JPH02101903A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の電動モータによって推進される電動車
両に関し、特に、この電動車両に搭載されて電動モータ
のエネルギ供給源である蓄電池の充電装置に関するもの
である。

（従来の技術） 内燃機関による自動車においては、従来から、排気ガス
による大気汚染や車両走行時の騒音等の公害が重大問題
となっている。このようなことから、電気自動車が研究
開発されてきている。この電気自動車は車輪を電動モー
タによって回転することにより走行するようになってい
る。このような電気自動車には内燃機関が車両の推進用
として搭載されていないので、電気自動車は排気ガスを
出すこともなければ、大きな騒音が生じるようなことも
ない。

（本発明が解決しようとする課題） ところで、このような電気自動車を走行させるためには
、電動モータを駆動させなければならないが、このモー
タを駆動させるエネルギ源として、蓄電池が必要となる
。この蓄電池として、多くの種類の蓄電池が研究開発さ
れてきているが、種々の問題があってその実用化がなか
なか難しい。このような中で実用化がされている電池の
一つに、鉛電池がある。

一般に蓄電池は、瞬間的に出力し得るパワーの大きさを
表わすパワー密度や蓄積可能なエネルギ量を表わすエネ
ルギ密度が一般の内燃機関に比べると非常に低い。した
がって、現在のガソリン自動車とほぼ同じ走行性能を確
保しようとすると、蓄電池の容量をかなり大きくしなけ
ればならない。

そこで、蓄電池の容量をかなり大きくしようとすると、
重量が非常に大きくなり、例えば鉛電池の場合にはガソ
リン自動車に搭載されるエンジン、トランスミツシロン
の駆動系重量の約６倍強の重量となってしまう。このた
め、このような鉛電池を車体に搭載した場合、車両性能
がきわめて悪くなってしまう。しかも、鉛電池が大型と
なるので、車両内のスペースが大きくとられてしまうよ
うになる。

また、鉛電池はエネルギ密度を上げるとパワー密度が下
がり、パワー密度を上げるとエネルギ密度が下がるとい
う相反する特性を有している。したがって、鉛電池は、
パワー密度もエネルギ密度も高くすることが求められる
電気自動車にはそのまま適用することはできない。

更に一般に、蓄電池は一回の放電蚤を表わす放電深度が
大きいほどその寿命が短くなるという性質を有している
。すなわち、放電深度が大きいと、充、放電できる回数
が減少してしまう。したがって、蓄電池の寿命を短くす
ることなく、電気自動車を長時間走行可能にすることは
難しいものとなっている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、放電深度を大きくしないようにして蓄
電池の寿命を延ばすことができるようにしながら、しか
も蓄電池をできるだけ小型にしてその重量を低減するこ
とのできる電動車両における蓄電池の充電装置を提供す
ることである。

また、本発明の他の目的は、蓄電池のパワー密度を高く
してもエネルギ密度の減少を補うことのできる電動車両
における充電装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 前述の課題を解決するために、請求項１の発明は、複数
の電動モータによって複数の車輪を回転駆動するように
するとともに、これらの複数の電動モータのうち少なく
とも一つを電動車両に搭載した少なくとも１個の発電用
エンジンによって回転駆動するようにしている。

そして、この発電用エンジンによって回転駆動される電
動モータを電動車両の蓄電池に電気的に接続するように
している。

また、請求項２の発明は、電動モータと車輪とをクラッ
チにより連結するようにしている。

更に、請求項３の発明は電動モータと発電用エンジンと
をクラッチにより連結するようにしている。

（作用） このような構成をした本発明による電動車両における充
電装置においては、電動車両が走行する際、各車輪は電
動モータの回転駆動力によって回転するようになる。そ
の場合、車両発進時、高速走行時あるいは加速時におい
ては比較的大きな電動モータの駆動力が必要となるので
、搭載されているすべての電動モータによって、それら
の電動モータにそれぞれ対応する車輪が回転駆動される
。

一方、低速走行時、惰性走行時あるいは車両停止時にお
いてはそれほど大きな電動モータの駆動力を必要としな
いので、複数の電動モータのうち一部の電動モータを車
輪の回転駆動用に用いれば済むようになる。したがって
、残りの電動モータは車輪の回転駆動に寄与する必要が
なくなる。

そこで、この残りの電動モータを車両に搭載された発電
用エンジンによって回転させることにより、残りの電動
モータは起電力を生じるようになる。すなわち、低速走
行時、惰性走行時あるいは車両停止時には、残りの電動
モータがエンジン駆動による発電機として機能するよう
になる。そして、残りの電動モータによって生じた電気
は電動車両の蓄電池に蓄えられる。すなわち、蓄電池は
充電されることになる。

また、クラッチにより電動モータと車輪との連結を切り
離せば、電動モータは発電機として機能するときに車輪
の回転に影響されることはない。

したがって、エンジンの燃焼効率のよい領域で常時発電
が行われるようになる。

このように本発明によれば、低速走行時、惰性走行時あ
るいは車両停止時には、蓄電池は必ず充電されるように
なるので、電動車両が長時間走行してもその放電量は比
較的小さい。すなわち、蓄電池の放電深度は小さくなる
。

