JP3105061B2 - Automotive braking and auxiliary power units - Google Patents

Automotive braking and auxiliary power units

Info

Publication number
JP3105061B2
JP3105061B2 JP04049932A JP4993292A JP3105061B2 JP 3105061 B2 JP3105061 B2 JP 3105061B2 JP 04049932 A JP04049932 A JP 04049932A JP 4993292 A JP4993292 A JP 4993292A JP 3105061 B2 JP3105061 B2 JP 3105061B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
inverter
induction machine
capacitance
cage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP04049932A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07177674A (en
Inventor
孝幸 鈴木
篤臣 小幡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP04049932A priority Critical patent/JP3105061B2/en
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to US08/137,196 priority patent/US5513718A/en
Priority to DE69324970T priority patent/DE69324970T2/en
Priority to EP93905617A priority patent/EP0584373B1/en
Priority to KR1019930703341A priority patent/KR100301073B1/en
Priority to PCT/JP1993/000280 priority patent/WO1993017890A1/en
Priority to CA002108474A priority patent/CA2108474C/en
Priority to AU36482/93A priority patent/AU661564B2/en
Priority to US08/443,756 priority patent/US5552681A/en
Publication of JPH07177674A publication Critical patent/JPH07177674A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3105061B2 publication Critical patent/JP3105061B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/40Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/16Dynamic electric regenerative braking for vehicles comprising converters between the power source and the motor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18Controlling the braking effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • B60L2210/12Buck converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • B60L2210/14Boost converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10Electrical machine types
    • B60L2220/12Induction machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/52Drive Train control parameters related to converters
    • B60L2240/527Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/54Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547Voltage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関を制動すると
きに発生する機械的エネルギを電気的エネルギに変換し
て蓄積し、内燃機関を加速するときに蓄積された電気的
エネルギを補助加速装置に供給して機械的エネルギを発
生させる装置に利用する。本発明は、内燃機関の回転軸
にかご形多相誘導機を連結し、そのかご形多相誘導機を
制動時には発電機として作用させ、加速時には電動機と
して作用させる装置に利用する。本発明は、HIMRの
名称で本願出願人が販売している補助加速および補助制
動装置を備えた自動車に搭載するに適する装置である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention converts mechanical energy generated when braking an internal combustion engine into electric energy and accumulates the same, and assists the accumulative electric energy when accelerating the internal combustion engine. It is used for a device that generates mechanical energy by supplying it to the device. The present invention is used in a device in which a cage-type polyphase induction machine is connected to a rotating shaft of an internal combustion engine, and the cage-type polyphase induction machine acts as a generator during braking and acts as a motor during acceleration. The present invention is a device suitable for mounting on a vehicle equipped with an auxiliary acceleration and auxiliary braking device sold by the present applicant under the name of HIMR.

【0002】[0002]

【従来の技術】本願出願人は、国際公表公報WO88/
0617(国際出願番号PCT/JP/00157)に
自動車の電気制動および補助加速装置を開示した。この
装置は図7に示すように、内燃機関1にその回転子部が
直結されたかご形多相誘導機2と、蓄電手段としての二
次電池回路3と、この二次電池回路3の直流電圧をかご
形多相誘導機2の軸回転速度より低い回転速度の回転磁
界を誘起するのに適合した周波数の交流電圧に変換し
て、これをかご形多相誘導機2に与え、またかご形多相
誘導機2からの交流電力を直流電力に変換するインバー
タ回路4と、このインバータ回路4の交流側電圧の周波
数を設定する制御信号を生成するインバータ制御回路5
とを備える。このインバータ制御回路5には自動車の運
転に応じて運転者により制御指令を発生する手段を含
む。
2. Description of the Related Art The applicant of the present invention has published International Publication WO 88/88.
No. 0617 (International Application No. PCT / JP / 00157) discloses an electric braking and auxiliary acceleration device for a vehicle. As shown in FIG. 7, this device has a squirrel-cage polyphase induction machine 2 whose rotor is directly connected to an internal combustion engine 1, a secondary battery circuit 3 as a power storage means, and a direct current (DC) of the secondary battery circuit 3. The voltage is converted into an AC voltage having a frequency suitable for inducing a rotating magnetic field having a rotation speed lower than the shaft rotation speed of the cage type polyphase induction machine 2, and the converted voltage is applied to the cage type polyphase induction machine 2. Inverter circuit 4 for converting AC power from the multi-phase induction motor 2 into DC power, and an inverter control circuit 5 for generating a control signal for setting the frequency of the AC side voltage of the inverter circuit 4
And The inverter control circuit 5 includes means for generating a control command by a driver in accordance with driving of the vehicle.

【0003】また、かご型多相誘導機2には回転センサ
6が取付けられていて、この回転センサ6からの信号は
インバータ制御回路5に与えられ、さらに二次電池の充
電状態に関する二次電池回路3からの情報が入力する。
A rotation sensor 6 is attached to the cage type polyphase induction machine 2, and a signal from the rotation sensor 6 is given to an inverter control circuit 5, and furthermore, a secondary battery relating to the state of charge of the secondary battery. Information from the circuit 3 is input.

【0004】インバータ回路4の出力側にはコンデンサ
7および半導体スイッチ回路12が接続され、この半導
体スイッチ回路12を介して抵抗器11が接続される。
この抵抗器11は自動車に大きい制動が行われ回生する
ことができないほどの過剰な電気エネルギが発生したと
きに、これを消散させるように構成されている。
A capacitor 7 and a semiconductor switch circuit 12 are connected to the output side of the inverter circuit 4, and a resistor 11 is connected through the semiconductor switch circuit 12.
The resistor 11 is configured to dissipate excessive electric energy that cannot be regenerated due to a large braking applied to the vehicle.

【0005】さらに、二次電池回路3および半導体スイ
ッチ回路12にはインバータ回路4の出力電圧を検出す
る検出回路13が接続され、抵抗器11には電流の変化
を検出する電流検出器15が備えられる。この電流検出
器15にはその検出信号にしたがって半導体スイッチ回
路12を制御するスイッチ制御回路14が接続される。
このスイッチ制御回路14には検出回路13が接続され
る。
Further, a detection circuit 13 for detecting the output voltage of the inverter circuit 4 is connected to the secondary battery circuit 3 and the semiconductor switch circuit 12, and a resistor 11 is provided with a current detector 15 for detecting a change in current. Can be This current detector 15 is connected to a switch control circuit 14 for controlling the semiconductor switch circuit 12 according to the detection signal.
The detection circuit 13 is connected to the switch control circuit 14.

【0006】この装置は自動車に搭載して、自動車の制
動時には制動により発生するエネルギを電気エネルギと
して回収して蓄電し、自動車の加速時にはその蓄電され
た電気エネルギを機械エネルギに変換して、車軸駆動用
の内燃機関に補助動力を与えるものである。
This device is mounted on an automobile, recovers energy generated by braking when the automobile is braked as electric energy, and stores the electric energy. When the automobile accelerates, the stored electric energy is converted into mechanical energy to be used for axles. This is to provide auxiliary power to the driving internal combustion engine.

【0007】すなわち、インバータを制御する制御回路
は、かご形多相誘導機を内燃機関の補助動力装置とする
加速モードではかご形多相誘導機に内燃機関の回転速度
を越える速度の回転磁界を与え、かご形多相誘導機を内
燃機関の制動装置とする減速モードではかご形多相誘導
機に内燃機関の回転速度を下回る速度の回転磁界を与え
るようにそのインバータ回路を制御する手段を含む。ま
たインバータ回路は、加速モードでは蓄電手段に蓄積さ
れた電気エネルギの直流出力をかご形多相誘導機に多相
交流出力として与え、減速モードではかご形多相誘導機
の多相交流出力エネルギを直流出力として蓄電手段に与
える回路手段を含む。
In other words, the control circuit for controlling the inverter is such that in the acceleration mode in which the squirrel-cage polyphase induction machine is used as an auxiliary power unit for the internal combustion engine, the squirrel-cage polyphase induction machine applies a rotating magnetic field having a speed exceeding the rotation speed of the internal combustion engine. A deceleration mode in which the squirrel-cage polyphase induction machine is used as a braking device for an internal combustion engine and includes means for controlling its inverter circuit so as to apply a rotating magnetic field to the squirrel-cage polyphase induction machine at a speed lower than the rotation speed of the internal combustion engine. . In addition, the inverter circuit supplies the DC output of the electric energy stored in the power storage means as a polyphase AC output to the cage type polyphase induction machine in the acceleration mode, and outputs the polyphase AC output energy of the cage type polyphase induction machine in the deceleration mode. Includes circuit means for providing a DC output to the storage means.

【0008】このような従来装置では、上記蓄電手段は
蓄電池である。すなわちインバータの直流側の定格電圧
は200〜300Vであり、この定格電圧を有する蓄電
池を自動車用の鉛蓄電池を多数直列接続して利用する構
造である。
In such a conventional device, the power storage means is a storage battery. In other words, the rated voltage on the DC side of the inverter is 200 to 300 V, and a storage battery having this rated voltage is used by connecting many lead-acid batteries for automobiles in series.

