JPH07303301A - 回生リターダ制御装置 - Google Patents

回生リターダ制御装置

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JPH07303301A
JPH07303301A JP11454994A JP11454994A JPH07303301A JP H07303301 A JPH07303301 A JP H07303301A JP 11454994 A JP11454994 A JP 11454994A JP 11454994 A JP11454994 A JP 11454994A JP H07303301 A JPH07303301 A JP H07303301A
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JP
Japan
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current
field current
inverter
synchronous
machine
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JP11454994A
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English (en)
Inventor
Satoru Tozawa
知 戸澤
Teruhiro Shirata
彰宏 白田
Keiichi Iida
桂一 飯田
Kazuhiro Takayama
一弘 高山
Kazumi Nishizawa
一海 西沢
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Isuzu Motors Ltd
Nikko Denki Kogyo KK
Nikko Electric Industry Co Ltd
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Isuzu Motors Ltd
Nikko Denki Kogyo KK
Nikko Electric Industry Co Ltd
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles
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    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility

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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンに直結した同期交流機1を、車両制
動時には発電機運転して車両の運動エネルギーをバッテ
リ8に回収すると共に、車両加速時には回収しておいた
エネルギーで電動機運転して、エンジンの回転を助ける
回生リターダの制御装置において、電動機運転をやめる
際に生ずる制動作用をなくすこと。 【構成】 車両加速のための電動機運転をやめる場合、
まずコントローラ9から電圧調整器5に指令して、界磁
電流を遮断する。界磁電流検出器10によって界磁電流
を検出し、その値が充分に減少して来た時にインバータ
制御回路7に指令を発して電機子電流を遮断する。そう
すると、たとえ電機子電流が界磁電流よりも速く零にな
ったとしても、その時点で残存している界磁電流では、
もはや発電電流が流れ出るような発電はしないから、制
動作用は生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両のエンジンに直結
した同期交流機を、車両制動時には発電機運転して車両
の運動エネルギーをバッテリに回収すると共に、車両加
速時には回収しておいたエネルギーで電動機運転して、
エンジンの回転を助ける回生リターダの制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】自動車のリターダは、車両の運動エネル
ギーにより回転子に渦電流を生ぜしめ、それを熱エネル
ギーとして消費することにより、制動作用を発揮する装
置として知られている。しかし、単に熱エネルギーとし
て消費してしまうのは勿体ないということで、近年で
は、エンジンに直結した同期交流機を主体とする回生リ
ターダ装置が考えられている。
【0003】図2は、そのような従来の回生リターダ制
御装置を示す図である。図2において、1は同期交流
機、2は電機子、3は界磁コイル、4は回転子位置検出
器、5は電圧調整器、6はインバータ、7はインバータ
制御回路、8はバッテリ、9はコントローラである。同
期交流機1は、図示しないエンジンに直結されており、
これがリターダの本体を構成している。
【0004】インバータ6は、6つのスイッチングユニ
ットをブリッジに接続して構成されている。個々のスイ
