JPH0783522B2 - Auxiliary power unit for automobile - Google Patents
Auxiliary power unit for automobileInfo
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- JPH0783522B2 JPH0783522B2 JP63111849A JP11184988A JPH0783522B2 JP H0783522 B2 JPH0783522 B2 JP H0783522B2 JP 63111849 A JP63111849 A JP 63111849A JP 11184988 A JP11184988 A JP 11184988A JP H0783522 B2 JPH0783522 B2 JP H0783522B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車の内燃機関に連結して電気的制御装置ま
たは電気補助動力装置として利用する電気装置に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric device connected to an internal combustion engine of an automobile and used as an electric control device or an electric auxiliary power unit.
本発明は内燃機関の主軸にかご形多相誘導機の回転軸が
結合され、このかご形多相誘導機が発電機または電動機
として作動するようにその固定子巻線に二次電池を電源
とするインバータ回路から回転磁界を与える補助動力装
置において、 二次電池の直列回路を短絡する開閉スイッチ回路を設け
ることにより、 かご形多相誘導機が電動機として作動するときの直流電
源の効率を向上するものである。According to the present invention, the main shaft of an internal combustion engine is connected to a rotating shaft of a squirrel-cage polyphase induction machine, and a secondary battery is supplied to a stator winding of the squirrel-cage polyphase induction machine so as to operate as a generator or an electric motor. In the auxiliary power unit that applies the rotating magnetic field from the inverter circuit, the efficiency of the DC power supply when the cage multiphase induction machine operates as an electric motor is improved by providing an open / close switch circuit that short-circuits the series circuit of the secondary battery. It is a thing.
出願人は自動車のリターダ装置として特願昭62−3627
8、特願昭62−3629、特願昭62−36280、特願昭62−3628
1により提案した。この装置は第４図に示すように、内
燃機関１に直結したかご形多相誘導機２と、二次電池回
路３′と、この二次電池回路３′の直流電圧をかご形多
相誘導機２の軸回転速度より低い回転速度の回転磁界を
誘起するのに適合した周波数の交流電圧に変換してこれ
をかご形多相誘導機２に与え、またかご形多相誘導機２
からの交流電力を直流電力に変換するインバータ回路４
と、このインバータ回路４の交流側電圧の周波数を設定
するインバータ制御回路５とを備える。The applicant applied for a Japanese patent application Sho 62-3627 as a retarder device for automobiles.
8, Japanese Patent Application No. 62-3629, Japanese Patent Application No. 62-36280, Japanese Patent Application No. 62-3628
Suggested by 1. As shown in FIG. 4, this device has a squirrel-cage polyphase induction machine 2 directly connected to an internal combustion engine 1, a secondary battery circuit 3 ', and a dc voltage of the secondary battery circuit 3'for squirrel-cage polyphase induction. The AC magnetic field having a frequency suitable for inducing a rotating magnetic field having a rotational speed lower than the shaft rotational speed of the machine 2 is supplied to the squirrel cage polyphase induction machine 2 and the squirrel cage multiphase induction machine 2
Inverter circuit 4 that converts AC power from the DC into DC power
And an inverter control circuit 5 for setting the frequency of the AC side voltage of the inverter circuit 4.
また、かご形多相誘導機２には回転センサ６が取付けら
れていて、この回転センサ６からの信号はインバータ制
御回路５に与えられる。さらに、インバータ回路４の出
力にはコンデンサ７および半導体スイッチ回路９を介し
て抵抗器10が接続される。A rotation sensor 6 is attached to the squirrel cage polyphase induction machine 2, and a signal from the rotation sensor 6 is given to the inverter control circuit 5. Further, a resistor 10 is connected to the output of the inverter circuit 4 via a capacitor 7 and a semiconductor switch circuit 9.
二次電池回路３′には、二次電池31と、この二次電池31
に直列に接続されたリアクトル32と、このリアクトル32
に入力側が接続された半導体スイッチ33と、この半導体
スイッチ33のベースおよびインバータ制御回路５の出力
に接続された直流電源開閉制御回路34が含まれ、半導体
スイッチ回路９には抵抗器10に接続された半導体スイチ
91と、この半導体スイッチ91のベースおよびインバータ
制御回路５の出力に接続された抵抗器開閉制御回路92と
が含まれる。In the secondary battery circuit 3 ′, the secondary battery 31 and the secondary battery 31
32 connected in series with this reactor 32
A semiconductor switch 33 having an input side connected to the semiconductor switch 33; and a DC power supply switching control circuit 34 connected to the base of the semiconductor switch 33 and the output of the inverter control circuit 5. The semiconductor switch circuit 9 is connected to the resistor 10. Semiconductor switch
91 and a resistor switching control circuit 92 connected to the base of the semiconductor switch 91 and the output of the inverter control circuit 5 are included.
