0 — 3 は、 従来通 り S端子に印加 さ れる電圧に応 じて、 フ ィ 一ル ド コ イ ル F C に流す界磁電流のデュ ーテ ィ 一比 を変え る こ と に よ り 、 発電部 4 0 — 1 に よ る発電電流 値を調整 してい る。 つ ま り 、 ボルテー ジ レ ギユ レ 一 夕 4 0 — 3 では S 端子か ら ッ ヱ ナ一ダイ オー ド 5 8 に入 力する ア ナ ロ グ電圧に応 じて発電々 圧が制御さ れ、 各 素子の動作 と しては、 ツ エ ナ一 ダイ オー ド 5 8 の出力 がそのア ナ ロ グ入力電圧に よ っ てオ ン ま たはオ フ にな り 、 こ れに伴い ト ラ ン ジス タ 5 9 がオ ン ま たはオ フ さ れ、 よ っ てパワ ー ト ラ ン ジス タ 6 0 のオ ン Zオ フ に伴 い、 フ ィ ー ノレ ド コ イ ル F C に流れる 電流がオ ン オ フ さ れる。
    [0027] そ して フ ィ ール ド コ イ ル F C に流れる界磁電流のデ ュ 一 テ ィ ー比 （ D F R R ) は、 F R端子を介 して コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 で検出 さ れる。 F R端子のデュ 一テ ィ ー は発電機の発電率 （ フ ル発電に対す る 実際の 発電の割合） に比例 してい る。 なお第 2 図 において、 4 7 はィ グニ ッ シ ヨ ン スィ ッ チ、 4 8 はチ ャ ー ジ ラ ン プであ る。
    [0028] 第 2 図の実施例では、 コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 で ボルテー ジ レ ギユ レ 一 夕 4 0 — 3 の G端子の非接地デ ュ 一テ ィ ー （ D G ) を制御す る よ う に してい る。 レ ギ ユ レ 一 夕 4 0 — 3 は、 G端子を接地する と ト ラ ン ジス 夕 6 4 がオ フ とな っ てツ エ ナ一 ダイ オー ド 5 8 がオ ン、 ト ラ ン ジス タ 5 9 がオ ン、 パワ ー ト ラ ン ジス タ 6 0 が オ フ とな り 、 S 端子電圧に無関係に発電を止め る。 そ こ で、 G端子の非接地デュ ーテ ィ 一 （ D G ) の設定に よ り 発電量を任意に制限する こ とができ る。 そ して、 コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト 1 4 は F R端子のデュ 一テ ィ 一 ( D F R R ) によ り 実際の発電状態を検出 し、 その と き各セ ンサ 3 5 ， 4 4 あ る レ、は ト ラ ンス ミ ッ シ ョ ンの ニ ュ ー ト ラ ノレスィ ッ チ 4 9 , ク ラ ッ チス ィ ッ チ 5 0 の 出力か ら ア イ ドル運転中であ る と判定する と、 発電状 態に応 じて G端子の接地を制御 して発電を制限する。
    [0029] 次に第 1 実施例 と して、 第 3 図〜第 9 図及び第 1 2 図を参照 して電子制御装置 4 5 に よ る吸気量制御 と、 第 2 図の コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 の発電制御 と を説 明する。 なお、 こ こ では、 発電制御を G端子の非接地 デュ ーテ ィ ー （ D G ) に よ り 行 う も の と してい る。 第 3 図において、 タ イ マ割込み又はエ ン ジ ン の ク ラ ン ク パルス割込みに よ り F R端子のオ ン （界磁電流 F r の通電） 時間を コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 内のカ ウ ン 夕 で積算 し （ステ ッ プ S 1 ) 、 ク ラ ン ク 角セ ンサ 4 4 か ら の ク ラ ン ク 角 1 8 0 ° 信号が立上っ た時、 こ の力 ゥ ン 夕 の値を界磁電流 F r の瞬時の実際の通電率即ち F τ デュ ーテ ィ ー （ D F R R ) とする （ステ ッ プ S 2， S 3 ) 。
    [0030] DFRR= (Frオ ン積算時間）/ ^ (ク ラ ン ク 角 180° 信号の 立上 り 時点の間隔）
    [0031] 基本的には こ の F r デュ ーテ ィ ー （ D F R R ) ゃ界磁 電流の フ ル発電に対する割合な ど、 界磁電流を実際の 発電状態を代表するパラ メ 一 夕 と して用いてアイ ドル 回転変動の制御を行えば良い。