また、電動車両が走行するときには蓄電池が必ず充電さ
れることになるので、蓄電池の容量をそれほど大きくし
ないでも済むようになる。したがって、蓄電池のエネル
ギ密度が小さくてもよいことになるので、蓄電池はパワ
ー密度の大きな蓄電池を使用することができるようにな
る。

更に、電動車両のブレーキとして回生ブレーキを採用し
、電動モータをその発電機として用いれば、蓄電池は車
両のブレーキ作動時に発生した電気によっても充電する
ことができるようになる。

したがって、より一層放電深度を小さくすることができ
るようになる。その場合、クラッチにより電動モータと
エンジンとを切り離せば、回生ブレーキ時にエンジンブ
レーキが作用しなくなるので、このエンジンブレーキに
よるロスがなくなり、回生ブレーキにおける発電量を大
きくすることができる。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係る電動車両における前後左右の車輪
、電動モータ、発電用エンジンおよび蓄電池の配置を示
し、　（Ａ）〜（Ｃ）はこの配置のそれぞれ異なる例を
説明する説明図である。なお、（Ａ）〜（Ｃ）において
、同じ構成要素には同じ符号を付すことにより重複説明
を避けることにする。

第１図（Ａ）に示されている配置例では、電動車両１は
左右一対の前輪２，３と後輪４．５とを備えている。前
輪２，３は一つの電動モータＭ１６によって回転駆動さ
れるようになっており、また、後輪４．５は一つの電動
モータＭ２７によって回転駆動されるようになっている
とともに、エンジンＥ８によっても回転駆動されるよう
になっている。このエンジン８は電動モータ７をも回転
駆動するようになっている。そして、二つの電動モータ
６．７は蓄電池９にそれぞれ接続されている。

また、第１図（Ｂ）に示されている配置例では、前輪２
，３がそれぞれ別の電動モータＭＩＳ、６によって回転
されるようになっている点でのみ（Ａ）の場合と異なる
。

この場合にも、前輪２．３を回転する二つの電動モータ
６．６は蓄電池９に接続されている。

更に、第１図（Ｃ）に示されている配置例では、後輪４
，５がそれぞれ別の電動モータＭ２７．７によって回転
されるようになっているとともに、それぞれ別のエンジ
ン８．８によっても回転されるようになっている点で、
　（Ｂ）と異なる。この場合にも、両エンジン８．８は
それぞれ対応する電動モータ７．７を回転するようにな
っている。

そして、両電動モータ７、　７も蓄電池９に接続されて
いる。

第２図は駆動力伝達系のレイアウトを示し、　（Ａ）は
発電用エンジンが付いていない場合のスキマティック図
であり、　（Ｂ）は発電用エンジンが付いている場合の
スキマティック図である。

第２図（Ａ）の■に示されているものは、電動モータＭ
ｌが車輪Ｗに直結されている。この場合には、電動モー
タＭｌと車輪Ｗとが常時連結されているので、車輪Ｗを
フリーにすることはできない。

また同図（Ａ）の■に示されているものは、電動モータ
Ｍ１がクラッチＣを介して車輪Ｗに連結されている。こ
の場合には、クラッチＣを切ることにより、車輪Ｗをフ
リーにすることができる。

したがって、例えば走行中動力がなくなったとき、クラ
ッチＣを切れば車輪Ｗと電動モータＭｌ　とが互いに独
立するので、モータＭｌの慣性が車輪Ｗに作用しなくな
る。また車両が停止状態にあっても、電動モータＭｌは
作動状態に保持することが可能となる。

この場合の電動モータＭｌは、車両減速時に回生ブレー
キの発電機として用いられるとき以外は、車両推進のた
めの車輪Ｗの回転駆動にのみ用いられる。

第２図（Ｂ）に示されているように、電動モータＭ２と
発電用エンジンＥとは車輪Ｗに対して直列結合されてい
る場合と並列結合されている場合とが示されている。直
列結合と並列結合とは結合の形態が異なるだけであり、
駆動力伝達の点では実質的に同じである。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、車輪Ｗに電動モ
ータＭ２と発電用エンジンＥが直結されているとともに
、モータＭ２と発電用エンジンＥとが互いに直結されて
いる。

このレイアウトにおいては、比較的大きな駆動力が必要
である車両発進時に、電動モータＭ２は車輪Ｗの回転駆
動のために用いられる。その場合、大駆動力が必要なと
きには、発電用エンジンＥの駆動力を付加することがで
きるようになっている。

同様に加速時および高速走行時にも、モータＭ２は車輪
Ｗの回転駆動のために用いられる。

それほど大きな駆動力が必要でない低速走行時には、電
動モータＭ２は車輪Ｗの回転駆動のために用いなくても
済むようになる。そこで、エンジンＥによってこのモー
タＭ２を回転させることにより、モータＭ２に発電を行
わせるようにする。

