JPH07107614A - 自動車の制動および補助動力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷温時の暖機運転を行えるようにするととも
に、冷房装置が利用されているときに蓄電手段の蓄電量
が急速に減少することを防止する。 【構成】 内燃機関に連結されたかご形多相誘導機と、
蓄電手段と、インバータ回路と、このインバータ回路を
制御し補助加速モード、回生モード、および発電モード
を設定する制御回路と、内燃機関の温度を検出する温度
センサとを備え、温度センサの検出値が所定値以下であ
るときに強制的に発電モードを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関と電気動力装
置とを備えたハイブリッド自動車に利用する。本発明
は、主動力を内燃機関とする自動車の制動により発生す
る機械的エネルギを電気的エネルギに変換して大型の蓄
電手段（二次電池または静電容量）に蓄積し、内燃機関
を加速するときに蓄電された電気的エネルギを補助加速
装置に供給して機械的エネルギを発生させる装置に利用
する。

【０００２】本発明は、国際公表公報ＷＯ８８／０６１
０７（国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ８８／００１５７）に
開示された自動車の電気制動および補助加速装置の改良
に関する。本発明は、ＨＩＭＲの名称で本願出願人が販
売している補助加速および補助制動装置を備えた自動車
に搭載するに適する装置である。

【０００３】

【従来の技術】自動車の主動力源である内燃機関の回転
軸にかご形多相誘導機の回転軸を直結し、そのかご形多
相誘導機を電動機に設定することにより補助動力として
利用し、そのかご形多相誘導機を発電機に設定すること
により制動機として動作させる装置が知られている。す
なわち、かご形多相誘導機にその回転子の実回転速度を
越える回転速度の回転磁界を与えるとそのかご形多相誘
導機は電動機として動作し、実回転速度を下回る回転速
度の回転磁界を与えるとそのかご形多相誘導機は電動機
として動作する。そして、その自動車に大型の直流蓄電
池（または静電容量）を搭載し、かご形多相誘導機が電
動機として動作するときにはこの蓄電池からエネルギを
取り出して交流に変換してかご形多相誘導機に供給し、
発電機として動作するときにはかご形多相誘導機の出力
交流電力を整流して蓄電池に回生させるためのインバー
タ回路を備えている。このインバータ回路は、運転操
作、かご形多相誘導機の回転速度、その他情報を入力と
するプログラム制御回路により制御される。

【０００４】本願出願人は、このような自動車をＨＩＭ
Ｒの名称で製造販売し、路線用定期バスの車両、環境保
全が優先される山岳道路を走行する自動車などで継続的
に試験を行っている。

【０００５】上記のような装置は、試験の結果多くの改
良が加えられて、かご形多相誘導機を発電機とするモー
ドは、回生モードと発電モードとの二つのモードを備え
ることになった。すなわち、回生モードは、自動車が制
動減速するときにかご形多相誘導機を発電機として運動
エネルギを電気エネルギに変換して蓄電池に回生充電す
るモードである。発電モードは、蓄電池の蓄電量が不足
した状態のときに自動車の定常走行時あるいは自動車が
停車中であって内燃機関がアイドリング状態にあるとき
に、かご形多相誘導機を発電機として蓄電池に強制的に
充電を行うモードである。

【０００６】回生モードおよび補助加速モードが繰り返
し有効に利用されると、内燃機関の燃料消費量を小さく
することができて経済的な運転を行うことができる。し
かし、運転の状態によっては補助加速モードが多く使わ
れ回生モードが使われなくなると、蓄電池の蓄電量がし
だいに減ってしまうことになる。このために、蓄電池の
蓄電量がある限界を越えて少なくなると、これを回復す
るために操作によらずに自動的に発電モードを設定し
て、自動車の定常走行時あるいは停車アイドリング状態
にあるときに、かご形多相誘導機を発電機として動作さ
せて内燃機関の回転エネルギにより蓄電池を充電させて
いる。これは、燃料を消費することになるから、経済的
な運転には発電モードはできるだけ使われない方がよ
い。

