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JP4450085B2 - Vehicle power generation control device - Google Patents

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JP4450085B2 JP2008066930A JP2008066930A JP4450085B2 JP 4450085 B2 JP4450085 B2 JP 4450085B2 JP 2008066930 A JP2008066930 A JP 2008066930A JP 2008066930 A JP2008066930 A JP 2008066930A JP 4450085 B2 JP4450085 B2 JP 4450085B2
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Description

本発明は、エンジンを搭載した車両において、エンジン制御装置等の外部指令装置からの発電制御指示値に基づいて、車両用発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle power generation control device that controls a power generation state of a vehicle generator based on a power generation control instruction value from an external command device such as an engine control device in a vehicle equipped with an engine.

最近の車両用発電制御装置の中には、エンジン制御装置等の外部指令装置からの発電制 御指示値に基づいて、発電電圧の可変制御機能や、電気負荷投入時の発電トルクの急 増を低減するため界磁電流の漸増制御ができる機能を有しているものがあり、また、 外部指令装置からの発電制御指示値によって、バッテリの充電不足にならないように 、最低バッテリ充電電圧以下では、外部指令装置からの発電制御指示を禁止する機能 を組み合わせているものがある(例えば、特許文献1参照。)。
特開2006−115619号公報(第4−10頁、図1−10)
Some recent vehicle power generation control devices have a variable control function for the generated voltage and a sudden increase in power generation torque when an electric load is applied based on the power generation control instruction value from an external command device such as an engine control device. Some have a function that allows the field current to be gradually increased in order to reduce it.In addition, in order to prevent the battery from being insufficiently charged due to the power generation control command value from the external command device, below the minimum battery charge voltage, There is a combination of functions for prohibiting power generation control instructions from an external command device (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-115619 A (page 4-10, FIG. 1-10)

ところで、上述した特許文献1の従来手法では、比較的大きい電気負荷や突入電流が大きい電気負荷が投入された場合、車両状態によっては一時的に外部発電制御禁止電圧以下となる場合もあり、その場合急激な発電のため発電トルクも急増し、エンジン回転数が不安定になり、最悪の場合はエンジンストールするおそれがあった。   By the way, in the conventional method of Patent Document 1 described above, when a relatively large electrical load or an electrical load with a large inrush current is applied, depending on the vehicle state, the external power generation control prohibition voltage may be temporarily reduced or lower. In this case, the power generation torque suddenly increases due to rapid power generation, the engine speed becomes unstable, and in the worst case, the engine may stall.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、電気負荷等の投入により、発電電圧が外部制御禁止電圧以下になった場合でも適切な発電制御を維持し、エンジンストールの発生を防止することができる車両用発電制御装置を提供することにある。   The present invention was created in view of such points, and its purpose is to maintain appropriate power generation control even when the power generation voltage becomes equal to or lower than the external control prohibition voltage due to the input of an electric load or the like. An object of the present invention is to provide a vehicular power generation control device capable of preventing the occurrence of engine stall.

上述した課題を解決するために、本発明の車両用発電制御装置は、外部指令装置から出力される発電制御指示信号に基づいて、車両用発電機の界磁巻線に供給する界磁電流を制御する界磁電流制御手段と、発電制御指示信号に応じて車両用発電機の発電電圧が外部制御禁止電圧以下になったときに、優先的に外部制御禁止電圧以上になるように車両用発電機の発電制御を行う発電優先制御手段と、車両用発電機の発電電圧が一時的に外部制御禁止電圧以下になったときに、発電優先制御手段の作動を所定時間禁止する発電優先制御禁止手段とを備え、発電優先制御禁止手段によって一時的に発電優先制御手段の作動が禁止される所定時間は、外部指令装置によって電気負荷投入時に発電トルクの急増を低減する界磁電流の漸増制御の制御時間以上に設定されている。車両用発電機の発電電圧が外部制御禁止電圧以下になった場合であっても、優先的に外部制御禁止電圧以上になるように車両用発電機の発電制御を行う動作が一時的に禁止されるため、発電トルクが急増することを防止することができ、エンジン回転数が不安定になってエンジンストールが生じることを防止することができる。また、発電電圧を上げる発電制御の禁止を所定時間に限って行うことにより、発電電圧が極端に低下することがなく、適切な発電制御を維持することが可能となる。   In order to solve the above-described problem, a vehicle power generation control device according to the present invention is configured to generate a field current to be supplied to a field winding of a vehicle generator based on a power generation control instruction signal output from an external command device. Field power control means to control and vehicle power generation so that when the power generation voltage of the vehicle generator falls below the external control prohibition voltage in accordance with the power generation control instruction signal, it preferentially exceeds the external control prohibition voltage Power generation priority control means for performing power generation control of the power generator, and power generation priority control prohibition means for prohibiting the operation of the power generation priority control means for a predetermined time when the power generation voltage of the vehicle generator temporarily falls below the external control prohibition voltage. The predetermined time during which the operation of the power generation priority control means is temporarily prohibited by the power generation priority control prohibiting means is controlled by a field current gradual increase control that reduces the sudden increase in power generation torque when an electric load is applied by an external command device. time It is set to above. Even when the power generation voltage of the vehicular generator is equal to or lower than the external control prohibition voltage, the operation of performing the power generation control of the vehicular generator is temporarily prohibited so that it is preferentially higher than the external control prohibition voltage. Therefore, it is possible to prevent the power generation torque from rapidly increasing, and it is possible to prevent the engine speed from becoming unstable and causing engine stall. Further, by prohibiting the power generation control for increasing the power generation voltage only for a predetermined time, it is possible to maintain the appropriate power generation control without the power generation voltage being extremely reduced.

