JP2862549B2

JP2862549B2 - 自動車の補助駆動装置

Info

Publication number: JP2862549B2
Application number: JP2402689A
Authority: JP
Inventors: 孝幸鈴木; 哲夫小池; 篤臣小幡; 広内野; 幸治佐々木; 耕三河田
Original assignee: Toshiba Corp; Hino Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toshiba Corp; Hino Motors Ltd
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1999-03-03
Anticipated expiration: 2014-03-03
Also published as: JPH02206302A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、大形ジーゼル車例えばトラック、バス等に
利用する自動車の補助駆動装置に係わり、特に自動車の
車軸を駆動する内燃機関を電気的に補助駆動し、内燃機
関からの排出粒子濃度を低減化する自動車の補助駆動装
置に関する。

〔従来の技術〕

近年，高速道路網の整備が進み、鉄道輸送に代って小
回りのきく道路輸送が増大してきているが、それに伴っ
て大形のジーゼル車が排出する黒煙，有機可溶性成分
（SOF）等の粒子量が増大し、これら排出粒子が周辺の
環境に大きな影響を与えつつある。一般に、ジーゼル機
関から排出される黒煙,SOFなどの粒子量は内燃機関の軸
トルクが増大するに従って増大し、特に低速回転域では
急激に増大する。従って、排出粒子量の特に多い低速回
転域等においては他の駆動手段を用いて駆動トルクを補
えば、内燃機関はその分だけ軸トルクを低減して運転で
きるので、排出粒子量を低減することが可能である。

従来、かかる補助駆動が可能な装置として、自動車の
電気制動および補助加速装置が提案されている（特開昭
62−36278号〜特願昭62−36281号）。この装置は自動車
の回転伝達系にかご形３相誘導機を設け、かつ、このか
ご形誘導機と二次電池との間にインバータを介挿し、こ
のインバータを制御することによりかご形誘導機を発電
機または電動機として使用するもので、以下、自動車の
回転伝達系とかご形誘導機との機械的接続構造（第５
図，第６図参照）および従来の電気制動装置（第７図参
照）について説明する。先ず、自動車の回転伝達系は、
第５図に示すように内燃機関１の回転軸にフライホィー
ル装置２、クラッチ装置３、トランスミッション装置４
およびプロペラシャフト５の順序で接続され、このクラ
ッチ装置３のクラッチペダルの踏込み操作によって内燃
機関１の回転軸を一時切り離した後、トランスミッショ
ン装置４で回転速度比を変えてクラッチペダルの踏込み
操作を解除することにより、内燃機関１の回転をトラン
スミッション装置４で定めた速度に調整してプロペラシ
ャフト５へ伝達する構成となっている。

このような回転伝達系においてかご形誘導機は特にフ
ライホィール装置２の内部に装着されるものであり、具
体的には第６図に示す如くフライホィール装置２のフラ
イホィールハウジング11,12で形成された空間部分にか
ご形誘導機の固定子部Ａおよび回転子部Ｂが収納されて
いる。この固定子部Ａはステータ鉄心13が、このステー
タ鉄心13のコイル溝に挿入されたステータ巻線14、口出
線15およびステータリング16からなり、このステータリ
ング16の前記フライホィールハウジング11,12間への嵌
合によって固定子部Ａはフライホィール装置２に固着さ
れる。一方、回転子部Ｂはロータ鉄心17、このロータ鉄
心17のコイル溝に挿入されたかご形巻線18、この巻線18
のエンドリング19に装着された保持環20からなり、この
回転子部Ｂは内燃機関１の主軸21で回転駆動されるフラ
イホィール22の外縁部に固着されている。

