JPH0767395A - 車両用電子制御装置 - Google Patents
車両用電子制御装置Info
- Publication number
- JPH0767395A JPH0767395A JP5210371A JP21037193A JPH0767395A JP H0767395 A JPH0767395 A JP H0767395A JP 5210371 A JP5210371 A JP 5210371A JP 21037193 A JP21037193 A JP 21037193A JP H0767395 A JPH0767395 A JP H0767395A
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- current
- voltage
- target
- power generation
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- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電圧偏差残存時の積分演算の無用な蓄積を防
止できる車両用電子制御装置を得る。 【構成】 発電機１の発電限界を検出する発電限界検出
手段７０３を設けて、発電限界を検出した時制御演算を
中止して所定の値に固定するとともに、その後発電限界
を逸脱したら積分演算値を所定値にリセットする。
止できる車両用電子制御装置を得る。 【構成】 発電機１の発電限界を検出する発電限界検出
手段７０３を設けて、発電限界を検出した時制御演算を
中止して所定の値に固定するとともに、その後発電限界
を逸脱したら積分演算値を所定値にリセットする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、車両の充電系統を制
御する電子装置に関するものである。
御する電子装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は車両用電子制御装置の構成例を
示したものであり、例えば公開特許公報平３−２１２２
００号に開示されている。図１３において、１は発電機
であり自動車のエンジンによって駆動され、三相交流電
流（電圧）が出力される。この交流電流は整流器３によ
って整流されバッテリ４に供給される。バッテリ４には
スイッチを介して電気負荷群ＥＬ５が複数個接続されて
いる。発電機１は界磁巻線２を有し、この界磁巻線２に
流れる電流を制御することによってバッテリ４の電圧を
所定値に維持するのに充分な発電機の出力電流（電圧）
が得られるように発電機１が制御される。
示したものであり、例えば公開特許公報平３−２１２２
００号に開示されている。図１３において、１は発電機
であり自動車のエンジンによって駆動され、三相交流電
流（電圧）が出力される。この交流電流は整流器３によ
って整流されバッテリ４に供給される。バッテリ４には
スイッチを介して電気負荷群ＥＬ５が複数個接続されて
いる。発電機１は界磁巻線２を有し、この界磁巻線２に
流れる電流を制御することによってバッテリ４の電圧を
所定値に維持するのに充分な発電機の出力電流（電圧）
が得られるように発電機１が制御される。
【０００３】以下、界磁巻線電流の制御について説明す
る。バッテリ４の端子電圧を電圧検出回路１２によって
検出する。検出電圧に応じた信号Ｖｂｄはバッテリ設定
電圧Ｖｂｃと比較され、その偏差（Ｖｂｃ−Ｖｂｄ）を
偏差増幅器１１で増幅して電圧偏差信号ε2を出力す
る。電圧―電流指令値変換回路１０は電圧偏差信号ε2
に応じて、ＶｂｄをＶｂｃに維持するのに必要な界磁巻
線電流（目標界磁電流）に対応した電流指令値Ｉｆ１を
出力する。切換回路１６は、Ｉｆ１、初期励磁回路１３
からの電流指令値Ｉｆ２、負荷応答制御回路１４からの
電流指令値Ｉｆ３、温度検出回路１５からの電流指令値
Ｉｆ４のどの電流指令値を目標電流指令値Ｉｆ０として
出力するかを選択して切り換えるものであるが、この動
作は本発明との直接関係しないので詳細な説明は省略す
る。
る。バッテリ４の端子電圧を電圧検出回路１２によって
検出する。検出電圧に応じた信号Ｖｂｄはバッテリ設定
電圧Ｖｂｃと比較され、その偏差（Ｖｂｃ−Ｖｂｄ）を
偏差増幅器１１で増幅して電圧偏差信号ε2を出力す
る。電圧―電流指令値変換回路１０は電圧偏差信号ε2
に応じて、ＶｂｄをＶｂｃに維持するのに必要な界磁巻
線電流（目標界磁電流）に対応した電流指令値Ｉｆ１を
出力する。切換回路１６は、Ｉｆ１、初期励磁回路１３
からの電流指令値Ｉｆ２、負荷応答制御回路１４からの
電流指令値Ｉｆ３、温度検出回路１５からの電流指令値
Ｉｆ４のどの電流指令値を目標電流指令値Ｉｆ０として
出力するかを選択して切り換えるものであるが、この動
作は本発明との直接関係しないので詳細な説明は省略す
る。
【０００４】偏差増幅回路９は目標電流指令値Ｉｆ０と
界磁電流検出回路８からの実電流値信号Ｉｆｆとを比較
してその偏差を増幅し、最終電流指令値としての電流偏
差信号ε1を出力する。電流供給回路６は例えばＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）制御回路とこの出力で駆動
されるスイッチング素子とから成り、電圧偏差信号ε1
に応じたデューティで界磁巻線電流Ｉｃｈを制御する。
このようにして界磁巻線電流Ｉｃｈは前記目標界磁電流
指令値Ｉｆ１に制御される。界磁電流検出回路８は界磁
巻線２に直列に接続された電流検出抵抗７の端子電圧か
らそこに流れる電流を検出し、検出電流に応じて実電流
値信号Ｉｆｆを出力する。
界磁電流検出回路８からの実電流値信号Ｉｆｆとを比較
してその偏差を増幅し、最終電流指令値としての電流偏
差信号ε1を出力する。電流供給回路６は例えばＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）制御回路とこの出力で駆動
されるスイッチング素子とから成り、電圧偏差信号ε1
に応じたデューティで界磁巻線電流Ｉｃｈを制御する。
このようにして界磁巻線電流Ｉｃｈは前記目標界磁電流
指令値Ｉｆ１に制御される。界磁電流検出回路８は界磁
巻線２に直列に接続された電流検出抵抗７の端子電圧か
らそこに流れる電流を検出し、検出電流に応じて実電流
値信号Ｉｆｆを出力する。
【０００５】電圧―電流指令値変換回路１０において、
電圧偏差信号ε2から目標界磁巻線指令値Ｉｆ１を求め
る手段として、比例・積分・微分制御器（ＰＩＤ制御器
と略す）が用いられることはよく知られている。以下に
ＰＩＤ制御器で電圧―電流指令値変換回路１０を構成し
たときの動作を説明する。ＰＩＤ制御器は比例演算項
（Ｐ項）と積分演算項（Ｉ項）および微分演算項（Ｄ
項）から成り、入力であるε2に対してそれぞれの演算
項の和を求めてその結果を目標界磁電流指令値Ｉｆ１と
して出力する。これを演算式で表すとアナログ回路では
(1)式、デジタル回路では(2)式となる。
電圧偏差信号ε2から目標界磁巻線指令値Ｉｆ１を求め
る手段として、比例・積分・微分制御器（ＰＩＤ制御器
