JP2010081741A - Generator/motor controller and vehicle system equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関に軸が連結された発電電動機を制御する発電電動機制御装置及びそれを備える車両システムに関するものである。 The present invention relates to a generator motor controller that controls a generator motor having a shaft connected to an internal combustion engine, and a vehicle system including the generator motor controller.
従来から車両の燃費向上を目的として、車両の減速時に発電電動機の発電量を増大させ、減速エネルギーを回収することが提案されている。その提案の1つでは、車両減速時に自動変速機のロックアップを行い、その後燃料カットを行った状態で、発電電動機の発電量を通常よりも増大させ効率よく減速エネルギーを回収する(例えば、特許文献1参照)。また、他の提案では、発電電動機の回生発電時にエンジンのスロットル弁を操作することでエンジンのポンピングロスを制御し、回生発電時の発電装置のトルクの増大による車両の減速度を制御する(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, for the purpose of improving the fuel efficiency of a vehicle, it has been proposed to increase the power generation amount of a generator motor and recover the deceleration energy when the vehicle is decelerated. In one of the proposals, the automatic transmission is locked up when the vehicle is decelerated, and then the amount of power generated by the generator motor is increased more than usual in a state where the fuel cut is performed (for example, patents) Reference 1). In another proposal, the pumping loss of the engine is controlled by operating the throttle valve of the engine at the time of regenerative power generation of the generator motor, and the deceleration of the vehicle due to the increase in the torque of the power generation device at the time of regenerative power generation is controlled (for example, , See Patent Document 2).
しかし、上述の提案では、減速時に定常発電よりも発電量を増やすことで、減速による発電電動機の冷却性能が低下した状態で発電量が増大するため発電電動機の温度が増加し、発電電動機の許容温度を超えてしまうという問題がある。 However, in the above-mentioned proposal, the amount of power generation is increased in a state where the cooling performance of the generator motor is reduced due to deceleration by increasing the amount of power generation compared with steady power generation at the time of deceleration. There is a problem of exceeding the temperature.
この発明の目的は、回生時の発電量を増加させると共に過熱による発電電動機の破損を防止することが可能な発電電動機制御装置及びそれを備える車両システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a generator motor control device capable of increasing the amount of power generation during regeneration and preventing damage to the generator motor due to overheating, and a vehicle system including the same.
この発明に係る発電電動機制御装置は、内燃機関を始動するために電力供給装置から供給される電力で該内燃機関に連結する回転軸を回転する駆動モードと、上記内燃機関により上記回転軸が回転されることにより発電する電力を上記電力供給装置に供給する発電モードと、車両減速時に回生発電を行う回生発電モードとに発電電動機を制御する発電電動機制御装置において、上記電力供給装置と上記発電電動機との間で双方向に直交変換を行うインバータ部と、上記発電電動機の界磁電流を制御する界磁制御部とを備え、上記回生発電モードでは、回生発電を開始するとき上記発電電動機の界磁電流を上記発電モードでの界磁電流の最大値を超える上記駆動モードでの最大値と同じとし、その後、上記発電電動機及び自身の各部の温度を測定して、それぞれの部分の温度の少なくとも1つが予め定めた閾値を超えた場合に、界磁電流を下げる。 The generator motor control device according to the present invention includes a drive mode in which a rotating shaft connected to an internal combustion engine is rotated by electric power supplied from an electric power supply device to start the internal combustion engine, and the rotating shaft is rotated by the internal combustion engine. In the generator motor control device that controls the generator motor in a power generation mode for supplying the power generated by the operation to the power supply device and a regenerative power generation mode for performing regenerative power generation when the vehicle decelerates, the power supply device and the generator motor In the regenerative power generation mode, when starting regenerative power generation, the field current of the generator motor is provided. Is the same as the maximum value in the drive mode that exceeds the maximum value of the field current in the power generation mode, and then the temperature of the generator motor and each part of itself is measured. To, if at least one of the temperature of each part exceeding the threshold value predetermined, lower the field current.