すなわち、低速走行時にはモータＭ２は発電機として使
用される。こうして、エンジンＥによる発電を行うこと
ができるようになる。ただしこの場合には、エンジンＥ
およびモータＭ２がともに車輪Ｗに直結されているので
、エンジンＥの回転数が車速すなわち車輪Ｗの回転数に
よって決定されてしまう。このため、燃焼効率のよい領
域でエンジンＥを常時使用することは不可能である。

また、車両停止時には車輪Ｗが停止することからモータ
Ｍ２およびエンジンＥがともに作動することができない
ので、発電は不可能となる。更に、惰性走行時にはモー
タＭ２およびエンジンＥも単に惰性回転を行うだけであ
るので、やはり発電はほとんど不可能である。

一方、電動モータＭ２は、車両減速時に回生ブレーキの
発電機として用いられる。この場合には、エンジンＥが
モータＭ２と直結しているので、エンジンブレーキによ
るロス分だけ回生量が減少する。

更にエンジン始動においては、車輪Ｗが停止しているの
で、車両停止状態からのエンジンＥを始動させることは
不可能である。

このレイアウトにおいてはクラッチがないので、部品点
数が少なくなるばかりでなく、構造が節単になるという
利点がある。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、モータＭ２とエ
ンジンＥとがクラッチＣＩを介して連結されている。ま
た（Ｂ）■の場合と同様に、モータＭ２とエンジンＥと
が互いに直結されている。

車両発進時、加速時あるいは高速走行時には、クラッチ
ＣＩを接続することにより、モータＭ２は車輪Ｗの回転
駆動のために用いられる。すなわち、クラッチＣ１を接
続するとモータＭ２およびエンジンＥが車輪Ｗに直結さ
れることになるので、前述の（Ｂ）■の場合と全く同じ
になる。

低速走行時、車両停止時あるいは惰性走行時にはそれほ
ど駆動力が必要ではないので、クラッチＣｔを切ること
によりモータＭ２は車輪Ｗから切り離される。このため
、モータＭ２は車輪Ｗの回転駆動用としては用いられな
い。そして、モータＭ２はエンジンＥによって回転駆動
されることにより起電力を発生する。すなわち、モータ
Ｍ２は発電機として用いられるようになる。その場合、
モータＭ２およびエンジンＥは車輪Ｗがら切り離されて
いるので、車輪Ｗの回転の影響がエンジンＥの回転に及
ばない。これにより、エンジンＥの燃焼効率のよい領域
を常時使用可能となる。したがって、効率よ（蓄電池を
充電させることができるようになる。

車両減速時には、クラッチＣｔを接続することにより、
モータＭ２を回生ブレーキの発電機として機能させるこ
とができる。この場合には、前述の（Ｂ）■の場合と同
様にエンジンＥとモータＭ２とが直結されるようになる
ので、エンジンブレーキによるロス分だけ回虫量が減少
する。

更にエンジン始動時には、クラッチＣ１を切ってモータ
Ｍ２およびエンジンＥと車輪Ｗとを切り離すことにより
、エンジンＥをモータＭ２によって始動することができ
るようになる。したがって、この場合にはエンジンを駆
動するためのスタータモータが不要となる。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、モータＭ２が車
輪Ｗに直結されているが、エンジンＥはクラッチＣＩを
介して車輪ＷおよびモータＭ２に接続されている。

このレイアウトでは、クラッチＣ１を接続すると、前述
の（Ｂ）■の場合と全く同じになる。したがって、クラ
ッチＣＩが接続される車両発進時、加速時、高速走行時
および低速走行時については、その説明は省略する。

一方、車両停止時にはモータＭ２が駆動できなく、また
惰性走行時にはモータＭ２が単に惰性回転するだけであ
るので、この場合もＣＢ）■の場合と同じになる。

更に、車両減速時には、モータＭ２が回生ブレーキの発
電機として機能する。その場合、クラッチＣＩを切って
車輪ＷおよびモータＭ２とエンジンＥとを切り離すと、
エンジンブレーキが作動しなくなるので、エンジンブレ
ーキによるロスが生じないようになる。したがって、回
生量の減少はないので、従来の電気自動車の場合とほぼ
同等の発電量を得ることができるようになる。

更に、エンジンＥの始動時には、クラッチＣＩを切ると
モータＭ２とエンジンＥとが切り離されるので、モータ
Ｍ２はエンジンＥを駆動することができない。したがっ
て、スタータモータを設ける必要がある。またクラッチ
ＣＩを接続すると、車輪Ｗ１　　モータＭ２およびエン
ジンＥが互いに直結することになり、　（Ｂ）■の場合
と全く同じになる。すなわち、エンジンＥを車両停止状
態から始動させることは不可能となる。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、モータＭ２がク
ラッチＣ１を介して連結されているとともに、エンジン
Ｅが二つのクラッチＣＩ、Ｃ２を介して連結されている
。またモータＭ２とエンジンＥとはクラッチＣ２を介し
て連結されている。

