JPH10295002A

JPH10295002A - 内燃機関の制動および補助加速装置

Info

Publication number: JPH10295002A
Application number: JP10184397A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Miyajima; 寿英宮島; Sadahito Hijikata; 禎人土方
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイブリッド自動車の制動時および加速時に
おける急速なエネルギの蓄積および放出を可能にし蓄電
池を小型化する。【解決手段】蓄電手段として、フライホイールの回転
軸に電動発電機を結合し変換器によりその電気端子の電
圧と蓄電池の端子電圧とを整合させるフライホイール装
置と、蓄電池とを併設し、制動時に回転機に発生するエ
ネルギをインバータ回路からこのフライホイール装置お
よび蓄電池に回生し、補助加速時には蓄積されたエネル
ギをインバータ回路から回転機に供給して内燃機関に駆
動力を与える。【効果】蓄電池の充放電繰り返し回数を低減し、電池
寿命および保守期間を長くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関が接続された
車両を制動するときに発生する機械的エネルギを電気的
エネルギに変換して蓄積し、車両を加速するときに蓄積
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。本発明は、ＨＩ
ＭＲの名称で本願出願人が販売しているハイブリッド自
動車に搭載するに適する装置である。

【０００２】

【従来の技術】環境保全および有限である石油資源の将
来を配慮して、自動車の動力を内燃機関動力から電気動
力に転換することが今後の開発の動向であり、この開発
は将来へ向けての長い道のりがある。内燃機関動力を一
挙に電気動力に転換することは、現状ではその見通しが
小さく、その中間形態として内燃機関動力と電気動力を
併用するハイブリッド自動車が開発されている。

【０００３】本願出願人は、ハイブリッド自動車の一つ
の形態として、国際公表公報ＷＯ８８／０６１０７（国
際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ８８／００１５７）に発明を開
示した。これは、内燃機関の回転軸にかご形誘導機を直
結し、このかご形誘導機を発電機としてあるいは電動機
として動作させることにより、内燃機関を搭載した車両
の制動装置として、あるいは内燃機関の補助加速装置と
して利用するものである。この従来例装置は、図９に例
示する構成であり、蓄電手段（従来は蓄電池）と、この
かご形誘導機の多相交流回路とその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（コ
ンピュータによる制御回路）とを備えた装置である。

【０００４】さらにこの装置では、制御回路は運転操作
にしたがって、かご形誘導機を内燃機関の補助動力装置
とする補助加速モードとかご形誘導機を車両の制動に利
用する制動モードとを設定し、補助加速モードではかご
形誘導機に内燃機関の回転速度を越える速度の回転磁界
を与えてかご形誘導機を電動機として動作させ、制動モ
ードではかご形誘導機に内燃機関の回転速度を下回る速
度の回転磁界を与えてかご形誘導機を発電機として動作
させるように制御する手段を含み、インバータ回路は、
補助加速モードでは蓄電手段に蓄積された電気エネルギ
の直流出力をかご形誘導機に多相交流出力として与え、
減速モードでは前記かご形誘導機の多相交流出力エネル
ギを直流出力として蓄電手段に与える回路手段を含む構
成である。ここで、蓄電手段としては従来から鉛蓄電池
が使用されている。現在、市街地を走行する定期バスや
環境問題の規制が厳重である観光地のバスなどとして、
販売供給されている本願出願人の商品は、図１０に示す
ように、車両の床下に大きい電池室を設けてこの電池室
に直列接続された３００Ｖの蓄電池が収納されている。

【０００５】上記装置は、大型バスに実施され、本願出
願人はＨＩＭＲとの名称で製造販売している。この大型
バスは市街地を走行する市内バス、あるいは環境保全の
規制が厳しい観光地などで使用され好評を得ている。

