JPH11136807A - 内燃機関付車両の制御方式 - Google Patents
内燃機関付車両の制御方式Info
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- JPH11136807A JPH11136807A JP9299909A JP29990997A JPH11136807A JP H11136807 A JPH11136807 A JP H11136807A JP 9299909 A JP9299909 A JP 9299909A JP 29990997 A JP29990997 A JP 29990997A JP H11136807 A JPH11136807 A JP H11136807A
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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
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】コンバータ，インバータの切換時のトランジエ
ントおよびエンジンガバナと発電機をモータに切換時の
協調の問題に関する。 【解決手段】同期電動機を運転し走行時には、逆変換器
として使用し、ブレーキ時には、逆変換（インバータ）
動作でない制御可能な順変換器としてインバータ動作で
ない回生制動を行わしめることにある。
ントおよびエンジンガバナと発電機をモータに切換時の
協調の問題に関する。 【解決手段】同期電動機を運転し走行時には、逆変換器
として使用し、ブレーキ時には、逆変換（インバータ）
動作でない制御可能な順変換器としてインバータ動作で
ない回生制動を行わしめることにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】車両一般、即ち内燃機関を有
する車両で電気的トルクコンバータの作用を要する、産
業車両，土木作業車，特殊車両やディーゼル電気機関
車，電動自動車、などの分野のみならず、一部回路の応
用として架線より給電される鉄道車両で、インバータ駆
動車両への適用など電動機とインバータを有する回路は
広く適用される。
する車両で電気的トルクコンバータの作用を要する、産
業車両，土木作業車，特殊車両やディーゼル電気機関
車，電動自動車、などの分野のみならず、一部回路の応
用として架線より給電される鉄道車両で、インバータ駆
動車両への適用など電動機とインバータを有する回路は
広く適用される。
【０００２】
【従来の技術】本発明の発端は、防衛庁向の戦車の開発
に対し、戦車の要求性能を満足するために、従来の電気
自動車や、ディーゼル電気機関車とは全く異なった特性
が要求されるステアリング方式については公知例資料
「II電気自動車の駆動機構」図２のｂ又はｃに示されて
いるものに近いが、戦車においてはメカニカルステアリ
ングを有せず、ｃの駆動モータの速度差をかえてステア
リングを行い、この速度差の発生に種々の特徴がある。
に対し、戦車の要求性能を満足するために、従来の電気
自動車や、ディーゼル電気機関車とは全く異なった特性
が要求されるステアリング方式については公知例資料
「II電気自動車の駆動機構」図２のｂ又はｃに示されて
いるものに近いが、戦車においてはメカニカルステアリ
ングを有せず、ｃの駆動モータの速度差をかえてステア
リングを行い、この速度差の発生に種々の特徴がある。
【０００３】資料IV電気自動車用電動機の特徴と実用例
−同期機を使用した例およびハイブリッド車や、HYBRID
ELECTRIC TRANSIT BUS，PERSPECTIVE ON ULTRACAPACIT
ORSFOR ELECTRIC VEHICLES などに示される様に、車両
制動時に、インバータを逆変換器と励磁機を兼ねた使い
方をするが、本発明の最大ポイントは、インバータを出
力電圧制御可能な順変換器としてのみ使用すること、お
よびインバータの入力電圧を、順変換器例えばダイオー
ドブリッジや、サイリスタブリッジと異なり、直流出力
電圧をそれらの２倍まで高め得る順変換器を使用して、
電動機の速度制御範囲を高めること、更にその順変換器
を制御時にインバータとして作動させ内燃機関に結合さ
れる発電機を電動機化してエンジンブレーキを作動させ
