JP3415168B2 - Alternator control device - Google Patents
Alternator control deviceInfo
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- JP3415168B2 JP3415168B2 JP34348291A JP34348291A JP3415168B2 JP 3415168 B2 JP3415168 B2 JP 3415168B2 JP 34348291 A JP34348291 A JP 34348291A JP 34348291 A JP34348291 A JP 34348291A JP 3415168 B2 JP3415168 B2 JP 3415168B2
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- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オルタネータの発電々
圧を制御してバッテリ電圧を目標電圧に制御するように
したオルタネータ制御装置の改良に関し、特にオルタネ
ータの過発電防止対策に関する。
【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、例えば特開平2−184300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が設定値未満の場
合には、オルタネータの界磁コイルに流す界磁電流を増
加させて発電々圧を上昇させ、車載バッテリへの充電量
を増大させる一方、バッテリ電圧が設定値を越える場合
には、界磁電流を減少させ、発電々圧を低下させて車載
バッテリの充電量を減少させることにより、バッテリ電
圧を目標電圧に制御し、更に、電気負荷の急な変動時で
あっても、界磁電流の変化を緩やかに制御して発電々圧
を徐々に変更することにより、オルタネータの発電々流
を徐々に変更して、駆動トルクの急変を防止し、エンジ
ン回転数の急変化を抑制して、特にアイドル回転数を安
定に維持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、上記従
来のオルタネータ制御装置では次の不具合がある。即
ち、上記のように界磁電流の変化を緩やかにする徐励制
御を行う場合に、図7に示すように、電気負荷が作動を
開始したON時には、オルタネータの発電々流は徐励制
御により徐々に上昇し、その後、図中破線で示す負荷要
求電流以上に増加してその徐励制御に伴う不足分を補っ
た後、次第に減少して負荷要求電流値に等しくなる。従
って、このような電気負荷の作動開始時等のオルタネー
タの発電々流の増大要求時にはバッテリ電圧を良好に制
御しつつ、駆動トルクの急変を抑制できるものの、逆に
電気負荷が作動を停止したOFF時には、同図に示すよ
うに発電々流は徐励制御により素早くは減少せず、破線
の負荷要求電流に対して大値となってオルタネータの過
発電状態となる。その結果、このような電気負荷の作動
の停止時等のオルタネータの発電々流の減少要求時に
は、駆動トルクの急変を抑制できるものの、過発電に起
因してバッテリの劣化や、過発電分の電流によりヒュー
ズが溶断する等の不具合が生じる。
【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、上記のようにオルタネータの界磁電
流を徐励制御する場合に、駆動トルクの急変を有効に抑
制しながら、オルタネータの発電々流の減少要求時での
過発電を有効に防止することにある。
【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、オルタネータの発電々流の減少要求時
と増大要求時とで、その発電々流の変化速度を変更する
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の電圧を検出するバッテリ電圧検出手段13と、該
バッテリ電圧検出手段13により検出された上記バッテ
リの電圧の目標電圧に対する偏差に応じて比例制御ゲイ
ンiap及び積分制御ゲインiaiを設定し、この比例
及び積分制御ゲインiap、iaiに基づいて上記オル
タネータ1の発電電流を制御することにより、上記バッ
テリ3の電圧を目標電圧に制御する制御手段25とを備
えたオルタネータ制御装置を前提として、上記オルタネ
ータ1の負荷の変化時に上記オルタネータ1の発電々流
を徐々に変化させるように上記比例制御ゲインiap及
び積分制御ゲインiaiを小値に設定する電流変更手段
26と、上記電流変更手段26により設定される比例制
御ゲインiap及び積分制御ゲインiaiについて、上
記バッテリ電圧が目標電圧に対して低くなっている偏差
の正値の領域と上記バッテリ電圧が目標電圧に対して高
くなっている負値の領域とにおいて上記比例制御ゲイン
iapの上記偏差の変化に対する変化割合を同一に設定
する一方、上記積分制御ゲインiaiの上記偏差の変化
に対する上記偏差の負値の領域での変化割合を上記偏差
の正値の領域での変化割合よりも大きく設定する変化速
度制御手段27とを備えたことを特徴とする。
【0007】
【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の負荷の増大変化時には、電流変更手段
26により比例制御ゲインiap及び積分制御ゲインi
aiが小値に設定されて、発電々流の増大変化速度が小
さく設定されると共に、バッテリ電圧が目標電圧に対し
て低くなってバッテリ電圧の目標電圧に対する偏差が正
値の領域に入って、その比例及び積分制御ゲインia
p、iaiの変化速度も変化速度制御手段27により共
に小さく設定されるので、エンジン負荷が徐々に増大し
て駆動トルクの急変が防止される。しかも、発電々流は
一旦は負荷要求電流を越えて上昇した後、減少してその
要求電流に等しくなるので、発電々流の不足分が補われ
て、バッテリの電圧は早期に目標電圧に制御される。
【0008】これに対し、電気負荷が作動を停止した
り、バッテリ電圧の目標値が例えばバッテリの液温の上
昇に伴い小値に変更設定された際等、オルタネータ1の
負荷が減少したときには、バッテリ電圧が目標電圧に対
して高くなってバッテリ電圧の目標電圧に対する偏差が
負値の領域に入って、積分制御ゲインiaiの変化割合
が上記偏差の正値の領域での変化割合よりも大きく設定
されるので、発電々流の減少変化速度が上記増大要求時
に比して大値に制御されて、発電々流が素早く減少し、
その結果、オルタネータ1の過発電が有効に抑制され
て、バッテリの劣化やヒューズの溶断等が効果的に防止
される。
【0009】しかも、オルタネータ1の発電電圧がほぼ
一定値の定常状態にある場合には、その発電電圧は微視
的に見るとリップル変動に伴い変動しているが、このリ
ップル変動に対して比例制御ゲインiapの変化割合を
上記偏差の負値の領域で正値の領域よりも大値に設定す
ると、発電電圧の低下制御が発電電圧の増加制御に対し
て過大となって、両制御のバランスが崩れ、ハンチング
が生じ易くなるものの、この比例制御ゲインiapの上
記偏差の負値の領域での変化割合が正値の領域と同一に
設定されるので、この定常状態での制御のハンチングが
生じ難くなる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載のオ
ルタネータ制御装置によれば、オルタネータの負荷変化
時にその発電々流を徐々に変化制御する場合に、積分制
