KR100208420B1

KR100208420B1 - 차량용 교류발전기 제어장치

Info

Publication number: KR100208420B1
Application number: KR1019950009235A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 와타나베
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1994-04-20
Filing date: 1995-04-19
Publication date: 1999-07-15
Also published as: JP3274019B2; JPH07298514A; KR950030464A; US5608310A

Abstract

차량용 교류발전기 제어장치는 탑재된 배터리를 충전하는 출력전압을 발생하기 위해 엔진으로 구동되는 교류발전기와 변속기의 기어비율을 표시하는 시프트위치를 검출하는 시프트위치센서와, 엔진회전수의 소정범위내에서 기어시프트위치에 따라 발전기의 출력전압을 단계적으로 전환하기 위해 엔진회전수 정보에 응답하는 제어수단으로 구성되어 있다.

배터리 충전효율뿐 아니라 주행성능 및 연비향상과 더불어 신뢰성 있는 브레이크 성능을 달성할 수 있다.

Description

차량용 교류발전기 제어장치

제1도는 이 발명의 실시예 1을 나타내는 구성도.

제2도는 제1도내의 전압제어회로의 구성을 구체적으로 나타내는 회로도.

제3도는 이 발명의 실시예 1의 발전기 제어장치에 의한 교류발전기의 출력전압을 단계적으로 제어하는 절차를 나타내는 플로차트.

제4도는 엔진속도의 소정범위내의 파라미터로서 사용되는 속도변화위치에서 발전기출력전압에 대한 엔진회전수의 관계를 나타내는 특성도.

제5도는 이 발명의 실시예 2에 의한 발전기 제어장치에 의해 교류발전기의 출력전압을 단계적으로 제어하는 절차를 나타내는 플로차트.

제6도는 이 발명의 실시예 2에 의한 제어장치에 의해 수행되는 제어에 있어서, 대응관계를 나타내는 제4도와 동일한 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 배터리 3 : 엔진

4 : 발진기 5 : 전압제어회로

6 : 시프트(shift)위치센서 7 : 회전센서

8 : 발진기 제어회로 Ne : 엔진회전수

Ns1, Ns2 : 소정회전수 P : 시프트위치

VG : 출력전압

이 발명은 내연기관(이후 엔진이라 함)에 의해 구동되고, 차량에 탑재된 배터리를 충전하는 교류발전기의 출력전압을 제어하는 차량용 교류발전기 제어장치에 관한 것이며, 특히 제어신뢰성을 향상시키며, 배터리 충전효율과 주행성능 및 엔진의 연비를 향상시킨 차량용 교류발전기 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 탑재된 배터리 충전용 발전기는 비교적 고속운전중의 정상주행시에 있어서는, 출력전압이 평상시보다 낮게 설정되어 있으며(예컨데, 12.5V 정도), 이것에 의해 엔진부하를 경감시켜 주행성능 및 연비의 향상을 실현하고 있다.

한편, 감속시에는 발전기의 출력전압을 비교적 높은 레벨로(예컨데, 14.5V 정도)전환하며, 엔진브레이크 성능을 향상시키고 있다.

이와같이 자동차의 엔진운전상태에 따라 발전량을 제어하는 차량용 교류발전기 제어장치는, 예컨대 일본국 실공평 4-28190 호 공보로 참조되어 있다.

그러나, 상기한 공지의 교류발전기 제어장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

다만, 자동차의 엔진운전상태에 따라 발전기의 발전량을 제어하는 것만으로는, 예컨대 정상주행시 전기부하가 커져서 배터리전압이 소정치 이하로 저하한 경우에는 발전기는 배터리 충전때문에 발전을 개시하므로 엔진부하가 정상운전시에도 경감되지 않고, 주행성능을 확보할 수 없는 문제가 있다.

