HU226986B1

HU226986B1 - Method and control unit for equipment using electrical energy

Info

Publication number: HU226986B1
Application number: HU0600901A
Authority: HU
Inventors: Laszlo Glocz
Original assignee: Laszlo Glocz
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2010-04-28
Also published as: HU0600901D0; WO2008068541A1; HUP0600901A2

Abstract

Method for controlling an apparatus (37) operated with electric energy, e.g. electric motor (1). The energy source is a direct-current storage means (2) which is connected to the apparatus (37) through a control unit (3) and a converter circuit connected to the same. The control unit (3) comprises a first control circuit (5) and a second control circuit (6) both provided with temporary energy storage means (7) and having the same structure but operated in push-pull manner so that in a first state of the clock signal the temporary energy storage means (7) in the first control circuit (5) are recharged while the voltage of the previously recharged temporary energy storage means (7) in the second control circuit (6) is transmitted to the motor (1). In a second state of the clock signal the control circuits (5,6) are controlled inversely.

Description

HU 226 986 Β1HU 226 986 Β1

A találmány tárgya eljárás villamosenergia-hasznosító berendezés, például villamos motor vezérlésére, ahol az energiaforrás legalább két, egyenáramú tárolóelem, célszerűen akkumulátor, továbbá a tárolóelemet vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt átalakító-áramkörön keresztül csatlakoztatjuk a motorhoz. A találmány tárgya továbbá villamos berendezés, például villamos motorral hajtott, legalább egy vezérlőelemmel, nevezetesen fékezést érzékelő és/vagy gyorsítást érzékelő elemekkel, célszerűen fékeszközzel és/vagy gyorsítóeszközzel ellátott járművek motorvezérlésére, ahol az energiaforrás legalább két, egyenáramú tárolóelem, célszerűen akkumulátor, a motort gyorsítóüzemben motor- és féküzemben generátorüzemben működtetjük, továbbá a tárolóelemet vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt átalakító-áramkörön keresztül csatlakoztatjuk a motorhoz. A találmány tárgya továbbá vezérlőegység, villamos berendezés, például villamos motorral hajtott, legalább egy vezérlőelemmel, nevezetesen fékezést érzékelő és/vagy gyorsítást érzékelő elemmel, célszerűen fékeszközzel és/vagy gyorsítóeszközzel ellátott járművek motorvezérlésére, ahol a jármű fékezést érzékelő eleme fékeszköz-működtetést érzékelő fékeszközjelet és a fékeszköz elmozdulásának mértékével arányos fékjelet, a gyorsítást érzékelő eleme gyorsítóeszközműködtetést érzékelő gyorsítóeszközjelet és a gyorsítóeszköz elmozdulásának mértékével arányos gyorsításjelet szolgáltató kimenetekkel van ellátva, a jármű energiaforrása legalább két, egyenáramú tárolóelem, célszerűen akkumulátor, a motor gyorsítóüzemben motor- és féküzemben generátorüzemben van működtetve, továbbá a tárolóelem vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt átalakító-áramkörön keresztül van a motorhoz kapcsolva.The present invention relates to a method for controlling an electrical energy recovery device, such as an electric motor, wherein the energy source is connected to the motor via at least two DC storage devices, preferably a battery, and a control unit and a converter circuit connected thereto. The invention further relates to an engine for controlling an engine of vehicles having an electric motor, such as an electric motor, with at least one control element, namely braking sensing and / or acceleration sensing elements, preferably a braking device and / or acceleration device. actuating the motor in the acceleration mode and generating in the braking mode, and connecting the storage element to the motor via a control unit and a converter circuit connected thereto. The invention further relates to a control unit for controlling the motor of vehicles equipped with at least one control element, namely a braking sensor and / or acceleration sensor, driven by an electric motor, for example an electric motor, wherein the braking sensor element of the vehicle is a brake device actuator provided with outputs providing a brake signal proportional to the rate of movement of the brake, an acceleration sensor element and an acceleration signal proportional to the rate of motion of the acceleration device, the vehicle being powered by at least two the storage element is via a control unit and a converter circuit connected thereto a connected to an engine.

A vezérelt villamos motor alkalmazása gépjárműhajtásra igen elterjedt. Találmányunkat is alapvetően járműhajtásra fejlesztettük ki, de alkalmas villamos motorok hajtására is. A villamos motorral való járműhajtás, illetve a technika mai állását tükröző fékezőrendszerek és a nagyfrekvenciás váltakozó feszültségről működő villamos motorok kapcsolástechnikája megismerhető Schmidt István, Rajk Imre és Vincze Cyuláné: Járművillamosság című könyvéből. Ezt a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Karának megrendelése alapján adta ki a Műegyetemi Kiadó, 2002-ben.The use of a controlled electric motor for driving a motor vehicle is very widespread. Our invention was also developed essentially for vehicle propulsion, but also suitable for electric motors. The propulsion of electric motor driven vehicles, the state-of-the-art braking systems and the switching technology of high-frequency AC motors can be found in István Schmidt, Imre Rajk and Cyuláné Vincze: Vehicle Electricity. It was published by the Budapest University of Technology and Economics on the order of the Faculty of Electrical Engineering and Informatics in 2002.

A járműgyártó cégek megtették lépéseiket a környezetbarát hibrid és teljesen villamos járművek gyártásában. Találmányunkkal ezen járművek gazdaságosabb üzemeltetését célozzuk meg. A mai elektromos meghajtású gépjárművek villamos hajtása nagyfrekvenciás váltakozó feszültségről működő inverteráramkörrel vezérelt DC motoros hajtással van megoldva (1. ábra). A nagyfrekvenciájú feszültséget előállító kör egyfázisú inverteráramkörből és egy transzformátorból áll (a szokásos frekvencia 20-25 kHz). Az inverter általában 4/4-es üzemű rezgőkörös, rezonáns inverter, mint ahogy az az 1. ábrán látható. A váltakozó feszültségű hálózatra kettős kapcsolóelemű inverter van csatlakoztatva. A kettős kapcsolóelem két félvezetőjét együtt vezérlik, hogy mindkét áramirány vezetésére alkalmas legyen. A tápfeszültség előjelét figyelembe véve az invertervezérlő dönti el azt, hogy az inverter alsó és felső hídágai közül melyik félvezetők kapjanak vezérlést. A kapcsolási pillanatok a tápfeszültség nulla átmenetével vannak szinkronizálva. A motor fordulatszámát impulzusszélesség-modulációval szabályozzák, továbbá fékezéskor a negatív fél hullámra működő ág vezet, és impulzusszélesség-modulációval szabályozzák, míg a többi tranzisztort nem vezérlik. A fékezőáram a DC/DC átalakító, úgynevezett buck-boost áramkör által az ultrakapacitás felé irányított áram és az akkumulátor felé folyó áram összegével egyezik meg. A fékezőáram az inverter tranzisztoros és diódás maradékveszteségét, a transzformátor vas- és rézveszteségét és a DC/DC átalakító-áramkör tranzisztoros, diódás maradékveszteségét és a tekercs réz- és disszipációs veszteségét tartalmazza.Vehicle manufacturers have taken steps to produce environmentally friendly hybrid and all-electric vehicles. The present invention is directed to a more economical operation of these vehicles. The electric drive of today's electric vehicles is solved by a DC motor driven by a high frequency AC inverter circuit (Figure 1). The high frequency voltage generating circuit consists of a single phase inverter circuit and a transformer (the usual frequency is 20-25 kHz). The inverter is typically a 4/4-mode oscillating, resonant inverter, as shown in FIG. A dual-switch inverter is connected to the AC mains. The two semiconductors of the dual switching element are controlled together to conduct both current directions. Based on the sign of the supply voltage, the inverter controller decides which of the inverter's lower and upper bridges are to be controlled. The switching moments are synchronized with a zero transition of the supply voltage. The motor speed is controlled by pulse width modulation, and during braking the negative half wave branch is driven and controlled by pulse width modulation while the other transistors are not controlled. The braking current is equal to the sum of the current directed by the DC / DC converter, the so-called buck-boost circuit, towards the ultra-capacitance and the current to the battery. The braking current includes the transistor and diode residual losses of the inverter, the iron and copper losses of the transformer, and the transistor, diode residual losses of the DC / DC converter circuit and the copper and dissipation losses of the coil.

Az egyes vezérlőáramkörökben fékezésnél, illetve gyorsításnál szokásos megoldás az ultrakapacitás alkalmazása. A párhuzamos fékezőrendszereknél például a 2. ábra szerint járnak el. AC ultrakapacitás a jármű fő energiaforrását képező akkumulátorra párhuzamosan kapcsolódik egy kétirányú energiaáramlásra képes DC/DC elektronikus átalakítón keresztül (2. ábra). Áramszabályozással ellátott átalakítóval a járműben az energiaáramlási folyamatokat irányítani lehet, a lökésszerű áramok az ultrakapacitásra átterelhetők. A DC/DC átalakítóval szabályozni lehet az ultrakapacitás töltőáramát, kisütőáramát és a feszültségét. Az ultrakapacitás feszültsége lehet nagyobb és kisebb is, mint az akkumulátor feszültsége.The usual solution for braking or acceleration in each control circuit is the use of ultra-capacity. For example, the parallel braking systems proceed as shown in Figure 2. The C ultracapacity is connected in parallel with the vehicle's main power source battery via a bidirectional DC / DC converter (Figure 2). With a converter with current control, the vehicle's energy flow processes can be controlled and jet currents can be redirected to ultracapacity. The DC / DC converter controls the charging current, discharge current and voltage of the ultracapacitor. The voltage of the ultracapacitor can be higher or lower than the voltage of the battery.

Soros alkalmazásnál C ultrakapacitás-egység az akkumulátorral sorba kapcsolódik (3. ábra). Menetüzemben, egyenletes sebességnél, a K kapcsoló egyes állásban van. A DC/DC átalakító a kis átmeneti diódán keresztül a tápfeszültségre kapcsolódik, az ultrakapacitást a dióda rövidre zárja. A DC/DC átalakító a bementi feszültséghez képest a kimenőfeszültséget folyamatosan csökkenteni és növelni is tudja. Emiatt olyan járműhajtás is kapcsolható a kimenetre, amelyik változó nagyságú egyenfeszültségű táplálást igényel. Ilyen alkalmazással lehet találkozni például a kommutátor nélküli kerékagymotoros járműhajtásoknál. Féküzemben a K kapcsoló a kettes állásba kapcsol, az ultrakapacitás a DC/DC átalakítóval szabályozott feszültségre feltöltődik. Az ultrakapacitásban tárolt energia a fékezést követő legközelebbi gyorsítási szakasz tranziensének idején felhasználható úgy, hogy a K kapcsolót erre az időre kettes állásban hagyjuk. Amint az ultrakapacitás kisül, a K kapcsolót egyes állásba váltjuk, és a dióda a kondenzátort ismét rövidre zárja.For serial applications, the C ultracapacity unit is connected in series with the battery (Figure 3). In travel mode, at constant speed, switch K is in single position. The DC / DC converter is connected to the supply voltage via the small transition diode, and the ultra-capacitance is short-circuited. The DC / DC converter can continuously reduce and increase the output voltage relative to the input voltage. As a result, a drive can be connected to the output that requires variable-voltage DC power supply. Such an application can be found, for example, in the case of non-commutator wheel drive vehicles. In braking mode, switch K switches to position 2, and the ultracapacity is charged to the voltage controlled by the DC / DC converter. The energy stored in the ultracapacitor can be used during the transient time of the next acceleration period following braking, leaving the K switch in position 2 for this time. As the ultra-capacitance discharges, the K switch is moved to a single position and the diode short circuits again.

