JPH10309002A - Energy regenerative device for hybrid car - Google Patents
Energy regenerative device for hybrid carInfo
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- JPH10309002A JPH10309002A JP11132397A JP11132397A JPH10309002A JP H10309002 A JPH10309002 A JP H10309002A JP 11132397 A JP11132397 A JP 11132397A JP 11132397 A JP11132397 A JP 11132397A JP H10309002 A JPH10309002 A JP H10309002A
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、制動時などの運動
エネルギを効率よく回生させることのできるハイブリッ
ド車のエネルギ回生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy regenerating apparatus for a hybrid vehicle capable of efficiently regenerating kinetic energy during braking or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、高負荷運転領域ではエンジンを動
力源として走行し、低中負荷運転領域では電動機を駆動
源として走行することで、市街地走行などにおける低騒
音化、低公害化を実現することのできるハイブリッド車
が種々提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a vehicle is driven by an engine as a power source in a high-load operation region and is driven by an electric motor in a low-to-medium-load operation region, thereby realizing low noise and low pollution in a city area or the like. Various hybrid vehicles have been proposed.
【０００３】又、この種のハイブリッド車には、電動機
を駆動させるための電源が搭載されており、例えば、本
出願人が先に提出した特願平７−２５３９８３号には、
バッテリと急速充電可能な電気二重層コンデンサとを併
設し、電気二重層コンデンサには減速時の制動エネルギ
を電気エネルギに変換して充電し、又、バッテリに充電
が必要なときはエンジンにより電動機を発電機として駆
動させて充電し、或いは外部電源から充電する技術が開
示されている。尚、この先行技術では車両の冷暖房、電
装負荷等に必要な電力はエンジンを駆動源として発電し
ている。A power supply for driving an electric motor is mounted on this kind of hybrid vehicle. For example, Japanese Patent Application No. 7-253983 filed by the present applicant discloses that
A battery and a fast-charging electric double-layer capacitor are installed in parallel.The electric double-layer capacitor converts braking energy during deceleration into electric energy and charges it.When the battery needs to be charged, an electric motor is driven by the engine. There is disclosed a technique of charging by driving as a generator or charging from an external power supply. In this prior art, electric power required for cooling and heating of a vehicle, an electric load, and the like is generated using an engine as a drive source.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記先行技術
に開示されているハイブリッド車には以下に示す課題が
ある。However, the hybrid vehicle disclosed in the above prior art has the following problems.
【０００５】（１）電気自動車として走行する場合に使
用するバッテリは比較的大きな容量を必要とし、その
分、バッテリの重量が増加するため、エンジン主体で走
行する場合の燃費悪化の要因となる。(1) A battery used when traveling as an electric vehicle requires a relatively large capacity, and the weight of the battery increases accordingly, which causes deterioration of fuel efficiency when traveling mainly by an engine.
【０００６】（２）減速エネルギにより発電した電力を
電気二重層コンデンサに充電する場合、電気二重層コン
デンサが満充電になれば、それ以上の減速エネルギを回
収することができないため減速エネルギの回収効率が悪
い。(2) When the electric power generated by the deceleration energy is charged into the electric double-layer capacitor, if the electric double-layer capacitor is fully charged, no more deceleration energy can be recovered. Is bad.
【０００７】（３）加減速運転が頻繁に繰返される走行
モードでは、減速時に制動エネルギを回収し、定速走行
時に限り電動機による走行を繰り返すと余剰電力が発生
する。ところが、電気二重層コンデンサに充電するエネ
ルギには限界があるため、最も効率的な回生を行うこと
のできる走行モードでの回生効率が低下する。(3) In a traveling mode in which acceleration / deceleration operation is frequently repeated, surplus electric power is generated when braking energy is collected during deceleration and traveling by an electric motor is repeated only at constant speed traveling. However, since there is a limit in the energy to charge the electric double layer capacitor, the regenerative efficiency in the running mode in which the most efficient regenerative operation can be performed is reduced.
【０００８】（４）減速エネルギにより発電した電力を
バッテリに充電しようとしても、バッテリの電圧が高い
ので回収効率が低く、例えば、バッテリの電圧が１２０
Ｖである場合、１２０Ｖ以上の電圧を発電しない限り減
速エネルギが回生されず、従って、低車速領域での減速
エネルギは殆ど回生されず、実走行時の減速エネルギの
回収効率は数％程度にしかならない。(4) Even if an attempt is made to charge the battery with electric power generated by the deceleration energy, the recovery efficiency is low because the voltage of the battery is high.
In the case of V, the deceleration energy is not regenerated unless a voltage of 120 V or more is generated, so that the deceleration energy in the low vehicle speed region is hardly regenerated, and the recovery efficiency of the deceleration energy during actual running is only about several percent. No.
【０００９】（５）ひとつの車両に電気的性能の異なる
電気二重層コンデンサとバッテリとを併設し、運転モー
ドに応じて切換えるようにしているため、電圧変動が大
きくなるとインバータや電動機の性能低下を招き、シス
テム全体の最適な運用効率を阻害する要因となる。(5) Since a single vehicle is provided with an electric double layer capacitor and a battery having different electric performances and is switched in accordance with the operation mode, the performance of the inverter or the motor may be degraded when the voltage fluctuation increases. This may be a factor that hinders optimal operation efficiency of the entire system.
【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、バッテリ容量
を大型化することなく、減速時の制動エネルギを低速領
域であっても効率よく回生させることができ、システム
全体の最適な運用効率の向上を図ることのできるハイブ
リッド車のエネルギ回生装置を提供することを目的とす
る。In view of the above circumstances, the present invention can efficiently regenerate braking energy during deceleration even in a low-speed region without increasing the battery capacity, and improve the optimal operation efficiency of the entire system. It is an object of the present invention to provide an energy regeneration device for a hybrid vehicle that can achieve the following.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置は、エンジン
と電動機と該電動機で発電した電力を充電すると共に上
記電動機に対して駆動用電力を供給するバッテリと車両
の走行条件に応じて上記エンジン及び駆動系及び上記電
動機を制御する集中制御装置とを備えるものにおいて、
上記バッテリに電気二重層コンデンサを充電器を介して
接続し、上記電気二重層コンデンサを上記電動機に接続
し、上記集中制御装置では上記電動機の回生制動によっ
て発電された電力を上記電気二重層コンデンサに充電さ
せることを特徴とする。In order to achieve the above object, a first hybrid vehicle energy regenerating apparatus charges an engine, an electric motor, electric power generated by the electric motor, and supplies driving electric power to the electric motor. A battery and a centralized control device that controls the engine, the drive system, and the electric motor according to the running conditions of the vehicle,
An electric double layer capacitor is connected to the battery via a charger, the electric double layer capacitor is connected to the electric motor, and in the centralized control device, electric power generated by regenerative braking of the electric motor is supplied to the electric double layer capacitor. It is characterized by being charged.
【００１２】第２のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記電気二重層コンデンサの充電開始電圧が前記バ
ッテリの定格電圧よりも低く設定されていることを特徴
とする。[0012] The energy recovery device for the second hybrid vehicle is characterized in that, in the energy recovery device for the first hybrid vehicle, the charging start voltage of the electric double layer capacitor is set lower than the rated voltage of the battery. And
【００１３】第３のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置、或いは
第２のハイブリッド車のエネルギ回生装置において、前
記バッテリがリチュームイオン電池であることを特徴と
する。[0013] An energy regeneration device for a third hybrid vehicle is the energy regeneration device for the first hybrid vehicle or the energy regeneration device for the second hybrid vehicle, wherein the battery is a lithium ion battery.
【００１４】第４のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記バッテリを電気二重層コンデンサとし、前記充
電器を廃止したことを特徴とする。[0014] A fourth hybrid vehicle energy regeneration device is characterized in that the battery is an electric double layer capacitor and the charger is eliminated in the first hybrid vehicle energy regeneration device.
【００１５】第５のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記集中制御装置では、バッテリの残存容量を計測
し該残存容量が所定値以上のときは前記電動機に該バッ
テリの電力を駆動用として供給すると共にエンジン出力
を上記電動機の駆動によるトルク増加分減少させること
を特徴とする。A fifth hybrid vehicle energy regenerating device is the same as the first hybrid vehicle energy regenerating device, wherein the central control device measures the remaining capacity of the battery, and when the remaining capacity is equal to or greater than a predetermined value, the electric motor. The power of the battery is supplied for driving, and the engine output is reduced by an increase in torque due to the driving of the electric motor.
【００１６】第６のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記集中制御装置ではバッテリの基準残存容量と実
際の残存容量とを比較し、該残存容量が上記基準残存容
量に対して設定範囲内に収まるように上記バッテリの充
放電を制御することを特徴とする。The energy recovery device for a sixth hybrid vehicle is the energy recovery device for the first hybrid vehicle, wherein the centralized control device compares the reference remaining capacity of the battery with the actual remaining capacity. The charging and discharging of the battery is controlled so that the reference remaining capacity falls within a set range.
【００１７】第７のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記電気二重層コンデンサに車両に固設した太陽電
池が接続されていることを特徴とする。A seventh hybrid vehicle energy recovery device is characterized in that, in the first hybrid vehicle energy recovery device, a solar cell fixed to the vehicle is connected to the electric double layer capacitor.
【００１８】第８のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第７のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記太陽電池の出力電圧が前記電気二重層コンデン
サの充電開始電圧よりも高く設定されていることを特徴
とする。An energy recovery device for an eighth hybrid vehicle is characterized in that, in the energy recovery device for a seventh hybrid vehicle, the output voltage of the solar cell is set higher than the charging start voltage of the electric double layer capacitor. Features.
【００１９】第９のハイブリッド車のエネルギ回生装置
は、第６のハイブリッド車のエネルギ回生装置、或いは
第７のハイブリッド車のエネルギ回生装置において、前
記電気二重層コンデンサの電力をイグニッションスイッ
チオフ時の前記充電器の駆動用電源として供給する回路
に電圧制御回路を介装し、前記太陽電池により充電され
た上記電気二重層コンデンサの電圧が設定値以上になっ
たとき上記充電器に駆動用電源を供給することを特徴と
する。A ninth energy recovery device for a hybrid vehicle is the energy regeneration device for a sixth hybrid vehicle or the energy regeneration device for a seventh hybrid vehicle, wherein the electric power of the electric double layer capacitor is supplied when the ignition switch is turned off. A voltage control circuit is interposed in a circuit that supplies power for driving the charger, and when the voltage of the electric double layer capacitor charged by the solar cell becomes equal to or higher than a set value, power for driving is supplied to the charger. It is characterized by doing.
【００２０】第１０のハイブリッド車のエネルギ回生装
置は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記電気二重層コンデンサに熱エネルギを電気エネ
ルギに変換する熱発電素子を接続したことを特徴とす
る。A tenth hybrid vehicle energy regenerating device is characterized in that, in the first hybrid vehicle energy regenerating device, a thermoelectric generator for converting heat energy to electric energy is connected to the electric double layer capacitor. .
