JP2004320840A - ハイブリッド車両の非常走行システム - Google Patents
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Abstract
【課題】早急な退避が可能なハイブリッド車両の非常走行システムを提供すること。
【解決手段】エンジン発電機の発電電力やバッテリの充電電力を供給して走行モータを駆動させ、メインコントローラの制御電源がバッテリから供給されるように構成されたハイブリッド車両であって、発電機２側が故障した時には、エンジン１を起動させずに主バッテリ１０から走行モータ５０へ電力を供給するようにし、主バッテリ１０が故障した時には、補助バッテリ１１からの制御電源によって立ち上げられた非常走行用コントローラ２０が、主バッテリを切り離し、駆動させたエンジン発電機２からの交流電圧を直流電圧に変換して制御電源を生成し、その制御電源によって立ち上がったメインコントローラ７が、エンジン発電機２からの発電電力を走行モータ５０へ供給するようにした非常走行システム。
【選択図】 図１
【解決手段】エンジン発電機の発電電力やバッテリの充電電力を供給して走行モータを駆動させ、メインコントローラの制御電源がバッテリから供給されるように構成されたハイブリッド車両であって、発電機２側が故障した時には、エンジン１を起動させずに主バッテリ１０から走行モータ５０へ電力を供給するようにし、主バッテリ１０が故障した時には、補助バッテリ１１からの制御電源によって立ち上げられた非常走行用コントローラ２０が、主バッテリを切り離し、駆動させたエンジン発電機２からの交流電圧を直流電圧に変換して制御電源を生成し、その制御電源によって立ち上がったメインコントローラ７が、エンジン発電機２からの発電電力を走行モータ５０へ供給するようにした非常走行システム。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば製鉄所構内などの運搬に使用され、走行装置を複数備える多軸の大型運搬車両を電動モータへの電力供給をハイブリッド式にしたものであって、エンジンや発電機、或いはバッテリが故障した非常時に早急に退避を可能にしたハイブリッド車両の非常走行システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所等では、従来から製品や資材、或いはスクラップといったものを構内で運搬する際、いわゆるキャリヤとよばれる大型運搬車両（以下、単に「キャリヤ」と記す）が利用されている。図３及び図４は、そうしたキャリヤを示した側面図及び平面図である。例えばこのキャリヤ１００は、全長が１４メートル程あり、その車両自体２７トンもの重量を有する。
【０００３】
大型運搬物の積載が可能な荷台１０１を備え、９５トンもの搭載が可能であり、荷台１０１の下には前後方向に連続して並べられた適数個の走行装置１０２，１０２…が設けられている。ここで示したキャリヤ１００は、左右に２個、前後に５個の走行装置１０２，１０２…が設けられた１０軸のものである。
【０００４】
各走行装置１０２は、それぞれ左右２個ずつ計４個のタイヤを有している。そして、荷台１０１の下部に旋回可能に設けられたサスペンションブラケット１１１のアームに対し、上下方向に揺動可能なスイングアーム１１２が枢着され、そのスイングアーム１１２が油圧シリンダ１１３で支持されたジャッキアップ機構を構成するものである。
【０００５】
また、各走行装置１０２，１０２…には、そのスイングアーム１１２先端の支軸に軸箱が軸支され、軸箱内の車軸を回転させる電動モータ（走行モータ）１２１や、サスペンションブラケット１１１を旋回させる電動モータ（操舵モータ）１２２が設けられている。キャリヤ１００の走行及び操舵は、運転室１０３におけるハンドルやアクセルペダルの操作に従い、不図示のコントローラから指令信号が送られ、各走行装置１０２，１０２…の走行モータ１２１や操舵モータ１２２の制御が行われる。
【０００６】
ところで本出願人は、騒音や排ガスの低下を図ることを目的としたハイブリッド式のキャリヤを、特願第２００２−３１７１０７号にて提案している。図５は、同号と同様の構成をなすハイブリッド式キャリヤにおいて、その駆動システムを示したブロック図である。
【０００７】
エンジン２０１と発電機２０２とは機械的に直結され、その４極のブラシレス交流発電機から発生する電力によって走行モータ１２１，１２１…（操舵モータ１２２は省略）を駆動させるよう構成されている。そして、主バッテリ２２０を備えることによって、充電電力を利用して発電機２０２をアシストするようにしたハイブリッド式のキャリヤを構成している。
【０００８】
すなわち、エンジン２０１の駆動による機械エネルギーから発電機２０２が電気エネルギーを発生し、この電気エネルギーがコンバータ２０３及びインバータ２０４，２０４…を介して走行モータ１２１，１２１…へ送られ、そこで機械エネルギーに変換して車両を駆動させるシリーズハイブリッドである。
【０００９】
エンジン２０１には、その回転数の調整を行うガバナ２０５が接続されており、また発電機２０２には、界磁電流２０６によって界磁巻線を可変励磁することによって出力電圧が調整されるようになっている。一方、アクセルペダル２４０の踏み込み量に応答して各種制御指令信号などを送信するメインコントローラ２１０が、インバータ２０４，２０４…やコンバータ２０２などに接続されている。
【００１０】
コントローラ２１０に対してはＤＣ／ＤＣ電源２０７が接続され、コンバータ２０３やインバータ２０４に対しては２８０Ｖの電源が制御電源として主バッテリ２１０から供給され、コントローラにはＤＣ／ＤＣ電源を介して２４Ｖの電源が制御電源が供給されるようになっている。更に、エンジン２０１には、そのスタータ２０８にエンジン起動用バッテリ２３０が接続されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−３２４７５４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたキャリヤ１００は、主バッテリ２２０が何らかの原因（突発事故）で走行モータ１２１に電力を供給できないような状況に陥った場合、バッテリとして規定の電圧、電流出力が保てなくなってしまう。コンバータ２０３、インバータ２０４、コントローラ２１０などの制御部品が主バッテリ２２０から制御電源が供給されている関係上、キャリヤ１００の運転が不可能となってしまうからである。その結果、故障によって停止してしまったキャリヤ１００が走行路を塞いでしまい、走行する他のキャリヤ１００の障害となって運搬作業に支障をきたすことになり、強いては工場全体の物流に影響を及ぼしかねない。
【００１３】
ところで、制御電源を主バッテリ２２０から供給しているのは、このハイブリッド式キャリヤ１００の特徴として、運転作業の指示待ち時間や信号待ちをしている時に、省エネや排ガス量の低減など環境への配慮を目的としてエンジン２０１を停止（アイドリングストップ）させるため、発電機２０２からの電力供給がストップするからである。
【００１４】
