JP2003239778A - Hybrid automobile - Google Patents

Hybrid automobile

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JP2003239778A
JP2003239778A JP2002043420A JP2002043420A JP2003239778A JP 2003239778 A JP2003239778 A JP 2003239778A JP 2002043420 A JP2002043420 A JP 2002043420A JP 2002043420 A JP2002043420 A JP 2002043420A JP 2003239778 A JP2003239778 A JP 2003239778A
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JP
Japan
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engine
rotation speed
motor generator
auxiliary machine
hybrid vehicle
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002043420A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsumi Obata
篤臣 小幡
Koichi Yamaguchi
公一 山口
Hirotaka Ueno
博孝 植野
Ryutaro Hosoya
龍太郎 細矢
Norihiko Shinno
典彦 新野
Seiichi Yamaguchi
誠一 山口
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem of a hybrid automobile where the normal operation of an auxiliary machine may be damaged by the insufficient rotation speed of a cooling water pump, cooling fan, vacuum pump, alternator or other auxiliary machines connected to an engine if the engine rotation speed is maintained low for a long period of time, because the engine rotation speed of the hybrid automobile is controlled to be maintained economical even if the running speed is changed, without deteriorating the economy and efficiency of the hybrid automobile. <P>SOLUTION: A control mode for changing an optimal action line of the engine EL1 to a second action line EL2 with the rotation speed larger than in the optimal action line by Δω when the shortage of the rotation speed to be supplied to the auxiliary machine is detected is set in the hybrid automobile. When the shortage of the rotation speed for the auxiliary machine is eliminated, the control mode is returned to the original mode with the action line EL1 for the adaptable control. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド自動車
の動作モードの改良に関する。本発明は、一つの内燃機
関によるエンジンと、二つの電動発電機と、この二つの
電動発電機の間に設けた一つのトルク変換手段(具体例
としてプラネタリギヤ)との組み合わせにより、車両の
走行車軸を回転駆動し、また走行車軸の回転駆動力もし
くはエンジンの回転駆動力により電気エネルギを発生さ
せ、電池に蓄積させるハイブリッド自動車の改良に関す
る。とくにエンジンに機械的に連結されて駆動されるオ
ルタネータなど、補機に供給する回転速度が不足する状
態における動作モードの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improving the operating modes of hybrid vehicles. The present invention uses a combination of an engine with one internal combustion engine, two motor generators, and one torque conversion means (a planetary gear as a specific example) provided between the two motor generators, to provide a traveling axle of a vehicle. The present invention relates to an improvement of a hybrid vehicle in which electric energy is generated by the rotational driving force of the traveling axle or the rotational driving force of the engine and stored in a battery. Particularly, the present invention relates to improvement of an operation mode in a state where the rotational speed supplied to an auxiliary machine such as an alternator mechanically connected to an engine and driven is insufficient.

【0002】[0002]

【従来の技術】はじめに、一つのエンジンと、二つの電
動発電機と、一組のプラネタリギヤとの組み合わせによ
るハイブリッド自動車について、その構成および動作の
概要を説明する。この構成は特開平7−135701号
公報(出願人: エクォス・リサーチ)に開示された技術
に関連するものである。
2. Description of the Related Art First, the outline of the configuration and operation of a hybrid vehicle that is a combination of one engine, two motor generators, and a set of planetary gears will be described. This configuration is related to the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-135701 (Applicant: Equus Research).

【0003】図1を参照して、車両のシャシに取り付け
られたエンジン1の出力軸は、プラネタリギヤ2のキャ
リア・ギヤCに固定的に連結されている。このプラネタ
リギヤ2のサン・ギヤSには、第一電動発電機11の回
転子が固定的に連結される。この第一電動発電機11の
界磁巻線はエンジン・ユニット(車両のシャシ)に固定
されている。このプラネタリギヤ2のリング・ギヤRに
は第二電動発電機12の回転子が固定的に連結される。
この第二電動発電機12の界磁巻線はエンジン・ユニッ
ト(車両のシャシ)に固定されている。そして、この電
動発電機12の回転子がプロペラ軸3に固定的に連結さ
れ、差動歯車8を介して車輪9を駆動する。
Referring to FIG. 1, an output shaft of an engine 1 mounted on a chassis of a vehicle is fixedly connected to a carrier gear C of a planetary gear 2. The sun gear S of the planetary gear 2 is fixedly connected to the rotor of the first motor generator 11. The field winding of the first motor generator 11 is fixed to the engine unit (vehicle chassis). The rotor of the second motor generator 12 is fixedly connected to the ring gear R of the planetary gear 2.
The field winding of the second motor generator 12 is fixed to the engine unit (vehicle chassis). The rotor of the motor generator 12 is fixedly connected to the propeller shaft 3 and drives the wheels 9 via the differential gear 8.