【００２１】第１１のハイブリッド車のエネルギ回生装
置は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記集中制御装置では電動機を回生制動させるとき
にエンジン制御装置に対して出力する燃料カット信号を
エンジン回転数が所定の低回転域に達するまで継続さ
せ、又燃料カットリカバ時には前記エンジンと上記電動
機との双方を駆動させることを特徴とする。An energy recovery device for an eleventh hybrid vehicle is the energy recovery device for the first hybrid vehicle, wherein the centralized control device outputs a fuel cut signal output to the engine control device when the electric motor is regeneratively braked. The invention is characterized in that the engine speed is continued until the engine speed reaches a predetermined low engine speed range, and both the engine and the electric motor are driven during fuel cut recovery.
【００２２】第１２のハイブリッド車のエネルギ回生装
置は、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記集中制御装置ではエンジン停止時のバッテリの
残存容量と始動時のバッテリの残存容量との差に基づき
電動機による一定車速運転時の最高速度を設定すること
を特徴とする。A twelfth energy recovery device for a hybrid vehicle is the energy recovery device for a first hybrid vehicle, wherein the centralized control device determines the difference between the remaining capacity of the battery when the engine is stopped and the remaining capacity of the battery when the engine is started. The maximum speed at the time of constant vehicle speed driving by the electric motor is set on the basis of this.
【００２３】第１３のハイブリッド車のエネルギ回生装
置は、エンジンと電動機と該電動機で発電した電力を充
電すると共に上記電動機に対して駆動用電力を供給する
バッテリと車両の走行条件に応じて上記エンジン及び駆
動系及び上記電動機を制御する集中制御装置とを備える
ものにおいて、上記集中制御装置では加速運転を上記バ
ッテリから供給する電力にて駆動する上記電動機により
行い、又該バッテリの消費電力は定常運転時のエンジン
出力の一部を利用して動作する上記電動機の発電電力で
補充電することを特徴とする。A thirteenth energy recovery apparatus for a hybrid vehicle is provided with an engine, an electric motor, a battery for charging electric power generated by the electric motor and supplying driving electric power to the electric motor, and a battery for supplying driving electric power to the electric motor. And a centralized control device for controlling the drive system and the electric motor, wherein the centralized control device performs the acceleration operation by the electric motor driven by the electric power supplied from the battery, and the power consumption of the battery is a steady operation. It is characterized in that auxiliary charging is performed with generated electric power of the electric motor that operates using part of the engine output at the time.
【００２４】すなわち、第１のハイブリッド車のエネル
ギ回生装置では、電動機の回生制動により発電された電
力をパワー密度の高い電気二重層コンデンサに充電し、
この充填された電力を充電器を介してエネルギ密度の高
いバッテリに再充電させる。That is, in the energy recovery device of the first hybrid vehicle, the electric power generated by the regenerative braking of the electric motor is charged into the electric double layer capacitor having a high power density,
The charged electric power is recharged to a battery having a high energy density through a charger.
【００２５】第２のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記電気二重層コンデンサの充電開始電圧を前記バ
ッテリの定格電圧よりも低く設定し、バッテリの定格電
力よりも低い電圧も回収可能とする。In the energy recovery device for a second hybrid vehicle, in the energy recovery device for the first hybrid vehicle, the charging start voltage of the electric double layer capacitor is set lower than the rated voltage of the battery. Even lower voltages can be recovered.
【００２６】第３のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置、或い
は第２のハイブリッド車のエネルギ回生装置において、
前記バッテリをリチュームイオン電池とすることで、充
電効率が良くなる。In the energy recovery device for the third hybrid vehicle, the energy regeneration device for the first hybrid vehicle or the energy regeneration device for the second hybrid vehicle
By using a lithium ion battery as the battery, charging efficiency is improved.
【００２７】第４のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記バッテリを電気二重層コンデンサとし、前記充
電器を廃止することで、構造の簡素化が図れる。In the energy recovery device for a fourth hybrid vehicle, the structure can be simplified by using the electric double layer capacitor as the battery and eliminating the charger in the energy recovery device for the first hybrid vehicle.
【００２８】第５のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記バッテリの残存容量が所定値以上のときは該バ
ッテリの電力を前記電動機に駆動用として供給すると共
にエンジン出力を上記電動機の駆動によるトルク増加分
だけ減少させる。In a fifth hybrid vehicle energy regenerating apparatus, when the remaining capacity of the battery is equal to or greater than a predetermined value, the power of the battery is supplied to the electric motor for driving. At the same time, the engine output is reduced by the torque increase due to the driving of the electric motor.
【００２９】第６のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記バッテリの基準残存容量と実際の残存容量とを
比較し、該残存容量が上記基準残存容量に対して設定範
囲内に収まるように該バッテリの充放電を制御する。In the energy recovery device for a sixth hybrid vehicle, in the energy recovery device for the first hybrid vehicle, the reference remaining capacity of the battery is compared with the actual remaining capacity, and the remaining capacity is compared with the reference remaining capacity. On the other hand, the charge / discharge of the battery is controlled so as to fall within the set range.
【００３０】第７のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記電気二重層コンデンサに、車両に固設した太陽
電池を接続し、太陽電池により発電された電力を上記電
気二重層コンデンサに充電する。[0030] In a seventh hybrid vehicle energy regenerating apparatus, in the first hybrid vehicle energy regenerating apparatus, a solar cell fixed to the vehicle is connected to the electric double layer capacitor, and the electric power generated by the solar cell is obtained. To the electric double layer capacitor.
【００３１】第８のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第７のハイブリッド車のエネルギ回生装置におい
て、前記太陽電池の出力電圧を前記電気二重層コンデン
サの充電開始電圧よりも高く設定することで、太陽エネ
ルギの回収効率を良くする。In the energy recovery device for an eighth hybrid vehicle, the output voltage of the solar cell is set higher than the charging start voltage of the electric double layer capacitor in the energy recovery device for the seventh hybrid vehicle. Improve energy recovery efficiency.
【００３２】第９のハイブリッド車のエネルギ回生装置
では、第６のハイブリッド車のエネルギ回生装置、或い
は第７のハイブリッド車のエネルギ回生装置において、
前記電気二重層コンデンサの電力をイグニッションスイ
ッチオフ時の前記充電器の駆動用電源として供給する回
路に電圧制御回路を介装し、前記太陽電池により充電さ
れた上記電気二重層コンデンサの電圧が設定値以上にな
ったとき上記充電器に駆動用電源を供給することで、イ
グニッションスイッチがオフのときであっても太陽電池
による発電電力を効率よく回収することができる。In the ninth hybrid vehicle energy regeneration device, the sixth hybrid vehicle energy regeneration device or the seventh hybrid vehicle energy regeneration device
A voltage control circuit is interposed in a circuit that supplies power of the electric double layer capacitor as a driving power source of the charger when an ignition switch is turned off, and a voltage of the electric double layer capacitor charged by the solar cell is a set value. By supplying the driving power to the charger at the time described above, the power generated by the solar cell can be efficiently collected even when the ignition switch is off.
【００３３】第１０のハイブリッド車のエネルギ回生装
置では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置にお
いて、前記電気二重層コンデンサに熱エネルギを電気エ
ネルギに変換する熱発電素子を接続し、排気熱等のエネ
ルギをも電気エネルギとして有効に回収する。In a tenth hybrid vehicle energy regenerating device, in the first hybrid vehicle energy regenerating device, a thermoelectric generator for converting heat energy to electric energy is connected to the electric double layer capacitor to reduce exhaust heat or the like. Energy is also effectively recovered as electrical energy.
【００３４】第１１のハイブリッド車のエネルギ回生装
置では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置にお
いて、前記電動機を回生制動させるときにエンジン制御
装置に対して出力する燃料カット信号をエンジン回転数
が所定の低回転域に達するまで継続させ、又燃料カット
リカバ時には前記エンジンと上記電動機との双方を駆動
させることで、燃費の向上を図る。In the eleventh hybrid vehicle energy regenerating apparatus, in the first hybrid vehicle energy regenerating apparatus, a fuel cut signal output to an engine control unit when the electric motor is regeneratively braked is controlled by a predetermined engine speed. The fuel consumption is improved by driving the engine and the electric motor at the time of fuel cut recovery.
【００３５】第１２のハイブリッド車のエネルギ回生装
置では、第１のハイブリッド車のエネルギ回生装置にお
いて、前記集中制御装置ではエンジン停止時のバッテリ
の残存容量と始動時のバッテリの残存容量との差に基づ
き電動機による一定車速運転時の最高速度をバッテリの
残存容量に応じて設定することができる。In a twelfth energy recovery device for a hybrid vehicle, in the energy recovery device for a first hybrid vehicle, the centralized control device determines the difference between the remaining capacity of the battery when the engine is stopped and the remaining capacity of the battery when the engine is started. The maximum speed at the time of constant vehicle speed operation by the electric motor can be set based on the remaining capacity of the battery.
【００３６】第１３のハイブリッド車のエネルギ回生装
置では、加速運転を上記バッテリから供給する電力にて
駆動する上記電動機により行い、又該バッテリの消費電
力は定常運転時のエンジン出力の一部を利用して動作す
る上記電動機の発電電力で補充電することで、燃費の向
上を図る。In the thirteenth energy recovery apparatus for a hybrid vehicle, the acceleration operation is performed by the electric motor driven by the electric power supplied from the battery, and the power consumption of the battery uses a part of the engine output during the steady operation. The fuel efficiency is improved by supplementary charging with the electric power generated by the electric motor that operates as described above.
【００３７】[0037]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１〜図９に本発明の第１実施
の形態を示す。図１において、符号１はハイブリッド車
であり、車体前部のエンジンルームにはエンジン２が搭
載され、このエンジン２に発進デバイスとしの電磁クラ
ッチ３を介して無段変速機（ＣＶＴ）４が連結され、こ
のＣＶＴ４の出力軸が前差動歯車５を介して前輪駆動軸
６とトランスファ７とに分岐接続され、このトランスフ
ァ７がプロペラシャフト８を介して後差動歯車９に連結
され、この後差動歯車９に後輪駆動軸１０が連結されて
いる。更に、上記プロペラシャフト８に減速機１１ａを
介して回生による発電と駆動とを選択可能な電動機１１
が介装され、更に、この電動機１１を挟む両側にバッテ
リ１２と充電器１３と電気二重層コンデンサ１４とが配
設され、この電気二重層コンデンサ１４の出力端子が上
記充電器１３の入力端子に接続され、この充電器１３の
出力端子が上記バッテリ１２の入力端子に接続されてい
る。尚、上記電気二重層コンデンサ１４の充電開始電圧
はバッテリ１２の定格電圧より低く設定されている。
又、本実施の形態では、バッテリ１２としてリチューム
イオン電池が採用されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 9 show a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hybrid vehicle. An engine 2 is mounted in an engine room at a front part of a vehicle body, and a continuously variable transmission (CVT) 4 is connected to the engine 2 via an electromagnetic clutch 3 as a starting device. The output shaft of the CVT 4 is branched and connected to a front wheel drive shaft 6 and a transfer 7 via a front differential gear 5, and the transfer 7 is connected to a rear differential gear 9 via a propeller shaft 8. A rear wheel drive shaft 10 is connected to the differential gear 9. Further, an electric motor 11 capable of selecting power generation and driving by regeneration on the propeller shaft 8 via a speed reducer 11a.