A párhuzamos és soros rendszerben ugyanolyan DC/DC átalakító alkalmazható, de különböző rendeltetéssel. A párhuzamos rendszer szerinti kapcsolásban az átalakító kimenetére az ultrakapacitást csatlakoztatjuk, és az átalakítóval az ultrakapacitás feszültségét és töltését szabályozzuk. A soros rendszer szerinti kapcsolásban az átalakító kimenetére a járműhajtás csatlakozik, és az átalakító a járműhajtás feszültségét ésThe same DC / DC converter can be used in parallel and serial systems, but for different purposes. In the parallel system circuitry, the ultra-capacitance is connected to the output of the converter and the voltage and charge of the ultra-capacitance are controlled by the converter. In a serial system connection, the drive output is connected to the drive output of the converter and the drive drive voltage and

HU 226 986 Β1 áramát szabályozza. Kétirányú energiaáramlás szabályozására alkalmas DC/DC átalakító például a már említett buck-boost kapcsolás.EN 226 986 Β1 regulates the current. A DC / DC converter for controlling bidirectional energy flow is, for example, the aforementioned buck-boost circuitry.

Az eddig ismert villamosmotor-vezérlések, illetve vegyes, soros vagy párhuzamos hibrid gépjárműhajtások nagyfrekvenciás váltakozó feszültségről működő vezérlőelektronikával vannak megoldva. Az eddig ismert megoldásokban (például a Toyota Prius esetében) a vezérlőegység motorhoz kapcsolt kimenetén a rövid engedélyezési idő alatt nem vehetünk le nagyobb teljesítményt, mint amekkora a tárolóelemekben (akkumulátorokban) van tárolva, ezért több párhuzamosan kapcsolt, közösített forgású motor vezérlése a vezérlőegységgel értelmetlen, és így a villamos motorok táplálás és motorfék nélküli üzeme, azaz impulzusvezérlése, kihasználhatatlan. Az eddig ismert megoldások nem tartalmaznak átmeneti energiatároló elemeket, amelyekkel szinte veszteségmentesen lehet a tápenergiát a motor számára biztosítani. A vezérlések nem tartalmaznak lassú és gyors töltésre egyaránt alkalmas fékezőáramköröket.The prior art electric motor controls or hybrid, serial or parallel hybrid vehicle drives are solved with high frequency AC voltage control electronics. In prior art solutions (such as the Toyota Prius), the motor-output of the control unit cannot, in a short authorization period, take more power than that stored in the batteries, so controlling multiple parallel-connected rotary motors with the control unit is meaningless, and thus the operation of the electric motors without power supply and without motor brake, i.e. impulse control, is unavailable. The solutions known so far do not include temporary energy storage elements, which can provide power to the motor almost without loss. The controls do not include brake circuits suitable for both slow and fast charging.

A Toyota Prius párhuzamos rendszerű C ultrakapacitással működő buck-boost áramköre tranzisztoros, diódás, és a benne lévő tekercsek réz- és disszipációs veszteséget okoznak. A visszatöltő áramköre jelentős veszteséggel működik, amely a kapcsolási idő hosszából és a transzformátorok rézveszteségéből ered. Mind a gyorsítás szempontjából- mind a fékezés szempontjából gazdaságtalanul, veszteséggel működik- és nem ad lehetőséget a villamos motor tulajdonságainak kihasználására és impulzusüzemű vezérlésére. A tárolóelemei +12 V alatti feszültségű cellákra nincsenek felbontva, és fékezőrendszerét ezzel a megoldással nem is lehet jobbítani.The Toyota Prius's parallel system C ultra-capacitive buck-boost circuit is transistor, diode, and the coils inside it cause copper and dissipation losses. The charger circuit operates at a significant loss due to the length of the switching time and the copper losses of the transformers. It operates at a loss, both in terms of acceleration and braking, and does not provide the ability to take advantage of the power and pulse control of the electric motor. Its storage cells are not resolved to cells below +12 V, and your braking system cannot be improved with this solution.

Célunk az eddig ismert megoldásoknál gazdaságosabban üzemeltethető, dinamikusabb, energiatakarékosabb villamosmotor-hajtás kidolgozása volt, amely gépjárművekben alkalmazva lehetőséget biztosít a fékezésüzemben a mozgási energia elektromos energia formájában való visszanyerésére.Our aim was to develop a more dynamic, energy-efficient electric motor drive that is more economical than previously known solutions and which, when used in motor vehicles, offers the possibility of recovering kinetic energy in the braking mode as electric energy.

Felismertük, hogy ha a villamos motort olyan vezérlőegységgel vezéreljük, amely két, ellen ütemben működtetett, azonos felépítésű első vezérlőáramkörből és második vezérlőáramkörből alakítjuk ki, továbbá a vezérlőáramköröket átmeneti energiatároló elemekkel látjuk el, továbbá az első vezérlőáramkört és a második vezérlőáramkört órajel-generátorral előállított órajellel vezéreljük ellenütemben, a célunk megoldható. Felismertük, hogy ha a vezérlés során úgy járunk el, hogy gyorsításüzemben, amíg az egyik vezérlőáramkör a benne lévő átmeneti energiatároló elemekben tárolt energiát, a motor számára kedvezően, a feszültséget növelve, az áramot csökkentve a motorra juttatja, a másik vezérlőáramkör a benne lévő átmeneti energiatároló elemeket a tárolóelemből feltölti, fékezésüzemben pedig az egyik vezérlőáramkör a benne lévő átmeneti energiatároló elemeket a generátorként üzemelő motorból feltölti, a másik vezérlőáramkör a benne lévő, feltöltött átmeneti energiatároló elemekben tárolt energiát a tárolóelembe juttatja.It has now been found that by controlling the electric motor with a control unit comprising two countercurrently actuated first control circuits and a second control circuit, the control circuits are provided with temporary energy storage elements, and the first control circuit and the second control circuit are clock-clocked. control it counterattack, our goal can be solved. It has been discovered that, in the course of control, in acceleration mode, while one of the control circuits supplies the energy stored in the temporary energy storage elements therein, the other control circuit supplies the transient power to the motor advantageously by increasing the voltage and reducing the current. the energy storage elements are charged from the storage element, and in braking mode, one control circuit supplies the intermediate energy storage elements therein from the motor acting as a generator, and the other control circuit supplies the stored energy contained therein to the stored temporary energy storage elements.

Találmányunk tehát egyrészt eljárás villamosenergia-hasznosító berendezés, például villamos motor vezérlésére, ahol az energiaforrás egyenáramú tárolóelem, amely legalább két tárolóegységet, célszerűen akkumulátort tartalmaz, továbbá a tárolóelemet vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt átalakító-áramkörön keresztül csatlakoztatjuk a berendezéshez. Az eljárás során a vezérlőegységet két, ellenütemben működtetett, azonos felépítésű első vezérlőáramkörből és második vezérlőáramkörből alakítjuk ki, amelyek átmeneti energiatároló elemekkel vannak ellátva. Az első vezérlőáramkört és a második vezérlőáramkört órajel-generátorral előállított órajellel vezéreljük ellenütemben. Ennek során:Accordingly, the present invention provides, on the one hand, a method for controlling an electrical energy recovery device, such as an electric motor, wherein the energy source is a DC storage device comprising at least two storage units, preferably a battery. In the method, the control unit is formed of two countercurrently operated first control circuits and second control circuits, each of which is provided with temporary energy storage elements. The first control circuit and the second control circuit are controlled by a clock signal generated by a clock generator in countercurrent fashion. During this:

- Az órajel egyik állapotában az első vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk, és az átmeneti energiatároló elemeket a tárolóelemhez csatlakoztatjuk, ezzel feltöltve az átmeneti energiatároló elemeket a tárolóelem feszültségéhez közeli értékre. Eközben a második vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és az így előállított, a tárolóelem feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget az átalakító-áramkörre vezetjük, amelynek kimenetén megjelenő egyen/szaggatott egyenfeszültséget a motorra vezetjük.In one state of the clock signal, the temporary energy storage elements in the first control circuit are connected in parallel, and the temporary energy storage elements are connected to the storage element, thereby charging the temporary energy storage elements to a value close to the storage element voltage. Meanwhile, in the second control circuit, the temporary energy storage elements or a portion thereof are connected in series, and the resulting DC voltage, which is multiplied by the voltage of the storage element, is applied to the converter circuit, the output DC / DC voltage being applied to the motor.

- Az órajel másik állapotában az első vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és az így előállított, a tárolóelem feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget az átalakítóáramkörre vezetjük. Az átalakító-áramkör kimenetén megjelenő szaggatott egyenfeszültséget a motorra kapcsoljuk. Eközben a második vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk és a tárolóelemhez csatlakoztatjuk.In the second state of the clock signal, the temporary energy storage elements in the first control circuit are connected in series, and the resulting direct voltage, which is several times the voltage of the storage element, is applied to the converter circuit. The dc voltage at the output of the converter circuit is applied to the motor. Meanwhile, in the second control circuit, the temporary energy storage elements or a part thereof are connected in parallel and connected to the storage element.

A találmány továbbá eljárás villamos berendezés, például villamos motorral hajtott, legalább egy vezérlőelemmel, nevezetesen fékezést érzékelő és/vagy gyorsítást érzékelő elemekkel, célszerűen fékeszközzel és/vagy gyorsítóeszközzel ellátott járművek motorvezérlésére. A villamos berendezés energiaforrása egyenáramú tárolóelem, amely legalább két tárolóegységet, célszerűen akkumulátort tartalmaz. A motort gyorsítóüzemben motor- és féküzemben generátorüzemben működtetjük. A tárolóelemet vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt átalakító-áramkörön keresztül csatlakoztatjuk a motorhoz. A vezérlőegységet két, ellenütemben működtetett, azonos felépítésű első vezérlőáramkörből és második vezérlőáramkörből alakítjuk ki, amelyek átmeneti energiatároló elemekkel vannak ellátva. Az első vezérlőáramkört és a második vezérlőáramkört órajel-generátorral előállított órajellel vezéreljük ellenütemben oly módon, hogy a fékezést érzékelő elem alapállapotában és/vagy a gyorsítást érzékelő elem működtetésekor, azaz gyorsítóüzemben:The invention further relates to a method of motor control of vehicles having an electrical device, such as an electric motor, having at least one control element, namely braking sensing and / or acceleration sensing elements, preferably braking means and / or accelerating means. The power source for the electrical equipment is a direct current storage element comprising at least two storage units, preferably a battery. The engine is run in acceleration mode, in engine mode and in brake mode in generator mode. The storage element is connected to the motor via a control unit and a converter circuit connected thereto. The control unit is formed of two countercurrent actuated first control circuits and second control circuits provided with temporary energy storage elements. The first control circuit and the second control circuit are controlled by a clock signal generated by a clock generator in a counter-clockwise manner such that when the braking sensor element is in the ground state and / or when the acceleration sensor element is actuated, i.e. in acceleration mode:

HU 226 986 Β1HU 226 986 Β1

- Az órajel egyik állapotában az első vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan, a tárolóelemben lévő tárolóegységeket sorosan vagy sorosan és párhuzamosan összekapcsoljuk, és az átmeneti energiatároló elemeket a tárolóelemhez csatlakoztatjuk. Ezzel feltöltjük az átmeneti energiatároló elemeket a tárolóelem feszültségéhez közeli értékre. Eközben a második vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk. Az így előállított, a tárolóelem feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget az átalakító-áramkörre vezetjük. Az átalakító-áramkör kimenetén megjelenő egyen/szaggatott egyenfeszültséget a motorra vezetjük.In one state of the clock signal, the temporary energy storage elements or parts thereof in the first control circuit are connected in parallel, the storage units in the storage element are connected in series or in series and parallel, and the temporary energy storage elements are connected to the storage element. This will charge the temporary energy storage elements to a value close to the voltage of the storage element. Meanwhile, in the second control circuit, the temporary energy storage elements or part thereof are connected in series. The DC voltage thus obtained, which multiplies the voltage of the storage element, is applied to the converter circuit. The dc / dc voltage at the output of the converter circuit is applied to the motor.

