JP2993352B2 - リターダ装置 - Google Patents

リターダ装置

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JP2993352B2 JP6017469A JP1746994A JP2993352B2 JP 2993352 B2 JP2993352 B2 JP 2993352B2 JP 6017469 A JP6017469 A JP 6017469A JP 1746994 A JP1746994 A JP 1746994A JP 2993352 B2 JP2993352 B2 JP 2993352B2
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はリターダ装置、特に高圧
巻線と低圧巻線の2重巻線を有する誘導モータを用いた
リターダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば特開平4−20790
0号公報などにおいて、機関クランクシャフトと変速機
との間に直列に配置されたかご型多相誘導モータとイン
バータを介してこの誘導モータのステータ側に電気的に
接続されたバッテリとを有し、機関制動時にこの誘導モ
ータにより電気制動すると共に、誘導モータを発電機と
して機能させ、機械的エネルギを電気エネルギに変換し
てバッテリを充電し、機関始動時及び加速時に充電され
た電気エネルギを利用して誘導モータを電動機として機
能させ、スタータ及び加速アシスト装置として使用する
リターダ装置が開発されている。このようなリターダ装
置のかご型多相誘導モータは、機関始動時及び加速時に
直接機関クランクシャフトを回転させるために高トルク
を発生できるものでなければならず、したがって高電圧
駆動誘導モータが使用され、バッテリ電圧もそれに合わ
せて高電圧が用いられている。
【0003】一方、車両における電子制御装置(EC
U)やヘッドランプ等の電装品は一般的な直流低電圧仕
様であり、したがって前述の高バッテリ電圧を降圧させ
るためのDC−DCコンバータが必要となる。このDC
−DCコンバータは一般に高価なものであり、したがっ
てリターダ装置のコストを大幅に増加させてしまう問題
があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のリ
ターダ装置においてはバッテリ電圧が高圧であるために
不要なコスト増加を招く問題があった。そこで、本願出
願人は先に特願平5−84660号にて以下のようなリ
ターダ装置を提案した。すなわち、機関駆動系に装着さ
れた多相誘導モータのステータが高圧巻線と低圧巻線と
からなる2重巻線構造を有し、第1の制御手段により高
圧巻線及び高圧バッテリを使用して多相誘導モータを機
関運転状態により電動機又は発電機として機能させ、第
2の制御手段が低圧巻線及び電装品用の低圧バッテリを
使用して多相誘導モータを機関運転状態により発電機と
して機能させる構成である。図3にはこのリターダ装置
の概略構成が示されている。図において、誘導モータ4
のステータには高圧巻線2と低圧巻線3が設けられてお
り、高圧巻線2は高圧インバータ5を介して高圧バッテ
リ11に接続され、低圧巻線3は低圧インバータ6を介
して低圧バッテリ(補機用バッテリ)8に接続されてい
る。高圧バッテリ11はパワーステアリングやエアコン
等の高圧系負荷に接続され、一方低圧バッテリ8はEC
Uやヘッドランプ等の12V系負荷に接続される。低圧
巻線3及び低圧バッテリ8を使用して誘導モータ4を発
電機として機能させることにより、電装品への電力供給
を低圧で行うことができ、従来必要とされていた高価な
DC−DCコンバータを不要としリターダ装置のコスト
アップを防止することが可能となる。
【0005】ここで、低圧巻線3、低圧インバータ6を
用いて低圧バッテリ8に電力を供給するのは、車両制動
時、車両定常走行時、及び機関アイドル状態時である。
この時、低圧バッテリ8が過充電しないように、低圧バ
ッテリ8の電圧に応じた磁束を高圧巻線2が発生するよ
うに高圧インバータ5は制御される。
【0006】したがって、低圧巻線3や低圧インバータ
6を含む低圧系に断線等が生じた場合には、本来低圧系
に供給されるべき電力が全て高圧系に供給されることと
なり、高圧バッテリ11が過充電となってその電圧が最
大許容電圧を越えてしまう問題があった。また、このよ
うに低圧系に電力が供給されない場合には、高圧巻線2
により発生する磁束により誘導モータのトルクが急に増
加し、車両走行中にトルクショックを生じる虞がある。
【0007】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は低圧巻線及び低圧インバータを含
む低圧系に断線が生じた場合でも、高圧バッテリが過充
電することなく、また不要なトルクショック等を生じる
ことのない、より安全性が強化されたリターダ装置を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のリターダ装置は、機械駆動系に接続されそ
のステータが高圧巻線と低圧巻線の2重巻線を有する多
相誘導モータと、高圧インバータを介して前記高圧巻線