【0004】第一電動発電機11および第二電動発電機
12はいずれも同期回転機または永久磁石同期回転機で
あり、その回転子はブラシレスである。この回転機は、
界磁巻線に供給される三相交流の位相回転速度と回転子
の機械的な回転速度との関係にしたがって、電動機とし
てあるいは発電機としても作用する。二つの電動発電機
の界磁巻線は、それぞれインバータ4の二つの交流端子
に接続され、このインバータ4の直流端子は電池5に接
続される。そしてこのインバータ4が、それぞれ二つの
電動発電機11および12に供給する三相交流の位相回
転速度はそれぞれ制御回路6により制御される。制御回
路6は、エンジン1の出力軸(プラネタリギヤ2のキャ
リア・ギヤCと同じ)の回転センサ、第一電動発電機1
1の回転子(プラネタリギヤ2のサン・ギヤSと同じ)
の回転センサ、および第二電動発電機12の回転子(プ
ラネタリギヤ2のリング・ギヤRと同じ)の回転センサ
の検出出力にしたがって、二つの電動発電機11および
12の界磁巻線に供給する三相交流の位相をそれぞれ制
御する。
Both the first motor generator 11 and the second motor generator 12 are synchronous rotary machines or permanent magnet synchronous rotary machines, and their rotors are brushless. This rotating machine
Depending on the relationship between the phase rotation speed of the three-phase alternating current supplied to the field winding and the mechanical rotation speed of the rotor, it also functions as an electric motor or a generator. The field windings of the two motor generators are respectively connected to the two AC terminals of the inverter 4, and the DC terminals of the inverter 4 are connected to the battery 5. The phase rotation speed of the three-phase alternating current supplied from the inverter 4 to the two motor generators 11 and 12 is controlled by the control circuit 6, respectively. The control circuit 6 includes a rotation sensor for the output shaft of the engine 1 (same as the carrier gear C of the planetary gear 2) and the first motor generator 1.
1 rotor (same as sun gear S of planetary gear 2)
According to the detection output of the rotation sensor of the second motor generator 12 and the rotation sensor of the rotor of the second motor generator 12 (the same as the ring gear R of the planetary gear 2). Controls the phase of the three-phase alternating current.

【0005】二つの電動発電機11および12は、それ
ぞれその回転子の機械的な回転速度が、界磁巻線に供給
される交流電流が形成する回転磁界の位相が回転速度よ
り小さいとき電動機として作用する。このとき電気エネ
ルギは電池5から電動機に流れる。二つの電動発電機1
1および12は、それぞれその回転子の機械的な回転速
度が界磁巻線の回転磁界の位相の回転速度より大きいと
きには発電機として作用する。このとき電動発電機によ
り電気エネルギが発電されて、インバータ4を介して電
池5に流れ電池5は充電される。すなわち、二つの電動
発電機11および12は、それぞれ電動機として作用す
るときには車両を走行駆動させ、発電機として作用する
ときには電気制動の状態となり車両に対しては制動力を
与え、発電により生じた電力を電池5に充電することに
よりいわゆる回生制動の状態となる。二つの電動発電機
11および12の一方が発電機として作用していると
き、他方の電動発電機を電動機として作用させ、発電機
として作用する電動発電機で発生した電気エネルギを、
電動機として作用する電動発電機で利用するように動作
させることもできる。電動発電機の界磁巻線により発生
する位相回転速度が、回転子の機械的な回転速度とちょ
うど等しい状態になると、電動発電機はたんに空転して
いる状態になり、その電動発電機では電気エネルギの発
生も消費もなくなる。
Each of the two motor generators 11 and 12 is an electric motor when the mechanical rotation speed of its rotor is such that the phase of the rotating magnetic field formed by the alternating current supplied to the field winding is smaller than the rotation speed. To work. At this time, electric energy flows from the battery 5 to the electric motor. Two motor generators 1
Each of 1 and 12 acts as a generator when the mechanical rotation speed of its rotor is higher than the rotation speed of the phase of the rotating magnetic field of the field winding. At this time, electric energy is generated by the motor generator, flows into the battery 5 through the inverter 4, and the battery 5 is charged. That is, the two motor-generators 11 and 12 drive the vehicle to run when acting as electric motors respectively, and when they act as electric generators, they are in an electric braking state and provide a braking force to the vehicle, and the electric power generated by the power generation is generated. By charging the battery 5 with the so-called regenerative braking state. When one of the two motor generators 11 and 12 is acting as a generator, the other motor generator is caused to act as an electric motor, and electric energy generated by the motor generator acting as a generator is
It can also be operated for use with a motor generator acting as an electric motor. When the phase rotation speed generated by the field winding of the motor-generator is just equal to the mechanical rotation speed of the rotor, the motor-generator is just in a state of idling. There is no generation or consumption of electrical energy.

【0006】さらにエンジン1の燃料ポンプ7がエンジ
ンに供給する燃料流量は、前記制御回路6からの信号に
応じてエンジン制御回路10により制御される。エンジ
ンに負荷をかけると、その回転速度にしたがって発生す
る出力トルクが変化し燃料消費量も変化する。それぞれ
の回転速度で発生する出力トルクが燃料消費量について
最大効率になる点をエンジンの回転速度に対する出力ト
ルクとして表示すると、図2に示すエンジン動作ライン
EL1が得られる。
Further, the fuel flow rate supplied to the engine by the fuel pump 7 of the engine 1 is controlled by the engine control circuit 10 in response to the signal from the control circuit 6. When a load is applied to the engine, the output torque generated changes according to the rotation speed and the fuel consumption also changes. When the point at which the output torque generated at each rotation speed reaches the maximum efficiency with respect to the fuel consumption amount is displayed as the output torque with respect to the rotation speed of the engine, the engine operation line EL1 shown in FIG. 2 is obtained.

【0007】図2はエンジンの動作特性図である。横軸
にエンジンの回転速度をとり、縦軸にエンジンの出力ト
ルクをとり、この図の中に上記エンジン動作ラインEL
1を表示する。このエンジンは、その動作ラインEL1
の上でさらに燃料消費効率の最もよい最適動作点はP1
であり、その最適動作点P1における回転速度はω1であ
り、そのときの出力トルクはT1である。このハイブリ
ッド自動車は走行状態にしたがって車速が変動しても、
エンジンをこの最適動作点P1で継続的に動作させるこ
とができる。
FIG. 2 is an operating characteristic diagram of the engine. The engine rotation speed is plotted on the horizontal axis and the engine output torque is plotted on the vertical axis.
1 is displayed. This engine has its operating line EL1
The optimum operating point with the best fuel consumption efficiency is P 1
The rotational speed at the optimum operating point P 1 is ω 1 , and the output torque at that time is T 1 . This hybrid vehicle, even if the vehicle speed changes according to the running condition,
The engine can be continuously operated at this optimum operating point P 1 .