その動作は、自動車に搭載された内燃機関１の主軸に直
結したかご形多相誘導機２の回転子部が回転駆動される
と、この回転系の有する機械エネルギを吸収して車両の
走行を制動するときには、かご形多相誘導機２の固定子
巻線に回転子部の回転速度より低い回転速度の回転磁界
をインバータ回路４から与える。すなわち、二次電池回
路３′からインバータ回路４を経由してかご形多相誘導
機２の固定子巻線に交流が印加され、これにより回転系
の有する機械エネルギが電気エネルギに変換され、この
電気エネルギが二次電池回路３′に回生充電される。The operation is such that, when the rotor portion of the squirrel cage polyphase induction machine 2 directly connected to the main shaft of the internal combustion engine 1 mounted on the automobile is rotationally driven, the mechanical energy of this rotary system is absorbed to drive the vehicle. When braking, a rotating magnetic field having a lower rotation speed than the rotation speed of the rotor section is applied from the inverter circuit 4 to the stator winding of the cage multiphase induction machine 2. That is, an alternating current is applied from the secondary battery circuit 3 ′ to the stator winding of the squirrel cage multiphase induction machine 2 via the inverter circuit 4, whereby the mechanical energy of the rotating system is converted into electrical energy. The electric energy is regeneratively charged in the secondary battery circuit 3 '.
インバータ制御回路５はインバータ回路４に自動車の運
転に応じて制動の程度を制御する装置が含まれる。自動
車の運転に伴い一時的に大きいブレーキトルクを発生さ
せるときには、かご形多相誘導機２から発生する電気エ
ネルギをすべて二次電池回路３′に回生させることは困
難であるために、半導体スイッチ回路９を介して抵抗器
10により熱エネルギとしての放散させ大きいブレーキト
ルクを得る。このとき半導体スイッチ回路９の抵抗器開
閉制御回路92は半導体スイッチ91の開閉を行い、抵抗器
10からの熱エネルギの放散を制御する。The inverter control circuit 5 includes, in the inverter circuit 4, a device that controls the degree of braking according to the operation of the vehicle. When a large braking torque is temporarily generated as the vehicle is driven, it is difficult to regenerate all the electric energy generated from the cage-type polyphase induction machine 2 to the secondary battery circuit 3 '. Resistor through 9
By 10 it is dissipated as heat energy and a large brake torque is obtained. At this time, the resistor opening / closing control circuit 92 of the semiconductor switch circuit 9 opens / closes the semiconductor switch 91, and
Controls the dissipation of heat energy from 10.
インバータ回路４の出力に接続された二次電池回路３′
の制御回路34は、インバータ回路４の出力電圧の変動に
したがって半導体スイッチ33の開閉の周期およびデュー
ティ比を制御して、リアクトル32の両端に発生する電圧
を加減することにより二次電池31に回生充電する量を常
に適切になるように制御する。Secondary battery circuit 3'connected to the output of the inverter circuit 4
The control circuit 34 controls the opening / closing cycle and the duty ratio of the semiconductor switch 33 according to the fluctuation of the output voltage of the inverter circuit 4, and adjusts the voltage generated across the reactor 32 to regenerate the secondary battery 31. Control the amount of charging so that it is always appropriate.
発明者らはこの装置について各種の試験を行ったとこ
ろ、かご形多相誘導機を電動機として動作させ内燃機関
の始動や加速を行うときに二次電池から大電流が流れる
ために、充電時に必要とされる半導体スイッチやリアク
トルの電流容量では不足となり、電流容量の大きな半導
体スイッチやリアクトルが必要であることがわかった。
この問題を解消するために第４図に示すように半導体ス
イッチ33を２個並列に接続し、リアクトル32の線径を大
きくするか、あるいは同図に破線で示すように大容量の
ダイオードをリアクトルと半導体スイッチとに逆並列に
挿入するなどして電流容量を増大させることができる
が、設置コストや重量が増大するなどの問題がある。The inventors conducted various tests on this device and found that a large current flows from the secondary battery when starting and accelerating the internal combustion engine by operating the squirrel-cage polyphase induction machine as an electric motor. It was found that the current capacity of the semiconductor switches and reactors considered to be insufficient is insufficient, and that semiconductor switches and reactors with large current capacity are necessary.
In order to solve this problem, two semiconductor switches 33 are connected in parallel as shown in FIG. 4 and the wire diameter of the reactor 32 is increased, or a large capacity diode is connected to the reactor as shown by the broken line in the figure. Although it is possible to increase the current capacity by inserting it in antiparallel with the semiconductor switch, there is a problem such as an increase in installation cost and weight.
本発明はこのような問題を解決するもので、かご形多相
誘導機を電動機として動作させ、内燃機関の始動や加速
を行うときに、直流電源の効率を向上させるとともに、
二次電池に直列に接続される回路の電流容量を小さくす
ることができる装置を提供することを目的とする、 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、内燃機関の主軸に回転軸が結合されたかご形
多相誘導機と、二次電池回路と、上記かご形多相誘導機
の固定子巻線にこのかご形多相誘導機が発電機または電
動機となる回転速度の回転磁界を上記二次電池回路の直
流電流を電源として与えるとともにこのかご形多相誘導
機が発生する多相交流出力を整流して上記二次電池回路
に回生するインバータ回路とを備え、上記二次電池回路
には、二次電池と、この二次電池に直列に接続された半
導体スイッチおよびリアクトルとを含む自動車の補助動
力装置において、上記半導体スイッチおよびリアクトル
の直列回路を短絡する開閉スイッチ回路を備えたことを
特徴とする。The present invention is to solve such a problem, by operating the squirrel-cage polyphase induction machine as an electric motor, when starting or accelerating the internal combustion engine, while improving the efficiency of the DC power supply,
An object of the present invention is to provide a device capable of reducing the current capacity of a circuit connected in series to a secondary battery. [Means for Solving the Problems] The present invention relates to a rotating shaft for a main shaft of an internal combustion engine. The cage-type polyphase induction machine, the secondary battery circuit, and the stator winding of the cage-type polyphase induction machine described above are connected to the cage-type polyphase induction machine as a generator or an electric motor at a rotating speed of a rotating magnetic field. And an inverter circuit that supplies the direct current of the secondary battery circuit as a power source and rectifies the polyphase AC output generated by the squirrel cage polyphase induction machine to regenerate the secondary battery circuit. In the circuit, in an auxiliary power unit of an automobile including a secondary battery and a semiconductor switch and a reactor connected in series to the secondary battery, an open / close switch circuit for short-circuiting the series circuit of the semiconductor switch and the reactor is provided. And it said that there were pictures.