御ゲインの変化割合を、バッテリ電圧が目標電圧に対し
て高くなっている偏差の負値の領域では正値の領域より
も大きく設定し、比例制御ゲインの変化割合を上記偏差
の正値の領域と負値の領域とで同一に設定したので、オ
ルタネータの定常状態での制御のハンチングを招くこと
なく、オルタネータ負荷の増大時でのショックの発生の
抑制及びアイドル回転数の安定化を確保しつつ、オルタ
ネータ負荷の減少時での過発電を抑制して、バッテリや
給電系統の信頼性の向上を図ることができる。
【0011】
【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。
【0012】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係さ
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とを有する。
【0013】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。
【0014】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とを有し、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を経て内部出力電圧信号Vt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V
sが入力されていて、該A/D端子10bにより車載バ
ッテリ3の端子電圧Vsを検出するバッテリ電圧検出手
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、PWM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10
eには車室内の運転席周りに配置した警告ランプ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。
【0015】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
を補正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。
【0016】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とオルタネータ
1の回転数としてのエンジン回転数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1
8により演算された目標界磁電流ifに対して界磁コイ
ル1bのインダクタンスに起因する界磁電流の変化遅れ
を補償する1次進み補正を下記式に基いて行って制御界
磁電流ifcを演算する制御界磁電流演算手段である。
【0017】
ifc=[ ift(i) −α・ift(i-1)]/ (1−α) (αは感度係数)
また、20は上記制御界磁電流演算手段19で演算され
た制御界磁電流ifcに応じた制御デューティ率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。
【0018】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信号を入力すると共に、ステップS2で吸気温度信号
を入力し、ステップS3で上記入力した吸気温度に基い
て車載バッテリ3の目標電圧Vreg を補正演算する。
【0019】その後、ステップS4で上記演算した車載
バッテリ3の目標電圧Vreg とバッテリ電圧Vsとの偏
差ΔV(Vreg −Vs) を計算し、ステップS5で該偏
差ΔVに応じて図5(a)及び(b)に各々示す制御ゲ
インテーブルから比例制御ゲインiap及び積分制御ゲ
インiaiを読出す。ここに、図5に示す制御ゲインテ
ーブルは、車載電気負荷5が作動を開始又は停止した際
や車載バッテリ3の目標電圧Vreg が吸気温度の変化に
伴い変更設定された際等、オルタネータ1の負荷の変化
時にオルタネータ1の発電々流が基本的に徐々に変化す
るように、各制御ゲインiap,iaiを予め小値に且
つその変化割合を小さく設定している。そして、図5
(a)の比例制御ゲインテーブルでは、電圧偏差ΔVが
正値の領域と負値の領域とで該偏差ΔVの変化に対する
比例制御ゲインiapの変化の割合は同一であるが、同
図(b)の積分制御ゲインテーブルでは、偏差ΔVの変
化に対する積分制御ゲインiaiの変化の割合は、正値
の領域の通常の変化割合に比して、電圧偏差ΔVが負値
の領域の方が大きい特性に設定されている。
【0020】その後は、ステップS6で上記2つの制御
ゲインiap,iaiに基いて目標発電々流iaを下記
式
ia=iap+∫iai dt
に基いて演算する。
【0021】続いて、ステップS7でオルタネータ1の
回転数としてエンジン回転数Neを入力し、ステップS
8でエンジン回転数Ne、上記発電々流iaに応じた界
磁電流iftを予め記憶する発電特性マップから読出
し、その後、ステップS9でオルタネータ1の界磁コイ
ル1bのインダクタンスの存在に起因する界磁電流の変
化遅れを補償するべく、上記読出した界磁電流iftに
1次進み補正を施して制御界磁電流ifcを演算し、こ
の制御界磁電流ifcに対応するトランジスタTr1の制
御デューティ率fdutyをステップS10で予め記憶する
テーブルから演算し、この制御デューティ率fdutyでも
ってトランジスタTr1をデューティ制御して、リターン
する。
【0022】尚、上記の目標発電々流ia、界磁電流i
ft、及び制御デューティ率fdutyの演算は、図6の制
御フローに示すように、車速Vspが極低速の設定車速
Voよりも高い場合、又はVsp≦Voのアイドル運転
時を含む低車速時であっても車両のヘッドランプの点灯
したON時には、発電々流の徐々の変化制御を禁止する
こととし、図5(b)に示す積分制御ゲインテーブルを
同図(a)の比例制御ゲインテーブルと同様に、電圧偏
差ΔVが正値の領域と負値の領域とで該偏差ΔVの変化
に対する積分制御ゲインiaiの変化割合を同一に設定
しており、界磁電流の徐励制御によってヘッドランプの
照度が低下することを防止している。
【0023】よって、上記図4の制御フローにおいて、
ステップS1〜S10により、制御ユニット10の入力
端子10bに入力された車載バッテリ3の端子電圧Vs
と吸気温度に応じて補正された目標電圧Vreg との偏差
ΔV(=Vreg −Vs)に応じて比例及び積分の各制御
ゲインiap,iaiを演算設定し、該各制御ゲインを
用いてオルタネータ1の界磁電流if及び制御界磁電流
ifcを演算して、オルタネータ1の発電々流をフィー
ドバック制御し、よって車載バッテリ3の端子電圧Vs
を上記目標電圧Vreg に制御するようにした制御手段2
5を構成している。
【0024】また、図5(a)及び(b)の各制御ゲイ
ンテーブルにて比例及び積分の各制御ゲインiap,i
aiが各々原則的に小値に設定されていることにより、
車載電気負荷5の作動の開始時や停止時又は車載バッテ
リ3の目標電圧Vreg の変更時等,オルタネータ1の負
荷の変化時に、オルタネータ1の目標発電々流iaを徐
々に変更して、オルタネータ1の実際発電々流を上記小
値の比例及び積分の各制御ゲインiap,iaiにより
徐々に変化させるようにした電流変更手段26を構成し
ている。
【0025】更に、図5(a)及び(b)の比例制御ゲ
インテーブル及び積分制御ゲインテーブルにより、同図
