JPH0720003U - 回生制動補助動力装置のモニタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回生制動補助動力装置の動作モードを運転席
にわかりやすく表示して、運転者が合理的にモード切換
操作を行えるようにし、回生制動補助動力装置の特長を
有効に引き出せるようにする。 【構成】 内燃機関の回転軸に連結されたかご形誘導機
の多相交流回路と蓄電手段の直流回路とを双方向に電気
エネルギを変換して結合し回生制動補助動作を行う回生
制動補助動力装置の蓄電手段の端子電圧を分圧し、その
出力電圧を放電、充電、および平衡に対応する三区分の
電圧として検出し、その三区分にしたがって異なる色彩
により運転席に表示する。 【効果】 回線制動モード、補助加速モード、およびア
イドルモードの三つの運転モードのいずれにあるかが色
分け表示されるので状態認識を容易に行うことができ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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】 本考案は、国際公表公報ＷＯ８８／０６１７（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ８８ ／００１５７）に開示された自動車の回生制動補助動力装置を備えた自動車に利 用する。

【０００３】 本考案は、ＨＩＭＲの名称で本願出願人が販売している回生制動補助動力装置 を備えた自動車に搭載しその運転状態を表示する装置として利用する。

【０００４】

【従来の技術】

回生制動補助動力装置を備えた自動車は本願出願時に、市街地を走行する定期 バスとしてあるいは高い環境レベルを必要とする地域の低公害バスとして利用さ れている。この回生制動補助動力装置は三つの運転モードを備えている。すなわ ち、車両の走行エネルギが電気エネルギに変換されて蓄電手段に回生される〔回 生制動モード〕、蓄電手段に蓄積された電気エネルギが機械エネルギとなって車 軸を駆動するために利用される〔補助加速モード〕、回生制動も補助加速も利用 されない〔アイドルモード〕である。このモードの切換は図７に示すように、操 舵ハンドルの近くに設けられた操作レバー２６を操作することにより、つまり運 転者の運転操作により行われる。

【０００５】 本願考案者は、上記のように定期バスとして、あるいは低公害バスとして運転 された記録を詳しく分析すると、この運転操作は運転者により大きいばらつきが あることがわかった。すなわちこの装置を有効に利用するには、回生制動モード をできるだけひんぱんに用いて蓄電手段に蓄積される電気エネルギを大きくする とともに、補助加速モードをひんぱんに利用して燃料消費を経済化し排気ガスの 放出を少なくすることがよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

ところが、運転者によってはこのモード切換の操作を十分に行わない者がある 。その原因をさらに調査したところ、その原因の一つはこれまでの装置ではモー ド表示が分かりにくいことにあることがわかった。すなわち、従来装置では蓄電 手段の端子電圧に対応する電圧をメータにより運転席に表示するように構成され ていた。これはどうしても見づらく運転者の目が有効についてゆかない。

【０００７】 本考案はこのような背景に行われたものであって、回生制動補助動力装置の動 作モードを分かりやすく運転席に表示して、運転者が合理的なモード切換操作を 行い、回生制動補助動力装置の特長を有効に引き出す運転ができるようにするこ とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、回生制動モード、補助加速モード、およびアイドルモードのいずれ の状態にあるかをわかりやすく表示する装置に関するもので、内燃機関の回転軸 に連結されたかご形誘導機と、蓄電手段と、前記かご形誘導機の多相交流回路と 前記蓄電手段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回生制動補助動力 装置の動作状態を監視するモニタ装置において、前記蓄電手段の端子電圧の分圧 回路と、この分圧回路の出力電圧を前記蓄電手段の放電、充電、および平衡に対 応する三区分の電圧として検出する電圧検出回路と、運転席に設けられこの電圧 検出回路の出力を前記三区分にしたがって異なる色彩表示を行う表示器とを備え たことを特徴とする。