ッチングユニットとしては、例えば、スイッチトランジ
スタとダイオードとが逆並列接続されたものが用いられ
る。インバータ動作をさせる時には、スイッチング素子
のオン期間がインバータ制御回路7により制御される
が、そのオン期間は、回転子位置検出器4からの回転子
検出信号や、電機子電流等を参考にして決められる。
【0005】スイッチングユニット中のダイオードによ
り整流ブリッジが構成されているので、同期交流機1が
発電機運転される場合には、インバータ6は発電される
3相交流を整流する整流回路として働く。発電エネルギ
ーは、バッテリ8を充電することによって回収される。
【0006】コントローラ9は、種々の車両情報(例、
エンジン回転数や車両速度等)を基に、電動機運転すべ
き時か発電機運転すべき時かを判断し、電圧調整器5お
よびインバータ制御回路7に動作開始あるいは動作停止
等の指令を出す。
【0007】次に、車両制動時の動作および車両加速時
の動作について説明する。車両制動時には発電機運転さ
れる。発電機運転は、コントローラ9が電圧調整器5に
指令して、界磁コイル3に界磁電流を流すことによって
行われる。電機子2がエンジンによって回転させられて
いる時に界磁電流が流されると、発電が行われる。イン
バータ制御回路7には、インバータ動作をしないように
との指令が出されるので、インバータ6は整流回路とし
て働く。
【0008】同期交流機1が発電を行い、その発電電圧
がバッテリ8の電圧より大になると、発電電流が流れ出
し、バッテリ8が充電される。発電電流が流れることに
より、エンジンのトルクが消費され、そのことが制動力
として作用する。制動を終了すると、コントローラ9か
らの指令により界磁電流が遮断され、発電機運転は停止
される。その後の同期交流機1は、エンジンによって回
転されているだけとなる。
【0009】車両加速時には電動機運転され、エンジン
にトルクを与えて加速を助ける。電動機運転は、コント
ローラ9が電圧調整器5およびインバータ制御回路7に
指令して、界磁コイル3に界磁電流を流すと共に、電機
子2に交流(電機子電流)を流すことによって行われ
る。その交流は、インバータ6をインバータ動作させ、
バッテリ8の直流を交流に変換することによって作り出
される。加速を終了した時には、コントローラ9からの
指令により、界磁電流および電機子電流が遮断される。
その後の同期交流機1は、やはり、エンジンによって回
転されているだけとなる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
(問題点)しかしながら、前記した従来の回生リターダ
制御装置では、加速を終了して電動機運転していた同期
交流機の界磁電流および電機子電流を遮断した時、僅か
な期間ではあるが発電機運転状態となり、制動がかかっ
て減速されるという問題点があった。
【0011】(問題点の説明)加速を終了すると、電動
機運転を停止させるべく、コントローラ9より電圧調整
器5およびインバータ制御回路7に指令が出され、界磁
電流および電機子電流が遮断される。従来、この遮断指
令は同時に出されていた。図6に、従来の回生リターダ
制御装置における界磁電流および電機子電流の遮断状況
を示す。図6(イ)は界磁電流If の変化を示し、図6
(ロ)は電機子電流Ia の変化を示している。両者は、
同じ時刻t1 で遮断を指令され、減少に転じている。
【0012】ところが、Ia は速やかに減少して時刻t
2 で零となっているのに対し、Ifはゆっくりと減少
し、時刻t3 になってようやく零となっている。従っ
て、時刻t2 から時刻t3 までの間は、界磁電流If
けが流れていることになる。この状態は、同期交流機1
がエンジンによって回転されているところに、界磁電流
が流れているという状態であるから、発電機運転状態が
現出されていることに他ならない。従って、同期交流機
1は発電機運転され、制動がかかって減速されることに
なる。
【0013】では、なぜ界磁電流If の方が電機子電流
a よりもゆっくりと減少するかと言うと、その理由は
次の通りである。起磁力は、(界磁電流)×(界磁コイ
ル巻数)で決まるが、同期交流機1の発電効率を上げる
ためには、発電するために費やす電流であるところの界
磁電流は、小さいことが要請される。小さい界磁電流で
も、界磁コイル巻数を大にすれば同じ起磁力が得られる
ので、一般に、界磁コイル3の巻数は大に設計される。
【0014】そのために、界磁コイル3のインダクタン
スは、電機子2のインダクタンスより大となっている。
従って、流れている電流を遮断する場合、インダクタン
スの大きい界磁コイル3に流れる界磁電流は、電機子電
流に比べてゆっくりと減少する。本発明は、前記のよう
な問題点を解決することを課題とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、エンジンに直結され車両制動時に発電
機運転され車両加速時に電動機運転される同期交流機
と、該同期交流機の界磁電流を制御する電圧調整器と、
該同期交流機の発電電圧を整流する整流回路を内蔵する
