JP3217902B2 - 車両駆動装置 - Google Patents

車両駆動装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は少なくとも１つの駆動車
輪とその駆動車輪の回転速度を制御する制御信号を発生
する手段とを有する車両駆動装置に関する。本発明の車
両駆動装置は、主に下記から構成される。 （ｉ）駆動車輪に機械的に結合する電動機 （ii）再充電可能な電気エネルギー蓄電池 （iii ）内燃機関 （iv）内燃機関に機械的に結合する発電機 （ｖ）第１電気エネルギーフラックス（第１電流）を蓄
電池と電動機間に運搬させ、第２電気エネルギーフラッ
クス（第２電流）を発電機と電動機間に運搬させ、第３
電気エネルギーフラックス（第３電流）を発電機と蓄電
池間に運搬させ、かつ電動機、発電機、および蓄電池に
電気的に接続する電気エネルギ変換手段 （vi）蓄電池に蓄積される電気エネルギーの量を表す第
１測定信号を発生する手段
【０００２】
【従来の技術】例えば米国特許第４，３０６，１５６号
は、この形式の車両駆動装置を記載し、その中に水力結
合変換器と特に車両のアクセルペダルにより制御される
自動ギア箱とを有する車両速度制御装置の手段を介して
交流電動機に結合する車両の駆動車輪を記載している。
【０００３】電動機に供給される交流電圧は、再充電可
能な電池において利用できるエネルギー量が与えられた
量より大である限り、この電池から得られる直流電圧を
受ける変換器によって提供される。
【０００４】この蓄電池において利用できるこのエネル
ギー量がこの閾以下に下がるとき、制御回路は、とりわ
け、直流電圧発電機に機械的に結合されるガソリンエン
ジンの始動をトリガするコンピュータと、前記変換器お
よび電池へのこの発電機の接続部とを有する。このガソ
リンエンジンは次に発電機の手段を介して車両を駆動し
電池を再充電するのに必要なエネルギーを供給する。
【０００５】電池において利用できる電気エネルギーの
量が予め決定した閾を再び越えるとき、制御回路はガソ
リンエンジンを停止し、発電機の接続を切り離す。車両
を駆動するのに必要なエネルギーは次にもう一度電池に
より供給される。
【０００６】この装置において、ガソリンエンジンが動
作するとき発電機により供給される電圧と電流は実質的
に一定である。この電流の第１部分は、変換器回路の手
段を介して駆動電動機に送られるため、この電流の第２
部分は電池を再充電するために使用される。この駆動電
動機がほとんど、または全くエネルギーを消費しないと
き、例えば車両が丘の下り坂を降りるとき、または休止
しているとき、発電機により供給されるこの電流の第２
部分は、比較的高くなり得る。しかしながら、電池は損
なわれるペナルティー下で決定された値より大きい電流
によって充電され得ないということは知られている。上
述した装置は従って発電機と電池間に直列接続される抵
抗器を有し、その抵抗器は電池の電流の充電を制限する
ように設けられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この抵抗器はこの装置
の効率を実質的に減少する相当量のエネルギーを消費す
る。加えて、この抵抗器は相当の寸法を必要とし、その
温度は高温に達し得、また車両内に抵抗器を取り付ける
ことを困難である。さらに、この抵抗器の存在にもかか
わらず、電池の充電条件は、この充電に使用される電流
の相当な変化により好ましくなく、このことはこの電池
の寿命を減少し得る。
【０００８】本発明の目的は上記問題点に鑑み、米国特
許第４，３０６，１５６号に記載の発明と同一形式の車
両駆動装置であるが、前記米国特許の発明の上記欠点を
もたない装置であって、すなわちこの公知の装置より実
質的に効率のよい装置であって、前述した制限抵抗器の
ように非常に高い温度をもち得る厄介な成分をもたな
い、かつ蓄電池の充電条件が最適な条件に近づき得る装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の車両駆動装置は、少なくとも１つの駆動車輪とその
駆動車輪の回転速度を制御する制御信号を発生する手段
とを有し、 （ｉ）駆動車輪に機械的に結合する電動機 （ii）再充電可能な電気エネルギー蓄電池 （iii ）内燃機関 （iv）内燃機関に機械的に結合する発電機 （ｖ）第１電気エネルギーフラックス（第１電流）を蓄
電池と電動機間に通電させ、第２電気エネルギーフラッ
クス（第２電流）を発電機と電動機間に通電させ、第３
電気エネルギーフラックス（第３電流）を発電機と蓄電
池間に通電させ、かつ電動機、発電機、および蓄電池を
電気的に接続する電気エネルギ変換手段 （vi）蓄電池に蓄積される電気エネルギーの量を表す第
１測定信号を発生する手段とから構成する。
【００１０】本発明の車両駆動装置は、電気エネルギー
変換手段が下記を有することを特徴とする。 （ｉ）第１調節信号に応答して第１電気エネルギーフラ
ックス（第１電流）および第２電気エネルギーフラック
ス（第２電流）の強度を調節する第１調節手段 （ii）第２調節信号に応答して第２電気エネルギーフラ
