JPH0819113A

JPH0819113A - ハイブリッド車両の駆動装置

Info

Publication number: JPH0819113A
Application number: JP17004194A
Authority: JP
Inventors: Yasumitsu Ito; 泰充伊藤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】軽量化を可能にすることにより燃料消費率を
向上させるとともに、発電機等に不具合が生じた場合で
も自力走行を可能にすることにより利便性を向上させ
る。【構成】駆動装置１０は、前輪１２を駆動するエンジ
ン１４と、後輪１６Ｌ，１６Ｒを駆動するモータ１８
Ｌ，１８Ｒと、モータ１８Ｌ，１８Ｒに電力を供給する
バッテリ２０と、バッテリ２０を充電する発電機２２
と、発電機２２を駆動するエンジン２４と、エンジン１
４，２４に燃料を供給する燃料タンク２６と、モータ１
８Ｌ，１８Ｒの動作を制御する制御部２８とを備えたも
のである。また、バッテリ２０の蓄電量Ｃｎ，Ｃｐを検
出する蓄電量検出手段３０が付設されている。さらに、
制御部２８は、蓄電量検出手段３０で検出された蓄電量
Ｃｎ，Ｃｐが一定値以上になるとエンジン２４をアイド
ル状態にする機能を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンとバッテリと
の両方を動力源とするハイブリッド車両の駆動装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のハイブリッド車両の駆動
装置は、後輪を駆動するモータと、このモータに電力を
供給するバッテリと、このバッテリを充電する発電機
と、この発電機を駆動するエンジンと、このエンジンに
燃料を供給する燃料タンクとから構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
駆動装置では、次のような問題があった。

【０００４】発電機は、バッテリの蓄電量が不十分
であっても走行できるだけの、大きい発電容量が必要で
あった。また、バッテリは、加速時に大電流が要求され
るとともに一回の充電による走行距離も長いことが要求
されるので、大きい蓄電容量が必要であった。そのた
め、発電機及びバッテリは大型で重く、これらに加えて
モータ，エンジン及び燃料タンクを合わせるとかなりの
重量になるという問題があった。この問題は、ハイブリ
ッド車両の燃料消費率[km/l]の向上を妨げていた。特
に、本来軽量である小型車では、総重量に占める駆動装
置の割合が高くなるので、この傾向が強かった。

【０００５】発電機，エンジン，後輪等に不具合が
生ずると、もはやハイブリッド車両を自力では駆動でき
ないという問題があった。そのため、かかる問題により
ハイブリッド車両が道路の中央で立ち往生した場合な
ど、ハイブリッド車両を人力で押して道路の端まで移動
させるしかなく、甚だ不便であった。また、このような
ハイブリッド車両を修理工場等へ運ぶにしても、他の車
両によって牽引又は運搬してもらうしかなかった。

【０００６】

【発明の目的】そこで、本発明の主な目的は、軽量化を
可能にすることにより燃料消費率を向上させるととも
に、発電機等に不具合が生じた場合でも自力走行を可能
にすることにより利便性を向上させた、ハイブリッド車
両の駆動装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るハイブリッ
ド車両の駆動装置は、上記目的を達成するためになされ
たものであり、前輪又は後輪の一方を駆動する第一のエ
ンジンと、前記前輪又は後輪の他方を駆動するモータ
と、このモータに電力を供給するバッテリと、このバッ
テリを充電する発電機と、この発電機を駆動する第二の
エンジンと、前記第一及び第二のエンジンに燃料を供給
する燃料タンクと、前記モータの動作を制御する制御部
とを備えたものである。