一方、コントローラ２１０への制御電源をエンジン起動用バッテリ２３０から供給することも考えらる。しかし、ＤＣ／ＤＣ電源２０７を介して主バッテリ２２０から制御電源を供給しているのは、アイドリングストップ状態からエンジン２０１を始動させることでスタータモータの起動時に大電流が流れ、メインコントローラ２１０のＣＰＵがリセットされてしまい走行不能になるのを回避する必要があるからである。従って、エンジン起動用バッテリ２３０から制御電源を供給することは好ましくない。
【００１５】
ところで、ハイブリッド式キャリヤ１００が走行不可能な状態に陥ってしまった場合には、この大重量の大型運搬車両を走行路上から退避させるには、先ず運搬物を積載している場合には荷台１０１からその運搬物を降ろさなければならない。そして、それキャリヤ自身重量が重いため、同様のキャリヤなど大型車両を現場まで走行させ、そこで牽引して走行路上から退避させなければならない。従って、手間がかかって早急な退避措置をとることができず、退避に時間がかかるため他の運搬にも支障をきたしていた。
【００１６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、早急な退避が可能なハイブリッド車両の非常走行システムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、エンジン発電機の発電電力をコンバータ及びインバータを介して走行モータに供給し、またバッテリの充電電力をインバータを介して走行モータに供給してその走行モータを駆動させるものであり、コンバータやインバータなどを制御するメインコントローラの制御電源がバッテリから供給されるように構成されたハイブリッド車両であって、エンジン、発電機又はコンバータが故障した時には、エンジンを起動させずに主バッテリから走行モータへ電力を供給するようにし、主バッテリが故障した時には、補助バッテリからの制御電源によって立ち上げられた非常走行用コントローラが、主バッテリを切り離し、駆動させたエンジン発電機からの交流電圧を直流電圧に変換してメインコントローラの制御電源を生成し、その制御電源によって立ち上がったメインコントローラが、エンジン発電機からの発電電力を走行モータへ供給するようにしたものであることを特徴とする。
【００１８】
よって、本発明によれば、走行モータに電力を供給するエンジン発電機又はバッテリの一方に故障が生じて走行停止状態になったとしても、バッテリからの充電電力又はエンジン発電機からの発電電力によって走行モータを駆動させることにより、走行路上から早急にハイブリッド車両を退避させることができる。そして、特に本発明では、バッテリ故障時に、非常走行用コントローラがエンジン発電機の発電電力から生成した制御電源をメインコントローラに対して供給することにより、そのメインコントローラを立ち上げて走行モータへの発電電力の供給を可能にしている。
【００１９】
また、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、前記補助バッテリが、スタータに電力を供給するエンジン起動用バッテリであることを特徴とする。
また、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、前記非常走行用コントローラがスタータに対してエンジン起動指令を出力し、ガバナに対しても発電機から所定の電力が出力されるように相当するエンジンの回転数指令を送信するようにしたものであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、前記エンジン発電機及びバッテリと前記走行モータとを接続する主回路には、複数あるインバータ毎にコンタクタが設けられ、順次一つずつ投入するようにしたものであることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムの一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態で説明するハイブリッド車両は、前記従来例で挙げたものと同様のキャリヤである。すなわち、荷台が１０機の走行装置に支えられた多軸の大型運搬車両であり、アクセペダルや昇降レバーなどの操作によって、荷台の昇降や走行モータの駆動による前進・後退などが行われるものである。そして、そのキャリヤは、全長が１０メートルを超え、車体重量が２７トンもあり、荷台には９５トンもの搭載が可能な大型車両である。
【００２２】
図１は、ハイブリッド式キャリヤにおける本実施形態の非常走行システムを示したブロック図である。このキャリヤでも、エンジン１と発電機２とが機械的に直結され、その４極のブラシレス交流発電機から発生する電力によって走行モータ５０，５０…（操舵モータは省略）を駆動させるよう構成されている。そして、発電機２から得られる電力に加え、主バッテリ１０を備えることにより、その充電電力を利用して発電機２をアシストするようにしたハイブリッド車両である。
【００２３】
すなわち、エンジン１の駆動による機械エネルギーから発電機２が電気エネルギーを発生し、この電気エネルギーをコンバータ３及びインバータ４，４…を介して走行モータ５０，５０…へ送り、そこで機械エネルギーに変換して車両を駆動させるシリーズハイブリッドを構成している。
発電機２に接続されたコンバータ３は、交流電力を直流電力に変換し、そのコンバータ３に接続されたインバータ４，４…が直流電力を交流電力に変換して電力を走行モータ５０，５０…に供給するようにしている。
【００２４】
こうして発電機２からの交流電力を一旦コンバータ３で直流電力に変換し、これをインバータ４，４…に送って再び交流電力に変換する構成をとっているのは、コンバータ３で変換した直流電力をインバータ４，４…によって目的とする周波数及び電圧の交流電力に変換することによって、最終的な出力を発電機出力電圧と周波数に依存しなくするためである。ここでコンバータ３は、ＡＣ２２０〜４４０ＶをＤＣ２８０Ｖ〜３８０Ｖに変換する機能をもつものである。
【００２５】
また、エンジン１には、その回転数の調整を行うガバナ５が接続されており、発電機２は、界磁電流６によって界磁巻線を可変励磁することによって出力電圧が調整されるようになっている。発電機２は界磁電流を一定とし、その出力（電圧、周波数）が回転数によって変化するようになっており、本実施形態では１５００ｒｐｍで発電機出力が最大となるように界磁電流が調整されている。
【００２６】
コンバータ３の入力範囲は、その発電機２によってエンジン１の回転数７５０ｒｐｍで発生する周波数２５Ｈｚ、電圧２２０Ｖの出力から、その回転数１５００ｒｐｍで出力される周波数５０Ｈｚ、電圧４４０Ｖの出力の間である。
一方、アクセルペダル３０の踏み込み量や、ハンドルの回転に応答して各種制御指令信号を送信するメインコントローラ７が、コンバータ３の他、インバータ４，４…やガバナ５などに接続されている。
【００２７】
主バッテリ１０は、コンバータ３、インバータ４，４…、そしてメインコントローラ７に対して制御電源を供給するように接続され、メインコントローラ７に対してはＤＣ／ＤＣ電源８を介して接続されている。従って、コンバータ３やインバータ４，４…に対しては２８０Ｖの制御電源が主バッテリ２１０から供給され、メインコントローラ７にはＤＣ／ＤＣ電源８を介して２４Ｖの制御電源が供給されるようになっている。
