专利名称：发电机的控制装置、发电机的控制方法以及机动二轮车的制作方法
技术领域：
本发明涉及发电机的控制装置、发电机的控制方法以及机动二轮车，尤其是涉及由发动机驱动的发电机的发电负载的控制。
背景技术：
在以往由发动机所驱动的发电机的控制装置中，有的在发动机起动时，在发动机不承受起动马达的驱动力而进行独立运转之前，停止向蓄电池输出充电电流；在发动机不承受起动马达的驱动力而独立地开始运转之后，使充电电流的输出慢慢增大(下述专利文献1)。此外，还有的是在发动机加速时，根据油门传感器(throttle sensor)等所检测的外部信号，推算出发动机的负载，在规定的发动机负载下停止蓄电池充电状态，在经过规定时间以后对发动机慢慢增大发电负载，由此提高发动机的加速性能(下述专利文献2)。
专利文献1特开平09-009695号公报专利文献2特开平2000-201439号公报上述以往的控制装置在一个发动机循环，即从发动机的作功行程到压缩行程这一系列行程中，都不特别考虑行程的推移，将用于驱动发电机的发电负载加载在发动机上。因此存在下述问题，即在发动机扭矩较小的行程中，发动机的转速大大减小，这样一个发动机循环中的发动机转速的变动就比较大，因而发动机的转速就不能平滑地加速和减速。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种发电机的控制装置、发电机的控制方法以及机动二轮车，所述发电机的控制装置能够根据发动机循环中所设定的规定定时来增减作用在发动机上的发电负载，抑制发动机循环中的发动机转速的变动。
为了解决上述问题，本发明中的发电机控制装置是由发动机所驱动的发电机控制装置，其特征在于，包括定时检测装置和发电负载控制装置，所述定时检测装置检测上述发动机的发动机循环中所设定的规定定时的到来，所述发电负载控制装置根据由上述定时检测装置所检测出来的上述规定定时的到来，控制相对于上述发动机的上述发电机的发电负载。
此外，本发明的发电机控制方法是由发动机所驱动的发电机的控制方法，其特征在于，包括定时检测步骤和发电负载控制步骤，所述定时检测步骤检测上述发动机的发动机循环中所设定的规定定时的到来，所述发电负载控制步骤根据在上述定时检测步骤中所检测出来的上述规定定时的到来，控制相对于上述发动机的上述发电机的发电负载。
本发明中的发电机控制装置是检测在发动机的发动机循环中所设定的规定定时的到来，并根据该规定定时来控制施加给发电机的发电负载的装置。因此，就可以根据例如发动机扭矩较小的行程来设定上述规定定时，来控制发动机扭矩较小的行程中的发电负载。或者，也可以根据发动机扭矩较大的行程来设定上述规定定时，来增加发动机扭矩较大的行程中的发电负载。由此，就可以抑制发动机循环中的发动机转速的变动。
另外，发电机也可以是例如永磁式交流发电机或励磁式交流发电机。在励磁式交流发电机情况下的发电负载的控制可以通过增减励磁电流、或者改变转子和定子之间的距离来实现。此外，在为永磁式交流发电机的情况下，可以通过使用调节器或者改变转子和定子之间的距离实现发电负载控制，该调节器能够对由发电机的动作所产生的发电电流向蓄电池以外的各种电器元件的输出进行开/关控制。
由上述定时检测装置所检测的规定定时在发动机循环中设定。在此，所谓的发动机循环是指在四冲程发动机中曲柄旋转2次(活塞往复2次)的时间，在两冲程发动机中曲柄旋转1次(活塞往复1次)的时间。而且，上述规定定时可以设定在例如作功行程的开始时，也可以设定在从作功行程开始时开始经过了规定时间后的时刻。或者，也可以设定在作功行程的开始前。另外，也可以在一个发动机循环中设定多个定时。规定定时的检测可以通过例如曲柄转角的检测、进气管压力的检测或者凸轮角的检测等来实现。
与发动机相对的发电负载的控制可以根据上述规定定时的到来而进行。在此，上述发电负载的控制可以在上述规定定时到来的同时增加或减少上述发电负载，也可以在从上述规定定时到来开始经过一定时间后的时刻增加或减少上述发电负载。
在本发明的一个实施方式中，上述规定定时根据上述发动机的发动机循环中的扭矩变动而设定。例如，可以根据发电机扭矩较小的行程来设定上述规定定时，限制发动机扭矩较小的行程中的发电负载。此外，也可以根据发电机扭矩较大的行程来设定上述规定定时，增加发动机扭矩较大的行程中的发电负载。由此，就可以控制发动机的1个循环中的发动机转速的变动。在作功行程(转速上升)，扭矩变大；在其他的行程(转速降低)，扭矩变小。因此，上述扭矩的变动也可以根据例如发动机行程来判断。此外，也可以根据发动机转速的增减进行判断。这样，考虑发动机的扭矩变动，就能够增减施加给发动机的发电负载，可以有效地向发动机分配发电负载。
