JP2001001780A - 発明の発明の名称動力分散型並列ハイブリッド自動車の駆動系装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】並列ハイブリッド自動車の両原動機駆動力の合
成を容易に達成する。 【解決手段】内燃機関（２）により駆動される二輪駆動
車の駆動輪に加え、従来までは従動輪であつたものに電
動機／発電機（９）を追加、装備することによって、こ
れおも駆動輪とし、車体構造物（１５）、前後輪タイヤ
（１）、（７）および地面（１６）のみお介して両原動
機駆動力を合成、または単独使用すると共に、統合制御
コンピュータ（１２）により夫々の原動機の長所を発揮
させることを可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電動機
／発電機により駆動される、いわゆるハイブリッド電気
自動車（ＨＥＶ）、特に並列ハイブリッド電気自動車
（Ｐ・ＨＥＶ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】バッテリーと電動機／発電機のみによる
純粋な電気自動車（ＥＶ）は現用のバッテリー性能が不
十分な為に一充電当たりの走向距離が短いことことや、
充電時間が長いこと等々の欠点から現用内燃機関自動車
と同等の性能を実現することは直ちには困難と言われて
いる。そこでバッテリー〜電動機の動力源に加えて化石
燃料〜内燃機関の動力源を装備したＨＥＶが注目されて
いる。ＨＥＶには内燃を発電専用に用いる直列ＨＥＶ
（Ｓ・ＨＥＶ）と発電と同時に直接駆動用としても用い
るＰ・ＨＥＶが有るが、両原動機の力を合成出来るＰ・
ＨＥＶがより優れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題１】ところで、現在、研
究、開発されているＰ・ＨＥＶは駆動力流れの中で両原
動機駆動力の合成が駆動輪の上流で行われるもので、し
たがって極めて狭い場所でこの合成装置を構成しなけれ
ばならず設計が難しく、これの取り付けに大幅な設計見
直し、あるいは製造工程の変更等が必要である。特に内
燃機関の駆動力特性は乗り物向きの一定出力特性でない
ため、変速機を必要とし、その合成をいっそう複雑にし
ている。

【発明が解決しようとする課題２】またはＰ・ＨＥＶで
あるが内燃機関で駆動される発電機を専用に用い一時的
にＳ・ＨＥＶとして充電しバッテリーのエネルギー密度
の少なさをカバーすると共に、大きな駆動力を必要とす
る時には発電を中止しＰ・ＨＥＶとして動作させる、い
わゆるＰ・Ｓ切り替え型のＨＥＶもあるが、可逆機関で
ある電動機／発電機を二台装備しなければならないとい
う欠点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段１】上記課題を解決するた
めに、通常の内燃機関二輪駆動車に注目し、通常は従動
輪としてしか働いていない複数の車輪（例えばＦＦ車で
あれば、後部二輪）に電動機／発電機を追加、装備する
ことによって、これをも駆動輪とし、車体構造（１
５）、両前後輪タイヤ（１）、（７）および地面（１
６）でもって両原動機の駆動力を合成する。

【０００５】

【課題を解決するための手段２】これら二種類の原動機
駆動特性には夫々長所欠点があり、唯単に両前後輪を別
種の原動機の駆動力で合成するのみでなく、、当該自動
車のいろいろな走行条件に応じて夫々の長所を生かして
合成する事が得策である。そこで本発明のＰ・ＨＥＶに
於は両原動機をコンピュータで統合的に制御し、これを
実現する。

【０００６】

【課題を解決するための手段３】先ず、両原動機系の主
たる長所欠点について述べる。バッテリー〜電動機／発
電機系の長所は自立スタートが可能で、従って停車時の
アイドリングが不要であるし、一定出力特性であるの
で、変速機が必ずしも必要でない。又、バッテリー〜電
動機／発電機は可逆系である。つまり電動機を外力によ
り駆動すると発電機として動作するわけで、減速時に自
動車の有している運動エネルギーを回収しバッテリーに
電気エネルギーとして貯え、回生・使用可能である。欠
点としてはバッテリーのエネルギー密度が低い為、高出
力、長時間運転には不向きである。化石燃料〜内燃機関
系は、これとはほぼ反対の欠点長所を持って居り、従っ
て両系を走向条件に応じて使い分ける事により相補完し
た理想的な複合原動機系を作る事ができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明による動力分散型Ｐ
・ＨＥＶの駆動系装置の概略をＦＦ車の例で説明する。
前輪タイヤ（１）、内燃機関（２）、燃料タンク（３）
などによる駆動系は、ほぼ従来の構成と同じであるが、
出力は少し小さいものでよく、変速機は必ずしも必要で
は無い。但し出力を断続する電磁クラッチ等の電動クラ
ッチとその作動機（５）と、出力量を制御する電子制御
スロットル（４）は必須である。後輪タイヤ（７）とそ
の駆動系は追加、装備の固定減速機（８）、電動機／発
電機（９）、コントローラ（１０）、バッテリー（１
１）によるものでこれも従来のＥＶ構成とあまり変わら
ない。ただバッテリー容量はＰ・ＨＥＶであるから相当
小さくて良い。中央の上部に書いた統合制御コンピュー
タ（１２）がアクセルペダル（１３）、ブレーキペダル
（１４）の指令により走行状態を判断し、両駆動系を適
宜