上記開閉スイッチ回路は接点形スイッチであり、上記イ
ンバータ回路が上記かご形多相誘導機が電動機となる回
転磁界を発生する状態に連動して自動的に閉回路となる
制御回路を含むことが望ましい。The opening / closing switch circuit is a contact type switch, and it is desirable that the inverter circuit includes a control circuit that automatically becomes a closed circuit in conjunction with a state in which the cage multiphase induction machine generates a rotating magnetic field that serves as an electric motor. .
二次電池に直列に接続される半導体スイッチおよびリア
クトルは、かご形多相誘導機が発電機として作動し、か
つかご形多相誘導機が高速に回転してインバータ回路の
直流側に大きい直流電圧が発生しているときに必要であ
り、かご形多相誘導機が電動機として作動しているとき
にはこの半導体スイッチおよびリアクトルは損失回路と
なる。この半導体スイッチおよびリアクトルが不要であ
るときにこれを短絡することにより直流電源の利用効率
を向上することができる。The semiconductor switches and reactors connected in series with the secondary battery consist of a squirrel-cage polyphase induction machine that operates as a generator, and a squirrel-cage polyphase induction machine that rotates at high speed to generate a large DC voltage on the DC side of the inverter circuit. This is necessary when the electric power is generated, and when the squirrel-cage polyphase induction machine operates as an electric motor, the semiconductor switch and the reactor serve as a loss circuit. When the semiconductor switch and the reactor are not needed, they can be short-circuited to improve the utilization efficiency of the DC power supply.
短絡はマグネットスイッチの接点の開閉により行う。こ
の接点の開閉はこの短絡回路に大電流がない状態のとき
に行うことが望ましい。The short circuit is made by opening and closing the contacts of the magnet switch. It is desirable to open and close this contact when there is no large current in this short circuit.
次に、本発明実施例装置を図面に基づいて説明する。 Next, the device of the embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
第１図は本発明実施例装置の全体の構成を示すブロック
図、第２図は本発明実施例装置のさらに詳しい電気回路
図、第３図は本発明実施例装置の動作タイミングチャー
トである。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the device of the present invention, FIG. 2 is a more detailed electric circuit diagram of the device of the present invention, and FIG. 3 is an operation timing chart of the device of the present invention.
本発明実施例装置は、内燃機関１の主軸に回転軸が結合
されたかご形多相誘導機２と、二次電池回路３と、かご
形多相誘導機２の固定子巻線にこのかご形多相誘導機２
が発電機または電動機となる回転速度の回転磁界を二次
電池回路３の直流電流を電源として与えるとともにこの
かご形多相誘導機２が発生する多相交流出力を整流して
二次電池回路３に回生するインバータ回路４と、内燃機
関１の回転速度を検出する回転センサ６と、この回転セ
ンサ６からの出力にしたがってインバータ回路４を介し
て回転磁界の回転速度を制御するインバータ制御回路５
と、インバータ回路４の出力に接続されたコンデンサ７
と、インバータ回路４の出力電圧を検出しインバータ制
御回路５にその検出出力を送出するインバータ出力電圧
検出回路８と、インバータ回路４の出力に接続された半
導体スイッチ回路９と、この半導体スイッチ回路９に接
続された抵抗器10とを備える。In the apparatus according to the embodiment of the present invention, the cage shaft is connected to the main shaft of the internal combustion engine 1, the cage polyphase induction machine 2, the secondary battery circuit 3, and the cage winding of the cage polyphase induction machine 2 are connected to the cage. Type multi-phase induction machine 2
Is a generator or an electric motor, and a rotating magnetic field at a rotating speed is applied as a power source to the direct current of the secondary battery circuit 3, and the secondary battery circuit 3 is rectified by rectifying the polyphase AC output generated by the cage-shaped polyphase induction machine 2. An inverter circuit 4 that regenerates the internal combustion engine 1, a rotation sensor 6 that detects the rotation speed of the internal combustion engine 1, and an inverter control circuit 5 that controls the rotation speed of the rotating magnetic field via the inverter circuit 4 according to the output from the rotation sensor 6.
And a capacitor 7 connected to the output of the inverter circuit 4.
An inverter output voltage detection circuit 8 that detects the output voltage of the inverter circuit 4 and sends the detection output to the inverter control circuit 5, a semiconductor switch circuit 9 connected to the output of the inverter circuit 4, and the semiconductor switch circuit 9 And a resistor 10 connected to the.
