JP2013027131A - Power line control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ駆動電力ラインおよび発電電力ラインを電磁リレーで切り替える電力供給システムに適用された、電力ライン制御装置に関する。 The present invention relates to a power line control device applied to a power supply system that switches a motor drive power line and a generated power line with an electromagnetic relay.
従来より、特に二輪車両において、エンジンのスタータモータを発電機としても機能させるモータ発電機が知られている。そして、特許文献1には、モータ駆動と発電作動との切り替えに応じて、以下に説明するモータ駆動電力ラインおよび発電電力ラインを電磁リレーで切り替える旨が記載されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a motor generator that makes an engine starter motor function also as a generator is known, particularly in a two-wheeled vehicle.
すなわち、モータ駆動時には、大電流が流れることを想定して設定されたモータ駆動電力ラインに切り替えて、モータ駆動に要する駆動電力をバッテリからモータ発電機へ電力供給する(図3(a)参照)。一方、発電時には、モータ発電機から電気負荷(例えば燃料ポンプや燃料噴射弁、点火装置等)へ発電電力を直接流す発電電力ラインに切り替える(図3(b)参照)。 That is, when the motor is driven, the motor driving power line is set assuming that a large current flows, and the driving power required for motor driving is supplied from the battery to the motor generator (see FIG. 3A). . On the other hand, at the time of power generation, the motor generator is switched to a generated power line that directly flows generated power to an electric load (for example, a fuel pump, a fuel injection valve, an ignition device, etc.) (see FIG. 3B).
このように、2つの電力ラインを切り替える構成によれば、電気負荷への電力供給を、バッテリからではなくモータ発電機から直接行うことができるようになる。そのため、バッテリ経由による電流損失を無くすことができるとともに、バッテリ状態とは無関係に確実に電力供給できる。 As described above, according to the configuration in which the two power lines are switched, the power supply to the electric load can be performed directly from the motor generator, not from the battery. Therefore, current loss via the battery can be eliminated, and power can be reliably supplied irrespective of the battery state.
しかしながら、上記電磁リレーには常に電流が流れているので、両電力ラインを電磁リレーで切り替える時にリレー接点でアークが発生し、リレー接点の溶損が懸念される。 However, since a current always flows through the electromagnetic relay, an arc is generated at the relay contact when both power lines are switched by the electromagnetic relay, and there is a concern that the relay contact may be melted.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータ駆動電力ラインおよび発電電力ラインを電磁リレーで切り替えるにあたり、電磁リレーの溶損回避を図った電力供給システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power supply system that avoids melting of the electromagnetic relay when switching the motor drive power line and the generated power line with the electromagnetic relay. There is to do.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明では、内燃機関の出力軸を回転駆動させるモータ駆動、および前記出力軸による発電作動のいずれかに切り替え可能なモータ発電機と、前記モータ駆動に要する駆動電力をバッテリから前記モータ発電機へ流すモータ駆動電力ラインと、前記発電作動による発電電力を、前記モータ発電機から電気負荷および前記バッテリへ流す発電電力ラインと、前記モータ駆動電力ラインおよび前記発電電力ラインと前記モータ発電機との間に電気接続され、前記モータ駆動時には前記バッテリからの駆動電力を直流から交流に変換し、前記発電作動時には前記モータ発電機からの発電電力を交流から直流に変換するインバータと、前記モータ駆動電力ラインおよび前記発電電力ラインのいずれを前記インバータと通電させるかを切り替える電磁リレーと、を備える電力供給システムに適用されることを前提とする。 According to the first aspect of the present invention, a motor generator that can be switched between a motor drive for rotating the output shaft of the internal combustion engine and a power generation operation by the output shaft, and the drive power required for the motor drive from the battery A motor drive power line flowing to the motor generator, a generated power line flowing the generated power from the motor generator to the electric load and the battery, the motor drive power line, the generated power line, and the motor power generation An inverter that is electrically connected to a motor, converts driving power from the battery from direct current to alternating current when the motor is driven, and converts power generated from the motor generator from alternating current to direct current during the power generation operation, and Select which of the motor drive power line and the generated power line is to be energized with the inverter. Assuming obtain an electromagnetic relay, to be applied to a power supply system comprising a.
そして、前記モータ発電機が有するU相コイル、V相コイルおよびW相コイルの少なくとも1つをグランドショートさせるよう、前記インバータが有するスイッチング素子を制御するショート制御手段を備え、前記ショート制御手段によりグランドショートさせた状態で、前記電磁リレーを切り替え作動させることを特徴とする。 And a short control means for controlling a switching element of the inverter so that at least one of the U-phase coil, the V-phase coil and the W-phase coil of the motor generator is short-circuited to the ground. The electromagnetic relay is switched and operated in a short-circuited state.
