KR910002779B1 - 차량 구동 장치 - Google Patents

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이스즈지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

차량 구동 장치
제1도는 본 발명의 1실시예를 표시한 구성 블럭도.
제2도는 다른 실시예를 표시한 구성 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기관 2 : 발전기
3 : 정류기 7 : 차축
8 : 전동기 10, 20 : 레귤레이터
11 : 축전지 18 : 직류 전동기
본 발명은 차량의 동력원으로 되는 엔진의 동력 출력측에 발전기를 직결하여 차축에 결합한 전동기를 발전기의 출력에 의해 구동하는 차량 구동장치에 관한 것이다.
고속 회전의 엔진을 원동력으로 하는 차량의 경우 그 동력을 차량의 구동 휘일에 전달하는 데는 기어 기구를 사용하여 고속회전을 감속하여 전달하고 있다. 예컨대 가스 터어빈을 원동력으로 할 경우 등, 20만 회전/분 정도의 회전수 때문에 감속비로서 1/200 정도로 감속하여 차측에 전달하지 않으면 안된다.
또 엔진과 축전지를 구동원으로 하는 모우터 발전기(MG)를 구비하여 이들의 출력의 어느 하나의 적어도 한쪽의 출력에 의해 토오크 콘버어터 및 자동 변속장치(ATM)을 통하여 차륜을 구동하여 제동시에는 제동에너지를 MG에 의해 회수하여 축전지를 충전하는 하이브리드(hybrid) 자동차가 일본국 특개소 59-204402호 공보에 의해 제안되고 있다.
상술한 기어 기구를 사용한 감속방법에서는 차량을 구동하는 큰 토오크를 전달하기 때문에 기어 기구가 복잡하고 대형으로 되어 그 가격도 높게 된다. 또 기어 기구 의한 전달효율은 통상 일단의 기어 기구에서는 0.9 내지 0.95이므로 고속회전을 감속할 경우는 다단의 기어 기구를 사용하기 때문에 전달효율이 저하하여 손실이 증가하는 결점이 있다. 또 일본국 특개소 59-204402호 공보의 제안에 있어서는 토오크 콘버어터나 ATM을 통하여 엔진 혹은 MG의 구동력을 차륜에 전달하므로 이들의 기구에 의한 전달효율로 인해 에너지의 손실이 생기는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 차량을 구동하는 차축에 전동기의 회전축을 직결하여 엔진의 출력축에 설치한 발전기로부터의 출력을 전동기에 공급하여 차량을 구동하여 효율이 좋은 차량 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 형식의 차량 구동장치에 있어서, 전동기로서 교류 전동기를 사용하여 발전기의 출력을 정류하여 인버어터에 의해 소망의 주파수의 교류에 변환하여 교류 전동기를 구동하는 차량 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상술한 형식의 차량 구동장치에 있어서 전동기로서 직류 전동기를 사용하여 발전기의 출력을 정류하여 직류 전동기에 공급하여 구동하는 차량 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 차량의 제동시에 전동기를 발전기 작동으로서 축전지를 충전하는 차량 구동장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 의하면 원동기의 출력축에 회전축을 결합한 발전기와 차량을 구동하는 차축에 회전축에 직결한 전동기와 상기 발전기로부터의 발전 전력에 의해 전동기를 구동하는 수단과 및 차량의 제동시에 전동기를 발전기 작동으로서 축전지를 충전하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치가 제공된다.
다음에 본 발명의 실시예를 도면을 사용하여 상세히 설명한다.
도면에 있어서 1은 차량 운행의 원동력을 발생시키는 고속 회전형의 가솔린 엔진이나 디이젤 엔진이며, 고속회전에 의해 운전되는 출력축(1a)에는 발전기(2)의 회전축이 직결되어 있다. 또한 엔진(1)에는 가스 터어빈을 사용하여도 좋다. 또 도시하지 않았으나 발전기(2)의 회전축에는 강력한 잔류 자기력을 가진 영구자석으로 된 로우터가 설치되고 이 로우터에 대향하여 설치된 스테이터는 높은 주파수의 자속 변화에 대응할 수 있는 철손이 적은 자기 재료로 된 철심 및 교류전력이 유기되는 권선에 의해 구성되고 있다. 3은 정류기이며 발전기(2)로부터 공급되는 교류전력을 직류로 변환하여 이 직류전력을 접속시킨 인버어터(4)에 공급한다.