二次電池回路３は、二次電池31と、この二次電池31に直
列に接続されたリアクトル32および半導体スイッチ33
と、インバータ制御回路５からの出力信号により半導体
スイッチ33の開閉を制御する直流電源開閉制御回路34
と、本発明の特徴である半導体スイッチ33とリアクトル
32の直列回路を短絡する接点形の開閉スイッチ35および
インバータ制御回路５の出力信号によりインバータ回路
４がかご形多相誘導機２が電動機となる回転磁界を発生
する状態に連動して自動的に開閉スイッチ35を閉回路に
する開閉スイッチ制御回路36を含む。The secondary battery circuit 3 includes a secondary battery 31, a reactor 32 and a semiconductor switch 33 connected in series to the secondary battery 31.
And a DC power supply opening / closing control circuit 34 for controlling opening / closing of the semiconductor switch 33 by an output signal from the inverter control circuit 5.
And a semiconductor switch 33 and a reactor which are the features of the present invention.
The output signals from the contact-type open / close switch 35 and the inverter control circuit 5 that short-circuit the series circuit of 32, and the inverter circuit 4 automatically interlocks with the state in which the squirrel cage polyphase induction machine 2 generates a rotating magnetic field that serves as an electric motor. An opening / closing switch control circuit 36 that closes the opening / closing switch 35 is included.
また、半導体スイッチ回路９には、抵抗器10に直列に接
続された半導体スイッチ91と、インバータ制御回路５の
出力信号により半導体スイッチ91の開閉を制御する抵抗
器開閉制御回路92とを含む。Further, the semiconductor switch circuit 9 includes a semiconductor switch 91 connected in series with the resistor 10 and a resistor open / close control circuit 92 for controlling the open / close of the semiconductor switch 91 by the output signal of the inverter control circuit 5.
二次電池回路３に設けられたダイオードD1およびD2、抵
抗器10に設けられたダイオードD3、半導体スイッチ91に
設けられたダイオードD4は逆流防止のためのものであ
る。The diodes D 1 and D 2 provided in the secondary battery circuit 3, the diode D 3 provided in the resistor 10, and the diode D 4 provided in the semiconductor switch 91 are for preventing backflow.
このように構成された本発明装置の全体の動作について
説明する。The overall operation of the device of the present invention thus configured will be described.
自動車に搭載された内燃機関１によりかご形多相誘導機
２の回転子部が回転駆動されると、この回転系の有する
機械エネルギを放出または吸収して車輌の走行を制動す
るときに、かご形多相誘導機２の回転子部の回転速度よ
り低い回転速度の回転磁界をかご形多相誘導機２の固定
子巻線に誘起させるのに適合した周波数の励磁電圧が、
二次電池回路３からインバータ回路４を経由してかご形
多相誘導機２の固定子巻線に印加される。これにより、
回転系の有する機械エネルギが電気エネルギに変換さ
れ、この電気エネルギが二次電池回路３に充電される。When the rotor portion of the cage-type multi-phase induction machine 2 is rotationally driven by the internal combustion engine 1 mounted on the automobile, the car energy is released or absorbed to brake the traveling of the vehicle. The exciting voltage of the frequency suitable for inducing the rotating magnetic field of the rotating speed lower than the rotating speed of the rotor portion of the multi-phase induction machine 2 in the stator winding of the cage multi-phase induction machine 2,
It is applied from the secondary battery circuit 3 to the stator winding of the cage multiphase induction machine 2 via the inverter circuit 4. This allows
The mechanical energy of the rotating system is converted into electric energy, and the electric energy is charged in the secondary battery circuit 3.
インバータ制御回路５はインバータ回路４に自動車の運
転に応じて制動の程度を制御する装置を含む。The inverter control circuit 5 includes, in the inverter circuit 4, a device that controls the degree of braking according to the driving of the vehicle.
自動車の運転に伴い一時的に大きい制動力を発生させる
場合には、かご形多相誘導機２から発生する電気エネル
ギをすべて二次電池回路３に回生させることは困難であ
り、半導体スイッチ回路９を介して抵抗器10により熱エ
ネルギとして放散させる。これはインバータ回路４の出
力電圧がインバータ出力電圧検出回路８により検出さ
れ、この電圧が所定値を越えたときに自動的に半導体ス
イッチ91が抵抗器開閉制御回路92によって閉成されるこ
とにより行われる。When a large braking force is temporarily generated as the automobile is driven, it is difficult to regenerate all the electrical energy generated from the cage-type polyphase induction machine 2 to the secondary battery circuit 3, and the semiconductor switch circuit 9 The heat is dissipated as heat energy by the resistor 10 via. This is because the output voltage of the inverter circuit 4 is detected by the inverter output voltage detection circuit 8 and the semiconductor switch 91 is automatically closed by the resistor opening / closing control circuit 92 when this voltage exceeds a predetermined value. Be seen.
次に、インバータ回路４およびインバータ制御回路５の
構成および電気的動作について説明する。Next, the configurations and electrical operations of the inverter circuit 4 and the inverter control circuit 5 will be described.
この実施例ではかご形多相誘導機２は３相である。二次
電池回路３とこのかご形多相誘導機２との間はインバー
タ回路４により結合される。二次電池回路３の負端子E2
はこの自動車の共通電位に接続される。In this embodiment, the squirrel cage polyphase induction machine 2 has three phases. The secondary battery circuit 3 and the squirrel cage polyphase induction machine 2 are connected by an inverter circuit 4. Negative terminal E 2 of secondary battery circuit 3
Is connected to the common potential of this car.