【０００６】一方、本願出願人は上記ＨＩＭＲに想到す
る以前（昭和５８年当時）に、内燃機関に連結された誘
導子形の電動発電機を使用して、制動および補助加速を
行う技術を研究した。このとき、フライホイール装置に
一時的にエネルギを蓄積する技術を提案しその内容を開
示した（特開昭６０−３２５０３号公報）。これは内燃
機関のフライホイールの周囲に凹凸を設け、これを利用
して誘導子形の電動発電機を構成するものであって、こ
の技術には、回転機を利用して、その多相交流による回
転磁界の速度をコンピュータ制御するとの技術思想はな
い。上記公開公報に開示した技術は、電池を搭載したハ
イブリッド自動車に関するものではない。特に、電池と
フライホイール装置を併設し、そのエネルギ配分をどの
ように制御するかについての開示はない。たしかに上記
公開公報に開示した発明は本願発明の基礎となったもの
であるが、本願発明の構成は上記公報に開示した技術の
構成とは基本的に大きく異なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記商品ＨＩＭＲは、
性能のうえからは好評を得ているが、エネルギを蓄積す
るための電池にはまだ課題が残されており、その一つと
して小型化があげられる。また蓄電池は、一定の周期で
電極の状態や電解液の比重などを観測するとともに、補
充充電などの保守作業が必要であり、バスを運行する会
社など組織的に車両の管理をする場合はともかくとし
て、一般のガソリン・スタンドなどで保守管理を行うに
は適当ではない。

【０００８】さらに、蓄電池は化学反応によりエネルギ
を蓄積あるいは放出する装置であるから、エネルギの蓄
積および放出の速度に自ずから制限がある。このエネル
ギ蓄積および放出の速度、つまり化学反応速度、を越え
る速度で電池を使用すると、電池の温度が上昇しエネル
ギに無駄が生じるほか、電極を劣化させて電池寿命を短
くすることになる。したがって、車両の制動時に一挙に
発生するエネルギを効率的に回生させ、補助加速時に一
挙に使用するエネルギを効率的に発生させるには、どう
しても電池の容量を大きくすることが必要になる。

【０００９】このための対策として、一時的に多量に発
生するエネルギを放電させて制動力を向上させるため
に、回生すべきエネルギを抵抗器から放電させるための
回路が考えられた（特開昭６３−２６５５２７号公
報）。また電池を小さくしてその代わりに静電容量（コ
ンデンサ）を併用する技術が考えられた（特開平５−２
６０６１０号公報）。

【００１０】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、急速なエネルギ蓄積および急速なエネルギ放出
を可能とするエネルギ蓄積手段を提供することを目的と
する。本発明は、電池を小型化することができるハイブ
リッド自動車を提供することを目的とする。本発明は、
制動により発生するエネルギを有効に回生することがで
きる装置を提供することを目的とする。本発明は、ハイ
ブリッド自動車の電池の充放電繰り返し回数を低減し、
電池寿命を長くし、電池の保守周期を長くすることを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両の制動時
に回生できるエネルギ量の限度を越えて一挙に発生した
エネルギを一時的に蓄積し、このエネルギを補助加速時
に有効に利用することを特徴とする。

【００１２】すなわち、本発明は、内燃機関の回転軸に
連結された回転機と、蓄電手段と、前記回転機の交流回
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た内燃機関の制動およ
び補助加速装置において、前記蓄電手段として、蓄電池
と、フライホイール装置とが併設され、このフライホイ
ール装置は、フライホイールと、このフライホイールの
回転軸に結合された電動発電機と、この電動発電機の電
気端子の電圧を前記蓄電池の端子電圧と整合させる変換
器とを含むことを特徴とする。

【００１３】前記インバータ回路の直流側入出力を前記
蓄電池および前記フライホイール装置に分配する分配回
路を備え、前記制御回路はこの分配回路を制御する手段
を含むことが望ましく、さらに、前記分配回路を制御す
る手段は、制動モードでは前記インバータ回路の直流側
出力に現れる直流エネルギを前記フライホイール装置に
優先的に蓄積させ、そのフライホイール装置の蓄積エネ
ルギが大きくなり前記変換器の端子電圧が所定値Ｖ₁を
越えたときにその直流エネルギを前記蓄電池に蓄積させ
る制御手段と、補助加速モードでは前記フライホイール
装置の蓄積エネルギを前記蓄電池の蓄積エネルギに対し
て優先的に前記インバータ回路の直流入力に与え、その
フライホイール装置の蓄積エネルギが小さくなり前記変
換器の端子電圧が所定値Ｖ₂を下回るときに前記蓄電池
の蓄積エネルギを前記インバータ回路の直流入力に与え
るように制御する制御手段とを含むことが望ましい。