と略す）が用いられることはよく知られている。以下に
ＰＩＤ制御器で電圧―電流指令値変換回路１０を構成し
たときの動作を説明する。ＰＩＤ制御器は比例演算項
（Ｐ項）と積分演算項（Ｉ項）および微分演算項（Ｄ
項）から成り、入力であるε2に対してそれぞれの演算
項の和を求めてその結果を目標界磁電流指令値Ｉｆ１と
して出力する。これを演算式で表すとアナログ回路では
(1)式、デジタル回路では(2)式となる。
【０００６】 Ｉｆ１＝Ｋｐ・ε2＋Ｋｉ・ ε2dt＋Ｋｄ・d(ε2)/dt ・・・ (1) Ｉｆ１＝Ｋｐ・ε2n＋（θ・Ｋｉ）Σε2n＋（Ｋｄ／θ）（ε2n−ε2n-1）(2)
【０００７】ここでＫｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイ
ン、Ｋｐは微分ゲイン、θはサンプリング周期であり、
右辺第１項をＰ項、第２項をＩ項、第３項をＤ項と称
す。次に、図１４、図１５のタイムチャートを用いて説
明する。図１４では定常状態から電気負荷ＥＬが作動し
た場合について述べる。定常状態では発電電流はバッテ
リ充電電流を含む負荷電流と均衡しているためＶｂｄは
Ｖｂｃと同一に調整されており（ε2 ０）、電圧―電
流指令値変換回路１０からは一定の目標界磁電流指令値
Ｉｆ１が出力されている。したがって電流供給回路６の
ＰＷＭデューティも一定となり、その結果として界磁巻
線電流Ｉｃｈは一定に保たれている。この状態からＥＬ
が動作（オフからオン）すると、負荷電流が増加して発
電電流を上回るため、過渡的な発電不足に陥ってバッテ
リ電圧が低下して電圧偏差ε2が生じる。そして電圧―
電流指令値変換回路１０にε2が入力されると上記(1)式
あるいは(2)式で目標界磁電流指令値Ｉｆ１が演算され
る。式から分かるように、Ｐ項ではε2に比例した演
算、Ｉ項ではε2の時間経過に対する和算、Ｄ項では単
位時間あたりのε2の変化量に応じた演算が行われ、そ
れに伴って目標界磁電流指令値Ｉｆ１（＝Ｐ＋Ｉ＋Ｄ）
が増加して、界磁巻線電流Ｉｃｈが増加し発電電流が増
大する。このような経過を経て、ε2が解消するように
フィードバック制御される。その後は負荷電流と発電電
流が均衡した状態でＰＷＭデューティは一定に保持され
る。次にこの状態から、電気負荷ＥＬが遮断（オンから
オフ）した場合を図１５に示す。この場合、負荷電流と
発電電流が再度均衡した状態から負荷電流が急減するた
め、過渡的に発電過剰状態となりバッテリ設定電圧Ｖｂ
ｄが上昇する。この時のε2が電圧―電流指令値変換回
路１０に入力され、ε2を解消するようにＰＩＤ演算に
よってフィードバック制御されて目標界磁電流指令値Ｉ
ｆ１、界磁巻線電流Ｉｃｈそして発電電流が減少されて
安定に至る。
ン、Ｋｐは微分ゲイン、θはサンプリング周期であり、
右辺第１項をＰ項、第２項をＩ項、第３項をＤ項と称
す。次に、図１４、図１５のタイムチャートを用いて説
明する。図１４では定常状態から電気負荷ＥＬが作動し
た場合について述べる。定常状態では発電電流はバッテ
リ充電電流を含む負荷電流と均衡しているためＶｂｄは
Ｖｂｃと同一に調整されており（ε2 ０）、電圧―電
流指令値変換回路１０からは一定の目標界磁電流指令値
Ｉｆ１が出力されている。したがって電流供給回路６の
ＰＷＭデューティも一定となり、その結果として界磁巻
線電流Ｉｃｈは一定に保たれている。この状態からＥＬ
が動作（オフからオン）すると、負荷電流が増加して発
電電流を上回るため、過渡的な発電不足に陥ってバッテ
リ電圧が低下して電圧偏差ε2が生じる。そして電圧―
電流指令値変換回路１０にε2が入力されると上記(1)式
あるいは(2)式で目標界磁電流指令値Ｉｆ１が演算され
る。式から分かるように、Ｐ項ではε2に比例した演
算、Ｉ項ではε2の時間経過に対する和算、Ｄ項では単
位時間あたりのε2の変化量に応じた演算が行われ、そ
れに伴って目標界磁電流指令値Ｉｆ１（＝Ｐ＋Ｉ＋Ｄ）
が増加して、界磁巻線電流Ｉｃｈが増加し発電電流が増
大する。このような経過を経て、ε2が解消するように
フィードバック制御される。その後は負荷電流と発電電
流が均衡した状態でＰＷＭデューティは一定に保持され
る。次にこの状態から、電気負荷ＥＬが遮断（オンから
オフ）した場合を図１５に示す。この場合、負荷電流と
発電電流が再度均衡した状態から負荷電流が急減するた
め、過渡的に発電過剰状態となりバッテリ設定電圧Ｖｂ
ｄが上昇する。この時のε2が電圧―電流指令値変換回
路１０に入力され、ε2を解消するようにＰＩＤ演算に
よってフィードバック制御されて目標界磁電流指令値Ｉ
ｆ１、界磁巻線電流Ｉｃｈそして発電電流が減少されて
安定に至る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用電子制御
装置は、以上のように構成されているので、複数のＥＬ
が同時期に作動した場合に、その負荷電流の総和がその
ときのエンジン回転数で決まる発電機の発電能力を超え
ると（発電限界）、発生したε2に対して、ＰＩＤ制御
器によってε2を低減するようにフィードバックされて
界磁巻線電流Ｉｃｈが増加方向に制御されるが、Ｉｃｈ
が最大値に到達（ＰＷＭデューティ１００％）しても発
電電流が不足するためε2が解消せずに残存する現象が
発生する。この現象は［負荷電流の総和］＜［発電能
力］の関係が成立するまで継続することになる。ところ
がこのような状況下で前述のＰＩＤ制御器の動作が行わ
れると、ε2が継続して残存することに起因してＩ項の
演算結果が時間経過とともに蓄積されることになる。従
って、その後電気負荷ＥＬの一部がオフして負荷電流が
減少するか、あるいはエンジン回転数が増加して発電機
の発電能力が上昇するなどして、蓄積されたＩ項の演算
値が減少して所定の値に復帰するまで、ＰＷＭデューテ
ィ１００％で界磁巻線へ電流が供給されてしまう。この
発電過剰状態の継続によりＶｂｃに対して異常なＶｂｄ
の上昇が発生し、車両のヘッドランプや照明の照度変化
やその寿命に影響を及ぼすという問題点があった。
装置は、以上のように構成されているので、複数のＥＬ
が同時期に作動した場合に、その負荷電流の総和がその
ときのエンジン回転数で決まる発電機の発電能力を超え
ると（発電限界）、発生したε2に対して、ＰＩＤ制御
器によってε2を低減するようにフィードバックされて
界磁巻線電流Ｉｃｈが増加方向に制御されるが、Ｉｃｈ
が最大値に到達（ＰＷＭデューティ１００％）しても発
電電流が不足するためε2が解消せずに残存する現象が
発生する。この現象は［負荷電流の総和］＜［発電能
力］の関係が成立するまで継続することになる。ところ
がこのような状況下で前述のＰＩＤ制御器の動作が行わ
れると、ε2が継続して残存することに起因してＩ項の
演算結果が時間経過とともに蓄積されることになる。従
って、その後電気負荷ＥＬの一部がオフして負荷電流が
減少するか、あるいはエンジン回転数が増加して発電機
の発電能力が上昇するなどして、蓄積されたＩ項の演算
値が減少して所定の値に復帰するまで、ＰＷＭデューテ
ィ１００％で界磁巻線へ電流が供給されてしまう。この
