JP3262571B2 - 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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- 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
- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
- H02J7/24—Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
-
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- 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
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
- H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
-
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【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、制御トランジ
スタをｏｎ制御してオルタネータの界磁コイルに界磁電
流を流し、その３相の電機子コイルに発電々流を流して
車載バッテリに充電し、一方、バッテリ電圧の方が高い
ときには上記制御トランジスタをｏｆｆ制御すると共に
車載バッテリから放電して、そのバッテリ電圧を設定電
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、制御トランジ
スタをｏｎ制御してオルタネータの界磁コイルに界磁電
流を流し、その３相の電機子コイルに発電々流を流して
車載バッテリに充電し、一方、バッテリ電圧の方が高い
ときには上記制御トランジスタをｏｆｆ制御すると共に
車載バッテリから放電して、そのバッテリ電圧を設定電
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】ところで、バッテリ電
圧を目標電圧に精度良く収束させるべく車載バッテリと
その目標電圧との偏差に応じて界磁電流をフィードバッ
ク制御する場合、界磁コイルに界磁電流を流すと、電機
子コイルには界磁電流に精度良く比例した発電々流が流
れるものの、流すべき必要界磁電流の値を精度良く設定
しても、実際に流れる界磁電流は界磁コイルのインダク
タンスが大きく影響した歪んだ波形となる。即ち、図１
２に示すように、界磁電流の変化時には、実線で示す目
標値を決定しても、実際に流れる界磁電流には一点鎖線
で示す変化の追随遅れが生じ、それに伴い電機子コイル
に生じる発電々流にも追随遅れが生じ、その結果、車載
バッテリの実電圧は実線で示すように、目標電圧（一点
鎖線で示す）に対してずれた値となり、その結果、界磁
電流の値を変更すべきオルタネータの負荷や回転数の変
化時での制御性が低い欠点があった。
圧を目標電圧に精度良く収束させるべく車載バッテリと
その目標電圧との偏差に応じて界磁電流をフィードバッ
ク制御する場合、界磁コイルに界磁電流を流すと、電機
子コイルには界磁電流に精度良く比例した発電々流が流
れるものの、流すべき必要界磁電流の値を精度良く設定
しても、実際に流れる界磁電流は界磁コイルのインダク
タンスが大きく影響した歪んだ波形となる。即ち、図１
２に示すように、界磁電流の変化時には、実線で示す目
標値を決定しても、実際に流れる界磁電流には一点鎖線
で示す変化の追随遅れが生じ、それに伴い電機子コイル
に生じる発電々流にも追随遅れが生じ、その結果、車載
バッテリの実電圧は実線で示すように、目標電圧（一点
鎖線で示す）に対してずれた値となり、その結果、界磁
電流の値を変更すべきオルタネータの負荷や回転数の変
化時での制御性が低い欠点があった。
【０００４】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、界磁コイルのインダクタンスの存在
に拘らず実際に流れる界磁電流を流すべき必要界磁電流
値に精度良く制御し得て、バッテリ電圧を目標電圧に対
して常に精度良く制御し得る構成とすることにある。
あり、その目的は、界磁コイルのインダクタンスの存在
に拘らず実際に流れる界磁電流を流すべき必要界磁電流
値に精度良く制御し得て、バッテリ電圧を目標電圧に対
して常に精度良く制御し得る構成とすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、界磁電流に対してオルタネータの発電
特性に応じた補正を行うこととし、この補正を精度良く
行い得るように特殊に限定する構成とする。
め、本発明では、界磁電流に対してオルタネータの発電