5는 콘트롤러이며, 엑셀 페달(6)의 밟는 양을 검출하는 액셀센서(6a)로부터의 밟는 신호(AS)와 차량(7)의 회전수를 검출하는 회전센서(7a)로부터의 회전신호(WR)가 입력되어 있다. 그리하여 액셀센서(6a)로부터의 밟는 신호(AS)에 의해서 엔진 부하를 결정하고 발전기(2)에 제어신호(GS)를 보내서 발전기(2)의 운전을 제어한다. 또 밟는 신호(AS)와 회전신호(WR)와의 입력에 의해 직류를 교류로 변환하는 인버어터(4)의 주파수 변환작동을 제어하는 변환신호(IS)를 인버어터(4)에 송신한다.
8은 전동기이며, 강력한 영구자석으로 된 로우터(8a)는 차축(7)과 동축에 직결하여 설치되고 교류 전동기를 구성하는 스테이터(8b)의 권선은 인버어터(4)에 접속되어 있다. 그리하여 밟는 신호(AS)와 차축(7)의 회전수에 대응하는 회전신호(WR)에 의해 주파수가 제어되는 인버어터(4)로 부터의 교류전력이 공급되면 전동기(8)는 역행(力行)작동하여 차축(7)을 구동하고 차륜(9)의 회전력을 조세하도록 구성되어 있다.
10은 레귤레이터이며, 그 입력단은 인버어터(4) 및 교류 전동기(8)와 접속되고 그 출력단은 축전지(11)에 접속되어 있다.
레귤레이터(10)는 교류를 직류로 정류하는 정류기와 이 정류기에 의해 정류된 직류의 전압을 신호(CS)에 의해 제어하며 그의 출력단에 접속된 축전지(11)에 유입하는 전력을 조정하도록 구성되어 있다.
즉 액셀페달(6)의 밟는 신호(AS)로부터의 회전신호(WR)가 상회 하였을 때에는 콘트롤러(5)로부터 인버어터(4)에 발하여지는 변환신호(IS)의 발신을 정지하여 인버어터(4)의 동작을 정지시키는 동시에 레귤레이터(10)에 충전신호(CS)를 보내서 레귤레이터(10)를 동작시킨다. 이때 교류 전동기(8)는 즉시 교류 발전기에 변환하여 차륜(9)의 회전에 의해 발생한 전력은 레귤레이터(10)에 의해 직류로 변환되어서 축전(11)에 충전되어 차륜(9)에는 회생제동이 걸리게 된다.
또한 콘트롤러(5)는 상시 축전지(11)의 단자전압을 감시하고 있다. 그리하여 그 단자전압이 소정치 보다도 저하하면 전동기(8)가 역행 운전중이라 하더라도 레귤레이터(10)를 동작시켜서 인버어터(4)에서 발생하는 교류전력을 직류로 변환하여 축전지(11)를 충전하도록 구성되어 있다.
다음에 이와 같이 구성된 본 실시예의 작동을 설명한다.
엔진(1)의 운전에 의해 그 출력축에 직결된 발전기(2)가 교류전력을 발전하여, 이 전은을 정류기(3)에 의해 정류되어서 직류로 되고 인버어터(4)에 공급된다.
한편, 콘트롤러(5)에는 액셀센서(6a)로부터의 밟는 신호(AS)와 차축(7)의 회전수를 검출하는 회전센서(7a)로부터의 회전신호(WR)가 입력되고 엔진 부하와 차축의 회전수에 대응하는 변환신호(IS)가 콘트롤러(5)로부터 인버어터(4)에 송신된다. 인버어터(4)에서는 이 변환신호(IS)에 의해 전동기(8)을 역행시키는 소정 주파수의 교류전력으로 변환하여 스테이터(8b)의 권선에 공급한다. 이 때문에 전동기(8)는 차축(7)을 구동하여 차륜(9)을 회전시킨다.
다음에 차량의 제동시에는 콘트롤러(5)는 액셀센서(6a)로부터의 밟는 신호(AS)에 따라 충전신호(CS)를 레귤레이터(10)에 송신한다. 그리하여 레귤레이터(10)는 제동력에 의해서 발전기 작동으로 된 전동기(8)로부터의 발전전력을 충전용으로 제어하여 축전지(11)에 공급하여 충전이 행하여진다.
또 축전지(11)의 단자 전압이 저하 하였을 시는 발전기(2)의 발전전력을 정류기(3), 인버어터(4)를 통하여 레귤레이터(10)에 입력하여 이 전력을 축전지(11)의 단자 전압에 대응시킨 충전용의 전압으로 제어하여 축전지(11)의 충전을 하는 것은 앞에서 설명한 바와 같다.