- Az órajel másik állapotában az első vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk. Az így előállított, a tárolóelemek feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget az átalakítóáramkörre vezetjük. Az átalakító-áramkör kimenetén megjelenő szaggatott egyenfeszültséget a motorra kapcsoljuk, miközben a második vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk, és a tárolóelem sorosan vagy sorosan és párhuzamosan összekapcsolt tárolóegységeihez csatlakoztatjuk.In the second state of the clock signal, the temporary energy storage elements in the first control circuit are connected in series. The DC voltage thus obtained, which multiplies the voltage of the storage elements, is applied to the converter circuit. The intermittent DC voltage at the output of the converter circuit is applied to the motor while the second control circuit connects the temporary energy storage elements or a portion thereof in parallel and connects them to the storage units of the storage element in series or in series and in parallel.

A fékezést érzékelő elem működtetésekor, azaz féküzemben:When the braking sensor element is operated, ie in braking mode:

- Az órajel egyik állapotában az első vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és a generátorüzemben működő motorról az átalakítóáramkör vezérlőegység felöli kivezetésén jelentkező egyenfeszültségre feltöltjük az átmeneti energiatároló elemeket. Eközben a második vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét és a tárolóelemben lévő párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolt tárolóegységeket párhuzamosan összekapcsoljuk, és az átmeneti energiatároló elemekben tárolt energiát a tárolóelembe vezetjük.In one state of the clock signal, the temporary energy storage elements in the first control circuit are connected in series, and the temporary energy storage elements are charged from the motor running in the generator mode to the DC terminal of the converter circuit. Meanwhile, in the second control circuit, the temporary energy storage elements or part thereof and the storage units connected in parallel or in parallel and in series in the storage element are connected in parallel and the energy stored in the temporary energy storage elements is supplied to the storage element.

- Az órajel másik állapotában az első vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét és a tárolóelemben lévő párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolt tárolóegységeket párhuzamosan összekapcsoljuk. Az átmeneti energiatároló elemekben tárolt energiát a tárolóelembe vezetjük. Eközben a második vezérlőáramkörben az átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és a generátorüzemben működő motor kimenetein megjelenő feszültséget az átalakító-áramkörön keresztül az átmeneti energiatároló elemekre kapcsoljuk. Az átalakító-áramkör kimenetén megjelenő szaggatott egyenfeszültséggel töltjük az átmeneti energiatároló elemeket.In the second state of the clock signal, the temporary control energy storage elements or a part thereof and the storage units connected in parallel or in parallel and in series are connected in parallel in the first control circuit. The energy stored in the temporary energy storage elements is directed to the storage element. Meanwhile, in the second control circuit, the temporary energy storage elements or a portion thereof are connected in series and the voltage at the outputs of the motor running in the generator mode is connected to the temporary energy storage elements through the converter circuit. The transducer circuit is powered by the dashed DC voltage at the output of the converter circuit.

Előnyösen az energiaforrást legalább 36 V feszültség összegű, legalább három tárolóegységből alakítjuk ki, például három 12 V-os vagy nyolc 4,5 V-os akkumulátorból, amelyeket hajtásüzemben sorosan, féküzemben párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolunk, tápforráskapcsoló elemekkel, egymáshoz.Preferably, the energy source is constituted by at least three storage units of at least 36 V, for example three 12 V or eight 4.5 V batteries connected in series in drive mode, parallel or in series in braking mode, with power switch elements.

Előnyösen az átmeneti energiatároló elemek nagy kapacitású kondenzátorok (ultrakapacitás) vagy rövid működési idejű akkumulátorok.Preferably, the temporary energy storage elements are high capacity capacitors (ultra-capacitors) or short-life batteries.

A motor bármilyen típusú villamos motor lehet, például kefe nélküli DC motor, kefe nélküli AM motor vagy kefés kettős kommutátorú AC motor. A generátor generátorként üzemeltethető villamos motorok bármelyik típusa lehet, például kefe nélküli DC motor vagy kalickás szinkronmotor.The motor can be any type of electric motor, such as a brushless DC motor, a brushless AM motor or a brushed dual commutator AC motor. Any type of electric motor that can operate as a generator generator can be, for example, a brushless DC motor or a calico synchronous motor.

Célszerűen az órajel-generátor órajelét 0,05 és 20 Hz közötti értékre állítjuk be, és adott esetben az órajel-generátor frekvenciájának értékét féküzemben, illetve gyorsítóüzemben egymástól eltérő értékűre választjuk. Például a motor tápforrásra kapcsolása után aktivizáló, azaz hidegindító üzemben - átmeneti energiatároló elemként elsősorban ultrakapacitás-hálózatot működtetve, legalább annyi ideig töltjük az energiát a párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolt tárolóelemekbe, amennyi a sorosan kapcsolt átmeneti energiatároló elemek összes működési ideje.Preferably, the clock generator clock is set to between 0.05 and 20 Hz, and optionally the clock generator frequency is set to a different value in braking or accelerating mode. For example, when the engine is connected to a power source, during the activation, i.e., cold start, operation of the transient energy storage element, primarily by operating an ultracapacity network, we charge the energy into the parallel or parallel and serially connected storage elements for

Előnyösen fékezést érzékelő üzemben a gyorsítást érzékelő üzem jelének érzékelését tiltjuk. Célszerűen az átalakító-áramkör, kefe nélküli DC motorhoz kialakított, ismert motorvezérlő áramkör.Preferably, the acceleration sensor signal in the braking sensor mode is disabled. Preferably, the converter circuit is a known motor control circuit for a brushless DC motor.

Adott esetben az átmeneti energiatároló elemeknek a tárolóelemből való feltöltésekor a tárolóelem áramát ismert módon kialakított áramkorlátozó áramkörön keresztül vezetjük a vezérlöáramkörök átmeneti energiatároló egységeibe. Továbbá a fékezést érzékelő elem működtetésekor az átmeneti energiatároló elem áramát, ismert módon kialakított áramkorlátozó áramkörön és a vele sorosan egybeépített ismert DC-DC átalakítón, például buck-boost áramkörön, keresztül vezetjük a párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolt tárolóelemekbe.Optionally, when the temporary energy storage elements are charged from the storage element, the current of the storage element is supplied through a known current limiting circuit to the temporary energy storage units of the control circuits. Further, when the braking sensing element is actuated, the current of the temporary energy storage element is fed to a parallel or parallel and serially connected storage means through a known current limiting circuit and a known DC-DC converter in series, such as a buck-boost circuit.

A találmány továbbá vezérlőegység, villamos berendezés, például villamos motorral hajtott, legalább egy vezérlőelemmel, ez esetben fékezést érzékelő és/vagy gyorsítást érzékelő elemmel, célszerűen fékeszközzel és/vagy gyorsítóeszközzel ellátott berendezések, például járművek motorvezérlésére. A jármű fékezést érzékelő eleme fékeszköz-működtetést érzékelő fékeszközjelet és a fékeszköz elmozdulásának mértékével arányos fékjelet, a gyorsítást érzékelő eleme gyorsítóeszköz-működtetést érzékelő gyorsítóeszközjelet és a gyorsítóeszköz elmozdulásának mértékével arányos gyorsításjelet szolgáltató kimenetekkel van ellátva. A jármű energiaforrása egyenáramú tárolóelem, amely legalább két tárolóegységet, célszerűen akkumulátort tartalmaz. A motor gyorsítóüzemben motorés féküzemben generátorüzemben van működtetve. A tárolóelem vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt átalakító-áramkörön keresztül van a motorhoz kapcsolva. A vezérlőegység két, ellenütemben működtetett,The invention further relates to a control unit for controlling devices, for example motor vehicles, for controlling electric devices, for example powered by an electric motor, having at least one control element, in this case a brake sensing and / or acceleration sensing element, preferably a brake device and / or acceleration device. The vehicle braking sensing element is provided with outputs providing a braking device sensing brake signal and a braking signal proportional to the degree of movement of the braking device, an accelerating sensor element providing accelerating device sensing acceleration, and an acceleration signal proportional to the degree of acceleration movement. The vehicle is powered by a DC storage device comprising at least two storage units, preferably a battery. The engine is operated in accelerator mode and in motor mode in braking mode. The storage element is connected to the motor via a control unit and a converter circuit connected thereto. The control unit is operated in two counter strokes,

HU 226 986 Β1 azonos felépítésű első vezérlőáramkörből és második vezérlőáramkörből van kialakítva, amelyek átmeneti energiatároló elemekkel vannak ellátva. Az első vezérlőáramkör és a második vezérlőáramkör órajel-generátorral előállított órajellel van vezérelve. Az átmeneti energiatároló elemek első vezérlőbemenettel, első bemenettel és második bemenettel ellátott első kapcsolóelemek közbeiktatásával sorba vannak kapcsolva, és a földpotenciál és a motor tápbemenete közé vannak iktatva. Az első átmeneti energiatároló elem egyik kivezetése a földpotenciálra, az utolsó első kapcsolóelem második bemenete a motor tápbemenetére van csatlakoztatva, továbbá minden első kapcsolóelem első bemenetére külön-külön - második vezérlőbemenettel ellátott - második kapcsolóelem második bemenete van csatlakoztatva. A második kapcsolóelemek első bemenetel közösítve vannak, és a tárolóelem pozitív kimenetére vannak kapcsolva. Az első kapcsolóelemek második bemenetel, az utolsó első kapcsolóelem második bemenetének kivételével, külön-külön - harmadik vezérlőbemenettel ellátott - harmadik kapcsolóelemek első bemenetéhez vannak csatlakoztatva. A harmadik kapcsolóelemek második bemenetel földpotenciálra vannak kapcsolva. Az első vezérlőáramkörben a második vezérlőbemenet a harmadik vezérlőbemenettel, és a második vezérlőáramkör első kapcsolóelemének első vezérlőbemenetével közösítve van, és az órajelgenerátor egyik kimenetéhez van csatlakoztatva. A második vezérlőáramkörben a második vezérlőbemenet a harmadik vezérlőbemenettel, és az első vezérlőáramkör első kapcsolóelemének első vezérlőbemenetével közösítve van, és az órajel-generátor másik, az egyik kimenetével ellentétes jelszintű kimenetéhez van csatlakoztatva.The first control circuit and the second control circuit are of the same design and are provided with temporary energy storage elements. The first control circuit and the second control circuit are controlled by a clock generated by a clock generator. The temporary energy storage elements are connected in series by inserting first switching elements having a first control input, a first input and a second input, and are inserted between the ground potential and the motor power input. One terminal of the first temporary energy storage element is connected to ground potential, the second input of the last first switching element is connected to the motor power input, and the second input of the second switching element having a second control input is separately connected to the first input of each first switching element. The second switching elements are shared with the first input and are connected to the positive output of the storage element. The first switching elements are connected to the first input of the third switching elements with a second input, except the second input of the last first switching element, each having a third control input. The third switching elements are connected to a second input ground potential. In the first control circuit, the second control input is connected to the third control input and to the first control input of the first control element of the second control circuit and is connected to one of the outputs of the clock generator. In the second control circuit, the second control input is connected to the third control input and to the first control input of the first switching element of the first control circuit and is connected to another signal level output of the clock generator opposite to one of the outputs.

