JPH08503119A - 自動車用駆動システムおよびその駆動システムの動作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 付勢システムと、加速システムと、自動車の動作モードセレクタと、バッテリとを有する自動車のための駆動システムであり、モータシステムと、モータシステムに供給するための電力供給バスと、バッテリコネクタと、モータシステムに接続された入力を有してその動作を監視および制御するコントローラシステムと、電力供給バス、コントローラシステムの出力、およびモータシステムに供給するために接続された電力変換器システムと、コントローラシステムに接続された内燃モータ電力供給装置と、電力供給バスに供給するために内燃電力供給装置の出力に接続された電力変換器とを具備している。コントローラシステムは、電力変換器に接続され、それによって動作において電力変換器を監視および制御する。従って、動作において、コントローラシステムはモータシステムを監視および制御し、電力供給バスに供給するために補助的な電力が必要とされるとき、コントローラシステムは内燃電力供給の動作を付勢する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用駆動システムおよびその駆動システムの動作方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、付勢システム、加速システム、速度モードセレクタおよびバッテリ を有している自動車用の駆動システムおよびその駆動システムの動作方法に関す る。従来技術の説明 1980年７月８日にWerner H.FENGLERに付与された米国特許第4,211,930号が技 術において知られている。この特許明細書では、ステアリング機構が設けられた ４輪のモータ自動車のためのエンジン駆動交流発電機および単独車輪駆動電気推 進システムについて説明されている。このシステムは、エンジン駆動の二相交流 発電機と、駆動するように自動車の各ホイールにそれぞれ接続するように構成さ れた複数の電気ステッピングモータと、蓄電バッテリと、電流入力手段および電 流出力手段を有するゲート制御された複数の整流器を含むパルス応答電力システ ムと、間に挿入されて前記交流発電機の出力を前記モータの入力に接続し、また 、前記ゲート制御された整流器のゲートに接続されて正および負のパルスの受信 に個別に同時に応答してステータ磁極片の第１および第２の巻線を選択的に付勢 するスイッチング手段を含み、それによってロータのステップ的な回動を達成す るステッピングモータ制御回路とを具備している。エンジン駆動二相交流発電機 は、ステッピングモータに供給するエネルギのほとんどを供給する。バッテリは 、付加的なエネルギが必要とされるときのみ使用される。このシステムの欠点は 、燃料を消費する交流発電機によってエネルギのほとんどが供給されることであ る。 また、1990年８月28日にHideo KAWAMURAに付与された米国特許第4,951,769号 が技術において知られている。この特許明細書において説明されている駆動シス テムは、自動車のアクセサリに供給するためのバッテリしか使用しない。 また、1990年５月22日にJoseph C.BURBA等に付与された米国特許第4,928,227 号が技術において知られており、その特許明細書において、車両がバッテリまた はガス式モータ発電機のいずれかによって動力を供給されるモータ駆動列車を制 御する方法が説明されている。 また、1974年２月19日にCharles J.MAGERに付与された米国特許第3,792,742が 技術において知られており、その特許明細書において、本質的にバッテリによっ て供給される電気モータ式自動車が説明されている。 また、1969年１月14日にH.W.CHRISTENSON 等に付与された米国特許第3,421,59 6号が技術において知られており、この特許明細書において、自動車の各ホイー ルが電気モータによって駆動される自動車のための変速装置が説明されている。 自動車は、主要な駆動手段として内燃エンジンを有している。 また、1985年１月22日にMaxwell K.BARNARD に付与された米国特許第4,495,45 1号が技術において知られており、この 特許明細書において、駆動ホイールとフライホイールとの間でエネルギを交換す るための内部エネルギ交換システムが説明されている。このシステムは、本質的 に内燃エンジンによって動力を供給される。 また、1990年４月３日にHroshi SAKURAI に付与された米国特許第4,913,258号 が技術において知られており、この特許明細書において、本質的に電気エネルギ によって動力を供給される電気自動車が説明されている。 また、Michel GRANDの名前で出願されているフランス特許出願第2,592,342号 が技術において知られており、この特許出願において、電気駆動装置を有する自 動車が説明されている。この自動車には、各ホイールを個々に駆動するための電 気モータが設けられている。各モータは電子サーボ制御装置を備えている。中央 プロセッサは、自動車の全ての機能を制御および命令する。 上述のどの特許明細書においても、電力バッテリおよび内燃モータ電力供給装 置を具備し、燃料の消費を最小に維持するために、駆動エネルギが主として電力 バッテリから供給される駆動システムは提供されていない。 本発明の目的は、電力供給バスが主としてバッテリによって供給され、燃焼モ ータ電力供給が予め定められた状態になったときに補助的なエネルギを供給する ような、モータ自動車のための駆動システムを提供することである。 本発明の別の目的は、主として従来技術において使用されていたものよりも小 さいバッテリによって動力を供給される 駆動システムを提供することである。 発明の概要 本発明によって、付勢システムと、加速システムと、自動車の動作モードセレ クタと、バッテリとを有する自動車のための駆動システムが提供されており、こ のシステムにおいて、 個々に制御された２以上の電気モータホイールを具備しているモータシステム と、 前記モータシステムに供給するための出力を有する電力供給バスと、 前記バッテリを接続するためのバッテリコネクタと、 前記バッテリ、前記付勢システム、前記加速システム、および前記自動車の動 作モードセレクタにそれぞれ接続された入力を有して動作においてそれらの状態 を監視し、前記モータにそれぞれ接続された入力を有して前記各モータの動作を 個々に制御するコントローラシステムと、 電流を生成するための出力を有する内燃モータ電力供給装置とを具備し、 前記駆動システムにおいて、 前記２以上のモータはモータホイールであり、 前記コネクタは電力供給バスに供給するための電力出力を有しており、 前記コントローラシステムは前記モータホイールにそれぞれ接続された入力を 有してそれらの動作を監視し、 前記内燃モータ電力供給装置は前記コントローラシステムの出力に接続された 入力を有し、それによって動作において 前記コントローラシステムに制御され、さらに、前記駆動システムは、 