このインバータ回路４は、かご形多相誘導機２の各相端
子と二次電池回路３の正および負の端子との間に接続さ
れたスイッチ素子Qa、Qb、Qc、Qd、Qe、Qfを含む。この
スイッチ素子Qa、Qb、Qc、Qd、Qe、Qfはそれぞれトラン
ジスタと、そのトランジスタのコレクタ・エミッタ間に
逆方向に並列接続されたダイオードとから構成されてい
る。さらに、このインバータ回路４には、上記スイッチ
素子Ｑ、Qb、Qc、Qd、Qe、Qfの制御電極に開閉制御信号
を与える開閉制御信号発生回路PWMを含む。This inverter circuit 4 includes switching elements Qa, Qb, Qc, Qd, Qe, Qf connected between each phase terminal of the cage-type multi-phase induction machine 2 and the positive and negative terminals of the secondary battery circuit 3. Including. Each of the switch elements Qa, Qb, Qc, Qd, Qe, and Qf is composed of a transistor and a diode connected in parallel in the reverse direction between the collector and emitter of the transistor. Further, the inverter circuit 4 includes an opening / closing control signal generating circuit PWM which gives an opening / closing control signal to the control electrodes of the switch elements Q, Qb, Qc, Qd, Qe and Qf.
このインバータ回路４は自動車用に特別に設計されたも
のであるがこの基本的な技術は公知である。すなわちか
ご形多相誘導機の回転磁界をその回転子の回転に応じて
制御する技術は、たとえば交流エレベータあるいはクレ
ーンなどに適応されている技術の応用である。The inverter circuit 4 is specially designed for an automobile, but its basic technique is known. That is, the technique of controlling the rotating magnetic field of the squirrel-cage polyphase induction machine according to the rotation of the rotor is an application of a technique adapted to, for example, an AC elevator or a crane.
かご形多相誘導機２（または内燃機関１）には回転セン
サ６が取付けられてその主軸の回転を電気的に検出す
る。この回転センサ６の出力するパルス信号はディジタ
ル・アナログ変換回路DA1により回転速度を表すアナロ
グ信号となる。このアナログ信号は演算増幅器AMPの一
方の入力に接続され、ディジタル・アナログ変換回路DA
2から発生されるすべり量に対応する信号とその極性に
応じて加算もしくは減算される。この演算増幅器AMPの
出力は上述の開閉制御信号発生回路PWMにインバータ回
路４の出力周波数制御基準として与えられる。すなわ
ち、かご形多相誘導機２、回転センサ６、ディジタル・
アナログ変換回路DA1、演算増幅器AMPおよびインバータ
回路４により負帰還サーボ制御ループが形成される。A rotation sensor 6 is attached to the squirrel cage multiphase induction machine 2 (or the internal combustion engine 1) to electrically detect the rotation of its main shaft. The pulse signal output from the rotation sensor 6 becomes an analog signal representing the rotation speed by the digital / analog conversion circuit DA 1 . This analog signal is connected to one input of the operational amplifier AMP, and the digital-analog conversion circuit DA
The signal is added or subtracted according to the polarity of the signal generated from 2 and the amount of slip. The output of the operational amplifier AMP is given to the above-mentioned switching control signal generating circuit PWM as the output frequency control reference of the inverter circuit 4. That is, the cage-type polyphase induction machine 2, the rotation sensor 6, the digital
A negative feedback servo control loop is formed by the analog conversion circuit DA 1 , the operational amplifier AMP and the inverter circuit 4.
この負帰還サーボ制御ループにすべり量が加算される
が、このすべり量を発生する制御手段について説明す
る。この制御手段は第２図の下部に位置する各回路から
構成され、マイクロプロセッサCPU、インターフェース
回路IO、トルク制御回路Tq、自動車のアクセルペダルに
連動するスイッチA1およびA2、同じくトランスミッショ
ンのニュートラルを示すスイッチN1およびN2、同じくク
ラッチペダルに連動するスイッチCl1、およびCl2、運転
者により操作される第一スイッチS1、運転者により操作
される第二スイッチS2、内燃機関１の始動キースイッチ
と連動するスイッチKS、およびディジタル・アナログ変
換回路DA2を含む。スイッチS3は従来から設けられてい
る排気ブレーキスイッチであり、排気ブレーキ回路Exに
接続されている。The slip amount is added to this negative feedback servo control loop, and the control means for generating this slip amount will be described. This control means is composed of each circuit located in the lower part of FIG. 2, and includes a microprocessor CPU, an interface circuit IO, a torque control circuit Tq, switches A 1 and A 2 interlocking with an accelerator pedal of an automobile, and a transmission neutral position. The switches N 1 and N 2 shown, switches Cl 1 and Cl 2 which are also interlocked with the clutch pedal, the first switch S 1 operated by the driver, the second switch S 2 operated by the driver, the internal combustion engine 1 Includes a switch KS that works with the start key switch, and a digital-to-analog conversion circuit DA 2 . The switch S 3 is a conventionally provided exhaust brake switch and is connected to the exhaust brake circuit Ex.