【０００７】上記のような装置では排気ブレーキが廃止
された。排気ブレーキは内燃機関の排気通路に制御弁を
設けて、エンジンブレーキを効かせたいときにはこの制
御弁を閉じて排気管路内に排気をこもらせる構造のもの
であり、大型自動車には広く利用されている。上記のよ
うなハイブリッド装置では、排気ブレーキに代えて回生
モードを設定し、制動時に発生するエネルギを電気エネ
ルギに変換して蓄電手段に回生するようになっているか
ら、制動時に発生するエネルギを内燃機関の温度を上昇
させて消費する排気ブレーキは不要になった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】排気ブレーキがなくな
ったために、冷温時の暖機運転に不都合が生じた。すな
わち、冷温時に内燃機関を始動させるときに、内燃機関
の温度を早く上昇させようとするときには、内燃機関の
アイドリング状態で排気ブレーキの制御弁を閉じる方法
が用いられている。上記のようなハイブリッド装置では
排気ブレーキの制御弁がないからこのような暖機運転が
不可能になった。

【０００９】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、冷温時の暖機運転を行うことができる装置を提
供することを目的とする。また、本発明は冷房装置が利
用されているときに蓄電手段の蓄電量を急速に減少させ
ることがないようにする装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、主動力を内燃
機関とする自動車の制動により発生する機械的エネルギ
を電気的エネルギに交換して大型の蓄電手段に蓄積し、
内燃機関を加速するときに蓄電された電気エネルギを補
助加速装置に供給して機械的エネルギを発生させる装置
の改良に関するものであって、内燃機関の回転軸に連結
されたかご形多相誘導機と、蓄電手段と、前記かご形多
相誘導機の多相交流回路と前記蓄電手段の直流回路とを
双方向に電気エネルギを変換して結合するインバータ回
路と、このインバータ回路を制御する制御回路とを備
え、この制御回路は、そのかご形多相誘導機を電動機と
する補助加速モード、自動車の制動時にそのかご形多相
誘導機を発電機として前記蓄電手段に充電を行う回生モ
ード、および前記蓄電手段の蓄電量が不足するときその
かご形多相誘導機を発電機として内燃機関の駆動力によ
り前記蓄電手段に充電を行う発電モードを備えた自動車
の制動および補助動力装置において、内燃機関の温度を
検出する温度センサと、この温度センサの検出値が所定
値以下であるときに強制的に発電モードを設定する手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１１】前記蓄電手段から動作電流が供給される冷
房装置を備え、この冷房装置のスイッチがオン状態のと
きに強制的に発電モードを設定する手段を備えることが
望ましい。

【００１２】

【作用】温度センサが内燃機関の温度を検出し、その検
出値が所定値以下であるときに、強制的に発電モードを
設定する。すなわち、充電が必要であるか否かにかかわ
らず内燃機関の温度が所定値よりも低い場合には、発電
モードを設定することによりかご形多相誘導機が発電機
となり、内燃機関に負荷が加わるので温度上昇が早まり
排気ブレーキ弁を閉鎖して暖機運転を行ったと同様の効
果を得ることができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【００１４】本発明第一実施例は、内燃機関１の回転軸
に連結されたかご形多相誘導機２と、蓄電手段３と、か
ご形多相誘導機２の多相交流回路と蓄電手段３の直流回
路とを双方向に電気エネルギを変換して結合するインバ
ータ回路４と、このインバータ回路４を制御する制御回
路５とを備え、この制御回路５は、かご形多相誘導機２
を電動機とする補助加速モード、自動車の制動時にかご
形多相誘導機２を発電機として蓄電手段３に充電を行う
回生モード、および蓄電手段３の蓄電量が不足するとき
かご形多相誘導機２を発電機として内燃機関１の駆動力
により蓄電手段３に充電を行う発電モードを備え、本発
明の特徴として、内燃機関１の温度を検出する温度セン
サ８を備え、制御回路５に、この温度センサ８の検出値
が所定値以下であるときに強制的に発電モードを設定す
る手段を含む。さらに、蓄電手段３から動作電流が供給
される冷房装置９を備え、制御回路５にこの冷房装置９
のスイッチ１０がオン状態のときに強制的に発電モード
を設定する手段を含む。蓄電手段３としては、本実施例
では二次電池、さらに具体的には鉛蓄電池が使用され
る。

【００１５】また、内燃機関１には回転センサ６が取付
けられ、この回転センサ６からの信号は制御回路５に与
えられる。また、インバータ回路４の出力側にはコンデ
ンサ７が接続され、蓄電手段３にはインバータ回路４の
出力電圧を検出する検出回路１３が接続される。