【００２８】
本実施形態のキャリヤでは、極板の短絡などによる主バッテリ１０の故障、或いは燃料切れや突発事故によりエンジン１や発電機２、コンバータ３に故障が生じ、主バッテリ１０側又は発電機２側の一方からの電力供給しかできない状況に陥った場合の退避措置を講ずるための構成がとられている。すなわち、主バッテリ１０の故障時には、その主バッテリ１０を切り離して発電機２からの電力を供給するようにし、エンジン１、発電機２又はコンバータ３が故障した時には、エンジン１を起動させずに主バッテリ１０から電力を供給するように構成されている。
【００２９】
主バッテリ１０の故障に対し、非常走行用コントローラ２０が設けられ、これが発電機２と主回路３０との間に接続されている。その主回路３０側にはコンタクタ３１が設けられ、また主バッテリ１０にも主回路３０との間にコンタクタ３２が設けられている。コンタクタ３１，３２はいずれも非常走行用コントローラ２０によって投入及び解放が行われるようになっている。また、非常走行用コントローラ２０は、電源スイッチ３５を介してエンジン起動用バッテリ１１に接続されるほか、そのエンジン起動用バッテリ１１が接続されているスタータ９や、ガバナ５に各種指令を送り、メインコントローラ７から指令を受けるようにそれぞれ接続されている。
【００３０】
ここで図２は、非常走行用コントローラ２０を示したブロック図である。非常走行用コントローラ２０は、発電機２に対してコンタクタ２１，２１を介し、電圧を下げるためのトランス２２が接続されている。そのトランス２２にはダイオードスタック（ダイオードブリッジ全波整流回路）２３が接続され、更に平滑コンデンサ２４が接続されている。そして、この回路には、非常走行用コントローラ２０の外部においてダイオード３８と前述したコンタクタ３１（３１ａ，３１ｂ）を介して負荷（走行モータ２０，２０…）が接続されている。そして、その負荷２０にはコンタクタ３２を介して主バッテリ１０が接続されている。
【００３１】
また、非常走行用コントローラ２０のＣＰＵ２５は、エンジン起動用バッテリ１１（図１参照）に接続され、電源スイッチ３５のＯＮによって立ち上がるようになっている。そして、このＣＰＵ２５は、スタータ９、ガバナ５及びメインコントローラ７に信号線が接続され、コンタクタ２１，３１，３２の投入又は解放を制御するように接続されている。更には、発電機２１からの電圧を検出しており、コンタクタ３９の投入又は解放を制御するように接続されている。
【００３２】
また、図１に示すように主回路３０とインバータ４，４…の接続を切り換えるコンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが設けられている。コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、図示していないがメインコントローラ７からの投入及び解放指示によって動作するように構成されている。
【００３３】
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の非常走行システムについてその作用を説明する。先ず、キャリヤの通常走行についてシステム全体の作用を説明する。なお、このキャリヤは、製鉄所等で製品や資材、或いはスクラップといったものを構内で運搬するキャリヤとよばれる大型運搬車両について構成されたものである。従って、以下に説明する作用はキャリヤが製鉄所内を走行する場合についてである。
【００３４】
キャリヤは、発電機２で発電された電力に加え、適宜主バッテリ１０からの放電電力を利用して効率の良い走行を可能としている。例えば負荷のかかる加速時には発電機２で発電された電力に加え、主バッテリ１０から供給される放電電力のアシストが行われる。一方、減速時には走行モータ５０，５０…からの回生エネルギを主バッテリ１０に送って充電が行われる。そして、負荷の小さい定速走行時には発電機２で発電した電力のみによって走行する場合と、発電機２で発電した電力によって走行しながらその電力を主バッテリ１０へ充電する場合、更には主バッテリ１０からの放電電力のみで走行を行う場合とに分けられる。
【００３５】
加速時には発電機２側からの電力と主バッテリ１０からの電力で所要電力を得られるようになっているが、メインコントローラ７からコンバータ３に対してバッテリ許容放電量が予め設定される。そこで、加速時に必要な所要電力がバッテリ許容放電電力分を差し引いた電力を発電機２が発電するように、エンジン１の回転数がメインコントローラ７からガバナ６へ指令信号が送信される。
【００３６】
一方、インバータ４，４…へは、アクセルペダル３０の踏み込み量に応じたトルク指令信号がメインコントローラ７から出力され、予めトルク指令に対応した速度マップの参照速度とインバータ４，４…からの実速度情報が平衡したポイントで、各種トルク指令出力が保持される。
メインコントローラ７は、コンバータ３を通してバッテリ電流信号を検出し、これを時間積分することによってバッテリ充放電量を算出する。そのため任意に設定された残容量レベルを下回った場合には、主バッテリ１０からの電力アシストを停止して発電機２からの発電電力のみによって走行し、その走行中又は停止中に発電機２からの電力によって回復充電をかける。
【００３７】
充放電量が残容量レベルを下回っていない場合には、コンバータ３の入力範囲を下回るようにエンジン１の回転数を落としてアイドリング状態にし、主バッテリ１０からの放電電力のみによって走行させるようにもする。
更に充放電量が残容量レベルを下回っている場合には、充電しながら走行すべくエンジン１の回転数を上げ、発電機２からの発電電力を走行に使用するとともに、主バッテリ１０への充電を行うようにする。
【００３８】
次に、低速走行時には走行モータ５０，５０…への電力供給が必要なくなるので、制御系消費電力には主バッテリ１０の放電電力が使用される。そのため、低速時にはエンジン１は回転数を落としてアイドリング状態にする。なお、ハイブリッド車両を一旦停止させた場合も同様にエンジン１はアイドリング状態にする。
そして、減速時には、ブレーキ力を電力に回生して蓄電すべく、回生制動時には走行モータ５０，５０…に発生した回生電力を主バッテリ１０に充電する。
【００３９】
従って、こうしたハイブリッド式キャリヤでは、エンジン１の回転数を落としても発電機２からの電力を得ることができ、また主バッテリ１０からの放電電力のアシストによって走行モータ５０，５０…を駆動させるので、騒音や排ガスを低下させることが可能となっている。
【００４０】
一方、こうしたキャリヤが走行中に主バッテリ１０やエンジン１等の故障によって走行が継続できなくなった場合には、次の作用によって走行路上からキャリヤを移動させる退避処置がとられる。
【００４１】
そこで、先に主バッテリ１０に故障が生じた場合について説明する。
主バッテリ１０の故障によりキャリヤが停止した場合には、先ず電源スイッチ３５が入れられる。これによりエンジン起動用バッテリ１１から非常走行用コントローラ２０に制御電源が供給され、ＣＰＵ２５が立ち上がる。
そこで、ＣＰＵ２５からコンタクタ３２に解放指示がなされ、そのコンタクタ３２の切り離しによって負荷である走行モータ５０，５０…が主バッテリ１０から遮断される。従ってこの場合は、発電機２からの電力供給によってのみ走行モータ５０，５０…の駆動が行われるようになる。
