DE102008047444B4

DE102008047444B4 - Systemsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102008047444B4
Application number: DE102008047444.4A
Authority: DE
Inventors: Noboru Miyamoto; Koichi Ushijima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-12-11
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2028-09-17
Also published as: US7899563B2; JP5050825B2; DE102008047444A1; JP2009148003A; US20090149970A1

Abstract

Systemsteuervorrichtung, die umfasst: eine Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Mittel zum Erfassen eines tatsächlichen Steuerwerts der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Abweichungsberechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und einem Zielsteuerwert; ein Integraltermberechnungsmittel zum Berechnen eines in einem Steuerbefehlswert enthaltenen Integralterms; ein Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts, der der nächste Steuerbefehlswert ist, aus dem unmittelbar vorhergehenden Integralterm und aus der Abweichung; ein erstes Rückkopplungsregelungsmittel (30) zum Ausüben einer Rückkopplungsregelung über die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) in Übereinstimmung mit dem ersten Steuerbefehlswert; ein Schutzsteuermittel (11) zum Bereitstellen einer Schutzsteuerung durch vorübergehendes Abschalten der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) oder durch Ausüben einer Steuerung auf einem Ausgangspegel, der niedriger als der Zielsteuerwert ist, während ermöglicht wird, dass das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts während einer Zeitdauer, während der das erste Rückkopplungsregelungsmittel (30) die Regelung ausübt, Berechnungen ausführt; ein Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel zum Verringern des Steuerbefehlswerts; ein Abschlusszeiterfassungsmittel zum Erfassen der Informationen über die Abschlusszeit für die Schutzsteuerung; und ein Abschlusssteuermittel, das einen Steuerbefehlswert, der durch das Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel kleiner gemacht wird als der durch das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts für die erste Zeit nach der Abschlusszeit berechnete erste Steuerbefehlswert, als den Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit und anstelle des ersten Steuerbefehlswerts verwendet, ...

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Systemsteuervorrichtungen mit einer Selbstschutzfunktion und insbesondere eine Systemsteuervorrichtung, die einen gesteuerten Zustand ununterbrochen aufrechterhalten kann.
Im Allgemeinen stellt eine Systemsteuervorrichtung, die einen Leistungshalbleiter oder dergleichen enthält, eine Rückkopplungsregelung bereit. Wenn im Folgenden auf eine ”Steuervorrichtung” [control device] Bezug genommen wird, kann diese daher fallweise auch eine Regelvorrichtung umfassen, ebenso wie ”Steuern” und entsprechende Ableitungen und Zusammensetzungen fallweise auch ”Regeln” und entsprechende Ableitungen und Zusammensetzungen umfassen können. Insbesondere übt eine solche Systemsteuervorrichtung eine Steuerung in Übereinstimmung mit einem Steuerbefehlswert aus, der so definiert wird, dass die Abweichung zwischen einem tatsächlichen Steuerwert und einem Zielsteuerwert, der durch die Systemsteuervorrichtung erreicht werden soll, verringert wird. Der Steuerbefehlswert, der für die Rückkopplungsregelung bestimmt werden muss, enthält im Allgemeinen einen Integralterm. Eine Aufwärtswandlervorrichtung und eine elektrische Servolenkungsvorrichtung als eine Systemsteuervorrichtung, die eine Rückkopplungsregelung bereitstellen, sind z. B. in JP-A-2006-62515 offenbart.
Ferner enthält die Systemsteuervorrichtung im Allgemeinen eine Selbstschutzfunktion für ihren Selbstschutz z. B. vor Kurzschluss, Temperaturextremwerten und hoher Spannung. Die Selbstschutzfunktion wird dadurch ausgeübt, dass durch vorübergehendes Anhalten einer Steueroperation oder durch Bereitstellen einer Steuerung mit einem Ausgangspegel, der niedriger als ein Zielsteuerwert ist, eine Selbstschutzsteuerung bereitgestellt wird. Hinsichtlich der in JP-A-2006-62515 offenbarten Aufwärtswandlervorrichtung und elektrischen Servolenkungsvorrichtung ist als die Selbstschutzfunktion eine Soft-Start-Konfiguration zum Sperren eines Überschwingens der Ausgangsspannung zu Beginn der Steuerung beschrieben. EP 1 445 852 A2 beschreibt ein Stromregelverfahren, das insbesondere zur aktiven Filterung und/oder zur Leistungsfaktor-Vorregelung geeignet ist. Dabei wird ein an sich bekannter Aufwärtswandler mit einem taktweise ansteuerbaren Schaltglied verwendet, das ein- und ausschaltbar ist. Im Rahmen des Stromregelverfahrens wird der Eingangsstrom des Aufwärtswandlers seiner Eingangsspannung mittels des getakteten Schaltglieds und eines diesem vorgelagerten Soll-/Istwertvergleichs nachgeführt, Dabei wird eine Regeldifferenz aus einer Führungsgröße und einem Istwert für den Eingangsstrom des Aufwärtswandlers gebildet.
EP 0 973 244 A2 beschreibt ein Koppelfeld und ein Verfahren zur Verringerung der gesamten harmonischen Verzerrung (THD) des Eingangsstroms für einen Aufwärtswandler.
DE 103 56 468 A1 offenbart eine Umrichtvorrichtung mit einer Leistungsschaltvorrichtung, einem Spannungsfühler, einem Stromfühler und einer Bauelementsteuerschaltung. Die Bauelementsteuerschaltung umfasst eine Treibschaltung und eine Korrekturschaltung. Die Korrekturschaltung überwacht einen Schaltverlust und eine Stoßspannung der Leistungsschaltvorrichtung und korrigiert das Ausgangssignal der Treibschaltung in Abhängigkeit von den Werten des Schaltverlusts und der Stoßspannung.
EP 1 630 936 A2 beschreibt einen Booster mit einem Aufwärtswandler und einem Mikrocomputer. Der Mikrocomputer steuert die Ausgangsspannung des Aufwärtswandlers basiert auf einer Abweichung der Ausgangsspannung und einer Zielspannung. Der Mikrocomputer bestimmt, ob der Booster sich im Anfangszustand befindet. In diesen Fall korrigiert der Mikrocomputer die Zielspannung, so dass sie ausgehend vom Wert der Versorgungsspannung in einer bestimmten Zeitdauer allmählich steigt.
Eine Systemsteuervorrichtung, die eine Selbstschutzfunktion enthält und eine Rückkopplungsregelung bereitstellt, kann in Übereinstimmung mit einem Zielsteuerwert oder mit einem Steuerwert in der Nähe des Zielsteuerwerts arbeiten. Ferner kann sich eine solche Systemsteuervorrichtung dadurch, dass sie die Selbstschutzfunktion ausübt, um sich anzuhalten oder mit einem niedrigen Ausgangspegel zu arbeiten, vor einem nachteiligen Einfluss schützen. Allerdings gibt es bei einer Systemsteuervorrichtung, die sowohl Rückkopplungsregelungs- als auch Selbstschutzfunktionen enthält, das folgende Problem. Genauer gibt es während einer Selbstschutzzeitdauer eine starke Diskrepanz zwischen einem Zielsteuerwert und einem tatsächlichen Steuerwert. Somit hat der Integralterm als Ziel der Rückkopplung einen unangemessenen Wert. Falls der Integralterm während der Selbstschutzzeitdauer übermäßig ist, wird der Steuerbefehlswert in Übereinstimmung mit dem übermäßigen Integralterm berechnet, wenn ein Selbstschutzprozess abgeschlossen wird, um die Steuerung wieder in Übereinstimmung mit dem Zielsteuerwert auszuüben. Folglich wird die Rückkopplungsregelung unter Verwendung eines unangemessenen Steuerbefehlswerts ausgeübt, der größer als der zum Erreichen des Zielsteuerwerts erforderliche Steuerbefehlswert ist. Dies führt zu einem Problem wie etwa einem Überschwingen, in dem die Spannung oder der Strom übermäßig ist.