【0008】これを簡単に説明すると、いまこのハイブ
リッド自動車がほぼ一定速度の走行状態にあり、その車
速がある値v0であるとする。第二電動発電機12の回
転子は車軸に直結されているから、その回転速度は車速
0に比例する値ω0になる。この状態で、第一の電動発
電機11の界磁巻線に供給する位相回転速度を、前記最
適動作点P1におけるエンジン1の回転速度ω1よりわず
かに上回る値に制御し、第一電動発電機11を発電機と
して動作させる。そして第二電動発電機12の界磁巻線
に供給する位相回転速度を車速に伴う回転速度ω0より
わずかに小さくして、第二電動発電機12を電動機とし
て作用させる。そうすると、第一電動発電機11により
発電された電気エネルギは、第二電動発電機12を駆動
するために利用されるようになる。第一電動発電機11
により発電された電気エネルギの大きさは、図2のP1
・T1・O・ω1で囲まれた面積に比例し、第二電動発電
機12により消費される電気エネルギの大きさは、P0
・T2・O・ω0で囲まれた面積に比例する。したがっ
て、図2にハッチングを付して示す部分の面積に比例す
る電気エネルギが第一電動発電機11から第二電動発電
機12に移動することになる。車速が変化すると第二電
動発電機12の回転速度ω0がそれに応じて左右に移動
する形となり、エンジン1の回転速度はω1として一定
に維持させることができる。すなわち最適動作点P1
車速の変化に対して独立に一定値に維持させることがで
きる。
To briefly explain this, it is assumed that the hybrid vehicle is running at a substantially constant speed and the vehicle speed is a certain value v 0 . Since the rotor of the second motor generator 12 is directly connected to the axle, its rotation speed becomes a value ω 0 proportional to the vehicle speed v 0 . In this state, the phase rotation speed supplied to the field winding of the first motor generator 11 is controlled to a value slightly higher than the rotation speed ω 1 of the engine 1 at the optimum operating point P 1 , The generator 11 is operated as a generator. Then, the phase rotation speed supplied to the field winding of the second motor generator 12 is made slightly smaller than the rotation speed ω 0 associated with the vehicle speed, and the second motor generator 12 is made to act as a motor. Then, the electric energy generated by the first motor generator 11 is used to drive the second motor generator 12. First motor generator 11
The magnitude of the electrical energy generated by the, P 1 in FIG. 2
The amount of electric energy consumed by the second motor generator 12 is proportional to the area surrounded by T 1 · O · ω 1 and is P 0.
・ Proportional to the area surrounded by T 2 · O · ω 0 . Therefore, electric energy proportional to the area of the hatched portion in FIG. 2 moves from the first motor generator 11 to the second motor generator 12. When the vehicle speed changes, the rotation speed ω 0 of the second motor generator 12 moves left and right accordingly, and the rotation speed of the engine 1 can be kept constant as ω 1 . That is, the optimum operating point P 1 can be maintained at a constant value independently of changes in vehicle speed.

【0009】なお上記従来例技術として例示した特許公
開公報との関連を説明すると、この公報には多数の実施
例が記載されていて、上で説明した構成は、上記公報に
第16実施例として説明されている図34に示される構
成に関連が深い。この図34の構成では、上で説明した
構成とは、プラネタリギヤのリング・ギヤおよびキャリ
ア・ギヤの結合が、入れ違いになっている構成として理
解することができる。そしてエンジンの最大効率につい
ては上記特許公開公報の図6により説明されている。
The relation with the patent publication disclosed as the above-mentioned prior art will be described. Many publications are described in this publication, and the configuration described above is described as a sixteenth embodiment in the publication. It is closely related to the configuration shown in FIG. 34 which is described. The configuration of FIG. 34 can be understood as a configuration in which the coupling of the ring gear and the carrier gear of the planetary gear is different from the configuration described above. The maximum efficiency of the engine is described with reference to FIG. 6 of the above-mentioned patent publication.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このような構成のハイ
ブリッド自動車を実用車両として設計するために、本願
発明者らはこの装置をさまざまに試験した。その中でつ
ぎのような問題に遭遇した。すなわち、このエンジンの
出力軸は、上記説明のようにプラネタリギヤを介して、
二つの電動発電機および駆動車軸に連結されているほか
に、冷却水ポンプ、冷却ファン、真空ポンプ、オルタネ
ータ、エアコンプレッサ、クーラ・コンプレッサ、ジェ
ネレータなどの補機に連結されている。これらの補機
は、その回転軸がエンジンのクランク軸にベルトまたは
歯車により連結され、エンジンの回転速度にしたがって
回転するように構成されている。これら補機についてそ
の一部に回転速度が不足する状態にあるものがあった。
In order to design a hybrid vehicle having such a structure as a practical vehicle, the inventors of the present application have variously tested this device. I encountered the following problems. That is, the output shaft of this engine, through the planetary gear as described above,
In addition to being connected to two motor generators and drive axles, they are also connected to auxiliary equipment such as cooling water pumps, cooling fans, vacuum pumps, alternators, air compressors, cooler compressors, and generators. The rotation shafts of these accessories are connected to the crankshaft of the engine by belts or gears, and are rotated according to the rotation speed of the engine. Some of these auxiliary machines were in a state where the rotation speed was insufficient.

