(57)【要約】【課題】エンジンの回転変動による伝動ベルトの張力の変動を確実に低減することが可能なオルタネータの制御装置を提供する。【解決手段】本発明は、エンジンプーリとオルタネータプーリとの間に張設された伝動ベルトを介してエンジンにより駆動されるオルタネータの制御装置であって、オルタネータは、固定子と、固定子に電圧を誘起するための磁束を発生する回転子と、回転子への励磁電流の供給・供給停止を切替える切替手段とを含み、エンジンプーリの周速度が所定の周速度より小さくオルタネータプーリの周速度より小さい場合、回転子に励磁電流を供給するように切替手段を制御し、エンジンプーリの周速度が所定の周速度より小さくオルタネータプーリの周速度以上である場合、回転子への励磁電流の供給を停止するように切替手段を制御することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンプーリとオルタネータプーリとの間に張設された伝動ベルトを介してエンジンにより駆動されるオルタネータの制御装置であって、前記オルタネータは、固定子と、前記固定子に電圧を誘起するための磁束を発生する回転子と、前記回転子への励磁電流の供給・供給停止を切替える切替手段とを含み、前記制御装置は、
前記エンジンプーリの周速度が所定の周速度より小さく前記オルタネータプーリの周速度より小さい場合、前記回転子に前記励磁電流を供給するように前記切替手段を制御し、
前記エンジンプーリの周速度が所定の周速度より小さく前記オルタネータプーリの周速度以上である場合、前記回転子への前記励磁電流の供給を停止するように前記切替手段を制御することを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝動ベルトの張力変動を低減するためのオルタネータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンにはオルタネータが設けられており、これらはプーリ間に張設された伝動ベルトを介して連結されている。かかる構成では、エンジンに回転ムラが生じた場合、オルタネータのイナーシャによりエンジンプーリの周速度とオルタネータプーリの周速度との間に差が生じることに起因して、伝動ベルトの張力変動が発生する。
【０００３】
このようなエンジンの回転変動により伝動ベルトの張力が過大に減少した場合などには、伝動ベルトがスリップしてしまうことがあり、ベルトスリップによる伝動ベルトの温度上昇や伝動ベルト磨耗により伝動ベルトの寿命が低下してしまう。また、エンジンの回転変動によるベルトスリップを防止するために伝動ベルトの張力を高く設定した場合には、伝動ベルト駆動系に係る各部品の寿命が低下し、また、伝動ベルトとプーリとの間でフリクションロスが大きくなり燃費が低下してしまうなどの問題が生じていた。
【０００４】
そこで、エンジンの回転変動による伝動ベルトの張力変動を低減するシステムが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９８２２４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、従来のベルト張力調整システムを開示する。特許文献１に記載の構成では、回転ムラが顕著になるエンジンの低速回転状態においてエンジン回転速度が所定の基準値以上であるか否かに基づいて、オルタネータの回転子への励磁電流の供給・供給停止を切替えるスイッチング素子を開成・閉成し、オルタネータの回転子に対する発電トルクによりオルタネータ回転に対する負荷を調整することにより、エンジンの回転変動による伝動ベルトの張力変動を低減している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の従来のベルト張力調整システムは、エンジンプーリの周速度とオルタネータプーリの周速度との間で実際に差が生じたかに関わらず、エンジン回転速度と所定の基準値との比較に基づいてスイッチング素子を制御するものであるため、実際に伝動ベルトの張力変動が生じたタイミングでスイッチング素子を制御することができなかった。そのため、特許文献１に記載の構成では、エンジンの回転変動による伝動ベルトの張力変動を低減することができない場合があった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、実際に伝動ベルトの張力変動が生じたタイミングでスイッチング素子を制御することにより、エンジンの回転変動による伝動ベルトの張力変動を確実に低減することが可能なオルタネータの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、エンジンプーリとオルタネータプーリとの間に張設された伝動ベルトを介してエンジンにより駆動されるオルタネータの制御装置であって、前記オルタネータは、固定子と、前記固定子に電圧を誘起するための磁束を発生する回転子と、前記回転子への励磁電流の供給・供給停止を切替える切替手段とを含み、前記制御装置は、前記エンジンプーリの周速度が所定の周速度より小さく前記オルタネータプーリの周速度より小さい場合、前記回転子に前記励磁電流を供給するように前記切替手段を制御し、前記エンジンプーリの周速度が所定の周速度より小さく前記オルタネータプーリの周速度以上である場合、前記回転子への前記励磁電流の供給を停止するように前記切替手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の制御装置によると、実際に伝動ベルトの張力変動が生じたタイミングでスイッチング素子を制御することにより、エンジンの回転変動による伝動ベルトの張力変動を確実に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る車両の構成を例示する図である。
【図２】本発明に係るオルタネータ及びその制御装置の構成を例示する図である。
【図３】本発明に係る制御装置の処理フローを例示する図である。
【図４】本発明に係る制御装置の制御タイミングを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明に係る車両の構成を示す模式図である。図１に示される車両１００では、エンジン１にはエンジンプーリ８が連結され、オルタネータ２にはオルタネータプーリ９が連結されている。エンジンプーリ８にはエンジンプーリ８及びオルタネータプーリ９間に張設された伝動ベルト３を介してオルタネータプーリ９が連結され、エンジン１の出力軸１ｂには自動変速機４及び差動装置５を介して車両の駆動輪６が接続されている。オルタネータ２は、エンジン１から伝動ベルト３を介してエンジントルクが伝達され、一方向に回転駆動されることにより発電する。バッテリ７は、オルタネータ２に接続されており、オルタネータ２が発電した電力を蓄電することができる。