Die Erfindung soll das Problem lösen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Systemsteuervorrichtung zu schaffen, die ein Überschwingen des Steuerwerts, wenn sie die Steuerung in Übereinstimmung mit einem Zielsteuerwert nach Abschließen ihres Selbstschutzprozesses wieder aufnimmt, verhindern kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Systemsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4 und 7. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
1 einen Blockschaltplan der Konfiguration der ersten Ausführungsform;
2 den Zielspannungswert und typische Änderungen des tatsächlichen Spannungswerts;
3 einen Ablaufplan eines Verfahrens, das in der ersten Ausführungsform zum Berechnen des Integralterms verwendet wird;
4 ein Vergleichsbeispiel für die erste Ausführungsform, das Änderungen der tatsächlichen Spannung, der Zielspannung und des Rückkopplungsbetrags angibt;
5 Signalformen der tatsächlichen Spannung und der Zielspannung und den Rückkopplungsbetrag;
6 einen Ablaufplan einer Integralterm-Einstellroutine gemäß der zweiten Ausführungsform;
7 zeitliche Änderungen des tatsächlichen Werts in Bezug auf den Zielwert;
8 einen Ablaufplan einer Integralterm-Einstellroutine, die durch den Abschnitt zum Berechnen des Integralterms nach der Steuerung ausgeführt wird;
9 den tatsächlichen Steuerwert, den Anfangszielsteuerwert und den umgesetzten Zielsteuerwert;
10 einen Ablaufplan einer Routine, die ausgeführt wird, um den umgesetzten Zielsteuerwert einzustellen; und
11 die zeitliche Änderung der Funktion f(tco).
Erste Ausführungsform
Es wird nun eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die erste Ausführungsform bezieht sich auf eine Systemsteuervorrichtung, die ein Überschwingen des Steuerwerts verhindert, wenn die Steuerung nach einem vorübergehenden Halt wieder aufgenommen wird. 1 ist ein Blockschaltplan der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform. Die Systemsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ein System 24 höherer Ordnung und ein System 22 niedrigerer Ordnung. In der vorliegenden Ausführungsform ist das System 22 niedrigerer Ordnung ein Aufwärtswandlersystem. Zunächst wird die Konfiguration des Systems 22 niedrigerer Ordnung beschrieben. Das System 22 niedrigerer Ordnung enthält eine Batterie 16. In 1 ist ein Spannungssensorwert für die Batterie 16 als VBAT bezeichnet. Nach der Batterie 16 ist ein Primärglättungskondensator 14 angeordnet. Der Primärglättungskondensator 14 ist zu einer Schaltung parallelgeschaltet. Der Primärglättungskondensator 14 glättet ein Signal. Nach dem Primärglättungskondensator 14 ist eine Drosselspule 12 angeordnet, die zu der Schaltung in Reihe geschaltet ist.
Nach der Drosselspule 12 ist eine Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 angeordnet. Die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 steuert einen Aufwärtswandlungsprozess, der von dem System 22 niedrigerer Ordnung ausgeführt wird. Die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 empfängt von dem später beschriebenen System 24 höherer Ordnung einen Steuerbefehlswert und stellt in Übereinstimmung mit dem empfangenen Steuerbefehlswert eine Aufwärtswandlung bereit. Die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 enthält eine Diode 17 zur Gleichrichtung. Außerdem enthält die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 eine Leistungsvorrichtung (IGBT) 13, die in Übereinstimmung mit dem oben erwähnten Steuerbefehlswert durch ein PWM-Signal gesteuert wird. Außerdem enthält die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 eine Selbstschutzfunktion, die ihren Betrieb für eine vorgegebene Zeitdauer anhält, wenn das System 22 niedrigerer Ordnung z. B. wegen eines Überstroms oder anliegender Wärme überlastet ist. Die oben erwähnte Selbstschutzfunktion wird durch einen in der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 enthaltenen Selbstschutzsteuerabschnitt 11 ausgeübt. Ferner enthält die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 einen Selbstwiederherstellungs-Steuerabschnitt 19, der wieder eine Aufwärtswandlung (Aufwärtswandlungssteuerung) in Übereinstimmung mit dem Steuerbefehlswert bereitstellt, nachdem der Betrieb der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 durch den Selbstschutzsteuerabschnitt 11 für die vorgegebene Zeitdauer angehalten worden ist.
Darüber hinaus enthält die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt 21, der das System 24 höherer Ordnung benachrichtigt, dass durch den Selbstschutzsteuerabschnitt 11 ein Selbstschutz bereitgestellt wird. Das Selbstschutzbenachrichtigungssystem 21 verwendet z. B. ein Hoch/Tief-Signal, um während einer Selbstschutzzeitdauer mitzuteilen, dass die Selbstschutzsteuerung ausgeübt wird.
Nach der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 ist ein Sekundärglättungskondensator 18 angeordnet, der zu der Schaltung parallelgeschaltet ist. Nach dem Sekundärglättungskondensator 18 ist eine Last 20 angeschlossen. Als die Last 20 kann z. B. ein Motor verwendet werden. Die Last 20 ist mit einem Sensor versehen, der einen aufwärts gewandelten Spannungssensorwert VH erfasst. Die Differenz (Abweichung) zwischen dem Wert VH und einem Zielspannungswert TVH ist ΔVH.
Das System 24 höherer Ordnung enthält ein Steuersystem 26 höherer Ordnung. Das Steuersystem 26 höherer Ordnung berechnet hauptsächlich den dem System 22 niedrigerer Ordnung zuzuführenden Steuerbefehlswert und sendet den berechneten Steuerbefehlswert an das System 22 niedrigerer Ordnung. Das Steuersystem 26 höherer Ordnung enthält einen Vorwärtskopplungsberechnungsabschnitt 28, einen Rückkopplungsberechnungsabschnitt 30, einen Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung und einen Zielspannungswert-Berechnungsabschnitt. Der Vorwärtskopplungsberechnungsabschnitt 28 liest den oben erwähnten Spannungssensorwert VBAT für die Batterie 16 und den aufwärts umgesetzten Spannungssensorwert VH. Der Vorwärtskopplungsberechnungsabschnitt 28 berechnet aus den Werten VBAT und VH den Vorwärtskopplungsterm des an die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 zu sendenden Steuerungsbefehlswerts.
Der Rückkopplungsberechnungsabschnitt 30 erfasst den aufwärts gewandelten Spannungssensorwert VH, der eine durch das System 22 niedrigerer Ordnung aufwärts gewandelte tatsächliche Spannung darstellt. Dies ist in 1 durch einen doppelt gerichteten Pfeil 23 angegeben. Nachfolgend berechnet ein (nicht gezeigter) Abweichungsberechnungsabschnitt die Abweichung ΔVH zwischen der tatsächlichen aufwärts gewandelten Spannung und der Zielspannung. Zum Berechnen eines Rückkopplungsterms in Übereinstimmung mit dem Wert ΔVH wird die folgende Gleichung 1 verwendet: Rückkopplungssteuerwert = Kp·ΔVH + Ki·ΣΔVH (1) wobei Kp eine Proportionalitätskonstante ist und Ki eine Integrationskonstante ist. Der erste Term (Kp·ΔVH) aus Gleichung 1 wird als ein Proportionalterm bezeichnet. Der zweite Term (Ki·ΣΔVH) wird als ein Integralterm bezeichnet. Wie oben beschrieben wurde, ist der Rückkopplungsterm gemäß der vorliegenden Ausführungsform als die Summe des Proportionalterms und des Integralterms gegeben. Die Summe des Rückkopplungsterms und des Vorwärtskopplungsterms wird daraufhin als ein Steuerbefehlswert an das System 22 niedrigerer Ordnung gesendet.
