JP3288256B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

ハイブリッド自動車

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JP3288256B2
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、内燃機関および電
動発電機を共に装備するハイブリッド自動車に関する。
すなわち、電動発電機のエネルギ源として蓄電池を装備
し、その電動発電機は多相交流電動発電機であり、この
多相交流電動発電機と蓄電池との間を双方向にエネルギ
変換を行い接続するインバータを備えたハイブリッド自
動車に関する。本発明は、ＨＩＭＲの名称により出願人
が製造販売するハイブリッド自動車（ＷＯ８８／０６１
０７参照）の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】出願人が製造販売するハイブリッド自動
車（ＨＩＭＲ）は、内燃機関と、この内燃機関の主回転
軸に直結された多相交流電動発電機と、蓄電池と、この
蓄電池とこの多相交流電動発電機とを電気的に接続し双
方向に電気エネルギを変換伝達するインバータと、この
インバータを制御する制御回路とを備え、その多相交流
電動発電機を電動機として動作させて補助加速を行うと
きには、蓄電池から取り出す直流エネルギをインバータ
で交流エネルギに変換して多相交流電動発電機に供給
し、その多相交流電動発電機を発電機として動作させて
制動を行うときには、発生した交流エネルギをインバー
タで直流エネルギに変換して蓄電池に蓄積するように制
御を行う装置である。制御回路は多相交流電動発電機の
回転軸に設けた回転センサの出力に応じて、多相交流電
動発電機の回転磁界を回転軸の機械的な回転速度より早
く制御することにより、この多相交流電動発電機を電動
機として動作させ、多相交流電動発電機の回転磁界を回
転軸の機械的な回転速度より遅く制御することによりこ
の多相交流電動発電機を発電機として動作させることが
できる。
【０００３】この装置は、大型バスに応用されて、停車
および発進が多く繰り返される市街地用の都市バス、あ
るいは排気ガスによる大気汚染が厳しく規制される国立
公園用の観光バスなどに利用され好評を得ている。実用
的な装置は、蓄電池として自動車の１２Ｖ電池を２５個
直列接続した装置をバスの床下に装備する構造であり、
多相交流電動発電機は三相交流かご形誘導機であり、イ
ンバータはコンピュータにより制御される。三相交流か
ご形誘導機は、回転子は単純なかご（ケイジ）構造であ
り、ブラッシやリングなどの接触部品をいっさい持たな
い堅固な構造である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】石油資源は数十年後の
将来に枯渇することが予想されていて、石油燃料を使用
する内燃機関を装備した自動車は電気自動車に転換され
るであろうと予測されているが、その転換の過渡期には
内燃機関と電動発電機とを共に装備したハイブリッド自
動車が有効に利用されるものと考えられている。前記Ｈ
ＩＭＲの名称で出願人が製造販売するハイブリッド自動
車は、内燃機関自動車と電気自動車との過渡期に利用す
るためのハイブリッド自動車として有力な方式である
が、現在最大の問題になっているところは、蓄電池の形
状が大きくかつ重量が大きいことである。
【０００５】この問題を解決するために、一つは蓄電池
そのものがさまざまな角度から研究されている。すなわ
ち、小型であり取扱いが簡便でありしかも蓄積できる電
気エネルギの大きい蓄電池が研究されている。一方、蓄
電池に蓄積しなければならない電気エネルギを小さくす
ることが研究されている。すなわち、現用の装置では蓄
電池に蓄積できるエネルギを小さくすると、車庫に帰っ
た自動車に対してひんぱんに充電操作を行うことが必要
になり、この操作が煩わしくなる。これは、多数の自動
車を管理維持するバス会社や運送会社などでは可能であ
っても、少数の自動車を保持する一般事業所や個人では
できないことである。さらに、蓄電池に蓄積されている
エネルギが小さいと、長い登り坂など自動車の加速時や
登坂時などに有効な補助加速を行うことができないこと
になる。
【０００６】このために、自動車が減速または停止する
際に発生する制動エネルギを効率的に回生することが必
要であり、また、自動車が停止している状態、たとえば
市街地で信号待ちの状態や道路に渋滞のある状態などで
も、蓄電池を有効に充電することが必要である。
【０００７】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、蓄電池に蓄積する電気エネルギを小さくするこ
とができるとともに、自動車の走行状態に応じて動作モ
ードを多様に選択することが可能なハイブリッド自動車
を提供することを目的とする。本発明は、電動機による
補助加速を有効に利用して、内燃機関の排気ガスを低減
させる自動車を提供することを目的とする。本発明は、
制動により生じるエネルギを電気エネルギとして有効に
回生する自動車を提供することを目的とする。本発明
は、石油燃料について燃料消費を小さくする自動車を提
供することを目的とする。本発明は、環境汚染の少ない
自動車を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のエネル
ギ変換手段を設け、自動車が減速または停止する際に発
生する制動エネルギを電気エネルギとして効率的に回生
し、その電気エネルギを有効に利用することを特徴とす
る。
【０００９】すなわち、本発明の第一の観点は、内燃機
関と、この内燃機関の主回転軸に直結された第一の多相
交流電動発電機と、蓄電池と、この蓄電池とこの第一の
多相交流電動発電機とを電気的に接続し双方向に電気エ
ネルギを変換伝達する第一のインバータと、前記主回転
軸を変速機に連結する第一のクラッチとを備えたハイブ
リッド自動車において、前記変速機に機械的に結合され
た動力連結歯車（ＰＴＯ）と、この動力連結歯車に連結
された第二のクラッチと、この第二のクラッチを介して
その回転軸が連結された第二の多相交流電動発電機と、
この第二の多相交流電動発電機と前記蓄電池とを電気的
に接続し双方向に電気エネルギ変換伝達する第二のイン
バータとを備えたことを特徴とする。
【００１０】前記主回転軸の回転を検出する第一の回転
センサと、この第一の回転センサの出力にしたがって前
記第一のインバータを制御する第一の制御回路と、前記
第二の多相交流電動発電機の回転を検出する第二の回転
センサと、この第二の回転センサの出力にしたがって前
記第二のインバータを制御する第二の制御回路とを備え
ることが望ましい。
【００１１】前記第一の制御回路と前記第二の制御回
路、および前記第一のインバータと前記第二のインバー
タのそれぞれの一部を共通化することができる。
【００１２】装置構成として、第一のクラッチは従来例
装置に装備されている運転者の左足クラッチ・ペダルに
より操作されるクラッチを兼用することができるし、あ
るいは、運転者の左足により操作されるクラッチとは別
に設けることができる。兼用する場合には、クラッチ・
ペダルを踏みつづけている状態を別の操作、例えばレバ
ー操作により作ることが必要である、別に設ける場合に
は、第一のクラッチを従来例装置に装備されているクラ
ッチ・ペダルにより操作されるクラッチと、機械的に直
列に接続する。
【００１３】このような構成にすることにより、動作モ