特性に応じた補正を行うこととし、この補正を精度良く
行い得るように特殊に限定する構成とする。
【０００６】つまり、請求項１記載の発明の具体的な解
決手段は、図１（ａ）に示すように、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により検出されたバッテリ３の電圧と
目標電圧との偏差に応じて上記オルタネータ１の界磁コ
イル１ｂに流れる界磁電流をフィードバック制御する制
御手段２５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２５により制御される界磁電
流の値を上記オルタネータ１の発電応答遅れに応じて補
正する補正手段２６を設ける構成とし、更に、上記補正
手段２６を限定して、同図（ｂ）に示すように、バッテ
リ３の電圧と目標電圧との偏差に応じてオルタネータ１
の目標発電々流を演算する目標発電々流演算手段２７
と、該演算手段２７により演算された目標発電々流及び
オルタネータ１の回転数に基いてオルタネータ１の目標
界磁電流を演算する目標界磁電流演算手段２８と、該演
算手段２８により演算された目標界磁電流に基いて実際
に流れると予測される予測界磁電流を演算する予測界磁
電流演算手段２９と、上記目標界磁電流演算手段２８に
より演算される目標界磁電流と予測界磁電流演算手段２
９により演算される予測界磁電流との差に応じて目標界
磁電流に対して１次進み補正を行う１次進み補正手段３
０とで構成する。
決手段は、図１（ａ）に示すように、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により検出されたバッテリ３の電圧と
目標電圧との偏差に応じて上記オルタネータ１の界磁コ
イル１ｂに流れる界磁電流をフィードバック制御する制
御手段２５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２５により制御される界磁電
流の値を上記オルタネータ１の発電応答遅れに応じて補
正する補正手段２６を設ける構成とし、更に、上記補正
手段２６を限定して、同図（ｂ）に示すように、バッテ
リ３の電圧と目標電圧との偏差に応じてオルタネータ１
の目標発電々流を演算する目標発電々流演算手段２７
と、該演算手段２７により演算された目標発電々流及び
オルタネータ１の回転数に基いてオルタネータ１の目標
界磁電流を演算する目標界磁電流演算手段２８と、該演
算手段２８により演算された目標界磁電流に基いて実際
に流れると予測される予測界磁電流を演算する予測界磁
電流演算手段２９と、上記目標界磁電流演算手段２８に
より演算される目標界磁電流と予測界磁電流演算手段２
９により演算される予測界磁電流との差に応じて目標界
磁電流に対して１次進み補正を行う１次進み補正手段３
０とで構成する。
【０００７】更に、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明の予測界磁電流演算手段２９を特定し、
目標界磁電流を１次加重平均処理して予測界磁電流を得
るもので構成する。
項１記載の発明の予測界磁電流演算手段２９を特定し、
目標界磁電流を１次加重平均処理して予測界磁電流を得
るもので構成する。
【０００８】
【作用】以上の構成により、請求項１記載の発明では、
オルタネータ１の界磁電流の値が該オルタネータ１の発
電応答遅れに応じて補正され、これによりオルタネータ
１の界磁コイルのインダクタンスの存在に起因する界磁
電流の変化時の追随遅れが補償されるので、実際に流れ
る界磁電流の値がその目標値に近付き、その結果、オル
タネータ１の発電々流が素早く変化し目標通りに流れ
て、バッテリ３の電圧がオルタネータ１の負荷や回転数
の変化に拘らず常に目標電圧にフィードバック制御され
ることになる。
オルタネータ１の界磁電流の値が該オルタネータ１の発
電応答遅れに応じて補正され、これによりオルタネータ
１の界磁コイルのインダクタンスの存在に起因する界磁
電流の変化時の追随遅れが補償されるので、実際に流れ
る界磁電流の値がその目標値に近付き、その結果、オル
タネータ１の発電々流が素早く変化し目標通りに流れ
て、バッテリ３の電圧がオルタネータ１の負荷や回転数
の変化に拘らず常に目標電圧にフィードバック制御され
ることになる。
【０００９】その場合、オルタネータ１の界磁電流の値
の補正に際しては、先ず、目標発電々流に基いて該電流
を流すべき値の目標界磁電流が演算され、その後、この
目標界磁電流値に基づいて実際に流れるであろうと予測
される予測界磁電流値が演算されて、上記目標界磁電流
とこの予測界磁電流値との偏差でもって、目標界磁電流
値が１次進み補正されるので、界磁コイルには実際にも
ほぼ上記演算された目標界磁電流が流れる。その結果、
界磁電流の変化時であってもバッテリ電圧は目標電圧に
精度良くフィードバック制御されることになる。
の補正に際しては、先ず、目標発電々流に基いて該電流
