JP2003264904A - Hybrid automobile - Google Patents
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Abstract
Description
【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
の制動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、またその走行車軸の回転駆動力
により電池に電気エネルギを蓄積させるハイブリッド自
動車の改良に関する。とくに車両が制動状態にあると
き、電池がすでに充電されているときの電気エネルギの
放散に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to improvement of a braking mode of a hybrid vehicle. 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 stored in a battery by rotationally driving a vehicle and the rotational driving force of its traveling axle. It concerns the dissipation of electrical energy, especially when the vehicle is in braking and the battery is already charged.
【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】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の界磁巻線は車両
のシャシに固定されている。そして、この電動発電機１
２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。Engine 1 mounted on the chassis of a vehicle
The output shaft of is fixedly connected to the carrier gear C of the planetary gear 2. Sun of this planetary gear 2
The rotor of the first motor generator 11 is fixedly connected to the gear S. The field winding of the first motor generator 11 is fixed to the chassis of the vehicle. 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 chassis of the vehicle. And this motor generator 1
Two rotors are fixedly connected to the propeller shaft 3 and drive wheels 9 via a differential gear 8.
【０００４】第一電動発電機１１および第二電動発電機
１２はいずれも三相の同期回転機であり、回転子はブラ
シレスである。この三相の同期回転機は、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の駆動軸（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１１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。The first motor generator 11 and the second motor generator 12 are both three-phase synchronous rotating machines, and their rotors are brushless. This three-phase synchronous rotating machine functions as either an electric motor or a generator according to the relationship between the phase rotational speed of the three-phase alternating current supplied to the field winding and the mechanical rotational speed of the rotor. 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. Control circuit 6
Is a rotation sensor of the drive shaft of the engine 1 (the same as the carrier gear C of the planetary gear 2), a rotation sensor of the rotor of the first motor generator 11 (the same as the sun gear S of the planetary gear 2), and the second electric motor. According to the detection output of the rotation sensor of the rotor of the generator 12 (the same as the ring gear R of the planetary gear 2), the two motor generators 11 and 12
Control the phase of the three-phase alternating current supplied to the field winding.
【０００５】二つの電動発電機１１および１２は、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位相の回転速度より小さいとき、そ
れぞれ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１１およ
び１２は、その回転子の機械的な回転速度が界磁巻線の
回転位相の回転速度より大きいときには、それぞれ発電
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、そ
の発電機から発生する電気エネルギを他方の電動発電機
を電動機として作用させ、発電機で発生した電気エネル
ギを電動機として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
の電動発電機ではエネルギの発生も消費もなくなる。The two motor generators 11 and 12 respectively act as electric motors when the mechanical rotation speed of their rotors is lower than the rotation speed of the rotation phase formed by the alternating current supplied to the field winding. . At this time, electric energy flows from the battery 5 to the electric motor. The two motor generators 11 and 12 respectively act as generators when the mechanical rotation speed of the rotor is higher than the rotation speed of the rotation phase of the field winding. At this time, electric energy is generated by the motor generator, flows into the battery 5 via the inverter 4, and the battery 5 is charged. That is, the two motor generators 11 and 12 drive the vehicle to run when they function as electric motors, respectively, and when they function as electric power generators, they are in an electric braking state and apply a braking force to the vehicle.
By charging the battery 5 with the electric power generated by the power generation,
This is the so-called regenerative braking state. Two motor generators 11
When one of the generators 12 and 12 acts as a generator, the electric energy generated from the generator is caused to act on the other motor generator as an electric motor, and the electric energy generated by the generator is operated as an electric motor. You can also 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 and the motor-generator loses energy. Occurrence and consumption are eliminated.