在本发明的一个实施方式中，上述发电负载控制装置根据上述规定定时的到来，在上述发动机的1个发动机循环内，将相对于上述发动机的上述发电机的发电负载增加到规定发电负载，在规定时间内，由该规定发电负载而使上述发电机发电，此后，减少相对于上述发动机的上述发电机的发电负载，上述发电机进而还包括增加或减少上述规定时间的时间增减装置。
根据该实施方式，伴随着时间的经过，就可以增加或者减少对发动机分配规定发电负载的上述规定时间。因此，在例如起动时或加速时、发动机转速较慢的阶段，可以将分配上述规定发电负载的规定时间设定得较短；而在从发动机的起动或开始加速开始经过一段时间，发动机转速加快的阶段，就可以延长规定时间。其结果，在发动机的转速较慢的阶段，可以增大发动机扭矩在发动机转速加速过程中所占的比例，还能够平滑地提高发动机转速。在此，规定时间可以直接地设定为2msec、3msec等时间，也可以通过20°、30°等曲柄相位变化来设定。
此外，在本发明的一个实施方式中，进一步包括测定上述发动机的相关温度的温度测定装置，在依次增加上述规定时间时，上述时间增减装置根据由上述温度测定装置所测定的温度来确定上述规定时间随着时间的经过而增加的比例。根据该实施方式，在各个发动机循环中，由于将规定发电负载分配给发动机的时间都是根据温度来确定随着时间的经过而增加的比例的，所以可以进行发电负载的控制，所述发电负载对应于与发动机有关的温度。因此在低温时，就能够缓慢地增加向发动机分配恒定发电负载的规定时间，相反，在高温时就能快速地增加。其结果，与高温相比，在低温时就能够长时间地将发动机扭矩应用到发动机转速的增加上。在此，与上述发动机有关的温度可以是发动机自身的温度，也可以是发动机的冷却水温度。此外也可以是发动机油的温度。
此外，在本发明的一个实施方式中，上述发电负载控制装置，通过使上述发电机处于发电状态或不发电状态，来控制相对于上述发动机的发电机的发电负载。根据该实施方式，在发电机处于不发电状态时，可以将相对于发动机的发电负载设定为零。由此，在不发电状态，就不会因发电而产生发动机扭矩的降低，从而能够更有效地增加发动机转速。
在此，在使用励磁式发电机作为上述发电机时，可以通过对励磁电流进行开/关控制等，将发电机的动作状态设定为发电状态、不发电状态。此外，在使用永磁式发电机作为上述发电机时，可以通过使用调节器，将发电机的动作状态设定为发电状态、不发电状态，该调节器对将由发电机的动作所产生的发电电流输出到蓄电池以外的各种电器元件中的过程进行开/关控制。
此外，在本发明的一个实施方式中，使上述发电机工作的发动机为单缸发动机。对于单缸发动机，1个发动机循环中的发动机转速变动特别大。因此，在根据发动机循环中的规定定时的到来而控制相对于发动机的发电负载、抑制发动机循环中的发动机转速的变动的时候，使用单缸发动机作为驱动发电机的发动机，比使用多缸发动机时要更好一些。
此外，在本发明的一个实施方式中，进而包括检测上述发动机的起动开始时的起动开始时检测装置，其特征在于，在由上述起动开始时检测装置检测出的上述发动机的起动开始时，上述发电负载控制装置开始相对于上述发动机的上述发电机的发电负载的控制。在发动机起动时，由于作用在曲柄上的惯性力比较小，所以1个发动机循环中的扭矩变动、即发动机转速的变动特别大。因此，与在通常行驶时对发电负载进行控制相比，在发动机起动时根据发动机循环中的规定定时的到来而对发电负载进行控制，可以更有效地发挥抑制发动机转速的变动的功能，从而能够提高发动机的起动性。另外，发动机的起动开始时检测装置可以将主键的连通(ON)操作的时刻作为发动机的起动开始时进行检测，也可以将发动机运转开始的时刻作为发动机的起动开始时进行检测。此外，也可以将发动机转速超过规定值时的时刻作为发动机的起动开始时进行检测。