これによれば、モータ発電機が有する各相コイルの少なくとも1つをグランドショートさせるショート制御手段を備えるので、グランドショートさせることによりモータ発電機からグランドへ電流を流すことで、両電力ラインに流れる電流を少なくすることができる。そして、このようにグランドショートさせた状態(両電力ラインに流れる電流を少なくした状態)で電磁リレーを切り替え作動させるので、電磁リレーのリレー接点でアークが発生することを抑制でき、リレー接点の溶損回避を図ることができる。 According to this, since the short control means for short-circuiting at least one of the phase coils of the motor generator is provided, the current flows from the motor generator to the ground by short-circuiting the ground, so that the current flows to both power lines. The current can be reduced. Since the electromagnetic relay is switched and operated in such a ground-shorted state (a state where the current flowing through both power lines is reduced), it is possible to suppress the occurrence of an arc at the relay contact of the electromagnetic relay, and to melt the relay contact. Loss can be avoided.
請求項2記載の発明では、前記出力軸の回転速度が所定値未満の極低速状態である時に、前記モータ駆動電力ラインから前記発電電力ラインへ切り替える場合には、前記ショート制御手段による制御を実施することなく前記電磁リレーを切り替え作動させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, when switching from the motor drive power line to the generated power line when the rotational speed of the output shaft is in an extremely low speed state less than a predetermined value, the control by the short control means is performed. The electromagnetic relay is switched and operated without being performed.
ここで、出力軸の回転速度が極低速(例えばアイドル運転時よりも低速)になると、各種の電力損失を上回るほどの発電量が得られなくなるので、モータ発電機から電気負荷へ電力供給できなくなる。したがって、モータ駆動電力ラインから前記発電電力ラインへ切り替えるにあたり、このような極低速時であれば、ショート制御手段によるグランドショートを実施しなくても、電磁リレーの溶損のおそれは生じない。また、グランドショート実施中はモータ発電機に対する回転負荷が大きいので、極低速時にグランドショートを実施すると出力軸のさらなる回転速度低下を招いてしまう。 Here, when the rotation speed of the output shaft becomes extremely low (for example, lower than that during idle operation), it is impossible to obtain a power generation amount that exceeds various power losses, so that it is impossible to supply power from the motor generator to the electric load. . Therefore, when switching from the motor drive power line to the generated power line, at such an extremely low speed, there is no possibility of the electromagnetic relay being melted even if the ground short-circuit is not performed by the short control means. Further, since the rotational load on the motor generator is large during the ground short, the rotation speed of the output shaft is further reduced when the ground short is performed at an extremely low speed.
これらの点を鑑みた上記発明では、極低速時にモータ駆動電力ラインから発電電力ラインへ切り替える場合には、ショート制御を実施することなく電磁リレーを切り替え作動させるので、上述した回転速度低下を回避できる。 In the above invention in view of these points, when switching from the motor drive power line to the generated power line at an extremely low speed, the electromagnetic relay is switched and operated without performing the short control, so that the above-described reduction in the rotational speed can be avoided. .
請求項3記載の発明では、前記ショート制御手段による制御(ショート制御)を開始した時点から、所定の待機時間が経過した後に前記電磁リレーの切り替え作動を開始することを特徴とする。
The invention according to
ここで、ショート制御を開始してからリレー電流がゼロになるまでには僅かな時間(例えば数ミリ秒)を要する。そのため、ショート制御の開始と同時に電磁リレーを切り替えると、電磁リレーに未だ電流が流れている状態で電磁リレーを切り替えることとなり、リレー接点の溶損を確実には回避できなくなる。この点を鑑みた上記発明では、ショート制御を開始してから待機時間が経過した後に電磁リレーの切り替え作動を開始するので、リレー接点の溶損抑制を確実にできる。 Here, it takes a short time (for example, several milliseconds) until the relay current becomes zero after the short control is started. For this reason, if the electromagnetic relay is switched simultaneously with the start of the short control, the electromagnetic relay is switched in a state in which a current is still flowing through the electromagnetic relay, and it is impossible to reliably avoid melting of the relay contact. In the above-mentioned invention in view of this point, since the switching operation of the electromagnetic relay is started after the standby time has elapsed since the start of the short control, it is possible to reliably suppress the melting of the relay contact.