次に、従来の電気制動および補助加速装置は、第７図
に示すように内燃機関１の主軸21に接続されたかご形誘
導機31と、ダイオード321,322,二次電池323,リアクトル
324,トランジスタ325およびチョッパ制御回路326等の二
次電池回路32と、前記かご形誘導機31と二次電池回路32
との間に設けられたインバータ33とを有し、更に前記か
ご形誘導機31に該誘導機31の回転速度を検出する回転セ
ンサ34が設けられ、この回転センサ34の出力がインバー
タ制御回路35へ送出される。このインバータ制御回路35
は回転センサ34の出力を基準として前記インバータ33の
交流側電圧の周波数を制御するものである。従って、イ
ンバータ33はインバータ制御回路35の制御に基づいて例
えば二次電池回路32の直流電圧を交流電圧に変換してか
ご形誘導機31へ回転磁界を与え、またかご形誘導機31か
らの交流電力を直流電力に変換する，すなわち誘導機31
の発電電力を制御して前記二次電池323へ回生充電を行
う。さらに、インバータ33の直流電源ライン間に直流側
電圧平滑化するコンデンサ36が設けられ、また抵抗器37
およびスイッチ回路38等の熱エネルギー放出回路が設け
られている。このスイッチ回路38は、大きなブレーキ力
が発生して、かご形誘導機31の発電電力を二次電池323
への回生充電では吸収しきれないときに抵抗器37により
熱エネルギーとして放出する機能をもっている。

なお、二次電池回路32は充電制御機能およびかご形誘
導機31の補助加速機能をもっている。前者の充電制御機
能は、かご形誘導機31の発電制御時，チョッパ制御回路
326にてトランジスタ325のオン・オフ時間比を変えるこ
とにより、そのオン時に二次電池323−リアクトル324−
トランジスタ325の回路を形成し、一方、オフ時にはダ
イオード321−二次電池323−リアクトル324より成る閉
回路を形成することにより二次電池323への充電制御を
行い、補助加速機能はかご形誘導機31を電動機として運
転して内燃機関１を補助加速するときにダイオード322
−リアクトル324−二次電池323の回路を形成し、二次電
池323からの電流をインバータ33を介してかご形誘導機3
1に供給するものである。

次に、以上のような装置を用いて電気制動を行う動作
について説明する。先ず、内燃機関１の回転はこの内燃
機関１の主軸21を介してかご形誘導機31の回転子部Ｂに
伝達され、さらにクラッチ装置３、トランスミッション
装置４、プロペラシャフト５およびディフアレンシャル
ギア（図示せず）を通して車輪に伝達される。

ところで、以上のような回転伝達系を持つ自動車にお
いて走行制動を行う場合、インバータ制御回路35はブレ
ーキ力指令を受けると回転センサ34の検出速度よりも遅
くなる様にインバータ33の交流側電圧の周波数を制御す
る。ここで、インバータ33はインバータ制御回路35の制
御に基づいて二次電池回路32からかご形誘導機31のステ
ータ巻線14へ回転子部Ｂより遅い速度の回転磁界を与え
るので、かご形誘導機31は発電機として動作する。その
結果、前記回転伝達系の機械エネルギーは電気エネルギ
ーに変換され、この電気エネルギーが二次電池回路323
に回生充電される。

なお、この走行制動時、自動車の運転状況に応じて一
時的に大きなブレーキトルクを発生する場合があるが、
このときかご形誘導機31から発生した電気エネルギーの
大部分を抵抗器37から熱エネルギーを放出して大きなブ
レーキトルクを得るようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、以上のような装置は、かご形誘導機31を発電
機として動作させて回転伝達系の有する機械エネルギー
を電気的エネルギーに変換して二次電池323に充電でき
るが、その大半は抵抗器37で熱エネルギーとして放出す
るものであり、また二次電池323の充電された電圧は無
励磁の時にかご形誘導機31の電圧を確立するときまたは
内燃機関１を補助加速するときに用いもので、排出粒子
量を低減する観点から内燃機関１を補助駆動するもので
なかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、自動車の
制動時に相当大きな電気エネルギーが発生することに着
目し、この制動時の電気エネルギーを二次電池に充電
し、二次電池の充電電圧を排出粒子濃度の低減の観点か
ら内燃機関の補助駆動に用いることにより、排出粒子濃
度および燃費の低減化を実現する自動車の補助駆動装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による自動車の補助駆動装置は上記目的を達成
するために、内燃機関の主軸に接続された交流機と、こ
の交流機にインバータを介して接続された蓄電容量の大
きな二次電池と、予め前記内燃機関の回転速度および当
該内燃機関に固有の排出粒子濃度特性に基づいて排出粒
子濃度を抑制するトルク指令パターンが記憶され、前記
内燃機関の回転速度に対応する前記トルク指令パターン
とアクセルペダルの踏込み角度とから、当該内燃機関の
低回転領域を含む全回転領域にわたって低排出粒子濃度
となるような駆動トルク指令値を求める駆動トルク指令
値演算手段と、ブレーキ指令値または前記駆動トルク指
令値演算手段から駆動トルク指令値を受け、前記ブレー
キ力指令値を受けたとき前記インバータを介して前記交
流機を発電機として運転し、この発電機の発電電力を前
記二次電池に充電し、また前記駆動トルク指令値を受け
たとき前記インバータを制御して前記二次電池に蓄えら
れている電力を補助駆動用として前記交流機に供給する
インバータ制御手段と、とを設けた自動車の補助駆動装
置である。