第一スイッチS1は補助加速を操作指示するスイッチであ
り、第二スイッチS2は電気制動を操作指示するスイッチ
である。この第一スイッチS1および第二スイッチS2は、
ハンドルの軸に設けた一つの操作レバーで操作できるよ
うに設計されている。この操作レバーはOFFの位置でス
イッチS1およびS2がともに開いた状態であり、加速の位
置に入れるとスイッチS1が閉じる。さらに制動の位置に
は４つの位置があり、それぞれスイッチS2に示す複数の
接点が順に閉じるように構成されている。制動の４つの
位置では運転者が電気制動の程度を調節することができ
る。The first switch S 1 is a switch for instructing operation of auxiliary acceleration, and the second switch S 2 is a switch for instructing operation of electric braking. The first switch S 1 and the second switch S 2 are
It is designed so that it can be operated with a single operating lever provided on the handle shaft. When this operating lever is in the OFF position, both switches S 1 and S 2 are open, and when it is in the acceleration position, switch S 1 is closed. Further, there are four braking positions, each of which is configured to sequentially close a plurality of contacts indicated by the switch S 2 . The four braking positions allow the driver to adjust the degree of electric braking.
この操作レバーを加速の位置に入れたときには、その加
速の程度はアクセルペダルの踏み込み量により決まるよ
うに、アクセルペダルの踏み込み情報を端子T1に与え
て、トルク制御回路TqからインターフェースIOに信号を
送出するように構成されている。When the operating lever is placed in the acceleration position, the accelerator pedal depression information is given to the terminal T 1 so that the degree of acceleration is determined by the accelerator pedal depression amount, and a signal is sent from the torque control circuit Tq to the interface IO. It is configured to deliver.
次に、本発明に係る補助動力装置の動作について説明す
る。Next, the operation of the auxiliary power unit according to the present invention will be described.
二次電池31に直列に接続された半導体スイッチ33および
リアクトル32は、かご形多相誘導機２が発電機として動
作し、かつかご形多相誘導機２が高速に回転してインバ
ータ回路４の直流側に大きい直流電圧が発生していると
きには上述のとおり必要とされるが、かご形多相誘導機
２が電動機として内燃機関１の始動または加速を行うた
めに動作させるときには、この半導体スイッチ33および
リアクトル32は損失回路となるために、開閉スイッチ制
御回路36により開閉スイッチ35が閉成して回路を短絡
し、二次電池31の電力を直接にかご形多相誘導機２に供
給できるようにする。In the semiconductor switch 33 and the reactor 32 connected in series to the secondary battery 31, the squirrel cage polyphase induction machine 2 operates as a generator, and the squirrel cage polyphase induction machine 2 rotates at a high speed so that the inverter circuit This is required as described above when a large DC voltage is generated on the DC side, but when the squirrel cage polyphase induction machine 2 is operated as an electric motor to start or accelerate the internal combustion engine 1, this semiconductor switch 33 is used. Since the reactor 32 becomes a loss circuit, the open / close switch control circuit 36 closes the open / close switch 35 to short-circuit the circuit so that the power of the secondary battery 31 can be directly supplied to the squirrel cage polyphase induction machine 2. To
例えば、ダイオードフォワードドロップを1.5Vとし、リ
アクトルの直列抵抗を10mΩとして、そこに流れる電流
が300Aとすれば、その損失電力はそれぞれ450Wおよび90
0Wとなり、その合計損失電力は1.35kWとなる。したがっ
て、本発明による短絡回路を設けることによって1.35kW
の損失をなくすことができ、電池の利用効率が一段と高
められるとともに、リアクトル32および半導体スイッチ
33に熱容量の小さい部品を使用することができる。For example, if the diode forward drop is 1.5V, the series resistance of the reactor is 10mΩ, and the current flowing through it is 300A, the power loss is 450W and 90W, respectively.
It becomes 0W, and the total power loss is 1.35kW. Therefore, by providing a short circuit according to the present invention, 1.35kW
Can be eliminated, the battery utilization efficiency can be further improved, and the reactor 32 and semiconductor switch
Parts with a small heat capacity can be used for 33.
次に、開閉スイッチ35の開閉動作について説明する。Next, the opening / closing operation of the opening / closing switch 35 will be described.
この開閉スイッチ35の開閉動作をリアクトル32および半
導体スイッチ33に大電流が流れているときに行うと、開
閉スイッチ35の接点を焼損させることになる。このた
め、電流が流れない状態のときに開閉させることがよ
い。If the opening / closing operation of the opening / closing switch 35 is performed while a large current is flowing through the reactor 32 and the semiconductor switch 33, the contacts of the opening / closing switch 35 will be burned out. For this reason, it is preferable to open and close it when no current flows.
本発明による開閉動作を第３図に示す。かご形多相誘導
機２によって内燃機関１の始動を行うときは、スイッチ
KSにより始動信号を送出すると、マイクロプロセッサCP
Uがこの信号を受け、インタフェースIOを介して二次電
池回路３の開閉スイッチ制御回路36に制御信号を送出す
る。このときはリアクトル32および半導体スイッチ33の
直列回路には電流が流れない状態であり、この状態で開
閉スイッチ35を閉成させる。The opening / closing operation according to the present invention is shown in FIG. When the internal combustion engine 1 is started by the squirrel cage polyphase induction machine 2, a switch is used.
When the start signal is sent by KS, the microprocessor CP
U receives this signal and sends a control signal to the open / close switch control circuit 36 of the secondary battery circuit 3 via the interface IO. At this time, no current flows in the series circuit of the reactor 32 and the semiconductor switch 33, and the open / close switch 35 is closed in this state.
