JP2919219B2 - 内燃機関の制動および補助動力装置 - Google Patents

内燃機関の制動および補助動力装置

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JP2919219B2 JP5044767A JP4476793A JP2919219B2 JP 2919219 B2 JP2919219 B2 JP 2919219B2 JP 5044767 A JP5044767 A JP 5044767A JP 4476793 A JP4476793 A JP 4476793A JP 2919219 B2 JP2919219 B2 JP 2919219B2
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孝幸 鈴木
篤臣 小幡
邦敏 清水
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関を制動すると
きに発生する機械的エネルギを電気的エネルギに変換し
て蓄積し、内燃機関を加速するときに蓄積された電気的
エネルギを補助加速装置に供給して機械的エネルギを発
生させる装置に利用する。
【0002】本発明は、国際公表公報WO88/061
7(国際出願番号PCT/JP/00157)に開示さ
れた自動車の電気制動および補助加速装置の改良に関す
る。本発明は、HIMRの名称で本願出願人が製造販売
している補助加速および補助制動装置を備えた自動車に
搭載するに適する装置である。
【0003】
【従来の技術】本願出願人は、国際公表公報WO88/
0617(国際出願番号PCT/JP/00157)に
自動車の電気制動および補助加速装置を開示した。この
装置は図3に示すように、内燃機関1にその回転子部が
直結されたかご形誘導機2と、多数のセルが直列に接続
された蓄電池3と、この蓄電池3の直流電圧をかご形誘
導機2の軸回転速度より低い回転速度の回転磁界を誘起
するのに適合した周波数の交流電圧に変換して、これを
かご形誘導機2に与え、またかご形誘導機2からの交流
電力を直流電力に変換するインバータ回路4と、このイ
ンバータ回路4の交流側電圧の周波数を設定する制御信
号を生成するインバータ制御回路5とを備える。このイ
ンバータ制御回路5には自動車の運転に応じて運転者に
より制御指令を発生する手段を含む。
【0004】また、内燃機関には回転センサ6が取付け
られていて、この回転センサ6からの信号はインバータ
制御回路5に与えられ、さらに蓄電池3の充電状態に関
する情報が入力する。
【0005】インバータ回路4の出力側にはコンデンサ
7および半導体スイッチ回路12が接続され、この半導
体スイッチ回路12を介して抵抗器11が接続される。
この抵抗器11は自動車に大きい制動が行われ回生する
ことができないほどの過剰な電気エネルギが発生したと
きに、これを消散させるように構成されている。
【0006】さらに、蓄電池3および半導体スイッチ回
路12にはインバータ回路4の出力電圧を検出する検出
回路13が接続され、抵抗器11には電流の変化を検出
する電流検出器15が備えられる。この電流検出器15
にはその検出信号にしたがって半導体スイッチ回路12
を制御するスイッチ制御回路14が接続される。このス
イッチ制御回路14には検出回路13が接続される。
【0007】この装置は自動車に搭載して、自動車の制
動時には制動により発生するエネルギを電気エネルギと
して回収して蓄電し、自動車の加速時にはその蓄電され
た電気エネルギを機械エネルギに変換して、車軸駆動用
の内燃機関に補助動力を与えるものである。
【0008】すなわち、インバータ制御回路5は、かご
形誘導機2を内燃機関1の補助動力装置とする加速モー
ドでは、かご形誘導機2に内燃機関1の回転速度を越え
る速度の回転磁界を与え、かご形誘導機2を内燃機関1
の制動装置とする減速モードでは、かご形誘導機2に内
燃機関1の回転速度を下回る速度の回転磁界を与えるよ
うにそのインバータ回路4を制御する手段を含む。また
インバータ回路4は、加速モードでは蓄電池3に蓄積さ
れた電気エネルギの直流出力をかご形誘導機2に多相交
流出力として与え、減速モードではかご形誘導機2の多
相交流出力エネルギを直流出力として蓄電池3に与える
回路手段を含む。
【0009】このような従来装置の蓄電池3は、インバ
ータ回路4の直流側の定格電圧に対応するセルが多数直
列に接続された構造に構成されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところでこの蓄電池の
端子電圧は実用上300Vを越える値であるため、何ら
かの予期せぬ故障により絶縁不良や漏電が発生すると、
その故障箇所に過電流が流れて故障が拡大するおそれが