この発明に係る発電電動機制御装置の効果は、回生発電時間は短時間であり、連続定格以上の発電を実施することが可能であるので、回生発電時に界磁電流を連続定格よりも多く流すことで発電量を多くして、効率よく回生でき、車両の燃費が向上することである。発電電動機において、短時間に高トルクを発生させる必要がある内燃機関の始動を行う駆動モードの界磁電流が上限値となるため、回生時の界磁電流の上限値を駆動モードの界磁電流とすることで、発電電動機の故障が発生しない範囲に界磁電流や発電出力を設定することができる。回生発電時の温度上昇を見込んだ閾値で判定することで発電電動機の破損を防止することができる。 The effect of the generator motor control device according to the present invention is that the regenerative power generation time is short and it is possible to carry out power generation above the continuous rating, so that the field current flows more than the continuous rating during regenerative power generation. Therefore, it is possible to increase the amount of power generation and efficiently regenerate, improving the fuel efficiency of the vehicle. In the generator motor, the field current in the drive mode for starting the internal combustion engine that needs to generate high torque in a short time is the upper limit value, so the upper limit value of the field current during regeneration is the field current in the drive mode. By doing so, it is possible to set the field current and the power generation output within a range where the generator motor does not fail. It is possible to prevent the generator motor from being damaged by making a determination based on a threshold value that allows for a temperature rise during regenerative power generation.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る発電電動機制御装置が付属される発電電動機の断面図である。図2は、この発明の実施の形態1に係る車両システムの概略構成図である。
なお、この発明の実施の形態1においては発電電動機1と発電電動機制御装置101とが一体に構成されているが、分離されていても良い。
この発明の実施の形態1に係る車両システムは、図示しない内燃機関、内燃機関の接続される発電電動機1、発電電動機1を制御する発電電動機制御装置101、発電電動機1との間で電力の授受を行う電力供給装置16、車両システムを制御する車両制御装置102、及び車両システムの情報を取得する車両情報取得機器群103を備える。電力供給装置16は、例えばバッテリのような蓄電装置161を備える。
1 is a cross-sectional view of a generator motor to which a generator motor control apparatus according to
In addition, in
The vehicle system according to
この発明の実施の形態1に係る発電電動機1は、界磁巻線2及び界磁巻線2を覆う界磁鉄心3を有する回転子4と、回転子4を回転自在に保持するハウジング7、8と、回転子4を覆って設けられるとともに電機子巻線5を有する固定子6と、図示しない内燃機関と図示しないベルトを介して接続されるとともに回転子4の端部に取り付けられるプーリ12と、界磁巻線2に接続されるとともに回転子4の他の端部に取り付けられるスリップリング13と、スリップリング13上を摺動するブラシ14を保持するブラシホルダ15と、を備える。
内燃機関と発電電動機1とはベルトで接続されているので、相互に動力を交換することができる。
車両情報取得機器群103には、回転子4の回転速度、電機子巻線5の電機子電流、界磁巻線2の界磁電流、発電電動機1の各部及び発電電動機制御装置101の各部の温度を測定するセンサが含まれる。
A
Since the internal combustion engine and the
The vehicle information
この発明の実施の形態1に係る発電電動機制御装置101は、電機子巻線5に接続されて電機子電流を供給するパワー回路部9、界磁巻線2に接続されて界磁電流を供給する界磁電流制御部11、及び、発電電動機1の動作を制御する制御回路部10を備える。
パワー回路部9は、電機子巻線5の各相に接続された上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子から構成される。そして、スイッチング素子を制御することにより発電電動機1と電力供給装置16との間で双方向に電力を変換する。
界磁電流制御部11は、回転子4の界磁巻線2に接続されるスイッチング素子17と還流ダイオード18からなるレギュレータ回路19を有し、制御回路部10からの指令に基づいてスイッチング素子17をON−OFF制御することで界磁巻線2に流れる界磁電流を制御し、発電電動機1の発電量や駆動トルクを制御する。
A generator
The
The field
制御回路部10は、車両制御装置102から入力される車両情報に基づいて発電電動機1を3つのモードに分けて制御する。3つのモードとは、内燃機関を始動するために電力供給装置16から供給される電力で内燃機関に連結する回転軸を回転する駆動モードと、車両が定速または加速するときに内燃機関により回転軸が回転されることにより発電する電力を電力供給装置16に供給する発電モードと、車両が減速するときに回生発電を行う回生発電モードである。
The
そして、制御回路部10には、駆動モードと発電モードでの制御の際に流し得る界磁電流の上限値がモード毎に設定されている。そして、駆動モードでの上限値は内燃機関を短時間に始動するために大きな値であり、それに反して発電モードでの上限値は、定常走行時に常に発電するので駆動モードでの上限値よりかなり小さい値である。
制御回路部10は、回生発電モードのときには界磁電流の上限値として駆動モードでの上限値を採用する。
In the
The