ックス（第２電流）および第３電気エネルギーフラック
ス（第３電流）の強度を調節する第２調節手段
【００１１】本発明の車両駆動装置は、さらに下記を有
する。 （ｉ）第１電気エネルギーフラックス（第１電流）およ
び第２電気エネルギーフラックス（第２電流）により送
電される電力を表す第２測定信号を発生する手段 （ii）第２電気エネルギーフラックス（第２電流）およ
び第３電気エネルギーフラックス（第３電流）により送
電される電力を表す第３測定信号を発生する手段 （iii ）駆動車輪の回転速度を制御する制御信号の関数
として第１調節信号を発生するように設けられ、かつ第
３測定信号と第２測定信号との間の差の関数としての前
記第２調節信号を第２調節信号を、前記差が、少なくと
も実質的に決定された決定値に等しくなるような値とな
るように、発生するよう設けられた制御回路（６）
【００１２】
【実施例】以下添付図面を参照しつつ本発明の実施例を
説明し本発明の他の目的と利点を明白にするが、本発明
は以下の実施例に限定されるものではない。図１は本発
明による２つの実施例を示すブロック図である。図１に
参照番号１で示す車両駆動装置は非同期式モータ２を有
し、非同期式モータ２の回転子は分離して示されず、参
照番号３で示す車両の駆動車輪と機械的に結合される。
本図１において、モータ２と車輪３は分離され、これら
の機械的結合は２重線により表される。しかしながら、
このモータ２とこの車輪３は共に取り付けることがで
き、またはトランスミッションシャフト（伝達軸）の手
段を介して、そして／またはギア列により結合できるこ
とは明白である。
【００１３】車両駆動装置１は、さらに再充電可能な電
気エネルギー蓄電池または電池４を有し、第１変換器回
路（第１変換器）５の手段を介して分離して示されない
モータ２の固定子に結合される。この第１変換器５は電
池４または後述する他の回路から直流の電圧と電流の形
式で受ける電気エネルギーから交流電圧と電流の形式で
モータ２を機能するために必要な電気エネルギーを供給
することができるように設けられる。
【００１４】第１変換器回路５はさらにモータ２に供給
される電圧、そして／または、電流を調節し、できれば
その機能については後述する制御回路６から受信するＳ
Ｒ１で示す調節信号に応答してこの電圧と電流の周波数
もまた調節するように設けられる。換言すれば、第１変
換器５は調節信号ＳＲ１に応答して第１変換器５がモー
タ２に供給する電力を調節するように設けられる。
【００１５】上述してきた、または後述する種々の要素
間の電気的接続は、たとえこれらの接続が電池４、変換
器５およびモータ２間の接続に対し顕著な場合のように
当然数本の導線からなるとしても、図１において単線で
示されることは注意を要する。図１をより理解し易くす
るため、電気的エネルギーの運搬を含む接続は、運搬制
御または測定信号に使用される接続より太い線によって
表わす。
【００１６】車両駆動装置１は、さらに分離して図示さ
れない交流電圧発電機８のロータ（回転子）部と機械的
に結合されるガソリンエンジン７を有する。この図１に
おいて、エンジン７と発電機８は分離され、これらの機
械的結合は、２重線で表される。しかしながら、このエ
ンジン７とこの発電機８は、共に取り付けられ、または
ギア列の手段によって結合できる。
【００１７】発電機８の固定子は、分離して図示されな
いが、電池４へ接続され、それゆえ第２変換器回路９の
手段を介して変換器５へ接続される。この変換器９は発
電機８により発生される交流電圧から電池４により発生
される電圧に実質的に等しい直流電圧を供給するように
配置される。この変換器９は、さらにＳＲ２で示される
第２調節信号に応答して、電流それゆえ変換器９が電池
４および変換器５へ供給する電力を調節するように設け
られる。信号ＳＲ２は後述される方法で制御回路６によ
り発生される。
【００１８】車両駆動装置１は、さらにモニタ回路１０
を有し、モニタ回路１０の入力は電池４に接続され、こ
の電池４において利用できる電気エネルギーの量に比例
するＳＱで示される信号を制御回路６へ供給するように
設けられる。このモニタ回路１０はこの技術分野におい
て通常の知識を有する者（当業者）にとって公知である
他の異なる方法で作ることができるので詳細には説明し
ない。このモニタ回路１０は、通常、電池４の端子にお
ける電圧と、その温度同様電池の充電および放電電流と
を代表する信号を供給する測定回路を有することのみ言
及しておく。このモニタ回路１０は、さらに上述した種
々の測定信号に応答する信号ＳＱを発生するために必要
な計算回路を有する、その計算回路は電池４の使用年
数、すなわちその最初の使用開始から経過した時間を考
慮できるものである。
【００１９】本例において、モニタ回路１０は電池４が
完全に充電したときの最大値と完全に放電したときの０
の値との間で信号ＳＱが変化するように処理されること
が認めらえる。
【００２０】車両駆動装置１は、また変換器９に接続さ
れる測定回路１２を有し、測定回路１２はこの変換器９
により、従って発電機８により供給される電力に比例す
る測定信号ＳＰ２を発生し制御回路６に供給するように