(a)の比例制御ゲインテーブルにおいて車載バッテリ
3の端子電圧Vsと目標電圧Vreg との電圧偏差ΔV
(=Vreg −Vs)の正値の領域と負値の領域の双方で
比例制御ゲインiapの変化割合が同一に設定されると
共に、同図(b)の積分制御ゲインテーブルにおいて、
バッテリ電圧Vsが目標電圧Vreg に対して高くなって
いる(Vs>Vreg )上記電圧偏差ΔV(=Vreg −V
s)の負値の領域で積分制御ゲインiaiの変化割合を
正値の領域に比して大値に設定して、上記電流変更手段
26で発電々流を徐々に変化させる方向が減少の方向の
ときには、上記積分制御ゲインiaiの大値(絶対値)
の設定により、発電々流を増大させる場合に比して、発
電々流の変化速度を早くするようにした変化速度制御手
段27を構成している。
【0026】したがって、本実施例においては、オルタ
ネータ1の発電々流iaのフィードバック制御におい
て、その積分制御ゲインiaiは、図5(b)に示すよ
うに、車載バッテリ3の端子電圧Vsが目標電圧Vreg
に対して低くなっている偏差ΔV(=Vreg −Vs)が
正値の場合には変化割合が小さく、車載バッテリ3の端
子電圧Vsが目標電圧Vreg に対して高くなっている偏
差ΔV(=Vreg −Vs)が負値の場合には変化割合が
大きい特性に設定されているので、車載電気負荷5の作
動の開始時や車載バッテリ3の目標電圧Vreg が高く変
更された場合等、オルタネータ1の負荷が増大した際に
は、偏差ΔVは正値で大になるものの、変化割合の小さ
い積分制御ゲインiaiでもってオルタネータ1の発電
々流iaが徐々に増大するので、エンジンの負荷の増大
が緩かになって、その駆動トルクの急変化が防止され、
ショックが有効に抑制される。
【0027】これに対し、車載電気負荷5の作動が停止
した時や、車載バッテリ3の目標電圧Vreg が吸気温度
(車載バッテリ3の液温)の上昇変化に伴い低く変更さ
れた場合等、オルタネータ1の負荷が減少した際には、
車載バッテリ3の端子電圧Vsが目標電圧Vreg に対し
て高くなって電圧偏差ΔV(=Vreg −Vs)は負値に
なり、この負値の領域で積分制御ゲインiaiの変化割
合が大きいので、オルタネータ1の発電々流iaは上記
負荷の増大時に比して素早く変化し、早期に減少するの
で、過発電状態とならず、車載バッテリ3の端子電圧V
sは早期に目標電圧Vreg に収束制御される。よって、
車載バッテリ3の劣化を抑制して、その信頼性の向上を
図ることができると共に、過発電による大電流でヒュー
ズが溶断することが防止できる。
【0028】しかも、オルタネータ1の発電電圧がほぼ
一定値の定常状態の場合であっても、その発電電圧は微
視的に見るとリップル変動に伴い変動しているが、比例
制御ゲインiapの変化割合は図5(a)に示すように
電圧偏差ΔVの正値の領域と負値の領域とで同一に設定
されていて、積分制御ゲインiaiのように負値の領域
で大値に設定されないので、発電電圧の低下制御とが増
加制御とのバランスが保持されて、この定常状態での制
御のハンチングを有効に防止することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alternator control device for controlling a generator voltage of an alternator to control a battery voltage to a target voltage, and more particularly to an alternator. Overpower generation prevention measures. 2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of alternator control device, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-184300, a vehicle-mounted battery charged by an alternator is provided, and the voltage of the vehicle-mounted battery is controlled. Is smaller than the set value, the field current flowing through the field coil of the alternator is increased to increase the power generation voltage, and the amount of charge to the vehicle battery is increased. Controls the battery voltage to the target voltage by reducing the field current, lowering the power generation pressure and reducing the charge amount of the vehicle-mounted battery, and further, even when the electric load is suddenly changed, By gradually controlling the change of the field current and gradually changing the power generation pressure, the power generation flow of the alternator is gradually changed to prevent a sudden change in the driving torque and prevent the engine rotation. There is known an arrangement in which a sudden change in the number of revolutions is suppressed, and in particular, the idling speed is stably maintained. However, the above-mentioned conventional alternator control device has the following disadvantages. That is, when performing the gradual excitation control to make the change of the field current gradual as described above, as shown in FIG. 7, when the electric load starts to operate, the power generation flow of the alternator is controlled by the gradual excitation control. The current gradually increases, and then increases beyond the load required current indicated by the broken line in the figure to compensate for the shortage caused by the