【０００８】前記モータは、ギヤボックスとともにサブ
フレームに固定され、このサブフレームを介して車体に
取り付けられるものとしてもよい。

【０００９】又は、前記燃料タンクは、前記第一及び第
二のエンジンの両方に燃料を供給する単一の燃料タンク
からなるものとしてもよい。

【００１０】又は、前記バッテリはナトリウム硫黄電池
と鉛電池とからなり、これらのナトリウム硫黄電池と鉛
電池とが互いに並列接続されているものとしてもよい。

【００１１】又は、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄
電量検出手段とが付設され、前記制御部は、前記蓄電量
検出手段で検出された蓄電量が一定値以上になると前記
第二のエンジンをアイドル状態にする機能を有するもの
としてもよい。

【００１２】

【作用】請求項１乃至５記載の駆動装置の作用は、次の
とおりである。第一のエンジンは、前輪を駆動する。一
方、第二のエンジンは発電機を駆動し電力を発生させ、
この電力はバッテリに蓄えられる。バッテリに蓄えられ
た電力はモータに供給され、モータはこの電力を用いて
後輪を駆動する。このように、前輪の駆動系と後輪の駆
動系とは、それぞれ独立している。また、第一のエンジ
ンで後輪を駆動し、モータで前輪を駆動する場合も同様
である。また、第一のエンジンを補助的に用いることに
より、第二のエンジン，発電機，バッテリ，モータ等は
従来よりも小さくてよい。

【００１３】請求項２記載の駆動装置の他の作用は、次
のとおりである。モータ及びギヤボックスはサブフレー
ムに固定されてユニット化されている。したがって、こ
れらを一単位として、交換，改造，転用等が行われる。

【００１４】請求項３記載の駆動装置の他の作用は、次
のとおりである。単一の燃料タンクで、第一及び第二の
エンジンの両方に燃料を供給する。第一及び第二のエン
ジンのそれぞれに別々の燃料タンクを備えた場合に比べ
て、給油が一個分で済み、しかも片方の燃料タンクが先
になくなる心配もない。

【００１５】請求項４記載の駆動装置の他の作用は、次
のとおりである。並列接続されたナトリウム硫黄電池と
鉛電池とからバッテリが構成されているので、放電によ
り鉛電池の電圧がナトリウム硫黄電池の電圧よりも低下
すると、ナトリウム硫黄電池から鉛電池へ電流が流れ
る。また、それぞれの特性の相違に基づき、無負荷時に
はナトリウム硫黄電池から鉛電池へ充電電流が流れる。
これにより、走行時において、鉛電池は鉛電池単独の場
合よりも大きな出力電流を放出する。

【００１６】請求項５記載の駆動装置の他の作用は、次
のとおりである。制御部は、蓄電量が一定値以上になっ
て、もはや充電できなくなると、第二のエンジンをアイ
ドル状態にする。

【００１７】

【実施例】図１は、本発明に係るハイブリッド車両の駆
動装置の一実施例を示すブロック図である。以下、この
図面に基づき説明する。なお、図１において、実線の矢
印は電力の流れを表し、破線の矢印は信号の流れを表し
ている。

【００１８】本発明に係る駆動装置１０は、前輪１２を
駆動するエンジン１４と、後輪１６Ｌ，１６Ｒを駆動す
るモータ１８Ｌ，１８Ｒと、モータ１８Ｌ，１８Ｒに電
力を供給するバッテリ２０と、バッテリ２０を充電する
発電機２２と、発電機２２を駆動するエンジン２４と、
エンジン１４，２４に燃料を供給する燃料タンク２６
と、モータ１８Ｌ，１８Ｒの動作を制御する制御部２８
とを備えたものである。

【００１９】また、バッテリ２０の蓄電量Ｃｎ，Ｃｐを
検出する蓄電量検出手段３０が付設されている。さら
に、制御部２８は、蓄電量検出手段３０で検出された蓄
電量Ｃｎ，Ｃｐが一定値以上になるとエンジン２４をア
イドル状態にする機能を有している。