【0009】出願人は上記装置について実用的な装置を
設計製作し、自動車に搭載し、これは主として市街地を
運行する定期バスとして試験的に採用され多くの試験を
行うことができた。
The applicant has designed and manufactured a practical device for the above device, and mounted it on a vehicle. This device was mainly used as a regular bus running in an urban area on a trial basis and was able to perform many tests.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この試験の結果から、
上記装置は制動時に発生するエネルギを単純に放散させ
ることなく、有効に回収利用することができるきわめて
有用な装置であり、将来は大型自動車に限らず広く乗用
車や小型貨物自動車にも実施できる本質的に優れた性能
があることがわかってきたが、大型の鉛蓄電池を実用的
な自動車に搭載することになると、○ 体積的にかなり
大きくなる……具体的には24Vの鉛蓄電池を10個程
度直列に接続して利用することになるから0.2〜0.
4m2 程度になる、○ 車体重量が増大する……具体的
には200〜300kgになる、○ 200Vを越える
電圧で数十アンペアの直流電力を取り出すには人体に対
して相応の安全設備を設けた実装構造を装備しなければ
ならない……具体的には開閉扉を設けた堅固な箱の中に
実装し、扉を開いたときに回路が自動的に遮断するよう
な安全設備が必要である、○ 鉛蓄電池は化学反応を伴
う装置であるから一定の条件で電解液の量を観測してそ
の比重を測定し電解液の補充や補充充電を行うなどの保
守が必要である……保守の作業工数が大きくなるととも
に自家用車への適用はむつかしくなる、○ その保守に
便利な構造とするために1箇所に集中的に配置しなけれ
ばならない……小型自動車ではそのためのスペースがと
れない、○ 電池の内部抵抗によるエネルギ損失がある
……制動時に回収したエネルギが加速時に効率的に利用
できない、○ 通常の動作状態で現在の蓄電容量がどれ
だけであるかを自動制御に利用できる程度に電気的に正
確に検出できない……電解液の比重を測定することによ
り現在の蓄電容量をかなり正確に知ることはできるが、
単純な電流計や電圧計による計測では温度変化があると
上記内部抵抗が変化して必ずしも十分な正確度がなく、
それをリアルタイムな制御情報として利用できる形態に
ならない、などの課題があることがわかった。
From the results of this test,
The above-mentioned device is an extremely useful device that can be effectively recovered and used without simply dissipating the energy generated during braking. In the future, it will be applicable not only to large vehicles but also to passenger cars and small trucks. Has been found to have excellent performance, but when a large-sized lead-acid battery is to be mounted on a practical vehicle, the volume will be considerably large. Specifically, about 10 lead-acid batteries of 24V. Since it will be used by connecting in series, it is 0.2-0.
Approximately 4m 2 ○ Increases body weight ... Specifically 200-300kg. ○ To take out tens of amperes of DC power at a voltage exceeding 200V, provide appropriate safety equipment for the human body It must be equipped with a mounting structure that is specifically designed to be installed in a solid box with an opening and closing door, and safety equipment that automatically shuts off the circuit when the door is opened. Since lead-acid batteries are devices that involve a chemical reaction, maintenance is required, such as observing the amount of electrolyte under certain conditions, measuring its specific gravity, and replenishing or replenishing the electrolyte. As the number of man-hours increases, the application to private cars becomes difficult. ○ In order to have a structure that is convenient for maintenance, it must be centrally located at one place. Battery internal resistance There is an energy loss due to resistance .... The energy recovered during braking cannot be used efficiently during acceleration. ○ Electrically accurate enough to use the current storage capacity under normal operating conditions for automatic control. The current storage capacity can be known fairly accurately by measuring the specific gravity of the electrolyte.
In a simple ammeter or voltmeter measurement, if there is a temperature change, the above-mentioned internal resistance changes and the accuracy is not always sufficient,
It turned out that there is a problem that it cannot be used as real-time control information.

【0011】上記課題を解決するものとして本願発明者
は、蓄電手段に静電容量回路(コンデンサ)を利用する
ことを提案し試験を実施するに至った。蓄電手段に静電
容量回路を利用する装置については同一出願人が本願と
同時に提出する別の特許出願において詳しく説明してい
る。その概要は、実現可能な一例として電気二重層コン
デンサを単位コンデンサとし、これを多数個直列に接続
してさらにその直列回路を複数個並列に接続して耐圧3
00V、静電容量20F程度の静電容量回路を得るもの
である。そして、この静電容量回路を利用することによ
り、最大電圧200Vで最大電流160A程度の電力に
対して25秒程度のアシストが可能であることを開示し
た。
As a solution to the above-mentioned problems, the present inventor has proposed to use an electrostatic capacity circuit (capacitor) for the electric storage means and has come to carry out a test. The device utilizing the capacitance circuit for the electric storage means is described in detail in another patent application filed by the same applicant with the present application. The outline is that, as an example that can be realized, an electric double layer capacitor is used as a unit capacitor, a large number of these capacitors are connected in series, and a plurality of the series circuits are connected in parallel.
This is to obtain a capacitance circuit of about 00V and a capacitance of about 20F. Then, it has been disclosed that by using this capacitance circuit, it is possible to assist for about 25 seconds with respect to power of about 160 A at a maximum voltage of 200 V at a maximum voltage of 200 V.

【0012】ところでこのような装置で試験を行うと、
この装置をきわめて長い期間使用しなかった場合に、静
電容量回路の電荷が自己放電してしまうことがある。ま
たこの装置を製造して最初に使用するときにも、静電容
量回路には電荷が蓄電されていないから同様である。静
電容量回路にほとんど電荷が蓄電されていない状態で
は、この内燃機関を始動させることもできない。さら
に、インバータ回路の直流側あるいは静電容量回路の端
子には直流高電圧があり、この直流高電圧は絶縁物によ
り覆うとしても、何らかの原因によりこれに人体が触れ
るときわめて危険であることから、この直流高電圧回路
を低電圧回路と異なる共通電位とすることが望まれる。
By the way, when a test is performed using such an apparatus,
If this device is not used for a very long time, the charge in the capacitance circuit may self-discharge. When the device is manufactured and used for the first time, the same applies because no charge is stored in the capacitance circuit. In a state where little electric charge is stored in the capacitance circuit, the internal combustion engine cannot be started. Furthermore, there is a DC high voltage on the DC side of the inverter circuit or the terminal of the capacitance circuit, and even if this DC high voltage is covered with an insulator, it is extremely dangerous if the human body touches it for any reason. It is desired that this DC high voltage circuit has a common potential different from that of the low voltage circuit.

【0013】本発明はこのような課題を解決するもの
で、静電容量回路に蓄電電荷がほとんどなくなった場合
にも、合理的に内燃機関を始動することができる装置を
提供することを目的とする。さらに、本発明は低電圧側
回路の共通電位と高電圧側回路の共通電位とを分離する
ことができる装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a device which can start an internal combustion engine rationally even when the stored charge in the capacitance circuit is almost exhausted. I do. Still another object of the present invention is to provide an apparatus capable of separating a common potential of a low-voltage side circuit from a common potential of a high-voltage side circuit.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、自動車の車軸
を駆動する内燃機関の回転軸に連結されたかご形多相誘
導機と、蓄電手段と、前記かご形多相誘導機の多相交流
回路と前記蓄電手段の直流回路とを双方向に電気エネル
ギを変換して結合するインバータ回路と、このインバー
タ回路を制御するインバータ制御回路とを備えた自動車
の制動および補助動力装置において、静電容量素子が直
列に接続され前記かご形多相誘導機を電動機として駆動
するに足る電気エネルギを蓄電する静電容量回路が前記
インバータ回路の直流側に直結され、自動車の一般電気
装備の定格電圧に等しく前記静電容量回路より低電圧の
蓄電池と前記静電容量回路との間に双方向DC・DCコ
ンバータが接続され、前記インバータ制御回路は前記静
電容量回路を前記かご形多相誘導機の制動および補助動
力の主蓄電電源として用いて制御する手段を含み、前記
双方向DC・DCコンバータにはそのスイッチング素子
を開閉制御して前記蓄電池を補助蓄電電源として電気
ネルギの伝達方向を制御するコンバータ制御回路を含む
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a cage-type polyphase induction machine coupled to a rotating shaft of an internal combustion engine that drives an axle of a motor vehicle, power storage means, and a polyphase of the cage-type polyphase induction machine. an inverter circuit for coupling a DC circuit of the AC circuit and said storage means to convert the electrical energy in both directions, the braking and auxiliary power unit of an automobile and an inverter control circuit for controlling this inverter circuit, electrostatic Capacitor is straight
Drives the squirrel-cage polyphase induction motor connected to a row as an electric motor
The capacitance circuit for storing sufficient electric energy is
Directly connected to the DC side of the inverter circuit,
Equal to the rated voltage of the equipment and lower than the capacitance circuit
Bidirectional DC / DC connection between the storage battery and the capacitance circuit
The inverter is connected to the inverter control circuit.
Braking and auxiliary operation of the cage type polyphase induction machine with the capacitance circuit
The bidirectional DC / DC converter includes a control unit for controlling the transmission direction of electric energy by using the storage battery as an auxiliary storage power supply. And a converter control circuit.

