JPH07305635A - エンジントルク変動吸収装置 - Google Patents

エンジントルク変動吸収装置

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JPH07305635A
JPH07305635A JP6120672A JP12067294A JPH07305635A JP H07305635 A JPH07305635 A JP H07305635A JP 6120672 A JP6120672 A JP 6120672A JP 12067294 A JP12067294 A JP 12067294A JP H07305635 A JPH07305635 A JP H07305635A
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JP
Japan
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current
machine
battery
voltage
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP6120672A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Iida
桂一 飯田
Teruhiro Shirata
彰宏 白田
Satoru Tozawa
知 戸澤
Kazuhiro Takayama
一弘 高山
Kazumi Nishizawa
一海 西沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Nikko Denki Kogyo KK
Nikko Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Nikko Denki Kogyo KK
Nikko Electric Industry Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アイドル運転中におけるエンジン1のトルク
変動を吸収するエンジントルク変動吸収装置において、
インバータのスイッチングユニットのコストを安くし、
損傷事故をなくすこと。 【構成】 エンジン1に直結された交流機2を発電機運
転する場合は、発電電圧を昇圧コンバータ16で昇圧し
てバッテリ10を充電する。電動機運転する場合は、バ
ッテリ10からの電流をインバータ5で交流に変換して
交流機2に供給する。発電電圧を整流する整流回路を、
発電機運転時にのみオンされるサイリスタ整流回路18
とする。電動機運転時にはサイリスタ整流回路18はオ
フとされるので、バッテリ10からインバータ5に流れ
る電流IB の一部が、昇圧コンバータ16の入力側の大
容量コンデンサ17に流れることはなくなる。スイッチ
ングユニット6に流れる電流は、交流機2への電機子電
流のみとなり、スイッチングユニット6は、従来に比べ
て小容量のものとすることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジンのクランクシ
ャフトに直結した交流機を、発電機運転および電動機運
転することにより、エンジンのトルク変動を吸収するエ
ンジントルク変動吸収装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】エンジンのアイドル運転の回転数は略一
定であるが、細かく見ると、1回転の間に小刻みに変動
している。この変動は、ピストンが上下する際のトルク
変化に起因している。従って、変動の回数は、エンジン
のクランクシャフトに接続されている気筒数によって変
わる。この回転変動は、車体の振動や騒音を引き起こす
ので、車体が静止しているアイドル運転中は、出来るだ
け小であることが望まれる。なお、車両が走行している
時は、回転変動による騒音が騒音全体に占める割合は小
さく、あまり気にされない。
【0003】アイドル運転中の回転変動を吸収する方法
として、クランクシャフトに交流機(例、同期交流機)
を直結し、これによって吸収する方法が知られている。
回転数が上昇する方向に回転変動している時は、交流機
を発電機運転してトルクを消費し、回転数を下げる。逆
に、回転数が低下する方向に回転変動している時は、交
流機を電動機運転してトルクを与え、回転数を上げる。
なお、電動機運転は、車両に搭載されている通常のバッ
テリの直流電圧を、インバータにより交流電圧に変換
し、これを印加することによって行う。
【0004】図2は、本発明の前提となったエンジント
ルク変動吸収装置であり、出願人が提案した特願平6−
24845 号の発明を基礎とするものである。図2におい
て、1はエンジン、2は交流機、2−1は界磁コイル、
3は回転子位置検出器、4は電流検出器、5はインバー
タ、6はスイッチングユニット、7は整流回路、8は放
電抵抗器、9はチョッパ、10はバッテリ、11は電圧