Anhand von 2 wird nun die durch die vorliegende Ausführungsform bereitgestellte Rückkopplungsregelung beschrieben. Die horizontale Achse bezeichnet in 2 die Zeit. Für Erläuterungszwecke wird angenommen, dass der Zielspannungswert konstant ist. Eine graphische Darstellung in 2 zeigt den Zielspannungswert und typische Änderungen des tatsächlichen Spannungswerts. Ein Balkendiagramm unter der graphischen Darstellung gibt den Rückkopplungsterm (Rückkopplungsbetrag) in Bezug auf eine bestimmte Stelle in der graphischen Darstellung an. Wie aus 2 offensichtlich ist, ist der Wert des Rückkopplungsterms groß, wenn es zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und dem Zielspannungswert eine große Diskrepanz gibt (siehe die linke Seite aus 2). Der Grund dafür ist, dass der gegenwärtig verwendete Steuerbefehlswert veranlasst, dass der tatsächliche Steuerwert beträchtlich kleiner als der Zielsteuerwert ist und dass ein größerer Steuerbefehlswert gesendet wird, um die Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und dem Zielsteuerwert zu verringern. In einem Gebiet (siehe die rechte Seite von 2), in dem es zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und dem Zielsteuerwert eine kleine Diskrepanz gibt, ist der Wert des Rückkopplungsterms klein, da der gegenwärtig verwendete Steuerbefehlswert im Wesentlichen derselbe wie der Zielsteuerwert ist.
Wie zuvor beschrieben wurde, enthält der Rückkopplungsterm den Proportionalterm, der die vorübergehende Abweichung zwischen dem tatsächlichen Spannungswert und dem Zielspannungswert korrigiert, und den Integralterm, der die stationäre Abweichung zwischen dem tatsächlichen Spannungswert und dem Zielspannungswert korrigiert. Wenn es zwischen dem Zielspannungswert und dem tatsächlichen Spannungswert eine große Abweichung gibt, ist der Rückkopplungsterm hauptsächlich durch den Proportionalterm bestimmt (überwiegt der Proportionalterm gegenüber dem Integralterm), da der Proportionalterm und der Integralterm wie oben beschrieben sind. Wenn es andererseits zwischen dem Zielspannungswert und dem tatsächlichen Spannungswert eine kleine Abweichung gibt, ist der Rückkopplungsterm hauptsächlich durch den Integralterm bestimmt (überwiegt der Integralterm gegenüber dem Proportionalterm). Wie oben beschrieben wurde, übt die vorliegende Ausführungsform eine Vorwärtskopplungssteuerung und eine Rückkopplungsregelung aus, um den Steuerbefehlswert so zu bestimmen, dass sichergestellt wird, dass der tatsächliche Spannungswert mit dem wie in 2 angegebenen Zielspannungswert übereinstimmt.
Es wird nun der Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung beschrieben. Der Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung empfängt eine Benachrichtigung, dass für die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 ein Selbstschutz bereitgestellt wird. Mit dem Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung ist eine Speichervorrichtung 33 verbunden. Die Speichervorrichtung 33 speichert einen Integralterm, der vor Beginn des Selbstschutzes vorherrschte (dieser Integralterm wird im Folgenden als der Integralterm vor dem Start bezeichnet) (Einzelheiten folgen später). Der Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung erzeugt einen ersten Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes. Der Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung verwendet den Integralterm vor dem Start, um einen Steuerbefehlswert für den Integralterm zu berechnen, der als der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes verwendet wird. Der Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung und die Speichervorrichtung 33 werden verwendet, um den ersten Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes zu bestimmen, und bilden einen charakteristischen Teil der Erfindung.
Das Steuersystem 26 höherer Ordnung, das den Vorwärtskopplungsberechnungsabschnitt 28, den Rückkopplungsberechnungsabschnitt 30, den Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung und die Speichervorrichtung 33 enthält, enthält einen Mikrocomputer und eine Speichervorrichtung, die die oben beschriebene Funktionalität realisieren. Die vorliegende Ausführungsform ist wie oben beschrieben konfiguriert. Das Steuersystem 26 höherer Ordnung berechnet einen Steuerbefehlswert zum Erreichen eines Zielsteuerwerts (Zielspannungswerts), z. B. in Übereinstimmung mit der Abweichung ΔVH, und gibt einen Befehl an das System niedrigerer Ordnung aus. Daraufhin berechnet das Steuersystem 26 höherer Ordnung den Wert ΔVH erneut, berechnet einen neuen Steuerbefehlswert und gibt einen Befehl aus. Ferner kann die Systemsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform veranlassen, dass das Selbstschutzsteuersystem 11 den Betrieb der Systemsteuervorrichtung für eine vorgegebene Zeitdauer aus Elementschutzgründen anhält. Der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes wird durch den Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung erzeugt und an die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 gesendet. In der vorliegenden Ausführungsform arbeitet das Steuersystem 26 höherer Ordnung weiter, während der Selbstschutz bereitgestellt wird. Genauer werden der Proportionalterm, der Integralterm und der Vorwärtskopplungsterm während einer Selbstschutzzeitdauer ununterbrochen berechnet. Als die Daten für diese Berechnung werden der Wert ΔVH und weitere während der Selbstschutzzeitdauer vorherrschende Variablen verwendet.
3 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren veranschaulicht, das die vorliegende Ausführungsform zum Berechnen des Integralterms verwendet. Die nachfolgende Beschreibung wird anhand von 3 gegeben. Zunächst wird der Schritt 100 ausgeführt, um zu beurteilen, ob das Steuersystem 26 höherer Ordnung von dem Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt 21 eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen hat, die mitteilt, dass ein Selbstschutz bereitgestellt wird. Nachdem die Selbstschutzbenachrichtigung empfangen worden ist, wird der Schritt 105 ausgeführt, um zu beurteilen, ob in der letzten (unmittelbar vorhergehenden) Routine eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde. Falls in der letzte Routine eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde, wird die gegenwärtige Routine sofort abgeschlossen. Falls in der letzten Routine andererseits keine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt 110 über. In Schritt 110 speichert die Speichervorrichtung 33 den Integralterm (ΣΔVH). Der in Schritt 110 gespeicherte Integralterm ist der letzte Integralterm, der vorherrscht, wenn die Verarbeitung in Schritt 110 fortgeführt wird. Dieser Integralterm ist der oben erwähnte Integralterm vor dem Start. Wenn die Speichervorrichtung 33 in Schritt 110 den Integralterm vor dem Start gespeichert hat, wird die Routine abgeschlossen.
Wenn das in Schritt 100 erhaltene Beurteilungsergebnis andererseits nicht angibt, dass von dem Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt 21 die Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wird, geht die Verarbeitung zu Schritt 111 über. Der Schritt 111 wird ausgeführt, um zu beurteilen, ob das Steuersystem 26 höherer Ordnung in der letzten (unmittelbar vorhergehenden) Routine eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen hat. Falls das in Schritt 111 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass in der letzten Routine keine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde, wird die gegenwärtige Routine abgeschlossen, da kein Selbstschutz bereitgestellt wird.