なお、駆動トルク指令値演算手段としては、トルク指
令信号取得手段と駆動トルク低減信号取得手段とで構成
され、そのうちトルク指令信号取得手段は、内燃機関の
回転速度を検出する回転センサと、排出粒子濃度が高く
なりやすい回転速度領域で内燃機関の軸トルクを大きく
しつつ排出粒子濃度を抑えるトルク指令パターンを設定
するトルク指令パターン設定手段と、前記回転センサの
出力に基づいて前記トルク指令パターンからトルク指令
を取り出す手段とを有し、前記駆動トルク低減信号取得
手段は、アクセルペダルの踏込み角度に応じた電気信号
を出力する手段と、この手段によって得られた電気信号
に基づき、前記アクセルペダルの最大踏込み状態を
「１」とし、前記アクセルペダルの踏込みを弱めるに従
って「１」から徐々に減少する駆動トルク低減信号を出
力する手段とを有し、前記トルク指令と前記駆動トルク
低減信号とを乗算し駆動トルク指令値を求める構成であ
る。

また、インバータ制御手段は、前記ブレーキ力指令値
を受けたとき前記インバータにより前記交流機に流れる
電流を制御することにより前記交流機を発電機として運
転し、このとき発生する発電電力を前記二次電池に充電
し、この二次電池に充電された電力を補助駆動に用いる
構成である。

〔作用〕

従って、本発明は以上のような手段を講じたことによ
り、インバータ制御手段は、ブレーキ力指令値を受けた
とき、インバータを制御して交流機を発電機として機能
させてその発電電力を大きな蓄電容量の二次電池に蓄
え、また排出粒子濃度の少ない駆動トルクで内燃機関を
駆動すると共に特に内燃機関から排出粒子濃度の高い領
域では駆動トルク指令値演算手段から得られるエンジン
回転速度とアクセル踏込み角度とに応じて定めた駆動ト
ルク指令値に基づいてインバータを制御し、二次電池か
ら補助駆動用電力として交流機に供給するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例において図面を参照して説明す
る。第１図は本発明装置の全体構成を示す図であって、
第５図ないし第７図と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。すなわち、この装置は、内燃
機関１の車軸21にかご形誘導機31が接続されている。こ
のかご形誘導機31は、固定子部Ａおよび回転子部Ｂを有
し、その固定子部Ａのステータ（固定子）巻線14にイン
バータ33が接続され、一方、回転子部Ｂに回転センサ34
が設けられている。

このインバータ33はインバータ制御手段40からの制御
信号に基づいてかご形誘導機31のステータ巻線14に供給
する交流電圧の周波数を制御する。このインバータ33の
直流側出力端にはインバータ33の直流電圧を平滑化する
コンデンサ36のほか、二次電池回路41および熱エネルギ
ー放出回路42が設けられている。

この二次電池回路41はかご形誘導機31の発電電力を充
電し、また内燃機関１を補助駆動する機能を有し、具体
的には充電基準電圧設定部411、電圧検出器412、この電
圧検出器412で検出された二次電池413の電圧と充電基準
電圧設定部411からの充電基準電圧とを比較しトランジ
スタ414のオン・オフ時間比を変えて二次電池413への充
電制御を行うチョッパ制御回路415等で構成されてい
る。なお、二次電池413は内燃機関１の補助駆動に用い
るので蓄電容量の大きなものを用いる。416,417はダイ
オード、418はリアクトルである。つまり、トランジス
タ414のオン時にはトランジスタ414およびリアクトル41
8を通して発電電力を二次電池413へ回生充電し、オフ時
にはダイオード417−リアクトル418−二次電池413から
なる閉ループを形成する。ダイオード416はかご形誘導
機31が無励磁のときまたは補助駆動する時に二次電池41
3からの電流をインバータ33を介してかご形誘導機31に
供給するために用いられる。