【００２０】燃料タンク２６は、エンジン１４，２４の
両方に燃料を供給する単一のものである。バッテリ２０
は、ナトリウム硫黄電池２０ｎと鉛電池２０ｐとからな
る。ナトリウム硫黄電池２０ｎと鉛電池２０ｐとは、互
いに並列接続されている。ナトリウム硫黄電池２０ｎ
は、エネルギ密度が大きく、出力密度が小さい。一方、
鉛電池２０ｐは、エネルギ密度が小さく、出力密度が大
きい。

【００２１】モータ１８Ｌは左の後輪１６Ｌを駆動し、
モータ１８Ｒは右の後輪１６Ｒを駆動する。モータ１８
Ｌ，１８Ｒは、直流三相ブラシレスモータを用いてい
る。

【００２２】制御部２８は、コントローラ２８ａと、ド
ライバ２８Ｌ，２８Ｒと、ＮＦＢ（ノー・フューズ・ブ
レーカ）２８ｐ，２８ｎとから構成されている。コント
ローラ２８ａは、例えば、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入
出力インタフェース回路等によって構成され、各種の機
能がコンピュータプログラムによって実現されている。
ドライバ２８Ｌ，２８Ｒは、例えば、巻線Ｕ相，Ｖ相，
Ｗ相に対する通電を選択するスイッチングトランジスタ
回路と、通電量をパルス幅で制御するＰＷＭ回路とから
構成されている。また、コントローラ２８ａは、アクセ
ル信号，ブレーキ信号，前後進切換え信号等を速度制御
系（図示せず）から入力して、モータ１８Ｌ，１８Ｒの
回転方向，トルク指令値等を計算し、その結果を制御信
号としてドライバ２８Ｌ，２８Ｒへ出力する。アクセル
信号は、例えば、エンジン１４のスロットル弁（図示せ
ず）の開度を示す信号である。すなわち、アクセルペダ
ル（図示せず）はエンジン１４のスロットル弁に連結さ
れているので、アクセルペダルを踏むことによりコント
ローラ２８ａを制御できることになる。

【００２３】発電機２２は、エンジン２４によって回転
して交流電圧を発生するオルタネータ２２ａと、交流電
圧を直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ２２ｂと
から構成されている。オルタネータ２２ａから発生した
交流電圧は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２２ｂで直流電圧に
変換され、バッテリ２０へ供給される。

【００２４】蓄電量検出手段３０は、例えば電流検出用
コイルとマイクロコンピュータとからなり、電流値を積
算することにより蓄電量Ｃｐ，Ｃｎを算出するものであ
る。

【００２５】次に、駆動装置１０の動作を説明する。

【００２６】燃料タンク２６に蓄えられた燃料（例え
ば、ガソリン）は、燃料タンク２６に内蔵されたポンプ
（図示せず）によってエンジン１４，２４にそれぞれ供
給される。エンジン１４は、前輪を駆動する。エンジン
２４は、オルタネータ２２ａを回して交流電圧を発生さ
せる。交流電圧はＡＣ−ＤＣコンバータ２２ｂで直流電
圧に変換され、この直流電圧はナトリウム硫黄電池２０
ｎ及び鉛電池２０ｐへ供給される。ナトリウム硫黄電池
２０ｎ及び鉛電池２０ｐに蓄えられた電力は、ドライバ
２８Ｌ，２８Ｒを介して、モータ１８Ｌ，１８Ｒへ流入
する。また、ＮＦＢ２８ｐを開路しＮＦＢ２８ｎを閉路
することによりナトリウム硫黄電池２０ｎのみを使用で
き、ＮＦＢ２８ｐを閉路しＮＦＢ２８ｎを開路すること
により鉛電池２０ｐのみを使用できる。

【００２７】ナトリウム硫黄電池２０ｎと鉛電池２０ｐ
とでは、ナトリウム硫黄電池２０ｎの方が電位が高いこ
ととＩ−Ｖ特性の違いとにより、無負荷時には、ナトリ
ウム硫黄電池２０ｎから鉛電池２０ｐへ電流が供給され
る。すなわち、ナトリウム硫黄電池２０ｎが擬似的な充
電器となる。一方、走行時には、ナトリウム硫黄電池２
０ｎと鉛電池２０ｐとはＩ−Ｖ特性に応じて同時に放電
する。したがって、軽量なナトリウム硫黄電池２０ｎを
搭載することで、鉛電池２０ｐの見かけ上の蓄電容量を
上げることができる。