【0015】前記蓄電池の一端となる低電圧側の共通電
位と、前記静電容量回路の一端となる高電圧側の共通電
位とは切り離され、前記インバータ制御回路の共通電位
は前記高電圧側の共通電位に接続され、前記インバータ
制御回路の制御入力点にホトカプラを含む共通電位分離
回路を備え、前記低電圧側の共通電位は自動車の車体電
位に接続され、前記コンバータ制御回路はその制御モー
ドとして、前記静電容量回路に前記蓄電池のエネルギを
前記DC・DCコンバータにより変換して充電させる初
期充電モードと、前記静電容量回路の端子電圧が所定値
を越えるときにその静電容量回路の蓄電エネルギを前記
DC・DCコンバータにより変換して前記蓄電池に充電
させる電池充電モードを含み、さらに、インバータ制御
回路はその制御モードとして、前記静電容量回路に蓄電
されたエネルギを前記インバータ回路を介して前記かご
形多相誘導機に交流電流として与え前記かご形多相誘導
機を電動機として作動させる始動モードと、自動車の制
動時に前記かご形多相誘導機を発電機として作動させ前
記かご形多相誘導機の出力交流電流を前記インバータ回
路を介して前記静電容量回路に充電電流として供給する
減速モードと、自動車の加速時に前記かご形多相誘導機
を電動機として作動させ前記静電容量回路に蓄電された
エネルギを前記インバータ回路を介して前記かご形多相
誘導機に交流電流として供給する加速モードとを含むと
ともに、その制御モードとして、前記始動モードにつづ
き前記内燃機関の暖機運転中に前記かご形多相誘導機を
発電機として作動させ前記かご形多相誘導機の出力交流
電流を前記インバータ回路を介して前記静電容量回路に
充電電流として供給する暖機モードと、前記内燃機関の
運転中に前記静電容量回路の端子電圧が所定値以下に低
下したときに前記かご形多相誘導機を発電機として作動
させ前記かご形多相誘導機の出力交流電流を前記インバ
ータ回路を介して前記静電容量回路に充電電流として供
給する補充充電モードとを含み、前記インバータ回路、
前記インバータ制御回路および前記静電容量回路は電気
絶縁体により包まれ、車体電位に接続された金属容器に
収容された構造であることが望ましい。
The common potential on the low voltage side, which is one end of the storage battery, and the common potential on the high voltage side, which is one end of the capacitance circuit, are separated, and the common potential of the inverter control circuit is the high potential side. A common potential separating circuit including a photocoupler at a control input point of the inverter control circuit, wherein the common potential on the low voltage side is connected to a vehicle body potential of the automobile, and the converter control circuit has a control mode as its control mode. An initial charge mode in which the capacitance circuit converts the energy of the storage battery by the DC / DC converter and charges the battery; and stores a charge in the capacitance circuit when a terminal voltage of the capacitance circuit exceeds a predetermined value. A battery charging mode in which energy is converted by the DC / DC converter to charge the storage battery; and the inverter control circuit further controls the control mode. A start mode in which energy stored in the capacitance circuit is supplied to the cage-type polyphase induction machine as an alternating current through the inverter circuit as an AC current, and the cage-type polyphase induction machine is operated as an electric motor; A deceleration mode in which the cage-type polyphase induction machine is operated as a generator at the time of braking, and an output alternating current of the cage-type polyphase induction machine is supplied as a charging current to the capacitance circuit via the inverter circuit; An acceleration mode in which the cage-type polyphase induction machine operates as an electric motor during acceleration to supply energy stored in the capacitance circuit to the cage-type polyphase induction machine as an alternating current through the inverter circuit. As the control mode, following the start mode, the cage type multi-phase induction machine is operated as a generator during the warm-up operation of the internal combustion engine, and A warm-up mode in which an output AC current of an induction machine is supplied as a charging current to the capacitance circuit via the inverter circuit, and a terminal voltage of the capacitance circuit drops below a predetermined value during operation of the internal combustion engine And a supplementary charging mode in which the cage-type polyphase induction machine is operated as a generator when the output AC current of the cage-type polyphase induction machine is supplied to the capacitance circuit via the inverter circuit as a charging current. Including the inverter circuit,
It is preferable that the inverter control circuit and the capacitance circuit have a structure in which the inverter control circuit and the capacitance circuit are housed in a metal container connected to a vehicle body potential.

【0016】[0016]

【作用】本発明の構成では、装置の製造直後あるいは装
置を長時間使用しなかった状態で静電容量回路に蓄電電
荷がほとんどない状態のときにも、この装置を搭載した
自動車には蓄電池(端子電圧24Vまたは12V)が搭
載されていて、この蓄電池のエネルギを利用することが
できる。
According to the structure of the present invention, the storage battery (e.g., a battery) equipped with this device can be used immediately after the device is manufactured or when the device has not been used for a long time and there is almost no charge stored in the capacitance circuit. (Terminal voltage 24V or 12V), and the energy of this storage battery can be used.

【0017】初期充電モードでは、この蓄電池の端子電
圧をDC・DCコンバータを利用して高電圧を発生させ
て、静電容量回路にある程度の電荷を蓄電させる。
In the initial charge mode, a high voltage is generated from the terminal voltage of the storage battery by using a DC / DC converter, and a certain amount of charge is stored in the capacitance circuit.

【0018】始動モードでは、この初期充電モードで蓄
電された電荷を利用してかご形多相誘導機を電動機とし
て作動させて内燃機関を始動させる。
In the start mode, the squirrel-cage polyphase induction machine is operated as an electric motor using the electric charge stored in the initial charge mode to start the internal combustion engine.

【0019】内燃機関が自力回転するようになると、か
ご形多相誘導機から電力を取り出し静電容量回路にさら
に電荷を蓄電させる。これは望ましくは暖気運転モード
として特別の制御を行うことがよい。この暖気運転モー
ドで静電容量回路は定格端子電圧に達する。
When the internal combustion engine starts rotating by itself, electric power is taken out from the cage type multi-phase induction machine, and the electric charge is further stored in the capacitance circuit. It is desirable that special control be performed as the warm-up operation mode. In this warm-up operation mode, the capacitance circuit reaches the rated terminal voltage.

【0020】ここで自動車は走行可能な状態となり、加
速モードでは静電容量回路に蓄電された電荷を放出して
かご形多相誘導機を補助動力とし、また減速モードでは
かご形多相誘導機から発生する電気エネルギを静電容量
回路に蓄電させる。
In this case, the vehicle is ready to run. In the acceleration mode, the electric charge stored in the capacitance circuit is released to use the cage type polyphase induction machine as auxiliary power, and in the deceleration mode, the cage type polyphase induction machine is used. Is stored in the capacitance circuit.

【0021】加速モードを利用しすぎて静電容量回路の
蓄電電荷量が規定値より小さくなった場合には、制御モ
ードを補助充電モードとしてかご形多相誘導機を発電機
として作動させて、内燃機関が回転している状態ではつ
ねに静電容量回路の蓄電電荷量を規定値以上に維持する
ことができる。
When the amount of charge stored in the capacitance circuit becomes smaller than the specified value due to excessive use of the acceleration mode, the control mode is set to the auxiliary charging mode, and the squirrel-cage polyphase induction machine is operated as a generator. When the internal combustion engine is rotating, the stored charge amount of the capacitance circuit can always be maintained at a specified value or more.

【0022】インバータ制御回路は、この装置では静電
容量回路に十分な蓄電電荷がある状態のときに、DC・
DCコンバータを制御して低電圧を発生させて充電し、
蓄電池を定常的に充電状態に維持することができる。
In this device, when there is a sufficient amount of charge stored in the capacitance circuit in this device, the inverter control circuit
Control the DC converter to generate and charge a low voltage,
The storage battery can be constantly maintained in a charged state.

【0023】本発明の装置では共通電位を高電圧側と低
電圧側で分離することができる。すなわち、低電圧側は
自動車の一般負荷回路と共通であり、共通電位を自動車
の車体電位に接続する。すなわち本発明の装置は双方向
DC・DCコンバータのトランスにより低電圧側と高電
圧側の共通電位を分離することが可能になる。高電圧側
は共通電位を車体に接続せずに車体電位からフロート状
態とする。したがって、かりに何らかの原因により高電
圧側回路に人体が触れることがあっても、直ちに感電す
る状態にはならずに危険を回避することができる。
In the device of the present invention, the common potential can be separated on the high voltage side and the low voltage side. That is, the low voltage side is common to the general load circuit of the vehicle, and connects the common potential to the vehicle body potential of the vehicle. That is, the device of the present invention makes it possible to separate the low voltage side and the high voltage side common potential by the transformer of the bidirectional DC / DC converter. On the high voltage side, the common potential is not connected to the vehicle body, but is floated from the vehicle body potential. Therefore, even if the human body touches the high-voltage side circuit for some reason, danger can be avoided without immediately receiving an electric shock.

【0024】インバータ制御回路に導入されるセンサ入
力、操作入力その他制御入力は、共通電位分離回路によ
り共通電位が分離されて、信号はホトカプラにより伝達
される。したがってインバータ制御回路の共通電位はイ
ンバータの共通電位に接続することができる。
The common potential of the sensor input, operation input and other control inputs introduced into the inverter control circuit is separated by a common potential separation circuit, and the signal is transmitted by a photocoupler. Therefore, the common potential of the inverter control circuit can be connected to the common potential of the inverter.

【0025】[0025]

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は本発明実施例に係わる全体構成を示すブロッ
ク図、図2は本発明実施例の構成を示すブロック図、図
3は本発明実施例における静電容量回路の構成を示す
図、図4は本発明実施例における双方向DC・DCコン
バータの構成を示す回路図、図5(a)は本発明実施例
における入力用共通電位分離回路の構成を示す回路図、
(b)は出力用共通電位分離回路の構成を示す回路図で
ある。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration according to the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a capacitance circuit in the embodiment of the present invention, FIG. FIG. 5A is a circuit diagram showing a configuration of a bidirectional DC / DC converter according to the embodiment of the present invention; FIG. 5A is a circuit diagram showing a configuration of an input common potential separating circuit according to the embodiment of the present invention;
(B) is a circuit diagram showing a configuration of an output common potential separation circuit.