設けられ、と同様に車両駆動装置１は、また変換器５に
接続される測定回路１１を有し、測定回路１１は、この
変換器５により、従ってモータ２により吸収される電力
に比例する測定信号ＳＰ１を発生し制御回路６に供給す
るように設けられる。
【００２１】車両駆動装置１は、さらに車両が公共電気
エネルギー供給ネットワークに接続されるソケットのよ
うな電気エネルギー源に休止して接近するとき、電池４
に充電するように設計される回路を有することができ
る。この種の充電回路は本発明と直接関連しないので示
していない。
【００２２】制御回路６は、この技術分野における通常
の知識を有する者（当業者）が容易に実現でき、あるい
は当業者が下記の本発明の車両駆動装置１の作用の説明
を読んだ後に容易に実現できるので詳細説明は省略す
る。
【００２３】既に述べた信号ＳＱ、ＳＰ１およびＳＰ２
とは別に、制御回路６は車両のアクセルペダルの位置を
表す制御信号ＳＡを受信することを簡単に記す。この信
号ＳＡは、例えばそのカーソルがアクセルペダルに機械
的に結合するポテンシオメータにより供給される。これ
らのペダルとポテンシオメータの図示は省略する。
【００２４】例えばキャブレータまたは射出ポンプを有
するガソリンエンジン７の燃料供給装置は、以下に記す
ような条件における制御回路６により供給される調節信
号ＳＲ３に応答して、この燃料供給を調節するように設
けられることは言及すべきことである。
【００２５】駆動装置１の機能のこの記載を始めるに当
たって、電池４において利用できる電気エネルギーの量
が、決定量Ｑ１より大であり、その信号ＳＱの値はそれ
ゆえこのエネルギーＱ１の決定量に対応する値ＳＱ１よ
り大であることが認められるであろう。
【００２６】信号ＳＱの値がこの値ＳＱ１より大である
事実は、制御回路６がある値をもつ調節信号ＳＲ３を発
生し、それゆえガソリンエンジン７への供給は全く中断
される。このエンジン７はそれゆえ休止する。
【００２７】加えて、制御回路６は変換器９が妨害され
るようなある値をもつ調節信号ＳＲ２を発生し、すなわ
ち制御回路６は動作せず、その出力は非常に高いインピ
ーダンスを示す。
【００２８】駆動装置１を装備した車両がこれらの条件
下で移動するとき、制御回路６は信号ＳＡの値に依存す
る、すなわちアクセルペダルの位置に依存するある値を
有する信号ＳＲ１を発生する。
【００２９】この信号ＳＲ１に応答して、変換器５は交
流電圧と電流の形式でモータ２へ所定の電気エネルギー
を供給し、電気的形式でこのモータ２により吸収される
電力であって、この信号ＳＲ１の値に依存し、それゆえ
車両のアクセルペダルの位置に依存して、機械的形式で
モータ２により戻される電力を供給する。変換器５によ
りモータ２へ供給される電気エネルギーは、直流電圧と
電流の形式でこのエネルギーを供給する電池４から受電
されることは明白である。
【００３０】このように、第１電気エネルギーフラック
ス（第１電流）がこの場合電池４から変換器５を介して
モータ２へ循環することは考慮されるべきであり、この
変換器５は順に信号ＳＡ、従って車両のアクセルペダル
の位置の値に依存する調節信号ＳＲ１の値の関数として
この第１エネルギーフラックス（第１電流）の強度を調
節する。この第１電気エネルギーフラックスは電池４と
モータ２間の破線により矢視Ｆ１により図１に示され、
以下本明細書において同一記号で引用する。電池４にお
ける利用可能な電気エネルギー量は駆動装置１を装備す
る車両が移動するに連れて減少することは明白である。
それゆえこのエネルギー量を表す信号ＳＱもまた減少す
る。
【００３１】この信号ＳＱが上述の値ＳＱ１に到達する
とき、すなわち電池４に利用可能なエネルギー量が値Ｑ
１だけ残されたとき、制御回路６はガソリンエンジン７
の開始と変換器９の動作を引き起こす。エンジン７は当
然、補助電池により供給される通常使用されるスタータ
により開始でき、制御回路６により供給される適切な信
号によって制御できる。しかしこの補助電池とこのスタ
ータの存在は、まだ示していないが、この解決にさほど
有利とはならない。
【００３２】それゆえ、上述したように発電機８により
供給される交流電圧から直流電圧を単に発生させること
のみならず、反対方向で機能することができ、すなわち
電池４から発生された直流電圧から交流電圧を発電機８
に供給することができるように、変換器９を設けること
は好ましい。
【００３３】この種の可逆変換器は、当業者にとって公
知であるので、ここでは説明を省略する。本例におい
て、変換器９の動作の方向は制御信号ＳＲ２の極性で決
定されることが単に認められるであろう。変換器９が上
述の方法で設けられるとき、変換器９は、ガソリンエン
ジン７が補助スタータや電池を使用する必要なしで開始
されるように、発電機８がモータとしても動作すること
ができる種々の公知の形式の発電機の何れかであるよう
に、満足させることが判る。
【００３４】この解決の形式は図１の車両駆動装置１に
適用された。上述したように信号ＳＱが値ＳＱ１に到達
するとき、制御回路６は従って変換器９が電池４により
発生される直流電圧から交流電圧を発電機８へ供給する
