JP3164540B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電気駆
動手段とを備えたハイブリッド自動車に関する。
動手段とを備えたハイブリッド自動車に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のハイブリッド自動車としてパラレ
ルハイブリッド車とシリーズハイブリッド車とが知られ
ている。パラレルハイブリッド車とは、内燃機関でも電
気駆動でも走行可能な自動車であり、二つの駆動力を状
況に応じて使い分ける。また、内燃機関で発電してバッ
テリを充電しながら走行することも可能である。シリー
ズハイブリッド車とは、内燃機関で発電機を駆動し、発
電した電気エネルギによる電動駆動のみで走行する自動
車である。
ルハイブリッド車とシリーズハイブリッド車とが知られ
ている。パラレルハイブリッド車とは、内燃機関でも電
気駆動でも走行可能な自動車であり、二つの駆動力を状
況に応じて使い分ける。また、内燃機関で発電してバッ
テリを充電しながら走行することも可能である。シリー
ズハイブリッド車とは、内燃機関で発電機を駆動し、発
電した電気エネルギによる電動駆動のみで走行する自動
車である。
【0003】特に、パラレルハイブリッド車において、
前後駆動輪を電動機とエンジンとでそれぞれ駆動する
等、様々な方式が提案されている。
前後駆動輪を電動機とエンジンとでそれぞれ駆動する
等、様々な方式が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
が本来備えるべき軽量、コンパクト、低コストといった
要件を満たすハイブリッド自動車、特にパラレルハイブ
リッド車の提案が未だなされていない。従来のハイブリ
ッド自動車には、大型バッテリ、スタータ電動機、交流
発電機を備えた通常の自動車と同様のエンジンに電気動
力手段を付け加え、エンジンと電気動力手段とから走行
駆動力を得るようにしているため、重量の増加及びコス
トの上昇を招くという問題がある。
が本来備えるべき軽量、コンパクト、低コストといった
要件を満たすハイブリッド自動車、特にパラレルハイブ
リッド車の提案が未だなされていない。従来のハイブリ
ッド自動車には、大型バッテリ、スタータ電動機、交流
発電機を備えた通常の自動車と同様のエンジンに電気動
力手段を付け加え、エンジンと電気動力手段とから走行
駆動力を得るようにしているため、重量の増加及びコス
トの上昇を招くという問題がある。
【0005】本発明は、上記した従来技術の課題を解決
するためになされたものであって、その目的は、電動駆
動制御手段に複数の電気二重層コンデンサ、セル電圧平
滑化手段、補助用バッテリを備え、電気二重層コンデン
サを主電源とし、大型バッテリ、スタータ電動機、交流
発電機を必要としない小型軽量で低コストなハイブリッ
ド自動車を提供することにある。
するためになされたものであって、その目的は、電動駆
動制御手段に複数の電気二重層コンデンサ、セル電圧平
滑化手段、補助用バッテリを備え、電気二重層コンデン
サを主電源とし、大型バッテリ、スタータ電動機、交流
発電機を必要としない小型軽量で低コストなハイブリッ
ド自動車を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1に係るハイブリッド自動車は、次の
ように構成される。 内燃機関と、この記内燃機関のクラ
ンク軸または駆動輪に直結された発電電動機と、発電電
動機を駆動または回生制御する電動駆動制御手段とを備
え、内燃機関の駆動力と発電電動機の駆動力のうちのい
ずれか一方または両方で走行するハイブリッド自動車に
おいて、上記の電動駆動制御手段は、 発電電動機の駆動
用電源としての電気エネルギ貯蔵用の複数のコンデンサ
セルを備えて成る電気二重層コンデンサと、 発電電動機
を駆動、または発電電動機からの発電エネルギを電気二
重層コンデンサに回生を行なう駆動/回生手段と、 電気
二重層コンデンサの複数のコンデンサセルから電圧の高
い順にコンデンサセルを選択し、高い電圧のコンデンサ
セルと補正用コンデンサと並列接続し、電荷を移動させ
て低い電圧のコンデンサセルを充電し、複数のコンデン
サセルの電圧を均一化し、車両の運転状態によって変動
する複数のコンデンサセルの電圧を平均化するセル電圧
平滑化手段と、 電気二重層コンデンサの複数のコンデン
サセルを充電するのための補助用バッテリとを備え、そ
して 発電電動機でスタータ電動機および交流発電機を兼
ねるとともに、補助用バッテリによって電気二重層コン
デンサの自己放電分を補償する。 本発明の請求項2に係
るハイブリッド自動車は、上記の構成において、補助用
バッテリから駆動/回生手段を切り離し、補助用バッテ
リから昇圧充電手段を介して電気二重層コンデンサを充
電して電気二重層コンデンサの自己放電分を補償するこ
とを特徴とする。
に本発明の請求項1に係るハイブリッド自動車は、次の
ように構成される。 内燃機関と、この記内燃機関のクラ
ンク軸または駆動輪に直結された発電電動機と、発電電
動機を駆動または回生制御する電動駆動制御手段とを備
え、内燃機関の駆動力と発電電動機の駆動力のうちのい
ずれか一方または両方で走行するハイブリッド自動車に
おいて、上記の電動駆動制御手段は、 発電電動機の駆動
用電源としての電気エネルギ貯蔵用の複数のコンデンサ