    [0032] 但 し、 発電状態は時々 刻 々 に微妙に変化する ので、 こ の変化の影響を直接受ける と負荷変動ゃバ ッ テ リ の 充放電サイ ク ルに良 く ないか ら、 こ れを防 ぐ よ う に平 均的発電量を用いる こ と と してい る。 こ の平均化は、 或る 時間内での単純平均、 一次フ ィ ルタ の よ う に重み を付 した平均な ど何で も良い。
    [0033] ステ ッ プ S 4 では、 今回の平均的発電量を表わす平 均 F rデュ ーテ ィ ー （ D F R i) を下式の一次フ ィ ル 夕演算に よ り 求めてレ、 る。 D F R iは今回の平均 F rデ ユ ー テ ィ 一、 D F R i -,は前回の平均 F rデュ ー テ ィ ー 、あ 。
    [0034] DFRi = α · DFRi - , + (1 - a )DFRR
    [0035] 但 し、 は フ ィ ル タ ゲイ ンで、 0 く く 1 であ る が、 0. 5 よ り 大き い方が好ま し く 例えば 0. 7 5 とす る。
    [0036] そ して、 ア イ ドルスィ ッ チ 3 5 か らのオ ンで、 且つ エ ン ジ ン回転数が設定値 N e t未満であれば （ ス テ ツ プ S 5 , ステ ッ プ S 6 ) であれば、 第 4 図のステ ッ プ S 7 に行き発電電流 I , の計算を コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト 1 4 が行う 。 ステ ッ プ S 5 と ステ ッ プ S 6 の両条件 が潢足 しない場合は本発明の制御が不要 とみな して第 6 図のス テ ッ プ S 2 7 にゆき、 目 標 とする F r デュ ー テ ィ ー （ DFR0BJ) を一律に 1 0 0 % に設定す る。
    [0037] なお、 ステ ッ プ S 6 で設定値 N , , , tは、 エア コ ンが オ フ の と き の 目標アイ ドル回転数 と、 エア コ ンがオ ン の と き の 目標ア イ ドル回転数 との間の値 と し、 例えば 前者が 6 0 0 rpmで後者が 9 0 0 rpmであれば、 N e s e t = 8 0 0 とする。
    [0038] 第 4 図のステ ッ プ S 7 での I , 計算 と して は、 発電 電流 I ,とエ ン ジ ン回転数 N ,と の関係が平均 F r デュ — テ ィ ー D F R をパラ メ 一 夕 と して第 7 図に示す よ う に密接な関係 とな っ てい る か ら、 エ ン ジ ン回転数 平均 F rデュ ーテ ィ 一 D F R及び発電々 流 I ,のマ ッ プ を用意 してお き、 こ のマ ッ プか ら現在のエ ン ジ ン回転 数 N e及び今回の平均 F rデュ ーテ ィ ー D F R i に対応 す る I ,を求めてい る。 式で表せば I ,= I ,ma P(DFRi，
    [0039] N e ) とな る。
    [0040] なお、 I , 計算の他の例 と しては、 第 8 図に示す よ う に ト ル ク 相当量 1 とエ ン ジ ン回転数 N eと の関 係が平均 F r デュ ーテ ィ 一 D F Rに依存 してレ、 る こ と か ら、 N e, D F R及び I のマ ッ プを用意 してお き、 現在のエ ン ジ ン回転数 N e と今回の平均 F r デュ ーテ ィ 一 D E R iと に対応する ト ル ク I を計算 して代用 して も良い。 こ れは発電電流 I ,と こ れに要す る発電 機の ト ル ク I , ' との相関が良いか らであ る。
    [0041] 発電電流 I , を計算 した ら次のステ ッ プ S 8 で今ま での電気負荷がオ ン （ I G = 1 ) かオ フ （ I G = 0 ) かを調べる。 電気負荷がオ ンであれば、 ヒ ステ リ シ ス を持たせる ため I L 1 > I L 2な る 2つの基準値の う ち小 さ い方の基準値 I L2と I , とを比較する （ステ ッ プ S 9 ) 、 I , く I L 2であれば電気負荷がオ フ にな っ た と して フ ラ グを I G = 0 と リ セ ッ ト し （ステ ッ プ S 1 0 )、 ス テ ッ プ S 1 1 で I S C (ア イ ドルス ピー ド コ ン ト 口 — ル） のバイ パス弁の 目標ポ ジ シ ョ ン I S C P。 s を下 式に よ り 設定 し、 発電のための吸気量増量は行わない。