이 문제에 대처하기 위하여 일정속도이상의 고속주행시에는 발전기의 출력전압을 높게 전환하여 배터리로의 충전을 촉진하고, 일정속도이하의 저속주행시에는 발전기의 출력전압을 낮게 전환하여 배터리로의 충전빈도를 억제하는 제어장치가 제안되어있다.

이 경우, 차속이 소정치이상으로 판정되면 발전기의 출력전압의 제어레벨은 L레벨에서 H레벨에 2단계로 전환된다.

또, 상기 일본국 실공평 4-28190호 공보에 참조된 것 같이 차량의 변속기의 기어비율을 표시하므로 시프트(shift)위치를 검출하는 시프트위치센서를 설치하여 발전기의 발전량을 전환하는 제어장치도 제안되어 있다.

즉, 발전기의 출력전압이 낮게 설정되는 고속정상 주행시에 차속에 따라 발전기의 출력전압을 높이는 판정절차에서 검출된 시프트위치신호에 의해 표시된 기어비율이 높을수록 임계치인 기준 차속을 높게 하는 것이다.

이 경우, 검출된 효과적인 기어비율에 따라 차속판정용의 소정치를 변경하므로서, 기준 차속을 높일 수 있다.

상기의 종전장치에 있어서는, 엔진 또는 차량의 운전상태를 표시하는 파라미터중의 1개인, 차속 또는 엔진회전수(rpm)에 따라 발전기의 출력전압을 제어 또는 변경할 수 있다.

또, 상기 일본국 실공평 4-28190호 공보와 같이 기어비율 시프트위치에 따라 발전기의 출력전압을 높게 전환하는 것에 있어서, 엔진의 회전수는 변속기가 중립위치에 있을 때의 발전량의 전환을 금지하기 위한 신호로서 사용될 뿐이다.

이와같이, 발전기의 출력전압제어에 중대하게 관여하는 엔진회전수는 발전기의 출력전압의 전환에 직접적으로 사용되고 있지 않기 때문에 자동차의 엔진운전상태를 고정도이며, 신뢰성있게 검출할 수 없고, 따라서 발전량의 가변제어의 신뢰성도 정확성이 저하되는 요인으로 될 수 있다.

이상과 같이 종전의 차량용 교류발전기의 제어장치에서의 제어는, 운전상태정보로서 기어비율 시프트위치 및 차속을 사용하고 있으므로 발전기제어의 신뢰성이 낮다는 문제점이 있었다.

또, 저속주행시에 발전기의 출력전압이 낮게 설정된 상태가 계속되면 배터리의 충전효율을 악화시키는 문제점이 있었다.

이 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 제어신뢰성 및 브레이크성능을 향상시키는 동시에 배터리 충전효율과 주행성능 및 엔진연비를 향상시킨 차량용 교류발전기 제어장치를 제공함을 목적으로 한다.

또, 이 발명은 배터리 충전효율을 향상시킨 차량용 교류발전기 제어장치를 제공함을 목적으로 한다.

또, 이 발명은 주행성능 및 엔진연비를 향상시킨 차량용 교류발전기 제어장치를 제공함을 목적으로 한다.

이 발명에 의한 차량용 교류발전기 제어장치는, 자동차의 엔진에 의해 구동되어서 배터리를 충전하기 위한 출력전압을 생성하는 발전기와, 엔진의 회전을 검출하여 엔진회전정보를 생성하는 엔진회전센서와, 변속기의 기어비율을 전환하는 시프트위치를 효율적으로 검출하는 시프트위치센서와, 엔진회전정보에 응답하고, 현재 유효한 시프트위치에 따라 발전기의 출력전압을 전환하는 제어수단으로 구성되어 있다.

상기한 교류발전기 제어장치의 구성에 있어서, 일정한 엔진회전상태의 기어비율 시프트위치에 따라 교류발전기의 출력전압을 변경 또는 조정할 수 있다.

따라서, 고신뢰도의 브레이크성능은 물론 배터리 충전효율 주행성능 및 연비의 향상을 제공할 수 있다.

