JPH0614445U - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気制動能力や、減速エネルギを回生する発
電能力を、必要に応じて増大可能にする。 【構成】 エンジン１から駆動輪９に至る駆動系に、電
動及び発電が可能な電動発電機１３を並列的に連結し、
この電動発電機１３を制御ユニット３０により電動機と
して作動して補助駆動したり、発電機として作動して電
気制動すると共にエネルギ回生するように構成し、電動
発電機１３の伝動系に他のクラッチ１４を介して発電機
１５を直列的に連結する。そしてバッテリ１６の充電量
が低下したり、ブレーキスイッチ２２を操作すると、ク
ラッチ１４の接続で発電機１５を作動して、発電または
電気制動の能力を増大するように制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車等の車両として、熱機関のエンジンに電動発電機を組合わせ たハイブリッド車に関し、詳しくは、電気制動とエネルギ回生の機能の増大手段 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両用のパワープラントとして、熱機関のエンジンから変速機を介して駆動輪 に至る駆動系に、電動と発電が可能な電動発電機を並列的に組合わせて連結した ハイブリッド車が既に知られている。このハイブリッド車では、車両の減速時に 電動発電機を発電機として作動して電気制動し、このとき車輪の減速エネルギを 電気エネルギに変換しバッテリに充電して回生する。また加速時等ではバッテリ 電源により電動発電機を電動機として作動し、エンジン駆動をアシストするよう に制御されるものであり、エンジンの出力向上、燃費や排気ガスの低減等の点で 期待されている。

【０００３】 従来、上記ハイブリッド車に関しては、例えば実開平２−１１７２３号公報載 先行技術があり、エンジンから車輪に至る駆動系の途中にギヤを介して変速装置 を連結する。また、変速装置を断続器を介して動力回収蓄積装置に連結し、回転 数、ブレーキペダルの検出信号、動力蓄積量の信号に基づき駆動力を回収蓄積す ることが示されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記先行技術のものにあっては、制動動力を回生する動力回収蓄積 装置等の発電機を１段だけ設けた構成であるから、エネルギ回生能力が常に一定 である。このため長い下り坂や積載重量の大きい状態での降坂の場合には、発電 機の電気制動力が不足して、安全な減速状態に維持できないことがある。そこで フットブレーキを多用して、フェード現象やベーパロック現象を生じ易くなる。 また減速エネルギを多量に回生することが可能な条件であっても、発電機能力の 制限によりそれができない等の問題がある。

【０００５】 本考案は、この点に鑑みてなされたもので、電気制動能力や、減速エネルギを 回生する発電能力を、必要に応じて増大可能にすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本考案は、エンジンから車輪に至る駆動系に、電動及 び発電が可能な電動発電機が、少なくともクラッチを介して並列的に連結され、 この電動発電機が制御ユニットによりバッテリ電源を用いて電動機として作動し て、補助駆動したり発電機として作動して電気制動すると共に、減速エネルギに よりバッテリ充電するように制御されるハイブリッド車において、電動発電機の 伝動系に他のクラッチを介して発電機を直列的に連結し、制御ユニットが電動発 電機の発電モードの場合に、所定の条件でクラッチを接続して発電機を作動する 発電増大制御手段を有するものである。

【０００７】

【作用】

上記構成に基づき、エンジン運転の走行時に、制御ユニットで電動発電機の作 動を制御することにより、補助駆動され、または電気制動すると共にエネルギ回 生される。そして減速時に電動発電機が発電機として作動する場合において、例 えばバッテリ充電量が低下していたり、または長い下り坂でスイッチ操作すると 、制御ユニットの発電増大制御手段によりクラッチを接続して更に発電機も作動 し、発電能力または電気制動能力を増大するようになる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１において、ハイブリッ ド車の駆動系について説明する。先ず、熱機関のエンジン１のクランク軸２が電 気信号で接断する第１のクラッチ３に連結され、このクラッチ３からの入力軸４ が変速機５に連結され、変速機５の出力軸６がディファレンシャル装置７、車軸 ８を介して駆動輪９に、走行可能に伝動構成される。また減速エネルギを回生し て電気的に駆動または制動するため、変速機５の入力側の入力軸４に一対のギヤ １０，１１、電気信号で接断する第２のクラッチ１２を介して電動発電機１３が 並列的に連結される。この電動発電機１３は、電動機として作動して補助駆動し たり、または発電機として作動して電気制動すると共にエネルギ回生するように 構成されている。

【０００９】 制御系について説明すると、種々のセンサ２０、スイッチ２１の信号が入力し て処理される制御ユニット３０を有する。制御ユニット３０は作動制御部３１、 電動モード制御部３２、発電モード制御部３３、クラッチ制御部３４等を有し、 作動制御部３１が電動発電機１３、発電機１５及びバッテリ１６に接続される。 電動モード制御部３２は、運転状態判定部３５により例えば高負荷時に電動モー ドを判断し、この電動モード信号をクラッチ制御部３４と作動制御部３１に入力 する。発電モード制御部３３は、減速時に発電モードを判断し、この発電モード 信号を同様にクラッチ制御部３４と作動制御部３１に入力する。

【００１０】 クラッチ制御部３４は、発進、停車判定部３６により発進を判断すると、第１ のクラッチ３に接続信号を出力し、停車直前を判断すると、その第１のクラッチ ３に切断信号を出力する。また電動モード信号が入力すると、第２のクラッチ１ ２に接続信号を出力し、発電モード信号が入力すると、第１のクラッチ３に切断 信号を出力すると共に第２のクラッチ１２に接続信号を出力する。作動制御部３ １は、電動モード信号が入力すると、励磁電流により電動発電機１３の回転磁界 を進めると共にバッテリ１６の電圧を印加する。また発電モード信号が入力する と、励磁電流により電動発電機１３の回転磁界を遅らせ、且つ発電した電力をバ ッテリ１６に充電する。