【0011】これを詳しく調べるとつぎのようなことが
明らかになった。従来構造の自動車では車両が走行およ
び停止を繰り返すにともない、エンジンの回転速度は大
きく変化し、しばしばその回転速度がかなり大きい領域
まで利用されている。しかし上記構造のハイブリッド自
動車では、上述のように、長時間にわたりエンジン出力
の燃料効率が最大となるエンジン回転速度に維持するよ
うにして利用される。このエンジン回転速度は比較的小
さい値である。このため、エンジンに連結して駆動され
る補機の回転速度が平均的に小さくなり、補機が必要と
する回転エネルギを供給するために必要な回転速度が得
られない場合があることがわかった。
A detailed examination of this revealed the following. In an automobile having a conventional structure, the rotational speed of the engine changes greatly as the vehicle repeatedly runs and stops, and it is often used up to a region where the rotational speed is considerably high. However, in the hybrid vehicle having the above structure, as described above, the hybrid vehicle is used while being maintained at the engine rotation speed at which the fuel efficiency of the engine output is maximized for a long time. This engine rotation speed is a relatively small value. For this reason, it is found that the rotation speed of the auxiliary machine that is driven by being connected to the engine is reduced on average, and the rotation speed required to supply the rotational energy required by the auxiliary machine may not be obtained. It was

【0012】補機の一つとしてエアコンプレッサを例に
とると、従来装置ではその回転速度が大きい時間にエア
コンプレッサが有効に作動し、十分なエア圧力がエアタ
ンクに蓄積されそれぞれの目的に利用されていた。しか
しその回転速度が平均的に小さい状態が長時間継続する
ことになると、エアタンクにそれぞれの利用目的にした
がって必要な空気圧が十分に蓄積されないことがある。
これは空気圧の蓄積効果にかぎらず、冷却ファンの冷却
効果、オルタネータの充電効果、その他それぞれの補機
の目的にしたがい同様に、回転速度の不足に起因する現
象が発生する場合がある。
Taking an air compressor as one of the auxiliary machines, in the conventional apparatus, the air compressor is effectively operated when the rotation speed is large, and a sufficient air pressure is accumulated in the air tank and used for each purpose. Was there. However, if the state where the rotation speed is low on average continues for a long time, the air pressure required for each purpose may not be sufficiently accumulated in the air tank.
This is not limited to the effect of accumulating the air pressure, but the cooling effect of the cooling fan, the charging effect of the alternator, and the like, depending on the purpose of each auxiliary device, similarly, a phenomenon due to insufficient rotation speed may occur.

【0013】補機が必要とする回転速度は、車両が走行
する状態での気温その他の環境条件などに応じて、その
補機の利用目的にしたがって多様に変化する。またその
車両の用途、たとえば貨物車であるか乗用車であるか作
業車であるか、などにより大きく異なる。補機が定常的
な小さい回転速度でも必要とする能力を出すには、補機
の規格を変更して、小さい回転速度でも能力の大きい補
機を利用するように設計することは可能であるが、それ
では装置が高価になり経済性を損なうことになる。また
補機が必要とする回転速度を配慮して、エンジンの動作
点を回転速度の大きい点になるように設計することも可
能であるが、これはハイブリッド自動車としての利点を
損なうことになる。とくに補機の回転速度が一時的に不
十分になることがあるために、このような多様な設計を
行うことは合理的でない。補機の回転速度が不足するこ
とに起因して、エンジンまわりの設計が多種類になって
しまうことは、量産による経済的効果を損なうことにな
る。
The rotational speed required by the accessory varies in various ways according to the purpose of use of the accessory, depending on the ambient temperature and other environmental conditions while the vehicle is traveling. Further, it greatly differs depending on the use of the vehicle, for example, whether it is a freight vehicle, a passenger vehicle, or a work vehicle. It is possible to change the standard of the auxiliary machine and design the auxiliary machine to use the large capacity auxiliary machine at a small rotational speed in order to obtain the required capacity of the auxiliary machine even at a steady low rotational speed. However, this makes the device expensive and impairs economic efficiency. Further, it is possible to design the operating point of the engine to be a point having a high rotation speed in consideration of the rotation speed required by the auxiliary machine, but this impairs the advantage of the hybrid vehicle. Especially, since the rotational speed of the auxiliary machine may be temporarily insufficient, it is not rational to perform such various designs. The variety of designs around the engine due to the lack of the rotation speed of the auxiliary machine impairs the economic effect of mass production.