ることに大きな違いがある。
−同期機を使用した例およびハイブリッド車や、HYBRID
ELECTRIC TRANSIT BUS，PERSPECTIVE ON ULTRACAPACIT
ORSFOR ELECTRIC VEHICLES などに示される様に、車両
制動時に、インバータを逆変換器と励磁機を兼ねた使い
方をするが、本発明の最大ポイントは、インバータを出
力電圧制御可能な順変換器としてのみ使用すること、お
よびインバータの入力電圧を、順変換器例えばダイオー
ドブリッジや、サイリスタブリッジと異なり、直流出力
電圧をそれらの２倍まで高め得る順変換器を使用して、
電動機の速度制御範囲を高めること、更にその順変換器
を制御時にインバータとして作動させ内燃機関に結合さ
れる発電機を電動機化してエンジンブレーキを作動させ
ることに大きな違いがある。
【０００４】添付資料 FUZZY LOGIC BASED INTELLIGEN
T CONTROL OF A UARIABLE SPEEDCAGE MACNINE WIND GEN
ERATION SYSTEM のＦig１に示される風力発電機出力の
電圧調整は本発明と同じ２倍電圧制御整流回路(IGBT PW
M RECTIFIER とインバータのみに使用するIGBT PWM INV
ERTERが直流を交流に変換している。
T CONTROL OF A UARIABLE SPEEDCAGE MACNINE WIND GEN
ERATION SYSTEM のＦig１に示される風力発電機出力の
電圧調整は本発明と同じ２倍電圧制御整流回路(IGBT PW
M RECTIFIER とインバータのみに使用するIGBT PWM INV
ERTERが直流を交流に変換している。
【０００５】本システムは可逆変換はないが、本発明
は、INVERTORとRECTIFERを交換して使用しかつ、UTILIT
Y BUS は駆動モータのため回生ブレーキや２倍電圧制御
を用いている。
は、INVERTORとRECTIFERを交換して使用しかつ、UTILIT
Y BUS は駆動モータのため回生ブレーキや２倍電圧制御
を用いている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】１．車両の回生ブレー
キ時には従来のインバータ回生では、モータの電圧はイ
ンバータ回路の電圧より高めることはできず、ブレーキ
力の発揮が不十分である。本発明は走行時のインバータ
動作をブレーキ時には出力電圧制御可能な順変換器とし
て使用するため、連続直流回生電力を得るブレーキ速度
レンジを拡大できる。
キ時には従来のインバータ回生では、モータの電圧はイ
ンバータ回路の電圧より高めることはできず、ブレーキ
力の発揮が不十分である。本発明は走行時のインバータ
動作をブレーキ時には出力電圧制御可能な順変換器とし
て使用するため、連続直流回生電力を得るブレーキ速度
レンジを拡大できる。
【０００７】２．車両旋回時に両輪独立駆動方式では旋
回外側の電動機の速度を２倍にし同一トルクとして旋回
する。このとき発電機の出力電圧の最大時には、電動機
電圧を２倍にして同一電流で旋回する必要があるため、
順変換器を制御して出力電圧を高めることが本発明であ
る。
回外側の電動機の速度を２倍にし同一トルクとして旋回
する。このとき発電機の出力電圧の最大時には、電動機
電圧を２倍にして同一電流で旋回する必要があるため、
順変換器を制御して出力電圧を高めることが本発明であ
る。
【０００８】３．ブレーキ時のステアリング方式は、そ
れぞれの電動機に対応するインバータを制御可能な倍電
圧整流器として使用することにより旋回内側の電動機の
ブレーキ力を高めて旋回する方式。
れぞれの電動機に対応するインバータを制御可能な倍電
圧整流器として使用することにより旋回内側の電動機の
ブレーキ力を高めて旋回する方式。
【０００９】４．発電機の変換器とそれぞれの電動機の
変換器の使用方式を逆にし、電動機の回生ブレーキ力を
エンジンにて消費するブレーキ方式インバータ回生を電
動機側で行われないため、広い速度範囲で連続直流電流
を得ることができ、エンジンにトルク脈動を最小にでき
る。
変換器の使用方式を逆にし、電動機の回生ブレーキ力を
エンジンにて消費するブレーキ方式インバータ回生を電
動機側で行われないため、広い速度範囲で連続直流電流