この開閉スイッチ35の閉成によって二次電池31からコン
デンサ７に充電電流が流れ、コンデンサ７が充電され
る。時間t1が経過してコンデンサ７の電圧VDC1になる
と、インバータ出力電圧検出回路８がこの電圧を検出し
て、インタフェースIOを介してマイクロプロセッサCPU
に検出信号を送出する。By closing the open / close switch 35, a charging current flows from the secondary battery 31 to the capacitor 7, and the capacitor 7 is charged. When the time t 1 elapses and the voltage V DC1 of the capacitor 7 is reached, the inverter output voltage detection circuit 8 detects this voltage and the microprocessor CPU sends it via the interface IO.
Send a detection signal to.
マイクロプロセッサCPUはこの検出信号により、ディジ
タル・アナログ変換回路DA2に制御信号の送出を開始
し、この信号を受けたディジタル・アナログ変換回路DA
2は、演算増幅器AMPを介してインバータ回路４を制御し
て、かご形多相誘導機２の界磁にゆるやかに起動させる
正のすべりを有する回転磁界を与え、電動機として動作
させ内燃機関１を始動させる。Based on this detection signal, the microprocessor CPU starts sending a control signal to the digital / analog conversion circuit DA 2 and receives the signal, and the digital / analog conversion circuit DA 2 receives the control signal.
Reference numeral 2 controls the inverter circuit 4 via the operational amplifier AMP to give a rotating magnetic field having a positive slip to slowly start to the field of the cage multiphase induction machine 2 to operate it as an electric motor to drive the internal combustion engine 1 To start.
運転者が内燃機関１の始動を確認してスイッチKSを開放
すると、その開放信号をマイクロプロセッサCPUを受
け、この信号によりインバータ回路４を制御してかご形
多相誘導機２の回転磁界のすべりをいったん零に合わせ
る。時間t2後に回転磁界のすべりがほぼ零になったと
き、すなわち開閉スイッチ35を通過する電流が零になっ
たときに、この開閉スイッチ35を開放する。このときに
は開閉スイッチ35を通過する電流はほとんど零であり、
アークは発生しない。これで内燃機関１の始動動作を終
了する。When the driver confirms the start of the internal combustion engine 1 and opens the switch KS, the opening signal is received by the microprocessor CPU, and the inverter circuit 4 is controlled by this signal to slip the rotating magnetic field of the squirrel cage polyphase induction machine 2. To zero once. The opening / closing switch 35 is opened when the slip of the rotating magnetic field becomes substantially zero after time t 2 , that is, when the current passing through the opening / closing switch 35 becomes zero. At this time, the current passing through the open / close switch 35 is almost zero,
No arc occurs. This completes the starting operation of the internal combustion engine 1.
かご形多相誘導機２により内燃機関１を加速する動作に
おいては、補助加速を操作指示する第一スイッチS1を閉
成することにより、マイクロプロセッサCPUがこの信号
を受けて、インバータ回路４を制御し、かご形多相誘導
機２の回転磁界のすべりをほぼ零になるように制御して
開閉スイッチ35の閉成を行い、その後すべりを増加させ
るように制御して補助加速を実行する。In the operation of accelerating the internal combustion engine 1 by the squirrel cage polyphase induction machine 2, by closing the first switch S 1 for instructing the operation of auxiliary acceleration, the microprocessor CPU receives this signal, and the inverter circuit 4 is activated. Then, the slip of the rotating magnetic field of the squirrel cage multiphase induction machine 2 is controlled to be substantially zero to close the open / close switch 35, and then the slip is increased to perform auxiliary acceleration.
補助加速の停止は第一スイッチS1を開放することによっ
て指示される。この第一スイッチS1を開放すると、その
開放信号がマイクロプロセッサCPUに送出され、マイク
ロプロセッサCPUはこの信号によりインバータ回路４を
制御し、かご形多相誘導機２の界連磁界のすべりをほぼ
零になるように制御して開閉スイッチ35の開放を行い補
助加速の動作を停止する。この後開閉スイッチ35を開放
する。The stop of the auxiliary acceleration is indicated by opening the first switch S 1 . When the first switch S 1 is opened, the opening signal is sent to the microprocessor CPU, and the microprocessor CPU controls the inverter circuit 4 by this signal to almost eliminate the slip of the field coupling magnetic field of the cage multiphase induction machine 2. The opening / closing switch 35 is opened by controlling so as to be zero, and the operation of auxiliary acceleration is stopped. After this, the open / close switch 35 is opened.
このような電流のないもしくは小さい状態で開閉スイッ
チ35を開閉することにより、開閉スイッチ35の大きさを
大幅に小形化することができた。By opening / closing the open / close switch 35 with or without such a current, the size of the open / close switch 35 can be significantly reduced.
このような動作により、かご形多相誘導機２を電動機と
して作動させるときに、リアクトル32および半導体スイ
ッチ33を介さずに開閉スイッチ35による短絡回路を通じ
て行うことができるために、供給電力の損失をなくすこ
とができる。また、電流が小さい状態で開閉制御を行う
ことにより開閉スイッチ35の接点を焼損させることはな
い。With such an operation, when the squirrel-cage polyphase induction machine 2 is operated as an electric motor, it can be performed through a short circuit by the open / close switch 35 without passing through the reactor 32 and the semiconductor switch 33. It can be lost. Further, the contacts of the open / close switch 35 are not burned out by performing the open / close control with the current being small.
