JPH0549101A - 車両用電源保護回路 - Google Patents

車両用電源保護回路

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JPH0549101A
JPH0549101A JP19534991A JP19534991A JPH0549101A JP H0549101 A JPH0549101 A JP H0549101A JP 19534991 A JP19534991 A JP 19534991A JP 19534991 A JP19534991 A JP 19534991A JP H0549101 A JPH0549101 A JP H0549101A
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battery
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inverter
inverter circuit
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Takayuki Suzuki
孝幸 鈴木
Tetsuo Koike
哲夫 小池
Atsumi Obata
篤臣 小幡
Takashi Koto
隆志 古藤
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Hino Motors Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力貯蔵放電が可能な直流電源を過剰放電か
ら保護すること。 【構成】 この車両用電源保護回路は、車両の車軸を駆
動する内燃機関の主軸に連結された回転機3と、直流電
力を貯蔵できかつ貯蔵した直流電力を放出できる直流電
源8と、前記直流電源8から前記回転機3へ交流電力を
供給するとともに、前記回転機3からの発電電力を前記
直流電源8に回生する第一のインバータ回路61と、前
記直流電源8から負荷11へ交流電力を供給する第二の
インバータ回路93と、前記直流電源8の電圧を監視
し、該電圧が基準値以下となったときに前記第二のイン
バータ回路93の動作を停止する異常時制御手段20と
からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関−電気ハイブ
リッドシステムを使用する車両に搭載した冷凍機等の負
荷に電力を供給する直流電源の過負荷を防止できる車両
用電源保護回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の内燃機関−電気ハイブリッドシ
ステムは、大型ディーゼルエンジンのフライホイールハ
ウジング内に薄型の三相交流回転機を内蔵させ、前記三
相交流回転機の動作をインバータ装置で制御することに
より、ブレーキエネルギーを電気として回生し、あるい
はオルタネータとして電力を発生させ、その電力により
バッテリ等の直流電源を充電し、また車両の発進・加速
時には前記直流電源から前記三相交流回転機に電力を供
給し電動機として動作させることによりディーゼルエン
ジンのトルクを補助するようにした装置として同一出願
人により提案されている。
【0003】このようなシステムを装備した車両に冷凍
機等の電力負荷を搭載したものが提供されている。
【0004】図3は前記電力負荷を含むディーゼル−電
気ハイブリッドシステムを示す図である。図3におい
て、大型ディーゼルエンジン1は、フライホイールハウ
ジング2内に薄型の三相交流回転機3を内蔵させてあ
る。このフライホイールハウジング2の後部には、トラ
ンスミッション4が設けられている。ディーゼルエンジ
ン1の回転軸には、回転センサ5が設けてある。前記三
相交流回転機3は第一のインバータ回路を含む電力変換
装置6に接続されている。電力変換装置6には、ブレー
キエネルギー消費用の抵抗器7が接続されている。ま
た、電力変換装置6の電気端子には、直流電源であるバ
ッテリ8と、第二のインバータ回路を含む第二電力変換
装置9とが接続されている。また、電力変換装置6に
は、回転センサ5からの回転検出信号、スタータスイッ
チ10からの信号、リターダ調整レバー11からの信
号、及びアクセルセンサ12からのアクセル開度信号が
それぞれ入力される。なお、アクセルセンサ12のアク
セル開度信号は電子ガバナ用コンピュータ13に入力さ
れ、電子ガバナ用コンピュータ13の制御により燃料噴
射ポンプ14が駆動されるようにしてある。また、冷凍
機等を駆動する交流電動機15には、前記第二のインバ
ータ回路を含む第二電力変換装置9から交流電力が供給
されるようにしてある。
【0005】上記構成のシステムにおいて、システム始
動時には、スタータスイッチ10からの信号を受けた電
力変換装置6が三相交流回転機3をスタータとして動作
させる。車両の発進・加速時には、アクセルセンサ12
からの信号を受けた電力変換装置6が三相交流回転機3
をトルクアシスト用モータとして作動させる。また、車
両制動時には、リターダ調整レバー11からの信号を受
けたインバータ6が三相交流回転機3をリターダ(電気
ブレーキ)として作動させる。このとき、回生されるエ