前記電力供給バスに接続された第１の入力と、動作を制御するために前記コン トローラシステムの出力に接続された第２の入力と、前記モータシステムに供給 するために前記モータシステムに接続された出力とを有する電力変換器システム であって、また、前記２以上のモータホイールにそれぞれ接続された２以上の電 力インバータを具備し、前記各電力インバータは、前記電力供給バスに接続され た第１の入力と、前記コントローラシステムに接続された第２の入力と、対応す るモータホイールに接続された出力とをそれぞれ有している電力変換器システム と、 前記電力供給装置の出力に接続された入力と、前記電力供給バスに供給するた めの出力とを有し、前記コントローラシステムに接続され、それによって動作に おいて前記コントローラシステムによって監視および制御されるような第１の電 力変換器とを具備し、 従って、動作において前記コントローラシステムは前記モータシステムの動作 を監視および制御し、また、前記コントローラシステムは電力供給バスに供給す るために補助的な電力が必要とされるときに内燃電力供給装置の動作を始動させ ることを特徴とする。 本発明によって、自動車の駆動システムの動作方法が提供され、そこにおいて 、前記駆動システムは、バッテリおよび内燃モータ電力供給装置を具備し、前記 方法は、電気モータ に供給する主電力をバッテリによって提供する段階を具備しており、さらに、前 記方法は、 前記モータに供給するための補助的な電力が必要であるときを感知し、 前記電力供給装置から前記モータへ前記補助的な電力を供給する段階を具備し ていることを特徴とする。 本発明のその他の目的、特徴および利点は、以下に説明される好ましい実施例 の詳細および添付された図面からより明確にされる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による駆動システムの概略的ブロック図である。 図２は、付加的な詳細が示されている図１の実施例の概略的ブロック図である 。 実施例 図１に関して、電力を供給されたモータシステム２と、スタートキーシステム ４である付勢システムと、加速ペダルシステム６と、自動車の動作モードセレク タ８と、ブレーキペダルシステム10と、電力バッテリ14とを有している自動車の ための駆動システムが示されている。駆動システムは、モータシステム２へ供給 するための出力を有する電力供給バス12と、バッテリ14へ接続し、電力供給バス 12へ供給するための電力出力を有するバッテリコネクタ13と、バッテリ14、スタ ートキーシステム４、加速ペダルシステム６、自動車の動作モードセレクタ８、 ブレーキペダルシステム10およびモータ システム２にそれぞれ接続された入力を有し、それによって動作においてそれら の状態を監視および制御するコントローラシステム15A,15B,15C,15D,15E,15F,16 （コントローラシステムは主コントローラ16と補助コントローラ15A,15B,15C,15 D,15E,15Fとから構成されているが、単一のコントローラで構成されることもで きる）と、電力供給バス12に接続された第１の入力、電力変換器システムの動作 を制御するコントローラ15Aの出力に接続された第２の入力、およびモータシス テム２に供給するためにモータシステム２に接続された１つの出力を有している 電力変換器システム18とを具備している。本発明の場合、モータシステム２は４ つのモータホイール17で構成されているが、ホイールを駆動する単一のモータで 構成されることもできる。 自動車の動作モードセレクタ８はコラムに設置したシフトレバーであり、それ によって運転者は自動車の動作モードセレクタをシフトし、駐車モード、リバー スモード、ニュートラルモード、または駆動モードを始動させる。本発明の場合 において、電力供給バス12は500ボルトのＤＣバスであることが好ましいが、高 電圧のＡＣバスでもよい。 駆動システムはまた、動作において電力供給を制御するコントローラ15Bに接 続された入力と、交流を生成するための出力とを有している内燃モータ電力供給 装置20も具備している。また、モータ電力供給装置20の出力に接続された入力と 、電力供給バス12に供給するための出力とを有している電力変換器22が設けられ ている。コントローラ15Bは電力変換器22 に接続されており、その結果、それは動作においてコントローラ15Bによって監 視および制御される。本発明の駆動システムでは、コントローラシステム15A,15 B,15C,15D,15E,15F,および16はモータシステム２の動作を監視および制御し、補 助的な電力が前記電力供給バスに必要であるときには、コントローラシステムは 内燃モータ電力供給装置20を作動させる。 通常の場合において、電力バッテリ14のみが電力供給バス12へエネルギを供給 し、モータ電力供給装置20は通常オフの状態にされている。従って、コントロー ラ15Bには、モータ電力供給装置20をオンまたはオフに切替えるために必要な手 段が設けられている。 モータ自動車は、４つのホイールを具備している。モータシステム２は、自動 車の４つのホイールをそれぞれ構成している４つの独立して駆動される電気ー一 タホイール17を具備している。電力変換器システムは、４つのモ−タホイール17 にそれぞれ結合された４つの電力インバータ18から構成されている。各電力イン バータ18は、電力供給バス12に接続された入力と、対応するコントローラ15Aに 接続された入力と、対応するモータホイール17に接続された出力とを有している 。コントローラ15Aはモータホイール17にそれぞれ接続された入力を有してそれ らの動作を監視し、それによって、動作において各モータホイールは対応するコ ントローラ15Aによって独立して制御されることができる。 さらに、駆動システムは、電力供給バス12に接続された入力を有する電圧クラ ンプ装置24と、電圧クランプ装置24の出 力に接続された抵抗性負荷26とを具備しており、それによって、動作において電 力供給バス12に存在するエネルギのピークは抵抗性負荷26において消散される。 さらに、駆動システムは、電力供給バス12に接続された入力と、電力変換器28の 出力に接続された電力蓄積装置30とを有する別の電力変換器28を具備しており、 それによって、動作において、電力供給バス12に存在するエネルギのピークは蓄 積装置30に蓄積される。 さらに、駆動システムは、電力供給バス12に接続された第１の入力／出力と、 バッテリコネクタ13の電力出力に接続された第２の入力／出力とを有するステッ プダウン／ステップ32プＤＣ電圧調整器３２を具備している。調整器32はまた、 コントローラ15Cに接続されており、それによって、動作においてコントローラ1 5Cは調整器32の状態を監視し、その動作を制御する。また、調整器32に並列に接 続され、コントローラ16によって制御されている電力スイッチ接続34が設けられ ており、そのために、動作において調整器32は電力スイッチ接続34の動作によっ てバイパスされる。 さらに、駆動システムは、ＡＣまたはＤＣの供給を受取るための入力と、バッ テリコネクタ13の電力出力に接続された出力とを有するバッテリ充電装置36を具 備している。