JPH05176476A - オルタネータ制御装置 - Google Patents
オルタネータ制御装置Info
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- JPH05176476A JPH05176476A JP3343492A JP34349291A JPH05176476A JP H05176476 A JPH05176476 A JP H05176476A JP 3343492 A JP3343492 A JP 3343492A JP 34349291 A JP34349291 A JP 34349291A JP H05176476 A JPH05176476 A JP H05176476A
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- Japan
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- power generation
- control
- voltage
- gain
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1446—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle in response to parameters of a vehicle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 オルタネータを制御してバッテリの電圧を目
標電圧にフィードバック制御する場合、その制御の安定
性及び応答性の両立を図る。 【構成】 バッテリ３には給電ハーネス４を介してオル
タネータ１が接続される。オルタネータ１の界磁コイル
１ｂの界磁電流を制御するトランジスタＴr1がコントロ
ーラ２によりデューティ制御される。コントローラ２
は、バッテリ３の電圧と目標電圧との偏差に応じてトラ
ンジスタＴr1へのデューティ率を制御すると共に、オル
タネータ１の発電特性、例えば制御時におけるオルタネ
ータ１の回転数又は制御時における発電々流に応じて比
例制御ゲイン及び積分制御ゲインを変更する。オルタネ
ータ１の回転数が高いときは低いときに比して制御ゲイ
ンが大きく設定され、発電々流が多いときは少ないとき
に比して制御ゲインが大きく設定される。
標電圧にフィードバック制御する場合、その制御の安定
性及び応答性の両立を図る。 【構成】 バッテリ３には給電ハーネス４を介してオル
タネータ１が接続される。オルタネータ１の界磁コイル
１ｂの界磁電流を制御するトランジスタＴr1がコントロ
ーラ２によりデューティ制御される。コントローラ２
は、バッテリ３の電圧と目標電圧との偏差に応じてトラ
ンジスタＴr1へのデューティ率を制御すると共に、オル
タネータ１の発電特性、例えば制御時におけるオルタネ
ータ１の回転数又は制御時における発電々流に応じて比
例制御ゲイン及び積分制御ゲインを変更する。オルタネ
ータ１の回転数が高いときは低いときに比して制御ゲイ
ンが大きく設定され、発電々流が多いときは少ないとき
に比して制御ゲインが大きく設定される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オルタネータによりバ
ッテリの端子電圧を制御するオルタネータ制御装置の改
良に関する。
ッテリの端子電圧を制御するオルタネータ制御装置の改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種のオルタネータ制御装
置として、例えば特開昭６０−１０６３３８号公報に開
示されるにように、オルタネータにより充電される車載
バッテリを備え、該車載バッテリの電圧を設定電圧と比
較し、バッテリ電圧の方が低いときにはオルタネータに
より発電して車載バッテリに充電し、一方、バッテリ電
圧の方が高いときにはオルタネータの発電を停止すると
共に車載バッテリから放電して、車載バッテリの電圧を
設定電圧にフィードバック制御するようにしたものが知
られている。
置として、例えば特開昭６０−１０６３３８号公報に開
示されるにように、オルタネータにより充電される車載
バッテリを備え、該車載バッテリの電圧を設定電圧と比
較し、バッテリ電圧の方が低いときにはオルタネータに
より発電して車載バッテリに充電し、一方、バッテリ電
圧の方が高いときにはオルタネータの発電を停止すると
共に車載バッテリから放電して、車載バッテリの電圧を
設定電圧にフィードバック制御するようにしたものが知
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オルタ
ネータをフィードバック制御する場合に、バッテリ電圧
と目標電圧との偏差に応じて発電々流を制御するときに
は、次の欠点が生じることが判った。つまり、オルタネ
ータは一般に他励発電機により構成され、この他励発電
機の発電特性は、図９に示すように、オルタネータの界
磁電流が一定の場合、オルタネータの回転数と発電々流
とは略比例関係にあるが、図示のｎ1 の低回転数及び中
回転数域では、その回転数の小さな変化で発電々流は大
きく変化するものの、図示の大回転数ｎ2 付近では回転
数の大きな変化によっても発電々流の変化幅は小さい。