制御回路部10には、発電モードおよび回生発電モードで発電するときに、発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部位が過熱して破損しないように、計測した発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部位の温度と比較する許容温度が部位毎に設定されている。そして、制御回路部10は、計測した発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部位の温度が許容温度を超えたときには界磁電流を小さくして発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部位の温度が許容温度以下になるよう界磁電流を減らす。
The
次に、発電電動機1を制御する手順について説明する。図3は、この発明の実施の形態1に係る発電電動機制御装置101で実行する回生発電制御ルーチィンの手順を示すフローチャートである。
車両制御装置102は、車両の負荷や走行状態を検知して発電電動機制御装置101に発電電動機1の制御モードの指示を行う。内燃機関を起動するときには駆動モードの指示を行う。車両が定常走行状態であることを検知したときには発電モードの指示を行う。車両が減速状態であることを検知したときには回生発電モードの指示を行う。
なお、駆動モード及び発電モードの指示を受けたときの発電電動機制御装置101での制御は一般的であるので説明は省略する。
Next, a procedure for controlling the
The
In addition, since the control in the generator
回生発電モードの指示を受けると、回生発電制御ルーチィンが開始される。なお、回生発電モードはその前には発電モードでの制御が行われている。
ステップ101で、発電モードから回生発電モードに制御を切り替える。
ステップ102で、界磁電流として流し得る上限値を発電モードの上限値から駆動モードの上限値に変更する。
ステップ103で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部位の温度と、発電電動機1の回転速度とを車両情報取得機器群103から取得する。
ステップ104で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部位の温度と、発電電動機1の回転速度とから界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値に界磁電流を制御する。
When an instruction for the regenerative power generation mode is received, the regenerative power generation control routine is started. In the regenerative power generation mode, control in the power generation mode is performed before that.
In
In
In
In
ステップ105で、車両制御装置102から回生発電モードの指示が入力されているか否かを判断し、回生発電モードの指示が入力されていないとき回生発電制御ルーチィンを終了し、回生発電モードの指示が入力されているときステップ106に進む。
ステップ106で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部位の温度が許容温度以下か否かを判断し、全ての部位の温度が許容温度以下のときステップ105に戻り、少なくとも1つの部位の温度が許容温度を超えるときステップ107に進む。
ステップ107で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101の全ての部位の温度が許容温度以下になるように界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値に界磁電流を制御してステップ105に戻る。
In
In step 106, it is determined whether or not the temperature of each part of the
In step 107, the field current is determined so that the temperatures of all parts of the
このように発電電動機1及び発電電動機制御装置101の全ての部位の温度が許容温度以下に維持されるように回生発電されるので、過熱による発電電動機1及び発電電動機制御装置101の破損を防止できる。
また、回生発電において発電電動機1及び発電電動機制御装置101の全ての部位の温度が許容温度以下であれば界磁電流を発電モードのときの上限値より大きい上限値まで増やすことができるので、通常の発電モードで発電しているときよりも多く発電することができ、より効果的に減速エネルギーを回生することができる。
また、発電電動機1に流し得る界磁電流の上限値は、大きなトルクを短時間に発生させる必要がある駆動モードで流し得る上限値であるので、回生発電のために駆動モードで流し得る上限値の界磁電流を流しても発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部の温度が許容温度を超えない。
Thus, since regenerative power generation is performed so that the temperatures of all parts of the
Further, in regenerative power generation, if the temperature of all parts of the
Moreover, since the upper limit value of the field current that can be passed to the
また、発電電動機制御装置101は低下した発電量を車両制御装置102に通知するので、車両制御装置102は回生発電の総量を正確に算出できるとともに、発電量の低下を不具合ではなく、通常動作として判断することができる。
また、減速する時間は定常運転している時間に比べると短時間であり、回生発電するときに流す界磁電流を定常運転で発電するときに流す界磁電流よりも大きくして発電量を増しても不具合が発生せずより効果的に回生発電を実施することができる。
In addition, since the generator
Also, the deceleration time is shorter than the time during steady operation, and the field current flowing during regenerative power generation is made larger than the field current flowing during power generation during steady operation to increase the amount of power generation. However, regenerative power generation can be carried out more effectively without any problems.