【００１４】制御回路は補助制動が有効になる操作（例
えば運転席の操舵輪に設けられた補助制動レバーによ
る）が行われたときに制動モードを設定し、回転機に内
燃機関の回転速度を下回る速度の回転磁界を与えて発電
機として動作させる。発電された電気エネルギはインバ
ータ回路により回転機の交流出力エネルギが直流出力と
して変換されて蓄電池に供給される。回転機が発電機と
して動作することにより、蓄電池への電気エネルギの回
生が行われるとともに、車両に制動力が与えられる。

【００１５】また、補助加速操作（例えば操舵輪に設け
られた補助加速レバーによる）が行われたときには、制
御回路は補助加速モードを設定し、回転機に内燃機関の
回転速度を越える速度の回転磁界を与えて電動機として
動作させ、インバータ回路を制御して蓄電池に蓄積され
た電気エネルギの直流出力を回転機に交流出力として与
える。これにより内燃機関の回転軸に駆動力が加わり車
両は加速される。

【００１６】この制動モードおよび補助加速モードの設
定は車両の走行中には運転操作により行われる。制御回
路は、制動モード設定時はインバータ回路からの直流エ
ネルギをフライホイール装置の電動発電機に供給し、電
動機としてこの電動発電機の回転軸に結合されたフライ
ホイールを回転させ、電気エネルギを機械エネルギとし
て蓄積する。

【００１７】また、補助加速モード設定時は、フライホ
イールに蓄積されたエネルギにより電動発電機を駆動
し、発生した電気エネルギをインバータ回路に供給す
る。インバータ回路はこの電気エネルギを回転機に適合
する交流エネルギに変換して、回転機を電動機として駆
動し車両の補助加速を行う。

【００１８】制御回路は蓄電池の端子電圧および電動発
電機の電気端子の電圧を取込み、変換器を制御して電圧
の整合を行い蓄電池およびフライホイール装置へのエネ
ルギの供給および取出しの制御を行う。

【００１９】また、制御回路は分配回路を制御し、設定
したモードによってインバータ回路の直流側入出力を蓄
電池またはフライホイール装置の電動発電機のいずれか
に分配する。

【００２０】すなわち、制御回路は補助制動の操作が行
われたことにより制動モードを設定したときには、イン
バータ回路の直流側出力に現れる直流エネルギをフライ
ホイール装置の電動発電機に優先的に供給し、フライホ
イールを駆動してそのエネルギを主にフライホイールに
蓄積する。フライホイールの蓄積エネルギが大きくなる
と電動発電機の端子電圧が上昇する。制御回路はこの電
動発電機に接続された変換器の直流側の端子電圧を取込
み、その値が所定値Ｖ₁を越えたときに、分配回路を制
御してインバータ回路からの直流エネルギを蓄電池に蓄
積するように切替える。

【００２１】また、運転操作にしたがって補助加速モー
ドを設定したときには、フライホイールに蓄積されたエ
ネルギが大きいときは電動発電機を発電機として動作さ
せ、フライホイールに蓄積したエネルギにより発生した
直流エネルギをインバータ回路の直流入力に蓄電池から
のエネルギに優先して供給する。この電動発電機から供
給する直流エネルギが小さくなり、変換器の直流側端子
電圧が所定値Ｖ₂を下回ったときには、補助加速に要す
るエネルギとしては不足しているので、分配回路を制御
し蓄電池の蓄積エネルギをインバータ回路の直流入力に
与え補助加速を行う。