以上述べたように、本発明によれば二次電池の放出電流
が大きいときには、二次電池と直列に挿入された回路を
短絡するので、電流損失が小さく二次電池の利用効率が
大きくなる。また、電流が流れていない状態で開閉スイ
ッチを開閉すれば、開閉スイッチの接点を焼損させるこ
とがない。As described above, according to the present invention, when the emission current of the secondary battery is large, the circuit inserted in series with the secondary battery is short-circuited, so that the current loss is small and the utilization efficiency of the secondary battery is large. Further, if the opening / closing switch is opened / closed in a state where no current is flowing, the contacts of the opening / closing switch will not be burned.
第１図は本発明実施例装置の構成を示すブロック図。 第２図は本発明実施例装置のさらに詳細な電気回路図。 第３図は本発明実施例装置の動作を示すタイミングチャ
ート。 第４図は従来例装置の構成を示すブロック図。 １……内燃機関、２……かご形多相誘導機、３、３′…
…二次電池回路、４……インバータ回路、５……インバ
ータ制御回路、６……回転センサ、７……コンデンサ、
８……インバータ出力電圧検出回路、９……半導体スイ
ッチ回路、10……抵抗器、31……二次電池、32……リア
クトル、33、91……半導体スイッチ、34……直流電源開
閉制御回路、35……開閉スイッチ、36……開閉スイッチ
制御回路、92……抵抗器開閉制御回路。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a more detailed electric circuit diagram of the apparatus of the present invention. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the apparatus of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a conventional device. 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Cage-shaped polyphase induction machine, 3, 3 '...
... secondary battery circuit, 4 ... inverter circuit, 5 ... inverter control circuit, 6 ... rotation sensor, 7 ... capacitor,
8 ... Inverter output voltage detection circuit, 9 ... Semiconductor switch circuit, 10 ... Resistor, 31 ... Secondary battery, 32 ... Reactor, 33, 91 ... Semiconductor switch, 34 ... DC power supply switching control circuit , 35 …… open / close switch, 36 …… open / close switch control circuit, 92 …… resistor open / close control circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小幡 篤臣 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内 (72)発明者 押野 正明 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内 (72)発明者 佐々木 幸治 東京都港区芝浦１丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 内野 広 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 河田 耕三 兵庫県姫路市網干区浜田1000番地 西芝電 機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Obata 3-1-1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo 1 Hino Motors Ltd. (72) Masaaki Oshino 3-1-1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo Hino Motors Ltd. (72) Inventor Koji Sasaki 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Headquarters Office (72) Inventor Hiroshi Uchino 1st Toshiba Town, Fuchu City, Tokyo Toshiba Fuchu Factory Ltd. (72) Inventor Kozo Kawata 1000 Hamada, Aboshi-ku, Himeji City, Hyogo Prefecture Nishishiba Electric Co., Ltd.
Claims (3)
形多相誘導機と、 二次電池回路と、 上記かご形多相誘導機の固定子巻線にこのかご形多相誘
導機が発電機または電動機となる回転速度の回転磁界を
上記二次電池回路の直流電流を電源として与えるととも
にこのかご形多相誘導機が発生する多相交流出力を整流
して上記二次電池回路に回生するインバータ回路と を備え、 上記二次電池回路には、二次電池と、この二次電池に直
列に接続された半導体スイッチおよびリアクトルとを含
む 自動車の補助動力装置において、 上記半導体スイッチおよびリアクトルの直列回路を短絡
する開閉スイッチ回路を備えたことを特徴とする自動車
の補助動力装置。1. A squirrel-cage polyphase induction machine in which a rotary shaft is coupled to a main shaft of an internal combustion engine, a secondary battery circuit, and a stator winding of the squirrel-cage polyphase induction machine. Is a generator or an electric motor with a rotating magnetic field at a rotational speed that supplies the direct current of the secondary battery circuit as a power source and rectifies the polyphase AC output generated by the cage polyphase induction machine to the secondary battery circuit. A regenerative inverter circuit, wherein the secondary battery circuit includes a secondary battery and a semiconductor switch and a reactor connected in series with the secondary battery, wherein the auxiliary power unit for an automobile includes the semiconductor switch and the reactor. An auxiliary power unit for an automobile, comprising an opening / closing switch circuit for short-circuiting the series circuit of the above.
ある請求項１記載の自動車の補助動力装置。2. The auxiliary power unit for an automobile according to claim 1, wherein the open / close switch circuit is a contact switch.
回路が上記かご形多相誘導機が電動機となる回転磁界を
発生する状態に連動して自動的に閉回路となる制御回路
を含む請求項１記載の自動車の補助動力装置。3. The opening / closing switch circuit includes a control circuit which automatically becomes a closed circuit in association with a state in which the inverter circuit generates a rotating magnetic field in which the squirrel cage polyphase induction machine serves as an electric motor. Auxiliary power unit for a vehicle as described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111849A JPH0783522B2 (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Auxiliary power unit for automobile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111849A JPH0783522B2 (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Auxiliary power unit for automobile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01282033A JPH01282033A (en) | 1989-11-13 |
| JPH0783522B2 true JPH0783522B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=14571705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63111849A Expired - Lifetime JPH0783522B2 (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Auxiliary power unit for automobile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783522B2 (en) |
-
1988
- 1988-05-09 JP JP63111849A patent/JPH0783522B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01282033A (en) | 1989-11-13 |
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