ードとして、 第一モード（電気自動車のモード） 第二モード（充電型電気自動車のモード） 第三モード（エンジンモード） 第四モード（補助制動補助加速モード） 第五モード（回生モード） を設定することができ、運転状況に応じて上記モードの
いずれかを選択することができる。
【００１４】ハイブリッド自動車には、操舵ハンドルの
下部に始動モード、補助加速モードおよび制動モードを
手動操作により設定する加速制動操作レバーが設けられ
ている。この操作レバーに加えて高速モードおよび市内
走行モードを設定するモード設定スイッチを運転席に設
けることにより走行状況に対応した動作モードを簡単な
操作で設定することができる。
【００１５】第一の制御回路は、モード設定スイッチが
市内走行モードに操作されたときに蓄電池の充電量を検
出し、充電量が所定量を越えていれば第一モード（電気
自動車のモード）を選択する。この第一モードでは、内
燃機関の駆動を停止し第一の多相交流電動発電機をオフ
状態にする。さらに、第一のクラッチを断状態にすると
ともに第二のクラッチを接状態にして、第二の制御回路
により第二の多相交流電動発電機を電動機として駆動さ
せる。
【００１６】第一のクラッチおよび第二のクラッチの
「接」または「断」は、第一の制御回路が機械系として
接続されたアクチュエータを電気的に制御することによ
って行う。
【００１７】第二の制御回路は第一の制御回路の制御に
したがって蓄電池から直流電気エネルギを取出し、第二
のインバータで交流電気エネルギに変換し、第二の多相
交流電動発電機を電動機として動作させ、その駆動力に
より車両を駆動する。
【００１８】この第一モードでは、内燃機関の動作が行
われないので排気ガスの排出はなく、そのために大気は
汚染されず、かつ燃料の消費量をきわめて小さくするこ
とができる。
【００１９】第一モードが実行されているときに、蓄電
池の充電量が下限所定量に達すると、第一の制御回路は
第二モード（充電型電気自動車のモード）を選択する。
この第二モードでは、第一の制御回路は、第一の多相交
流電動発電機を始動電動機として駆動して内燃機関を起
動し、内燃機関により第一の多相交流電動発電機を発電
機として駆動する。発生した交流電気エネルギは第一の
インバータで直流電気エネルギに変換し蓄電池に充電す
る。同時に第二の制御回路が蓄電池から直流電気エネル
ギを取出し、第二のインバータで交流電気エネルギに変
換し、第二の多相交流電動発電機を電動機として動作さ
せ、その動力を動力取出歯車から車輪に伝達する。これ
により車両は電気自動車として走行する。
【００２０】モード設定スイッチが市内走行モードまた
は高速モードのいずれかに操作されていても、蓄電池の
充電量が欠乏したときには、第一の制御回路は、第三モ
ード（エンジンモード）を選択して内燃機関を起動し、
第一のインバータを制御して第一の多相交流電動発電機
をオフ状態にするとともに、第二の制御回路が第二のイ
ンバータを制御して第二の多相交流電動発電機をオフ状
態にする。さらに、第一の制御回路が第一のクラッチを
接状態、第二のクラッチを断状態にして、内燃機関の駆
動力により通常の自動車と同様の走行を行う。この第三
モードを選択することにより、車両基地から離れた場所
で走行不能になるようなことがあってもその事態を回避
することができる。
【００２１】モード設定スイッチが高速モードに設定さ
れたときは、第一の制御回路は第四モード（補助制動補
助加速モード）を選択する。この第四モードでは、第一
の制御回路は内燃機関を起動し、第一の多相交流電動発
電機をオン状態にするとともに、第二の多相交流電動発
電機をオフ状態にする。さらに第一のクラッチを接状態
にし、第二のクラッチを断状態にする。
【００２２】これにより、通常走行時には車両は内燃機
関により駆動され、減速するときあるいは下り坂を走行
するときには、第一の多相交流発電機を発電機として動
作させて補助制動を行い、この補助制動により発生した
交流電気エネルギを第一のインバータにより直流電気エ
ネルギに変換し蓄電池に充電する。車両が加速するとき
あるいは登り坂を走行するときには、第一の多相交流電
動発電機を電動機として動作させ、蓄電池から取出した
直流電気エネルギを第一のインバータで交流電気エネル
ギに変換し第一の多相交流電動発電機に供給して補助加
速を行う。この第四モードは現用のハイブリッド自動車
により行われている動作モードである。
【００２３】この第四モードでは、内燃機関による高速
走行が可能になるので、電気系の装置を高速走行に耐え
るように大型にする必要がなくなる。また、加速時ある
いは高速走行時に、電気系による補助加速および補助制
動が行われるので、内燃機関の大きさを小さく設計する
ことができる。
【００２４】モード設定スイッチが市内走行モードに設
定された状態にあって、加速制動操作レバーにより制動
モードが設定されると、第一の制御回路は、第五モード
（回生モード）を選択する。この第五モードでは、内燃
機関をオフ状態にし、第一のインバータを制御して第一
の多相交流電動発電機をオフ状態にする。さらに、第二
の制御回路は第二の多相交流電動発電機を発電機として
駆動し、第一のクラッチを断状態にするとともに、第二
のクラッチを接状態にする。
【００２５】これにより、車両に電気制動がかけられ、
第二の制御回路がこの電気制動により第二の多相交流電
動発電機に発生した交流電気エネルギを第二のインバー
タで直流電気エネルギに変換し蓄電池に回生する。
【００２６】本発明の第二の観点は、内燃機関と、この
内燃機関の主回転軸に連結された第一の多相交流電動発
電機と、蓄電池と、この蓄電池とこの第一の多相交流電
動発電機とを電気的に接続し双方向に電気エネルギを変
換伝達する第一のインバータと、前記主回転軸を変速機
に連結する第一のクラッチとを備えたハイブリッド自動
車において、前記変速機に機械的に結合された動力連結
歯車（ＰＴＯ）と、この動力連結歯車に連結された第二
のクラッチと、この第二のクラッチを介してその回転軸
が連結された第二の多相交流電動発電機と、この第二の
多相交流電動発電機と前記蓄電池とを電気的に接続し双
方向に電気エネルギ変換伝達する第二のインバータと、
前記内燃機関の主回転軸と前記第一の多相交流電動発電
機との間に設けられた第三のクラッチとを備えたことを
特徴とする。
【００２７】前記第三のクラッチは電磁クラッチであ
り、前記第一の多相交流電動発電機の回転を検出する第
一の回転センサと、この第一の回転センサの出力にした
がって前記第一のインバータを制御する第一の制御回路
と、前記第二の多相交流電動発電機の回転を検出する第
二の回転センサと、この第二の回転センサの出力にした
がって前記第二のインバータを制御する第二の制御回路
とを備えることが望ましい。
【００２８】前記第一の制御回路と前記第二の制御回路
および前記第一のインバータと前記第二のインバータの
それぞれの一部を共通化することができる。
【００２９】すなわちこの第二の観点では、前述の構成
に加えて、第三のクラッチを設け、さらに動作モードを
多様化するところに特徴がある。
【００３０】内燃機関の主回転軸と第一の多相交流電動
発電機との間に第三のクラッチが備えられたことによ
り、前述の五つの動作モードに加えて、 第六モード（電気自動車のモード） 第七モード（回生モード） を選択することができる。
【００３１】第三のクラッチは電磁クラッチにより構成
されるので、その「接」および「断」は第一の制御回路
が電気的に制御することによって行われる。
【００３２】モード設定スイッチが操作され市内走行モ