【０００８】記載の如く制御する。

【０００８】

【動作の形態１】図２はこの統合制御コンピュータ（１
２）が走行状態によって両駆動系に指令し夫々の特徴を
生かす様に運転している様子を（ａ）〜（ｆ）に示す。
図の地面直下に書かれた矢印は夫々のタイヤが発生する
推進力、抗力、合成力、車体慣性力を示す。 （ａ） 停止〜発進：純粋なＥＶとして動作する。この
間、内燃機関系側は電動クラッチ作動機（５）オフでフ
リーである。 （ｂ） 低速走行、内燃機関の押しかけ：電動クラッチ
作動機（５）を徐々にオンとし内燃機関の押しかけ始動
を行う。この時は内燃機関が負荷になるから走行感を損
なわない様にコントローラ（１０）に指令し、電動機の
出力を少し上げる。 （ｃ） 通常走行：純粋な内燃機関自動車として走行す
る。電動機／発電機はフリーで空転する。

【動作の形態２】（ｄ）通常走行中の充電：統合制御コ
ンピュータ（１２）がバッテリー充電量の少ないことを
検知すると、コントローラ（１０）に発電機動作を指令
し、充電するが、この時も負荷になるので、電子制御ス
ロットル（４）に指令し内燃機関（２）の出力を多少上
げる。 （ｅ）加速、登坂：両原動機が同時に駆動力を発揮する
状態である。 （ｆ）減速（回生制動）：電動機／発電機（９）を発電
機として作動させ自動車の運動エネルギーを回生、充電
する。無論、必要に応じてエンジンブレーキ、摩擦ブレ
ーキも併用する。

【発明の効果】

【０００９】以上のように両原動機駆動力の合成、また
は単独使用を前後輪に分散させることによって夫々の原
動機の固定減速機（６）および（８）の減速比を独立に
決定でき両原動機の良好な特性を発揮させることが容易
である。これは両原動機系の設 計の自由度をもたら
す。

【００１０】本方式によると、ほぼ従来技術のみでＰ・
ＨＥＶを極めて容易に製作できる。これは従来の二輪駆
動車製造ラインを無駄にせず、少しの改造でＰ・ＨＥＶ
ラインとして流用できることを意味する。

【００１１】無論、Ｐ・ＨＥＶの持つ長所である市街地
走行時の約二倍の燃費改善、したがって現在問題になっ
ているＣＯ_２の大幅な削減が可能であり、加えて四輪駆
動車であるので悪路の走破性が良好である。このような
Ｐ・ＨＥＶを上記により低開発コスト、低製造コストで
製造することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による動力分散型Ｐ・ＨＥＶの駆
動系装置の概略図である。

【図２】図２はさまざまな走行状態により夫々の駆動系
の駆動力がどのように合成され、あるいは単独使用さ
れ、推力ないしは制動力などを発揮しているかという動
作状態を示す。図の地面直下に書かれた矢印は夫々のタ
イヤが発生する推進力、抗力、合成力、車体慣性力を示
す。

【記号の説明】

１ 前輪タイヤ ２内燃機関
３燃料タンク ４電子制御スロットル ５電動クラッチ作動機 ６内燃機関系固定減速機 ７後輪タイヤ ８
電動機／発電機系固定減速機 ９電動機／発電機
１０コントローラ １１バッテリー １２統合制御コンピュータ １３アクセルペダル
１４ブレーキペダル １５車体構造物 １６地面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関による二輪駆動車において、従来
   の内燃機関（２）により駆動される駆動輪（例えばＦＦ
   車の場合、前二輪（１））に加え、残りの従来までは従
   動輪（この例の場合、後二輪（７））であつたものに電
   動機／発電機（９）を追加、装備することによって、こ
   れをも駆動輪とし、車体構造物（１５）、前後輪タイヤ
   （１）、（７）、地面（１６）のみを介して、これら二
   種類の原動機による駆動力を合成し使用、または単独に
   使用することによって自動車の推進力とし、更には内燃
   機関発生動力の電動機／発電機（９）〜バッテリー（１
   １）系へ動力伝達、エネルギー変換を可能ならしめ、四
   輪または二輪駆動車とすると共に、これら二種類の原動
   機を統合制御コンピュータ（１２）により制御し、夫々
   の原動機の長所を発揮させることを可能とした動力分散
   型並列ハイブリッド自動車の駆動系装置。