JP3304606B2 - 二電圧出力型発電電動装置 - Google Patents
二電圧出力型発電電動装置Info
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- Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の負荷に別電源系
統により並列給電可能な二電圧出力型発電電動装置に関
する。
統により並列給電可能な二電圧出力型発電電動装置に関
する。
【０００２】
【従来技術】特開昭６２−５５８３５号公報は、二電圧
出力型の車両用発電機を開示している。この技術では、
それぞれ３個の半導体素子（ダイオード又は半導体スイ
ッチ）で構成されて三相全波整流器を構成する低位側ハ
ーフブリッジ及び高位側ハーフブリッジに加えて、３個
の半導体スイッチからなる更にもう一組の追加ハーフブ
リッジを高位側又は低位側に配設し、少なくともこの追
加ハーフブリッジを構成する半導体スイッチのオン時期
を独立に制御することにより異なる大きさの２電圧を出
力することを提案している。
出力型の車両用発電機を開示している。この技術では、
それぞれ３個の半導体素子（ダイオード又は半導体スイ
ッチ）で構成されて三相全波整流器を構成する低位側ハ
ーフブリッジ及び高位側ハーフブリッジに加えて、３個
の半導体スイッチからなる更にもう一組の追加ハーフブ
リッジを高位側又は低位側に配設し、少なくともこの追
加ハーフブリッジを構成する半導体スイッチのオン時期
を独立に制御することにより異なる大きさの２電圧を出
力することを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の二電圧出力型の車両用発電機では、追加ハーフブリ
ッジや高位側ハーフブリッジを構成する各半導体スイッ
チのオン時期を発電電圧の絶対値が所定範囲にある期間
に個別に同期させて高速にオン、オフしなければなら
ず、どうしても出力整流電圧の変動が大きくなってしま
うという問題があった。
来の二電圧出力型の車両用発電機では、追加ハーフブリ
ッジや高位側ハーフブリッジを構成する各半導体スイッ
チのオン時期を発電電圧の絶対値が所定範囲にある期間
に個別に同期させて高速にオン、オフしなければなら
ず、どうしても出力整流電圧の変動が大きくなってしま
うという問題があった。
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、出力整流電圧の変動増大を回避しつつ高低二電圧
を出力可能な二電圧出力型発電電動装置を提供すること
を、その目的としている。
あり、出力整流電圧の変動増大を回避しつつ高低二電圧
を出力可能な二電圧出力型発電電動装置を提供すること
を、その目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成の二
電圧出力型発電電動装置は、車両用エンジンにトルク授
受可能に連結される三相交流発電電動機と、高電圧で蓄
電する高圧蓄電手段及び低電圧で蓄電する低圧蓄電手段
と、ダイオードからなる高圧用三相全波整流器及び前記
高圧用三相全波整流器の各ダイオードに個別に並列接続
される半導体スイッチからなるとともに前記三相交流発
電電動機と前記高圧蓄電手段との間に介設されて電力の
交直変換を行いつつ前記両者の間で電力授受を仲介する
ドライバ回路と、少なくとも３個の半導体スイッチから
なるとともに前記各半導体スイッチの主電極対の一方が
共通接続されて前記低圧蓄電手段の一端に接続され、か
つ、前記各主電極対の他方がそれぞれ前記三相交流発電
電動機の各相の出力端に個別に接続される低圧用三相全
波整流器と、前記エンジンにトルクアシストする期間
中、前記ドライバ回路の前記半導体スイッチを前記発電
電動機の回転角に同期しつつ断続制御して前記発電電動
機を電動動作させるとともに前記低圧用三相全波整流器
の前記半導体スイッチを遮断し、前記高圧蓄電手段を充
電する期間中、前記低圧用三相全波整流器の前記半導体
スイッチを遮断するとともに前記高圧用三相全波整流器
により前記発電電動機の出力を整流して前記高圧蓄電手
段を充電し、前記低圧蓄電手段を充電する期間中、前記
ドライバ回路の前記半導体スイッチを遮断するとともに
前記低圧蓄電手段の半導体スイッチにオン信号を送信し
て前記低圧蓄電手段を充電するコントローラとを備える
をことを特徴としている。
電圧出力型発電電動装置は、車両用エンジンにトルク授
受可能に連結される三相交流発電電動機と、高電圧で蓄
電する高圧蓄電手段及び低電圧で蓄電する低圧蓄電手段
と、ダイオードからなる高圧用三相全波整流器及び前記
高圧用三相全波整流器の各ダイオードに個別に並列接続
される半導体スイッチからなるとともに前記三相交流発
電電動機と前記高圧蓄電手段との間に介設されて電力の
交直変換を行いつつ前記両者の間で電力授受を仲介する
ドライバ回路と、少なくとも３個の半導体スイッチから
なるとともに前記各半導体スイッチの主電極対の一方が
共通接続されて前記低圧蓄電手段の一端に接続され、か
つ、前記各主電極対の他方がそれぞれ前記三相交流発電
電動機の各相の出力端に個別に接続される低圧用三相全