を流すべき値の目標界磁電流が演算され、その後、この
目標界磁電流値に基づいて実際に流れるであろうと予測
される予測界磁電流値が演算されて、上記目標界磁電流
とこの予測界磁電流値との偏差でもって、目標界磁電流
値が１次進み補正されるので、界磁コイルには実際にも
ほぼ上記演算された目標界磁電流が流れる。その結果、
界磁電流の変化時であってもバッテリ電圧は目標電圧に
精度良くフィードバック制御されることになる。
【００１０】その場合、請求項２記載の発明では、上記
予測界磁電流値の演算が１次加重平均処理により行われ
るので、実際に流れるであろう界磁電流値が精度良く予
測される。
予測界磁電流値の演算が１次加重平均処理により行われ
るので、実際に流れるであろう界磁電流値が精度良く予
測される。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明のオルタネータ制御装置によれば、目標界磁電流値に
オルタネータの発電応答遅れに応じた補正を行って、界
磁コイルのインダクタンスに起因する界磁電流変化時の
追随遅れを補償したので、オルタネータの負荷や回転数
の変化に拘らずオルタネータの発電々流値を精度良く制
御し得て、常にバッテリ電圧を目標電圧にフィードバッ
ク制御できると共に、オルタネータの界磁電流の値の補
正に際しては、目標界磁電流値に基いて実際に流れると
予測される予測界磁電流値を演算し、この予測界磁電流
値と目標界磁電流値との偏差に基いて目標界磁電流値に
対して１次進み補正を行って、実際に流れる界磁電流を
目標界磁電流値に精度良く制御できるので、より一層バ
ッテリ電圧を目標電圧に精度良くフィードバック制御で
きる。
明のオルタネータ制御装置によれば、目標界磁電流値に
オルタネータの発電応答遅れに応じた補正を行って、界
磁コイルのインダクタンスに起因する界磁電流変化時の
追随遅れを補償したので、オルタネータの負荷や回転数
の変化に拘らずオルタネータの発電々流値を精度良く制
御し得て、常にバッテリ電圧を目標電圧にフィードバッ
ク制御できると共に、オルタネータの界磁電流の値の補
正に際しては、目標界磁電流値に基いて実際に流れると
予測される予測界磁電流値を演算し、この予測界磁電流
値と目標界磁電流値との偏差に基いて目標界磁電流値に
対して１次進み補正を行って、実際に流れる界磁電流を
目標界磁電流値に精度良く制御できるので、より一層バ
ッテリ電圧を目標電圧に精度良くフィードバック制御で
きる。
【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、予測
界磁電流値を１次加重平均処理により予測したので、実
際に流れる界磁電流値を精度良く予測できる。
界磁電流値を１次加重平均処理により予測したので、実
際に流れる界磁電流値を精度良く予測できる。
【００１３】
【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。
【００１４】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。
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。
【００１５】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。
【００１６】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とが備えられる。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が印加され、該Ａ／Ｄ端子１０ｂへの端子電圧Ｖ
ｓの入力により、車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓ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には車両周囲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、ＰＷ
Ｍ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とが備えられる。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が印加され、該Ａ／Ｄ端子１０ｂへの端子電圧Ｖ
ｓの入力により、車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓ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には車両周囲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、ＰＷ
Ｍ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。