Falls das in Schritt 111 erhaltene Beurteilungsergebnis andererseits angibt, dass in der letzten Routine eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde, geht die Beurteilung zu Schritt 112 über. Wenn die Verarbeitung in Schritt 112 fortgesetzt wird, ist die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 in einem Zustand, der unmittelbar nach Abschluss des Selbstschutzes vorherrscht. Mit anderen Worten, der an das System 22 niedrigerer Ordnung zu sendende Steuerbefehlswert ist der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes. Wie zuvor erwähnt wurde, wird der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes durch den Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung erzeugt. In Schritt 112 liest der Abschnitt 32 zur Verhinderung übermäßiger Steuerung den in der Speichervorrichtung 33 gespeicherten Integralterm vor dem Start. Daraufhin wird unter Verwendung des Integralterms vor dem Start als der Integralterm für den Rückkopplungsterm ein Steuerbefehlswert erzeugt (berechnet). Der Vorwärtskopplungsterm und der Proportionalterm, die zum Berechnen eines ersten Steuerbefehlswerts nach Abschluss des Selbstschutzes verwendet werden, sind jene, die durch den Vorwärtskopplungsberechnungsabschnitt 28 und durch den Rückkopplungsberechnungsabschnitt 30 berechnet werden. Der in Schritt 112 berechnete Steuerbefehlswert wird als der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes verwendet.
4 zeigt ein Vergleichsbeispiel für die vorliegende Ausführungsform und gibt Änderungen der tatsächlichen Spannung, der Zielspannung und des Rückkopplungsbetrags an. Das Vergleichsbeispiel bezieht sich auf eine Systemsteuervorrichtung, die das System niedrigerer Ordnung, das ein Aufwärtswandlersystem ist, in Übereinstimmung mit dem Steuerbefehlswert steuert, der wie im Fall einer Situation, in der kein Selbstschutz bereitgestellt wird, durch den Rückkopplungsberechnungsabschnitt und durch den Vorwärtskopplungsberechnungsabschnitt berechnet wird, auch wenn der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung verwendet wird. Die in dem Vergleichsbeispiel genutzte Konfiguration kann eine Selbstschutzsteuerung bereitstellen. Allerdings wird angenommen, dass die in dem Vergleichsbeispiel genutzte Konfiguration weder den Abschnitt zur Verhinderung übermäßiger Steuerung noch eine andere Komponente zur Korrektur des Steuerbefehlswerts nach Abschluss des Selbstschutzes enthält.
4 veranschaulicht, wie sich die tatsächliche Spannung ändert, wenn die in dem Vergleichsbeispiel gezeigte Systemsteuervorrichtung zunächst einen Selbstschutz bereitstellt und daraufhin aufhört, diesen bereitzustellen. Die in der oberen Hälfte von 4 gezeigten Signalformen der Zielspannung und der tatsächlichen Spannung und das Balkendiagramm (der Rückkopplungsbetrag) unter diesen Signalformen sind dieselben wie bei 2. Die Zeitdauer zwischen T_A und T_B ist eine Selbstschutzzeitdauer. In der vorliegenden Ausführungsform wird während der Selbstschutzzeitdauer keine Steuerung bereitgestellt. Somit gibt es während der Selbstschutzzeitdauer zwischen der Zielspannung und der tatsächlichen Spannung eine große Diskrepanz. Der Rückkopplungsregelungsabschnitt betrachtet diese Diskrepanz als die ”stationäre Abweichung zwischen der Zielspannung und der tatsächlichen Spannung” und erhöht einen Integralwert. In dem Vergleichsbeispiel wird der oben erwähnte erhöhte Integralterm verwendet, wenn der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes (T_B) bestimmt werden soll. Somit ergibt sich ein übermäßiger Steuerbefehlswert. Dies verursacht ein Überschwingen, in dem die tatsächliche Spannung die Zielspannung wie in 4 gezeigt stark übersteigt. Im Ergebnis kann die Systemsteuervorrichtung wegen der anliegenden Überspannung oder wegen des fließenden Überstroms beschädigt werden.
Die Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform löst das obige Problem. Genauer wird der in der Speichervorrichtung 33 gespeicherte Integralterm vor dem Start verwendet, um den ersten Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes zu berechnen. Da der Steuerbefehlswert berechnet werden kann, ohne den Integralterm zu verwenden, der durch den Selbstschutz übermäßig gemacht wird, kann ein Überschwingen vermieden werden. Dies ist in 5 gezeigt. 5 zeigt die Signalformen der tatsächlichen Spannung und der Zielspannung und den Rückkopplungsbetrag. Der nach Abschluss einer Selbstschutzzeitdauer vorherrschende Rückkopplungsbetrag ist in 5 die Summe eines Speicherwerts (des in der Speichervorrichtung gespeicherten Integralterms vor dem Start) und des Proportionalterms. Der Integralterm nimmt daraufhin einen Wert an, der geeignet ist, den Zielsteuerwert zu erreichen, wodurch ein Überschwingen vermieden werden kann. Außerdem ist der Integralterm vor dem Start ein Integralterm, der zu Beginn des Selbstschutzes vorherrschte. Somit ist ein Integralterm geeignet, die stationäre Diskrepanz zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und dem Zielsteuerwert zu korrigieren. Folglich kann selbst dann ein Steuerbefehlswert zum genauen Angleichen des tatsächlichen Steuerwerts an den Zielsteuerwert erhalten werden, wenn er unmittelbar nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung berechnet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist angenommen, dass der Selbstschutzsteuerabschnitt 11 veranlasst, dass die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung ”ihren Betrieb für eine vorgegebene Zeitdauer anhält”. Allerdings ist die Erfindung nicht auf die Verwendung des obigen Verfahrens beschränkt. Die Vorteile der Erfindung werden auch dann erhalten, wenn der Selbstschutzsteuerabschnitt während einer Selbstschutzperiode nicht aufhört, die Steuerung auszuüben, sondern die Steuerung auf einem niedrigeren Ausgangspegel als dem Zielsteuerwert weiter ausübt. Es ist denkbar, dass der Integralterm selbst dann einen unangemessenen Wert annehmen kann, wenn das obige Selbstschutzverfahren verwendet wird. Somit kann das Überschwingen unter Verwendung des Integralterms vor dem Start als der Integralterm zur Bestimmung des ersten Steuerbefehlswerts nach Abschluss des Selbstschutzes unterdrückt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist angenommen, dass der Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt ”während einer Selbstschutzzeitdauer mitteilt, dass eine Selbstschutzsteuerung ausgeübt wird”. Allerdings ist die Erfindung nicht auf die Verwendung des obigen Verfahrens beschränkt. Falls die Selbstschutzzeitdauer eine vorgegebene feste Zeitdauer ist, kann der Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt das Steuersystem 26 höherer Ordnung nur über den Beginn der Selbstschutzzeitdauer benachrichtigen. In diesem Fall werden die Vorteile der Erfindung erhalten, wenn das Steuersystem höherer Ordnung das Ende der Selbstschutzzeitdauer berechnet und den Integralterm dementsprechend ersetzt. Als eine weitere Alternative kann der Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt das Steuersystem höherer Ordnung nur über den Beginn und das Ende der Selbstschutzzeitdauer benachrichtigen. Unabhängig davon, welche der obigen beiden Alternativen verwendet wird, ist es möglich, einen Startintegralterm zu Beginn der Selbstschutzzeitdauer zu speichern und den Integralterm am Ende der Selbstschutzzeitdauer zu ersetzen. Die Verwendung der obigen Alternativen ermöglicht, die Vorteile der Erfindung zu erhalten, und beseitigt die Notwendigkeit, während der Selbstschutzzeitdauer ununterbrochen ”über die Ausführung der Selbstschutzsteuerung zu benachrichtigen”. Im Ergebnis kann die Anzahl der Nachrichtenübermittlungen zwischen dem System niedrigerer Ordnung und dem System höherer Ordnung verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist angenommen, dass in der in dem Steuersystem höherer Ordnung enthaltenen Speichervorrichtung der ”Integralterm vor dem Start” gespeichert wird. Allerdings ist die Erfindung nicht auf die Verwendung des obigen Verfahrens beschränkt. Genauer kann in der Speichervorrichtung ein vorgegebener Integralterm gespeichert werden, der selbst dann kein Überschwingen veranlasst, wenn er nach Abschluss des Selbstschutzes verwendet wird (wobei z. B. vor dem Versand ein bekannter Integralterm gespeichert werden kann, der kein Überschwingen verursacht). Als eine weitere Alternative kann in der Speichervorrichtung nicht nur ein Integralterm, sondern auch ein Steuerbefehlswert zur Verwendung nach Abschluss des Selbstschutzes gespeichert werden. Die Verwendung der obigen Alternativen ermöglicht, den in der vorliegenden Ausführungsform ausgeführten Prozess zum ”Entnehmen des Integralterms vor dem Start und Speicherns in der Speichervorrichtung” zu überspringen. Das System höherer Ordnung braucht dann nicht die Informationen über den Beginn der Selbstschutzzeitdauer (der Zeitdauer unmittelbar nach dem Selbstschutz) zu erkennen. Im obigen Fall kann der Abschnitt zur Verhinderung übermäßiger Steuerung den in der Speichervorrichtung gespeicherten Integralterm lesen und, sofern er das Ende der Selbstschutzzeitdauer erfasst, den ersten Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes berechnen.