方向に動作するような極性と値を信号ＳＲ２に与える。
発電機８はそれゆえモータとして動作しガソリンエンジ
ン７を回転させる。
【００３５】同時に、制御回路６は信号ＳＲ３にエンジ
ン７の燃料供給装置が動作できるような値を与える。こ
のエンジン７はそれゆえ始動し、発電機８の回転を開始
し、発電機８に交流電圧を発生させ始める。制御回路６
は次に変換器９が発電機８から受ける交流電圧に応答し
て直流電圧を供給開始するように信号ＳＲ２の極性を変
更する。
【００３６】既に述べたように、変換器９により発生さ
れた直流電圧は実質的に電池４の端子における電圧に等
しい。さらに、以下に詳細に説明するように、変換器９
により発生される電気エネルギーは、発電機８により発
生されたエネルギーから発生され、一方において変換器
５によりモータ２にその動作に必要なエネルギーを供給
するために、他方において電池４を再充電するために使
用される。それゆえ、この場合、第２電気エネルギーフ
ラックス（第２電流）は発電機８から変換器９へ、そし
て変換器５を横断してモータ２へ循環し、第３電気エネ
ルギーフラックス（第３電流）はこの発電機８から変換
器９を横断して電池４へ循環することが考えられる。
【００３７】これらの２つの電気エネルギーフラックス
（電流）は、図１中にそれぞれ破線Ｆ２、Ｆ３の矢視に
より表され、以下の明細書中、この参照記号で引用す
る。この場合、エンジン７が動作せず、車両を推進する
のに必要な何らかのエネルギーが電池４により供給され
る丁度これまで記してきた例のように、エネルギーフラ
ックスＦ２によりモータ２へ送電される電力は信号ＳＲ
１の値により決定されることは明白である。
【００３８】一定電流に少なくとも実質的に等しい電流
で再充電される電池は、電池ができるだけ長く使用され
ることを確実とするため、電池の形式、電池の最大容
量、電池の再充電を可能とする時間の関数として決定さ
れることが一般的に推奨される。電池４をこの実質的に
一定かつ予め決定した電流で再充電するため、それゆ
え、エネルギーフラックスＦ３によりこの電池４へ送電
される電力がまた実質的に一定かつ予め決定されること
は必要である。
【００３９】この電池４へ送電される電力は、変換器９
により供給される電力と変換器５により吸収される電力
との間の差に等しく、それゆえ信号ＳＰ２とＳＰ１間の
差に比例し、当然これらの信号間と対応する電力間の比
例要素が等しいとき、そのことを達成することは困難で
はない。変換器５により吸収される電力は明白に変更で
き、それゆえその電力は信号ＳＰ１の値に加えられる。
信号ＳＰ２と信号ＳＰ１との間の差を一定に保つため、
変換器９により供給される電力を変えることが必要であ
り、信号ＳＰ２はその電力に比例し、それゆえ発電機８
により供給される電力を変える。
【００４０】この発電機８により供給される電力はこの
発電機８の回転速度に直接依存し、それゆえガソリンエ
ンジン７の回転速度に依存し、順に、エンジン７が供給
しなければならない機械力に依存し、その燃料供給装置
を制御する信号ＳＲ３の値に依存する。電池４へ供給さ
れる力を実質的に一定にするため、信号ＳＲ３によりエ
ンジン７の回転速度を制御することにより発電機８によ
り供給される電力を制御するように制御回路６は設けら
れる。ここで、この信号ＳＲ３の値は信号ＳＰ２とＳＰ
１との間の差の関数として決定される。電池４へ供給さ
れる電力が実質的に一定であるので、制御回路６はさら
にエンジン７が供給しなければならない機械力を制御回
路６により調整するように設けられる。
【００４１】以下の記述から明白となろう理由として、
車両駆動装置１はこの場合、上記要素とは離れ、エンジ
ン７そして／または発電機８の回転速度に比例する信号
を発生する装置を持たなければならない。発電機８によ
り発生された電圧は発電機８の回転速度に比例し、この
種の装置はこの電圧の測定回路から単に構成され、その
入力部は発電機８へ接続され、その出力部はこの電圧、
それゆえ発電機８の回転速度に比例した信号を発生す
る。図１において、この回路は参照番号１３を有し、こ
の回路１３が発生する信号は信号ＳＶと呼ぶ。
【００４２】この場合もまた、制御回路６はモータ７、
発電機８、および信号ＳＶに対する基準値の特徴を考慮
し、信号ＳＰ１の値から永久に計算されるように設けら
れる。ここで発電機８が供給する電力が変換器５により
吸収される電力と電池４を再充電するために使用されな
ければならない電力との合計に正確に等しくなるような
回転速度に発電機８がなるとき、この基準値は信号ＳＶ
の値に等しくなる。
【００４３】車両駆動装置１に装備された車両が完全に
水平な地面上を一定速度で移動するとき、モータ２で消
費される電力、すなわち変換器５により吸収される電力
は信号ＳＰ１の値と同様に一定である。エンジン７、そ
れゆえ発電機８が、次に発電機８により発生される電力
が、変換器５により吸収された電力と電池４を再充電す
るために電池４へ供給されるように設けられた電力との
合計に正確に等しくなるような速度で回転することを認
めることとする。この信号ＳＶはそれゆえ制御回路６に
より正確に計算された基準値を有し、車両駆動装置は安
定状態となる。
