(57)【要約】【課題】オルタネータの制御装置において、オルタネータにより車両の駆動力を制御可能とすると共に、制御遅れを抑制して高精度な制御を可能とする。【解決手段】車両の走行状態に応じてオルタネータ１１における発電量を制御可能な発電制御部１０１と、オルタネータ１１への発電停止指令を検出する発電停止検出部１０４と、オルタネータ１１における励磁電流値を推定してこの励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する発電減衰時間検出部１０５と、発電停止検出部１０４がオルタネータ１１への発電停止指令を検出した後、発電減衰時間検出部１０５が推定した減衰時間が経過する前にオルタネータ１１の発電を開始する発電開始タイミング設定部１０３とを設ける。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行状態に応じてオルタネータにおける発電量を制御可能な発電制御手段と、
前記オルタネータへの発電停止指令を検出する発電停止検出手段と、
前記オルタネータにおける励磁電流値を推定または検出する励磁電流値推定検出手段と、
該励磁電流値推定検出手段が推定または検出した励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する励磁電流減衰時間検出手段と、
前記発電停止検出手段が前記オルタネータへの発電停止指令を検出した後、前記励磁電流減衰時間検出手段が推定した減衰時間が経過する前に前記オルタネータの発電を開始する発電開始タイミング設定手段と、
を備えることを特徴とするオルタネータの制御装置。
【請求項２】
前記励磁電流値推定検出手段は、前記オルタネータへの発電停止指令を出力する前の発電状況に基づいて励磁電流値を推定することを特徴とする請求項１に記載のオルタネータの制御装置。
【請求項３】
前記励磁電流減衰時間検出手段は、前記オルタネータへの発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出する発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定することを特徴とする請求項１または２に記載のオルタネータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行状態に応じてオルタネータにおける発電の停止及び開始を制御可能なオルタネータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されているオルタネータは、エンジンにより駆動されており、クランクシャフトプーリから駆動ベルトを介してオルタネータプーリに回転が伝達される。即ち、オルタネータは、エンジンが発生するエンジントルクにより発電する。従って、バッテリは、オルタネータが発電することで充電され、バッテリを充電する充電制御は、オルタネータの制御装置がオルタネータを制御することで行われる。
【０００３】
一方で、オルタネータが発電すると、エンジンが駆動するときの負荷となる。そこで、エンジントルクをオルタネータの発電により発生する負荷により制御することが考えられている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１のエンジン制御システムでは、エンジトルクを低下させるときに、オルタネータに搭載された励磁コイルの通電量を増加制御することで、発生する発電負荷によりエンジンの出力軸に加えられる負荷が増加し、エンジトルクが低下する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−００９８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のエンジン制御システムにあっては、エンジントルクを制御するために、オルタネータの停止と駆動を繰り返し行う。この場合、オルタネータを停止した状態から発電のための駆動を開始するとき、立ち上がり遅れ時間が発生する。
【０００７】
即ち、オルタネータは、通常、発電時にのみ、初期励磁電流をバッテリから流すが、発電が開始した後は、自らの発電により励磁電流を流す。オルタネータは、一定の発電要求があれば、制御回路のスイッチングがＯＦＦとなっていても、コイルの働きで励磁電流が流れ続ける。ところが、オルタネータに対して発電要求がない状態が継続すると、励磁電流が所定の閾値以下となり、発電開始時と同様に、バッテリから励磁電流が流れる状態となり、発電していない状態が発生する。この発電電流の立ち上がり時、つまり、オルタネータの負荷トルクの立ち上がり時に、無駄時間が発生する。この無駄時間は、オルタネータの発電電圧がバッテリ電圧を越えて電流が流れ続けるまで続くこととなり、ここに立ち上がり遅れ時間が発生する。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するものであって、オルタネータにより車両の駆動力を制御可能とすると共に、制御遅れを抑制して高精度な制御を可能とする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】