【０００９】 前記電圧検出回路は前記三区分の電圧をそれぞれさらに複数電圧に細区分して 検出する手段を有し、前記表示器は放電および充電に対応する区分の電圧につい て細区分を前記色彩表示の幅で表示する手段を備えることが望ましい。

【００１０】

【作用】

蓄電手段の端子電圧を（例えば５０分の１に）分圧して、この分圧した出力電 圧を蓄電手段の放電、充電、および平衡に対応する三区分の電圧として検出する 。この検出出力をその三区分にしたがって表示器に異なる色彩表示を行い現在ど の運転モードにあるのかを認識させる。その表示は、例えば、前記三区分の電圧 について細区分され、幅をもって縦列に配置された表示部と、この表示部に対応 して内部に配列された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）の点灯により行われる。 発進時は「補助加速モード」になるので３００Ｖ以下の黄色が点灯し、制動時あ るいは内燃機関による走行時は「回生制動モード」になるので３００Ｖを越えた 「アイドルモード」表示以上４００Ｖまでの緑色の発光ダイオードが点灯する。 また、始動時に電圧が２００Ｖ以下になった場合には赤色の発光ダイオードが点 灯する。

【００１１】 このように、運転モードによって色分け表示がなされるために、現在どのモー ドにあるかの状態認識がしやすくなり、運転者が意識的に、「回生制動モード」 をできるだけ用いて多くの電気エネルギを蓄積するとともに、「補助加速モード 」を有効に利用して燃料消費を少なくし排気ガスの放出を少なくすることができ る。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案実施例を図面に基づいて説明する。図１は本考案実施例の構成を 示すブロック図である。

【００１３】 本考案実施例における回生制動補助動力装置には、内燃機関１の回転軸に連結 されたかご形誘導機２と、蓄電手段３と、この蓄電手段３の直流電圧をかご形誘 導機２の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。

【００１４】 また、かご形誘導機２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、さらに蓄電手段３の充電状態 に関する情報が入力する。

【００１５】 蓄電手段３は二次電池である。別の例では蓄電手段３は電解コンデンサである 。

【００１６】 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。

【００１７】 さらに、蓄電手段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。

【００１８】 また、インバータ制御回路５には、かご形誘導機２を内燃機関１の補助動力装 置とする補助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の制動装置とする回生制動モ 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 るようにインバータ回路４を制御する手段を含み、インバータ回路４には、補助 加速モードでは蓄電手段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、回生制動モードではかご形誘導機の多相交流出力 エネルギを直流出力として蓄電手段３に与える回路手段を含む。

【００１９】 さらに、本考案の特徴とする回生制動補助動力装置のモニタ装置として、蓄電 手段３の端子電圧を分圧する分圧回路２１と、この分圧回路２１の出力電圧を蓄 電手段３の放電、充電、および平衡に対応する三区分の電圧として検出する電圧 検出回路２２と、運転席に設けられこの電圧検出回路２２の出力を前記三区分に したがって異なる色彩表示を行う表示器２３とを備え、電圧検出回路２２は前記 三区分の電圧をそれぞれさらに複数電圧に細区分して検出する手段を有し、表示 器２３は放電および充電に対応する区分の電圧について細区分を前記色彩表示の 幅で表示する手段を備える。

【００２０】 また、内燃機関１の始動時に電圧が所定値２００Ｖ以下になったときに警報音 を発生する警報器２４と、蓄電手段３からの電源電圧を降圧して電圧検出回路２ ２および一般負荷に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ２５を備える。

【００２１】 図２は本考案実施例における表示器の外観形状を示す正面図、図３は図２に示 すＡ−Ａ断面図、図４はその底面図、図５（ａ）はその１部断面右側面図、（ｂ ）はそのＢ矢視図、図６はその背面図である。

【００２２】 表示器２３は、図２に示すように、その表面に放電、アイドリング、および充 電に対応する区分について細区分された表示部２３ａが配置され、内部に表示部 ２３ａに対応するように複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）２３ｂが配列される。 この発光ダイオード２３ｂそれぞれにはコード２３ｃを介してコネクタ２３ｄか ら電源が接続される。