【００２８】図２は、コントローラ２８ａの一機能を示
すフローチャートである。以下、図１及び図２に基づき
説明する。

【００２９】まず、蓄電量検出手段３０で検出された蓄
電量Ｃｎ，Ｃｐを入力する（ステップ１０１）。続い
て、蓄電量Ｃｎ，Ｃｐが満充電であるか否かを判断する
（ステップ１０２）。蓄電量Ｃｎ，Ｃｐが満充電でなけ
れば、蓄電量Ｃｎ，Ｃｐに応じてエンジン２４の回転数
を制御する（ステップ１０３）。例えば、オルタネータ
２２ａが最も効率よく発電できる回転数に保つ。一方、
蓄電量Ｃｎ，Ｃｐが満充電であれば、エンジン２４をア
イドル状態にして（ステップ１０４）、燃料の浪費を防
ぐ。なお、エンジン２４の回転数は、コントローラ２８
ａから出力されるスロットル弁開度制御信号Ｓｓによっ
て制御される。

【００３０】図３は駆動装置１０の各構成要素の配置を
示す側面図、図４は図３の平面図である。ただし、駆動
装置１０の各構成要素の全てが図示されているわけでは
ない。以下、図１及び図３に基づき説明する。

【００３１】駆動装置１０の各構成要素は、図示するよ
うに、ハイブリッド車両４０に配置される。ドライバ２
８Ｌ，２８Ｒは左右座席の下に配設され、ドライバ２８
Ｌ，２８Ｒの冷却フィン４２は車外に突出している。こ
れにより、車内を広く使用できるとともに、ドライバ２
８Ｌ，２８Ｒを走行風により効果的に冷却できる。ナト
リウム硫黄電池２０ｎと鉛電池２０ｐとの間には、断熱
性に優れた隔壁４４が設けられている。ナトリウム硫黄
電池２０ｎは、鉛電池２０ｐよりも高温で使用されるか
らである。また、鉛電池２０ｐには冷却及び換気用のフ
ァン４６が付設されている。

【００３２】図５はユニット化されたモータ１８Ｌ，１
８Ｒ等を示す斜視図、図６はモータ１８Ｌ，１８Ｒ等を
車体に組み込んだ状態を示す斜視図である。以下、図１
及び図３乃至図６に基づき説明する。

【００３３】モータ１８Ｌ，１８Ｒは、ギヤボックス５
０とともにサブフレーム５２に固定され、サブフレーム
５２を介して車体の一部５４に取り付けられる。モータ
１８Ｌ，１８Ｒの回転は、ギヤボックス５０を介して、
アクスルシャフト５６Ｌ，５６Ｒに伝達される。サブフ
レーム５２は、おおよそ四角枠状に形成され、モータ１
８Ｌ，１８Ｒ及びギヤボックス５０が上部に固設されて
いる。アクスルシャフト５６Ｌ，５６Ｒはそれぞれリア
アクスル５８Ｌ，５８Ｒに連結され、ギヤボックス５０
等は取付具５８によりラテラルロッド６０に取り付けら
れる。

【００３４】なお、モータ１８Ｌ，１８Ｒの近傍には、
燃料タンク２６が取り付けられる。燃料タンク２６に
は、エンジン２４へ燃料を供給する燃料供給口２６ａ
と、エンジン１４へ燃料を供給する燃料供給口２６ｂと
が設けられている。