    [0042] ISCPOS = ISCB + ISC F B 但 し、 I S C B はエ ン ジ ン の水温等に依存す る ベー ス ポ ジ シ ョ ン、 I S C F Bは I S C のエ ン ジ ン回転数に基 づ く フ ィ ー ドバ ッ ク 制御に よ る ポジ シ ョ ン修正分であ ο
    [0043] ス テ ッ プ S 8 で I G = 0 即 ち 電気負荷がオ フ で あ れば、 ステ ッ プ S 1 2 で I , を大き い方の基準値 I L 1 と比較 し、 I , > I L 1であれば電気負荷がオ ン にな つ た と して フ ラ グを I G = 1 と セ ッ ト し （ ス テ ッ プ S 1 3) 、 ま た初回の I G = 1 であ るか らステ ッ プ S 1 4 で初期 フ ラ グ I G I をセ ッ ト し （ I G I = 1 ) 、 次の ステ ッ プ S 1 5 にて I S C ノく イ ノ、'ス弁の 目 標ポジ シ ョ ン I S C P。S を下式に よ り 設定 して発電のための吸気 量増量を行う 。
    [0044] ISC P 0 S = ISCB + ISCFB+ ISC E L
    [0045] 但 し、 I S C E Lは電気負荷に対する アイ ドルア ッ プポ ジ シ ヨ ンであ り 、 こ こ では一定値 と してい る。
    [0046] ステ ッ プ S 9 で I , ≥ I L 2であれば電気負荷のオ ン が続いてい る ので、 ステ ッ プ S 1 6 にて初期フ ラ グ I G I を I G I = 0 と リ セ ッ ト し、 ステ ッ プ S 1 5 にて 発電のための吸気量増量を伴 う I S C バイ パス弁の 目 標ポジ シ ョ ン I S C P。S を設定する。 一方、 ステ ッ プ S 1 2 で I , ≤ I L】であれば電気負荷のオ フ が続いて い る ので、 ステ ッ プ S 1 1 にて発電のための吸気量増 量を伴わない 目標ポ ジ シ ョ ン I S C POS を設定する。 こ の よ う に、 ステ ッ プ S 1 1 又は S 1 5 で 目標アイ ド ルポ ジ シ ョ ン I S C P。 s が設定さ れる と、 第 1 2 図に 示すルーチ ンで I S Cのバイ パス弁が駆動 さ れるが、 こ れについては後に説明する。
    [0047] ステ ッ プ S 1 1 で 目標ア イ ドルポ ジ シ ョ ン I S C P 0 S を設定する と、 第 5 図のステ ッ プ S 1 7 にゆき初期フ ラ グを I G I = 0 と リ セ ッ ト してか ら、 第 6 図のステ ッ プ S 2 2 に行き、 後述の如 く 界磁電流の変化を許容 する制御を行う 。 まずステ ッ プ S 2 2 にて今回の 目標 とする F rデュ ーテ ィ 一 （DFRROBJi ) を下式に よ り 求 め る。
    [0048] DFR0BJ 5 = min(DFR s， DFR卜
    [0049] 即ち、 今回の平均 F rデュ ーテ ィ 一 D F R iと、 前回の 平均 F rデュ ーテ ィ 一 D F R i— ,に微小量 ；8を加えた値 と の う ち、 安全のため小さ い方を今回の 目標 F r デュ —テ ィ ー とする。 微小量 / S は例えば 0. 4 % とする。 そ して、 ステ ッ プ S 2 3 にて、 今回の発電量の上限を定 め る G端子の非接地デュ ーテ ィ ー D G i を界磁制御 目 標 デ ュ ー テ ィ ー と し て 下式 に よ り 求 め 、 ス テ ッ プ S 2 4 にて界磁制御 目標デュ ーテ ィ 一の出力値 D G。 を D G iに更新 し、 こ の値 D G !で発電制限を実行する (ステ ッ プ S 2 5 ) 。 DGi = DFROBJi + Δ G
    [0050] 但 し、 D G ≤ 1 0 0 %であ り 、 D G = 1 0 0 %の場合 は フ ル発電が可能 とな る。 ま た、 厶 Gは 4 %'， 1 0 % な どの小さ な所定量であ る。 更に、 こ の Δ G と前述の ^ と の関係は ^ く A G、 例えば は A Gの 1 0 %程度 が好ま しい。
    [0051] 上述 したステ ッ プ S 2 2 , S 2 3 を通る制御に よ り 、 ク ラ ン ク 角 1 8 0 ° 信号の立上 り 時点毎に発電量の上 限値が増大、 ま たは減少す る こ とが可能 とな る。