調整器、12はインバータ制御回路、13はチョッパ制
御回路、14はコンバータ制御回路、15は総合制御
部、16は昇圧コンバータ、17はコンデンサである。
【0005】交流機2としては、例えば同期交流機が用
いられる。電圧調整器11は、界磁コイル2−1への電
流を制御して、発電電圧を調整する。インバータ5の中
のスイッチングユニット6としては、例えばパワーMO
SFETが使用される。これは、そのソースとドレイン
間に、逆方向のダイオードが事実上形成されている構造
となっている。パワーMOSFETは、そのゲートにゲ
ート信号が入力されると導通される。導通の方向は、上
記ダイオードとは逆方向である。
【0006】ゲート信号は、インバータ制御回路12よ
り与えられる。回転子位置検出器3は、回転子の回転位
置を検出するものであり、ここからの検出信号を参考に
して、各スイッチングユニット6へゲート信号を与える
タイミング(位相)が決定される。交流機2が電動機運
転される時には、各スイッチングユニットにゲート信号
が与えられる。発電機運転される時には、ゲート信号が
与えられない。
【0007】放電抵抗器8は、発電エネルギーの内、バ
ッテリ10に充電されずに残る部分を消費するために、
必要に応じて設けられる。チョッパ9はチョッパ制御回
路13により制御され、放電抵抗器8へ電流を流す期間
を規定する。昇圧コンバータ16は、交流機2を発電機
運転する際、整流回路7からの出力電圧を昇圧するため
に設けられている。コンデンサ17は、入力インピーダ
ンスを小にするために設けられた、大容量のコンデンサ
である。昇圧コンバータ16を設けた理由は、アイドル
回転数での発電電圧が低くて、充電が少しづつしか行わ
れないので、それを改善するためである。次に、そのこ
とについて説明する。
【0008】図3は、交流機を発電機運転した場合の特
性図である。横軸は回転数,縦軸は出力電圧および出力
電流である。Vが出力電圧の曲線、Iが出力電流の曲線
である。NI はアイドル回転数であるが、この回転数で
の出力電圧(つまり発電電圧)はVI である。このVI
の値は、図示するように、充電する相手であるバッテリ
10のバッテリ電圧VB より僅かに高い程度である。
【0009】出力電圧がバッテリ電圧VB を超えた時か
ら、バッテリ10へ電流が流れ込める。それゆえ、出力
電流の曲線Iは、出力電圧がVB となる回転数NB のと
ころから立ち上がっている。しかし、アイドル運転時に
おいては、出力電圧VI を直接バッテリに印加したので
は、電圧差が少なくて充電は少しづつしか行われない。
つまり、充電効率が悪い。そこで、昇圧コンバータ16
を設けて昇圧し、電圧差を大にして充電効率を良くして
いる。
【0010】総合制御部15には、エンジン回転数検出
信号等の種々の車両情報のほか、整流回路7からの出力
電圧(V)検出信号が入力される。インバータ5の下半
分に含まれるダイオードは、整流回路7と共に整流動作
を行うのに兼用されている。総合制御部15は、入力さ
れて来る情報を基に、電圧調整器11,インバータ制御
回路12,チョッパ制御回路13およびコンバータ制御
回路14等に指令を発して、制御動作をさせる。例え
ば、車両が停止してアイドル運転に入った時を検知する
と、インバータ制御回路12,チョッパ制御回路13等
に指令を発して、エンジントルクの変動を吸収する制御
動作を行わせる。
【0011】回転変動が、回転数が上昇する方向に回転
変動している時は、交流機2を発電機運転する。その発
電電圧を整流して、昇圧コンバータ16で昇圧してバッ
テリ10を充電したり、チョッパ9をオンして放電抵抗
器8に流したりして、増加しようとしているトルクのエ
ネルギーを消費し、回転数を減少させる。逆に、回転数
が低下する方向に回転変動している時は、バッテリ10
の電圧をインバータ5で交流に変換し、それを交流機2
に印加して電動機運転する。エンジン1はトルクを与え
られ、回転数は増加する。
【0012】なお、エンジントルク変動吸収装置に関係
する従来の文献としては、例えば特開昭61−223237号公
報、特開昭63−314101号公報がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
(問題点)しかしながら、前記したエンジントルク変動
吸収装置では、交流機2を電動機運転する場合、スイッ
チングユニット6には交流機2への電機子電流よりも大
きい電流が流れるので、スイッチングユニット6の電流
容量を必要以上に大きくしなければならず、コスト高と
なるという問題点があった。また、もし電機子電流を流
す程度の電流容量にしかしなかった場合には、スイッチ
ングユニット6が損傷してしまうという問題点があっ
た。
【0014】(問題点の説明)交流機2を電動機運転す
る場合は、バッテリ10から電流IB が流れ出るが、そ
の電流の経路を図2においては点線で示している。バッ
テリ電流IB は、インバータ5を構成するスイッチング
ユニット6を流れた後、交流機2へ向かう電流I1 と、