あることから、これを防止するために蓄電池に所定値を
越える電流が検出されたときには、図4に示すように自
動的に蓄電池の高圧回路を遮断する過電流遮断器20が
この装置の蓄電池の端子に直列に設けられることになっ
た。しかし、この装置では仮にこの過電流遮断器20が
作動して蓄電池3の接続が遮断されると、この自動車に
対するあらゆる電源が停止してしまうことになる。電源
が停止すると、内燃機関の制御回路、変速装置やクラッ
チの制御回路、前照灯など、運行に係るすべての装置が
停止してしまい自動車の運転を継続することができなく
なる。
【0011】本発明はこのような背景で行われたもので
あって、蓄電池の高圧回路の過電流遮断器が作動して
も、必要最低限の電源が緊急電源端子に供給されるよう
にして、装置の安全を確保するとともに自動車が路上故
障を起こすことのない装置を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の回
転軸に連結されたかご形誘導機と、多数のセルが直列接
続された蓄電池と、前記かご形誘導機の多相交流回路と
前記蓄電池の直流回路とを双方向に電気エネルギを変換
して結合するインバータ回路と、このインバータ回路を
制御する制御回路とを備えた内燃機関の制動および補助
動力装置において、前記蓄電池の端子に直列に接続され
た過電流遮断器と、この過電流遮断器が開放状態になっ
たとき、この過電流遮断器と連動して前記蓄電池の一部
のセルの端子電圧を緊急電源端子に接続するリレー回路
、前記リレー回路が動作したことを運転者にその旨を
報知する警報手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】前記緊急電源端子は、その定格電圧が標準
的な自動車の定格端子電圧(大型車は24V、小型車は
12V)に等しく、前記緊急電源端子は逆流防止ダイオ
ードを介して車両の各種負荷に接続されることが望まし
い。
【0014】
【作用】予期せぬ故障により蓄電池の高圧回路から過電
流が流れると、過電流遮断器が動作し高圧回路を遮断す
る。この遮断動作に連動してリレー回路が動作し蓄電池
の一部のセルの端子電圧を緊急電源端子に接続する。
【0015】これにより、高圧回路からの電源が停止し
ても、必要最低限の電源を緊急電源端子に供給すること
ができ、装置の安全を確保することができるとともに、
内燃機関の運転を継続させることができるから、自動車
を路上から交通の妨げにならない場所に速やかに移動さ
せることができる。
【0016】
【実施例】次に、本発明実施例装置を図面に基づいて説
明する。図1は本発明実施例装置に係わる全体構成を示
すブロック図、図2は本発明実施例装置に係わる要部の
構成を示す図である。
【0017】本発明実施例装置は、内燃機関1の回転軸
に連結されたかご形誘導機2と、多数のセルが直列接続
された蓄電池3と、かご形誘導機2の多相交流回路と蓄
電池3の直流回路とを双方向に電気エネルギを変換して
結合するインバータ回路4と、このインバータ回路4を
制御するインバータ制御回路5と、内燃機関1の回転速
度を検出しその検出出力をインバータ制御回路5に送出
する回転センサ6と、インバータ回路4の出力側に接続
されたコンデンサ7および半導体スイッチ回路12と、
この半導体スイッチ回路12に接続された抵抗器11
と、インバータ回路4の出力電圧を検出する検出回路1
3と、半導体スイッチ回路12を制御するスイッチ制御
回路14と、抵抗器11の電流変化を検出する電流検出
器15とを備える。さらに、本発明の特徴として、蓄電
池3の端子に直列に接続された過電流遮断器21と、こ
の過電流遮断器21が開放状態になったとき、この過電
流遮断器21と連動して蓄電池3の一部のセルの端子電
圧を分電盤26内の緊急電源端子23に接続するリレー
回路24と、蓄電池3の高電圧(300V)を低電圧
(24V)に変換するDC/DCコンバータ28とを備
え、緊急電源端子23は、その定格電圧が標準的な自動
車の定格端子電圧(大型車は24V、小型車は12V)
に等しく、逆流防止ダイオード25を介して車両の各種
負荷に接続される。
【0018】また、過電流遮断器21には、過電流が流
れたときに自動的に開状態となり電源を高速に遮断する
過電流遮断スイッチ21aと、その過電流遮断スイッチ
21aが開状態となったときに連動して閉状態となり低
電圧(24V)電源をリレー回路24に供給する低圧電
源接続スイッチ21bが含まれる。
【0019】次に、このように構成された本発明実施例
装置の動作について説明する。
【0020】予期せぬ故障により蓄電池3の高圧回路か
ら過電流が流れると、過電流遮断器21の過電流遮断ス
イッチ21aが自動的に開状態となり蓄電池3からの電
源が遮断される。同時に、この過電流遮断スイッチ21