ードが設定されると、第一の制御回路は第六モード（電
気自動車のモード）を選択する。この第六モードによる
電気自動車の駆動力は第一モードとは別系統の第一の多
相交流電動発電機によって与えられる。
【００３３】すなわち、第一の制御回路は、第三のクラ
ッチを断状態にして内燃機関をオフ状態にし、第一の多
相交流電動発電機を電動機として駆動するように制御す
る。さらに、第一のクラッチを接状態にするとともに、
第二のクラッチを断状態にして、第二の多相交流電動発
電機をオフ状態にする。
【００３４】これにより、蓄電池からの直流電気エネル
ギを第一のインバータで交流電気エネルギに変換し、第
一の多相交流電動発電機を電動機として動作させ車両を
駆動することができる。この第六モードは第一モードの
場合に比較して高速走行時に大きい動力を取出すことが
できる。
【００３５】モード設定スイッチが市内走行モードに設
定された状態で、車両に電気制動がかけられたときに
は、第一の制御回路は第七モード（回生モード）を選択
する。この第七モードは第五モードとは別系統の第一の
多相交流電動発電機によって蓄電池への充電が行われ
る。
【００３６】すなわち、電気制動により第一の多相交流
電動発電機に発生した交流電気エネルギを第一のインバ
ータにより直流電気エネルギに変換し蓄電池に回生す
る。この第七モードでは第五モードに比べて大きい制動
エネルギを回生することができる。
【００３７】本発明の第三の観点は、内燃機関と、この
内燃機関の主回転軸に直結された第一の多相交流電動発
電機と、蓄電池と、この蓄電池とこの第一の多相交流電
動発電機とを電気的に接続し双方向に電気エネルギを変
換伝達する第一のインバータと、前記主回転軸を変速機
に連結する第一のクラッチとを備えたハイブリッド自動
車において、前記変速機に機械的に結合された動力連結
歯車（ＰＴＯ）と、この動力連結歯車に連結された第二
のクラッチと、この第二のクラッチを介してその回転軸
が連結された第二の多相交流電動発電機と、この第二の
多相交流電動発電機と前記蓄電池とを電気的に接続し双
方向に電気エネルギ変換伝達する第二のインバータと、
機械的な回転エネルギを蓄積するフライホイールと、こ
のフライホイール回転軸に連結された第三の多相交流電
動発電機と、この第三の多相交流電動発電機と前記蓄電
池とを電気的に接続し双方向に電気エネルギを変換伝達
する第三のインバータとを備えたことを特徴とする。
【００３８】前記主回転軸の回転を検出する第一の回転
センサと、この第一の回転センサの出力にしたがって前
記第一のインバータを制御する第一の制御回路と、前記
第二の多相交流電動発電機の回転を検出する第二の回転
センサと、この第二の回転センサの出力にしたがって前
記第二のインバータを制御する第二の制御回路と、前記
フライホイールの回転を検出する第三の回転センサと、
この第三の回転センサの出力にしたがって前記第三のイ
ンバータを制御する第三の制御回路とを備えることが望
ましい。
【００３９】フライホイール、第三の多相交流電動発電
機、第三のインバータおよび第三の制御回路を備えるこ
とにより、急激に大きい制動エネルギが発生したとき
に、その発生したエネルギを蓄電池に優先してフライホ
イールに蓄積することができる。すなわち、発生してい
る直流電気エネルギをまずフライホイールを回転駆動す
るために使用して、回転機械エネルギとして蓄積する。
フライホイールが所定の回転速度になっても制動による
エネルギが発生しているときには、そのエネルギを直流
電気エネルギに変換して蓄電池に蓄積する。
【００４０】補助加速のために直流電気エネルギを使用
するときは、フライホイールが回転状態にあれば、その
回転機械エネルギを蓄電池より先に利用し、フライホイ
ールの回転機械エネルギが不充分な状態になったとき
に、蓄電池に蓄積されたエネルギを利用する。
【００４１】このような構成にすることにより、制動時
に短時間に発生する大きいエネルギを有効に利用するこ
とができる。また、フライホイールが回転している状態
にあるときには、蓄電池から取出すことができないよう
な大きなエネルギ（大きい電流）が必要になったとき
に、一時的にフライホイールの回転機械エネルギを電気
エネルギに変換することによって有効に供給することが
できる。
【００４２】以上説明した本発明の構成にすることによ
り、蓄電池に蓄積する電気エネルギを小さくすることが
できるとともに、自動車の走行状態に応じて動作モード
を多様に選択することが可能となる。また、これにとも
なって、内燃機関の排気ガスの量を低減させることがで
き、制動により生じるエネルギを電気エネルギとして有
効に回生することができる。さらに燃料消費を小さく
し、環境汚染を少なくすることができる。
【００４３】上記説明で蓄電池の一部をフライホイール
が分担するとの技術思想を述べたが、蓄電池の一部（ま
たは全部）を大きい静電容量におき代えることができ
る。
【００４４】
【発明の実施の形態】
【００４５】
【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。
【００４６】（第一実施例）図１は本発明第一実施例の
要部の構成を示すブロック図である。
【００４７】本発明第一実施例は、内燃機関２０と、こ
の内燃機関２０の主回転軸に直結された第一の多相交流
電動発電機１と、蓄電池５と、この蓄電池５とこの第一
の多相交流電動発電機１とを電気的に接続し双方向に電
気エネルギを変換伝達する第一のインバータ１１と、主
回転軸を変速機６に連結する第一のクラッチ２１とが備
えられ、本発明の第一の特徴として、変速機６に機械的
に結合された動力連結歯車（ＰＴＯ）７と、この動力連
結歯車７に連結された第二のクラッチ２２と、この第二
のクラッチ２２を介してその回転軸が連結された第二の
多相交流電動発電機２と、この第二の多相交流電動発電
機２と蓄電池５とを電気的に接続し双方向に電気エネル
ギ変換伝達する第二のインバータ１２とが備えられる。
【００４８】さらに、内燃機関２０の主回転軸の回転を
検出する第一の回転センサ３１と、この第一の回転セン
サ３１の出力にしたがって第一のインバータ１１を制御
する第一の制御回路４１と、第二の多相交流電動発電機
２の回転を検出する第二の回転センサ３２と、この第二
の回転センサ３２の出力にしたがって第二のインバータ
１２を制御する第二の制御回路４２とが備えられる。
【００４９】運転席には、図２に示すように、操舵ハン
ドル４の下に運転席の操作により補助加速モードおよび
制動モードの選択を行う加速制動操作レバー８が設けら
れ、その前面には高速モードおよび市内走行モードを選
択するモード設定スイッチ９が配置される。
【００５０】加速制動操作レバー８は、第一スイッチＳ
1 の位置で補助加速モードが設定され、第二スイッチＳ
2 の位置で制動モードが設定される。この第二スイッチ
Ｓ2は複数のステップが設けられ、このステップを順に
閉じることにより大きいブレーキトルクを発生するよう
に構成される。また、モード設定スイッチ９は押すこと
によって高速モードまたは市内走行モードが設定され、
再度押すことによって設定されたモードが解除される。
【００５１】第一の制御回路４１が主制御回路を構成
し、この第一の制御回路４１には、アクセル・ペダル２
４のストロークを検出するアクセル・ストローク・セン
サ１４、図外のブレーキ・ペダルのストロークを検出す
るブレーキ・ストローク・センサ１５、キー・スイッチ
２８、加速制動操作レバー８、第一の回転センサ３１、
蓄電池５の電流を検出する電流検出器１６および蓄電池