【００１１】 一方、電気制動や発電の機能を増大する制御系として、電動発電機１３の回転 軸１３ａに、更に電気信号で接断する第３のクラッチ１４を介して発電機１５が 直列的に連結される。また制御ユニット３０は、発電モード信号、バッテリ１６ の充電量検出センサ２３の信号、運転席のブレーキスイッチ２２の信号が入力す る発電増大制御部３７を有する。この発電増大制御部３７は、電動発電機１３の 発電モードの場合において、バッテリ充電量の低下を検出したり、またはブレー キスイッチ２２のＯＮ信号が入力すると、発電増大モードを判断して、この発電 増大モード信号をクラッチ制御部３４と作動制御部３１に入力する。クラッチ制 御部３４はこのモード信号により第３のクラッチ１４にも接続信号を出力し、作 動制御部３１はこのモード信号により発電機１５で発電した電力もバッテリ１６ に充電するように構成される。

【００１２】 次に、この実施例の作用について説明する。先ずエンジン１の運転で走行する 場合は、制御ユニット３０のクラッチ制御部３４により第１のクラッチ３が接続 して、エンジン動力が変速機５に入力し、変速機５より変速動力がディファレン シャル装置７、駆動輪９に伝達して車両走行する。このとき高負荷で運転される と、電動モード制御部３２で駆動アシスト量が設定され、この電動モード信号が クラッチ制御部３４に入力して第２のクラッチ１２を接続する。また作動制御部 ３１により電動発電機１３が駆動アシスト量に応じた電動機として作動するよう に制御され、この電気動力が第２のクラッチ１２、ギヤ１１，１０を介して入力 軸４に入力する。そこでエンジン動力に電気動力が加算されることになり、こう して駆動力アップするように補助駆動される。

【００１３】 また減速時には、発電モード信号が同様にクラッチ制御部３４に入力して、第 １のクラッチ３を切断し、第２のクラッチ１２を接続する。このためエンジン１ が車輪側から切り離されてエンジンブレーキ作用しなくなり、車輪側の回転力の 全てが電動発電機１３に伝わるようになる。またこの場合は、作動制御部３１に より電動発電機１３が発電機として作動するように制御され、この発電作用によ り上記車輪側の回転力を電気的に制限して電気制動される。一方、この電気制動 時に電動発電機１３に発生した電力は作動制御部３１によりバッテリ１６に充電 され、こうして減速エネルギを電気エネルギに変換して回生される。

【００１４】 上述の減速時において、バッテリ１６の充電量が少ない場合は、充電量検出セ ンサ２３の信号により、更に発電増大モード信号がクラッチ制御部３４と作動制 御部３１に入力し、第３のクラッチ１４も接続する。そこで車輪側の回転力が電 動発電機１３から更に発電機１５に伝達して発電し、その電力もバッテリ１６に 充電される。こうして発電能力が増大して、バッテリ１６は充分な電気容量に充 電され、上述の電気動力による駆動の際に有効に利用されるようになる。

【００１５】 更に長い下り坂等の降坂時で電動発電機１３だけの制動では制動力が不足の場 合には、運転者の判断でブレーキスイッチ２２をＯＮする。するとこの場合も、 発電増大モード信号により上述と同様に発電機１５が第３のクラッチ１４により 接続し、電動発電機１３と発電機１５により電気制動される。こうして電気制動 能力が増大して、長い下り坂においても車両は安全な低速状態に維持され、フッ トブレーキを多用しなくても済むようになる。

【００１６】 以上、本考案の実施例について説明したが、電動発電機の連結構造や制御の異 なるものにも同様に適応することができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、ハイブリッド車において、電動発電機 に更に発電機が付加され、バッテリ充電量が低下する場合は、発電能力を増大す るように制御されるので、減速エネルギの回生能力が増して、バッテリの電気容 量を常に充分に確保できる。また長い下り坂等の降坂時には電気制動能力を増大 するように制御されるので、制動性能が向上する。これによりフットブレーキを 多用することがなくなって、フェード現象等を確実に防止することができ、安全 性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るハイブリッド車の実施例の駆動系
と制御系を示す構成図である。

【符号の説明】

１ エンジン ３ 第１のクラッチ ４ 入力軸 ５ 変速機 １０，１１ ギヤ １２ 第２のクラッチ １３ 電動発電機 １４ 第３のクラッチ １５ 発電機 １６ バッテリ ２２ ブレーキスイッチ ２３ 充電量検出センサ ３０ 制御ユニット ３７ 発電増大制御部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンから車輪に至る駆動系に、電動
   及び発電が可能な電動発電機が、少なくともクラッチを
   介して並列的に連結され、この電動発電機が制御ユニッ
   トによりバッテリ電源を用いて電動機として作動して、
   補助駆動したり発電機として作動して電気制動すると共
   に、減速エネルギによりバッテリ充電するように制御さ
   れるハイブリッド車において、電動発電機の伝動系に他
   のクラッチを介して発電機を直列的に連結し、制御ユニ
   ットが電動発電機の発電モードの場合に、所定の条件で
   クラッチを接続して発電機を作動する発電増大制御手段
   を有することを特徴とするハイブリッド車。
2. 【請求項２】 上記発電増大制御手段は、バッテリ充電
   量の低下を検出したり、または運転席のブレーキスイッ
   チを操作する場合に、発電機を作動して発電または電気
   制動の機能を増大するように構成されることを特徴とす
   る請求項１記載のハイブリッド車。