此外，在本发明的一个实施方式中，进而包括检测上述发动机的起动结束时的起动结束时检测装置，其特征在于，在由上述起动结束时检测装置检测出的上述发动机的起动结束时，上述发电负载控制装置结束相对于上述发动机的上述发电机的发电负载的控制。根据该实施方式，在相对于发动机的发电负载控制中，当发动机的起动结束，发动机能够发挥充分的扭矩时，就可以停止相对于发动机的发电负载的控制，提前开始通常的发电。例如当发动机在相对于发动机的发电负载的控制进行的中间达到完全燃烧，从而能够充分发挥扭矩时，通过结束相对于发动机的发电负载控制，就能够防止蓄电池的充电量过低。另外，起动结束时检测装置可以将相对于发动机的发电机的发电负载与通常发电时相同的时刻作为发动机的起动结束时进行检测，也可以检测发动机的完全燃烧，将该时刻作为发动机的起动结束时进行检测。
此外，本发明中的机动二轮车搭载有上述发动机的控制装置。与汽车等相比，机动二轮车很容易将发动机转速的变动所产生的发动机的振动传递给骑乘者。但是，根据具有本发明中的上述发电机控制装置的机动二轮车，由于可以抑制由发电机的动作产生的发动机转速的变动，所以就能够提高骑乘者的乘车舒适度。特别是小型机动二轮车，由于车的重量小，所以容易将发动机的振动传递给骑乘者。因此，特别适合于在小型机动二轮车中具备上述发电机控制装置。
图1为本发明中的机动二轮车的侧视图。
图2是使用了本发明的发电控制系统的整体结构图。
图3是发动机部分剖面图。
图4是ECU功能的框图。
图5是说明曲柄角编号的检测方法的视图。
图6是表示曲柄角编号、发动机行程编号、曲柄脉冲信号以及发动机的各个行程的关系的视图。
图7是表示发动机起动时的发电控制的流程图。
图8是表示发电缓增控制的流程图。
图9是表示由发电缓增控制，发电开始时间缓慢增加的状态的视图。
图10是表示由缓增脉冲数，占空比的增加比率变化的状态的视图。
标号说明A 车体前部B 车体后部C 控制装置1 ECU2 冲程单缸发动机3 永磁式交流发电机
4 调节器5 蓄电池6 起动马达7 曲柄角检测传感器8 进气管压力检测传感器9 油门开度检测传感器10 喷油器11 水温传感器12 燃料罐13 燃料泵14 曲柄15 转子突起部16 曲柄轴17 曲轴箱18 气缸19 连杆20 冷却水流路21 活塞22 火花塞23 空气24 进气管26 排气管27 尾气28 定子29 转子30 主键(main key)31 发动机转速检测部32 定时检测部
33 温度取得部34 发电时间增减部35 蓄电池电压检测部36 发电负载控制部37 后轮39 后臂41 悬架43 水箱45 座位47 车把48 驱动单元49 车架50 底板件51 前轮53 前叉具体实施方式
下面，根据附图来详细说明本发明的一个实施方式。
图1是本发明一个实施方式机动二轮车的整体构成图。在该图所示出的机动二轮车中，具备本发明一个实施方式的发动机控制装置。车体由车体前部A和车体后部B构成，车体前部A和车体后部B通过作为该车体的骨架的车架49和底板件50连接在一起。
车体前部A包括前叉53、前轮51和转向用的车把47，所述前叉53可转向地安装在该车架49前端部，所述前轮51轴支承在该前叉53下端部，所述车把47支承在前叉53的上端部。
车体后部B包括后臂39、后轮37、悬架41和驱动单元48，所述后臂39沿车体的前后方向延伸、其前部侧以其后部侧可上下摆动的方式而轴支承在车架49的前后方向的中间部上，所述后轮37安装在该后臂39的可摆动的后端部上，所述悬架41跨接在车架49的后端部和后臂39的可摆动的后端部之间，所述驱动单元48设置在座位45下方、且支承于后臂39和车架49之上。
驱动单元48包括设置在座位前部下方的4冲程单缸发动机2、自动变速机构、设置在座位中央部下方的水箱43、同样设置在座位中央部下方的发电机(图未示)等各种电气装置和控制装置C，所述自动变速机构通过自动离合器将发动机的驱动力传递到后轮上。
图2是使用本发明的一个实施方式的控制装置的发电控制系统的整体结构图。此外，图3是发动机2的部分剖视图。本发电控制系统包括发动机2、由该发动机2驱动的永磁式交流发电机3、用由发电机3的动作所产生的发电电流进行充电的蓄电池5以及控制装置C。控制装置C又包括以微处理器为中心而构成的发动机控制单元(ECU)1、调节器4、曲柄角检测传感器7、进气管压力检测传感器8、水温传感器11以及油门开度检测传感器9。本发电控制系统还包括进而在起动时使发动机旋转的起动马达6、以及向发动机2喷射燃料的喷油器10。
