JP3060455B2 - Voltage supply device - Google Patents

Voltage supply device

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JP3060455B2
JP3060455B2 JP63084499A JP8449988A JP3060455B2 JP 3060455 B2 JP3060455 B2 JP 3060455B2 JP 63084499 A JP63084499 A JP 63084499A JP 8449988 A JP8449988 A JP 8449988A JP 3060455 B2 JP3060455 B2 JP 3060455B2
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英男 河村
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はバッテリからの供給電圧の低下を補償する電
圧供給装置に関し、特に大出力電動機などの始動時の一
時電圧低下を補う電圧供給装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a voltage supply device that compensates for a decrease in supply voltage from a battery, and more particularly to a voltage supply device that compensates for a temporary voltage decrease at the time of starting a high-output motor or the like. .

(従来の技術) 近年、エンジンの排気エネルギーにより駆動されるタ
ービンに空気を圧縮するコンプレッサを取付けてエンジ
ンに送気し、過給作動を行うターボチャージャが車両に
装備され、吸気の過給によりエンジン出力の増大が計ら
れている。
(Prior Art) In recent years, a vehicle is equipped with a turbocharger that performs a supercharging operation by mounting a compressor that compresses air on a turbine driven by exhaust energy of the engine to send air to the engine and perform a supercharging operation. The increase in output is measured.

また、この種のターボチャージャのタービンシャフト
に電動−発電機となる回転電機を取付け、エンジンの負
荷や回転数の検出手段からの信号に応じて回転電機を制
御する内燃機関のターボチャージャの提案が特開昭62−
48931号公報に開示されている。
In addition, there has been proposed a turbocharger for an internal combustion engine in which a rotating electric machine serving as an electric-generator is mounted on a turbine shaft of this kind of turbocharger and the rotating electric machine is controlled in accordance with a signal from a means for detecting an engine load and the number of revolutions. JP-A-62-
No. 48931.

そして、エンジンの重負荷低回転時にはターボチャー
ジャに取付けた回転電機にバッテリから電力を供給して
電動機として作動させ、ターボチャージャの過給作動を
助勢することにより、エンジンの低速時のトルクの向上
を計っている。
When the engine is running at a low load, the electric power is supplied from the battery to the rotating electrical machine attached to the turbocharger, and the rotating electric machine is operated as an electric motor.The turbocharger assists the supercharging operation, thereby improving the torque at low engine speeds. I'm measuring.

(発明が解決しようとする課題) 上述のようなターボチャージャに取付けた回転電機を
電動機として駆動する初期には、バッテリから大電力が
回転電機の駆動装置を介して流れ、例えば数秒間はバッ
テリ電圧の低下のため、前照灯などの車載機器の機能が
低下する問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) At the initial stage of driving the rotating electric machine mounted on the turbocharger as described above as an electric motor, a large amount of electric power flows from the battery through the driving device of the rotating electric machine. Therefore, there is a problem that functions of the on-vehicle devices such as a headlight are deteriorated.

なおバッテリを電源とする機器としてはエンジンのス
タータが大電流を消費するが、この場合はエンジン始動
時で車両が停止中のため、他の車載機器への電圧が低下
しても支障が少ないことになる。
As a device powered by a battery, the starter of the engine consumes a large amount of current.However, in this case, since the vehicle is stopped when the engine is started, there is little problem even if the voltage to other in-vehicle devices drops. become.