Célszerűen az energiaforrás legalább +36 V feszültség összegű, legalább három tárolóegységet, például három +12 V-os vagy nyolc +4,5 V-os akkumulátort tartalmaz, amelyek tápforrás-vezérlő jellel vezérelt tápforráskapcsoló elemekkel vannak vezérelve. Ennek során a tárolóegységek hajtásüzemben sorosan, féküzemben párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan vannak egymáshoz, illetve a földpotenciálhoz kapcsolva.Preferably, the power source comprises a voltage of at least +36 V and at least three storage units, such as three + 12 V or eight + 4.5 V batteries, which are controlled by a power switch signal controlled by a power control signal. In this case, the storage units are connected in series with the drive unit, in parallel with the braking mode, or in parallel and in series with one another and the ground potential.

Adott esetben a kapcsolóelemek relék, FET tranzisztorok, tirisztorok vagy bipoláris tranzisztorok, illetve ezekből ismert módon felépített áramköri elrendezésekkel kialakított kapcsoló-áramkörök.Optionally, the switching elements are relays, FET transistors, thyristors or bipolar transistors, or switching circuits formed therefrom by means of known circuitry arrangements.

Előnyösen az átalakító-áramkör, ismert módon, fordulatszám-szabályozásra is alkalmasan van kialakítva.Preferably, the converter circuit is also known to be suitable for speed control.

Célszerűen az átalakító-áramkör, az alkalmazott típusú villamosmotor-vezérlésére, pulzusszélességgel vezérelt fordulatszám-szabályozásra is alkalmasan kialakított, ismert motorvezérlő áramkör.Preferably, the known motor control circuit is adapted to use the converter circuit for controlling the type of electric motor used and pulse width controlled speed control.

Adott esetben a vezérlőegységgel egynél több motor van vezérelve, amelyek közül legalább egy - kizárólag gyorsítóüzemben - motorként és legalább egy - kizárólag féküzemben - generátorként van működtetve.Optionally, more than one motor is controlled by the control unit, at least one of which is actuated as a motor only in acceleration mode and at least one as a generator in brake mode only.

Célszerűen az átalakító-áramkör kimeneti jele változtatható impulzusszélességűre van kialakítva.Preferably, the output signal of the converter circuit is configured to have a variable pulse width.

Találmányunkat részletesen az ábrák alapján ismertetjük.Detailed Description of the Invention The present invention will be described in detail with reference to the drawings.

Az 1. ábra a találmány szerinti villamosmotor-vezérlés sematikus ábrázolása.Figure 1 is a schematic representation of an electric motor control according to the invention.

A 2. ábra a találmány szerinti járműmotor-vezérlés sematikus ábrázolása.Figure 2 is a schematic representation of a vehicle engine control according to the invention.

A 3. ábra a találmány szerinti vezérlés sematikus ábrázolása, az első vezérlőáramkör részletesebb ábrázolásával, villamos motor vezérlése esetén.Figure 3 is a schematic representation of the control of the present invention, showing a more detailed representation of the first control circuit for controlling an electric motor.

A 4. ábra a találmány szerinti járműmotor-vezérlés részletes ábrázolása, ahol a kapcsolóelemeket sematikusan ábrázoltuk.Fig. 4 is a detailed view of a vehicle engine control according to the invention, wherein the coupling elements are schematically represented.

Az 5. ábra a találmány szerinti vezérlés általános alkalmazásának sematikus ábrázolása.Figure 5 is a schematic representation of a general application of the control of the present invention.

A találmányunkat legrészletesebben a 4. ábra mutatja, az 1-3. és 5. ábra a jobb áttekinthetőség érdekében sematikusan mutatja be a megoldásunkat.The present invention is illustrated in detail in FIG. and Fig. 5 schematically illustrates our solution for greater clarity.

A találmány szerinti 3 vezérlőegységet példaként, villamos 1 motorral hajtott, és legalább egy 9 vezérlőelemmel, nevezetesen 10 fékezést érzékelő és/vagy 11 gyorsítást érzékelő elemmel ellátott járművek motorvezérléséhez van kialakítva. A 10 fékezést érzékelő elem célszerűen 12 fékeszköz, ami lehet például a fékpedál. A 11 gyorsítást érzékelő elem egy 13 gyorsítóeszköz, például gyorsítópedál (gázpedál). A jármű 10 fékezést érzékelő eleme a 12 fékeszköz, amely a működtetésekor a 14 fékeszközjelet és a 12 fékeszköz elmozdulásának mértékével arányos 15 fékjelet állít elő. A 15 fékjei a 4 átalakító-áramkörbe van vezetve. A 12 fékeszköz működtetését jelző 14 fékeszközjel lehet például egy optikai érzékelőelem, például optotranzisztor, vagy mikrokapcsoló kimeneti jele, amely a fékpedál lenyomásának kezdetén kapcsol. A 12 fékeszköz elmozdulásának mértékével arányos 15 fékjei lehet egy optikai vagy mechanikus potenciométer kimenőjele.The control unit 3 according to the invention is designed, for example, for motor control of vehicles driven by an electric motor 1 and having at least one control element 9, namely braking sensor 10 and / or acceleration sensor 11. The braking sensing element 10 is preferably a brake device 12, which may be, for example, a brake pedal. The acceleration sensing element 11 is an accelerator 13, such as an accelerator (accelerator). The brake sensing element 10 of the vehicle is a brake device 12 which, when actuated, generates a brake signal 14 and a brake signal 15 proportional to the degree of movement of the brake device 12. The brakes 15 are applied to the converter circuit 4. The brake device signal 14 for actuation of the brake device 12 may be, for example, an output signal of an optical sensor element, such as an optotransistor, or a microswitch, which switches at the start of depressing the brake pedal. The brake 15, proportional to the amount of movement of the brake device 12, may be an output signal of an optical or mechanical potentiometer.

A 11 gyorsítást érzékelő eleme a 13 gyorsítóeszköz-működtetést érzékelő 16 gyorsítóeszközjelet és a 13 gyorsítóeszköz elmozdulásának mértékével arányos 17 gyorsításjelet szolgáltató kimenetekkel van ellátva. A 17 gyorsításjel a 4 átalakító-áramkörbe van vezetve. A 16 gyorsítóeszközjel, hasonlóan a fékezéskor leírtakhoz, lehet például egy optikai érzékelőelem, például optotranzisztor, vagy mikrokapcsoló kimeneti jele, amely a gázpedál lenyomásának kezdetén kapcsol. A 13 gyorsítóeszköz elmozdulásának mértékével arányos 17 gyorsításjel lehet egy optikai vagy mechanikus potenciométer kimenőjele.The acceleration sensor element 11 is provided with outputs providing an acceleration device signal 16 and an acceleration signal 17 proportional to the degree of displacement of the acceleration device 13. The acceleration signal 17 is applied to the converter circuit 4. The accelerator signal 16, as described for braking, may be, for example, an output signal of an optical sensor element, such as an optotransistor, or a microswitch, which switches at the start of depressing the accelerator. The acceleration signal 17, which is proportional to the displacement of the accelerator 13, may be an output signal of an optical or mechanical potentiometer.

A jármű energiaforrása egyenáramú 2 tárolóelem, amely legalább két 36 tárolóegységet, célszerűen akkumulátort tartalmaz. Az 1 motor gyorsítóüzemben motor- és féküzemben generátorüzemben van működtetve. A 2 tárolóelem a 34 áramkorlátozó áramkörön és vele sorba kapcsolt ismert DC-DC átalakító-áramkörön, a 3 vezérlőegységen és az ahhoz kapcsolt 4 átalakító-áramkörön keresztül van az 1 motorhoz kapcsolva. A DC-DC átalakító-áramköröket a rajzokon külön nem jelöltük.The vehicle is powered by a direct current storage element 2 comprising at least two storage units 36, preferably a battery. The motor 1 is operated in the accelerator mode in the motor and brake mode in the generator mode. The storage element 2 is connected to the motor 1 via a current limiting circuit 34 and a known DC-DC converter circuit connected thereto, a control unit 3 and a converter circuit 4 connected thereto. The DC-DC converter circuits are not specifically marked in the drawings.

A 3 vezérlőegység két, ellenütemben működtetett, azonos felépítésű 5 első vezérlőáramkörből és 6 máso5The control unit 3 consists of two countercurrently actuated first control circuits 5 and 6 other

HU 226 986 Β1 dik vezérlőáramkörből van kialakítva, amelyek a 7 átmeneti energiatároló elemekkel vannak ellátva. Az 5 első vezérlőáramkör és a 6 második vezérlőáramkör a 8 órajel-generátorral előállított órajellel van vezérelve. Célszerűen a 8 órajel-generátor rendelkezik a Q ponált és Q negált kimenetekkel is. A 7 átmeneti energiatároló elemek a 18 első vezérlőbemenettel, 19 első bemenettel és 20 második bemenettel ellátott 21 első kapcsolóelemek közbeiktatásával sorba vannak kapcsolva, és a földpotenciál és az 1 motor tápbemenete közé vannak iktatva úgy, hogy a 22 első átmeneti energiatároló elem 23 egyik kivezetése a földpotenciálra, a 24 utolsó első kapcsolóelem 25 második bemenete az 1 motor tápbemenetére van csatlakoztatva. Továbbá minden 21 első kapcsolóelem 19 első bemenetére külön-külön - 26 második vezérlőbemenettel ellátott 27 második kapcsolóelem 28 második bemenete van csatlakoztatva. A 27 második kapcsolóelemek 29 első bemenetel közösítve vannak, és a 2 tárolóelem pozitív kimenetére vannak kapcsolva. A 21 első kapcsolóelemek 20 második bemenetel, a 24 utolsó első kapcsolóelem 25 második bemenetének kivételével, külön-külön - 30 harmadik vezérlőbemenettel ellátott - 31 harmadik kapcsolóelemek 32 első bemenetéhez vannak csatlakoztatva. A 31 harmadik kapcsolóelemek 33 második bemenetel földpotenciálra vannak kapcsolva. Az 5 első vezérlőáramkörben a 26 második vezérlőbemenet a 30 harmadik vezérlőbemenettel és a 6 második vezérlőáramkör 21 első kapcsolóelemének 18 első vezérlőbemenetével közösítve van, és a 8 órajel-generátor egyik kimenetéhez, esetünkben a Q ponált kimenetéhez van csatlakoztatva. A 6 második vezérlőáramkörben a 26 második vezérlőbemenet a 30 harmadik vezérlőbemenettel és az 5 első vezérlőáramkör 21 első kapcsolóelemének 18 első vezérlőbemenetével közösítve van, és a 8 órajel-generátor másik, esetünkben a Q ponált kimenetével ellentétes jelszintű, Q negált kimenetéhez van csatlakoztatva.It consists of a control circuit which is provided with the temporary energy storage elements 7. The first control circuit 5 and the second control circuit 6 are controlled by a clock signal generated by the clock generator 8. Preferably, the clock generator 8 has both Q-pondered and Q-negative outputs. The temporary energy storage elements 7 are connected in series with the first switching elements 21 having first control input 18, first input 19 and second input 20 and are inserted between ground potential and motor 1 power supply so that one of the outputs 23 of the first temporary energy storage element 22 ground potential, the second input 25 of the last first switching element 24 is connected to the motor input 1. Further, each of the first inputs 19 of each of the first switching members 21 is separately connected to a second inlet 28 of a second switching member 27 having a second control input 26. The second switching elements 27 are connected to the first input 29 and connected to the positive output of the storage element 2. The first coupling members 21 are connected to the first inlet 32 of the third coupling 31, each having a second input 20, with the exception of the second inlet 25 of the last first coupling member 24. The third switching elements 31 are coupled to a second input ground potential 33. In the first control circuit 5, the second control input 26 is connected to the third control input 30 and the first control input 18 of the first control element 21 of the second control circuit 6 and is connected to an output of the clock generator 8, in this case the Q output. In the second control circuit 6, the second control input 26 is connected to the third control input 30 and the first control input 18 of the first switching element 21 of the first control circuit 5, and is connected to another negative output Q of the clock generator 8.