整流回路7からコンデンサ17を通って流れる電流I2
との2手に分かれる。
【0015】電動機運転する時は、総合制御部15から
の指令で昇圧コンバータ16は作動しないようにされて
いるが、その作動の有無にかかわらず、コンデンサ17
を通ってバッテリ10のマイナス極に帰る経路は形成さ
れているからである。コンデンサ17は、入力インピー
ダンスを小にするために大容量とされているから、電流
2 は大きな電流となる。
【0016】この電流I2 と電流I1 との合計電流がス
イッチングユニット6を流れることとなるが、スイッチ
ングユニット6としてはMOSFETのような半導体ス
イッチング素子が用いられるから、電流容量が小さいと
発熱により損傷することがある。損傷しないようにする
ためには、電流容量が大のものを使用しなければなら
ず、コストが高くなる。本発明は、以上のような問題点
を解決することを課題とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、エンジンに直結され、アイドル運転中
に回転数を上昇させる回転変動が生じたときには発電機
運転され、アイドル運転中に回転数を低下させる回転変
動が生じたときには電動機運転される交流機と、前記交
流機の発電電圧を整流する整流回路と、電動機運転時に
前記バッテリの電圧を交流電圧に変換して前記交流機に
給電するインバータと、前記整流回路と前記バッテリと
の間に整流電圧を昇圧する昇圧コンバータとを具えたエ
ンジントルク変動吸収装置において、前記整流回路を交
流機の発電機運転時にのみオンされるサイリスタで構成
したサイリスタ整流回路とすることとした。
【0018】
【作 用】アイドル運転中に交流機2を発電機運転す
る時には、発電電圧を整流し、昇圧コンバータ16によ
って昇圧してバッテリに充電するが、その整流回路を、
発電機運転時にのみオンされるサイリスタで構成する。
電動機運転時には該整流回路のサイリスタは全てオフと
なっているから、バッテリ10からインバータ5に流れ
る電流の一部が、昇圧コンバータ16の入力側の大容量
コンデンサ17に流れることはなくなる。従って、スイ
ッチングユニット6に流れる電流は、交流機2への電機
子電流Ia のみとなり、従来に比べて少なくなる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明のエンジントルク変動吸収
装置の実施例を示す図である。符合は図2のものに対応
し、18はサイリスタ整流回路である。図2の従来例と
異なる点は、整流回路7の部分をサイリスタ整流回路1
8とした点である。なお、サイリスタ整流回路18の制
御は、インバータ制御回路12によって行ってもよい
し、総合制御部15によって直接行ってもよい。
【0020】交流機2を発電機運転する場合は、サイリ
スタ整流回路18の各サイリスタには、ゲートオン信号
が与えられる。つまり、実質的にはダイオードが接続さ
れているのと同じ状態となる。従って、発電電圧はサイ
リスタ整流回路18で整流され、昇圧コンバータ16を
経てバッテリ10を充電したり、あるいは放電抵抗器8
に流されたりする。
【0021】また、交流機2を電動機運転する場合は、
サイリスタ整流回路18の各サイリスタには、ゲートオ
フの信号が与えられる。つまり、全てのサイリスタはオ
フ状態を保つ。従って、図2における電流I2 のような
電流は流れ得ず、バッテリ10からの電流IB は、点線
で図示する如く、スイッチングユニット6を通って交流
機2に向かう電機子電流だけとなる。これにより、スイ
ッチングユニット6を流れる電流は従来の場合より少な
くなるので、電流容量が小さいもので間に合うことにな
り、コストが安くなる。また、過大電流による損傷事故
もなくなる。
【0022】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のエンジントル
ク変動吸収装置によれば、交流機2の発電電圧を整流す
る整流回路を、発電機運転時にのみオンされるサイリス
タで構成する。電動機運転時には該整流回路のサイリス
タは全てオフとなっているから、バッテリ10からイン
バータ5に流れる電流の一部が、昇圧コンバータ16の
入力側の大容量コンデンサ17に流れることはなくな
る。従って、スイッチングユニット6に流れる電流は、
交流機2への電機子電流Ia のみとなり、従来に比べて
少なくなる。それゆえ、スイッチングユニット6を小容
量のものとすることが出来、コストが安くなる。また、
過大電流による損傷事故もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のエンジントルク変動吸収装置の実施
例を示す図
【図2】 本発明の前提となったエンジントルク変動吸
収装置を示す図
【図3】 交流機を発電機運転した場合の特性図
【符号の説明】
1…エンジン、2…交流機、2−1…界磁コイル、3…
回転子位置検出器、4…電流検出器、5…インバータ、
6…スイッチングユニット、7…整流回路、8…放電抵