    [0052] 一方、 ス テ ッ プ S 1 5 (第 4 図） で I S Cノく ィ パス 弁の 目標ポジ シ ョ ン I S C P。S を設定 した場合は、 第 5 図のステ ッ プ S 1 8 にゆき初期フ ラ グ I G I を調べ、 I G I = 1 即ち電気負荷がオ フか らオ ン に変 つ た ばか り であれば、 吸気量増量の遅れに対応でき る よ う に、 その変化時か ら所定時間だけ発電量の増大を禁止する た め に、 タ イ マ に所定時間 をセ ッ 卜 し （ ス テ ッ プ S 1 9 ) 、 第 6 図のステ ッ プ S 2 6 にゆき、 今回の界磁 制御 目 標デュ ーテ ィ ー D G i の設定値 と して直前の出 力値 D G。 を用 い る。 そ して、 こ の D G i を出力す る こ と に よ り 、 前回 と 同 じ界磁制御 目 標デュ ー テ ィ ーで 発電制御を行 う （ステ ッ プ S 2 4 , S 2 5 ) 。 ま た、 ステ ッ プ S 1 8 で I G I = 0 即 ち電気負荷がオ ンか ら オ フ にな っ て も、 ス テ ッ プ S 1 9 で設定 した タ イ マが ゼロ にな っ てな ければ （ステ ッ プ S 2 0 ) 、 次のステ ッ プ S 2 1 でタ イ マを減算 したのち、 ステ ッ プ S 2 6 にゆ き前回 と同 じ界磁制御 目標デュ ーテ ィ 一で発電制 限を行う 。
    [0053] ステ ッ プ S 2 0 でタ イ マがゼロ にな っ ていれば、 電 気負荷がオ フか らオ ン にな つ てか ら所定時間が経過 し たので、 第 6 図のステ ッ プ S 2 2 にゆき 目標 F r デュ — テ ィ ー DFROBJi を算出 し、 次のステ ッ プ S 2 3 でこ の DFROBJi と A G に よ り 界磁制御目標デュ ーテ ィ 一 D G i を求め、 ステ ッ プ S 2 4 で出力値 D G 。 を今回の D G , で更新する。
    [0054] 第 9 図に第 3 図〜第 6 図の制御フ ロ ー に よ る第 1 実 施例の動作タ イ ミ ン グの例を示す。 従来のよ う に、 同 図（b)の如 く 電気負荷のスィ ツ チがオ フか らオ ン にな つ た場合、 スィ ッ チのオ ン にのみ応動 して単に I S C で ア イ ドルア ッ プする だけだ と、 同図（c)に破線 1 0 0 で 示す よ う にデュ ーテ ィ 一が瞬時にステ ッ プ状に増大す る のに対 し、 同図（e)に破線 1 0 1 で示す如 く I S Cバ ィ パス弁の実開度が遅れる。 従っ て、 電気負荷が軽い 場合は同図ば）に破線 1 0 2 で示す如 く 、 エ ン ジ ン回転 数が最初に低下 したのち、 一端吹き上っ てか らェ ン ジ ン回転数の フ ィ 一 ドバ ッ ク制御に 目標回転数にな る。 こ の場合の吹き上 り が体感上良 く ない。 ま た、 電気負 荷が重い場合は同図（f)に破線 1 0 3 に示す如 く 、 吸気 量増加の応答遅れに よ っ て、 スィ ッ チオ ン直後のェ ン ジ ン回転数の落ち込みが大き い。
    [0055] こ れに対 し、 第 1 の実施例の場合、 発電に よ っ て生 じ る エ ン ジ ン負荷 ト ル ク に対応する 発電状態を検出す る こ と に よ り 、 電荷負荷が増大 した直後のエ ン ジ ン回 転数の落ち込みが大き い と き のみ吸気量を増大 してァ ィ ドルア ッ プを行 う ので （第 4 図のステ ッ プ S 7 〜 S 1 6 ) 、 電気負荷が小さ く て もエ ン ジ ン の吹き上が り が生 じない。 更に、 吸気量増量 と発電制御 と を組合せ た こ と に よ り 、 エ ン ジ ン の回転変動を一層良好に抑制 する こ とができ る。
    [0056] 次に、 第 1 0 図〜第 1 3 図を参照 して吸気量制御の みに よ る第 2 実施例を説明する。 第 1 0 図及び第 1 1 図に示す制御フ ロ ー は、 第 1 実施例での吸気量制御の 部分 （第 3 図、 第 4 図） と は一部を除いて同 じであ る。
    [0057] 第 1 0 図において、 タ イ マ割込み又はエ ン ジ ンの ク ラ ン ク パルス割込みに よ り 、 F R端子のオ ン （界磁電 流 F r の通電） 時間を コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 内の カ ウ ン タ で積算 し （ス テ ッ プ S 5 1 ) 、 ク ラ ン ク 角セ ンサ 4 4 か らの ク ラ ン ク 角 1 8 0 ° 信号が立上 っ た時、 こ のカ ウ ン ト の値を界磁電流 F r の瞬時の実際の通電 率即ち F r デュ ー テ ィ （ D F R R ) とす る （ステ ッ プ S 5 2 , S 5 3 ) ο