セルを備えて成る電気二重層コンデンサと、 発電電動機
を駆動、または発電電動機からの発電エネルギを電気二
重層コンデンサに回生を行なう駆動/回生手段と、 電気
二重層コンデンサの複数のコンデンサセルから電圧の高
い順にコンデンサセルを選択し、高い電圧のコンデンサ
セルと補正用コンデンサと並列接続し、電荷を移動させ
て低い電圧のコンデンサセルを充電し、複数のコンデン
サセルの電圧を均一化し、車両の運転状態によって変動
する複数のコンデンサセルの電圧を平均化するセル電圧
平滑化手段と、 電気二重層コンデンサの複数のコンデン
サセルを充電するのための補助用バッテリとを備え、そ
して 発電電動機でスタータ電動機および交流発電機を兼
ねるとともに、補助用バッテリによって電気二重層コン
デンサの自己放電分を補償する。 本発明の請求項2に係
るハイブリッド自動車は、上記の構成において、補助用
バッテリから駆動/回生手段を切り離し、補助用バッテ
リから昇圧充電手段を介して電気二重層コンデンサを充
電して電気二重層コンデンサの自己放電分を補償するこ
とを特徴とする。
【0007】本発明の請求項1に係るハイブリッド自動
車によれば、発電電動機が回生制動として機能して発電
し、電気二重層コンデンサを充電することができる。ま
た、エンジン始動時に電気二重層コンデンサが主電源と
して発電電動機でエンジンのフライホイールを回転させ
ることができる。さらに、電気二重層コンデンサの耐電
圧のごく近傍まで充電できるともに、電気二重層コンデ
ンサの自己放電分を補償することができる。
車によれば、発電電動機が回生制動として機能して発電
し、電気二重層コンデンサを充電することができる。ま
た、エンジン始動時に電気二重層コンデンサが主電源と
して発電電動機でエンジンのフライホイールを回転させ
ることができる。さらに、電気二重層コンデンサの耐電
圧のごく近傍まで充電できるともに、電気二重層コンデ
ンサの自己放電分を補償することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて以下に説明する。図1は本発明に係るハイブリ
ッド自動車の実施形態全体ブロック構成図を示す。図1
において、ハイブリッド自動車1は、電動駆動制御手段
2、発電電動機3、エンジン4、変速機5、駆動輪6、
エンジン制御手段7、変速機制御手段8を備える。
基づいて以下に説明する。図1は本発明に係るハイブリ
ッド自動車の実施形態全体ブロック構成図を示す。図1
において、ハイブリッド自動車1は、電動駆動制御手段
2、発電電動機3、エンジン4、変速機5、駆動輪6、
エンジン制御手段7、変速機制御手段8を備える。
【0009】基本の動力源はエンジン4であり、発電電
動機3は駆動力の補助用として使用される。エンジン始
動時は、エンジン4のクランク軸、または駆動輪6に直
結された発電電動機3を電動駆動制御手段2から出力さ
れる電動機駆動電圧VMによって駆動し、スタータ電動
機に代わって変速機5を介してエンジン4のフライホイ
ールを回転させる。
動機3は駆動力の補助用として使用される。エンジン始
動時は、エンジン4のクランク軸、または駆動輪6に直
結された発電電動機3を電動駆動制御手段2から出力さ
れる電動機駆動電圧VMによって駆動し、スタータ電動
機に代わって変速機5を介してエンジン4のフライホイ
ールを回転させる。
【0010】また、極低速走行時はエンジン4の効率が
悪くなるので、エンジン4を空回しするか、場合によっ
ては燃料をカットして発電電動機3からの駆動力のみで
走行する。さらに、車両の全開加速時にはエンジン4に
よる通常走行状態に加えて変速機5を介して発電電動機
3の駆動力を駆動輪6に作用させる。
悪くなるので、エンジン4を空回しするか、場合によっ
ては燃料をカットして発電電動機3からの駆動力のみで
走行する。さらに、車両の全開加速時にはエンジン4に
よる通常走行状態に加えて変速機5を介して発電電動機
3の駆動力を駆動輪6に作用させる。
【0011】また、発電電動機3は、エンジン4の走行
駆動力に余剰が生じた場合(減速時)や制動時には回生
制動として機能し、発電した電力(発電電圧VGO)を電
動駆動制御手段2に出力して電力回生を行なう。
駆動力に余剰が生じた場合(減速時)や制動時には回生
制動として機能し、発電した電力(発電電圧VGO)を電
動駆動制御手段2に出力して電力回生を行なう。
【0012】エンジン制御手段7は、電動駆動制御手段
2からの制御信号S10bに基づいてエンジン4にエンジ
ン制御信号S7を出力し、エンジン4の駆動出力を制御
する。エンジン4の燃費率はスロットル開度の小さな低
トルク域で悪く、高トルク域の方が良くなるので、走行
状況に応じて駆動力を補助する発電電動機3を制御する
ことによってエンジン4を高トルク域で使用して燃費率
を良くしている。
2からの制御信号S10bに基づいてエンジン4にエンジ
ン制御信号S7を出力し、エンジン4の駆動出力を制御
する。エンジン4の燃費率はスロットル開度の小さな低
トルク域で悪く、高トルク域の方が良くなるので、走行
状況に応じて駆動力を補助する発電電動機3を制御する
ことによってエンジン4を高トルク域で使用して燃費率
を良くしている。
【0013】変速機制御手段8は、電動駆動制御手段2
からの制御信号S10aに基づいて変速機7に変速機制御
信号S8を出力し、変速機7のギア比を制御する。