したがって、本発明は前述のような問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は回転電機の始動時のように
一時的にバッテリからの供給電圧が低下したとき、他の
機器への電圧低下の影響を少なくしようとする電圧供給
装置を提供するにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to reduce the voltage to other devices when the supply voltage from the battery temporarily drops, such as when starting a rotating electric machine. It is an object of the present invention to provide a voltage supply device for reducing the influence of the voltage supply.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、必要に応じてターボチャージャの過
給活動を助成する回転電機を含む複数の機器が1つのバ
ッテリを共用する電源供給装置において、電源低下防止
を要する機器と電源となる該バッテリとの間に設けられ
たインバータ手段と、前記インバータ手段と前記電源低
下防止を要する機器との間に設けられ、外部信号により
リアクタンス可変自在な制御回路と、前記バッテリの電
圧を検知し、過給活動の助成によって発生する電圧の低
下に対応して前記制御回路のリアクタンスを減少せしめ
て電源電圧低下防止を要する装置への供給電圧を一定に
保持せしめるコントロール手段と、を具備してなる電圧
供給装置が提案される。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in a power supply device in which a plurality of devices including a rotating electric machine that supports a supercharging activity of a turbocharger share a single battery as needed, a power supply reduction is prevented. An inverter means provided between the device requiring the power supply and the battery serving as a power supply; a control circuit provided between the inverter means and the equipment requiring the power-supply reduction prevention; Control means for detecting the voltage of the battery, reducing the reactance of the control circuit in response to the voltage drop generated by the assistance of the supercharging activity, and keeping the supply voltage to the device requiring the power supply voltage drop prevention constant. Are proposed.

(作用) 本発明の上記で定義した電圧供給装置では、車載電気
機器への電源供給回路に直流を交流に変換する電力変換
手段となるスイッチング回路と、2次巻線を有する鉄心
型リアクトルとを直列接続して設け、供給電圧の低下に
対応してリアクトルのリアクタンス値を下げて交流電力
の通過を容易にして供給電圧の低下を補う作用がある。
(Operation) In the above-defined voltage supply device of the present invention, the power supply circuit for the vehicle-mounted electric device includes a switching circuit serving as power conversion means for converting DC to AC, and an iron core type reactor having a secondary winding. It is provided in series, and has the effect of reducing the reactance value of the reactor in response to the decrease in the supply voltage, facilitating the passage of AC power, and compensating for the decrease in the supply voltage.

(実施例) つぎに本発明の電圧供給装置の実施例について図面を
用いて詳細に説明する。
(Example) Next, an example of the voltage supply device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
り、第2図はターボチャージャに取付けた回転電機の一
例の説明図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a rotating electric machine attached to a turbocharger.

第2図において、10はエンジンで、吸気管1aを通じて
吸入する空気と供給燃料との燃焼エネルギーにより運転
するものであり、燃焼後の排気ガスは排気管1bを介して
排出される。
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an engine, which is operated by the combustion energy of air supplied through an intake pipe 1a and supplied fuel, and exhaust gas after combustion is discharged through an exhaust pipe 1b.

1はターボチャージャで、排気管1bと吸気管1aとに接
続され、排気ガスエネルギーにより駆動されるタービン
1Cと、タービン1Cの回転軸に取付けられて空気を圧縮す
るコンプレッサ1dとを備え、コンプレッサ1dの回転によ
り生ずる圧気を吸気管1aを介してエンジン10に送気し、
エンジン10の出力を増大させるものであり、タービン1c
とコンプレッサ1dとの間には電動−発電機となる回転電
機2が取付けられている。
Reference numeral 1 denotes a turbocharger, which is connected to an exhaust pipe 1b and an intake pipe 1a, and is driven by exhaust gas energy.
1C, a compressor 1d attached to the rotating shaft of the turbine 1C and compresses air, and sends compressed air generated by rotation of the compressor 1d to the engine 10 through the intake pipe 1a,
The output of the engine 10 is increased, and the turbine 1c
A rotary electric machine 2 serving as a motor-generator is mounted between the compressor and the compressor 1d.

そして、エンジン10が低回転で重負荷時には図示して
いないバッテリから回転電機に電力を供給して回転駆動
させ、コンプレッサ1dを付勢することによりターボチャ
ージャ1の過給作動を助勢するものである。
When the engine 10 is at a low rotation speed and a heavy load, the electric power is supplied from a battery (not shown) to the rotating electric machine to rotate the rotating electric machine, thereby energizing the compressor 1d to assist the supercharging operation of the turbocharger 1. .

第1図において、ターボチャージャ1に設けられた回
転電機2はバッテリ3を電源として昇圧器4aおよびイン
バータ4bを介して電力が供給されるものであり、昇圧器
4aは直流入力をスイッチング素子を用いて脈流にした電
力を変圧器にて昇圧後、整流して高い電圧の直流電力に
するもので、インバータ4bは半導体制御素子を用いてオ
ン/オフ制御して、直流電力を所定周波数の交流電力に
するものであり、これらの昇圧器4aおよびインバータ4b
はともに後述するコントローラ5からの指令により制御
されるよう構成されている。
In FIG. 1, a rotary electric machine 2 provided in a turbocharger 1 is supplied with power via a booster 4a and an inverter 4b using a battery 3 as a power source.
4a is a DC input that uses a switching element to make a pulsating electric power, which is boosted by a transformer and then rectified into a high-voltage DC electric power, and the inverter 4b is turned on / off using a semiconductor control element. Thus, the DC power is converted into AC power of a predetermined frequency, and the booster 4a and the inverter 4b
Are configured to be controlled by a command from a controller 5 described later.

6は車載の電機負荷で、例えば前照灯のように車両の
走行に必要な電気機器で供給電圧が低下するとその機能
が不十分となるため所定電圧の供給が必要なものであ
る。
Reference numeral 6 denotes an on-vehicle electric load, for example, an electric device required for running the vehicle, such as a headlight, whose function becomes insufficient when the supply voltage is reduced, so that a predetermined voltage needs to be supplied.

このため、バッテリ3からの直流電力を直接に電気負
荷6に加えることなく、本実施例においては電力変換手
段となるスイッチング回路7、制御回路8および整流回
路9を設けて電気負荷6に電力供給するものである。
Therefore, in this embodiment, the switching circuit 7, the control circuit 8, and the rectifying circuit 9 are provided to supply electric power to the electric load 6 without directly applying the DC power from the battery 3 to the electric load 6. Is what you do.

そして、スイッチング回路7は半導体制御素子7aとパ
ルス発生器7bおよび変圧器7cとを備えており、バッテリ
3からスイッチング回路7に供給される電力は、パルス
発生器7bからのパルス信号に応じて回路を開閉する半導
体制御素子7aにより脈流となり、トランス7cにより昇圧
されるものでいわゆるインバータ手段ある。
The switching circuit 7 includes a semiconductor control element 7a, a pulse generator 7b, and a transformer 7c. The power supplied from the battery 3 to the switching circuit 7 is controlled by a circuit according to a pulse signal from the pulse generator 7b. This is a so-called inverter means, which forms a pulsating flow by the semiconductor control element 7a which opens and closes, and is boosted by the transformer 7c.

また、制御回路8はリアクトル8aと2次電源8bとを備
え、2次電源8bからの電力をリアクトル8aの2次巻線に
供給してリアクトル8aの鉄心の磁気飽和度を制御するこ
とにより、リアクトル8aの1次側リアクタンスを変えて
通過する交流電力を制御するものであり、整流回路9は
整流器9aと平滑コンデンサ9bとを備え、制御回路8を通
過する交流電力を整流して平滑することにより直流電力
に変換するものである。
Further, the control circuit 8 includes a reactor 8a and a secondary power supply 8b, and supplies power from the secondary power supply 8b to a secondary winding of the reactor 8a to control the magnetic saturation of the core of the reactor 8a. The rectifier circuit 9 includes a rectifier 9a and a smoothing capacitor 9b. The rectifier circuit 9 includes a rectifier 9a and a smoothing capacitor 9b. The rectifier circuit 9a rectifies and smoothes the AC power passing through the control circuit 8. Is converted into DC power.

なお、上記のスイッチング回路7のパルス発生器8a
と、制御回路8の2次電源8bはそれぞれコントローラ5
からの制御指令を受令して、パルス信号の周波数、リア
クトル8aの2次巻線への供給電力を制御するよう構成さ
れている。
The pulse generator 8a of the switching circuit 7 described above
And the secondary power supply 8b of the control circuit 8 is connected to the controller 5
, And controls the frequency of the pulse signal and the power supplied to the secondary winding of the reactor 8a.