【００１７】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
ΔＶ、比例定数Ｋｐ、及び積分定数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
ΔＶ、比例定数Ｋｐ、及び積分定数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。
【００１８】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とエンジン回転
数Ｎｅ信号とを受け、予め記憶するマップから該エンジ
ン回転数Ｎｅ及び目標発電々流ｉａに応じた目標界磁電
流ｉｆｔを演算する目標界磁電流演算手段、１９は該目
標界磁電流演算手段１８により演算された目標界磁電流
ｉｆｔに対して１次進み補正を行って、制御界磁電流ｉ
ｆｃを演算する制御界磁電流演算手段、２０は該制御界
磁電流演算手段１９で演算された制御界磁電流ｉｆｃに
対応する制御デューティ率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２１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。尚、図示しないが、コントロー
ラ２にはテストスイッチが接続され、該テストスイッチ
のｏｎ時には界磁コイル１ｂの界磁電流を設定値に固定
保持するようにトランジスタＴｒ１をデューティ制御す
る機能が付加されている。
１７により設定された目標発電々流ｉａとエンジン回転
数Ｎｅ信号とを受け、予め記憶するマップから該エンジ
ン回転数Ｎｅ及び目標発電々流ｉａに応じた目標界磁電
流ｉｆｔを演算する目標界磁電流演算手段、１９は該目
標界磁電流演算手段１８により演算された目標界磁電流
ｉｆｔに対して１次進み補正を行って、制御界磁電流ｉ
ｆｃを演算する制御界磁電流演算手段、２０は該制御界
磁電流演算手段１９で演算された制御界磁電流ｉｆｃに
対応する制御デューティ率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２１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。尚、図示しないが、コントロー
ラ２にはテストスイッチが接続され、該テストスイッチ
のｏｎ時には界磁コイル１ｂの界磁電流を設定値に固定
保持するようにトランジスタＴｒ１をデューティ制御す
る機能が付加されている。
【００１９】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で吸気温度、バッ
テリ電圧Ｖｓ、及びエンジン回転数Ｎｅ等を入力した
後、ステップＳ２で上記読込んだ吸気温度に基いて車載
バッテリ３の目標電圧Ｖｒｅｇを補正演算する。その
後、ステップＳ３で上記バッテリ電圧Ｖｓと目標電圧Ｖ
ｒｅｇとの偏差ΔＶ（Ｖｒｅｇ−Ｖｓ）を演算し、該偏
差ΔＶに応じて図５及び図６に各々示す比例制御ゲイン
マップ及び積分制御ゲインマップから比例制御ゲインｉ
ａｐ及び積分制御ゲインｉａｉを読出し、該両制御ゲイ
ンに基いてオルタネータ１の目標発電々流ｉａをフィー
ドバック補正する。ここに、図５及び図６の各制御ゲイ
ンマップは、予め電圧偏差ΔＶが大値になるほど制御ゲ
インを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で吸気温度、バッ
テリ電圧Ｖｓ、及びエンジン回転数Ｎｅ等を入力した
後、ステップＳ２で上記読込んだ吸気温度に基いて車載
バッテリ３の目標電圧Ｖｒｅｇを補正演算する。その
後、ステップＳ３で上記バッテリ電圧Ｖｓと目標電圧Ｖ
ｒｅｇとの偏差ΔＶ（Ｖｒｅｇ−Ｖｓ）を演算し、該偏
差ΔＶに応じて図５及び図６に各々示す比例制御ゲイン
マップ及び積分制御ゲインマップから比例制御ゲインｉ
ａｐ及び積分制御ゲインｉａｉを読出し、該両制御ゲイ
ンに基いてオルタネータ１の目標発電々流ｉａをフィー
ドバック補正する。ここに、図５及び図６の各制御ゲイ
ンマップは、予め電圧偏差ΔＶが大値になるほど制御ゲ
インを大値に決定する特性に設定されている。
【００２０】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Ｓ４で図７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ｉａ
ｍａｘを読込み、ステップＳ５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
Ｓ６でこの制限された目標発電々流ｉａ及びエンジン回
転数Ｎｅに基いて図８に示すマップから目標界磁電流ｉ
ｆｔを読込む。ここに、図８の目標界磁電流マップは、
オルタネータ１の発電々流が界磁電流と回転数とに比例
することから、目標発電々流ｉａが多いほど、またオル