からの制御信号S10aに基づいて変速機7に変速機制御
信号S8を出力し、変速機7のギア比を制御する。
【0014】電動駆動制御手段2は、システム制御手段
10、発電電動機制御手段11、駆動/回生手段12、
電気二重層コンデンサ13、セル電圧平滑化手段14、
降圧充電手段15、補助用バッテリ16、昇圧充電手段
17を備える。
10、発電電動機制御手段11、駆動/回生手段12、
電気二重層コンデンサ13、セル電圧平滑化手段14、
降圧充電手段15、補助用バッテリ16、昇圧充電手段
17を備える。
【0015】システム制御手段10は、RAM、RO
M、I/Oポート、マイクロコンピュータ(CPU)等
を中心とした電子制御手段で構成されており、エンジン
4、発電電動機3、変速機5の状態を確認し、図示しな
いメインスイッチ、アクセルセンサ、車速センサ等から
の出力信号に基づいて制御信号をリアルタイムで演算
し、各部に制御信号を出力してシステム全体を制御す
る。
M、I/Oポート、マイクロコンピュータ(CPU)等
を中心とした電子制御手段で構成されており、エンジン
4、発電電動機3、変速機5の状態を確認し、図示しな
いメインスイッチ、アクセルセンサ、車速センサ等から
の出力信号に基づいて制御信号をリアルタイムで演算
し、各部に制御信号を出力してシステム全体を制御す
る。
【0016】発電電動機制御手段11は、システム制御
手段10からの制御信号S10cに基づいて駆動/回生制
御信号S11を駆動/回生手段12に出力して駆動/回生
手段12を駆動モード、回生モード、またはオープンモ
ードの何れかに制御する。
手段10からの制御信号S10cに基づいて駆動/回生制
御信号S11を駆動/回生手段12に出力して駆動/回生
手段12を駆動モード、回生モード、またはオープンモ
ードの何れかに制御する。
【0017】駆動/回生手段12は、駆動モード時には
電気二重層コンデンサ13から出力される直流電圧VD
(例えば200V)を主電源として電動機駆動電圧VM
を発電電動機3に出力して発電電動機3を駆動し、また
回生モード時には発電電動機3が回生制動として機能し
て発電した発電電圧VG0を直流に変換して得られる回生
電圧VG1(例えば直流電圧200V)を電気二重層コン
デンサ13と降圧充電手段15とに出力する。
電気二重層コンデンサ13から出力される直流電圧VD
(例えば200V)を主電源として電動機駆動電圧VM
を発電電動機3に出力して発電電動機3を駆動し、また
回生モード時には発電電動機3が回生制動として機能し
て発電した発電電圧VG0を直流に変換して得られる回生
電圧VG1(例えば直流電圧200V)を電気二重層コン
デンサ13と降圧充電手段15とに出力する。
【0018】エンジンブレーキ時やフットブレーキによ
る制動時は、発電電動機3を発電機として作動させ、車
両の運動エネルギを電気エネルギに変換して電気二重層
コンデンサ13に蓄えることでエネルギ回収を行なって
いる。
る制動時は、発電電動機3を発電機として作動させ、車
両の運動エネルギを電気エネルギに変換して電気二重層
コンデンサ13に蓄えることでエネルギ回収を行なって
いる。
【0019】電気二重層コンデンサ13は、回生電圧V
G1によって各セルに充電されセル電圧をセル電圧平滑化
手段14からのセル電圧平滑化信号S14に基づいて均一
化する。
G1によって各セルに充電されセル電圧をセル電圧平滑化
手段14からのセル電圧平滑化信号S14に基づいて均一
化する。
【0020】降圧充電手段15は、DC/DCコンバー
タからなり、システム制御手段10からの制御信号S10
dに基づいて充電モード、またはオープンモードの何れ
かに制御され、充電モードにおいて回生電圧VG1を降圧
して得られる降圧電圧VC1(直流電圧12V)を補助用
バッテリ16に出力して補助用バッテリ16を充電し、
オープンモードにおいて出力を開放状態にする。
タからなり、システム制御手段10からの制御信号S10
dに基づいて充電モード、またはオープンモードの何れ
かに制御され、充電モードにおいて回生電圧VG1を降圧
して得られる降圧電圧VC1(直流電圧12V)を補助用
バッテリ16に出力して補助用バッテリ16を充電し、
オープンモードにおいて出力を開放状態にする。
【0021】補助用バッテリ16は、バッテリ電圧VB
(直流電圧12V)を昇圧充電手段17に出力する。
(直流電圧12V)を昇圧充電手段17に出力する。
【0022】昇圧充電手段17は、DC/DCコンバー
タからなり、システム制御手段10からの制御信号S10
eに基づいてバッテリ電圧VBを昇圧して得られる昇圧
電圧VC2(例えば直流電圧200V)を電気二重層コン
デンサ13に出力し、電気二重層コンデンサ13を充電
する。この時、駆動/回生手段12と降圧充電手段のと
はオープンモードになっており、昇圧充電手段17の出
力から切離された状態となっている。
タからなり、システム制御手段10からの制御信号S10
eに基づいてバッテリ電圧VBを昇圧して得られる昇圧
電圧VC2(例えば直流電圧200V)を電気二重層コン
デンサ13に出力し、電気二重層コンデンサ13を充電
する。この時、駆動/回生手段12と降圧充電手段のと
はオープンモードになっており、昇圧充電手段17の出
力から切離された状態となっている。
【0023】このように、本発明に係るハイブリッド自
動車1は、電動駆動制御手段2、発電電動機3、エンジ
