JP2011046224A

JP2011046224A - ハイブリッド車輌

Info

Publication number: JP2011046224A
Application number: JP2009194332A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Kobayashi; 孝安小林; Takeshi Takagi; 剛高木; Masaaki Nishinaka; 正昭西中; Yoshiyuki Katayama; 良行片山; Shinichi Kawabata; 河端　　真一; Shigeki Hayashi; 繁樹林
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2011-03-10

Abstract

【課題】遊星ギヤ機構の特性から発電機が高速回転する状況でも発電機の高速回転を抑制し得るハイブリッド車輌を構成する。
【解決手段】無負荷状態で発電機Ｇが回転する際に、発電電圧計測回路４８で計測した発電電圧から発電機Ｇの回転速度が閾値を超える場合には、給電対象に電力を供給する回転抑制ユニット４９を備えた。
【選択図】図３

Description

本発明は、走行駆動力を得るエンジンと、発電を行う発電機と、この発電機から供給される電力により走行駆動力を得る電動モータとを備えると共に、前記エンジンの駆動力を遊星ギヤ機構を介して走行車輪に伝える伝動系を備え、この遊星ギヤ機構からの駆動力を前記発電機に伝える伝動系を備えているハイブリッド車輌に関する。

上記のように構成されたハイブリッド車輌として特許文献１には、動力分配統合機構として遊星歯車機構を備えた構成が示され、この遊星歯車機構のキャリアにエンジンのクランクシャフトが連結し、この遊星歯車機構のサンギヤにモータ（ＭＧ１）が連結し、この遊星歯車機構のリングギヤにギヤ機構とデファレンシャル機構とを介して前車輪が連結する構成が示されている。この特許文献１では、後車輪に対してデファレンシャルギヤ機構と、ギヤ機構とを介してモータ（ＭＧ２）が接続しており、この２つのモータ（ＭＧ１・ＭＧ２）はバッテリーからの電力で回転する電動機として機能すると共に、回転動力から電力を作り出す発電機としても機能するように構成されている。

また、ハイブリッド車輌として特許文献２には、エンジンの出力軸に動力分配統合機構として遊星歯車機構を備えた構成が示され、この遊星歯車機構に発電可能なモータＭＧ１を接続し、この遊星歯車機構に遊星歯車型の減速ギヤを介して発電可能なモータＭＧ２を接続し、遊星歯車機構から走行系に動力を伝える伝動系を備えた構成が示されている。この特許文献２では、発電された電力をバッテリーとキャパシタとに充電する電力系と、充電を制御する充電制御系とが示されている。

特開２００７‐５５４７３号公報（段落番号〔００１５〕〜〔００２８〕、図１）特開２００６−１３６１４３号公報（段落番号〔００１６〕〜〔００５０〕、図１、図２）

特許文献１あるいは特許文献２において動力分配統合機構として記載されている遊星歯車機構（遊星ギヤ機構）は、エンジンの駆動力を減速して前輪に伝える機能を有すると共に、このエンジンの駆動力を減速してモータ（ＭＧ１）に伝えて発電を行わせる機能も有している。

特許文献１のようにサンギヤにモータが連結し、遊星歯車機構（遊星ギヤ機構）のリングギヤが前輪に接続しているものでは、エンジンの駆動力や走行系からの駆動力でサンギヤを回転させて発電を行う回生や、走行時に減速を行った場合等に前車輪からの駆動力をサンギヤに伝え、このサンギヤに接続するモータにおいて発電を行いながら車輪に制動力を作用させる回生制動も可能となる。

ハイブリッド車輌として、エンジンの駆動力を遊星歯車機構（遊星ギヤ機構）で分岐した一方の駆動力を発電機に伝え、遊星歯車機構で分岐した他方の駆動力を前車輪又は後車輪に伝える伝動系を備え、発電機で発電された電力が供給されるモータ（電動モータ）の駆動力を前車輪又は後車輪のうちエンジンで駆動されないものに伝える伝動系を備えるものが考えられる。