また、前記熱エネルギー放出回路42は、オン・オフ指
令，特に大きなブレーキ力のときに二次電池413への回
生充電だけで吸収できないのでオン指令を受けてオン制
御信号を出力するスイッチ制御回路421と、この制御回
路421のオン制御信号でオンしてブレーキ力の一部を抵
抗器422で熱エネルギーとして放出させるトランジスタ4
23とで構成されている。43は二次電池413の電圧を必要
な機器へ供給する出力端子である。

また、前記インバータ制御手段40はブレーキ力指令値
511または駆動トルク指令値512に応じてインバータ33の
出力周波数を制御するものであって、ブレーキ指令値51
1を受けたときには回転センサ34からの回転速度を基準
としてこれよりもステータ巻線14の回転磁束が遅くなる
ようにインバータ33の交流電圧の周波数を制御して発電
制御を持続させ、一方、駆動トルク指令値A12を受けた
ときには同様に回転センサ34の回転速度よりも速い回転
磁界をステータ巻線14に与えるようにインバータ33の交
流電圧の周波数を制御して補助駆動を行う。

このインバータ制御手段40は、回転センサ34のほか、
インバータ33の交流側電流を検出する電流検出器45およ
びインバータ33の直流出力を検出する電力検出器46が接
続されている。この電流検出器45はインバータ33の交流
側電流を検出してインバータ制御手段40に供給すると、
ここでは交流側電流が定格値を越えないように各相電流
をフィードバック制御する。さらに、このインバータ制
御手段40は、インバータ33および誘導機31の損失を無視
すれば、電力検出器46で検出された直流出力をかご形誘
導機31の回転速度で除して得た値がかご形誘導機31の発
生トルクとなるので、この発生トルクとブレーキ指令値
511または駆動トルク指令値512とに基づいてインバータ
33の直流出力を制御すれば、それはブレーキ力または駆
動トルクを制御することになる。

次に、ブレーキ力指令値511および駆動トルク指令値5
12を求める演算手段50について説明する。図中,51は直
流制御電源、N1はトランスミッションの非ニュートラル
時に閉じる接点、A1はアクセルペダルを踏んでいるとき
に閉じる接点、A2はアクセルを踏んでいるときに開く接
点、S1は補助駆動指令スイッチ、S2はブレーキ指令スイ
ッチであって異なるブレーキ力を設定する複数のブレー
キ指令接点B0〜B4からなり、そのうちB0はブレーキ力零
指令、B1はブレーキ力１ノッチ指令、B2はブレーキ力２
ノッチ指令、B3はブレーキ力３ノッチ指令、B4はブレー
キ力４ノッチ指令である。S3は排気ブレーキ指令、52は
排気ブレーキオン・オフ回路である。

そして、これら補助駆動指令スイッチS1およびブレー
キ指令スイッチS2と前記回転センサ34との間に、所定の
プログラム制御を実行するマイクロコンピュータ53、ブ
レーキ力パターン54およびトルク指令パターン55（第２
図参照）等を記憶するメモリ56、I/Oインタフェース57
およびD/A変換回路58,59等が設けられている。

そのうち、ブレーキ力指令値演算手段は、第２図のパ
ターン54,D/A変換回路59を除いた要素で構成され、機能
的にはCPU53がブレーキ指令接点B0〜B4のオン信号と回
転センサ34の出力，つまり内燃機関の回転速度とを取込
んで予めメモリ56に記憶されている第２図のブレーキ力
パターン54を読出してI/Oインタフェース57を通してD/A
変換回路58へ送出し、ここでアナログブレーキ力指令値
511に変換して出力する。なお、ブレーキ力パターン54
は、例えば内燃機関の回転速度が０〜ｄまでの速度範囲
ではかご形誘導機31の磁束を一定に制御して定トルク特
性を得、かつ、内燃機関の回転速度がｄを越えたときに
は回転速度の上昇に伴ってブレーキ力を徐々に減少させ
てかご形誘導機31の磁束を弱めて出力電圧を一定に制御
する，いわゆる定出力特性を得るようなブレーキ力信号
を出力する。