なお、許容温度として回生発電終了までの温度上昇を見込んで設定しても良く、そうすることにより発電電動機1及び発電電動機制御装置101をより確実に保護することができる。
また、発電電動機1及び発電電動機制御装置101の各部に設定した許容温度を一通りとしているが、発電モードと回生発電モードで変更しても良い。このとき回生発電モードの許容温度を発電モードのそれよりも低くする。回生発電モードでは界磁電流を多く流して発電量を増加させているが、車両が減速するため各部位の冷却性が低下するため、温度上昇値が増加してしまう。そこで許容温度を発電モードよりも低くすることでより確実に各部位の保護を行うことができる。
Note that the allowable temperature may be set in anticipation of a temperature increase until the end of regenerative power generation, and by doing so, the
Moreover, although the allowable temperature set to each part of the
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2に係る車両システムの概略構成図である。図5は、この発明の実施の形態2に係る発電電動機制御装置101Bで実行する回生発電制御ルーチィンの手順を示すフローチャートである。
この発明の実施の形態1に係る発電電動機制御装置101では決定した界磁電流に回生発電モードでの界磁電流を急激に増加させているが、この発明の実施の形態2に係る発電電動機制御装置101Bでは決定した界磁電流に増加するとき所定の変化率で増加することが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a vehicle system according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the regenerative power generation control routine executed by the generator
In the generator
この発明の実施の形態2に係る車両制御装置102Bは、車両の負荷や走行状態を検知して発電電動機制御装置101に発電電動機1の制御モードの指示を行う。内燃機関を起動するときには駆動モードの指示を行う。また、車両が定常走行状態であることを検知したときには発電モードの指示を行う。また、車両が減速状態であることを検知したときには減速度を求め、回生発電モードの指示と減速度の通知を発電電動機制御装置101Bに行う。
なお、駆動モード及び発電モードの指示を受けたときの発電電動機制御装置101Bでの制御は一般的であるので説明は省略する。
The
In addition, since the control by the generator
車両制御装置102から回生発電モードの指示を受けると、回生発電制御ルーチィンが開始される。なお、回生発電モードはその前には発電モードでの制御が行われている。
ステップ201で、発電モードから回生発電モードに制御を切り替える。
ステップ202で、界磁電流として流し得る上限値を発電モードの上限値から駆動モードの上限値に変更する。
ステップ203で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Bの各部位の温度と、発電電動機1の回転速度とを車両情報取得機器群103から取得する。
ステップ204で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Bの各部位の温度と、発電電動機1の回転速度とから界磁電流を決定する。
ステップ205で、減速度より界磁変化率を求め、先に決定した界磁電流と界磁変化率とから制御開始の界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値になるように界磁電流を制御する。
When an instruction for the regenerative power generation mode is received from the
In step 201, the control is switched from the power generation mode to the regenerative power generation mode.