【0026】本発明実施例は図1に示すように、内燃機
関1にその回転子部が直結されたかご形多相誘導機2
と、直流電圧をかご形多相誘導機2の軸回転速度より低
い回転速度の回転磁界を誘起するのに適合した周波数の
交流電圧に変換して、これをかご形多相誘導機2に与
え、またかご形多相誘導機2からの交流電力を直流電力
に変換するインバータ回路4と、このインバータ回路4
の交流側電圧の周波数を設定する制御信号を生成するイ
ンバータ制御回路5とを備える。このインバータ制御回
路5には自動車の運転に応じて運転者により制御指令を
発生する手段を含む。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a squirrel-cage polyphase induction machine 2 having a rotor portion directly connected to an internal combustion engine 1 is provided.
And converts the DC voltage into an AC voltage having a frequency suitable for inducing a rotating magnetic field having a rotation speed lower than the shaft rotation speed of the cage-type polyphase induction machine 2, and providing the AC voltage to the cage-type polyphase induction machine 2. An inverter circuit 4 for converting AC power from the cage-type polyphase induction machine 2 into DC power;
And an inverter control circuit 5 for generating a control signal for setting the frequency of the AC side voltage. The inverter control circuit 5 includes means for generating a control command by a driver in accordance with driving of the vehicle.

【0027】また、かご形多相誘導機2には回転センサ
6が取付けられていて、この回転センサ6からの信号は
インバータ制御回路5に与えられ、さらに充電状態に関
する情報が入力される。
A rotation sensor 6 is attached to the cage-type polyphase induction machine 2, and a signal from the rotation sensor 6 is given to an inverter control circuit 5, and further information on the state of charge is input.

【0028】インバータ回路4の出力側にはコンデンサ
7および半導体スイッチ回路12が接続され、この半導
体スイッチ回路12を介して抵抗器11が接続される。
この抵抗器11は自動車に大きい制動が行われ回生する
ことができないほどの過剰な電気エネルギが発生したと
きに、これを消散させる。
The capacitor 7 and the semiconductor switch circuit 12 are connected to the output side of the inverter circuit 4, and the resistor 11 is connected through the semiconductor switch circuit 12.
This resistor 11 dissipates excessive electrical energy that cannot be regenerated due to heavy braking applied to the vehicle.

【0029】さらに、インバータ回路4の出力電圧を検
出する検出回路13が接続され、抵抗器11には電流の
変化を検出する電流検出器15が備えられる。この電流
検出器15にはその検出信号にしたがって半導体スイッ
チ回路12を制御するスイッチ制御回路14が接続され
る。このスイッチ制御回路14には検出回路13が接続
される。
Further, a detection circuit 13 for detecting the output voltage of the inverter circuit 4 is connected, and the resistor 11 is provided with a current detector 15 for detecting a change in current. This current detector 15 is connected to a switch control circuit 14 for controlling the semiconductor switch circuit 12 according to the detection signal. The detection circuit 13 is connected to the switch control circuit 14.

【0030】さらに、本発明の特徴として、インバータ
回路4の直流側に直結された高電圧の静電容量回路20
と、自動車の一般電気装備の定格電圧に等しい低電圧の
蓄電池21と、静電容量回路20と蓄電池21との間に
接続された双方向DC・DCコンバータ22とを含む蓄
電手段を備え、双方向DC・DCコンバータ22にはそ
のスイッチング素子を開閉制御してエネルギの伝達方向
を制御する図4に示すコンバータ制御回路24を含む。
Further, as a feature of the present invention, a high-voltage capacitance circuit 20 directly connected to the DC side of the inverter circuit 4 is provided.
And a storage means including a storage battery 21 having a low voltage equal to the rated voltage of general electric equipment of the vehicle, and a bidirectional DC / DC converter 22 connected between the capacitance circuit 20 and the storage battery 21. The directional DC / DC converter 22 includes a converter control circuit 24 shown in FIG. 4 for controlling the switching direction of the switching element to control the energy transmission direction.

【0031】蓄電池21の一端となる低電圧側の共通電
位と、静電容量回路20の一端となる高電圧側の共通電
位とは切り離され、インバータ制御回路5の共通電位は
高電圧側の共通電位に接続され、インバータ制御回路5
の制御入力点にホトカプラ25aを含む入力用共通電位
分離回路25を備え、その制御出力点にホトカプラ26
aを含む出力用共通電位分離回路26を備え、低電圧側
の共通電位は自動車の車体電位に接続される。
The common potential on the low voltage side, which is one end of the storage battery 21, and the common potential on the high voltage side, which is one end of the capacitance circuit 20, are separated, and the common potential of the inverter control circuit 5 is the common potential on the high voltage side. Connected to the potential, the inverter control circuit 5
Is provided with an input common potential separation circuit 25 including a photocoupler 25a at a control input point, and a photocoupler 26
An output common potential separation circuit 26 including a is provided, and the common potential on the low voltage side is connected to the vehicle body potential of the automobile.

【0032】また、コンバータ制御回路24はその制御
モードとして、静電容量回路20に蓄電池21のエネル
ギを双方向DC・DCコンバータ22により変換して充
電させる初期充電モードと、静電容量回路20の端子電
圧が所定値を越えるときにその静電容量回路20の蓄電
エネルギを双方向DC・DCコンバータ22により変換
して蓄電池21に充電させる電池充電モードを含み、イ
ンバータ制御回路5はその制御モードとして、静電容量
回路20に蓄電されたエネルギをインバータ回路4を介
してかご形多相誘導機2に交流電流として与えかご形多
相誘導機2を電動機として作動させる始動モードと、自
動車の制動時にかご形多相誘導機2を発電機として作動
させかご形多相誘導機2の出力交流電流をインバータ回
路4を介して静電容量回路20に充電電流として供給す
る減速モードと、自動車の加速時にかご形多相誘導機2
を電動機として作動させ静電容量回路20に蓄電された
エネルギをインバータ回路4を介してかご形多相誘導機
2に交流電流として供給する加速モードと、始動モード
につづき内燃機関1の暖機運転中にかご形多相誘導機2
を発電機として作動させかご形多相誘導機2の出力交流
電流をインバータ回路4を介して静電容量回路20に充
電電流として供給する暖機モードと、内燃機関1の運転
中に静電容量回路20の端子電圧が所定値以下に低下し
たときにかご形多相誘導機2を発電機として作動させか
ご形多相誘導機2の出力交流電流をインバータ回路4を
介して静電容量回路20に充電電流として供給する補充
充電モードとを含み、インバータ回路4、インバータ制
御回路5および静電容量回路20は電気絶縁体により包
まれ、車体電位に接続された金属容器30に収容され
る。
The converter control circuit 24 has two control modes, an initial charging mode in which the capacitance circuit 20 converts the energy of the storage battery 21 by the bidirectional DC / DC converter 22 and charges the same. When the terminal voltage exceeds a predetermined value, the battery control mode includes a battery charging mode in which the storage energy of the capacitance circuit 20 is converted by the bidirectional DC / DC converter 22 to charge the storage battery 21. A start mode in which the energy stored in the capacitance circuit 20 is supplied to the cage type polyphase induction machine 2 through the inverter circuit 4 as an alternating current, and the cage type polyphase induction machine 2 is operated as an electric motor; The cage type polyphase induction machine 2 is operated as a generator, and the output AC current of the cage type polyphase induction machine 2 is electrostatically transferred via the inverter circuit 4. A deceleration mode for supplying a charging current to an amount circuit 20, cage polyphase induction machine during acceleration of the motor vehicle 2
Is operated as an electric motor, the energy stored in the capacitance circuit 20 is supplied as an alternating current to the cage-type polyphase induction machine 2 via the inverter circuit 4 as an AC current, and the warm-up operation of the internal combustion engine 1 is performed after the start mode. Inside cage type polyphase induction machine 2
Is operated as a generator, a warm-up mode in which the output alternating current of the cage-type polyphase induction motor 2 is supplied as a charging current to the capacitance circuit 20 via the inverter circuit 4, and a capacitance during operation of the internal combustion engine 1 When the terminal voltage of the circuit 20 falls below a predetermined value, the cage-type polyphase induction machine 2 is operated as a generator and the output AC current of the cage-type polyphase induction machine 2 is passed through the inverter circuit 4 to the capacitance circuit 20. The inverter circuit 4, the inverter control circuit 5, and the capacitance circuit 20 are wrapped by an electrical insulator and housed in a metal container 30 connected to the vehicle body potential.

【0033】静電容量回路20は、図3にその一例を示
すように、同一の静電容量(500F、2V)を有する
150個の単位コンデンサC1 、C2 、…C150 が電気
的に直列に接続された直列回路がさらに6列に並列接続
され、合計900個のコンデンサが配置される。
As shown in FIG. 3, the capacitance circuit 20 includes 150 unit capacitors C 1 , C 2 ,... C 150 having the same capacitance (500 F, 2 V). Series circuits connected in series are further connected in parallel in six rows, and a total of 900 capacitors are arranged.