このため、低，中回転数域での制御の安定性を考慮して
フィードバック制御ゲインを小さく固定設定すると、大
回転数域での制御の応答性が低下する。逆に、大回転数
域での応答性を考慮して制御ゲインを大きく固定設定す
ると、低，中回転数域での安定性が低下する。
ネータをフィードバック制御する場合に、バッテリ電圧
と目標電圧との偏差に応じて発電々流を制御するときに
は、次の欠点が生じることが判った。つまり、オルタネ
ータは一般に他励発電機により構成され、この他励発電
機の発電特性は、図９に示すように、オルタネータの界
磁電流が一定の場合、オルタネータの回転数と発電々流
とは略比例関係にあるが、図示のｎ1 の低回転数及び中
回転数域では、その回転数の小さな変化で発電々流は大
きく変化するものの、図示の大回転数ｎ2 付近では回転
数の大きな変化によっても発電々流の変化幅は小さい。
このため、低，中回転数域での制御の安定性を考慮して
フィードバック制御ゲインを小さく固定設定すると、大
回転数域での制御の応答性が低下する。逆に、大回転数
域での応答性を考慮して制御ゲインを大きく固定設定す
ると、低，中回転数域での安定性が低下する。
【０００４】更に、フィードバック制御において、バッ
テリ電圧と目標電圧との偏差が同一値であっても、オル
タネータの発電々流が多い，つまりオルタネータ負荷が
高い際には、低い際に比して発電々流の変化量を多く必
要とする。このため、高負荷時の応答性を考慮して制御
ゲインを大値に固定設定すると、低負荷時の安定性が損
われる。一方、低負荷時の安定性を考慮して制御ゲイン
を小値に固定設定すると、高負荷時での制御の応答性が
低下するため、高負荷状態から急に低負荷状態に移行す
る際には制御の追随遅れを招いて発電々流は素早く低下
せず、その結果、バッテリ電圧が急上昇して、電装品に
悪影響を与えたり、バッテリの急速劣化を招いたり、ハ
ーネスに介設したヒューズが溶断する等の憾みが生じ
る。
テリ電圧と目標電圧との偏差が同一値であっても、オル
タネータの発電々流が多い，つまりオルタネータ負荷が
高い際には、低い際に比して発電々流の変化量を多く必
要とする。このため、高負荷時の応答性を考慮して制御
ゲインを大値に固定設定すると、低負荷時の安定性が損
われる。一方、低負荷時の安定性を考慮して制御ゲイン
を小値に固定設定すると、高負荷時での制御の応答性が
低下するため、高負荷状態から急に低負荷状態に移行す
る際には制御の追随遅れを招いて発電々流は素早く低下
せず、その結果、バッテリ電圧が急上昇して、電装品に
悪影響を与えたり、バッテリの急速劣化を招いたり、ハ
ーネスに介設したヒューズが溶断する等の憾みが生じ
る。
【０００５】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、バッテリ電圧と目標電圧との偏差に
応じてオルタネータを制御してバッテリ電圧を目標電圧
にフィードバック制御する場合、制御時点のオルタネー
タの回転数や発電々流等、その制御時点のオルタネータ
の発電特性に拘らず、バッテリ電圧を応答性及び安定性
良く目標電圧に制御する点にある。
あり、その目的は、バッテリ電圧と目標電圧との偏差に
応じてオルタネータを制御してバッテリ電圧を目標電圧
にフィードバック制御する場合、制御時点のオルタネー
タの回転数や発電々流等、その制御時点のオルタネータ
の発電特性に拘らず、バッテリ電圧を応答性及び安定性
良く目標電圧に制御する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明では、オルタネータの発電特性に応じてフィ
ードバック制御の制御ゲインを可変設定する構成とす
る。
め、本発明では、オルタネータの発電特性に応じてフィ
ードバック制御の制御ゲインを可変設定する構成とす
る。
【０００７】つまり、請求項１記載の発明の具体的な解
決手段は、図１に示すように、所定発電特性を有するオ
ルタネータ１と、該オルタネータ１により充電されるバ
ッテリ３と、該バッテリ３の電圧を検出する電圧検出手
段１３と、該電圧検出手段１３に基いてバッテリ３の電
圧を目標電圧にするよう上記オルタネータ１をフィード
バック制御する制御手段２０とを備えたオルタネータ制
御装置を前提とする。そして、上記制御手段２０のフィ
ードバック制御ゲインを、上記オルタネータ１の所定発
電特性に関連するパラメータに基いて変更するゲイン変
更手段２１を設ける構成としている。
決手段は、図１に示すように、所定発電特性を有するオ
ルタネータ１と、該オルタネータ１により充電されるバ
ッテリ３と、該バッテリ３の電圧を検出する電圧検出手
段１３と、該電圧検出手段１３に基いてバッテリ３の電
圧を目標電圧にするよう上記オルタネータ１をフィード
バック制御する制御手段２０とを備えたオルタネータ制
御装置を前提とする。そして、上記制御手段２０のフィ
ードバック制御ゲインを、上記オルタネータ１の所定発
電特性に関連するパラメータに基いて変更するゲイン変
更手段２１を設ける構成としている。
【０００８】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明のゲイン変更手段２１を限定して、オル
タネータ１の所定発電特性に関連するパラメータとして
オルタネータ１の回転数を用い、該回転数が高いときに
は低いときに対してフィードバック制御ゲインを大きく
変更するもので構成する。