を得ることができ、エンジンにトルク脈動を最小にでき
る。
【００１０】５．発電機や電動機に制御可能な界磁を有
するものを使用し、その界磁率を制御すると制御速度域
が固定界磁の機器よりも制御速度範囲と制御トルク範囲
が拡大し、特にブレーキの有効性が大きい。
するものを使用し、その界磁率を制御すると制御速度域
が固定界磁の機器よりも制御速度範囲と制御トルク範囲
が拡大し、特にブレーキの有効性が大きい。
【００１１】
【課題を解決するための手段】１．車両のブレーキエネ
ルギの回収に、走行時にインバータとして動作させてい
た回路を、出力電圧制御可能な順変換器として作動させ
る。このため広い速度範囲において電動機より連続直流
電圧として回生エネルギが得られ、この出力は、走行時
に順変換器として使用した回路をインバータとして動作
させ、その電力は回生エネルギより得て発電機を電動機
としてエンジンを回し、エンジンブレーキを作動させ
る。
ルギの回収に、走行時にインバータとして動作させてい
た回路を、出力電圧制御可能な順変換器として作動させ
る。このため広い速度範囲において電動機より連続直流
電圧として回生エネルギが得られ、この出力は、走行時
に順変換器として使用した回路をインバータとして動作
させ、その電力は回生エネルギより得て発電機を電動機
としてエンジンを回し、エンジンブレーキを作動させ
る。
【００１２】２．エンジンで駆動される発電機の出力を
制御可能な倍電圧順変換器を用い、エンジン最大回転数
においても、整流後の出力電圧を２倍まで高め、モータ
の電圧を２倍まで高めることにより、速度範囲の拡大又
は、トルク制御範囲の拡大を計ることができる。
制御可能な倍電圧順変換器を用い、エンジン最大回転数
においても、整流後の出力電圧を２倍まで高め、モータ
の電圧を２倍まで高めることにより、速度範囲の拡大又
は、トルク制御範囲の拡大を計ることができる。
【００１３】この操作を電動機に接続されるインバータ
毎の制御を併用するとステアリング操作を行い得る。
毎の制御を併用するとステアリング操作を行い得る。
【００１４】３．ブレート時に走行時にインバータとし
て動作させた変換器を、回生ブレーキ時に制御可能な順
変換器として使用することにより、ブレーキ力を制御で
きるので、制動時のステアリングに適用できる。
て動作させた変換器を、回生ブレーキ時に制御可能な順
変換器として使用することにより、ブレーキ力を制御で
きるので、制動時のステアリングに適用できる。
【００１５】４．同上の各制御方式において、電動機や
発電機の界磁量を外部より制御する手段を設けると、発
電機と電動機の速度範囲やトルク範囲，速度に対する電
圧，電流の範囲をより拡大できる。
発電機の界磁量を外部より制御する手段を設けると、発
電機と電動機の速度範囲やトルク範囲，速度に対する電
圧，電流の範囲をより拡大できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１に内燃機関付車両の電気的ト
ルクコンバータとブレーキ装置を示すブロック図であ
る。これを簡単に説明すると、内燃機関１に発電機２Ａ
が結合され、内燃機関の回転数による電圧，トルクによ
る電流を発電機が発生する。発電機の交流電力は順変換
器３Ａによって直流電力に変換されフィルタ４Ａを通っ
て逆変換器７Ａ，８Ａおよびそれぞれの電動機９Ａ，１
０Ａを駆動し、直流又は適当な減速機を介して車輪１１
Ａ，１２Ａ又は装軌車においてはスプロケットを介して
キャタピラを駆動する。
ルクコンバータとブレーキ装置を示すブロック図であ
る。これを簡単に説明すると、内燃機関１に発電機２Ａ
が結合され、内燃機関の回転数による電圧，トルクによ
る電流を発電機が発生する。発電機の交流電力は順変換
器３Ａによって直流電力に変換されフィルタ４Ａを通っ
て逆変換器７Ａ，８Ａおよびそれぞれの電動機９Ａ，１
０Ａを駆動し、直流又は適当な減速機を介して車輪１１
Ａ，１２Ａ又は装軌車においてはスプロケットを介して
キャタピラを駆動する。
【００１７】ブレーキ時には９Ａ，１０Ａを逆トルクの
発生する回生モードで７Ａ，８Ａを運転し、回生エネル
ギはスイッチ６Ａを閉じて、負荷吸収装置５Ａで吸収さ
れる。５Ａは小容量の車両の場合はバッテリであった
り、大容量のコンデンサであったりして電気エネルギを
貯蔵し、加速走行時にそのエネルギを利用することもあ