【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
る駆動力が変化し燃料消費量も変化する。エンジンに対
する負荷を変化させてもエンジンの回転速度が一定にな
るように、そのエンジンに対する燃料供給量を調節制御
すると、発生する駆動力に対して最も効率的に燃料を供
給することができる駆動力の点がわかる。複数の回転速
度について最も効率的に燃料を供給することができる駆
動力の点が得られると、回転速度に対する駆動力の平面
上に最も効率のよい最適動作曲線を描くことができる。
さらにこの最適動作曲線の上で最も燃料効率のよい最適
回転速度の点を知ることができる。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 driving force generated changes according to the rotation speed and the fuel consumption also changes. By controlling the amount of fuel supplied to the engine so that the engine speed remains constant even if the load on the engine is changed, the driving force that can most efficiently supply fuel to the generated driving force. I understand the point. When the points of the driving force that can supply fuel most efficiently at a plurality of rotation speeds are obtained, the most efficient optimum operating curve can be drawn on the plane of the driving force with respect to the rotation speed.
Further, it is possible to know the point of the optimum rotation speed with the best fuel efficiency on this optimum operation curve.
【０００７】いま一例として車両が発進し加速するとき
の状態を考えると、エンジンは車速が大きくなるにした
がって回転速度が大きくなる。しかし図１に示す構成の
ハイブリッド自動車では、二つの電動発電機１１および
１２を補助電動機として作用させることにより、エンジ
ン１の回転速度を最適回転速度に維持させて加速を実行
するように制御することができる。さらに車両が加速す
ると、最適回転速度で回転するエンジン１が発生する回
転エネルギに余剰分が生じてくる。このとき第一電動発
電機１１を発電機として作用させ、第二電動発電機１２
が消費する電力の一部を補うように制御することが可能
になる。このようにして、車両速度がしだいに上昇する
加速時に、エンジン１の回転速度を連続的に最適回転速
度に維持させるように制御することができる。As an example, considering the state when the vehicle starts and accelerates, the engine speed increases as the vehicle speed increases. However, in the hybrid vehicle having the configuration shown in FIG. 1, the two motor generators 11 and 12 are operated as auxiliary electric motors to control the engine 1 so that the rotational speed of the engine 1 is maintained at the optimum rotational speed and acceleration is performed. You can When the vehicle further accelerates, a surplus occurs in the rotational energy generated by the engine 1 that rotates at the optimum rotational speed. At this time, the first motor generator 11 is made to act as a generator, and the second motor generator 12
It becomes possible to control so as to supplement a part of the power consumed by the. In this way, it is possible to control so that the rotation speed of the engine 1 is continuously maintained at the optimum rotation speed during acceleration in which the vehicle speed gradually increases.
【０００８】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。The relationship with the patent publication disclosed as the above-mentioned prior art will be described. This publication describes a number of embodiments, and the configuration described above is the 16th embodiment described in the above 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.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このような装置で、車
両が減速する状態になると、エンジンに対する燃料供給
量はエンジン制御回路の制御により最小値に制限され、
第二電動発電機を発電機として作用させて電気制動の状
態となる。電気制動により発生した電気エネルギは電池
５に回生充電される。このとき電池がすでに充電された
状態にあり、さらに充電を行うことができる余裕がなく
なっていると、第二電動発電機により発電された電気エ
ネルギは行き先がなくなり制動効果も得られないことに
なる。With such a device, when the vehicle is decelerated, the fuel supply amount to the engine is limited to the minimum value by the control of the engine control circuit.
The second motor / generator is made to act as a generator to be in an electric braking state. The electric energy generated by the electric braking is regeneratively charged in the battery 5. At this time, if the battery is already charged and there is no room for further charging, the electric energy generated by the second motor generator has no destination and no braking effect can be obtained. .