タネータ回転数（エンジン回転数Ｎｅ）が高いほど、目
標界磁電流ｉｆｔを小値に設定する特性である。
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Ｓ４で図７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ｉａ
ｍａｘを読込み、ステップＳ５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
Ｓ６でこの制限された目標発電々流ｉａ及びエンジン回
転数Ｎｅに基いて図８に示すマップから目標界磁電流ｉ
ｆｔを読込む。ここに、図８の目標界磁電流マップは、
オルタネータ１の発電々流が界磁電流と回転数とに比例
することから、目標発電々流ｉａが多いほど、またオル
タネータ回転数（エンジン回転数Ｎｅ）が高いほど、目
標界磁電流ｉｆｔを小値に設定する特性である。
【００２１】続いて、ステップＳ７で上記読出した目標
界磁電流ｉｆｔに下記式で示す１次加重平均処理を施す
ことにより、その目標界磁電流ｉｆｔの下でトランジス
タＴｒ１を制御すれば実際に流れるであろうと予測され
る予測界磁電流ｉｆｔｄ（図１１参照）を演算する。
界磁電流ｉｆｔに下記式で示す１次加重平均処理を施す
ことにより、その目標界磁電流ｉｆｔの下でトランジス
タＴｒ１を制御すれば実際に流れるであろうと予測され
る予測界磁電流ｉｆｔｄ（図１１参照）を演算する。
【００２２】 ｉｆｔｄ＝ＫＦＬＰＦ×ｉｆｔｄ＋（１−ＫＦＬＰＦ)×ｉｆｔ （ＫＦＬＰＦは定数） その後、ステップＳ８で上記目標界磁電流ｉｆｔと予測
界磁電流ｉｆｔｄとの偏差ｄｉｆｔｄ（＝ｉｆｔ−ｉｆ
ｔｄ）を演算し、ステップＳ９で上記求めた偏差ｄｉｆ
ｔｄに基いて図９に示すテーブルから界磁電流の１次進
み感度係数ｆａｄｖ（０≦ｆａｄｖ≦１）を読込んで、
ステップＳ１０で上記感度係数ｆａｄｖ及び目標界磁電
流ｉｆｔ、並びに後述する界磁電流補正代ｉｆｔｂに基
いて界磁コイル１ｂに流すべき制御上の界磁電流ｉｆｃ
（図１１参照）を下記式 ｉｆｃ＝（ｉｆｔ−ｆａｄｖ×ｉｆｔｂ）／（１−ｆａｄｖ） から、上記予測界磁電流ｉｆｔｄの逆関数として演算す
る。
界磁電流ｉｆｔｄとの偏差ｄｉｆｔｄ（＝ｉｆｔ−ｉｆ
ｔｄ）を演算し、ステップＳ９で上記求めた偏差ｄｉｆ
ｔｄに基いて図９に示すテーブルから界磁電流の１次進
み感度係数ｆａｄｖ（０≦ｆａｄｖ≦１）を読込んで、
ステップＳ１０で上記感度係数ｆａｄｖ及び目標界磁電
流ｉｆｔ、並びに後述する界磁電流補正代ｉｆｔｂに基
いて界磁コイル１ｂに流すべき制御上の界磁電流ｉｆｃ
（図１１参照）を下記式 ｉｆｃ＝（ｉｆｔ−ｆａｄｖ×ｉｆｔｂ）／（１−ｆａｄｖ） から、上記予測界磁電流ｉｆｔｄの逆関数として演算す
る。
【００２３】その後は、ステップＳ１１で界磁電流補正
代ｉｆｔｂを下記式 ｉｆｔｂ＝ｆａｄｖ×ｉｆｔｂ＋（１−ｆａｄｖ）×ｉｆｃ に基いて算出した後、ステップＳ１２で図１０に示すテ
ーブルから制御界磁電流ｉｆｃに応じた制御デューティ
率ｆｄｕｔｙを読込んで、ステップＳ１３でこの制御デ
ューティ率ｆｄｕｔｙによりトランジスタＴｒ１をデュ
ーティ制御して、リターンする。
代ｉｆｔｂを下記式 ｉｆｔｂ＝ｆａｄｖ×ｉｆｔｂ＋（１−ｆａｄｖ）×ｉｆｃ に基いて算出した後、ステップＳ１２で図１０に示すテ
ーブルから制御界磁電流ｉｆｃに応じた制御デューティ
率ｆｄｕｔｙを読込んで、ステップＳ１３でこの制御デ
ューティ率ｆｄｕｔｙによりトランジスタＴｒ１をデュ
ーティ制御して、リターンする。
【００２４】よって、上記図４の制御フローにおいて、
ステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ６、Ｓ１２及びＳ１３により、
車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓと目標電圧Ｖｒｅｇとの
偏差ΔＶに応じてオルタネータ１の発電々流ｉａを比例
及び積分の各制御ゲインｉａｐ，ｉａｉによりフィード
バック補正した後、この発電々流ｉａを図８のマップに
基いて目標界磁電流ｉｆｔに置換し、この目標界磁電流
ｉｆｔに応じた制御デューティ率ｆｄｕｔｙでトランジ
スタＴｒ１をデューティ制御することで、該目標界磁電
流ｉｆｔをバッテリ電圧Ｖｓと目標電圧Ｖｒｅｇとの偏
差ΔＶに応じてフィードバック制御するようにした制御
手段２５を構成している。また、同制御フローのステッ
プＳ６〜Ｓ１１により、上記制御手段２５によって制御
される目標界磁電流ｉｆｔの値をオルタネータ１の発電
応答遅れに応じて補正して制御界磁電流ｉｆｃを得るよ
うにした補正手段２６を構成している。
ステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ６、Ｓ１２及びＳ１３により、
車載バッテリ３の端子電圧Ｖｓと目標電圧Ｖｒｅｇとの
偏差ΔＶに応じてオルタネータ１の発電々流ｉａを比例