充電装置はまた、コントローラ15Eにも接続されており、それによ って、動作においてコントローラ15Eは充電装置の状態を監視し、その動作を制 御する。 燃焼モータ電力供給装置20は内燃型モータ電力供給装置20 であり、動作において、それはオンの状態のときに一定の速度で連続して動作す ることが好ましい。電力供給装置20の出力率は、高速道路巡行速度で動作するた めに必要とされる電力によって決定される。電力蓄積装置30は、コンデンサまた はフライホイールのいずれかである。 図２を参照すると、図１の実施例に付加的な詳細を加えたものが示されている 。類似した索子を示すために、図１で使用された参照番号は図２においても使用 される。図２に示されたこの実施例はさらに、適切な方法で動作していないとき にシステムの部分を保護するために、ヒューズ40および継電器42、44が設けられ ている。継電器44は電力継電器である。 動作において、本発明による駆動システムは、バッテリ14によって主要電力を モータホイール17へ供給し、モータホイールに供給するために補助的な電力が必 要とされるときには、コントローラシステム15A,15B,15C,15D,15E,15F,16によっ て感知し、モータ電力供給装置20によってモータホイール17へ補助的な電力を供 給する。 モータ電力供給装置20の動作モードは、バッテリ14の動作状態に関して制御さ れることが好ましい。 図１および２に示されている実施例では、直列ハイブリッド電気自動車につい て説明されている。このハイブリッド自動車は、電気モードのみで動作している ときに、自動車を良好に動作させるのに十分な電力および適切なレンジを有する バッテリ14の使用に基づいている。電力バッテリ14は、通常の電気自動車の蓄電 バッテリとの比較において比較的小さく、 それは４つのモータホイール17に給電する。これによって自動車の重量と容積が 減少する。モータ電力供給装置20は、電力変換器22と共に、モータホイール17お よびバッテリ14へ電力を供給する。バッテリ14とモータホイール17との間に設け られた両方向ステップダウン／ステップアップ調整器32は、バッテリ14から導出 された電力を最適化し、バッテリ14の充電状態またはバッテリの電流／電圧機能 には関係なく所望された電圧を与える。調整器32は、モータホイール配線および モータホイールの電力インバータの使用を最適化しながら、損失を最小にするた めにモ−タホイール17の供給電圧を最適化する。低速度では、スイッチ34は、調 整器32の使用を不要にし、損失を減少させるために使用される。 回生制動の期間中には、調整器32はバッテリ充電の速度を調整する。電気シス テムが破壊した場合において、それはバッテリ14を回路の残りの部分から分離す ることができる。抵抗26に接続された電圧クランプ装置24は、抵抗26内の余剰な 電力を消散させることによって電圧を予め定められた値に制限する。コンデンサ 30に接続された電力変換器28は、余剰な電力を蓄積し、必要なときに再使用する 。自動車の車体上に設けられているバッテリ充電装置36は単位力率を有し、電力 線からバッテリ14を再充電する。コントローラシステム16は、駆動システムの素 子に結合された補助コントローラ15A,15B,15C,15D,15E,15Fと連絡している主コ ントローラ16で構成されている。この主コントローラ16は、必要であるときには 電圧調整器32を使用して、バッテリ14、モータ電力供給装置20、 モータホイール17、電圧クランプ装置24、およびコンデンサ30の間のエネルギの 流れを制御し、効率を最適化する。さらに、この主コントローラ16は、モータホ イール17の動作をブレーキペダルシステム10、加速ペダルシステム６、動作モー ドセレクタ８およびステアリングホイール９から受信した信号の関数として調整 し、回生制動、アンチロック制動、無滑り牽引、アンチロールバック、および差 動駆動等の種々の自動車の機能を生じさせる。 以上、本発明は好ましい実施例によって説明されてきたが、添付された請求の 範囲内での実施例の変更は、本発明の性質および技術的範囲を変更するものでは ないことが指摘される。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年３月３０日 【補正内容】 請求の範囲 １．４個のホイールを有し、付勢システム、加速システム、自動車の動作モード セレクタ、およびバッテリを備えている自動車のための駆動システムにおいて、 別々に制御された２以上の電気モータホイールを具備しているモータシステム と、 モータシステムに供給するための出力を有するＤＣ電力供給バスと、 前記バッテリヘ接続し、電力供給バス（12）に供給するための電力出力を有す るバッテリコネクタ（13）と、 前記バッテリと、前記付勢システムと、前記加速システムと、および自動車の 前記動作モードセレクタとにそれぞれ接続された入力を有して動作においてそれ らの状態を監視し、前記モータにそれぞれ接続された出力を有して前記各モータ の動作を別々に制御するコントローラシステム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16） であって、また、前記モータにそれぞれ接続された入力を有してそれらの動作を 監視するコントローラシステムと、 電流を生成するための出力を有し、前記コントローラシテム（15B）の出力に 接続された入力を有し、それによって、動作において前記コントローラシステム によって制御される内燃モータ電力供給装置（20）と、 前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、動作を制御するために前 記コントローラシステム（15A）の出力に接続された第２の入力と、前記モータ システム（２）に供 給するためにモータシステム（２）に接続された出力とを有する電力変換器シス テムと、 前記電力供給装置（20）の出力に接続された入力と、前記電力供給バス（12） に供給するための出力とを有し、また、前記コントローラシステム（15B）に接 続され、それによって動作において前記コントローラシステム（15B）によって 監視および制御されるような第１の電力変換器（22）とを具備し、 従って、動作においてコントローラシステム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16） は前記モータシステムを監視および制御し、また、前記コントローラシテムは電 力供給バス（12）に供給するために補助的な電力が必要とされるときに内燃電力 供給装置（20）の動作を始動させ、 さらに、前記駆動システムにおいて、 前記モータシステム（２）は、自動車の前記４個のホイールからそれぞれ構成 されている別々に制御された電気モータホイール（17）を具備し、 前記電力変換器システムは、電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、 前記コントローラシステム（15A）に接続された第２の入力と、対応するモータ ホイール（17）に接続された出力とをそれぞれ有して前記４個のモータホイール （17）にそれぞれ接続されている４個の電力インバータ（18）を具備し、 前記コントローラシステム（15A）は、前記モータホイール（17）に接続され た入力を有し、それによって動作におい て前記モータホイールを別々に制御することを特徴とする駆動システム。 ２．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する電圧クランプ装 置（24）と、 動作において前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが抵抗性負 荷（26）において消散されるように前記電力クランプ装置（24）の出力に接続さ れた抵抗性負荷とを具備している請求項１記載の駆動システム。 ３．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する第２の電力変換 器（28）と、 前記第２の電力変換器（28）の出力に接続され、それによって、動作において 前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが蓄積される電力蓄積装置 （30）とを具備している請求項１記載の駆動システム。 ４．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力／出力と、前記バ ッテリコネクタ（13）の前記電力出力に接続された第２の入力／出力とを有して いるステップダウン／ステップアップＤＣ調整器であって、また、前記コントロ ーラシステム（15C）に接続され、それによって前記コントローラシステムがそ の動作を監視し制御するようなステップダウン／ステップアップＤＣ電圧調整器 （32）と、 前記調整器に並列して接続され、前記コントローラシステム（16）によって制 御され、それによって、動作において前記調整器（32）をバイパスさせるような 電力スイッチ（34）とを具備している請求項１記載の駆動システム。 ５．さらに、ＡＣ供給電力を受取るための入力と、前記バッテリコネクタ（13） の前記電力供給出力に接続された出力とを有しているバッテリ充電装置（36）で あって、また、前記コントローラシステム（15B）に接続され、それによって前 記コントローラシステムがその状態を監視し、その動作を制御するバッテリ充電 装置（36）を具備している請求項１記載の駆動システム。 ６．前記内燃モータ電力供給装置（20）は、それがオンの状態であるときに動作 において一定の速度で連続して走行する内燃モータ電力供給装置である請求項１ 記載の駆動システム。 ７．前記電力蓄積装置（30）はコンデンサである請求項３記載の駆動システム。 ８．前記電力蓄積装置（30）はフライホイールである請求項３記載の駆動システ ム。 ９．前記自動車はブレーキペダルシステム（10）を有し、前記変換器システム（ 16）は前記ブレーキペダルシステム（10）に接続されその状態を監視することを 特徴とする請求項１記載の駆動システム。 １０．結合しているバッテリ（14）は電力バッテリである請求項１記載の駆動シ ステム。 １１．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する電圧クランプ 装置（24）と、 動作において前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが抵抗性負 荷（26）において消散されるように前記電力クランプ装置（24）の出力に接続さ れた抵抗性負荷とを 具備している請求項４記載の駆動システム。 １２．４個のホイールを有する自動車の駆動システムを動作する方法において、 前記駆動システムは、２以上の電気モータを含むモータシステムと、モータシス テムに供給するための出力を有しているＤＣ電力供給バスと、前記モータにそれ ぞれ接続された出力を有して前記各モータの動作を制御し、また、前記モータに それぞれ接続された入力を有して前記モータの動作を監視するコントローラシス テム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16）と、前記電力供給バス（12）に接続された 第１の入力、動作が前記コントローラシステムによって制御されるように前記コ ントローラシステム（15A）の出力に接続された第２の入力、および前記モータ システム（２）に供給するためにモータシステムに接続された出力を有する電力 変換器システムとを具備し、 前記方法は、 自動車の４個のモータホイールにそれぞれ接続され、また、電力供給バス（12 ）に接続された第１の入力と、前記コントローラシステム（15A）に接続された 第２の入力と、対応するモータホイール（17）に接続された出力とを有している 前記電力変換器システムの４個の電力インバータ（18）を制御することによって 、自動車の前記４個のホイールをそれぞれ構成する前記モータシステムの４個の 電気モータホイール（17）を制御し、 前記コントローラシステム（15A）にそれぞれ接続された前記モータホイール （17）を監視し、それによって動作にお いて前記各モータホイール（17）を前記コントローラシステム（15A）によって 別々に制御および監視する段階を有していることを特徴とする方法。 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年１０月２８日 【補正内容】 明細書 自動車用駆動システムおよびその駆動システムの動作方法 発明の背景 発明の分野 本発明は、付勢システム、加速システム、速度モードセレクタおよびバッテリ を有している自動車用の駆動システムおよびその駆動システムの動作方法に関す る。従来技術の説明 欧州特許出願第0,073,861号が技術において知られている。この特許明細書で は、最初にバッテリだけから自動車のモータに給電し、次にバッテリが弱くなっ たときに補助的な燃焼源だけから動力を供給するハイブリッド駆動システムにつ いて説明されている。 1980年７月８日にWerner H.FENGLERに付与された米国特許第4,211,930号が技 術において知られている。この特許明細書では、ステアリング機構が設けられた ４輪のモータ自動車のためのエンジン駆動交流発電機および単独車輪駆動電気推 進システムについて説明されている。このシステムは、エンジン駆動の二相交流 発電機と、自動車の各ホイールにそれぞれ接続するように構成された複数の電気 ステッピングモータと、蓄電バッテリと、電流入力手段および電流出力手段を有 するゲート制御された複数の整流器を含むパルス応答電力システムと、間に挿入 されて前記交流発電機の出力を前記モータの入力に接続し、また、前記ゲート制 御された整流器のゲ ートに接続されて正および負のパルスの受信に個別に同時に応答してステータ磁 極片の第１および第２の巻線を選択的に付勢するスイッチング手段を含み、それ によってロータのステップ的な回動を達成するステッピングモータ制御回路とを 具備している。