【００４２】
またＣＰＵ２５からは、スタータ９に対してエンジン起動指令が出力され、スタータ９によってエンジン１の運転が開始される。更にＣＰＵ２５からは、ガバナ５に対しても発電機２からＡＣ４００Ｖの電力が出力されるように相当するエンジン１の回転数指令が送信される。なお、界磁電流は一定とする。従って、発電機２からの電圧出力はエンジン１の回転数によって調整される。そして、発電機２からの出力はＣＰＵ２５によってモニタされ、４００Ｖの電圧出力になるようにエンジンの回転数が引き続き制御される。
【００４３】
４００Ｖの電圧を確認した後は、ＣＰＵ２５からコンタクタ２１へ投入指示がなされ、発電機２がトランス２２と接続される。これにより、非常走行用コントローラ２０内部では、発電機２からの交流の４００Ｖ電圧がトランス２２によって下げられ、ダイオードスタック２３によって全波整流が行われる。そして更に平滑コンデンサ２４によって脈動電圧が滑らかにされ、直流の２８０Ｖ電圧が生成される。
【００４４】
続いてＣＰＵ２５からは、コンタクタ３１へ投入指示がなされる。そのため、生成されたＤＣ２８０Ｖは制御電源としてコンバータ３、インバータ４，４…及びメインコントローラ７に供給され、その制御電源が供給されたコンバータ３、インバータ４，４…及びメインコントローラ７が立ち上がる。そうしたメインコントローラ７では、コンバータ３及びインバータ４，４…からの信号を監視し、更にエンジン１の運転信号と発電機２の出力も確認している。
【００４５】
こうしてコンバータ３などが正常に機能していることを確認した場合には、メインコントローラ７から４台のインバータ４のコンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して投入指示が行われる。しかし、一斉には投入指示を行わず、１〜４のインバータに対して順次一つずつ投入指示が行われる。コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して順次投入指示を行うようにしたのは、インバータ４には大容量電源コンデンサが複数個並列に接続されているため、コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ全てを一斉に投入すると、大きな突入電流が流れてコンバータ３の過電流出力を検出し、保護回路が働いてコンバータ３が異常停止してしまうためである。
【００４６】
コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの投入によって発電機２から出力された電力は、通常運転時と同様に交流電力がコンバータ３によって直流電力に変換され、そのコンバータ３に接続されたインバータ４，４…を介して直流電力に変換されて走行モータ５０，５０…に供給される。このときメインコントローラ７では、発電機２からＡＣ４００Ｖの電力が出力されるように、ガバナ５に対して相当するエンジン１の回転数指令が出力される。
【００４７】
次いで、非常走行用コントローラ２０からの制御電源によって立ち上げられたメインコントローラ７により、非常走行用コントローラ２０に対して電源切断指令が出力される。従って、非常走行用コントローラ２０の動作が停止し、メインコントローラ７に制御処理が引き継がれる。
そして、走行モータ５０，５０…の駆動によって走行可能になったキャリヤは、コンバータ３の出力容量範囲内の速度で走行し、後続のキャリヤなどの走行に邪魔にならないよう走行路上から外れた位置へ退避させられる。
【００４８】
次に、エンジン１、発電機２又はコンバータ３の故障により走行が継続できなくなった場合について説明する。この場合は、メインコントローラ７から４台のインバータ４のコンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して一斉に投入指示することはせず、１〜４のインバータ４，４，…に対して、順次一つずつ投入指示がなされる。コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して順次投入指示を行うようにしたのは、先の述べたのと同様、インバータ４は大容量電源コンデンサが複数個並列に接続されているため、一斉に投入すると大きな突入電流が流れ、主バッテリ１０の残容量レベルを著しく低下させてしまうためである。
【００４９】
走行モータ５０，５０…には主バッテリ１０から電力が供給され、キャリヤの走行が可能になる。そのためキャリヤは、主バッテリ１０の残容量範囲内の速度で走行することができ、後続のキャリヤなどの邪魔にならないよう走行路上から外れた位置へ退避させられる。
【００５０】
よって、本実施形態に係るハイブリッド車両の非常走行システムによれば、走行モータ５０，５０…に電力を供給する発電機２又はバッテリ１０の一方に故障が生じて走行停止状態になったとしても、バッテリ１０からの充電電力又は発電機２からの発電電力によって走行モータ５０，５０…を駆動させることにより、走行路上から早急にハイブリッド車両を退避させることができるようになった。そして、特にバッテリ故障時には、非常走行用コントローラ２０が発電機２の発電電力から生成した制御電源をメインコントローラ７に対して供給することにより、そのメインコントローラ７を立ち上げて走行モータ５０，５０…への発電電力の供給を可能にしている。従って、エンジン起電用バッテリ１１から制御電源を供給したのでは、スタータモータの起動時にＣＰＵのリセットなどで走行不能になるのを回避することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、エンジン、発電機又はコンバータが故障した時には、エンジンを起動させずに主バッテリから走行モータへ電力を供給するようにし、主バッテリが故障した時には、補助バッテリからの制御電源によって立ち上げられた非常走行用コントローラが、主バッテリを切り離し、駆動させたエンジン発電機からの交流電圧を直流電圧に変換してメインコントローラの制御電源を生成し、その制御電源によって立ち上がったメインコントローラが、エンジン発電機からの発電電力を走行モータへ供給するようにしたので、早急な退避が可能なハイブリッド車両の非常走行システムを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド式キャリヤにおける非常走行システムの一実施形態を示したブロック図である。
【図２】非常走行用コントローラを示したブロック図である。
【図３】キャリヤを示した側面図である。
【図４】キャリヤを示した平面図である。
【図５】ハイブリッド式キャリヤにおける従来の駆動システムを示したブロック図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 発電機
３ コンバータ
４ インバータ
７ メインコントローラ
１０ 主バッテリ
１１ エンジン起動用バッテリ
２０ 非常走行用コントローラ