发动机2具备曲轴箱17以及与该曲轴箱17相连通的气缸18，在曲轴箱17内，可旋转地轴支承着曲柄轴16并容纳着曲柄14。在气缸18内容纳着活塞21。另外，在图2中，发动机2以这样的剖视简图来表示，即在垂直于曲柄轴16且平行于气缸轴的平面上剖开。此外，在图2中，发动机2以这样的详细剖视图来表示，即在平行于曲柄轴16且平行于气缸轴的平面上剖开。
在发动机2上连接着进气管24和排气管26，都与设置在活塞21上部的燃烧室相连通。在进气管24的中途部安装着喷油器10，存放在燃料罐12内的燃料由燃料泵13吸上来，然后由喷油器10喷射到进气管24内。在气缸18的头部，以放电部位于气缸18内的燃烧室内的方式安装着火花塞22。
在发动机2起动时，由起动马达6强制旋转驱动曲柄14，同时将空气23导入到进气管24内。通过喷油器10还将燃料导入到进气管24内。这样，就能够将混合气体导入到气缸18的燃烧室内。该混合气体由火花塞22的放电而进行燃烧，这些燃烧气体作为尾气27通过排气管26排出。由于气缸18内的燃烧，活塞21被施以图中下方向的力，这个力由连杆19传递到曲柄14上，转换成旋转驱动力。进而曲柄14的旋转驱动力通过变速机构等被传递到机动二轮车的后轮37上，可使该机动二轮车进行行驶。
如图3所示，发电机3和曲柄14设置在同一个轴上。活塞21和曲柄14通过连杆19连在一起，借助于活塞21的上下动作，曲柄14围绕轴心旋转。通过曲柄14的旋转驱动，发电机3的转子29就围绕轴心旋转，发电机3在定子28处产生电动势。
调节器4具备将由发电机3的动作产生的交流发电电流整流为直流电流的整流电路和使上述直流电流的电压平滑化的稳压电路。尤其是在输入来自于ECU 1的发电切断信号的过程中，调节器4关闭由发电机的动作产生的发电电流的输出。此期间内，发电机3处于不发电状态，即在发电机的线圈中没有发电电流流过的状态，对发动机2就不会分配发电负载。另一方面，当发电切断信号没有被输入到调节器4时，由发电机3的动作产生的发电电流的输出被打开。此期间内，发电机3处于发电状态，即通过发电机3的动作，发电电流在发电机3的线圈中流过的状态，对发动机2分配发电负载。这样，根据是否输入发电切断信号，发电机3在发电状态和不发电状态这两种状态之间切换，就可以对发动机2进行发电负载控制。
此外，调节器4所具备的稳压电路监视着蓄电池电压，当蓄电池电压达到规定值或以上时，就停止将由发电机3的驱动产生的发电电流供给到蓄电池中，防止蓄电池过度充电。
另外，在发电机3中也可以使用励磁式的发电机。此时，根据从ECU1输入的控制信号，就可以使用控制励磁电流的公知的调节器。
在ECU 1上连接着曲柄角检测传感器7、将进气管压力信号输出到ECU 1的进气管压力检测传感器8、水温传感器11和上述调节器4，为了监视蓄电池5的蓄电池电压，ECU 1还连接在蓄电池5上。
曲柄角检测传感器7是一种用于检测曲柄14的旋转角度(旋转相位)的传感器。在与曲柄14同步旋转的发电机3的转子29的外周面上，沿着它的周缘、在圆周方向间隔地形成有多个转子突起部15，曲柄角检测传感器7以朝向转子29的外周面的方式固定在曲轴箱17侧。而且，通过转子29的旋转，转子突起部15顺次位于曲柄角检测传感器7的正面。即，多个转子突起部15以在共同的圆形轨道上旋转移动的方式设置。而且，在任何一个转子突起部15来到曲柄角检测传感器7的正面时，都会将表示该情况的曲柄脉冲信号供给ECU 1。ECU 1根据该曲柄脉冲信号来判断曲柄角。
即，如图5所示，在转子29的外周面上，在沿周向12等分而成的12个位置中的11个位置上都形成转子突起部15，在剩下的1个上没有形成转子突起部15。在图5中，在转子突起部15附近所表示的编号是用于识别上述12个位置的编号，与曲柄角相对应。即，当发动机的活塞21位于上止点时，以位于曲柄角检测传感器7的正面的转子突起部15编号为0，来确定编号，编号n对应于曲柄角为(30×n)度。在编号5的位置上，没有形成转子突起部15，在这里称之为转子突起部非形成位置。曲柄角检测传感器7由拾波线圈、由该线圈盘绕的铁芯和磁铁构成。而且，通过曲柄角检测传感器7的铁芯的磁通量随着由铁构成的转子突起部15的到来而变化，与该磁通量的变化同步，在拾波线圈内产生电动势。曲柄角检测传感器7用于将对应于该电动势的曲柄脉冲信号输出到ECU 1中。即，曲柄角检测传感器7，将如下所述的信号输出到ECU 1中，即，在对应于编号0至4、以及编号6至11的转子突起部15位于曲柄角检测传感器7的正面的定时处为打开，而在除此以外的定时处为关闭的信号。