したがって、このレイアウトではクラッチが更に一つ増
加している。

車両発進時、加速時あるいは高速走行時には、クラッチ
ＣＩを接続することにより、モータＭ２は車輪Ｗの回転
駆動のために用いることができるようになる。また、両
クラッチＣＩ、Ｃ２をともに接続するとモータＭ２およ
びエンジンＥが車輪Ｗに直結されることになるので、前
述の（Ｂ）■の場合と全く同じになる。したがって、そ
の説明は省略する。

低速走行時には、クラッチＣ１を切り、クラッチＣ２を
接続することにより、モータＭ２を発電機として用いる
ことが可能となる。すなわち、エンジンＥによってモー
タＭ２を駆動すれば、モータＭ２は起電力を生じ、エン
ジンＥによる発電ができるようになる。しかも、クラッ
チＣ１が切られて車輪ＷとモータＭ２とエンジンＥとが
切り離されているので、　（Ｂ）■の場合と同様、エン
ジンＥの回転は車輪Ｗの回転に影響されるようなことは
ない。したがって、発電するために、燃焼効率のよい領
域でエンジンＥを常時使用することができるようになる
。

また車両停止時および惰性走行時にはクラッチＣＩを切
り、クラッチＣ２を接続することにより、モータＭ２と
エンジンＥとを接続するとともに、これらを車輪Ｗから
切り離す。これにより、モータＭ２をエンジンＥによっ
て駆動することにより、発電を行なう。このときにも、
　（Ｂ）■の場合と同様、燃焼効率のよい領域でエンジ
ンＥを常時使用することができるようになる。

更に、車両減速時にはクラッチＣＩを接続し、クラッチ
Ｃ２を切ることにより、　（Ｂ）■の場合と同様、モー
タＭ２を回生ブレーキの発電機として用いることができ
るようになる。この場合にも、回生量がエンジンブレー
キによるロスによって減少することはないので、モータ
Ｍ２は、従来の電気自動車の場合と同等の発電を行うよ
うになる。

更に、エンジン始動時にはクラッチＣ１を切り、クラッ
チＣ２を接続することにより、モータＭ２を車輪Ｗから
切り離すとともにモータＭ２をエンジンＥに接続する。

したがって、この場合には（Ｂ）■の場合と同様になる
。これにより、車輪Ｗに関係なく、エンジンＥによって
モータＭ２を駆動することが可能となり、車両停止状態
からエンジンＥを始動させることができるようになる。

この結果、エンジンＥを駆動するためのスタータモータ
は不要となる。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、モータＭ２がク
ラッチＣＩを介して車輪Ｗに連結されているとともに、
エンジンＥがクラッチＣ２を介して車輪Ｗに連結されて
いる。

車両発進時、加速時あるいは高速走行時には、クラッチ
ＣＩを接続することにより、モータＭ２は車輪Ｗの回転
駆動のために用いることができるようになる。また、両
クラッチＣＩ、Ｃ２をともに接続するとモータＭ２およ
びエンジンＥが車輪Ｗに直結されることになるので、　
（Ｂ）■の場合と同じになる。

更に、低速走行時にモータＭ２をエンジンＥによる発電
のための発電機として使用するときにも両クラッチＣ１
，Ｃ２を接続することになるので、同様に（Ｂ）■の場
合と同じになる。したがって、これらの場合については
、その説明は省略する。

また、車両停止時および惰性走行時には、クラッチＣＩ
、Ｃ２をともに切ってモータＭ２およびエンジンＥの駆
動力を車輪Ｗに伝えないようにすると、モータＭ２とエ
ンジンＥも連結されない。

したがって、モータＭ２をエンジンＥによって駆動する
ことができないので、モータＭ２は発電を行わない。

車両減速時には、クラッチＣ１を接続し、クラッチＣ２
を切ることにより、モータＭ２と車輪Ｗとを直結する。

したがって、この場合は（Ｂ）■の場合と同じになるの
で、その説明は省略する。

エンジン始動時には、モータＭ２によってエンジンＥを
駆動するために両クラッチＣＩ、Ｃ２をともに接続する
と、　（Ｂ）■の場合と同じになる。

そこで、クラッチＣ２を切ってエンジンＥを車輪Ｗから
切り離すと、　（Ｂ）■の場合と同じになる。

したがって、他にスタータモータが必要となる。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、エンジンＥが車
輪・Ｗに直結されているとともに、モータＭ２がクラッ
チＣＩを介して車輪Ｗに連結されている。

このレイアウトではクラッチＣＩを接合すると（Ｂ）■
の場合と同じになる。したがって、車両発進時、加速時
、高速走行時、低速走行時、車両減速時およびエンジン
始動時には、クラッチＣＩを接合することになるので、
　（Ｂ）■の場合と全く同じになる。それ故、その説明
は省略する。