５の電圧を検出する電圧検出器１７からの出力が入力さ
れる。また、第二の制御回路４２には、モード設定スイ
ッチ９および第二の回転センサ３２からの出力が入力さ
れる。
【００５２】第一のクラッチ２１は内燃機関２０に直結
された第一の多相交流電動発電機１と動力連結歯車（Ｐ
Ｔ０）７との接または断を行い、第二のクラッチ２２は
第二の多相交流電動発電機２と動力伝達歯車７との接ま
たは断を行う。動力伝達歯車７は変速機６を介してディ
ファレンシャル・ギヤ１８に連結され、このディファレ
ンシャル・ギヤ１８により車輪１９が駆動される。
【００５３】図１にはクラッチの構成が省略されている
が、第一のクラッチ２１は、従来例装置に装備されてい
る運転者の左足クラッチ・ペダル（図示省力）により操
作されるクラッチを兼用するか、あるいはそのクラッチ
とは別に設けられる。兼用する場合には、クラッチ・ペ
ダルを踏みつづけている状態を例えばレバー操作などの
別の操作により設定する。また、別に設ける場合には、
第一のクラッチ２１を従来例装置に装備されているクラ
ッチ・ペダルにより操作されるクラッチと機械的に直列
に接続する構成にする。
【００５４】大型自動車では、近年クラッチ・ペダルと
クラッチとが機械系により直接に結合されていない装置
が広く普及している。すなわち、運転席のクラッチ・ペ
ダルには、クラッチ・ペダルの踏込量を電気信号として
検出するペダル・センサが装備され、そのペダル・セン
サの出力は制御回路に取り込まれる。一方、クラッチに
はアクチュエータが機械系として接続されていて、この
アクチュエータの動作にしたがって、クラッチが接断さ
れ、あるいは半クラッチの状態が作り出されるようにな
っている。制御回路はこのアクチュエータを電気的に制
御するように構成されている。したがって、第一のクラ
ッチ２１および第二のクラッチ２２をこのような電気的
構成することもできる。
【００５５】本第一実施例では、 第一モード（電気自動車のモード） 第二モード（充電型電気自動車のモード） 第三モード（エンジンモード） 第四モード（補助制動補助加速モード） 第五モード（回生モード） の五つのモードが車両の走行状態に応じて自動的に選択
設定される。
【００５６】運転者がモード設定スイッチ９を操作する
ことによって高速モードまたは市内走行モードが設定さ
れるが、第二の制御回路４２はこの設定にしたがって前
記各モードの中から随時選択を行う。第一の制御回路４
１は加速制動操作レバー８からの入力にしたがって補助
加速および制動の制御を行うとともに、第二の制御回路
４２に制御信号を送出する。
【００５７】モード操作スイッチ９が操作されて市内走
行モードが選択されているときには、第一モードまたは
第五モードで走行を行い、蓄電池５の充電量が少なくな
ったときに第二モードが選択される。この第二モードの
選択は蓄電池５の充電量の観測によって自動設定され
る。
【００５８】また、操作により高速モードが選択されて
いるときには、第四モードで走行を行い、停車したとき
には第二モードが選択される。停車時の第二モードの選
択は蓄電池５の充電量の観測によって自動的に設定され
る。
【００５９】モード設定スイッチ９によるモードの設定
が、市内走行モードまたは高速モードのいずれであって
も、蓄電池５の充電量が欠乏したときには自動的に第三
モードが選択され内燃機関１だけによる走行が行われ
る。
【００６０】ここで、前記各モードそれぞれの動作につ
いて説明する。
【００６１】まず、第一モード（電気自動車のモード）
による動作について説明する。図３は本発明第一実施例
における第一モードによる動作の流れを示すフローチャ
ート、図４は本発明第一実施例における第一モード設定
時の動力伝達経路を説明する図である。
【００６２】加速制動操作レバー８が操作され市内走行
モードが設定されると、第一の制御回路４１は電流検出
器１６および電圧検出器１７の出力を取込み、蓄電池５
の現在の充電量を検出し、充電量が上限所定量を越えて
いるか否かを判定する。上限所定量を越えていなければ
第二モード（充電型電気自動車モード）を選択しその制
御を行う。
【００６３】充電量が上限所定値を越えていれば、電気
自動車としての走行が可能な状態にあるので、第一モー
ドを選択し第一のクラッチ２１を断状態、第二のクラッ
チ２２を接状態にし、内燃機関２０の駆動を停止する。
次いで、第一の回転センサ３１の出力を取込み、内燃機
関２０が停止したか否かを確認し、停止状態にあれば第
一のインバータ１１をオフ状態にし、第二の制御回路４
２に制御信号を送出する。
【００６４】第二の制御回路４２は、この制御信号にし
たがって第二のインバータ１２を制御し、第二の多相交
流電動発電機２を電動機として駆動する。続いて、第二
の回転センサ３２の出力を取込み、第二の多相交流電動
発電機２の駆動を確認し、駆動状態にあれば第二のクラ
ッチ２２を接状態にする。
【００６５】これにより、図４に示すように、蓄電池５
の直流電気エネルギが第二のインバータ１２で交流電気
エネルギに変換され、第二の多相交流電動発電機２が電
動機として駆動し、その駆動力が第二のクラッチ２２、
動力連結歯車７、変速機６およびディファレンシャル・
ギヤ１８を介して車輪１９に伝達され、車両は電気動力
のみで駆動される。この第一モードの動作では内燃機関
２０は動作状態にないので排気ガスの放出は全く行われ
ない。
【００６６】次に、第二モード（充電型電気自動車のモ
ード）による動作について説明する。図５は本発明第一
実施例における第二モードによる動作の流れを示すフロ
ーチャート、図６は本発明第一実施例における第二モー
ド設定時の充電経路および動力伝達経路を説明する図で
ある。
【００６７】第一の制御回路４１は、第一モードが実行
されているときに、電流検出器１６および電圧検出器１
７の出力を取込み、蓄電池５の充電量が下限所定量にな
っていれば第二モードを選択する。
【００６８】この第二モードでは、第一の制御回路４１
は第一のクラッチ２１を断状態、第二のクラッチ２２を
接状態にして、内燃機関２０を起動する。この内燃機関
２０の起動は第一の多相交流電動発電機１を始動速度で
回転させることにより行う。次いで、第一の回転センサ
３１の出力を取込み、内燃機関２０が起動したか否かを
確認し、起動していれば第一のインバータ１１を制御し
て第一の多相交流電動発電機１を発電機として駆動し、
第二の制御回路４２に制御信号を送出する。第二の制御
回路４２はこの制御信号にしたがって第二のインバータ
１２を制御し、第二の多相交流電動発電機２を電動機と
して駆動する。
【００６９】これにより、図６に示すように、第一の多
相交流電動発電機１が発生した交流電気エネルギが第一
のインバータ１１で直流電気エネルギに変換され、蓄電
池５への充電が行われる。同時に、蓄電池５の直流電気
エネルギが第二のインバータ１２により交流電気エネル
ギに変換され、第二の多相交流電動発電機２が電動機と
して駆動し、その駆動力が第二のクラッチ２２、動力連
結歯車７、変速機６およびディファレンシャル・ギヤ１
８を介して車輪１９に伝達され、車両が電気動力により
駆動される。
【００７０】この第二モードによる動作では、内燃機関
２０は充電のためのみに駆動されるので、燃料の消費量
はきわめて小さく、排気ガスによる大気汚染を最小限に
することができる。
【００７１】図７は本発明第一実施例における第三モー
ドによる動作の流れを示すフローチャート、図８は本発
明第一実施例における第三モード設定時の動力伝達経路
を説明する図である。