The battery 12, the charger 13, and the electric double layer capacitor 14 are provided on both sides of the electric motor 11, and the output terminal of the electric double layer capacitor 14 is connected to the input terminal of the charger 13. The output terminal of the charger 13 is connected to the input terminal of the battery 12. The charging start voltage of the electric double layer capacitor 14 is set lower than the rated voltage of the battery 12.
In the present embodiment, a lithium ion battery is employed as the battery 12.
【００３８】又、上記電動機１１がインバータ回路等か
らなる電動機制御装置１５に接続されており、この電動
機制御装置１５が第１リレースイッチ１６と第２リレー
スイッチ１７とに並列接続されている。この第１リレー
スイッチ１６が上記電気二重層コンデンサ１４の入力端
子に接続され、一方、上記第２リレースイッチ１７が上
記バッテリ１２の入出力端子に接続されている。Further, the motor 11 is connected to a motor control device 15 including an inverter circuit and the like, and the motor control device 15 is connected in parallel to a first relay switch 16 and a second relay switch 17. The first relay switch 16 is connected to an input terminal of the electric double layer capacitor 14, while the second relay switch 17 is connected to an input / output terminal of the battery 12.
【００３９】上記電動機制御装置１５は後述する集中制
御装置２１から出力される回生指令信号或いは駆動指令
信号に従い、上記電動機１１の動作を回生動作と駆動動
作とに選択的に切換える。尚、回生動作時、上記第１リ
レースイッチ１６がＯＮ動作し、第２リレースイッチ１
７がＯＦＦ動作され、上記電動機１１にて発生した電力
が電気二重層コンデンサ１４へ充電される。一方、減速
運転時の回生制動以外の回生動作時或いは駆動時には、
第２リレースイッチ１７がＯＮ動作し、第１リレースイ
ッチ１６がＯＦＦ動作され、上記電動機１１で発電され
た電力はバッテリ１２へ電動機制御装置１５を介して充
電され、或いは上記電動機１１へ上記バッテリ１２から
必要な電力が供給される。The motor control device 15 selectively switches the operation of the motor 11 between a regenerative operation and a drive operation in accordance with a regenerative command signal or a drive command signal output from a central control device 21 described later. During the regenerative operation, the first relay switch 16 is turned on, and the second relay switch 1 is turned on.
7 is turned off, and the electric power generated by the electric motor 11 is charged in the electric double layer capacitor 14. On the other hand, at the time of regenerative operation or driving other than regenerative braking during deceleration operation,
The second relay switch 17 is turned on, the first relay switch 16 is turned off, and the electric power generated by the electric motor 11 is charged to the battery 12 via the electric motor control device 15, or the electric power generated by the electric motor 11 is charged to the electric motor 11. Supplies the required power.
【００４０】又、エンジン２の吸気通路に介装したスロ
ットル弁２２は電子制御式であり、後述するエンジン制
御装置２３からのスロットル開度信号に基づき弁開度が
設定される。又、アクセルペダルに該アクセルペダルの
開度を検出するアクセルセンサ２４が併設され、ブレー
キペダルに該ブレーキペダル踏込み量を検出するブレー
キスイッチ２５が併設されている。尚、符号２６は運転
者が通常の経済性主体の変速モードとスポーツ性の高い
トルク主体の変速モードとの何れかを選択的に切換える
走行モード切換スイッチである。更に、ハイブリッド車
１のルーフ等の太陽光を受けやすい部分に太陽電池２７
が配設されており、この太陽電池２７が上記電気二重層
コンデンサ１４に接続されている。The throttle valve 22 interposed in the intake passage of the engine 2 is of an electronic control type, and the valve opening is set based on a throttle opening signal from an engine controller 23 described later. The accelerator pedal is provided with an accelerator sensor 24 for detecting the opening of the accelerator pedal, and the brake pedal is provided with a brake switch 25 for detecting the amount of depression of the brake pedal. Reference numeral 26 denotes a traveling mode changeover switch that allows the driver to selectively switch between a normal economy-based gear change mode and a sporty torque-based gear change mode. Further, a solar cell 27 is provided on a portion of the hybrid vehicle 1 such as the roof which is easily exposed to sunlight.
The solar cell 27 is connected to the electric double layer capacitor 14.
【００４１】図３に集中制御装置２１の回路構成を示
す。この集中制御装置２１はマイクロコンピュータユニ
ット（ＭＣＵ）２９と周辺機器とを中心に構成されてお
り、このＭＣＵ２９は、互いにバスラインを介して接続
するＣＰＵ３０、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２、Ａ／Ｄ変換
器３３、入力検出回路３４、及び出力回路３５等で構成
されており、又、上記周辺機器としてＤ／Ａ変換器３
６、スイッチ切換回路３７、電圧制御回路としての太陽
電池充電制御回路３８等が備えられている。FIG. 3 shows a circuit configuration of the centralized control device 21. The centralized control device 21 is mainly composed of a microcomputer unit (MCU) 29 and peripheral devices. The MCU 29 is connected to each other via a bus line, and includes a CPU 30, a ROM 31, a RAM 32, an A / D converter 33, The D / A converter 3 includes an input detection circuit 34, an output circuit 35, and the like.
6, a switch switching circuit 37, a solar cell charge control circuit 38 as a voltage control circuit, and the like.
【００４２】上記入力検出回路３４にはアクセルセンサ
２４、ブレーキセンサ２５、走行モード切換スイッチ２
６、電気二重層コンデンサ１４の端子電圧、バッテリ１
２の端子電圧が接続されていると共に、エンジン制御装
置２３で演算されたスロットル弁下流の負圧データ、エ
ンジン回転数データ、車速データ、及び電動機回転数デ
ータが入力される。The input detection circuit 34 includes an accelerator sensor 24, a brake sensor 25, and a travel mode changeover switch 2.
6, terminal voltage of electric double layer capacitor 14, battery 1
In addition to the connection of the terminal voltage, negative pressure data, engine speed data, vehicle speed data, and motor speed data downstream of the throttle valve calculated by the engine controller 23 are input.
【００４３】一方、上記出力回路３５から延出するクラ
ッチ動作指令信号線及び上記Ｄ／Ａ変換器３６を介して
延出する変速比動作指令信号線が上記ＣＶＴ制御装置２
８に接続され、又、このＤ／Ａ変換器を介してスロット
ル開度信号線がスロットル弁２２に接続され、更に電動
機制御装置１５に対してサーボ指令信号線、回生指令信
号線、及び上記Ｄ／Ａ変換器３６を介して延出する駆動
指令信号線が接続され、又、燃料カット信号線がエンジ
ン制御装置２３に接続されている。更に、上記スイッチ
切換回路３７に両リレースイッチ１６，１７が接続され
ている。又、上記出力回路３５の出力端子が上記太陽電
池充電制御回路３８に設けたリレースイッチ３８ａのリ
レーコイルに接続され、このリレースイッチ３８ａのリ
レー接点が充電器１３の駆動用入力端子に接続されてい
る。On the other hand, the clutch operation command signal line extending from the output circuit 35 and the gear ratio operation command signal line extending via the D / A converter 36 are connected to the CVT controller 2.
8, a throttle opening signal line is connected to the throttle valve 22 via the D / A converter, and a servo command signal line, a regenerative command signal line, and A drive command signal line extending via the / A converter 36 is connected, and a fuel cut signal line is connected to the engine control device 23. Further, both relay switches 16 and 17 are connected to the switch switching circuit 37. An output terminal of the output circuit 35 is connected to a relay coil of a relay switch 38a provided in the solar battery charging control circuit 38, and a relay contact of the relay switch 38a is connected to a drive input terminal of the charger 13. I have.
【００４４】又、上記スイッチ切換回路３７は、上記各
リレースイッチ１６，１７に接続するトランジスタ３７
ａ，３７ｂと、この各トランジスタ３７ａ，３７ｂのベ
ースに反転出力端子を接続するＮＡＮＤ回路３７ｃ，３
７ｄと、この各ＮＡＮＤ回路３７ｃ，３７ｄの一方の入
力端子に接続するＥＸＯＲ回路３７ｅとを備えており、
このＥＸＯＲ回路３７ｅの両入力端子、及び上記ＮＡＮ
Ｄ回路３７ｃ，３７ｄの他方の入力端子が上記出力回路
から延出する第１、第２の両スイッチ切換信号線に各々
接続されている。The switch switching circuit 37 includes a transistor 37 connected to each of the relay switches 16 and 17.
a, 37b and NAND circuits 37c, 3c connecting the inverted output terminals to the bases of the transistors 37a, 37b.
7d, and an EXOR circuit 37e connected to one input terminal of each of the NAND circuits 37c and 37d.
Both input terminals of the EXOR circuit 37e and the NAN
The other input terminals of the D circuits 37c and 37d are respectively connected to first and second switch switching signal lines extending from the output circuit.
【００４５】上記スイッチ切換回路３７は両リレースイ
ッチ１６，１７が同時にＯＮ動作するのを防止するため
に設けられている。すなわち、上記電気二重層コンデン
サ１４は内部抵抗が小さく、この電気二重層コンデンサ
１４に接続する第１リレースイッチ１６とバッテリ１２
に接続する第２リレースイッチ１７とが同時にＯＮ動作
すると、この電気二重層コンデンサ１４から大電流が流
れ、各リレースイッチ１６，１７の接点を破損したり、
システム故障の原因になる。そのため、ＭＣＵ２９から
上記各リレースイッチ１６，１７に対する両スイッチ切
換信号が各々出力されると、この両スイッチ切換信号が
ＥＸＯＲ回路３７ｅの両入力端子と、各ＮＡＮＤ回路３
７ｃ，３７ｄの一方の入力端子に入力される。The switch switching circuit 37 is provided to prevent both relay switches 16 and 17 from being simultaneously turned on. That is, the electric double layer capacitor 14 has a small internal resistance, and the first relay switch 16 and the battery 12 connected to the electric double layer capacitor 14
Is turned on at the same time as the second relay switch 17 connected to the switch, a large current flows from the electric double layer capacitor 14, and the contacts of the relay switches 16 and 17 may be damaged.
It may cause system failure. Therefore, when the MCU 29 outputs both switch switching signals to the respective relay switches 16 and 17, the two switch switching signals are output to both input terminals of the EXOR circuit 37 e and each NAND circuit 3.