ネルギーが過剰の場合は、抵抗器7によってブレーキエ
ネルギーの消費を行わせる。また、第二のインバータ回
路を含む第二電力変換装置9は、バッテリ8からの直流
電力を交流電力に変換し、交流電動機15に供給され
る。これにより電動機15は、冷凍機等を回転駆動す
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような冷凍機等の電力負荷を搭載した車両にあって
は、第二電力変換装置9で直流電力を交流電力に単に変
換して上記電動機15へ供給し続けるだけなので、バッ
テリ8が放電状態になっても上記電動機15への電力供
給をおこなってしまい、バッテリ8を過放電状態として
しまうという問題があった。前記バッテリ8は、一般の
自動車が使用する24〔V〕の電源も兼ねているため、
バッテリ8の過放電により24〔V〕の電力も供給でき
なきなるという不都合が生じ、この結果、始動はもちろ
ん走行もできなくなるという欠点があった。
【0007】そこで、本発明の目的は、電力貯蔵放電が
可能な直流電源を保護できる車両用電源保護回路を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の車両用電源保護
回路は、車両の車軸を駆動する内燃機関の主軸に連結さ
れた回転機と、直流電力を貯蔵できかつ貯蔵した直流電
力を放出できる直流電源と、前記直流電源から前記回転
機へ交流電力を供給するとともに、前記回転機からの発
電電力を前記直流電源に回生する第一のインバータ回路
と、前記直流電源から負荷へ交流電力を供給する第二の
インバータ回路と、前記直流電源の電圧を監視し、該電
圧が基準値以下となったときに前記第二のインバータ回
路の動作を停止する異常時制御手段とを備えたものであ
る。
【0009】
【作用】上記車両用電源保護回路において、異常時制御
手段は、前記直流電源の電圧を取り込んでこれを監視
し、該電圧が基準値以下となったときにインバータ動作
停止信号を第二のインバータ回路に出力する。これによ
り、前記第二のインバータ回路は、インバータ動作を停
止することになる。したがって、基準電圧を直流電源の
放電状態にならない値にしておけば、直流電源の放電状
態を防止することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明を添付図面の実施例により説明
する。
【0011】図1は、本発明の車両用電源保護回路の実
施例を含むシステムの電気回路を示す回路図である。
【0012】図1において、三相交流回転機3の電気端
子は、電力変換装置6を介して直流電源であるバッテリ
8に接続されている。この電力変換装置6は、三相交流
回転機3からの発電電力をバッテリ8に供給し、逆にバ
ッテリ8からの電力を三相交流回転機3に供給でき、か
つ電気ブレーキ時に発電電力を抵抗器7で消費できるよ
うに構成してあり、第一のインバータ回路61、第一の
チョッパ回路62、平滑コンデンサ63、及び電気ブレ
ーキ回路64からなる。
【0013】第一のインバータ回路61は、図示しない
スイッチング素子の点弧時期を制御することにより、三
相交流回転機3を発電機あるいは電動機として動作させ
るように構成してある。また、第一のインバータ回路6
1の交流端子には三相交流回転機3が接続されており、
かつ第一のインバータ回路61の直流端子には第一のチ
ョッパ回路62、平滑コンデンサ63及び電気ブレーキ
回路64が接続されている。第一のチョッパ回路62
は、スイッチングトランジスタ62Qと、このトランジ
スタ62Qのコレクタ・エミッタに逆極性で並列接続さ
れたバイパスダイオード63Daと、整流コイル63L
と、フライホイールダイオード63Dbとを具備してい
る。第一のチョッパ回路62は、供給される電力をスイ
ッチングトランジスタ62Qでスイッチングした後整流
用コイル62L及びダイオード62Dbの作用によりバ
ッテリ8を充電し、あるいはバッテリ8からの電力をバ
イパスダイオード63Daを介して第一のインバータ回
路61に供給するように回路構成されている。電気ブレ
ーキ回路64は、スイッチングトランジスタ64Q及び
これに逆極性で接続されたダイオード64Dからなる並
列回路と、これに直列接続された抵抗器7とを備え、ス
イッチング素子64Qをオン状態にして抵抗器7で電力
を消費させることにより電気ブレーキがかかるようにし
てある。
【0014】第二の電力変換装置9は、バッテリ8から
の直流電力をスイッチングして昇圧して出力する第二の
チョッパ回路91と、この第二のチョッパ回路91から
の出力を平滑する平滑用コンデンサ92と、この平滑用
コンデンサ92に蓄電された直流電力を交流電力にして
負荷である交流電動機15に供給する第二のインバータ
回路93とを含んでいる。この第二の電力変換装置9に
は、制御装置20が接続されている。制御装置20は、
上記バッテリ8の電圧を監視し、その電圧が基準値以下
となったときに、第二のチョッパ回路91及び前記第二
のインバータ回路93の動作を停止するように回路構成
されている。
【0015】前記第二のチョッパ回路91は、昇圧用コ
イル91L、スイッチングトランジスタ91Q、トラン
ジスタ91Qの保護ダイオード91Da、逆流阻止用ダ
イオード91Dbを備え、バッテリ8の電力をトランジ