【００７２】第一の制御回路４１は、電流検出器１６お
よび電圧検出器１７の出力を取込み、蓄電池５の充電量
が下限所定量を下回ったか否かを判定する。下回ってい
るときには、モード設定スイッチ９が市内走行モードま
たは高速モードのいずれに操作されていても、第三モー
ド（エンジンモード）を選択する。下回っていなければ
状況に応じて他のモードを選択する。
【００７３】この第三モードでは、第一の制御回路４１
は、まず第一のインバータ１１から蓄電池５の電気エネ
ルギを取込み、第一の多相交流電動発電機１を電動機と
して始動速度で回転させ内燃機関２０を起動する。続い
て第一の回転センサ３１の検出出力を取込み、内燃機関
２０の起動の確認を行い、起動状態にあれば、第一のイ
ンバータ１１および第二のインバータ１２を制御して第
一の多相交流電動発電機１および第二の多相交流電動発
電機２をオフ状態にする。次いで、第二のクラッチ２２
を断状態にするとともに、第一のクラッチ２１を接状態
にする。
【００７４】これにより、図８に示すように、内燃機関
２０の駆動力が第一のクラッチ２１、動力連結歯車７、
変速機６およびディファレンシャル・ギヤ１８を経由し
て車輪１９に伝達され、通常の自動車と同様の走行が行
われる。
【００７５】次に、第四モード（補助制動補助加速モー
ド）による動作について説明する。図９は本発明第一実
施例における第四モードによる動作の流れを示すフロー
チャート、図１０は本発明第一実施例における第四モー
ド設定時の充電経路および動力伝達経路を説明する図で
ある。
【００７６】第一の制御回路４１は、モード設定スイッ
チ９の出力を取込み、高速モードに操作されているか否
かを判定する。高速モードに操作されていれば第四モー
ドを選択する。
【００７７】この第四モードでは、第一の制御回路４１
は内燃機関２０を起動状態にし、第一の回転センサ３１
の検出出力を取込み、内燃機関２０の起動を確認した後
に、第二のクラッチ２２を断状態にし、第二のインバー
タ１２をオフ状態にする。次いで、第一のクラッチ２１
を接状態にして、内燃機関２０および第一の多相交流電
動発電機１またはそのいずれかの駆動力を車輪１９に伝
達できるようにするとともに、第一の多相交流電動発電
機１から蓄電池５への充電をできるようにする。
【００７８】この状態で第一の制御回路４１は、加速制
動操作レバー８の出力を取込み、補助加速モードに設定
されているか、制動モードに設定されているかを判定す
る。いずれのモードも設定されていなければ内燃機関２
０の駆動により通常の走行を行う。
【００７９】加速制動操作レバー８により補助加速モー
ドが設定されていれば、第一の制御回路４１は、蓄電池
５から直流電気エネルギを第一のインバータ１１に供給
し、交流電気エネルギに変換して第一の多相交流電動発
電機１を電動機として駆動する。この駆動力が内燃機関
２０の駆動力に加えられて補助加速が行われる。
【００８０】加速制動操作レバー８により制動モードが
設定されていれば、第一の制御回路４１は、第一のイン
バータ１１を制御して第一の多相交流電動発電機１を発
電機として駆動し電気制動を行うとともに、第一の多相
交流電動発電機１に発生した交流電気エネルギを第一の
インバータ１１で直流電気エネルギに変換し蓄電池５に
充電する。
【００８１】このように、第四モードでは、車両が加速
するときあるいは登り坂を走行するときには電気エネル
ギによる補助加速が行われるので排気ガスの量を小さく
することができ、また、車両が減速するときあるいは下
り坂を走行するときには電気制動による電気エネルギを
有効に回生することができる。
【００８２】図１１は本発明第一実施例における第五モ
ードによる動作の流れを示すフローチャート、図１２は
本発明第一実施例における第五モード設定時の充電経路
を説明する図である。
【００８３】第二の制御回路４２は、モード設定スイッ
チ９が市内走行モードに操作された状態で、第一の制御
回路４１から加速制動操作レバー８が制動モードに設定
された制御情報を入力すると第五モード（回生モード）
を選択する。
【００８４】この第五モードでは、第一の制御回路４１
が第一のクラッチ２１を断にした後に、内燃機関２０を
停止状態にし、第一の多相交流電動発電機１をオフ状態
にする。次いで、第二の制御回路４２が第二の多相交流
電動発電機２を発電機として駆動し、第二のクラッチ２
２を接状態にして、第二の回転センサ３２の出力を取込
み、第二の多相交流電動発電機２の駆動を確認し、図１
２に示すように、第二の多相交流電動発電機２に発生し
た交流電気エネルギを第二のインバータ１２で直流電気
エネルギに変換し蓄電池５に充電する。
【００８５】以上各モードにおける動作について説明し
たが、ここで、これら各動作モードの選択について説明
する。
【００８６】前述したように、運転者が加速制動操作レ
バー８を操作することによって補助加速モードおよび制
動モードが設定され、加速制動操作レバー８が操作され
ないときには通常走行モードが設定される。第一の制御
回路４１は、このモード設定にしたがって、そのときの
走行状態に対応して第一モードないし第五モードを自動
的に選択する。
【００８７】また、モード設定スイッチ９が操作された
場合には、それが高速走行か市内走行かによって自動的
に動作モードの設定が行われる。例えば、高速走行が指
示されたとすると、第一の制御回路４１は第四モード
（補助制動補助加速モード）を選択する。この第四モー
ドの動作の中で蓄電池５の充電状態を観測し、充電量が
充分にあると判定したときには、この第四モードを継続
して、加速制動操作レバー８の操作入力にしたがって補
助加速または補助制動を行い、制動により発生したエネ
ルギは蓄電池５に回生する。蓄電池５の充電量が不充分
であると判定したときには、第一の多相交流電動発電機
１を電動機として補助加速を行うことはできないので、
第三モード（エンジンモード）を選択し、内燃機関２０
の駆動力だけで車両の走行を行う。
【００８８】モード設定スイッチ９により市内走行が指
示されたときには、第一モード（電気自動車のモード）
を選択し、電気動力のみによる走行を行いながら蓄電池
５の充電量を観測する。充電量が充分あるときはそのま
ま第一モードを継続する。充電量が少ないと判定したと
きには、充電を必要とするので、第二モード（充電型電
気自動車のモード）を選択し、蓄電池５への充電を行い
ながら電気動力により走行を行う。
【００８９】蓄電池５の充電量がさらに少なくなったと
きには、電気動力による走行は不可能であるので、第四
モード（補助制動補助加速モード）を選択し、蓄電池５
への充電を行いながら内燃機関２０の駆動力により走行
を行う。これよりもさらに蓄電池５の充電量が少なくな
ったときには、第三モード（エンジンモード）を選択し
内燃機関２０の駆動力だけで走行を行う。
【００９０】（第二実施例）図１３は本発明第二実施例
の要部の構成を示すブロック図である。
【００９１】本発明第二実施例は、第一実施例における
図１に示す第一の制御回路４１と第二の制御回路４２と
が共通化された制御回路４０が備えられ、第一のインバ
ータ１１と第二のインバータ１２のそれぞれの一部が共
通化されたインバータ１０が設けられる。その他は第一
実施例同様に構成され、第一モードないし第五モードの
動作が同様に行われる。
【００９２】（第三実施例）図１４は本発明第三実施例
の要部の構成を示すブロック図である。
【００９３】本発明第三実施例は、図１に示す第一実施
例の構成に加えて、内燃機関２０の主回転軸と第一の多
相交流電動発電機１との間に電磁クラッチにより構成さ