【0034】さらに、これらのコンデンサそれぞれに
は、同一の抵抗値を有する抵抗R1 、R2 、R3 、…R
150 が並列に接続されるとともに、それぞれが直列に6
列接続されて配置される。
Further, each of these capacitors has a resistance R 1 , R 2 , R 3 ,.
150 are connected in parallel and 6
The columns are connected and arranged.

【0035】前述のように抵抗を配置するのは、各コン
デンサが規格上同一の静電容量を有するものであって
も、製造上の許容差があるために、わずかながらばらつ
きがあり、各コンデンサに発生する端子電圧に差が生じ
る。これを防ぐために製造上ばらつきの少ない抵抗を各
コンデンサ毎に並列に接続して発生する端子電圧をでき
るだけ一様にするために行われるものである。
The reason why the resistors are arranged as described above is that even if each capacitor has the same standard capacitance, there is a slight variation due to manufacturing tolerances. , A difference occurs in the terminal voltages generated at the terminals. In order to prevent this, a resistor having little variation in manufacturing is connected in parallel for each capacitor so as to make the terminal voltage generated as uniform as possible.

【0036】この例では、前述のようにコンデンサおよ
び抵抗をそれぞれ900個使用するが、これを平面上に
配列した場合には畳一枚程度の面積および体積を有する
ものになる。ただしコンデンサおよび抵抗の列群を電気
的に接続した状態で車内の利用されていない空間に分散
配置することが可能なために、行動空間を狭くすること
はなく、かつ従来用いられていたバッテリの重量と比較
した場合に極めて軽量にすることができる。
In this example, 900 capacitors and resistors are used, as described above. However, when these are arranged on a plane, they have an area and a volume of about one tatami mat. However, since it is possible to disperse and dispose the group of capacitors and resistors in an unused space in the vehicle in a state of being electrically connected, the active space is not narrowed, and the battery of the conventionally used battery is not reduced. It can be extremely lightweight when compared to its weight.

【0037】前述の例ではコンデンサおよび抵抗を90
0個としたが、これは必ずしも限定されるものではな
く、各車種に応じて任意に設定することができる。
In the above example, the capacitor and the resistor are set to 90
Although the number is zero, the number is not necessarily limited and can be set arbitrarily according to each vehicle type.

【0038】ここで具体的な一例を示すと、市販されて
いる電気二重層コンデンサの場合、耐圧2V、静電容量
500Fであり、これを150個直列接続すると耐圧3
00Vとなり、さらに6回路並列接続すると静電容量は
20F程度となる。
As a specific example, a commercially available electric double layer capacitor has a withstand voltage of 2 V and a capacitance of 500F.
00V, and when six circuits are connected in parallel, the capacitance becomes about 20F.

【0039】耐圧300Vであるからこれを定格電圧2
00Vで利用すると、定格充電電荷は、 200V×20F=4000クーロン(=アンペア秒) となり、現用のインバータによれば最大電流は160A
程度であるので、 4000クーロン/160アンペア=25秒 となり、最大電圧200Vで最大電流160Aの電力に
対し25秒程度は補助動力を与えることができる。
Since the withstand voltage is 300 V, the rated voltage is 2
When used at 00 V, the rated charge is 200 V × 20 F = 4000 coulombs (= ampere seconds), and the maximum current is 160 A according to the current inverter.
Therefore, 4000 coulombs / 160 amps = 25 seconds, and auxiliary power can be given for about 25 seconds with respect to electric power of maximum voltage 200V and maximum current 160A.

【0040】双方向DC・DCコンバータ22は、図4
にその一例を示すように、低圧側端子31aおよび31
bと、高圧側端子31cおよび31dと、低圧側巻線3
2および高圧側巻線33を含むトランス35と、低圧側
端子31aおよび31bと低圧側巻線32との間に挿入
された低圧側スイッチング素子TaおよびTbと、高圧
側端子31cおよび31dと高圧側巻線33との間に挿
入された高圧側スイッチング素子TcおよびTdと、低
圧側スイッチング素子TaおよびTbそれぞれに並列接
続された低圧側整流素子DaおよびDbと、高圧側スイ
ッチング素子TcおよびTdに並列接続された高圧側整
流素子DcおよびDdと、低圧側スイッチング素子T
a、Tbおよび高圧側スイッチング素子Tc、Tdを制
御するコンバータ制御回路24とを備え、コンバータ制
御回路24には、低圧高圧変換モードでは、低圧側スイ
ッチング素子Ta、Tbに開閉制御信号を与え高圧側ス
イッチング素子Tc、Tdを開放状態に維持させる制御
手段と、高圧低圧変換モードでは、高圧側スイッチング
素子Tc、Tdに開閉制御信号を与え低圧側スイッチン
グ素子Ta、Tbを開放状態に維持させる制御手段と、
二つの制御モードのいずれかを選択する選択手段とを備
える。
The bidirectional DC / DC converter 22 is the same as that shown in FIG.
As shown in FIG.
b, the high voltage side terminals 31c and 31d, and the low voltage side winding 3
, A low-side switching element Ta and Tb inserted between the low-side terminals 31a and 31b and the low-side winding 32; a high-side terminal 31c and 31d; High-side switching elements Tc and Td inserted between winding 33, low-side rectifying elements Da and Db connected in parallel to low-side switching elements Ta and Tb, and high-side switching elements Tc and Td in parallel, respectively. Connected high-side rectifiers Dc and Dd and low-side switching element T
a, Tb and a converter control circuit 24 for controlling the high-voltage side switching elements Tc, Td. In the low-voltage / high-voltage conversion mode, the converter control circuit 24 supplies an opening / closing control signal to the low-voltage side switching elements Ta, Tb, Control means for maintaining the switching elements Tc and Td in an open state; and control means for providing an open / close control signal to the high-side switching elements Tc and Td in the high-to-low conversion mode to maintain the low-side switching elements Ta and Tb in an open state. ,
Selecting means for selecting one of the two control modes.

【0041】また、低圧側端子31aおよび31bの端
子電圧を検出する低圧側電圧検出回路V1と、高圧側端
子31cおよび31dの端子電圧を検出する高圧側電圧
検出回路V2とを備え、さらに、コンバータ制御回路2
4には、起動時にこの二つの電圧検出回路V1およびV
2のそれぞれの検出出力を取り込み、この二つの検出出
力をそれぞれの基準値と比較して前記選択手段を自動的
に制御する手段を含み、低圧側巻線32の電流を検出す
る低圧側電流検出回路I1と、高圧側巻線33の電流を
検出する高圧側電流検出回路I2とを備え、さらに、コ
ンバータ制御回路24には、この二つの電流検出回路I
1およびI2の検出出力を取り込み、この二つの検出出
力が前記二つの制御モードのそれぞれの許容範囲にない
ときに異常警報出力を送出する手段を備える。
The low voltage side voltage detecting circuit V1 for detecting the terminal voltages of the low voltage side terminals 31a and 31b and the high voltage side voltage detecting circuit V2 for detecting the terminal voltages of the high voltage side terminals 31c and 31d are provided. Control circuit 2
4, the two voltage detection circuits V1 and V
2 includes means for taking in the respective detection outputs of the first and second means and comparing the two detection outputs with respective reference values to automatically control the selection means, and detecting the current of the low-voltage side winding 32. A circuit I1 and a high voltage side current detection circuit I2 for detecting the current of the high voltage side winding 33 are provided.
Means for taking in the detected outputs of I and I2 and sending out an abnormal alarm output when the two detected outputs are not within the respective allowable ranges of the two control modes.

【0042】インバータ制御回路5の制御入力点に備え
られる入力用共通電位分離回路25は、図5(a)にそ
の一例を示すように、各センサあるいは操作信号を入力
し、この信号に重畳されている雑音を除去するフィルタ
25bと、二つの共通電位とを分離するホトカプラ25
aとを備える。
The input common potential separating circuit 25 provided at the control input point of the inverter control circuit 5 receives each sensor or operation signal as shown in FIG. 5 (a), and is superimposed on this signal. And a photocoupler 25 for separating two common potentials from each other.
a.

【0043】また、インバータ制御回路5の制御出力点
に備えられる出力用共通電位分離回路26は、図5
(b)にその一例を示すように、二つの共通電位を分離
するホトカプラ26aと、外部雑音の逆流を防止するダ
イオード26e、抵抗器26fおよびフィルタ26bと
を備え、出力信号はスイッチ26dを開閉するリレー2
6cを介して外部回路に送出される構成となっている。
The output common potential separation circuit 26 provided at the control output point of the inverter control circuit 5
(B), as shown in an example, a photocoupler 26a for separating two common potentials, a diode 26e for preventing backflow of external noise, a resistor 26f, and a filter 26b, and an output signal opens and closes a switch 26d. Relay 2
The signal is sent to an external circuit via the connection circuit 6c.

【0044】次に、このように構成された本発明実施例
の通常動作について説明する。
Next, the normal operation of the embodiment of the present invention configured as described above will be described.