請求項4記載の発明では、前記ショート制御手段による制御を開始した時に前記電磁リレーを流れているリレー電流が大きいほど、前記待機時間を長く設定することを特徴とする。
The invention according to
先述した通り、グランドショート実施中はモータ発電機に対する回転負荷が大きい。そのため、待機時間をできるだけ短く設定してグランドショートの実施期間を短くすることが望ましい。但し、待機時間を過剰に短く設定するとリレー電流がゼロの状態で電磁リレーを切り替えることの確実性が損なわれる。要するに、前記待機時間は、必要最小限の長さに設定することが、回転負荷軽減および溶損回避の観点から要求される。 As described above, during the ground short, the rotational load on the motor generator is large. Therefore, it is desirable to set the standby time as short as possible to shorten the ground short period. However, if the standby time is set too short, the reliability of switching the electromagnetic relay while the relay current is zero is impaired. In short, the standby time is required to be set to the minimum necessary length from the viewpoint of reducing rotational load and avoiding melting damage.
これらの点を鑑み、上記発明では、ショート制御開始時のリレー電流が大きいほど、ショート制御を開始してからリレー電流が減少するまでに要する時間が長くなるとみなして、待機時間を長く設定するので、待機時間を必要最小限の長さに設定することを精度良く実現できる。 In view of these points, in the above invention, the larger the relay current at the start of the short control, the longer the time required from the start of the short control until the relay current decreases, and thus the standby time is set longer. Therefore, it is possible to accurately set the waiting time to the minimum necessary length.
請求項5記載の発明では、前記ショート制御手段による制御の開始時における前記出力軸の回転速度が速いほど、前記リレー電流が大きいと見なして前記待機時間を設定することを特徴とする。
The invention according to
出力軸の回転速度NEが速いほど発電電力または駆動電力が大きくなっている。つまり、NEとリレー電流とは相関が高い。この点を鑑みた上記発明では、NEが速いほどリレー電流が大きいと見なして待機時間を設定するので、リレー電流を検出するセンサを不要にしつつ、待機時間を必要最小限の長さに設定できる。 The higher the rotational speed NE of the output shaft, the greater the generated power or drive power. That is, NE and the relay current have a high correlation. In the above invention in view of this point, since the standby time is set assuming that the faster the NE is, the larger the relay current is, the standby time can be set to the minimum necessary length without using a sensor for detecting the relay current. .
請求項6記載の発明では、前記ショート制御手段は、前記U相コイル、前記V相コイルおよび前記W相コイルの全てをグランドショートさせることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that the short control means short-circuits all of the U-phase coil, the V-phase coil and the W-phase coil.
ここで、上記発明に反して各相コイルの2つまたは1つをグランドショートさせた場合には、両電力ラインに流れる電流を少なくした状態で電磁リレーを切り替え作動できるのに対し、全てのコイルをグランドショートさせる上記発明によれば、両電力ラインに電流が流れていない状態で電磁リレーを切り替え作動させるので、電磁リレーのリレー接点でアークが発生することを確実に回避でき、リレー接点の溶損回避の確実性を向上できる。 Here, when two or one of the coils in each phase is grounded contrary to the above invention, the electromagnetic relay can be switched and operated with less current flowing in both power lines, whereas all coils According to the above-described invention in which the ground is short-circuited, the electromagnetic relay is switched and operated in a state where no current flows in both power lines. Therefore, it is possible to reliably avoid the occurrence of an arc at the relay contact of the electromagnetic relay, and to melt the relay contact. The certainty of loss avoidance can be improved.
以下、本発明にかかる電力ライン制御装置を、二輪車両の電力供給システムに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a power line control device according to the present invention is applied to a power supply system for a two-wheeled vehicle will be described with reference to the drawings.
図1は、二輪車両に搭載されたエンジン10(内燃機関)を示す模式図であり、点火着火式の単気筒エンジンを想定している。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an engine 10 (internal combustion engine) mounted on a two-wheeled vehicle, and assumes an ignition ignition type single-cylinder engine.