る。車両が大型の場合はブレーキエネルギは抵抗器によ
り熱として消費される場合が多い。
発生する回生モードで７Ａ，８Ａを運転し、回生エネル
ギはスイッチ６Ａを閉じて、負荷吸収装置５Ａで吸収さ
れる。５Ａは小容量の車両の場合はバッテリであった
り、大容量のコンデンサであったりして電気エネルギを
貯蔵し、加速走行時にそのエネルギを利用することもあ
る。車両が大型の場合はブレーキエネルギは抵抗器によ
り熱として消費される場合が多い。
【００１８】図２は従来多く用いられている大型車の電
気回路図の具体例の１つで、小容量車の場合はブレーキ
抵抗器７が、バッテリであったりコンデンサであったり
し、回生ブレーキ力をエンジンに戻すことはほとんどな
い。
気回路図の具体例の１つで、小容量車の場合はブレーキ
抵抗器７が、バッテリであったりコンデンサであったり
し、回生ブレーキ力をエンジンに戻すことはほとんどな
い。
【００１９】図３は内燃機関が数百馬力から千数百馬力
で、走行抵抗がかなり大きい車両に適用するとメリット
のある本発明の回路方式の一例である。逆並列ダイオー
ドを有するＩＧＢＴの６アームブリッジ回路は、ゲート
制御によりインバータとしても、出力電圧制御の可能な
２倍電圧制御整流器として使用可能なることは、すでに
公知であるので動作説明は省略する。
で、走行抵抗がかなり大きい車両に適用するとメリット
のある本発明の回路方式の一例である。逆並列ダイオー
ドを有するＩＧＢＴの６アームブリッジ回路は、ゲート
制御によりインバータとしても、出力電圧制御の可能な
２倍電圧制御整流器として使用可能なることは、すでに
公知であるので動作説明は省略する。
【００２０】図３に走行制御とブレーキ制御方法につい
て分けて説明する。走行は、内燃機関１をガバナ２が制
御し、エンジン回転数とトルクが制御される。発電機３
の出力は、普通には直流電圧を得るため、ＩＧＢＴブリ
ッジ４は単なる順変換器として作動し、左右の駆動輪１
３，１４を駆動する電動機１１，１２につながるIGBTイ
ンバータブリッジ（１)，(２）の９，１０の入力とな
る。９，１０にて電圧と周波数が制御されて、１１，１
２の速度，トルクが制御される。直進時は１１，１２の
回転数とが同一となる様に制御される。他方車両右旋回
時には、左側駆動輪の回転速度を増し、右側駆動輪は制
動状態にする。
て分けて説明する。走行は、内燃機関１をガバナ２が制
御し、エンジン回転数とトルクが制御される。発電機３
の出力は、普通には直流電圧を得るため、ＩＧＢＴブリ
ッジ４は単なる順変換器として作動し、左右の駆動輪１
３，１４を駆動する電動機１１，１２につながるIGBTイ
ンバータブリッジ（１)，(２）の９，１０の入力とな
る。９，１０にて電圧と周波数が制御されて、１１，１
２の速度，トルクが制御される。直進時は１１，１２の
回転数とが同一となる様に制御される。他方車両右旋回
時には、左側駆動輪の回転速度を増し、右側駆動輪は制
動状態にする。
【００２１】即ち理想的には１３と９で回生ブレーキを
実施し、回生電力で１０の回路電圧の高くなったことで
１２の速度とトルクを増加させて旋回を行うが、種々の
損失のため、走行速度を維持して旋回するためには、ガ
バナを制御することにより、エンジン回転数を増し（エ
ンジン出力を増し）て旋回を行うことが必要である。特
に装軌車両では旋回抵抗が大きいため、機関出力増は、
大幅に行う必要がある。
実施し、回生電力で１０の回路電圧の高くなったことで
１２の速度とトルクを増加させて旋回を行うが、種々の
損失のため、走行速度を維持して旋回するためには、ガ
バナを制御することにより、エンジン回転数を増し（エ
ンジン出力を増し）て旋回を行うことが必要である。特
に装軌車両では旋回抵抗が大きいため、機関出力増は、
大幅に行う必要がある。
【００２２】従来の方法では機関が最大出力で運転時に
は旋回時に、旋回外側の電動機を速度そのままで電流を
ほぼ２倍に上げることができない。即ち機関出力を２台
の電動機に分散していたものを１台の電動機に供給を集
中する必要がある。このとき電動機も定格電圧一杯の電
圧がかかっているために、発電機出力を整流した電圧を
２倍にし、回転数を少し増加したまま電流を２倍にする
手段が必要である。
は旋回時に、旋回外側の電動機を速度そのままで電流を
ほぼ２倍に上げることができない。即ち機関出力を２台