Az energiaforrás a 2 tárolóelem, amely legalább +36 V feszültség összegű, legalább három 36 tárolóegységet, például három +12 V-os vagy nyolc +4,5 V-os akkumulátort tartalmaz, amelyek 38 tápforrásvezérlő jellel vezérelt 35 tápforráskapcsoló elemekkel vannak vezérelve oly módon, hogy a 36 tárolóegységek hajtásüzemben sorosan, féküzemben párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan vannak egymáshoz, illetve a földpotenciálhoz kapcsolva. A kis feszültségű 36 tárolóegységek alkalmazásának az az előnye, hogy a 3 vezérlőegység és a 36 tárolóegységek közé nem kell beépíteni a veszteséggel üzemelő ismert buck-boost áramkört, mert a cellákat komparátorbemenetű áramkörrel lehet léptetni a 3 vezérlőegységen jelentkező csökkenő feszültségnek megfelelően. Amennyiben a találmányt egyéb villamos energiát igénylő vagy átalakító 37 berendezés vezérléséhez kívánjuk használni (5. ábra) (például tápegység, feszültségátalakító, erőmű stb.), vagy villamos 1 motor vezérlésére alkalmazzuk (1. ábra), akkor elegendő a következőkben ismertetett elrendezést alkalmazni, azaz azThe source of energy is the storage element 2, which has a voltage of at least +36 V and contains at least three storage units 36, for example three + 12 V or eight + 4.5 V batteries, which are controlled by power switch elements 35 controlled by a power control signal 38. that the storage units 36 are connected in series with the drive unit, in parallel with the braking mode, or parallel and in series with one another and the ground potential. The advantage of using low-voltage storage units 36 is that there is no need to install a known loss-boost bucket between the control unit 3 and the storage units 36, since the cells can be moved by a comparator input circuit according to the decreasing voltage on the control unit. If the invention is to be used to control other electrical equipment that requires or converts electricity (Figure 5) (e.g., power supply, voltage converter, power plant, etc.), or to control an electric motor 1 (Figure 1), it is sufficient to use the following arrangement, that is

1. vagy 5. ábrán sematikusan bemutatott kiviteli alak szerint megvalósítani a vezérlést. Ebben az esetben nem szükséges a jármű vezérlésénél elengedhetetlen 9 vezérlőelem, illetve a 12 fékeszköz és a 13 gyorsítóeszköz. Nem szükséges továbbá a 2 tárolóelemben lévő 36 tárolóegységek vezérlése, tehát a 35 tápforráskapcsoló elemek elhagyhatók. Mind a 3 vezérlőegység, mind a 2 tárolóelem túlzott áramterhelésének elkerülése érdekében, közéjük iktatható bármilyen ismert 34 áramkorlátozó áramkör, és vele soros kapcsolással egybeépített DC-DC átalakító. A 35 tápforráskapcsoló elemek hasonló kialakításúak lehetnek a 3 vezérlőegységben alkalmazott kapcsolóelemekhez. A kapcsolóelemek FET tranzisztorok, tirisztorok vagy bipoláris tranzisztorok, illetve ezekből ismert módon felépített áramköri elrendezésekkel kialakított kapcsolóáramkörök. Természetesen egyszerű relék is megfelelőek lehetnek, amelyeknek előnye a veszteségmentes vezérlés, de a technika mai állása mellett a félvezetők általában olcsóbbak, csendesebbek, korszerűbbek stb.1 or 5, to implement the control. In this case, it is not necessary to control the vehicle 9 which is indispensable for the control of the vehicle, or the braking means 12 and the acceleration means 13. Furthermore, it is not necessary to control the storage units 36 in the storage element 2, so that the power switching elements 35 can be omitted. Any known current limiting circuit 34 and a DC-DC converter integrated in series with it can be connected between them to avoid overloading the control unit 3 and the storage element 2. The power switching elements 35 may be similar in design to the switching elements used in the control unit 3. The switching elements are FET transistors, thyristors or bipolar transistors, or switching circuits formed therefrom by means of circuit arrangements constructed in a known manner. Of course, simple relays may be appropriate, with the advantage of lossless control, but with the state of the art, semiconductors are generally cheaper, quieter, more modern, and so on.

A 4 átalakító-áramkör, ismert módon, fordulatszámszabályozásra is alkalmasan van kialakítva. Ilyen 4 átalakító-áramkört ismertet például a Motorola Inc. MC 33035, illetve MC 33039 típusú integrált áramkörökkel megvalósítva. Ezeknek a leírása az Interneten hozzáférhető a Motorola honlapján keresztül. A 4 átalakítóáramkör, kefe nélküli DC 1 motorhoz, pulzusszélességgel vezérelt fordulatszám-szabályozásra is alkalmasan kialakított, ismert motorvezérlő áramkör is lehet. A 3 vezérlőegységgel egynél több 1 motor is vezérelhető, és adott esetben, ha a vezérelt jármű egynél több 1 motorral van ellátva, az 1 motorok úgy is működtethetőek, hogy legalább egy - kizárólag gyorsítóüzemben - motorként, és legalább egy - kizárólag féküzemben - generátorként van működtetve. Ennek kivitelezése szakember köteles tudását képezi. A találmányunk szerinti vezérlés, illetve jármű-1 motor-vezérlés működését a találmányunk szerinti eljárás ismertetésével mutatjuk be.The converter circuit 4 is also known to be suitable for speed control. Such converter circuits are described, for example, by Motorola Inc. Integrated Circuits MC 33035 and MC 33039 respectively. A description of these is available on the Internet through the Motorola website. The converter circuit 4 may also be a known motor control circuit adapted for brushless DC 1 motors, also adapted for pulse width controlled speed control. The control unit 3 can control more than one engine 1 and, if the steered vehicle is equipped with more than one engine 1, the engines 1 can be operated by having at least one generator in acceleration mode and at least one generator in brake mode only. operated. It is the duty of a specialist to carry out this. The operation of the control according to the invention or the control of the vehicle-1 engine will be described by the method according to the invention.

A találmányunk szerinti eljárás villamosenergiahasznosító 37 berendezés működtetésére szolgál. Eljárásunkat villamos 1 motor vezérlése esetén mutatjuk be, ahol az energiaforrás egyenáramú 2 tárolóelem, amely legalább két 36 tárolóegységet, célszerűen akkumulátort tartalmaz, továbbá a 2 tárolóelemet a 3 vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt 4 átalakító-áramkörön keresztül csatlakoztatjuk az 1 motorhoz, illetve amennyiben szükséges, a 37 berendezéshez. A 37 berendezés jellege határozza meg, hogy szükséges-e a 3 vezérlőegység és a 37 berendezés közé a 4 átalakító-áramkör.The method of the present invention is for operating a power recovery apparatus 37. Our method is described for controlling an electric motor 1, wherein the energy source is a direct current storage element 2, which comprises at least two storage units 36, preferably a battery, and the storage element 2 is connected to the motor 1 via the control unit 3 and its converter circuit. for equipment 37. The nature of the device 37 determines whether a converter circuit 4 is required between the control unit 3 and the device 37.

A 3 vezérlőegységet két, ellenütemben működtetett, azonos felépítésű 5 első vezérlőáramkörből és második vezérlőáramkörből alakítjuk ki, amelyek átmeneti energiatároló elemekkel vannak ellátva, továbbá az 5 első vezérlőáramkört és a 6 második vezérlőáramkört a 8 órajel-generátorral előállított órajellel vezéreljük ellenütemben a következő módon: az órajel egyik állapotában az 5 első vezérlőáramkörben a órajel-generátor Q ponált kimenetével a hozzákapcsolt 26 második vezérlőbemenetek és 30 harmadikThe control unit 3 is formed from two countercurrently actuated first control circuits 5 and second control circuits having temporary energy storage elements, and the first control circuit 5 and the second control circuit 6 are controlled by the clock signal generated by the clock generator 8 in in one state of the clock signal, the second control inputs 26 and the third control signals 30 are connected to the first control circuit 5 with the pondered output Q of the clock generator

HU 226 986 Β1 vezérlőbemenetek vezérlésével a 26 második és 30 harmadik vezérlőbemenetekhez tartozó 27 második kapcsolóelemek 28 második és 29 első, és a 31 harmadik kapcsolóelemek 32 első és 33 második bemenetelt összekapcsoljuk. Ezzel a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk, és egyúttal a 7 átmeneti energiatároló elemeket a 2 tárolóelemhez csatlakoztatjuk. Ezzel feltöltjük a 7 átmeneti energiatároló elemeket a 2 tárolóelem feszültségéhez közeli értékre. A 7 átmeneti energiatároló elemként működtetett ultrakapacitás-hálózatnál aktivizáláskor, azaz hidegindító üzemben, a 2 tárolóelemre párhuzamosan kapcsolódó kapacitások kapcsolódását az órajellel úgy is programozhatjuk, hogy órajelenként csak egy 7 átmeneti energiatároló elemként üzemelő ultrakapacitást csatlakoztatunk a 2 tárolóelemre, ezzel csökkentve az 34 áramkorlátozó áramkör terhelését.By controlling the control inputs, the second switching members 27 of the second and the first inputs 32 and 33 of the second switching members 27 and the third switching members 31 are connected. Hereby, the temporary energy storage elements 7 or a part thereof are connected in parallel and at the same time the temporary energy storage elements 7 are connected to the storage element 2. Hereby the temporary energy storage elements 7 are charged to a value close to the voltage of the storage element 2. In the ultracapacity network operated as a temporary energy storage element 7, during activation, i.e. in cold start mode, the connection of the capacities connected to the storage element 2 in parallel with the clock signal can be programmed by connecting only one ultracapacity acting as a temporary energy storage element to the storage circuit 2. .

Eközben a 6 második vezérlőáramkörben, szintén a 8 órajel-generátor Q ponált kimenetével a hozzákapcsolt 18 első vezérlőbemenetek vezérlésével a 18 első vezérlőbemenetekhez tartozó 21 első kapcsolóelemek és 24 utolsó első kapcsolóelemek 19 első és 20 második bemenetelt összekapcsoljuk. Ezzel a 6 második vezérlőáramkörben a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és az így előállított, a 2 tárolóelem feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget, a 37 berendezésre kapcsoljuk. Amennyiben a 37 berendezés működtetéséhez szükséges a 2 tárolóelem feszültségét a 4 átalakító-áramkörre vezetjük, amelynek kimenetén megjelenő egyen/szaggatott egyenfeszültséget esetünkben az 1 motorra vezetjük. _Meanwhile, in the second control circuit 6, also with the pondered output Q of the clock generator 8, the first inputs 21 and 20 of the first control inputs 18 and the first first switching elements 24 are connected by controlling the associated first control inputs 18. Hereby, in the second control circuit 6, the temporary energy storage elements 7 or a part thereof are connected in series, and the DC voltage thus obtained, which multiplies the voltage of the storage element 2, is connected to the device 37. If it is necessary to operate the apparatus 37, the voltage of the storage element 2 is applied to the converter circuit 4, the dc / dc voltage of the output of which is in this case applied to the motor 1. _

Az órajel másik állapotában a 8 órajel-generátor Q negált kimenetével az előzőekben leírtakhoz hasonlóan járunk el. Azaz az 5 első vezérlőáramkörben a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, hasonlóan az előzőekben a 6 második vezérlőáramkörnél ismertetettekhez, és az így előállított, a 2 tárolóelem feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget, amennyiben a 37 berendezés működtetéséhez szükséges, a 4 átalakító-áramkörre vezetjük, amelynek kimenetén megjelenő egyen/szaggatott egyenfeszültséget a 37 berendezésre, esetünkben az 1 motorra kapcsoljuk. Eközben a 6 második vezérlőáramkörben a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét, hasonlóan az előzőekben az 5 első vezérlőáramkörnél ismertetettekhez, párhuzamosan összekapcsoljuk és a 2 tárolóelemhez csatlakoztatjuk.In the other state of the clock, the negative output Q of the clock generator 8 is treated similarly to that described above. That is, in the first control circuit 5, the temporary energy storage elements 7, or a part thereof, are connected in series, similarly to those described above for the second control circuit 6, and the resulting DC voltage multiplied by the voltage of the storage element 2. circuit, the output of which is dc / dc connected to the device 37, in this case to the motor 1. Meanwhile, in the second control circuit 6, the temporary energy storage elements 7 or a part thereof, like those described above for the first control circuit 5, are connected in parallel and connected to the storage element 2.