제2도는 본 발명의 다른 실시예를 표시한 구성 블록도이며, 제1도와 동일한 부분에는 동일부호를 달고 그 설명은 생략한다.
도면에 있어서, 14는 제어기이며, 정류기(3)로부터 공급되는 직류전력의 전압을 콘트롤러(15)로부터 송신되는 제어신호(RS)에 대응하는 전압으로 제어하여 직류 전동기(18)에 공급한다.
15는 콘트롤러이며, 액셀센서(6a)로부터의 밟는 신호(AS)와 회전센서(7a)로부터의 회전신호(WR)가 입력되고 이들 신호에 의해서 제어기(14)에 제어신호(RS)를 발신한다.
18은 직류 전동기이며, 로우터(18a)는 차축(7)과 동축상에 직결하여 설치되고 로우터(18a)의 권선과 스테이터(8b)의 권선과는 직렬로 접속된 이른바 직류 직권 전동기로서 속도/토오크 특성이 뛰어난 전동기를 구성하고 있다.
레귤레이터(20)는 그 출력을 축전지(11)에 접속하여 충전제어를 행하는 것이며 차량의 제동시에는 콘트롤러(5)로부터의 충전신호(CS)에 의해 제동력에 의해 회생되는 스테이터(18b)로부터의 전력을 충전력으로 제어하여 축전지(11)에 공급한다. 또한 축전지(11)의 축전량이 감소하여 단자전압이 저하하면 제어기(14)를 경유하는 발전기(2)로부터의 전력에 의해 축전지(11)를 충전한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예의 작동을 다음에 설명한다.
엔진(1)의 운전에 의해 발전기(2)로부터 출발되는 교류전력은 정류기(3)에 의해 직류로 변환되어서 제어기(14)에 입력된다.
한편 밟는 신호(AS), 회전신호(WR)가 입력되는 콘트롤러(15)로부터는 엔진 부하와 차량의 회전수에 대응하는 제어신호(RS)가 제어기(14)에 송신되고 제어기(14)는 정류기(3)로부터의 직류전력의 전압을 소정전압의 직류로 제어하여 직류 전동기(18)에 공급한다.
직류 전동기(18)는 이 소정전압의 직류전력에 의해 로우터(18a)를 역행시켜 직결된 차축(7)을 구동하여 상시 차륜(9)의 회전력을 조세한다.
다음에 차량의 제동시에는 밟는 신호(AS)에 의해 발하는 콘트롤러(15)로부터의 충전신호(CS)를 레귤레이터(20)가 수신하여 제동력에 의해 발전하는 직류 전동기(18)로부터의 직류전력을 레귤레이터(20)에 의해서 충전용으로 제어하여 축전지(11)에 공급하여 충전이 행하여진다.
또 축전지(11)의 축전량이 감소하여 그의 단자전압이 저하시는 레귤레이터(20)는 정류기(3), 제어기(14)를 통한 발전기(2)로부터의 직류전력을 입력하여 축전지(11)의 단자전압에 대응하여 제어하여 축전지(11)의 충전을 행한다.
이상의 실시예에 의해 본 발명을 설명 하였으나 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러 가지의 변형이 가능하며 이것들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.

Claims (6)

  1. 원동기에 접속된 발전기로부터 발생하는 전력에 의해 전동 구동되는 차량의 것에 있어서, 원동기에 접속된 교류 발전기와, 이 교류 전동기로부터 발생한 교류를 변환하는 정류기와, 이 정류기로부터 얻어지는 직류전력을 교류로 변환하는 인버어터와, 이 인버어터로부터의 교류전력에 의해 회전하여 차량의 차륜을 구동하는 전동기와, 차량의 액셀페달의 밟는 양에 의해 상기 인버어터로부터 전동기에 공급되는 전력을 제어하는 콘트롤러와, 회생 제동시에 전동기의 가역운전에 의해 발생하는 전력을 축전지에 축전제어하는 레귤레이터를 포함함을 특징으로 하는 차량 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 축전지의 단자전압의 저하를 검출하는 수단과 축전지 전압이 소정치 보다 저하하였을시 레귤레이터를 구동하여 축전지를 충전시키는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 차량 구동장치.
  3. 제1항에 있어서, 전동기가 교류 전동기인 것을 특징으로 하는 차량 구동장치.
  4. 제1항에 있어서, 전동기가 직류 전동기인 것을 특징으로 하는 차량 구동장치.
  5. 제1항에 있어서, 원동기가 가스터어빈인 것을 특징으로 하는 차량 구동장치.
  6. 제1항에 있어서, 원동기가 내연기관인 것을 특징으로 하는 차량 구동장치.
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