In
In step 203, the temperature of each part of the
In
In
ステップ206で、車両制御装置102Bから回生発電モードの指示が入力されているか否かを判断し、回生発電モードの指示が入力されていないとき回生発電制御ルーチィンを終了し、回生発電モードの指示が入力されているときステップ207に進む。
ステップ207で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Bの各部位の温度が許容温度以下か否かを判断し、全ての部位の温度が許容温度以下のときステップ208に進み、少なくとも1つの部位の温度が許容温度を超えるときステップ209に進む。
ステップ208で、現在の界磁電流と界磁変化率から新たな界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値になるように界磁電流を制御しステップ206に戻る。
ステップ209で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Bの全ての部位の温度が許容温度以下になるように界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値になるように界磁電流を制御してステップ206に戻る。
In
In Step 207, it is determined whether or not the temperature of each part of the
In
In
減速が始まると同時に界磁電流を急激に増加させてしまうと発電電動機1のトルクが急激に増加し、乗り心地が悪化してしまう。一方、この発明の実施の形態2に係る発電電動機制御装置101Bのように、車両の減速度に応じて界磁電流を所定の変化率で変化させることで違和感無く、発電電動機1の発電量を増加することができる。
If the field current is suddenly increased at the same time as the deceleration starts, the torque of the
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3に係る車両システムの概略構成図である。図7は、この発明の実施の形態3に係る発電電動機制御装置101Cで実行する回生発電制御ルーチィンの手順を示すフローチャートである。
この発明の実施の形態3に係る車両制御装置102Cは、車両の負荷や走行状態を検知して発電電動機制御装置101Cに発電電動機1の制御モードの指示を行う。内燃機関を起動するときには駆動モードの指示を行う。また、車両が定常走行状態であることを検知したときには発電モードの指示を行う。また、車両が減速状態であることを検知したときには減速度及び回生発電可能時間を求めて回生発電モードの指示を行うとともに減速度を求め且つ車両に要求される制動力、走行中の路線の情報、渋滞及び信号などの交通情報から回生発電可能時間を通知する。
また、車両制御装置102Cは、交通情報から渋滞や信号待ちなどでアイドリングストップを実施するか否かを判断し、且つアイドリングストップを実施すると判断したとき交通情報からアイドリングストップが行われる停車時間を推定し、推定したアイドリングストップが行われる停車時間を発電電動機制御装置101Cに連絡する。
なお、駆動モード及び発電モードの指示を受けたときの発電電動機制御装置101Cでの制御は一般的であるので説明は省略する。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a vehicle system according to
The
Further, the
In addition, since the control by the generator motor control device 101C when receiving the instruction of the drive mode and the power generation mode is general, the description is omitted.
車両制御装置102Cから回生発電モードの指示を受けると、回生発電制御ルーチィンが開始される。なお、回生発電モードはその前には発電モードでの制御が行われている。
ステップ301で、発電モードから回生発電モードに制御を切り替える。
ステップ302で、界磁電流として流し得る上限値を発電モードの上限値から駆動モードの上限値に変更する。
ステップ303で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Cの各部位の温度と、発電電動機1の回転速度とを車両情報取得機器群103から取得する。
ステップ304で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Cの各部位の温度と回生発電可能時間とから回生発電中の各部位の最高温度を推定し、少なくとも1つの部位の推定した最高温度が許容温度以下になるように、発電電動機1の回転速度から界磁電流を決定する。
ステップ305で、減速度より界磁変化率を求め、先に決定した界磁電流と界磁変化率とから回生発電開始の界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値になるように界磁電流を制御する。
When an instruction for the regenerative power generation mode is received from the
In step 301, control is switched from the power generation mode to the regenerative power generation mode.