【００１０】このような状態のときに、回生すべき電気
エネルギを抵抗器に供給して、熱として消費放散するよ
うに構成されたハイブリッド自動車も知られている。し
かしこのための抵抗器はかなり大型のものを必要とす
る。とくに車両が貨物自動車である場合には、最大積載
量に相当する貨物が搭載されているときには、電気制動
により発生する電気エネルギは相応に大きくなる。この
ために急に発熱する大型の抵抗器を車両に装備しなけれ
ばならない。これには相応に大型かつ堅固な機械構造が
必要であるとともに、冷却ファンなど大きい空間を必要
とする装備も設けなければならない。In such a state, there is also known a hybrid vehicle configured to supply electric energy to be regenerated to a resistor and dissipate it as heat. However, the resistor for this purpose needs to be quite large. Particularly when the vehicle is a freight vehicle, the electric energy generated by the electric braking becomes correspondingly large when the cargo corresponding to the maximum load capacity is loaded. For this reason, it is necessary to equip the vehicle with a large resistor that suddenly generates heat. This requires a correspondingly large and robust mechanical structure, and also equipment such as a cooling fan that requires a large space.
【００１１】電池をさらに大型のものを装備するように
設計することも考えられるが、電池の重量および体積が
大きくなると、車両の積載能力を小さくすることになる
からそれには限度がある。これはとくに貨物自動車の設
計についてはきわめて重要な要素である。またこのよう
に電池が充電された状態にあって、さらに制動により電
気エネルギが発生される状態は、車両の運行状況からき
わめてひんぱんに、あるいは定常的に発生する状態では
ないから、このために車両構造を変更したり車両重量を
増大させることは合理的な設計にはならない。また電池
が充電された状態にあるときに、制動能力が十分でなく
なる場合には、車輪の摩擦ブレーキの負担が大きくな
り、ハイブリッド自動車としての特長が失われることに
なる。It is conceivable to design the battery so as to be equipped with a larger battery, but there is a limit to this as the weight and volume of the battery increase, which reduces the loading capacity of the vehicle. This is a very important factor especially for the design of lorries. In addition, since the state in which the battery is charged and the electric energy is further generated by the braking is not the state in which the electric energy is generated very frequently or steadily depending on the operation state of the vehicle, the vehicle is therefore Modifying the structure or increasing vehicle weight is not a rational design. Further, if the braking ability becomes insufficient while the battery is in a charged state, the load of the friction brakes on the wheels increases, and the features of the hybrid vehicle are lost.
【００１２】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、制動により発生した電気エネルギを回生するた
めの電池が充電された状態になったときに、制動により
発生する大きい電気エネルギを合理的に放散させること
ができる構造を提供することを目的とする。本発明は、
特別な付加構造を設けることなく、車両重量を増大させ
たり、車両の積載能力を制限することなく、電気制動に
より発生する電気エネルギを放散させることができるハ
イブリッド自動車を提供することを目的とする。本発明
は、ハイブリッド自動車としての特長を有効に利用する
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 when a battery for regenerating electric energy generated by braking is in a charged state, large electric energy generated by braking is generated. The purpose is to provide a structure that can be reasonably dissipated. The present invention is
It is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle that can dissipate electric energy generated by electric braking without increasing a vehicle weight or limiting a loading capacity of the vehicle without providing a special additional structure. An object of the present invention is to provide a device that can effectively utilize the features of a hybrid vehicle.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、車軸側に連結
された第二電動発電機を発電機として作動させ車両の電
気制動を行うときに、電池がさらに充電電流を受け入れ
る余裕がなくなったときには、エンジンに供給する燃料
を遮断もしくはきわめて小さくするとともに、第一電動
発電機を電動機として作動させ、第二電動発電機により
発電される電気エネルギを第一電動発電機に供給し、エ
ンジンを強制的に回転駆動させるように制御することを
最大の特徴とする。すなわちこの状態では、エンジンが
第一電動発電機により駆動されてエンジン・ブレーキの
状態になり、電気制動により第二電動発電機から発生し
た電気エネルギは、エンジンの機械的な回転抵抗により
消費されることになる。エンジンには相応に大きい熱放
散のための装置が装備されているから、ここにあらため
て熱放散のための装備を行う必要はない。さらにこのエ
ンジンの排気管路に排気ブレーキが装備されているな
ら、あわせて排気ブレーキ弁を閉塞状態に制御すること
により、エンジンの実効的な機械的な回転抵抗はさらに
大きくなり制動状態は有効になる。According to the present invention, when the second motor / generator connected to the axle side is operated as a generator to electrically brake the vehicle, the battery has no room to accept the charging current. Occasionally, the fuel supplied to the engine is cut off or made extremely small, the first motor generator is operated as an electric motor, and the electric energy generated by the second motor generator is supplied to the first motor generator to force the engine. The greatest feature is that control is performed so that it is rotationally driven. That is, in this state, the engine is driven by the first motor generator to be in the engine brake state, and the electric energy generated from the second motor generator by electric braking is consumed by the mechanical rotation resistance of the engine. It will be. The engine is equipped with a correspondingly large heat dissipation device, so that no additional heat dissipation equipment is required here. Furthermore, if the exhaust pipe of this engine is equipped with an exhaust brake, by controlling the exhaust brake valve to the closed state as well, the effective mechanical rotation resistance of the engine becomes even larger and the braking state becomes effective. Become.
【００１４】すなわち本発明は、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
（２）と、このトルク変換手段（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、このトル
ク変換手段（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（１２）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）とを備えたハイブリッド自動
車において、前記制御回路（６）には、車両が制動状態
になったときに前記第二電動発電機（１２）を発電機と
して制御し、前記エンジン（１）に対する燃料供給を遮
断もしくは制限するとともに、前記第一電動発電機（１
１）を電動機として制御しこの第一電動発電機（１１）
に前記第二電動発電機（１２）から電力を供給すること
により前記エンジン（１）を回転駆動させる制御手段を
備えたことを特徴とする。That is, according to the present invention, the engine (1), the torque converting means (2) connected to the output shaft of the engine (1), and the rotating shaft on the engine side of the torque converting means (2) are connected. The first motor / generator (11), the second motor / generator (12) connected to the drive axle side of the torque conversion means (2), the battery (5), and the direct current (DC) to the battery (5). An inverter (4) having terminals connected thereto and AC terminals connected to the first motor generator (11) and the second motor generator (12), respectively, and rotation information of the output shaft of the engine (1) and the The inverter (4) takes in the rotation information of the first motor generator (11) and the rotation information of the second motor generator (12) to the field windings of the two motor generators (11, 12), respectively. Control circuit that controls the AC phase to be supplied 6), the control circuit (6) controls the second motor generator (12) as a generator when the vehicle is in a braking state, and controls the engine (1). The fuel supply is cut off or restricted, and the first motor generator (1
Controlling 1) as an electric motor, this first motor generator (11)
And a control means for rotationally driving the engine (1) by supplying electric power from the second motor generator (12).
【００１５】上記括弧内の数字はあとから説明する実施
例図面の参照数字である。これは、本発明の構成を理解
しやすいように付すものであって、本発明を実施例の構
成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 in the above parentheses are the reference numbers of the embodiment drawings described later. This is given for easy understanding of the configuration of the present invention, and is not intended to limit the understanding of the present invention to the configuration of the embodiment. The same applies to the following description.
【００１６】ここで「電池」と表現するものは、電気エ
ネルギを充電または放電することができるあらゆる要素
を含むものであり、化学的な蓄電池に限るものではな
い。たとえば大きい静電容量による蓄電素子およびその
組み合わせもこの「電池」に含まれる。The expression "battery" as used herein includes all elements capable of charging or discharging electrical energy, and is not limited to chemical storage batteries. For example, a storage element having a large capacitance and a combination thereof are also included in this “battery”.
【００１７】前記「車両が制動状態になったとき」と
は、運転操作によりブレーキ操作が行われたときのほ
か、アクセル・ペダルの操作により走行中の車両が実質
的に制動状態になったときを含む。The term "when the vehicle is in the braking state" means that the vehicle being driven is substantially in the braking state by the operation of the accelerator pedal, as well as the braking operation by the driving operation. including.
【００１８】前記制御回路（６）には、前記第一電動発
電機により前記エンジン（１）を回転駆動させていると
きにそのエンジン（１）の排気通路に設れらた排気ブレ
ーキ弁（１５）を閉塞状態に制御する手段を含む構成と
することができる。この排気ブレーキ弁（１５）を閉塞
状態に制御する手段は、車両が回生制動の状態になった
ときに自動的に連動して起動されるように構成すること
ができるし、あるいは運転席に設けられた排気ブレーキ
・スイッチの操作により有効化される構成とすることが
できる。The control circuit (6) includes an exhaust brake valve (15) provided in an exhaust passage of the engine (1) when the engine (1) is rotationally driven by the first motor generator. ) Can be configured to include means for controlling the closed state. The means for controlling the exhaust brake valve (15) to the closed state can be configured so as to be automatically interlocked and activated when the vehicle is in the regenerative braking state, or provided in the driver's seat. It can be configured to be activated by operating the provided exhaust brake switch.
【００１９】前記トルク変換手段はプラネタリギヤであ
り、この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（３）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（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, a carrier gear of the planetary gear is connected to an output shaft (3) of the engine, and a sun gear of the planetary gear is a rotor of the first motor generator (11). Can be connected, and the rotor of the second motor generator (12) can be connected to the ring gear of this planetary gear.
【００２０】[0020]
【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
の基本的な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。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 the basic configuration of this device has been described in the section of the above conventional device,
Here, the repetition of the description is avoided.
【００２１】本発明の特徴とするところは、車両が制動
状態になったときに、電池５が充電された状態にあり、
さらなる電気エネルギの蓄積が不可能あるいはほとんど
不可能になったときの制御にある。すなわち、制御回路
６は電池５の充電状態の情報を取り込む。そして、電池
５がすでに充電された状態にあり、さらなる電気エネル
ギを充電できないとき、あるいはほとんど充電された状
態にあり、もはやほとんど充電することができない状態
にあるときに、第二電動発電機１２を発電機として動作
させ、その発電により生じた電気エネルギを第一電動発
電機１１に供給し、プラネタリギヤ２を介してエンジン
１を強制的に回転駆動するように制御することにある。
このとき、エンジン１に供給される燃料は遮断される、
あるいはきわめて小さい流量に制限される。A feature of the present invention is that the battery 5 is charged when the vehicle is in a braking state,
It is in control when it becomes impossible or almost impossible to store further electric energy. That is, the control circuit 6 takes in information on the charge state of the battery 5. Then, when the battery 5 is already charged and cannot be charged with further electric energy, or when it is almost charged and can no longer be charged, the second motor generator 12 is turned on. The purpose is to operate as a power generator, supply the electric energy generated by the power generation to the first motor generator 11, and control the engine 1 through the planetary gear 2 to forcibly rotate the engine 1.
At this time, the fuel supplied to the engine 1 is cut off,
Alternatively, it is limited to a very small flow rate.
【００２２】したがって、電動機として作用している第
一電動発電機１１の機械的な回転出力は、エンジン１の
機械的な回転抵抗により消耗されることになる。またエ
ンジン１には、補機１３として表示されているように、
車両に搭載された各種電気装置に電流を供給するための
オルタネータ（１２Ｖあるいは２４Ｖ）、空気コンプレ
ッサ、真空ポンプ、冷却ファン、冷却水の駆動ポンプ、
その他が定常的に連結されていて、これら補機１３に回
転エネルギを供給することにより利用される。Therefore, the mechanical rotation output of the first motor generator 11 acting as an electric motor is consumed by the mechanical rotation resistance of the engine 1. Further, on the engine 1, as displayed as the auxiliary machine 13,
Alternator (12V or 24V) for supplying electric current to various electric devices mounted on the vehicle, air compressor, vacuum pump, cooling fan, cooling water drive pump,
The others are steadily connected and used by supplying rotational energy to these auxiliary machines 13.
【００２３】エンジン１か空転することにより消費され
る機械的な回転エネルギは、エンジン１を発熱させるこ
とにより消耗される。エンジン１には冷却水の循環装
置、冷却ファンなど、有効に熱放散を実行するための装
備が施されているから、あらためて熱放散のための規模
の大きい装備を必要としない。The mechanical rotational energy consumed by idling the engine 1 is consumed by causing the engine 1 to generate heat. Since the engine 1 is equipped with a cooling water circulating device, a cooling fan, and the like for effectively performing heat dissipation, a large-scale equipment for heat dissipation is not required again.
【００２４】エンジン１の機械的な回転抵抗をさらに大
きくするには、エンジン１の排気通路１４に設けられた
排気ブレーキ弁１５を閉塞状態に制御することが、きわ
めて有効である。排気ブレーキ弁１５に係る主要な装備
は、排気通路１４に設けられた電動の排気ブレーキ弁１
５、運転席の操舵輪のすぐ下方に設けられた排気ブレー
キ・スイッチ１６、およびこの排気ブレーキ・スイッチ
１６の操作情報にしたがって、排気ブレーキ弁１５を制
御する制御ソフトウエアおよびリレー回路である。制御
ソフトウエアはエンジン制御回路１０に実装される。こ
れらの排気ブレーキ弁に係る装備は、すでに大型のエン
ジンについて広く実施されているところであり、本発明
ではこれらの装備を利用することにより、特別の付加装
置を必要とすることなく制動により生じるエネルギを合
理的に処理することができる。この排気ブレーキ弁１５
の制御は、制御回路６の制御により自動的に実行するよ
うに構成することができる。試作装置であるこの実施例
装置では、運転者が排気ブレーキ・スイッチ１６を操作
することにより有効になるように構成された。In order to further increase the mechanical rotation resistance of the engine 1, it is extremely effective to control the exhaust brake valve 15 provided in the exhaust passage 14 of the engine 1 to the closed state. The main equipment related to the exhaust brake valve 15 is the electric exhaust brake valve 1 provided in the exhaust passage 14.
5, an exhaust brake switch 16 provided immediately below the steered wheels of the driver's seat, and control software and a relay circuit for controlling the exhaust brake valve 15 according to the operation information of the exhaust brake switch 16. The control software is implemented in the engine control circuit 10. Equipment related to these exhaust brake valves has already been widely implemented for large engines, and by utilizing these equipment, the energy generated by braking can be obtained without using any special additional device. Can be reasonably processed. This exhaust brake valve 15
The control can be automatically executed by the control of the control circuit 6. This prototype device, which is a prototype device, is configured to be effective when the driver operates the exhaust brake switch 16.
【００２５】車両が制動状態になったことは制御回路６
のソフトウエアにより判定される。すなわち制御回路６
にはアクセル・ペダル１７の操作情報、排気ブレーキ・
スイッチ１６の操作情報、および車速情報（具体的には
プロペラ軸３の回転情報すなわちリング・ギヤＲの回転
情報）が取り込まれていて、主としてアクセル・ペダル
の操作量に対する車速の変化から判定される。排気ブレ
ーキ・スイッチ１６の操作情報は、エンジン制御回路１
０から通信バス１８を経由して制御回路６に取り込まれ
る。車両が制動状態になったことを判定するソフトウエ
アについては、すでに多くのものが知られているので、
ここではさらに詳しい説明は省略する。When the vehicle is in the braking state, the control circuit 6
It is judged by the software of. That is, the control circuit 6
The operation information of the accelerator pedal 17, exhaust brake
The operation information of the switch 16 and the vehicle speed information (specifically, the rotation information of the propeller shaft 3, that is, the rotation information of the ring gear R) are fetched, and it is determined mainly from the change of the vehicle speed with respect to the operation amount of the accelerator pedal. . The operation information of the exhaust brake switch 16 is the engine control circuit 1
It is taken into the control circuit 6 from 0 via the communication bus 18. Many softwares are already known for determining that a vehicle is in a braking state.