    [0058] DFRR= (Frオ ン積算時間） / ( ク ラ ン ク 角 180° 信号 の立上 り 時点の間隔）
    [0059] ステ ッ プ S 5 4 では、 今回の平均的発電量を表わす 平均 F r デュ ーテ ィ （ D F R ) を下式の一次フ ィ ルタ 演算処理に よ り 求めている。 D F R iは今回の平均 F r デュ ーテ ィ 、 D F R ;-, は前回の平均 F r デュ ーテ ィ であ る。
    [0060] DFRi = -DFRi-i + ( 1 - な )DFRR
    [0061] 但 し、 ひ は フ ィ ル夕 ゲイ ンで、 0 く α く 1 であ るが、 0. 5 よ り 大き い方が好ま し く 例えば 0. 7 5 とする。 以 上は第 3 図 と 同 じであ る。
    [0062] そ して、 ア イ ドル制御中であれば （ステ ッ プ S 5 5 )、 第 1 1 図のステ ッ プ S 5 6 にゆき、 発電電流 I , を第 4 図のステ ッ プ S 7 と 同様に第 7 図又は第 8 図で示さ れる よ う な関係のマ ッ プか ら求め る。
    [0063] 発電電流 I , を計算 した ら次のステ ッ プ S 5 7 で今 ま での電気負荷がオ ン （ I G = 1 ) かオ フ （ I G = 0 ) かを調べる。 電気負荷がオ ンであれば、 ヒ ステ リ シス を持たせる ため I L 1 > I L 2な る 2つの基準値の う ち小 さ い方の基準値 I L 2と I , とを比較する （ステ ッ プ S 5 8 ) 、 I , < I L 2であれば電気負荷がオ フ にな っ た と して フ ラ グを I G = 0 と リ セ ッ ト し （ ス テ ッ プ S 5 9 ) 、 ステ ッ プ S 6 0 で I S C (ア イ ドルス ピー ド コ ン ト ロ ール） のバイ パス弁の 目標ポ ジ シ ョ ン I S C P 0 S を第 4 図のステ ッ プ S 1 1 と 同 じ く 下式に よ り 設定 し、 発電のための吸気量増量は行わない。
    [0064] ISC P 0 s— ISCB+ ISC F B
    [0065] ステ ッ プ S 5 7 で I G = 0 即 ち電気負荷がオ フ であ れば、 ステ ッ プ S 6 1 で I , を大き い方の基準値 I L】 と比較 し、 I , > I L ,であれば電気負荷がオ ン にな つ た と して フ ラ グを I G = 1 と セ ッ ト し （ ス テ ッ プ S 6 2 ) 、 次のステ ッ プ S 6 3 にて I S Cノく イ ノ、'ス弁の 目標ポジ シ ョ ン I S C P。S を下式に よ り 設定 して発電 のための吸気量増量を行 う 。
    [0066] ISC P 0 S― ISCB + ISCF B + ISC ε L
    [0067] 但 し、 I S C EI ま電気負荷に対する アイ ドルア ッ プ ポジ シ ョ ンであ るが、 こ こ では一定値 とせず、 第 1 3 図に示す よ う に発電電流 I , に対応 して I S C E Lを変 匕さ せてレヽ る。
    [0068] そ して、 ステ ッ プ S 6 0 又は S 6 3 で 目 標ア イ ドル ポジ シ ョ ン I S C P。s が設定さ れる と、 第 1 2 図に示 すルーチ ンで I S C のバイ パス弁が駆動 さ れ る。
    [0069] 第 1 2 図において、 タ イ マ割込に よ り 、 ステ ッ プ S 7 0 で I S C の実際のア イ ドルポ ジ シ ョ ン I S C R E , , と 目標アイ ドルポジ シ ョ ン I S C P。S と を比較 し、 I S C r e ,】の方が大き ければステ ッ プ S 7 1 にゆき、
    [0070] I S C のバイ パス弁を駆動する ステ ッ プモー タ に弁閉 側へのパルスを 1 つ出力 してバイ パス弁を今ま でよ り も 1 パルス分閉 じ させる。 I S C r , a ,の方が小さ けれ ば （ステ ッ プ S 7 2 ) 、 ステ ッ プ S 7 3 にゆき、 ステ ッ ブモー タ に弁開側へのパルスを 1 つ出力 してバイ パ ス弁を今ま でよ り も 1 パルス分開かせる。 両者が一致 していればバイ パス弁の開度をそのま ま とす る。
    [0071] 第 1 4 図はボルテー ジ レギユ レ 一 夕 4 0 — 3 を第 2 図のオルタ ネー 夕 に內蔵 した 夕 イ ブの も のか ら、 外付 け形に変更 した例、 即ちオルタ ネー タ 4 0 か ら はず し た例を示す。 但 し、 レ ギユ レ 一 夕 4 0 — 3 は a 端子を ノヽィ レベルにする こ と に よ り 、 ト ラ ン ジス タ 5 9 がォ ン、 ノ ヮ 一 ト ラ ン ジス タ 6 0 がオ フ とな っ て発電を止 め る CJ