と共にバッテリを電源として該同期交流機を電動機運転
するための交流電圧を発生させるインバータと、該イン
バータを制御するインバータ制御回路と、前記電圧調整
器およびインバータ制御回路に制御指令を発するコント
ローラとを具える回生リターダ制御装置において、界磁
電流検出器を設けると共に、発電機運転しても発電電流
が流れ出ることが出来ない界磁電流限界値を設定する比
較電流設定部を前記コントローラ内に設け、電動機運転
の停止に際して遮断された界磁電流が前記界磁電流限界
値以下になった時、前記インバータ制御回路に電機子電
流を遮断する指令を出すこととした。
【0016】また、同様の回生リターダ制御装置におい
て、電動機運転の停止に際して遮断された界磁電流が、
発電機運転しても発電電流が流れ出ることが出来ない界
磁電流限界値に減少するまでのタイマ時間を設定するタ
イマ部を前記コントローラ内に設け、界磁電流を遮断し
た後前記時間が経過した時、前記インバータ制御回路に
電機子電流を遮断する指令を出すようにしてもよい。
【0017】
【作 用】加速を終了して同期交流機の電動機運転を
やめる場合、まず界磁電流を遮断し、界磁電流の値が充
分に減少して来た時に、電機子電流を遮断する。そうす
ると、たとえ、電機子電流が界磁電流よりも速く零にな
ったとしても、その時残存している界磁電流では、もは
や発電電流が流れ出るような発電はしないから、車両に
制動がかかることがなく、減速されることがない。
【0018】
【実施例】本発明では、同期交流機1の電動機運転を停
止しようとして界磁電流If および電機子電流Ia を遮
断する時、発電電流が流れ出さないような遮断の仕方を
する。つまり、前記したように界磁電流If の方がゆっ
くりと減少するから、まず界磁電流If を遮断する指令
を出し、その減少状況を考慮に入れて、界磁電流が充分
に減少した適切な時期に、電機子電流Ia を遮断する指
令を出す。
【0019】(第1の実施例)以下、本発明の実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の第1
の実施例を示す図である。符号は図2のものに対応し、
9−1は比較電流設定部、10は界磁電流検出器であ
る。比較電流設定部9−1は、コントローラ9内に設け
られる。図2と同じ符号のものは、同様の動作をするの
で、その説明は省略する。
【0020】第1の実施例では、最初に遮断した界磁電
流If の大きさを監視して、それが所定値まで減少して
来た時に、電機子電流Ia を遮断する。この所定値は、
次のようなことを考慮して定める。
【0021】制動は、実際に発電電流が流れる時にかか
るから、発電電流が流れ込むものとしてバッテリ8が接
続されている状況にあっては、発電電圧がバッテリ電圧
より小であれば発電電流は流れ出さず、制動はかからな
い。従って、前記所定値は、発電電圧がバッテリ電圧よ
り小となる界磁電流If0と定めればよい。この値は予め
求めておき、比較電流設定部9−1に設定しておく。そ
して、界磁電流検出器10で検出した界磁電流If がI
f0まで減少して来た時、コントローラ9からインバータ
制御回路7に、電機子電流Ia を遮断する指令を発す
る。
【0022】図5は、第1の実施例における界磁電流I
f および電機子電流Ia の遮断状況を示す図である。前
記したような遮断の仕方をした場合の遮断状況は、図5
(A)に示されている。(A)の(イ)は界磁電流If
を示すが、時刻t1 で遮断され、徐々に減少して時刻t
4 でIf0となる。その時点で、インバータ制御回路7
に、電機子電流Ia を遮断する指令が出されるので、I
a は図(A)の(ロ)に示す如く、時刻t4 より減少に
転ずる。
【0023】このような遮断の仕方をすると、仮に電機
子電流Ia が速やかに零となって界磁電流If だけが残
っていたとしても、その界磁電流の大きさはIf0以下で
あるから、発電機運転したとしても発電電圧はバッテリ
電圧よりも小である。従って、発電電流が流れるような
ことはなく、制動はかからない。
【0024】なお、界磁電流If が0となれば、発電電
圧が発生することはないから、比較基準値としてわざわ
ざ面倒な実験等をしてIf0の値を求めなくとも、If0
0と設定してもよい。図5(B)は、そのように設定し
た場合の界磁電流および電機子電流の遮断状況を示す図
である。界磁電流If が0となった時刻t3 において、
電機子電流Ia を遮断している。
【0025】(第2の実施例)図3は、本発明の第2の
実施例を示す図である。符号は図1のものに対応し、9
−2はタイマ部である。また、図4は、第2の実施例に
おける界磁電流および電機子電流の遮断状況を示す図で
ある。タイマ部9−2には、タイマ時間Tを設定してお
く。そのタイマ時間Tの値は、界磁電流If が遮断され
た時点から、発電電流が流れ出さない界磁電流の値に減
少する時点までの時間より、多少長い値に定める。
【0026】加速を終了して、界磁電流If を遮断する
指令を出したコントローラ9は、その遮断からの時間を