項１記載の発明のゲイン変更手段２１を限定して、オル
タネータ１の所定発電特性に関連するパラメータとして
オルタネータ１の回転数を用い、該回転数が高いときに
は低いときに対してフィードバック制御ゲインを大きく
変更するもので構成する。
【０００９】更に、請求項３記載の発明では、ゲイン変
更手段２１を他のものに限定し、オルタネータ１の所定
発電特性に関連するパラメータとして、オルタネータ１
の発電状態を示すパラメータを用い、該パラメータが大
きいときには小さいときに対してフィードバック制御ゲ
インを大きく変更するもので構成する。
更手段２１を他のものに限定し、オルタネータ１の所定
発電特性に関連するパラメータとして、オルタネータ１
の発電状態を示すパラメータを用い、該パラメータが大
きいときには小さいときに対してフィードバック制御ゲ
インを大きく変更するもので構成する。
【００１０】加えて、請求項４記載の発明では、ゲイン
変更手段２１におけるオルタネータ１の発電状態を示す
パラメータとして目標発電々流を用い、該目標発電々流
が大きいときには小さいときに対してフィードバック制
御ゲインを大きく変更するものでゲイン変更手段２１を
構成する。
変更手段２１におけるオルタネータ１の発電状態を示す
パラメータとして目標発電々流を用い、該目標発電々流
が大きいときには小さいときに対してフィードバック制
御ゲインを大きく変更するものでゲイン変更手段２１を
構成する。
【００１１】また、請求項５記載の発明では、ゲイン変
更手段２１におけるオルタネータ１の発電状態を示すパ
ラメータとして目標界磁電流を用い、該目標界磁電流が
大きいときには小さいときに対してフィードバック制御
ゲインを大きく変更するものでゲイン変更手段２１を構
成する。
更手段２１におけるオルタネータ１の発電状態を示すパ
ラメータとして目標界磁電流を用い、該目標界磁電流が
大きいときには小さいときに対してフィードバック制御
ゲインを大きく変更するものでゲイン変更手段２１を構
成する。
【００１２】
【作用】以上の構成により、請求項１及び請求項２記載
の発明では、例えばオルタネータ１の回転数が低い際
は、その少しの回転数変化でオルタネータ１の発電々流
が大きく変化する状況であって、この状況では制御ゲイ
ンが小さく変更されるので、発電々流の微細な制御が可
能になって、制御の安定性が確保される。一方、オルタ
ネータ１の回転数が高い際には、大きな回転数変化によ
ってもオルタネータ１の発電々流の変化は小さいもの
の、制御ゲインが大きく変更されるので、オルタネータ
１の回転数の変化に対して発電々流の変化を大きくで
き、制御の応答性を良好に確保できる。
の発明では、例えばオルタネータ１の回転数が低い際
は、その少しの回転数変化でオルタネータ１の発電々流
が大きく変化する状況であって、この状況では制御ゲイ
ンが小さく変更されるので、発電々流の微細な制御が可
能になって、制御の安定性が確保される。一方、オルタ
ネータ１の回転数が高い際には、大きな回転数変化によ
ってもオルタネータ１の発電々流の変化は小さいもの
の、制御ゲインが大きく変更されるので、オルタネータ
１の回転数の変化に対して発電々流の変化を大きくで
き、制御の応答性を良好に確保できる。
【００１３】また、請求項１、請求項３、請求項４及び
請求項５記載の発明では、オルタネータの発電状態を示
すパラメータ、例えば目標発電々流や目標界磁電流が大
きい高負荷時には、電圧偏差が低負荷時と同一であって
も、発電々流の変化量を多く必要とするものの、制御ゲ
インが大きく変更されるので、制御の応答性が高くな
り、その結果、例えばその高負荷時から発電々流の少な
い低負荷状態に移行する際には、制御が良好に追随して
発電々流を素早く小値に制限できるので、バッテリ電圧
が目標電圧を越えた高くなることを確実に防止でき、バ
ッテリ電圧を良好に維持できると共にヒューズの溶断等
を防止できる。
請求項５記載の発明では、オルタネータの発電状態を示
すパラメータ、例えば目標発電々流や目標界磁電流が大
きい高負荷時には、電圧偏差が低負荷時と同一であって
も、発電々流の変化量を多く必要とするものの、制御ゲ
インが大きく変更されるので、制御の応答性が高くな
り、その結果、例えばその高負荷時から発電々流の少な
い低負荷状態に移行する際には、制御が良好に追随して
発電々流を素早く小値に制限できるので、バッテリ電圧
が目標電圧を越えた高くなることを確実に防止でき、バ
ッテリ電圧を良好に維持できると共にヒューズの溶断等
を防止できる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
５記載の発明のオルタネータ制御装置によれば、バッテ
リ電圧のフィードバック制御において、オルタネータの
発電特性に関連するパラメータに基いてフィードバック
制御ゲインを逐次変更したので、そのオルタネータの回
転数や発電々流等が如何なる状況にあっても、制御の安
定性及び応答性の双方を共に良好に確保できて、バッテ
リ電圧の過充電や過放電を有効に防止して、バッテリ電
圧を目標電圧に素早く且つ微細に制御し得る効果を奏す
る。
５記載の発明のオルタネータ制御装置によれば、バッテ
リ電圧のフィードバック制御において、オルタネータの
発電特性に関連するパラメータに基いてフィードバック
制御ゲインを逐次変更したので、そのオルタネータの回
転数や発電々流等が如何なる状況にあっても、制御の安