れた第三のクラッチ２３が備えられる。内燃機関２０と
第一の多相交流電動発電機１とはこの第三のクラッチ２
３により連結されるので、第一の多相交流電動発電機１
の回転が第一の回転センサ３１により検出される。
【００９４】本第三実施例も第二実施例のように、第一
の制御回路４１と第二の制御回路４２とを共通化し、第
一のインバータ１１と第二のインバータ１２のそれぞれ
の一部を共通化することもできるが、ここでは第一実施
例同様に第一の制御回路４１と第二の制御回路４２、お
よび第一のインバータ１１と第２のインバータ１２が備
えられた構成を例に説明する。
【００９５】本第三実施例では、第一実施例で説明した
第一モードないし第五モードの動作に加えて、 第六モード（電気自動車モード） 第七モード（回生モード） の動作モードをとることができる。第一モードないし第
五モードの動作説明は前述してあるのでここでは省略す
る。
【００９６】図１５は本発明第三実施例における第六モ
ードによる動作の流れを示すフローチャート、図１６は
本発明第三実施例における第六モード設定時の動力伝達
経路を説明する図である。
【００９７】加速制動操作レバー８が操作され市内走行
モードが設定されると、第一の制御回路４１は電流検出
器１６および電圧検出器１７の出力を取込み、蓄電池５
の現在の充電量を検出し、充電量が上限所定量を越えて
いるか否かを判定する。上限所定量を越えていなければ
第二モード（充電型電気自動車モード）を選択しその制
御を行う。
【００９８】充電量が上限所定量を越えていれば、電気
自動車としての走行が可能な状態にあるので、第六モー
ドを選択して第一のクラッチ２１を接状態にし、第二の
クラッチ２２および第三のクラッチ２３を断状態にして
内燃機関２０の駆動を停止する。次いで、第二の制御回
路４２に制御信号を送出し第二のインバータ１２をオフ
状態にし、第一のインバータ１１を制御して第一の多相
交流電動発電機１を電動機として駆動する。
【００９９】これにより、図１６に示すように、蓄電池
５の直流電気エネルギが第一のインバータ１１で交流電
気エネルギに変換され、第一の多相交流電動発電機１が
電動機として駆動し、その駆動力が第一のクラッチ２
１、動力連結歯車７、変速機６およびディファレンシャ
ル・ギヤ１８を介して車輪１９に伝達され、車両は電気
動力のみで駆動される。
【０１００】この第六モードでの動作では、第一モード
での動作と同様に内燃機関２０は動作状態にないので排
気ガスの放出は行われず、さらに、第一モードの場合に
比べて第一の多相交流電動発電機１による駆動が行われ
るので、大きい動力を取出すことができる。
【０１０１】次に、本発明第三実施例における第七モー
ドによる動作について説明する。図１７は本発明第三実
施例における第七モードによる動作の流れを示すフロー
チャート、図１８は本発明第三実施例における第七モー
ド設定時の充電経路を説明する図である。
【０１０２】第一の制御回路４１は加速制動操作レバー
８の出力を取込み、制動モードが操作設定されていれば
第七モードを選択する。この第七モードでは、第一の制
御回路４１は、第二のクラッチ２２および第三のクラッ
チ２３を断状態にするとともに第一のクラッチ２１を接
状態にする。さらに、第二のインバータ１２をオフ状態
にする。次いで、第一の多相交流電動発電機１を発電機
として駆動し、第一の回転センサ３１の出力を取込み、
第一の多相交流電動発電機１の駆動を確認し、図１８に
示すように、第一の多相交流電動発電機１に発生した交
流電気エネルギを第一のインバータ１１で直流電気エネ
ルギに変換し蓄電池５に充電する。
【０１０３】（第四実施例）図１９は本発明第四実施例
の要部の構成を示すブロック図である。
【０１０４】本発明第四実施例は、第一実施例の構成に
加えて、機械的な回転エネルギを蓄積するフライホイー
ル２５と、このフライホイール２５の回転軸に連結され
た第三の多相交流電動発電機３と、この第三の多相交流
電動発電機３と蓄電池５とを電気的に接続し双方向に電
気エネルギを変換伝達する第三のインバータ１３と、フ
ライホイール２５の回転を検出する第三の回転センサ３
３と、この第三の回転センサ３３の出力にしたがって第
三のインバータ１３を制御する第三の制御回路４３とが
備えられたフライホイール装置３０が設けられる。
【０１０５】さらに、第一のインバータ１１の直流側入
出力を蓄電池５およびフライホイール装置３０に分配す
る分配回路２６が備えられ、フライホイール装置３０の
入力側には第一のインバータ１１からの直流電圧を検出
する電圧検出回路２７が接続され、その検出出力は第一
の制御回路４１に送出される。
【０１０６】第一の制御回路４１には分配回路２６を制
御する手段が含まれ、この分配回路２６を制御する手段
には、制動モードでは第一のインバータ１１の直流側出
力に現れる直流エネルギをフライホイール装置３０に優
先的に蓄積させ、そのフライホイール装置３０の蓄積エ
ネルギが大きくなり第三のインバータ１３の端子電圧が
所定値Ｖ1 を越えたときにその直流エネルギを蓄電池５
に蓄積させる制御手段と、補助加速モードではフライホ
イール装置３０の蓄積エネルギを蓄電池５の蓄積エネル
ギに優先的に第一のインバータ１１の直流入力に与え、
フライホイール装置３０の蓄積エネルギが小さくなり第
三のインバータ１３の端子電圧が所定値Ｖ2 を下回ると
きに蓄電池５の蓄積エネルギを第一のインバータ１１の
直流入力に与えるように制御する制御手段とが含まれ
る。
【０１０７】フライホイール装置３０は、図２０に示す
ように、防爆構造に形成された筐体にフライホイール２
５と第三の多相交流電動発電機３とが直結された状態で
収容され、車台に固定される。
【０１０８】この第四実施例では、第一および第二実施
例で説明した各モードと同一のモードをとることができ
る。すなわち、第一モードから第五モードをとることが
できる。その各々の場合に、直流電気エネルギを蓄電池
５に蓄積するときには、急激に大きい制動エネルギが発
生したときに、発生したエネルギを蓄電池５に優先して
フライホイール２５に蓄積する。すなわち発生している
直流電気エネルギをフライホイール２５を回転駆動する
ために使用し、回転機械エネルギとしてフライホイール
２５にエネルギを蓄積する。フライホイール２５が一定
の回転速度になった状態で蓄電池５に電気エネルギを蓄
積する。一方、蓄電池５に蓄積された直流電気エネルギ
を使用するときには、フライホイール２５が回転状態に
あるならば、蓄電池５より先にフライホイール２５の回
転機械エネルギを先に利用し、フライホイール２５の回
転がエネルギを取り出すには不十分な状態になってから
蓄電池５からエネルギを取り出すように制御される。
【０１０９】このような構成をとることにより、制動時
の短時間に発生する大きいエネルギを有効に利用するこ
とができるとともに、フライホイール２５が回転してい
る状態では蓄電池５からは取り出すことができないよう
な大きいエネルギ（大きい電流）を、一時的にフライホ
イール２５の回転エネルギを電気エネルギに変換するこ
とにより利用することができる。
【０１１０】図２１は本発明第四実施例におけるフライ
ホイール装置による車両の加速および制動時のエネルギ
分配を説明する図である。発進または加速時に設定され
る補助加速モードでは、フライホイール装置３０の蓄積
エネルギが所定値Ｖ2 を下回るまでは、フライホイール
装置３０の蓄積エネルギが蓄電池５の蓄積エネルギに優
先して第一のインバータ１１の直流入力に与えられる。
フライホイール装置３０の蓄積エネルギが所定値Ｖ2 を