の電動機に分散していたものを１台の電動機に供給を集
中する必要がある。このとき電動機も定格電圧一杯の電
圧がかかっているために、発電機出力を整流した電圧を
２倍にし、回転数を少し増加したまま電流を２倍にする
手段が必要である。
【００２３】このため発電機の順変換器の出力電圧を２
倍にするため、ＩＧＢＴブリッジが用いられる。このと
き旋回内側の電動機は回生ブレーキモードで運転され
る。回生電力と発電機出力の和の電力が旋回外側の電動
機に集中されるため、機関が過負荷になることはない。
倍にするため、ＩＧＢＴブリッジが用いられる。このと
き旋回内側の電動機は回生ブレーキモードで運転され
る。回生電力と発電機出力の和の電力が旋回外側の電動
機に集中されるため、機関が過負荷になることはない。
【００２４】図４に示す特性Ａは、機関出力最大値にお
ける駆動電動機２台ののち１台分の速度−トルク性能を
示している。車両牽引力（又はブレーキ力）はモータ２
台分の特性を示し、それはほぼ特性（Ｂ）に示す通りで
ある。車両が速度を維持したまま旋回するためには次の
様になる必要がある。
ける駆動電動機２台ののち１台分の速度−トルク性能を
示している。車両牽引力（又はブレーキ力）はモータ２
台分の特性を示し、それはほぼ特性（Ｂ）に示す通りで
ある。車両が速度を維持したまま旋回するためには次の
様になる必要がある。
【００２５】今速度ｖで走行していて、両駆動輪の電動
機の出力は（Ａ）の特性でそのときのトルクはＴ1 であ
った。その速度ｖを維持して旋回するためには、旋回外
側の電動機は、トルクを約２倍のＴ2 の値にし、速度を
ｖ＋Δｖに高め、一方旋回内側の電動機は、トルクをほ
ぼ零とするため、回生ブレーキをかけてマイナスＴ1の
トルクを発生して速度をｖ−Δｖまで低下させる必要が
ある。
機の出力は（Ａ）の特性でそのときのトルクはＴ1 であ
った。その速度ｖを維持して旋回するためには、旋回外
側の電動機は、トルクを約２倍のＴ2 の値にし、速度を
ｖ＋Δｖに高め、一方旋回内側の電動機は、トルクをほ
ぼ零とするため、回生ブレーキをかけてマイナスＴ1の
トルクを発生して速度をｖ−Δｖまで低下させる必要が
ある。
【００２６】電気的には回転数が若干ましたｖ＋Δｖの
速度とトルクＴ2 を発生させるためには、電圧をほぼ２
倍にし、電流を２倍にする必要がある。旋回内側のモー
タは回生ブレーキにより発生電力を旋回外側の電動機に
供給せねばならぬため、電圧を２倍になる様な回生ブレ
ーキ制御を行って旋回外側の電動機に電力を供給してゆ
る必要がある。
速度とトルクＴ2 を発生させるためには、電圧をほぼ２
倍にし、電流を２倍にする必要がある。旋回内側のモー
タは回生ブレーキにより発生電力を旋回外側の電動機に
供給せねばならぬため、電圧を２倍になる様な回生ブレ
ーキ制御を行って旋回外側の電動機に電力を供給してゆ
る必要がある。
【００２７】実際には回生ブレーキ時の回路損失のた
め、外側の電動機には速度を維持する電圧の供給はむず
かしいので、速度維持の旋回は困難であるが、それに近
い旋回は実現できる。
め、外側の電動機には速度を維持する電圧の供給はむず
かしいので、速度維持の旋回は困難であるが、それに近
い旋回は実現できる。
【００２８】また車両の走行抵抗の小さい平坦地や、下
り勾配では、ＩＧＢＴブリッジ出力を２倍の電圧にまで
制御すると、電動機電流が少ないために速度を高上させ
ることができることも大きな特徴である。
り勾配では、ＩＧＢＴブリッジ出力を２倍の電圧にまで
制御すると、電動機電流が少ないために速度を高上させ
ることができることも大きな特徴である。
【００２９】一方ブレーキ時において従来方式は負荷吸
収装置（図１の５Ａ）の方式によって大きな差がある。
第１のケースは小形車両でバッテリを用いる場合、イン
バータ回生ではインバータの直流電圧はモータ電圧より
高い値としないとインバータが動作できず、したがって
高速走行時はモータの逆起電圧が高くなるので、十分な
ブレーキ電流、即ちブレーキ力の確保がむずかしくな
る。
収装置（図１の５Ａ）の方式によって大きな差がある。
第１のケースは小形車両でバッテリを用いる場合、イン
バータ回生ではインバータの直流電圧はモータ電圧より
高い値としないとインバータが動作できず、したがって
高速走行時はモータの逆起電圧が高くなるので、十分な
ブレーキ電流、即ちブレーキ力の確保がむずかしくな