The signal is input to one of the input terminals 7c and 37d.
【００４６】このとき、上記両スイッチ切換信号が同じ
ときはＥＸＯＲ回路３７ｅの出力端子から上記各ＮＡＮ
Ｄ回路３７ｃ，３７ｄの他方の入力端子にＬ信号が出力
されるため、各ＮＡＮＤ回路３７ｃ，３７ｄの出力端子
からトランジスタ３７ａ，３７ｂのベースに対してＨ信
号が出力され、従って、この両トランジスタ３７ａ，３
７ｂがＯＮ動作し、上記両リレースイッチ１６，１７は
ＯＦＦ動作する。一方、上記両スイッチ切換信号の一方
のみがＯＮ信号のとき、ＯＦＦ信号が出力された側のト
ランジスタのみがＯＮ動作する。その結果、両リレース
イッチ１６，１７が同時にＯＮ動作することはない。
又、このとき各リレースイッチ１６，１７をＯＮからＯ
ＦＦ、ＯＦＦからＯＮへ切換動作させる際に、両リレー
スイッチ１６，１７を一旦ＯＦＦ動作させることで、両
リレースイッチ１６，１７が瞬間的に短絡状態を形成す
ることも防止できる。尚、以下においては上記スイッチ
切換回路３７の動作説明を省略する。At this time, when the two switch switching signals are the same, each of the NAN signals is output from the output terminal of the EXOR circuit 37e.
Since the L signal is output to the other input terminal of the D circuits 37c and 37d, the H signal is output from the output terminals of the NAND circuits 37c and 37d to the bases of the transistors 37a and 37b. , 3
7b is turned on, and the relay switches 16, 17 are turned off. On the other hand, when only one of the two switch switching signals is an ON signal, only the transistor to which the OFF signal is output is turned ON. As a result, the relay switches 16 and 17 are not simultaneously turned on.
At this time, the relay switches 16 and 17 are turned ON from ON.
By temporarily turning off both the relay switches 16 and 17 when the FF is switched from OFF to ON, it is possible to prevent the relay switches 16 and 17 from momentarily forming a short circuit state. In the following, description of the operation of the switch switching circuit 37 will be omitted.
【００４７】又、上記太陽電池充電制御回路３８に設け
た上記リレースイッチ３８ａのリレーコイルがツェナダ
イオード３８ｂを介して電圧制御リレー３９のリレー接
点に接続され、この電圧制御リレー３９のリレーコイル
がイグニッションスイッチ（図示せず）に接続され、又
上記リレー接点が上記電気二重層コンデンサ１４の出力
端子に接続されている。上記電圧制御リレー３９はイグ
ニッションスイッチＯＮ時にＯＦＦ動作し、イグニッシ
ョンスイッチＯＦＦ時にＯＮ動作する。Further, a relay coil of the relay switch 38a provided in the solar cell charging control circuit 38 is connected to a relay contact of a voltage control relay 39 via a zener diode 38b, and the relay coil of the voltage control relay 39 is connected to an ignition. A switch (not shown) is connected, and the relay contact is connected to an output terminal of the electric double layer capacitor 14. The voltage control relay 39 turns off when the ignition switch is turned on, and turns on when the ignition switch is turned off.
【００４８】次に、上記構成による本実施の形態の作用
について説明する。集中制御装置２１では、車両の運転
状態に応じて制御モードを、エンジン運転モード、回生
制動モード、電動機駆動モード、及びエンジン運転モー
ドと電動機駆動モードとの共働によるアシストモードに
設定する。Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described. In the centralized control device 21, the control mode is set to an engine operation mode, a regenerative braking mode, an electric motor drive mode, and an assist mode based on the cooperation between the engine operation mode and the electric motor drive mode, according to the driving state of the vehicle.
【００４９】エンジン運転モード時、エンジン制御装置
２３ではアクセルセンサ２４からの出力信号などに基づ
きスロットル弁２２の弁開度を設定する。このとき、集
中制御装置２１からＣＶＴ制御装置２８に対してクラッ
チ動作信号、及び変速比動作信号は出力されず、電磁ク
ラッチ３及びＣＶＴ４は上記ＣＶＴ制御装置２８によっ
て通常のＣＶＴ制御が行われる。同時に、上記集中制御
装置２１から上記電動機制御装置１５に対して出力され
るサーボ信号がＯＦＦ状態にあるため、電動機１１は空
転状態にあり、更に、第１リレースイッチ１６、第２リ
レースイッチ１７の何れもＯＦＦ動作しており、両リレ
ースイッチ１６，１７のリレー接点は開放状態にある。In the engine operation mode, the engine control unit 23 sets the opening of the throttle valve 22 based on the output signal from the accelerator sensor 24 and the like. At this time, the clutch operation signal and the gear ratio operation signal are not output from the centralized control device 21 to the CVT control device 28, and the electromagnetic clutch 3 and the CVT 4 are subjected to normal CVT control by the CVT control device 28. At the same time, since the servo signal output from the centralized control device 21 to the motor control device 15 is in the OFF state, the motor 11 is in the idling state, and the first relay switch 16 and the second relay switch 17 Both of them are OFF, and the relay contacts of both relay switches 16 and 17 are open.
【００５０】そして、通常運転からアクセルペダルの踏
込み量が所定量以下になり、且つブレーキペダルが踏み
込まれると、アクセルセンサ２４、ブレーキセンサ２５
の出力値に基づき、現運転状態が回生制動モードへ移行
したと判定し、ＣＶＴ制御装置２８に対して電磁クラッ
チ２３をＯＦＦ動作させるクラッチ動作信号を出力する
と共に、第１リレースイッチ１６に対してＯＮ動作信号
を出力する。尚、このとき第２リレースイッチ１７はＯ
ＦＦ状態を維持している。When the depression amount of the accelerator pedal is reduced to a predetermined amount or less from the normal operation and the brake pedal is depressed, the accelerator sensor 24, the brake sensor 25
, It is determined that the current operating state has shifted to the regenerative braking mode, a clutch operation signal for turning off the electromagnetic clutch 23 is output to the CVT control device 28, and the first relay switch 16 is Outputs ON operation signal. At this time, the second relay switch 17 is set to O
The FF state is maintained.
【００５１】その結果、エンジン２は駆動系から切り離
され、同時にエンジン２はアイドル運転、或いは燃料カ
ット信号を出力することで停止状態となり、又、第１リ
レースイッチ１６がＯＮ動作することで、電気二重層コ
ンデンサ１４が電動機制御装置１５に接続される。As a result, the engine 2 is disconnected from the driving system, and at the same time, the engine 2 is stopped by idling or outputting a fuel cut signal. Double-layer capacitor 14 is connected to motor control device 15.
【００５２】尚、スロットル弁下流の負圧を表す負圧デ
ータが高い負圧を示しており、上記電動機１１による回
生制動ではエンジンブレーキ相当の負荷が十分に発生し
ていないと判定したときは、上記電磁クラッチ３を接続
し、電動機１１による回生制動とエンジンブレーキとを
併用する。このときのエンジンブレーキはＣＶＴ４の変
速比によって決定する。又、このときの燃料カット状態
を通常の燃料カットがリカバーされる領域よりも低いエ
ンジン回転領域まで継続させることで、燃費を向上させ
ることができる。そして、燃料カットリカバー後は、エ
ンジン２のトルクを電動機１１の駆動によりアシストす
ることでエンジン２のトルク不足を補完する。When the negative pressure data indicating the negative pressure downstream of the throttle valve indicates a high negative pressure, and it is determined that the regenerative braking by the electric motor 11 does not sufficiently generate a load equivalent to the engine brake, The electromagnetic clutch 3 is connected, and regenerative braking by the electric motor 11 and engine braking are used together. The engine brake at this time is determined by the speed ratio of CVT4. In addition, by continuing the fuel cut state at this time to an engine rotation region lower than the region where the normal fuel cut is recovered, fuel efficiency can be improved. After the fuel cut recovery, the torque of the engine 2 is assisted by the drive of the electric motor 11 to compensate for the lack of torque of the engine 2.
【００５３】次いで、上記集中制御装置２１から上記電
動機制御装置１５に対し、電動機１１を作動させるため
のサーボ指令信号（ＯＮ信号）を出力し、回生制動を行
うための回生指令信号を出力し、更に、ブレーキセンサ
２５で検出したブレーキペダル踏込み量に相応する回生
制動量を得るためのトルク指令信号を出力する。Next, a servo command signal (ON signal) for operating the motor 11 is output from the centralized control device 21 to the motor control device 15, and a regenerative command signal for performing regenerative braking is output. Further, a torque command signal for obtaining a regenerative braking amount corresponding to the brake pedal depression amount detected by the brake sensor 25 is output.
【００５４】すると、上記電動機制御装置１５では、上
記各指令信号に基づき電動機１１に対して回生制動トル
クに相応する界磁電流を通電し、回生制動により発電さ
れた電力を電気二重層コンデンサ１４に充電させる。Then, in the motor control device 15, a field current corresponding to the regenerative braking torque is supplied to the motor 11 based on the command signals, and the electric power generated by the regenerative braking is supplied to the electric double layer capacitor 14. Let it charge.
【００５５】一方、このとき集中制御装置２１から充電
器１３に対して充電器動作指令信号が出力され、上記電
気二重層コンデンサ１４に充電された電力は、該充電器
１３を介して昇圧されて、リチュームイオン電池からな
るバッテリ１２に充電される。On the other hand, at this time, a charger operation command signal is output from centralized control device 21 to charger 13, and the power charged in electric double layer capacitor 14 is boosted via charger 13. , A battery 12 comprising a lithium ion battery.
【００５６】このように、回生制動モードでは、負荷変
動の大きい制動エネルギをパワー密度の高い電気二重層
コンデンサ１４に一旦蓄電し、この蓄電した電力を充電
器１３を介してエネルギ密度の高いバッテリ１２に再充
電するようにしたので、電動機駆動モード時には、バッ
テリ１２から電動機１１に対して駆動用電力を安定供給
することができる。又、バッテリ１２から電動機１１に
対し電圧変動が少なく、安定した電力を供給することが
できるため、システム効率が向上し、電動機１１や電動
機制御装置１５の設計の自由度が増し、システムの小型
化、軽量化、低コスト化が実現できる。As described above, in the regenerative braking mode, the braking energy having a large load variation is temporarily stored in the electric double layer capacitor 14 having a high power density, and the stored power is transferred via the charger 13 to the battery 12 having the high energy density. In the motor drive mode, the battery 12 can supply a stable supply of drive power to the motor 11 in the motor drive mode. Further, since a stable voltage can be supplied from the battery 12 to the electric motor 11 with little voltage fluctuation, the system efficiency is improved, the degree of freedom in designing the electric motor 11 and the electric motor control device 15 is increased, and the system is downsized. In addition, weight reduction and cost reduction can be realized.