発電過剰状態の継続によりＶｂｃに対して異常なＶｂｄ
の上昇が発生し、車両のヘッドランプや照明の照度変化
やその寿命に影響を及ぼすという問題点があった。
【０００９】このバッテリ電圧の異常上昇の発生例の詳
細を図１６を用いて説明する。電圧―電流指令値変換回
路１０によって一定のＰＷＭデューティで制御されてＶ
ｂｄがＶｂｃと同一値に調整されている定常状態（ε2
０）から、電気負荷ＥＬがオンすると負荷電流が発電
電流を上回って電圧偏差ε20が生じる。電圧―電流指令
値変換回路１０は電圧偏差からＰＩＤ演算を行って目標
界磁電流指令値Ｉｆ１を上昇させる結果、それに応じて
電流供給回路６からのＰＷＭデューティが大きくなる。
ＰＷＭデューティが大きくなって界磁巻線電流Ｉｃｈが
増大するにつれてε20は回復に向かい、やがてＰＷＭデ
ューティが１００％に達して界磁巻線電流ＩｃｈがＶｂ
ｃと界磁巻線抵抗で決まる値に飽和する（図中のａ
点）。界磁巻線電流Ｉｃｈの飽和は、発電機の出力が最
大に達して発電能力が限界にあることを意味している。
この時電気負荷ＥＬの投入によって負荷電流の総和が発
電機１の発電能力を超えているとＶｂｄはＶｂｃに回復
することができず電圧偏差ε21が残存することになる。
その後のＰＩＤ演算においてＰ項、Ｄ項は一定値で推移
するがＩ項のみε21が解消するまで時間の経過とともに
徐々に蓄積して行く。この状態が継続したのち、電気負
荷ＥＬがオフすると発電電流が負荷電流を上回るため、
Ｖｂｄが上昇を始めＶｂｃに復帰する（図中のｂ点）。
以降蓄積されたＩ項は徐々に減少するが、目標界磁電流
指令値Ｉｆ１が飽和した界磁巻線電流Ｉｃｈ以下となる
まではＰＷＭデューティが１００％を持続するため、電
圧偏差がε22まで異常上昇する（図中のｃ点）。その後
はＩ項のさらなる減少によってＰＷＭデューティが小さ
くなりＩｃｈがＥＬ投入前の値に戻ってＶｂｄが回復す
る。
細を図１６を用いて説明する。電圧―電流指令値変換回
路１０によって一定のＰＷＭデューティで制御されてＶ
ｂｄがＶｂｃと同一値に調整されている定常状態（ε2
０）から、電気負荷ＥＬがオンすると負荷電流が発電
電流を上回って電圧偏差ε20が生じる。電圧―電流指令
値変換回路１０は電圧偏差からＰＩＤ演算を行って目標
界磁電流指令値Ｉｆ１を上昇させる結果、それに応じて
電流供給回路６からのＰＷＭデューティが大きくなる。
ＰＷＭデューティが大きくなって界磁巻線電流Ｉｃｈが
増大するにつれてε20は回復に向かい、やがてＰＷＭデ
ューティが１００％に達して界磁巻線電流ＩｃｈがＶｂ
ｃと界磁巻線抵抗で決まる値に飽和する（図中のａ
点）。界磁巻線電流Ｉｃｈの飽和は、発電機の出力が最
大に達して発電能力が限界にあることを意味している。
この時電気負荷ＥＬの投入によって負荷電流の総和が発
電機１の発電能力を超えているとＶｂｄはＶｂｃに回復
することができず電圧偏差ε21が残存することになる。
その後のＰＩＤ演算においてＰ項、Ｄ項は一定値で推移
するがＩ項のみε21が解消するまで時間の経過とともに
徐々に蓄積して行く。この状態が継続したのち、電気負
荷ＥＬがオフすると発電電流が負荷電流を上回るため、
Ｖｂｄが上昇を始めＶｂｃに復帰する（図中のｂ点）。
以降蓄積されたＩ項は徐々に減少するが、目標界磁電流
指令値Ｉｆ１が飽和した界磁巻線電流Ｉｃｈ以下となる
まではＰＷＭデューティが１００％を持続するため、電
圧偏差がε22まで異常上昇する（図中のｃ点）。その後
はＩ項のさらなる減少によってＰＷＭデューティが小さ
くなりＩｃｈがＥＬ投入前の値に戻ってＶｂｄが回復す
る。
【００１０】以上の一連の動作を整理すると、電気負荷
ＥＬの投入によって負荷電流が発電機１の発電能力の限
界を超えた場合にはフィードバック制御によって界磁巻
線電流が飽和してもバッテリ電圧偏差は解消することな
く持続する。この残存した電圧偏差によってＰＩＤ制御
器のＩ項の演算結果が時間経過とともに蓄積されて行
き、その影響により電気負荷遮断して負荷電流が減少し
た後もしばらく界磁巻線電流の飽和状態が続くことで、
バッテリ電圧の異常な上昇が発生することになる。
ＥＬの投入によって負荷電流が発電機１の発電能力の限
界を超えた場合にはフィードバック制御によって界磁巻
線電流が飽和してもバッテリ電圧偏差は解消することな
く持続する。この残存した電圧偏差によってＰＩＤ制御
器のＩ項の演算結果が時間経過とともに蓄積されて行
き、その影響により電気負荷遮断して負荷電流が減少し
た後もしばらく界磁巻線電流の飽和状態が続くことで、
バッテリ電圧の異常な上昇が発生することになる。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、発電機の界磁巻線電流を最大に
制御してもバッテリ電圧が回復しないという発電限界に
陥った後のバッテリ電圧の異常上昇を防止できる車両用
電子制御装置を得ることを目的としている。
ためになされたもので、発電機の界磁巻線電流を最大に
制御してもバッテリ電圧が回復しないという発電限界に
陥った後のバッテリ電圧の異常上昇を防止できる車両用
電子制御装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１によ
る車両用電子制御装置は、発電機の発電限界を検出する
発電限界検出手段を設けるとともに、発電限界を検出し
た時、制御演算を中止して所定の値に固定するものであ
る。
る車両用電子制御装置は、発電機の発電限界を検出する
発電限界検出手段を設けるとともに、発電限界を検出し
た時、制御演算を中止して所定の値に固定するものであ
る。
【００１３】また、この発明の請求項２による車両用電
子制御装置は、発電限界検出後、発電限界を脱したらＩ
項演算値を所定値にリセットするものである。
子制御装置は、発電限界検出後、発電限界を脱したらＩ
項演算値を所定値にリセットするものである。
【００１４】そして、この発明の請求項３による車両用
電子制御装置は、請求項２の車両用電子制御装置におい
て、リセットする際の所定値として発電限界検出前のＩ
項演算値を用いるものである。
電子制御装置は、請求項２の車両用電子制御装置におい
て、リセットする際の所定値として発電限界検出前のＩ
項演算値を用いるものである。
【００１５】さらにこの発明の請求項４による車両用電
子制御装置は、ＰＩＤ制御器の演算結果の上限を規制す
る上限リミッタを設けたものである。
子制御装置は、ＰＩＤ制御器の演算結果の上限を規制す
る上限リミッタを設けたものである。
【００１６】
【作用】この発明の各請求項における車両用電子制御装
置においては、発電限界時のＩ演算結果の無用な蓄積に
よって発生する最大界磁巻線電流の持続がもたらすバッ
テリ電圧回復後のバッテリ電圧の異常上昇を防止でき
る。
置においては、発電限界時のＩ演算結果の無用な蓄積に
よって発生する最大界磁巻線電流の持続がもたらすバッ
テリ電圧回復後のバッテリ電圧の異常上昇を防止でき
る。
【００１７】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１は車両用電子制御装置の構成例を