エンジン駆動二相交流発電機は、ステッピングモータに供給する エネルギのほとんどを供給する。バッテリは付加的なエネルギが必要とされると きのみ使用される。このシステムの欠点は、燃料を消費する交流発電機によって エネルギのほとんどが供給されることである。 また、1990年８月28日にHideo KAWAMURAに付与された米国特許第4,951,769号 が技術において知られている。この特許明細書において説明されている自動車の ための駆動システムは、自動車のアクセサリに供給するためのバッテリしか使用 しない。 また、1990年５月22日にJoseph C.BURBA等に付与された米国特許第4,928,227 号が技術において知られており、その特許明細書において、車両がバッテリまた はガス式モータ発電機のいずれかによって動力を供給されるモータ駆動列車を制 御する方法が説明されている。 また、1974年２月19日にCharles J.MAGERに付与された米国特許第3,792,742が 技術において知られており、その特許明細書において、本質的にバッテリによっ て供給される電気モータ式自動車が説明されている。 また、1969年１月14日にH.W.CHRISTENSON等に付与された米国特許第3,421,596 号が技術において知られており、この 特許明細書において、自動車の各ホイールが電気モータによって駆動される自動 車のための変速装置が説明されている。自動車は、主要な駆動手段として内燃エ ンジンを有している。 また、1985年１月22日にMaxwell K.BARNARDに付与された米国特許第4,495,451 号が技術において知られており、この特許明細書において、駆動ホイールとフラ イホイールとの間でエネルギを交換するための内部エネルギ交換システムが説明 されている。このシステムは、本質的に内燃エンジンによって動力を供給される 。 また、1990年４月３日にHiroshi SAKURAIに付与された米国特許第4,913,258号 が技術において知られており、この特許明細書において、本質的に電気エネルギ によって動力を供給される電気自動車が説明されている。 また、Michel GRANDの名前で出願されているフランス特許出願第2,592,342号 が技術において知られており、この特許出願において、電気駆動装置を有する自 動車が説明されている。この自動車には、各ホイールを個々に駆動するための電 気モータが設けられている。各モータは、電気サーボ制御装置を備えている。中 央プロセッサは、自動車の全ての機能を制御および命令する。 上述のいずれの特許明細書においても、電力バッテリおよび内燃モータ電力供 給装置を具備し、そこにおいて駆動エネルギは燃料の消費を最小に維持するため に主として電力バッテリから供給されるが、ある状況においては電力はバッテリ および内燃モータ電力供給装置によって同時に供給されるよ うな、自動車のための駆動システムは提供されていない。 本発明の目的は、電力供給バスが主としてバッテリによって供給され、内燃モ ータ電力供給装置が予め定められた状態になったときにバッテリと同時に補助的 なエネルギを供給するような、モータ自動車のための駆動システムを提供するこ とである。 本発明の別の目的は、主として従来技術において使用されていたものよりも小 さいバッテリによって動力を供給される駆動システムを提供することである。 発明の概要 本発明によって、４個のホイールを有し、付勢システム、加速システム、自動 車の動作モードセレクタ、およびバッテリを備えている自動車のための駆動シス テムが提供されており、このシステムは、 別々に制御された２以上の電気モータホイールを具備し、自動車の前記４個の ホイールをそれぞれ構成している、別々に制御された４個の電気モータホイール を具備しているモータシステムと、 モータシステムに供給するための出力を有するＤＣ電力供給バスと、 前記バッテリへ接続し、電力供給バスに供給するための電力出力を有するバッ テリコネクタと、 前記バッテリ、前記付勢システム、前記加速システム、および自動車の前記動 作モードセレクタにそれぞれ接続された入力を有して動作においてそれらの状態 を監視し、前記モー タにそれぞれ接続された出力を有して前記各モータの動作を個々に制御するコン トローラシステムであって、また、前記モータにそれぞれ接続された入力を有し てそれらの動作を監視し、前記モータホイールにそれぞれ接続された入力を有し てそれらの動作を監視および制御し、それによって、動作において前記各モータ ホイールを独立して制御するコントローラシステムと、 電流を生成するための出力を有し、前記コントローラシテムの出力に接続され た入力を有し、それによって動作において前記コントローラシステムによって制 御される内燃モータ電力供給装置と、 前記電力供給バスに接続された第１の入力と、動作を制御するために前記コン トローラシステムの出力に接続された第２の入力と、前記モータシステムに供給 するためにモータシステムに接続された出力とを有する電力変換器システムであ って、また、前記４個のモータホイールにそれぞれ接続された４個の電力インバ ータを具備し、それら４個の電力インバータはそれぞれ、前記電力供給バスに接 続された第１の入力と、前記コントローラシステムに接続された第２の入力と、 対応するモータホイールに接続された出力とを有している電力変換器システムと 、 前記電力供給装置の出力に接続された入力と、前記電力供給バスに供給するた めの出力とを有し、また、前記コントローラシステムに接続され、それによって 動作において前記コントローラシステムによって監視および制御されるような第 １の電力変換器を具備し、 従って、動作においてコントローラシステムは前記モータシステムを監視およ び制御し、また、前記コントローラシステムは電力供給バスに供給するために補 助的な電力が必要とされるときに内燃電力供給装置の動作を始動させ、 さらに、 コネクタを介したバッテリと、第１の電力変換器を介した内燃電力供給装置と を電力供給バスによって直接的に並列に接続し、それによって、動作においてモ ータシステムに結合された電力変換器システムへの供給がバッテリおよび内燃電 力供給装置によって同時に行われることを可能にしている接続手段を具備してい ることを特徴とする。 