A találmányunk szerinti eljárást továbbá villamos 1 motorral hajtott, legalább egy 9 vezérlőelemmel, nevezetesen 10 fékezést érzékelő és/vagy 11 gyorsítást érzékelő elemekkel, célszerűen 12 fékeszközzel és/vagy 13 gyorsítóeszközzel ellátott járművek motorvezérlésére alkalmazzuk. Energiaforrásként egyenáramú 2 tárolóelemet alkalmazunk, amely legalább két 36 tárolóegységet, célszerűen akkumulátort tartalmaz. Az 1 motort gyorsítóüzemben motor- és féküzemben generátorüzemben működtetjük. A 2 tárolóelemet a vezérlőegységen és ahhoz kapcsolt 4 átalakítóáramkörön keresztül csatlakoztatjuk az 1 motorhoz. A 3 vezérlőegységet két, ellenütemben működtetett, azonos felépítésű 5 első vezérlőáramkörből és 6 második vezérlőáramkörből alakítjuk ki, amelyek 7 átmeneti energiatároló elemekkel vannak ellátva. Az 5 első vezérlőáramkört és a 6 második vezérlőáramkört a 8 órajel-generátorral előállított órajellel vezéreljük ellenütemben. Ennek során a 10 fékezést érzékelő elem alapállapotában és/vagy a 11 gyorsítást érzékelő elem működtetésekor, azaz gyorsítóüzemben a korábban leírtak szerint járunk el, azaz:The method according to the invention is also applied to the motor control of vehicles with an electric motor 1 having at least one control element 9, namely braking sensor 10 and / or acceleration sensor 11, preferably braking means 12 and / or accelerating means 13. The power source is a DC storage element 2 which contains at least two storage units 36, preferably a battery. The motor 1 is operated in acceleration mode in motor and brake mode in generator mode. The storage element 2 is connected to the motor 1 via a control unit and a converter circuit 4 connected thereto. The control unit 3 is formed from two countercurrently actuated first control circuits 5 and second control circuits 6 which are provided with temporary energy storage elements 7. The first control circuit 5 and the second control circuit 6 are controlled counterclockwise by the clock signal generated by the clock generator 8. In doing so, the braking sensor element 10 is in its initial state and / or when the acceleration sensor element 11 is actuated, i.e. in acceleration mode, as described above, i.e.:

az órajel egyik állapotában az 5 első vezérlőáramkörben a 8 órajel-generátor Q ponált kimenetével a hozzákapcsolt 26 második vezérlőbemenetek és 30 harmadik vezérlőbemenetek vezérlésével a 26 második és 30 harmadik vezérlőbemenetekhez tartozó 27 második kapcsolóelemek 28 második és 29 első, és a 31 harmadik kapcsolóelemek 32 első és 33 második bemenetelt összekapcsoljuk. Ezzel a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk, és a 7 átmeneti energiatároló elemeket a 2 tárolóelemhez csatlakoztatjuk. Ezzel feltöltve a 7 átmeneti energiatároló elemeket a 2 tárolóelem feszültségéhez közeli értékre. Eközben a 2 tárolóelemben lévő 36 tárolóegységeket sorosan vagy sorosan és párhuzamosan összekapcsoljuk a 35 tápforráskapcsoló elemekkel, a töltés feszültségének, illetve áramának függvényében. A 4. ábrán csak azt a megoldást mutattuk be, amelynél vagy csak sorosan, vagy csak párhuzamosan kapcsoljuk össze a 36 tárolóegységeket. A 36 tárolóegységek vegyes kapcsolásának soros és párhuzamos - kivitelezése szakember köteles tudása. Eszerint a 13 gyorsítóeszköz működtetésekor, a 11 gyorsítást érzékelő elem működésekor, amikor van 16 gyorsítóeszközjel, illetve 17 gyorsításjel, a 36 tárolóegységek sorba vannak kapcsolva.in one state of the clock in the first control circuit 5, with the pondered output Q of the clock generator 8 controlling the second control inputs 26 and the third control inputs 30, the second switching elements 27 second and 29 and the third switching elements 32 and connecting the second input 33. Hereby, the temporary energy storage elements 7 or a part thereof are connected in parallel and the temporary energy storage elements 7 are connected to the storage element 2. Thus, the temporary energy storage elements 7 are charged to a value close to the voltage of the storage element 2. Meanwhile, the storage units 36 in the storage element 2 are connected in series or in series and in parallel with the power supply switching elements 35, depending on the charging voltage or current. Figure 4 illustrates only a solution in which the storage units 36 are connected either in series or only in parallel. Serial and parallel connection of the storage units 36 is a matter of skill in the art. Accordingly, when the acceleration device 13 is actuated, the acceleration sensing element 11 when the acceleration device 16 and the acceleration signal 17 are present, the storage units 36 are connected in series.

Eközben a 6 második vezérlőáramkörben, szintén a 8 órajel-generátor Q ponált kimenetével a hozzákapcsolt 18 első vezérlőbemenetek vezérlésével a 18 első vezérlőbemenetekhez tartozó 21 első kapcsolóelemek és 24 utolsó első kapcsolóelemek 19 első bemenetelt és 20 második bemenetelt összekapcsoljuk. Ezzel a második vezérlőáramkörrel a hozzácsatlakoztatott átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és az így előállított, a 2 tárolóelem feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget, amennyiben a 37 berendezés működtetéséhez szükséges, a 4 átalakító-áramkörre vezetjük, amelynek kimenetén megjelenő egyen/szaggatott egyenfeszültséget a 37 berendezésre, esetünkben az 1 motorra vezetjük.Meanwhile, in the second control circuit 6, also by the pondered output Q of the clock generator 8, the first switching elements 21 and the first first switching elements 24 and 20 are connected by controlling the first control inputs 18 and the first first switching elements 24. With this second control circuit, the connected temporary energy storage elements or a portion thereof are connected in series, and the resulting DC voltage, which is multiplied by the voltage of the storage element 2, is applied to the converter circuit 4, the output of which to the device 37, in this case to the motor 1.

Az órajel másik állapotába_n az 5 első vezérlőáramkörben a 8 órajel-generátor Q negált kimenetével az előzőekben leírtakhoz hasonlóan a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és az így előállított, a 2 tárolóelem feszültségének többszörösét kitevő egyenfeszültséget, amennyiben a 37 berendezés működtetéséhez szükséges, a 4 átalakító-áramkörre vezetjük, amelynek ki7In the second state of the clock signal, the negative energy output Q of the clock generator 8 in the first control circuit 5 is connected in series or part thereof to the negative output Q of the clock generator 8, thereby generating a DC voltage multiplying the voltage of the storage element 2. necessary, it is routed to the converter circuit 4, whose output circuit 7

HU 226 986 Β1 menetén megjelenő egyen/szaggatott egyenfeszültséget a 37 berendezésre, esetünkben az 1 motorra kapcsoljuk.The dc / dc voltage appearing on the thread of the thread is connected to the device 37, in this case to the motor 1.

Eközben a 6 második vezérlőáramkörben a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk, és egyúttal a 7 átmeneti energiatároló elemeket a 2 tárolóelemhez csatlakoztatjuk. Ezzel feltöltve a 7 átmeneti energiatároló elemeket a 2 tárolóelem feszültségéhez közeli értékre. Eközben a 2 tárolóelemben lévő 36 tárolóegységeket sorosan vagy sorosan és párhuzamosan összekapcsoljuk a tápforráskapcsoló elemekkel, a töltés feszültségének, illetve áramának függvényében. A 4. ábrán csak azt a megoldást mutattuk be, amelynél vagy csak sorosan, vagy csak párhuzamosan kapcsoljuk össze a tárolóegységeket. Eszerint a 13 gyorsítóeszköz működtetésekor, a 11 gyorsítást érzékelő elem működésekor, amikor van 16 gyorsítóeszközjel, illetve 17 gyorsításjel, a 36 tárolóegységek sorba vannak kapcsolva.Meanwhile, in the second control circuit 6, the temporary energy storage elements 7 or a part thereof are connected in parallel and at the same time the temporary energy storage elements 7 are connected to the storage element 2. Thus, the temporary energy storage elements 7 are charged to a value close to the voltage of the storage element 2. Meanwhile, the storage units 36 in the storage element 2 are connected in series or in series and in parallel with the power switching elements depending on the charging voltage or current. Figure 4 shows only a solution in which the storage units are connected either in series or only in parallel. Accordingly, when the acceleration device 13 is actuated, the acceleration sensing element 11 when the acceleration device 16 and the acceleration signal 17 are present, the storage units 36 are connected in series.

A 10 fékezést érzékelő elem működtetésekor, azaz féküzemben a következők szerint járunk el:When operating the braking sensor element 10, i.e. in braking mode, proceed as follows:

Az órajel egyik állapotában_az 5 első vezérlőáramkörben a 8 órajel-generátor Q negált kimenetével az előzőekben leírtakhoz hasonlóan a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és a generátorüzemben működő 1 motorról a 4 átalakító-áramkör kimenetén jelentkező egyenfeszültségre feltöltjük a 7 átmeneti energiatároló elemeket.In one state of the clock, the negative power output Q of the clock generator 8 in the first control circuit 5, as described above, is connected in series or part to the transient energy storage elements 7 and recharges the direct current voltage from the motor 1 in generator mode to the output of the converter circuit. items.

Eközben a 6 második vezérlőáramkörben a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk, és párhuzamosan a 2 tárolóelemhez csatlakoztatjuk. Ezzel visszatöltjük a 7 átmeneti energiatároló elemekben tárolt energiát a 2 tárolóelembe, ezzel annak feszültségét üzemi feszültségéhez közeli feszültségszintre emeljük.Meanwhile, in the second control circuit 6, the temporary energy storage elements 7 or a part thereof are connected in parallel and connected in parallel to the storage element 2. This replenishes the energy stored in the temporary energy storage elements 7 to the storage element 2, thereby raising its voltage to a voltage level close to its operating voltage.

Mindeközben a 2 tárolóelemben lévő 36 tárolóegységeket párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan összekapcsoljuk a 35 tápforráskapcsoló elemekkel, a töltés feszültségének, illetve áramának függvényében. A 4. ábrán csak azt a megoldást mutattuk be, amelynél vagy csak sorosan, vagy csak párhuzamosan kapcsoljuk össze a 36 tárolóegységeket. Eszerint a 12 fékeszköz működtetésekor, a 10 fékezést érzékelő elem működésekor, amikor van 14 fékeszközjel, illetve 15 fékjei, a 36 tárolóegységek párhuzamosan vannak egymáshoz kapcsolva.Meanwhile, the storage units 36 in the storage element 2 are connected in parallel or in parallel and in series with the power switching elements 35, depending on the charging voltage or current. Figure 4 illustrates only a solution in which the storage units 36 are connected either in series or only in parallel. Accordingly, when the braking device 12 is actuated, the braking sensing element 10, when there is a braking device signal 14 and 15 brakes, the storage units 36 are connected in parallel.