示すブロック図である。図１において、１は発電機、４
はバッテリ、１７はエンジンの吸入空気量を計測するエ
アーフローセンサ、１８はエンジンの回転数を検出する
クランク角センサ、１９は自動車の速度を検出する車速
センサ、２０はエンジンの冷却水温を検出する水温セン
サ、２１はエンジンの吸入空気の温度を検出する吸気温
センサであり、これら１７から２１などの各種センサか
らの車両情報により目標電圧を設定し、バッテリ４の端
子電圧Ｖｂｄを前記目標電圧と比較してその結果により
発電機１の後述する界磁巻線への界磁巻線電流Ｉｃｈを
制御する電子装置（ＥＣＵと略）が２２である。
ついて説明する。図１は車両用電子制御装置の構成例を
示すブロック図である。図１において、１は発電機、４
はバッテリ、１７はエンジンの吸入空気量を計測するエ
アーフローセンサ、１８はエンジンの回転数を検出する
クランク角センサ、１９は自動車の速度を検出する車速
センサ、２０はエンジンの冷却水温を検出する水温セン
サ、２１はエンジンの吸入空気の温度を検出する吸気温
センサであり、これら１７から２１などの各種センサか
らの車両情報により目標電圧を設定し、バッテリ４の端
子電圧Ｖｂｄを前記目標電圧と比較してその結果により
発電機１の後述する界磁巻線への界磁巻線電流Ｉｃｈを
制御する電子装置（ＥＣＵと略）が２２である。
【００１８】図２に車両用電子制御装置の制御ブロック
図を示す。上述した１７から２１の各種センサからＥＣ
Ｕ２２の目標電圧設定手段７０１に各車両情報が入力さ
れて目標電圧Ｖｂｃが求められる。ここでの目標電圧Ｖ
ｂｃは従来例におけるバッテリ設定電圧と同様である。
バッテリの端子電圧Ｖｂｄを電圧検出回路１２によって
検出し、Ｖｂｃと比較演算し、その偏差ε（＝Ｖｂｃ−
Ｖｂｄ）が求められる。ＰＩＤ制御手段７０２は従来例
の電圧―電流指令値変換回路１０と同様でありεに応じ
て、ＶｂｄをＶｂｃに維持するのに必要な目標発電電流
Ｉａを出力する。
図を示す。上述した１７から２１の各種センサからＥＣ
Ｕ２２の目標電圧設定手段７０１に各車両情報が入力さ
れて目標電圧Ｖｂｃが求められる。ここでの目標電圧Ｖ
ｂｃは従来例におけるバッテリ設定電圧と同様である。
バッテリの端子電圧Ｖｂｄを電圧検出回路１２によって
検出し、Ｖｂｃと比較演算し、その偏差ε（＝Ｖｂｃ−
Ｖｂｄ）が求められる。ＰＩＤ制御手段７０２は従来例
の電圧―電流指令値変換回路１０と同様でありεに応じ
て、ＶｂｄをＶｂｃに維持するのに必要な目標発電電流
Ｉａを出力する。
【００１９】 Ｉａ＝Ｋｐ・ε＋Ｋｉ・ εdt＋Ｋｄ・d(ε)/dt ・・・ (3) Ｉａ＝Ｋｐ・εn＋（θ・Ｋｉ）Σεn＋（Ｋｄ／θ）（εn−εn-1）・・ (4)
【００２０】また、図２において、７０３はεから発電
機の発電能力を検出する発電限界検出手段であり、７０
４は演算されたＩａから目標界磁電流Ｉｆを求めるＩａ
→Ｉｆ変換手段である。電流供給回路６はＩｆにもとづ
いて、Ｉｆに応じたデューティで界磁巻線電流Ｉｃｈを
Ｉｆと等しくなるように制御する。そして、２は界磁巻
線、３は発電機１の交流電流を直流に変換するに内蔵さ
れた整流器、５は車両に搭載された電気負荷群ＥＬであ
る。
機の発電能力を検出する発電限界検出手段であり、７０
４は演算されたＩａから目標界磁電流Ｉｆを求めるＩａ
→Ｉｆ変換手段である。電流供給回路６はＩｆにもとづ
いて、Ｉｆに応じたデューティで界磁巻線電流Ｉｃｈを
Ｉｆと等しくなるように制御する。そして、２は界磁巻
線、３は発電機１の交流電流を直流に変換するに内蔵さ
れた整流器、５は車両に搭載された電気負荷群ＥＬであ
る。
【００２１】このような構成においては、従来例と同様
に（複数のＥＬが同時期に作動した場合などの負荷電流
の総和）（そのときのエンジン回転数で決まる発電機の
発電限界）となると、Ｖｂｃに対してＶｂｄが低下した
状態となってεが発生する。その後εを低減するように
フィードバックされて界磁巻線電流Ｉｃｈが増加方向に
制御されるが、Ｉｃｈが最大値に到達して飽和しても
（ＰＷＭ出力デューティ１００％）、発電電流が不足す
るため電圧偏差が解消せずεが残存する現象が発生す
る。この現象は、［負荷電流の総和］＜［発電限界］の
関係が成立するまで持続することは従来例で説明したと
おりである。
に（複数のＥＬが同時期に作動した場合などの負荷電流
の総和）（そのときのエンジン回転数で決まる発電機の
発電限界）となると、Ｖｂｃに対してＶｂｄが低下した
状態となってεが発生する。その後εを低減するように
フィードバックされて界磁巻線電流Ｉｃｈが増加方向に
制御されるが、Ｉｃｈが最大値に到達して飽和しても
（ＰＷＭ出力デューティ１００％）、発電電流が不足す
るため電圧偏差が解消せずεが残存する現象が発生す
る。この現象は、［負荷電流の総和］＜［発電限界］の
関係が成立するまで持続することは従来例で説明したと
おりである。
【００２２】このような状況下におけるＰＩＤ制御器の
動作をタイムチャートとフローチャートを用いてＰＩＤ
制御手段の詳細動作について説明を加える。図２に示す
構成における動作を図４のタイムチャートで示す。な
お、これは請求項１の構成に対応した動作である。定常
状態から電気負荷ＥＬがオフからオンされて負荷電流Ｅ
Ｌが増加して不均衡状態に移行するとＶｂｄが低下して
電圧偏差ε20が発生する。ε20に応じて上述した(3)式
あるいは(4)式で示すＰＩＤ各項の演算が行われてＩａ
が増加することでＩｆおよびＰＷＭデューティが増加さ
れ、やがて１００％に到達してＩｃｈが最大となるが
（図中のａ点）、負荷電流が発電能力を超過しているた
めε21が残存した状態が持続する。このような過程にお
いては常にバッテリ電圧が設定電圧を下回っているた
め、Ｉ項の演算結果が時間経過とともに蓄積してゆくこ
とになる。ここで［Ｖｂｄ］〉［Ｖｂｃ］かつＰＷＭデ
ューティ１００％の状態がＴ０時間継続したことにより
発電限界を検知する。この時Ｉ項の演算を中止して、以
降の残存ε21に対して演算の蓄積を制限してこれ以上増
加することを防ぐように構成している。
動作をタイムチャートとフローチャートを用いてＰＩＤ
制御手段の詳細動作について説明を加える。図２に示す
構成における動作を図４のタイムチャートで示す。な
お、これは請求項１の構成に対応した動作である。定常
状態から電気負荷ＥＬがオフからオンされて負荷電流Ｅ
Ｌが増加して不均衡状態に移行するとＶｂｄが低下して
電圧偏差ε20が発生する。ε20に応じて上述した(3)式
あるいは(4)式で示すＰＩＤ各項の演算が行われてＩａ
が増加することでＩｆおよびＰＷＭデューティが増加さ
れ、やがて１００％に到達してＩｃｈが最大となるが
（図中のａ点）、負荷電流が発電能力を超過しているた
めε21が残存した状態が持続する。このような過程にお
いては常にバッテリ電圧が設定電圧を下回っているた
め、Ｉ項の演算結果が時間経過とともに蓄積してゆくこ
とになる。ここで［Ｖｂｄ］〉［Ｖｂｃ］かつＰＷＭデ
ューティ１００％の状態がＴ０時間継続したことにより
発電限界を検知する。この時Ｉ項の演算を中止して、以