进气管压力检测传感器8被连在进气管24上，并将表示进气管24内的压力的进气管压力信号输出到ECU 1中。ECU 1根据进气管压力信号来检测进气管内压力。水温传感器11设置在位于气缸18的头部周围的冷却水流路20上，并将冷却水的温度信息输出到ECU 1中。
下面，对ECU 1的功能进行说明。图4是功能性地表示ECU 1的构成的框图。在这里，在ECU 1所具备的功能中，以与本发明相关的功能为中心进行表示。ECU 1包括发动机转速检测部31、定时检测部32、温度取得部33、发电时间增减部34、蓄电池电压检测部35和发电负载控制部36。此外如上所述，在ECU 1上连接着曲柄角检测传感器7、进气管压力检测传感器8、水温传感器11、蓄电池5、调节器4和主键30。将主键30的键嵌入到机动二轮车中，在发动机起动时，表示由骑乘者所指示的内容的信号被输入到ECU 1中。
定时检测部32是用于检测在发动机循环中所设定的规定定时的到来的部分。具体地说，根据从曲柄角检测传感器7输入的曲柄脉冲信号和从进气管压力检测传感器8输入的进气管压力信号，来检测发动机循环中所设定的规定定时。规定定时可以是例如发动机的作功行程开始的定时、作功行程结束而排气行程开始的定时，或者也可以是在各个工序的过程中设定的定时。在这里，规定定时定义为曲柄角为0度的定时，即活塞21到达上止点的定时。该定时是发动机2的扭矩开始上升的定时，且根据发动机扭矩的变化来确定。
根据图6，进一步对本实施方式中的规定定时的检测进行具体说明。定时检测部32首先监视曲柄脉冲信号的脉冲间隔，当该脉冲间隔比阈值大时，将表示曲柄角的上述编号(下面，称为曲柄角编号)设定为5。然后，在随后产生脉冲时，将曲柄角编号增加到6，接下来每产生一次脉冲，曲柄角编号就增加1。然后，在曲柄角编号增加到11时，在随后产生脉冲的定时，将曲柄角编号设定为0。此后，每产生一次脉冲，再将曲柄角编号增加1。然后，当脉冲间隔再次变得比阈值大时，将曲柄角编号设定为5。这样，就可以根据曲柄脉冲信号，来获得表示当前的曲柄角的曲柄角编号。
定时检测部32根据从进气管压力检测传感器8输送过来的进气管压力信号来获得进气管内压力，并根据进气管内压力和曲柄角编号来获得发动机行程编号，所述发动机行程编号表示发动机2现在正在进行哪个行程的动作。发动机行程编号为0-23的整数，例如0表示作功行程开始的定时。由于发动机2为四冲程发动机，所以例如在获得曲柄角编号第2号的定时，就对应于作功行程或吸气行程中的一个。因此，在获得曲柄角编号时，获得进气管压力及其变动情况，将其与事先所获得的、对应于各个行程的进气管压力及其变动数据相比较，来判断该曲柄角编号对应于哪一个行程。在检测出规定的发动机行程编号(此时为0)时，定时检测部32将这个情况通知给发电负载控制部36。
另外，在上述实施方式中，为了检测发动机循环中的规定定时，设置有曲柄角检测传感器7，但是也可以设置用于求出凸轮转子的旋转角度的凸轮角检测传感器，通过获得凸轮脉冲信号，来获得上述规定定时。此外，在使用由两冲程发动机来驱动本发明中的控制装置的发电装置时，发动机旋转1次相当于1个发动机循环，曲柄也仅旋转1周，所以曲柄角编号和发动机行程编号就能够一一对应。因此，定时检测部32在检测发动机行程编号时，不需要检测进气管压力，只需要根据曲柄脉冲信号就能够检测出该发动机行程编号。或者，也可以只由排气管压力来检测出发动机循环中所设定的规定定时。
再次根据图4来说明ECU 1的功能。发动机转速检测部31根据从曲柄角检测传感器7输入的曲柄脉冲信号来检测发动机2的转速。例如，可以将上述脉冲间隔每秒种超过阈值的转数作为发动机2的转速。温度取得部33根据来自水温传感器11的信号来获得发动机温度，并将发动机温度信息向发电时间增减部34输出，所述水温传感器检测发动机2的冷却水的温度。
发电时间增减部34根据从温度取得部33提供的发动机温度信息，来计算出在发动机的1个循环中、使将规定发电负载分配给发动机的时间(即负载时间)增加的比率(在下面称为“发电增加率”)。发电增加率作为后述的发电缓增脉冲数n和发电缓增循环数m进行计算。此时，每过m个发动机循环，负载时间仅增加产生n次曲柄脉冲信号的脉冲的时间。另外，也可以将2msec/m发动机循环或者3msec/m发动机循环等、每m个发动机循环所增加的负载时间作为发电增加率进行计算。通过在温度高时将发电增加率设定得高，在温度低时将发电增加率设定得低，就能够适当地对发动机2分配发电负载。