Zweite Ausführungsform
Es wird nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungsform bezieht sich auf eine Systemsteuervorrichtung, die einen Integralterm für eine Selbstschutzzeitdauer einer Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung korrigiert und verhindert, dass der Integralterm einen unangemessenen Wert annimmt. Die zweite Ausführungsform ist so konfiguriert, dass zu der Konfiguration der ersten Ausführungsform ein (nicht gezeigter) Integraltermsperrabschnitt hinzugefügt worden ist. Der Integraltermsperrabschnitt arbeitet so, dass der Integralterm während der Selbstschutzzeitdauer ungeändert bleibt. In der zweiten Ausführungsform ist angenommen, dass der Integraltermsperrabschnitt innerhalb des Rückkopplungsberechnungsabschnitts angeordnet ist. Allerdings kann der Integraltermsperrabschnitt alternativ anderswo angeordnet sein.
6 ist ein Ablaufplan einer Integraltermeinsteliroutine gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Abgesehen davon, dass der Schritt 110 in 3 durch den Schritt 210 ersetzt ist, ist der Ablaufplan in 6 ähnlich dem Ablaufplan in 3. Somit wird nur der Unterschied zwischen diesen zwei Ablaufplänen beschrieben. Wie in 6 gezeigt ist, geht die Verarbeitung zu Schritt 210 über, wenn das in Schritt 100 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wird, und wenn das in Schritt 105 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass in der letzten Routine keine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde. Mit anderen Worten, der Schritt 210 wird unmittelbar nach Bereitstellung des Selbstschutzes ausgeführt. In Schritt 210 wird in der Speichervorrichtung wie im Fall der ersten Ausführungsform der Integralterm vor dem Start gespeichert. Gleichzeitig wird der durch den Rückkopplungsberechnungsabschnitt ununterbrochen berechnete Integralterm auf einen spezifizierten Wert KK1 festgesetzt. Der Integralterm wird durch den oben erwähnten Integraltermsperrabschnitt auf den spezifizierten Wert KK1 festgesetzt. Der Integralterm wird wie oben beschrieben während des Zeitintervalls zwischen dem Moment, in dem der Schritt 210 erstmals ausgeführt wird, und dem Moment, in dem die Selbstschutzsteuerung abgeschlossen wird, auf den Wert KK1 festgesetzt.
Der spezifizierte Wert KK1 ist ein für das System vorgegebener Wert. Wenn der Wert KK1 als der Wert des Integralterms verwendet wird, schwingt der Steuerwert des Systems niedrigerer Ordnung nicht über.
Es wird nun die Bedeutung von ”Sperren des Integralterms während der Selbstschutzzeitdauer” in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die erste Ausführungsform ist so konfiguriert, dass der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes kein Überschwingen verursacht. Dadurch kann verhindert werden, dass der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes übermäßig wird. Allerdings dauert es eine bestimmte Verarbeitungszeit, die gesamte in 3 gezeigte Integraltermeinstellroutine in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform auszuführen. Somit ist denkbar, dass die Steuerung nach Abschluss des Selbstschutzes in Übereinstimmung mit einem aus einem unangemessenen Integralwert berechneten Steuerbefehlswert wieder aufgenommen werden kann, bevor der Abschnitt zum Verhindern einer übermäßigen Steuerung erfasst, dass der Selbstschutz gerade abgeschlossen worden ist. Da die erste Ausführungsform das obige Problem verursachen kann, wird in ihr ein Überschwingen je nach Betriebsstatus der Systemsteuervorrichtung nicht vollständig vermieden.
Wenn die Konfiguration der zweiten Ausführungsform genutzt wird, setzt der Integraltermsperrabschnitt den Integralterm während der Selbstschutzzeitdauer auf den spezifizierten Wert KK1 fest. Somit wird der Integralterm während der Selbstschutzzeitdauer nicht übermäßig. Folglich kann ein Überschwingen selbst dann vermieden werden, wenn der erste Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes durch den Rückkopplungsberechnungsabschnitt anstatt durch den Abschnitt zum Verhindern einer übermäßigen Steuerung berechnet wird. Anhand von 7 werden nun durch die Konfiguration der Erfindung gelieferte Änderungen des tatsächlichen Steuerwerts beschrieben. Wie im Fall von 2 zeigt 7 zeitliche Änderungen des tatsächlichen Steuerwerts in Bezug auf den Zielsteuerwert. Außerdem ist in 7 ähnlich wie in 2 ein Balkendiagramm enthalten, das den Rückkopplungsbetrag zeigt. 7 gibt an, dass selbst dann kein Überschwingen auftritt, wenn der Integralterm für die Selbstschutzzeitdauer nach Ende der Selbstschutzzeitdauer verwendet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist angenommen, dass der Integraltermsperrabschnitt in dem Rückkopplungsberechnungsabschnitt angeordnet ist. Allerdings kann der Integraltermsperrabschnitt an irgendeiner Stelle angeordnet sein, da sein Ort nicht wesentlich für die Erfindung ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist angenommen, dass der Integralterm für die Selbstschutzzeitdauer auf den spezifizierten Wert KK1 festgesetzt wird. Allerdings ist die Erfindung nicht auf die Verwendung des obigen Verfahrens beschränkt. Die Erfindung ist durch die Tatsache charakterisiert, dass sie verhindert, dass der Integralterm während der Selbstschutzzeitdauer übermäßig wird. Somit gehen die Vorteile der Erfindung selbst dann nicht verloren, wenn die Erfindung den Integralterm z. B. auf den Wert 0 festsetzt, nicht berechnet oder periodisch zurücksetzt, anstatt ihn auf den spezifizierten Wert KK1 festzusetzen.
Dritte Ausführungsform
Es wird nun eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die dritte Ausführungsform bezieht sich auf eine Systemsteuervorrichtung, die ein Überschwingen nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung verhindert, ohne die Speichervorrichtung zu verwenden. Abgesehen von Folgendem ist die Konfiguration der dritten Ausführungsform ähnlich der der ersten Ausführungsform. Das Steuersystem höherer Ordnung gemäß der dritten Ausführungsform enthält anstelle des Abschnitts zum Verhindern übermäßiger Steuerung und der Speichervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform einen Abschnitt zum Berechnen des Integralterms nach der Steuerung. Der Abschnitt zum Berechnen des Integralterms nach der Steuerung berechnet den ersten Integralterm nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung. Der Abschnitt zum Berechnen des Integralterms nach der Steuerung erfasst den zu Abschluss des Selbstschutzes vorherrschenden Proportionalterm und berechnet aus dem erfassten Proportionalterm den ersten Integralterm nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung. Genauer wird für die Berechnung die folgende Gleichung 2 verwendet: durch den Abschnitt zum Berechnen des Integralterms nach der Steuerung berechneter Integralterm = Kp·ΔVH/Ki (2)
Wie oben angegeben wurde, kann der erste Integralterm nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung auf einen geeigneten Wert in Übereinstimmung mit dem Wert ΔVH eingestellt werden. Die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform erfordert nicht die Speichervorrichtung, in der z. B. der Integralterm vor dem Start gespeichert wird. Somit ermöglicht die vorliegende Ausführungsform, ein Überschwingen nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung zu verhindern und die Größe der Systemsteuervorrichtung zu verringern.