る。
【００３０】別の方法として図２，図７の様にブレーキ
抵抗器を使用する場合は、電動機の回生電流を一時図２
６のコンデンサに蓄えてインバータ回路の電圧上昇に使
用し、インバータの最大許容電圧に近い電圧値に６の電
圧が高くなったとき、スイッチ８を閉じて放電させ、再
度６に充電電流を送り、６の電圧を高いある範囲に維持
する様に８は頻繁に開閉を繰り返して所要の制動力を維
持する。
抵抗器を使用する場合は、電動機の回生電流を一時図２
６のコンデンサに蓄えてインバータ回路の電圧上昇に使
用し、インバータの最大許容電圧に近い電圧値に６の電
圧が高くなったとき、スイッチ８を閉じて放電させ、再
度６に充電電流を送り、６の電圧を高いある範囲に維持
する様に８は頻繁に開閉を繰り返して所要の制動力を維
持する。
【００３１】この様にブレーキ抵抗器を使用すると、ブ
レーキ抵抗器も大型でかつ冷却装置が必要となるため、
エンジンブレーキをブレーキ抵抗器に代え、機関冷却装
置よりブレーキエネルギを放散させると機器の設備を下
げて経済的となる。このままでは機関に加える力はスイ
ッチ８の開閉周期と同じになって、機関に加わるトルク
の変動は過大で、機関がディーゼルエンジンの様な連結
棒とクランクシャフトを有する様なものの場合はそれら
の金属疲労は大なものとなって寿命を著しく短くし、騒
音も大きなものとなる。
レーキ抵抗器も大型でかつ冷却装置が必要となるため、
エンジンブレーキをブレーキ抵抗器に代え、機関冷却装
置よりブレーキエネルギを放散させると機器の設備を下
げて経済的となる。このままでは機関に加える力はスイ
ッチ８の開閉周期と同じになって、機関に加わるトルク
の変動は過大で、機関がディーゼルエンジンの様な連結
棒とクランクシャフトを有する様なものの場合はそれら
の金属疲労は大なものとなって寿命を著しく短くし、騒
音も大きなものとなる。
【００３２】本発明では走行中インバータ動作を行わせ
た変換器を、ブレーキ時には倍電圧制御順変換器として
動作させ、その連続直流出力電圧は、発電機につながる
IGBTブリッジ、図３の４をインバータ動作となる様に運
転し、発電機より機関を連続的に運転できる様になっ
て、インバータ回生による障害は発生しない。
た変換器を、ブレーキ時には倍電圧制御順変換器として
動作させ、その連続直流出力電圧は、発電機につながる
IGBTブリッジ、図３の４をインバータ動作となる様に運
転し、発電機より機関を連続的に運転できる様になっ
て、インバータ回生による障害は発生しない。
【００３３】電動機の速度が低下する車速低下時におい
ても、電動機の回生電圧の２倍に比例する電圧が連続的
に発生できるので、ブレーキ力を確保できる速度範囲も
回生電力の蓄積と放出の繰り返しによらず拡大すること
ができる。回生エネルギの処理はエンジンブレーキでな
く、バッテリ充電でも、抵抗器による消費を行ってもよ
いことは勿論である。
ても、電動機の回生電圧の２倍に比例する電圧が連続的
に発生できるので、ブレーキ力を確保できる速度範囲も
回生電力の蓄積と放出の繰り返しによらず拡大すること
ができる。回生エネルギの処理はエンジンブレーキでな
く、バッテリ充電でも、抵抗器による消費を行ってもよ
いことは勿論である。
【００３４】車両ブレーキ時のブレーキトルクの制御
は、順変換器として使用する逆変換器（図３の９，１
０）の出力電圧の制御を行っても、エンジンブレーキの
場合は、逆変換器として使用する順変換器（図３の４）
の制御を行ってもよい。ブレーキ中のステアリングはそ
れぞれの電動機につながる順変換器として動作中の逆変
換器の出力制御を行うと、各電動機のブレーキ電流が制
御されるので各輪の制動力がかわるので、操向制御が行
い得る。
は、順変換器として使用する逆変換器（図３の９，１
０）の出力電圧の制御を行っても、エンジンブレーキの
場合は、逆変換器として使用する順変換器（図３の４）
の制御を行ってもよい。ブレーキ中のステアリングはそ
れぞれの電動機につながる順変換器として動作中の逆変
換器の出力制御を行うと、各電動機のブレーキ電流が制
御されるので各輪の制動力がかわるので、操向制御が行
い得る。
【００３５】以上の制御において、電動機の界磁制御
を、順変換器として動作中にまた逆変換器として動作中
に行うと、電動機の定格速度，定格電圧，定格トルクを
変更できるので、界磁量の制御を併用すると、車両のト