【００１６】次に、このように構成された本発明実施例
の動作について説明する。

【００１７】通常動作では、補助加速モードのときに
は、制御回路５がインバータ回路４を制御してかご形多
相誘導機２にその回転子の実回転速度を越える回転速度
の回転磁界を与え、かご形多相誘導機２を電動機として
動作させ、内燃機関１に補助動力を与える。回生モード
では、自動車が制動減速するときにかご形多相誘導機２
を発電機として運動エネルギを電気エネルギに変換して
蓄電手段３に回生充電を行う。また、発電モードでは、
蓄電手段３の蓄電量が不足した状態にあり自動車の定常
走行時、あるいは自動車が停車中であって内燃機関１が
アイドリング状態にあるときに、かご形多相誘導機２を
発電機として蓄電手段３に強制的に充電を行う。蓄電量
が不足したことは蓄電手段３に負荷が接続された状態に
おける蓄電手段３の端子電圧により判定する。

【００１８】本発明の特徴とするところは、このような
動作を行うハイブリッド装置には排気ブレーキが廃止さ
れているので、冷温時の暖機運転を行うことができない
不都合を解消することにあり、その動作は、図２に示す
ように、内燃機関１に備えられた温度センサ８がその温
度を検出し、制御回路５がその検出値を取り込み所定値
以下であるか否かを判定する。所定値以下である場合に
充電の必要があるか否かにかかわらず強制的に発電モー
ドを設定し、かご形多相誘導機２を発電機として内燃機
関１の駆動力により蓄電手段３への充電を行う。この充
電動作により内燃機関１に負荷がかけられ短時間で暖機
動作が行われる。

【００１９】蓄電手段３が十分充電されている場合に
は、強制的に発電モードが設定されても発電量が少なく
なる。このような状態のときには制御回路５がかご形多
相誘導機２の回転子と回転磁界の滑りを非最適状態にな
るように制御して故意に効率の悪い発電を行わせる。こ
れにより内燃機関１の温度が上昇し所定値を越えたとき
には発電モードを解除し通常の制御に戻す。

【００２０】また、冷房装置９が備えられている場合に
は、この冷房装置９には蓄電手段３から動作電流が供給
される。図３は本発明実施例における制御回路の冷房装
置起動時の動作の流れを示すフローチャートである。冷
房装置９を動作させるためにスイッチ１０がオン状態に
なると、制御回路５は強制的に発電モードを設定する。
この発電モードの設定により冷房装置９の起動に伴って
蓄電手段３の蓄電量の急激な低下を防止する。所定の充
電量が維持される状態になったときに発電モードを解除
し通常の制御に戻す。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
燃機関が冷温状態にあるときに排気ブレーキ弁がなくと
も暖機運転を行うことができる。さらに冷房装置使用時
の蓄電手段の充電量の急激な低下を防止することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成を示すブロック図。

【図２】本発明実施例における制御回路の暖機動作の流
れを示すフローチャート。

【図３】本発明実施例における制御回路の冷房装置起動
時の動作の流れを示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ かご形多相誘導機 ３ 蓄電手段 ４ インバータ回路 ５ 制御回路 ６ 回転センサ ７ コンデンサ ８ 温度センサ ９ 冷房装置 １０ スイッチ １３ 検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の回転軸に連結されたかご形多
   相誘導機と、蓄電手段と、前記かご形多相誘導機の多相
   交流回路と前記蓄電手段の直流回路とを双方向に電気エ
   ネルギを変換して結合するインバータ回路と、このイン
   バータ回路を制御する制御回路とを備え、 この制御回路は、そのかご形多相誘導機を電動機とする
   補助加速モード、自動車の制動時にそのかご形多相誘導
   機を発電機として前記蓄電手段に充電を行う回生モー
   ド、および前記蓄電手段の蓄電量が不足するときそのか
   ご形多相誘導機を発電機として内燃機関の駆動力により
   前記蓄電手段に充電を行う発電モードを備えた自動車の
   制動および補助動力装置において、 内燃機関の温度を検出する温度センサと、この温度セン
   サの検出値が所定値以下であるときに強制的に発電モー
   ドを設定する手段とを備えたことを特徴とする自動車の
   制動および補助動力装置。
2. 【請求項２】 前記蓄電手段から動作電流が供給される
   冷房装置を備え、この冷房装置のスイッチがオン状態の
   ときに強制的に発電モードを設定する手段を備えた請求
   項１記載の自動車の制動および補助動力装置。