A more detailed description is omitted here.
【００２６】ハイブリッド自動車に装備される電池５の
充電状態の判定については、電池の種類および性質によ
りさまざまな技術が知られていて、これらを利用するこ
とができる。もっとも単純には電池の端子電圧を監視す
ることにより充電状態の情報が得られる。さらに詳しく
は電池から放電電流が供給されている状態にあるとき、
その放電電流に対応する端子電圧を監視し、あらかじめ
設定されたテーブルを参照して充電状態を判定する論理
回路を利用することである。このような論理回路は制御
回路６にソフトウエアにより設けることができる。Various techniques are known for determining the state of charge of the battery 5 installed in a hybrid vehicle depending on the type and nature of the battery, and these can be used. In the simplest case, information on the state of charge can be obtained by monitoring the terminal voltage of the battery. More specifically, when the discharge current is being supplied from the battery,
This is to use a logic circuit that monitors the terminal voltage corresponding to the discharge current and refers to a preset table to determine the state of charge. Such a logic circuit can be provided in the control circuit 6 by software.
【００２７】図２に、本発明実施例装置の制御回路６に
設けられるソフトウエアについて、その要部構成をフロ
ーチャートにより示す。すなわち車両が制動状態になっ
たとき、電池５の状態判定を実行し、電池５がすでに充
電されている状態にあるときには、エンジン制御回路１
０に制御信号を送りエンジン１に供給する燃料を遮断す
る。さらに第二電動発電機１２を発電機とし、第一電動
発電機１１を電動機として、第二電動発電機１２の発電
エネルギを第一電動発電機１１に供給するように制御を
実行する。第一電動発電機１１の回転速度をその制動状
態に応じてエンジン１の機械的回転抵抗の大きい領域に
制御する。さらに、排気ブレーキスイッチ１６がオン状
態に操作されているなら、エンジン制御回路１０に制御
信号を送り排気ブレーキ弁１５を閉塞状態に制御する。
電池５の状態がさらに充電電流を受け入れることができ
る状態であるときの通常の制御については、ここでは説
明を省略する。FIG. 2 is a flow chart showing the main configuration of the software provided in the control circuit 6 of the apparatus according to the present invention. That is, when the vehicle is in the braking state, the state determination of the battery 5 is executed, and when the battery 5 is already charged, the engine control circuit 1
A control signal is sent to 0 to shut off the fuel supplied to the engine 1. Further, the second motor / generator 12 is used as a generator, the first motor / generator 11 is used as a motor, and control is executed so that the power generation energy of the second motor / generator 12 is supplied to the first motor / generator 11. The rotation speed of the first motor generator 11 is controlled to a region where the mechanical rotation resistance of the engine 1 is large according to the braking state. Further, if the exhaust brake switch 16 is operated in the ON state, a control signal is sent to the engine control circuit 10 to control the exhaust brake valve 15 in the closed state.
The description of the normal control when the state of the battery 5 is a state in which the charging current can be further accepted is omitted here.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明の装置は、制動により発生した電
気エネルギを回生するための電池が充電された状態にな
ったときに、制動により発生する大きい電気エネルギを
合理的に放散させることができる。本発明により、特別
な付加構造を設けることなく、車両重量を増大させた
り、車両の積載能力を制限することなく、電気制動によ
り発生する電気エネルギを放散させることができるハイ
ブリッド自動車を提供することができる。本発明によ
り、電池にさらなる充電が不可能になっている状態で
も、ハイブリッド自動車としての特長を有効に利用する
ことができる。The device of the present invention can reasonably dissipate large electric energy generated by braking when a battery for regenerating electric energy generated by braking is charged. . According to the present invention, it is possible to provide a hybrid vehicle that can dissipate electric energy generated by electric braking without increasing a vehicle weight or limiting a loading capacity of the vehicle without providing a special additional structure. it can. According to the present invention, the features of a hybrid vehicle can be effectively used even when the battery cannot be charged further.