이 발명에 의한 차량용 교류발전기 제어장치에 있어서, 엔진회전정보는 엔진회전수이며, 제어수단은 엔진회전수가 소정회전수 이하인지 아닌지를 판정하는 회전수 판정수단을 가지며, 소정회전수 이하의 엔진회전수에 있어서 기어비율의 시프트위치에 따라서 발전기의 출력전압을 순차 높은치로 전환하는 것이다.

상기의 구성으로 고신뢰도의 뛰어난 브레이트성능을 보장하면서 배터리 충전효율, 주향성능과 연비를 현저히 향상시킬 수 있다.

또, 이 발명에 의한 차량용 교류발전기 제어장치에 있어서, 엔진회전정보는 엔진회전수이며 제어수단은 엔진회전수가 소정회전수 이상인지 아닌지를 판정하는 회전수 판정수단을 갖고, 검출된 엔진회전수가 소정회전수이하가 아닐 때 제어수단은 기어비율의 시프트위치에 따라서 발전기의 출력전압을 순차 낮은 레벨로 전환하는 것이다.

상기의 구성으로 주행성능 및 그중에서도 연비성능을 현저히 향상시킬 수 있다.

교류발전기의 출력전압의 제어는 마찬가지로 대응되게 프로그램된 마이크로컴퓨터를 사용하여 실행할 수 있다.

또, 이 발명의 다른 발명에 의하면 탑재한 배터리를 충전하기 위해 차량에 설치된 교류발전기의 출력전압을 조정하는 방법이 제공되며, 그 방법은 차량이 소정속도이하로 또는 소정속도이상으로 주행하는 가를 판정하는 스텝과 차량이 소정속도이하 또는 소정속도이상으로 주행하는 가를 판정하는 스텝과, 차량이 소정속도치이하 또는 이상으로 주행하는가의 판정에 응답하여 현재 유호한 변속기의 기어비율을 표시하는 시프트위치를 검출하는 스텝과 발전기의 출력전압을 검출한 시프트위치에 대응하는 레벨로 조정하는 스텝으로 구성되어 있다.

이 발명의 상기 목적, 기타목적 특성 및 수반되는 이점은 도면과 연계하여 다음 실시예의 설명으로 쉽게 이해될 것이다.

[실시예 1]

이 발명의 실시예 1을 도면에 대해 설명한다.

제1도는 이 발명의 실시예 1을 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도면에서 1은 차량의 전기부하(도면생략), 2는 전기부하(1)의 전원인 배터리, 3은 차량을 주행구동시키기 위한 엔진, 4는 엔지(3)에 의해서 구동되는 발전기이며, 발전기(4)의 출력단자는 배터리(2)에 접속되어 있다.

5는 발전기(4)의 출력단자간에 접속된 전압제어회로이며, 발전기제어회로(후술함)에서의 제어신호에 따라서 발전기(4)을 여자제어하며, 발전기(4)의 출력전압(VG)을 전환한다.

6은 변속기(도면생략)의 기어비율의 시프트위치(P)를 검출하는 시프트위치센서회로이며, 7은 엔진(3)의 회전수(Ne)(rpm)를 검출하는 회전센서이다.

8은 기어비율의 시프트위치(P)와 엔진회전수(Ne)를 기준하여 전압제어회로(5)에 공급되는 제어신호(C)를 발생하는 발전기 제어회로이며, 9는 배터리(2)와 전압제어회로(5)간에 삽입된 개폐스위치, 10은 개폐스위치(9)와 전압제어회로(5)간에 접속된 파이롯 램프이다.

제2도는 제1도내의 전압제어회로(5)의 구성을 나타내는 회로도이며, 51은 발전기(4)의 촐력전압(VG) 및 배터리(2)의 단자전압이 인가되는 전압입력단자, 52는 접지전위에 접속된 접지단자, 53은 파이롯램프(10)에 접속된 입력단자, 54 및 55는 발전기(4)에 대한 여자제어신호(M)를 출력하는 제어출력단자, 56은 발전기 제어회로(8)에서의 제어신호(C)가 입력되는 제어입력단자이다.