定性及び応答性の双方を共に良好に確保できて、バッテ
リ電圧の過充電や過放電を有効に防止して、バッテリ電
圧を目標電圧に素早く且つ微細に制御し得る効果を奏す
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図２以下の図面に基
いて説明する。
いて説明する。
【００１６】図２は本発明を車両用オルタネータ制御装
置に適用した全体構成図を示す。同図において、１は他
励交流発電機より成り、エンジンの出力軸に駆動連結さ
れたオルタネータであって、その内部には、３相の電機
子コイル１ａと、９個の整流用ダイオードＤ１〜Ｄ９
と、界磁コイル１ｂとが備えられる。該オルタネータ１
は、図９に示すように回転数ｎ１近傍の低回転数域及び
中回転数域では、回転数の変化に対して発電々流の変化
幅が大きく、回転数ｎ２周りの高回転数域では発電々流
の変化幅が小さい発電特性を有する。
置に適用した全体構成図を示す。同図において、１は他
励交流発電機より成り、エンジンの出力軸に駆動連結さ
れたオルタネータであって、その内部には、３相の電機
子コイル１ａと、９個の整流用ダイオードＤ１〜Ｄ９
と、界磁コイル１ｂとが備えられる。該オルタネータ１
は、図９に示すように回転数ｎ１近傍の低回転数域及び
中回転数域では、回転数の変化に対して発電々流の変化
幅が大きく、回転数ｎ２周りの高回転数域では発電々流
の変化幅が小さい発電特性を有する。
【００１７】また、２は上記オルタネータ１の発電々流
を制御するコントローラ、３は上記オルタネータ１から
給電用ハーネス４を経て充電される車載バッテリ、５は
該車載バッテリ３に車両のイグニッションキー６を介し
て接続されたパワーウインドやリヤ熱線等の車載電気負
荷である。
を制御するコントローラ、３は上記オルタネータ１から
給電用ハーネス４を経て充電される車載バッテリ、５は
該車載バッテリ３に車両のイグニッションキー６を介し
て接続されたパワーウインドやリヤ熱線等の車載電気負
荷である。
【００１８】上記コントローラ２の内部には、上記オル
タネータ１の界磁コイル１ｂへの通電をデューティ制御
する制御トランジスタＴr1と、内部にＣＰＵを有する制
御ユニット１０とを有する。該制御ユニット１０のＡ／
Ｄ端子１０ａにはオルタネータ１の整流ダイオードＤ７
〜Ｄ９を経て内部発電々圧信号が入力されると共に、他
のＡ／Ｄ端子１０ｂには車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓ
が入力され、該Ａ／Ｄ端子１０ｂへの車載バッテリ３の
端子電圧Ｖｓの入力により、車載バッテリ３の電圧を検
出する電圧検出手段１３を構成している。また、他のＡ
／Ｄ端子１０ｃにはエンジンの吸気温度を検出する吸気
温度センサ１１の吸気温度信号が入力されると共に、Ｐ
ＷＭ端子１０ｄには上記制御トランジスタＴr1のベース
が接続され、ＰＯ端子１０ｅには警告ランプ１２を点灯
制御するトランジスタＴr2のベースが接続される。
タネータ１の界磁コイル１ｂへの通電をデューティ制御
する制御トランジスタＴr1と、内部にＣＰＵを有する制
御ユニット１０とを有する。該制御ユニット１０のＡ／
Ｄ端子１０ａにはオルタネータ１の整流ダイオードＤ７
〜Ｄ９を経て内部発電々圧信号が入力されると共に、他
のＡ／Ｄ端子１０ｂには車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓ
が入力され、該Ａ／Ｄ端子１０ｂへの車載バッテリ３の
端子電圧Ｖｓの入力により、車載バッテリ３の電圧を検
出する電圧検出手段１３を構成している。また、他のＡ
／Ｄ端子１０ｃにはエンジンの吸気温度を検出する吸気
温度センサ１１の吸気温度信号が入力されると共に、Ｐ
ＷＭ端子１０ｄには上記制御トランジスタＴr1のベース
が接続され、ＰＯ端子１０ｅには警告ランプ１２を点灯
制御するトランジスタＴr2のベースが接続される。
【００１９】次に、コントローラ２によるオルタネータ
１の発電々流制御を図３のブロック図に基いて説明す
る。同図において、１５は上記吸気温度センサ１１の吸
気温度信号に基いて車載バッテリ３の電解液の温度を推
定し、該温度に基いて車載バッテリ３の目標電圧Ｖreg
を設定する目標電圧設定手段、１６は該目標電圧設定手
段１５の目標電圧Ｖreg から車載バッテリ３の端子電圧
Ｖｓを減算する減算器である。また、１７はオルタネー
タ１の目標発電々流を比例- 積分制御により設定する目
標発電々流設定手段であって、上記減算器１６で得た電
圧偏差ΔＶ（＝Ｖreg −Ｖｓ）及びオルタネータ１の回
転数としてエンジン回転数Ｎｅを入力し、該電圧偏差Δ
Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ
に基いて目標発電々流ｉａを下記式 ｉａ＝Ｋｐ・ΔＶ＋∫Ｋｉ・ΔＶｄｔ から算出設定するものである。
１の発電々流制御を図３のブロック図に基いて説明す
る。同図において、１５は上記吸気温度センサ１１の吸
気温度信号に基いて車載バッテリ３の電解液の温度を推
定し、該温度に基いて車載バッテリ３の目標電圧Ｖreg
を設定する目標電圧設定手段、１６は該目標電圧設定手
段１５の目標電圧Ｖreg から車載バッテリ３の端子電圧
Ｖｓを減算する減算器である。また、１７はオルタネー
タ１の目標発電々流を比例- 積分制御により設定する目