    [0072] 従 っ て、 第 1 実施例で設定 した G端子の非接地デュ 一テ ィ D G i の代 り に、 1 0 0 — D G i (% ) な る値を 界磁制御 目標デュ ーテ ィ と して設定 し、 こ のデュ ーテ ィ 1 0 0 — D G i ( ） でコ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 が a 端子を口 一 レベルにすれば良い。 なお、 第 1 4 図の 実施例では コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 を電子制御装置 4 5 と発電機コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト 5 2 とで構成 して あ り 、 電子制御装置 4 5 か ら発電機コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 5 2 が発電制御命令を受けけ、 1 0 0 — D G i ( % ) のデュ ー テ ィ で a 端子を ロ ー レ ベ ル に制御す る。 ま た、 発電機 コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト 5 2 か ら電子制御 装置 4 5 が I S C 制御指合を受け、 I S C ノく ィ パス 目 標アイ ドルポジ シ ョ ン I S C P。 s とな る よ う に I S C のバイ ノ、'ス弁を制御する。 ま た、 こ の例では レ ギ レ ユ レ
    [0073] — 夕 4 0 — 3 と発電機 コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト 5 2 及 び電子制御装置 4 5 と を一体化 して電子制御 レ ギユ レ 一 夕 と してあ る。
    [0074] 第 1 5 図 の例で は、 ノく ッ テ リ 4 2 と レ ギ ユ レ 一 タ 4 0 一 8 と の 間 に 電圧 コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト （電圧 C / U ) 4 6 を接続 し、 電圧 コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト 4 6 が電子制御装置 4 5 か ら の作動制御信号 6 2 に よ り S 端子電圧を コ ン ト ロ ー ル して発電量の制限 とその 緩和 を行 う よ う に して い る 。 つ ま り 、 電子制御装置 4 5 は F R端子のデュ ーテ ィ の上昇か ら電気負荷の立 ち上 り を検出 し、 その と き、 各セ ンサ 3 5 , 4 4 あ る レ、 は ト ラ ン ス ミ ッ シ ヨ ン の ニ ュ ー ト ラ ノレ ' ポ ジ シ ョ ン • スィ ッ チ 4 9 、 ク ラ ッ チスィ ッ チ 5 0 か ら ア イ ドル 運転中であ る と判定する と、 作動制御信号 6 2 を電圧 コ ン ト ロ ー ノレ ュ ニ ッ ト 4 6 に与え る。 電圧コ ン ト ロ ー ルユニ ッ ト 4 6 は こ の信号 6 2 を受け、 S 端子に印加 する 電圧をバ ッ テ リ 電圧で決 ま る正規の値よ り も 高 く して発電量を制限 し、 次いで徐々 に正規の電圧まで下 げて制限を緩和する。 そ して、 S 端子印加電圧の変化 を I S C制御信号 6 3 と して電子制御装置 4 5 に与え る。 電子制御装置 4 5 は こ の信号 6 3 に対応 して ソ レ ノ ィ ドコ イ ル 3 9 やステ ッ プモー タ を制御 し、 ェ ン ジ ン の吸気量を徐々 に増量させる。