In
In step 303, the temperature of each part of the
In step 304, the maximum temperature of each part during regenerative power generation is estimated from the temperature of each part of the
In
ステップ306で、車両制御装置102Cから回生発電モードの指示が入力されているか否かを判断し、回生発電モードの指示が入力されていないとき回生発電制御ルーチィンを終了し、回生発電モードの指示が入力されているときステップ307に進む。
ステップ307で、停車時間が零か否かを判断し、停車時間が零でないときステップ308に進み、停車時間が零であるときステップ309に進む。
ステップ308で、アイドリングストップが行われる停車時間に基づいて許容温度を再設定してステップ309に進む。
ステップ309で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Cの各部位の温度が許容温度以下か否かを判断し、全ての部位の温度が許容温度以下のときステップ310に進み、少なくとも1つの部位の温度が許容温度を超えるときステップ311に進む。
ステップ310で、現在の界磁電流と界磁変化率から新たな界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値になるように界磁電流を制御しステップ306に戻る。
ステップ311で、発電電動機1及び発電電動機制御装置101Cの全ての部位の温度が許容温度以下になるように界磁電流を決定し、界磁電流制御部11を制御して決定した値になるように界磁電流を制御してステップ306に戻る。
In step 306, it is determined whether or not an instruction for the regenerative power generation mode is input from the
In
In
In
In step 310, a new field current is determined from the current field current and the field change rate, and the field current is controlled to be a value determined by controlling the field
In
発電モードでは内燃機関が回転し、それにともない発電電動機1も回転しているため、発電による発熱量は放熱されるが、回生発電モードでは内燃機関の回転が減速により遅くなり、それにともない発電電動機1の回転も遅くなるため、冷却性能が低下する。そこで、界磁電流をパラメータにして回生発電での発熱量を求めるとともに各部位の冷却性能の低下を考慮して各部位の温度を推定し、推定した各部位の温度が許容温度以下である最も大きな界磁電流を決定することにより確実に発電電動機1及び発電電動機制御装置101Cの保護を実施することが出来る。これによって発電電動機1及び発電電動機制御装置101Cを保護しながら最大限の回生発電量を確保することができる。
Since the internal combustion engine rotates in the power generation mode and the
発電電動機1が回転している場合、回転子4に設けられたファンによって各部位が冷却されており、また、一般的に発電電動機1では大電流が流れる固定子6の温度が最も高くなる。アイドリングストップ時は内燃機関が停止するためファンが止まって発電電動機1及び発電電動機制御装置101Cを冷却することができない。このため、全体の温度が均一になるように熱が移動する。一般的には固定子6からの受熱によって固定子6以外の部位の温度が上昇してしまう。そして温度が上昇する部位の中には許容温度が低い部位があり、その部位の温度が許容温度を超えてしまうことがある。ここで予めアイドリングストップが行われる停車時間を推定することで、アイドリングストップが行われている間での各部位の温度変化を推定し、変化する温度が許容温度を超えないように直前の回生発電を制御する。これによってより確実に各部位の温度劣化を防止することができる。
When the
実施の形態4.
図8は、この発明の実施の形態4に係る車両システムの概略構成図である。
この発明の実施の形態4に係る車両システムは、この発明の実施の形態1に係る車両システムと電力供給装置16Dが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明の実施の形態4に係る電力供給装置16Dは、この発明の実施の形態1に係る電力供給装置16に回生電力充電専用蓄電装置162を追加したことが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。すなわち、この発明の実施の形態4に係る電力供給装置16Dは、通常運転時に使用する蓄電装置161及び回生発電時の電力を蓄える回生電力充電専用蓄電装置162を備える。
そして、蓄電装置161及び回生電力充電専用蓄電装置162とパワー回路部9との間にそれぞれスイッチング素子171、172が介設されている。このスイッチング素子171、172は、車両制御装置102DによりON−OFF制御される。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a vehicle system according to Embodiment 4 of the present invention.