【００５７】又、電気二重層コンデンサ１４の充電開始
電圧がバッテリ１２の電圧よりも低く設定されているた
め、電動機１１の発電電圧が上記バッテリ１２の電圧よ
り低い場合であっても、制動エネルギを効率よく回収す
ることができる。実験によれば、バッテリ１２の定格電
圧を１２０Ｖ、電気二重層コンデンサ１４の充電開始電
圧を５３Ｖ程度に設定した場合、図４に一点鎖線で示す
ように、車速が４３Km/hから回生制動モードに切換えら
れるように設定されている場合、太線で示す電圧はバッ
テリ１２の定格電圧よりも低い電圧から充電を開始させ
ることができるため、車両の運動エネルギの６０％近く
の高い回収効率が得られる。尚、同図中、細線は電流値
を示し、２点鎖線は電動機１１の回転数を示す。Further, since the charging start voltage of the electric double layer capacitor 14 is set lower than the voltage of the battery 12, the braking energy can be reduced even when the voltage generated by the motor 11 is lower than the voltage of the battery 12. It can be collected efficiently. According to the experiment, when the rated voltage of the battery 12 is set to 120 V and the charging start voltage of the electric double layer capacitor 14 is set to about 53 V, as shown by the dashed line in FIG. When the setting is made to be switched, the voltage indicated by the bold line can start charging from a voltage lower than the rated voltage of the battery 12, so that a high recovery efficiency of nearly 60% of the kinetic energy of the vehicle can be obtained. In the figure, the thin line indicates the current value, and the two-dot chain line indicates the rotation speed of the electric motor 11.
【００５８】そして、上記ブレーキセンサ２５の出力値
に基づきブレーキペダルの開放状態が検出されると、制
御モードが通常のエンジン運転モードへ移行する。する
と、集中制御装置２１から電動機制御装置１５に対して
出力されているサーボ指令信号がＯＦＦし、電動機１１
が空転状態となり、又、上記ＣＶＴ制御装置２８に対し
て出力されているクラッチ動作指令信号が解除され、電
磁クラッチ２３がＯＮ動作し、エンジン２とＣＶＴ４と
が接続され、動力が伝達される。同時に、アクセルセン
サ２４で検出したアクセルペダル踏込み量に相応するス
ロットル開度信号を電子制御式スロットル弁２２へ出力
し、該スロットル弁２２の開度を制御する。When the release state of the brake pedal is detected based on the output value of the brake sensor 25, the control mode shifts to the normal engine operation mode. Then, the servo command signal output from the central control device 21 to the motor control device 15 is turned off, and the motor 11
Is idle, the clutch operation command signal output to the CVT controller 28 is released, the electromagnetic clutch 23 is turned on, the engine 2 and the CVT 4 are connected, and power is transmitted. At the same time, a throttle opening signal corresponding to the accelerator pedal depression amount detected by the accelerator sensor 24 is output to the electronically controlled throttle valve 22 to control the opening of the throttle valve 22.
【００５９】このとき、アクセルペダルの踏込み量が所
定量以下の低速負荷走行のときは、制御モードがアシス
トモードに切換えられ、電動機１１を駆動させてエンジ
ン２のトルク不足を補完する。すなわち、集中制御装置
２１でアクセルセンサ２４の出力値から低速負荷走行を
検出したときは、先ず、第１リレースイッチ１６をＯＦ
Ｆ動作させ、又第２リレースイッチ１７をＯＮ動作させ
る。更に、電動機制御装置１５に対して、該電動機制御
装置１５を起動させるサーボ指令信号（ＯＮ信号）を出
力すると共に駆動指令信号を出力する。その結果、制御
モードが、エンジン運転モードに電動機駆動モードを加
えたアシストモードになり、バッテリ１２に充電されて
いる電力が第２リレースイッチ１７を介して電動機制御
装置１５に供給され、ここで上記集中制御装置２１から
出力されたトルク指令信号に対応する３相交流電力に変
換して電動機１１へ供給し、この電動機１１を駆動さ
せ、エンジン２の出力を電動機１１の駆動力によりアシ
ストさせる。At this time, when the vehicle is running at a low speed load where the accelerator pedal depression amount is equal to or less than a predetermined amount, the control mode is switched to the assist mode, and the motor 11 is driven to compensate for the insufficient torque of the engine 2. That is, when the central control device 21 detects low-speed load traveling from the output value of the accelerator sensor 24, first, the first relay switch 16 is turned off.
F operation and the second relay switch 17 are turned ON. Further, it outputs a servo command signal (ON signal) for starting the motor control device 15 and a drive command signal to the motor control device 15. As a result, the control mode becomes the assist mode in which the motor drive mode is added to the engine operation mode, and the electric power charged in the battery 12 is supplied to the motor control device 15 via the second relay switch 17, where The electric motor 11 is converted into three-phase AC power corresponding to the torque command signal output from the central control device 21 and supplied to the electric motor 11 to drive the electric motor 11. The output of the engine 2 is assisted by the driving force of the electric motor 11.
【００６０】一方、加速運転時、或いは定常運転時は、
制御モードが電動機駆動モードに切換えられ電動機１１
の駆動により走行される。すなわち、電動機駆動モード
へ切換えられると、集中制御装置２１では、先ず、第１
リレースイッチ１６をＯＦＦ動作させ、又第２リレース
イッチ１７をＯＮ動作させる。更に、ＣＶＴ制御装置２
８に対して電磁クラッチ２３を解除する動作信号を出力
し、エンジン２を駆動系から切り離し、更にエンジン制
御装置２３に対して燃料カット信号を出力し、エンジン
２を停止させる。On the other hand, during acceleration operation or steady operation,
The control mode is switched to the motor drive mode and the motor 11
It is driven by the drive of. That is, when the mode is switched to the motor drive mode, the centralized control device 21
The relay switch 16 is turned off, and the second relay switch 17 is turned on. Further, the CVT control device 2
8, an operation signal for releasing the electromagnetic clutch 23 is output, the engine 2 is disconnected from the drive system, and a fuel cut signal is output to the engine control device 23 to stop the engine 2.
【００６１】その結果、加速走行時、或いは定常運転時
は、バッテリ１２に充電されている電力が電動機制御措
置１５を介し、アクセルセンサ２４で検出したアクセル
ペダルの踏込み量に対応する電力が電動機１１に供給さ
れ、この電動機１１の駆動のみで走行する。As a result, during acceleration running or steady operation, the electric power charged in the battery 12 is transmitted via the electric motor control unit 15, and the electric power corresponding to the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor 24 is supplied to the electric motor 11. And travels only by the drive of the electric motor 11.
【００６２】又、定常運転時における電動機１１の出力
が所定値以下、すなわち、軽負荷運転のときはそのまま
電動機１１のみの駆動により走行し、高負荷運転の場合
は電動機１１の出力が所定値を越える前に、エンジン２
を始動させ、次いで電磁クラッチ３を接続して、制御モ
ードを上記アシストモードに切換える。そして、高負荷
運転が継続しているときは、電動機１１の出力を次第に
低下させ、相対的にエンジン２の出力を増加させて、ア
シストモードにおけるエンジン駆動の割合を徐々に増加
させる。The output of the motor 11 during steady-state operation is equal to or less than a predetermined value, that is, the vehicle runs by driving only the motor 11 during light-load operation, and the output of the motor 11 decreases to a predetermined value during high-load operation. Before crossing, Engine 2
Is started, the electromagnetic clutch 3 is connected, and the control mode is switched to the assist mode. Then, when the high-load operation is continued, the output of the electric motor 11 is gradually reduced, and the output of the engine 2 is relatively increased, so that the ratio of the engine driving in the assist mode is gradually increased.
【００６３】尚、バッテリ１２の残存容量が所定値以下
のときは、エンジン運転モード時において、第２リレー
スイッチ１７をＯＮ動作させ、且つ電動機制御装置１５
にサーボ指令信号を出力すると共に充電に必要なトルク
指令信号を出力し、上記電動機制御装置１５から上記ト
ルク指令信号に対応する界磁電流を電動機１１に通電
し、この電動機１１で発電した電力で上記バッテリ１１
を充電する。このときの電動機１１の負荷はスロットル
開度信号によりスロットル弁２２の開度を制御し、エン
ジン２の出力を増加させることで相殺する。When the state of charge of the battery 12 is equal to or less than the predetermined value, the second relay switch 17 is turned on in the engine operation mode, and the motor control device 15 is turned on.
And a torque command signal required for charging, and a field current corresponding to the torque command signal is supplied from the motor control device 15 to the motor 11, and the electric power generated by the motor 11 The battery 11
Charge. At this time, the load of the electric motor 11 is offset by controlling the opening of the throttle valve 22 by the throttle opening signal and increasing the output of the engine 2.
【００６４】逆に、エンジン運転モードが継続された高
速走行等において、バッテリ１１の残存容量が１００％
近くを示したときは、上記電動機１１を定格出力で駆動
させ、その分エンジン２の出力を低下させることで、バ
ッテリ１１の残存容量を９０％程度に調整する。On the other hand, in high-speed running or the like in which the engine operation mode is continued, the remaining capacity of the battery 11 becomes 100%.
When the vicinity is indicated, the electric motor 11 is driven at the rated output, and the output of the engine 2 is reduced accordingly, so that the remaining capacity of the battery 11 is adjusted to about 90%.
【００６５】ところで、本実施の形態では、バッテリ１
２としてリチュームイオン電池を採用している。このリ
チュームイオン電池のエネルギ密度は９０W/hrであり、
鉛蓄電池に比べて重量が１／３、容積が１／２と小さ
く、しかもバッテリ効率は９８％と高い。又、リチュー
ムイオン電池は原理的に化学反応を伴わずに９９％以上
の放電効率を確保することができるため、特別な放熱設
計が必要とせず、軽自動車のようにバッテリの積載スペ
ースを十分に確保することが困難な車両であっても、効
率よく搭載することができ、システム損失を大幅に低減
することができる。その結果、電気二重層コンデンサ１
４で回収した電力を約２％程度の損失で駆動のための安
定電源として供給することが可能となる。In this embodiment, the battery 1
As for 2, a lithium ion battery is employed. The energy density of this lithium ion battery is 90 W / hr,
Compared to the lead storage battery, the weight is 1/3 and the volume is 1/2, which is smaller, and the battery efficiency is as high as 98%. In addition, a lithium ion battery can secure a discharge efficiency of 99% or more in principle without a chemical reaction, so that a special heat radiation design is not required, and a sufficient space for loading the battery like a mini car can be obtained. Even a vehicle that is difficult to secure can be mounted efficiently, and system loss can be significantly reduced. As a result, the electric double layer capacitor 1
4 can be supplied as a stable power source for driving with a loss of about 2%.