ン4、変速機5、駆動輪6、エンジン制御手段7、変速
機制御手段8を備え、発電電動機が回生制動として機能
して発電し、電気二重層コンデンサを充電するので、従
来のハイブリッド自動車に装備されていた交流発電機を
廃止することができる。
動車1は、電動駆動制御手段2、発電電動機3、エンジ
ン4、変速機5、駆動輪6、エンジン制御手段7、変速
機制御手段8を備え、発電電動機が回生制動として機能
して発電し、電気二重層コンデンサを充電するので、従
来のハイブリッド自動車に装備されていた交流発電機を
廃止することができる。
【0024】また、本発明に係るハイブリッド自動車1
は、減速時や制動時には回生制動として機能し、発電し
た電力を電動駆動制御手段2に出力して電力回生を行な
うので、ブレーキ装置に対する負荷を小さくできる。
は、減速時や制動時には回生制動として機能し、発電し
た電力を電動駆動制御手段2に出力して電力回生を行な
うので、ブレーキ装置に対する負荷を小さくできる。
【0025】さらに、本発明に係るハイブリッド自動車
1は、エンジン始動時に電気二重層コンデンサが主電源
として発電電動機でエンジンのフライホイールを回転さ
せることができるので、従来のハイブリッド自動車に装
備されていた大型バッテリとスタータ電動機とを廃止す
ることができる。
1は、エンジン始動時に電気二重層コンデンサが主電源
として発電電動機でエンジンのフライホイールを回転さ
せることができるので、従来のハイブリッド自動車に装
備されていた大型バッテリとスタータ電動機とを廃止す
ることができる。
【0026】また、本発明に係るハイブリッド自動車1
は、複数の電気二重層コンデンサ充電のための補助用バ
ッテリを備えたので、電気二重層コンデンサの自己放電
分を補償することができる。
は、複数の電気二重層コンデンサ充電のための補助用バ
ッテリを備えたので、電気二重層コンデンサの自己放電
分を補償することができる。
【0027】図2は本発明の請求項2に係る電気二重層
コンデンサとセル電圧平滑化手段の実施の形態要部ブロ
ック構成図を示す。図2において、電気二重層コンデン
サ13は、コンデンサセル(13-1〜13-n)を備え
る。
コンデンサとセル電圧平滑化手段の実施の形態要部ブロ
ック構成図を示す。図2において、電気二重層コンデン
サ13は、コンデンサセル(13-1〜13-n)を備え
る。
【0028】電気二重層コンデンサ13は、同一のコン
デンサセル(13-1〜13-n)を直列に接続したもの
であり、各コンデンサセル(13-1〜13-n)の静電
容量は例えば1600(F)に設定する。また、図2に
おいて、セル電圧平滑化手段14は、スイッチ手段2
4、セル電圧補正用コンデンサ25、電圧検出手段2
6、コンデンサセル選択手段27、接続時間/周期決定
手段28、スイッチ駆動手段29を備える。
デンサセル(13-1〜13-n)を直列に接続したもの
であり、各コンデンサセル(13-1〜13-n)の静電
容量は例えば1600(F)に設定する。また、図2に
おいて、セル電圧平滑化手段14は、スイッチ手段2
4、セル電圧補正用コンデンサ25、電圧検出手段2
6、コンデンサセル選択手段27、接続時間/周期決定
手段28、スイッチ駆動手段29を備える。
【0029】セル電圧補正用コンデンサ25の静電容量
は、コンデンサセル(13-1〜13-n)の静電容量
(例えば1600F)の10%以下の値(例えば100
F)に設定する。
は、コンデンサセル(13-1〜13-n)の静電容量
(例えば1600F)の10%以下の値(例えば100
F)に設定する。
【0030】電圧検出手段26は、セル電圧補正用コン
デンサ25の電圧と、n個のコンデンサセル(13-1〜
13-n)の電圧とをサンプリングし、検出して得られ
るセル電圧信号S26aをコンデンサセル選択手段27
に、補正用コンデンサ電圧信号S26bを接続時間/周期
決定手段28に出力する。
デンサ25の電圧と、n個のコンデンサセル(13-1〜
13-n)の電圧とをサンプリングし、検出して得られ
るセル電圧信号S26aをコンデンサセル選択手段27
に、補正用コンデンサ電圧信号S26bを接続時間/周期
決定手段28に出力する。
【0031】コンデンサセル選択手段27は、セル電圧
信号S26aに基づいてn個のコンデンサセル(13-1〜
13-n)を電圧の高い順に選択するセル選択順序信号
S27をスイッチ駆動手段29に出力する。
信号S26aに基づいてn個のコンデンサセル(13-1〜
13-n)を電圧の高い順に選択するセル選択順序信号
S27をスイッチ駆動手段29に出力する。
【0032】接続時間/周期決定手段28は、補正用コ
ンデンサ電圧信号S26bに基づいてコンデンサセル(1
3-1〜13-n)とセル電圧補正用コンデンサ25との
並列接続時間及び周期を決定して得られる接続時間/周
期信号S28をスイッチ駆動手段29に出力する。
ンデンサ電圧信号S26bに基づいてコンデンサセル(1
3-1〜13-n)とセル電圧補正用コンデンサ25との
並列接続時間及び周期を決定して得られる接続時間/周
期信号S28をスイッチ駆動手段29に出力する。
【0033】スイッチ駆動手段29は、セル選択順序信
号S27及び接続時間/周期信号S28に基づいてスイッチ
手段24の開閉駆動をする。
号S27及び接続時間/周期信号S28に基づいてスイッチ
手段24の開閉駆動をする。