車両停止時には、エンジンＥが車輪Ｗに直結しているの
で停止してしまい、エンジンＥによる発電は行われない
。また惰性走行時には、エンジンＥが惰性回転をするだ
けであるので、クラッチＣ１が接続、非接続のいずれの
状態であってもモータＭ２はエンジンＥによって発電す
るに十分す回転にまで回転されない。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、エンジンＥがク
ラッチＣ１を介して車輪Ｗに連結されているとともに、
モータＭ２がクラッチＣＩ、　　Ｃ２を介して車輪Ｗに
連結されている。またモータＭ２とエンジンＥとがクラ
ッチＣ２を介して連結されている。

このレイアウトでは両クラッチＣＬ　　Ｃ２をともに接
続すると（Ｂ）■の場合と同じになる。したがって、車
両発進時、加速時、高速走行時および車両減速時には、
クラッチＣＩ、Ｃ２をともに接続することになるので、
　（Ｂ）■の場合と全く同じになる。それ故、その説明
は省略する。

また、この場合はクラッチＣ１を切り、クラッチＣ２を
接続すると、（Ｂ）■の場合と同じになる。したがって
、低速走行時、車両停止時、惰性走行時およびエンジン
始動時には、クラッチＣ１を切り、クラッチＣ２を接続
することになるので、（Ｂ）■の場合と全（同じになる
。それ故、その説明は省略する。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、モータＭ２がク
ラッチＣＩ、Ｃ３を介して車輪Ｗに連結されているとと
もに、エンジンＥがクラッチＣＩ。

Ｃ２を介して車輪Ｗに連結されている。またモータＭ２
とエンジンＥとがクラッチＣ２を介して連結されている
。

このレイアウトではすべてのクラッチＣＩ、　　Ｃ２、
Ｃ３をともに接続すると（Ｂ）■の場合と同じになる。

したがって、車両発進時、加速時および高速走行時には
、クラッチＣＩ、Ｃ２，Ｃ３をともに接続することにな
るので、　（Ｂ）■の場合と全く同じになる。それ故、
その説明は省略する。

また、この場合はクラッチＣＩを切り、クラッチＣ２，
Ｃ３を接続すると、　（Ｂ）■の場合と同じになる。し
たがって、低速走行時、車両停止時、惰性走行時および
エンジン始動時には、クラッチＣｔを切り、クラッチＣ
２，Ｃ３を接続することになるので、　（Ｂ）■の場合
と全く同じになる。

それ故、その説明は省略する。

更に、この場合はクラッチＣＩ、Ｃ３を接続し、クラッ
チＣ２を切ると、　（Ｂ）■の場合と同じになる。した
がって、車両減速時には、クラッチＣ１、Ｃ３を接続し
、クラッチＣ２を切ることになるので、　（Ｂ）■の場
合と全く同じになる。それ故、その説明は省略する。

同図（Ｂ）の■に示されているものは、モータＭ２がク
ラッチＣｔを介して車輪Ｗに連結されている。またエン
ジンＥがクラッチＣＩ、Ｃ２を介して車輪Ｗに連結され
ているばかりでなく、クラッチＣ３を介しても車輪Ｗに
連結されている。

このレイアウトではクラッチＣ３を切ると、　（Ｂ）■
の場合と全く同じになる。それ故、その説明は省略する
。この場合のクラッチＣ３はエンジンＥによって車輪Ｗ
をモータＭ２に関係なく直接駆動する場合に用いられる
。

このように第２図（Ｂ）の■〜■のいずれの場合でも、
駆動力をそれほど必要としない時にモータＭ２がエンジ
ンＥによって駆動されることにより、モータＭ２は起電
力を発生するようになる。

すなわち、モータＭ２は発電機として機能する。

したがって、このモータＭ２を蓄電池に接続すれば、エ
ンジンＥによる発電で蓄電池を充電させることができる
。特に、燃焼効率のよい領域でエンジンＥを常時使用す
ることができる同図（Ｂ）■、■、■、■および■のレ
イアウトが効果的に蓄電池を充電させることができる。

しかしながら、これらの駆動力伝達のレイアウトには、
クラッチが１〜３個配設されているので、部品点数が多
くなるばかりでなく、場合によってはその構造も複雑と
なる。したがって、どのレイアウトを選択するかは、そ
の使用目的に応じて適宜選択する必要がある。

一方、車両減速時にもモータＭ２は回生ブレーキの発電
機として機能するようになる。その場合、同図（Ｂ）■
、■、■、■および■の場合が特に効果的に発電するよ
うになる。したがって、回生ブレーキの発電量をも考慮
してレイアウトを選択することが望ましい。