The vehicle system according to Embodiment 4 of the present invention is different from the vehicle system according to
The
Switching
この発明の実施の形態4に係る車両システムでは、通常運転時すなわち発電モードで制御しているときには発電される電力が大きくないので、電力の受入性能の一般的な蓄電装置161、例えば通常のバッテリに発電した電力を充電する。一方、減速時すなわち回生発電モードで制御しているときには、通常運転時より多くの動力を電力として回生するために、発電電動機1の界磁電流を増加させて発電量を多くしている。そのため、回生電力充電専用蓄電装置162は、大きな電力を受け入れることができる、すなわち充電時のパワー密度の大きな蓄電装置が望ましく、例えばキャパシタなどが良い。
In the vehicle system according to Embodiment 4 of the present invention, the amount of electric power generated is not large during normal operation, that is, when controlling in the power generation mode, so that a general
この発明の実施の形態4に係る車両制御装置102Dは、車両の負荷や走行状態を検知して発電電動機制御装置101に発電電動機1の制御モードの指示を行うとともに電力供給装置16Dの蓄電装置161または回生電力充電専用蓄電装置162を選択する。停車が所定の時間以上に亘った後に内燃機関を起動するときには駆動モードの指示を行うとともにスイッチング素子171をONして蓄電装置161を選択する。また、停車が所定の時間未満に亘った後に内燃機関を起動するときには駆動モードの指示を行うとともにスイッチング素子172をONして回生電力充電専用蓄電装置162を選択する。また、車両が定常走行状態であることを検知したときには発電モードの指示を行うとともにスイッチング素子171をONして蓄電装置161を選択する。また、車両が減速状態であることを検知したときには回生発電モードの指示を行うとともにスイッチング素子172をONして回生電力充電専用蓄電装置162を選択する。
なお、駆動モード及び発電モードの指示を受けたときの発電電動機制御装置101での制御は一般的であるので説明は省略する。
The
In addition, since the control in the generator
この発明の実施の形態4では電力の受入性能の大きな回生電力充電専用蓄電装置162を設けることで確実に回生電力を回収することができる。
また、回生発電時に蓄えた電力をアイドリングストップ終了後の再始動のように短い時間での停車後に使用するので、次の減速時に回生発電される電力を受け入れるための容量を確保することができ、回生発電による電力を確実に回収できる。
In the fourth embodiment of the present invention, the regenerative power can be reliably recovered by providing the regenerative power charging dedicated
In addition, since the electric power stored during regenerative power generation is used after stopping in a short time, such as restart after the end of idling stop, it is possible to secure a capacity for receiving the electric power regenerated during the next deceleration, The power generated by regenerative power generation can be reliably recovered.
実施の形態5.
図9は、この発明の実施の形態5に係る車両システムの概略構成図である。
この発明の実施の形態5に係る車両システムは、この発明の実施の形態4に係る車両システムと電力供給装置16Eが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
この発明の実施の形態5に係る電力供給装置16Eは、この発明の実施の形態4に係る電力供給装置16Dに回生電力充電専用蓄電装置162から蓄電装置161に電力を移す充電回路20を追加したことが異なっており、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。そして、充電回路20は車両制御装置102Eにより制御される。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a vehicle system according to
The vehicle system according to
In
この発明の実施の形態5に係る車両制御装置102Eは、車両の負荷や走行状態を検知して発電電動機制御装置101に発電電動機1の制御モードの指示を行うとともに電力供給装置16の蓄電装置161または回生電力充電専用蓄電装置162を選択する。停車が所定の時間以上に亘った後に内燃機関を起動するときには駆動モードの指示を行うとともにスイッチング素子171をONして蓄電装置161を選択する。また、停車が所定の時間未満に亘った後に内燃機関を起動するときには駆動モードの指示を行うとともにスイッチング素子172をONして回生電力充電専用蓄電装置162を選択する。また、車両が定常走行状態であることを検知したときには発電モードの指示を行うとともにスイッチング素子171をONして蓄電装置161を選択する。また、車両が減速状態であることを検知したときには回生発電モードの指示を行うとともにスイッチング素子172をONして回生電力充電専用蓄電装置162を選択する。また、停車が所定の時間以上に亘ったことを検知したときには充電回路20を制御して回生電力充電専用蓄電装置162から蓄電装置161に電力を移す。
The
この発明の実施の形態5に係る車両システムでは、電力の受入性能の良い回生電力充電専用蓄電装置162は自己放電が大きいために長期間電力をためておくことが不得意ではあるが、車両の駐車後、すなわち停車が所定の時間以上に亘って続いた後に回生電力充電専用蓄電装置162に蓄えた電力を通常使用する蓄電装置161に充電するので、駐車期間の電力のロスを削減することができる。
また、電力の受入性能がよいことと自己放電が小さいこととを1つの蓄電装置で両立させるためにはコストが掛かってしまうが、役割を分担することにより、車両のコスト削減も実現できる。
In the vehicle system according to
In addition, although it takes a cost to achieve both a good power receiving performance and a small self-discharge with a single power storage device, the cost of the vehicle can be reduced by sharing the role.