上述した課題を解決してその目的を達成するために、本発明のオルタネータの制御装置は、車両の走行状態に応じてオルタネータにおける発電量を制御可能な発電制御手段と、前記オルタネータへの発電停止指令を検出する発電停止検出手段と、前記オルタネータにおける励磁電流値を推定または検出する励磁電流値推定検出手段と、該励磁電流値推定検出手段が推定または検出した励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する励磁電流減衰時間検出手段と、前記発電停止検出手段が前記オルタネータへの発電停止指令を検出した後、前記励磁電流減衰時間検出手段が推定した減衰時間が経過する前に前記オルタネータの発電を開始する発電開始タイミング設定手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のオルタネータの制御装置では、前記励磁電流値推定検出手段は、前記オルタネータへの発電停止指令を出力する前の発電状況に基づいて励磁電流値を推定することを特徴としている。
【００１１】
本発明のオルタネータの制御装置では、前記励磁電流減衰時間検出手段は、前記オルタネータへの発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出する発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のオルタネータの制御装置によれば、オルタネータへの発電停止指令を検出した後、推定した減衰時間が経過する前にオルタネータの発電を開始するようにしている。従って、オルタネータにより車両の駆動力を制御することができると共に、オルタネータの発電開始遅れを抑制し、高精度な制御を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係るオルタネータの制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係るオルタネータの制御装置を表す概略構成図、図２は、実施例１のオルタネータ制御部の制御ブロック図である。図３は、実施例１のオルタネータの制御装置の作動制御を表すフローチャート、図４は、オルタネータ発電停止から発電開始までの零時電流値の変化を表すグラフである。
【００１５】
本実施例のオルタネータの制御装置において、図１に示すように、オルタネータ１１は、ロータコイル１２とステータコイル１３とダイオード整流器１４を有している。従って、このロータコイル１２に励磁電流が流れることで、周囲のステータコイル１３で発電が行われ、このステータコイル１３からの三相交流出力がダイオード整流器１４により直流に変換されて出力される。そして、ダイオード整流器１４は、バッテリ１５に接続されている。
【００１６】
オルタネータ１１は、ロータコイル１２の励磁電流を制御する電圧レギュレータ１６を内蔵している。この電圧レギュレータ１６は、オルタネータ制御部１７を有している。このオルタネータ制御部１７には、第１トランジスタ１８のベース端子が接続され、この第１トランジスタ１８は、コレクタ端子がロータコイル１２に接続されてからステータコイル１３の出力側に接続される一方、エミッタ端子が接地されると共に、ステータコイル１３の入力側に接続されている。従って、オルタネータ制御部１７は、第１トランジスタ１８をオン／オフ制御することで、ロータコイル１２の励磁電流を制御してオルタネータ１１の出力電圧を制御する。
【００１７】
また、オルタネータ制御部１７には、バッテリ１５が直接接続されると共に、イグニッションキー（ＩＧ）スイッチ１９が接続されている。第２トランジスタ２０は、ベース端子がオルタネータ制御部１７に接続され、コレクタ端子がＩＧスイッチ１９を介してバッテリ１５に接続される一方、エミッタ端子が接地されている。
【００１８】
更に、補機などの負荷装置２１は、切換スイッチ２２、ＩＧスイッチ１９を介してオルタネータ制御部１７に接続されている。
【００１９】
このように構成された実施例１のオルタネータの制御装置では、外部の電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１からオルタネータ１１を制御可能となっており、車両の走行状態に応じてオルタネータ１１における発電量を制御可能となっている。そのため、ＥＣＵ３１は、電圧レギュレータ１６のオルタネータ制御部１７に接続されている。また、このＥＣＵ３１には、車輪速センサ３２が接続されている。
【００２０】
即ち、実施例１のオルタネータの制御装置にて、図２に示すように、オルタネータ制御部１７は、オルタネータ１１における発電量を制御可能な発電制御部１０１と、ＥＣＵ３１から入力される車両の走行状態に応じてオルタネータ１１の発電停止タイミングを設定する発電停止タイミング設定部１０２と、ＥＣＵ３１から入力される車両の走行状態に応じてオルタネータ１１の発電開始タイミングを設定する発電開始タイミング設定部１０３とを有している。また、オルタネータ制御部１７は、オルタネータ１１への発電停止指令を検出する発電停止検出部１０４と、オルタネータ１１における励磁電流値を推定してこの励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する発電減衰時間検出部（励磁電流減衰時間検出部）１０５とを有し、発電開始タイミング設定部１０３は、発電停止検出部１０４がオルタネータ１１への発電停止指令を検出した後、発電減衰時間検出部１０５が推定した減衰時間が経過する前にオルタネータ１１の発電を開始するようにしている。
【００２１】
この場合、発電減衰時間検出部１０５は、オルタネータ１１における励磁電流値を推定または検出する励磁電流値推定検出部を有している。この励磁電流値推定検出部は、オルタネータ１１への発電停止指令を出力する前の発電状況に基づいて励磁電流値を推定する。
【００２２】
具体的に、オルタネータ制御部１７の発電減衰時間検出部１０５は、オルタネータ１１への発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出した発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定する。
【００２３】
ここで、実施例１のオルタネータの制御装置における作動制御を図３のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００２４】
実施例１のオルタネータの制御装置における作動制御において、図３に示すように、ステップＳ１１にて、オルタネータ制御部１７は、オルタネータ１１が発電停止（ＯＦＦ）の指令を出力したかどうかを判定する。ここで、オルタネータ１１が停止指令を出力していないと判定されたら、ステップＳ１７にて、カウントｔをリセットする。一方、オルタネータ１１が停止指令を出力したと判定されたら、ステップＳ１２にて、オルタネータ１１の励磁電流Ｉｆ０を推定する。この場合、オルタネータ制御部１７は、発電停止以前の発電時間の積分値から発電停止時の励磁電流の初期値を推定し、励磁電流Ｉｆ０とする。
【００２５】
このステップＳ１２で、オルタネータ１１の励磁電流Ｉｆ０が推定されたら、ステップＳ１３にて、この励磁電流Ｉｆ０と励磁電流における減衰の時定数τに基づいて励磁電流が予め設定された所定値Ｋ１以下となるまでの減衰時間ｔ０−ｅｓｔを算出する。そして、ステップＳ１４にて、カウントｔを開始する。この場合、所定値Ｋ１とは、オルタネータ１１の励磁電流が所定値Ｋ１になると、発電を開始したときに遅れが発生する値である。
【００２６】
そして、ステップＳ１５にて、経過時間ｔが算出した減衰時間ｔ０−ｅｓｔを超えたかどうかを判定する。ここで、経過時間ｔが減衰時間ｔ０−ｅｓｔを超えたと判定されたら、ステップＳ１６にて、オルタネータ１１の微小発電を開始する。従って、オルタネータ１１の励磁電流が所定値Ｋ１以下となる前に微小発電を開始することで、いつ発電を開始しても制御遅れが発生することはない。
【００２７】
上述したオルタネータの制御装置における作動制御を時系列的に説明すると、図４に示すように、時間ｔ＝０でオルタネータ１１の発電停止指令が出力されると、励磁電流Ｉｆ０が徐々に低下していく。そして、経過時間ｔが減衰時間ｔ０−ｅｓｔを超えると、励磁電流が所定値Ｋ１以下となる。そのため、励磁電流Ｉｆ０が所定値Ｋ１以下となる前に微小発電を開始するため、励磁電流Ｉｆ０を常時所定値Ｋ１より高く維持することができる。
【００２８】
このように実施例１のオルタネータの制御装置にあっては、車両の走行状態に応じてオルタネータ１１における発電量を制御可能な発電制御部１０１と、オルタネータ１１への発電停止指令を検出する発電停止検出部１０４と、オルタネータ１１における励磁電流値を推定してこの励磁電流値に基づいてこの励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定する発電減衰時間検出部１０５と、発電停止検出部１０４がオルタネータ１１への発電停止指令を検出した後、発電減衰時間検出部１０５が推定した減衰時間が経過する前にオルタネータ１１の発電を開始する発電開始タイミング設定部１０３とを設けている。
【００２９】
従って、オルタネータ１１への発電停止指令が出力された後、減衰時間が経過する前にオルタネータ１１の発電を開始することで、オルタネータ１１は、励磁電流が制御遅れが発生する所定値以下となることはなく、励磁電流は、常時、所定値より高く維持さけることとなり、オルタネータ１１により車両の駆動力を制御することができると共に、オルタネータ１１の発電開始遅れを抑制し、高精度な制御を可能とすることができる。
【００３０】
また、実施例１のオルタネータの制御装置では、発電減衰時間検出部１０５は、オルタネータ１１への発電停止指令を出力する前の発電状況に基づいて励磁電流値を推定している。従って、励磁電流値を精度良く推定することができる。
【００３１】
また、実施例１のオルタネータの制御装置では、発電減衰時間検出部１０５は、オルタネータ１１への発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出する発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定している。従って、励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を高精度に推定することができる。
【実施例２】
【００３２】
図５は、本発明の実施例２に係るオルタネータの制御装置を表す概略構成図、図６は、実施例２のオルタネータの制御装置の作動制御を表すフローチャートである。なお、本実施例のオルタネータの制御装置における制御ブロックは、上述した実施例１とほぼ同様であり、図２を用いて説明すると共に、この実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３３】
実施例２のオルタネータの制御装置において、図２及び図５に示すように、オルタネータ制御部１７は、発電制御部１０１と、発電停止タイミング設定部１０２と、発電開始タイミング設定部１０３とを有している。また、オルタネータ制御部１７は、発電停止検出部１０４と、発電減衰時間検出部１０５とを有し、発電開始タイミング設定部１０３は、発電停止検出部１０４がオルタネータ１１への発電停止指令を検出した後、発電減衰時間検出部１０５が推定した減衰時間が経過する前にオルタネータ１１の発電を開始するようにしている。
【００３４】
この場合、発電減衰時間検出部１０５は、オルタネータ１１における励磁電流値を検出する励磁電流検出センサ４１を有し、この励磁電流検出センサ４１の検出結果に基づいて励磁電流値が予め設定された所定値以下となるまでの減衰時間を推定している。
【００３５】
具体的に、オルタネータ制御部１７の発電減衰時間検出部１０５は、オルタネータ１１への発電停止指令を出力する前の発電時間の積分値から算出した発電停止指令出力時の励磁電流の初期値と、励磁電流における減衰の時定数とに基づいて励磁電流が所定値以下となるまでの減衰時間を推定する。
【００３６】
ここで、実施例２のオルタネータの制御装置における作動制御を図６のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００３７】
実施例２のオルタネータの制御装置における作動制御において、図６に示すように、ステップＳ２１にて、オルタネータ制御部１７は、オルタネータ１１が発電停止（ＯＦＦ）の指令を出力したかどうかを判定する。ここで、オルタネータ１１が停止指令を出力していないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、オルタネータ１１が停止指令を出力したと判定されたら、ステップＳ２２にて、オルタネータ制御部１７は、励磁電流検出センサ４１が検出したオルタネータ１１の励磁電流Ｉｆを読み込む。
【００３８】
このステップＳ２２で、オルタネータ１１の励磁電流Ｉｆを読み込んだら、ステップＳ２３にて、この励磁電流Ｉｆが予め設定された所定値Ｋ１より低いかどうかを判定する。ここで、オルタネータ１１の励磁電流Ｉｆが所定値Ｋ１より低くないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、オルタネータ１１の励磁電流Ｉｆが所定値Ｋ１より低いと判定されたら、ステップＳ２４にて、オルタネータ１１の微小発電を開始する。従って、オルタネータ１１の励磁電流が所定値Ｋ１以下となる前に微小発電を開始することで、いつ発電を開始しても制御遅れが発生することはない。
【００３９】
このように実施例２のオルタネータの制御装置にあっては、オルタネータ１１における励磁電流値を検出する励磁電流検出センサ４１を設け、発電開始タイミング設定部１０３は、励磁電流検出センサ４１が検出した励磁電流が予め設定された所定値より低いときに、オルタネータ１１の発電を開始している。
【００４０】
従って、オルタネータ１１への発電停止指令が出力された後、励磁電流が所定値より低くなる前にオルタネータ１１の発電を開始することで、オルタネータ１１は、励磁電流が制御遅れが発生する所定値以下となることはなく、励磁電流は、常時、所定値より高く維持されることとなり、オルタネータ１１により車両の駆動力を制御することができると共に、オルタネータ１１の発電開始遅れを抑制し、高精度な制御を可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明に係るオルタネータの制御装置は、車両の走行状態に応じてオルタネータにおける発電の停止及び開始を制御可能なものに有用であり、いずれのオルタネータに好適することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１に係るオルタネータの制御装置を表す概略構成図である。
【図２】実施例１のオルタネータ制御部の制御ブロック図である。
【図３】実施例１のオルタネータの制御装置の作動制御を表すフローチャートである。
【図４】オルタネータ発電停止から発電開始までの零時電流値の変化を表すグラフである。
【図５】本発明の実施例２に係るオルタネータの制御装置を表す概略構成図である。
【図６】実施例２のオルタネータの制御装置の作動制御を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１１  オルタネータ
１７  オルタネータ制御部
３１  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１  発電制御部
１０２  発電停止タイミング設定部
１０３  発電開始タイミング設定部
１０４  発電停止検出部
１０５  発電減衰時間検出部（励磁電流減衰時間検出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009240070.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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