下回ったときに蓄電池５の蓄積エネルギが第一のインバ
ータ１１の直流入力に与えられる。
【０１１１】また、減速時に設定される制動モードで
は、フライホイール装置３０の蓄積エネルギがＶ1 を越
えるまでは、第一のインバータ１１の直流側出力に現れ
る直流エネルギがフライホイール装置３０に優先的に蓄
積され、所定値Ｖ1 を越えたとき、すなわちフライホイ
ール装置３０の蓄積エネルギが上限に達したときに、そ
の直流エネルギが蓄電池５に蓄積される。
【０１１２】本第四実施例の場合も第三実施例のよう
に、内燃機関２０の主回転軸と第一の多相交流電動発電
機１との間に図１４に示す第三のクラッチ２３を設ける
ことができ、この構成の場合には第一モードから第五モ
ードに加えて第六モードおよび第七モードをとることが
できる。
【０１１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蓄
電池に蓄積する電気エネルギを小さくすることができる
とともに、自動車の走行状態に応じて動作モードを多様
に選択することができる。また、電動機による補助加速
を有効に利用して内燃機関の排気ガスを低減することが
でき、制動により生じるエネルギを放出することなく有
効に回生することができる。さらに、燃料消費を小さく
するとともに、環境汚染を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第一実施例の要部の構成を示すブロック
図。
【図２】本発明第一実施例における加速制動操作レバー
およびモード設定スイッチの配置例を示す斜視図。
【図３】本発明第一実施例における第一モードによる動
作の流れを示すフローチャート。
【図４】本発明第一実施例における第一モード設定時の
動力伝達経路を説明する図。
【図５】本発明第一実施例における第二モードによる動
作の流れを示すフローチャート。
【図６】本発明第一実施例における第二モード設定時の
充電経路および動力伝達経路を説明する図。
【図７】本発明第一実施例における第三モードによる動
作の流れを示すフローチャート。
【図８】本発明第一実施例における第三モード設定時の
動力伝達経路を説明する図。
【図９】本発明第一実施例における第四モードによる動
作の流れを示すフローチャート。
【図１０】本発明第一実施例における第四モード設定時
の充電経路および動力伝達経路を説明する図。
【図１１】本発明第一実施例における第五モードによる
動作の流れを示すフローチャート。
【図１２】本発明第一実施例における第五モード設定時
の充電経路を説明する図。
【図１３】本発明第二実施例の要部の構成を示すブロッ
ク図。
【図１４】本発明第三実施例の要部の構成う示すブロッ
ク図。
【図１５】本発明第三実施例における第六モードによる
動作の流れを示すフローチャート。
【図１６】本発明第三実施例における第六モード設定時
の動力伝達経路を説明する図。
【図１７】本発明第三実施例における第七モードによる
動作の流れを示すフローチャート。
【図１８】本発明第三実施例における第七モード設定時
の充電経路を説明する図。
【図１９】本発明第四実施例の要部の構成を示すブロッ
ク図。
【図２０】本発明第四実施例におけるフライホイール装
置の実装例を示す図。
【図２１】本発明第四実施例におけるフライホイール装
置による車両の加速および制動時のエネルギ分配を説明
する図。
【符号の説明】
１ 第一の多相交流電動発電機 ２ 第二の多相交流電動発電機 ３ 第三の多相交流電動発電機 ４ 操舵ハンドル ５ 蓄電池 ６ 変速機 ７ 動力連結歯車（ＰＴＯ） ８ 加速制動操作レバー ９ モード設定スイッチ １０ インバータ １１ 第一のインバータ １２ 第二のインバータ １３ 第三のインバータ １４ アクセル・ストローク・センサ １５ ブレーキ・ストローク・センサ １６ 電流検出器 １７ 電圧検出器 １８ ディファレンシャル・ギヤ １９ 車輪 ２０ 内燃機関 ２１ 第一のクラッチ ２２ 第二のクラッチ ２３ 第三のクラッチ ２４ アクセル・ペダル ２５ フライホイール ２６ 分配回路 ２７ 電圧検出回路 ２８ キー・スイッチ ３０ フライホイール装置 ３１ 第一の回転センサ ３２ 第二の回転センサ ３３ 第三の回転センサ ４０ 制御回路 ４１ 第一の制御回路 ４２ 第二の制御回路 ４３ 第三の制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｌ 11/12 Ｂ６０Ｌ 15/20 Ｋ 15/20 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｄ Ｆ０２Ｄ 29/02 29/06 Ｄ 29/06 Ｂ６０Ｋ 9/00 ＺＨＶＥ (72)発明者 上光 勲 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 小池 哲夫 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 (56)参考文献 特開 平６−144020（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−2510（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−88621（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−32503（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−297330（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−150031（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/00 - 11/14 B60K 6/02 - 6/04 B60K 17/04 B60L 15/20 F02D 29/00 - 29/06

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関と、この内燃機関の主回転軸に
    直結された第一の電動発電機と、蓄電池と、この蓄電池
    とこの第一の電動発電機とを電気的に接続し双方向に電
    気エネルギを変換伝達する第一のインバータと、前記主
    回転軸を変速機に連結する第一のクラッチとを備えたハ
    イブリッド自動車において、 前記変速機に機械的に結合された動力連結歯車（ＰＴ
    Ｏ）と、この動力連結歯車に連結された第二のクラッチ
    と、この第二のクラッチを介してその回転軸が連結され
    た第二の電動発電機と、この第二の電動発電機と前記蓄
    電池とを電気的に接続し双方向に電気エネルギを変換伝
    達する第二のインバータとを備え、前記第一の電動発電機、前記第二の電動発電機は、 前記第一のクラッチを断状態にし前記第二のクラッチを
    接状態にし、前記第二の電動発電機を電動機として駆動
    して走行する第一のモードと、 前記第一のクラッチを断状態にし前記内燃機関を駆動し
    て前記第一の電動発電機を発電機として動作させ、前記
    第二のクラッチを接状態にし、前記第二の電動発電機を
    電動機として駆動して走行する第二のモードと、 前記第一のクラッチを接状態にし前記第二のクラッチを
    断状態にして前記内燃機関で走行する第三のモードと、 前記第一のクラッチを接状態にし前記第二のクラッチを