【0034】スイッチ手段24は、セル選択スイッチ
(20-0〜20-n)、接続反転スイッチ(22a,2
2b、23a、23b)、電流制限用抵抗Rを備える。
セル選択スイッチ(20-0〜20-n)の内の所定の2
個と、4個の接続反転スイッチ(22a,22b、23
a、23b)の内の所定の2個とのを閉成すると、所定
のコンデンサセル(13-i)にセル電圧補正用コンデン
サ25が並列接続(図3参照)される。
(20-0〜20-n)、接続反転スイッチ(22a,2
2b、23a、23b)、電流制限用抵抗Rを備える。
セル選択スイッチ(20-0〜20-n)の内の所定の2
個と、4個の接続反転スイッチ(22a,22b、23
a、23b)の内の所定の2個とのを閉成すると、所定
のコンデンサセル(13-i)にセル電圧補正用コンデン
サ25が並列接続(図3参照)される。
【0035】図3はスイッチ手段の動作説明図を示す。
図3(A)に示すように、例えば2個のセル選択スイッ
チ20-0、20-1と、2個の接続反転スイッチ22a、
23aとが閉成すると、コンデンサセル13-1の(+)
極とセル電圧補正用コンデンサ25の(+)極とが接続
されると共に、コンデンサセル13-1の(−)極とセル
電圧補正用コンデンサ25の(−)極とが電流制限用抵
抗Rを介して接続される。
図3(A)に示すように、例えば2個のセル選択スイッ
チ20-0、20-1と、2個の接続反転スイッチ22a、
23aとが閉成すると、コンデンサセル13-1の(+)
極とセル電圧補正用コンデンサ25の(+)極とが接続
されると共に、コンデンサセル13-1の(−)極とセル
電圧補正用コンデンサ25の(−)極とが電流制限用抵
抗Rを介して接続される。
【0036】また、図3(B)に示すように、2個のセ
ル選択スイッチ20-1、20-2と、2個の接続反転スイ
ッチ22b、23bとが閉成すると、コンデンサセル1
3-2の(+)極とセル電圧補正用コンデンサ25の
(+)極とが電流制限用抵抗Rを介して接続されると共
に、コンデンサセル13-2の(−)極とセル電圧補正用
コンデンサ25の(−)極とが接続される。
ル選択スイッチ20-1、20-2と、2個の接続反転スイ
ッチ22b、23bとが閉成すると、コンデンサセル1
3-2の(+)極とセル電圧補正用コンデンサ25の
(+)極とが電流制限用抵抗Rを介して接続されると共
に、コンデンサセル13-2の(−)極とセル電圧補正用
コンデンサ25の(−)極とが接続される。
【0037】図4はセル電圧平滑化手段の動作フローチ
ャートを示す。ステップP1は、電圧検出手段26でn
個のコンデンサセル(13-1〜13-n)の電圧をサン
プリングして検出し、ステップP2に遷移する。ステッ
プP2は、コンデンサセル選択手段27において、検出
されたn個のコンデンサセル(13-1〜13-n)の電
圧に基づいて高い電圧順にU=1からU=Nまでコンデ
ンサセルに番号付けを行なってステップP3に遷移す
る。
ャートを示す。ステップP1は、電圧検出手段26でn
個のコンデンサセル(13-1〜13-n)の電圧をサン
プリングして検出し、ステップP2に遷移する。ステッ
プP2は、コンデンサセル選択手段27において、検出
されたn個のコンデンサセル(13-1〜13-n)の電
圧に基づいて高い電圧順にU=1からU=Nまでコンデ
ンサセルに番号付けを行なってステップP3に遷移す
る。
【0038】ステップP3は、コンデンサセル選択手段
27において、最大電圧のコンデンサセルの番号Uを1
にセット(U=1)してステップP4に遷移する。ステ
ップP4は、スイッチ駆動手段29でコンデンサセルの
番号(U)を選択するようにスイッチ手段24を駆動し
てステップP5に遷移する。
27において、最大電圧のコンデンサセルの番号Uを1
にセット(U=1)してステップP4に遷移する。ステ
ップP4は、スイッチ駆動手段29でコンデンサセルの
番号(U)を選択するようにスイッチ手段24を駆動し
てステップP5に遷移する。
【0039】ステップP5は、スイッチ手段24がスイ
ッチ駆動手段29からのコンデンサセルの番号(U)に
対応するコンデンサセル(13-i)とセル電圧補正用
コンデンサ25とを並列接続するようにセル選択スイッ
チと接続反転スイッチとの開閉制御する。
ッチ駆動手段29からのコンデンサセルの番号(U)に
対応するコンデンサセル(13-i)とセル電圧補正用
コンデンサ25とを並列接続するようにセル選択スイッ
チと接続反転スイッチとの開閉制御する。
【0040】その結果、コンデンサセル(13-i)か
ら電流制限用抵抗Rを介してセル電圧補正用コンデンサ
25に電荷が移動し、放電したコンデンサセル(13-
i)の電圧は低下し、充電されたセル電圧補正用コンデ
ンサ25の電圧は上昇する。なお、セル電圧補正用コン
デンサ25の静電容量(例えば100F)はコンデンサ
セル(13-i)の静電容量(例えば1600F)に比
べて小く、充電によるセル電圧補正用コンデンサ25の
電圧は速やかに上昇するので、各コンデンサセル(13
-1〜13-n)の電圧の均一化を短時間で行なうことが
できる。
ら電流制限用抵抗Rを介してセル電圧補正用コンデンサ
25に電荷が移動し、放電したコンデンサセル(13-
i)の電圧は低下し、充電されたセル電圧補正用コンデ
ンサ25の電圧は上昇する。なお、セル電圧補正用コン
デンサ25の静電容量(例えば100F)はコンデンサ