５０ 走行モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば製鉄所構内などの運搬に使用され、走行装置を複数備える多軸の大型運搬車両を電動モータへの電力供給をハイブリッド式にしたものであって、エンジンや発電機、或いはバッテリが故障した非常時に早急に退避を可能にしたハイブリッド車両の非常走行システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鉄所等では、従来から製品や資材、或いはスクラップといったものを構内で運搬する際、いわゆるキャリヤとよばれる大型運搬車両（以下、単に「キャリヤ」と記す）が利用されている。図３及び図４は、そうしたキャリヤを示した側面図及び平面図である。例えばこのキャリヤ１００は、全長が１４メートル程あり、その車両自体２７トンもの重量を有する。
【０００３】
大型運搬物の積載が可能な荷台１０１を備え、９５トンもの搭載が可能であり、荷台１０１の下には前後方向に連続して並べられた適数個の走行装置１０２，１０２…が設けられている。ここで示したキャリヤ１００は、左右に２個、前後に５個の走行装置１０２，１０２…が設けられた１０軸のものである。
【０００４】
各走行装置１０２は、それぞれ左右２個ずつ計４個のタイヤを有している。そして、荷台１０１の下部に旋回可能に設けられたサスペンションブラケット１１１のアームに対し、上下方向に揺動可能なスイングアーム１１２が枢着され、そのスイングアーム１１２が油圧シリンダ１１３で支持されたジャッキアップ機構を構成するものである。
【０００５】
また、各走行装置１０２，１０２…には、そのスイングアーム１１２先端の支軸に軸箱が軸支され、軸箱内の車軸を回転させる電動モータ（走行モータ）１２１や、サスペンションブラケット１１１を旋回させる電動モータ（操舵モータ）１２２が設けられている。キャリヤ１００の走行及び操舵は、運転室１０３におけるハンドルやアクセルペダルの操作に従い、不図示のコントローラから指令信号が送られ、各走行装置１０２，１０２…の走行モータ１２１や操舵モータ１２２の制御が行われる。
【０００６】
ところで本出願人は、騒音や排ガスの低下を図ることを目的としたハイブリッド式のキャリヤを、特願第２００２−３１７１０７号にて提案している。図５は、同号と同様の構成をなすハイブリッド式キャリヤにおいて、その駆動システムを示したブロック図である。
【０００７】
エンジン２０１と発電機２０２とは機械的に直結され、その４極のブラシレス交流発電機から発生する電力によって走行モータ１２１，１２１…（操舵モータ１２２は省略）を駆動させるよう構成されている。そして、主バッテリ２２０を備えることによって、充電電力を利用して発電機２０２をアシストするようにしたハイブリッド式のキャリヤを構成している。
【０００８】
すなわち、エンジン２０１の駆動による機械エネルギーから発電機２０２が電気エネルギーを発生し、この電気エネルギーがコンバータ２０３及びインバータ２０４，２０４…を介して走行モータ１２１，１２１…へ送られ、そこで機械エネルギーに変換して車両を駆動させるシリーズハイブリッドである。
【０００９】
エンジン２０１には、その回転数の調整を行うガバナ２０５が接続されており、また発電機２０２には、界磁電流２０６によって界磁巻線を可変励磁することによって出力電圧が調整されるようになっている。一方、アクセルペダル２４０の踏み込み量に応答して各種制御指令信号などを送信するメインコントローラ２１０が、インバータ２０４，２０４…やコンバータ２０２などに接続されている。
【００１０】
コントローラ２１０に対してはＤＣ／ＤＣ電源２０７が接続され、コンバータ２０３やインバータ２０４に対しては２８０Ｖの電源が制御電源として主バッテリ２１０から供給され、コントローラにはＤＣ／ＤＣ電源を介して２４Ｖの電源が制御電源が供給されるようになっている。更に、エンジン２０１には、そのスタータ２０８にエンジン起動用バッテリ２３０が接続されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平１１−３２４７５４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたキャリヤ１００は、主バッテリ２２０が何らかの原因（突発事故）で走行モータ１２１に電力を供給できないような状況に陥った場合、バッテリとして規定の電圧、電流出力が保てなくなってしまう。コンバータ２０３、インバータ２０４、コントローラ２１０などの制御部品が主バッテリ２２０から制御電源が供給されている関係上、キャリヤ１００の運転が不可能となってしまうからである。その結果、故障によって停止してしまったキャリヤ１００が走行路を塞いでしまい、走行する他のキャリヤ１００の障害となって運搬作業に支障をきたすことになり、強いては工場全体の物流に影響を及ぼしかねない。
【００１３】
ところで、制御電源を主バッテリ２２０から供給しているのは、このハイブリッド式キャリヤ１００の特徴として、運転作業の指示待ち時間や信号待ちをしている時に、省エネや排ガス量の低減など環境への配慮を目的としてエンジン２０１を停止（アイドリングストップ）させるため、発電機２０２からの電力供給がストップするからである。
【００１４】
一方、コントローラ２１０への制御電源をエンジン起動用バッテリ２３０から供給することも考えらる。しかし、ＤＣ／ＤＣ電源２０７を介して主バッテリ２２０から制御電源を供給しているのは、アイドリングストップ状態からエンジン２０１を始動させることでスタータモータの起動時に大電流が流れ、メインコントローラ２１０のＣＰＵがリセットされてしまい走行不能になるのを回避する必要があるからである。従って、エンジン起動用バッテリ２３０から制御電源を供給することは好ましくない。
【００１５】
ところで、ハイブリッド式キャリヤ１００が走行不可能な状態に陥ってしまった場合には、この大重量の大型運搬車両を走行路上から退避させるには、先ず運搬物を積載している場合には荷台１０１からその運搬物を降ろさなければならない。そして、それキャリヤ自身重量が重いため、同様のキャリヤなど大型車両を現場まで走行させ、そこで牽引して走行路上から退避させなければならない。従って、手間がかかって早急な退避措置をとることができず、退避に時間がかかるため他の運搬にも支障をきたしていた。
【００１６】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、早急な退避が可能なハイブリッド車両の非常走行システムを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、エンジン発電機の発電電力をコンバータ及びインバータを介して走行モータに供給し、またバッテリの充電電力をインバータを介して走行モータに供給してその走行モータを駆動させるものであり、コンバータやインバータなどを制御するメインコントローラの制御電源がバッテリから供給されるように構成されたハイブリッド車両であって、エンジン、発電機又はコンバータが故障した時には、エンジンを起動させずに主バッテリから走行モータへ電力を供給するようにし、主バッテリが故障した時には、補助バッテリからの制御電源によって立ち上げられた非常走行用コントローラが、主バッテリを切り離し、駆動させたエンジン発電機からの交流電圧を直流電圧に変換してメインコントローラの制御電源を生成し、その制御電源によって立ち上がったメインコントローラが、エンジン発電機からの発電電力を走行モータへ供給するようにしたものであることを特徴とする。