また、上述した発電制御指示信号はPWM信号であり、発電優先制御禁止手段は、一時的に発電優先制御手段の作動を禁止する所定時間を、PWM信号の周期に応じて可変設定することが望ましい。これにより、外部指令装置においてエンジン回転数変動等を考慮した適切な発電制御の禁止時間を設定することが可能となる。   Further, the power generation control instruction signal described above is a PWM signal, and it is desirable that the power generation priority control prohibiting unit variably sets a predetermined time for temporarily prohibiting the operation of the power generation priority control unit according to the period of the PWM signal. . As a result, it is possible to set an appropriate power generation control prohibition time in consideration of engine speed fluctuation and the like in the external command device.

また、上述した発電優先制御禁止手段によって一時的に発電優先制御手段の作動が禁止される所定時間は、外部指令装置によって電気負荷投入時に発電トルクの急増を低減する界磁電流の漸増制御の制御時間の1〜2倍の範囲内で設定されることが望ましい。これにより、バッテリの充電不足への影響を最小限に抑えることができる。   In addition, the predetermined time during which the operation of the power generation priority control means is temporarily prohibited by the power generation priority control prohibiting means described above is the control of the gradual increase control of the field current that reduces the sudden increase of the power generation torque when the electric load is applied by the external command device. It is desirable to set within a range of 1 to 2 times the time. Thereby, the influence on the insufficient charging of the battery can be minimized.

また、上述した発電優先制御禁止手段によって一時的に発電優先制御手段の作動が禁止される所定時間をほぼ10秒に設定することが望ましい。これにより、車両毎に禁止時間を設定する必要がなくなり、処理の簡略化や使用するソフトウエアの共用化が可能になって、コストダウンを図ることができる。   Further, it is desirable to set the predetermined time during which the operation of the power generation priority control means is temporarily prohibited by the power generation priority control prohibition means described above to approximately 10 seconds. This eliminates the need to set a prohibition time for each vehicle, simplifies the process and allows common use of software to be used, thereby reducing costs.

以下、本発明を適用した一実施形態の発電システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、一実施形態の発電システムの全体構成を示す図である。図1に示すように、本実施形態の発電システムは、車両用発電制御装置1を内蔵する車両用発電機2、外部指令装置としてのECU(エンジン制御装置)5、バッテリ3を含んで構成されている。バッテリ3には電気負荷4が並列に接続されている。また、車両用発電機2は、図示しないエンジンによって駆動される。   Hereinafter, a power generation system according to an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a power generation system according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the power generation system of the present embodiment includes a vehicle generator 2 that includes a vehicle power generation control device 1, an ECU (engine control device) 5 as an external command device, and a battery 3. ing. An electric load 4 is connected to the battery 3 in parallel. The vehicular generator 2 is driven by an engine (not shown).

車両用発電機2は、回転子に備わった界磁巻線23と、固定子に含まれる三相の電機子巻線21と、この電機子巻線21の三相出力を全波整流する整流回路22とを少なくとも1対と、車両用発電機2の励磁電流を制御する車両用発電制御装置1とを備えている。車両用発電機2の出力端子(B端子)は、バッテリ3や電気負荷4に接続されており、この出力端子からバッテリ3等に対する給電が行われる。車両用発電機2の出力電流は、界磁巻線23に供給する励磁電流を制御することにより調整される。   The vehicle generator 2 includes a field winding 23 provided in a rotor, a three-phase armature winding 21 included in the stator, and a rectification that full-wave rectifies the three-phase output of the armature winding 21. At least one pair of circuits 22 and a vehicle power generation control device 1 that controls the excitation current of the vehicle generator 2 are provided. The output terminal (B terminal) of the vehicular generator 2 is connected to the battery 3 and the electric load 4, and power is supplied to the battery 3 and the like from this output terminal. The output current of the vehicular generator 2 is adjusted by controlling the excitation current supplied to the field winding 23.