一方、駆動トルク指令値演算手段はトルク指令信号取
得手段と駆動トルク低減信号取得手段とからなり、前者
のトルク指令信号取得手段は予めメモリ56に後述する第
３図で説明する如く排出粒子濃度が高くなりやすい回転
速度領域で大きな駆動トルクを与えるようなトルク指令
パターン55が記憶され、CPU53が回転センサ34の出力に
応じてそのパターン55を読出してI/Oインタフェース57
を介してD/A変換回路59へ送出し、アナログトルク指令
信号を得る構成となっている。

後者の駆動トルク低減信号取得手段は、アクセルペダ
ル61は、このアクセルペダル61のアクセル踏込み角度に
応じた電気信号を出力する例えばポテンシオメータ62お
よびアクセル踏込み角度に応じ，例えばアクセルペダル
61が最大に踏込んだ状態で「１」とし、かつ、踏込みを
弱めるにしたがって出力が減少し、アクセルペダル61を
踏んでいない状態で「０」となる駆動トルク低減信号63
を発生する駆動トルク低減信号発生部64等によって構成
されている。

そして、前記トルク指令信号取得手段で得られたトル
ク指令信号と前記駆動トルク低減信号取得手段で得られ
た駆動トルク低減信号とが乗算部65に送られ、ここで両
信号の乗算によって前記駆動トルク指令値512を演算
し、この指令値512をインバータ制御手段40へ送出す
る。

次に、第３図および第４図にて排出粒子濃度とトルク
指令との関係について説明する。第３図は内燃機関１の
排出粒子濃度特性を示し、横軸に内燃機関の回転速度、
縦軸に内燃機関の軸トルクをとっている。同図において
，，，…，は排出粒子の等濃度曲線を示し、か
つ、数字が大きくなるにしたがって排出粒子濃度が高く
なることを示している。その内燃機関１により例えば排
出粒子濃度をに設定する場合、内燃機関の軸トルクを
（Ａ）に示すように運転する必要があり、この場合は排
出粒子濃度はそれ程高くないが、低回転領域では十分な
トルクが発生しない。

一方、エンジン回転速度の全領域にわたって十分なト
ルクを発生させる場合、（Ｂ）に示す如く低速回転領域
では〜の濃度範囲となり非常に排出粒子濃度が高く
なる。そこで、実際に第３図の（Ａ）と（Ｂ）にそって
運転したときのエンジン回転速度と排出粒子濃度との関
係を調べてみると第４図のような特性となる。この図か
ら明らかなように（Ａ）の排出粒子濃度はエンジン回転
速度の全領域にわたって非常に少なく、一方、（Ｂ）は
低速回転領域で非常に高い。このことは（Ａ）で運転
し、（Ｂ）と（Ａ）の差分のトルクを第１図に示す装置
で補助駆動すれば、エンジン回転速度の全領域にわたっ
て十分な軸トルクで、しかも排出粒子濃度の低い状態で
運転できることが分る。

従って、第２図のトルク指令パターン55として、第３
図の（Ｂ）と（Ａ）との差，つまり（Ｂ）を基準として
（Ａ）曲線が反転したようなパターンに基づいて補助駆
動すれば、第４図の（Ａ）のような排出粒子濃度の低い
状態で運転できる。

次に、上記装置を用いて電気制動を行って停止する場
合と走行時に補助駆動を行う場合の動作について説明す
る。

（１）電気制動による停止について。

自動車の走行時，トランスミッションがニュートラル
でなく従って接点N1が閉の状態で、かつ、アクセルペダ
ルを踏んでいないときつまり接点A2が閉の状態におい
て、運転者がブレーキ指令スイッチS2の何れかの接点B1
〜B4を選択した時、CPU53はその選択接点B1またはB2,B
3,B4のオン信号と回転センサ34から得られた内燃機関の
回転速度とに基づいてメモリ56からブレーキ力パターン
54を読出してI/Oインタフェース57を介してD/A変換回路
58に送出し、ここでアナログブレーキ力指令値511に変
換した後インバータ制御手段40へ送出する。