【0045】まず、制動力を回転系に発生する場合に
は、インバータ制御回路5は回転センサ6で検出される
かご形多相誘導機2の回転子部の回転速度より小さい速
度の回転磁界をかご形多相誘導機2の固定子部に与える
ように制御信号を発生する。このとき、かご形多相誘導
機2は発電機として動作し、発電された電気エネルギは
インバータ回路4により直流エネルギに変換されて、静
電容量回路20に充電電流として供給される。ブレーキ
トルクが大きく、静電容量回路20がこの直流エネルギ
を吸収しきれないときには、直流端子電圧が所定値を越
えて上昇し、半導体スイッチ回路12がこれを検出して
静電容量回路20の端子に抵抗器11を接続するように
閉成する。
First, when a braking force is generated in the rotating system, the inverter control circuit 5 generates a rotating magnetic field having a speed smaller than the rotating speed of the rotor of the cage type polyphase induction machine 2 detected by the rotation sensor 6. A control signal is generated so as to be given to the stator section of the cage type multi-phase induction machine 2. At this time, the cage-type polyphase induction machine 2 operates as a generator, and the generated electric energy is converted into DC energy by the inverter circuit 4 and supplied to the capacitance circuit 20 as a charging current. When the braking torque is large and the capacitance circuit 20 cannot absorb this DC energy, the DC terminal voltage rises beyond a predetermined value, and the semiconductor switch circuit 12 detects this and detects the terminal of the capacitance circuit 20. To close the resistor 11.

【0046】一方、駆動力を回転系に付与する場合に
は、インバータ制御回路5は回転センサ6で検出される
かご形多相誘導機2の回転子部の回転速度より大きい速
度の回転磁界をかご形多相誘導機2の固定子部に与える
ように制御信号を発生する。このときには、静電容量回
路20から直流電流が取り出され、インバータ回路4に
より回転磁界に相応の多相交流に変換されて、かご形多
相誘導機2に供給される。
On the other hand, when applying the driving force to the rotating system, the inverter control circuit 5 generates a rotating magnetic field having a speed higher than the rotating speed of the rotor of the cage type polyphase induction machine 2 detected by the rotation sensor 6. A control signal is generated so as to be given to the stator section of the cage type multi-phase induction machine 2. At this time, a DC current is extracted from the capacitance circuit 20, converted into a polyphase alternating current corresponding to the rotating magnetic field by the inverter circuit 4, and supplied to the cage type polyphase induction machine 2.

【0047】ここで、回転磁界の回転速度と軸回転速度
との差が大きいほど、ブレーキトルクおよび駆動力は大
きい。この実施例では、この差と回転磁界の回転速度と
の比率、すなわちかご形多相誘導機2のすべりがほぼ±
10%の範囲になるように設定される。
Here, the larger the difference between the rotation speed of the rotating magnetic field and the shaft rotation speed, the larger the brake torque and the driving force. In this embodiment, the ratio between the difference and the rotation speed of the rotating magnetic field, that is, the slip of the cage type polyphase induction machine 2 is approximately ±
It is set to be in the range of 10%.

【0048】次に、静電容量回路20への充電制御につ
いて説明する。インバータ回路4にはかご形多相誘導機
2の固定子にその回転子の回転に対応する回転磁界を与
えるための制御信号がインバータ制御回路5から供給さ
れている。このインバータ制御回路5には回転センサ6
からの回転情報が入力し、また静電容量回路20の充電
状態に関する情報が入力する。このインバータ制御回路
5にはマイクロプロセッサを含む。またこのインバータ
制御回路5には、運転者の操作により運転状況により変
化する操作制御信号を取り込む手段を含む。
Next, control of charging the capacitance circuit 20 will be described. The inverter circuit 4 is supplied with a control signal from the inverter control circuit 5 for applying a rotating magnetic field corresponding to the rotation of the rotor to the stator of the squirrel-cage polyphase induction machine 2. The inverter control circuit 5 includes a rotation sensor 6
, And information regarding the state of charge of the capacitance circuit 20 is input. The inverter control circuit 5 includes a microprocessor. In addition, the inverter control circuit 5 includes a unit that captures an operation control signal that changes depending on a driving condition by a driver's operation.

【0049】インバータ回路4は上記のように直流側端
子のエネルギを交流側端子に与えるとともに、交流側端
子に発生するエネルギを直流側端子に与えることができ
る。さらに、インバータ制御回路5の制御によりかご形
多相誘導機2が電動機となるように回転磁界の回転速度
を制御して、かご形多相誘導機2の回転軸に駆動力を与
え、内燃機関1の補助駆動装置として動作させることが
できる。このときには、静電容量回路20に充電された
電気エネルギが用いられる。
As described above, the inverter circuit 4 can supply the energy of the DC terminal to the AC terminal, and can also supply the energy generated in the AC terminal to the DC terminal. Further, the rotation speed of the rotating magnetic field is controlled by the control of the inverter control circuit 5 so that the squirrel-cage polyphase induction machine 2 becomes an electric motor, and a driving force is applied to the rotating shaft of the squirrel-cage polyphase induction machine 2 to provide an internal combustion engine. It can be operated as one auxiliary driving device. At this time, the electric energy charged in the capacitance circuit 20 is used.

【0050】静電容量回路20への充電は、内燃機関に
連結された発電機により、その内燃機関が回転している
かぎり継続され、始動電動機の運転または各種の艤装装
置の運転により充電エネルギが使用されると可能なかぎ
り短時間に定格充電容量いっぱいの充電状態に達するよ
うに制御される。
The charging of the capacitance circuit 20 is continued by the generator connected to the internal combustion engine as long as the internal combustion engine is rotating, and the charging energy is increased by the operation of the starting motor or the operation of various outfitting devices. When used, it is controlled so as to reach a full charged state in the shortest possible time.

【0051】次に、本発明実施例における静電容量回路
20の充放電制御について説明する。図6は本発明実施
例における静電容量回路の充放電の制御の流れを示す図
である。
Next, the charge / discharge control of the capacitance circuit 20 in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing a flow of control of charging and discharging of the capacitance circuit in the embodiment of the present invention.

【0052】装置の製造直後あるいは装置を長時間使用
しなかった状態で静電容量回路20に蓄電電荷がほとん
どない状態のときには、初期充電モードが選択され昇圧
降圧変換器の昇圧チョッパにより最低電圧150Vまで
充電される()。始動モードが選択されこの電圧によ
り内燃機関1の起動が行われると電圧は約100Vまで
低下する()。
Immediately after the device is manufactured or when the device has not been used for a long time and there is almost no charge stored in the capacitance circuit 20, the initial charge mode is selected and the minimum voltage of 150 V is supplied by the boost chopper of the boost / buck converter. Charged until (). When the start mode is selected and the internal combustion engine 1 is started with this voltage, the voltage drops to about 100 V ().

【0053】内燃機関1が起動し暖機運転状態になると
暖気モードが選択され、かご形多相誘導機2が発電を開
始し静電容量回路20に電荷が蓄電され定格電圧の35
0Vに達する()。これにより自動車は走行可能状態
となり、加速モードが選択されて静電容量回路20に蓄
電された電荷を放出し、あるいは減速モードが選択され
てかご形多相誘導機2を補助動力として走行が行われる
()。
When the internal combustion engine 1 starts and enters a warm-up operation state, the warm-up mode is selected, the squirrel-cage polyphase induction machine 2 starts power generation, electric charges are stored in the capacitance circuit 20, and the rated voltage of 35 is reached.
It reaches 0V (). As a result, the vehicle is in a runnable state, the acceleration mode is selected to release the electric charge stored in the capacitance circuit 20, or the deceleration mode is selected to run with the cage-type polyphase induction machine 2 as auxiliary power. ().

【0054】このとき、加速モードが長く用いられると
電圧は低下するが、約230Vに設定された最低限界電
圧を下回るときには加速モードの選択が禁止される。最
低限界電圧に達すると制御モードは補充充電モードに切
換わり、かご形多相誘導機2を発電機として作動させて
静電容量回路20をゆるやかに充電する()。このよ
うに内燃機関1が回転している状態では、つねに静電容
量回路20の蓄電電荷量を規定値以上に維持する。以降
同様の制御が繰り返される。
At this time, if the acceleration mode is used for a long time, the voltage decreases, but if the voltage falls below the minimum limit voltage set at about 230 V, the selection of the acceleration mode is prohibited. When the minimum limit voltage is reached, the control mode is switched to the supplementary charging mode, and the squirrel-cage polyphase induction machine 2 is operated as a generator to slowly charge the capacitance circuit 20 (). As described above, while the internal combustion engine 1 is rotating, the stored charge amount of the capacitance circuit 20 is always maintained at a specified value or more. Thereafter, similar control is repeated.

【0055】ここで、図4を参照して双方向DC・DC
コンバータの動作について説明する。
Here, referring to FIG.
The operation of the converter will be described.

【0056】低圧高圧変換モードの場合には、コンバー
タ制御回路24が低圧側スイッチング素子TaおよびT
bに開閉制御信号を与え高圧側スイッチング素子Tcお
よびTdを開放状態にする。このとき低圧側スイッチン
グ素子TaおよびTbと並列に接続されている低圧側整
流素子DaおよびDbは印加される電圧が逆方向となる
ために作用せず、開放状態に維持されている高圧側スイ
ッチング素子TcおよびTdと並列に接続されている高
圧側整流素子DcおよびDdは印加される電圧が順方向
であるために整流素子としての動作を行う。
In the case of the low-voltage / high-voltage conversion mode, converter control circuit 24 controls low-voltage side switching elements Ta and T
An open / close control signal is given to b to open the high-side switching elements Tc and Td. At this time, the low-voltage side rectifying elements Da and Db connected in parallel with the low-voltage side switching elements Ta and Tb do not act because the applied voltage is in the reverse direction, and are kept in the open state. The high-voltage rectifiers Dc and Dd connected in parallel with Tc and Td operate as rectifiers because the applied voltage is in the forward direction.