燃料タンク11内の燃料は、燃料ポンプ12により燃料噴射弁13へ供給される。燃料噴射弁13は吸気管14に取り付けられたポート噴射式であり、燃料噴射弁13から噴射された燃料は、スロットルバルブ15により流入量が調節された吸気とともに、混合気となって燃焼室16へ流入する。また、点火コイル装置17の一次電流を制御することで、点火プラグ18へ二次電流を流してスパークさせ、混合気を点火着火させる。
The fuel in the
これらの燃料ポンプ12、燃料噴射弁13および点火コイル装置17は「電気負荷」に相当し、バッテリ19から電力供給されて駆動する。また、これらの電気負荷12,13,17の作動はECU20により制御される。
The
エンジン始動時にクランク軸21(出力軸)を回転駆動させるスタータモータは、クランク軸21により回転駆動して発電作動する発電機としても機能する。すなわち、スタータモータ(以下、モータ発電機22と呼ぶ)は、エンジン始動時にはモータ駆動し、エンジン始動後には発電作動する。また、エンジン始動後において、クランク軸21の回転速度NEが所定値未満の低速になると、NE上昇を図るべくモータ発電機22をモータ駆動させて、エンジン出力に加えてモータ駆動力によりクランク軸21の回転をアシストする。
The starter motor that rotationally drives the crankshaft 21 (output shaft) when the engine is started also functions as a generator that is rotationally driven by the
モータ発電機22には3相交流のブラシレスモータが採用されており、当該モータ発電機22は、U相コイル22U、V相コイル22VおよびW相コイル22Wを有するステータ22aと、永久磁石を有するロータ22bと、各相に対応して設けられたホール素子22cと、を備えて構成されている。
The
図2の例では、ロータ22bがステータ22aの内側に位置するインナロータ型のモータを採用しているが、ロータ22bがステータ22aの外側に位置するアウタロータ型のモータを採用してもよい。なお、ロータ22bを、クランク軸21の同軸上に配置してクランク軸21と直結させた場合には、ロータ22bをフライホイールとして機能させてもよい。
In the example of FIG. 2, an inner rotor type motor in which the
ECU20には、複数のスイッチング素子23Ua,23Ub,23Va,23Vb,23Wa,23Wbを主体として構成されるインバータ23と、インバータ23の作動を制御するマイクロコンピュータ(マイコン24)が備えられている。そして、インバータ23の整流機能により、モータ駆動時にはバッテリ19から放電される駆動電力が直流から交流に変換され、発電作動時にはモータ発電機22からの発電電力が交流から直流に変換される。ちなみに、スイッチング素子23Ua〜23Wbの具体例としては、MOSFETやIGBTの半導体素子が挙げられる。
The
図2は、マイコン24によるスイッチング素子23Ua〜23Wbの制御を説明する模式図であり、図中の下段はマイコン24がスイッチング素子23Ua〜23Wbへ出力する駆動信号を示す。図示されるように、マイコン24は各相のホール素子22cの出力に基づき、スイッチング素子23Ua〜23Wbの通電タイミングを制御している。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the control of the switching elements 23Ua to 23Wb by the
詳細には、1組のスイッチング素子23Ua,23UbはU相コイル22Uへの通電をオンオフ制御する素子であり、スイッチング素子23Ubを通電オンさせるとU相コイル22Uはグランドに接続されて、図中の矢印に示す向きへU相コイル22Uに電流が流れる。一方、スイッチング素子23Uaを通電オンさせるとU相コイル22Uはバッテリ19に接続されて図中の矢印とは反対の向きへU相コイル22Uに電流が流れる。
More specifically, one set of switching elements 23Ua and 23Ub is an element for controlling on / off of energization to
スイッチング素子23Va,23VbはV相コイル22Vへの通電をオンオフ制御する素子であり、スイッチング素子23Vb,23Wbを通電オンさせるとV相コイル22V,W相コイル22Wはグランドに接続されて、図中の矢印に示す向きへ電流が流れる。一方、スイッチング素子23Va,23Waを通電オンさせるとV相コイル22V,W相コイル22Wはバッテリ19に接続されて図中の矢印とは反対の向きへ電流が流れる。
The switching elements 23Va and 23Vb are elements for controlling on / off of energization to the V-
図3(a)中の矢印に示すように、モータ発電機22をモータ駆動させている時には、モータ駆動電力ラインLmを通じてバッテリ19からインバータ23へ電流が流れる。一方、モータ発電機22を発電作動させている時には、図3(b)中の矢印に示すように、発電電力ラインLgを通じてインバータ23から電気負荷12,13,17およびバッテリ19へ電流が流れる。
As indicated by an arrow in FIG. 3A, when the