降の残存ε21に対して演算の蓄積を制限してこれ以上増
加することを防ぐように構成している。
【００２３】次に図７のフローチャートを用いて説明す
る。車両の状態を示す各種センサ１７〜２１からの情報
を読み込んで（Ｓ１００）、目標電圧Ｖｂｃを設定する
（Ｓ１０１）。次に実際のバッテリ端子電圧Ｖｂｄを読
み込んで（Ｓ１０２）、Ｖｂｃとの偏差εを求める（Ｓ
１０３）。εの正負判定（Ｓ１０４）によりεが負と判
定された場合は、εに応じたＰＩＤ演算がなされ（Ｓ１
０５）、それぞれの項が加算されてＩａが決定される
（Ｓ１０６）。そしてＩａはＩａ→Ｉｆ変換手段７０４
によってＩｆに変換されて（Ｓ１０７）、電流供給回路
６から界磁巻線２に供給される（Ｓ１０８）。Ｓ１０４
においてεが正の場合は、ＰＷＭデューティが１００％
で出力されているかを判定し（Ｓ１０９）、さらにＰＷ
Ｍデューティ１００％がＴ０時間経過したかどうかの判
定がなされる（Ｓ１１０）。Ｓ１０４、Ｓ１０９、Ｓ１
１０のいずれも成立した時を発電限界であるとして、積
分ゲインＫｉを０としてＳ１０６に受け渡す（Ｓ２０
０）。以上のＳ１０４からＳ２００の処理は発電限界判
定後から図４のｂ点まで継続されて、この間のＩ項は一
定値に固定される。
る。車両の状態を示す各種センサ１７〜２１からの情報
を読み込んで（Ｓ１００）、目標電圧Ｖｂｃを設定する
（Ｓ１０１）。次に実際のバッテリ端子電圧Ｖｂｄを読
み込んで（Ｓ１０２）、Ｖｂｃとの偏差εを求める（Ｓ
１０３）。εの正負判定（Ｓ１０４）によりεが負と判
定された場合は、εに応じたＰＩＤ演算がなされ（Ｓ１
０５）、それぞれの項が加算されてＩａが決定される
（Ｓ１０６）。そしてＩａはＩａ→Ｉｆ変換手段７０４
によってＩｆに変換されて（Ｓ１０７）、電流供給回路
６から界磁巻線２に供給される（Ｓ１０８）。Ｓ１０４
においてεが正の場合は、ＰＷＭデューティが１００％
で出力されているかを判定し（Ｓ１０９）、さらにＰＷ
Ｍデューティ１００％がＴ０時間経過したかどうかの判
定がなされる（Ｓ１１０）。Ｓ１０４、Ｓ１０９、Ｓ１
１０のいずれも成立した時を発電限界であるとして、積
分ゲインＫｉを０としてＳ１０６に受け渡す（Ｓ２０
０）。以上のＳ１０４からＳ２００の処理は発電限界判
定後から図４のｂ点まで継続されて、この間のＩ項は一
定値に固定される。
【００２４】次に、図５を用いて実施例２の動作を説明
する。定常状態から電気負荷ＥＬがオフからオンされて
負荷電流が増加して不均衡状態に移行するとＶｂｄが低
下して電圧偏差ε20が発生する。ε20に応じて前述の
(3)式あるいは(4)式で示すＰＩＤ各項の演算が行われて
Ｉａが増加してＰＷＭ出力デューティが増加され、やが
て１００％に到達してＩｃｈが最大となるが（図中のａ
点）負荷電流が発電能力を超過しているためε21が残存
した状態が持続する。図４と同様の手段で発電限界を検
出した後、電気負荷ＥＬがオフしてＶｂｄが回復した時
（図中のｂ点）、Ｉ項の演算結果を所定値にリセットす
るように構成している。図８のフローチャートにおいて
発電限界を判定（Ｓ１０４、Ｓ１０９、Ｓ１１０）した
後、Ｖｂｄが回復してε＝０となると（Ｓ１１１）Ｉ項
をあらかじめ決められた所定値にリセットする（Ｓ１１
２）。Ｓ１０６ではＳ１１２でリセットされたＩ項と、
εから演算式で導かれたＰ項とＤ項とが加算されてＩａ
が決定される。この動作によって残存したε21による蓄
積したＩ項が所定の値に戻される。
する。定常状態から電気負荷ＥＬがオフからオンされて
負荷電流が増加して不均衡状態に移行するとＶｂｄが低
下して電圧偏差ε20が発生する。ε20に応じて前述の
(3)式あるいは(4)式で示すＰＩＤ各項の演算が行われて
Ｉａが増加してＰＷＭ出力デューティが増加され、やが
て１００％に到達してＩｃｈが最大となるが（図中のａ
点）負荷電流が発電能力を超過しているためε21が残存
した状態が持続する。図４と同様の手段で発電限界を検
出した後、電気負荷ＥＬがオフしてＶｂｄが回復した時
（図中のｂ点）、Ｉ項の演算結果を所定値にリセットす
るように構成している。図８のフローチャートにおいて
発電限界を判定（Ｓ１０４、Ｓ１０９、Ｓ１１０）した
後、Ｖｂｄが回復してε＝０となると（Ｓ１１１）Ｉ項
をあらかじめ決められた所定値にリセットする（Ｓ１１
２）。Ｓ１０６ではＳ１１２でリセットされたＩ項と、
εから演算式で導かれたＰ項とＤ項とが加算されてＩａ
が決定される。この動作によって残存したε21による蓄
積したＩ項が所定の値に戻される。
【００２５】次に、図９を用いて請求項３に対応する構
成の動作について説明する。図９に示すように、先の図
８のＳ１１２で説明したリセット時の値を、発電限界検
出前のＩ項の値としている。この場合の発電限界検出前
とはＰＷＭデューティが１００％に達してＴ０をカウン
トし始める時のことを示し、図５のａ点でのＩ項の値を
指している。
成の動作について説明する。図９に示すように、先の図
８のＳ１１２で説明したリセット時の値を、発電限界検
出前のＩ項の値としている。この場合の発電限界検出前
とはＰＷＭデューティが１００％に達してＴ０をカウン
トし始める時のことを示し、図５のａ点でのＩ項の値を
指している。
【００２６】次に、図６を用いて請求項４に対応する構
成について説明する。図６において、残存したε21によ
ってＩｃｈが飽和状態となってＰＩＤ演算結果であるＩ
ａがあらかじめ発電限界付近に設定された上限の所定値
（上限リミッタ）に達すると、Ｉ項の演算を中止して以
降のＩ項の蓄積を防止するように構成されている。フロ
ーチャート図１０において、Ｓ１０４でεの正負の判定
がなされて、εが負の場合は、積分ゲインＫｉは所定の
値にセットされ（Ｓ３００）、セットされたＫｉとあら
かじめ設定されているＫｐ、ＫｄにもとづいてＰＩＤ演
算されて（Ｓ１０５）、Ｉａが求められ（Ｓ１０６）、
Ｉｆに変換され（Ｓ１０７）、ＰＷＭデューティとして
出力される（Ｓ１０８）。Ｓ１０４でεが正と判定され
た場合は、先に演算されたＩａに対してその発電限界付
近にあらかじめ定められている上限リミッタとの比較が
行われ（Ｓ３０１）、Ｉａが大きい場合はＫｉを０とし
てＳ１０５に渡す（Ｓ３０２）。これによりＶｂｄが回
復してεが負に転じるかＩａの演算値が上限リミッタを
下回るまで以降のＩ演算は中止されることになる。
成について説明する。図６において、残存したε21によ
ってＩｃｈが飽和状態となってＰＩＤ演算結果であるＩ
ａがあらかじめ発電限界付近に設定された上限の所定値
（上限リミッタ）に達すると、Ｉ項の演算を中止して以
降のＩ項の蓄積を防止するように構成されている。フロ
ーチャート図１０において、Ｓ１０４でεの正負の判定
がなされて、εが負の場合は、積分ゲインＫｉは所定の
値にセットされ（Ｓ３００）、セットされたＫｉとあら
かじめ設定されているＫｐ、ＫｄにもとづいてＰＩＤ演
算されて（Ｓ１０５）、Ｉａが求められ（Ｓ１０６）、
Ｉｆに変換され（Ｓ１０７）、ＰＷＭデューティとして
出力される（Ｓ１０８）。Ｓ１０４でεが正と判定され