蓄电池电压检测部35检测蓄电池电压并将该数值提供到发电负载控制部36中。发电负载控制部36根据蓄电池电压检测部35所检测出的蓄电池5的蓄电池电压，向调节器4输出发电切断信号，或者停止该输出，进行对发动机2的发电负载控制。当发电切断信号没有输入到调节器4时，调节器4向蓄电池5提供发电电流，使发电机3变换为发电状态，在发动机2内分配发电负载。相反的，当输入发电切断信号时，调节器4停止发电电流的向蓄电池5的供给，使发电机转换到不发电状态，在发动机2内就不分配发电负载。由此，调节器4根据从ECU 1输入的发电切断信号，将发电机3设定为发电状态、不发电状态，对发动机2分配或不分配发电负载。
尤其是，由该发电负载控制部36来检测下述情况，即主键30打开，指示出发动机2的起动。因此在发动机2起动时，如果蓄电池5的蓄电池电压大于规定的发电切断许可电压，则缓缓增加对发动机2的发电负载，进行发电缓增控制。此外，在发动机2起动时，如果蓄电池5的蓄电池电压为上述规定的发电切断许可电压或以下，则开始通常的发电控制。
在发电缓增控制中，如果从定时检测部32传来规定定时(发动机2进入作功行程的定时，即发动机行程编号为0)的通知，则响应于此，停止对调节器4输出发电切断信号。这样，发电机3转换为发电状态，开始对发动机2分配发电负载。然后，在规定时间(发电开始(ON)时间)内，即到规定数量(下面称为‘发电开始脉冲数’)的脉冲出现在从曲柄角检测传感器7输出的曲柄脉冲信号中之前，持续发电切断信号的输出停止。此后，对调节器4再次开始发电切断信号的输出。从发电切断信号输出的停止到再开始输出是在1个发动机循环内进行的。在发电负载控制部36，根据从发电时间增减部34输入的上述发电增加率(发电缓增脉冲数n和发电缓增循环数m)，缓慢地增加各个发动机循环中停止发电切断信号的时间、即发电机3处于发电状态的时间。这样，在发动机起动时，在各个发动机循环中，发电负载被分配到发动机2中的时间(发电机3处于发电状态的时间)和发电负载未被分配的时间(发电机3处于不发电状态的时间)之比(占空比)缓缓地产生变化。
图7和图8是表示发电机起动时的ECU 1中的发电控制的流程图。如图7所示，对于ECU 1，如果从主键30给予发动机起动的指示(S101)，则蓄电池电压检测部35获得蓄电池电压。然后，判断蓄电池电压是否大于规定的发电切断许可电压(S102)。如果蓄电池电压为发电切断许可电压或以下，则转换为通常的发电控制(S106)。在此，所谓的通常发电控制就是这样的控制，即在发动机的作功、排气、吸气、压缩的整个过程中，发电机3处于发电状态，将发电负载分配给发动机。另一方面，在蓄电池电压大于发电切断许可电压时，发电负载控制部36将发电切断信号输出到调节器4中(S103)。然后，发动机转速检测部31检测发动机的转速。直到发动机转速大于起动时的发电开始条件即发动机转速(下面称为‘起动时发电开始发动机转速’)之前，发电负载控制部36向调节器4连续输出发电切断信号(S103，S104)。此期间，调节器4通过切断发电电流的向蓄电池5的导通来停止发电。由此，发电机3被设定在不发电状态，不向发动机2分配发电负载，其结果，就能够将发动机扭矩用于发动机转速的增加，可以提高车辆的加速性能。然后，在发动机转速变得比上述起动时发电开始发动机转速大的时刻，就转换为发电缓增控制(S105)。
在发电缓增控制中，使各个发动机循环中发电机3处于发电状态的时间、即对发动机2分配规定发电负载的时间(占空比)随着时间经过而缓慢地增加。图8是表示ECU 1中的发电缓增控制的流程图，是用来详细地表示图7中所示的发电缓增控制(S105)的。就发电缓增控制来说，如图8所示，定时检测部32将参数i(发电开始(ON)脉冲数)初始化为发电缓增脉冲数n，同时发电负载控制部36将发动机循环计数k初始化为0(S201)。发电缓增脉冲数n是由发电时间增减部34根据发动机的温度来确定的数值。发动机的温度是温度取得部33根据从水温传感器11输入的温度信息而检测出的。发动机循环计数k是这样的数值，即发动机行程编号每返回到0就增加1。