車両用発電制御装置1は、界磁電流制限手段とそしてのスイッチング素子11と、界磁電流環流手段としての環流ダイオード12と、制御回路10とを備えている。車両用発電機2の回転子の界磁巻線23に磁束を供給する励磁回路が、スイッチング素子11と環流ダイオード12によって構成されている。スイッチング素子11は、界磁巻線23と直列に接続されており、制御回路10によってPWM(パルス幅変調)制御されて励磁電流を界磁巻線23に供給する。環流ダイオード12は、界磁巻線23に並列に接続されており、スイッチング素子11がオフされたときに界磁巻線23に流れる励磁電流を環流させる。   The vehicle power generation control device 1 includes a field current limiting unit and a switching element 11, a freewheeling diode 12 as a field current circulating unit, and a control circuit 10. An exciting circuit for supplying magnetic flux to the field winding 23 of the rotor of the vehicle generator 2 is constituted by the switching element 11 and the freewheeling diode 12. The switching element 11 is connected in series with the field winding 23, is PWM (pulse width modulation) controlled by the control circuit 10, and supplies an excitation current to the field winding 23. The freewheeling diode 12 is connected in parallel to the field winding 23 and recirculates the exciting current flowing through the field winding 23 when the switching element 11 is turned off.

また、ECU5は、車両用発電機2の通信端子(C端子)を介して車両用発電制御装置1内の制御回路10と接続されており、PWM信号出力回路51とモード判定・指示値決定回路52とを備えている。このECU5は、ROMやRAMに格納された所定のソフトウエア(制御プログラム)をプロセッサで実行することにより必要な機能を実現している。モード判定・指示値決定回路52は、車速、エンジン回転数、電気負荷4の接続状態、バッテリ3の電圧又は車両用発電機2の発電電圧、アクセル開度等の車両情報に基づいて制御モードを決定し、車両用発電制御装置1に対する指示値を決定し、電気負荷投入等による発電量の増加時には発電トルクの急増を低減する界磁電流の漸増制御機能(徐々に界磁電流を増加させる徐励制御機能あるいは負荷応答制御機能)も備えている。PWM信号出力回路51は、決定された制御モードに対応する指示値を有する発電制御指示信号としてのPWM信号を車両用発電制御装置1に向けて出力する。   The ECU 5 is connected to the control circuit 10 in the vehicular power generation control device 1 via a communication terminal (C terminal) of the vehicular generator 2, and the PWM signal output circuit 51 and the mode determination / instruction value determination circuit. 52. The ECU 5 realizes necessary functions by executing predetermined software (control program) stored in a ROM or RAM by a processor. The mode determination / instruction value determination circuit 52 selects a control mode based on vehicle information such as the vehicle speed, the engine speed, the connection state of the electric load 4, the voltage of the battery 3 or the power generation voltage of the vehicle generator 2, and the accelerator opening. And a command value for the vehicle power generation control device 1 is determined, and a field current gradually increasing control function (gradually increasing the field current gradually) that reduces a sudden increase in power generation torque when the amount of power generation is increased due to the input of an electric load or the like. (Excitation control function or load response control function). The PWM signal output circuit 51 outputs a PWM signal as a power generation control instruction signal having an instruction value corresponding to the determined control mode to the vehicle power generation control device 1.

図2は、ECU5から車両用発電制御装置1に向けて出力されるPWM信号のデューティ(横軸)と車両用発電機2の界磁巻線23(あるいはスイッチング素子11)の導通率(縦軸)との関係を示す図である。PWM信号のデューティ0%が界磁巻線23あるいはスイッチング素子11の導通率0%に、PWM信号のデューティ100%が界磁巻線23あるいはスイッチング素子11の導通率100%にそれぞれ対応している。ECU5は、電気負荷投入等のタイミングで、徐々にデューティが増加するこのPWM信号を出力する。車両用発電制御装置1内の制御回路10は、ECU5から入力されるこのPWM信号に対応する導通率となるようにスイッチング素子11をオンオフ制御する。   FIG. 2 shows the duty ratio (horizontal axis) of the PWM signal output from the ECU 5 toward the vehicle power generation control device 1 and the conductivity (vertical axis) of the field winding 23 (or the switching element 11) of the vehicle generator 2. FIG. The duty of the PWM signal corresponds to 0% of the conductivity of the field winding 23 or the switching element 11, and the duty of 100% of the PWM signal corresponds to the conductivity of the field winding 23 or the switching element 11 of 100%. . The ECU 5 outputs this PWM signal whose duty gradually increases at the timing of turning on the electric load or the like. The control circuit 10 in the vehicular power generation control device 1 performs on / off control of the switching element 11 so as to have a conductivity corresponding to the PWM signal input from the ECU 5.

図3は、制御回路10の詳細構成を示す図である。図3に示すように、本実施形態の制御回路10は、駆動回路13、オア回路14、界磁電流制御回路15、発電優先制御回路16、発電優先制御禁止回路17を含んで構成されている。界磁電流制御回路15が界磁電流制御手段に、発電優先制御回路16が発電優先制御手段に、発電優先制御禁止回路17が発電優先制御禁止手段にそれぞれ対応する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the control circuit 10. As shown in FIG. 3, the control circuit 10 of this embodiment includes a drive circuit 13, an OR circuit 14, a field current control circuit 15, a power generation priority control circuit 16, and a power generation priority control prohibition circuit 17. . The field current control circuit 15 corresponds to the field current control means, the power generation priority control circuit 16 corresponds to the power generation priority control means, and the power generation priority control prohibition circuit 17 corresponds to the power generation priority control prohibition means.

界磁電流制御回路15は、基準電圧発生回路151、電圧比較器152、制御duty生成回路153を備えている。基準電圧発生回路151は、ECU5から入力されるPWM信号(発電制御指示信号)のハイ/ローレベル判定に用いられる基準電圧を発生する。この基準電圧は、電圧比較器152のマイナス入力端子に印加される。電圧比較器152は、マイナス入力端子に印加された基準電圧と、通信端子を介してプラス入力端子に入力されるPWM信号との電圧比較を行い、PWM信号の電圧の方が基準電圧よりも高い場合にハイレベル、反対の場合にローレベルとなる信号を出力する。制御duty生成回路153は、電圧比較器152の出力信号と同じデューティを有する制御信号を出力する。この制御信号はオア回路14の一方の入力端子に入力される。   The field current control circuit 15 includes a reference voltage generation circuit 151, a voltage comparator 152, and a control duty generation circuit 153. The reference voltage generation circuit 151 generates a reference voltage used for high / low level determination of a PWM signal (power generation control instruction signal) input from the ECU 5. This reference voltage is applied to the negative input terminal of the voltage comparator 152. The voltage comparator 152 performs voltage comparison between the reference voltage applied to the negative input terminal and the PWM signal input to the positive input terminal via the communication terminal, and the voltage of the PWM signal is higher than the reference voltage. In this case, a high level signal is output, and in the opposite case, a low level signal is output. The control duty generation circuit 153 outputs a control signal having the same duty as the output signal of the voltage comparator 152. This control signal is input to one input terminal of the OR circuit 14.

発電優先制御回路16は、分圧抵抗161、162、基準電圧発生回路163、電圧比較器164を備えている。分圧抵抗161、162によって構成される分圧回路は、車両用発電機2の出力端子に現れる発電電圧を分圧する。この分圧電圧は、電圧比較器164のマイナス入力端子に印加される。基準電圧発生回路163は、外部制御禁止電圧に相当する基準電圧を発生する。この外部制御禁止電圧とは、ECU5から送られてくる発電制御指示信号に応じて発電制御を行った結果、車両用発電機2の発電電圧がこの外部制御禁止電圧以下になったときに、優先的に外部制御禁止電圧以上になるように車両用発電機2の発電制御を行う閾値となる電圧である。電圧比較器164は、マイナス入力端子に印加された電圧がプラス入力端子に印加された基準電圧以下になったときにハイレベルの信号を出力する。   The power generation priority control circuit 16 includes voltage dividing resistors 161 and 162, a reference voltage generation circuit 163, and a voltage comparator 164. The voltage dividing circuit configured by the voltage dividing resistors 161 and 162 divides the generated voltage appearing at the output terminal of the vehicular generator 2. This divided voltage is applied to the negative input terminal of the voltage comparator 164. The reference voltage generation circuit 163 generates a reference voltage corresponding to the external control inhibition voltage. This external control prohibition voltage is given priority when the power generation control of the vehicle generator 2 falls below this external control prohibition voltage as a result of performing power generation control in response to the power generation control instruction signal sent from the ECU 5. Thus, the voltage is a threshold value for performing the power generation control of the vehicular generator 2 so as to be equal to or higher than the external control inhibition voltage. The voltage comparator 164 outputs a high level signal when the voltage applied to the negative input terminal becomes equal to or lower than the reference voltage applied to the positive input terminal.

発電優先制御禁止回路17は、制御一時禁止回路171、アナログスイッチ172を備えている。アナログスイッチ172は、発電優先制御回路16内の電圧比較器164の出力端子とオア回路14の他方の入力端子との間に挿入されており、電圧比較器164からオア回路14への信号の入力を遮断/許可する。制御一時禁止回路171は、電圧比較器164の出力信号がローレベルからハイレベルに変化してから所定時間アナログスイッチ172をオフし、その後オンすることにより、この所定時間に相当する制御一時禁止時間を設定する。この制御一時禁止時間は、外部制御信号に基づく界磁電流の漸増制御時間以上(例えば、1〜2倍の範囲内)に設定されている。   The power generation priority control prohibition circuit 17 includes a control temporary prohibition circuit 171 and an analog switch 172. The analog switch 172 is inserted between the output terminal of the voltage comparator 164 in the power generation priority control circuit 16 and the other input terminal of the OR circuit 14, and inputs a signal from the voltage comparator 164 to the OR circuit 14. Block / allow. The control temporary prohibition circuit 171 turns off the analog switch 172 for a predetermined time after the output signal of the voltage comparator 164 changes from the low level to the high level, and then turns it on, so that the control temporary prohibition time corresponding to the predetermined time is reached. Set. This temporary control inhibition time is set to be equal to or longer than the gradual increase control time of the field current based on the external control signal (for example, within a range of 1 to 2 times).

電気負荷投入等に対応してECU5から出力されるPWM信号のデューティが徐々に増加する制御が行われても、車両用発電機2の発電電圧が外部制御禁止電圧以下にならなければ、発電優先制御回路16内の電圧比較器164の出力信号はローレベルを維持するため、オア回路14の他方の入力端子に入力される信号もローレベルを維持する。したがって、界磁電流制御回路15から出力される信号がそのまま駆動回路13に入力される。駆動回路13は、オア回路14から出力される信号のデューティでスイッチング素子11をオンオフ制御する。これにより、界磁巻線23に流れる界磁電流を徐々に増加させる制御が行われる。   Even if control is performed in which the duty of the PWM signal output from the ECU 5 gradually increases in response to turning on of the electric load, etc., if the power generation voltage of the vehicle generator 2 does not fall below the external control inhibition voltage, power generation priority Since the output signal of the voltage comparator 164 in the control circuit 16 maintains the low level, the signal input to the other input terminal of the OR circuit 14 also maintains the low level. Therefore, the signal output from the field current control circuit 15 is input to the drive circuit 13 as it is. The drive circuit 13 performs on / off control of the switching element 11 with the duty of the signal output from the OR circuit 14. As a result, control for gradually increasing the field current flowing in the field winding 23 is performed.

一方、大きな電気負荷が投入されると、ECU5から出力されるPWM信号のデューティが徐々に増加する制御が行われる点は同じであるが、車両用発電機2の発電電圧が外部制御禁止電圧以下になる事態が生じる。この場合には、発電優先制御回路16内の電圧比較器164の出力信号はローレベルからハイレベルに変化するため、この変化のタイミングから所定時間経過した後にオア回路14の他方の入力端子に入力される信号がローレベルからハイレベルに変化する。したがって、この所定時間が経過するまでは、界磁電流制御回路15から出力される信号がそのまま駆動回路13に入力されるが、それ以後は、オア回路14の出力信号がハイレベルに変化する。駆動回路13は、オア回路14から出力されるハイレベルの信号に応じてスイッチング素子11をオン制御する。これにより、界磁巻線23に流れる界磁電流は、所定時間経過前までは徐々に増加させる制御が行われ、所定時間経過後は急激に増加させる制御が行われる。   On the other hand, when a large electric load is applied, control is performed in which the duty of the PWM signal output from the ECU 5 is gradually increased. However, the power generation voltage of the vehicle generator 2 is equal to or lower than the external control prohibition voltage. Will happen. In this case, since the output signal of the voltage comparator 164 in the power generation priority control circuit 16 changes from low level to high level, it is input to the other input terminal of the OR circuit 14 after a predetermined time has elapsed from the timing of this change. Signal to be changed from low level to high level. Therefore, the signal output from the field current control circuit 15 is input to the drive circuit 13 as it is until the predetermined time elapses, but thereafter, the output signal of the OR circuit 14 changes to a high level. The drive circuit 13 turns on the switching element 11 according to the high level signal output from the OR circuit 14. As a result, the field current flowing in the field winding 23 is controlled to increase gradually until a predetermined time elapses, and is controlled to increase rapidly after the predetermined time elapses.

図4は、アイドル時に大きな電気負荷4が投入された場合の本実施形態の車両用発電制御装置1の作動タイミングを示す図である。図5は、アイドル時に小さな電気負荷が投入された場合の従来構成の車両用発電制御装置の作動タイミングを示す図である。図6は、アイドル時に大きな電気負荷が投入された場合の従来構成の車両用発電制御装置の作動タイミングを示す図である。図5および図6は、図4に示す本実施形態の作動タイミングとの違いを説明するためのものであり、従来構成としては、図3に示す本実施形態の構成に含まれる発電優先制御禁止回路17を省略し、電圧比較器164の出力端子をオア回路14の他方の入力端子に直結した構成を想定している。   FIG. 4 is a diagram illustrating the operation timing of the vehicle power generation control device 1 of the present embodiment when a large electrical load 4 is input during idling. FIG. 5 is a diagram showing the operation timing of the vehicular power generation control device of the conventional configuration when a small electric load is applied during idling. FIG. 6 is a diagram illustrating the operation timing of the vehicular power generation control device of the conventional configuration when a large electric load is applied during idling. FIG. 5 and FIG. 6 are for explaining the difference from the operation timing of the present embodiment shown in FIG. 4. As a conventional configuration, the power generation priority control prohibition included in the configuration of the present embodiment shown in FIG. 3 is prohibited. It is assumed that the circuit 17 is omitted and the output terminal of the voltage comparator 164 is directly connected to the other input terminal of the OR circuit 14.

図5に示すように、従来構成において小さな電気負荷が投入されると、ECU5は、電気負荷4の投入(または車両用発電機2の発電量の増加)を検出して、車両用発電機2の発電トルクの急増を低減するために界磁電流の漸増制御(PWM信号のデューティを徐々に増加させる制御)を行う。この制御中は、バッテリ3または車両用発電機2の発電電圧が一時的に低下するが外部制御禁止電圧以下にならないので、界磁電流の漸増制御がそのまま実施される。これにより、発電トルクの急増が抑制され、エンジン回転数変動も抑えられる。   As shown in FIG. 5, when a small electric load is input in the conventional configuration, the ECU 5 detects the input of the electric load 4 (or the increase in the amount of power generated by the vehicle generator 2), and the vehicle generator 2 In order to reduce the sudden increase in power generation torque, field current gradually increasing control (control for gradually increasing the duty of the PWM signal) is performed. During this control, the power generation voltage of the battery 3 or the vehicle generator 2 temporarily decreases but does not fall below the external control inhibition voltage, so that the field current gradually increasing control is performed as it is. As a result, a sudden increase in power generation torque is suppressed, and fluctuations in engine speed are also suppressed.

一方、図6に示すように、従来構成において大きな電気負荷が投入された場合には、バッテリ3または車両用発電機2の発電電圧の落ち込みが大きくなって外部制御禁止電圧以下になるので、発電優先制御回路16が作動して電圧比較器164の出力がハイレベルになり、オア回路14の出力もハイレベルになって、車両用発電機2がフル発電するため、発電トルクが急増し、大きなエンジン回転数変動が発生する。   On the other hand, as shown in FIG. 6, when a large electrical load is applied in the conventional configuration, the drop in the generated voltage of the battery 3 or the vehicle generator 2 becomes large and falls below the external control inhibition voltage. The priority control circuit 16 is activated, the output of the voltage comparator 164 becomes high level, the output of the OR circuit 14 also becomes high level, and the generator 2 for the vehicle fully generates power. Engine speed fluctuation occurs.

これに対し、図4に示すように、本実施形態の構成において大きな電気負荷が投入された場合には、バッテリ3または車両用発電機2の発電電圧の落ち込みが大きくなって外部制御禁止電圧以下となるが、発電優先制御回路16が作動しても電圧比較器164のハイレベルの出力信号がそのままオア回路14に入力されるわけではなく、このハイレベルの出力信号が発電優先制御禁止回路17によって一時的に遮断される。この間、ECU5から入力されるPWM信号に基づく制御が継続されるため、発電トルクの急増を抑え、エンジン回転数変動も抑えることがことができる。   On the other hand, as shown in FIG. 4, when a large electric load is applied in the configuration of the present embodiment, the drop in the generated voltage of the battery 3 or the vehicle generator 2 becomes large and the external control prohibited voltage or less. However, even if the power generation priority control circuit 16 is operated, the high level output signal of the voltage comparator 164 is not input to the OR circuit 14 as it is, and this high level output signal is not generated by the power generation priority control prohibition circuit 17. Is temporarily interrupted. During this time, since the control based on the PWM signal input from the ECU 5 is continued, it is possible to suppress a sudden increase in power generation torque and to suppress fluctuations in the engine speed.

このように、本実施形態の車両用発電制御装置1では、車両用発電機2の発電電圧が外部制御禁止電圧以下になった場合であっても、優先的に外部制御禁止電圧以上になるように車両用発電機2の発電制御を行う動作が一時的に禁止されるため、発電トルクが急増することを防止することができ、エンジン回転数が不安定になってエンジンストールが生じることを防止することができる。また、発電電圧を上げる発電制御の禁止を所定時間に限って行うことにより、発電電圧が極端に低下することがなく、適切な発電制御を維持することが可能となる。   Thus, in the vehicular power generation control device 1 of the present embodiment, even when the power generation voltage of the vehicular generator 2 becomes equal to or lower than the external control prohibition voltage, it preferentially exceeds the external control prohibition voltage. Since the operation for performing the power generation control of the vehicular generator 2 is temporarily prohibited, it is possible to prevent the power generation torque from rapidly increasing, and to prevent the engine speed from becoming unstable and causing engine stall. can do. Further, by prohibiting the power generation control for increasing the power generation voltage only for a predetermined time, it is possible to maintain the appropriate power generation control without the power generation voltage being extremely reduced.

また、制御一時禁止時間をECU5によって電気負荷投入時に発電トルクの急増を低減する界磁電流の漸増制御の制御時間の1〜2倍の範囲で設定することにより、バッテリ3の充電不足への影響を最小限に抑えることができる。   In addition, by setting the control temporary prohibition time in the range of 1 to 2 times the control time of the gradual increase control of the field current that reduces the sudden increase of the generated torque when the electric load is applied by the ECU 5, the influence on the insufficient charging of the battery 3 is achieved. Can be minimized.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、制御一時禁止回路171によってアナログスイッチ172のオンタイミングを遅らせる制御一時禁止時間は一定である場合を考えたが、この時間をECU5からの指示に応じて可変するようにしてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. In the above-described embodiment, the case where the control temporary prohibition time for delaying the on-timing of the analog switch 172 by the control temporary prohibition circuit 171 is constant, but this time may be varied according to an instruction from the ECU 5. Good.

図7は、制御一時禁止時間をECU5からの指示に応じて可変する制御回路の変形例を示す図である。図7に示す制御回路10Aは、図3に示す制御回路10に対して、発電優先制御禁止回路17を発電優先制御禁止回路17Aに置き換えた点が異なっている。この発電優先制御禁止回路17Aは、発電優先制御禁止回路17に対して周期検出回路173が追加されている。周期検出回路173は、ECU5から入力されるPWM信号の周期を検出し、制御一時禁止制御回路171によって設定される制御一時禁止時間を可変する。このように、ECU5からの指示に応じて制御一時禁止時間を可変設定することにより、ECU5においてエンジン回転数変動等を考慮した適切な発電制御の禁止時間を設定することが可能となる。   FIG. 7 is a diagram showing a modification of the control circuit that varies the temporary control prohibition time in accordance with an instruction from the ECU 5. The control circuit 10A shown in FIG. 7 differs from the control circuit 10 shown in FIG. 3 in that the power generation priority control prohibition circuit 17 is replaced with a power generation priority control prohibition circuit 17A. In the power generation priority control prohibition circuit 17A, a cycle detection circuit 173 is added to the power generation priority control prohibition circuit 17. The period detection circuit 173 detects the period of the PWM signal input from the ECU 5 and varies the control temporary prohibition time set by the control temporary prohibition control circuit 171. In this manner, by appropriately setting the control temporary prohibition time in accordance with an instruction from the ECU 5, it is possible to set an appropriate power generation control prohibition time in consideration of engine speed fluctuations and the like in the ECU 5.

また、上述した実施形態では、制御一時禁止時間を外部制御信号に基づく界磁電流の漸増制御時間以上(例えば、1〜2倍の範囲内)に設定したが、この制御一時禁止時間をほぼ10秒に固定するようにしてもよい。これにより、車両毎に禁止時間を設定する必要がなくなり、処理の簡略化や使用するソフトウエアの共用化が可能になって、コストダウンを図ることができる。   In the above-described embodiment, the control temporary prohibition time is set to be equal to or longer than the gradually increasing control time of the field current based on the external control signal (for example, within a range of 1 to 2 times). You may make it fix to second. This eliminates the need to set a prohibition time for each vehicle, simplifies the process and allows common use of software to be used, thereby reducing costs.

一実施形態の発電システムの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole power generation system composition of one embodiment. ECUから車両用発電制御装置に向けて出力されるPWM信号のデューティと車両用発電機の界磁巻線の導通率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the duty of the PWM signal output toward ECU for vehicle electric power generation control, and the continuity of the field winding of a vehicle generator. 制御回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a control circuit. アイドル時に大きな電気負荷が投入された場合の本実施形態の車両用発電制御装置の作動タイミングを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement timing of the vehicle electric power generation control apparatus of this embodiment when a big electric load is thrown in at the time of idling. アイドル時に小さな電気負荷が投入された場合の従来構成の車両用発電制御装置の作動タイミングを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement timing of the vehicle electric power generation control apparatus of the conventional structure when a small electric load is thrown in at the time of idling. アイドル時に大きな電気負荷が投入された場合の従来構成の車両用発電制御装置の作動タイミングを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement timing of the vehicle electric power generation control apparatus of the conventional structure when a big electric load is thrown in at the time of idling. 制御一時禁止時間をECUからの指示に応じて可変する制御回路の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the control circuit which varies the control temporary prohibition time according to the instruction | indication from ECU.