gradual excitation control, and then gradually decreases to become equal to the load required current value. Therefore, at the time of such a request to increase the power generation flow of the alternator at the time of starting the operation of the electric load, etc., it is possible to suppress the sudden change of the driving torque while controlling the battery voltage satisfactorily. At times, as shown in the figure, the generated power flow does not decrease rapidly due to the gradual excitation control, but becomes a large value with respect to the load demand current indicated by the broken line, and the alternator is in an over-power generation state. As a result, when the alternator is required to reduce the generated current, such as when the operation of the electric load is stopped, a sudden change in the driving torque can be suppressed. This causes problems such as melting of the fuse. [0004] The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to control the field current of the alternator gradually as described above while effectively suppressing a sudden change in drive torque. An object of the present invention is to effectively prevent overpower generation at the time of a request for reduction of the power flow of the alternator. In order to achieve the above object, according to the present invention, the change rate of the alternator flow is changed between when the alternator requires a decrease and when the increase is required. Configuration. Specifically, as shown in FIG. 1, a specific solution of the present invention is an alternator 1, a battery 3 charged by the alternator 1, and a battery for detecting the voltage of the battery 3. A proportional control gain iap and an integral control gain iai are set according to a voltage detecting means 13 and a deviation of the battery voltage detected by the battery voltage detecting means 13 from a target voltage, and the proportional and integral control gains iap, iai are set. And a control means 25 for controlling the voltage of the battery 3 to a target voltage by controlling the generated current of the alternator 1 on the basis of the alternator 1 when the load of the alternator 1 changes. The proportional control gain iap and the integral control gain so as to gradually change a current changing means 26 for setting the ai to a small value, the proportional control gain iap and integral control gain iai set by the current changing means 26, a positive value of the deviation which the battery voltage is lower than the target voltage Area and the battery voltage above the target voltage
While the rate of change of the proportional control gain iap with respect to the change of the deviation is set to be the same in the region of the negative value that is becoming smaller, the range of the negative value of the deviation with respect to the change of the deviation of the integral control gain iai is set. And a change speed control means for setting the change ratio to be larger than the change ratio in the positive value region of the deviation. According to the above construction, according to the first aspect of the present invention,
When the load of the alternator 1 increases, the current control means 26 controls the proportional control gain iap and the integral control gain i.