【0057】高圧低圧変換モードの場合には、コンバー
タ制御回路24が高圧側スイッチング素子TcおよびT
dに開閉制御信号を与え低圧側スイッチング素子Taお
よびTbを開放状態にする。このとき高圧側スイッチン
グ素子TcおよびTdと並列に接続されている高圧側整
流素子DcおよびDdにかかる印加電圧は逆方向になる
ために作用しない。開放状態に維持されている低圧側ス
イッチング素子TaおよびTbと並列に接続されている
低圧側整流素子DcおよびDdに印加される電圧は順方
向のために整流素子としての動作を行う。
In the case of the high-voltage / low-voltage conversion mode, converter control circuit 24 controls high-side switching elements Tc and Tc.
An open / close control signal is given to d to open the low-voltage switching elements Ta and Tb. At this time, the voltages applied to the high-side rectifiers Dc and Dd connected in parallel with the high-side switching elements Tc and Td have no effect because they are in opposite directions. The voltages applied to the low-voltage rectifiers Dc and Dd connected in parallel with the low-voltage switching elements Ta and Tb maintained in the open state operate as rectifiers in the forward direction.

【0058】前述したように蓄電手段には、インバータ
回路4の直流側に直結された高電圧の静電容量回路20
と、一般電気装備の定格電圧に等しい低電圧の蓄電池2
1とが含まれる。そこで人体に対する危険防止のため
に、蓄電池21の一端となる低電圧側の共通電位と静電
容量回路20の一端となる高電圧側の共通電位とを双方
向DC・DCコンバータおよび図5(a)および(b)
に示すインバータ制御回路5に備えられた入力用共通電
位分離回路25および出力用共通電位分離回路26によ
り分離する。すなわちインバータ制御回路5の共通電位
を高圧側の共通電位に接続し、低電圧側の共通電位を自
動車の車体電位に接続する。
As described above, the storage means includes a high-voltage capacitance circuit 20 directly connected to the DC side of the inverter circuit 4.
And a low-voltage storage battery 2 equal to the rated voltage of general electrical equipment
1 is included. In order to prevent danger to the human body, the common potential on the low voltage side serving as one end of the storage battery 21 and the common potential on the high voltage side serving as one end of the capacitance circuit 20 are connected to the bidirectional DC / DC converter and FIG. ) And (b)
Are separated by an input common potential separation circuit 25 and an output common potential separation circuit 26 provided in the inverter control circuit 5 shown in FIG. That is, the common potential of the inverter control circuit 5 is connected to the common potential on the high voltage side, and the common potential on the low voltage side is connected to the vehicle body potential of the automobile.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、静
電容量回路に十分な蓄電電荷がある状態のときには、双
方向DC・DCコンバータを制御して一般負荷回路用の
低電圧を発生させ蓄電池の充電を定常的に維持すること
ができ、かつ高電圧側と低電圧側との共通電位を分離し
て車体電位からフロート状態にし高電圧側に人体が触れ
ることにより感電することを防止することができる効果
がある。
As described above, according to the present invention, the bidirectional DC / DC converter is controlled to generate a low voltage for a general load circuit when there is sufficient stored charge in the capacitance circuit. To maintain the charging of the storage battery steadily, and separate the common potential between the high voltage side and the low voltage side to float from the vehicle body potential and prevent electric shock due to the human body touching the high voltage side There is an effect that can be.

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

【図1】本発明実施例に係わる全体構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例の構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施例における静電容量回路の構成を示
す図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a capacitance circuit according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明実施例における双方向DC・DCコンバ
ータの構成を示す回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a bidirectional DC / DC converter according to the embodiment of the present invention.

【図5】(a)は本発明実施例における入力用共通電位
分離回路の構成を示す回路図、(b)は出力用共通電位
分離回路の構成を示す回路図。
5A is a circuit diagram illustrating a configuration of an input common potential separation circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a circuit diagram illustrating a configuration of an output common potential separation circuit.

【図6】本発明実施例における静電容量回路の充放電の
制御の流れを示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a flow of control of charging and discharging of the capacitance circuit in the embodiment of the present invention.

【図7】従来例の構成を示すブロック図。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内燃機関 2 かご形多相誘導機 3 二次電池回路 4 インバータ回路 5 インバータ制御回路 6 回転センサ 7 コンデンサ 11 抵抗器 12 半導体スイッチ回路 13 検出回路 14 スイッチ制御回路 15 電流検出器 20 静電容量回路 21 蓄電池 22 双方向DC・DCコンバータ 24 コンバータ制御回路 25 入力用共通電位分離回路 25a、26a ホトカプラ 26 出力用共通電位分離回路 25b、26b フィルタ 26c リレー 26d スイッチ 26e ダイオード 26f 抵抗器 30 金属容器 31a、31b 低圧側端子 31c、31d 高圧側端子 32 低圧側巻線 33 高圧側巻線 35 トランス Da、Db 低圧側整流素子 Dc、Dd 高圧側整流素子 Ta、Tb 低圧側スイッチング素子 Tc、Td 高圧側スイッチング素子 V1 低圧側電圧検出回路 V2 高圧側電圧検出回路 I1 低圧側電流検出回路 I2 高圧側電流検出回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Cage type polyphase induction machine 3 Secondary battery circuit 4 Inverter circuit 5 Inverter control circuit 6 Rotation sensor 7 Capacitor 11 Resistor 12 Semiconductor switch circuit 13 Detection circuit 14 Switch control circuit 15 Current detector 20 Capacitance circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Storage battery 22 Bidirectional DC / DC converter 24 Converter control circuit 25 Input common potential separation circuit 25a, 26a Photocoupler 26 Output common potential separation circuit 25b, 26b Filter 26c Relay 26d Switch 26e Diode 26f Resistor 30 Metal container 31a, 31b Low voltage side terminal 31c, 31d High voltage side terminal 32 Low voltage side winding 33 High voltage side winding 35 Transformer Da, Db Low voltage side rectifying element Dc, Dd High voltage side rectifying element Ta, Tb Low voltage side switching element Tc, Td High voltage side switching element V1 Low voltage side voltage detection circuit V2 High voltage side voltage detection circuit I1 Low voltage side current detection circuit I2 High voltage side current detection circuit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/14 B60L 1/00 - 1/16 B60L 7/00 B60L 8/00 B60L 11/00 - 11/18 H02J 7/00 - 7/10 H02J 7/34 - 7/35 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 7/14 B60L 1/00-1/16 B60L 7/00 B60L 8/00 B60L 11/00-11/18 H02J 7 / 00-7/10 H02J 7/34-7/35