Az órajel másik állapotában az 5 első vezérlőáramkörben a 8 órajel-generátor Q ponált kimenetével a hozzákapcsolt 26 második vezérlőbemenetek és 30 harmadik vezérlőbemenetek vezérlésével a 26 második és 30 harmadik vezérlőbemenetekhez tartozó 27 második kapcsolóelemek 28 második és 29 első, és a 31 harmadik kapcsolóelemek 32 első és 33 második bemenetelt összekapcsoljuk. Ezzel a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét párhuzamosan összekapcsoljuk, és egyúttal a 7 átmeneti energiatároló elemeket párhuzamosan a 2 tárolóelemhez csatlakoztatjuk. Ezzel visszatöltjük a 7 átmeneti energiatároló elemeket a 2 tárolóelem feszültségéhez közeli feszültségszintig. Eközben a 2 tárolóelemben lévő 36 tárolóegységeket párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan összekapcsoljuk a 35 tápforráskapcsoló elemek megfelelő működtetésével, a töltés feszültségének, illetve áramának függvényében. Eszerint a 12 fékeszköz működtetésekor, a 10 fékezést érzékelő elem működésekor, amikor van 14 fékeszközjel, illetve 15 fékjei, a 36 tárolóegységek párhuzamosan vannak egymáshoz kapcsolva.In the second state of the clock signal, the second switching elements 27 second and 29 and the first switching elements 32 are provided in the first control circuit 5 with the pondered output Q of the clock generator 8 by controlling the connected second control inputs 26 and third control inputs 30. and connecting the second input 33. Hereby, the temporary energy storage elements 7 or a part thereof are connected in parallel and at the same time the temporary energy storage elements 7 are connected in parallel to the storage element 2. This recharges the temporary energy storage elements 7 to a voltage level close to the voltage of the storage element 2. Meanwhile, the storage units 36 in the storage element 2 are connected in parallel or in parallel and in series with the proper operation of the power switching elements 35, depending on the charge voltage or current. Accordingly, when the braking device 12 is actuated, the braking sensing element 10, when there is a braking device signal 14 and 15 brakes, the storage units 36 are connected in parallel.

Eközben a 6 második vezérlőáramkörben, szintén a 8 órajel-generátor Q ponált kimenetével a hozzákapcsolt 18 első vezérlőbemenetek vezérlésével a 18 első vezérlőbemenetekhez tartozó 21 első kapcsolóelemek és 24 utolsó első kapcsolóelemek 19 első bemenetelt és 20 második bemenetelt összekapcsoljuk. Ezzel a második vezérlőáramkörben a 7 átmeneti energiatároló elemeket vagy azok egy részét sorosan összekapcsoljuk, és a generátorüzemben működő 1 motornak a 4 átalakító-áramkör 3 vezérlőegység felőli kimenetén jelentkező szaggatott egyenfeszültségével töltjük a átmeneti energiatároló elemeket. Az energiaforrást legalább 36 V feszültség összegű, legalább három 36 tárolóegységből alakítjuk ki, például három 12 V-os vagy nyolc 4,5 V-os akkumulátorból, amelyeket, amint már írtuk, hajtásüzemben (gyorsítás, vezérlés) sorosan, féküzemben (üresjárat, lassítás) párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolunk a 35 tápforráskapcsoló elemekkel egymáshoz. A 7 átmeneti energiatároló elemek nagy kapacitású kondenzátorok vagy rövid működési idejű akkumulátorok.Meanwhile, in the second control circuit 6, also by the pondered output Q of the clock generator 8, the first switching elements 21 and the first first switching elements 24 and 20 are connected by controlling the first control inputs 18 and the first first switching elements 24. Hereby, in the second control circuit, the temporary energy storage elements 7 are connected in series, and the temporary energy storage elements are charged by the dc dc voltage at the output of the converter circuit 4 from the control unit 3 in the generator mode. The power source is formed from at least 36V, at least three 36 storage units, for example three 12V or eight 4.5V batteries, which, as described above, are in drive mode (acceleration, control), serially, braking (idle, deceleration). ) are connected in parallel or in parallel and in series with the power switch elements 35. The transient energy storage elements 7 are high-capacity capacitors or short-life batteries.

Az 1 motor, ha generátorüzemben is alkalmazni kívánjuk, akkor a villamos motorok mindenféle típusa lehet, például kefe nélküli DC motor, kefe nélküli AM motor és kefés kettős kommutátorú AC motor, ha generátorüzemben is alkalmazni kívánjuk, akkor a visszatöltésre alkalmas motorok minden típusa lehet, például kefe nélküli DC motor vagy kalickás szinkronmotor.The motor 1, if used in generator mode, can be of all types of electric motors, such as brushless DC motor, brushless AM motor and brushed double commutator AC motor, and if used in generator mode, it can be all types of rechargeable motors, such as a brushless DC motor or a calico synchronous motor.

A 8 órajel-generátor órajelét 0,05 és 20 Hz közötti értékre állítjuk be, és adott esetben a 8 órajel-generátor frekvenciájának értékét féküzemben, illetve gyorsítóüzemben egymástól eltérő értékűre választjuk. Ennek az az előnye, hogy a töltési idő hosszát a legjobb hatásfok eléréséhez tudjuk beállítani. Például járművek esetében az 1 motor tápforrásra kapcsolása után, azaz hidegindító üzemben - 7 átmeneti energiatároló elemként elsősorban ultrakapacitás-hálózatot működtetve legalább annyi ideig töltjük az energiát a párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolt 2 tárolóelemekbe, amennyi a sorosan kapcsolt 7 átmeneti energiatároló elemek összes működési idejének a fele. Hasonlóan járunk el a féküzem rángatásmentes működése érdekében.The clock generator 8 is set to a value between 0.05 and 20 Hz, and optionally the frequency of the clock generator 8 is set to a different value in braking mode and acceleration mode. The advantage of this is that the length of the charging time can be adjusted to achieve the best efficiency. For example, in vehicles, after switching the motor 1 to a power source, i.e. in cold start mode, the energy is charged to the parallel or parallel and serially connected storage elements 2 as a temporary energy storage element 7, preferably operating an ultracapacity network, the half. We do the same to ensure that the braking system operates smoothly.

Járművekben való alkalmazás esetében a 10 fékezést érzékelő elem működésekor a 11 gyorsítást érzékelő elem jelének érzékelését tiltjuk.When used in vehicles, the signal of the acceleration sensor 11 is disabled when the braking sensor element 10 is actuated.

A 4 átalakító-áramkör kefe nélküli DC 1 motorhoz kialakított, a korábbiakban ismertetett (például Motorola gyártmányú) ismert motorvezérlő áramkör.The converter circuit 4 is a known motor control circuit for a brushless DC 1 motor as described previously (e.g., Motorola).

A 7 átmeneti energiatároló elemeknek a 2 tárolóelemből való feltöltésekor a 2 tárolóelem áramát ismertWhen charging the temporary energy storage elements 7 from the storage element 2, the current of the storage element 2 is known.

HU 226 986 Β1 módon kialakított 34 áramkorlátozó áramkörön keresztül vezetjük az 5 első vagy 6 második vezérlőáramkörök 7 átmeneti energiatároló egységeibe, csakúgy mint a 10 fékezést érzékelő elem működtetésekor a 7 átmeneti energiatároló elem áramát, ismert módon kialakított 34 áramkorlátozó áramkörön keresztül vezetjük a párhuzamosan vagy párhuzamosan és sorosan kapcsolt 2 tárolóelemekbe, azzal a különbséggel, hogy a 10 fékezést érzékelő elem működtetésekor a 34 áramkorlátozó áramkörhöz sorosan hozzákapcsolunk egy ismert, például buck-boost DC-DC illesztőfokozatot.A current limiting circuit 34 is provided through the current limiting circuit 34 to the temporary energy storage units 7 of the first or second control circuits 5, as is the case with the braking sensing element 10, via the known current limiting circuit 34 in parallel or in parallel. and serially coupled to the storage elements 2, except that when the braking sensor element is actuated, a known, e.g., buck-boost DC-DC interface, is connected in series to the current limiting circuit 34.

A találmány szerinti vezérlőegység és a hozzákapcsolódó eljárás előnye, hogy nem tartalmaz transzformátoros csatolást, ezért a találmány szerinti vezérlőegység működése közben vas- és rézveszteség nem lép fel. A találmány szerinti vezérlőegység kimeneti feszültsége és árama teljesen sima egyenfeszültség, és ezt a feszültséget és áramot juttatjuk a motorra, ellentétben az eddig ismert megoldásokkal, amelyekben nagyfrekvenciás váltakozó feszültséget juttatnak a motorra, amely feszültségnek és áramnak az energiaáramlása nem egyenletes.The control unit according to the invention and the associated method have the advantage that it does not include a transformer coupling, so that there is no loss of iron or copper during operation of the control unit according to the invention. The output voltage and current of the control unit according to the invention are completely smooth DC and this voltage and current are supplied to the motor, in contrast to the prior art in which a high frequency AC voltage is applied to the motor which is not uniformly energized.

A találmány szerinti vezérlőegység és a hozzákapcsolódó eljárás lehetőséget teremt több, párhuzamosan kapcsolt, közösített forgású motor vezérlésére. A találmány szerinti megoldás lehetőséget teremt arra, hogy a villamos motorok motorfék, azaz generátorüzemben való működésekor jobb hatásfokkal nyerjük ki és töltsük vissza a tárolóelemekbe a termelt villamos energiát.The control unit and associated method of the present invention provide the ability to control a plurality of parallel rotated motors with a common rotation. The present invention provides an opportunity for the electric motors to recover and recycle the produced electricity more efficiently when operating the motor brake, i.e. in the generator mode.

A találmány szerinti vezérlőegységet a fékezés alatti visszatöltés megvalósítására, hozzá lehet építeni a Toyota Prius vezérlőáramköréhez is, például a rezonáns invertere elé. Ekkor a transzformátor kimenetén a feszültség megnő, ebből eredően a motor még kisebb veszteséggel lesz üzemeltethető. A nagyobb feszültség miatt a transzformátor vas- és rézvesztesége is kisebb lesz.The control unit according to the invention can also be integrated into the control circuit of the Toyota Prius, for example, in front of the resonant inverter, for the purpose of refilling during braking. This will increase the voltage at the output of the transformer, which will allow the motor to operate with even less loss. The higher voltage will also reduce the iron and copper losses of the transformer.

A vezérlőegységgel a tárolóelemből, például akkumulátorból vagy más energetikai rendszerből szinte veszteségmentesen - kapcsolóüzemmel külön-külön pozitív és negatív töltésű energia egyaránt - odavissza áramoltatható. Az átmeneti energiatároló elemként működtetett rövid működésű idejű akkumulátorhálózat alkalmazása esetén a tárolóelem folyamatosan leadható effektív energiájának az összetevőit, azaz a felhasználható maximális feszültségét és maximális áramát egymással ellentétes, de megfordítható irányban az idő függvényében emeli, illetve csökkenti. Ez közel 100%-os hatásfokot biztosít. Átmeneti energiatároló elemként ultrakapacitás-hálózatot üzemeltetve a hatásfok ötvenszázalékos, azaz a vezérlőegység tárolóelemre csatlakoztatott kimenetével ellentétes kimenetén a maximálisan kivehető effektív energia a tárolóelem maximális effektív energiájának az 50%-a.The control unit is capable of delivering virtually lossless power to a storage element, such as a battery or other energy system, with both positive and negative charge separately via a switching operation. When using a short-acting battery network as a temporary energy storage element, the components of the effective energy of the storage element, i.e., the maximum available voltage and current, are increased or decreased in the opposite but reversible direction over time. This provides nearly 100% efficiency. When operating as a temporary energy storage element in an ultracapacitation network, the maximum effective energy output at the output of the efficiency unit, which is fifty percent, which is opposite to the control unit output, is 50% of the maximum effective energy of the storage element.