及び積分の各制御ゲインｉａｐ，ｉａｉによりフィード
バック補正した後、この発電々流ｉａを図８のマップに
基いて目標界磁電流ｉｆｔに置換し、この目標界磁電流
ｉｆｔに応じた制御デューティ率ｆｄｕｔｙでトランジ
スタＴｒ１をデューティ制御することで、該目標界磁電
流ｉｆｔをバッテリ電圧Ｖｓと目標電圧Ｖｒｅｇとの偏
差ΔＶに応じてフィードバック制御するようにした制御
手段２５を構成している。また、同制御フローのステッ
プＳ６〜Ｓ１１により、上記制御手段２５によって制御
される目標界磁電流ｉｆｔの値をオルタネータ１の発電
応答遅れに応じて補正して制御界磁電流ｉｆｃを得るよ
うにした補正手段２６を構成している。
【００２５】更に、上記補正手段２６において、図４の
制御フローのステップＳ３により、車載バッテリ３の端
子電圧Ｖｓと目標電圧Ｖｒｅｇとの偏差ΔＶに応じてオ
ルタネータ１の発電々流ｉａを比例及び積分の制御ゲイ
ンｉａｐ，ｉａｉで補正演算するようにした目標発電々
流演算手段２７を構成していると共に、ステップＳ６に
より、上記演算された目標発電々流ｉａ及びオルタネー
タ回転数（エンジン回転数Ｎｅ）に基いて目標界磁電流
ｉｆｔを演算する目標界磁電流演算手段２８を構成し、
ステップＳ７により、上記演算された目標界磁電流ｉｆ
ｔを１次加重平均処理して予測界磁電流ｉｆｔｄを演算
するようにした予測界磁電流演算手段２９を構成してい
る。更に、ステップＳ８〜Ｓ１１により、界磁電流の目
標値ｉｆｔと予測値ｉｆｔｄとの偏差ｄｉｆｔｄに応じ
て目標界磁電流ｉｆｔに対して予測界磁電流ｉｆｔｄと
は逆関数の１次進み補正を行って、制御界磁電流ｉｆｃ
を演算するようにした１次進み補正手段３０を構成して
いる。
制御フローのステップＳ３により、車載バッテリ３の端
子電圧Ｖｓと目標電圧Ｖｒｅｇとの偏差ΔＶに応じてオ
ルタネータ１の発電々流ｉａを比例及び積分の制御ゲイ
ンｉａｐ，ｉａｉで補正演算するようにした目標発電々
流演算手段２７を構成していると共に、ステップＳ６に
より、上記演算された目標発電々流ｉａ及びオルタネー
タ回転数（エンジン回転数Ｎｅ）に基いて目標界磁電流
ｉｆｔを演算する目標界磁電流演算手段２８を構成し、
ステップＳ７により、上記演算された目標界磁電流ｉｆ
ｔを１次加重平均処理して予測界磁電流ｉｆｔｄを演算
するようにした予測界磁電流演算手段２９を構成してい
る。更に、ステップＳ８〜Ｓ１１により、界磁電流の目
標値ｉｆｔと予測値ｉｆｔｄとの偏差ｄｉｆｔｄに応じ
て目標界磁電流ｉｆｔに対して予測界磁電流ｉｆｔｄと
は逆関数の１次進み補正を行って、制御界磁電流ｉｆｃ
を演算するようにした１次進み補正手段３０を構成して
いる。
【００２６】したがって、上記実施例においては、図１
１に示すように、例えば車載電気負荷のｏｎ作動及びｏ
ｆｆ作動に伴いオルタネータ１の目標発電々流ｉａ（図
１１では図示せず）は大小変更されるが、この発電々流
ｉａの変化に対応して目標界磁電流ｉｆｔを図中破線で
示すように変化させても、特にフィードバック制御のデ
ューティ更新周期が界磁コイル１ｂのインダクタンスの
時定数よりも長い場合には、実際に界磁コイル１ｂに流
れる界磁電流はそのインダクタンスの存在に起因して上
昇又は下降変化に追随遅れがある。しかし、この実際に
流れる界磁電流値が図中一点鎖線で示すように予測さ
れ、この予測界磁電流ｉｆｔｄと上記目標界磁電流ｉｆ
ｔとの偏差ｄｉｆｔｄにより目標界磁電流ｉｆｔが１次
進み補正されて、図中実線で示すように界磁コイル１ｂ
のインダクタンスの存在に起因する追随遅れを補償する
ような制御界磁電流ｉｆｃが設定され、この制御界磁電
流ｉｆｃとなるようにトランジスタＴｒ１がデューティ
制御されるので、オルタネータ１の界磁コイル１ｂに実
際に流れる界磁電流は図中破線で示す目標界磁電流ｉｆ
ｔと略等しくなり、界磁コイル１ｂのインダクタンスの
存在に起因するオルタネータ１の発電応答遅れによる界
磁電流の変化の追随遅れが補償される。その結果、オル
タネータ１では車載電気負荷のｏｎ又はｏｆｆ作動時で
あっても、発電々流は追随遅れなく素早く良好に変化す
るので、車載バッテリ３の端子電圧は目標電圧に良好に
制御されることになる。
１に示すように、例えば車載電気負荷のｏｎ作動及びｏ
ｆｆ作動に伴いオルタネータ１の目標発電々流ｉａ（図
１１では図示せず）は大小変更されるが、この発電々流
ｉａの変化に対応して目標界磁電流ｉｆｔを図中破線で
示すように変化させても、特にフィードバック制御のデ
ューティ更新周期が界磁コイル１ｂのインダクタンスの
時定数よりも長い場合には、実際に界磁コイル１ｂに流
れる界磁電流はそのインダクタンスの存在に起因して上
昇又は下降変化に追随遅れがある。しかし、この実際に
流れる界磁電流値が図中一点鎖線で示すように予測さ
れ、この予測界磁電流ｉｆｔｄと上記目標界磁電流ｉｆ
ｔとの偏差ｄｉｆｔｄにより目標界磁電流ｉｆｔが１次
進み補正されて、図中実線で示すように界磁コイル１ｂ