標発電々流設定手段であって、上記減算器１６で得た電
圧偏差ΔＶ（＝Ｖreg −Ｖｓ）及びオルタネータ１の回
転数としてエンジン回転数Ｎｅを入力し、該電圧偏差Δ
Ｖ、エンジン回転数Ｎｅ、比例定数Ｋｐ、積分定数Ｋｉ
に基いて目標発電々流ｉａを下記式 ｉａ＝Ｋｐ・ΔＶ＋∫Ｋｉ・ΔＶｄｔ から算出設定するものである。
【００２０】さらに、１８は上記目標発電々流設定手段
１７により設定された目標発電々流ｉａに基いて、該目
標発電々流ｉａを得る界磁電流とすべきトランジスタＴ
r1の制御デューティ率ｆdutyを求め、該制御デューティ
率ｆdutyを上記トランジスタｔr1のベースに出力する制
御デューティ率演算手段である。尚、図中１９は上記目
標発電々流設定手段１７により設定された目標発電々流
ｉａに基いてエンジンのアイドル回転数を車載電気負荷
５の作動時に補正するアイドル回転数電気負荷補正手段
である。
１７により設定された目標発電々流ｉａに基いて、該目
標発電々流ｉａを得る界磁電流とすべきトランジスタＴ
r1の制御デューティ率ｆdutyを求め、該制御デューティ
率ｆdutyを上記トランジスタｔr1のベースに出力する制
御デューティ率演算手段である。尚、図中１９は上記目
標発電々流設定手段１７により設定された目標発電々流
ｉａに基いてエンジンのアイドル回転数を車載電気負荷
５の作動時に補正するアイドル回転数電気負荷補正手段
である。
【００２１】続いて、上記コントローラ２によるオルタ
ネータ１の発電々流制御を図４の制御フローに基いて説
明する。スタートして、ステップＳ１でバッテリ電圧Ｖ
ｓと目標電圧Ｖref との偏差ΔＶ、及びエンジン回転数
Ｎｅを入力した後、ステップＳ２で上記入力した電圧偏
差ΔＶ及びエンジン回転数Ｎｅに基いて図５に示す比例
制御ゲインマップから比例制御ゲインｉapを読込む。こ
こに、図５の比例ゲインマップは予め、電圧偏差ΔＶが
大値になるほど比例制御ゲインｉapを大値に決定すると
共に、電圧偏差ΔＶが同一値でもエンジン回転数が上昇
するほど（Ｎe1＜Ｎe2＜Ｎe3）大値に決定する特性に設
定されている。
ネータ１の発電々流制御を図４の制御フローに基いて説
明する。スタートして、ステップＳ１でバッテリ電圧Ｖ
ｓと目標電圧Ｖref との偏差ΔＶ、及びエンジン回転数
Ｎｅを入力した後、ステップＳ２で上記入力した電圧偏
差ΔＶ及びエンジン回転数Ｎｅに基いて図５に示す比例
制御ゲインマップから比例制御ゲインｉapを読込む。こ
こに、図５の比例ゲインマップは予め、電圧偏差ΔＶが
大値になるほど比例制御ゲインｉapを大値に決定すると
共に、電圧偏差ΔＶが同一値でもエンジン回転数が上昇
するほど（Ｎe1＜Ｎe2＜Ｎe3）大値に決定する特性に設
定されている。
【００２２】同様に、ステップＳ３では上記図５に示す
比例制御ゲインマップと同様の瞬時の積分制御ゲインマ
ップ（図示せず）から瞬時の積分制御ゲイン- ｉaiを電
圧偏差ΔＶ及びオルタネータ回転数（エンジン回転数Ｎ
ｅ）に基いて読込む。その後は、ステップＳ４で前回の
積分制御ゲインｉaio に上記読込んだ瞬時の積分制御ゲ
イン -ｉaiを加算して、今回の積分制御ゲインｉai（＝
ｉaio ＋ -ｉai）を算出する。
比例制御ゲインマップと同様の瞬時の積分制御ゲインマ
ップ（図示せず）から瞬時の積分制御ゲイン- ｉaiを電
圧偏差ΔＶ及びオルタネータ回転数（エンジン回転数Ｎ
ｅ）に基いて読込む。その後は、ステップＳ４で前回の
積分制御ゲインｉaio に上記読込んだ瞬時の積分制御ゲ
イン -ｉaiを加算して、今回の積分制御ゲインｉai（＝
ｉaio ＋ -ｉai）を算出する。
【００２３】そして、ステップＳ５でオルタネータ１の
目標発電々流ｉａを、上記比例制御ゲインｉap及び積分
制御ゲインｉaiの加算値（ｉａ＝ｉap＋ｉai）として算
出し、ステップＳ６で今回の積分制御ゲインｉaiを前回
値ｉaio とし、今回の目標発電々流ｉａを前回値ｉaoと
する。
目標発電々流ｉａを、上記比例制御ゲインｉap及び積分
制御ゲインｉaiの加算値（ｉａ＝ｉap＋ｉai）として算
出し、ステップＳ６で今回の積分制御ゲインｉaiを前回
値ｉaio とし、今回の目標発電々流ｉａを前回値ｉaoと
する。
【００２４】その後は、上記設定した目標発電々流ｉａ
がオルタネータ１の最大発電々流を越えないように、ス
テップＳ７で図６に示す最大目標発電々流テーブルに基
いてエンジン回転数Ｎｅに応じた最大目標発電々流ｉam
axを読込み、ステップＳ８で上記目標発電々流ｉａを最
大目標発電々流ｉamaxで制限した後、ステップＳ９でそ
の制限した目標発電々流ｉａとすべきトランジスタＴr1
への制御デューティ率ｆdutyを演算し、ステップＳ１０
でその制御デューティ率ｆdutyでもってトランジスタｔ
Ｔr1を実際にデューティ制御して、リターンする。
がオルタネータ１の最大発電々流を越えないように、ス
テップＳ７で図６に示す最大目標発電々流テーブルに基
いてエンジン回転数Ｎｅに応じた最大目標発電々流ｉam
axを読込み、ステップＳ８で上記目標発電々流ｉａを最
大目標発電々流ｉamaxで制限した後、ステップＳ９でそ
の制限した目標発電々流ｉａとすべきトランジスタＴr1
への制御デューティ率ｆdutyを演算し、ステップＳ１０
でその制御デューティ率ｆdutyでもってトランジスタｔ
Ｔr1を実際にデューティ制御して、リターンする。