Két vezérlőegység alkalmazásával, ismert nagyfrekvenciás modulátorvezérlésű kapcsolóüzemű erősítő ellentétes polaritású tápfeszültsége állítható elő, amely kapcsolóüzemű erősítőeszközzel az energia veszteségmentesen a motorra (AC) juttatható és onnan vissza, oly módon, hogy a kapcsolóüzemű erősítő modulátorait nem gyakran használt megoldással, fél hullámú tükörszinuszjellel vezéreljük, és fékezéskor az AC motor bemenetelt csatoljuk vissza a modulátorok bemenetelre. Az ilyen áramkörrel felszerelt robogók hatótávolsága nyolcszorosa a ma ismert robogókénak, működési idejük kétszeres, sebességük négyszeres, ez az állítás katalógusadatokkal és matematikailag igazolható.By using two control units, a reverse polarity supply voltage of a known high frequency modulator controlled switching amplifier can be generated, which can be applied to the motor (AC) without loss of power by switching amplifier means, such that when braking, reconnect the AC motor input to the modulator input. Scooters equipped with such a circuit have eight times the range of a scooter known today, doubling their operating time and quadrupling their speed, a statement that can be verified by catalog data and mathematically.

A vezérlőegység univerzális átalakító, mert a vezérlőegység nélkül kisfeszültségű akkumulátorokról, sem az akkumulátor feszültségénél nagyobb, azaz közepes feszültségű AC, sem az akkumulátor feszültségénél nagyobb, azaz közepes feszültségű DC motor veszteségmentesen nem vezérelhető. A vezérlőegység nélkül az akkumulátor feszültségénél tetszőlegesen nagyobb szinusz, illetve tükörszinusz veszteségmentesen például energiaátalakító rendszerek, transzformátorok stb. számára nem alakítható át.The control unit is a universal converter, because without the control unit, no low-voltage batteries, no more than medium voltage AC, or no higher than medium voltage DC motor can be controlled without loss. Without the control unit, any sinus or mirror sinus larger than the battery voltage, for example, energy conversion systems, transformers, etc., can be lost. cannot be converted.

Találmányunk abban különbözik az ismert transzformátortól, hogy dinamikusan működik, órajel-vezérlésű, ugyanakkor a transzformátorral ellentétben energiatárolásra is képes, és szinte teljesen veszteségmentesen is működtethető.The present invention differs from the known transformer in that it operates dynamically, is clock-controlled, but unlike a transformer, it is capable of storing energy and can be operated almost completely without loss.

A vezérlőegység több tízezer volt AC és DC feszültséget, illetve kisüléseket egyaránt tud fogadni.The control unit can receive tens of thousands of volt AC and DC voltages and discharges.

Claims

A method for controlling a power recovery device (37), such as an electric motor (1), wherein the power source is a DC storage element (2) comprising at least two storage units (36), preferably a battery, and a storage element (2) on a control unit (3). and connecting it to the apparatus (37) via a converter circuit (4), characterized in that the control unit (3) is formed from two countercurrently operated first control circuits (5) and second control circuits (6) which are temporary energy storage devices. are provided with elements (7), and the first control circuit (5) and the second control circuit (6) are controlled counterclockwise by a clock generated by a clock generator (8) such that

- in one state of the clock signal, the temporary energy storage elements (7) in the first control circuit (5) are connected in parallel, and the temporary energy storage elements (7) are connected to the storage element (2), thereby filling the temporary energy storage elements (7) close to the voltage of the storage element (2) while connecting, in a second control circuit (6), the temporary energy storage elements (7) or part thereof in series, to the resulting direct voltage multiplying the voltage of the storage element (2) to the converter circuit (4). driven by the dc / dc voltage output of which is applied to the motor (1),

- in the second state of the clock signal, the temporary energy storage elements (7) in the first control circuit (5)

Or a portion thereof, is connected in series, and the resulting DC voltage, multiplying the voltage of the storage element (2), is applied to the converter circuit (4), the output of which is connected to the motor (1) while the second control circuit (6) the temporary energy storage elements (7) or a part thereof are connected in parallel and connected to the storage element (2).

A method for electrical apparatus (37), for example driven by an electric motor (1), comprising at least one control element (9), namely a braking sensor element (10) and / or acceleration sensor element (11), preferably a braking device (12) and / or accelerator device. (13) for controlling the motor of equipped vehicles, wherein the power source is a direct-current storage element (2) comprising at least two storage units (36), preferably a battery, operating the motor (1) in accelerated operation in engine and braking mode in generator mode; 3) and is connected to the motor (1) via a converter circuit (4) connected thereto, characterized in that the control unit (3) is formed by two countercurrently operated first control circuits (5) and a second control circuit (6) provided with energy storage elements (7) and a first control circuit (5) and the second control circuit is controlled by push-pull clock signal provided (6) a clock generator (8) so that the deceleration sensor (10) is idle and / or the acceleration sensor (11) is activated, i.e., acceleration mode

- in one state of the clock signal, the temporary energy storage elements (7) in the first control circuit (5) are connected in parallel, the storage units (36) in the storage element (2) in series or in series and parallel, and the temporary energy storage elements (7) connected to the storage element (2), charging the temporary energy storage elements (7) to a value close to the voltage of the storage element (2), while the second energy storage elements (7) are connected in series to the second control circuit (6); directing the DC voltage, which is a multiple of the voltage of the storage element (2), to the converter circuit (4), the output of which is applied to the motor (1),

- in the second state of the clock signal, the temporary energy storage elements (7) in the first control circuit (5) are connected in series, and the resulting DC voltage, which multiplies the voltage of the storage elements (2), is applied to the converter circuit (4) connecting the resulting dc voltage to the motor (1) while connecting the temporary energy storage elements (7) in the second control circuit (6) in parallel and connecting them to the storage units (36) in series or in series and parallel;

during actuation of the braking sensing element (10), i.e. in braking mode

- in one state of the clock signal, the temporary energy storage elements (7) in the first control circuit (5) are connected in series and charged to the DC voltage from the motor (1) operating in the generator mode to the control unit terminal (3). the temporary energy storage elements (7), while in the second control circuit (6), the temporary energy storage elements (7) or a part thereof and the parallel or parallel and serially connected storage units (36) in the storage element (2) are connected in parallel, and (7) supplying stored energy to the storage element (2),

- in the second state of the clock signal, the temporary energy storage elements (7) or part thereof and the storage units (36) connected in parallel or in parallel and in series in the first control circuit (5) are connected in parallel and in the temporary energy storage elements (7). storing the stored energy in the storage element (2) while connecting the temporary energy storage elements (7) in the second control circuit (6) in series and the voltage appearing at the outputs of the motor (1) running in the generator mode through the converter circuit (4). connected to the temporary energy storage elements (7) and charging the temporary energy storage elements (7) with the dashed DC voltage appearing at the output of the converter circuit (4).

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the energy source is formed from at least three storage units (36) of a voltage of at least 36 V, for example three 12 V or eight 4.5 V batteries, in drive mode, in parallel, in braking mode, or in parallel and in series, with power supply elements (35) connected to one another.

4. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the temporary energy storage elements (7) are high-capacity capacitors or short-life batteries.

5. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the motor (1) can be any type of electric motor (1), for example a brushless DC motor, a brushless AM motor or a brushed double commutator AC motor.

6. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the generator can be any type of electric motor (1) which can be operated as a generator, for example a brushless DC motor or a calico synchronous motor.

7. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the clock generator (8) has a clock signal

HU 226 986 Β1

It is set between 0.05 and 20 Hz, and optionally the frequency of the clock generator (8) is set differently in braking and accelerating mode.

8. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, after the motor (1) is connected to a power source, the energy is charged into the parallel or parallel and serially connected storage units as a temporary energy storage element (7) (36) is the total operating time of the serially connected temporary energy storage elements (7).

9. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the acceleration device (13) is prevented from detecting the acceleration device signal (16) in braking mode.

10. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the converter circuit (4) is a known motor control circuit for a brushless DC motor.

11. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, when the temporary energy storage elements (7) are charged from the storage element (2), the current of the storage element (2) is conducted via a current limiting circuit (34) units of energy storage (7).

12. A 2-11. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, when actuating the braking sensing element (10), the current of the temporary energy storage element (7) is applied to a current limiting circuit (34) and in series with a known DC-DC converter such as a buck-boost circuit. through the parallel or parallel and serially connected storage elements (2).

A control unit (3), an electrical device (37), for example driven by an electric motor (1), with at least one control element (9), in this case a braking sensor element (10) and / or an acceleration sensor element (11). ) and / or equipment (37) with accelerating means (13), for example for controlling the engine of vehicles, wherein the vehicle braking sensor element (10) detects a braking device signal (14) and a braking signal (15) proportional to the movement of the braking device (12). ), the acceleration sensor element (11) having outputs providing an acceleration device signal (16) and an acceleration signal (17) proportional to the extent of movement of the acceleration device (13), the vehicle being powered by a DC storage device (2) storage unit (36), preferably including battery, motor (1) in acceleration mode motor and brake operation in which the storage element (2) is connected to the motor (1) via a control unit (3) and a converter circuit (4) connected thereto, characterized in that the control unit (3) is provided with two comprising a control circuit (5) and a second control circuit (6) provided with temporary energy storage elements (7) and controlled by a clock generated by a clock generator (8) of the first control circuit (5) and the second control circuit (6); energy storage elements (7) are connected in series with first switching elements (21) having a first control input (18), a first input (19) and a second input (20) and are inserted between the ground potential and the power input of the motor (1). one terminal (23) of the first temporary energy storage element (22) to ground potential, the last first switching element (24) ) is connected to the power input of the motor (1) and to the first input (19) of each of the first switching elements (21) separately, the second input (28) of the second switching element (27) having a second control input (26). which second switching elements (27) are connected to a first input (29) and are connected to a positive output of the storage element (2), and a second input (20) of the first switching elements (21), a second input (25) of the last first switching element (24) ), each separately connected to a first input (32) of a third switching element (31) having a third control input (30), which third switching elements (31) are connected to a ground potential by a second input (33) and a second control circuit (5) control input (26) with the third control input (30) and the first control input (21) of the second control circuit (6) (18) is connected and connected to one of the outputs of the clock generator (8), while in the second control circuit (6) the second control input (26) with the third control input (30) and the first switching element (21) of the first control circuit (5). connected to its first control input (18) and connected to another signal level output of the clock generator (8) opposite to one of its outputs.

Control unit according to claim 13, characterized in that the storage element (2) comprises a voltage of at least +36 V, at least three storage units (36), for example three + 12 V or eight + 4.5 V batteries. which are controlled by means of a power switching element (35) controlled by a power control signal (38) such that the storage units (36) are connected in series to the drive, in parallel to the braking mode, or parallel and in series to the ground potential.

15. A 13-14. A control unit according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the switching elements (21, 24, 27, 31) are relays, FET transistors, thyristors or bipolar transistors, or switching circuits formed therefrom in known manner.

16. A control unit according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the converter circuit (4) is also known to be suitable for speed control.

Control unit according to claim 16, characterized in that the converter circuit (4) is a known motor control circuit adapted to control the type of electric motor used, also for pulse width controlled speed control.

HU 226 986 Β1

18. A 13-17. Control unit according to any one of claims 1 to 3, characterized in that more than one motor (1) is controlled by the control unit (3).

19. A control unit according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the output signal of the converter circuit (4) is configured for a variable pulse width.

20. A 13-19. Control unit according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the vehicle controlled by the control unit (3) is provided with more than one engine (1), of which at least one is operated as an engine exclusively in acceleration mode and at least one as a generator.