제2도에서, 501, 502 및 503은 전압입력단자(51)에 접속되어 발전기(4)의 출력전압(VG)을 분압하는 입력저항기, 504는 제어출력단자(54)와 트랜지스터(506)의 베이스간에 접속된 저항기, 505는 제어출력단자(55)와 입력단자(53) 및 제어출력단자(54)간에 삽입된 다이오드, 506은 제어출력단자(55)와 접지단자(52)간에 삽입된 달린턴(Darlington)접속 트랜지스터로 구성된 트랜지스터회로이다.

한편, 507은 저항기(504)와 접지단자(52)간에 삽입된 트랜지스터, 또 508은 입력저항기(502 및 503)에 의해 분압된 발전기 출력전압(VGD)과 기준전압(VR)과를 비교하는 비교기, 509는 제어신호(C)에 기준하여 비교기(508)에 대한 기준전압(VR)을 발생하는 기준전압 회로이다.

다음, 제3도의 플로차트 및 제4도의 전압특성도를 참조하면서 제1도 및 제2도에 표시한 이 발명의 실시예 1의 동작에 대하여 설명한다.

제3도의 스텝 1에서, 발전기 제어회로(8)는 회전센서(7)에서 검출된 엔진회전수(Ne)를 표시하는 신호를 인출하여 소정회전수(NS1)(rpm)보다 큰가 아닌가, 즉 NeNS1이 만족되는 가를 판정한다.

만일, NeNS1(즉, YES)로 판정되면, 스텝 S2에서 기어비율의 시프트위치(P)에 관계없이 발전기(4)의 출력전압(VG)을 통상의 고전압(14.4V)으로 전환하여 설정한다.

반대로 NeNS1(즉, NO)로 판정되면, 시프트위치센서(6)에서 검출된 기어비율의 시프트위치(P)를 참조하여 스텝 S3~S12에 각 시프트위치(P)에 따라서 출력전압(VG)의 제어레벨을 설정한다.

더 상세하게는, 스텝 S3에서 시프트위치(P)가 제1 속도영역인가 여부를 판정하고, 이 판정스텝(S3)이 YES이면, 스텝 S4에서 제1의 출력전압을 13.2V에 설정한다(제4도 참조).

한편, 판정스텝(S3)이 NO이면, 스텝 S5에서 제2속도 영역인가 여부를 판정하고, YES이면 스텝 S6에서 제2의 출력전압을 13.4V로 설정한다(제4도 참조).

이하, 동일하게 스텝 S7에서 제3 속도영역인가 여부를 판정하고, YES이면, 스텝 S8에서 제3의 출력전압을 13.6V로 설정하며, 제4속도 영역인가 여부를 스텝 S9에서 판정하고, YES이면 제4의 출력전압을 스텝 S10에서 13.8V로 설정하며, 스텝 S11에서 제5속도 영역인가 여부를 판정하여 YES이면 스텝 S12에서 제5의 출력전압을 14.0V에 설정한다.

이렇게 하여, 소정회전수(NS1)이하의 저속시에는 제1~제5속도영역의 각 시프트위치(P)에 따라서 발전기(4)의 출력전압(VG)을 제1~제5의 제어전압으로 순차 높은치로 전환설정한다.

예컨대, 시프트위치(P)가 제5속도영역으로 판정되고, 또 엔진회전수(Ne)가 소정회전수(NS1)보다 작은 운전상태이며, 발전기(4)의 출력전압(VG)은 제5의 출력전압 14.0V로 제어된다(제4도 참조).

발전기제어회로(8)는 상기 제어전압을 나타내는 제어신호(C)를 출력하고, 전압제어회로(5)는 제어신호(C)에 따라 발전기(4)에 대한 여자제어신호(M)를 발생한다.