このように伝導系が構成されるハイブリッド車輌は、特許文献１のようにエンジンで駆動される車輪の駆動をモータではアシストするものと異なるものであるが、伝動構造が単純化する。

この種のハイブリッド車輌において、例えば、バッテリーが充分に充電された状況では過充電を避けるために発電機の電力をバッテリーに供給せず、発電機を無負荷状態にして走行することもある。また、傾斜路を登る方向に走行する際に発電機が無負荷状態である場合には、エンジンが高速回転する状態にあるにも拘わらず、走行速度が上昇せず遊星ギヤ機構のサンギヤの回転速度が高まり発電機が高速回転する現象を招くこともある。

特に、サンギヤの回転速度は遊星ギヤ機構の特性から、エンジンの回転速度が高速であり、車速が低速であるほど高速化することになる。このような理由から、発電機には高速度回転に耐えるものが求められコストの上昇を招くことも考えられた。当然のことながら発電機としては高速回転での使用を想定していない汎用のものが低価格であり、このように汎用の発電機を使用できる車輌の構成が求められる。

本発明の目的は、遊星ギヤ機構の特性から発電機が高速回転する状況でも、発電機の高速回転を抑制し得るハイブリッド車輌を合理的に構成する点にある。

本発明の特徴は、走行駆動力を得るエンジンと、発電を行う発電機と、この発電機から供給される電力により走行駆動力を得る電動モータとを備えると共に、前記エンジンの駆動力を遊星ギヤ機構を介して走行車輪に伝える伝動系を備え、この遊星ギヤ機構からの駆動力を前記発電機に伝える伝動系を備えているハイブリッド車輌であって、
前記遊星ギヤ機構が、サンギヤと、このサンギヤの回転軸芯と同軸芯に配置された内歯型のリングギヤと、サンギヤとリングギヤとに咬合する状態でサンギヤの周囲を公転するプラネタリギヤと、このプラネタリギヤを回転自在に支持し前記回転軸芯と同軸芯で回転するキャリアとを備えて構成され、
前記エンジンの駆動力を前記キャリアに伝え、前記サンギヤの回転駆動力を前記発電機に伝える伝動系を備え、
前記発電機の回転速度を計測する回転速度計測手段を備え、この回転速度計測手段の計測結果から前記発電機の回転速度が閾値を超えたことを判別した場合に、この発電機の電力を給電対象に供給することで回転速度の増大を抑制する回転抑制手段を備えている点にある。

この構成によると、回転速度計測手段による計測結果から発電機の回転速度が閾値を超えたことを判別した場合には、回転抑制手段が発電機の電力を給電対象に給電することにより、この発電機の回転が抑制される。つまり、発電機は電気的な負荷が大きいほど回転系に大きい負荷が作用し回転が抑制される。この抑制は電気的な制御によって可能であるため、例えば、トランジスタ等を操作して給電対象に電力を供給する制御を行う簡単な処理によって回転速度の抑制が実現する。その結果、遊星ギヤ機構の特性から発電機が高速回転する状況でも、発電機の高速回転を抑制し、高価な発電機を用いずに、汎用の安価な発電機の使用が可能となるハイブリッド車輌が構成された。

本発明は、前記回転抑制手段は、前記給電対象に前記電動モータを設定し、この電動モータに前記発電機の電力を供給しても良い。
これにより、給電対象としての電動モータに発電機の電力を供給することで済み、発電機の回転速度を抑制する構成の簡素化が可能となる。

本発明は、前記発電機からの電力を蓄える蓄電ユニットを備え、前記回転抑制手段は、前記給電対象に前記蓄電ユニットを設定し、この蓄電ユニットに前記発電機の電力を供給しても良い。
これにより、給電対象としてハイブリッド車輌には一般的に備えられている蓄電ユニットに発電機の電力を供給することで済み、発電機の回転速度を抑制する構成の簡素化が可能となる。

本発明は、前記回転速度計測手段が、前記発電機の発電電圧を計測する発電電圧計測回路で構成され、前記回転抑制手段が、前記閾値に対応する基準電圧値を設定しても良い。
これにより、発電機の発電電圧を発電電圧計測回路で計測する構成であるため、機械的な作動を行う回転センサを備えずとも回転速度を計測し、発電機の発電電圧と基準電圧との比較により発電機の回転速度の増大の抑制の是非の判断が可能となる。

本発明は、前記エンジンの駆動力を前記走行車輪としての前車輪又は後車輪の一方に伝える伝動系が形成され、前記電動モータの駆動力を前車輪又は後車輪の他方に伝える伝動系を備えても良い。
これにより、エンジンの駆動力を前車輪と後車輪との一方に伝え、電動モータの駆動力を前車輪と後車輪との他方に伝えて走行し得るハイブリッド車輌の構成が可能となる。

ハイブリッド車輌の側面図である。ハイブリッド車輌の伝動系と制御系とを示す模式図である。制御系のブロック回路図である。回転抑制ルーチンのフローチャートである。蓄電ユニットの別実施の形態を示す回路図である。異なる別実施の形態の回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔車体構成・伝動構成〕
図１、図２に示すように、走行車輪として前車輪１と後車輪２とを備えた車体３の後部に内燃機関で成るエンジンＥと、このエンジンＥの駆動力を後車輪２に伝える後車輪駆動装置１０を備え、車体３の前部に電動モータＭと、この電動モータＭの駆動力を前車輪１に伝える前車輪駆動装置２０とを備えてハイブリッド車輌が構成されている。

このハイブリッド車輌は、４輪駆動型のユーティリティビークルとして構成され、車体３の中央のステップ３Ｓにはアクセルペダル４とブレーキペダル５とを備えている。この上方位置にステアリングホイール６と変速レバー７を備え、ステップ３Ｓの後方に運転座席８を備えている。車体後部にはエンジンＥの駆動力を前記後車輪駆動装置１０と発電機Ｇとに分岐して伝える分岐伝動部Ｐとして遊星ギヤ機構３０を備えている。

前記遊星ギヤ機構３０は、外歯型のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１の回転軸芯と同軸芯に配置された内歯型のリングギヤ３２と、サンギヤ３１とリングギヤ３２とに咬合する状態でサンギヤ３１の周囲を自転しながら公転する複数の外歯型のプラネタリギヤ３３と、この複数のプラネタリギヤ３３を回転自在に支持し前記回転軸芯と同軸芯で回転するキャリア３４とを備えている。このハイブリッド車輌では、遊星ギヤ機構３０のキャリア３４に対してエンジンＥの出力軸Ｅａ（クランク軸）からの動力を伝え、この遊星ギヤ機構３０のサンギヤ３１の回転力を発電機Ｇの入力軸Ｇａに伝え、この遊星ギヤ機構３０のリングギヤ３２に形成された出力ギヤ３２ａの動力を前記後車輪駆動装置１０に伝える伝動構造を有している。

後車輪駆動装置１０は、リングギヤ３２の外周に形成した出力ギヤ３２ａに咬合する入力ギヤ１１ａを有した入力軸１１から動力が伝えられる変速ユニット１２を備えている。また、この後車輪駆動装置１０は、変速ユニット１２の出力軸１３からの駆動力が後車輪用のデファレンシャルギヤ１４に伝える伝動系を有している。更に、このデファレンシャルギヤ１４から左右の後車軸１５を介して左右の後車輪２に動力を伝える伝動系を有している。尚、変速ユニット１２は、前述した変速レバー７の操作により車体３の前後進を行う変速ギヤ系を内蔵している。

前車輪駆動装置２０は、電動モータＭの出力軸Ｍａの駆動力がギヤ伝動機構２１と入力軸２２とから伝えられる減速ユニット２３を備えている。また、前車輪駆動装置２０は、減速ユニット２３の出力軸２４からの動力を前車輪用のデファレンシャルギヤ２５に伝える伝動系を有している。更に、このデファレンシャルギヤ２５から左右の前車軸２６を介して左右の前車輪１に伝える伝動系を有している。減速ユニット２３は電動モータＭの駆動力を減速する減速ギヤ系を内蔵している。

図面には示していないが、アクセルペダル４を操作した際にエンジンＥの回転速度を制御するスロットル操作系を備えている。前車軸２６にブレーキユニットＢが備えられ、後車軸１５に動力を伝える伝動系にブレーキユニットＢが備えられ、前述したブレーキペダル５が操作された際には、これらのブレーキユニットＢを制動操作する操作系を備えている。

〔制御構成〕
電動モータＭとして３相ブラシレス型のものが用いられている。このハイブリッド車輌では、図３に示すように、前記発電機Ｇで発電された電力を蓄電ユニットＡに充電する制御と、この蓄電ユニットＡに充電された電力を電動モータＭに供給する制御とを行う電力制御装置４０を備えている。この電力制御装置４０は、マイクロプロセッサ（図示せず）を備えており、アクセルペダル４の操作量を計測するアクセルセンサ４Ｓと、変速レバー７の設定位置を計測する変速レバーセンサ７Ｓとからの信号が入力する入力系を備えている。また、この電力制御装置４０は、変速レバー７の設定に基づいた走行方向（前進又は後進）の情報と、アクセルペダル４の操作に対応した情報とを取得することで設定された走行方向で設定された走行速度に対応して電動モータＭを駆動する制御を実現する。

電力制御装置４０は、発電機Ｇからの電力を整流する整流回路４１と、整流された電力の電圧を蓄電ユニットＡに適した電圧に変換して蓄電ユニットＡに供給する昇降圧ユニット４２とを備えている。また、蓄電ユニットＡは、リチウムイオン型やニッケル水素型等の２次電池Ａｂと、静電容量により電荷と蓄えるキャパシタＡｃとを有し、これらの端子間電圧が２００ボルトに設定されている。この蓄電ユニットＡは、２次電池Ａｂの電力線に第１スイッチＳＷ１を備え、キャパシタＡｃの電力線に第２スイッチＳＷ２を備え、これら第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とを操作して充電と放電とを管理する充電管理ユニット４３を備えている。尚、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２はＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタやサイリスタやリレー等で構成される。

電力制御装置４０は、蓄電ユニットＡの電圧を計測する蓄電電圧計測回路４４と、蓄電ユニットＡから供給される電力の電流値を計測する電流センサ４５と、蓄電ユニットＡの電力から±１００ボルトとなる正弦波出力の３相交流電力を生成して電動モータＭに供給するインバータユニット４６と、このインバータユニット４６を制御するインバータ制御ユニット４７とを備えている。

更に、この電力制御装置４０は、発電機Ｇによる発電電圧を計測する発電電圧計測回路４８（回転速度計測手段の一例）と、発電機Ｇの高速回転を抑制する回転抑制ユニット４９とを備えている。回転抑制ユニット４９（回転抑制手段の一例）は、発電機Ｇに対して電気的な負荷を作用させるために、供給対象としての蓄電ユニットＡ、又は、電動モータＭに対して電力を供給するための電力制御手段Ｔを制御する。この電力制御手段ＴはＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタが使用される。

この電力制御装置４０では、インバータ制御ユニット４７と、回転抑制ユニット４９とがソフトウエアによる制御を行う。充電管理ユニット４３は、マイクロプロセッサの処理結果に基づいて充電と放電とを実現し、蓄電電圧計測回路４４で計測される電圧値や、電流センサ４５で計測される電流値を積算することにより２次電池Ａｂの残容量を演算して充電の要否を判断すると共に、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とを操作して充電と放電とを行う。

この電力制御装置４０での電力制御形態として、発電機Ｇで発電された電力を整流回路４１で直流に変換すると共に、発電電圧計測回路４８で計測された電圧に基づいて発電機Ｇからの電力の電圧を昇降圧ユニット４２で充電に適した値に変換し、蓄電ユニットＡに供給して充電が行われる。尚、蓄電ユニットＡで充電を行う際には、前述したように充電管理ユニット４３が第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とを操作することにより充電が実行される。

このように昇降圧ユニット４２を備えることにより、エンジンＥがアイドリング状態にある場合のように発電機Ｇの発電電圧が充電に適した電圧値より低圧である場合には、昇降圧ユニット４２での昇圧により充電が可能な電圧に変換する。これと同様に、高速走行時のように発電機Ｇの発電電圧が充電に適した電圧値を超えて高圧である場合には、昇降圧ユニット４２での降圧により低い電圧に変換することで過剰な電圧での充電を回避し２次電池の劣化を抑制する。

インバータ制御ユニット４７は、変速レバーセンサ７Ｓで取得した設定位置（前後進位置）に基づいて電動モータＭの回転方向を設定し、アクセルセンサ４Ｓの計測結果からアクセルペダル４の操作量が少ない（踏み込み量が浅い）場合には３相交流電力の周波数を低く設定し、操作量の増大に伴い３相交流電力の周波数の増大を図る。これにより、エンジンＥの回転速度と正比例した回転速度で電動モータＭを駆動し、４輪駆動による走行を実現する。尚、この制御では、後車輪２の回転速度を回転速度センサ等で取得し、この回転速度を反映した周波数を設定するように制御系を構成しても良い。

図面には示していないが、このインバータユニット４６は、インバータ制御ユニット４７からの信号に基づいて速度を設定するベクトル制御部を備えると共に、このベクトル制御部の設定に基づいて蓄電ユニットＡの直流電力から設定された周波数の正弦波で成る３相交流電力を生成するＰＷＭ型の電力出力部を備え、更に、電動モータＭに供給される３相交流電力の電流値をベクトル制御部にフィードバックするフィードバック系を備えている。

このような構成からインバータユニット４６で３相交流電力を生成する場合に、蓄電ユニットＡの電圧値を蓄電電圧計測回路４４が計測し、この計測結果をインバータ制御ユニット４７が取得し、インバータユニット４６に与える。インバータユニット４６では、ＰＷＭ型の電力出力部において各相の最大電圧を蓄電ユニットＡの電圧で生成可能な値に設定することで、この電力出力部から各相における電圧が滑らかな正弦波となる電力が出力される。これにより、歪んだ正弦波の電力が出力される不都合を排除して電動モータＭの円滑な作動を実現している。

蓄電ユニットＡに充分な電力が充電されている状況で過充電を避けるために発電機Ｇの電力を蓄電ユニットＡに供給せず、発電機Ｇを無負荷状態にして走行することもある。また、傾斜路を登る方向に車体３を走行させる際に発電機Ｇが無負荷状態である場合には、エンジンＥが高速回転する状態であるにも拘わらず、走行速度が上昇せず遊星ギヤ機構３０のサンギヤ３１の回転速度が高まり発電機Ｇが高速回転する現象を招くこともある。このような現象に対応するために高速回転に耐え得る性能の発電機Ｇを備えることも考えられるが、高速回転に耐える発電機Ｇは高価であり、車輌の製造コストを上昇させることから汎用の発電機Ｇが備えられ、前述した回転抑制ユニット４９が発電機Ｇの高速回転を抑制する。

つまり、本発明のハイブリッド車輌では、回転抑制ユニット４９が、発電電圧計測回路４８からの電圧値に基づいて発電機Ｇの回転速度を取得し、この回転速度が閾値を超えた場合に電気的な負荷を作用させることで発電機Ｇの過剰な回転を抑制する制御を行うように構成されている。

この制御の概要を図４のフローチャートのように示している。つまり、回転抑制ユニット４９は、発電機Ｇの発電電圧を発電電圧計測回路４８から取り込むことで発電機Ｇの回転速度を取得し、閾値に対応して予め設定した基準電圧値と比較する（＃０１、＃０２ステップ）。

この比較により、発電機Ｇの発電電圧が基準電圧を超えていない場合には給電を行わず（＃０３ステップ）、発電電圧が基準電圧を超えている（回転速度が閾値を超えている）ことを判別した場合には、給電対象を設定し、その給電対象に電力を供給し、この制御をリセットされるまで繰り返して行うことになる（＃０４〜＃０６ステップ）。

この制御では、給電対象として、蓄電ユニットＡと電動モータＭとの少なくとも一方が設定される。給電を行う際に、蓄電電圧計測回路４４で計測した蓄電電圧と電流センサ４５で計測される電流値の積算値とから蓄電ユニットＡが充分な充電状態にあることを示している場合には、インバータユニット４６に対応する電力制御手段ＴをＯＮ操作することで、このインバータユニット４６を介して電動モータＭに電力を供給する。これとは逆に、蓄電電圧計測回路４４で計測した蓄電電圧と電流センサ４５で計測される電流値の積算値とから蓄電ユニットＡが充電可能な状態にあることを示している場合には、充電管理ユニット４３に充電要求を行い、発電機Ｇの回転速度に応じてインバータユニット４６に対応する電力制御手段ＴもＯＮ操作する。尚、給電対象として、単純な負荷としてのみ機能する抵抗器や、ヘッドライト等のランプ類を設定しても良い。

このハイブリッド車輌に備えられた発電機Ｇの場合、４８００ｒｐｍ程度の値を閾値に設定しており、この閾値に対応した電圧値を基準電圧に設定している。このように基準値を設定し、前述した制御を行うことにより、発電機Ｇの回転速度が４８００ｒｐｍ程度未満に抑制されるものとなり、この発電機Ｇとして高速回転に耐え得る高性能のものを使用しなくて済むものにしている。

このように発電機Ｇの高速回転を抑制する制御として、発電機Ｇの発電電圧から発電機Ｇの回転速度を判定する処理形態を示しているが、発電機Ｇの回転速度を計測する回転速度センサを備え、この回転速度センサの計測結果と閾値との比較に基づいて制御を行うように回転抑制ユニット４９の制御形態を設定しても良い。

〔蓄電ユニットの別実施の形態〕
この別実施の形態では蓄電ユニットＡとして、図５に示すように２次電池Ａｂが複数のバッテリーセル５１を直列に接続した蓄電モジュール５２を有し、この蓄電モジュール５２を３つ直列に接続した構造を有している。また、キャパシタＡｃが複数のキャパシタセル５３を直列に接続した構造を有し、３つの蓄電モジュール５２に対して並列に接続した構造を有している。複数の蓄電モジュール５２からの電力線に第１スイッチＳＷ１を備え、キャパシタＡｃからの電力線に第２スイッチＳＷ２を備え、これらにより蓄電ユニットＡが構成されている。尚、同図には３つの蓄電モジュール５２を示しているが、この蓄電モジュール５２は３つに限るものでは無く複数であれば良い。また、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２はＩＧＢＴ等のスイッチングトランジスタやサイリスタやリレー等で構成される。

蓄電ユニットＡには、この蓄電ユニットＡから電力を取り出す出力線５５が接続しており、複数の蓄電モジュール５２を個別に充電する充電線５６が接続している。更に、充電線５６を介して蓄電モジュール５２に対して個別に（独立して）電力を供給する充電管理ユニット４３を備えている。図面には示していないが充電管理ユニット４３には、複数の充電線５６に対する電力の供給と遮断をと行うようにＩＧＢＴで成るスイッチングトランジスタ等を備えている。

この充電管理ユニット４３は、昇降圧ユニット４２から供給される電力を蓄電モジュール５２に対応した電圧に変換し、第１スイッチＳＷ１をＯＮ状態に設定し第２スイッチＳＷ２をＯＦＦ状態に設定し、充電線５６を介して３つの蓄電モジュール５２のうちの１つを順次指定し、指定した蓄電モジュール５２に対して設定インターバルで充電を行う。設定インターバルとして数秒未満の比較的短い時間が設定され、この設定により各蓄電モジュール５２に対して偏りを招くことなく等しく充電が行われる。

このように充電を行う場合には、蓄電ユニットＡの出力線５５の間に対して充電を行う場合と比較して１／３程度の電圧で済むことから、エンジンＥがアイドリング状態にある場合のように発電機Ｇの発電電圧が低い場合でも、この昇降圧ユニット４２では殆ど昇圧を行わずに済むものとなる。

充電管理ユニット４３でキャパシタＡｃのキャパシタセル５３に充電を行う場合には、第１スイッチＳＷ１をＯＦＦ状態に設定し、第２スイッチＳＷ２をＯＮ状態に設定した状態において必要とする電圧の電力が供給される。尚、図５に示す回路では蓄電モジュール５２に供給する電圧の３倍の電圧を必要とするものとなるが、このキャパシタＡｃも３つに分割し、蓄電モジュール５２と同様に設定インターバルで順次充電を行うように制御形態を設定しても良い。

異なる別実施の形態では、図６に示すように、キャパシタＡｃのメンテナンスを行う際には、前述した複数のキャパシタセル５３の放電を行うように、キャパシタセル５３夫々の端子を導通させるためオン抵抗（ＯＮ抵抗）が大きい放電用のＦＥＴ５８を備え、これらのＦＥＴ５８のＯＮ・ＯＦＦ操作を行う放電コントローラ５９を備えている。

放電コントローラ５９は、例えば、キャパシタＡｃの収納空間が開放された場合のようにメンテナンスのための予備的な操作が行われたことを検出した場合に、ＦＥＴ５８のＯＮ操作を行う。これにより複数のキャパシタセル５３の電荷をＦＥＴ５８で放電させることになり、この放電時には、オン抵抗によりキャパシタセル５３の電力は熱に変換される状態で徐々に放電が行われる。これにより、作業者がキャパシタＡｃに接触した場合にも感電する不都合を回避できる。

このような構成から、例えば、発電機Ｇを無負荷で回転させる状態で傾斜路を登る方向に走行させた場合のように、エンジンＥは高速で回転するものの車体３が低速で走行することからサンギヤ３１に連結する発電機Ｇが高速回転する状況でも、電力制御装置４０が、発電機Ｇの高速回転を抑制できるようにしている。具体的には、発電機Ｇの入力軸Ｇａの回転速度が閾値を超えたことを判別した場合には、回転抑制ユニット４９が発電機Ｇの電力を給電対象に供給することにより、発電機Ｇに対して電気的な負荷を作用させ、発電機Ｇの回転速度の抑制する制御を行う。特に、給電対象としての蓄電ユニットＡと電動モータＭとを同時に電力を供給することも可能であり、このように同時に供給することで発電された電力を有効に利用しながら発電機Ｇの回転速度を効率的に低減している。

また、本発明の電力制御装置４０では、発電機Ｇの発電電圧を発電電圧計測回路４８で計測し、このように計測した発電電圧に基づき発電機Ｇからの電力を昇降圧ユニット４２で昇圧又は降圧して蓄電ユニットＡに供給する制御系を備えている。このような構成から発電機Ｇの回転速度を計測するための回転速度センサ等を備えずとも、発電機Ｇの回転速度を発電電圧計測回路４８で計測される電圧に基づいて判別でき構成の単純化を実現している。