【００４４】さて、例えば車両の運転手が加速したいの
で、吸収された電力が変換器５により増加するとき、信
号ＳＰ１もまた増加する。制御回路６は、次に信号ＳＰ
１のこの新しい値から先の基準値より高い信号ＳＶに対
する新しい基準値を計算する。この新しい基準値と信号
ＳＶの値との間の差はこのように正となる。何故ならば
少なくとも最初の瞬間にこの発電機８の回転速度は不変
のままとなるからである。
【００４５】新しい基準値と信号ＳＶの値との差に応答
して、制御回路６は変換器９により供給された電力、そ
れゆえ発電機８が発生させねばならない電力が減少する
ように、信号ＳＲ２に新しい値を与える。変換器５によ
って吸収される一方、変換器９によって供給された電力
は減少し、これらの２つの電力間の差は減少しまたは負
とさえなり、供給が不足する。
【００４６】第１の場合において、電池４の充電は中断
されないが、単に緩やかに下がる。第２の場合におい
て、この充電は中断され、電池４によって吸収される電
力の部分であって、変換器９がもはや電池４へ供給しな
い電力の部分を、電池４は変換器５へ供給する。
【００４７】発電機８によって発生された電力における
減少は、発電機８がエンジン７に対抗する抵抗トルクの
減少をまた引き起こす。結果としてこのエンジン７の回
転速度は、当然発電機８の回転速度と同様に減少する。
信号ＳＶは、それゆえ信号ＳＶが上述した新しい基準値
より大きくなるときまた増加し、制御回路６は再び信号
ＳＲ２を修正し、変換器５によって吸収される全ての電
力および電池４を充電するために必要な電力とを再び変
換器９が供給するような値を信号ＳＲ２に与える。
【００４８】発電機８が供給しなければならない電力は
それゆえ増加し、発電機８がエンジン７に対抗する抵抗
トルクも増加する。このエンジン７、それゆえ発電機８
の回転速度は再び減少し、当然信号ＳＶの値も減少す
る。しかしながら、この信号ＳＶの値が新しい基準値よ
り以下に下がるや否や、制御回路６は信号ＳＲ２の値を
変更し、それゆえ変換器９により供給される電力は減少
し、その結果発電機８の回転速度は再び増加し、これを
繰り返す。
【００４９】類似の方法において、制御回路６により計
算された信号ＳＶに対する基準値は、変換器９によって
吸収された電力が減少するとき減少する。この新しい基
準値と信号ＳＶ間の差は負となり、この負となる差に応
答して制御回路６は変換器９により供給された電力が増
加するような値を信号ＳＲ２に与える。この増加の結果
として、一方において電池４に供給された電力は増加
し、他方において発電機８の回転速度は信号ＳＶが新し
い基準値以下となるまで減少する。制御回路６は次に変
換器９により供給される電力が減少し再び変換器５によ
って吸収される電力と電池４に充電するために必要な電
力との合計に等しくなるように信号ＳＲ２を修正する。
発電機８の回転速度は次に再び増加し、これを繰り返
す。
【００５０】変換器５によって吸収された電力が一定で
ある限り発電機８の回転速度はおよそ平均値で振動す
る。その平均値は、すなわち信号ＳＶに対する値が制御
回路６により計算された基準値に等しい値、すなわち変
換器９により供給された電力が、変換器５により吸収さ
れた電力と電池４を再充電するために必要な電力との合
計に等しい値である。発電機８の回転速度のこれらの振
動の増幅度と周波数は、考えられる種々の要素の特性の
適切な選択により低い値で保持される。さらに変換器５
によって吸収された電力が変化するとき、発電機８の回
転速度は結果的に調節され、この調節に対して必要とさ
れる時間中、必要ならば、電池４は変換器５が吸収し発
電機８がもはや供給しない電力を供給するか、またはこ
の発電機８が供給し変換器５がもはや吸収しない電力を
吸収する。
【００５１】制御回路６が上述した方法を実行するよう
に設けられるとき、発電機８の回転速度は、エンジン７
の装置に供給する燃料を制御する信号ＳＲ３の値を変更
する必要なく所望の値に調節されることが判る。この信
号ＳＲ３は、それゆえこのエンジン７が最も好適な条件
において動作するように、すなわちできる限り少なく電
力が消費され、そして／またはできる限り汚染物質を含
んだガスを生産しないように選ばれた一定値を有するこ
とができる。
【００５２】それゆえ、例えばエンジン７の燃料供給装
置がスロットバルブ（絞り弁）をもつキャブレータを有
し、その位置が信号ＳＲ３により制御され、この絞り弁
が絶えず完全に開くように一定値をこの信号ＳＲ３に与
えることができ、かつ好ましくもある。装置１が上述の
ように動作するとき、電池４において利用できる電気エ
ネルギー量は増加し、数時間後、予め決定した値Ｑ２に
到達し、次に信号ＳＱは値ＳＱ２を取る。この信号ＳＱ
のこの値ＳＱ２に応答して制御回路６は、例えばこのエ
ンジン７の燃料供給が完全に中断されるような値を信号
ＳＲ３に与えることにより、エンジン７を停止する。同
時に、制御回路６はこの変換器９がもはや機能しないよ
うな、そしてその出力が非常い高いインピーダンスを有
するような値を信号ＳＲ２に与えることにより変換器９
をブロック（封鎖）する。
【００５３】この瞬間から車両を移動するために必要な