【００１８】
よって、本発明によれば、走行モータに電力を供給するエンジン発電機又はバッテリの一方に故障が生じて走行停止状態になったとしても、バッテリからの充電電力又はエンジン発電機からの発電電力によって走行モータを駆動させることにより、走行路上から早急にハイブリッド車両を退避させることができる。そして、特に本発明では、バッテリ故障時に、非常走行用コントローラがエンジン発電機の発電電力から生成した制御電源をメインコントローラに対して供給することにより、そのメインコントローラを立ち上げて走行モータへの発電電力の供給を可能にしている。
【００１９】
また、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、前記補助バッテリが、スタータに電力を供給するエンジン起動用バッテリであることを特徴とする。
また、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、前記非常走行用コントローラがスタータに対してエンジン起動指令を出力し、ガバナに対しても発電機から所定の電力が出力されるように相当するエンジンの回転数指令を送信するようにしたものであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムは、前記エンジン発電機及びバッテリと前記走行モータとを接続する主回路には、複数あるインバータ毎にコンタクタが設けられ、順次一つずつ投入するようにしたものであることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るハイブリッド車両の非常走行システムの一実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態で説明するハイブリッド車両は、前記従来例で挙げたものと同様のキャリヤである。すなわち、荷台が１０機の走行装置に支えられた多軸の大型運搬車両であり、アクセペダルや昇降レバーなどの操作によって、荷台の昇降や走行モータの駆動による前進・後退などが行われるものである。そして、そのキャリヤは、全長が１０メートルを超え、車体重量が２７トンもあり、荷台には９５トンもの搭載が可能な大型車両である。
【００２２】
図１は、ハイブリッド式キャリヤにおける本実施形態の非常走行システムを示したブロック図である。このキャリヤでも、エンジン１と発電機２とが機械的に直結され、その４極のブラシレス交流発電機から発生する電力によって走行モータ５０，５０…（操舵モータは省略）を駆動させるよう構成されている。そして、発電機２から得られる電力に加え、主バッテリ１０を備えることにより、その充電電力を利用して発電機２をアシストするようにしたハイブリッド車両である。
【００２３】
すなわち、エンジン１の駆動による機械エネルギーから発電機２が電気エネルギーを発生し、この電気エネルギーをコンバータ３及びインバータ４，４…を介して走行モータ５０，５０…へ送り、そこで機械エネルギーに変換して車両を駆動させるシリーズハイブリッドを構成している。
発電機２に接続されたコンバータ３は、交流電力を直流電力に変換し、そのコンバータ３に接続されたインバータ４，４…が直流電力を交流電力に変換して電力を走行モータ５０，５０…に供給するようにしている。
【００２４】
こうして発電機２からの交流電力を一旦コンバータ３で直流電力に変換し、これをインバータ４，４…に送って再び交流電力に変換する構成をとっているのは、コンバータ３で変換した直流電力をインバータ４，４…によって目的とする周波数及び電圧の交流電力に変換することによって、最終的な出力を発電機出力電圧と周波数に依存しなくするためである。ここでコンバータ３は、ＡＣ２２０〜４４０ＶをＤＣ２８０Ｖ〜３８０Ｖに変換する機能をもつものである。
【００２５】
また、エンジン１には、その回転数の調整を行うガバナ５が接続されており、発電機２は、界磁電流６によって界磁巻線を可変励磁することによって出力電圧が調整されるようになっている。発電機２は界磁電流を一定とし、その出力（電圧、周波数）が回転数によって変化するようになっており、本実施形態では１５００ｒｐｍで発電機出力が最大となるように界磁電流が調整されている。
【００２６】
コンバータ３の入力範囲は、その発電機２によってエンジン１の回転数７５０ｒｐｍで発生する周波数２５Ｈｚ、電圧２２０Ｖの出力から、その回転数１５００ｒｐｍで出力される周波数５０Ｈｚ、電圧４４０Ｖの出力の間である。
一方、アクセルペダル３０の踏み込み量や、ハンドルの回転に応答して各種制御指令信号を送信するメインコントローラ７が、コンバータ３の他、インバータ４，４…やガバナ５などに接続されている。
【００２７】
主バッテリ１０は、コンバータ３、インバータ４，４…、そしてメインコントローラ７に対して制御電源を供給するように接続され、メインコントローラ７に対してはＤＣ／ＤＣ電源８を介して接続されている。従って、コンバータ３やインバータ４，４…に対しては２８０Ｖの制御電源が主バッテリ２１０から供給され、メインコントローラ７にはＤＣ／ＤＣ電源８を介して２４Ｖの制御電源が供給されるようになっている。
【００２８】
本実施形態のキャリヤでは、極板の短絡などによる主バッテリ１０の故障、或いは燃料切れや突発事故によりエンジン１や発電機２、コンバータ３に故障が生じ、主バッテリ１０側又は発電機２側の一方からの電力供給しかできない状況に陥った場合の退避措置を講ずるための構成がとられている。すなわち、主バッテリ１０の故障時には、その主バッテリ１０を切り離して発電機２からの電力を供給するようにし、エンジン１、発電機２又はコンバータ３が故障した時には、エンジン１を起動させずに主バッテリ１０から電力を供給するように構成されている。
【００２９】
主バッテリ１０の故障に対し、非常走行用コントローラ２０が設けられ、これが発電機２と主回路３０との間に接続されている。その主回路３０側にはコンタクタ３１が設けられ、また主バッテリ１０にも主回路３０との間にコンタクタ３２が設けられている。コンタクタ３１，３２はいずれも非常走行用コントローラ２０によって投入及び解放が行われるようになっている。また、非常走行用コントローラ２０は、電源スイッチ３５を介してエンジン起動用バッテリ１１に接続されるほか、そのエンジン起動用バッテリ１１が接続されているスタータ９や、ガバナ５に各種指令を送り、メインコントローラ７から指令を受けるようにそれぞれ接続されている。
【００３０】
ここで図２は、非常走行用コントローラ２０を示したブロック図である。非常走行用コントローラ２０は、発電機２に対してコンタクタ２１，２１を介し、電圧を下げるためのトランス２２が接続されている。そのトランス２２にはダイオードスタック（ダイオードブリッジ全波整流回路）２３が接続され、更に平滑コンデンサ２４が接続されている。そして、この回路には、非常走行用コントローラ２０の外部においてダイオード３８と前述したコンタクタ３１（３１ａ，３１ｂ）を介して負荷（走行モータ２０，２０…）が接続されている。そして、その負荷２０にはコンタクタ３２を介して主バッテリ１０が接続されている。