このインバター制御手段40は、ブレーキ力指令値511
を受けて回転センサ34の回転速度よりも遅い回転磁束を
ステータ巻線14に供給するように制御すれば、かご形誘
導機31は発電機として動作する。このとき、電力検出器
46でインバータ33の直流出力を検出しこの直流出力を回
転センサ34の回転速度で除して得たブレーキ力とブレー
キ力指令値511とに基づいてフィードバック制御すれ
ば、ブレーキ力を制御できる。そして、この制動時，イ
ンバータ33から出力された直流電力はダイオード417、
トランジスタ414、リアクトル418およびチョッパ制御回
路415により二次電池413に回生充電される。この制動
時，インバータ33から出力された直流電力は充電基準電
圧を高めてチョッパ制御回路415によるトランジスタ414
のオン時間を長くして極力二次電池413に充電し、余剰
電力のみ抵抗器422で熱エネルギーとして放出させる。
このように自動車が減速する時、かご形誘導機31の発電
電力の大部分を二次電池413に蓄えることができる。

（２）走行時の補助駆動について。

第１図の補助駆動指令スイッチS1をオンに設定した状
態でトランスミッションが非ニュートラルの状態つまり
接点N1が閉の状態において、アクセルペダル61を踏み込
むとその踏込みを検出して接点A1がオンとなる。ここ
で、CPU53は接点A1およびS1のオン信号を受けると補助
駆動を開始する。すなわち、CPU53は、メモリ56のトル
ク指令パターン55の中から内燃機関の回転速度に応じた
トルク指令値を読出してI/Oインタフェイス57を介してD
/A変換回路59へ送出し、ここでアナログトルク指令信号
に変換して乗算部65へ送出する。

一方、アクセルペダル61を踏始めるとその踏込み角度
に応じた電気信号がポテンシオメータ62から出て駆動ト
ルク低減信号発生部64に送られ、ここでアクセル踏込み
角度に応じて変化する倍率の駆動トルク低減信号が出力
し、同様に乗算部65に送られる。この乗算部65では両信
号を乗算し駆動トルク指令値512としてインバータ制御
手段40に送出する。ここで、インバータ制御手段は駆動
トルク指令値512を受けると回転センサ34の回転速度を
基準としてこれよりも速い回転磁界をかご形誘導機31の
ステータ巻線14に与えるようにインバータ33を制御する
ので、かご形誘導機31は電動機として動作する。このと
き，かご形誘導機31の発生トルクは、損失を無視すれば
電力検出機46で検出された直流入力を回転センサ34の回
転速度で除した値であるので、この発生トルクと前記駆
動トルク指令値512とに基づいて内燃機関が前記排出粒
子濃度の低い駆動トルクとなるように補助駆動すること
ができる。

従って、以下のような実施例の構成によれば、内燃機
関１の主軸に接続されたかご形誘導機31と大きな蓄電容
量を持つ二次電池413との間にインバータ33を設け、自
動車の制動時に内燃機関の回転速度に応じて予め定めた
ブレーキ力指令値511に基づいてインバータ制御手段40
でインバータ33を制御することにより、かご形誘導機31
を発電機として動作させることができ、かつ、ブレーキ
指令に基づいてかご形誘導機31の回転速度よりも遅い回
転磁界を発生させるように前記インバータを制御するこ
とにより前記交流機を発電機として運転し、このとき発
生する大きな発電電力を効率的に前記二次電池413に回
生充電できる。

また、本装置においては、内燃機関１の低速回転時、
低排出粒子濃度で内燃機関１を運転すると共に、その駆
動トルクの不足分をエンジン回転速度に対する指令トル
クとアクセルペダル61の踏込み角度とに応じて駆動トル
ク指令値512を発生し、これをインバータ制御手段40で
受けてインバータ33を制御することによりかご形誘導機
31を電動機として動作させ、二次電池314に蓄電された
電力をかご形誘導機31に与えて補助駆動を行うので、低
速回転領域を含む全回転速度領域で非常に排出粒子濃度
の低い状態で運転でき、環境改善に大きく貢献する。ま
た、二次電池314蓄えられた電力を用いて補助駆動を行
うことにより、従来熱エネルギーとして捨てていた制御
時のエネルギーを自動車の駆動に際利用でき、燃費を大
幅に低減できる。