全エネルギーは電池４により再度供給される。この電池
４において利用できる電気エネルギーの量は次に値Ｑ１
に到達するまで減少する。制御回路６は次にエンジン７
を再起動せしめ、変換器９のブロックを解除し、そして
車両駆動装置１は上記のように機能を再開する。
【００５４】前記の記述から明白となるように、これま
で定義してきた、そしてこのようなエネルギーを発生す
るかまたは吸収する車両駆動装置１間の要素、すなわち
電池４、モータ２および発電機８の間に循環する、種々
の電気エネルギーフラックス（電流）の強度は、変換器
５と変換器９とにより調節され、それゆえこれらの要素
間でこのエネルギーを送電する手段を共に構成する。変
換器５はこれらの第１電流と第２電流の強度を順にこの
信号ＳＡ、それゆえ車両のアクセルペダルの位置に依存
する信号ＳＲ１の関数として調節する。この変換器５は
それゆえ車両の速度を調節する手段を構成する。変換器
９はこれらの第２電流と第３電流の合計の強度を信号Ｓ
Ｒ２の関数として調節し、それゆえ電池４の電荷を調節
する手段を構成する。
【００５５】さらに、本発明の車両駆動装置は、変換器
９のような変換器を有し、その変換器がガソリンエンジ
ン（図１の例における発電機８とエンジン７）により駆
動される発電機により供給されるエネルギー量を調節で
きることは、前記米国特許第４，３０６，１５６号に記
載されるような公知の装置と比較してこの装置に莫大な
利点を与えてくれる。
【００５６】これらの利点の中で、選ばれた方法に無関
係に、装置の電池（記載した例における電池４）は、好
ましい条件下で再充電でき、再充電に対して使用される
電流の制限の抵抗器を設ける必要なしに、電池の寿命を
延ばし、装置の効率を実質的に向上し、それゆえ車両の
自立性、すなわち車両の燃料タンクを再充填することが
必要となる前に車両が走行できる距離を増加する。
【００５７】さらに、ガソリンエンジン（記載した例に
おけるエンジン７）の動作条件は、最適条件の方法で選
ぶことができ、装置の効率を向上し、このエンジンによ
り発生される汚染されたガスの量を減少する。加えて、
ガソリンエンジンに結合した発電機は交流電圧を発生す
る発電機の形式とすることができ、この形式の発電機
は、直流電圧を発生する発電機より、同等な動作に対
し、量がより少なく、軽くかつ安価である。さらにガソ
リンエンジンと発電機間の結合は、発電機が高速で回転
するように設けることができ、大きさを減少することを
可能とし、それゆえ価格も減少できる。
【００５８】電池４において利用できる電気エネルギー
の量が変化するＱ１、Ｑ２の間の値は、電池４の形式の
関数として顕著なように自由に選ぶことができることは
明白である。
【００５９】それゆえ、電池４が鉛の電池の場合におい
て、利用できる電気エネルギーの量がなおこの値以下ま
で電池４が放電するときに、この形式の電池が被り得る
損傷を避けるように、電池４が含むことのできる電気エ
ネルギーのおよその最大量の２０から３０％間にある値
にＱ１をオペレータは好ましく選ぶことができる。また
例として、Ｑ２に対し電池４が含むことのできる電気エ
ネルギーの最大量に近い値を選ぶことができる。しかし
ながら、そこに含まれるエネルギー量がこの最大量に接
近するとき、電池の充電効率が減少することは知られて
いる。それゆえ、Ｑ２に対しこの最大量以下の値、例え
ば充電効率がなお十分高いこの最大量の約７０から８０
％の値を選択することは好ましい。このような選択はさ
らに車両の自立性を増加する。
【００６０】この車両の自立性は、その車両の運転者が
完全にアクセルペダルを開放するとき、少なくとも車両
の運動エネルギーに相当する部分が電気的エネルギーに
変換され、少なくとも電気エネルギーに相当する部分が
電池４を再充電するために使用されるように、車両駆動
装置１を設けることによりさらに増加できる。
【００６１】このように設けられた車両駆動装置１の実
現は当業者にとって特別な問題を提起しないので詳細な
説明は省略する。この形式の装置において、モータ２は
明白に発電機として作用する種々の公知の形式のモータ
の何れか１つでなければならないということを以下に単
に言及する。加えて、変換器５はこれまでに記述した方
向と反対方向に機能し得なければならない。すなわち、
変換器５はこのモータ２が発電機として機能するとき、
モータ２によって供給される交流電圧と電流から直流電
圧および電流を発生し得なければならない。
【００６２】加えて、制御回路６は車両の運転手がその
アクセルペダルを完全に開放したことを示す値を信号Ｓ
Ａが取られるとき、変換器５が上述の第２の方法で動作
するような極性を信号ＳＲ１に与えるように設けられな
ければならない。しかしながら、制御回路６はまた、こ
の場合、電池４に含まれる電気エネルギーの量が許容最
大値を越えないように、かつ変換器５により電池４へ供
給される電力が電池４が損傷することなく、吸収できる
電力より決して高くならないように設けられなければな
らない。
【００６３】これらの条件を満たすため制御回路６は種
々の方法で設けることができる。それゆえ、例えば制御
回路６は信号ＳＲ１にある値を与えるように設けられな