スタ91Qでスイッチングした後昇圧用コイル91L及
び逆流阻止用ダイオード91Dbの作用により電圧を昇
圧して平滑用コンデンサ92に高圧直流電力を蓄電する
ように構成してある。また、制御装置20は、図示しな
いがバッテリ8の電圧をデジタル化するアナログ・デジ
タル変換器と、このアナログ・デジタル変換器からのデ
ジタルデータを処理してスイッチング停止信号を出力で
きるコンピュータ装置とから構成すればよい。
【0016】次に、上述したように構成した実施例の作
用を図1及び図2を参照して説明する。ここで、図2
は、制御装置20の動作を説明するためのフローチャー
トである。
【0017】三相交流回転機3で発電した電力は、第一
のインバータ回路61でスイッチングされて平滑コンデ
ンサ63に平滑蓄電される。平滑コンデンサ63に蓄電
された電力は、スイッチングトランジスタ62Qでスイ
ッチングされた後、整流用コイル62L及びダイオード
62Dbの作用によりバッテリ8を充電する。
【0018】また、バッテリ8からの電力は、バイパス
ダイオード63Daを介して第一のインバータ回路61
に供給する。第一のインバータ回路61は、必要に応じ
て三相交流回転機3を交流電動機にし、ディーゼルエン
ジン1をトルク補助する。なお、余剰電力等は、電気ブ
レーキ回路64のスイッチング64Qをオン状態にする
ことにより、抵抗器7で消費される。
【0019】ところで、三相交流回転機3や第一のイン
バータ回路61、第一のチョッパ回路62等の故障によ
り、バッテリ8が充電されなくなったとき、電力負荷で
ある交流電動機15にバッテリ8から電力を供給し続け
ると、バッテリ8が過放電状態になってしまう。そこ
で、制御装置20は、まず、バッテリ8の電圧をアナロ
グデジタル変換器(図示せず)を介してコンピュータ装
置に取り込む(ステップ100)。ついで、制御装置20
は、取り込んだバッテリ8の電圧が基準値以下となった
ときに(ステップ101)、第二のチョッパ回路91及び
前記第二のインバータ回路93の動作を停止する信号V
cを出力する(ステップ102)。これにより、第二のチョ
ッパ回路91及び第二のインバータ回路93は動作が停
止することになる(ステップ103)。
【0020】制御装置20は、取り込んだバッテリ8の
電圧が基準値以上の場合(ステップ101)、信号Vcを出
力せずに通常のスイッチング動作を続けさせ、かつバッ
テリ8の電圧を取り込み、かつ電圧を基準値以下となる
か否かを判定する動作を繰り返す(ステップ100〜10
1)。
【0021】このように本実施例では、直流電源である
バッテリ8の電圧値が放電状態に応じて低下することを
制御装置20で検出し、その検出電圧が一定値以下にな
ったときに第二のインバータ回路93の動作を停止する
ことにより、バッテリ8の過放電を防止し、車両の始動
あるいは走行ができなくなることを防止する。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
流電源の電圧を監視し、これが一定値以下になったとき
に、電力負荷に電力を供給する第二のインバータ回路の
動作を停止することにより、直流電源が放電することを
防止し、車両の始動あるいは走行ができなくなることを
防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】本発明の実施例の動作を説明するためのフロー
チャートである。
【図3】従来の内燃機関−電気ハイブリッドシステムを
示す構成図である。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン 3 三相交流回転機 6 インバータ 7 抵抗器 8 バッテリ(直流電源) 9 第二の電力変換装置 15 三相電動機(電力負荷) 20 制御装置(異常時制御手段) 61 第一のインバータ回路 62 第一のチョッパ回路 91 第二のチョッパ回路 93 第二のインバータ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古藤 隆志 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車工業株式会社日野工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の車軸を駆動する内燃機関の主軸に
    連結された回転機と、直流電力を貯蔵できかつ貯蔵した
    直流電力を放出できる直流電源と、前記直流電源から前
    記回転機へ交流電力を供給するとともに、前記回転機か
    らの発電電力を前記直流電源に回生する第一のインバー
    タ回路と、前記直流電源から負荷へ交流電力を供給する
    第二のインバータ回路と、前記直流電源の電圧を監視
    し、該電圧が基準値以下となったときに前記第二のイン
    バータ回路の動作を停止する異常時制御手段とを備えた
    車両用電源保護回路。
JP19534991A 1991-08-05 1991-08-05 車両用電源保護回路 Pending JPH0549101A (ja)

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