【００２５】よって、上記図４の制御フローにおいて、
ステップＳ１、Ｓ４〜Ｓ１０により、制御ユニット１０
の入力端子１０ｂに入力した車載バッテリ３の端子電圧
Ｖｓをその電解液温度に応じて補正される目標電圧Ｖre
f にするよう、その両電圧間の偏差ΔＶに基いてオルタ
ネータ１の発電々流ｉａをそのトランジスタＴr1のデュ
ーティ制御でもってフィードバック制御するようにした
制御手段２０を構成している。また、同制御フローのス
テップＳ２及びＳ３により、上記オルタネータ１の発電
々流のフィードバック制御の比例制御ゲインｉap及び積
分制御ゲインｉaiを図５のマップに基いて、オルタネー
タ１の図９の発電特性に関連するパラメータとしてのオ
ルタネータ回転数（エンジン回転数Ｎｅ）に応じて設定
し、同一電圧偏差ΔＶであっても、該オルタネータ回転
数が高いときには低いときに対して大値に変更するよう
にしたゲイン変更手段２１を構成している。
ステップＳ１、Ｓ４〜Ｓ１０により、制御ユニット１０
の入力端子１０ｂに入力した車載バッテリ３の端子電圧
Ｖｓをその電解液温度に応じて補正される目標電圧Ｖre
f にするよう、その両電圧間の偏差ΔＶに基いてオルタ
ネータ１の発電々流ｉａをそのトランジスタＴr1のデュ
ーティ制御でもってフィードバック制御するようにした
制御手段２０を構成している。また、同制御フローのス
テップＳ２及びＳ３により、上記オルタネータ１の発電
々流のフィードバック制御の比例制御ゲインｉap及び積
分制御ゲインｉaiを図５のマップに基いて、オルタネー
タ１の図９の発電特性に関連するパラメータとしてのオ
ルタネータ回転数（エンジン回転数Ｎｅ）に応じて設定
し、同一電圧偏差ΔＶであっても、該オルタネータ回転
数が高いときには低いときに対して大値に変更するよう
にしたゲイン変更手段２１を構成している。
【００２６】したがって、上記実施例においては、エン
ジン回転数Ｎｅが図９の低回転数ｎ１周囲の低回転数域
又は中回転数域にある場合には、オルタネータ１の発電
々流の変化はその回転数Ｎｅの微小変化に対して大き
く、この状況では比例及び積分の各制御ゲインｉap，ｉ
aiが小値に変更設定されるので、制御の安定性が良くな
る。
ジン回転数Ｎｅが図９の低回転数ｎ１周囲の低回転数域
又は中回転数域にある場合には、オルタネータ１の発電
々流の変化はその回転数Ｎｅの微小変化に対して大き
く、この状況では比例及び積分の各制御ゲインｉap，ｉ
aiが小値に変更設定されるので、制御の安定性が良くな
る。
【００２７】これに対し、エンジン回転数Ｎｅが回転数
ｎ２周りの高回転数域にある場合には、オルタネータ１
の発電々流の変化は回転数Ｎｅの微小変化に対して小さ
いものの、比例及び積分の各制御ゲインｉap，ｉaiが大
値に変更設定されるので、制御の応答性が高くなり、そ
の結果、エンジン回転数Ｎｅが上昇した場合であって
も、発電々流ｉａを素早く低下制御できて車載バッテリ
３の端子電圧Ｖｓを目標電圧Ｖref に精度良く調整で
き、車載バッテリ３の過充電やハーネスの焼損、又は車
両電気負荷５の機能障害を確実に防止できる。
ｎ２周りの高回転数域にある場合には、オルタネータ１
の発電々流の変化は回転数Ｎｅの微小変化に対して小さ
いものの、比例及び積分の各制御ゲインｉap，ｉaiが大
値に変更設定されるので、制御の応答性が高くなり、そ
の結果、エンジン回転数Ｎｅが上昇した場合であって
も、発電々流ｉａを素早く低下制御できて車載バッテリ
３の端子電圧Ｖｓを目標電圧Ｖref に精度良く調整で
き、車載バッテリ３の過充電やハーネスの焼損、又は車
両電気負荷５の機能障害を確実に防止できる。
【００２８】図７及び図８は請求項３及び請求項４記載
の発明の実施例を示す。上記実施例では、オルタネータ
１の所定発電特性に関連するパラメータとして、オルタ
ネータ１の回転数（エンジン回転数Ｎｅ）を用いたのに
代え、目標発電々流等のオルタネータの発電状態を示す
パラメータを用いたものである。
の発明の実施例を示す。上記実施例では、オルタネータ
１の所定発電特性に関連するパラメータとして、オルタ
ネータ１の回転数（エンジン回転数Ｎｅ）を用いたのに
代え、目標発電々流等のオルタネータの発電状態を示す
パラメータを用いたものである。
【００２９】即ち、図８の比例制御ゲインマップでは、
電圧偏差ΔＶが同一値であっても、前回の目標発電々流
ｉaoが大きい（ｉa3＞ｉa2＞ｉa1）ほど比例制御ゲイン
ｉap及び図示しない積分制御ゲインｉaiを大値に変更設
定したものであり、図７の制御フローはステップＳ１〜
Ｓ３で前回の目標発電々流ｉaoに基いて比例及び積分の
各制御ゲインｉap，ｉaiを読出す点を除けば図４の制御
フローと同一であるので、その説明を省略する。
電圧偏差ΔＶが同一値であっても、前回の目標発電々流
ｉaoが大きい（ｉa3＞ｉa2＞ｉa1）ほど比例制御ゲイン
ｉap及び図示しない積分制御ゲインｉaiを大値に変更設
定したものであり、図７の制御フローはステップＳ１〜
Ｓ３で前回の目標発電々流ｉaoに基いて比例及び積分の
各制御ゲインｉap，ｉaiを読出す点を除けば図４の制御
フローと同一であるので、その説明を省略する。
【００３０】従って、本実施例においては、電圧偏差Δ
Ｖが同一値であっても、発電々流ｉａの少ない低負荷時
には、発電々流ｉａの少ない変化量で足りる状況であっ
て、この状況では比例及び積分の各制御ゲインｉap，ｉ
aiが図８のマップに基いて高負荷時に比して小値に変更
設定されるので、制御のオーバーシュートを招くことが
なく、良好な安定性が得られる。
Ｖが同一値であっても、発電々流ｉａの少ない低負荷時
には、発電々流ｉａの少ない変化量で足りる状況であっ
て、この状況では比例及び積分の各制御ゲインｉap，ｉ
aiが図８のマップに基いて高負荷時に比して小値に変更
設定されるので、制御のオーバーシュートを招くことが
なく、良好な安定性が得られる。
【００３１】また、発電々流ｉａが多い高負荷時には、
発電々流ｉａの多くの変化量を必要とするものの、上記
とは逆に比例及び積分の両制御ゲインｉap，ｉaiが同一
電圧偏差時における低負荷時に比して大値に変更設定さ
れるので、制御の応答性が向上する。その結果、オルタ
ネータ１の運転状態がこの高負荷時から低負荷状態へ素
早く移行する際には、発電々流ｉａを素早く低下制御で
きて、車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓの異常上昇を確実
に防止でき、車載バッテリ３の急速劣化やヒューズの溶
断を招くことがない。
発電々流ｉａの多くの変化量を必要とするものの、上記
とは逆に比例及び積分の両制御ゲインｉap，ｉaiが同一
電圧偏差時における低負荷時に比して大値に変更設定さ
れるので、制御の応答性が向上する。その結果、オルタ
ネータ１の運転状態がこの高負荷時から低負荷状態へ素
早く移行する際には、発電々流ｉａを素早く低下制御で
きて、車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓの異常上昇を確実
に防止でき、車載バッテリ３の急速劣化やヒューズの溶
断を招くことがない。
【００３２】また、図１０は請求項５記載の発明の実施
例を示す。本実施例では同図に示すように、オルタネー
タ１の回転数が一定の場合、その発電々流特性が界磁電
流と比例関係にあるので、オルタネータ１の発電状態を
示すパラメータとして目標発電々流ｉａに代えて、目標
界磁電流ｉｆを用いたものである。その他の構成は図７
及び図８と同一であるので、その説明を省略する。
例を示す。本実施例では同図に示すように、オルタネー
タ１の回転数が一定の場合、その発電々流特性が界磁電
流と比例関係にあるので、オルタネータ１の発電状態を
示すパラメータとして目標発電々流ｉａに代えて、目標
界磁電流ｉｆを用いたものである。その他の構成は図７
及び図８と同一であるので、その説明を省略する。
【図１】請求項１記載の発明の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】オルタネータ制御装置の全体構成を示す電気回
路図である。
路図である。
【図３】オルタネータの発電々流制御を示すブロック構
成図である。
成図である。
【図４】同発電々流制御を示すフローチャート図であ
る。
る。
【図５】比例制御ゲインマップを示す図である。
【図６】オルタネータ回転数に対するオルタネータの最
大発電々流特性を示す図である。
大発電々流特性を示す図である。
【図７】請求項４記載の発明の発電々流制御を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
【図８】同比例制御ゲインマップを示す図である。
【図９】オルタネータ回転数に対する発電々流特性を示
す図である。
す図である。
【図１０】オルタネータの界磁電流に対する発電々流特
性を示す図である。
性を示す図である。
１ オルタネータ １ｂ 界磁コイル ２ コントローラ ３ 車載バッテリ Ｔr1 トランジスタ １３ 電圧検出手段 ２０ 制御手段 ２１ ゲイン変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 洋 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 所定発電特性を有するオルタネータと、
該オルタネータにより充電されるバッテリと、該バッテ
リの電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段の
出力に基いてバッテリの電圧を目標電圧にするよう上記
オルタネータをフィードバック制御する制御手段とを備
えたオルタネータ制御装置であって、上記制御手段のフ
ィードバック制御ゲインを、上記オルタネータの所定発
電特性に関連するパラメータに基いて変更するゲイン変
更手段を備えたことを特徴とするオルタネータ制御装
置。 - 【請求項２】 ゲイン変更手段は、オルタネータの所定
発電特性に関連するパラメータとしてオルタネータの回
転数を用い、該回転数が高いときには低いときに対して
フィードバック制御ゲインを大きく変更するものである
ことを特徴とする請求項１記載のオルタネータ制御装
置。 - 【請求項３】 ゲイン変更手段は、オルタネータの所定
発電特性に関連するパラメータとして、オルタネータの
発電状態を示すパラメータを用い、該パラメータが大き
いときには小さいときに対してフィードバック制御ゲイ
ンを大きく変更するものであることを特徴とする請求項
１記載のオルタネータ制御装置。 - 【請求項４】 ゲイン変更手段は、オルタネータの発電
状態を示すパラメータとして目標発電々流を用い、該目
標発電々流が大きいときには小さいときに対してフィー
ドバック制御ゲインを大きく変更するものであることを
特徴とする請求項３記載のオルタネータ制御装置。 - 【請求項５】 ゲイン変更手段は、オルタネータの発電
状態を示すパラメータとして目標界磁電流を用い、該目
標界磁電流が大きいときには小さいときに対してフィー
ドバック制御ゲインを大きく変更するものであることを
特徴とする請求項３記載のオルタネータ制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343492A JPH05176476A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | オルタネータ制御装置 |
| DE4243936A DE4243936A1 (en) | 1991-12-25 | 1992-12-23 | Vehicle generator regulator - has sensor to measure terminal voltage and closed loop voltage P.I. control with speed-dependent feedback gain |
| KR1019920025200A KR930015294A (ko) | 1991-12-25 | 1992-12-23 | 교류발전기 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3343492A JPH05176476A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | オルタネータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05176476A true JPH05176476A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18361942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3343492A Withdrawn JPH05176476A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | オルタネータ制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05176476A (ja) |
| KR (1) | KR930015294A (ja) |
| DE (1) | DE4243936A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7990085B2 (en) | 2007-06-05 | 2011-08-02 | Hitachi, Ltd. | Generator control unit |
| JP2014007849A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 発電機の励磁制御装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19832874C2 (de) * | 1998-07-22 | 2000-10-26 | Daimler Chrysler Ag | Energieversorgungseinrichtung für eine elektromagnetische Ventilsteuerung einer Brennkraftmaschine |
| KR102109773B1 (ko) | 2018-08-01 | 2020-05-26 | 경성대학교 산학협력단 | 양방향 출력형 브러시리스 직류발전기 및 이를 이용하는 양방향 자속 제어가 가능한 하이브리드형 발전기 |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP3343492A patent/JPH05176476A/ja not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-12-23 KR KR1019920025200A patent/KR930015294A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-12-23 DE DE4243936A patent/DE4243936A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7990085B2 (en) | 2007-06-05 | 2011-08-02 | Hitachi, Ltd. | Generator control unit |
| JP2014007849A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | 発電機の励磁制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930015294A (ko) | 1993-07-24 |
| DE4243936A1 (en) | 1993-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |