JP2815590B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の電動モータによって推進される電動
車両に関するものである。

（従来の技術） 内燃機関による自動車においては、従来から、排気ガ
スによる大気汚染や車両走行時の騒音等の公害が重大問
題となっている。このようなことから、電気自動車が研
究開発されてきている。この電気自動車は車輪を電動モ
ータによって回転することにより走行するようになって
いる。このような電気自動車には内燃機関が車両の推進
用として搭載されていないので、電気自動車は排気ガス
を出すこともなければ、大きな騒音が生じるようなこと
もない。

（本発明が解決しようとする課題） ところで、このような電気自動車を走行させるために
は、電動モータを駆動させなければならないが、このモ
ータを駆動させるエネルギ源として、蓄電池が必要とな
る。この蓄電池として、多くの種類の蓄電池が研究開発
されてきているが、種々の問題があってその実用化がな
かなか難しい。このような中で実用化がされている電池
の一つに、鉛電池がある。

一般に蓄電池は、瞬間的に出力し得るパワーの大きさ
を表わすパワー密度や蓄積可能なエネルギ量を表わすエ
ネルギ密度が一般の内燃機関に比べると非常に低い。し
たがって、現在のガソリン自動車とほぼ同じ走行性能を
確保しようとすると、蓄電池の容量をかなり大きくしな
ければならない。そこで、蓄電池の容量をかなり大きく
しようとすると、重量が非常に大きくなり、例えば鉛電
池の場合にはガソリン自動車に搭載されるエンジン、ト
ランスミッションの駆動系重量の約５倍強の重量となっ
てしまう。このため、このような鉛電池を車体に搭載し
た場合、車両性能がきわめて悪くなってしまう。しか
も、鉛電池が大型となるので、車両内のスペースが大き
くとられてしまうようになる。

また、鉛電池はエネルギ密度を上げるとパワー密度が
下がり、パワー密度を上げるとエネルギ密度が下がると
いう相反する特性を有している。したがって、鉛電池
は、パワー密度もエネルギ密度も高くすることが求めら
れる電気自動車にはそのまま適用することはできない。

更に一般に、蓄電池は一回の放電量を表わす放電深度
が大きいほどその寿命が短くなるという性質を有してい
る。すなわち、放電深度が大きいと、充、放電できる回
数が減少してしまう。したがって、蓄電池の寿命を短く
することなく、電気自動車を長時間走行可能にすること
は難しいものとなっている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、放電深度を大きくしないようにして
蓄電池の寿命を延ばすことができるようにしながら、し
かも蓄電池をできるだけ小型にしてその重量を低減する
ことのできる電動車両を提供することである。

また、本発明の他の目的は、蓄電池のパワー密度を高
くしてもエネルギ密度の減少を補うことのできる電動車
両を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、蓄
電手段にそれぞれ接続され、該蓄電手段に蓄えられた電
気によって駆動される複数の電動モータによって車輪が
回転駆動されるようになっている電動車両において、前
記複数の電動モータのうち少なくとも１つを回転駆動さ
せるエンジンと、少なくともアクセル量を含む車両の走
行状態を検出する車両走行状態検出手段と、該車両走行
状態検出手段により検出された車両の走行状態に基づい
て前記複数の電動モータおよび前記エンジンを制御する
制御装置とを備え、該制御装置が、少なくとも前記検出
されたアクセル量に基づいて、車両の必要駆動力の大小
を判断し、車両の運転状態を、 該必要駆動力が大きいと判断される場合には、前記複数
の電動モータを回転駆動する第１の車両運転状態に切換
え設定し、前記必要駆動力が小さいと判断される場合に
は、前記複数の電動モータの少なくとも１つを前記エン
ジンの作動により発電機として使用して前記蓄電手段を
充電するとともにその他の電動モータを回転駆動する第
２の車両運転状態とのいずれかに切換え設定することを
特徴としている。

また、請求項２の発明は、前記エンジンがクラッチを
介して前記電動モータに連結されていることを特徴とし
ている。

更に、請求項３の発明は、蓄電手段にそれぞれ接続さ
れ、該蓄電手段に蓄えられた電気によって駆動される複
数の電動モータによって車輪が回転駆動されるようにな
っている電動車両において、前記複数の電動モータのう
ち少なくとも１つを回転駆動させるエンジンと、前記複
数の電動モータのうち少なくとも１つと前記車輪との間
に配設された第１クラッチと、少なくともアクセル量を
含む車両の走行状態を検出する車両走行状態検出手段
と、該車両走行状態検出手段により検出された車両の走
行状態に基づいて前記複数の電動モータ、前記エンジン
および前記第１クラッチを制御する制御装置とを備え、
該制御装置が、少なくとも前記検出されたアクセル量に
基づいて、車両の必要駆動力の大小を判断し、車両の運
転状態を、該必要駆動力が大きいと判断される場合に
は、前記複数の電動モータを回転駆動する第１の車両運
転状態に切換え設定し、前記必要駆動力が小さいと判断
される場合には、前記複数の電動モータの少なくとも１
つを前記エンジンの作動により発電機として使用して前
記蓄電手段を充電するとともにその他の電動モータを回
転駆動する第２の車両運転状態とのいずれかに切換え設
定するとともに、前記車両の運転状態が前記第１の車両
運転状態に切り換えられるときに、前記第１クラッチを
係合して前記複数の電動モータのうちの少なくとも１つ
と前記車輪とを連結するとともに、前記車両の運転状態
が前記第２の車両運転状態に切り換えられるときに、前
記第１クラッチを解放して前記複数の電動モータの少な
くとも１つを前記車輪から切り離すことを特徴としてい
る。

更に、請求項４の発明は、前記エンジンがクラッチを
介して前記電動モータに連結されていることを特徴とし
ている。

（作用） 電動車両が走行する際、車輪は電動モータの回転駆動
力によって回転するようになる。その場合、車両発進
時、高速走行時あるいは加速時においては比較的大きな
駆動力が必要となるので、搭載されている複数の電動モ
ータによって車輪が回転駆動される。

一方、低速走行時あるいは惰性走行時においてはそれ
ほど大きな駆動力を必要としないので、複数の電動モー
タのうち一部の電動モータを車輪の回転駆動用に用いれ
ば済むようになる。したがって、残りの電動モータは車
輪の回転駆動に寄与する必要がなくなる。

そこで、この残りの電動モータを車両に搭載された発
電用エンジンによって回転させることにより、残りの電
動モータは起電力を生じるようになる。すなわち、低速
走行時にあるいは惰性走行時には、残りの電動モータが
エンジン駆動による発電機として機能することができ
る。そして、残りの電動モータによって生じた電気は電
動車両の蓄電池に蓄えられる。すなわち、蓄電池が充電
されることになる。

また、請求項３および４の発明によれば、更にクラッ
チにより電動モータと車輪との連結を切り離すことによ
り、電動モータ発明発電機として機能するときに車輪の
回転に影響されることはない。したがって、エンジンの
燃焼効率のよい領域で常時発電が行われるようになる。
更に、請求項２および４の発明によれば、クラッチによ
り電動モータと車輪との連結を切り離すことにより、車
両停止時にも、電動モータを発電機として機能させるこ
とができ、蓄電手段を充電することができる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明に係る電動車両における前後左右の車
輪、電動モータ、発電用エンジンおよび蓄電池の配置を
示し、（Ａ）〜（Ｃ）はこの配置のそれぞれ異なる例を
説明する説明図である。なお、（Ａ）〜（Ｃ）におい
て、同じ構成要素には同じ符号を付すことにより重複説
明を避けることにする。

第１図（Ａ）に示されている配置例では、電動車両１
は左右一対の前輪2,3と後輪4,5とを備えている。前輪2,
3は一つの電動モータＭ1６によって回転駆動されるよう
になっており、また、後輪4,5は一つの電動モータＭ2７
によって回転駆動されるようになっているとともに、エ
ンジンE8によっても回転駆動されるようになっている。
このエンジン８は電動モータ７をも回転駆動するように
なっている。そして、二つの電動モータ6,7は蓄電池９
にそれぞれ接続されている。

また、第１図（Ｂ）に示されている配置例では、前輪
2,3がそれぞれ別の電動モータＭ16,6によって回転され
るようになっている点でのみ（Ａ）の場合と異なる。

この場合にも、前輪2,3を回転する二つの電動モータ
6,6は蓄電池９に接続されている。

更に、第１図（Ｃ）に示されている配置例では、後輪
4,5がそれぞれ別の電動モータＭ27,7によって回転され
るようになっているとともに、それぞれ別のエンジン8,
8によっても回転されるようになっている点で、（Ｂ）
と異なる。この場合にも、両エンジン8,8はそれぞれ対
応する電動モータ7,7を回転するようになっている。そ
して、両電動モータ7,7も蓄電池９に接続されている。

第２図は駆動力伝達系のレイアウトを示し、（Ａ）は
発電用エンジンが付いていない場合のスキマティック図
であり、（Ｂ）は発電用エンジンが付いている場合のス
キマティック図である。

第２図（Ａ）のに示されているものは、電動モータ
Ｍ1が車輪Ｗに直結されている。この場合には、電動モ
ータＭ1と車輪Ｗとが常時連結されているので、車輪Ｗ
をフリーにすることはできない。

また同図（Ａ）のに示されているものは、電動モー
タＭ1がクラッチＣを介して車輪Ｗに連結されている。
この場合には、クラッチＣを切ることにより、車輪Ｗを
フリーにすることができる。したがって、例えば走行中
動力がなくなったとき、クラッチＣを切れば車輪Ｗと電
動モータＭ1とが互いに独立するので、モータＭ1の慣性
が車輪Ｗに作用しなくなる。また車両が停止状態にあっ
ても、電動モータＭ1は作動状態に保持することが可能
となる。

この場合の電動モータＭ1は、車両減速時に回生ブレ
ーキの発電機として用いられるとき以外は、車両推進の
ための車輪Ｗの回転駆動にのみ用いられる。

第２図（Ｂ）に示されているように、電動モータＭ2
と発電用エンジンＥとは車輪Ｗに対して直列結合されて
いる場合と並列結合されている場合とが示されている。
直列結合と並列結合とは結合の形態が異なるだけであ
り、駆動力伝達の点では実質的に同じである。

同図（Ｂ）のに示されているものは、車輪Ｗに電動
モータＭ2と発電用エンジンＥが直結されているととも
に、モータＭ2と発電用エンジンＥとが互いに直結され
ている。

このレイアウトにおいては、比較的大きな駆動力が必
要である車両発進時に、電動モータＭ2は車輪Ｗの回転
駆動のために用いられる。その場合、大駆動力が必要な
ときには、発電用エンジンＥの駆動力を付加することが
できるようになっている。同様に加速時および高速走行
時にも、モータＭ2は車輪Ｗの回転駆動のために用いら
れる。

それほど大きな駆動力が必要でない低速走行時には、
電動モータＭ2は車輪Ｗの回転駆動のために用いなくて
も済むようになる。そこで、エンジンＥによってこのモ
ータＭ2を回転させることにより、モータＭ2に発電を行
わせるようにする。すなわち、低速走行時にはモータＭ
2は発電機として使用される。こうして、エンジンＥに
よる発電を行うことができるようになる。ただしこの場
合には、エンジンＥおよびモータＭ2がともに車輪Ｗに
直結されているので、エンジンＥの回転数が車速すなわ
ち車輪Ｗの回転数によって決定されてしまう。このた
め、燃焼効率のよい領域でエンジンＥを常時使用するこ
とは不可能である。

また、車両停止時には車輪Ｗが停止することからモー
タＭ2およびエンジンＥがともに作動することができな
いので、発電は不可能となる。更に、惰性走行時にはモ
ータＭ2およびエンジンＥも単に惰性回転を行うだけで
あるので、やはり発電はほとんど不可能である。

一方、電動モータＭ2は、車両減速時に回生ブレーキ
の発電機として用いられる。この場合には、エンジンＥ
がモータＭ2と直結しているので、エンジンブレーキに
よるロス分だけ回生量が減少する。

更にエンジン始動においては、車輪Ｗが停止している
ので、車両停止状態からのエンジンＥを始動させること
は不可能である。

このレイアウトにおいてはクラッチがないので、部品
点数が少なくなるばかりでなく、構造が簡単になるとい
う利点がある。

同図（Ｂ）のに示されているものは、モータＭ2と
エンジンＥとがクラッチＣ1を介して連結されている。
また（Ｂ）の場合と同様に、モータＭ2とエンジンＥ
とが互いに直結されている。

車両発進時、加速時あるいは高速走行時には、クラッ
チＣ1を接続することにより、モータＭ2は車輪Ｗの回転
駆動のために用いられる。すなわち、クラッチＣ1を接
続するとモータＭ2およびエンジンＥが車輪Ｗに直結さ
れることになるので、前述の（Ｂ）の場合と全く同じ
になる。

低速走行時、車両停止時あるいは惰性走行時にはそれ
ほど駆動力が必要ではないので、クラッチＣ1を切るこ
とによりモータＭ2は車輪Ｗから切り離される。このた
め、モータＭ2は車輪Ｗの回転駆動用としては用いられ
ない。そして、モータＭ2はエンジンＥによって回転駆
動されることにより起電力を発生する。すなわち、モー
タＭ2は発電機として用いられるようになる。その場
合、モータＭ2およびエンジンＥは車輪Ｗから切り離さ
れているので、車輪Ｗの回転の影響がエンジンＥの回転
に及ばない。これにより、エンジンＥの燃焼効率のよい
領域を常時使用可能となる。したがって、効率よく蓄電
池を充電させることができるようになる。

車両減速時には、クラッチＣ1を接続することによ
り、モータＭ2を回生ブレーキの発電機として機能させ
ることができる。この場合には、前述の（Ｂ）の場合
と同様にエンジンＥとモータＭ2とが直結されるように
なるので、エンジンブレーキによるロス分だけ回生量が
減少する。

更にエンジン始動時には、クラッチＣ1を切ってモー
タＭ2およびエンジンＥと車輪Ｗとを切り離すことによ
り、エンジンＥをモータＭ2によって始動することがで
きるようになる。したがって、この場合にはエンジンを
駆動するためのスタータモータが不要となる。

同図（Ｂ）のに示されているものは、モータＭ2が
車輪Ｗに直結されているが、エンジンＥはクラッチＣ1
を介して車輪ＷおよびモータＭ2に接続されている。

このレイアウトでは、クラッチＣ1を接続すると、前
述の（Ｂ）の場合と全く同じになる。したがって、ク
ラッチＣ1が接続される車両発進時、加速時、高速走行
時および低速走行時については、その説明は省略する。

一方、車両停止時にはモータＭ2が駆動できなく、ま
た惰性走行時にはモータＭ2が単に惰性回転するだけで
あるので、この場合も（Ｂ）の場合と同じになる。

更に、車両減速時には、モータＭ2が回生ブレーキの
発電機として機能する。その場合、クラッチＣ1を切っ
て車輪ＷおよびモータＭ2とエンジンＥとを切り離す
と、エンジンブレーキが作動しなくなるので、エンジン
ブレーキによるロスが生じないようになる。したがっ
て、回生量の減少はないので、従来の電気自動車の場合
とほぼ同等の発電量を得ることができるようになる。

更に、エンジンＥの始動時には、クラッチＣ1を切る
とモータＭ2とエンジンＥとが切り離されるので、モー
タＭ2はエンジンＥを駆動することができない。したが
って、スタータモータを設ける必要がある。またクラッ
チＣ1を接続すると、車輪Ｗ、モータＭ2およびエンジン
Ｅが互いに直結することになり、（Ｂ）の場合と全く
同じになる。すなわち、エンジンＥを車両停止状態から
始動させることは不可能となる。

同図（Ｂ）のに示されているものは、モータＭ2が
クラッチＣ1を介して連結されているとともに、エンジ
ンＥが二つのクラッチＣ1,C2を介し連結されている。ま
たモータＭ2とエンジンＥとはクラッチＣ2を介して連結
されている。したがって、このレイアウトではクラッチ
が更に一つ増加している。

車両発進時、加速時あるいは高速走行時には、クラッ
チＣ1を接続することにより、モータＭ2は車輪Ｗの回転
駆動のために用いることができるようになる。また、両
クラッチＣ1,C2をともに接続するとモータＭ2およびエ
ンジンＥが車輪Ｗに直結されることになるので、前述の
（Ｂ）の場合と全く同じになる。したがって、その説
明は省略する。

低速走行時には、クラッチＣ1を切り、クラッチＣ2を
接続することにより、モータＭ2を発電機として用いる
ことが可能となる。すなわち、エンジンＥによってモー
タＭ2を駆動すれば、モータＭ2は起電力を生じ、エンジ
ンＥによる発電ができるようになる。しかも、クラッチ
Ｃ1が切られて車輪ＷとモータＭ2とエンジンＥとが切り
離されているので、（Ｂ）の場合と同様、エンジンＥ
の回転は車輪Ｗの回転に影響されるようなことはない。
したがって、発電するために、燃焼効率のよい領域でエ
ンジンＥを常時使用することができるようになる。

また車両停止時および惰性走行時にはクラッチＣ1を
切り、クラッチＣ2を接続することにより、モータＭ2と
エンジンＥとを接続するとともに、これらを車輪Ｗから
切り離す。これにより、モータＭ2をエンジンＥによっ
て駆動することにより、発電を行なう。このときにも、
（Ｂ）の場合と同様、燃焼効率のよい領域でエンジン
Ｅを常時使用することができるようになる。

更に、車両減速時にはクラッチＣ1を接続し、クラッ
チＣ2を切ることにより、（Ｂ）の場合と同様、モー
タＭ2を回生ブレーキの発電機として用いることができ
るようになる。この場合にも、回生量がエンジンブレー
キによるロスによって減少することはないので、モータ
Ｍ2は、従来の電気自動車の場合と同等の発電を行うよ
うになる。

更に、エンジン始動時にはクラッチＣ1を切り、クラ
ッチＣ2を接続することにより、モータＭ2を車輪Ｗから
切り離すとともにモータＭ2をエンジンＥに接続する。
したがって、この場合には（Ｂ）の場合と同様にな
る。これにより、車輪Ｗに関係なく、エンジンＥによっ
てモータＭ2を駆動することが可能となり、車両停止状
態からエンジンＥを始動させることができるようにな
る。この結果、エンジンＥを駆動するためのスタータモ
ータは不要となる。

同図（Ｂ）のに示されているものは、モータＭ2が
クラッチＣ1を介して車輪Ｗに連結されているととも
に、エンジンＥがクラッチＣ2を介して車輪Ｗに連結さ
れている。

車両発進時、加速時あるいは高速走行時には、クラッ
チＣ1を接続することにより、モータＭ2は車輪Ｗの回転
駆動のために用いることができるようになる。また、両
クラッチＣ1,C2をともに接続するとモータＭ2およびエ
ンジンＥが車輪Ｗに直結されることになるので、（Ｂ）
の場合と同じになる。

更に、低速走行時にモータＭ2をエンジンＥによる発
電のための発電機として使用するときにも両クラッチＣ
1,C2を接続することになるので、同様に（Ｂ）の場合
と同じになる。したがって、これらの場合については、
その説明は省略する。

また、車両停止時および惰性走行時には、クラッチＣ
1,C2をともに切ってモータＭ2およびエンジンＥの駆動
力を車輪Ｗに伝えないようにすると、モータＭ2とエン
ジンＥも連結されない。したがって、モータＭ2をエン
ジンＥによって駆動することができないので、モータＭ
2は発電を行わない。

車両減速時には、クラッチＣ1を接続し、クラッチＣ2
を切ることにより、モータＭ2と車両Ｗとを直結する。
したがって、この場合は（Ｂ）の場合と同じになるの
で、その説明は省略する。

エンジン始動時には、モータＭ2によってエンジンＥ
を駆動するために両クラッチＣ1,C2をともに接続する
と、（Ｂ）の場合と同じになる。そこで、クラッチＣ
2を切ってエンジンＥを車輪Ｗから切り離すと、（Ｂ）
の場合と同じになる。したがって、他にスタータモー
タが必要となる。

同図（Ｂ）のに示されているものは、エンジンＥが
車輪Ｗに直結されているとともに、モータＭ2がクラッ
チＣ1を介して車輪Ｗに連結されている。

このレイアウトではクラッチＣ1を接合すると（Ｂ）
の場合と同じになる。したがって、車両発進時、加速
時、高速走行時、低速走行時、車両減速時およびエンジ
ン始動時には、クラッチＣ1を接合することになるの
で、（Ｂ）の場合と全く同じになる。それ故、その説
明は省略する。

車両停止時には、エンジンＥが車輪Ｗに直結している
ので停止してしまい、エンジンＥによる発電は行われな
い。また惰性走行時には、エンジンＥが惰性回転をする
だけであるので、クラッチＣ1が接続、非接続のいずれ
の状態であってもモータＭ2はエンジンＥによって発電
するに十分な回転にまで回転されない。

同図（Ｂ）のに示されているものは、エンジンＥが
クラッチＣ1を介して車輪Ｗに連結されているととも
に、モータＭ2がクラッチＣ1,C2を介して車輪Ｗに連結
されている。またモータＭ2とエンジンＥとがクラッチ
Ｃ2を介して連結されている。

このレイアウトでは両クラッチＣ1,C2をともに接続す
ると（Ｂ）の場合と同じになる。したがって、車両発
進時、加速時、高速走行時および車両減速時には、クラ
ッチＣ1,C2をともに接続することになるので、（Ｂ）
の場合と全く同じになる。それ故、その説明は省略す
る。

また、この場合はクラッチＣ1を切り、クラッチＣ2を
接続すると、（Ｂ）の場合と同じになる。したがっ
て、低速走行時、車両停止時、惰性走行時およびエンジ
ン始動時には、クラッチＣ1を切り、クラッチＣ2を接続
することになるので、（Ｂ）の場合と全く同じにな
る。それ故、その説明は省略する。

同図（Ｂ）のに示されているものは、モータＭ2が
クラッチＣ1,C3を介して車輪Ｗに連結されているととも
に、エンジンＥがクラッチＣ1,C2を介して車輪Ｗに連結
されている。またモータＭ2とエンジンＥとがクラッチ
Ｃ2を介して連結されている。

このレイアウトではすべてのクラッチＣ1,C2,C3をと
もに接続すると（Ｂ）の場合と同じになる。したがっ
て、車両発進時、加速時および高速走行時には、クラッ
チＣ1,C2,C3をともに接続することになるので、（Ｂ）
の場合と全く同じになる。それ故、その説明は省略す
る。

また、この場合はクラッチＣ1を切り、クラッチＣ2,C
3を接続すると、（Ｂ）の場合と同じになる。したが
って、低速走行時、車両停止時、惰性走行時およびエン
ジン始動時には、クラッチＣ1を切り、クラッチＣ2,C3
を接続することになるので、（Ｂ）の場合と全く同じ
になる。それ故、その説明は省略する。

更に、この場合はクラッチＣ1,C3を接続し、クラッチ
Ｃ2を切ると、（Ｂ）の場合と同じになる。したがっ
て、車両減速時には、クラッチＣ1,C3を接続し、クラッ
チＣ2を切ることになるので、（Ｂ）の場合と全く同
じになる。それ故、その説明は省略する。

同図（Ｂ）のに示されているものは、モータＭ2が
クラッチＣ1を介して車輪Ｗに連結されている。またエ
ンジンＥがクラッチＣ1,C2を介して車輪Ｗに連結されて
いるばかりでなく、クラッチＣ3を介しても車両Ｗに連
結されている。

このレイアウトではクラッチＣ3を切ると、（Ｂ）
の場合と全く同じになる。それ故、その説明は省略す
る。この場合のクラッチＣ3はエンジンＥによって車輪
ＷをモータＭ2に関係なく直接駆動する場合に用いられ
る。

このように第２図（Ｂ）の〜のいずれの場合で
も、駆動力をそれほど必要としない時にモータＭ2がエ
ンジンＥによって駆動されることにより、モータＭ2は
起電力を発生するようになる。すなわち、モータＭ2は
発電機として機能する。したがって、このモータＭ2を
蓄電池に接続すれば、エンジンＥによる発電で蓄電池を
充電させることができる。特に、燃焼効率のよい領域で
エンジンＥを常時使用することができる同図（Ｂ）、
、、およびのレイアウトが効果的に蓄電池を充
電させることができる。しかしながら、これらの駆動力
伝達のレイアウトには、クラッチが１〜３個配設されて
いるので、部品点数が多くなるばかりでなく、場合によ
ってはその構造も複雑となる。したがって、どのレイア
ウトを選択するかは、その使用目的に応じて適宜選択す
る必要がある。

一方、車両減速時にもモータＭ2は回生ブレーキの発
電機として機能するようになる。その場合、同図（Ｂ）
、、、およびの場合が特に効果的に発電する
ようになる。したがって、回生ブレーキの発電量をも考
慮してレイアウトを選択することが望ましい。

第３図は前述のレイアウトの具体的な動力伝達装置の
一例として第２図（Ｂ）のレイアウトに対応する動力
伝達装置の断面図である。

第３図に示されているように、ハウジング31にエンジ
ンによって駆動される駆動軸32が回転自在に支持されて
いる。この駆動軸32には、発電可能な電動モータ33のロ
ータ34が固定されているとともに、フライホイール35が
固定されている。また歯車36が駆動軸32に回転可能に支
持されており、この歯車36の右端面にはクラッチディス
ク37が設けられている。このクラッチディスク37は電磁
コイル38の励磁によって吸引されてフライホイール35と
摩擦接合するようになっている。すなわち、フライホイ
ール35、クラッチディスク37および電磁コイル38によっ
て電磁クラッチ39が構成されている。また、歯車36はよ
く知られている差動装置40の歯車40aに接続されてい
る。

このような動力伝達装置においては、電磁コイル38が
励磁されて電磁クラッチ39が接続すると、モータ33と差
動装置40に接続される車輪とが連結される。したがっ
て、モータ33が駆動すると、車輪が回転するようにな
る。

また電磁コイル38が励磁されないで電磁クラッチ39が
切られると、モータ33と車輪との連結が解除される。し
たがって、モータ33の駆動力は車輪には伝達されない。
一方、モータ33とエンジンとが連結されるので、モータ
33をエンジンによって駆動することができるようにな
る。この結果、モータ33は起電力を生じる。すなわち、
モータ33は発電機として機能するようになる。

この場合、モータ33は第２図（Ｂ）ののモータＭ2
に、電磁クラッチ39はクラッチＣ1に、それぞれ対応す
る。

第４図は前述の各モータ、クラッチおよびエンジンを
制御するための制御ブロック図である。

第４図に示されているように、制御回路41には、アク
セル42、ブレーキ43、車速（車両速度）44、エンジン回
転数45、前後切替スイッチ46および蓄電池電圧47の各セ
ンサからそれぞれの信号が入力される。すなわち、これ
らの各センサは車両の走行状態を検出する本発明の車両
走行状態検出手段を構成している。制御回路41は、これ
らの信号により検出された車両走行状態に基づいて、モ
ータＭ1,M2 48,49、クラッチ50、エンジンスロットル制
御用モータ51およびイグニッションスイッチ切断用リレ
ー52をそれぞれ制御するためにそれらの各ドライバ48a
〜52aに制御信号を出力するようになっている。

制御回路41は、検出された車両走行状態に応じて車両
運転状態を４つのモードに設定している。

第５図は、電力伝達系レイアウトとして第２図（Ａ）
のおよび第２図（Ｂ）のを用いて第１図（Ａ）のよ
うに電動車両を構成した場合における車両の運転状態の
モードを示した図であり、（Ａ）は駆動時でのモードを
示し、（Ｂ）は各モードにおける各モータＭ1,M2、エン
ジンＥおよびクラッチＣ2の作動状態を示している。

モードＡは車速が所定値v0以下の小さいときかあるい
は車速が所定値v0よりも大きいがアクセル量が所定量v0
よりも小さいときの運転状態を表わし、モードＢは車速
が所定値v0以上であってかつアクセル量が所定値a0以上
のときの運転状態を表わしている。これらモードA,Bは
いずれも駆動時における運転状態を表わしている。すな
わち、モードＡは第２図におけるレイアウトの説明で述
べた低速走行時に対応する。したがって、このモードＡ
ではモータの駆動力をそれほど必要としないので、クラ
ッチＣ1を切ってモータＭ2を車輪Ｗの回転駆動用として
は用いなく、このモータＭ2をエンジンＥによって駆動
することにより発電機として用いる。

またモードＢは第２図におけるレイアウトの説明での
車両発進時、加速時および高速走行時に対応する。した
がって、このモードＢでは大きなモータ駆動力を必要と
するので、クラッチＣ1を接続してモータＭ2を車輪Ｗの
回転駆動用として用いる。

更にモードＣは車両停止時および惰性走行時に対応す
る。このモードＣではクラッチＣ1を切り、モータＭ2を
エンジンＥによって駆動することにより発電機として用
いる。更にモードＤは車両減速時に対応するようになっ
ている。このモードＤではクラッチＣ1を接続してモー
タＭ2と車輪Ｗとを連結することにより、モータＭ2を回
生ブレーキの発電機として用いる。

すなわち、モードＢおよびＤは本発明の第１の車両運
転状態を構成し、またモードＡおよびＣは本発明の第２
の車両運転状態を構成している。

第６図は前述の各モードＡ〜Ｄにしたがって制御回路
41が行う制御のフローチャートであり、（Ａ）はモー
タ、クラッチおよびエンジン等の各被制御部材に対する
制御ルーチンであり、（Ｂ）はエンジンによる発電のた
めのサブルーチンである。

この制御フローにしたがって、第４図に示されている
各被制御部材の制御を説明する。ステップ60で初期設定
がされた後、ステップ61で第４図の各センサ42〜47から
各信号が制御装置41に入力される。

ステップ62で制御装置41はアクセル信号に基づいてア
クセル量が０より大きいか否かを判断する。アクセル量
が０より大きいと判断されるとYESの方へ進み、ステッ
プ63でアクセル量と車速とからモードを決定する。すな
わち、アクセル量が０より大きいことは車両が駆動状態
であると判断されるから、モードはＡかＢに決定され
る。

ステップ64で車両の運転状態がモードＡにあるか否か
が判断される。モードがＡであると判断されるとYESの
方へ進み、ステップ65で制御装置41はクラッチＣ150を
切る。すなわち、モータＭ249を車輪Ｗから切り離し
て、モータＭ249を発電機として用いる。

そこで、ステップ66で（Ｂ）の発電用のサブルーチン
に移り、モータＭ249による発電が行われる。すなわ
ち、ステップ67で蓄電池の電圧が満充電の電圧値αより
大きいか否かが判断される。電圧が値αより小さいと判
断されるとNOに進み、ステップ68でエンジンＥが作動中
であるか否かが判断される。エンジンＥが作動していな
いと判断されるとNOに進み、ステップ69で制御装置41は
モータＭ249によりエンジンＥを駆動する。これによ
り、モータＭ249が駆動されて、モータＭ249は起電力を
発生する。すなわち、モータＭ249は発電機として機能
する。

次いで、ステップ70で制御装置41はスロットル開度を
所定の値となるようにエンジンスロットル制御用モータ
51を制御する。更にステップ71で制御装置41はモータＭ
249をその発電量が一定となるように制御する。モータ
Ｍ249によって発生した電気は蓄電池に蓄えられる。す
なわち、蓄電池が充電される。このモータＭ249による
発電は蓄電池の電圧が値αよりも大きくなるまで行われ
る。

ステップ67で蓄電池の電圧が値αより大きいと判断さ
れると、ステップ68からステップ71までの各制御は行わ
れない。すなわち、モータＭ249による発電は行われな
い。

発電のサブルーチンが終了すると、ステップ72でアク
セル量に応じてモータＭ148のトルクを決定する。次い
で、ステップ73で前後進切替スイッチにより前後進を設
定する。そして、ステップ74で制御装置41は決定された
トルクおよび前後進切替スイッチのセンサ46からの信号
に基づいてモータＭ148を駆動すべくモータＭ148のドラ
イバ48aに信号を出力する。これにより、モータＭ148が
駆動し、車両は発進する。

アクセル量が所定値a0を超えるとともに、車速が所定
値v0を超えると、ステップ64で運転状態がモードＡでは
ない、すなわちモードＢであると判断されてNOの方に進
み、ステップ75で車両が後進しているか否かが判断され
る。車両が後進していると判断されるとYESの方に進
み、前述のようなステップ65からステップ74にしたがっ
て制御が行われる。車両が前進していると判断される
と、ステップ75でNOの方に進み、ステップ76でエンジン
Ｅが作動しているか否かが判断される。エンジンＥが作
動していないとNOの方に進み、ステップ77でクラッチＣ
150を切る。

次いで、ステップ78でモータＭ249によりエンジンＥ
を始動する。エンジンＥが始動したら、ステップ79でク
ラッチＣ150が接続される。そして、ステップ80でモー
タＭ148の駆動トルクが最大に設定されてモータＭ148の
ドライバ48aに信号が出力される。これによりモータＭ1
48は最大トルクで駆動される。次に、ステップ81でアク
セル量に応じてモータＭ249の駆動トルクおよびスロッ
トル量が決定され、ステップ82でモータＭ249のドライ
バ49aにモータＭ249で駆動すべく信号が出力されるとと
もにステップ83でスロットルモータ51のドライバ51aに
モータ51を駆動すべく信号が出力される。これにより、
モータＭ249は決定された駆動トルクで駆動するととも
に、スロットルモータ51がエンジンＥのスロットル量を
決定されたスロットル量にすべく駆動する。こうして、
車両は加速あるいは高速走行を行うようになる。

ステップ76でエンジンＥが作動しているとYESの方に
進んで、前述のようなステップ79からステップ83までの
制御が行われる。

ステップ62でアクセル量が０であるとNOに進み、ステ
ップ84でブレーキ量が０より大きいか否かが判断され
る。ブレーキ量が０であると判断されると、NOに進んで
車両走行状態がモードＣにあると判断され、ステップ85
でクラッチＣ150が切られる。

次いで、ステップ86で前述のような発電のためのサブ
ルーチンが行われる。すなわち、モータＭ249はエンジ
ン駆動による発電を行う。発電のルーチンが終了する
と、ステップ87でモータＭ148のトルクが０となるよう
にモータＭ148のドライバ48aに信号が出力される。こう
して、モータＭ148の駆動トルクが０とされ、車両は惰
性走行状態または停止状態となる。

ステップ84でブレーキ量が０より大きいと判断される
とYESの方に進み、車両走行状態がモードＤであると判
断され、ステップ88でイグニッションスイッチを切断す
べくイグニッションスイッチ切断用リレー52のドライバ
52aに信号が出力される。これにより、イグニッション
スイッチが切られ、エンジンＥが停止する。

次いで、ステップ89でクラッチＣ150が接続され、ス
テップ90でブレーキ量に応じてモータＭ148およびモー
タＭ249の回生力を決定する。そして、ステップ91で決
定された回生力に基づいてモータＭ148およびモータＭ2
49の各ドライバ48a,49aに信号が出力される。こうし
て、モータＭ148およびモータＭ249は車両減速時におけ
る回生ブレーキの発電機として機能することになり、モ
ータＭ148およびモータＭ249は起電力を発生するように
なる。

なお、前述の実施例においては、電動車両の駆動力伝
達系のレイアウトを、前輪側には第２図（Ａ）ののレ
イアウトを採用し、後輪側には第２図（Ｂ）ののレイ
アウトを採用するものとしているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、他のレイアウトを採用すること
もできる。その場合には、前述のように各モータＭ1,M2
の発電効率、クラッチ等の部品点数あるいは構造の簡単
化等を考慮しながら使用目的に応じて適宜選択するよう
にすればよい。

また運転状態を特徴づける各モードの設定も更に細か
くしたりあるいは粗くしたりするなど種々のモードを設
定することができる。

（発明の効果） このように本発明によれば、低速走行時、惰性走行時
あるいは車両停止時には、蓄電池を充電することが可能
になるので、電動車両が長時間走行してもその放電量は
比較的小さい。すなわち、蓄電池の放電深度は小さくな
り、蓄電池の寿命を延ばすことができる。

また、実際の車両の走行パターンとして大半を占める
必要駆動力の小さなときに蓄電池を充電することが可能
になるので、蓄電池の容量ほそれほど大きくしないでも
済むようになる。したがって、蓄電池のエネルギ密度が
小さくてもよいことになるので、蓄電池はパワー密度の
大きな蓄電池を使用することができるようになる。

更に、電動車両のブレーキとして回生ブレーキを採用
し、電動モータをその発電機として用いれば、蓄電池は
車両のブレーキ作動時に発生した電気によっても充電す
ることができるようになる。したがって、より一層放電
深度を小さくすることができるようになる。特に、請求
項２および４の発明によれば、クラッチにより電動モー
タとエンジンとを切り離すことにより、回生ブレーキ時
にエンジンブレーキが作用しなくなるので、このエンジ
ンブレーキによるロスがなくなり、回生ブレーキにおけ
る発電量を大きくすることができる。

更に、容量を小さくすることができることにより、蓄
電池をコンパクトにすることができるようになるので、
蓄電池の重量を軽減することができるばかりでなく、車
体への設置スペースが小さくすることができる。