【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要部制御フローチャート。FIG. 2 is a control flowchart of a main part of the apparatus according to the embodiment of the present invention.
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 排気管路 １５ 排気ブレーキ弁 １６ 排気ブレーキ・スイッチ １７ アクセル・ペダル １８ 通信バス 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 Exhaust pipe 15 Exhaust brake valve 16 Exhaust brake switch 17 accelerator pedal 18 communication bus
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） Ｂ６０Ｋ 6/04 ５５３ Ｂ６０Ｋ 6/04 ７３３ ７３３ Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｄ Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｂ６０Ｋ 6/04 (72)発明者 小幡 篤臣 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 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 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 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 多賀 豊 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA03 AA07 BA28 CB05 CB06 DA01 DB01 EA02 EA05 EA11 EB08 EC02 5H115 PA11 PC06 PG04 PI16 PU24 PU28 PV09 QE10 QI04 QN03 RB09 RE20 SE04 SJ13 TE05 TO21 UI13 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B60K 6/04 553 B60K 6/04 733 733 F02D 29/02 D F02D 29/02 B60K 6/04 (72) Inventor Obata Atsushi, Tokyo, Hinodai 3-chome 1-1, Hino Motors Ltd. (72) Inventor Hirotaka Ueno 3-1-1 Hinodai, Hino-city, Tokyo Hino Motors Ltd. (72) Inventor Norihiko Shinno Tokyo Hino City Hinodai 3-chome 1 Hino Motor Co., Ltd. (72) Inventor Ryutaro Hosoya Rinotaro Hosya, Tokyo Hinodai 3-chome 1 Hino Motor Co., Ltd. (72) Inventor Toyaga Taga Toyota City, Aichi Prefecture No. 1 F-term in Toyota Motor Corporation (reference) 3G093 AA03 AA07 BA28 CB05 CB06 DA01 DB01 EA02 EA05 EA11 EB08 EC02 5H115 PA11 PC06 PG04 PI16 PU24 PU28 PV09 QE10 QI04 QN03 RB09 RE20 SE04 SJ13 TE05 TO21 UI13
Claims (5)
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たハイブリッド
自動車において、 前記制御回路には、車両が制動状態になったときに前記
第二電動発電機を発電機として制御し、前記エンジンに
対する燃料供給を遮断もしくは制限するとともに、前記
第一電動発電機を電動機として制御しこの第一電動発電
機に前記第二電動発電機から電力を供給することにより
前記エンジンを回転駆動させる制御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. In the hybrid vehicle including a control circuit for controlling the second motor / generator as a generator when the vehicle is in a braking state, the control circuit controls the second motor / generator as a generator. Control means for rotating or driving the engine by shutting off or limiting the fuel supply for controlling the first motor generator as an electric motor and supplying electric power from the second motor generator to the first motor generator. A hybrid vehicle characterized by having it.
より前記エンジンを回転駆動させているときにそのエン
ジンの排気通路に設けられた排気ブレーキ弁を閉塞状態
に制御する手段を含む請求項１記載のハイブリッド自動
車。2. The control circuit includes means for controlling an exhaust brake valve provided in an exhaust passage of the engine to a closed state when the engine is rotationally driven by the first motor generator. The hybrid vehicle according to item 1.
手段は、運転席に設けられた排気ブレーキ・スイッチの
操作により有効化される請求項２記載のハイブリッド自
動車。3. The hybrid vehicle according to claim 2, wherein the means for controlling the exhaust brake valve to be closed is activated by operating an exhaust brake switch provided in a driver's seat.
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.
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２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 2, wherein the rotor of the second motor generator is connected to the ring gear of the planetary gear.
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