【0014】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、ハイブリッド自動車の特性および経済性を損な
うことなく、補機が必要とする回転速度を必要なタイミ
ングで適応的に得ることができる装置を提供することを
目的とする。本発明は、車両の利用目的にしたがって、
補機が必要とする回転速度が一時的に不足する場合に
も、適応的に必要な回転速度で補機を駆動することがで
きる装置を提供することを目的とする。本発明は、エン
ジンおよび回転機構などのハードウエアを変更すること
なく、補機を必要な回転速度で駆動することができる装
置を提供することを目的とする。本発明は、補機の回転
速度が不足することを理由に、車種の設計が多様になる
ことを回避することができる装置を提供することを目的
とする。
The present invention has been made against such a background, and it is possible to adaptively obtain the rotational speed required by an auxiliary machine at a required timing without impairing the characteristics and economical efficiency of the hybrid vehicle. The object is to provide a device that can. The present invention, according to the purpose of use of the vehicle,
An object of the present invention is to provide a device capable of adaptively driving an auxiliary machine at a required rotational speed even when the rotational speed required by the auxiliary machine is temporarily insufficient. An object of the present invention is to provide a device capable of driving an auxiliary machine at a required rotation speed without changing hardware such as an engine and a rotation mechanism. It is an object of the present invention to provide a device capable of avoiding a variety of vehicle model designs due to insufficient rotation speed of auxiliary machinery.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、補機の回転速
度が不足する旨の情報を制御回路に取込み、一時的にエ
ンジンの動作ラインを上で説明したように設定された最
大効率の動作ライン(第一の動作ライン)から、やや回
転速度の大きい第二の動作ラインに変更して補機の回転
速度を一時的に増大させることを最大の特徴とする。こ
れは補機の回転速度が不足している間の一時的なもので
あり、補機の回転速度が不足する状態がなくなったら、
すぐに、またはしばらく後に、その動作はもとの最大効
率の動作ラインに戻される。このような構成により、補
機の回転速度が不足するタイミングで、補機の回転駆動
力が不足する期間にわたり、適応的に上記課題を解決す
ることができる。
According to the present invention, information indicating that the rotational speed of an auxiliary machine is insufficient is taken into a control circuit, and the operating line of the engine is temporarily set to the maximum efficiency set as described above. The greatest feature is to change from the operation line (first operation line) to the second operation line having a slightly higher rotation speed to temporarily increase the rotation speed of the auxiliary machine. This is temporary while the rotation speed of the auxiliary machine is insufficient, and when the situation where the rotation speed of the auxiliary machine is insufficient disappears,
Immediately or after some time, the operation is returned to the original maximum efficiency operating line. With such a configuration, it is possible to adaptively solve the above problem at a timing when the rotation speed of the accessory is insufficient and during a period when the rotational driving force of the accessory is insufficient.

【0016】上述のように、車両の利用目的により、あ
るいは車両が走行する環境条件により、補機が必要とす
る回転速度は異なる。発明者らの試験の結果からは、多
くの補機は回転速度が不足する状態になっても、それは
一時的なものであり、回転速度が不足する状態になった
ときに適応的に対応することにより解決できることがわ
かった。一時的に補機の回転速度が不足する状態が発生
する車両については、補機やエンジンの設計を変更する
ことなく、本発明の構成により対応することができる。
本発明の構成は、ハードウエアを変更する必要はなく、
制御回路のソフトウエアの変更により対応することがで
きる。そして現実の設計では、一時的に回転速度を大き
くする第二の動作点においても、多くの利用状況下で、
十分に燃料利用効率の高い状態で車両を運行させるよう
に設計することができる。
As described above, the rotational speed required by the auxiliary machine varies depending on the purpose of use of the vehicle or the environmental conditions under which the vehicle travels. According to the results of the tests conducted by the inventors, even when many of the auxiliary machines are in a state where the rotation speed is insufficient, it is temporary, and adaptively responds when the rotation speed is insufficient. It turns out that this can be solved. The configuration of the present invention can be applied to a vehicle in which the rotational speed of the auxiliary machine is temporarily insufficient, without changing the design of the auxiliary machine or the engine.
The configuration of the present invention does not need to change the hardware,
This can be dealt with by changing the software of the control circuit. And in the actual design, even in the second operating point where the rotation speed is temporarily increased, under many usage conditions,
It can be designed so that the vehicle operates with sufficiently high fuel utilization efficiency.

【0017】すなわち本発明は、エンジン(1)と、こ
のエンジンの出力軸に連結されたトルク変換手段(2)
と、このトルク変換手段のエンジン側の回転軸に結合さ
れた第一電動発電機(11)と、このトルク変換手段の
駆動車軸側に結合された第二電動発電機(12)と、電
池(5)と、この電池にその直流端子が接続され前記第
一電動発電機(11)および前記第二電動発電機(1
2)にそれぞれ交流端子が接続されたインバータ(4)
と、前記エンジン(1)の出力軸の回転情報および前記
第一電動発電機(11)の回転情報ならびに前記第二電
動発電機(12)の回転情報を取込み前記インバータ
(4)が前記二つの電動発電機(11および12)の界
磁巻線にそれぞれ供給する交流位相を制御する制御回路
(6)とを備え、この制御回路(6)は前記エンジン
(1)のあらかじめ設定された回転速度に対する出力ト
ルクについての第一の動作ラインを維持するように制御
する手段を含むハイブリッド自動車において、前記制御
回路(6)には、前記エンジン(1)に連結された補機
の回転速度が不足する旨の情報入力にしたがって前記エ
ンジン(1)について前記第一の動作ライン(EL1)
より回転速度の大きい点にあらかじめ設定された第二の
動作ライン(EL2)を維持するようにその制御を変更
する手段を備えたことを特徴とする。
That is, according to the present invention, the engine (1) and the torque converting means (2) connected to the output shaft of the engine (1).
A first motor generator (11) connected to the engine-side rotating shaft of the torque converting means, a second motor generator (12) connected to the drive axle side of the torque converting means, and a battery ( 5) and the DC terminal of which is connected to this battery, the first motor generator (11) and the second motor generator (1)
Inverter (4) with AC terminals connected to 2)
And the rotation information of the output shaft of the engine (1), the rotation information of the first motor / generator (11) and the rotation information of the second motor / generator (12), and the inverter (4) stores the two information. And a control circuit (6) for controlling the alternating current phase supplied to the field windings of the motor generator (11 and 12), the control circuit (6) being a preset rotational speed of the engine (1). In a hybrid vehicle including means for controlling to maintain a first operating line of output torque for the control circuit (6), the rotational speed of an auxiliary machine connected to the engine (1) is insufficient. According to the information input to the effect, the first operation line (EL1) for the engine (1)
It is characterized in that it is provided with means for changing the control so as to maintain the second operation line (EL2) set in advance at a point where the rotation speed is higher.

【0018】上記括弧内の数字および記号はあとから説
明する実施例装置の図面を参照するための数字および記
号である。これらは本発明の構成を理解しやすいように
付すものであって、本発明の構成を実施例に限定して理
解するためのものではない。以下の説明においても同様
である。
The numbers and symbols in the above parentheses are numbers and symbols for referring to the drawings of the embodiment apparatus described later. These are given for easy understanding of the constitution of the present invention, and are not for limiting the understanding of the constitution of the present invention to the embodiments. The same applies to the following description.

【0019】前記第二の動作ライン上の最適動作点(P
2)は、前記第一の動作ライン上の最適動作点(P1)に
おけるエンジン出力とほぼ等しいエンジン出力であって
補機が必要とするエンジン回転速度(ω2)の点に設定
されることが望ましい。
The optimum operating point (P
2 ) is an engine output that is almost equal to the engine output at the optimum operating point (P 1 ) on the first operating line and is set to a point of engine rotation speed (ω 2 ) required by the auxiliary machine. Is desirable.

【0020】ここで「電池」と表現するが、これは化学
的な狭義の電池に限るものではなく、大容量の静電容量
を有するコンデンサなどを利用した蓄電装置を利用する
こともできる。
Although the term "battery" is used here, it is not limited to a battery in a chemically narrow sense, and a power storage device using a capacitor having a large capacitance can be used.

【0021】ここで補機とは、その回転軸がエンジンの
クランク軸にベルトまたは歯車により連結され、エンジ
ンの回転速度にしたがって変動する回転速度で回転駆動
される装置である。これを例示すると、冷却水ポンプ、
冷却ファン、真空ポンプ、オルタネータ、エアコンプレ
ッサ、クーラ・コンプレッサ、ジェネレータなどであ
る。また、特殊目的の車両については、搭載される上物
に供給する電気的または機械的なエネルギを取りだすた
めの装置も補機の一つである。
Here, the accessory is a device whose rotating shaft is connected to the crankshaft of the engine by a belt or a gear and is rotatably driven at a rotating speed which varies according to the rotating speed of the engine. To illustrate this, a cooling water pump,
Cooling fans, vacuum pumps, alternators, air compressors, cooler compressors, generators, etc. Further, for a special purpose vehicle, a device for taking out electrical or mechanical energy to be supplied to a mounted object is one of the auxiliary machines.

【0022】前記トルク変換手段はプラネタリギヤ
(2)であり、そのプラネタリギヤのキャリア・ギヤ
(C)に前記エンジン(1)の出力軸が連結され、この
プラネタリギヤのサン・ギヤ(S)に前記第一電動発電
機(11)の回転子が連結され、このプラネタリギヤの
リング・ギヤ(R)に前記第二電動発電機(12)の回
転子が連結された構成とすることができる。
The torque converting means is a planetary gear (2), an output shaft of the engine (1) is connected to a carrier gear (C) of the planetary gear, and a sun gear (S) of the planetary gear is connected to the first gear. The rotor of the motor generator (11) is connected, and the rotor of the second motor generator (12) is connected to the ring gear (R) of this planetary gear.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は本発明実施例装置のブロッ
ク構成図である。この装置は、エンジン1と、このエン
ジン1の出力軸に連結されたトルク変換手段としてのプ
ラネタリギヤ2と、このプラネタリギヤ2のエンジン側
の回転軸に結合された第一電動発電機11と、このプラ
ネタリギヤ2の駆動車軸側に結合された第二電動発電機
12と、電池5と、この電池5にその直流端子が接続さ
れ前記第一電動発電機11および前記第二電動発電機1
2にそれぞれ交流端子が接続されたインバータ4と、前
記エンジン1の出力軸の回転情報および前記第一電動発
電機11の回転情報ならびに前記第二電動発電機12の
回転情報を取込み前記インバータ4が前記二つの電動発
電機11、12の界磁巻線にそれぞれ供給する交流位相
を制御する制御回路6とを備えた装置である。この装置
のさらに詳しい構成は上記従来例装置の欄で説明したの
で、ここではその説明の繰り返しは回避する。補機13
は上でも定義したとおりであり、これを例示すると、冷
却水ポンプ、冷却ファン、真空ポンプ、オルタネータ、
エアコンプレッサ、クーラ・コンプレッサ、ジェネレー
タなどのいずれか一以上である。一般に、一つのエンジ
ンには複数の補機が、ベルトあるいは歯車により連結さ
れる。図1ではこれを一つのブロックで補機13として
表示し、ベルトまたは歯車を破線により表示する。
1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. This apparatus includes an engine 1, a planetary gear 2 as torque converting means connected to an output shaft of the engine 1, a first motor generator 11 connected to an engine-side rotating shaft of the planetary gear 2, and the planetary gear. The second motor / generator 12 coupled to the drive axle side of 2, the battery 5, and the DC terminal of the battery 5 are connected to the first motor / generator 11 and the second motor / generator 1.
2 has inverters 4 each having an AC terminal connected thereto, the rotation information of the output shaft of the engine 1, the rotation information of the first motor generator 11 and the rotation information of the second motor generator 12, and the inverter 4 A control circuit 6 for controlling the AC phase supplied to the field windings of the two motor generators 11 and 12, respectively. Since a more detailed configuration of this device has been described in the section of the above-mentioned conventional device, the description thereof will not be repeated here. Auxiliary machine 13
Is as defined above and, for example, cooling water pump, cooling fan, vacuum pump, alternator,
One or more of an air compressor, cooler / compressor, generator, etc. Generally, a plurality of accessories are connected to one engine by belts or gears. In FIG. 1, this is shown as an auxiliary machine 13 in one block, and a belt or a gear is shown by a broken line.

【0024】本発明の特徴は、制御回路6は補機能力検
出回路14から補機13のうちあらかじめ設定されたも
のの一つについて、その回転速度が不足する旨の情報が
あるとき、エンジン1の制御を変更して、第一のエンジ
ン動作ラインEL1から第二のエンジン動作ラインEL
2に変更して、適応的にエンジン1の回転速度を大きく
するところにある。この実施例装置では、補機能力検出
回路14は、エンジンの冷却水ポンプ、冷却ファン、真
空ポンプ、およびオルタネータについて、それぞれエン
ジン1の回転速度が不足することを検出し、これが所定
時間にわたり継続するとき、前記回転駆動力が不足する
旨の情報を発生するように構成した。さらに具体的に
は、補機能力検出回路14は、エンジンの冷却水温度が
所定値を越えて上昇したことが検出されたとき、真空タ
ンクの気圧が所定値を越えて上昇したとき、および通常
の車内機器に電力を供給するバッテリ(24V)の充電
容量が所定値を下回るときなどについて、そのいずれか
が検出されたときに補機の回転速度が不足する旨の情報
が発生するように構成した。さらにこの補機能力検出回
路14は、エンジンの冷却水温度が前記所定値に戻った
とき、真空タンクの気圧が前記所定値に戻ったとき、お
よびバッテリの充電容量が前記所定値を上回る値になっ
たときに、設定された時間(例、数十秒)が経過する
と、前記回転速度が不足する旨の情報を停止するように
構成した。
A feature of the present invention is that the control circuit 6 of the engine 1 detects that the auxiliary functional force detection circuit 14 has information indicating that the rotational speed of one of the preset auxiliary machines 13 is insufficient. By changing the control, the first engine operation line EL1 to the second engine operation line EL
The number is changed to 2 to increase the rotation speed of the engine 1 adaptively. In the device of this embodiment, the auxiliary function force detection circuit 14 detects that the rotational speed of the engine 1 is insufficient for the cooling water pump, the cooling fan, the vacuum pump, and the alternator of the engine, and this continues for a predetermined time. At this time, it is configured to generate information indicating that the rotational driving force is insufficient. More specifically, the auxiliary function detection circuit 14 detects when the engine coolant temperature rises above a predetermined value, when the atmospheric pressure in the vacuum tank rises above a predetermined value, and When the charge capacity of the battery (24V) for supplying power to the in-vehicle device falls below a predetermined value, when any one of them is detected, information indicating that the rotation speed of the auxiliary machine is insufficient is generated. did. Further, the complementary function detection circuit 14 detects when the engine coolant temperature returns to the predetermined value, when the atmospheric pressure of the vacuum tank returns to the predetermined value, and when the battery charge capacity exceeds the predetermined value. When the set time (for example, several tens of seconds) has elapsed, the information indicating that the rotation speed is insufficient is stopped.

【0025】制御回路6はこの情報にしたがって、図2
に示すエンジン動作ラインをEL1からEL2に変更す
る。このとき走行速度に大きい変化がないとすると、エ
ンジン1の回転速度はΔωだけ上昇して、そのとき最適
動作点はP1からP2へ移動する。この補機能力検出回路
14からの信号が消滅すると制御回路6の制御は元の制
御状態に復帰する。すなわちエンジン動作ラインは最大
効率で作動するEL1に復帰するように制御される。図
3にこのときの制御回路6の制御フローチャートを示
す。
The control circuit 6 follows the information shown in FIG.
The engine operation line shown in is changed from EL1 to EL2. At this time, if there is no great change in the traveling speed, the rotation speed of the engine 1 increases by Δω, and at that time, the optimum operating point moves from P 1 to P 2 . When the signal from the complementary function detection circuit 14 disappears, the control of the control circuit 6 returns to the original control state. That is, the engine operation line is controlled to return to EL1 which operates at maximum efficiency. FIG. 3 shows a control flowchart of the control circuit 6 at this time.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明により、ハイブリッド自動車が走
行状態で長い時間にわたり、エンジン回転速度の比較的
小さい値を維持するように制御される場合にも、補機の
回転速度が低くなることにより生じる不都合が解消され
る。本発明により、ハイブリッド自動車の特性および経
済性を大きく損なうことなく、補機が必要とする回転速
度の動力を必要なタイミングで適応的に供給することが
できる。本発明は、車両の利用目的にしたがって、補機
が必要とする回転速度が一時的に大きくなる場合にも、
これを適応的に補うことができる装置を提供することが
できる。本発明は、補機、またはエンジンもしくは回転
機構などのハードウエアを変更することなく、補機に必
要な回転速度の動力を供給することができる装置を提供
することができる。本発明により、補機の回転速度が不
足することを理由として、車種の設計が多様になる不都
合を回避することができる。
According to the present invention, even when the hybrid vehicle is controlled to maintain a relatively small value of the engine rotation speed for a long time in a running state, the rotation speed of the auxiliary machine becomes low. The inconvenience is eliminated. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power of the rotation speed which an auxiliary machine requires can be adaptively supplied at a required timing, without spoiling the characteristic and economical efficiency of a hybrid vehicle significantly. The present invention, according to the purpose of use of the vehicle, even when the rotational speed required by the auxiliary machine temporarily increases,
A device capable of adaptively compensating for this can be provided. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a device capable of supplying power at a required rotation speed to an auxiliary machine without changing the hardware of the auxiliary machine or the engine or the rotation mechanism. According to the present invention, it is possible to avoid the inconvenience of diversifying the design of the vehicle model due to the insufficient rotation speed of the auxiliary machine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明実施例装置のハードウエア・ブロック構
成図。
FIG. 1 is a hardware block configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明実施例装置の動作特性図。FIG. 2 is an operational characteristic diagram of the device according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明実施例装置の要部制御フローチャート。FIG. 3 is a control flowchart of a main part of the apparatus according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 プラネタリギヤ 3 プロペラ軸 4 インバータ 5 電池 6 制御回路 7 燃料ポンプ 8 差動歯車 9 車輪 10 エンジン制御回路 11 第一電動発電機 12 第二電動発電機 13 補機 14 補機能力検出回路 1 engine 2 planetary gears 3 propeller shaft 4 inverter 5 batteries 6 control circuit 7 Fuel pump 8 differential gears 9 wheels 10 Engine control circuit 11 First motor generator 12 Second motor generator 13 Auxiliary equipment 14 Complementary force detection circuit