セル(13-i)の静電容量(例えば1600F)に比
べて小く、充電によるセル電圧補正用コンデンサ25の
電圧は速やかに上昇するので、各コンデンサセル(13
-1〜13-n)の電圧の均一化を短時間で行なうことが
できる。
【0041】ステップP6は、接続時間/周期決定手段
28で決定した接続時間/周期信号S28に基づいて設定
された接続時間t(U)を経過した(YES)か、否
(NO)かを判定し、YESであればステップP7に遷
移し、NOであればステップP5に遷移する。
28で決定した接続時間/周期信号S28に基づいて設定
された接続時間t(U)を経過した(YES)か、否
(NO)かを判定し、YESであればステップP7に遷
移し、NOであればステップP5に遷移する。
【0042】ステップP7は、スイッチ駆動手段29に
よってセル選択スイッチ及び接続反転スイッチを開成に
し、コンデンサセル(13-i)とセル電圧補正用コン
デンサ25との接続を切離してステップP8に遷移す
る。ステップP8は、コンデンサセル選択手段27でコ
ンデンサセルの番号UをU+1にセット(U=U+1)
してステップP9に遷移する。
よってセル選択スイッチ及び接続反転スイッチを開成に
し、コンデンサセル(13-i)とセル電圧補正用コン
デンサ25との接続を切離してステップP8に遷移す
る。ステップP8は、コンデンサセル選択手段27でコ
ンデンサセルの番号UをU+1にセット(U=U+1)
してステップP9に遷移する。
【0043】ステップP9は、コンデンサセル選択手段
27でコンデンサセルの番号Uが最下位の番号N以上
(YES)か、否(NO)かを判定し、YESであれば
ステップP1に遷移し、NOであればステップP4に遷
移する。
27でコンデンサセルの番号Uが最下位の番号N以上
(YES)か、否(NO)かを判定し、YESであれば
ステップP1に遷移し、NOであればステップP4に遷
移する。
【0044】ステップP9でNOと判定された場合は、
ステップP4に遷移し、次に高い電位の番号(U=U+
1)のコンデンサセルとセル電圧補正用コンデンサ25
とが接続時間t(U+1)だけ接続され、セル電圧補正
用コンデンサ25の電荷が電流制限用抵抗Rを介して番
号(U=U+1)のコンデンサセルに移動して番号(U
=U+1)のコンデンサセルの電圧が上昇する。
ステップP4に遷移し、次に高い電位の番号(U=U+
1)のコンデンサセルとセル電圧補正用コンデンサ25
とが接続時間t(U+1)だけ接続され、セル電圧補正
用コンデンサ25の電荷が電流制限用抵抗Rを介して番
号(U=U+1)のコンデンサセルに移動して番号(U
=U+1)のコンデンサセルの電圧が上昇する。
【0045】このように、セル電圧平滑化手段14は、
セル電圧補正用コンデンサ25を媒介にして電圧の高い
番号Uのコンデンサセルから低い電圧の番号(U=U+
1)のコンデンサセルに電荷を移動させることにより、
コンデンサセル13-1〜コンデンサセル13-nまでの
電圧を均一化することができる。
セル電圧補正用コンデンサ25を媒介にして電圧の高い
番号Uのコンデンサセルから低い電圧の番号(U=U+
1)のコンデンサセルに電荷を移動させることにより、
コンデンサセル13-1〜コンデンサセル13-nまでの
電圧を均一化することができる。
【0046】また、セル電圧平滑化手段14は、電流制
限用抵抗Rを小さくして接続時間t(U)を短くし、コ
ンデンサセル13-1〜コンデンサセル13-nまでの電
圧を均一化する周期T(S28)を高めることにより、電
気二重層コンデンサ13が充放電を行なっても許容でき
る電圧範囲内でコンデンサセル13-1〜コンデンサセル
13-nまでの電圧を均一化することができる。
限用抵抗Rを小さくして接続時間t(U)を短くし、コ
ンデンサセル13-1〜コンデンサセル13-nまでの電
圧を均一化する周期T(S28)を高めることにより、電
気二重層コンデンサ13が充放電を行なっても許容でき
る電圧範囲内でコンデンサセル13-1〜コンデンサセル
13-nまでの電圧を均一化することができる。
【0047】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。本発明の請求項1に係るハイブリッド自動車によ
れば、発電電動機が回生制動として機能して発電し、電
気二重層コンデンサを充電する。このため、従来のハイ
ブリッド自動車に装備されていた交流発電機と、さらに
大型バッテリとを廃止することができ、車両の小型軽量
化と低コスト化を実現することができる。また、エンジ
ン始動時に電気二重層コンデンサが主電源として発電電
動機でエンジンのフライホイールを回転させる。このた
め、従来のハイブリッド自動車に装備されていたスター
タ電動機を廃止することができるので、小型車両の軽量
化と低コスト化を実現することができる。
する。本発明の請求項1に係るハイブリッド自動車によ
れば、発電電動機が回生制動として機能して発電し、電
気二重層コンデンサを充電する。このため、従来のハイ
ブリッド自動車に装備されていた交流発電機と、さらに
大型バッテリとを廃止することができ、車両の小型軽量
化と低コスト化を実現することができる。また、エンジ
ン始動時に電気二重層コンデンサが主電源として発電電
動機でエンジンのフライホイールを回転させる。このた
め、従来のハイブリッド自動車に装備されていたスター