【００３１】
また、非常走行用コントローラ２０のＣＰＵ２５は、エンジン起動用バッテリ１１（図１参照）に接続され、電源スイッチ３５のＯＮによって立ち上がるようになっている。そして、このＣＰＵ２５は、スタータ９、ガバナ５及びメインコントローラ７に信号線が接続され、コンタクタ２１，３１，３２の投入又は解放を制御するように接続されている。更には、発電機２１からの電圧を検出しており、コンタクタ３９の投入又は解放を制御するように接続されている。
【００３２】
また、図１に示すように主回路３０とインバータ４，４…の接続を切り換えるコンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄが設けられている。コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、図示していないがメインコントローラ７からの投入及び解放指示によって動作するように構成されている。
【００３３】
次に、本実施形態に係るハイブリッド車両の非常走行システムについてその作用を説明する。先ず、キャリヤの通常走行についてシステム全体の作用を説明する。なお、このキャリヤは、製鉄所等で製品や資材、或いはスクラップといったものを構内で運搬するキャリヤとよばれる大型運搬車両について構成されたものである。従って、以下に説明する作用はキャリヤが製鉄所内を走行する場合についてである。
【００３４】
キャリヤは、発電機２で発電された電力に加え、適宜主バッテリ１０からの放電電力を利用して効率の良い走行を可能としている。例えば負荷のかかる加速時には発電機２で発電された電力に加え、主バッテリ１０から供給される放電電力のアシストが行われる。一方、減速時には走行モータ５０，５０…からの回生エネルギを主バッテリ１０に送って充電が行われる。そして、負荷の小さい定速走行時には発電機２で発電した電力のみによって走行する場合と、発電機２で発電した電力によって走行しながらその電力を主バッテリ１０へ充電する場合、更には主バッテリ１０からの放電電力のみで走行を行う場合とに分けられる。
【００３５】
加速時には発電機２側からの電力と主バッテリ１０からの電力で所要電力を得られるようになっているが、メインコントローラ７からコンバータ３に対してバッテリ許容放電量が予め設定される。そこで、加速時に必要な所要電力がバッテリ許容放電電力分を差し引いた電力を発電機２が発電するように、エンジン１の回転数がメインコントローラ７からガバナ６へ指令信号が送信される。
【００３６】
一方、インバータ４，４…へは、アクセルペダル３０の踏み込み量に応じたトルク指令信号がメインコントローラ７から出力され、予めトルク指令に対応した速度マップの参照速度とインバータ４，４…からの実速度情報が平衡したポイントで、各種トルク指令出力が保持される。
メインコントローラ７は、コンバータ３を通してバッテリ電流信号を検出し、これを時間積分することによってバッテリ充放電量を算出する。そのため任意に設定された残容量レベルを下回った場合には、主バッテリ１０からの電力アシストを停止して発電機２からの発電電力のみによって走行し、その走行中又は停止中に発電機２からの電力によって回復充電をかける。
【００３７】
充放電量が残容量レベルを下回っていない場合には、コンバータ３の入力範囲を下回るようにエンジン１の回転数を落としてアイドリング状態にし、主バッテリ１０からの放電電力のみによって走行させるようにもする。
更に充放電量が残容量レベルを下回っている場合には、充電しながら走行すべくエンジン１の回転数を上げ、発電機２からの発電電力を走行に使用するとともに、主バッテリ１０への充電を行うようにする。
【００３８】
次に、低速走行時には走行モータ５０，５０…への電力供給が必要なくなるので、制御系消費電力には主バッテリ１０の放電電力が使用される。そのため、低速時にはエンジン１は回転数を落としてアイドリング状態にする。なお、ハイブリッド車両を一旦停止させた場合も同様にエンジン１はアイドリング状態にする。
そして、減速時には、ブレーキ力を電力に回生して蓄電すべく、回生制動時には走行モータ５０，５０…に発生した回生電力を主バッテリ１０に充電する。
【００３９】
従って、こうしたハイブリッド式キャリヤでは、エンジン１の回転数を落としても発電機２からの電力を得ることができ、また主バッテリ１０からの放電電力のアシストによって走行モータ５０，５０…を駆動させるので、騒音や排ガスを低下させることが可能となっている。
【００４０】
一方、こうしたキャリヤが走行中に主バッテリ１０やエンジン１等の故障によって走行が継続できなくなった場合には、次の作用によって走行路上からキャリヤを移動させる退避処置がとられる。
【００４１】
そこで、先に主バッテリ１０に故障が生じた場合について説明する。
主バッテリ１０の故障によりキャリヤが停止した場合には、先ず電源スイッチ３５が入れられる。これによりエンジン起動用バッテリ１１から非常走行用コントローラ２０に制御電源が供給され、ＣＰＵ２５が立ち上がる。
そこで、ＣＰＵ２５からコンタクタ３２に解放指示がなされ、そのコンタクタ３２の切り離しによって負荷である走行モータ５０，５０…が主バッテリ１０から遮断される。従ってこの場合は、発電機２からの電力供給によってのみ走行モータ５０，５０…の駆動が行われるようになる。
【００４２】
またＣＰＵ２５からは、スタータ９に対してエンジン起動指令が出力され、スタータ９によってエンジン１の運転が開始される。更にＣＰＵ２５からは、ガバナ５に対しても発電機２からＡＣ４００Ｖの電力が出力されるように相当するエンジン１の回転数指令が送信される。なお、界磁電流は一定とする。従って、発電機２からの電圧出力はエンジン１の回転数によって調整される。そして、発電機２からの出力はＣＰＵ２５によってモニタされ、４００Ｖの電圧出力になるようにエンジンの回転数が引き続き制御される。
【００４３】
４００Ｖの電圧を確認した後は、ＣＰＵ２５からコンタクタ２１へ投入指示がなされ、発電機２がトランス２２と接続される。これにより、非常走行用コントローラ２０内部では、発電機２からの交流の４００Ｖ電圧がトランス２２によって下げられ、ダイオードスタック２３によって全波整流が行われる。そして更に平滑コンデンサ２４によって脈動電圧が滑らかにされ、直流の２８０Ｖ電圧が生成される。
【００４４】
続いてＣＰＵ２５からは、コンタクタ３１へ投入指示がなされる。そのため、生成されたＤＣ２８０Ｖは制御電源としてコンバータ３、インバータ４，４…及びメインコントローラ７に供給され、その制御電源が供給されたコンバータ３、インバータ４，４…及びメインコントローラ７が立ち上がる。そうしたメインコントローラ７では、コンバータ３及びインバータ４，４…からの信号を監視し、更にエンジン１の運転信号と発電機２の出力も確認している。
【００４５】