第３図は前述のレイアウトの具体的な動力伝達装置の一
例として第２図（Ｂ）■のレイアウトに対応する動力伝
達装置の断面図である。

第３図に示されているように、ハウジング３１にエンジ
ンによって駆動される駆動軸３２が回転自在に支持され
ている。この駆動軸３２には、発電可能な電動モータ３
３のロータ３４が固定されているとともに、フライホイ
ール３５が固定されている。また歯車３６が駆動軸３２
に回転可能に支持されており、この歯車３６の右端面に
はクラッチディスク３７が設けられている。このクラッ
チディスク３７は電磁コイル３８の励磁によって吸引さ
れてフライホイール３５と摩擦接合するようになってい
る。すなわち、フライホイール３５、クラッチディスク
３７および電磁コイル３８によって電磁クラッチ３９が
構成されている。また、歯車３６はよく知られている差
動装置４０の歯車４１に接続されている。

このような動力伝達装置においては、電磁コイル３８が
励磁されて電磁クラッチ３９が接続すると、モータ３３
と差動袋［４０に接続される車輪とが連結される。した
がって、モータ３３が駆動すると、車輪が回転するよう
になる。

また電磁コイル３８が励磁されないで電磁クラッチ３９
が切られると、モータ３３と車輪との連結が解除される
。したがって、モータ３３の駆動力は車輪には伝達され
ない。一方、モータ３３とエンジンとが連結されるので
、モータ３３をエンジンによって駆動することができる
ようになる。

この結果、モータ３３は起電力を生じる。すなわち、モ
ータ３３は発電機として機能するようになる。

この場合、モータ３３は第２図（Ｂ）の■のモータＭ２
に、電磁クラッチ３９はクラッチｃｌに、それぞれ対応
する。

第４図は前述の各モータ、クラッチおよびエンジンを制
御するための制御ブロック図である。

第４図に示されているように、制御回路４１には、アク
セル４２、ブレーキ４３、車速（車両速度）４４、エン
ジン回転数４５、前後切替スイッチ４８および蓄電池電
圧４７の各センサからそれぞれの信号が入力される。制
御回路４１はこれらの信号に基づいて車両運転状態を判
断してモータＭｌ、　　Ｍ２４８．　４９、クラッチ５
０、エンジンスロットル制御用モータ５１およびイグニ
ツシ１ンスイッチ切断用リレー６２をそれぞれ制御する
ためにそれらの各ドライバ４８ａ〜５２ａに制御信号を
出力するようになっている。

制御回路４１が車両の運転状態を判断するために運転状
態を４つのモードに分ける。

第５図は、動力伝達系レイアウトとして第２図（Ａ）の
■および第２図（Ｂ）の■を用いて第１図（Ａ）のよう
に電動車両を構成した場合における車両の運転状態のモ
ードを示した図であり、　（Ａ）は駆動時でのモードを
示し、　（Ｂ）は各モードにおける各モータＭｌ、　　
Ｍ２、エンジンＥおよびクラッチＣ２の作動状態を示し
ている。

モードＡは車速が所定値ｖＯ以下の小さいときかあるい
は車速か所定値ｖＯよりも大きいがアクセル量が所定値
ａＯよりも小さいときの運転状態を表わし、モードＢは
車速か所定値７０以上であってかつアクセル量が所定値
３０以上のときの運転状態を表わしている。これらモー
ドＡ、　　Ｂはいずれも駆動時における運転状態を表わ
している。

すなわち、モードＡは第２図におけるレイアウトの説明
で述べた低速走行時に対応する。したがって、このモー
ドＡではモータの駆動力をそれほど必要としないので、
クラッチＣＩを切ってモータＭ２を車輪Ｗの回転駆動用
としては用いなく、このモータＭ２をエンジンＥによっ
て駆動することにより発電機として用いる。

またモードＢは第２図におけるレイアウトの説明での車
両発進時、加速時および高速走行時に対応する。したが
って、このモードＢでは大きなモータ駆動力を必要とす
るので、クラッチＣ１を接続してモータＭ２を車輪Ｗの
回転駆動用として用いる。

更にモードＣは車両停止時および惰性走行時に対応する
。このモードＣではクラッチＣＩを切り、モータＭ２を
エンジンＥによって駆動することにより発電機として用
いる。更にモードＤは車両減速時に対応するようになっ
ている。このモードＤではクラッチＣＩを接続してモー
タＭ２と車輪Ｗとを連結することにより、モータＭ２を
回生ブレーキの発電機として用いる。

第６図は前述の各モードＡ−Ｄにしたがって制御回路４
１が行う制御のフローチャートであり、（Ａ）はモータ
、クラッチおよびエンジン等の各被制御部材に対する制
御ルーチンであり、　（Ｂ）はエンジンによる発電のた
めのサブルーチンである。

この制御フローにしたがって、第４図に示されている各
被制御部材の制御を説明する。　　ステップ６０で初期
設定がされた後、ステップθ１で第４図の各センサ４２
〜４７から各信号が制御装置４１に入力される。

ステップ６２で制御装置４工はアクセル信号に基づいて
アクセル量がＯより大きいか否かを判断する。アクセル
量がＯより大きいと判断されるとＹＥＳの方へ進み、ス
テップ６３でアクセル量と車速とからモードを決定する
。すなわち、アクセル量がＯより大きいことは車両が駆
動状態であると判断されるから、モードはＡかＢに決定
される。

ステップ６４で車両の運転状態がモードＡにあるか否か
が判断される。モードがＡであると判断されるとＹＥＳ
の方へ進み、ステップ６５で制御装置４１はクラッチＣ
１５０を切る。すなわち、モータＭ２４９を車輪Ｗから
切り離して、モータＭ２４９を発電機として用いる。

そこで、ステップ６６で（Ｂ）の発電用のサブルーチン
に移り、モータＭ２４９による発電が行われる。すなわ
ち、ステップ６７で蓄電池の電圧が満充電の電圧値αよ
り大きいか否かが判断される。電圧が値αより小さいと
判断されるとＮＯに進み、ステップ６８でエンジンＥが
作動中であるか否かが判断される。エンジンＥが作動し
ていないと判断されるとＮＯに進み、ステップ６９で制
御装置４１はモータＭ２４８によりエンジンＥを駆動す
る。これにより、モータＭ２４８が駆動されて、モータ
Ｍ２４９は起電力を発生する。すなわち、モータＭ２４
９は発電機として機能する。

次いで、ステップ７０で制御装置４１はスロットル開度
を所定の値となるようにエンジンスロットル制御用モー
タ５１を制御する。更にステップ７１で制御装置４１は
モータＭ２４８をその発電量が一定となるように制御す
る。モータＭ２４９によって発生した電気は蓄電池に蓄
えられる。すなわち、蓄電池が充電される。このモータ
Ｍ２４８による発電は蓄電池の電圧が値αよりも大きく
なるまで行われる。

ステップ６７で蓄電池の電圧が値αより大きいと判断さ
れると、ステップ６８からステップ７１までの各制御は
行われない。すなわち、モータＭ２４θによる発電は行
われない。

発電のサブルーチンが終了すると、ステップ７２でアク
セル量に応じてモータＭ１４８のトルクを決定する。次
いで、ステップ７３で前後進切替スイッチにより前後進
を設定する。そして、ステップ７４で制御装置４１は決
定されたトルクおよび前後進切替スイッチのセンサ４６
からの信号に基づいてモータＭ１４８を駆動すべくモー
タＭ１４８のドライバ４８ａに信号を出力する。これに
より、モータＭ１４８が駆動し、車両は発進する。

アクセル量が所定値ａＯを超えるとともに、車速か所定
値ｖＯを超えると、ステップ８４で運転状態がモードＡ
ではない、すなわちモードＢであると判断されてＮＯの
方に進み、ステップ７５で車両が後進しているか否かが
判断される。車両が後進していると判断されるとＹＥＳ
の方に進み、前述のようなステップ６５からステップ７
４にしたがって制御が行われる。車両が前進していると
判断されると、ステップ７５でＮＯの方に進み、ステッ
プ７８でエンジンＥが作動しているか否かが判断される
。エンジンＥが作動していないとＮＯの方に進み、ステ
ップ７７でクラッチＣ１５０を切る。

次いで、ステップ７８でモータＭ２４９によりエンジン
Ｅを始動する。エンジンＥが始動したら、ステップ７９
でクラッチＣ！５０が接続される。

そして、ステップ８０でモータＭ１４８の駆動トルクが
最大に設定されてモータＭ１４８のドライバ４８ａに信
号が出力される。これによりモータＭ１４８は最大トル
クで駆動される。次に、ステップ８１でアクセル量に応
じてモータＭ２４９の駆動トルクおよびスロットル量が
決定され、ステップ８２でモータＭ２４９のドライバ４
９ａにモータＭ２４９を駆動すべく信号が出力されると
ともにステップ８３でスロットルモータ５１のドライバ
５１ａにモータ５１を駆動すべく信号が°出力される。

これにより、モータＭ２４９は決定された駆動トルクで
駆動するとともに、スロットルモータ５１がエンジンＥ
のスロットル量を決定されたスロットル量にすべく駆動
する。こうして、車両は加速あるいは高速走行を行うよ
うになる。

ステップ７８でエンジンＥが作動しているとＹＥＳの方
に進んで、前述のようなステップ７９からステップ８３
までの制御が行われる。

ステップｅ２でアクセル量がＯであるとＮＯに進み１　
ステップ８４でブレーキ量が０より大きいか否かが判断
される。ブレーキ量が０であると判断されると、ＮＯに
進んで車両走行状態がモードＣにあると判断され、ステ
ップ８５でクラッチＣ１５０が切られる。

次いで、ステップ８６で前述のような発電のためのサブ
ルーチンが行われる。すなわち、モータＭ２４９はエン
ジン駆動による発電を行う。発電のルーチンが終了する
と、ステップ８７でモータＭ１４ＢのトルクがＯとなる
ようにモータＭ１４８のドライバ４８ａに信号が出力さ
れる。こうして、モータＭ１４８の駆動トルクが０とさ
れ、車両は惰性走行状態または停止状態となる。