【００２３】 表示部２３ａは、アイドリング表示を行う部分を中央に、その上部に向けて幅 が拡がり回生制動モード時に緑色で表示される部分と、その下部に向けて幅が拡 がり補助加速モード時に黄色で表示される部分と、最下部に配置され内燃機関１ の始動時に所定電圧２００Ｖ以下になったときに赤色で“ＮＯ”を表示する部分 とにより形成される。この表示器２３は運転者が見やすい位置、例えば図７に示 す運転席前面のパネル上に配置される。

【００２４】 次に、このように構成された本考案実施例の動作について説明する。

【００２５】 まず、回生制動補助動作について説明する。インバータ制御回路５は回転セン サ６で検出されるかご形誘導機２の回転子部の回転速度より小さい速度の回転磁 界をかご形誘導機２の固定子部に与えるように制御信号を発生する。このとき、 かご形誘導機２は発電機として動作し、発電された電気エネルギはインバータ回 路４により直流エネルギに変換されて、蓄電手段３に充電電流として供給される 。ブレーキトルクが大きく、蓄電手段３がこの直流エネルギを吸収しきれないと きには、直流端子電圧が所定値を越えて上昇し、半導体スイッチ回路１２がこれ を検出して蓄電手段３の端子に抵抗器１１を接続するように閉成する。

【００２６】 一方、駆動力を回転系に付与する場合には、インバータ制御回路５は回転セン サ６で検出されるかご形誘導機２の回転子部の回転速度より大きい速度の回転磁 界をかご形誘導機２の固定子部に与えるように制御信号を発生する。このときに は、蓄電手段３から直流電流が取り出され、インバータ回路４により回転磁界に 相応の多相交流に変換されて、かご形誘導機２に供給される。回転磁界の回転速 度と軸回転速度との差が大きいほど、ブレーキトルクおよび駆動力は大きく、そ の差と回転磁界の回転速度との比率、すなわちかご形誘導機２のすべりがほぼ± １０％の範囲になるように設定される。

【００２７】 次に、蓄電手段３への充電制御について説明する。インバータ回路４にはかご 形誘導機２の固定子にその回転子の回転に対応する回転磁界を与えるための制御 信号がインバータ制御回路５から供給されている。このインバータ制御回路５に は回転センサ６からの回転情報が入力し、また蓄電手段３の充電状態に関する情 報が入力する。このインバータ制御回路５にはマイクロプロセッサを含む。また このインバータ制御回路５には、運転者の操作により運転状況により変化する操 作制御信号を取り込む手段を含む。

【００２８】 インバータ回路４は上記のように直流側端子のエネルギを交流側端子に与える とともに、交流側端子に発生するエネルギを直流側端子に与えることができる。 さらに、インバータ制御回路５の制御によりかご形誘導機２が電動機となるよう に回転磁界の回転速度を制御して、かご形誘導機２の回転軸に駆動力を与え、内 燃機関１の補助駆動装置として動作させることができる。このときには、蓄電手 段３に充電された電気エネルギが用いられる。

【００２９】 蓄電手段３への充電は、内燃機関に連結されたかご形誘導機２により、その内 燃機関が回転しているかぎり継続され、始動電動機の運転または各種の艤装装置 の運転により充電エネルギが使用されると可能なかぎり短時間に定格充電容量い っぱいの充電状態に達するように制御される。

【００３０】 ここで、本考案の特徴とするところの回生制動モード、補助加速モード、およ びアイドルモードの三つの運転モードの表示動作について説明する。

【００３１】 分圧回路２１が常時蓄電手段３の端子電圧３００Ｖを５０分の１に分圧し電圧 検出回路２２に出力する。電圧検出回路２２にはＤＣ／ＤＣコンバータ２５によ り直流２４Ｖが印加されていて、分圧回路２１からの出力電圧を放電、充電、お よび平衡に対応する三区分の電圧として、その三区分の電圧をそれぞれさらに複 数電圧に細区分して検出する。その検出出力は表示器２３に送出され、表示器２ ３はその細区分を色彩表示の幅で表示する。