【００２２】このようにフライホイール装置を備え蓄電
池とのエネルギの分配を設定モードに応じて合理的に行
うことにより、急速なエネルギの蓄積および急速なエネ
ルギの放出を可能にすることができ、制動により発生す
るエネルギを有効に回生することができる。また、これ
にともなって蓄電池を小型化することができ、蓄電池の
充放電繰り返し回数を低減し、電池寿命を長くし、かつ
電池の保守周期を長くすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

【００２４】

【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は本発明実施例装置の要部の構成を示すブロッ
ク図、図２は本発明実施例装置の電気回路の一例を示す
図、図３は本発明実施例装置におけるフライホイール装
置の実装例を示す図である。

【００２５】本発明実施例は、内燃機関１の回転軸に連
結された回転機２と、蓄電手段と、回転機２の交流回路
と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３と、このインバータ回路
３を制御する制御回路４とが備えられ、蓄電手段とし
て、蓄電池５と、フライホイール装置６とが併設され、
このフライホイール装置６には、フライホイール７と、
このフライホイール７の回転軸に結合された電動発電機
８と、この電動発電機８の電気端子の電圧を蓄電池５の
端子電圧と整合させる変換器９とが含まれる。

【００２６】また、インバータ回路３の直流側入出力を
蓄電池５およびフライホイール装置６に分配する分配回
路１１が備えられ、制御回路４にはこの分配回路１１を
制御する手段が含まれる。

【００２７】この分配回路を制御する手段には、制動モ
ードではインバータ回路３の直流側出力に現れる直流エ
ネルギをフライホイール装置６に優先的に蓄積させ、そ
のフライホイール装置６の蓄積エネルギが大きくなり変
換器９の端子電圧が所定値Ｖ₁を越えたときにその直流
エネルギを蓄電池５に蓄積させる制御手段と、補助加速
モードではフライホイール装置６の蓄積エネルギを蓄電
池５の蓄積エネルギに対して優先的にインバータ回路３
の直流入力に与え、フライホイール装置６の蓄積エネル
ギが小さくなり変換器９の端子電圧が所定値Ｖ₂を下回
るときに蓄電池５の蓄積エネルギをインバータ回路３の
直流入力に与えるように制御する制御手段とが含まれ
る。

【００２８】フライホイール装置６の入力側にはインバ
ータ回路３からの直流電圧を検出する電圧検出回路１２
が接続され、フライホイール装置６には、フライホイー
ルの回転速度を検出する回転速度センサ１３と、この回
転速度センサ１３の出力を取込み制御回路４の制御にし
たがって変換器９を駆動するＣＰＵ１４とが内蔵され
る。

【００２９】制御回路４には、フライホイール装置６の
電圧Ｖ_Fを検出する電圧検出回路１２、内燃機関１の回
転速度を検出する内燃機関回転速度センサ１５、車速を
検出する車速センサ１６、アクセル・ペダル１７の踏み
込みストロークを検出するアクセル・ストローク・セン
サ１８、ブレーキ・ペダルの踏み込みストロークを検出
するブレーキ・ストローク・センサ１９、キー・スイッ
チ２０、蓄電池５の電圧を検出する電圧検出器２１およ
び蓄電池５の電流を検出する電流検出器２２かの出力が
入力される。

【００３０】図２中、Ｑ_a、Ｑ_b、Ｑ_C、Ｑ_d、Ｑ_eお
よびＱ_fはスイッチ素子、ＰＷＭは開閉制御信号発生回
路、ＣＴは半導体スイッチ制御回路、Ｈは温度センサ、
Ｅ₁およびＥ₂は蓄電池３の端子、Ｄ／Ａはディジタル
・アナログ変換器、ＣＰＵはマイクロプロセッサ、Ｔ_q
はトルク制御回路、Ｔ₁はアクセル・ペダル踏み込み情
報入力端子、ＡＭＰは演算増幅器、Ｅ_xは排気ブレーキ
回路、Ｉ／Ｏはインタフェース回路、ＫＳはキー・スイ
ッチ２０と連動するスイッチ、Ｓ₁は補助加速操作スイ
ッチ、Ｓ₂は電気制動操作指示スイッチ、Ｓ₃は排気ブ
レーキ・スイッチ、Ａ₁およびＡ₂はアクセル・ペダル
連動スイッチ、Ｎ₁およびＮ₂はトランスミッション・
ニュートラル・スイッチ、ＣＬ₁およびＣＬ₂はクラッ
チ・ペダル連動スイッチである。スイッチＳ₁、Ｓ₂お
よびＳ₃は、運転者の操作しやすい位置、すなわち操舵
輪の軸に左手指で操作できる位置に配置される。

【００３１】フライホイール装置６は、図３に示すよう
に、防爆構造に形成された筐体にフライホイール７と電
動発電機８とが連結された状態で収容され、車台に固定
される。

【００３２】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。

【００３３】本発明実施例装置による動作モードには、
始動モード、走行モード、制動モードおよび補助加速モ
ードがある。

【００３４】図４は本発明実施例装置による始動モード
の制御動作の流れを示すフローチャートである。

【００３５】制御回路４は、キー・スイッチ２０の操作
による内燃機関１の始動信号を受けると始動モードを設
定する。この始動モードでは必ず分配回路１１を制御し
て蓄電池５とインバータ回路３とを接続する。これによ
り蓄電池５の直流エネルギが交流エネルギに変換され、
回転機２にアイドリング回転速度程度の約６０ｒｐｍの
緩やかな回転磁界を与える。この回転磁界により回転機
２は電動機として駆動し内燃機関１に回転力を与える。
このとき、制御回路４は内燃機関回転速度センサ１５か
らの出力を取込む。内燃機関１の始動強制回転速度が約
６０ｒｐｍであり、始動後のアイドリング回転速度は約
５００ｒｐｍであるので、例えば１２０ｒｐｍを越えた
か否かを判定し、越えていれば内燃機関１は始動された
として走行モードを設定する。

【００３６】図５は本発明実施例装置による走行モード
の制御動作の流れを示すフローチャートである。

【００３７】制御回路４は走行モードを設定すると、ア
クセル・ストローク・センサ１８、ブレーキ・ストロー
ク・センサ１９、内燃機関回転速度センサ１５および車
速センサ１６の出力を取込み、制動操作が行われたか、
加速操作が行われたかを判定する。補助制動の操作が行
われたときには制動モードを設定し、補助加速の操作が
行われたときには補助加速モードを設定する。いずれの
操作も行われないときは走行モードをそのまま維持す
る。

【００３８】図６は本発明実施例装置による制動モード
の制御動作の流れを示すフローチャートである。

【００３９】制御回路４は制動モードを設定すると、電
圧検出回路１２が検出したフライホイール装置６の蓄積
エネルギを示す値として、変換器９の直流側の端子電圧
値Ｖ_Fを取込み、これがあらかじめ設定された所定値Ｖ
₁を越えたか否かを判定する。電圧検出回路１２の出力
値Ｖ_Fが所定値Ｖ₁より小さければ、フライホイール装
置６の蓄積エネルギはまだ所定量に達していないので、
分配回路１１を制御してインバータ回路の直流側出力と
フライホイール装置６とを接続し、フライホイールの回
転を加速する。

【００４０】すなわち、制御回路４は、フライホイール
装置６に内蔵されたＣＰＵ１４を介して変換器９を制御
し、インバータ回路３からの直流エネルギを交流エネル
ギに変換して、電動発電機８を電動機として駆動する。
これによりその回転軸に結合されたフライホイール７が
加速され、電動発電機８に供給された電気エネルギが機
械エネルギとして蓄積される。

【００４１】ＣＰＵ１４は制御回路４の制御にしたがっ
て、回転速度センサ１３からフライホイール７の回転速
度を取込み、電動発電機の回転磁界を制御する。これに
より、フライホイールの回転速度、すなわち蓄積エネル
ギ量に対応して電動発電機８の端子電圧が制御され、蓄
電池５の端子電圧が整合される。

【００４２】電圧検出回路１２の出力値Ｖ_Fが所定値Ｖ
₁より大きければ、フライホイール装置６に蓄積された
エネルギが上限に達しているので、分配回路１１を制御
してインバータ回路３の直流側出力と蓄電池５とを接続
し、蓄電池５にインバータ回路３から供給されたエネル
ギを蓄積する。このとき制御回路４は電圧検出器２１お
よび電流検出器２２からの出力を取込み、蓄電池５の端
子電圧Ｖ_Bと充電基準電圧Ｖ_s1と比較する。蓄電池の端
子電圧Ｖ_Bが充電基準電圧Ｖ_s1より大きければ、蓄電池
５の充電量は上限に達しているので、充電を停止し制御
をもとに戻す。端子電圧Ｖ_Bが充電基準電圧Ｖ_s1より小
さければ、蓄電池５へのエネルギ蓄積は可能であるの
で、端子電圧Ｖ_Bが充電基準電圧Ｖ_s1に達するまで蓄電
池５へのエネルギ蓄積を継続する。

【００４３】図７は本発明実施例装置による補助加速モ
ードの制御動作の流れを示すフローチャートである。

【００４４】制御回路４は運転操作にしたがって補助加
速モードを設定すると、電圧検出回路１２が検出したフ
ライホイール装置６の蓄積エネルギを示す電圧値Ｖ_Fを
取込み、これがあらかじめ設定された所定値Ｖ₂を越え
たか否かを判定する。電圧検出回路１２の出力値Ｖ_Fが
所定値Ｖ₂より大きければ、フライホイール装置６に蓄
積されているエネルギは所定量を越えているので、分配
回路１１を制御してフライホイール装置６とインバータ
回路３の直流側とを接続する。

【００４５】このとき、制御回路４は、電動発電機８を
発電機としてフライホイール７の回転力により駆動し、
ＣＰＵ１４により変換器９を制御して、電動発電機８に
発生した交流エネルギを直流エネルギに変換する。変換
された直流エネルギは分配回路１１からインバータ回路
３に供給され、交流エネルギに変換されて回転機２に供
給される。回転機２はこのエネルギの供給により電動機
として駆動し、内燃機関１に回転力を与え補助加速が行
われる。この動作によりフライホイール７の回転速度は
低下する。

【００４６】電圧検出回路１２の出力値Ｖ_Fが所定値Ｖ
₂より小さければ、フライホイール装置６に蓄積された
エネルギ量が小さいので、分配回路１１を制御して蓄電
池５とインバータ回路３の直流側とを接続し、蓄電池５
の直流エネルギをインバータ回路３に供給する。インバ
ータ回路３はこの直流エネルギを交流エネルギに変換し
て回転機２に供給する。回転機２はこのエネルギの供給
により電動機として駆動し、内燃機関１に回転力を与え
補助加速が行われる。

【００４７】このとき、制御回路４は、電圧検出器２１
から蓄電池５の端子電圧Ｖ_Bを取込み放電基準電圧Ｖ_s2
と比較する。蓄電池５の端子電圧Ｖ_Bが放電基準電圧Ｖ
_s2よりも小さければ、蓄電池５のエネルギが所定量以下
になっているので、蓄電池５から回転機２へのエネルギ
の供給を終了する。蓄電池５の端子電圧Ｖ_Bが放電基準
電圧Ｖ_s2より大きければ、蓄電池５の蓄積エネルギはま
だ残されているので、放電基準電圧Ｖ_s2を下回るまで回
転機２へのエネルギ供給を継続する。

【００４８】このように、本発明装置は、蓄電池５とフ
ライホイール装置６とを併設することによって、制動時
に発生するエネルギの余剰分をフライホイール装置６に
短時間で蓄積し有効に回生することができる。

【００４９】図８は本発明実施例装置による車両の加速
および制動時のエネルギ分配を説明する図である。同図
に示すように、発進または加速時に設定される補助加速
モードでは、フライホイール装置６の蓄積エネルギが所
定値Ｖ₂を下回るまでは、フライホイール装置６の蓄積
エネルギが蓄電池５の蓄積エネルギに優先してインバー
タ回路３の直流入力に与えられる。フライホイール装置
６の蓄積エネルギが所定値Ｖ₂を下回ったときに蓄電池
５の蓄積エネルギがインバータ回路３の直流入力に与え
られる。

【００５０】また、減速時に設定される制動モードで
は、フライホイール装置６の蓄積エネルギが所定値Ｖ₁
を越えるまでは、インバータ回路３の直流側出力に現れ
る直流エネルギがフライホイール装置６に優先的に蓄積
され、所定値Ｖ₁を越えたとき、すなわちフライホイー
ル装置６の蓄積エネルギが上限に達したときに、その直
流エネルギが蓄電池５に蓄積される。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、車
両の制動および車両の加速にともなって生じる急速なエ
ネルギの蓄積および急速なエネルギの放出を可能にする
ことができ、制動時に発生するエネルギを有効に回生す
ることができる。また、車両に必要とされるエネルギの
一部の蓄積をフライホイール装置が分担することによっ
て蓄電池を小型化することが可能となり、さらに、蓄電
池の充放電の繰り返し回数を低減し、電池寿命を長く
し、かつ電池の保守期間を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例装置の要部の構成を示すブロック
図。

【図２】本発明実施例装置の電気回路の一例を示す図。

【図３】本発明実施例装置におけるフライホイール装置
の実装例を示す図。

【図４】本発明実施例装置による始動モードの制御動作
の流れを示すフローチャート。

【図５】本発明実施例装置による走行モードの制御動作
の流れを示すフローチャート。

【図６】本発明実施例装置による制動モードの制御動作
の流れを示すフローチャート。

【図７】本発明実施例装置による補助加速モードの制御
動作の流れを示すフローチャート。

【図８】本発明実施例装置による車両の加速および制動
時のエネルギ分配を説明する図。

【図９】従来例装置の要部の構成を示すブロック図。

【図１０】制動および補助加速装置の実装状態を示す斜
視図。

【符号の説明】

１内燃機関２回転機３インバータ回路４制御回路５蓄電池６フライホイール装置７フライホイール８電動発電機９変換器１１分配回路１２電圧検出回路１３回転速度センサ１４ＣＰＵ１５内燃機関回転速度センサ１６車速センサ１７アクセル・ペダル１８アクセル・ストローク・センサ１９ブレーキ・ストローク・センサ２０キー・スイッチ２１電圧検出器２２電流検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の回転軸に連結された回転機
と、蓄電手段と、前記回転機の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
御回路とを備えた内燃機関の制動および補助加速装置に
おいて、前記蓄電手段として、蓄電池と、フライホイール装置と
が併設され、このフライホイール装置は、フライホイールと、このフ
ライホイールの回転軸に結合された電動発電機と、この
電動発電機の電気端子の電圧を前記蓄電池の端子電圧と
整合させる変換器とを含むことを特徴とする内燃機関の
制動および補助加速装置。
【請求項２】前記インバータ回路の直流側入出力を前
記蓄電池および前記フライホイール装置に分配する分配
回路を備え、前記制御回路はこの分配回路を制御する手
段を含む請求項１記載の内燃機関の制動および補助加速
装置。
【請求項３】前記分配回路を制御する手段は、制動モ
ードでは前記インバータ回路の直流側出力に現れる直流
エネルギを前記フライホイール装置に優先的に蓄積さ
せ、そのフライホイール装置の蓄積エネルギが大きくな
り前記変換器の端子電圧が所定値Ｖ₁を越えたときにそ
の直流エネルギを前記蓄電池に蓄積させる制御手段を含
む請求項２記載の内燃機関の制動および補助加速装置。
【請求項４】前記分配回路を制御する手段は、補助加
速モードでは前記フライホイール装置の蓄積エネルギを
前記蓄電池の蓄積エネルギに対して優先的に前記インバ
ータ回路の直流入力に与え、そのフライホイール装置の
蓄積エネルギが小さくなり前記変換器の端子電圧が所定
値Ｖ₂を下回るときに前記蓄電池の蓄積エネルギを前記
インバータ回路の直流入力に与えるように制御する制御
手段を含む請求項２記載の内燃機関の制動および補助加
速装置。