JP3097482B2 - リターダ装置 - Google Patents

リターダ装置

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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、特にモー
タ/ジェネレータを駆動するキャパシタの自己放電対策
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば特開平4−20790
0号公報等において、機関クランクシャフトとトランス
ミッションとの間に直列に接続されたモータ/ジェネレ
ータ(以下、M/Gという)と、インバータを介してこ
のM/Gのステータ側に電気的に接続されたキャパシタ
とを有し、機関制動時にM/Gをジェネレータとして機
能させて回生制動し機械エネルギを電気エネルギに変換
してキャパシタを充電し、一方、機関始動時及び加速時
にはキャパシタに充電された電気エネルギを利用してM
/Gをモータとして機能させ、スタータ及び加速アシス
トを行い燃費向上を図るリターダ装置が開発されてい
る。
【0003】このようなリターダ装置のM/G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する必要があり、従ってキャ
パシタの電圧もそれに合わせて高電圧(200V以上)
のものが用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両走
行終了後に長期間放置すると、キャパシタの自己放電に
より蓄積された電気エネルギが減少し、端子間電圧が著
しく低下してしまう。従って、長期間放置した後のエン
ジン始動及び車両加速時のトルクアシストが不可能とな
り、燃費向上という所期の目的が達成できなくなる問題
があった。
【0005】本発明は上記従来技術の有する課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、期間停止後長期間放
置しても、キャパシタの電気エネルギの減少を防止して
燃費向上を図ることができるリターダ装置を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のリターダ装置は、機械駆動系に接続
されるM/Gと、インバータを介して前記M/Gに接続
されるキャパシタとを備えるリターダ装置において、前
記キャパシタと補機電力供給用のバッテリ間に接続され
る双方向DC−DCコンバータと、機関停止時は前記キ
ャパシタに保持された電力を前記バッテリに供給し、機
関始動時は前記バッテリに保持された電力を前記キャパ
シタに供給すべく前記DC−DCコンバータの動作を制
御する制御手段とを有することを特徴とする。
【0007】また、上記目的を達成するために、請求項
2記載のリターダ装置は、請求項1記載のリターダ装置
において、さらに、前記キャパシタの充電量を監視する
監視手段を有し、前記制御手段は、前記キャパシタから
前記バッテリへ電力を供給後、前記キャパシタの充電量
が第1の所定量以下となった場合に前記バッテリから前
記キャパシタへ電力を供給し前記キャパシタの充電量を
第2の所定量以上に保持すべく前記DC−DCコンバー
タの動作を制御することを特徴とする。
【0008】
【作用】請求項1記載のリターダ装置では、機関停止時
にキャパシタに蓄えられた電気エネルギを双方向DC−
DCコンバータで補機バッテリに移送し、キャパシタの
自己放電によるエネルギ損失を防止する。補機バッテリ
に移送された電気エネルギは、機関始動時に再びキャパ
シタに移送され、M/Gに供給される。
【0009】請求項2記載のリターダ装置では、キャパ
シタに蓄えられた電気エネルギを補機バッテリに移送す
るに際し、キャパシタの充電量をある一定値に保持す
る。これにより、キャパシタの自己放電による電気エネ
ルギの損失を抑えつつ、機関始動時に補機バッテリから
キャパシタに移送すべき電気エネルギ量を減らし、比較
的高価なDC−DCコンバータの容量を低減することが
できる。
【0010】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例について
説明する。
【0011】第1実施例 図1には本実施例の構成ブロック図が示されている。エ
ンジン1の出力軸には誘導モータ等のM/G2が結合さ
れ、さらにトランスミッションT/Mに接続されてい
る。また、M/G2には電源である高圧(200V以
上)のパワーキャパシタ4がインバータ3を介して電気
的に接続されており、インバータ3の動作は電子制御装
置ECU7により制御される。すなわち、ECU7は、
機関始動時あるいは加速時にはM/G2をモータとして
機能させるべくインバータ2のスイッチングを制御して
キャパシタ4からM/G2に電力を供給し、機関制動時
にはM/G2をジェネレータとして機能させるべくイン
バータ2のスイッチングを制御してキャパシタ4を充電
する。
【0012】また、車両には、ヘッドライト等の電装品
用の鉛蓄電池等の補機バッテリ(12Vあるいは24
V)6が搭載されており、この補機バッテリ6とキャパ
シタ4とは双方向のDC−DCコンバータ5で接続さ
れ、キャパシタ4から補機バッテリ6へ、あるいは補機
バッテリ6からキャパシタ4へ相互に電力を供給するこ
とができる構成となっている。この双方向DC−DCコ
ンバータ5の動作はECU7により制御され、ECU7
はイグニッションIGのロック/アンロック信号、及び
キャパシタの端子間電圧を検出する電圧センサ8からの
検出信号に基づいて電力移送を決定する。従って、本実
施例では、ECU7が制御手段を構成し、電圧センサ8
が監視手段を構成する。
【0013】本実施例の構成は以上のようであり、車両
減速時には、上述したようにECU7がM/G2をジェ
ネレータとして機能させて機械エネルギを電気エネルギ
としてキャパシタ4に蓄え、次の機関始動時及び加速時
のM/G2への電力供給に備えるが、機関停止期間が長
期間にわたると、キャパシタ4の自己放電により電気エ
ネルギがロスし、端子間電圧がクランシャフトを回転さ
せるために必要な電圧以下となってしまうとともに、加
速時でもトルクアシストを行うことができなくなる。
【0014】そこで、本実施例では、キャパシタ4に蓄
えられた電気エネルギを自己放電の比較的少ない補機バ
ッテリ6に移送して電気エネルギのロスを少なくし、機
関始動時には、移送された電気エネルギを再び補機バッ
テリ6からキャパシタ4へ移送してM/G2に電力を供
給する。
【0015】図2には本実施例の動作フローチャートが
示されている。まず、ECU7は、IGキーがロック状
態(機関停止)にあるか、アンロック状態(機関始動)
にあるか否かを判定する(S101)。IGキーがロッ
ク状態にある場合には、次に、電圧センサ8で検出され
たキャパシタ4の端子間電圧Vが所定値V1 より大きい
か否かを判定する(S102)。端子間電圧Vが所定値
V1 より大きい場合は、自己放電による電気エネルギの
ロスが大きいので、ECU7はDC−DCコンバータ5
を降圧動作させてキャパシタ4の電力をバッテリ6に移
送する(S103)。そして、端子間電圧VがV1 以下
となった場合には、キャパシタ4の電気エネルギのロス
はほとんどなくなるので、DC−DCコンバータ5の降
圧動作を停止する。
【0016】一方、IGキーがアンロック状態の場合に
は、次に端子間電圧Vが所定値V2より大きいか否かを
判定する(S104)。この所定値V2 は、キャパシタ
4が機関クランクシャフトを駆動できるに充分な電圧で
ある。端子間電圧V2 が所定値V2 以下である場合に
は、ECU7はDC−DCコンバータ5を昇圧動作させ
て補機バッテリ6に移動させた電気エネルギを再びキャ
パシタ4に移送する(S105)。そして、端子間電圧
Vが所定値V2 に達した場合には、DC−DCコンバー
タ5の昇圧動作を停止する。
【0017】図3には、上述した処理が時間とキャパシ
タ電圧の関係で示されている。図中Aで示される破線
は、IGロックON(機関停止)した後、キャパシタ4
の電気エネルギを移送しない従来の端子間電圧の変化で
あり、図中Bで示される実線は、本実施例の端子間電圧
変化である。IGロックON後、電気エネルギを補機バ
ッテリ6側に移して端子間電圧をV1 にしているので、
その後のエネルギロスは少ないことがわかる。
【0018】このように、本実施例では、機関停止時に
キャパシタ4の電気エネルギを自己放電の比較的少ない
補機バッテリ6に移し、機関始動時にこの電気エネルギ
を再びキャパシタに戻すので、機関停止期間中のエネル
ギ損失を抑え、機関始動時及び加速時にM/Gを正常に
モータとして機能させることができ、燃費を向上させる
ことができる。
【0019】なお、本実施例において、M/G2のステ
ータ側に高圧巻線及び低圧巻線を設け、高圧巻線側にキ
ャパシタ4を接続し、低圧巻線側に第2のインバータを
介して補機バッテリ6を接続する2重巻線構造を有する
リターダ装置を用いる場合には、インバータ3と第2の