ければならない。その値は、信号ＳＰ１で示される変換
器５によって供給された電力が、この電池４が完全に充
電されてないことを示す信号ＳＱの場合に、電池４が吸
収できる電力となるような値にせいぜい等しく、かつ反
対の場合に、変換器５がブロックされるような値に、せ
いぜい等しい。
【００６４】また例として、制御回路６は、この電力に
関わらず、モータ２が発電機として動作するときモータ
２により供給されるすべての電力を変換器５が送電する
ための値を、信号ＳＲ１が絶えずもつように設けること
ができる。この制御回路６は、また次にまた信号ＳＰ１
そして／または信号ＳＱが、この電力は電池４が吸収で
きる電力より大きいことを示すとき、次のように設けら
れる。すなわち、制御回路６は電池４が発電機８に電力
を供給する方向に変換器９が動作する極性を信号ＳＲ２
に与え、その値に対してエンジン７への燃料供給が中断
される値を信号ＳＲ３に与える。
【００６５】このエンジン７は次に発電機８による回転
で設定され、モータとして機能し、変換器９により吸収
された電力を熱に変えて消耗する。制御回路６は当然こ
の場合、このように設けられるので、信号ＳＲ２の値
が、変換器９により吸収されたこの電力が変換器５によ
って供給される電力、すなわち信号ＳＰ１の値により示
される電力と電池４により吸収できる電力との間の差に
等しくなるように設けられる。
【００６６】少なくとも車両の運動エネルギーの部分を
電気エネルギーに変換するこの変換は、電気エネルギー
をブレーキする効果を有するので、この形式の車両駆動
装置１はまた、安全の明白な理由に対しさえ満足すれ
ば、このような慣習的ブレーキ装置はとにかく必要とさ
れる装置でもあり、車両の慣習的ブレーキ装置の疲労を
減少する利点を有する。
【００６７】図１に再度示す本発明の駆動装置の他の実
施例において、制御回路６はＱ１の値そして／またはＱ
２の値が、車両の操作盤に配置される２位置切換スイッ
チにより供給されるモード選択信号ＳＭの値に依存して
異なるように設けられる。この図示しないスイッチと制
御回路６との間の接続は、破線により図１に表され、参
照記号ＳＭで示す。
【００６８】次に、信号ＳＭがスイッチの第１の位置に
対応する第１の値を有するとき、Ｑ１とＱ２の値は互い
に大きく異なり、例えば電池４が含むことのできるエネ
ルギーの最大量のそれぞれ２０と８０％に等しくなり得
る。
【００６９】この動作の第１モードにおいて、それゆえ
車両はガソリンエンジンを動作させることなく、比較的
長い距離を走り、例えば汚染された気体を発生すること
なく、密集地帯を横断することができる。加えて、信号
ＳＭが第２の値、すなわちこのスイッチが第２位置にあ
るときの値を有するとき、値Ｑ１、Ｑ２は互いに比較的
接近でき、例えば電池４が含むことのできるエネルギー
の最大量のそれぞれ４０％と６０％に等しくなり得る。
【００７０】この動作の第２のモードにおいて、ガソリ
ンエンジンは動作の第１モードにおけるより短い間隔で
動作するが、装置の効率は電池の充電効率がより高く、
電池の寿命も延長されるという事実により改善される。
この動作の第２モードは車両が広大な地方において運転
されるとき有利に使用される。
【００７１】本発明の装置の第２実施例の変形におい
て、信号ＳＭを供給するスイッチは、１つまたは数個の
上述の位置とは離れた異なる位置に適用でき、この信号
ＳＭは次にこのスイッチの位置の各々に対して異なる値
をもつ。加えて、制御回路６は、Ｑ１の値、そして／ま
たはＱ２の値が信号ＳＭの各値に対して異なるように設
けられる。
【００７２】このように、例えばＱ１とＱ２の値は上述
した信号ＳＭの値の２つに対する値になり得、この信号
ＳＭの第３の値に対しては電池４が含むことのできるエ
ネルギーの最大量のそれぞれ７０％と９０％に等しくな
り得る。
【００７３】この動作の第３モードは、車両が広大な地
方において運転されるとき、かつ車両の運転手が密集地
帯を通過しなければならないことを知るとき、有利に使
用できる。車両が密集地帯の入口に到着するとき、電池
４において利用できるエネルギー量は、電池４が含むこ
とのできるエネルギーの最大量のすくなくとも７０％に
等しい。この利用できるエネルギーの量は、ガソリンエ
ンジンが動作に寄与することなく、上述の第１モードに
従って機能する間、恐らくこのように車両が密集地帯を
横断することができるのに十分足りるであろう。
【００７４】他の変更、そして／または追加が、本発明
の範囲を離れることなく、上述の車両の駆動装置になさ
れることは明白である。それゆえ、明白に図１の装置１
のガソリンエンジン７は、他の何れかの形式の内燃エン
ジンにより、すなわち例えば機械的エネルギーを発生す
るために燃料の燃焼を用いるガスタービンのような他の
エンジンにより、置き換えることができる。
【００７５】同様に、本発明の装置は数個の駆動車輪を
有する車両において使用することができることは明白で
ある。このような場合、各駆動車輪の対または各駆動車
輪の各車輪は、公知の機械的伝達手段を介して、または
分離されたモータにより駆動できる各駆動車輪を介し