ルク（牽引力，ブレーキ性能にかかわる）性能や速度範
囲の拡大を図ることができる。
を、順変換器として動作中にまた逆変換器として動作中
に行うと、電動機の定格速度，定格電圧，定格トルクを
変更できるので、界磁量の制御を併用すると、車両のト
ルク（牽引力，ブレーキ性能にかかわる）性能や速度範
囲の拡大を図ることができる。
【００３６】
【発明の効果】１．車両走行性能の拡大，エンジンの回
転数を上げずに出力電圧を２倍に上げられるため、車両
速度を弱め界磁なしに２倍まで上げられる。電動機が永
久磁石形界磁の場合でも速度レンジを２倍に拡大。
転数を上げずに出力電圧を２倍に上げられるため、車両
速度を弱め界磁なしに２倍まで上げられる。電動機が永
久磁石形界磁の場合でも速度レンジを２倍に拡大。
【００３７】２．エンジンブレーキの適用ができ、特に
走行抵抗の大きい装軌車の場合は、エンジンブレーキが
ブレーキ力の大きな割合を占めるので、車両のブレーキ
設備が小容量で済む。
走行抵抗の大きい装軌車の場合は、エンジンブレーキが
ブレーキ力の大きな割合を占めるので、車両のブレーキ
設備が小容量で済む。
【００３８】３．回生ブレーキエネルギの消費が連続的
に行われるため、エネルギ消費側において、メカニカル
ショックが少ない。
に行われるため、エネルギ消費側において、メカニカル
ショックが少ない。
【００３９】４．本方式はエンジンと発電機に代って電
気鉄道の交流架線より電力の供給を受ける場合は、交流
回生ブレーキも可能で、また交流電気車の動力装置とし
て使用できる。
気鉄道の交流架線より電力の供給を受ける場合は、交流
回生ブレーキも可能で、また交流電気車の動力装置とし
て使用できる。
【００４０】５．図３において１，２，３，４を省き、
４の出力を、電気鉄道の直流架線に接続されれば、直流
電気車の動力装置として使用できる。
４の出力を、電気鉄道の直流架線に接続されれば、直流
電気車の動力装置として使用できる。
【図１】本発明の実施例である内燃機関付車両の電気駆
動方式を説明する構成図。
動方式を説明する構成図。
【図２】図１を詳細に説明した回路図。
【図３】本発明の実施例である電気駆動方式の回路図。
【図４】車両旋回時の電動機のトルク−速度の制御特性
図。
図。
１Ａ，１…内燃機関、２Ａ…交流発電機、２…同上用ガ
バナ、３Ａ…順（逆）変換器、３…同期交流発電機、４
Ａ…フィルタ部、４…ダイオードブリッジ、５Ａ…負荷
吸収装置、５…フィルタリアクトル、６Ａ…同上用スイ
ッチ、６…フィルタコンデンサ、７Ａ，８Ａ…逆(順)変
換器、７…ブレーキ抵抗器、８…抵抗器スイッチ、９Ａ
…駆動モータ１、９…ＩＧＢＴインバータブリッジ１、
１０Ａ…駆動モータ２、１０…ＩＧＢＴインバータブリ
ッジ２、１１Ａ，１３…右駆動輪、１１…駆動用モータ
１、１２Ａ，１４…左駆動輪、１２…駆動用モータ２。
バナ、３Ａ…順（逆）変換器、３…同期交流発電機、４
Ａ…フィルタ部、４…ダイオードブリッジ、５Ａ…負荷
吸収装置、５…フィルタリアクトル、６Ａ…同上用スイ
ッチ、６…フィルタコンデンサ、７Ａ，８Ａ…逆(順)変
換器、７…ブレーキ抵抗器、８…抵抗器スイッチ、９Ａ
…駆動モータ１、９…ＩＧＢＴインバータブリッジ１、
１０Ａ…駆動モータ２、１０…ＩＧＢＴインバータブリ
ッジ２、１１Ａ，１３…右駆動輪、１１…駆動用モータ
１、１２Ａ，１４…左駆動輪、１２…駆動用モータ２。
Claims (5)
- 【請求項１】内燃機関を有し、それを動力として交流発
電機により電力を得て、その出力を、順逆変換器にて直
流に変換し、その直流をもって逆順変換器により同期電
動機を運転し走行時には、逆変換器として使用し、ブレ
ーキ時には、逆変換（インバータ）動作でない制御可能
な順変換器としてインバータ動作でない回生制動を行わ
しめることを特徴とする内燃機関付車両の制御方式。 - 【請求項２】請求項１の装置を有する車両において、走
行中に左右の電動機によって駆動される駆動輪のトルク
差を発生させて行う操向操作であって、発電機出力を直
流に変換する場合に、昇圧する手段を有する順変換器の
動作を行わせ、同時に左右駆動用のモータを制御する逆
変換器の制御を併用し、車両速度を落さない様に操向す
ることを特徴とする内燃機関付車両の制御方式。 - 【請求項３】請求項１の装置を有する車両において、ブ