タ電動機を廃止することができるので、小型車両の軽量
化と低コスト化を実現することができる。
【0048】さらに、電気二重層コンデンサの耐電圧の
ごく近傍まで充電できるため、減速時に小型軽量な電気
二重層コンデンサに充分な電力回生をして加速時に発電
電動機によって走行駆動力を駆動輪に付加することがで
き、エンジンの効率及び燃費を向上させることができ
る。また、電気二重層コンデンサの自己放電分を補償す
るため、出力密度が大きく、小型軽量で、温度特性及び
耐久性に優れた電気二重層コンデンサを大型バッテリの
代わりに車両に装備することができる。よって、小型軽
量化を図るとともに、経済的なハイブリッド自動車を提
供することができる。
ごく近傍まで充電できるため、減速時に小型軽量な電気
二重層コンデンサに充分な電力回生をして加速時に発電
電動機によって走行駆動力を駆動輪に付加することがで
き、エンジンの効率及び燃費を向上させることができ
る。また、電気二重層コンデンサの自己放電分を補償す
るため、出力密度が大きく、小型軽量で、温度特性及び
耐久性に優れた電気二重層コンデンサを大型バッテリの
代わりに車両に装備することができる。よって、小型軽
量化を図るとともに、経済的なハイブリッド自動車を提
供することができる。
【図1】本発明に係るハイブリッド自動車の実施形態全
体ブロック構成図
体ブロック構成図
【図2】本発明の請求項2に係る電気二重層コンデンサ
とセル電圧平滑化手段の実施の形態要部ブロック構成図
とセル電圧平滑化手段の実施の形態要部ブロック構成図
【図3】スイッチ手段の動作説明図
【図4】セル電圧平滑化手段の動作フローチャート
1…ハイブリッド自動車、2…電動駆動制御手段、3…
発電電動機、4…エンジン、5…変速機、6…駆動輪、
7…エンジン制御手段、8…変速機制御手段、10…シ
ステム制御手段、11…発電電動機制御手段、12…駆
動/回生手段、13…電気二重層コンデンサ、13-1〜
13-n…コンデンサセル、13-i…所定のコンデンサ
セル、14…セル電圧平滑化手段、15…降圧充電手
段、16…補助用バッテリ、17…昇圧充電手段、20
-0〜20-n…セル選択スイッチ、22a,22b、2
3a、23b…接続反転スイッチ、24…スイッチ手
段、25…セル電圧補正用コンデンサ、26…電圧検出
手段、27…コンデンサセル選択手段、28…接続時間
/周期決定手段、29…スイッチ駆動手段、CPU…マ
イクロコンピュータ、R…電流制限用抵抗、S7…エン
ジン制御信号、S8…変速機制御信号、S10a,S10
b,S10c,S10d,S10e…制御信号、S11…駆動/
回生制御信号、S26a…セル電圧信号、S26b…補正用
コンデンサ電圧信号、S27…セル選択順序信号、S28…
接続時間/周期信号、VB…バッテリ電圧、VC1…降圧
電圧、VC2…昇圧電圧、VD…直流電圧、VG1…回生電
圧、VGO…発電電圧、VM…電動機駆動電圧。
発電電動機、4…エンジン、5…変速機、6…駆動輪、
7…エンジン制御手段、8…変速機制御手段、10…シ
ステム制御手段、11…発電電動機制御手段、12…駆
動/回生手段、13…電気二重層コンデンサ、13-1〜
13-n…コンデンサセル、13-i…所定のコンデンサ
セル、14…セル電圧平滑化手段、15…降圧充電手
段、16…補助用バッテリ、17…昇圧充電手段、20
-0〜20-n…セル選択スイッチ、22a,22b、2
3a、23b…接続反転スイッチ、24…スイッチ手
段、25…セル電圧補正用コンデンサ、26…電圧検出
手段、27…コンデンサセル選択手段、28…接続時間
/周期決定手段、29…スイッチ駆動手段、CPU…マ
イクロコンピュータ、R…電流制限用抵抗、S7…エン
ジン制御信号、S8…変速機制御信号、S10a,S10
b,S10c,S10d,S10e…制御信号、S11…駆動/
回生制御信号、S26a…セル電圧信号、S26b…補正用
コンデンサ電圧信号、S27…セル選択順序信号、S28…
接続時間/周期信号、VB…バッテリ電圧、VC1…降圧
電圧、VC2…昇圧電圧、VD…直流電圧、VG1…回生電
圧、VGO…発電電圧、VM…電動機駆動電圧。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02N 11/04,11/08 B60K 6/02 B60L 11/14 F02D 29/02
Claims (2)
- 【請求項1】 内燃機関と、前記内燃機関のクランク軸
または駆動輪に直結された発電電動機と、前記発電電動
機を駆動または回生制御する電動駆動制御手段とを備
え、前記内燃機関の駆動力と前記発電電動機の駆動力の
うちのいずれか一方または両方で走行するハイブリッド
自動車において、 前記電動駆動制御手段は、 前記発電電動機の駆動用電源としての電気エネルギ貯蔵
用の複数のコンデンサセルを備えて成る電気二重層コン
デンサと、 前記発電電動機を駆動、または前記発電電動機からの発
電エネルギを前記電気二重層コンデンサに回生を行なう
駆動/回生手段と、前記電気二重層コンデンサの前記複数のコンデンサセル
から電圧の高い順に前記コンデンサセルを選択し、高電
圧の前記コンデンサセルと補正用コンデンサと並列接続
し、電荷を移動させて低電圧の前記コンデンサセルを充
電し、前記複数のコンデンサセルの電圧を均一化し、車
両の運転状態によって変動する前記複数のコンデンサセ