のインダクタンスの存在に起因する追随遅れを補償する
ような制御界磁電流ｉｆｃが設定され、この制御界磁電
流ｉｆｃとなるようにトランジスタＴｒ１がデューティ
制御されるので、オルタネータ１の界磁コイル１ｂに実
際に流れる界磁電流は図中破線で示す目標界磁電流ｉｆ
ｔと略等しくなり、界磁コイル１ｂのインダクタンスの
存在に起因するオルタネータ１の発電応答遅れによる界
磁電流の変化の追随遅れが補償される。その結果、オル
タネータ１では車載電気負荷のｏｎ又はｏｆｆ作動時で
あっても、発電々流は追随遅れなく素早く良好に変化す
るので、車載バッテリ３の端子電圧は目標電圧に良好に
制御されることになる。
【００２７】ここに、上記予測界磁電流ｉｆｔｄは１次
加重平均処理により演算されるので、実際に流れる界磁
電流値を精度良く予測できる。
加重平均処理により演算されるので、実際に流れる界磁
電流値を精度良く予測できる。
【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】積分制御ゲインマップを示す図である。
【図７】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８】オルタネータの発電々流及び回転数に対する目
標界磁電流特性を示す図である。
標界磁電流特性を示す図である。
【図９】１次進み感度係数テーブルを示す図である。
【図１０】オルタネータの制御界磁電流に対する制御デ
ューティ率特性を示す図である。
ューティ率特性を示す図である。
【図１１】作動説明図である。
【図１２】従来例を示す説明図である。
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 １３ 電圧検出手段 Ｔｒ１ トランジスタ ２５ 制御手段 ２６ 補正手段 ２７ 目標発電々流演算手段 ２８ 目標界磁電流演算手段 ２９ 予測界磁電流演算手段 ３０ １次進み補正手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 (56)参考文献 特開 平３−212200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−141198（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/14 - 7/24 H02P 9/00 - 9/48
Claims (2)
- 【請求項１】 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、 該電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧と目標
電圧との偏差に応じて上記オルタネータの界磁コイルに
流れる界磁電流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、 上記制御手段により制御される界磁電流の値を上記オル
タネータの発電応答遅れに応じて補正する補正手段を備
え、 上記補正手段は、 バッテリの電圧と目標電圧との偏差に応じてオルタネー
タの目標発電々流を演算する目標発電々流演算手段と、 該目標発電々流演算手段により演算された目標発電々流
及びオルタネータの回転数に基いてオルタネータの目標
界磁電流を演算する目標界磁電流演算手段と、 該目標界磁電流演算手段により演算された目標界磁電流
に基いて実際に流れると予測される予測界磁電流を演算
する予測界磁電流演算手段と、 上記目標界磁電流演算手段により演算される目標界磁電
流と予測界磁電流演算手段により演算される予測界磁電
流との差に応じて目標界磁電流に対して１次進み補正を
行う１次進み補正手段とから成る ことを特徴とするオル
タネータ制御装置。 - 【請求項２】 予測界磁電流演算手段は、目標界磁電流
を１次加重平均処理して予測界磁電流を得るものである
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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34350791A JP3262571B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | オルタネータ制御装置 |
| KR1019920025201A KR0125096B1 (ko) | 1991-12-15 | 1992-12-23 | 교류발전기 제어장치 |