た場合は、先に演算されたＩａに対してその発電限界付
近にあらかじめ定められている上限リミッタとの比較が
行われ（Ｓ３０１）、Ｉａが大きい場合はＫｉを０とし
てＳ１０５に渡す（Ｓ３０２）。これによりＶｂｄが回
復してεが負に転じるかＩａの演算値が上限リミッタを
下回るまで以降のＩ演算は中止されることになる。
【００２７】なお、発電機１はエンジンによって駆動さ
れ、その発電能力はエンジン回転数Ｎｅで決定されるた
め、上限リミッタの値をＮｅの関数として設定し、図１
１に示されるＳ３０１において上限リミッタをＮｅに応
じて変化させる動作が行われる。
れ、その発電能力はエンジン回転数Ｎｅで決定されるた
め、上限リミッタの値をＮｅの関数として設定し、図１
１に示されるＳ３０１において上限リミッタをＮｅに応
じて変化させる動作が行われる。
【００２８】また、図１２は上限リミッタをＩ項に設け
た構成での制御を示している。εの正負判定（Ｓ１０
４）の後、εが正の場合は、Ｉ項の演算結果と発電限界
付近に設けた上限リミッタを比較し（Ｓ４００）、上限
に達するとＩ項を上限リミッタの値にセットしてＳ２０
０に渡される（Ｓ４０１）。
た構成での制御を示している。εの正負判定（Ｓ１０
４）の後、εが正の場合は、Ｉ項の演算結果と発電限界
付近に設けた上限リミッタを比較し（Ｓ４００）、上限
に達するとＩ項を上限リミッタの値にセットしてＳ２０
０に渡される（Ｓ４０１）。
【００２９】実施例２．実施例１で示した図２の構成で
はＰＩＤ制御器で目標発電電流Ｉａを求めて、その値か
ら界磁巻線電流Ｉｆに変換するように構成したが、図３
に示すようなＰＩＤ制御器で直接Ｉｆを演算する制御構
成であっても良く、発電制御系統にＰＩＤ制御器を用い
て構成してある装置すべてに対して本発明は有効とな
る。
はＰＩＤ制御器で目標発電電流Ｉａを求めて、その値か
ら界磁巻線電流Ｉｆに変換するように構成したが、図３
に示すようなＰＩＤ制御器で直接Ｉｆを演算する制御構
成であっても良く、発電制御系統にＰＩＤ制御器を用い
て構成してある装置すべてに対して本発明は有効とな
る。
【００３０】実施例３．発電限界検出において、発電機
１の界磁巻線電流の飽和をＰＷＭデューティを用いて判
定したが、界磁巻線電流を電流検出回路で検出した値
（従来例におけるＩｆｆ）を用いても良い。
１の界磁巻線電流の飽和をＰＷＭデューティを用いて判
定したが、界磁巻線電流を電流検出回路で検出した値
（従来例におけるＩｆｆ）を用いても良い。
【００３１】実施例４．発電機の出力電流Ｉａを検出手
段を設けて、その値を発電限界検出手段に用いて判定し
ても同様の効果を奏する。
段を設けて、その値を発電限界検出手段に用いて判定し
ても同様の効果を奏する。
【００３２】
【発明の効果】この発明の請求項１による車両用電子制
御装置は、発電機の発電限界を検出する発電限界検出手
段を設けるとともに、発電限界を検出した時、制御演算
を中止して所定の値に固定するようにしたため、また、
この発明の請求項２による車両用電子制御装置は、発電
限界検出後、発電限界を脱したらＩ項演算値を所定値に
リセットするようにしたため、さらに、この発明の請求
項３による車両用電子制御装置は、請求項２の車両用電
子制御装置において、リセットする際の所定値として発
電限界検出前のＩ項演算値を用いるようにしたため、ま
た、この発明の請求項４による車両用電子制御装置は、
ＰＩＤ制御器の演算結果の上限を規制する上限リミッタ
を設けるようにしたため、負荷電流が発電機の発電能力
を上回る状態が継続した時に発生する残存電圧偏差によ
る積分演算の無用な蓄積を防止できため、その後電気負
荷が遮断されて負荷電流が減少するあるいはエンジン回
転数が上昇して発電能力が増大して残存電圧偏差が解消
した時のバッテリ電圧の異常な上昇を抑制することがで
きるという効果を奏する。
御装置は、発電機の発電限界を検出する発電限界検出手
段を設けるとともに、発電限界を検出した時、制御演算
を中止して所定の値に固定するようにしたため、また、
この発明の請求項２による車両用電子制御装置は、発電
限界検出後、発電限界を脱したらＩ項演算値を所定値に
リセットするようにしたため、さらに、この発明の請求
項３による車両用電子制御装置は、請求項２の車両用電
子制御装置において、リセットする際の所定値として発
電限界検出前のＩ項演算値を用いるようにしたため、ま
た、この発明の請求項４による車両用電子制御装置は、
ＰＩＤ制御器の演算結果の上限を規制する上限リミッタ
を設けるようにしたため、負荷電流が発電機の発電能力
を上回る状態が継続した時に発生する残存電圧偏差によ
る積分演算の無用な蓄積を防止できため、その後電気負
荷が遮断されて負荷電流が減少するあるいはエンジン回
転数が上昇して発電能力が増大して残存電圧偏差が解消
した時のバッテリ電圧の異常な上昇を抑制することがで
きるという効果を奏する。
【図１】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図３】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のブロック図である。
のブロック図である。
【図４】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
【図５】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
【図６】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
【図７】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図８】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図９】この発明の一実施例による車両用電子制御装置
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図１０】この発明の一実施例による車両用電子制御装
置のフローチャートである。
置のフローチャートである。
【図１１】この発明の一実施例による車両用電子制御装
置のフローチャートである。
置のフローチャートである。
【図１２】この発明の一実施例による車両用電子制御装
置のフローチャートである。
置のフローチャートである。
【図１３】従来例の車両用電子制御装置のブロック図で
ある。
ある。
【図１４】従来例の車両用電子制御装置のタイムチャー
トである。
トである。
【図１５】従来例の車両用電子制御装置のタイムチャー
トである。
トである。
【図１６】従来例の車両用電子制御装置のタイムチャー
トである。
トである。
１ 発電機 ２ 界磁巻線 ５ 電気負荷 ２２ 電子装置 ７０２ ＰＩＤ制御器 ７０３ 発電限界検出手段 εn 電圧偏差 Ｉａ 目標発電電流 Ｉｃｈ 界磁巻線電流 Ｉｆ 目標界磁電流 Ｖｂｃ 目標電圧（従来例での設定電圧） Ｖｂｄ バッテリ電圧
【手続補正書】