ai is set to a small value, the increasing change rate of the power generation current is set to a small value, and the battery voltage is set to a target voltage.
And the deviation of the battery voltage from the target voltage enters a positive value area, and its proportional and integral control gain ia
Since both the changing speeds of p and iai are set to be small by the changing speed control means 27, the engine load is gradually increased, and a sudden change in the driving torque is prevented. Moreover, the power generation current once rises above the load required current, then decreases and becomes equal to the required current, so that the shortage of the power generation current is compensated, and the battery voltage is quickly controlled to the target voltage. Is done. On the other hand, when the load of the alternator 1 decreases, for example, when the electric load stops operating or when the target value of the battery voltage is changed to a small value, for example, as the battery temperature of the battery increases. Battery voltage is not
Then, the deviation of the battery voltage from the target voltage enters a negative value area, and the rate of change of the integral control gain iai is set to be larger than the rate of change of the deviation in the positive value area. The rate of decrease of the flow is controlled to a large value as compared with the above increase request, and the power generation flow is rapidly reduced,
As a result, over-power generation of the alternator 1 is effectively suppressed, and battery deterioration, fuse blowing, and the like are effectively prevented. Moreover, the voltage generated by the alternator 1 is substantially
When in a steady state with a constant value, the generated voltage is microscopic.
From the perspective of fluctuations due to ripple fluctuations,
Change ratio of proportional control gain iap with respect to ripple
Set the deviation to a larger value in the negative value area than in the positive value area.
In this case, the control for decreasing the generated voltage
Too large, the balance between the two controls is lost, and hunting
, But this proportional control gain iap
The rate of change in the negative value area is the same as the positive value area.
Hunting for control in this steady state
It is unlikely to occur. As described above, according to the alternator control device of the first aspect, when the load of the alternator is changed gradually, the rate of change of the integral control gain is reduced. When the battery voltage is
In the negative range of the deviation, which is higher than the positive range, the change rate of the proportional control gain was set to be the same in the positive range and the negative range of the deviation. Without causing hunting of the control in the steady state, the occurrence of shock when the alternator load is increased and the stabilization of the idling speed are ensured, and the overpower generation when the alternator load is reduced is suppressed. Thus, the reliability of the battery and the power supply system can be improved. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 shows an overall configuration diagram in which the present invention is applied to an alternator control device for a vehicle. In the figure, reference numeral 1 denotes an alternator which is composed of a separately-excited AC generator and is driven and linked to the output shaft of the engine. The alternator 1 includes a three-phase armature coil 1a and nine rectifying diodes D1 to D1. D9
And a field coil 1b. Reference numeral 2 denotes a controller for controlling the flow of power generated by the alternator 1, reference numeral 3 denotes a vehicle-mounted battery which is charged from the alternator 1 via a power supply harness 4, and reference numeral 5 denotes an ignition key 6 for the vehicle. This is a vehicle-mounted electric load such as a power window or a rear heat wire connected via the power window. The controller 2 includes a control transistor Tr1 for duty-controlling the energization of the field coil 1b of the alternator 1, and a control unit 10 having a CPU therein. / D
Terminal 10a has rectifier diodes D7-
While the internal output voltage signal Vt is input via D9,
The terminal voltage V of the vehicle-mounted battery 3 is applied to the other A / D terminal 10b.