符号の説明Explanation of symbols

1 車両用発電制御装置
2 車両用発電機
3 バッテリ
4 電気負荷
5 ECU(エンジン制御装置)
10 制御回路
11 スイッチング素子
12 環流ダイオード
13 駆動回路
14 オア回路
15 界磁電流制御回路
16 発電優先制御回路
17 発電優先制御禁止回路
21 電機子巻線
22 整流回路
23 界磁巻線
51 PWM信号出力回路
52 モード判定・指示値決定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle power generation control apparatus 2 Vehicle generator 3 Battery 4 Electric load 5 ECU (engine control apparatus)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control circuit 11 Switching element 12 Freewheeling diode 13 Drive circuit 14 OR circuit 15 Field current control circuit 16 Power generation priority control circuit 17 Power generation priority control prohibition circuit 21 Armature winding 22 Rectifier circuit 23 Field winding 51 PWM signal output circuit 52 Mode decision / indication value decision circuit

Claims (4)

外部指令装置から出力される発電制御指示信号に基づいて、車両用発電機の界磁巻線に供給する界磁電流を制御する界磁電流制御手段と、
前記発電制御指示信号に応じて前記車両用発電機の発電電圧が外部制御禁止電圧以下になったときに、優先的に前記外部制御禁止電圧以上になるように前記車両用発電機の発電制御を行う発電優先制御手段と、
前記車両用発電機の発電電圧が一時的に前記外部制御禁止電圧以下になったときに、前記発電優先制御手段の作動を所定時間禁止する発電優先制御禁止手段と、
を備え、前記発電優先制御禁止手段によって一時的に前記発電優先制御手段の作動が禁止される前記所定時間は、前記外部指令装置によって電気負荷投入時に発電トルクの急増を低減する界磁電流の漸増制御の制御時間以上であることを特徴とする車両用発電制御装置。
Field current control means for controlling the field current supplied to the field winding of the vehicle generator based on the power generation control instruction signal output from the external command device;
When the power generation voltage of the vehicular generator becomes equal to or lower than the external control prohibition voltage according to the power generation control instruction signal, the power generation control of the vehicular generator is preferentially equal to or higher than the external control prohibition voltage. Power generation priority control means to perform;
Power generation priority control prohibiting means for prohibiting the operation of the power generation priority control means for a predetermined time when the power generation voltage of the vehicle generator temporarily falls below the external control prohibition voltage;
The predetermined time during which the operation of the power generation priority control means is temporarily prohibited by the power generation priority control prohibiting means is a gradual increase in field current that reduces a sudden increase in power generation torque when the electric load is applied by the external command device. A vehicle power generation control device characterized in that it is longer than the control time of control.
請求項1において、
前記発電制御指示信号はPWM信号であり、
前記発電優先制御禁止手段は、一時的に前記発電優先制御手段の作動を禁止する前記所定時間を、前記PWM信号の周期に応じて可変設定することを特徴とする車両用発電制御装置。
In claim 1,
The power generation control instruction signal is a PWM signal,
The power generation priority control prohibiting unit variably sets the predetermined time for temporarily prohibiting the operation of the power generation priority control unit according to the period of the PWM signal.
請求項1または2において、
前記発電優先制御禁止手段によって一時的に前記発電優先制御手段の作動が禁止される前記所定時間は、前記外部指令装置によって電気負荷投入時に発電トルクの急増を低減する界磁電流の漸増制御の制御時間の1〜2倍の範囲内で設定されることを特徴とする車両用発電制御装置。
In claim 1 or 2,
The predetermined time during which the operation of the power generation priority control means is temporarily prohibited by the power generation priority control prohibiting means is a control of gradually increasing control of the field current that reduces the sudden increase in power generation torque when the electric load is applied by the external command device. A power generation control device for a vehicle, which is set within a range of 1 to 2 times the time.
請求項1において、
前記発電優先制御禁止手段によって一時的に前記発電優先制御手段の作動が禁止される前記所定時間をほぼ10秒に設定することを特徴とする車両用発電制御装置。
In claim 1,
The power generation control device for a vehicle, wherein the predetermined time during which the operation of the power generation priority control means is temporarily prohibited by the power generation priority control prohibition means is set to approximately 10 seconds.
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