抗器、9…チョッパ、10…バッテリ、11…電圧調整
器、12…インバータ制御回路、13…チョッパ制御回
路、14…コンバータ制御回路、15…総合制御部、1
6…昇圧コンバータ、17…コンデンサ、18…サイリ
スタ整流回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 9/30 C (72)発明者 戸澤 知 藤沢市土棚8番地 いすゞ自動車株式会社 藤沢工場内 (72)発明者 高山 一弘 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内 (72)発明者 西沢 一海 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに直結され、アイドル運転中に
    回転数を上昇させる回転変動が生じたときには発電機運
    転され、アイドル運転中に回転数を低下させる回転変動
    が生じたときには電動機運転される交流機と、前記交流
    機の発電電圧を整流する整流回路と、電動機運転時に前
    記バッテリの電圧を交流電圧に変換して前記交流機に給
    電するインバータと、前記整流回路と前記バッテリとの
    間に整流電圧を昇圧する昇圧コンバータとを具えたエン
    ジントルク変動吸収装置において、前記整流回路を交流
    機の発電機運転時にのみオンされるサイリスタで構成し
    たサイリスタ整流回路としたことを特徴とするエンジン
    トルク変動吸収装置。
JP6120672A 1994-05-09 1994-05-09 エンジントルク変動吸収装置 Pending JPH07305635A (ja)

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JP6120672A JPH07305635A (ja) 1994-05-09 1994-05-09 エンジントルク変動吸収装置

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JP6120672A JPH07305635A (ja) 1994-05-09 1994-05-09 エンジントルク変動吸収装置

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Family Applications (1)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998034022A1 (de) * 1997-02-04 1998-08-06 Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Kg Antriebssystem, insbesondere für ein kraftfahrzeug und verfahren zum entgegenwirken einer änderung der leerlaufdrehzahl in einem antriebssystem
JP2007303417A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Nishishiba Electric Co Ltd ターボチャージャ発電装置
KR101294491B1 (ko) * 2007-12-10 2013-08-07 현대자동차주식회사 전압 변환 장치를 이용한 알터네이터 발전 제어 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998034022A1 (de) * 1997-02-04 1998-08-06 Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Kg Antriebssystem, insbesondere für ein kraftfahrzeug und verfahren zum entgegenwirken einer änderung der leerlaufdrehzahl in einem antriebssystem
US6109237A (en) * 1997-02-04 2000-08-29 Isad Electronic Systems Gmbh & Co. Kg Apparatus for controlling the idling speed of an internal combustion engine
JP2007303417A (ja) * 2006-05-12 2007-11-22 Nishishiba Electric Co Ltd ターボチャージャ発電装置
KR101294491B1 (ko) * 2007-12-10 2013-08-07 현대자동차주식회사 전압 변환 장치를 이용한 알터네이터 발전 제어 시스템

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