また、インバータユニット４６で３相交流電力を生成して電動モータＭに供給する際には、インバータ制御ユニット４７において蓄電ユニットＡの電圧で生成可能な値に設定することで、この電力出力部から各相における電圧が滑らかな正弦波となる電力が出力される。これにより、歪んだ正弦波の電力が出力される不都合を排除して電動モータＭの円滑な作動を実現している。

〔別実施の形態〕
本発明は、上記した実施の形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）発電機Ｇとして、電動モータの機能も有するものを使用する。この構成の発電機Ｇを用いることにより、発電機Ｇとして機能する電動モータの駆動力を後車輪２に伝えて走行することが可能となる。

（ｂ）電動モータＭに発電可能な構造のものを用い、回生により発電を行う電力制御系を備える。この構成の電動モータＭを用いることにより、例えば、制動時に回生制動を行うことで前車輪１に制動力を作用させると同時に走行エネルギーを電力に変換して蓄電ユニットＡに充電することも可能となる。

（ｃ）エンジンＥの駆動力を遊星ギヤ機構３０を介して前車輪１に伝え、電動モータＭの駆動力を後車輪２に伝えるように伝動系を構成する。

本発明は、ユーティリティビークルに限らず、トラクタ、コンバイン、田植機、建設機械等の車輌として構成しても良い。また、エンジンの駆動力を分岐伝動部として機能する遊星ギヤ機構を備え、この遊星ギヤ機構のサンギヤの駆動力で発電を行うハイブリッド車輌全般に利用できる。特に、エンジンの動力を前車輪と後車輪とに伝える伝動構造のハイブリッド車輌にも利用することができる。

１走行車輪・前車輪
２走行車輪・後車輪
３０遊星ギヤ機構
３１サンギヤ
３２リングギヤ
３３プラネタリギヤ
３４キャリア
４８回転速度計測手段・発電電圧計測回路
４９回転抑制手段（回転抑制ユニット）
Ａ蓄電ユニット
Ｅエンジン
Ｇ発電機
Ｍ電動モータ

Claims

走行駆動力を得るエンジンと、発電を行う発電機と、この発電機から供給される電力により走行駆動力を得る電動モータとを備えると共に、前記エンジンの駆動力を遊星ギヤ機構を介して走行車輪に伝える伝動系を備え、この遊星ギヤ機構からの駆動力を前記発電機に伝える伝動系を備えているハイブリッド車輌であって、
前記遊星ギヤ機構が、サンギヤと、このサンギヤの回転軸芯と同軸芯に配置された内歯型のリングギヤと、サンギヤとリングギヤとに咬合する状態でサンギヤの周囲を公転するプラネタリギヤと、このプラネタリギヤを回転自在に支持し前記回転軸芯と同軸芯で回転するキャリアとを備えて構成され、
前記エンジンの駆動力を前記キャリアに伝え、前記サンギヤの回転駆動力を前記発電機に伝える伝動系を備え、
前記発電機の回転速度を計測する回転速度計測手段を備え、この回転速度計測手段の計測結果から前記発電機の回転速度が閾値を超えたことを判別した場合に、この発電機の電力を給電対象に供給することで回転速度の増大を抑制する回転抑制手段を備えているハイブリッド車輌。
前記回転抑制手段は、前記給電対象に前記電動モータを設定し、この電動モータに前記発電機の電力を供給する請求項１記載のハイブリッド車輌。
前記発電機からの電力を蓄える蓄電ユニットを備え、前記回転抑制手段は、前記給電対象に前記蓄電ユニットを設定し、この蓄電ユニットに前記発電機の電力を供給する請求項１記載のハイブリッド車輌。
前記回転速度計測手段が、前記発電機の発電電圧を計測する発電電圧計測回路で構成され、前記回転抑制手段が、前記閾値に対応する基準電圧値を設定している請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌。
前記エンジンの駆動力を前記走行車輪としての前車輪又は後車輪の一方に伝える伝動系が形成され、前記電動モータの駆動力を前車輪又は後車輪の他方に伝える伝動系を備えている請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車輌。