在此，i为24或以上时(S202)，停止发电缓增控制，转换到通常发电控制。另一方面，i为23或以下时(S202)，ECU 1的定时检测部32根据曲柄脉冲信号依次获得曲柄角编号，然后根据进气管压力和曲柄角编号来检测出发动机行程编号(S203)。定时检测部32监视着发动机行程编号变为0的定时的到来(S204)，在发动机行程编号变为0的定时到来之前，重复S203的处理。然后，当发动机行程编号变为0的定时到来时，将这个情况通知给发电负载控制部36。
如果将发动机行程编号变为0的情况从定时检测部32通知给发电负载控制部36，则对应于此，在发动机循环计数k中加1(S205)。然后，停止发电切断信号的输出(S206)。由此，调节器4开始将发电电流提供给蓄电池5，发电机3转换为发电状态，对于发动机2施加发电负载。
此后，与S203的处理相同，定时检测部32根据曲柄脉冲信号依次获得曲柄角编号，根据进气管压力和曲柄角编号来检测发动机行程编号(S207)。在发动机行程编号不到i时(S208)，重复进行S207的处理，在此期间发电机3一直被设定为发电状态，对发动机2施加由发电机3产生的发电负载。在检测到发动机行程编号为i或以上时(S208)，发电负载控制部36再次将发电切断信号输出到调节器4(S209)中。由此，发电机3转换为不发电状态，对发动机2施加的发电机3的发电负载消失。这样，在本实施方式中的发电缓增控制中，在各个发动机循环中，由规定定时来打开(ON)发电负载，此后在该发动机循环结束之前再关闭(OFF)发电负载。
如上所述，发电负载控制部36在检测出发动机行程编号的定时，在发动机循环计数k中加1(S205)。然后，在S209中，如果发电切断信号输出到调节器4中，则发电负载控制部36判断在该时刻之前所计的发动机循环计数k是否达到m(S210)。在此，m为发电缓增循环数。如果发动机循环计数k达到m，则将n(发电缓增脉冲数)加到参数i中(S211)，并返回到S202中。此时，发动机循环计数k被重新设定为0。另一方面，如果发动机循环数k没有达到m，则不使参数i变化，而返回到S202中。在发动机2的温度为低温时使发电缓增循环数m增大，而在高温时使之变小，由此就能够不受温度影响而获得同样的加速。同样地，在发动机的温度为低温时使发电缓增脉冲数n变小，而在高温时使之增大，由此就能够不受温度影响而获得同样的加速。
通过以上处理，本实施方式中的控制装置C就能够根据与发动机2相关的温度，在1个发动机循环内缓慢地增加将发电机3设定在发电状态的时间、即对发动机施加规定发电负载的时间。
图9表示在由发电时间增减部34设定的发电缓增循环数m为1、发电缓增脉冲数n为1时，由发电缓增控制进行的、将发电负载分配给发动机2的时间(发电开始(ON)时间)缓慢地增加的状态。如该图所示，发动机每旋转1个循环，发电时间就增加1个脉冲。
图10表示在发电缓增循环数m＝1，发电缓增脉冲数n＝1、5、24的各种情况下，随着发动机循环数增加，1个发动机循环中的发电开始时间的比例、即占空比增加的状态。当发电缓增脉冲数n＝1时，在发电缓增控制转换后，在第α次发动机循环中，在从检测出发动机行程编号0的定时开始一直到检测出α个曲柄脉冲为止的期间内进行发电。当发电缓增脉冲数n＝5时，在发电缓增控制转换后，在第α次发动机循环中，在从检测出发动机行程编号0的定时开始一直到检测出α×5个曲柄脉冲为止的期间内进行发电。进而，当发电缓增脉冲数n＝24时，在发电缓增控制转换后，直接在发动机的1个周期内进行发电，从发电的最初开始，就具有与通常发电控制相同的发电效率。
根据本实施方式，在发动机起动时，在作功行程将发电负载施加在发动机2上，此后即使在其他行程也能将发电负载缓慢地施加在发动机2上。其结果，就能够抑制1个发动机循环中的发动机转速的变动。此外，通过随着发动机循环数的增加、即时间的经过而增加发电开始时间，就可以平滑地增加发动机转速。进而，由于根据冷却水温度来确定发电开始时间的增加的比例，所以就能够在对应于发动机的2温度的状态下将发电负载施加到发动机2上。
另外，本发明并不限定于上述实施方式。
在上述实施方式中，发动机转速检测部31，检测发动机转速达到起动时发电开始发动机转速以上的情况，并从该时刻开始发电缓增控制，但是发电缓增控制的开始也可以不以起动时发电开始发动机转速作为条件，例如从ECU 1检测到发动机旋转开始的时刻开始发电缓增控制。