これらの電力ラインLm,Lgとインバータ23との間には電磁リレー25が設けられており、電磁リレー25の作動により、2つの電力ラインLm,Lgのいずれを通電状態にするかが切り替えられる。詳細には、電磁リレー25の励磁コイル25aへの通電を、発電作動およびモータ駆動のいずれであるかに応じてECU20が制御することで、いずれの電力ラインLm,Lgを通電状態にするかが切り替えられる。なお、発電電力ラインLgにはイグニッションスイッチ26が設けられている。
An
このように、2つの電力ラインLm,Lgを切り替える構成にすることで、電気負荷12,13,17への電力供給を、バッテリ19からではなくモータ発電機22から直接行うことができるようにしている。そのため、バッテリ経由による電流損失を無くすことができるとともに、バッテリの蓄電状態とは無関係に電気負荷12,13,17への電力供給を確実に実施できる。
In this way, by switching the two power lines Lm and Lg, it is possible to supply power to the
ところで、電磁リレー25のリレー接点25bに電流(リレー電流)が流れている状態で、励磁コイル25aへの通電状態を切り替えて電力ラインLm,Lgを切り替えると、リレー接点25bでアークが発生し、リレー接点25bの溶損が懸念されるようになる。
By the way, when a current (relay current) is flowing through the
そこで本実施形態では、モータ発電機22が有する各相コイル22U,22V,22Wの全てをグランドへショートさせるように、インバータ23を作動させるショート制御を実施している。このショート制御を実施すれば、図3(c)中の矢印に示すように、バッテリ19の接地側へ電流が流れて、電磁リレー25および電力ラインLm,Lgには電流が流れなくなる。よって、ショート制御によりグランドショートさせた状態で、電磁リレー25を切り替え作動させて、アーク発生の回避を図っている。
Therefore, in the present embodiment, short-circuit control that operates the
ショート制御の詳細について説明すると、インバータ23が有する6つのスイッチング素子23Ua〜23Wbのうち、各相コイル22U,22V,22Wとバッテリ19との通電を制御するスイッチング素子23Ua,23Va,23Waの全てをオフにする。一方、各相コイル22U,22V,22Wとグランドとの通電を制御するスイッチング素子23Ub,23Vb,23Wbの全てをオンにする。このようにショート制御を実施すれば、各相コイル22U,22V,22Wはグランドショートされ、全コイル22U,22V,22Wにて同時に図2中の矢印に示す向きに電流が流れることとなる。
The details of the short control will be described. Of the six switching elements 23Ua to 23Wb of the
図4は、ECU20が有するマイクロコンピュータによる上記ショート制御の処理手順を示すフローチャートであり、当該処理は所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure of the short control by the microcomputer of the
先ず、図4に示すステップS10において、モータ発電機22がモータ駆動中であるか否かを判定する。モータ駆動中であれば(S10:YES)、次のステップS11にて発電要求が生じているか否かを判定する。発電要求が生じていれば(S11:YES)、次のステップS12に進み、その時のエンジン回転速度NEが、所定値未満(例えばアイドル運転時の回転速度未満)の極低速状態であるか否かを判定する。
First, in step S10 shown in FIG. 4, it is determined whether or not the
ここで、エンジン回転速度NEが極低速の時には、モータ発電機22にて発電が為されていたとしても、各種の電力損失を上回るほどの発電量が得られなくなるので、モータ発電機から電気負荷12,13,17およびバッテリ19へ電力供給できなくなる。前記所定値は、このように充電できないNEの領域(充電不可領域)であるか否かの閾値に設定されている。
Here, when the engine rotational speed NE is extremely low, even if power is generated by the
充電不可領域ではないと判定されれば(S12:NO)、続くステップS13(ショート制御手段)において、先述したショート制御を実施する。すなわち、3つの上相スイッチング素子23Ua,23Va,23Waを全てオフにするとともに、3つの下相スイッチング素子23Ub,23Vb,23Wbを全てオンにする。 If it is determined that it is not in the non-chargeable region (S12: NO), the short control described above is performed in the subsequent step S13 (short control means). That is, all three upper phase switching elements 23Ua, 23Va, and 23Wa are turned off, and all three lower phase switching elements 23Ub, 23Vb, and 23Wb are turned on.