【００３２】 例えば、発進時は補助加速モードになるので、蓄電手段３からはインバータ回 路４を介してかご形誘導機２に電力が供給され、したがって放電状態となるため に図２に示す３００Ｖ以下の該当する表示部分が黄色により点滅表示される。ま た、アイドリング状態であれば、回生制動も補助加速も利用されていないアイド ルモードにあるので、図２に示す表示部２３ａの幅の狭い部分のいずれかに、そ のときの蓄電手段３の端子電圧に応じて、緑色または黄色により表示される。

【００３３】 車両が内燃機関１により走行しているか、あるいは制動動作が行われていると きは、回生制動モードとなり、アイドルモードの表示部分を越えた該当する位置 に緑色が表示される。この表示が上限に達したときは、蓄電手段３の充電容量を 満たしたことを示し、この場合は過剰なエネルギとして抵抗器１１から大気中に 放散される。

【００３４】 内燃機関始動時には、蓄電手段３は放電状態となたり、電圧検出回路２２によ り検出された蓄電手段３の端子電圧が２００Ｖ以下であれば、表示器２３“ＮＯ ”マークが約３秒間にわたり赤色に点灯するとともに、警報器２４から警報音を 発生する。これにより蓄電手段３が限度を越えてその容量が低下していることを 運転者に認識させることができる。

【００３５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、回生制動補助動力装置の回生制動モード 、補助加速モード、およびアイドルモードの三つの動作モードを運転席に色分け 表示することによりわかりやすくし、運転者が合理的にモード切換操作を行える ようにして、回生制動補助動力装置の特長を有効に引き出させるようにすること ができる。すなわち、回生制動モードをできるだけひんぱんに用いて蓄電手段に 蓄積される電気エネルギを大きくするとともに、補助加速モードをひんぱんに利 用して燃料消費を経済化し排気ガスの放出を少なくすることができる効果がある 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の構成を示すブロック図。

【図２】本考案実施例における表示器の外観形状を示す
正面図。

【図３】本考案実施例における表示器の図２に示すＡ−
Ａ断面図。

【図４】本考案実施例における表示器の外観形状を示す
底面図。

【図５】（ａ）は本考案実施例における表示器の外観形
状を示す１部断面右側面図、（ｂ）は同図（ａ）に示す
Ｂ矢視図。

【図６】本考案実施例における表示器の外観形状を示す
背面図。

【図７】本考案実施例に係わる運転席の操舵ハンドルに
設けられた動作モード切り換え用の操作レバーを示す
図。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ かご形誘導機 ３ 蓄電手段 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 ２１ 分圧回路 ２２ 電圧検出回路 ２３ 表示器 ２３ａ 表示部 ２３ｂ 発光ダイオード ２３ｃ コード ２３ｄ コネクタ ２４ 警報器 ２５ ＤＣ／ＤＣコンバータ ２６ 操作レバー

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
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、蓄電手段と、前記かご形誘導機の多相交流回路
   と前記蓄電手段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回生制動補助動力装置
   の動作状態を監視するモニタ装置において、 前記蓄電手段の端子電圧の分圧回路と、この分圧回路の
   出力電圧を前記蓄電手段の放電、充電、および平衡に対
   応する三区分の電圧として検出する電圧検出回路と、運
   転席に設けられこの電圧検出回路の出力を前記三区分に
   したがって異なる色彩表示を行う表示器とを備えたこと
   を特徴とする回生制動補助動力装置のモニタ装置。
2. 【請求項２】 前記電圧検出回路は前記三区分の電圧を
   それぞれさらに複数電圧に細区分して検出する手段を有
   し、前記表示器は放電および充電に対応する区分の電圧
   について細区分を前記色彩表示の幅で表示する手段を備
   えた請求項１記載の回生制動補助動力装置のモニタ装
   置。