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B60L 11/14 ZHV B60L 11/14 ZHV (72)発明者 植野 博孝 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 細矢 龍太郎 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 新野 典彦 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 (72)発明者 山口 誠一 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日野 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3G093 AA07 AA12 BA14 BA19 CA08 DA01 DB25 DB26 EA03 EC02 FA07 FA12 FB01 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PO06 PU10 PU11 PU28 PV09 QA02 QA03 QA10 QI04 QN03 RE02 RE13 SE05 TE02 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B60L 11/14 ZHV B60L 11/14 ZHV (72) Inventor Hirotaka Ueno 3-1, 1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo Hino Motors (72) Inventor Ryutaro Hosoya 3-1-1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo Hino Motors Limited (72) Inventor Norihiko Shinno 3-1-1 Hinodai, Tokyo-Hino-shi Hino Motors Ltd. ( 72) Inventor Seiichi Yamaguchi 3-1, 1-1 Hinodai, Hino-shi, Tokyo F-term inside Hino Motors Co., Ltd. (reference) 3G093 AA07 AA12 BA14 BA19 CA08 DA01 DB25 DB26 EA03 EC02 FA07 FA12 FB01 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PO06 PU10 PU11 PU28 PV09 QA02 QA03 QA10 QI04 QN03 RE02 RE13 SE05 TE02

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジンと、このエンジンの出力軸に連結
されたトルク変換手段と、このトルク変換手段のエンジ
ン側の回転軸に結合された第一電動発電機と、このトル
ク変換手段の駆動車軸側に結合された第二電動発電機
と、電池と、この電池にその直流端子が接続され前記第
一電動発電機および前記第二電動発電機にそれぞれ交流
端子が接続されたインバータと、前記エンジンの出力軸
の回転情報および前記第一電動発電機の回転情報ならび
に前記第二電動発電機の回転情報を取込み前記インバー
タが前記二つの電動発電機の界磁巻線にそれぞれ供給す
る交流位相を制御する制御回路とを備え、この制御回路
は前記エンジンのあらかじめ設定された回転速度に対す
る出力トルクについての第一の動作ラインを維持するよ
うに制御する手段を含むハイブリッド自動車において、 前記制御回路には、前記エンジンに連結された補機が必
要とする回転速度が不足する旨の情報入力にしたがって
前記エンジンについて前記第一の動作ラインより回転速
度の大きい側にあらかじめ設定された第二の動作ライン
を維持するようにその制御を変更する手段を備えたこと
を特徴とするハイブリッド自動車。
1. An engine, a torque converting means connected to an output shaft of the engine, a first motor generator connected to a rotating shaft on the engine side of the torque converting means, and a drive axle of the torque converting means. A second motor / generator coupled to the side, a battery, an inverter having a DC terminal connected to the battery and an AC terminal connected to each of the first motor generator and the second motor generator, and the engine Of the output shaft rotation information, the rotation information of the first motor generator, and the rotation information of the second motor generator, and controls the AC phase supplied by the inverter to the field windings of the two motor generators. And a control circuit for controlling the engine to maintain a first operating line of output torque for a preset rotational speed of the engine. In the hybrid vehicle, in accordance with the information input indicating that the rotation speed required by the auxiliary machine connected to the engine is insufficient, the control circuit is provided with a rotation speed higher than that of the first operation line for the engine. A hybrid vehicle comprising means for changing its control so as to maintain a preset second operation line.
【請求項2】前記第二の動作ライン上の最適動作点は、
前記第一の動作ラインにおける最適動作点とエンジン出
力とほぼ等しいエンジン出力であって前記補機が必要と
する回転速度の点に設定された請求項1記載のハイブリ
ッド自動車。
2. The optimum operating point on the second operation line is
The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the optimum operating point in the first operation line and the engine output are substantially equal to the engine output, and the hybrid vehicle is set to a point of the rotational speed required by the auxiliary machine.
【請求項3】前記補機として、冷却水ポンプ、冷却ファ
ン、真空ポンプ、オルタネータ、エアコンプレッサ、ク
ーラ・コンプレッサ、ジェネレータの一以上を含む請求
項1記載のハイブリッド自動車。
3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the auxiliary machine includes one or more of a cooling water pump, a cooling fan, a vacuum pump, an alternator, an air compressor, a cooler / compressor, and a generator.
【請求項4】前記トルク変換手段はプラネタリギヤであ
る請求項1記載のハイブリッド自動車。
4. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the torque converting means is a planetary gear.
【請求項5】前記プラネタリギヤのキャリア・ギヤに前
記エンジンの出力軸が連結され、このプラネタリギヤの
サン・ギヤに前記第一電動発電機の回転子が連結され、
このプラネタリギヤのリング・ギヤに前記第二電動発電
機の回転子が連結された請求項4記載のハイブリッド自
動車。
5. An output shaft of the engine is connected to a carrier gear of the planetary gear, and a rotor of the first motor generator is connected to a sun gear of the planetary gear,
The hybrid vehicle according to claim 4, wherein the rotor of the second motor generator is connected to the ring gear of the planetary gear.
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