8 ist ein Ablaufplan einer Integraltermeinstellroutine, die durch den Abschnitt zum Berechnen des Integralterms nach der Steuerung ausgeführt wird. Zunächst wird der Schritt 100 ausgeführt, um zu beurteilen, ob von dem Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wird. Falls die Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wird, wird die Routine abgeschlossen, da eine Selbstschutzsteuerung ausgeübt wird. Falls andererseits keine Selbstschutzbenachrichtigung erfasst wird, geht die Verarbeitung zu Schritt 111 über. Der Schritt 111 wird ausgeführt, um zu beurteilen, ob in der letzten Routine die Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde. Falls das in Schritt 111 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass die Selbstschutzbenachrichtigung in der letzten Routine empfangen wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt 304 über. In Schritt 304 berechnet der Abschnitt zum Berechnen des Integralterms nach der Steuerung aus einer Proportionalkomponente in Übereinstimmung mit Gleichung 2 den Integralterm. Nach Abschluss von Schritt 304 wird die Routine abgeschlossen. Der in Schritt 304 berechnete Integralterm wird als der Integralterm für den ersten Steuerbefehlswert nach Abschluss des Selbstschutzes verwendet.
Die vorliegende Ausführungsform ist durch die Tatsache charakterisiert, dass der nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung vorherrschende Proportionalterm zum Berechnen des Integralterms verwendet wird. Gleichung 2 dient nur als ein Beispiel. Alternativ kann irgendeine andere Gleichung verwendet werden, sofern mit ihr aus dem Proportionalterm ein geeigneter Integralterm berechnet werden kann.
Vierte Ausführungsform
Es wird nun eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die vierte Ausführungsform bezieht sich auf eine Systemsteuervorrichtung, die ein Überschwingen nach Abschluss des Selbstschutzes dadurch verhindert, dass der Zielsteuerwert für die Selbstschutzzeitdauer gleich dem tatsächlichen Steuerwert gemacht wird. Abgesehen von Folgendem ist die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der der ersten Ausführungsform. Die vorliegende Ausführungsform enthält anstelle des Abschnitts zum Verhindern übermäßiger Steuerung und der Speichervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform einen (nicht gezeigten) Zielsteuerwert-Änderungsabschnitt. Der Zielsteuerwert-Änderungsabschnitt macht den Zielsteuerwert (Zielspannungswert) gleich dem tatsächlichen Steuerwert. Der Zielsteuerwert-Änderungsabschnitt weist einen Verdrahtungs- oder Kommunikationsabschnitt auf, um von dem Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt 21 in dem System 22 niedrigerer Ordnung eine Selbstschutzbenachrichtigung zu empfangen. Außerdem weist der Zielsteuerwert-Änderungsabschnitt einen Verdrahtungs- oder Kommunikationsabschnitt zum Erfassen des tatsächlichen Steuerwerts (des in 1 gezeigten aufwärts gewandelten Spannungssensorwerts) auf.
Beim Empfang einer Selbstschutzbenachrichtigung erfasst der oben beschriebene Zielsteuerwert-Änderungsabschnitt einen tatsächlichen Steuerwert. Nachfolgend erzeugt der Zielsteuerwert-Änderungsabschnitt einen Zielsteuerwert, der mit dem erfassten tatsächlichen Steuerwert übereinstimmt. Während der Selbstschutz bereitgestellt wird, sendet der Zielsteuerwert-Änderungsabschnitt den erzeugten Zielsteuerwert als einen Steuerbefehlswert an die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10.
Wenn die Steuerung ausgeübt wird, nachdem der Steuerbefehl zum Angleichen des Zielsteuerwerts an den tatsächlichen Steuerwert wie oben beschrieben an die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung 10 gesendet worden ist, ist der Wert ΔVH gleich 0. Somit sind der Proportionalterm und der Integralterm beide 0. Dies verhindert, dass der Integralterm für den ersten Steuerbefehlswert nach dem Ende der Selbstschutzzeitdauer übermäßig wird dadurch ein Überschwingen.
Fünfte Ausführungsform
Es wird nun eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die fünfte Ausführungsform bezieht sich auf eine Systemsteuervorrichtung, die den Zielsteuerwert verringert und das Überschwingen dadurch verhindert, dass der Zielsteuerwert für eine vorgegebene Zeitdauer nach Abschluss des Selbstschutzes mit einem Rechenergebnis multipliziert wird, das aus einer Gleichung zum Erhöhen einer Zeitfunktion von 0 auf 1 erhalten wird. Abgesehen von Folgendem ist die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der der ersten Ausführungsform. Das Steuersystem 26 höherer Ordnung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält anstelle des Abschnitts zum Verhindern übermäßiger Steuerung und der Speichervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform einen (nicht gezeigten) Zielsteuerwert-Umsetzabschnitt. Der Zielsteuerwert-Umsetzabschnitt weist einen Verdrahtungs- oder Kommunikationsabschnitt zum Empfangen einer Selbstschutzbenachrichtigung von dem Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt 21 auf. Außerdem weist der Zielsteuerwert-Umsetzabschnitt einen Verdrahtungs- oder Kommunikationsabschnitt zum Erfassen des tatsächlichen Steuerwerts (des in 1 gezeigten aufwärts gewandelten Spannungssensorwerts) auf. Der Zielsteuerwert-Umsetzabschnitt erfasst den tatsächlichen Steuerwert nach Abschluss des Selbstschutzes, d. h., falls er nach dem Empfang der vorherigen Selbstschutzbenachrichtigung keine darauffolgende Selbstschutzbenachrichtigung empfängt. Daraufhin setzt der Zielsteuerwert-Umsetzabschnitt den Zielsteuerwert in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung 3 um: umgesetzter Zielsteuerwert = tatsächlicher Steuerwert + f(tco)·(Anfangszielsteuerwert – tatsächlicher Zielsteuerwert) (3) wobei die Funktion f(tco) eine Zeitfunktion ist und tco = 0 ist, wenn die Selbstschutzsteuerung abgeschlossen wird. Der Anfangszielsteuerwert in Gleichung 3 ist ein Zielsteuerwert, der vor der Umsetzung vorherrscht. Die Funktion f(tco) in Gleichung 3 ändert sich wie in 11 angegeben mit der Zeit. Wie aus 11 offensichtlich ist, ist die Funktion f(tco) eine Zeitfunktion, die während einer vorgegebenen Zeitdauer t_f allmählich von 0 auf 1 zunimmt. Die Zeitdauer t_f wird z. B. in Übereinstimmung mit der Wahrscheinlichkeit des Überschwingens nach Abschluss des Selbstschutzes bestimmt. Der wie oben beschrieben berechnete umgesetzte Zielsteuerwert wird z. B. an den Rückkopplungsberechnungsabschnitt 30 gesendet. Nach Empfang des umgesetzten Zielsteuerwerts verwendet der Rückkopplungsberechnungsabschnitt 30 den umgesetzten Zielsteuerwert bevorzugt gegenüber dem Anfangszielsteuerwert.