コントローラ5はマイクロコンピュータよりなり、プ
ロセッサ、各種メモリ、入/出力回路などを有し、電気
負荷6の低下した端子電圧値が入力されるとパルス発生
器7aや2次電源8bへ指令を発して適正な所定の電圧値と
なるよう制御するものである。この他、回転電機2の始
動時には昇圧器4a、およびインバータ4bに対してコント
ローラ5からそれぞれ制御指令が発せられるよう構成さ
れている。
The controller 5 is composed of a microcomputer and includes a processor, various memories, input / output circuits, and the like. When a reduced terminal voltage value of the electric load 6 is input, the controller 5 issues a command to the pulse generator 7a and the secondary power supply 8b. The control is performed so as to obtain an appropriate predetermined voltage value. In addition, when the rotating electric machine 2 is started, a control command is issued from the controller 5 to the booster 4a and the inverter 4b.

このような構成の本実施例の作動を説明すると、回転
電機2が電動機作動していないとき、電気負荷6への供
給電力はスイッチング回路7のトランス7cにより昇圧さ
れるが、リアクトル8aの2次電源8bから鉄心への制御が
少なく、大きいリアクタンスにより電流が制御されるこ
とにより整流回路9からの直流出力は電気負荷6の適正
電圧に保たれている。
The operation of the present embodiment having such a configuration will be described. When the rotating electric machine 2 is not operating the electric motor, the power supplied to the electric load 6 is boosted by the transformer 7c of the switching circuit 7, but the secondary power of the reactor 8a The DC output from the rectifier circuit 9 is maintained at an appropriate voltage of the electric load 6 by controlling the current from the power supply 8b to the iron core with a small amount and controlling the current with a large reactance.

つぎにエンジンへの吸気の過給を助勢のため、コント
ローラ5から昇圧器4aおよびインバータ4bに指令が発せ
られてバッテリ3から駆動用電力が供給されると、回転
電機2の始動時の負荷電流が大きいため、バッテリ3の
内部抵抗などによりバッテリ3の端子電圧が低下する。
Next, a command is issued from the controller 5 to the booster 4a and the inverter 4b to supply driving power from the battery 3 to assist in supercharging the intake air to the engine. Is large, the terminal voltage of the battery 3 decreases due to the internal resistance of the battery 3 and the like.

このため、スイッチング回路7、制御回路8および整
流回路9を介して電気負荷6に到達する電圧が変化して
低下することになるが、コントローラ5はこの電圧変化
を検知して、制御回路8の2次電源8bに指令を行い、リ
アクトル8aの2次巻線に電流を通じて鉄心の磁束を増し
飽和させるよう発令する。このことによりリアクトル8a
の1次側リアクタンスが減ずるので、トランス7cの2次
側の交流電力はリアクトル8aにより制御されること少な
く整流回路9に達し、所定の供給電圧となって電気負荷
6に印加されることになる。したがって上述のようにコ
ントローラ5は低下した電圧に応じて、リアクトル8aの
リアクタンス値を減ずるため、電気負荷6への供給電圧
は補償されることになり、電気負荷6の機能は低下する
ことなく保持されるものである。
Therefore, the voltage that reaches the electric load 6 via the switching circuit 7, the control circuit 8, and the rectifier circuit 9 changes and decreases. The controller 5 detects this voltage change and A command is issued to the secondary power supply 8b to instruct the secondary winding of the reactor 8a to increase and saturate the magnetic flux of the iron core by passing a current through the secondary winding. This allows reactor 8a
Of the transformer 7c, the AC power on the secondary side of the transformer 7c reaches the rectifier circuit 9 without being controlled by the reactor 8a, and becomes a predetermined supply voltage to be applied to the electric load 6. . Therefore, as described above, the controller 5 reduces the reactance value of the reactor 8a according to the reduced voltage, so that the supply voltage to the electric load 6 is compensated, and the function of the electric load 6 is maintained without deterioration. Is what is done.