レーキ時に電動機を発電機として使用するとき逆順変換
器をインバータとして動作させることなく、出力電圧を
制御可能な順変換器として動作させ、左右電動機の制動
トルクを制御して操向を行うことを特徴とする内燃機関
付車両の制御方式。 - 【請求項４】請求項１の装置を有する車両において、ブ
レーキ時に左右の電動機の回生する車両の慣性エネルギ
を制御可能な順変換器で直流電力とし、発電機につなが
る順逆変換器を逆変換器として作動させることにより、
その直流電力で発電機を電動機として内燃機関を回転さ
せ、車両の慣性エネルギを内燃機関の冷却系より放出す
るブレーキ方式であることを特徴とする内燃機関付車両
の制御方式。 - 【請求項５】同期発電機および同期電動機に制御界磁を
設け、上記の制御に界磁制御を併用する請求項１の装置
を有することを特徴とする内燃機関付車両の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299909A JPH11136807A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 内燃機関付車両の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9299909A JPH11136807A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 内燃機関付車両の制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11136807A true JPH11136807A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17878402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9299909A Pending JPH11136807A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 内燃機関付車両の制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11136807A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7330012B2 (en) | 2004-05-27 | 2008-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | High frequency bus system |
| WO2020093465A1 (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 中车永济电机有限公司 | 一种电力机车用大功率直驱永磁电传动系统 |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP9299909A patent/JPH11136807A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7330012B2 (en) | 2004-05-27 | 2008-02-12 | Siemens Aktiengesellschaft | High frequency bus system |
| US7385372B2 (en) | 2004-05-27 | 2008-06-10 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Auxiliary bus system |
| US7479757B2 (en) | 2004-05-27 | 2009-01-20 | Siemens Energy & Automation, Inc. | System and method for a cooling system |
| WO2020093465A1 (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 中车永济电机有限公司 | 一种电力机车用大功率直驱永磁电传动系统 |
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