【提出日】平成６年７月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】ここでＫｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイ
ン、Ｋｐは微分ゲイン、θはサンプリング周期であり、
右辺第１項をＰ項、第２項をＩ項、第３項をＤ項と称
す。次に、図１４、図１５のタイムチャートを用いて説
明する。図１４では定常状態から電気負荷ＥＬが作動し
た場合について述べる。定常状態では発電電流はバッテ
リ充電電流を含む負荷電流と均衡しているためＶｂｄは
Ｖｂｃと同一に調整されており（ε2≒０）、電圧―電
流指令値変換回路１０からは一定の目標界磁電流指令値
Ｉｆ１が出力されている。したがって電流供給回路６の
ＰＷＭデューティも一定となり、その結果として界磁巻
線電流Ｉｃｈは一定に保たれている。この状態からＥＬ
が動作（オフからオン）すると、負荷電流が増加して発
電電流を上回るため、過渡的な発電不足に陥ってバッテ
リ電圧が低下して電圧偏差ε2が生じる。そして電圧―
電流指令値変換回路１０にε2が入力されると上記(1)式
あるいは(2)式で目標界磁電流指令値Ｉｆ１が演算され
る。式から分かるように、Ｐ項ではε2に比例した演
算、Ｉ項ではε2の時間経過に対する和算、Ｄ項では単
位時間あたりのε2の変化量に応じた演算が行われ、そ
れに伴って目標界磁電流指令値Ｉｆ１（＝Ｐ＋Ｉ＋Ｄ）
が増加して、界磁巻線電流Ｉｃｈが増加し発電電流が増
大する。このような経過を経て、ε2が解消するように
フィードバック制御される。その後は負荷電流と発電電
流が均衡した状態でＰＷＭデューティは一定に保持され
る。次にこの状態から、電気負荷ＥＬが遮断（オンから
オフ）した場合を図１５に示す。この場合、負荷電流と
発電電流が再度均衡した状態から負荷電流が急減するた
め、過渡的に発電過剰状態となりバッテリ設定電圧Ｖｂ
ｄが上昇する。この時のε2が電圧―電流指令値変換回
路１０に入力され、ε2を解消するようにＰＩＤ演算に
よってフィードバック制御されて目標界磁電流指令値Ｉ
ｆ１、界磁巻線電流Ｉｃｈそして発電電流が減少されて
安定に至る。
ン、Ｋｐは微分ゲイン、θはサンプリング周期であり、
右辺第１項をＰ項、第２項をＩ項、第３項をＤ項と称
す。次に、図１４、図１５のタイムチャートを用いて説
明する。図１４では定常状態から電気負荷ＥＬが作動し
た場合について述べる。定常状態では発電電流はバッテ
リ充電電流を含む負荷電流と均衡しているためＶｂｄは
Ｖｂｃと同一に調整されており（ε2≒０）、電圧―電
流指令値変換回路１０からは一定の目標界磁電流指令値
Ｉｆ１が出力されている。したがって電流供給回路６の
ＰＷＭデューティも一定となり、その結果として界磁巻
線電流Ｉｃｈは一定に保たれている。この状態からＥＬ
が動作（オフからオン）すると、負荷電流が増加して発
電電流を上回るため、過渡的な発電不足に陥ってバッテ
リ電圧が低下して電圧偏差ε2が生じる。そして電圧―
電流指令値変換回路１０にε2が入力されると上記(1)式
あるいは(2)式で目標界磁電流指令値Ｉｆ１が演算され
る。式から分かるように、Ｐ項ではε2に比例した演
算、Ｉ項ではε2の時間経過に対する和算、Ｄ項では単
位時間あたりのε2の変化量に応じた演算が行われ、そ
れに伴って目標界磁電流指令値Ｉｆ１（＝Ｐ＋Ｉ＋Ｄ）
が増加して、界磁巻線電流Ｉｃｈが増加し発電電流が増
大する。このような経過を経て、ε2が解消するように
フィードバック制御される。その後は負荷電流と発電電
流が均衡した状態でＰＷＭデューティは一定に保持され
る。次にこの状態から、電気負荷ＥＬが遮断（オンから
オフ）した場合を図１５に示す。この場合、負荷電流と
発電電流が再度均衡した状態から負荷電流が急減するた
め、過渡的に発電過剰状態となりバッテリ設定電圧Ｖｂ
ｄが上昇する。この時のε2が電圧―電流指令値変換回
路１０に入力され、ε2を解消するようにＰＩＤ演算に
よってフィードバック制御されて目標界磁電流指令値Ｉ
ｆ１、界磁巻線電流Ｉｃｈそして発電電流が減少されて
安定に至る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】このバッテリ電圧の異常上昇の発生例の詳
細を図１６を用いて説明する。電圧―電流指令値変換回
路１０によって一定のＰＷＭデューティで制御されてＶ
ｂｄがＶｂｃと同一値に調整されている定常状態（ε2
≒０）から、電気負荷ＥＬがオンすると負荷電流が発電
電流を上回って電圧偏差ε20が生じる。電圧―電流指令
値変換回路１０は電圧偏差からＰＩＤ演算を行って目標
界磁電流指令値Ｉｆ１を上昇させる結果、それに応じて
電流供給回路６からのＰＷＭデューティが大きくなる。
ＰＷＭデューティが大きくなって界磁巻線電流Ｉｃｈが
増大するにつれてε20は回復に向かい、やがてＰＷＭデ
ューティが１００％に達して界磁巻線電流ＩｃｈがＶｂ
ｃと界磁巻線抵抗で決まる値に飽和する（図中のａ
点）。界磁巻線電流Ｉｃｈの飽和は、発電機の出力が最
大に達して発電能力が限界にあることを意味している。
この時電気負荷ＥＬの投入によって負荷電流の総和が発
電機１の発電能力を超えているとＶｂｄはＶｂｃに回復
することができず電圧偏差ε21が残存することになる。
その後のＰＩＤ演算においてＰ項、Ｄ項は一定値で推移
するがＩ項のみε21が解消するまで時間の経過とともに
徐々に蓄積して行く。この状態が継続したのち、電気負
荷ＥＬがオフすると発電電流が負荷電流を上回るため、
Ｖｂｄが上昇を始めＶｂｃに復帰する（図中のｂ点）。
以降蓄積されたＩ項は徐々に減少するが、目標界磁電流
指令値Ｉｆ１が飽和した界磁巻線電流Ｉｃｈ以下となる
まではＰＷＭデューティが１００％を持続するため、電
圧偏差がε22まで異常上昇する（図中のｃ点）。その後
はＩ項のさらなる減少によってＰＷＭデューティが小さ
くなりＩｃｈがＥＬ投入前の値に戻ってＶｂｄが回復す
る。
細を図１６を用いて説明する。電圧―電流指令値変換回
路１０によって一定のＰＷＭデューティで制御されてＶ
ｂｄがＶｂｃと同一値に調整されている定常状態（ε2
≒０）から、電気負荷ＥＬがオンすると負荷電流が発電
電流を上回って電圧偏差ε20が生じる。電圧―電流指令
値変換回路１０は電圧偏差からＰＩＤ演算を行って目標
界磁電流指令値Ｉｆ１を上昇させる結果、それに応じて
電流供給回路６からのＰＷＭデューティが大きくなる。
ＰＷＭデューティが大きくなって界磁巻線電流Ｉｃｈが
増大するにつれてε20は回復に向かい、やがてＰＷＭデ
ューティが１００％に達して界磁巻線電流ＩｃｈがＶｂ
ｃと界磁巻線抵抗で決まる値に飽和する（図中のａ
点）。界磁巻線電流Ｉｃｈの飽和は、発電機の出力が最
大に達して発電能力が限界にあることを意味している。
この時電気負荷ＥＬの投入によって負荷電流の総和が発
電機１の発電能力を超えているとＶｂｄはＶｂｃに回復
することができず電圧偏差ε21が残存することになる。
その後のＰＩＤ演算においてＰ項、Ｄ項は一定値で推移
するがＩ項のみε21が解消するまで時間の経過とともに
徐々に蓄積して行く。この状態が継続したのち、電気負
荷ＥＬがオフすると発電電流が負荷電流を上回るため、