10 ist ein Ablaufplan einer Routine, die ausgeführt wird, um den oben beschriebenen umgesetzten Zielsteuerwert einzustellen. Diese Routine wird nun anhand von 10 beschrieben. Zunächst wird der Schritt 400 ausgeführt, um zu beurteilen, ob eine Selbstschutzbenachrichtigung von dem Selbstschutzbenachrichtigungsabschnitt empfangen wird. Falls das in Schritt 400 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wird, geht die Verarbeitung zu Schritt 401 über. Schritt 401 wird ausgeführt, um den tatsächlichen Steuerwert (den in 1 gezeigten aufwärts gewandelten Spannungssensorwert) zu erfassen. Nachfolgend geht die Verarbeitung zu Schritt 402 über. In Schritt 402 wird der Zielsteuerwert mit dem in Schritt 401 erfassten tatsächlichen Steuerwert gleichgesetzt und an den Rückkopplungsberechnungsabschnitt 30 gesendet. Dies ermöglicht zu verhindern, dass der Integralterm für die Selbstschutzzeitdauer einen übermäßigen Wert annimmt.
Falls das in Schritt 400 erhaltene Beurteilungsergebnis andererseits nicht angibt, dass eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wird, geht die Verarbeitung zu Schritt 404 über. Schritt 404 wird ausgeführt, um zu beurteilen, ob in der letzten Routine eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde. Falls das in Schritt 404 erhaltene Beurteilungsergebnis angibt, dass in der letzten Routine eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde, heißt das, dass die Selbstschutzsteuerung gerade abgeschlossen wurde. Daraufhin wird angenommen, dass der Wert tco in Gleichung 3 0 ist. Nachfolgend wird der Schritt 407 ausgeführt, um den tatsächlichen Steuerwert zu erfassen. Daraufhin wird der Schritt 408 ausgeführt, um in Übereinstimmung mit Gleichung 3 den umgesetzten Zielsteuerwert zu berechnen.
Falls das in Schritt 404 erhaltene Beurteilungsergebnis andererseits nicht angibt, dass in der letzten Routine eine Selbstschutzbenachrichtigung empfangen wurde, geht die Verarbeitung zu Schritt 410 über. In Schritt 410 wird in Bezug auf den Wert tco in Gleichung 3 eine Addition ausgeführt. Genauer wird zu dem in der letzten Routine bestimmten Wert tco die Zeit t_R addiert, die das einmalige Ausführen der gegenwärtigen Routine dauert. Nach Abschluss des Schritts 410 geht die Verarbeitung zu Schritt 412 über. Der Schritt 412 wird ausgeführt, um zu beurteilen, ob der auf der linken Seite einer in Schritt 410 gezeigten Gleichung angegebene Wert tco größer als t_f ist. Falls tco > t_f ist, wird die gegenwärtige Routine abgeschlossen. Falls andererseits tco ≤ t_f ist, wird der Schritt 407 ausgeführt, um den tatsächlichen Steuerwert zu erfassen. Ferner wird der Schritt 408 ausgeführt, um den umgesetzten Zielsteuerwert zu berechnen.
Wie oben beschrieben wurde, wird der Setup-Prozess des umgesetzten Zielsteuerwerts gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgeführt, dass der umgesetzte Zielsteuerwert aufeinander folgend berechnet wird, sofern der Wert tco nicht größer als der Wert t_f ist. Daraufhin wird der umgesetzte Zielsteuerwert zum Bereitstellen einer Rückkopplungsregelung verwendet.
9 zeigt den tatsächlichen Steuerwert, den Anfangszielsteuerwert und den umgesetzten Zielsteuerwert. In der ersten Ausführungsform bleibt der Zielsteuerwert nach Abschluss des Selbstschutzes ungeändert. Er ist in 9 durch den Anfangssteuerwert 80 dargestellt. Dagegen wird in der vorliegenden Ausführungsform als der Steuerbefehlswert, der nach Abschluss des Selbstschutzes vorherrscht, der anhand von Gleichung 3 umgesetzte Zielsteuerwert verwendet. Wie in 9 durch eine Strichlinie 82 angegeben ist, nimmt der umgesetzte Zielsteuerwert allmählich zu.
Gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform wird als der Zielsteuerwert für eine vorgegebene Zeitdauer nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung ein vorläufiger Zielsteuerwert verwendet. Somit ist der Wert ΔVH klein. Dies stellt sicher, dass der Rückkopplungsbetrag durch Rückkopplungsregelung für eine vorgegebene Zeitdauer nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung verhindert werden kann. Folglich kann ein Überschwingen nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung vermieden werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Schritte 401 und 402 ausgeführt, um den Zielsteuerwert während einer Selbstschutzsteuerungs-Zeitdauer gleich dem tatsächlichen Steuerwert zu machen. Somit wird der Integralterm während der Selbstschutzsteuerungs-Zeitdauer nicht übermäßig. Wenn dieses Merkmal während der Verwendung des umgesetzten Zielsteuerwerts ausgeübt wird, kann ein Überschwingen mit erhöhter Genauigkeit verhindert werden. Allerdings ist die Erfindung durch die Tatsache charakterisiert, dass der nach Abschluss der Selbstschutzsteuerung vorherrschende Zielsteuerwert verringert wird, um den Wert ΔVH zu verringern. Außerdem kann ein Überschwingen ebenfalls unter Verwendung des umgesetzten Zielsteuerwerts verhindert werden. Folglich sind die in 10 gezeigten Schritte 401 und 402 nicht wesentlich für die Erfindung.
Die Erfindung ermöglicht, die Steuerstabilität einer Systemsteuervorrichtung aufrecht zu erhalten und ein Überschwingen des Steuerwerts, wenn die Systemsteuervorrichtung einen Selbstschutzprozess abschließt und die Steuerung anhand eines Zielsteuerwerts wieder aufnimmt, zu verhindern.
Offensichtlich sind im Licht der obigen Lehren viele Änderungen und Abwandlungen der Erfindung möglich. Somit kann die Erfindung selbstverständlich im Umfang der beigefügten Ansprüche anders als genau beschrieben verwirklicht werden.
Die gesamte Offenbarung der JP2007-319793 einschließlich der Beschreibung, der Ansprüche, der Zeichnung und der Zusammenfassung, auf der die Priorität der vorliegenden Anmeldung beruht, ist hiermit in ihrer Gesamtheit durch Literaturhinweis eingefügt.

Claims

Systemsteuervorrichtung, die umfasst: eine Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Mittel zum Erfassen eines tatsächlichen Steuerwerts der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Abweichungsberechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und einem Zielsteuerwert; ein Integraltermberechnungsmittel zum Berechnen eines in einem Steuerbefehlswert enthaltenen Integralterms; ein Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts, der der nächste Steuerbefehlswert ist, aus dem unmittelbar vorhergehenden Integralterm und aus der Abweichung; ein erstes Rückkopplungsregelungsmittel (30) zum Ausüben einer Rückkopplungsregelung über die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) in Übereinstimmung mit dem ersten Steuerbefehlswert; ein Schutzsteuermittel (11) zum Bereitstellen einer Schutzsteuerung durch vorübergehendes Abschalten der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) oder durch Ausüben einer Steuerung auf einem Ausgangspegel, der niedriger als der Zielsteuerwert ist, während ermöglicht wird, dass das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts während einer Zeitdauer, während der das erste Rückkopplungsregelungsmittel (30) die Regelung ausübt, Berechnungen ausführt; ein Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel zum Verringern des Steuerbefehlswerts; ein Abschlusszeiterfassungsmittel zum Erfassen der Informationen über die Abschlusszeit für die Schutzsteuerung; und ein Abschlusssteuermittel, das einen Steuerbefehlswert, der durch das Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel kleiner gemacht wird als der durch das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts für die erste Zeit nach der Abschlusszeit berechnete erste Steuerbefehlswert, als den Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit und anstelle des ersten Steuerbefehlswerts verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel ein Startzeiterfassungsmittel zum Erfassen der Informationen über die Startzeit für die Schutzsteuerung, ein Mittel zum Speichern eines Integralterms vor dem Start, um einen Integralterm vor dem Start zu speichern, der ein Integralterm ist, der vor der Startzeit für die Schutzsteuerung vorherrscht, und ein Lesemittel zum Lesen eines in dem Mittel zum Speichern des Integralterms vor dem Start gespeicherten Werts enthält; und das Abschlusssteuermittel den Integralterm vor dem Start als einen Integralterm für den Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit verwendet.