ステップ８４でブレーキ量がＯより大きいと判断される
とＹＥＳの方に進み、車両走行状態がモードＤであると
判断され、ステップ８８でイグニッションスイッチを切
断すべくイグニツシｄンスイッチ切断用リレー５２のド
ライバ５２ａに信号が出力される。これにより、イグニ
ッションスイッチが切られ、エンジンＥが停止する。

次いで、ステップ８９でクラッチＣ１５０が接続され、
ステップ９０でブレーキ量に応じてモータＭ１４８およ
びモータＭ２４９の回生力を決定する。そして、ステッ
プ９１で決定された回虫力に基づいてモータＭ１４８お
よびモータＭ２４９の各ドライバ４８ａ、４９ａに信号
が出力される。

こうして、モータＭ！４８およびモータＭ２４９は車両
減速時における回生ブレーキの発電機として機能するこ
とになり、モータＭ！４８およびモータＭ２４９は起電
力を発生するようになる。

なお、前述の実施例においては、電動車両の駆動力伝達
系のレイアウトを、前輪側には第２図（Ａ）の■のレイ
アウトを採用し、後輪側には第２図（Ｂ）の■のレイア
ウトを採用するものとしているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、他のレイアウトを採用することも
できる。その場合には、前述のように各モータＭｌ、Ｍ
２の発電効率、クラッチ等の部品点数あるいは構造の簡
単化等を考慮しながら使用目的に応じて適宜選択するよ
うにすればよい。

また運転状態を特徴づける各モードの設定も更に細かく
したりあるいは粗くしたりするなど種々のモードを設定
することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明による電動車両
における蓄電池の充電装置は、車両推進のために大きな
駆動力が必要なときには複数の電動モータのすべての駆
動力によってすべての車輪を回転駆動し、車両推進のた
めに駆動力がそれほど必要でないときには複数の電動モ
ータのうち少なくとも一つを車輪から切り離すとともに
発電用エンジンでとのモータを駆動することにより、そ
のモータに発電させるようにしているので、エンジンに
よって蓄電池が効果的に充電される。したがうて、蓄電
池の放電深度を小さくすることができるようになり、蓄
電池の寿命を延ばすことができるようになる。

また、電動車両が走行するときには蓄電池が必ず充電さ
れることになるので、蓄電池の容量をそれほど大きくし
ないでも済むようになる。したがって、蓄電池のエネル
ギ密度が小さくてもよいことになるので、蓄電池はパワ
ー密度の大きな蓄電池を使用することができる。

更に、容量を小さくすることができることにより蓄電池
をコンパクトにすることができるようになるので、蓄電
池の重量を軽減することができるばかりでなく、車体へ
の設置スペースを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動車両における蓄電池の充電装
置の電動モータ、発電用エンジンおよび蓄電池の配置を
示し、　（Ａ）〜（Ｃ）はこの配置のそれぞれ異なる例
を説明する説明図、第２図は駆動力伝達系のレイアウト
を示し、　（Ａ）は発電用エンジンが付いていない場合
のスキマティック図であり、　（Ｂ）は発電用エンジン
が付いている場合のスキマティック図、第３図は第２図
（Ｂ）■のレイアウトに対応する動力伝達装置の断面図
、第４図は本発明に係る電動車両における蓄電池の充電
装置を制御するための制御ブロック図、第５図は、動力
伝達系レイアウトとして第２図（Ａ）の■および第２図
（Ｂ）の■を用いて第１図（Ａ）のように電動車両を構
成した場合における車両の運転状態のモードを示し、　
（Ａ）は駆動時でのモードを、　（Ｂ）は各モードにお
ける各モータＭｌ。 Ｍ２、エンジンＥおよびクラッチＣ２の作動状態をそれ
ぞれ示す図、第６図は前述の各モードに基づいて行う制
御のフローチャートであり、　（Ａ）はモータ、クラッ
チおよびエンジン等の各被制御部材に対する制御ルーチ
ンを示し、　（Ｂ）はエンジンによる発電のためのサブ
ルーチンを示す図である。 ４８・・・電動モータＭｌ、４９・・・電動モータＭ２
．５０・・・クラッチＣＩ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の電動モータによって複数の車輪が回転駆動
   されるようになっている電動車両において、少なくとも
   １個の発電用エンジンが設けられ、この発電用エンジン
   に前記複数の電動モータのうち少なくとも一つが接続さ
   れているとともに、この電動モータが蓄電池に電気的に
   接続されていることを特徴とする電動車両における蓄電
   池の充電装置。
2. （２）前記複数の電動モータのうち少なくとも一つがク
   ラッチを介して前記車輪に連結されていることを特徴と
   する請求項１記載の電動車両における蓄電池の充電装置
   。
3. （３）前記発電用エンジンがクラッチを介して前記電動
   モータに連結されていることを特徴とする請求項１また
   は２記載の電動車両における蓄電池の充電装置。