【００６６】又、図５（ａ）に回生制動モードと電動機
駆動モードとが交互に繰り返されたときの電動機１１の
電流値の変化を示し、又、同図（ｂ）に、このとき電気
二重層コンデンサ１４の充電電圧の変化を示し、更に、
同図（ｃ）にバッテリ１２の充電電圧の変化を示す。FIG. 5 (a) shows a change in the current value of the motor 11 when the regenerative braking mode and the motor drive mode are alternately repeated. 5 shows a change in the charging voltage of the multilayer capacitor 14;
FIG. 3C shows a change in the charging voltage of the battery 12.
【００６７】電気二重層コンデンサ１４の残存容量は電
荷量に比例するため端子電圧で代表することができ、
又、バッテリ１２として採用したリチュームイオン電池
の残存容量は、このリチュームイオン電池が化学変化を
伴わずに充放電が可能であるため端子電圧で代用するこ
とができる。このリチュームイオン電池の残存容量と端
子電圧とは比例関係にあり、バッテリ１２の端子電圧を
計測するだけでシステム全体に残存する電力を把握する
ことが可能となる。従って、一回の回生制動で回収した
制動エネルギは電気二重層コンデンサ１４の端子電圧で
定量化し、充放電が繰り返されるシステム全体のエネル
ギ状態の計測はバッテリ１２の端子電圧で定量化する。
又、電気二重層コンデンサ１４の端子電圧に基づいて検
出した制動エネルギの回収率とバッテリ１２の端子電圧
に基づいて検出した制動エネルギの回収率とを比較する
ことで、バッテリ１２の性能のばらつき、劣化検出が可
能になるばかりか、バッテリ１２の放電量に対してフェ
ールセーフ機能を持たせることができる。Since the remaining capacity of the electric double layer capacitor 14 is proportional to the amount of charge, it can be represented by a terminal voltage.
In addition, the remaining capacity of the lithium ion battery used as the battery 12 can be substituted by the terminal voltage because the lithium ion battery can be charged and discharged without a chemical change. The remaining capacity of the lithium ion battery and the terminal voltage are in a proportional relationship, and the power remaining in the entire system can be grasped only by measuring the terminal voltage of the battery 12. Therefore, the braking energy recovered by one regenerative braking is quantified by the terminal voltage of the electric double layer capacitor 14, and the measurement of the energy state of the entire system in which charging and discharging are repeated is quantified by the terminal voltage of the battery 12.
Also, by comparing the recovery rate of the braking energy detected based on the terminal voltage of the electric double layer capacitor 14 with the recovery rate of the braking energy detected based on the terminal voltage of the battery 12, the dispersion of the performance of the battery 12, Not only can deterioration be detected, but also a fail-safe function can be provided for the amount of discharge of the battery 12.
【００６８】図５に示すように、回生制動モード時に充
電した電流により電気二重層コンデンサ１４の電圧は充
電初期の段階では急激に上昇するが、その後、充電器１
３を介してバッテリ１４に放電されるため一定の傾きで
低下する。一方、回生制動モード時のバッテリ１２には
電気二重層コンデンサ１４からの放電電流が充電される
ため電圧が上昇するが、電動機駆動モードに切換えられ
たときの放電により電圧は次第に低下する。回生制動モ
ードと電動機駆動モードとがバランス良く切換えられて
いる走行モード（バランス走行）に対し、回生制動モー
ドの割合が高くなる走行モード（再配分走行）では、余
剰電力が発生し電気二重層コンデンサ１４の電圧が高く
なるが、この余剰電力をバッテリ１２に充電すること
で、必要なときに再配分させることが可能となる。As shown in FIG. 5, the voltage of the electric double layer capacitor 14 rapidly rises in the initial stage of charging due to the current charged in the regenerative braking mode.
Since the battery 14 is discharged through the battery 3, the voltage drops at a constant inclination. On the other hand, the battery 12 in the regenerative braking mode is charged with the discharge current from the electric double layer capacitor 14, so that the voltage increases, but the voltage gradually decreases due to the discharge when the mode is switched to the motor drive mode. In the running mode (redistribution running) in which the ratio of the regenerative braking mode is higher than the running mode (balance running) in which the regenerative braking mode and the motor drive mode are switched in a well-balanced manner, surplus power is generated and the electric double layer capacitor is generated. Although the voltage at 14 increases, the surplus power is charged to the battery 12 so that it can be redistributed when necessary.
【００６９】この場合、図６に示すように、バッテリ１
２の基準残存容量を７５％に設定し、±２０％の容量範
囲で充放電を繰り返し、充電器１３からの充電電流、駆
動のための放電電流をバッテリ容量の１クーロン以下で
行うように制御すれば、バッテリ１２の過充電、過放電
が防止され長寿命化を実現させることができる。又、バ
ッテリ１２の残存容量から電動機１１による一定車速運
転時の最高速度が決定される場合、エンジン停止時の残
存容量と始動時の残存容量との差がマイナスのときはバ
ッテリ１２の残存容量が増加していることになり、今回
の最高速度をその分増加させ、又、プラスのときは残存
容量が減少しているので今回の最高速度を減少させる。In this case, as shown in FIG.
2 is set to 75%, the charge and discharge are repeated within a capacity range of ± 20%, and the charge current from the charger 13 and the discharge current for driving are controlled to be 1 coulomb or less of the battery capacity. Then, overcharging and overdischarging of the battery 12 can be prevented, and a longer life can be realized. Further, when the maximum speed at the time of constant vehicle speed operation by the electric motor 11 is determined from the remaining capacity of the battery 12, when the difference between the remaining capacity at the time of stopping the engine and the remaining capacity at the time of starting is minus, the remaining capacity of the battery 12 is determined. This means that the maximum speed is increased by that amount, and when the value is positive, the maximum speed is reduced because the remaining capacity is reduced.
【００７０】更に、図５に示すように、電動機１１の駆
動電流ｉと駆動時間ｔとの積から放電容量Ａｈを算出
し、この放電容量Ａｈに電圧Ｖを乗算することで電動機
１１の駆動電力Ｗｈを算出する。一方、電気二重層コン
デンサ１４に一回の回生制動により充電した電力は、上
記電気二重層コンデンサ１４の端子電圧Ｖｃから計測す
ることができ、この端子電圧Ｖｃに所定の効率係数Ｋを
乗算することで、電動機１１を駆動することで消費され
得る回収電力Ｗｃを算出する。そして、上記回収電力Ｗ
ｃに対する駆動電力Ｗｈの比率（駆動比率）Wc/Whが１
より小さいときは、エンジン２により電動機１１を発電
動作させバッテリ１２に充電し、上記駆動比率Wc/Whが
１より大きいときは、電動機駆動モードにより放電させ
ることでバッテリ１２の容量変化をより一層抑制し、バ
ッテリ１２の長寿命化を向上させることができる。Further, as shown in FIG. 5, the discharge capacity Ah is calculated from the product of the drive current i of the motor 11 and the drive time t, and the discharge capacity Ah is multiplied by the voltage V to obtain the drive power of the motor 11. Calculate Wh. On the other hand, the electric power charged to the electric double layer capacitor 14 by one regenerative braking can be measured from the terminal voltage Vc of the electric double layer capacitor 14, and this terminal voltage Vc is multiplied by a predetermined efficiency coefficient K. Then, the recovered power Wc that can be consumed by driving the electric motor 11 is calculated. Then, the recovered power W
ratio of drive power Wh to drive c (drive ratio) Wc / Wh is 1
When it is smaller, the motor 2 is operated by the engine 2 to generate electric power, and the battery 12 is charged. When the drive ratio Wc / Wh is greater than 1, the change in the capacity of the battery 12 is further suppressed by discharging in the motor drive mode. In addition, the life of the battery 12 can be extended.
【００７１】又、図７に示すように、上記駆動比率Wc/W
hをバッテリ１２の放電深度に応じて可変設定すること
で、基準残存容量を変化させた場合であっても、常に基
準残存容量を中心に駆動比率Wc/Whの増減を設定するこ
とかできる。すなわち、バッテリ１２の放電深度が深い
ときは駆動比率Wc/Whを小さい値に設定し、放電深度が
浅いときは駆動比率Wc/Whを大きな値に設定する。そし
て、この駆動比率Wc/Whの増減を、駆動比率Wc/Whが１と
なる残存容量を中心に設定することで、常に、バッテリ
１２の残存容量が基準残存容量を中心として設定され
る。その結果、基準残存容量を最適な値に設定すること
が可能となる。As shown in FIG. 7, the drive ratio Wc / W
By variably setting h in accordance with the depth of discharge of the battery 12, it is possible to always increase or decrease the drive ratio Wc / Wh around the reference remaining capacity even when the reference remaining capacity is changed. That is, when the depth of discharge of the battery 12 is deep, the drive ratio Wc / Wh is set to a small value, and when the depth of discharge is shallow, the drive ratio Wc / Wh is set to a large value. By setting the increase / decrease of the drive ratio Wc / Wh around the remaining capacity at which the drive ratio Wc / Wh is 1, the remaining capacity of the battery 12 is always set around the reference remaining capacity. As a result, the reference remaining capacity can be set to an optimal value.
【００７２】この場合、図８に示すように、上記駆動比
率Wc/Whの変化に対して基準残存容量を中心に設定幅の
ヒステリシスを設け、残存容量が浅い方向から基準残存
容量を越え深い設定容量Ｃ2に達したとき駆動比率Wc/Wh
を１以上に設定し、又、残存容量が深い方向から基準残
存容量を越えて浅い設定容量Ｃ1に達したとき上記駆動
比率Wc/Whを１以下に設定する。このように、駆動比率W
c/Whを設定する際にヒステリシスを設けることで、電動
機１１の回生動作と駆動動作とが頻繁に切換わることが
なくなりシステムの安定化が図れる。In this case, as shown in FIG. 8, a hysteresis of a set width is provided around the reference remaining capacity with respect to the change of the drive ratio Wc / Wh, and the remaining capacity is set to be deeper than the reference remaining capacity from a shallow direction. Drive ratio Wc / Wh when capacity C2 is reached
Is set to 1 or more, and the drive ratio Wc / Wh is set to 1 or less when the remaining capacity exceeds a reference remaining capacity and reaches a shallow set capacity C1 from a deep direction. Thus, the drive ratio W
By providing the hysteresis when setting c / Wh, the switching between the regenerating operation and the driving operation of the electric motor 11 is not frequently performed, and the system can be stabilized.
【００７３】尚、駆動比率Wc/Whを１以上に設定すると
基準残存容量を、例えば図６に示すように７５％として
も、走行条件によっては残存容量が５５％以下に落ち込
む場合があり、このようなときは、電動機駆動モードを
中止し回生制動モードを優先させ、残存容量が基準残存
容量に達した時点で、駆動比率Wc/Whを１以下として通
常の運転を継続させる。When the drive ratio Wc / Wh is set to 1 or more, even if the reference remaining capacity is set to 75% as shown in FIG. 6, for example, the remaining capacity may drop to 55% or less depending on the running conditions. In such a case, the motor drive mode is stopped and the regenerative braking mode is prioritized, and when the remaining capacity reaches the reference remaining capacity, the drive ratio Wc / Wh is set to 1 or less to continue normal operation.