インバータ、及び2重巻線を双方向DC−DCコンバー
タとして機能させることができるので、新たにDC−D
Cコンバータ5を設ける必要はない。
【0020】第2実施例 図4には本実施例における機関停止後の処理フローチャ
ートが示されている。なお、本実施例の構成は第1実施
例と同様である。
【0021】本実施例では、IGロックONの場合に
は、タイマで所定時間をカウントした後(S201)、
キャパシタ端子間電圧Vが所定値V1 ´より大きいか否
かを判定する(S202)。この所定値V1 ´は、キャ
パシタ4が機関クランクシャフトを駆動できる最低電圧
端子間電圧(V2 >V1 ´)である。端子間電圧Vが所
定値より大きい場合には、第1実施例と同様にECU7
はDC−DCコンバータ5を降圧動作させてキャパシタ
4の電力をバッテリ6に移送する(S203)。そし
て、端子間電圧Vが所定値以下となった場合には、次
に、キャパシタ電圧Vが所定値V2 ´に達したか否かを
判定する(S204)。この所定値V2 ´は所定値V1
´よりわずかに小さい値である。端子間電圧Vが所定値
V2 ´まで低下した場合には、ECU7はDC−DCコ
ンバータ5を昇圧動作させて補機バッテリ6の電気エネ
ルギをキャパシタ4に移送し、端子間電圧Vを所定値V
1 ´に維持する(S205)。図5には上述した処理が
時間と端子間電圧の関係として示されている。端子間電
圧VはV1 ´とV2 ´の間に維持される。
【0022】このように、本実施例では機関停止期間中
においても、キャパシタ4の端子間電圧はV1 ´近傍に
保持され(この場合にも、機関停止時に電気エネルギを
補機バッテリ6に移送しているため、従来に比べて自己
放電によるエネルギロスは少ない)、従って機関始動時
に補機バッテリ6からキャパシタ4に移送すべき電気エ
ネルギが少なくてすみ、第1実施例に比べてDC−DC
コンバータ5の容量を小さく設定できる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1乃至請求
項2記載のリターダ装置によれば、機関停止期間中にキ
ャパシタの電気エネルギが自己放電により失われること
を防止し、機関始動時及び加速時にこの電気エネルギを
M/Gに供給して機関の燃費向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の構成ブロック図であ
る。
【図2】 同実施例の処理フローチャートである。
【図3】 同実施例のキャパシタ端子間電圧の時間変化
を示すグラフ図である。
【図4】 本発明の第2実施例の処理フローチャートで
ある。
【図5】 同実施例のキャパシタ端子間電圧の時間変化
を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 エンジン、2 モータ/ジェネレータM/G、3
インバータ、4 キャパシタ、5 DC−DCコンバー
タ、6 補機バッテリ、7 ECU。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60L 11/14 B60K 6/02 B60L 3/00 F02D 29/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機械駆動系に接続されるモータ/ジェネ
    レータと、 インバータを介して前記モータ/ジェネレータに接続さ
    れるキャパシタと、 を備えるリターダ装置において、 前記キャパシタと補機電力供給用のバッテリ間に接続さ
    れる双方向DC−DCコンバータと、 機関停止時は前記キャパシタに保持された電力を前記バ
    ッテリに供給し、機関始動時は前記バッテリに保持され
    た電力を前記キャパシタに供給すべく前記DC−DCコ
    ンバータの動作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。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のリターダ装置において、
    さらに、 前記キャパシタの充電量を監視する監視手段を有し、 前記制御手段は、前記キャパシタから前記バッテリへ電
    力を供給後、前記キャパシタの充電量を所定量近傍に保
    持すべく前記DC−DCコンバータの動作を制御するこ
    とを特徴とするリターダ装置。
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