    [0075] 第 1 6 図は電圧コ ン ト ロ ー ルュニ ッ ト 4 6 の具体例 を示 し、 スィ ッ チ素子 5 3 と、 タ イ ミ ン グ回路 5 4 と、 固定電圧源 5 5 とで構成 してあ る。 スィ ッ チ素子 5 3 は通常その接点 b を通 してバ ッ テ リ 4 2 の電圧を レ ギ ュ レ 一 タ 4 0 一 3 の S 端子に正規の電圧と して印加 し てお り 、 スィ ッ チ素子 5 3 の接点 a に固定電圧源 5 5 の電圧を印 してあ る。 こ の固定電圧源 5 5 は S 端子に 印加すれば発電が止ま る 電圧 （発電カ ツ ト 電圧） を出 力する。 タ イ ミ ン グ回路 5 4 は電子制御装置 4 5 か ら 作動制御信号 6 2 を受ける と、 スィ ッ チ素子 5 2 を接 点 a に投入 さ せて電気負荷の立ち上 り と同時に正規 S 端子電圧か ら発電カ ツ ト 電圧に切替える。 その後或る 設定時間 Tの間に、 接点 a の投入デュ ーテ ィ を 1 0 0 %か ら 0 % へ、 接点 b の投入デ ュ ー テ ィ を 0 %か ら 1 0 0 %へ徐々 に変化させる。 そ して投入デュ ーテ ィ に応 じて I S C制御信号が出力 さ れる。
    [0076] なお、 いずれの例の場合で も、 コ ン ト ロ ールュニ ッ ト 1 4 か ら の指令に応 じて、 エ ン ジ ン の吸気量を増量 さ せ る 手段 は任意であ り 、 ス ロ ッ ト ルバル ブ直動式 I S C (ア イ ドノレ ' ス ピー ド ' コ ン ト ロ ー ル） 、 ノく ィ ノ スエア式 I S C、 あ る レ、は ド ラ イ ブ ' バイ ' ワ イ ヤ ( D B W ) の各種ス ロ ッ ト ルノく ノレブの他、 こ れ ら と は 独立のバルブであ っ て も エ ン ジ ン吸気量を変化 さ せ る も のであれば良い。
    [0077] ま た、 エ ン ジ ン がアイ ドル運転領域にあ る こ と を判 定する ためには、 基本的にはス ロ ッ ト ルバルブ （又は ア ク セルペダル）全閉をアイ ドルスィ ッ チ （ I D , S W) で検出 し、 且つエ ン ジ ン回転数がア イ ドル回転帯であ る こ と をエ ン ジ ン回転数セ ンサ （ E N G , R P Mセ ン サ、 例 ク ラ ン ク 角セ ンサ） で検出 した と き、 ア イ ドル 運転中 と判定す る。 更に、 こ れ ら に加え、 ト ラ ン ス ミ ッ シ ヨ ン のニ ュ ー ト ラ ノレ位置を ト ラ ン ス ミ ッ シ ヨ ン · セ レ ク ト ， ス ィ ッ チ （ T ZMセ レ ク ト S W) で検出す る か、 あ る いは ク ラ ッ チ断を ク ラ ッ チスィ ッ チ （ ク ラ ツ チ S W) で検出 した と き、 ア イ ドル運転中 と判定す る よ う に して も良い。
    [0078] 産業上の利用可能性
    [0079] 本発明に よれば、 アイ ドル運転において発電負荷が エ ン ジ ン に加わ っ た と き のエ ン ジ ン回転数落ち込みを、 実際の発電機の発電状態を と らえて吸気量増量を行 う こ と に よ り 、 余分なア イ ドルア ッ プを行う こ とな く 、 安価な構成で効率良 く アイ ドル回転数の安定化を図 る こ とができ る。
    [0080] ま た、 こ の よ う な効果的な吸気量増量 と、 発電機そ の も のの発電負荷制御 とを組み合せた こ と に よ り 、 ァ ィ ドル回転数の制御性が極めて良好であ る。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1. エ ン ジ ン と、 こ のエ ン ジ ン に駆動 さ れる 発電機 と、 こ の発電機の実際の発電状態を代表するパラ メ 一 夕 を 検出す る 発電パ ラ メ ー タ 検出手段手段 と 、 検出 し た パ ラ メ ー タ に基づいてエ ン ジ ン の吸気量を増量す る 吸気量制御手段 と を具備す る ア イ ドル回転数制御装 置 o
    2. 上記発電パラ メ ー タ検出手段は発電機の界磁電流 をパラ メ 一夕 と して検出する手段である請求の範囲第 1 項記載のアイ ドル回転変動制御装置。
    3. 上記発電機パラ メ ー タ検出手段が検出 した界磁電 流に基づき、 界磁電流の増大を抑制する発電機制御手 段を具備す る請求の範囲第 2 項記載のア イ ドル回転変 動制御装置。
    4. 上記発電機制御手段は発電機の レ ギュ レ ー 夕 に よ つ て調整さ れる界磁電流の通電率の上限を制御す る手 段であ り 、 こ の界磁電流の通電率の上限 と、 制御直前 の実際の通電率に基づいて設定する請求の範囲第 3 項 記載のアイ ドル回転変動制御装置。
    5. 上記実際の通電率に基づいて発電機の実際の発電 量又は こ の発電量に基づ く 実際のエ ン ジ ン負荷 ト ル ク を代表する実際値を求め る手段を具備 し、 こ の実際値 が設定値を越えた と き上記吸気量制御手段が吸気量の 増量を行 う 請求の範囲第 4 項記載のア イ ドル回転変動 制御装置。
    6. 上記実際値が設定値を越えた と き には、 一時的に 通電率の上限の更新を禁止する請求の範囲第 5 項記載 の ア イ ドル回転変動制御装置。