s is input, and constitutes a battery voltage detecting means 13 for detecting the terminal voltage Vs of the vehicle-mounted battery 3 by the A / D terminal 10b. An intake air temperature signal of an intake air temperature sensor 11 for detecting an intake air temperature of the engine is input to another A / D terminal 10c, and a base of the control transistor Tr1 is connected to a PWM terminal 10d.
e is connected to the base of a transistor Tr2 for controlling lighting of a warning lamp 12 arranged around the driver's seat in the vehicle cabin. Next, the power generation control of the alternator 1 by the controller 2 will be described with reference to the block diagram of FIG. In the drawing, reference numeral 15 estimates the temperature of the electrolyte of the vehicle-mounted battery 3 based on the intake air temperature signal of the intake air temperature sensor 11, and the target voltage Vreg of the vehicle-mounted battery 3 based on the estimated temperature.
Is a subtractor for subtracting the terminal voltage Vs of the vehicle-mounted battery 3 from the target voltage Vreg of the target voltage setting means 15. Reference numeral 17 denotes target generator current setting means for setting the target generator current of the alternator 1 by proportional-integral control. The voltage deviation ΔV (= Vreg−Vs) obtained by the subtracter 16 and the proportional constant Kp
The target power generation flow ia is calculated and set from the following equation ia = Kp 下 記 ΔV + = Ki ・ ΔVdt based on the integration constant ki. Further, 18 receives the target power generation flow ia set by the target power generation flow setting means 17 and an engine speed Ne signal as the rotation speed of the alternator 1,
A target field current calculating means for calculating a target field current ift corresponding to the engine speed Ne and the target power generation flow ia from a map stored in advance;
8 is performed based on the following formula to perform a first-order advance correction for compensating for a delay in a change in the field current caused by the inductance of the field coil 1b with respect to the target field current if calculated in step 8; Control field current calculating means. Ifc = [ift (i) −α · ift (i−1)] / (1−α) (α is a sensitivity coefficient) Further, reference numeral 20 denotes a control field calculated by the control field current calculation means 19. Control duty ratio fduty according to magnetic current ifc
And outputs the control duty ratio fduty to the base of the transistor tr1. In the figure, reference numeral 21 denotes an idle speed electric load correcting means for correcting the idle speed of the engine when the on-vehicle electric load 5 is operated, based on the target power flow ia set by the target power flow setting means 17. . Next, the power generation control of the alternator 1 by the controller 2 will be described with reference to the control flow of FIG. After starting, in step S1, the battery voltage V
In addition to inputting the s signal, an intake air temperature signal is input in step S2, and a target voltage Vreg of the vehicle-mounted battery 3 is corrected and calculated based on the input intake air temperature in step S3. Then, in step S4, a deviation ΔV (Vreg−Vs) between the target voltage Vreg of the on-vehicle battery 3 and the battery voltage Vs calculated above is calculated. In step S5, according to the deviation ΔV, FIG. The proportional control gain iap and the integral control gain iai are read from the control gain tables shown in (b). Here, the control gain table shown in FIG. 5 indicates the load of the alternator 1 when the on-vehicle electric load 5 starts or stops operating, or when the target voltage Vreg of the on-vehicle battery 3 is changed and set according to a change in the intake air temperature. The control gains iap and iai are set to small values and the rate of change in advance so that the power generation flow of the alternator 1 basically gradually changes when the change occurs. And FIG.
In the proportional control gain table of (a), the ratio of the change of the proportional control gain iap to the change of the difference ΔV is the same in the region where the voltage deviation ΔV is positive and in the region where the voltage deviation ΔV is negative, but FIG. In the integral control gain table, the rate of change of the integral control gain iai with respect to the change of the deviation ΔV has a characteristic that the voltage deviation ΔV is larger in the negative value region than in the normal value in the positive value region. Is set. Thereafter, in step S6, a target power generation flow ia is calculated based on the following two control gains iap and iai based on the following equation: ia = iap + ∫iaidt. Subsequently, at step S7, the engine speed Ne is input as the speed of the alternator 1, and at step S7
At 8, the engine speed Ne and the field current if corresponding to the generated power flow ia are read out from a power generation characteristic map stored in advance, and then, at step S 9, the field caused by the presence of the inductance of the field coil 1 b of the alternator 1. In order to compensate for the current change delay, the read field current ift is subjected to first-order advance correction to calculate the control field current ifc, and the control duty ratio fduty of the transistor Tr1 corresponding to the control field current ifc is calculated. In step S10, a calculation is performed from a table stored in advance, the duty ratio of the transistor Tr1 is controlled using the control duty ratio fduty, and the process returns. It should be noted that the target power generation current ia and the field current i
As shown in the control flow of FIG. 6, the calculation of ft and the control duty ratio fduty are performed when the vehicle speed Vsp is higher than the set vehicle speed Vo at an extremely low speed, or at a low vehicle speed including idle operation when Vsp ≦ Vo. However, when the headlamp of the vehicle is turned on, the gradual change control of the power generation flow is prohibited, and the integral control gain table shown in FIG. 5B is the same as the proportional control gain table shown in FIG. The rate of change of the integral control gain iai with respect to the change of the deviation ΔV is set to be the same in the region where the voltage deviation ΔV is a positive value and in the region where the voltage deviation ΔV is a negative value. Is prevented from decreasing. Therefore, in the control flow of FIG.