【００７４】又、運転者が走行モード切換スイッチ２６
を操作して、経済性主体の変速モードを選択したとき
は、上記駆動比率Wc/Whを１以上に設定し、基準残存容
量を低い値に設定することで、バッテリ１２は放電ぎみ
になるが基準残存容量を規定することで、経済性主体の
変速モードでは電動機駆動モードによる走行時間が長く
なり、その分、燃費を向上させることができる。When the driver operates the driving mode switch 26
When the shift mode mainly for economy is selected by operating, the drive ratio Wc / Wh is set to 1 or more, and the reference remaining capacity is set to a low value. By defining the reference remaining capacity, the running time in the electric motor drive mode becomes longer in the shift mode mainly based on economy, and the fuel efficiency can be improved accordingly.
【００７５】ところで、長い降坂路走行などのように回
生制動モードが比較的長時間持続され、電気二重層コン
デンサ１４の電圧が定格電圧になったときは、電動機制
御装置１５に対して出力するトルク指令信号を一時的に
０とし電動機１１を空転状態とし、又第１リレースイッ
チ１６をＯＦＦ動作させ、次いで所定時間経過後、第２
リレースイッチ１７をＯＮ動作させ、バッテリ１２の充
電電流が１クーロン以上にならないようなトルク指令信
号を上記電動機制御装置１５へ出力する。その結果、上
記電動機１１の回生制動により発電された電力はバッテ
リ１２に直接充電され、その分、制動エネルギの回収効
率が向上する。When the regenerative braking mode is maintained for a relatively long time, such as when traveling on a long downhill road, and the voltage of the electric double layer capacitor 14 reaches the rated voltage, the torque output to the motor control device 15 The command signal is temporarily set to 0, the motor 11 is set in the idling state, the first relay switch 16 is turned off, and after a predetermined time has elapsed, the second relay switch 16 is turned off.
The relay switch 17 is turned on to output a torque command signal to the motor control device 15 so that the charging current of the battery 12 does not exceed 1 coulomb. As a result, the electric power generated by the regenerative braking of the electric motor 11 is directly charged into the battery 12, and the recovery efficiency of the braking energy is improved accordingly.
【００７６】尚、この場合、上記電動機１１の回生制動
では十分なエンジンブレーキ相当の負荷が得られない場
合は、ＣＶＴ制御装置２８に電磁クラッチ３をＯＮ動作
させるクラッチ動作指令信号を出力し、エンジン２を駆
動系に接続することでエンジンブレーキを作動させる。In this case, if a sufficient load equivalent to the engine brake cannot be obtained by the regenerative braking of the electric motor 11, a clutch operation command signal for turning on the electromagnetic clutch 3 is output to the CVT controller 28, and the engine is operated. 2 is connected to the drive train to operate the engine brake.
【００７７】又、本実施の形態では、上記電気二重層コ
ンデンサ１４に太陽電池２７が接続されているため、こ
の太陽電池２７で発電した電力がイグニッションスイッ
チのＯＮ−ＯＦＦに拘わらず上記電気二重層コンデンサ
１４に充電される。この場合、電気二重層コンデンサ１
４の内部抵抗は太陽電池２７の出力抵抗よりも極端に小
さいため、太陽電池２７の出力電圧を、例えば無負荷出
力８０Ｖに設定した場合には、電気二重層コンデンサ１
４の電圧を６０〜７５Ｖの範囲で設定することで、上記
電気二重層コンデンサ１４に対する充電効率の低下を防
止することができる。Further, in this embodiment, since the solar cell 27 is connected to the electric double layer capacitor 14, the electric power generated by the solar cell 27 is supplied to the electric double layer capacitor irrespective of the ON / OFF state of the ignition switch. The capacitor 14 is charged. In this case, the electric double layer capacitor 1
4 is extremely smaller than the output resistance of the solar cell 27, when the output voltage of the solar cell 27 is set to, for example, a no-load output of 80 V, the electric double layer capacitor 1
By setting the voltage of No. 4 in the range of 60 to 75 V, it is possible to prevent the charging efficiency of the electric double layer capacitor 14 from decreasing.
【００７８】又、イグニッションスイッチをＯＦＦする
と電圧制御リレー３９がＯＮ動作し、上記電気二重層コ
ンデンサ１４の端子電圧が、太陽電池充電制御回路３８
に設けたツェナダイオード３８ｂにバイアスされる。イ
グニッションスイッチをＯＦＦした状態でも、上記電気
二重層コンデンサ１４には太陽電池２７で発電した電力
が充電されており、上記端子電圧が上昇する。そして、
この端子電圧が上記ツェナダイオード３８ｂの降伏電圧
を超えるとリレースイッチ３８ａのリレーコイルに通電
され、このリレースイッチ３８ａがオンされ、充電器１
３に対して充電器動作指令信号が出力され、上記電気二
重層コンデンサ１４に充電されている電力がバッテリ１
２へ再充電される。従って、イグニッションスイッチが
ＯＦＦ状態にあり、集中制御装置２１が非動作状態にあ
っても上記電気二重層コンデンサ１４が上記太陽電池２
７の充電により満充電になることはなく、太陽エネルギ
を有効に回収することができると共に、ツェナダイオー
ド３８ｂの降伏電圧以下では充電器１３が非動作状態に
あるため、回路で消費される電力は最小限に抑えられ、
エネルギの有効利用が図られる。その結果、車両を長時
間放置した状態であっても、バッテリ１２は太陽電池２
７により補充電されるため、いわゆるバッテリ上がりを
回避することができる。又、太陽電池２７により電気二
重層コンデンサ１４を介してバッテリ１２が充電される
ため、停車中に太陽電池２７によりバッテリ１２が充電
されると、始動時のバッテリ１２の残存容量が増加する
ため、エンジン停止時の残存容量と始動時の残存容量と
の差から一定車速運転時の最高速度が決定される場合、
最高車速を増加させることができる。When the ignition switch is turned off, the voltage control relay 39 is turned on, and the terminal voltage of the electric double layer capacitor 14 is changed to the solar cell charge control circuit 38.
, Is biased by the Zener diode 38b provided in the first stage. Even when the ignition switch is turned off, the electric double layer capacitor 14 is charged with the electric power generated by the solar cell 27, and the terminal voltage increases. And
When the terminal voltage exceeds the breakdown voltage of the Zener diode 38b, the relay coil of the relay switch 38a is energized, and the relay switch 38a is turned on, so that the charger 1
3 outputs a charger operation command signal to the electric double-layer capacitor 14 to charge the battery 1
Recharged to 2. Therefore, even when the ignition switch is in the OFF state and the centralized control device 21 is in the non-operation state, the electric double-layer capacitor 14
7 does not become fully charged, solar energy can be effectively recovered, and the charger 13 is in a non-operating state below the breakdown voltage of the Zener diode 38b. Minimized,
Effective use of energy is achieved. As a result, even if the vehicle is left for a long time, the battery 12
7, so that the so-called dead battery can be avoided. In addition, since the battery 12 is charged by the solar cell 27 via the electric double layer capacitor 14, when the battery 12 is charged by the solar cell 27 while the vehicle is stopped, the remaining capacity of the battery 12 at the time of starting increases. When the maximum speed at constant vehicle speed operation is determined from the difference between the remaining capacity at engine stop and the remaining capacity at start,
The maximum vehicle speed can be increased.
【００７９】又、上記バッテリ１１は外部電源を用いて
充電することも可能である。この場合、図９に示すよう
に、外部電源４１を整流器４２を介して電気二重層コン
デンサ１４に接続し、この電気二重層コンデンサ１４に
充電する。そして、この電気二重層コンデンサ１４に充
電された電力を充電器１３を介して上記バッテリ１１に
充電させる。電気二重層コンデンサ１４に外部電源４１
を接続するようにしたので、充電用アダプタの構成を簡
素化することができる。The battery 11 can be charged by using an external power supply. In this case, as shown in FIG. 9, an external power supply 41 is connected to the electric double layer capacitor 14 via the rectifier 42, and the electric double layer capacitor 14 is charged. Then, the battery 11 is charged with the electric power charged in the electric double layer capacitor 14 via the charger 13. An external power supply 41 is connected to the electric double layer capacitor 14.
, The configuration of the charging adapter can be simplified.
【００８０】又、図１０以下に本発明の第２実施の形態
を示す。本実施の形態では、原則的に発進を含む加速運
転時は電動機１１の駆動により走行させ、このときに消
費したバッテリ１１の放電電力を、定常運転時のエンジ
ン２の出力の一部にて電動機１１を回生動作させること
で補うことで、燃費を向上させるようにしたものであ
る。FIG. 10 and subsequent figures show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the vehicle is driven by driving the electric motor 11 during acceleration operation including start-up in principle, and the discharged electric power of the battery 11 consumed at this time is used as a part of the output of the engine 2 during steady operation. The fuel economy is improved by supplementing the fuel cell 11 by performing a regenerative operation.
【００８１】すなわち、加速運転時の燃料消費量を低減
させると燃費が向上することが知られており、本実施の
形態では、集中制御装置２１（図２参照）がアクセルセ
ンサ２４の変化を計測して加速と判定したときは、バッ
テリ１２の残存容量を検出し、所定値以上確保されてい
る場合は、エンジン制御装置２３に燃料カット信号、或
いはエンジン停止指令信号を出力してエンジンを停止さ
せる。或いは電子制御式スロットル弁２２にスロットル
閉弁信号を出力し、アイドル運転させ、同時にＣＶＴ制
御装置２８に対して電磁クラッチ３を開放するクラッチ
動作信号を出力し、エンジン２と駆動系とを切り離す。That is, it is known that the fuel consumption is improved by reducing the fuel consumption during the acceleration operation. In the present embodiment, the central control device 21 (see FIG. 2) measures the change of the accelerator sensor 24. When it is determined that the vehicle is accelerating, the remaining capacity of the battery 12 is detected, and if a predetermined value or more is secured, a fuel cut signal or an engine stop command signal is output to the engine control device 23 to stop the engine. . Alternatively, a throttle valve closing signal is output to the electronically controlled throttle valve 22 to perform idling, and at the same time, a clutch operation signal for releasing the electromagnetic clutch 3 is output to the CVT control device 28 to disconnect the engine 2 from the drive system.