続くステップS14では、ショート制御を開始してから所定時間Ta(待機時間)が経過したか否かを判定し、所定時間Taに達した時点で次のステップS16に進み、モータ駆動電力ラインLmを通電する状態から発電電力ラインLgを通電する状態へ電磁リレー25の作動を切り替える。本実施形態では、励磁コイル25aへの通電をオンさせている時にはモータ駆動電力ラインLmを通電する位置にリレー接点25bが切り替えられる。したがって、ステップS16では、励磁コイル25aへの通電をオンからオフに切り替えている。
In the subsequent step S14, it is determined whether or not a predetermined time Ta (standby time) has elapsed since the start of the short control. When the predetermined time Ta is reached, the process proceeds to the next step S16, where the motor drive power line Lm is set. The operation of the
そして、このように電磁リレー25をオンからオフに切り替え作動させた後に、次のステップS17にて、ショート制御を終了させるとともに、インバータ23の制御内容を要求にしたがって切り替える。この場合には、ステップS11での発電要求にしたがって、モータ駆動状態から発電作動状態へ切り替える。
Then, after the
一方、ステップS12において充電不可領域であると判定されれば(S12:YES)、続くステップS15ではショート制御を禁止し、その後、ステップS16による電磁リレー25の切り替え作動を実施する。なお、ステップS15にてショート制御を禁止した場合には、ステップS17ではショート制御終了を実施することなく、インバータ23の制御内容をモータ駆動状態から発電作動状態へ切り替える。
On the other hand, if it is determined in step S12 that the region is not chargeable (S12: YES), the short control is prohibited in the subsequent step S15, and then the switching operation of the
次に、先述したステップS10にてモータ駆動中でないと判定された場合、つまり発電作動中と判定された場合(S10:NO)には、次のステップS18にてモータ駆動要求が生じているか否かを判定する。モータ駆動要求が生じていれば(S18:YES)、次のステップS19(ショート制御手段)に進み、ステップS13と同様のショート制御を実施する。 Next, if it is determined in step S10 that the motor is not being driven, that is, if it is determined that the power generation operation is being performed (S10: NO), whether or not a motor drive request is generated in the next step S18. Determine whether. If a motor drive request is generated (S18: YES), the process proceeds to the next step S19 (short control means), and short control similar to step S13 is performed.
続くステップS20では、ショート制御を開始してから所定時間Tb(待機時間)が経過したか否かを判定し、所定時間Tbに達した時点で次のステップS21に進み、発電電力ラインLgを通電する状態からモータ駆動電力ラインLmを通電する状態へ電磁リレー25の作動を切り替える。具体的には、励磁コイル25aへの通電をオフからオンに切り替える。
In the following step S20, it is determined whether or not a predetermined time Tb (standby time) has elapsed since the start of the short control. When the predetermined time Tb is reached, the process proceeds to the next step S21 to energize the generated power line Lg. The operation of the
そして、このように電磁リレー25をオフからオンに切り替え作動させた後に、次のステップS17にて、ショート制御を終了させるとともに、インバータ23の制御内容を要求にしたがって切り替える。この場合には、ステップS18でのモータ駆動要求にしたがって、発電作動状態からモータ駆動状態へ切り替える。
Then, after the
図5は、モータ発電機22をモータ駆動させてエンジンを始動させた直後に、発電作動に切り替える時の各種変化を示す試験結果であり、図5(a)は、本実施形態に反してショート制御を実施せずに電磁リレー25を切り替えた場合の各種変化を示し、図5(b)は、ショート制御中に電磁リレー25を切り替えた場合の試験結果である。図中の符号(1)〜(3)は、U相コイル22U、V相コイル22V、W相コイル22Wの各々に印加される電圧変化を示し、符号(4)はリレー接点を流れる電流(リレー電流)の変化を示し、符号(5)は励磁コイル25aへ流す電流の変化を示す。
FIG. 5 is a test result showing various changes when switching to the power generation operation immediately after the
図5(a)に示す試験では、各相コイル22U,22V,22Wのいずれかをバッテリ19に接続して電圧印加している最中に、t1時点で励磁コイル25aへの電流をオフさせて、モータ駆動電力ラインLmから発電電力ラインLgへ電磁リレー25を切り替えている。そして、この切り替え時にリレー接点25bにサージ電流が流れることを表している。このため、リレー接点25bが溶損するおそれが生じる。
In the test shown in FIG. 5A, the current to the
これに対し図5(b)に示す試験では、ショート制御の実施により、各相コイル22U,22V,22Wの電圧が全てグランドレベルになっているショート制御期間Tsが存在し、このショート制御期間Tsの最中に、t1時点で励磁コイル25aへの電流をオフさせて、モータ駆動電力ラインLmから発電電力ラインLgへ電磁リレー25を切り替えている。そのため、サージ電流が生じない。
On the other hand, in the test shown in FIG. 5B, there is a short control period Ts in which the voltages of the phase coils 22U, 22V, and 22W are all at the ground level due to the execution of the short control, and this short control period Ts. During this time, the current to the
なお、励磁コイル25aへの電流を切り替えたt1時点から、リレー接点25bの電流がゼロになるt2時点までには応答遅れが存在するので、この応答遅れ時間t1〜t2よりもショート制御期間Tsが長くなるよう、図4の所定時間Ta,Tbは設定されている。
Since there is a response delay from time t1 when the current to the
また、励磁コイル25aへの電流を切り替えたt1時点またはその直後における、リレー接点25bの電流のピーク値Ipeakが高いほど、前記応答遅れは長くなる。そこで、前記ピーク値Ipeakが高いほど、図4の処理で用いる所定時間Ta,Tbを長く設定することが望ましい。なお、t1時点におけるエンジン回転速度NEが速いほどピーク値Ipeakは高くなる。この点を鑑みて、t1時点におけるエンジン回転速度NEが速いほど所定時間Ta,Tbを長く設定するようにしてもよい。これによれば、リレー接点25bの電流ピーク値Ipeakを検出する電流センサを不要にできる。
In addition, the response delay becomes longer as the peak value Ipeak of the current of the