また、低速走行時あるいは惰性走行時において車輪の
回転駆動用となる一部の電動モータを車両駆動重視の電
動モータとして、また、残りのモータを蓄電手段を充電
するための充電重視とした設計にすれば、一部の電動モ
ータ（第２の運転状態）のみでおおよその出力をまかな
うことが可能になり、第１の車両運転状態、第２の車両
運転状態の切換えも少なくなり、制御を質素化すること
ができる。

そして、必要駆動力が小さい時には、複数の電動モー
タの少なくとも１つを前記エンジンの作動により発電機
として使用して前記蓄電手段を充電するとともにその他
の電動モータで車両を駆動し、必要駆動力が大きい時に
は、複数の電動モータで車両を駆動するという充電、駆
動の双方を電動モータとエンジンといった最小限の要素
で達成することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動車両の電動モータ、発電用エ
ンジンおよび蓄電池の配置を示し、（Ａ）〜（Ｃ）はこ
の配置のそれぞれ異なる例を説明する説明図、第２図は
駆動力伝達系のレイアウトを示し、（Ａ）は発電用エン
ジンが付いていない場合のスキマティック図であり、
（Ｂ）は発電用エンジンが付いている場合のスキマティ
ック図、第３図は第２図（Ｂ）のレイアウトに対応す
る動力伝達装置の断面図、第４図は本発明に係る電動車
両を制御するための制御ブロック図、第５図は、動力伝
達系レイアウトとして第２図（Ａ）のおよび第２図
（Ｂ）のを用いて第１図（Ａ）のように電動車両を構
成した場合における車両の運転状態のモードを示し、
（Ａ）は駆動時でのモードを、（Ｂ）は各モードにおけ
る各モータＭ1,M2、エンジンＥおよびクラッチＣ2の作
動状態をそれぞれ示す図、第６図は前述の各モードに基
づいて行う制御のフローチャートであり、（Ａ）はモー
タ、クラッチおよびエンジン等の各被制御部材に対する
制御ルーチンを示し、（Ｂ）はエンジンによる発電のた
めのサブルーチンを示す図である。 48……電動モータＭ1、49……電動モータＭ2、50……ク
ラッチＣ1

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川本 睦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−11708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−121318（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−97301（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−64503（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−46202（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−31703（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60L 11/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄電手段にそれぞれ接続され、該蓄電手段
   に蓄えられた電気によって駆動される複数の電動モータ
   によって車輪が回転駆動されるようになっている電動車
   両において、 前記複数の電動モータのうち少なくとも１つを回転駆動
   させるエンジンと、 少なくともアクセル量を含む車両の走行状態を検出する
   車両走行状態検出手段と、 該車両走行状態検出手段により検出された車両の走行状
   態に基づいて前記複数の電動モータおよび前記エンジン
   を制御する制御装置とを備え、 該制御装置は、少なくとも前記検出されたアクセル量に
   基づいて、車両の必要駆動力の大小を判断し、車両の運
   転状態を、 該必要駆動力が大きいと判断される場合には、前記複数
   の電動モータを回転駆動する第１の車両運転状態に切換
   え設定し、 前記必要駆動力が小さいと判断される場合には、前記複
   数の電動モータの少なくとも１つを前記エンジンの作動
   により発電機として使用して前記蓄電手段を充電すると
   ともにその他の電動モータを回転駆動する第２の車両運
   転状態とのいずれかに切換え設定することを特徴とする
   電動車両。
2. 【請求項２】前記エンジンがクラッチを介して前記電動
   モータに連結されていることを特徴とする請求項１記載
   の電動車両。
3. 【請求項３】蓄電手段にそれぞれ接続され、該蓄電手段
   に蓄えられた電気によって駆動される複数の電動モータ
   によって車輪が回転駆動されるようになっている電動車
   両において、 前記複数の電動モータのうち少なくとも１つを回転駆動
   させるエンジンと、 前記複数の電動モータのうち少なくとも１つと前記車輪
   との間に配設された第１クラッチと、 少なくともアクセル量を含む車両の走行状態を検出する
   車両走行状態検出手段と、 該車両走行状態検出手段により検出された車両の走行状
   態に基づいて前記複数の電動モータ、前記エンジンおよ
   び前記第１クラッチを制御する制御装置とを備え、 該制御装置は、少なくとも前記検出されたアクセル量に
   基づいて、車両の必要駆動力の大小を判断し、車両の運
   転状態を、 該必要駆動力が大きいと判断される場合には、前記複数
   の電動モータを回転駆動する第１の車両運転状態に切換
   え設定し、 前記必要駆動力が小さいと判断される場合には、前記複
   数の電動モータの少なくとも１つを前記エンジンの作動
   により発電機として使用して前記蓄電手段を充電すると
   ともにその他の電動モータを回転駆動する第２の車両運
   転状態とのいずれかに切換え設定するとともに、 前記車両の運転状態が前記第１の車両運転状態に切り換
   えられるときに、前記第１クラッチを係合して前記複数
   の電動モータのうちの少なくとも１つと前記車輪とを連
   結するとともに、前記車両の運転状態が前記第２の車両
   運転状態に切り換えられるときに、前記第１クラッチを
   解放して前記複数の電動モータの少なくとも１つを前記
   車輪から切り離すことを特徴とする電動車両。
4. 【請求項４】前記エンジンが第２クラッチを介して前記
   電動モータに連結されていることを特徴とする請求項３
   記載の電動車両。