計時し、タイマ時間Tが経過した時、インバータ制御回
路7に電機子電流Ia を遮断する指令を出す。電機子電
流Ia が速やかに減少した後、まだ界磁電流If が残っ
ていたとしても、その界磁電流If での発電機運転では
発電電流が流れ出すほどの発電は出来なくなっているか
ら、制動がかかることはない。
【0027】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の回生リターダ
制御装置によれば、加速を終了して同期交流機の電動機
運転をやめる場合、まず界磁電流を遮断し、界磁電流の
値が充分に減少して来た時に、電機子電流を遮断するよ
うにしたので、たとえ、電機子電流が界磁電流よりも速
く零になったとしても、その時残存している界磁電流で
は、もはや発電電流が流れ出るような発電はしない。そ
のため、車両に制動がかかることがなく、減速されるこ
とがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の回生リターダ制御装置の第1の実施
例を示す図
【図2】 従来の回生リターダ制御装置を示す図
【図3】 本発明の回生リターダ制御装置の第2の実施
例を示す図
【図4】 第2の実施例における界磁電流および電機子
電流の遮断状況を示す図
【図5】 第1の実施例における界磁電流および電機子
電流の遮断状況を示す図
【図6】 従来の回生リターダ制御装置における界磁電
流および電機子電流の遮断状況を示す図
【符号の説明】
1…同期交流機、2…電機子、3…界磁コイル、4…回
転子位置検出器、5…電圧調整器、6…インバータ、7
…インバータ制御回路、8…バッテリ、9…コントロー
ラ、9−1…比較電流設定部、9−2…タイマ部、10
…界磁電流検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 29/06 D (72)発明者 飯田 桂一 藤沢市土棚8番地 いすゞ自動車株式会社 藤沢工場内 (72)発明者 高山 一弘 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内 (72)発明者 西沢 一海 東京都大田区東六郷1丁目12番11号 日興 電機工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンに直結され車両制動時に発電機
    運転され車両加速時に電動機運転される同期交流機と、
    該同期交流機の界磁電流を制御する電圧調整器と、該同
    期交流機の発電電圧を整流する整流回路を内蔵すると共
    にバッテリを電源として該同期交流機を電動機運転する
    ための交流電圧を発生させるインバータと、該インバー
    タを制御するインバータ制御回路と、前記電圧調整器お
    よびインバータ制御回路に制御指令を発するコントロー
    ラとを具える回生リターダ制御装置において、界磁電流
    検出器を設けると共に、発電機運転しても発電電流が流
    れ出ることが出来ない界磁電流限界値を設定する比較電
    流設定部を前記コントローラ内に設け、電動機運転の停
    止に際して遮断された界磁電流が前記界磁電流限界値以
    下になった時、前記インバータ制御回路に電機子電流を
    遮断する指令を出すことを特徴とする回生リターダ制御
    装置。
  2. 【請求項2】 エンジンに直結され車両制動時に発電機
    運転され車両加速時に電動機運転される同期交流機と、
    該同期交流機の界磁電流を制御する電圧調整器と、該同
    期交流機の発電電圧を整流する整流回路を内蔵すると共
    にバッテリを電源として該同期交流機を電動機運転する
    ための交流電圧を発生させるインバータと、該インバー
    タを制御するインバータ制御回路と、前記電圧調整器お
    よびインバータ制御回路に制御指令を発するコントロー
    ラとを具える回生リターダ制御装置において、電動機運
    転の停止に際して遮断された界磁電流が、発電機運転し
    ても発電電流が流れ出ることが出来ない界磁電流限界値
    に減少するまでのタイマ時間を設定するタイマ部を前記
    コントローラ内に設け、界磁電流を遮断した後前記時間
    が経過した時、前記インバータ制御回路に電機子電流を
    遮断する指令を出すことを特徴とする回生リターダ制御
    装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2745444A1 (fr) * 1996-02-28 1997-08-29 Valeo Electronique Alternateur de vehicule automobile fonctionnant comme generateur et comme moteur electrique et procede pour la commande d'un tel alternateur
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