Systemsteuervorrichtung, die umfasst: eine Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Mittel zum Erfassen eines tatsächlichen Steuerwerts der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Abweichungsberechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und einem Zielsteuerwert; ein Integraltermberechnungsmittel zum Berechnen eines in einem Steuerbefehlswert enthaltenen Integralterms; ein Mittel (26) zum Berechnen eines ersten Steuerbefehlswerts, der der nächste Steuerbefehlswert ist, aus dem unmittelbar vorhergehenden Integralterm und aus der Abweichung; ein erstes Rückkopplungsregelungsmittel (30) zum Ausüben einer Rückkopplungsregelung über die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) in Übereinstimmung mit dem ersten Steuerbefehlswert; ein Schutzsteuermittel (11) zum Bereitstellen einer Schutzsteuerung durch vorübergehendes Abschalten der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) oder durch Ausüben einer Steuerung auf einem Ausgangspegel, der niedriger als der Zielsteuerwert ist, während ermöglicht wird, dass das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts während einer Zeitdauer, während der das erste Rückkopplungsregelungsmittel (30) die Regelung ausübt, Berechnungen ausführt; ein Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel zum Verringern des Steuerbefehlswerts; ein Abschlusszeiterfassungsmittel zum Erfassen der Informationen über die Abschlusszeit für die Schutzsteuerung; und ein Abschlusssteuermittel, das einen Steuerbefehlswert, der durch das Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel kleiner gemacht wird als der durch das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts für die erste Zeit nach der Abschlusszeit berechnete erste Steuerbefehlswert, als den Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit und anstelle des ersten Steuerbefehlswerts verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel ein Mittel zum Speichern eines zweiten Steuerbefehlswerts, der ein Steuerbefehlswert ist, der kleiner als der Zielsteuerwert ist, und ein Lesemittel zum Lesen des in dem Mittel zum Speichern eines zweiten Steuerbefehlswerts gespeicherten zweiten Steuerbefehlswerts enthält; und der zweite Steuerbefehlswert als der Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit verwendet wird.
Systemsteuervorrichtung, die umfasst: eine Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Mittel zum Erfassen eines tatsächlichen Steuerwerts der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Abweichungsberechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und einem Zielsteuerwert; ein Integraltermberechnungsmittel zum Berechnen eines in einem Steuerbefehlswert enthaltenen Integralterms; ein Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts, der der nächste Steuerbefehlswert ist, aus dem unmittelbar vorhergehenden Integralterm und aus der Abweichung; ein erstes Rückkopplungsregelungsmittel (30) zum Ausüben einer Rückkopplungsregelung über die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) in Übereinstimmung mit dem ersten Steuerbefehlswert; ein Schutzsteuermittel (11) zum Bereitstellen einer Schutzsteuerung durch vorübergehendes Abschalten der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) oder durch Ausüben einer Steuerung auf einem Ausgangspegel, der niedriger als der Zielsteuerwert ist, während ermöglicht wird, dass das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts während einer Zeitdauer, während der das erste Rückkopplungsregelungsmittel (30) die Regelung ausübt, Berechnungen ausführt; ein Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel zum Verringern des Steuerbefehlswerts; ein Abschlusszeiterfassungsmittel zum Erfassen der Informationen über die Abschlusszeit für die Schutzsteuerung; und ein Abschlusssteuermittel, das einen Steuerbefehlswert, der durch das Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel kleiner gemacht wird als der durch das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts für die erste Zeit nach der Abschlusszeit berechnete erste Steuerbefehlswert, als den Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit und anstelle des ersten Steuerbefehlswerts verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerbefehlswert-Verringerungsmittel ein Mittel zum Multiplizieren des ersten Steuerbefehlswerts mit einem erhaltenen Rechenergebnis aus einer Gleichung zum Erhöhen einer Zeitfunktion von 0 auf 1 in Bezug auf den Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit und den während einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Abschlusszeit vorherrschenden Steuerbefehlswert enthält; und der gemäß dem ersten Steuerbefehlswert berechnete Steuerbefehlswert als der Anfangssteuerbefehlswert nach der Abschlusszeit und als der während einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Abschlusszeit vorherrschende Steuerbefehlswert verwendet wird.
Systemsteuervorrichtung, die umfasst: eine Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Mittel zum Erfassen des tatsächlichen Steuerwerts der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Abweichungsberechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und einem Zielsteuerwert; ein Integraltermberechnungsmittel zum Berechnen eines Integralterms in einem Steuerbefehlswert; ein Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts der der nächste Steuerbefehlswert ist, aus dem Integralterm des unmittelbar vorhergehenden Steuerbefehlswerts und aus der Abweichung; ein erstes Rückkopplungsregelungsmittel (30) zum Ausüben einer Rückkopplungsregelung über die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) in Übereinstimmung mit dem ersten Steuerbefehlswert; ein Schutzsteuermittel zum Bereitstellen einer Schutzsteuerung durch vorübergehendes Abschalten der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) oder durch Ausüben einer Steuerung auf einem Ausgangspegel, der niedriger als der Zielsteuerwert ist, während zugelassen wird, dass das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts während einer Zeitdauer, während der das erste Rückkopplungsregelungsmittel (30) die Regelung ausübt, Berechnungen ausführt; ein Integralverringerungsmittel zum Verringern des Integralterms; und ein Mittel zum Verringern des geschützten Integralwerts, um zu veranlassen, dass das Integralverringerungsmittel den Integralterm, über den die Schutzsteuerung bereitgestellt wird, verringert.
Systemsteuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Integralverringerungsmittel den Integralterm auf 0 verringert.
Systemsteuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Integralverringerungsmittel den Integralterm periodisch zurücksetzt.
Systemsteuervorrichtung, die umfasst: eine Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Mittel zum Erfassen des tatsächlichen Steuerwerts der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10); ein Abweichungsberechnungsmittel zum Berechnen der Abweichung zwischen dem tatsächlichen Steuerwert und einem Zielsteuerwert; ein Integraltermberechnungsmittel zum Berechnen eines in einem Steuerbefehlswert enthaltenen Integralterms; ein Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts, der der nächste Steuerbefehlswert ist, aus dem Integralterm des unmittelbar vorhergehenden Steuerbefehlswerts und aus der Abweichung; ein erstes Rückkopplungsregelungsmittel (30) zum Ausüben einer Rückkopplungsregelung über die Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) in Übereinstimmung mit dem ersten Steuerbefehlswert; ein Schutzsteuermittel zum Bereitstellen einer Schutzsteuerung durch vorübergehendes Abschalten der Aufwärtswandler-Halbleitervorrichtung (10) oder durch Ausüben der Steuerung auf einem Ausgangspegel, der niedriger als der Zielsteuerwert ist, während zugelassen wird, dass das Mittel (26) zum Bestimmen eines ersten Steuerbefehlswerts während einer Zeitdauer, während der das erste Rückkopplungsregelungsmittel (30) die Regelung ausübt, Berechnungen ausführt; ein Zielsteuerwert-Simulationsmittel, um den Zielsteuerwert gleich dem tatsächlichen Steuerwert zu machen, über den die Schutzsteuerung ausgeübt wird, und ein Mittel zur Simulation des geschützten Zielsteuerwerts, das das Zielsteuerwert-Simulationsmittel verwendet, während die Schutzsteuerung ausgeübt wird.