aの動作に連動して低圧電源接続スイッチ21bが閉状
態に設定される。
【0021】低圧電源接続スイッチ21bが閉状態にな
ると、蓄電池3の電圧24V分に相当する一部分のセル
からの端子電圧がリレー回路24のコイル24aに付加
される。これによりリレースイッチ24bおよび24c
を閉状態に設定し、車両運行のために必要な最低限の2
4V電源を分電盤26の緊急電源端子23に供給する。
【0022】分電盤26の緊急電源端子23からは内燃
機関の制御回路、変速装置およびクラッチの制御回路、
ハザードランプ、パーキングランプ、前照灯などの車両
の運行に最低限必要とされる回路への24V電源の供給
経路が分岐されていて、直ちにこれらの回路に電源供給
が行われ車両を走行可能な状態にする。
【0023】分電盤26と車両運行のために最低限必要
とされる回路以外の各種装置への電源供給路とは逆流防
止ダイオード25を介して接続されている。このため
に、緊急電源端子23に供給された24V電源の分電盤
26からの回路以外への供給は阻止される。緊急状態で
は蓄電池3の一部のセルからのみ電源供給が行われるか
ら、蓄電池3は充電容量が不均一になるが、これを最小
限に抑えることができる。
【0024】また、過電流遮断器21が動作したときに
は、運転席に配置された警報ランプ27に24V電源が
供給され、その点灯により現在緊急状態にあり、かつそ
の緊急状態を回避できる状態が設定されたことを表示し
運転者に通報する。
【0025】なお、過電流遮断器21の過電流遮断スイ
ッチ21aが正常であり、低圧電源接続スイッチ21b
がショート故障した場合に警報ランプ27が点灯し低圧
電源接続スイッチ21bの故障を運転者に知らせる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、予
期せぬ故障により蓄電池の高圧回路から過電流が流れて
過電流遮断器が動作し電源が停止したときに、必要最低
限の電源を緊急電源端子に供給することができ、これに
より装置の安全を確保するとともに、自動車を路上から
交通の妨げにならない場所に速やかに移動させることが
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例装置に係わる全体構成を示すブロ
ック図。
【図2】本発明実施例装置に係わる要部の構成を示す
図。
【図3】従来例装置に係わる全体構成を示すブロック
図。
【図4】従来例装置に係わる要部の構成を示す図。
【符号の説明】
1 内燃機関 2 かご形誘導機 3 蓄電池 4 インバータ回路 5 インバータ制御回路 6 回転センサ 7 コンデンサ 11 抵抗器 12 半導体スイッチ回路 13 検出回路 14 スイッチ制御回路 15 電流検出器 20、21 過電流遮断器 21a 過電流遮断スイッチ 21b 低圧電源接続スイッチ 22 DC/DCコンバータ 23 緊急電源端子 24 リレー回路 24a コイル 24b、24c リレースイッチ 25 逆流防止ダイオード 26 分電盤 27 警報ランプ 28 DC/DCコンバータ
フロントページの続き (72)発明者 殿 毅 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日 野自動車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−227607(JP,A) 特開 平5−336611(JP,A) 実開 平4−128001(JP,U) 特公 昭57−4534(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60K 41/00 - 41/28 B60L 9/00 - 15/28

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の回転軸に連結されたかご形誘
    導機と、多数のセルが直列接続された蓄電池と、前記か
    ご形誘導機の多相交流回路と前記蓄電池の直流回路とを
    双方向に電気エネルギを変換して結合するインバータ回
    路と、このインバータ回路を制御する制御回路とを備え
    た内燃機関の制動および補助動力装置において、 前記蓄電池の端子に直列に接続された過電流遮断器と、 この過電流遮断器が開放状態になったとき、この過電流
    遮断器と連動して前記蓄電池の一部のセルの端子電圧を
    緊急電源端子に接続するリレー回路と 前記リレー回路が動作したことを運転者にその旨を報知
    する警報手段と を備えたことを特徴とする内燃機関の制
    動および補助動力装置。
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