ルの電圧を平均化する セル電圧平滑化手段と、前記電気二重層コンデンサの前記複数のコンデンサセル
を充電する のための補助用バッテリとを備え、 前記発電電動機でスタータ電動機および交流発電機を兼
ねるとともに、前記補助用バッテリによって前記電気二
重層コンデンサの自己放電分を補償することを特徴とす
るハイブリッド自動車。 - 【請求項2】 前記補助用バッテリから前記駆動/回生
手段を切り離し、前記補助用バッテリから昇圧充電手段
を介して前記電気二重層コンデンサを充電して前記電気
二重層コンデンサの自己放電分を補償することを特徴と
する請求項1記載のハイブリッド自動車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24306597A JP3164540B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ハイブリッド自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24306597A JP3164540B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ハイブリッド自動車 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1182258A JPH1182258A (ja) | 1999-03-26 |
JP3164540B2 true JP3164540B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=17098283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24306597A Expired - Fee Related JP3164540B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | ハイブリッド自動車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3164540B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101973741B1 (ko) * | 2017-07-17 | 2019-04-30 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 배터리 셀 공용 트레이 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3956796B2 (ja) | 2001-12-26 | 2007-08-08 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動制御方法及びそのプログラム |
JP4133019B2 (ja) | 2002-06-21 | 2008-08-13 | 日産ディーゼル工業株式会社 | 車両の蓄電制御装置 |
WO2008009045A1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Australian Customs Service | Multi-purpose drive system for a combustion engine |
US8361594B2 (en) * | 2007-11-07 | 2013-01-29 | Intel Corporation | Methods of forming magnetic vias to maximize inductance in integrated circuits and structures formed thereby |
WO2010002051A1 (en) * | 2008-07-04 | 2010-01-07 | Seoul National University Industry Foundation | Engine-generator provided with super capacitor |
JP5895407B2 (ja) * | 2011-09-08 | 2016-03-30 | マツダ株式会社 | ハイブリッド自動車 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP24306597A patent/JP3164540B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101973741B1 (ko) * | 2017-07-17 | 2019-04-30 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 배터리 셀 공용 트레이 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1182258A (ja) | 1999-03-26 |
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Date | Code | Title | Description |
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