以上により、本実施形態によれば、各相コイル22U,22V,22Wの全てをグランドショートさせるショート制御を実施し(S13,S19)、そのグランドショートさせた状態(両電力ラインLm,Lgに電流が流れていない状態)で電磁リレー25を切り替え作動させる(S16,S21)。そのため、リレー接点25bでアーク発生を回避でき、リレー接点25bの溶損回避を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the short-circuit control is performed to short-circuit all the phase coils 22U, 22V, and 22W (S13, S19), and the ground-shorted state (currents in both power lines Lm and Lg). And the
また、バッテリ19へ充電させるに十分な発電量が得られない極低速時(S12:YES)には、ショート制御を禁止してモータ駆動電力ラインLmから発電電力ラインLgに切り替える。そのため、回転負荷が大きくなるグランドショートを不必要に実施しないので、グランドショートによりエンジン回転速度NEが低下する機会を少なくできる。
Further, when the power generation amount sufficient to charge the
(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.
・図4に示すフローチャートでは、モータ駆動電力ラインLmから発電電力ラインLgに切り替える場合に限り、モータ極低速時のショート制御禁止を実施しているが、発電電力ラインLgからモータ駆動電力ラインLmに切り替える場合にも、モータ極低速時のショート制御禁止を実施してもよい。 In the flowchart shown in FIG. 4, only when switching from the motor drive power line Lm to the generated power line Lg, the short control prohibition at the extremely low speed of the motor is performed, but the generated power line Lg is changed to the motor drive power line Lm. Even in the case of switching, prohibition of short control at the time of motor extremely low speed may be performed.
・上記実施形態では、リレー電流のピーク値Ipeakが高いほど、図4の処理で用いる所定時間Ta,Tbを長く設定しているが、これらの所定時間Ta,Tbを、予め設定した時間に固定して用いてもよい。 In the above embodiment, as the peak value Ipeak of the relay current is higher, the predetermined times Ta and Tb used in the processing of FIG. 4 are set longer. However, the predetermined times Ta and Tb are fixed to preset times. May be used.
・モータ駆動または発電作動させるにあたり、各相コイル22U,22V,22Wを120度通電方式で制御してもよいし、180度通電方式で制御してもよい。
In the motor driving or power generation operation, each
上記実施形態では、エンジン10を駆動力とした車両に本発明にかかる電力ライン制御装置を適用させているが、エンジンおよび走行用モータの少なくとも一方を駆動力としたハイブリッド車両にも適用可能であり、この場合のモータ発電機は、走行用モータとして機能するものであってもよいし、スタータモータとして機能するものであってもよい。
In the above embodiment, the power line control device according to the present invention is applied to a vehicle using the
上記実施形態では、各相コイルの全てをグランドショートさせた上で電磁リレー25を切り替え作動させているが、本発明の実施にあたり、各相コイルのいずれか1つまたは2つをグランドショートさせて電磁リレー25を切り替え作動させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the
21…クランク軸(出力軸)、22…モータ発電機、23…インバータ、25…電磁リレー、Lg…発電電力ライン、Lm…モータ駆動電力ライン、S13,S19…ショート制御手段、Ta,Tb…待機時間、22U…U相コイル、22V…V相コイル、22W…W相コイル。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記モータ駆動に要する駆動電力をバッテリから前記モータ発電機へ流すモータ駆動電力ラインと、
前記発電作動による発電電力を、前記モータ発電機から電気負荷および前記バッテリへ流す発電電力ラインと、
前記モータ駆動電力ラインおよび前記発電電力ラインと前記モータ発電機との間に電気接続され、前記モータ駆動時には前記バッテリからの駆動電力を直流から交流に変換し、前記発電作動時には前記モータ発電機からの発電電力を交流から直流に変換するインバータと、
前記モータ駆動電力ラインおよび前記発電電力ラインのいずれを前記インバータと通電させるかを切り替える電磁リレーと、
を備える電力供給システムに適用され、
前記モータ発電機が有するU相コイル、V相コイルおよびW相コイルの少なくとも1つをグランドショートさせるよう、前記インバータが有するスイッチング素子を制御するショート制御手段を備え、
前記ショート制御手段によりグランドショートさせた状態で、前記電磁リレーを切り替え作動させることを特徴とする電力ライン制御装置。 A motor generator that can be switched between a motor drive for rotating the output shaft of the internal combustion engine and a power generation operation by the output shaft;
A motor drive power line for flowing drive power required for driving the motor from a battery to the motor generator;
The generated power by the power generation operation, the generated power line that flows from the motor generator to the electric load and the battery,
Electrically connected between the motor drive power line and the generated power line and the motor generator. When the motor is driven, the drive power from the battery is converted from direct current to alternating current, and during the power generation operation, from the motor generator. An inverter that converts the generated power from AC to DC,
An electromagnetic relay for switching which of the motor drive power line and the generated power line is energized with the inverter;
Applied to a power supply system comprising:
Short control means for controlling a switching element of the inverter so as to short-circuit at least one of a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil of the motor generator;
The power line control device, wherein the electromagnetic relay is switched and operated in a state in which the ground is short-circuited by the short control means.