By the steps S1 to S10, the terminal voltage Vs of the vehicle-mounted battery 3 input to the input terminal 10b of the control unit 10
And the control gains iap and iai for the proportional and integral operations are calculated and set according to the deviation ΔV (= Vreg−Vs) between the target voltage Vreg and the target voltage Vreg corrected according to the intake air temperature. By calculating the field current if and the control field current ifc, feedback control of the generated current of the alternator 1 is performed, so that the terminal voltage Vs of the vehicle-mounted battery 3 is obtained.
Means 2 for controlling the voltage to the target voltage Vreg.
5. Further, in the respective control gain tables of FIGS. 5A and 5B, each of the proportional and integral control gains iap, i
ai is set to a small value in principle,
When the load on the alternator 1 changes, such as when the operation of the on-vehicle electric load 5 starts or stops, or when the target voltage Vreg of the on-vehicle battery 3 changes, the target power generation flow ia of the alternator 1 is gradually reduced.
The current changing means 26 is configured to change the actual power generation flow of the alternator 1 gradually by the control gains iap and iai of the small value proportional and integral. Further, according to the proportional control gain table and the integral control gain table of FIGS. 5A and 5B, the terminal voltage Vs of the vehicle-mounted battery 3 and the target voltage Vreg in the proportional control gain table of FIG. Voltage deviation ΔV
With rate of change of the proportional control gain iap both positive value of the region and the region of negative values (= Vreg -Vs) is set to the same, the integral control gain table in Fig. (B),
The battery voltage Vs becomes higher than the target voltage Vreg.
(Vs> Vreg) The above voltage deviation ΔV (= Vreg−V
s) In the negative value region, the rate of change of the integral control gain iai is set to a large value as compared with the positive value region, and the direction in which the power generation current is gradually changed by the current changing means 26 is a decreasing direction. In the case of, the large value (absolute value) of the integral control gain iai
The change speed control means 27 is configured such that the change speed of the power generation flow is increased as compared with the case where the power generation flow is increased by setting. [0026] Thus, in this embodiment, in the feedback control of the power s flow ia of the alternator 1, the integral control gain iai, as shown in FIG. 5 (b), the terminal voltage Vs of the battery 3 is the target voltage Vreg
Deviation is lower with respect to ΔV (= Vreg -Vs) is small rate of change in the case of positive end of the battery 3
Deviation of the slave voltage Vs with respect to the target voltage Vreg.
When the difference ΔV (= Vreg−Vs) is a negative value, the change rate is set to a large characteristic, and therefore, when the operation of the on-vehicle electric load 5 starts, or when the target voltage Vreg of the on-vehicle battery 3 is changed to a high value. For example, when the load on the alternator 1 increases, the deviation ΔV increases as a positive value, but the power generation flow ia of the alternator 1 gradually increases with the integral control gain iai having a small change rate. The increase in the load is moderated, and a sudden change in the driving torque is prevented.
Shock is effectively suppressed. On the other hand, when the operation of the on-vehicle electric load 5 is stopped, or when the target voltage Vreg of the on-vehicle battery 3 is changed to a low value in accordance with a rise in the intake air temperature (liquid temperature of the on-vehicle battery 3), the alternator is used. When the load of 1 decreases,
The terminal voltage Vs of the vehicle-mounted battery 3 is higher than the target voltage Vreg.