此外，在上述实施方式中，在1个发动机循环中的发电开始时间的比例、即占空比变为100％以前，发电缓增控制一直持续，在定时检测部32检测到占空比达到100％的时刻，结束发电缓增控制，但是发电缓增控制的结束条件并不限定于此，例如也可以是ECU 1在发电缓增控制的过程中检测发动机的完全燃烧，在该时刻结束发电缓增控制。
此外，在上述实施方式中，对曲柄脉冲信号进行计数，根据曲柄14的相位变化，来确定对发动机分配规定发电负载的规定发电时间。但是也可以根据实际的时间来确定规定发电时间。例如，在转换为发电缓增控制之后，在发动机的第1次旋转中，发电3msec的时间，在第2次旋转中，发电6msec的时间，依次每次将发电时间增加3msec，由此就可以对发电负载进行缓增控制。
权利要求
1.一种发电机控制装置，它是由发动机所驱动的发电机的控制装置，其特征在于，包括用于检测上述发动机的发动机循环中所设定的规定定时的到来的定时检测装置；和根据由上述定时检测装置检测的上述规定定时的到来，控制相对于上述发动机的上述发电机的发电负载的发电负载控制装置。
2.如权利要求1所述的发电机控制装置，其特征在于，上述规定定时根据上述发动机的发动机循环中的扭矩变动而设定。
3.如权利要求1或2所述的发电机控制装置，其特征在于，上述发电负载控制装置，根据上述规定定时的到来，在上述发动机的1个发动机循环内，将相对于上述发动机的上述发电机的发电负载增加到规定发电负载，在规定时间内，用该规定发电负载使上述发电机发电，此后，减少相对于上述发动机的上述发电机的发电负载，上述发电机进一步包括增加或减少上述规定时间的时间增减装置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的发电机控制装置，其特征在于，进一步包括测定与上述发动机相关的温度的温度测定装置，上述时间增减装置，在使上述规定时间依次增加时，根据由上述温度测定装置所测定的温度来决定上述规定时间随着时间的经过而增加的比例。
5.如权利要求1～4中任一项所述的发电机控制装置，其特征在于，上述发电负载控制装置，通过使上述发电机处于发电状态或不发电状态，来控制相对于上述发动机的发电机的发电负载。
6.如权利要求1～5中任一项所述的发电机控制装置，其特征在于，驱动上述发电机的发动机为单缸发动机。
7.如权利要求1～6中任一项所述的发电机控制装置，其特征在于，进一步包括检测上述发动机的起动开始时的起动开始时检测装置，在由上述起动开始时检测装置检测出的上述发动机的起动开始时，上述发电负载控制装置开始相对于上述发动机的上述发电机的发电负载的控制。
8.如权利要求1～7中任一项所述的发电机控制装置，其特征在于，进一步包括检测上述发动机的起动结束时的起动结束时检测装置，在由上述起动结束时检测装置检测出的上述发动机的起动结束时，上述发电负载控制装置结束相对于上述发动机的上述发电机的发电负载的控制。
9.一种机动二轮车，其中，具备如权利要求1～8中任一项所述的发电机控制装置。
10.一种发电机控制方法，它是由发动机所驱动的发电机的控制方法，其特征在于，包括检测上述发动机的发动机循环中所设定的规定定时的到来的定时检测步骤；和根据在上述定时检测步骤中所检测出来的上述规定定时的到来，控制相对于上述发动机的上述发电机的发电负载的发电负载控制步骤。
全文摘要
提供一种发电机的控制装置，所述发电机的控制装置能够根据发动机循环中所设定的规定定时来增减作用在发动机上的发电负载，抑制发动机循环中的发动机转速的变动。它是由发动机2驱动的发电机3的控制装置C，其特征在于，ECU1包括定时检测部和发电负载控制部，所述定时检测部用于检测上述发动机2的发动机循环中所设定的规定定时(例如作功行程的开始定时)的到来，所述发电负载控制部根据由定时检测装置所检测出的上述规定定时的到来而对发动机2进行发电机3的发电负载控制。
文档编号F02D45/00GK1815846SQ200510003470
公开日2006年8月9日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年11月1日
发明者三木田润一郎, 泽田雄一郎 申请人:雅马哈发动机株式会社