こうしてコンバータ３などが正常に機能していることを確認した場合には、メインコントローラ７から４台のインバータ４のコンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して投入指示が行われる。しかし、一斉には投入指示を行わず、１〜４のインバータに対して順次一つずつ投入指示が行われる。コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して順次投入指示を行うようにしたのは、インバータ４には大容量電源コンデンサが複数個並列に接続されているため、コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ全てを一斉に投入すると、大きな突入電流が流れてコンバータ３の過電流出力を検出し、保護回路が働いてコンバータ３が異常停止してしまうためである。
【００４６】
コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの投入によって発電機２から出力された電力は、通常運転時と同様に交流電力がコンバータ３によって直流電力に変換され、そのコンバータ３に接続されたインバータ４，４…を介して直流電力に変換されて走行モータ５０，５０…に供給される。このときメインコントローラ７では、発電機２からＡＣ４００Ｖの電力が出力されるように、ガバナ５に対して相当するエンジン１の回転数指令が出力される。
【００４７】
次いで、非常走行用コントローラ２０からの制御電源によって立ち上げられたメインコントローラ７により、非常走行用コントローラ２０に対して電源切断指令が出力される。従って、非常走行用コントローラ２０の動作が停止し、メインコントローラ７に制御処理が引き継がれる。
そして、走行モータ５０，５０…の駆動によって走行可能になったキャリヤは、コンバータ３の出力容量範囲内の速度で走行し、後続のキャリヤなどの走行に邪魔にならないよう走行路上から外れた位置へ退避させられる。
【００４８】
次に、エンジン１、発電機２又はコンバータ３の故障により走行が継続できなくなった場合について説明する。この場合は、メインコントローラ７から４台のインバータ４のコンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して一斉に投入指示することはせず、１〜４のインバータ４，４，…に対して、順次一つずつ投入指示がなされる。コンタクタ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄに対して順次投入指示を行うようにしたのは、先の述べたのと同様、インバータ４は大容量電源コンデンサが複数個並列に接続されているため、一斉に投入すると大きな突入電流が流れ、主バッテリ１０の残容量レベルを著しく低下させてしまうためである。
【００４９】
走行モータ５０，５０…には主バッテリ１０から電力が供給され、キャリヤの走行が可能になる。そのためキャリヤは、主バッテリ１０の残容量範囲内の速度で走行することができ、後続のキャリヤなどの邪魔にならないよう走行路上から外れた位置へ退避させられる。
【００５０】
よって、本実施形態に係るハイブリッド車両の非常走行システムによれば、走行モータ５０，５０…に電力を供給する発電機２又はバッテリ１０の一方に故障が生じて走行停止状態になったとしても、バッテリ１０からの充電電力又は発電機２からの発電電力によって走行モータ５０，５０…を駆動させることにより、走行路上から早急にハイブリッド車両を退避させることができるようになった。そして、特にバッテリ故障時には、非常走行用コントローラ２０が発電機２の発電電力から生成した制御電源をメインコントローラ７に対して供給することにより、そのメインコントローラ７を立ち上げて走行モータ５０，５０…への発電電力の供給を可能にしている。従って、エンジン起電用バッテリ１１から制御電源を供給したのでは、スタータモータの起動時にＣＰＵのリセットなどで走行不能になるのを回避することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、エンジン、発電機又はコンバータが故障した時には、エンジンを起動させずに主バッテリから走行モータへ電力を供給するようにし、主バッテリが故障した時には、補助バッテリからの制御電源によって立ち上げられた非常走行用コントローラが、主バッテリを切り離し、駆動させたエンジン発電機からの交流電圧を直流電圧に変換してメインコントローラの制御電源を生成し、その制御電源によって立ち上がったメインコントローラが、エンジン発電機からの発電電力を走行モータへ供給するようにしたので、早急な退避が可能なハイブリッド車両の非常走行システムを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド式キャリヤにおける非常走行システムの一実施形態を示したブロック図である。
【図２】非常走行用コントローラを示したブロック図である。
【図３】キャリヤを示した側面図である。
【図４】キャリヤを示した平面図である。
【図５】ハイブリッド式キャリヤにおける従来の駆動システムを示したブロック図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 発電機
３ コンバータ
４ インバータ
７ メインコントローラ
１０ 主バッテリ
１１ エンジン起動用バッテリ
２０ 非常走行用コントローラ
５０ 走行モータ
Claims (4)
- エンジン発電機の発電電力をコンバータ及びインバータを介して走行モータに供給し、またバッテリの充電電力をインバータを介して走行モータに供給してその走行モータを駆動させるものであり、コンバータやインバータなどを制御するメインコントローラの制御電源がバッテリから供給されるように構成されたハイブリッド車両であって、
エンジン、発電機又はコンバータが故障した時には、エンジンを起動させずに主バッテリから走行モータへ電力を供給するようにし、
主バッテリが故障した時には、補助バッテリからの制御電源によって立ち上げられた非常走行用コントローラが、主バッテリを切り離し、駆動させたエンジン発電機からの交流電圧を直流電圧に変換してメインコントローラの制御電源を生成し、その制御電源によって立ち上がったメインコントローラが、エンジン発電機からの発電電力を走行モータへ供給するようにしたものであることを特徴とするハイブリッド車両の非常走行システム。 - 請求項１に記載するハイブリッド車両の非常走行システムにおいて、
前記補助バッテリが、スタータに電力を供給するエンジン起動用バッテリであることを特徴とするハイブリッド車両の非常走行システム。 - 請求項１又は請求項２に記載するハイブリッド車両の非常走行システムにおいて、
前記非常走行用コントローラは、スタータに対してエンジン起動指令を出力し、ガバナに対しても発電機から所定の電力が出力されるように相当するエンジンの回転数指令を送信するようにしたものであることを特徴とするハイブリッド車両の非常走行システム。 - 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載するハイブリッド車両の非常走行システムにおいて、
前記エンジン発電機及びバッテリと前記走行モータとを接続する主回路には、複数あるインバータ毎にコンタクタが設けられ、順次一つずつ投入するようにしたものであることを特徴とするハイブリッド車両の非常走行システム。
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