| US07/996,818 US5637985A (en) | 1991-12-25 | 1992-12-28 | Alternator control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34350791A JP3262571B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | オルタネータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05176477A JPH05176477A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3262571B2 true JP3262571B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=18362050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34350791A Expired - Fee Related JP3262571B2 (ja) | 1991-12-15 | 1991-12-25 | オルタネータ制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3262571B2 (ja) |
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| FR2749991B1 (fr) * | 1996-06-14 | 1998-08-07 | Siemens Automotive Sa | Procede et dispositif de commande d'un alternateur de vehicule automobile |
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| JP3418673B2 (ja) * | 1998-02-12 | 2003-06-23 | 株式会社日立製作所 | 車両用充電発電機の制御装置 |
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| FR2941054B1 (fr) * | 2009-01-15 | 2013-03-08 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif et procede de controle statistique de l'utilisation d'une batterie d'un engin pourvu d'un alternateur , par action sur la tension de consigne de l'alternateur |
| FR2944658B1 (fr) * | 2009-04-17 | 2013-10-11 | Valeo Equip Electr Moteur | Procede de controle de la charge progressive d'un alternateur de vehicule automobile. |
| JP5014375B2 (ja) * | 2009-04-24 | 2012-08-29 | 三菱電機株式会社 | 車両用電源制御装置 |
| KR101256047B1 (ko) * | 2011-12-29 | 2013-04-18 | 전남대학교산학협력단 | 여자기의 전류 변화량을 피드 포워드 항으로 이용한 여자기 제어기 |
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| EP3703244B1 (en) * | 2019-02-26 | 2023-09-13 | Mahle International GmbH | Method of operating an electrical generator |
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| JPS6070936A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-22 | 株式会社デンソー | 車両充電発電機用制御装置 |
| JPS60106338A (ja) * | 1983-11-11 | 1985-06-11 | 株式会社デンソー | 車両充電発電機用制御装置 |
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-
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1992
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- 1992-12-28 US US07/996,818 patent/US5637985A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011204 |
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