以上のように本発明を1実施例によって説明したが、
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment.
Various modifications are possible within the scope of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 本発明は車載電気機器の電源供給回路にスイッチング
回路とリアクトルを用いた制御回路などを備え、電気機
器への供給電圧が低下するときは、供給電圧の低下に対
応してリアクトルのリアクタンス値を変化させ、リアク
トルによる電圧降下を減じて供給電圧の低下を補償する
ので、電気機器への電圧低下の影響は少なくなる効果が
生ずる。
(Effects of the Invention) The present invention includes a switching circuit and a control circuit using a reactor in a power supply circuit of an in-vehicle electric device. When the supply voltage to the electric device decreases, the reactor responds to the decrease in the supply voltage. Is changed, and the voltage drop due to the reactor is reduced to compensate for the drop in the supply voltage, so that the effect of the voltage drop on the electric equipment is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第2
図はターボチャージャに取付けた回転電機の一例の説明
図である。 1……ターボチャージャ、2……回転電機、3……バッ
テリ、5……コントローラ、6……電気負荷、7……ス
イッチング回路、8……制御回路。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is an explanatory view of an example of a rotating electric machine attached to a turbocharger. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... turbocharger, 2 ... rotating electric machine, 3 ... battery, 5 ... controller, 6 ... electric load, 7 ... switching circuit, 8 ... control circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−106875(JP,A) 特開 昭56−115179(JP,A) 特開 昭52−35038(JP,A) 実開 昭59−30689(JP,U) 実開 昭55−85308(JP,U) 実開 昭58−57241(JP,U) 実開 昭61−89915(JP,U) 実開 昭62−21783(JP,U) 実開 昭58−159893(JP,U) 実公 昭43−29692(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60R 16/02 F02B 37/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-106875 (JP, A) JP-A-56-115179 (JP, A) JP-A-52-35038 (JP, A) 30689 (JP, U) Fully open 1979-85308 (JP, U) Fully open, 58-57241 (JP, U) Fully open, 61-89915 (JP, U) Fully open, 62-21783 (JP, U) 58-15893 (JP, U) 43-29692 (JP, Y1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B60R 16/02 F02B 37/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】必要に応じてターボチャージャの過給活動
を助成する回転電機を含む複数の機器が1つのバッテリ
を共用する電源供給装置において、 電源低下防止を要する機器と電源となる該バッテリとの
間に設けられたインバータ手段と、 前記インバータ手段と前記電源低下防止を要する機器と
の間に設けられ、外部信号によりリアクタンス可変自在
な制御回路と、 前記バッテリの電圧を検知し、過給活動の助成によって
発生する電圧の低下に対応して前記制御回路のリアクタ
ンスを減少せしめて電源電圧低下防止を要する装置への
供給電圧を一定に保持せしめるコントロール手段と、 を具備してなる電圧供給装置。
1. A power supply apparatus in which a plurality of devices including a rotating electric machine for assisting a supercharging activity of a turbocharger share a single battery as required. An inverter means provided between the inverter means and the device which requires prevention of power supply drop, a control circuit capable of changing the reactance by an external signal, and detecting a voltage of the battery, Control means for reducing the reactance of the control circuit in response to the voltage drop generated by the assistance of (1) to maintain a constant supply voltage to a device requiring a power supply voltage drop prevention.
【請求項2】前記インバータ手段は、直流を交流に変換
するスイッチング回路と、変換された交流を昇圧する手
段とを有することを特徴とする請求項(1)に記載の電
圧供給装置。
2. The voltage supply device according to claim 1, wherein said inverter means includes a switching circuit for converting DC to AC, and means for boosting the converted AC.
【請求項3】前記制御回路は、鉄心の磁気飽和量を制御
してリアクタンスを可変にせしめることを特徴とする請
求項(1)に記載の電圧供給装置。
3. The voltage supply device according to claim 1, wherein the control circuit controls a magnetic saturation amount of the iron core to make the reactance variable.
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