【００１３】
図２は、本発明に係るオルタネータ２及びその制御装置１０の構成を例示する。図２に示されるように、オルタネータ２は、例えば三相巻線を含む固定子１１と、固定子１１からの交流出力を直流出力に整流する整流器１２と、固定子１１に電圧を誘起するための磁束を発生する界磁巻線を含む回転子１３と、回転子１３に直列に接続され、回転子１３への励磁電流の供給・供給停止を切替える切替手段としてのスイッチング素子１４と、回転子１３に並列に接続され、スイッチング素子１４が開成しているときに界磁電流を環流させることにより励磁電流を減衰させる環流ダイオード１５と、を含む。
【００１４】
制御装置１０は、スイッチング素子１４のゲート端子に接続されており、スイッチング素子１４の閉成・開成を制御して回転子１３への励磁電流の供給・供給停止を切替えることにより、オルタネータ２の出力電圧を制御することができる。
【００１５】
図３は、本発明に係る制御装置１０の処理フローを示す。図３に示すように、ステップＳ１において、エンジンプーリ８の周速度νEが所定の周速度ν0以上であるか否かを判定する。ここで、周速度とは、プーリにおけるプーリの外周面と伝動ベルトの内周面との接触部分の周速度を示すものとする。
【００１６】
例えば車両のアイドル状態などエンジンプーリ８の周速度νEが低くなると、エンジン１の出力トルクが小さくなるため、エンジン１の爆発工程に同期した回転ムラが顕著になり、伝動ベルト３の張力変動が発生する。このような回転ムラはエンジンプーリ８の周速度νEが高くなると発生しなくなる。よって、ステップＳ１で所定の周速度ν0を適宜設定し、エンジンプーリ８の周速度νEが低い場合に以下で説明するようにエンジンプーリ８及びオルタネータプーリ９の周速度に基づいてスイッチング素子１４の開成・閉成を制御することにより、伝動ベルト３の張力変動を確実に低減することができる。
【００１７】
ステップＳ１においてエンジンプーリ８の周速度νEが所定の周速度ν0以上であると判定された場合、出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ0以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。基準電圧Ｖ0は、オルタネータ２の出力電圧の基準値であり、例えば１４．５Ｖに設定することができる。
【００１８】
ステップＳ２において出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ0より小さいと判定された場合、スイッチング素子１４を閉成する（ステップＳ３）。スイッチング素子１４を閉成することにより、励磁電流が回転子１３に供給され、オルタネータ２の出力電圧Ｖが増加する。ステップＳ２において出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ0以上であると判定された場合、スイッチング素子１４を開成する（ステップＳ４）。スイッチング素子１４を開成することにより、回転子１３への励磁電流の供給が停止され、オルタネータ２の出力電圧Ｖが減少する。このように、エンジンプーリ８の周速度νEが所定の周速度ν0以上である場合には、オルタネータ２の出力電圧Ｖが基準電圧Ｖ0となるようにスイッチング素子１４の開成・閉成が制御される。
【００１９】
ステップＳ２においてエンジンプーリ８の周速度νEが所定の周速度ν0より小さいと判定された場合、エンジンプーリ８の周速度νEがオルタネータプーリ９の周速度νA以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５においてエンジンプーリ８の周速度νEがオルタネータプーリ９の周速度νAより小さいと判定された場合、スイッチング素子１４を閉成する（ステップＳ６）。スイッチング素子１４を閉成することにより、回転子１３に励磁電流を供給してオルタネータ２の発電トルクを発生させることができる。この発電トルクは、オルタネータ２の回転駆動に対する負荷となってオルタネータプーリ９の周速度νAを小さくするように作用する。そのため、エンジンプーリ８の周速度νEとオルタネータプーリ９の周速度νAとの差が小さくなることから、エンジン１の回転速度が減少したときに発生する伝動ベルトの張力変動を低減することができる。
【００２０】
ステップＳ５においてエンジンプーリ８の周速度νEがオルタネータプーリ９の周速度νA以上であると判定された場合、スイッチング素子１４を開成する（ステップＳ７）。スイッチング素子１４を閉成することにより、回転子１３への励磁電流の供給が停止されてオルタネータ２の発電トルクが発生しなくなるため、オルタネータ２は発電トルクによる負荷なく回転駆動することができる。そのため、エンジンプーリ８の周速度νEとオルタネータプーリ９の周速度νAとの差が小さくなることから、エンジン１の回転速度が増加したときに発生する伝動ベルトの張力変動を低減することができる。
【００２１】
図４は、本発明に係る制御装置の制御タイミングを示す図である。図４に示されるように、制御装置１０は、エンジンプーリ８の周速度νEがオルタネータプーリ９の周速度νAより小さい場合にはスイッチング素子１４を閉成し、νEがνA以上である場合にはスイッチング素子１４を開成する。それにより、実際に伝動ベルト３の張力変動が生じたタイミングでスイッチング素子１４を制御することができるため、エンジン１の回転変動によって発生する伝動ベルトの張力変動を確実に低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００２２】
エンジン  １
出力軸  １ａ、１ｂ
オルタネータ  ２
回転軸  ２ａ
伝動ベルト  ３
自動変速機  ４
差動装置  ５
駆動輪  ６
バッテリ  ７
エンジンプーリ  ８
オルタネータプーリ  ９
制御装置  １０
固定子  １１
整流器  １２
回転子  １３
スイッチング素子  １４
環流ダイオード  １５
車両  １００
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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