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 自動車の車軸を駆動する内燃機関の回転
軸に連結されたかご形多相誘導機と、蓄電手段と、前記
かご形多相誘導機の多相交流回路と前記蓄電手段の直流
回路とを双方向に電気エネルギを変換して結合するイン
バータ回路と、このインバータ回路を制御するインバー
タ制御回路とを備えた自動車の制動および補助動力装置
において、静電容量素子が直列に接続され前記かご形多相誘導機を
電動機として駆動するに足る電気エネルギを蓄電する静
電容量回路が前記インバータ回路の直流側に直結され、 自動車の一般電気装備の定格電圧に等しく前記静電容量
回路より低電圧の蓄電池と前記静電容量回路との間に双
方向DC・DCコンバータが接続され、 前記インバータ制御回路は前記静電容量回路を前記かご
形多相誘導機の制動および補助動力の主蓄電電源として
用いて制御する手段を含み、 前記双方向DC・DCコンバータにはそのスイッチング
素子を開閉制御して前記蓄電池を補助蓄電電源として電
エネルギの伝達方向を制御するコンバータ制御回路を
含むことを特徴とする自動車の制動および補助動力装
置。
1. The rotation of an internal combustion engine that drives the axle of an automobile
A cage-type polyphase induction machine connected to a shaft, power storage means,
The polyphase AC circuit of the cage type polyphase induction machine and the DC of the power storage means
Circuit that converts electrical energy bidirectionally into a circuit
Inverter that controls the inverter circuit and the inverter circuit
Braking and auxiliary power unit for a motor vehicle having a motor control circuit
AtCapacitive elements are connected in series and the cage type polyphase induction machine is
Static electricity that stores enough electric energy to drive as a motor
A capacitance circuit is directly connected to the DC side of the inverter circuit, The capacitance is equal to the rated voltage of the general electrical equipment of the car.
Between the storage battery having a lower voltage than the circuit and the capacitance circuit.
Directional DC-DC converter is connected, The inverter control circuit converts the capacitance circuit into the car
As a main storage power source for braking and auxiliary power of a multi-phase induction motor
Including means for controlling using  The bidirectional DC / DC converter has its switching
Control the opening and closing of the elementThe storage battery is used as an auxiliary storage power supply.
MindA converter control circuit that controls the direction of energy transmission
Vehicle braking and auxiliary power equipment characterized by including
Place.
【請求項2】 前記蓄電池の一端となる低電圧側の共通
電位と、前記静電容量回路の一端となる高電圧側の共通
電位とは切り離され、 前記インバータ制御回路の共通電位は前記高電圧側の共
通電位に接続され、 前記インバータ制御回路の制御入力点にホトカプラを含
む共通電位分離回路を備えた請求項1記載の自動車の制
動および補助動力装置。
2. A common potential on a low voltage side serving as one end of the storage battery and a common potential on a high voltage side serving as one end of the capacitance circuit are separated, and the common potential of the inverter control circuit is the high voltage. The braking and auxiliary power device for a vehicle according to claim 1, further comprising a common potential separating circuit connected to a common potential on a side of the inverter and including a photocoupler at a control input point of the inverter control circuit.
【請求項3】 前記低電圧側の共通電位は自動車の車体
電位に接続された請求項2記載の自動車の制動および補
助動力装置。
3. The vehicle braking and auxiliary power device according to claim 2, wherein the low-potential-side common potential is connected to a vehicle body potential of the vehicle.
【請求項4】 前記コンバータ制御回路はその制御モー
ドとして、前記静電容量回路に前記蓄電池のエネルギを
前記DC・DCコンバータにより変換して充電させる初
期充電モードと、前記静電容量回路の端子電圧が所定値
を越えるときにその静電容量回路の蓄電エネルギを前記
DC・DCコンバータにより変換して前記蓄電池に充電
させる電池充電モードを含む請求項1記載の自動車の制
動および補助動力装置。
4. The converter control circuit has an initial charging mode in which the capacitance circuit converts and charges the energy of the storage battery by the DC / DC converter, and a terminal voltage of the capacitance circuit. 2. The braking and auxiliary power device for an automobile according to claim 1, further comprising a battery charging mode in which the stored energy of the capacitance circuit is converted by the DC / DC converter when the storage battery exceeds a predetermined value and the storage battery is charged.
【請求項5】 前記インバータ制御回路はその制御モー
ドとして、 前記静電容量回路に蓄電されたエネルギを前記インバー
タ回路を介して前記かご形多相誘導機に交流電流として
与え前記かご形多相誘導機を電動機として作動させる始
動モードと、自動車の制動時に前記かご形多相誘導機を
発電機として作動させ前記かご形多相誘導機の出力交流
電流を前記インバータ回路を介して前記静電容量回路に
充電電流として供給する減速モードと、自動車の加速時
に前記かご形多相誘導機を電動機として作動させ前記静
電容量回路に蓄電されたエネルギを前記インバータ回路
を介して前記かご形多相誘導機に交流電流として供給す
る加速モードとを含む請求項1記載の自動車の制動およ
び補助動力装置。
5. The cage-type multi-phase induction machine according to claim 1, wherein the inverter control circuit supplies the energy stored in the capacitance circuit as an alternating current to the cage-type polyphase induction machine through the inverter circuit as a control mode. A start mode in which the machine is operated as an electric motor, and the car-shaped polyphase induction machine is operated as a generator during braking of the car, and the output alternating current of the car-shaped polyphase induction machine is output through the inverter circuit to the capacitance circuit. A deceleration mode for supplying a charging current to the car, and operating the car-shaped polyphase induction machine as an electric motor when the vehicle is accelerating, and storing the energy stored in the capacitance circuit through the inverter circuit to the car-shaped polyphase induction machine. 2. The vehicle braking and auxiliary power system according to claim 1, further comprising: an acceleration mode for supplying the vehicle with an alternating current.
【請求項6】 前記インバータ制御回路はその制御モー
ドとして、前記始動モードにつづき前記内燃機関の暖機
運転中に前記かご形多相誘導機を発電機として作動させ
前記かご形多相誘導機の出力交流電流を前記インバータ
回路を介して前記静電容量回路に充電電流として供給す
る暖機モードと、前記内燃機関の運転中に前記静電容量
回路の端子電圧が所定値以下に低下したときに前記かご
形多相誘導機を発電機として作動させ前記かご形多相誘
導機の出力交流電流を前記インバータ回路を介して前記
静電容量回路に充電電流として供給する補充充電モード
とを含む請求項5記載の自動車の制動および補助動力装
置。
6. The car control system according to claim 1, wherein the inverter control circuit operates the car-shaped polyphase induction machine as a generator during a warm-up operation of the internal combustion engine following the start mode. A warm-up mode in which an output AC current is supplied as a charging current to the capacitance circuit via the inverter circuit, and when a terminal voltage of the capacitance circuit drops below a predetermined value during operation of the internal combustion engine. A supplementary charging mode in which the cage-type polyphase induction machine is operated as a generator and an output alternating current of the cage-type polyphase induction machine is supplied as a charging current to the capacitance circuit via the inverter circuit. A vehicle braking and auxiliary power unit according to claim 5.
【請求項7】 前記インバータ回路、前記インバータ制
御回路および前記静電容量回路は電気絶縁体により包ま
れ、車体電位に接続された金属容器に収容された構造で
ある請求項1記載の自動車の制動および補助動力装置。
7. The vehicle brake according to claim 1, wherein the inverter circuit, the inverter control circuit, and the capacitance circuit are configured to be wrapped by an electrical insulator and housed in a metal container connected to a vehicle body potential. And auxiliary power unit.
JP04049932A 1992-03-06 1992-03-06 Automotive braking and auxiliary power units Expired - Fee Related JP3105061B2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04049932A JP3105061B2 (en) 1992-03-06 1992-03-06 Automotive braking and auxiliary power units
DE69324970T DE69324970T2 (en) 1992-03-06 1993-03-05 BRAKE AND AUXILIARY POWER DEVICE OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP93905617A EP0584373B1 (en) 1992-03-06 1993-03-05 Braking and auxiliary power apparatus of internal combustion engine
KR1019930703341A KR100301073B1 (en) 1992-03-06 1993-03-05 Braking and auxiliary power units of internal combustion engines
US08/137,196 US5513718A (en) 1992-03-06 1993-03-05 Braking and auxiliary driving means for an internal combustion engine
PCT/JP1993/000280 WO1993017890A1 (en) 1992-03-06 1993-03-05 Braking and auxiliary power apparatus of internal combustion engine
CA002108474A CA2108474C (en) 1992-03-06 1993-03-05 Braking and auxiliary driving means for an internal combustion engine
AU36482/93A AU661564B2 (en) 1992-03-06 1993-03-05 Braking and auxiliary power apparatus of internal combustion engine
US08/443,756 US5552681A (en) 1992-03-06 1995-05-18 Apparatus for storing energy generated during breaking of a vehicle and for providing energy to the internal combustion engine of the vehicle at other times

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04049932A JP3105061B2 (en) 1992-03-06 1992-03-06 Automotive braking and auxiliary power units

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07177674A JPH07177674A (en) 1995-07-14
JP3105061B2 true JP3105061B2 (en) 2000-10-30

Family

ID=12844794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04049932A Expired - Fee Related JP3105061B2 (en) 1992-03-06 1992-03-06 Automotive braking and auxiliary power units

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3105061B2 (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19921450C5 (en) * 1999-05-08 2006-08-03 Daimlerchrysler Ag Electric vehicle drive
JP4489238B2 (en) * 2000-03-29 2010-06-23 正行 服部 Electric motor control device
KR100768354B1 (en) * 2001-02-16 2007-10-18 지멘스 악티엔게젤샤프트 Motor vehicle electric system
JP3625789B2 (en) 2001-08-10 2005-03-02 本田技研工業株式会社 Vehicle power supply
JP2007118656A (en) * 2005-10-25 2007-05-17 Hino Motors Ltd Electric power unit for vehicle
FR2923421B1 (en) * 2007-11-12 2013-11-08 Valeo Equip Electr Moteur ELECTRICAL POWER SUPPLY FOR ON-BOARD EQUIPMENT OF A MOTOR VEHICLE
JP5403438B2 (en) * 2011-11-29 2014-01-29 Tdk株式会社 DCDC converter and control method of DCDC converter
CN109017326B (en) * 2018-08-03 2024-02-20 重庆瑞阳科技股份有限公司 Braking energy recovery system of electric vehicle
JP7303646B2 (en) * 2019-03-19 2023-07-05 キヤノン株式会社 Power supply and image forming device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07177674A (en) 1995-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0584373B1 (en) Braking and auxiliary power apparatus of internal combustion engine
US5552681A (en) Apparatus for storing energy generated during breaking of a vehicle and for providing energy to the internal combustion engine of the vehicle at other times
US10442309B2 (en) Apparatus and method for an electric power supply with changeable electric connectivity between battery modules
US6930460B2 (en) Load driver with power storage unit
US7568537B2 (en) Vehicle propulsion system
US7269535B2 (en) Fault diagnosing apparatus for vehicle and fault diagnosing method for vehicle
JP2879486B2 (en) Braking and auxiliary power units for internal combustion engines
US6995480B2 (en) Power supply equipment for motor vehicle with inverter for controlling motor generator
US7595597B2 (en) Vehicle propulsion system
JP5733292B2 (en) Vehicle power system
WO2007119874A1 (en) Power supply device and power supply device control method
JP2009183089A (en) Electric storage device controller and movable body installed with the same
JP3105061B2 (en) Automotive braking and auxiliary power units
EP2544346A1 (en) Load driving device
US11884221B2 (en) On-board electrical network of a motor vehicle
CN108691708A (en) Hybrid powertrain with double-energy storage device
JP3466513B2 (en) Electric vehicle power system
JP2017103949A (en) Power supply system
JP2879485B2 (en) Braking and auxiliary power units for internal combustion engines
JPH09308117A (en) Battery residual capacity measuring device
US20240051412A1 (en) Method for operating a transportation vehicle
JPH07231651A (en) Power supply in electric automobile
JP2002213272A (en) Power system of hybrid electric vehicle
JP2023160626A (en) Control device, vehicle, and control program

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090901

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees