JPH06233597A - ターボチャージャ直結型回転電機の駆動回路 - Google Patents
ターボチャージャ直結型回転電機の駆動回路Info
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- JPH06233597A JPH06233597A JP5040617A JP4061793A JPH06233597A JP H06233597 A JPH06233597 A JP H06233597A JP 5040617 A JP5040617 A JP 5040617A JP 4061793 A JP4061793 A JP 4061793A JP H06233597 A JPH06233597 A JP H06233597A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- electric machine
- chopper type
- rotating electric
- converter
- Prior art date
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＣ−ＤＣコンバータを簡素に構成できるよ
うにするとともにその効率的作動を可能ならしめる。 【構成】 ｎ個のチョッパ型昇圧回路ＣＶＴ１〜ＣＶＴ
ｎを並列接続し、その出力によりインバータを介してタ
ーボチャージャ直結型回転電機を駆動する。このコンバ
ータ８の出力電流を検流器ＣＴにより検出し、その電流
値に応じて電子制御回路は運転すべきチョッパ型昇圧回
路を決定し、その昇圧回路にスイッチング素子（トラン
ジスタＴＲ）をチョッパ動作させるための制御信号ＧＳ
１〜ＧＳｎを伝達する。
うにするとともにその効率的作動を可能ならしめる。 【構成】 ｎ個のチョッパ型昇圧回路ＣＶＴ１〜ＣＶＴ
ｎを並列接続し、その出力によりインバータを介してタ
ーボチャージャ直結型回転電機を駆動する。このコンバ
ータ８の出力電流を検流器ＣＴにより検出し、その電流
値に応じて電子制御回路は運転すべきチョッパ型昇圧回
路を決定し、その昇圧回路にスイッチング素子（トラン
ジスタＴＲ）をチョッパ動作させるための制御信号ＧＳ
１〜ＧＳｎを伝達する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャ直結
型回転電機の駆動回路に関し、特に、構成が簡素で高効
率の運転が可能なターボチャージャ直結型回転電機の駆
動回路に関する。
型回転電機の駆動回路に関し、特に、構成が簡素で高効
率の運転が可能なターボチャージャ直結型回転電機の駆
動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの排気管にターボチャージャを
取付け、このターチャージャの回転軸に電動−発電機を
直結して排気エネルギーを回収しようとする提案が種々
なされている。このような提案としてターボチャージャ
に電動−発電機となる回転電機を取付け、内燃機関の運
転状態に応じてこれを電動機または発電機として作動さ
せる内燃機関のターボチャージャの提案が特開昭６０−
１９５３２９号公報に開示されている。
取付け、このターチャージャの回転軸に電動−発電機を
直結して排気エネルギーを回収しようとする提案が種々
なされている。このような提案としてターボチャージャ
に電動−発電機となる回転電機を取付け、内燃機関の運
転状態に応じてこれを電動機または発電機として作動さ
せる内燃機関のターボチャージャの提案が特開昭６０−
１９５３２９号公報に開示されている。
【０００３】この種のターボチャージャに取付けた回転
電機を電動機として駆動するには、電池電源の電圧（１
２Ｖ、２４Ｖ）を、ＤＣ−ＤＣコンバータにて電動機を
駆動するのに適した電圧（例えば、７０Ｖ）に昇圧し、
さらにインバータにて交流に変換することが必要とな
る。
電機を電動機として駆動するには、電池電源の電圧（１
２Ｖ、２４Ｖ）を、ＤＣ−ＤＣコンバータにて電動機を
駆動するのに適した電圧（例えば、７０Ｖ）に昇圧し、
さらにインバータにて交流に変換することが必要とな
る。
【０００４】従来、交流変換用インバータにはＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）式のものが用いられ、また
ＤＣ−ＤＣコンバータには、図６に示されるようなプッ
シュプル方式のものが用いられてきた。即ち、従来装置
におけるＤＣ−ＤＣコンバータは、２本のトランジスタ
ＴＲをプッシュプル動作させて交流を得、変圧器ＴＦに
て昇圧した後、全波整流器ＲＥＣにて整流して高圧直流
を得る方式であった。
（Pulse Width Modulation）式のものが用いられ、また
ＤＣ−ＤＣコンバータには、図６に示されるようなプッ
シュプル方式のものが用いられてきた。即ち、従来装置
におけるＤＣ−ＤＣコンバータは、２本のトランジスタ
ＴＲをプッシュプル動作させて交流を得、変圧器ＴＦに
て昇圧した後、全波整流器ＲＥＣにて整流して高圧直流
を得る方式であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の昇圧ＤＣ−ＤＣ
コンバータは、重くかつ高価な変圧器を必要としまた部
品点数も多い回路構成であるので、装置が大型化し、ま
たコストアップの原因となっていた。更に、従来回路で
は、コンバータの並列運転を適切に管理していなかった
ので、特に中・低負荷時の効率が低く、電力を無駄に消
費することになっていた。
コンバータは、重くかつ高価な変圧器を必要としまた部
品点数も多い回路構成であるので、装置が大型化し、ま
たコストアップの原因となっていた。更に、従来回路で
は、コンバータの並列運転を適切に管理していなかった
ので、特に中・低負荷時の効率が低く、電力を無駄に消
費することになっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、並列接
続された複数の並列チョッパ型昇圧回路と、負荷電流を
検出する電流検出手段と、検出された負荷電流に応じて
前記複数の並列チョッパ型昇圧回路の中から活動すべき
昇圧回路を選択しその選択した昇圧回路に駆動信号を伝
達する制御回路と、を備えるターボチャージャ直結型回
転電機の駆動回路逆提供される。ここで、前記複数の並
列チョッパ型昇圧回路のそれぞれは、位相の１８０°異
なる駆動信号によって駆動される２組の並列チョッパ型
昇圧回路単体を並列接続したものとすることができる。
続された複数の並列チョッパ型昇圧回路と、負荷電流を
検出する電流検出手段と、検出された負荷電流に応じて
前記複数の並列チョッパ型昇圧回路の中から活動すべき
昇圧回路を選択しその選択した昇圧回路に駆動信号を伝
達する制御回路と、を備えるターボチャージャ直結型回
転電機の駆動回路逆提供される。ここで、前記複数の並
列チョッパ型昇圧回路のそれぞれは、位相の１８０°異
なる駆動信号によって駆動される２組の並列チョッパ型
昇圧回路単体を並列接続したものとすることができる。
【０００７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図５は、本発明が適用される回転電機付き
ターボチャージャの構成の一例を示すブロック図であ
る。同図において、１は、エンジンで吸気管１ａを通じ
て吸入する空気と、噴射器２を介して燃料タンク２ａか
ら供給される燃料との燃焼エネルギーにより車輪３を回
転させて車両を駆動するもので、排気管１ｂを介して燃
焼後の排気ガスが排出される。なお、エンジン１は、エ
ンジントルクを断続するクラッチ４と、エンジントルク
を変速する変速機４ａとを有している。また、２ｂは、
アクセルペダル２ｃに取付けられたアクセルペダルセン
サであり、噴射器２からエンジン１に供給される燃料流
量を制御するものである。
て説明する。図５は、本発明が適用される回転電機付き
ターボチャージャの構成の一例を示すブロック図であ
る。同図において、１は、エンジンで吸気管１ａを通じ
て吸入する空気と、噴射器２を介して燃料タンク２ａか
ら供給される燃料との燃焼エネルギーにより車輪３を回
転させて車両を駆動するもので、排気管１ｂを介して燃
焼後の排気ガスが排出される。なお、エンジン１は、エ
ンジントルクを断続するクラッチ４と、エンジントルク
を変速する変速機４ａとを有している。また、２ｂは、
アクセルペダル２ｃに取付けられたアクセルペダルセン
サであり、噴射器２からエンジン１に供給される燃料流
量を制御するものである。
【０００８】６は、排気管１ｂおよび吸気管１ａに接続
されたターボチャージャであり、排気ガスエネルギーに
より駆動されるタービン６ｂと、吸気を過給するコンプ
レッサ６ａとを有し、これらの両者を接続する回転軸６
ｃには電動機乃至発電機として作動する回転電機７が取
付けられている。そして、エンジンの低速回転時には回
転電機７は、電動機として作動してコンプレッサ６ａの
直結された回転軸６ｃを付勢して過給動作を助勢する。
されたターボチャージャであり、排気ガスエネルギーに
より駆動されるタービン６ｂと、吸気を過給するコンプ
レッサ６ａとを有し、これらの両者を接続する回転軸６
ｃには電動機乃至発電機として作動する回転電機７が取
付けられている。そして、エンジンの低速回転時には回
転電機７は、電動機として作動してコンプレッサ６ａの
直結された回転軸６ｃを付勢して過給動作を助勢する。
【０００９】回転電機７が電動機として駆動されるとき
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８はバッテリ５ａの電圧を昇
圧し、インバータ７ａは、この昇圧電圧を交流に変換し
て回転電機７へ供給する。このとき、電子制御装置５
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電流や回転軸６ｃの
回転数を監視してコンバータ８、インバータ７ａを制御
する。
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８はバッテリ５ａの電圧を昇
圧し、インバータ７ａは、この昇圧電圧を交流に変換し
て回転電機７へ供給する。このとき、電子制御装置５
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力電流や回転軸６ｃの
回転数を監視してコンバータ８、インバータ７ａを制御
する。
【００１０】図１は、本発明の第１の実施例を示すブロ
ック図であり、図２はその制御回路のブロック図であ
る。図１に示されるように、本実施例では、ｎ個のチョ
ッパ型昇圧回路ＣＶＴ１、ＣＶＴ２、…、ＣＶＴｎが並
列接続されている。各チョッパ型昇圧回路は、リアクト
ルＬ、トランジスタＴＲ、ダイオードＤを有する。この
回路の入力側の端子Ｐ１、Ｎ１は蓄電池に接続され、ま
た出力側端子Ｐ２、Ｎ２はインバータに接続される。出
力線を流れる電流は、ホール素子を用いた検流器ＣＴに
より検出される。
ック図であり、図２はその制御回路のブロック図であ
る。図１に示されるように、本実施例では、ｎ個のチョ
ッパ型昇圧回路ＣＶＴ１、ＣＶＴ２、…、ＣＶＴｎが並
列接続されている。各チョッパ型昇圧回路は、リアクト
ルＬ、トランジスタＴＲ、ダイオードＤを有する。この
回路の入力側の端子Ｐ１、Ｎ１は蓄電池に接続され、ま
た出力側端子Ｐ２、Ｎ２はインバータに接続される。出
力線を流れる電流は、ホール素子を用いた検流器ＣＴに
より検出される。
【００１１】各チョッパ型昇圧回路ＣＶＴ１、ＣＶＴ
２、…、ＣＶＴｎにおいて、トランジスタＴＲは、制御
信号ＳＧ１、ＳＧ２、…、ＳＧｎによりオン・オフされ
る。トランジスタＴＲがオンすると、電池よりリアクト
ルＬを介して電流はトランジスタＴＲを流れようとす
る。ここで、トランジスタがオフすると、リアクトルに
蓄えられたパワーはダイオードＤを介して放出され、出
力側に昇圧電圧を与える。このときの昇圧電圧Ｖout
は、Ｖout ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔで与えられる。
２、…、ＣＶＴｎにおいて、トランジスタＴＲは、制御
信号ＳＧ１、ＳＧ２、…、ＳＧｎによりオン・オフされ
る。トランジスタＴＲがオンすると、電池よりリアクト
ルＬを介して電流はトランジスタＴＲを流れようとす
る。ここで、トランジスタがオフすると、リアクトルに
蓄えられたパワーはダイオードＤを介して放出され、出
力側に昇圧電圧を与える。このときの昇圧電圧Ｖout
は、Ｖout ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔで与えられる。
【００１２】このコンバータから負荷に流れる電流は、
検流器ＣＴで検出され、図２に示されるように、Ａ／Ｄ
変換器１０を介してマイクロコンピュータ仕立ての電子
制御装置２０に入力される。電子制御装置２０は、負荷
電流に応じて駆動すべきチョッパ型昇圧回路を決定し、
スイッチングＩＣ１〜ｎを介して各昇圧回路のトランジ
スタＴＲに制御信号ＧＳ１〜ｎを伝達して、トランジス
タＴＲをチョッパ動作させ、あるいは休止させる。
検流器ＣＴで検出され、図２に示されるように、Ａ／Ｄ
変換器１０を介してマイクロコンピュータ仕立ての電子
制御装置２０に入力される。電子制御装置２０は、負荷
電流に応じて駆動すべきチョッパ型昇圧回路を決定し、
スイッチングＩＣ１〜ｎを介して各昇圧回路のトランジ
スタＴＲに制御信号ＧＳ１〜ｎを伝達して、トランジス
タＴＲをチョッパ動作させ、あるいは休止させる。
【００１３】図３は、図２に示される本実施例の電子制
御装置２０の動作を説明するための流れ図である（但
し、簡単のためにｎ＝４としてある）。電子制御装置２
０内には、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４の４つの電流値が設
定されている（但し、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４）。出力
電流Ｉout は、まずＩ１と比較される（ステップ１）。
Ｉ１より小さいときはスイッチングＩＣ１のみを動作さ
せる（昇圧回路ＣＶＴ１のみを動作させる）。そうでな
いときはステップ２に進み、Ｉ１＜Ｉout ＜Ｉ２が調べ
られる。条件が満たされていれば、スイッチングＩＣ
１、２を動作させる。以下、同様にしてステップ３、ス
テップ４と進み、Ｉout ＞Ｉ４のときは、出力電流が所
定値を超えているので短絡モード処理を行い（ステップ
５）、終了する。
御装置２０の動作を説明するための流れ図である（但
し、簡単のためにｎ＝４としてある）。電子制御装置２
０内には、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４の４つの電流値が設
定されている（但し、Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３＜Ｉ４）。出力
電流Ｉout は、まずＩ１と比較される（ステップ１）。
Ｉ１より小さいときはスイッチングＩＣ１のみを動作さ
せる（昇圧回路ＣＶＴ１のみを動作させる）。そうでな
いときはステップ２に進み、Ｉ１＜Ｉout ＜Ｉ２が調べ
られる。条件が満たされていれば、スイッチングＩＣ
１、２を動作させる。以下、同様にしてステップ３、ス
テップ４と進み、Ｉout ＞Ｉ４のときは、出力電流が所
定値を超えているので短絡モード処理を行い（ステップ
５）、終了する。
【００１４】図４の（ａ）は、本発明の第１の実施例の
チョッパ型昇圧回路の回路図であり図４の（ｂ）は、本
発明の第２の実施例のチョッパ型昇圧回路の回路図であ
る。第２の実施例では、各チョッパ型昇圧回路は、互い
に１８０°位相の異なる制御信号ＳＧ１ａ、ＳＧ１ｂが
入力される２つの昇圧回路単体の並列接続回路によって
構成されている（図４では１つのブロックのみが示され
ている）。このように１８０°位相のずれた制御信号を
入力することにより、出力電圧の脈流分をより少なくす
ることができる。あるいは、平滑用のコンデンサの容量
乃至個数を削減することができる。図４の（ｃ）は、１
８０°の位相差のある制御信号を形成するための回路例
であって、同図においてＦＦはフリップフロップであ
る。
チョッパ型昇圧回路の回路図であり図４の（ｂ）は、本
発明の第２の実施例のチョッパ型昇圧回路の回路図であ
る。第２の実施例では、各チョッパ型昇圧回路は、互い
に１８０°位相の異なる制御信号ＳＧ１ａ、ＳＧ１ｂが
入力される２つの昇圧回路単体の並列接続回路によって
構成されている（図４では１つのブロックのみが示され
ている）。このように１８０°位相のずれた制御信号を
入力することにより、出力電圧の脈流分をより少なくす
ることができる。あるいは、平滑用のコンデンサの容量
乃至個数を削減することができる。図４の（ｃ）は、１
８０°の位相差のある制御信号を形成するための回路例
であって、同図においてＦＦはフリップフロップであ
る。
【００１５】以上、好ましい実施例について説明した
が、本願発明はこれら実施例に限定されるものではなく
各種の改変が可能である。例えば、チョッパ用のスイッ
チング素子としてバイポーラトランジスタに代え、ＭＯ
Ｓ型あるいは接合型の電界効果トランジスタを用いるこ
とができ、また検流器も実施例以外のタイプのものに代
えることができるが、これらの変更例は本願発明の範囲
から除外されるものではない。
が、本願発明はこれら実施例に限定されるものではなく
各種の改変が可能である。例えば、チョッパ用のスイッ
チング素子としてバイポーラトランジスタに代え、ＭＯ
Ｓ型あるいは接合型の電界効果トランジスタを用いるこ
とができ、また検流器も実施例以外のタイプのものに代
えることができるが、これらの変更例は本願発明の範囲
から除外されるものではない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、昇圧回
路としてチョッパ型のものを用い、これを複数個並列接
続し、負荷電流に応じて必要個数の昇圧回路のみを動作
させるようにしたものであるので、本発明によれば、昇
圧回路を簡素な回路構成のものとすることができ、装置
の軽量化、小型化が可能になるとともにコストダウンを
図ることができる。さらに、本発明によれば、必要なだ
けの昇圧回路のみを動作させることができるようにな
り、低・中負荷での効率を向上させることができ、省エ
ネルギーに資することができる。また、２つの昇圧回路
単体を並列接続して１８０°位相の異なる制御信号を入
力するようにすることにより、脈流分の少ない出力電圧
を得ることができる。
路としてチョッパ型のものを用い、これを複数個並列接
続し、負荷電流に応じて必要個数の昇圧回路のみを動作
させるようにしたものであるので、本発明によれば、昇
圧回路を簡素な回路構成のものとすることができ、装置
の軽量化、小型化が可能になるとともにコストダウンを
図ることができる。さらに、本発明によれば、必要なだ
けの昇圧回路のみを動作させることができるようにな
り、低・中負荷での効率を向上させることができ、省エ
ネルギーに資することができる。また、２つの昇圧回路
単体を並列接続して１８０°位相の異なる制御信号を入
力するようにすることにより、脈流分の少ない出力電圧
を得ることができる。
【図１】 本発明の第１の実施例のブロック図。
【図２】 本発明の第１の実施例の制御回路のブロック
図。
図。
【図３】 本発明の第１の実施例を説明するための流れ
図。
図。
【図４】 本発明の第２の実施例を説明するための回路
接続図。
接続図。
【図５】 本発明が適用される回転電機付きターボチャ
ージャの構成を示すブロック図。
ージャの構成を示すブロック図。
【図６】 従来例に用いられた昇圧回路の回路図。
１ エンジン ５、２０ 電子制御装置 ５ａ バッテリ ６ ターボチャージャ ７ 回転電機 ７ａ インバータ ８ ＤＣ−ＤＣコンバータ １０ Ａ／Ｄ変換器 ３１、３２、…、３ｎ スイッチングＩＣ ＣＶＴ１、ＣＶＴ２、…、ＣＶＴｎ コンバータ ＧＳ１、ＧＳ１ａ、ＧＳ１ｂ、ＧＳ２、…、ＧＳｎ 制
御信号 Ｌ リアクトル ＴＲ トランジスタ Ｄ ダイオード
御信号 Ｌ リアクトル ＴＲ トランジスタ Ｄ ダイオード
Claims (2)
- 【請求項１】並列接続された複数のチョッパ型昇圧回路
と、負荷電流を検出する電流検出手段と、検出された負
荷電流に応じて前記複数のチョッパ型昇圧回路の中から
活動すべき昇圧回路を選択しその選択した昇圧回路に駆
動信号を伝達する制御回路と、を備えるターボチャージ
ャ直結型回転電機の駆動回路。 - 【請求項２】前記複数のチョッパ型昇圧回路のそれぞれ
は、位相の１８０°異なる駆動信号によって駆動される
２組のチョッパ型昇圧回路単体を並列接続したものであ
る請求項１記載のターボチャージャ直結型回転電機の駆
動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040617A JPH06233597A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | ターボチャージャ直結型回転電機の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5040617A JPH06233597A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | ターボチャージャ直結型回転電機の駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06233597A true JPH06233597A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=12585494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5040617A Pending JPH06233597A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | ターボチャージャ直結型回転電機の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06233597A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102138278A (zh) * | 2008-09-01 | 2011-07-27 | 三菱电机株式会社 | 转换器电路、以及具备该转换器电路的电动机驱动控制装置、空气调节器、冰箱及感应加热烹饪器 |
| CN108281979A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-07-13 | 天津铁科运通轨道技术有限公司 | 一种适合低压大电流输入的电子回馈负载电路 |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP5040617A patent/JPH06233597A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102138278A (zh) * | 2008-09-01 | 2011-07-27 | 三菱电机株式会社 | 转换器电路、以及具备该转换器电路的电动机驱动控制装置、空气调节器、冰箱及感应加热烹饪器 |
| US8817506B2 (en) | 2008-09-01 | 2014-08-26 | Mitsubishi Electric Corporation | Converter circuit, and motor drive control apparatus, air-conditioner, refrigerator, and induction heating cooker provided with the circuit |
| CN104702107A (zh) * | 2008-09-01 | 2015-06-10 | 三菱电机株式会社 | 转换器电路、电动机驱动控制装置、空气调节器、冰箱 |
| CN104702107B (zh) * | 2008-09-01 | 2017-05-03 | 三菱电机株式会社 | 转换器电路、电动机驱动控制装置、空气调节器、冰箱 |
| CN108281979A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-07-13 | 天津铁科运通轨道技术有限公司 | 一种适合低压大电流输入的电子回馈负载电路 |
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