1 発電電動機、2 界磁巻線、3 界磁鉄心、4 回転子、5 電機子巻線、6 固定子、7、8 ハウジング、9 パワー回路部、10 制御回路部、11 界磁電流制御部、12 プーリ、13 スリップリング、14 ブラシ、15 ブラシホルダ、16、16D、16E 電力供給装置、17 スイッチング素子、18 還流ダイオード、19 レギュレータ回路、20 充電回路、101、101B、101C 発電電動機制御装置、102、102B、102C、102D、102E 車両制御装置、103 車両情報取得機器群、161 蓄電装置、162 回生電力充電専用蓄電装置、171、172 スイッチング素子。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記電力供給装置と上記発電電動機との間で双方向に直交変換を行うインバータ部と、 上記発電電動機の界磁電流を制御する界磁電流制御部とを備え、
上記回生発電モードでは、回生発電を開始するとき上記発電電動機の界磁電流を上記発電モードでの界磁電流の上限値を超える上記駆動モードでの上限値と同じとし、その後、上記発電電動機及び自身の各部位の温度を測定して、それぞれの部位の温度の少なくとも1つが予め定めた許容温度を超えた場合に、界磁電流を下げることを特徴とする発電電動機制御装置。 A drive mode for rotating a rotating shaft connected to the internal combustion engine with electric power supplied from an electric power supply device for starting the internal combustion engine, and an electric power supply device for generating electric power by rotating the rotary shaft by the internal combustion engine In a generator motor control device for controlling a generator motor having a power generation mode to be supplied to and a regenerative power generation mode for performing regenerative power generation when the vehicle decelerates,
An inverter unit that performs orthogonal transformation bidirectionally between the power supply device and the generator motor; and a field current control unit that controls a field current of the generator motor,
In the regenerative power generation mode, when starting regenerative power generation, the field current of the generator motor is the same as the upper limit value in the drive mode exceeding the upper limit value of the field current in the power generation mode, and then the generator motor and A generator motor control device that measures the temperature of each part of itself and reduces the field current when at least one of the temperatures of each part exceeds a predetermined allowable temperature.
部位毎の上記発電モードでの許容温度と上記回生発電モードでの許容温度とが異なることを特徴とする請求項1または2に記載の発電電動機制御装置。 In the power generation mode, the temperature of each part of the generator motor and itself is measured, and when at least one of the temperatures of each part exceeds a predetermined allowable temperature of each part, the field current is lowered,
3. The generator motor control device according to claim 1, wherein an allowable temperature in the power generation mode for each part is different from an allowable temperature in the regenerative power generation mode.
上記発電電動機制御装置は、回生発電モードにおいて発電される電力を上記回生電力充電専用蓄電装置に優先的に充電し、直後の駆動モードにおいては上記回生電力充電専用蓄電装置から優先的に電力を上記発電電動機に供給することを特徴とする請求項6に記載の車両システム。 The power supply device includes a regenerative power charging dedicated power storage device,
The generator motor control device preferentially charges power generated in the regenerative power generation mode to the regenerative power charging dedicated power storage device, and in the immediately following drive mode, power is preferentially supplied from the regenerative power charging power storage device. The vehicle system according to claim 6, wherein the vehicle system is supplied to a generator motor.
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