波整流器と、前記エンジンにトルクアシストする期間
中、前記ドライバ回路の前記半導体スイッチを前記発電
電動機の回転角に同期しつつ断続制御して前記発電電動
機を電動動作させるとともに前記低圧用三相全波整流器
の前記半導体スイッチを遮断し、前記高圧蓄電手段を充
電する期間中、前記低圧用三相全波整流器の前記半導体
スイッチを遮断するとともに前記高圧用三相全波整流器
により前記発電電動機の出力を整流して前記高圧蓄電手
段を充電し、前記低圧蓄電手段を充電する期間中、前記
ドライバ回路の前記半導体スイッチを遮断するとともに
前記低圧蓄電手段の半導体スイッチにオン信号を送信し
て前記低圧蓄電手段を充電するコントローラとを備える
をことを特徴としている。
【０００６】本発明の第２の構成の二電圧出力型発電電
動装置は、前記第１の構成において前記低圧用三相全波
整流器の半導体スイッチがサイリスタからなり、前記コ
ントローラが、前記低圧蓄電手段を充電する期間中、前
記低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチに常時オ
ン電圧を出力するものであることを更なる特徴としてい
る。
動装置は、前記第１の構成において前記低圧用三相全波
整流器の半導体スイッチがサイリスタからなり、前記コ
ントローラが、前記低圧蓄電手段を充電する期間中、前
記低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチに常時オ
ン電圧を出力するものであることを更なる特徴としてい
る。
【０００７】上記低圧用三相全波整流器において、各主
電極対の一方が低圧蓄電手段の高位端又は低位端に接続
され、各主電極対の他方が三相交流発電電動機の各相の
出力端に個別に接続される上記３個の半導体スイッチ
は、上記低圧用三相全波整流器の高位側又は低位側のハ
ーフブリッジを構成する。その他、上記低圧用三相全波
上記ハーフブリッジと対をなす残りのハーフブリッジを
有することができ、例えばこの残りのハーフブリッジは
３個のダイオードで構成される。例えば、上記３個の半
導体スイッチが高位側ハーフブリッジを構成する場合に
は、３個のダイオードの各アノードを共通接続して低圧
蓄電手段の低位端に接続し、３個のダイオードの各カソ
ードを個別に三相交流発電電動機の各相出力端に接続す
ることができる。
電極対の一方が低圧蓄電手段の高位端又は低位端に接続
され、各主電極対の他方が三相交流発電電動機の各相の
出力端に個別に接続される上記３個の半導体スイッチ
は、上記低圧用三相全波整流器の高位側又は低位側のハ
ーフブリッジを構成する。その他、上記低圧用三相全波
上記ハーフブリッジと対をなす残りのハーフブリッジを
有することができ、例えばこの残りのハーフブリッジは
３個のダイオードで構成される。例えば、上記３個の半
導体スイッチが高位側ハーフブリッジを構成する場合に
は、３個のダイオードの各アノードを共通接続して低圧
蓄電手段の低位端に接続し、３個のダイオードの各カソ
ードを個別に三相交流発電電動機の各相出力端に接続す
ることができる。
【０００８】また、この残りのハーフブリッジは省略す
ることができ、この場合には、ドライバ回路の三相全波
整流器のどちらかのハーフブリッジがこの低圧用三相全
波整流器のハーフブリッジと対をなして三相全波整流器
を構成する。本発明の第３の構成の二電圧出力型発電電
動装置は、車両用エンジンにトルク授受可能に連結され
る三相交流発電電動機と、高電圧で蓄電する高圧蓄電手
段及び低電圧で蓄電する低圧蓄電手段と、ダイオードか
らなる高圧用三相全波整流器及び前記高圧用三相全波整
流器の各ダイオードに個別に並列接続される半導体スイ
ッチからなるとともに前記三相交流発電電動機と前記高
圧蓄電手段との間に介設されて電力の交直変換を行いつ
つ前記両者の間で電力授受を仲介するドライバ回路と、
少なくとも３個の低圧用ダイオードからなる高位側ハー
フブリッジを有し、前記各低圧用ダイオードのカソード
が低圧用半導体スイッチを介して前記低圧蓄電手段の高
位端に接続され、かつ、前記各低圧用ダイオードのアノ
ードが前記三相交流発電電動機の各相の出力端に個別に
接続される低圧用三相全波整流器と、前記エンジンにト
ルクアシストする期間中、前記ドライバ回路の前記半導
体スイッチを前記発電電動機の回転角に同期しつつ断続
制御して前記発電電動機を電動動作させるとともに前記
低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチを遮断し、
前記高圧蓄電手段を充電する期間中、前記低圧用三相全
波整流器の前記半導体スイッチを遮断するとともに前記
高圧用三相全波整流器により前記発電電動機の出力を整
流して前記高圧蓄電手段を充電し、前記低圧蓄電手段を
充電する期間中、前記ドライバ回路の前記半導体スイッ
チを遮断するとともに前記低圧蓄電手段の半導体スイッ
チにオン信号を送信して前記低圧蓄電手段を充電するコ
ントローラとを備えるをことを特徴としている。
ることができ、この場合には、ドライバ回路の三相全波
整流器のどちらかのハーフブリッジがこの低圧用三相全
波整流器のハーフブリッジと対をなして三相全波整流器
を構成する。本発明の第３の構成の二電圧出力型発電電
動装置は、車両用エンジンにトルク授受可能に連結され
る三相交流発電電動機と、高電圧で蓄電する高圧蓄電手
段及び低電圧で蓄電する低圧蓄電手段と、ダイオードか
らなる高圧用三相全波整流器及び前記高圧用三相全波整
流器の各ダイオードに個別に並列接続される半導体スイ
ッチからなるとともに前記三相交流発電電動機と前記高
圧蓄電手段との間に介設されて電力の交直変換を行いつ
つ前記両者の間で電力授受を仲介するドライバ回路と、
少なくとも３個の低圧用ダイオードからなる高位側ハー
フブリッジを有し、前記各低圧用ダイオードのカソード
が低圧用半導体スイッチを介して前記低圧蓄電手段の高
位端に接続され、かつ、前記各低圧用ダイオードのアノ
ードが前記三相交流発電電動機の各相の出力端に個別に
接続される低圧用三相全波整流器と、前記エンジンにト
ルクアシストする期間中、前記ドライバ回路の前記半導
体スイッチを前記発電電動機の回転角に同期しつつ断続
制御して前記発電電動機を電動動作させるとともに前記
低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチを遮断し、
前記高圧蓄電手段を充電する期間中、前記低圧用三相全
波整流器の前記半導体スイッチを遮断するとともに前記
高圧用三相全波整流器により前記発電電動機の出力を整
流して前記高圧蓄電手段を充電し、前記低圧蓄電手段を
充電する期間中、前記ドライバ回路の前記半導体スイッ
チを遮断するとともに前記低圧蓄電手段の半導体スイッ
チにオン信号を送信して前記低圧蓄電手段を充電するコ
ントローラとを備えるをことを特徴としている。
【０００９】上記高圧用三相全波整流器の上記各ダイオ
ードは三相全波整流器を構成するとともに、並列接続さ
れる各半導体スイッチのフライホイルダイオードを兼ね
る。
ードは三相全波整流器を構成するとともに、並列接続さ
れる各半導体スイッチのフライホイルダイオードを兼ね
る。
【００１０】
【作用及び発明の効果】本発明の第１の構成によれば、
エンジンにトルクアシストする期間中、ドライバ回路の
各半導体スイッチが断続されて発電電動機に三相交流電
圧が印加され、高圧蓄電手段を充電する期間中、低圧用
三相全波整流器の各半導体スイッチが遮断され、これに
より高圧用三相全波整流器により発電電圧が整流されて
高圧蓄電手段が充電され、低圧蓄電手段を充電する期間
中、ドライバ回路の各半導体スイッチが遮断され、か
つ、低圧蓄電手段の半導体スイッチにオン電圧が印加さ
れる。
エンジンにトルクアシストする期間中、ドライバ回路の
各半導体スイッチが断続されて発電電動機に三相交流電
圧が印加され、高圧蓄電手段を充電する期間中、低圧用
三相全波整流器の各半導体スイッチが遮断され、これに
より高圧用三相全波整流器により発電電圧が整流されて
高圧蓄電手段が充電され、低圧蓄電手段を充電する期間
中、ドライバ回路の各半導体スイッチが遮断され、か
つ、低圧蓄電手段の半導体スイッチにオン電圧が印加さ
れる。
【００１１】すなわち本構成によれば、低圧蓄電手段の
半導体スイッチを遮断しておいて、ドライバ回路の半導
体スイッチを断続して発電電動機の電動動作を行い、ド
ライバ回路のダイオード式三相全波整流器を用いて高圧
蓄電手段の充電を実行する。また、低圧蓄電手段の充電
は、低圧用三相全波整流器の半導体スイッチにオン指令
を印加することにより、低圧用三相全波整流器を作動さ
せて行う。この時、ドライバ回路のダイオード式三相全
波整流器は逆バイアス状態となり、自動的に遮断され
る。
半導体スイッチを遮断しておいて、ドライバ回路の半導
体スイッチを断続して発電電動機の電動動作を行い、ド
ライバ回路のダイオード式三相全波整流器を用いて高圧
蓄電手段の充電を実行する。また、低圧蓄電手段の充電
は、低圧用三相全波整流器の半導体スイッチにオン指令
を印加することにより、低圧用三相全波整流器を作動さ
せて行う。この時、ドライバ回路のダイオード式三相全
波整流器は逆バイアス状態となり、自動的に遮断され
る。
【００１２】以上説明したように本構成によれば、高圧
蓄電手段及び低圧蓄電手段への充電切り換えに際して、
低圧用三相全波整流器の半導体スイッチのオン、オフに
よりそれを実施するので、制御が簡単であり、かつ、発
電される三相交流電圧の位相変化に同期してその１サイ
クル毎に各半導体スイッチを高速断続する必要が無いの
で、出力される整流電圧のリップルが少ない（出力整流
電圧の変動が少ない）という効果を奏することができ
る。
蓄電手段及び低圧蓄電手段への充電切り換えに際して、
低圧用三相全波整流器の半導体スイッチのオン、オフに
よりそれを実施するので、制御が簡単であり、かつ、発
電される三相交流電圧の位相変化に同期してその１サイ
クル毎に各半導体スイッチを高速断続する必要が無いの
で、出力される整流電圧のリップルが少ない（出力整流
電圧の変動が少ない）という効果を奏することができ
る。
【００１３】すなわち、本構成に用いる高圧蓄電手段と
電力授受するドライバ回路は発電電動機の発電動作、電
動動作の切り換え用であり、それが用いられるのは、エ
ンジン始動、坂道などのトルクアシスト、アイドル回転
時の振動低減のための発電、電動交互運転にほぼ用途が