に接続される高圧バッテリと、低圧インバータを介して
前記低圧巻線に接続される低圧バッテリと、を備え、前
記多相誘導モータを電動機または発電機として機能させ
るリターダ装置において、前記低圧巻線から前記低圧バ
ッテリに至る電流経路の断線を検出する断線検出手段
と、所定の機関運転状態において前記断線検出手段で断
線が検出された場合に、前記高圧巻線で発生する磁束を
減少させるべく前記高圧インバータを制御する制御手段
と、を有することを特徴とする。
【0009】
【作用】このように、本発明のリターダ装置において
は、断線検出手段により低圧巻線から低圧バッテリに至
る電流経路の断線を検出する。そして、車両制動時や車
両定常走行時等低圧系に電力が供給される所定の機関運
転状態において断線を検出した場合には、高圧バッテリ
の過充電や不要なトルクショックを防止すべく、高圧巻
線により生じる磁束を減少させて過剰な電力が高圧系に
供給されるのを防ぐと共に、誘導モータの機械出力を断
線によらず維持する。
【0010】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明のリターダ装
置の実施例について説明する。
【0011】図1には本実施例のリターダ装置の構成が
示されている。誘導モータ4のステータには高圧巻線2
及び低圧巻線3が装着されており、誘導モータ4の一端
は機関クランクシャフトを介してエンジンE/G1に接
続され、また他端は変速機13に直結されている。誘導
モータ4の高圧巻線2は高圧インバータ5を介して直流
の高圧バッテリ11とこの高圧バッテリ11に並列に接
続された抵抗9及びその通電を制御するチョッパ10へ
接続されている。また、低圧巻線3は低圧インバータ6
を介して直流の低圧バッテリ8に接続されている。低圧
インバータ6と低圧バッテリ8との間には接続制御用の
コンタクタ7が設けられている。この低圧バッテリ8は
車両の電装品、例えばヘッドランプ等の12V系負荷に
電力を供給するためのものである。低圧インバータ6は
トランジスタ及びダイオードから構成され、誘導モータ
4を発電機として機能させ、充電側に制御されるときに
は低圧巻線3で発生した交流電圧を直流電圧に変換して
低圧バッテリ8へ充電することを可能にする。高圧イン
バータ5も低圧インバータ6と同様であるが、さらに高
圧巻線2へ印加する電圧及び周波数を変化させて磁束及
び誘導モータトルクを変化させることができる。
【0012】さらに、機関運転状態により、高圧インバ
ータ5、低圧インバータ6、チョッパ10及びコンタク
タ7を制御するための電子制御装置ECU12が設けら
れ、このECU12には高圧バッテリ11の電圧及び電
流、低圧バッテリ8の電圧、高圧巻線2の電流、誘導モ
ータ4のロータ回転数すなわち機関回転数、変速機13
のギア比、エンジンE/G1の点火信号、アクセル開
度、ブレーキ油圧、イグニッションスイッチI/G、ス
タータオン信号S/T、車速及びブレーキスイッチ信号
が入力される。また、低圧巻線3から低圧インバータ6
へ供給される交流電流ILa、ILb、ILcもECU12に
供給され、これらの電流値をモニタすることにより、低
圧巻線3から低圧バッテリ8に至る電流経路に断線が生
じたか否かを検出する。すなわち、ECU12が低圧巻
線3から低圧バッテリ8に至る電流経路の断線を検出す
る断線検出手段と、所定の機関運転状態において断線が
検出された場合に高圧巻線2で発生する磁束を変化させ
るべく高圧インバータ5を制御する制御手段を兼ねてい
る。なお、実施例では、ILa、ILb、ILcをモニタする
ことにより断線を検出するが、低圧系の断線を検出する
方法として、この他にコンタクタに流れる電流をモニタ
する方法、低圧バッテリ8の電圧の変化を(すなわち、
電圧上昇が0)をモニタする方法がある。
【0013】以下、図2の処理フローチャートを用いて
ECU12の動作を詳細に説明する。図2においてまず
ECU12は機関運転状態が所定の状態であるか否かを
判定する(S101)。所定の状態とは、車両がアイド
ル状態か、定常走行状態か、あるいは制動状態のいずれ
かである。これら各場合には、低圧巻線3及び低圧イン
バータ6により低圧バッテリ8に電力が供給される。こ
れら各状態における高圧インバータ5、低圧インバータ
6、コンタクタ7等の制御は前述した特願平5−846
60号に詳述されているが、参考のため以下これら各状
態における制御を概説する。機関アイドル状態において
は、ECU12はコンタクタ7をオンとし、低圧インバ
ータ6を介して低圧バッテリ8の充電が実行される。こ
の充電電圧が低圧バッテリ8の最大許容電圧以下となる
ように機関回転数を考慮して高圧巻線2で発生する磁束
を算出して、高圧インバータ5の動作を制御する。機関
定常走行時においても、機関アイドル状態と同様にコン
タクタ7をオンとし、低圧バッテリ8の電圧が最大許容
電圧以下となるように高圧巻線2により発生する磁束を
算出し、高圧インバータ5の動作が制御される。機関制
動時においては、いわゆる回生制動により高圧インバー
タ5を介して高圧バッテリ11の充電が行われるととも
に、低圧バッテリ8への充電を行うためにコンタクタ7
をオンとして、最大許容電圧以下となるように高圧巻線
2により発生する磁束を算出し、高圧インバータ5の動