本発明によって、４個のホイールを具備し、別々に制御された４個の電気モー タホイールを具備したモータシステムと、付勢システムと、加速システムと、自 動車の動作モードセレクタと、バッテリとを備えている自動車のための駆動シス テムの動作方法が提供されており、前記方法は、 駆動システムのＤＣ電力供給バスにバッテリからのＤＣ電流を供給し、 バッテリと、付勢システムと、加速システムと、および自動車の動作モードセ レクタとに接続された入力を有する駆動システムのコントローラシステムによっ て、前記バッテリと、前記付勢システムと、前記加速システムと、および自動車 の前記動作モードセレクタとを監視し、 モータの動作を制御するためにモータにそれぞれ接続され た出力と、モータの動作を監視するためにモータにそれぞれ接続された入力とを 有する前記コントローラシステムによって前記モータを別々に制御および監視し 、 電流を発生させるための出力を有する内燃モータ電力供給装置を、内燃電力供 給装置に接続された出力を有するコントローラシステムによって制御し、 内燃電力供給装置の出力に接続された入力と、前記電力供給バスに供給するた めの出力とを有する第１の電力変換器をコントローラシステムによって監視およ び制御し、それによって、動作においてコントローラシステムが前記モータシス テムを監視および制御し、電力供給バスに供給するために補助的な電力が必要と されるときに、前記コントローラシステムが内燃電力供給装置の動作を付勢する 段階を具備し、 さらに、前記方法は、 補助的な電力が電力供給バスに必要であるときに、コネクタを介したバッテリ と第１の電力変換器を介した内燃電力供給装置とを電力供給バスによって直接的 に並列に接続し、それによって、動作において、モータシステムに結合された電 力変換器システムは、バッテリと内燃電力供給装置とによって同時に給電可能に される段階を有していることを特徴とする。 本発明のその他の目的、特徴および利点は、以下に説明される詳細な実施例お よび添付された図面からより明確にされる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による駆動システムの概略的ブロック図である。 図２は、付加的な詳細が示されている図１の実施例の概略的ブロック図である 。 実施例 図１に関して、電力を供給されたモータシステム２と、開始キーシステム４で ある付勢システムと、加速ペダルシステム６と、自動車の動作モードセレクタ８ と、ブレーキペダルシステム10と、電力バッテリ14とを有している自動車のため の駆動システムが示されている。駆動システムは、モータシステム２へ供給する ための出力を有する電力供給バス12と、バッテリ14へ接続し、電力供給バス12へ 供給するための電力出力を有するバッテリコネクタ13と、バッテリ14、開始キー システム４、加速ペダルシステム６、自動車の動作モードセレクタ８、ブレーキ ペダルシステム10およびモータ 請求の範囲 １．４個のホイールを有し、付勢システム、加速システム、自動車の動作モード セレクタ、およびバッテリを備えている自動車のための駆動システムにおいて、 別々に制御された２以上の電気モータホイールを具備し、自動車の前記４個の ホイールをそれぞれ構成している、別々に制御された４個の電気モータホイール （17）を具備しているモータシステム（２）と、 モータシステムに供給するための出力を有するＤＣ電力供給バスと、 前記バッテリヘ接続し、電力供給バス（12）に供給するための電力出力を有す るバッテリコネクタ（13）と、 前記バッテリと、前記付勢システムと、前記加速システムと、および自動車の 前記動作モードセレクタとにそれぞれ接続された入力を有して動作においてそれ らの状態を監視し、前記モータにそれぞれ接続された出力を有して前記各モータ の動作を個々に制御するコントローラシステム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16） であって、また、前記モータにそれぞれ接続された入力を有してそれらの動作を 監視し、前記モータホイール（17）にそれぞれ接続された入力を有してそれらの 動作を監視および制御し、それによって、動作において前記各モータホイールを 独立して制御するコントローラシステムと、 電流を生成するための出力を有し、前記コントローラシテムの出力に接続され た入力を有し、それによって、動作にお いて前記コントローラシステムによって制御される内燃モータ電力供給装置（20 ）と、 前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、動作を制御するために前 記コントローラシステム（15A）の出力に接続された第２の入力と、前記モータ システムに供給するためにモータシステムに接続された出力とを有する電力変換 器システムであって、また、前記４個のモータホイール（17）にそれぞれ接続さ れた４個の電力インバータ（18）を具備し、それら４個の電力インバータはそれ ぞれ、前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、前記コントローラシ ステム（15A）に接続された第２の入力と、対応するモータホイール（17）に接 続された出力とを有している電力変換器システムと、 前記電力供給装置（20）の出力に接続された入力と、前記電力供給バス（12） に供給するための出力とを有し、また、前記コントローラシステム（15B）に接 続され、それによって動作において前記コントローラシステム（15B）によって 監視および制御されるような第１の電力変換器（22）とを具備し、 従って、動作においてコントローラシステム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16） は前記モータシステム（２）を監視および制御し、また、前記コントローラシス テムは電力供給バス（12）に供給するために補助的な電力が必要とされるときに 内燃電力供給装置（20）の動作を始動させ、 さらに、 コネクタ（13）を介したバッテリ（14）と、第１の電力変換器（22）を介した 内燃電力供給装置（20）とを電力供給バスによって直接的に並列に接続し、それ によって、動作においてモータシステム（２）に結合された電力変換器システム （18）への供給がバッテリ（14）および内燃電力供給装置（20）によって同時に 行われることを可能にしている接続手段を具備していることを特徴とする駆動シ ステム。 ２．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する電圧クランプ装 置（2４）と、 動作において前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが抵抗性負 荷（26）において消散されるように前記電力クランプ装置（24）の出力に接続さ れた抵抗性負荷とを具備している請求項１記載の駆動システム。 ３．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する第２の電力変換 器（28）と、 前記第２の電力変換器（28）の出力に接続され、それによって、動作において 前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが蓄積される電力蓄積装置 （30）とを具備している請求項１記載の駆動システム。 ４．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力／出力と、前記バ ッテリコネクタ（13）の前記電力出力に接続された第２の入力／出力とを有して いるステップダウン／ステップアップＤＣ調整器であって、また、前記コントロ ーラシステム（15C）に接続され、それによって前記コントローラシステムがそ の動作を監視し制御するようなステップ ダウン／ステップアップＤＣ電圧調整器（32）と、 前記調整器に並列して接続され、前記コントローラシステム（16）によって制 御され、それによって、動作において前記調整器（32）をバイパスさせるような 電力スイッチ（34）とを具備している請求項１記載の駆動システム。 ５．さらに、ＡＣ供給電力を受取るための入力と、前記バッテリコネクタ（13） の前記電力供給出力に接続された出力とを有しているバッテリ充電装置（36）で あって、また、前記コントローラシステム（15B）に接続され、それによって前 記コントローラシステムがその状態を監視し、その動作を制御するバッテリ充電 装置（36）を具備している請求項１記載の駆動システム。 ６．前記内燃モータ電力供給装置（20）は、それがオンの状態であるときに動作 において一定の速度で連続して走行する内燃モータ電力供給装置である請求項１ 記載の駆動システム。 ７．前記電力蓄積装置（30）はコンデンサである請求項３記載の駆動システム。 ８．前記電力蓄積装置（30）はフライホイールである請求項３記載の駆動システ ム。 ９．前記自動車はブレーキペダルシステム（10）を有し、前記変換器システム（ 16）は前記ブレーキペダルシステム（10）に接続されその状態を監視することを 特徴とする請求項１記載の駆動システム。 １０．結合しているバッテリ（14）は電力バッテリである請求項１記載の駆動シ ステム。 １１．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する電圧クランプ 装置（24）と、 動作において前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが抵抗性負 荷（26）において消散されるように前記電力クランプ装置（24）の出力に接続さ れた抵抗性負荷とを具備している請求項４記載の駆動システム。 １２．４個のホイールを有し、別々に制御された４個の電気モータホイールを具 備しているモータシステム（２）と、付勢システム（４）と、加速システム（６ ）と、自動車の動作モードセレクタ（８）と、およびバッテリ（１４）とを備え ている自動車のための駆動システムの動作方法において、 駆動システムのＤＣ電力供給バス（12）にバッテリ（14）からのＤＣ電流を供 給し、 バッテリ（14）と、付勢システム（４）と、加速システム（６）と、および自 動車の動作モードセレクタ（８）とに接続された入力を有する駆動システムのコ ントローラシステム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16）によって、前記バッテリと 、前記付勢システム（４）と、前記加速システム（６）と、および自動車の動作 モードセレクタ（８）とを監視し、 モータの動作を制御するためにそれぞれ接続された出力と、モータの動作を監 視するためにそれぞれ接続された入力とを有している前記コントローラシステム （15A,15B,15C,15D,15E,15F,16）によって前記モータを別々に制御および監視し 、 電流を生成するための出力を有する内燃モータ電力供給装置（20）を、内燃電 力供給装置（20）に接続された出力を有 するコントローラシステム（15B）によって制御し、 内燃電力供給装置（20）の出力に接続された入力と、前記電力供給バス（12） に供給するための出力とを有する第１の電力変換器（22）をコントローラシステ ムによって監視および制御し、それによって、動作においてコントローラシステ ム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16）が前記モータシステム（２）を監視および制 御し、電力供給バス（12）に供給するために補助的な電力が必要とされるときに 、前記コントローラシステムが内燃電力供給装置（20）の動作を付勢する段階を 有し、 さらに、前記方法は、 電力供給バス（12）に補助的な電力が必要とされるときに、コネクタを介した バッテリ（14）と第１の電力変換器（22）を介した内燃電力供給装置（20）とを 電力供給バス（12）によって直接的に並列に接続し、それによって、動作におい て、モータシステム（２）に結合された電力変換器システム（18）は、バッテリ （14）と内燃電力供給装置（20）とによって同時に給電可能にされる段階を有し ていることを特徴とする駆動システムの動作方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．付勢システムと、加速システムと、自動車の動作モードセレクタと、バッテ リとを有する自動車のための駆動システムにおいて、 個々に制御された２以上の電気モータホイールを具備しているモータシステム と、 前記モータシステムに供給するための出力を有する電力供給バスと、 前記バッテリを接続するためのバッテリコネクタと、 前記バッテリ、前記付勢システム、前記加速システム、および前記自動車の動 作モードセレクタにそれぞれ接続された入力を有して動作においてそれらの状態 を監視し、前記モータにそれぞれ接続された入力を有して前記各モータの動作を 個々に制御するコントローラシステムと、 電流を生成するための出力を有する内燃モータ電力供給装置とを具備し、 前記駆動システムにおいて、 前記２以上のモータはモータホイール（17）であり、 前記コネクタ（13）は電力供給バス（12）に供給するための電力出力を有して おり、 前記コントローラシステム（15A,15B,15C,15D,15E,15F,16）は前記モータホイ ール（17）にそれぞれ接続された入力を有してそれらの動作を監視し、 前記内燃モータ電力供給装置（20）は前記コントローラシステム（15B）の出 力に接続された入力を有し、それによっ て動作において前記コントローラシステムに制御され、さらに、前記駆動システ ムは、 前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、動作を制御するために前 記コントローラシステム（15A）の出力に接続された第２の入力と、前記モータ システム（２）に供給するために前記モータシステムに接続された出力とを有す る電力変換器システムであって、また、前記２以上のモータホイール（17）にそ れぞれ接続された２以上の電力インバータ（18）を具備し、前記各電力インバー タは、前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、前記コントローラシ ステム（15A）に接続された第２の入力と、対応するモータホイール（17）に接 続された出力とをそれぞれ有している電力変換器システムと、 前記電力供給装置（20）の出力に接続された入力と、前記電力供給バス（12） に供給するための出力とを有し、前記コントローラシステム（15B）に接続され 、それによって動作において前記コントローラシステムによって監視および制御 されるような第１の電力変換器（22）とを具備し、 従って、動作において前記コントローラシステム（15A,15B,15C,15D,15E,15F, 16）は前記モータシステム（２）の動作を監視および制御し、また、前記コント ローラシステムは電力供給バス（12）に供給するために補助的な電力が必要とさ れるときに内燃電力供給装置（20）の動作を始動させることを特徴とする駆動シ ステム。 ２．前記電力供給バス（12）はＤＣ電力供給バスである請求 項１記載の駆動システム。 ３．前記モータシステム（２）は、自動車の４個のホイールをそれぞれ構成して いる４個の独立して駆動される電気モータホイール（17）を具備し、前記電力変 換器システムは、前記４個のモータホイール（17）にそれぞれ接続されている４ 個の電力インバータ（18）を具備していることを特徴とする請求項２記載の駆動 システム。 ４．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する電圧クランプ装 置（24）と、 動作において前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが抵抗性負 荷（26）において消散されるように前記電力クランプ装置（24）の出力に接続さ れた抵抗性負荷とを具備している請求項２記載の駆動システム。 ５．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する第２の電力変換 器（28）と、 前記第２の電力変換器（28）の出力に接続され、それによって、動作において 前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが蓄積されるような電力蓄 積装置（30）とを具備している請求項２記載の駆動システム。 ６．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力／出力と、前記バ ッテリコネクタ（13）の前記電力出力に接続された第２の入力／出力とを有して いるステップダウン／ステップアップＤＣ調整器であり、また、前記コントロー ラシステム（15C）に接続され、それによって前記コントローラシステムがその 状態を監視し、その状態を制御するステ ップダウン／ステップアップＤＣ電圧調整器（32）と、 前記調整器に並列して接続され、前記コントローラシステム（16）によって制 御され、それによって、動作において前記調整器（32）をバイパスさせる電力ス イッチ（34）とを具備している請求項２記載の駆動システム。 ７．さらに、ＡＣ供給電力を受取るための入力と、前記バッテリコネクタ（13） の前記電力出力に接続された出力とを有しているバッテリ充電装置（36）であっ て、また、前記コントローラシステム（15E）に接続され、それによって前記コ ントローラシステムがその状態を監視し、その動作を制御するようなバッテリ充 電装置（36）を具備している請求項２記載の駆動システム。 ８．前記内燃モータ電力供給装置（20）は、それがオンの状態であるときに動作 において一定の速度で連続して走行する内燃モータ電力供給であることを特徴と する請求項２記載の駆動システム。 ９．前記電力蓄積装置（30）はコンデンサである請求項５記載の駆動システム。 １０．前記電力蓄積装置（30）はフライホイールである請求項５記載の駆動シス テム。 １１．前記自動車はブレーキペダルシステム（10）を有し、前記変換器システム （16）は前記ブレーキペダルシステム（10）に接続されその状態を監視すること を特徴とする請求項１記載の駆動システム。 １２．結合しているバッテリ（14）は電力バッテリである請 求項１記載の駆動システム。 １３．前記モータ自動車は４個のホイールを具備し、前記モータシステム（２） は前記４個のホイールをそれぞれ構成している４個の独立して駆動される電気モ ータホイール（17）を具備しており、 前記電力変換器システムは、前記４個のモータホイール（17）にそれぞれ接続 された４個の電力インバータ（18）を具備し、前記各電力インバータ（18）は、 前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、前記コントローラシステム （15A）に接続された第２の入力と、対応するモータホイール（17）に接続され た出力とを有し、 前記コントローラシステム（15A）は、前記モータホイール（17）にそれぞれ 接続された入力を有してそれらの動作を監視および制御し、それによって動作に おいて前記各モータホイールは前記コントローラシステム（15A）によって独立 して制御されることを特徴とする請求項４記載の駆動システム。 １４．前記自動車は４個のホイールを具備し、前記モータシステム（２）は自動 車の前記４個のホイールをそれぞれ構成している４個の独立して駆動される電気 モータホイール（17）を具備している駆動システムにおいて、 前記電力変換器システムは、前記４個のモータホイール（17）にそれぞれ接続 された４個の電力インバータ（18）を具備し、前記各電力インバータ（18）は、 前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力と、前記コントローラシステ ム（15A）に接続された第２の入力と、対応するモータホイール（17）に接続さ れた出力とを有し、 前記コントローラシステム（15A）は、前記モータホイール（17）にそれぞれ 接続された入力を有してそれらの動作を監視および制御し、それによって動作に おいて前記各モータホイールは前記コントローラシステム（15A）によって独立 して制御されることを特徴とする請求項６記載の駆動システム。 １５．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された入力を有する電圧クランプ 装置（24）と、 動作において前記電力供給バス（12）に存在するエネルギのピークが抵抗性負 荷（26）において消散されるように前記電力クランプ装置（24）の出力に接続さ れた抵抗性負荷とを具備している請求項６記載の駆動システム。 １６．さらに、前記電力供給バス（12）に接続された第１の入力／出力と、前記 バッテリコネクタ（13）の前記電力出力に接続された第２の入力／出力とを有し 、また、前記コントローラシステムに接続され、それによって前記コントローラ システム（15C）がその状態を監視し、その動作を制御するょうなステップダウ ン／ステップアップＤＣ電圧調整器（32）と、 動作において前記調整器（32）が電力スイッチ（34）によってバイパスされる ことができるように前記調整器に並列に接続され、前記コントローラシステム（ 16）によって制御されている電力スイッチとを具備している請求項１３記載の駆 動システム。 １７．バッテリ（14）および内燃モータ電力供給装置（20）を具備している駆動 システムを動作させ、電気モータに供給するための主電力をバッテリ（14）によ って供給する段階を具備している方法は、さらに、 前記モータに供給するための補助的な電力が必要であるときを感知し、 前記電力供給装置から前記モータへ前記補助的な電力を供給する段階を具備し ていることを特徴とする駆動システムの動作方法。 １８．前記モータは電気モータホイールである請求項１７記載の方法。 １９．さらに、主電力の動作モードに関連して前記補助電力の異なる動作モード を制御する段階を具備している請求項１７記載の方法。