즉, 전압제어회로(5)내의 기준전압회로(509)는 제어신호(C)에 따라 기준전압(VR)을 발생하고, 비교기(508)는 발전기출력전압(VGD)이 기준전압(VR)과 일치되도록 트랜지스터(506 및 507)를 구동하여 여자제어신호(M)를 발생한다.

이에따라, 발전기(4)는 제어신호(C)에 따라서 여자제어되고, 저속측의 엔진회전수(Ne)에 대해서 각 시프트위치(P)에 따른 출력전압(VG)을 발생한다(제4도 참조).

또, 고속의 엔진회전수(Ne)에 대해서는 통상의 출력전압 14.4V에 고정설정된다(제4도 참조).

이와같이, 엔진회전수(Ne)에 기준하여 출력전압(VG)을 설정하므로서 제어신뢰성이 향상되므로, 주행성능 및 연비가 향상되는 동시에 고속운전시에는 배터리(2)의 충전효율을 비교적 높게 할 수 있다.

또, 감속시에는 저속운전으로 전환되는 경우, 시프트위치(P)가 높을 때에는 출력전압(VG)이 높기 때문에 브레이크 성능을 향상시킬 수 있다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서는 배터리(2)에의 충전효율을 중시하여 엔진회전수(Ne)가 소정치(NS1)보다 큰 고속측에서는 통상의 출력전압 14.4V에 설정하고, 엔진회전수(Ne)가 소정회전수(NS)이하의 저속측일 때는 시프트위치(P)에 따라 발전기(4)의 출력전압(VG)을 순차 높은 치로 전환하였으나, 주행성능 및 연비를 중시하여 엔진회전수(Ne)가 소정회전수(NS1)보다 큰 소정회전수(NS2)이상의 고속측일 때에는 시프트위치(P)에 따라 발전기(4)의 출력전압을 순차 낮은치로 전환하여도 된다.

다음, 제5도의 플로차트 및 제6도의 특성도를 참조하면서 고속측에서의 시프트위치에 따라 출력전압을 전환하도록 한 이 발명의 실시예 2에 대하여 설명한다.

이 경우, 제1도내의 발전기 제어회로(8)의 처리루틴이 상기의 실시예 1과 다를 뿐이다.

또, 제5도에서 S3, S5, S7, S9, S11은 상기와 동일한 시프트위치 판정스텝이다.

다음, 제5도에서, 발전기 제어회로(8)는 엔진회전수(Ne)가 소정회전수(NS2)보다 작은가 아닌가를 판정하고(스텝 S21), 만일 Ne NS2(즉 YES)이면 시프트위치(P)에 관계없이 발전기(4)의 출력전압(BG)을 낮은 치 13.0V로 전환하여 고정설정한다(스텝 S22).

한편, NeNS2(즉, NO)이면, 상기의 스텝 S3, S5, S7 및 S11에 의해 시프트위치(P)를 판정하고, 각 시프트위치(P)에 따라 순차 낮은치가 되도록 출력전압(VG)의 제어레벨을 설정한다.

즉, 제1속도영역이면(스텝 S3), 제6의 출력전압을 14.8V에 설정하고(스텝 S24), 제2속도영역이며, 제7의 출력전압을 14.6V에 설정(스텝 S26), 제3속도영역이면, 제8의 출력전압을 14.4V에 설정(스텝 S28), 제4속도영역이면, 제9의 출력전압을 14.2V에 설정(스텝 S30), 제5속도영역이면, 제10의 출력전압을 14.0V에 설정(스텝 S32), 스텝 S11에서 NO로 판정되면, 스텝 S22로 진행하고, 출력전압을 13.0V로 설정한다.

이와같이, 소정회전수(NS2)이상의 고속시에는 각 시프트위치(P)에 따라 발전기(4)의 출력전압(VG)을 제6~제10의 제어전압, 즉 점차 낮은치로 전환설정한다.