限定される。そして、これらの動作期間は、それほど長
時間続くものではなく例えば数分以内といった短期間で
あり、この間、低圧蓄電手段を充電しなくても低圧蓄電
手段は充分に車両用電気負荷に給電することができる。
電力授受するドライバ回路は発電電動機の発電動作、電
動動作の切り換え用であり、それが用いられるのは、エ
ンジン始動、坂道などのトルクアシスト、アイドル回転
時の振動低減のための発電、電動交互運転にほぼ用途が
限定される。そして、これらの動作期間は、それほど長
時間続くものではなく例えば数分以内といった短期間で
あり、この間、低圧蓄電手段を充電しなくても低圧蓄電
手段は充分に車両用電気負荷に給電することができる。
【００１４】本構成は上記点に着目してなされたもので
あり、制御の煩雑、整流電圧の変動を回避するために、
思い切ってドライバ回路の作動時に低圧用三相全波整流
器を遮断して低圧蓄電手段の充電を行わないものであ
る。このようにすることにより、低圧蓄電手段の負担は
多少増加するものの、上記した作用効果を奏することが
できる。
あり、制御の煩雑、整流電圧の変動を回避するために、
思い切ってドライバ回路の作動時に低圧用三相全波整流
器を遮断して低圧蓄電手段の充電を行わないものであ
る。このようにすることにより、低圧蓄電手段の負担は
多少増加するものの、上記した作用効果を奏することが
できる。
【００１５】本発明の第２の構成によれば更に、低圧用
三相全波整流器の半導体スイッチがサイリスタからな
り、コントローラが、前記低圧蓄電手段を充電する期間
中、前記低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチに
常時オン電圧を出力するので、上記第１の構成の効果を
一層向上することができる。本発明の第３の構成によれ
ば、上記第１の構成の低圧用三相全波整流器を、少なく
とも３個の低圧用ダイオードからなる高位側ハーフブリ
ッジと、この低圧用ダイオードのカソードと低圧蓄電手
段の高位端とを接続する低圧用半導体スイッチとにより
構成しているので、上記第１の構成と同様の効果を奏す
るとともに、スイッチング制御が必要な半導体スイッチ
数を削減でき、かつ、制御が簡単となるという効果を奏
することができる。
三相全波整流器の半導体スイッチがサイリスタからな
り、コントローラが、前記低圧蓄電手段を充電する期間
中、前記低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチに
常時オン電圧を出力するので、上記第１の構成の効果を
一層向上することができる。本発明の第３の構成によれ
ば、上記第１の構成の低圧用三相全波整流器を、少なく
とも３個の低圧用ダイオードからなる高位側ハーフブリ
ッジと、この低圧用ダイオードのカソードと低圧蓄電手
段の高位端とを接続する低圧用半導体スイッチとにより
構成しているので、上記第１の構成と同様の効果を奏す
るとともに、スイッチング制御が必要な半導体スイッチ
数を削減でき、かつ、制御が簡単となるという効果を奏
することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の車両制振装置の各実施例を図
面を参照して説明する。 （実施例１）図１において、エンジン１と同期機（本発
明でいう発電電動機）２は機械的に直結され、タイヤ
（図略）に至る機械的負荷３が接続されている。４は同
期機２に交流電力を供給したり、同期機の発生する交流
電力を直流に変換するドライバ回路である。５はドライ
バ回路４を制御するコントローラで、６は制御信号を得
るための演算装置（ＥＣＵ）で、７はエンジン１の角速
度および同期機２の磁極位置（図略）を検出するための
回転センサで，８は同期機２のトルクアシスト、始動に
際し電源として用いられる高電圧バッテリ（本発明でい
う高圧蓄電手段、トルク変動低減、車両制振にも用いる
ことができる）であり、ドライバ回路４を通じて同期機
２と電力授受する。
面を参照して説明する。 （実施例１）図１において、エンジン１と同期機（本発
明でいう発電電動機）２は機械的に直結され、タイヤ
（図略）に至る機械的負荷３が接続されている。４は同
期機２に交流電力を供給したり、同期機の発生する交流
電力を直流に変換するドライバ回路である。５はドライ
バ回路４を制御するコントローラで、６は制御信号を得
るための演算装置（ＥＣＵ）で、７はエンジン１の角速
度および同期機２の磁極位置（図略）を検出するための
回転センサで，８は同期機２のトルクアシスト、始動に
際し電源として用いられる高電圧バッテリ（本発明でい
う高圧蓄電手段、トルク変動低減、車両制振にも用いる
ことができる）であり、ドライバ回路４を通じて同期機
２と電力授受する。
【００１７】９は同期機２の発電電圧を三相全波整流す
る整流器（本発明でいう低圧用三相全波整流器）であ
り、低電圧バッテリ（本発明でいう低圧蓄電手段）１０
を充電する。図２は、同期機２、整流器９及びドライバ
回路４の回路図であって、１２は同期機２の電機子巻
線、１３はその界磁巻線、１４は界磁巻線１０に流れる
電流を制御するトランジスタ、１５はフライホイルダイ
オードである。Ｓ１〜Ｓ６はドライバ回路４を構成する
半導体スイッチ（この実施例ではＩＧＢＴ）であり、Ｄ
１〜Ｄ６は半導体スイッチＳ１〜Ｓ６のフライホイルダ
イオードを兼ねるとともに高圧用三相全波整流器を構成
している。
る整流器（本発明でいう低圧用三相全波整流器）であ
り、低電圧バッテリ（本発明でいう低圧蓄電手段）１０
を充電する。図２は、同期機２、整流器９及びドライバ
回路４の回路図であって、１２は同期機２の電機子巻
線、１３はその界磁巻線、１４は界磁巻線１０に流れる
電流を制御するトランジスタ、１５はフライホイルダイ
オードである。Ｓ１〜Ｓ６はドライバ回路４を構成する
半導体スイッチ（この実施例ではＩＧＢＴ）であり、Ｄ
１〜Ｄ６は半導体スイッチＳ１〜Ｓ６のフライホイルダ
イオードを兼ねるとともに高圧用三相全波整流器を構成
している。
【００１８】整流器９は、本実施例では高位側ハーフブ
リッジを構成するサイリスタＴ１〜Ｔ３と、低位側ハー
フブリッジを構成するダイオードＤ７〜Ｄ９とからな
る。サイリスタＴ１〜Ｔ３の各カソードは低電圧バッテ
リ１０の高位端及び車両用の電気負荷１１の一端に接続
されている。ダイオードＤ７〜Ｄ９のアノードは低電圧
バッテリ１０の低位端及び車両用の電気負荷１１の他端
に接続されている。
リッジを構成するサイリスタＴ１〜Ｔ３と、低位側ハー
フブリッジを構成するダイオードＤ７〜Ｄ９とからな
る。サイリスタＴ１〜Ｔ３の各カソードは低電圧バッテ
リ１０の高位端及び車両用の電気負荷１１の一端に接続
されている。ダイオードＤ７〜Ｄ９のアノードは低電圧
バッテリ１０の低位端及び車両用の電気負荷１１の他端
に接続されている。
【００１９】サイリスタＴ１〜Ｔ３の各アノードと、ダ
イオードＤ７〜Ｄ９の各カソードは同期機２の各相出力
端に個別に接続されている。サイリスタＴ１〜Ｔ３の制
御端子はコントローラ５により一斉に制御される。同様
に、ドライバ回路の各入力端は同期機２の各相出力端に
個別に接続されて、ドライバ回路４の高位出力端は高電
圧バッテリ８の高位端に接続され、ドライバ回路４の低
位出力端は高電圧バッテリ８の低位端に接続されてい
る。
イオードＤ７〜Ｄ９の各カソードは同期機２の各相出力
端に個別に接続されている。サイリスタＴ１〜Ｔ３の制
御端子はコントローラ５により一斉に制御される。同様
に、ドライバ回路の各入力端は同期機２の各相出力端に
個別に接続されて、ドライバ回路４の高位出力端は高電
圧バッテリ８の高位端に接続され、ドライバ回路４の低
位出力端は高電圧バッテリ８の低位端に接続されてい
る。
【００２０】当然、ドライバ回路４の各半導体スイッチ
Ｓ１〜Ｓ６はコントローラ５により制御される。この実
施例では、低電圧バッテリ１０の定格は１２Ｖ、高電圧
バッテリ８の定格は４８Ｖとした。この装置の作動を図
３のタイミングチャートを参照して説明する。 （エンジン始動時）エンジン始動時には、サイリスタＴ
１〜Ｔ３をオフし、界磁巻線１３に界磁電流Ｉｆを流
し、半導体スイッチＳ１〜Ｓ６を同期機２の回転角に同
期してスイッチングして同期機２を電動動作させる。半
導体スイッチＳ１〜Ｓ６のスイッチング順序、位相につ
いては周知であるので説明を省略する。 （アイドル回転時）エンジン始動後のアイドル回転時に
は、界磁電流Ｉｆを一度０とした状態で、サイリスタＴ
１〜Ｔ３の制御端子に持続的にハイレベル（オン）電流
を流し、次に界磁電流Ｉｆを調節して低電圧バッテリ１
０を充電する。この時、コントローラ５は低電圧バッテ
リ１０の端子電圧をモニタし、それに基づいて界磁電流
Ｉｆをフィードバック制御して低電圧バッテリ１０の端
子電圧を１２Ｖに維持する。 （加速時）加速は回転センサにより検出された角度信号
を演算して検出される。この加速時に、サイリスタＴ１
〜Ｔ３はオフされ、コントローラ５は図示しないアクセ
ルペダルの踏み込み量に比例した電流を流して同期機２
を電動動作させ、エンジントルクをアシストする。
Ｓ１〜Ｓ６はコントローラ５により制御される。この実
施例では、低電圧バッテリ１０の定格は１２Ｖ、高電圧
バッテリ８の定格は４８Ｖとした。この装置の作動を図
３のタイミングチャートを参照して説明する。 （エンジン始動時）エンジン始動時には、サイリスタＴ
１〜Ｔ３をオフし、界磁巻線１３に界磁電流Ｉｆを流
し、半導体スイッチＳ１〜Ｓ６を同期機２の回転角に同
期してスイッチングして同期機２を電動動作させる。半
導体スイッチＳ１〜Ｓ６のスイッチング順序、位相につ
いては周知であるので説明を省略する。 （アイドル回転時）エンジン始動後のアイドル回転時に
は、界磁電流Ｉｆを一度０とした状態で、サイリスタＴ
１〜Ｔ３の制御端子に持続的にハイレベル（オン）電流
を流し、次に界磁電流Ｉｆを調節して低電圧バッテリ１
０を充電する。この時、コントローラ５は低電圧バッテ
リ１０の端子電圧をモニタし、それに基づいて界磁電流
Ｉｆをフィードバック制御して低電圧バッテリ１０の端
子電圧を１２Ｖに維持する。 （加速時）加速は回転センサにより検出された角度信号
を演算して検出される。この加速時に、サイリスタＴ１
〜Ｔ３はオフされ、コントローラ５は図示しないアクセ
ルペダルの踏み込み量に比例した電流を流して同期機２
を電動動作させ、エンジントルクをアシストする。
【００２１】ただし、この実施例ではエンジン１又は同