Ｖｂｄが上昇を始めＶｂｃに復帰する（図中のｂ点）。
以降蓄積されたＩ項は徐々に減少するが、目標界磁電流
指令値Ｉｆ１が飽和した界磁巻線電流Ｉｃｈ以下となる
まではＰＷＭデューティが１００％を持続するため、電
圧偏差がε22まで異常上昇する（図中のｃ点）。その後
はＩ項のさらなる減少によってＰＷＭデューティが小さ
くなりＩｃｈがＥＬ投入前の値に戻ってＶｂｄが回復す
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】このような構成においては、従来例と同様
に（複数のＥＬが同時期に作動した場合などの負荷電流
の総和）＞（そのときのエンジン回転数で決まる発電機
の発電限界）となると、Ｖｂｃに対してＶｂｄが低下し
た状態となってεが発生する。その後εを低減するよう
にフィードバックされて界磁巻線電流Ｉｃｈが増加方向
に制御されるが、Ｉｃｈが最大値に到達して飽和しても
（ＰＷＭ出力デューティ１００％）、発電電流が不足す
るため電圧偏差が解消せずεが残存する現象が発生す
る。この現象は、［負荷電流の総和］＜［発電限界］の
関係が成立するまで持続することは従来例で説明したと
おりである。
に（複数のＥＬが同時期に作動した場合などの負荷電流
の総和）＞（そのときのエンジン回転数で決まる発電機
の発電限界）となると、Ｖｂｃに対してＶｂｄが低下し
た状態となってεが発生する。その後εを低減するよう
にフィードバックされて界磁巻線電流Ｉｃｈが増加方向
に制御されるが、Ｉｃｈが最大値に到達して飽和しても
（ＰＷＭ出力デューティ１００％）、発電電流が不足す
るため電圧偏差が解消せずεが残存する現象が発生す
る。この現象は、［負荷電流の総和］＜［発電限界］の
関係が成立するまで持続することは従来例で説明したと
おりである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】実施例４．発電機の出力電流Ｉａの検出手
段を設けて、その値を発電限界検出手段に用いて判定し
ても同様の効果を奏する。
段を設けて、その値を発電限界検出手段に用いて判定し
ても同様の効果を奏する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正内容】
【図８】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 仁志 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 車両の各種情報により目標電圧を設定す
る手段と、上記目標電圧とバッテリ電圧との偏差から発
電機の目標発電電流を演算するＰＩＤ制御器と、上記目
標発電電流から界磁巻線電流を求めてて界磁巻線に出力
する手段とを備えた車両用電子制御装置において、上記
界磁巻線電流が飽和に達しかつ電圧偏差が残存した状態
が所定時間持続したことによって電気負荷の消費電力が
上記発電機の発電能力を超えたことを検出する発電限界
検出手段を設けるとともに、上記発電限界検出手段が発
電限界を検出した場合には、上記ＰＩＤ制御器のうち少
なくとも積分演算を中止して所定の値に固定することを
特徴とする車両用電子制御装置。 - 【請求項２】 車両の各種情報により目標電圧を設定す
る手段と、上記目標電圧とバッテリ電圧との偏差から発
電機の目標発電電流を演算するＰＩＤ制御器と、上記目
標発電電流から界磁巻線電流にを求めて界磁巻線に出力
する手段とを備えた車両用電子制御装置において、上記
界磁巻線電流が飽和に達しかつ電圧偏差が残存した状態
が所定時間持続したことによって電気負荷の消費電力が
上記発電機の発電能力を超えたことを検出する発電限界
検出手段を設けるとともに、上記発電限界検出手段が発
電限界を検出した後、上記バッテリ電圧が目標電源電圧
に回復したとき、上記ＰＩＤ制御器の積分演算値を所定
値にリセットし、かつその値を初期値として積分演算を
再開することを特徴とする車両用電子制御装置。 - 【請求項３】 上記積分演算値をリセットする際の所定
値として、上記発電能力限界検出手段が上記発電機の発
電能力の限界を検出する以前の積分演算値を用いること
を特徴とする請求項２の車両用電子制御装置。 - 【請求項４】 車両の各種情報により目標電圧を設定す
る手段と、上記目標電圧とバッテリ電圧との偏差から発
電機の目標発電電流を演算するＰＩＤ制御器と、上記目
標発電電流から界磁巻線電流を求めて界磁巻線に出力す
る手段とを備えた車両用電子制御装置において、上記発
電機による発電電流の上限を規制する上限リミッタを設
けるとともに、上記発電電流が上限リミッタに達した場
合には上記ＰＩＤ制御器のうち少なくとも積分演算を中
止し所定の値に固定することを特徴とする車両用電子制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210371A JPH0767395A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 車両用電子制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210371A JPH0767395A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 車両用電子制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767395A true JPH0767395A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16588251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210371A Pending JPH0767395A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 車両用電子制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767395A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103324225A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-09-25 | 朱银娟 | 一种车载充电系统串联pid控制的补偿方法 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP5210371A patent/JPH0767395A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103324225A (zh) * | 2013-04-01 | 2013-09-25 | 朱银娟 | 一种车载充电系统串联pid控制的补偿方法 |
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