상기와 같이 전압제어회로(5)는 발전기제어회로(8)에서의 제어신호(c)에 따라 여자제어신호(M)를 발생하고, 출력전압(VG)을 설정전압과 일치하도록 발전기(4)를 여자제어하다.

이렇게 하여, 발전기(4)의 출력전압(VG)은 고속측의 엔진회전수(Ne)에 대해서 각 시프트위치(P)에 따라 낮은 전압치로 제어된다.

따라서, 특히 고속운전중의 주행 성능 및 연비를 향상시킬 수 있다.

또, 고속운전시에 기어비율 시프트다운(shift down)에 의해 감속하려할 경우 출력전압(VG)이 높아지므로, 브레이크 성능을 향상시킬 수 있다.

이 발명의 실시예 2의 경우에도 제어신뢰성이 향상되어 주행성능 및 연비를 향상시키는 동시에 배터리(2)의 충전효율을 향상시킬 수 있는 것을 말할 나위도 없다.

Claims

자동차의 엔진에 의해 구동되어서, 배터리를 충전하기 위한 출력전압을 발생하는 발전기와, 상기 엔진의 회전정보를 검출하는 회전검출수단과, 상기 엔진의 기어비율의 시프트위치를 검출하는 기어위치검출수단과, 상기 회전정보에 응답하고, 상기 기어비율의 시프트위치에 따라 상기 발전기의 출력전압을 전환하는 제어수단을 구비하고, 상기 회전정보는 엔진회전수이며, 상기 제어수단은 상기 엔진회전수가 소정회전수 이하인가, 아닌가를 판정하는 회전수판정수단을 포함하고, 상기 소정회전수 이하의 엔진회전수에 있어서, 상기 기어비율의 시프트위치에 따라 상기 발전기의 출력전압을 순차적으로 높은치로 전환하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기 제어장치.
자동차의 엔진에 의해 구동되어서, 배터리를 충전하기 위한 출력전압을 생성하는 발전기와, 상기 엔진의 회전정보를 검출하는 회전검출수단과, 상기 엔진의 기어비율의 시프트위치를 검출하는 기어위치검출수단과, 상기 회전정보에 응답하고, 상기 기어비율의 시프트위치에 따라 상기 발전기의 출력전압을 전환하는 제어수단을 구비하고, 상기 회전정보는 엔진회전수이며, 상기 제어수단은 상기 엔진회전수가 소정회전수 이상인가, 아닌가를 판정하는 회전수판정수단을 포함하고, 상기 소정회전수 이상의 엔진회전수에 있어서, 상기 기어비율의 시프트위치에 따라 상기 발전기의 출력전압을 순차적으로 낮은치로 전환하는 것을 특징으로 하는 차량용 교류발전기 제어장치.
차량에 탑재된 배터리를 충전하기 위한 교류발전기의 출력전압을 조정하는 방법으로서, 상기 차량이 소정회전수 이하에서 주행중인지 여부를 판정하는 스텝과, 상기 차량이 상기 소정회전수 이하에서 주행중이라고 판정된 경우에 응답하여 현재의 기어비율의 시프트위치를 검출하는 스텝과, 상기 교류발전기의 출력전압을 상기 시프트위치에 따른 레벨로 조정하는 스텝을 구비한 차량용 교류발전기의 출력전압 조정방법.
차량에 탑재된 배터리를 충전하기 위한 교류발전기의 출력전압을 조정하는 방법으로서 상기 차량이 소정회전수 이상에서 주행중인지 여부를 판정하는 스텝과 상기 차량이 상기 소정회전수 이상에서 주행중이라고 판정된 경우에 응답하여 현재의 기어비율의 시프트위치를 검출하는 스텝과, 상기 교류발전기의 출력전압을 상기 시프트위치에 따른 레벨로 저정하는 스텝을 구비한 차량용 교류발전기의 출력전압 조정방법.