期機２の高速回転時には、トルクアシスト効果は小さい
ものとして界磁電流Ｉｆを０とした後、サイリスタＴ１
〜Ｔ３をオンし、半導体スイッチＳ１〜Ｓ６をオフし、
界磁電流Ｉｆを増加して低電圧バッテリ１０の充電を行
う。 （定速走行時）この場合にも、界磁電流Ｉｆを０とした
後、サイリスタＴ１〜Ｔ３をオンし、半導体スイッチＳ
１〜Ｓ６をオフし、界磁電流Ｉｆを増加して低電圧バッ
テリ１０の充電を行う。
期機２の高速回転時には、トルクアシスト効果は小さい
ものとして界磁電流Ｉｆを０とした後、サイリスタＴ１
〜Ｔ３をオンし、半導体スイッチＳ１〜Ｓ６をオフし、
界磁電流Ｉｆを増加して低電圧バッテリ１０の充電を行
う。 （定速走行時）この場合にも、界磁電流Ｉｆを０とした
後、サイリスタＴ１〜Ｔ３をオンし、半導体スイッチＳ
１〜Ｓ６をオフし、界磁電流Ｉｆを増加して低電圧バッ
テリ１０の充電を行う。
【００２２】（減速時）この場合には、大きな減速エネ
ルギ（加速時のトルクアシストエネルギに匹敵する）が
回収できるので、界磁電流Ｉｆを０としつつサイリスタ
Ｔ１〜Ｔ３をオフし、その後、界磁電流Ｉｆをブレーキ
踏み込み量に比例する値をしてドライバ回路４の高圧用
三相全波整流器により同期機２の発電電圧を高電圧バッ
テリ８に回収する。
ルギ（加速時のトルクアシストエネルギに匹敵する）が
回収できるので、界磁電流Ｉｆを０としつつサイリスタ
Ｔ１〜Ｔ３をオフし、その後、界磁電流Ｉｆをブレーキ
踏み込み量に比例する値をしてドライバ回路４の高圧用
三相全波整流器により同期機２の発電電圧を高電圧バッ
テリ８に回収する。
【００２３】なお、減速中かどうかの判定はコントロー
ラによりブレーキペダルの踏み込み量などに基づいて行
うことができる。Ｔｄ１〜Ｔｄ４はデッドタイムであ
り、この実施例では、Ｔｄ１、Ｔｄ３、Ｔｄ４は０．１
〜０．３秒、Ｔｄ２は０．０１〜０．０５秒に設定し
た。高電圧バッテリ８の容量は加速時のトルクアシス
ト、減速時のエネルギ回生に支障が無いように、満充電
の５０〜７０％とするように、コントローラ５によりド
ライバ回路４を制御することが好ましい。また、低電圧
バッテリ１０は８０％以上の容量を維持するようにコン
トローラ５により整流器９を制御することが好ましい。 （実施例２）他の実施例を図４を参照して説明する。
ラによりブレーキペダルの踏み込み量などに基づいて行
うことができる。Ｔｄ１〜Ｔｄ４はデッドタイムであ
り、この実施例では、Ｔｄ１、Ｔｄ３、Ｔｄ４は０．１
〜０．３秒、Ｔｄ２は０．０１〜０．０５秒に設定し
た。高電圧バッテリ８の容量は加速時のトルクアシス
ト、減速時のエネルギ回生に支障が無いように、満充電
の５０〜７０％とするように、コントローラ５によりド
ライバ回路４を制御することが好ましい。また、低電圧
バッテリ１０は８０％以上の容量を維持するようにコン
トローラ５により整流器９を制御することが好ましい。 （実施例２）他の実施例を図４を参照して説明する。
【００２４】この実施例では、実施例１の高電圧バッテ
リ８の代わりに大容量コンデンサ１６を高圧蓄電手段と
して用いている。ただ、この場合には、エンジン始動時
に大容量コンデンサ１６が自己放電により容量不足とな
るので、ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータ１７を用い、低電圧
バッテリ１０の電力を昇圧してドライバ回路４に給電し
ている。 （実施例３）他の実施例を図５を参照して説明する。
リ８の代わりに大容量コンデンサ１６を高圧蓄電手段と
して用いている。ただ、この場合には、エンジン始動時
に大容量コンデンサ１６が自己放電により容量不足とな
るので、ＤＣ−ＤＣ昇圧コンバータ１７を用い、低電圧
バッテリ１０の電力を昇圧してドライバ回路４に給電し
ている。 （実施例３）他の実施例を図５を参照して説明する。
【００２５】この実施例では、整流器９のサイリスタＴ
１〜Ｔ３をダイオードＤ１０〜Ｄ１２に置換するととも
に、ダイオードＤ１０〜Ｄ１２の共通接続されたカソー
ドと低電圧バッテリ１０の高位端との間に半導体スイッ
チ（本発明でいう低圧用半導体スイッチ）Ｔ４を設け、
この半導体スイッチＴ４をコントローラ５で同様に制御
するものである。
１〜Ｔ３をダイオードＤ１０〜Ｄ１２に置換するととも
に、ダイオードＤ１０〜Ｄ１２の共通接続されたカソー
ドと低電圧バッテリ１０の高位端との間に半導体スイッ
チ（本発明でいう低圧用半導体スイッチ）Ｔ４を設け、
この半導体スイッチＴ４をコントローラ５で同様に制御
するものである。
【００２６】このようにしても上記実施例と同様の効果
を奏することができる。 （実施例４）他の実施例を図６を参照して説明する。こ
の実施例では、整流器９をサイリスタＴ１〜Ｔ３からな
る高位側ハーフブリッジのみで構成したものであり、こ
れらサイリスタＴ１〜Ｔ３はドライバ回路４の低位側ハ
ーフブリッジを構成するダイオードＤ４〜Ｄ６とともに
低圧用三相全波整流器を構成することができ、上記実施
例と同様の効果を奏することができる。また、半導体素
子数を低減することができる。 （実施例５）他の実施例を図７を参照して説明する。
を奏することができる。 （実施例４）他の実施例を図６を参照して説明する。こ
の実施例では、整流器９をサイリスタＴ１〜Ｔ３からな
る高位側ハーフブリッジのみで構成したものであり、こ
れらサイリスタＴ１〜Ｔ３はドライバ回路４の低位側ハ
ーフブリッジを構成するダイオードＤ４〜Ｄ６とともに
低圧用三相全波整流器を構成することができ、上記実施
例と同様の効果を奏することができる。また、半導体素
子数を低減することができる。 （実施例５）他の実施例を図７を参照して説明する。
【００２７】この実施例では、実施例１のサイリスタＴ
１〜Ｔ３をダイオードＤ１０〜Ｄ１２に置換するととも
に、ダイオードＤ１０〜Ｄ１２の共通接続されたカソー
ドと低電圧バッテリ１０の高位端との間に半導体スイッ
チ（本発明でいう低圧用半導体スイッチ）Ｔ４を設け、
かつ、実施例１のダイオードＤ７〜Ｄ９を省略したもの
であり、動作は実施例３、４と同じとなる。
１〜Ｔ３をダイオードＤ１０〜Ｄ１２に置換するととも
に、ダイオードＤ１０〜Ｄ１２の共通接続されたカソー
ドと低電圧バッテリ１０の高位端との間に半導体スイッ
チ（本発明でいう低圧用半導体スイッチ）Ｔ４を設け、
かつ、実施例１のダイオードＤ７〜Ｄ９を省略したもの
であり、動作は実施例３、４と同じとなる。
【００２８】このようにしても上記実施例と同様の効果
を奏することができ、しかもスイッチングすべき半導体
スイッチ数を削減することができる。
を奏することができ、しかもスイッチングすべき半導体
スイッチ数を削減することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１のドライバ回路４、整流器９及び発電電動
機（同期機）２の回路図である。
機（同期機）２の回路図である。
【図３】図１の装置の作動を示すタイミングチャートで
ある。
ある。
【図４】実施例２の装置を示す回路図である。
【図５】実施例３の装置を示す回路図である。
【図６】実施例４の装置を示す回路図である。
【図７】実施例５の装置を示す回路図である。
１はエンジン、２は同期機（発電電動機）、４はドライ
バ回路、５はコントローラ、６は演算装置（ＥＣＵ）、
７は回転センサ（回転角度検出装置）、８は高電圧バッ
テリ（高圧蓄電手段）、９は整流器、１０は低電圧バッ
テリ（低圧蓄電手段）、１２は電機子巻線、１０は界磁
巻線、Ｓ１〜Ｓ６はドライバ回路４の半導体スイッチ
（ＩＧＢＴ）、Ｔ１〜Ｔ３は整流器９のサイリスタ、Ｔ
４は低圧用半導体スイッチ。
バ回路、５はコントローラ、６は演算装置（ＥＣＵ）、
７は回転センサ（回転角度検出装置）、８は高電圧バッ
テリ（高圧蓄電手段）、９は整流器、１０は低電圧バッ
テリ（低圧蓄電手段）、１２は電機子巻線、１０は界磁
巻線、Ｓ１〜Ｓ６はドライバ回路４の半導体スイッチ
（ＩＧＢＴ）、Ｔ１〜Ｔ３は整流器９のサイリスタ、Ｔ
４は低圧用半導体スイッチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−251599（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−185240（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−58835（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−207907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/14 - 7/24 B60L 11/18 H02P 9/14
Claims (3)
- 【請求項１】 車両用エンジンにトルク授受可能に連結
される三相交流発電電動機と、 高電圧で蓄電する高圧蓄電手段及び低電圧で蓄電する低
圧蓄電手段と、 ダイオードからなる高圧用三相全波整流器及び前記高圧
用三相全波整流器の各ダイオードに個別に並列接続され
る半導体スイッチからなるとともに前記三相交流発電電
動機と前記高圧蓄電手段との間に介設されて電力の交直
変換を行いつつ前記両者の間で電力授受を仲介するドラ
イバ回路と、 少なくとも３個の半導体スイッチからなるとともに前記
各半導体スイッチの主電極対の一方が共通接続されて前
記低圧蓄電手段の一端に接続され、かつ、前記各主電極
対の他方がそれぞれ前記三相交流発電電動機の各相の出
力端に個別に接続される低圧用三相全波整流器と、 前記エンジンにトルクアシストする期間中、前記ドライ
バ回路の前記半導体スイッチを前記発電電動機の回転角
に同期しつつ断続制御して前記発電電動機を電動動作さ
せるとともに前記低圧用三相全波整流器の前記半導体ス
イッチを遮断し、前記高圧蓄電手段を充電する期間中、
前記低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチを遮断
するとともに前記高圧用三相全波整流器により前記発電
電動機の出力を整流して前記高圧蓄電手段を充電し、前
記低圧蓄電手段を充電する期間中、前記ドライバ回路の
前記半導体スイッチを遮断するとともに前記低圧蓄電手
段の半導体スイッチにオン信号を送信して前記低圧蓄電
手段を充電するコントローラと、 を備えるをことを特徴とする二電圧出力型発電電動装
置。 - 【請求項２】 前記低圧用三相全波整流器の半導体スイ