【００３５】

【発明の効果】請求項１乃至５記載の駆動装置の効果
は、次のとおりである。第一のエンジンで前輪又は後輪
の一方を駆動し、第二のエンジン，発電機，バッテリ及
びモータで前輪又は後輪の他方を駆動するようにしたの
で、前輪と後輪とをそれぞれ独立に駆動できる。したが
って、発電機等に不具合が生じた場合でも自力で走行で
きるので、利便性を向上できる。また、第一のエンジン
を補助的に用いることにより、その分、発電機等を従来
よりも小さくできる。したがって、駆動装置全体を軽量
化できるので、燃料消費率を向上できる。

【００３６】請求項２記載の駆動装置の他の効果は、次
のとおりである。モータ，ギヤボック及びサブフレーム
をユニット化することにより、これらを一単位として交
換，改造，転用等を行うことができるので、製造を簡易
化できる。

【００３７】請求項３記載の駆動装置の他の効果は、次
のとおりである。単一の燃料タンクで第一及び第二のエ
ンジンの両方に燃料を供給することにより、第一及び第
二のエンジンのそれぞれに別々の燃料タンクを備えた場
合に比べて、給油等の保守や残量の点検を容易にでき
る。

【００３８】請求項４記載の駆動装置の他の効果は、次
のとおりである。並列接続されたナトリウム硫黄電池と
鉛電池とからバッテリを構成することにより、放電によ
り鉛電池の電圧がナトリウム硫黄電池の電圧よりも低下
すると、ナトリウム硫黄電池から鉛電池へ電流が流れる
ので、鉛バッテリの過放電を防止できる。また、無負荷
時にはナトリウム硫黄電池から鉛電池へ充電電流が流れ
るので、走行時において、鉛電池は鉛電池単独の場合よ
りも大きな出力電流を放出できる。したがって、ナトリ
ウム硫黄電池と鉛電池との組み合わせにより、バッテリ
全体を軽量化できる。

【００３９】請求項５記載の駆動装置の他の効果は、次
のとおりである。蓄電量が一定値以上になると第二のエ
ンジンをアイドル状態にすることにより、エンジンの燃
料を無駄なく効率よく使うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る駆動装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の駆動装置における制御部の一機能を示す
フローチャートである。

【図３】図１の駆動装置の各構成要素の配置を示す側面
図である。

【図４】図３における平面図である。

【図５】図１の駆動装置におけるモータ等を示す斜視図
である。

【図６】図１の駆動装置におけるモータ等を車体に組み
込んだ状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０駆動装置１２前輪１４第一のエンジン１６Ｌ，１６Ｒ後輪１８Ｌ，１８Ｒモータ２０バッテリ２０ｎナトリウム硫黄電池２０ｐ鉛電池２２発電機２４第二のエンジン２６燃料タンク２８制御部３０蓄電量検出手段Ｃｎナトリウム硫黄電池の蓄電量Ｃｐ鉛電池の蓄電量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前輪又は後輪の一方を駆動する第一のエ
ンジンと、前記前輪又は後輪の他方を駆動するモータ
と、このモータに電力を供給するバッテリと、このバッ
テリを充電する発電機と、この発電機を駆動する第二の
エンジンと、前記第一及び第二のエンジンに燃料を供給
する燃料タンクと、前記モータの動作を制御する制御部
とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装
置。
【請求項２】前記モータは、ギヤボックスとともにサ
ブフレームに固定され、このサブフレームを介して車体
に取り付けられることを特徴とする請求項１記載のハイ
ブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】前記燃料タンクは、前記第一及び第二の
エンジンの両方に燃料を供給する単一の燃料タンクから
なることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両
の駆動装置。
【請求項４】前記バッテリはナトリウム硫黄電池と鉛
電池とからなり、これらのナトリウム硫黄電池と鉛電池
とが互いに並列接続されていることを特徴とする請求項
１記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項５】前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量
検出手段が付設され、前記制御部は、前記蓄電量検出手
段で検出された蓄電量が一定値以上になると前記第二の
エンジンをアイドル状態にする機能を有することを特徴
とする請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置。