And the voltage deviation ΔV (= Vreg−Vs ) becomes a negative value, and the rate of change of the integral control gain iai is large in this negative value range. Changes quickly and decreases early, so that over-power generation does not occur and the terminal voltage V
s is quickly converged to the target voltage Vreg. Therefore,
Deterioration of the in-vehicle battery 3 can be suppressed to improve its reliability, and the fuse can be prevented from being blown by a large current due to over-power generation. In addition, even in the case where the generated voltage of the alternator 1 is in a steady state with a substantially constant value, the generated voltage fluctuates microscopically due to ripple fluctuation, but the change in the proportional control gain iap As shown in FIG. 5A, the ratio is set to be the same in the positive value region and the negative value region of the voltage deviation ΔV, and is not set to a large value in the negative value region like the integral control gain iai. Therefore, the balance between the control for decreasing the generation voltage and the control for increasing the generation voltage is maintained, and hunting of the control in the steady state can be effectively prevented.
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【図4】同発電々流制御を示すフローチャート図であ
る。
【図5】比例及び積分の各制御ゲインテーブルを示す図
である。
【図6】他の発電々流制御を示すフローチャート図であ
る。
【図7】界磁電流の徐励制御時での発電々流の変化の様
子の説明図である。
【符号の説明】
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
10b 入力端子
13 バッテリ電圧検出手段
Tr1 トランジスタ
25 制御手段
26 電流変更手段
27 変化速度制御手段BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the invention described in claim 1. FIG. 2 is an electric circuit diagram showing the entire configuration of the alternator control device. FIG. 3 is a block diagram showing power generation flow control of the alternator. FIG. 4 is a flowchart showing the power generation flow control. FIG. 5 is a diagram showing respective control gain tables for proportional and integral. FIG. 6 is a flowchart showing another power generation control. FIG. 7 is an explanatory diagram of a state of a change in power generation current during a gradual excitation control of a field current. [Description of Signs] 1 Alternator 1b Field coil 2 Controller 3 In-vehicle battery 10b Input terminal 13 Battery voltage detecting means Tr1 Transistor 25 Control means 26 Current changing means 27 Changing speed control means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高羽 徹郎 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2−184300(JP,A) 特開 昭59−8008(JP,A) 特開 平4−133700(JP,A) 特開 平1−308135(JP,A) 制御工学ハンドブック編集委員会編 「制御工学ハンドブック」(昭44−4− 1)朝倉書店 p.639 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 9/30 H02J 7/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuro Takaba 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Inside Mazda Co., Ltd. (56) References JP-A-2-184300 (JP, A) JP-A Sho 59 -8008 (JP, A) JP-A-4-133700 (JP, A) JP-A-1-308135 (JP, A) Control Engineering Handbook Editing Committee "Control Engineering Handbook" (Showa 44-4-1) Asakura Bookstore p. 639 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 9/30 H02J 7/16
Claims (1)
の電圧の目標電圧に対する偏差に応じて比例制御ゲイン
及び積分制御ゲインを設定し、この比例及び積分制御ゲ
インに基づいて上記オルタネータの発電電流を制御する
ことにより、上記バッテリの電圧を目標電圧に制御する
制御手段とを備えたオルタネータ制御装置において、 上記オルタネータの負荷の変化時に上記オルタネータの
発電々流を徐々に変化させるように上記比例制御ゲイン
及び積分制御ゲインを小値に設定する電流変更手段と、 上記電流変更手段により設定される比例制御ゲイン及び
積分制御ゲインについて、上記バッテリ電圧が目標電圧
に対して低くなっている偏差の正値の領域と上記バッテ
リ電圧が目標電圧に対して高くなっている負値の領域と
において上記比例制御ゲインの上記偏差の変化に対する
変化割合を同一に設定する一方、上記積分制御ゲインの
上記偏差の変化に対する上記偏差の負値の領域での変化
割合を上記偏差の正値の領域での変化割合よりも大きく
設定する変化速度制御手段とを備えたことを特徴とする
オルタネータ制御装置。(57) [Claim 1] An alternator, a battery charged by the alternator, battery voltage detecting means for detecting a voltage of the battery, and the battery detected by the battery voltage detecting means The voltage of the battery is controlled to the target voltage by setting the proportional control gain and the integral control gain in accordance with the deviation of the voltage of the battery from the target voltage, and controlling the generated current of the alternator based on the proportional and integral control gains. An alternator control device comprising: a current changing means for setting the proportional control gain and the integral control gain to small values so as to gradually change the power generation flow of the alternator when the load of the alternator changes. The proportional control gain and the integral control gain set by the current changing means. The battery voltage is the target voltage
Region and the positive value of the deviation which is lower than the battery
In the negative value region where the re-voltage is higher than the target voltage, the change rate of the proportional control gain with respect to the change of the deviation is set to be the same, while the integral control gain has the same change ratio with respect to the change of the deviation. An alternator control device comprising: a change speed control means for setting a change rate in a negative value area to be larger than a change rate in a positive value area of the deviation.
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