て、図１のモータ２のような単一モータ２により駆動で
きる。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車両駆動
装置によれば、電池の充電条件を最適とし、制限抵抗器
をもたない効率のよい車両駆動装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両駆動装置の２つの実施例を示
すブロック図である。
【符号の説明】
１…車両駆動装置 ２…非同期式モータ（モータ） ３…回転子部（車輪） ４…蓄電池（電池） ５…第１変換器回路（変換器） ６…制御回路 ７…ガソリンエンジン（エンジン） ８…交流電圧発電機（発電機） ９…第２変換器回路（変換器） １０…モニタ回路 １１、１２、１３…測定回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−203501（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−199609（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−141290（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−328528（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−322105（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−505930（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−511134（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−511135（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/02 B60K 6/02 B60L 9/18 H02J 7/34

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの駆動車輪（３）と、そ
    の駆動車輪（３）の回転速度を制御する制御信号（Ｓ
    Ａ）を発生する手段とを有する車両駆動装置（１）であ
    って、 （ｉ）前記駆動車輪（３）に機械的に結合する電動機
    （２）、 （ii）再充電可能な電気エネルギーの蓄電池（４）、 （iii ）内燃機関（７）、 （iv）前記内燃機関（７）に機械的に結合する電気エネ
    ルギーの発電機（８） （ｖ）第１電気エネルギーフラックス（第１電流）（Ｆ
    １）を前記蓄電池（４）と前記電動機（２）間に運搬さ
    せ、第２電気エネルギーフラックス（第２電流）（Ｆ
    ２）を前記発電機（８）と前記電動機（２）間に運搬さ
    せ、第３電気エネルギーフラックス（第３電流）（Ｆ
    ３）を前記発電機（８）と前記蓄電池（４）間に運搬さ
    せ、かつ前記電動機（２）、前記発電機（８）、および
    前記蓄電池（４）を電気的に接続する電気エネルギー変
    換手段（５、９）、 （vi）前記蓄電池（４）に蓄積される電気エネルギーの
    量を表す第１測定信号（ＳＱ）を発生する手段（１
    ０）、 を備える車両駆動装置において、 前記車両駆動装置（１）における電気エネルギー変換手
    段（５、９）は、 （ｖ−１）第１調節信号（ＳＲ１）に応答して前記第１
    電気エネルギーフラックス（第１電流）（Ｆ１）および
    前記第２電気エネルギーフラックス（第２電流）（Ｆ
    ２）の強度を調節する第１調節手段（５）、 （ｖ−２）第２調節信号（ＳＲ２）に応答して前記第２
    電気エネルギーフラックス（第２電流）（Ｆ２）および
    前記第３電気エネルギーフラックス（第３電流）（Ｆ
    ３）の強度を調節する第２調節手段（９）、を備え、 さらに、前記車両駆動装置（１）は、 （Ａ）前記第１電気エネルギーフラックス（第１電流）
    （Ｆ１）および前記第２電気エネルギーフラックス（第
    ２電流）（Ｆ２）により送電される電力を表す第２測定
    信号（ＳＰ１）を発生する手段（１１）、 （Ｂ）前記第２電気エネルギーフラックス（第２電流）
    （Ｆ２）および前記第３電気エネルギーフラックス（第
    ３電流）（Ｆ３）により送電される電力を表す第３測定
    信号（ＳＰ２）を発生する手段（１２）、 （Ｃ ）前記制御信号（ＳＡ）の関数として前記第１調
    節信号（ＳＲ１）を発生するように設けられ、かつ前記
    第３測定信号（ＳＰ２）と前記第２測定信号（ＳＰ１）
    の測定信号間の差の関数としての前記第２調節信号（Ｓ
    Ｒ２）を、前記差が、少なくとも実質的に決定された決
    定値に等しくなるような値となるように、発生するよう
    設けられた制御回路（６）、 を備えることを特徴とする車両駆動装置。
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