なお、上記実施例では交流機としてかご形３相誘導機
を用いたが、同期電動機を用いてもよいことは言うまで
もない。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、制動時の交流機
の発電電力を確実、かつ、効率的に二次電池に充電で
き、かつ、内燃機関を排出粒子濃度の少ない領域で駆動
しながら駆動トルクの不足分を二次電池に蓄えられた電
力を用いて内燃機関を補助駆動することにより、排出粒
子濃度および燃費を大幅に低減しうる自動車の補助駆動
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係わる自動車の補助駆動
装置の一実施例を説明するために示したもので、第１図
は本発明装置の全体構成図、第２図はブレーキ力指令値
および駆動トルク指令値を得るための説明図、第３図は
内燃機関の回転数，内燃機関の軸トルクおよび排出粒子
濃度の相関関係を示す図、第４図は第３図の（Ａ）と
（Ｂ）の状態で運転したときの排出粒子濃度を示す図、
第５図ないし第７図は従来装置を説明するための図であ
って、第５図は回転伝達系の示す図、第６図は回転伝達
系とかご形誘導機との接続関係を示す図、第７図は従来
装置の構成図である。１……内燃機関、31……かご形誘導機、33……インバー
タ、34……回転センサ、40……インバータ制御手段、41
……二次電池回路、42……熱エネルギー放出回路、45…
…電流検出器、46……電力検出器、50……演算手段、54
……ブレーキ力パターン、55……トルク指令パターン、
61……アクセルペダル、62……ポテンシオメータ、63…
…駆動トルク低減信号、64……駆動トルク低減信号発生
部、65……乗算部、413……二次電池、S1……補助駆動
指令スイッチ、S2……ブレーキ指令スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小幡篤臣東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車工業株式会社内 (72)発明者内野広東京都府中市東芝町１番地株式会社東芝府中工場内 (72)発明者佐々木幸治東京都港区芝浦１丁目１番１号株式会社東芝本社事務所内 (72)発明者河田耕三兵庫県姫路市網干区浜田1000番地西芝電機株式会社内 (56)参考文献特開昭63−206101（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−78017（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60L 7/00 - 7/28 B60L 11/00 - 11/18 F02D 45/00 312

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の主軸に接続された交流機と、この交流機にインバータを介して接続された蓄電容量の
大きな二次電池と、予め前記内燃機関の回転速度および当該内燃機関に固有
の排出粒子濃度特性に基づいて排出粒子濃度を抑制する
トルク指令パターンが記憶され、前記内燃機関の回転速
度に対応するトルク指令パターンとアクセルペダルの踏
込み角度とから、当該内燃機関の低回転領域を含む全回
転領域にわたって低排出粒子濃度となるような駆動トル
ク指令値を求める駆動トルク指令値演算手段と、ブレーキ指令値または前記駆動トルク指令値演算手段か
ら駆動トルク指令値を受け、前記ブレーキ力指令値を受
けたとき前記インバータを介して前記交流機を発電機と
して運転し、この発電機の発電電力を前記二次電池に充
電し、また前記駆動トルク指令値を受けたとき前記イン
バータを制御して前記二次電池に蓄えられている電力を
補助駆動用として前記交流機に供給するインバータ制御
手段と、を備えたことを特徴とする自動車の補助駆動装置。
【請求項２】駆動トルク指令値演算手段はトルク指令信
号取得手段と駆動トルク低減信号取得手段とからなり、前記トルク指令信号取得手段は、内燃機関の回転速度を
検出する回転センサと、排出粒子濃度が高くなりやすい
回転速度領域で内燃機関の軸トルクを大きくしつつ排出
粒子濃度を抑えるトルク指令パターンを設定するトルク
指令パターン設定手段と、前記回転センサの出力に基づ
いて前記トルク指令パターンからトルク指令を取り出す
手段とを有し、前記駆動トルク低減信号取得手段は、アクセルペダルの
踏込み角度に応じた電気信号を出力する手段と、この手
段によって得られた電気信号に基づき、前記アクセルペ
ダルの最大踏込み状態を「１」とし、前記アクセルペダ
ルの踏込みを弱めるに従って「１」から徐々に減少する
駆動トルク低減信号を出力する手段とを有し、前記トルク指令と前記駆動トルク低減信号とを乗算し駆
動トルク指令値を求めるものである請求項１に記載の自
動車の補助駆動装置。
【請求項３】インバータ制御手段は、前記ブレーキ力指
令値を受けたとき前記交流機の回転速度よりも遅い回転
磁界を発生させるように前記インバータを制御すること
により前記交流機を発電機として運転し、このとき発生
する発電電力を前記二次電池に充電し、この二次電池に
充電された電力を補助駆動に用いることを特徴とする請
求項１に記載の自動車の補助駆動装置。