前記ショート制御手段による制御を実施することなく前記電磁リレーを切り替え作動させることを特徴とする請求項1に記載の電力ライン制御装置。 When switching from the motor drive power line to the generated power line when the rotation speed of the output shaft is in a very low speed state below a predetermined value,
The power line control device according to claim 1, wherein the electromagnetic relay is switched and operated without performing control by the short control means.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015068297A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 本田技研工業株式会社 | Start generation device of engine |
US10861626B2 (en) | 2015-09-04 | 2020-12-08 | Korea Electrotechnology Research Institute | High-temperature superconducting coil having smart insulation, high-temperature superconducting wire used therefor, and manufacturing method therefor |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07241002A (en) * | 1994-02-24 | 1995-09-12 | Toyota Motor Corp | Leak detector of electric car |
JPH1094191A (en) * | 1996-09-19 | 1998-04-10 | Toyota Motor Corp | Abnormality detector for power supply changeover switch |
JPH1094192A (en) * | 1996-09-19 | 1998-04-10 | Toyota Motor Corp | Controller of power supply changeover switch |
JP2002098032A (en) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Honda Motor Co Ltd | Power supply device for vehicle |
JP2009012508A (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Mazda Motor Corp | Control unit of hybrid vehicle |
JP2009183011A (en) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Japan Steel Works Ltd:The | Method and apparatus for stopping servo motor |
JP2009284575A (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | Device for controlling traveling mechanism, and construction machine using the device |
JP2010045946A (en) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Yanmar Co Ltd | Power supply circuit for current type inverter |
JP2010252580A (en) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Daikin Ind Ltd | Power circuit |
JP2011083123A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Denso Corp | Device for controlling power conversion circuit |
-
2011
- 2011-07-20 JP JP2011159136A patent/JP5765108B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07241002A (en) * | 1994-02-24 | 1995-09-12 | Toyota Motor Corp | Leak detector of electric car |
JPH1094191A (en) * | 1996-09-19 | 1998-04-10 | Toyota Motor Corp | Abnormality detector for power supply changeover switch |
JPH1094192A (en) * | 1996-09-19 | 1998-04-10 | Toyota Motor Corp | Controller of power supply changeover switch |
JP2002098032A (en) * | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Honda Motor Co Ltd | Power supply device for vehicle |
JP2009012508A (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-22 | Mazda Motor Corp | Control unit of hybrid vehicle |
JP2009183011A (en) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Japan Steel Works Ltd:The | Method and apparatus for stopping servo motor |
JP2009284575A (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | Device for controlling traveling mechanism, and construction machine using the device |
JP2010045946A (en) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Yanmar Co Ltd | Power supply circuit for current type inverter |
JP2010252580A (en) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Daikin Ind Ltd | Power circuit |
JP2011083123A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Denso Corp | Device for controlling power conversion circuit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015068297A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 本田技研工業株式会社 | Start generation device of engine |
US10861626B2 (en) | 2015-09-04 | 2020-12-08 | Korea Electrotechnology Research Institute | High-temperature superconducting coil having smart insulation, high-temperature superconducting wire used therefor, and manufacturing method therefor |
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Publication number | Publication date |
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