    断状態にし、前記第一の電動発電機を制動時には発電機
    として動作させ、加速時には電動機として動作させて走
    行中の補助制動または補助加速を行う第四のモードと、 前記第一のクラッチを断状態にし前記第二のクラッチを
    接状態にし、前記第二の電動発電機を発電機として駆動
    して走行する第五のモードとに制御される ことを特徴と
    するハイブリッド自動車。
  2. 【請求項２】 前記主回転軸の回転を検出する第一の回
    転センサと、この第一の回転センサの出力にしたがって
    前記第一のインバータを制御する第一の制御回路と、前
    記第二の電動発電機の回転を検出する第二の回転センサ
    と、この第二の回転センサの出力にしたがって前記第二
    のインバータを制御する第二の制御回路とを備えた請求
    項１記載のハイブリッド自動車。
  3. 【請求項３】 前記第一の制御回路と前記第二の制御回
    路とが共通化された請求項２記載のハイブリッド自動
    車。
  4. 【請求項４】 前記第一のインバータと前記第二のイン
    バータのそれぞれの一部が共通化された請求項３記載の
    ハイブリッド自動車。
  5. 【請求項５】 内燃機関と、この内燃機関の主回転軸に
    連結された第一の電動発電機と、蓄電池と、この蓄電池
    とこの第一の電動発電機とを電気的に接続し双方向に電
    気エネルギを変換伝達する第一のインバータと、前記主
    回転軸を変速機に連結する第一のクラッチとを備えたハ
    イブリッド自動車において、 前記変速機に機械的に結合された動力連結歯車（ＰＴ
    Ｏ）と、この動力連結歯車に連結された第二のクラッチ
    と、この第二のクラッチを介してその回転軸が連結され
    た第二の電動発電機と、この第二の電動発電機と前記蓄
    電池とを電気的に接続し双方向に電気エネルギを変換伝
    達する第二のインバータと、前記内燃機関の主回転軸と
    前記第一の電動発電機との間に設けられた第三のクラッ
    チとを備え、前記第一の電動発電機、前記第二の電動発電機は、 前記第一および第三のクラッチを断状態にし前記第二の
    クラッチを接状態にし、前記第二の電動発電機を電動機
    として駆動して走行する第一のモードと、 前記第一のクラッチを断状態、前記第三のクラッチを接
    状態にし前記内燃機関を駆動して前記第一の電動発電機
    を発電機として動作させ、前記第二のクラッチを接状態
    にし、前記第二の電動発電機を電動機として駆動して走
    行する第二のモードと、 前記第一および前記第三のクラッチを接状態にし前記第
    二のクラッチを断状態にして前記内燃機関で走行する第
    三のモードと、 前記第一および前記第三のクラッチを接状態にし前記第
    二のクラッチを断状態にし、前記第一の電動発電機を制
    動時には発電機として動作させ、加速時には電動機とし
    て動作させて走行中の補助制動または補助加速を行う第
    四のモードと、 前記第一のクラッチを断状態にし前記第二のクラッチを
    接状態にし、前記第二の電動発電機を発電機として駆動
    して走行する第五のモードと、 前記第一のクラッチを接状態にし前記第二および第三の
    クラッチを断状態にし て前記第一の電動発電機を電動機
    として駆動して走行する第六のモードと、 前記第一のクラッチを接状態にし前記第二および第三の
    クラッチを断状態にし、前記第一の電動発電機を発電機
    として駆動して走行する第七のモードと に制御される た
    ことを特徴とするハイブリッド自動車。
  6. 【請求項６】 前記第三のクラッチは電磁クラッチであ
    る請求項５記載のハイブリッド自動車。
  7. 【請求項７】 前記第一の電動発電機の回転を検出する
    第一の回転センサと、この第一の回転センサの出力にし
    たがって前記第一のインバータを制御する第一の制御回
    路と、前記第二の電動発電機の回転を検出する第二の回
    転センサと、この第二の回転センサの出力にしたがって
    前記第二のインバータを制御する第二の制御回路とを備
    えた請求項５記載のハイブリッド自動車。
  8. 【請求項８】 前記第一の制御回路と前記第二の制御回
    路とが共通化された請求項７記載のハイブリッド自動
    車。
  9. 【請求項９】 前記第一のインバータと前記第二のイン
    バータのそれぞれの一部が共通化された請求項８記載の
    ハイブリッド自動車。
  10. 【請求項１０】 内燃機関と、この内燃機関の主回転軸
    に直結された第一の多相交流電動発電機と、蓄電池と、
    この蓄電池とこの第一の電動発電機とを電気的に接続し
    双方向に電気エネルギを変換伝達する第一のインバータ
    と、前記主回転軸を変速機に連結する第一のクラッチと
    を備えたハイブリッド自動車において、 前記変速機に機械的に結合された動力連結歯車（ＰＴ
    Ｏ）と、この動力連結歯車に連結された第二のクラッチ
    と、この第二のクラッチを介してその回転軸が連結され
    た第二の電動発電機と、この第二の電動発電機と前記蓄
    電池とを電気的に接続し双方向に電気エネルギを変換伝
    達する第二のインバータと、機械的な回転エネルギを蓄
    積するフライホイールと、このフライホイール回転軸に
    連結された第三の電動発電機と、この第三の電動発電機
    と前記蓄電池とを電気的に接続し双方向に電気エネルギ
    を変換伝達する第三のインバータとを備え、前記第一の電動発電機、前記第二の電動発電機は、 前記第一のクラッチを断状態にし前記第二のクラッチを
    接状態にし、前記第二 の電動発電機を電動機として駆動
    して走行する第一のモードと、 前記第一のクラッチを断状態にし前記内燃機関を駆動し
    て前記第一の電動発電機を発電機として動作させ、前記
    第二のクラッチを接状態にし、前記第二の電動発電機を
    電動機として駆動して走行する第二のモードと、 前記第一のクラッチを接状態にし前記第二のクラッチを
    断状態にして前記内燃機関で走行する第三のモードと、 前記第一のクラッチを接状態にし前記第二のクラッチを
    断状態にし、前記第一の電動発電機を制動時には発電機
    として動作させ、加速時には電動機として動作させて走
    行中の補助制動または補助加速を行う第四のモードと、 前記第一のクラッチを断状態にし前記第二のクラッチを
    接状態にし、前記第二の電動発電機を発電機として駆動
    して走行する第五のモードと に制御される ことを特徴と
    するハイブリッド自動車。
  11. 【請求項１１】 前記主回転軸の回転を検出する第一の
    回転センサと、この第一の回転センサの出力にしたがっ
    て前記第一のインバータを制御する第一の制御回路と、
    前記第二の電動発電機の回転を検出する第二の回転セン
    サと、この第二の回転センサの出力にしたがって前記第
    二のインバータを制御する第二の制御回路と、前記フラ
    イホイールの回転を検出する第三の回転センサと、この
    第三の回転センサの出力にしたがって前記第三のインバ
    ータを制御する第三の制御回路とを備えた請求項１０記
    載のハイブリッド自動車。
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