作を制御する。なお、車両制動時において、低圧バッテ
リ8の充電が不要の場合には、高圧巻線2に発生する磁
束が最大値となるように高圧インバータ5を制御し、高
圧バッテリ11の過充電を防止するために余剰電流を抵
抗9の発熱により排出させるべく高圧バッテリ11の電
圧を基にチョッパ10のデューティー比が算出される。
【0014】図2において、機関が所定状態であると判
定された場合には、低圧バッテリ8への充電が行われる
ため次にECU12は入力された低圧巻線3から低圧イ
ンバータ6への交流電流ILa、ILb、ILcのいずれかが
0であるか否かを判定する(S102)。これら交流電
流のいずれもが0でない場合には、低圧系に断線は発生
していないと判定され、前述した通常の充電制御、すな
わち低圧バッテリ8の電圧に応じた磁束指令値を算出
し、高圧インバータ5の動作制御を行う。具体的には、
磁束φを φ=VB /(K1 E/G ) により算出し(S103)、磁束がこの値となるように
ベクトル演算して(S104)、高圧インバータ5を制
御する。一方、交流電流ILa、ILb、ILcのいずれかが
0である場合には、低圧系に断線が生じたと判定され
る。低圧系充電時に低圧系の断線が生じた場合には、本
来低圧系に供給されるべき電力が全て高圧系に供給され
ることとなり、高圧バッテリ11の過充電が生じるおそ
れがある。また、高圧巻線2により生じる磁束のエネル
ギが全て誘導モータのトルク発生に寄与することとなる
ため、誘導モータにトルクショックが起こり得る。この
ような自体を防止すべく、低圧系に断線が生じたと判定
した場合には、ECU12は磁束の指令値をφ0 に減少
させ(S105)、警報ランプ等により警報を報知して
(S106)、運転者などに注意を促す。このφ0 は高
圧バッテリ11の電圧を急に増加させたり、誘導モータ
の機関出力を急に上昇させてトルクショックを生じさせ
るような値に設定される。
【0015】すなわち、断線検出時における磁束をφ、
断線検出後に生じさせる磁束をφ0とすると、φ>φ0
である。このように、高圧巻線2により発生させる磁束
を減少させるように高圧インバータ5の動作を制御する
ことにより、高圧バッテリ11が過充電するのを防ぐと
ともに、不要なトルクショックが生じることも防止でき
る。なお、ECUには低圧系の断線を検出した場合にコ
ンタクタ7をOFF制御してもよい。
【0016】以上本発明の実施例について説明したが、
本実施例には特許請求の範囲に記載された技術事項以外
に以下のような実施態様が含まれることを付記してお
く。
【0017】(1)請求項1記載のリターダ装置におい
て、前記断線検出手段は、前記低圧巻線から前記低圧イ
ンバータに流れる電流が0であるか否かを判定すること
により断線を検出することを特徴とするリターダ装置。
【0018】(2)請求項1記載のリターダ装置におい
て、前記断線検出手段は、前記低圧インバータから前記
低圧バッテリに流れる電流が0であるか否かを判定する
ことにより断線を検出することを特徴とするリターダ装
置。
【0019】(3)請求項1記載のリターダ装置におい
て、前記断線検出手段は、前記低圧バッテリの電圧変化
から断線を検出することを特徴とするリターダ装置。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のリターダ
装置によれば、低圧巻線から低圧バッテリに至る電流経
路に断線が生じた場合でも、高圧バッテリの過充電や不
要なトルクショックが発生するのを効果的に防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の回路構成図である。
【図2】本発明の実施例における処理フローチャートで
ある。
【図3】高圧巻線及び低圧巻線の2重巻線構造を有する
誘導モータを用いたリターダ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
2 高圧巻線 3 低圧巻線 4 誘導モータ 5 高圧インバータ 6 低圧インバータ 12 ECU
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60L 7/20 B60L 3/00 B60L 11/14 H02K 7/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機械駆動系に接続されそのステータが高
    圧巻線と低圧巻線の2重巻線を有する多相誘導モータ
    と、 高圧インバータを介して前記高圧巻線に接続される高圧
    バッテリと、 低圧インバータを介して前記低圧巻線に接続される低圧
    バッテリと、 を備え、前記多相誘導モータを電動機または発電機とし
    て機能させるリターダ装置において、 前記低圧巻線から前記低圧バッテリに至る電流経路の断
    線を検出する断線検出手段と、 所定の機関運転状態において前記断線検出手段で断線が
    検出された場合に、前記高圧巻線で発生する磁束を減少
    させるべく前記高圧インバータを制御する制御手段と、 を有することを特徴とするリターダ装置。
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