    7. 上記発電パラ メ ー タ検出手段が界磁電流の通電率 を繰 り 返 し検出 して現在及び過去の検出値に基づいて 平均的通電率を操 り 返 し演算 し、 前回求めた平均的通 電率に基づいて最新の通電率の上限を設定する手段を 具備する請求の範囲第 4 項記載のアイ ドル回転変動制 御装置。
    8. 上記最新の通電率の上限は前回の平均的通電率を 所定値だけ上ま わ る値であ る請求の範囲第 7 項記載の ア イ ドル回転変動制御装置。
    9. 実際の通電率の代 り に上記平均的通電率に基づい て発電機の実際の発電量又は こ の発電量に基づ く 実際 のエ ン ジ ン負荷 ト ル ク を代表する実際値を求め る手段 を具備 し、 こ の平均的通電率に基づ く 実際値が設定値 を越えた と き に上記吸気量制御手段が吸気量の増大を 行 う 請求の範囲第 8 項記載のアイ ドル回転変動制御装
    1 0 . 上記平均的通電率に基づ く 実際値が設定値を越え た と き に上記通電率設定手段は一時的に直前の通電率 の上限を最新の通電率の上限 と して設定する請求の範 囲第 9 項記載のアイ ドル回転変動制御装置。
    1 1 . エ ン ジ ン の回転数を検出する手段 と、 こ のェ ン ジ ン に駆動 さ れる発電機の界磁電流の状態を検出す る手 段 と、 検出 さ れた界磁電流の状態 とエ ン ジ ン回転数 と に基づいて、 発電機の実際の発電量ま たは こ の発電量 に基づ く 実際のエ ン ジ ン負荷 ト ル ク を代表する実際値 を設定す る手段 と、 こ の実際値に基づいてエ ン ジ ンの 吸気量の増量を行 う 吸気量制御手段 とを具備す る ア イ ドル回転変動制御装置。
    1 2. 上記吸気量制御手段は上記実際値が設定値を越え た と き に吸気量の増量を行う 請求の範囲第 1 1 項記載 のア イ ドル回転変動制御装置。
    1 3. 上記吸気量制御手段は上記実際値が上記設定値よ り 小さ い第 2 の設定値を下ま わ っ た と き に吸気量増量 を終了す る請求の範囲第 1 2 項記載のア イ ドル回転変 動制御装置。
    1 4. 上記実際値に対応 して吸気量の増量値を設定す る 手段を具備する請求の範囲第 1 1 項記載のア イ ドル回 転変動制御装置。
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    EP0652621B1|1998-01-14|Method and apparatus for maintaining the state of charge of a battery
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    GB9116426D0|1991-09-11|
    DE4092175T1|1997-07-31|
    GB2248700B|1993-12-15|
    DE4092175T0||
    GB2248700A|1992-04-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-06-13| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB JP KR US |
    1997-07-31| RET| De translation (de og part 6b)|Ref document number: 4092175 Country of ref document: DE Date of ref document: 19970731 |
    1997-07-31| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 4092175 Country of ref document: DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP1/308988||1989-11-30||
    JP30898789||1989-11-30||
    JP1/308987||1989-11-30||
    JP30898889||1989-11-30||DE19904092175| DE4092175T1|1989-11-30|1990-11-30|Vorrichtung zum Steuern einer Änderung im Leerlauf|
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