ッチはサイリスタからなり、前記コントローラは、前記
低圧蓄電手段を充電する期間中、前記低圧用三相全波整
流器の前記半導体スイッチに常時オン電圧を出力するも
のである請求項１記載の二電圧出力型発電電動装置。 - 【請求項３】 車両用エンジンにトルク授受可能に連結
される三相交流発電電動機と、 高電圧で蓄電する高圧蓄電手段及び低電圧で蓄電する低
圧蓄電手段と、 ダイオードからなる高圧用三相全波整流器及び前記高圧
用三相全波整流器の各ダイオードに個別に並列接続され
る半導体スイッチからなるとともに前記三相交流発電電
動機と前記高圧蓄電手段との間に介設されて電力の交直
変換を行いつつ前記両者の間で電力授受を仲介するドラ
イバ回路と、 少なくとも３個の低圧用ダイオードからなる高位側ハー
フブリッジを有し、前記各低圧用ダイオードのカソード
が低圧用半導体スイッチを介して前記低圧蓄電手段の高
位端に接続され、かつ、前記各低圧用ダイオードのアノ
ードが前記三相交流発電電動機の各相の出力端に個別に
接続される低圧用三相全波整流器と、 前記エンジンにトルクアシストする期間中、前記ドライ
バ回路の前記半導体スイッチを前記発電電動機の回転角
に同期しつつ断続制御して前記発電電動機を電動動作さ
せるとともに前記低圧用三相全波整流器の前記半導体ス
イッチを遮断し、前記高圧蓄電手段を充電する期間中、
前記低圧用三相全波整流器の前記半導体スイッチを遮断
するとともに前記高圧用三相全波整流器により前記発電
電動機の出力を整流して前記高圧蓄電手段を充電し、前
記低圧蓄電手段を充電する期間中、前記ドライバ回路の
前記半導体スイッチを遮断するとともに前記低圧蓄電手
段の半導体スイッチにオン信号を送信して前記低圧蓄電
手段を充電するコントローラと、 を備えるをことを特徴とする二電圧出力型発電電動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09663194A JP3304606B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 二電圧出力型発電電動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09663194A JP3304606B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 二電圧出力型発電電動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308032A JPH07308032A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3304606B2 true JP3304606B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=14170189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09663194A Expired - Fee Related JP3304606B2 (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 二電圧出力型発電電動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304606B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN100450813C (zh) * | 2005-11-30 | 2009-01-14 | 上海大郡自动化系统工程有限公司 | 电动汽车用对称分布电源及电机驱动系统 |
| JP5160934B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-03-13 | 新電元工業株式会社 | バッテリ充電装置、バッテリ充電制御方法 |
| JP5793667B2 (ja) * | 2010-09-29 | 2015-10-14 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車両用電源装置 |
| JPWO2014181631A1 (ja) * | 2013-05-08 | 2017-02-23 | 日本電気株式会社 | 電源装置および電力供給方法 |
| JP6406205B2 (ja) * | 2015-10-19 | 2018-10-17 | 株式会社デンソー | 電源装置 |
| WO2019142316A1 (ja) * | 2018-01-19 | 2019-07-25 | 田中 正一 | 可変速モータ装置及びそのコントローラ |
-
1994
- 1994-05-10 JP JP09663194A patent/JP3304606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07308032A (ja) | 1995-11-21 |
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