【００８２】一方、第２リレースイッチ１７をＯＮ動作
させ、又、電動機制御装置１５に対し駆動指令信号を出
力し、電動機１１を駆動させ、更に上記アクセルセンサ
２４の出力値に対応する駆動指令信号を出力する。する
と、上記バッテリ１２から上記電動機制御装置１５に対
して電力が供給され、ここで上記集中制御装置２１から
出力される駆動指令信号に相応する３相交流電力に変換
し、この３相交流電力で電動機１１を駆動させる（電動
機駆動モード）。On the other hand, the second relay switch 17 is turned on, a drive command signal is output to the motor control device 15 to drive the motor 11, and the drive command signal corresponding to the output value of the accelerator sensor 24 Is output. Then, power is supplied from the battery 12 to the motor control device 15, where it is converted into three-phase AC power corresponding to the drive command signal output from the centralized control device 21, and this three-phase AC power The motor 11 is driven (motor drive mode).
【００８３】そして、スロットルセンサ２４、及び車速
データに基づき加速から定速走行へ移行したと判定した
ときは、上記電動制御装置１５に対して電動機１１の発
電、駆動を停止させるサーボ指令信号（ＯＦＦ）を出力
し、電動機１１を空転させると共に、両リレースイッチ
１６，１７をＯＦＦ動作させる。一方、上記エンジン２
に対してはエンジン再始動信号を出力してエンジンを始
動させる。或いは電子制御式スロットル弁２２に対して
アクセルセンサ２４で検出したアクセルペダル踏込み量
に応じたスロットル開度信号を出力し、制御モードをエ
ンジン運転モードに切換える。When it is determined based on the throttle sensor 24 and the vehicle speed data that the vehicle has shifted from acceleration to running at a constant speed, a servo command signal (OFF) for stopping the generation and driving of the electric motor 11 is transmitted to the electric control device 15. ) To cause the motor 11 to run idle and to turn off both relay switches 16 and 17. On the other hand, the engine 2
, An engine restart signal is output to start the engine. Alternatively, a throttle opening signal corresponding to the accelerator pedal depression amount detected by the accelerator sensor 24 is output to the electronically controlled throttle valve 22, and the control mode is switched to the engine operation mode.
【００８４】ところで、上記バッテリ１２の充電電力は
原則的に回生制動時の発電電力にて補充されるが、加速
運転により残存容量が所定値以下になったときは、定常
運転時のエンジン出力の一部で電動機１１を回生動作さ
せて発電し、この発電電力を上記バッテリ１２に充電す
る。The charging power of the battery 12 is basically replenished with the power generated during regenerative braking. However, when the remaining capacity becomes less than a predetermined value due to the acceleration operation, the engine output during the steady operation is reduced. The motor 11 is partially regenerated to generate power, and the generated power is charged in the battery 12.
【００８５】すなわち、スロットルセンサ２４、車速デ
ータ等に基づき車両が定常運転にあると判定したとき、
バッテリ１２の残存容量を計測し、所定値以下のときは
電動機制御装置１５に対して中央制御装置２１から回生
指令信号を出力して電動機１１を発電動作させ、更にト
ルク指令信号に相応する界磁電流を電動機１１に通電す
る。そして、第２リレースイッチ１７をＯＮ動作させ、
上記電動機１１で発電した電力を上記バッテリ１１に充
電させ、制動エネルギの不足分を補う。尚、このときの
電動機１１の負荷はスロットル開度信号により電子制御
式スロットル弁２２の開度を制御し、エンジン２の出力
を増加させることで相殺する。That is, when it is determined that the vehicle is in steady operation based on the throttle sensor 24, vehicle speed data, and the like,
The remaining capacity of the battery 12 is measured, and when the remaining capacity is less than a predetermined value, the regenerative command signal is output from the central control device 21 to the motor control device 15 to cause the motor 11 to perform a power generation operation. An electric current is supplied to the electric motor 11. Then, the second relay switch 17 is turned on,
The electric power generated by the electric motor 11 is charged in the battery 11 to make up for the lack of braking energy. The load of the electric motor 11 at this time is canceled by controlling the opening of the electronically controlled throttle valve 22 by the throttle opening signal and increasing the output of the engine 2.
【００８６】定常運転時、エンジン出力の一部で電動機
１１を回生動作させると、エンジン２の総出力Ｐｅは、
定常運転可能なエンジン出力Ｐｓ（ｋＷ）と電動機１１
の負荷を相殺する出力Ｐｇ（ｋＷ）との和であり、 Ｐｅ＝Ｐｓ＋Ｐｇ 総出力Ｐｅ時の燃料消費率をＥｅ（ｇ／ｋＷ・ｈｒ）と
すれば、所定時間での燃料消費量Ｇｅは、 Ｇｅ＝Σ（Ｐｅ・Ｅｅ）・Δｔ（ｇ） となり、又、、エンジン出力Ｐｓ時の燃焼比率をＥｓ
（ｇ／ｋＷ・ｈｒ）とすれば、所定時間での燃料消費量
Ｇｓは、 Ｇｓ＝Σ（Ｐｅ・Ｅｓ）・Δｔ（ｇ） となる。通常のエンジン出力で加速するときの平均エン
ジン出力をＰａ（ｋＷ）とし、このときの平均燃料消費
量をＥａ（ｇ／ｋＷ・ｈｒ）とすれば、加速時平均燃料
消費量Ｇａは、 Ｇａ＝Σ（Ｐａ・Ｅａ）・Δｔ となる。従って、 Ｇｅ／（Ｇｓ＋Ｇａ） を求めることで、電動機１１を駆動させて加速運転した
ときの燃料消費の減少割合を求めることができる。At the time of steady operation, when the electric motor 11 is regenerated by a part of the engine output, the total output Pe of the engine 2 becomes
Engine output Ps (kW) capable of steady operation and motor 11
If the fuel consumption rate at the time of the total output Pe is Ee (g / kW · hr), the fuel consumption Ge in a predetermined time is expressed as follows: Pe = Ps + Pg Ge = Σ (Pe · Ee) · Δt (g), and the combustion ratio at the time of engine output Ps is Es
If (g / kW · hr), the fuel consumption Gs for a predetermined time is as follows: Gs = Σ (Pe · Es) · Δt (g) Assuming that the average engine output when accelerating at a normal engine output is Pa (kW) and the average fuel consumption at this time is Ea (g / kW · hr), the average fuel consumption Ga during acceleration is Ga = Σ (Pa · Ea) · Δt. Therefore, by determining Ge / (Gs + Ga), it is possible to determine the rate of decrease in fuel consumption when the motor 11 is driven and accelerated.
【００８７】例えば、同一エンジン回転数での燃料消費
率がエンジン出力トルクに比例して増大すると仮定する
と、Ｐｅ＝２Ｐｓ、Ｐａ＝７Ｐｓであれば、Ｅｅ＝２Ｅ
ｓ、Ｅａ＝７Ｅｓとなり、 Ｇｅ／（Ｇｓ＋Ｇａ）＝２Ｇｅ／（Ｇｓ＋７Ｇａ） ＝Σ（２Ｐｓ・２Ｅｓ）・Δｔ／（Σ（Ｐｓ・Ｅｓ）Δ ｔ＋Σ（７Ｐｓ・７Ｅｓ）Δｔ ＝２ΣΔｔ／（ΣΔｔ＋７ΣΔｔ） となる。For example, assuming that the fuel consumption rate at the same engine speed increases in proportion to the engine output torque, if Pe = 2Ps and Pa = 7Ps, Ee = 2E
s, Ea = 7Es, and Ge / (Gs + Ga) = 2Ge / (Gs + 7Ga) = Σ (2Ps · 2Es) · Δt / (Σ (Ps · Es) Δt + Σ (7Ps · 7Es) Δt = 2ΣΔt / (ΣΔt + 7ΣΔt) Become.
【００８８】実運転状態では加速運転と定常運転との運
転時間が同一ではなく、ΣΔｔが加速時間を１０SEC、
定速走行時間を２０SECとした場合、燃料改善率Φは、 Φ＝１−（２・２０／（１・２０＋７・１０）） ＝０．５６ となり、５６％の燃費改善が可能となる。定常運転時、
エンジン出力Ｐｓが全て制動エネルギで賄うことができ
ると仮定すれば、電動機１１で加速走行する場合の燃費
の減少率は、 Ｇｅ／（Ｇｓ＋Ｇａ）＝１−（１・２０／（１・２０＋
７・１０）） となり７８％の改善が可能になる。従って、所定の走行
モードでのアイドル時の燃料消費量が１８％であれば、
加速運転時にエンジンを停止することで９６％の燃費改
善が可能となる。In the actual operation state, the operation times of the acceleration operation and the steady operation are not the same, and ΣΔt indicates that the acceleration time is 10 SEC,
When the constant speed traveling time is 20 SEC, the fuel improvement rate Φ is Φ = 1− (2 · 20 / (1 · 20 + 7 · 10)) = 0.56, and a fuel efficiency improvement of 56% is possible. During steady operation,
Assuming that all of the engine output Ps can be covered by the braking energy, the rate of decrease in fuel consumption when accelerating with the electric motor 11 is: Ge / (Gs + Ga) = 1- (1.20 / (1.20+)
7.10)) and 78% improvement is possible. Therefore, if the fuel consumption during idling in the predetermined driving mode is 18%,
By stopping the engine during acceleration operation, it is possible to improve fuel efficiency by 96%.
【００８９】尚、加速時の駆動力が電動機１１の最大駆
動力及び出力を越える場合は、エンジン２と電動機１１
の駆動とを併用し、電動機１１の不足分をエンジン出力
で補う。又、運転者が走行モードスイッチ２６を操作し
て、スポーツ性の高いトルク主体の変速モードを選択し
たときの全開加速時には、エンジンの最大出力に電動機
の最大出力を加算した出力を駆動系に供給することがで
き、加速時間を短縮することができる。If the driving force at the time of acceleration exceeds the maximum driving force and the output of the electric motor 11, the engine 2 and the electric motor 11
The shortage of the electric motor 11 is supplemented by the engine output. In addition, when the driver operates the driving mode switch 26 to select the gear-shift mode with high sportiness and high torque, the output obtained by adding the maximum output of the electric motor to the maximum output of the engine is supplied to the driving system during full-open acceleration. And the acceleration time can be shortened.
【００９０】このように本実施の形態によれば、電動機
１１の駆動により加速運転し、バッテリ１２の不足分は
定常運転時のエンジン出力の一部を回生動作させること
で賄うようにしたので、第１実施の形態のように、基準
残存容量を基準としてバッテリ１２の残存容量を管理す
る必要がなく、定常運転時の回生電力量を制御するだけ
でバッテリ１２の残存容量を管理することができ、回生
電力は平均車速を基準として、過充電、過放電を回避
し、バッテリ１２の充放電効果が最適になる範囲での充
放電深度が最適になる値を設定する。As described above, according to the present embodiment, the acceleration operation is performed by driving the electric motor 11, and the shortage of the battery 12 is covered by regenerating part of the engine output during the steady operation. As in the first embodiment, there is no need to manage the remaining capacity of the battery 12 based on the reference remaining capacity, and the remaining capacity of the battery 12 can be managed only by controlling the amount of regenerative power during steady operation. The regenerative electric power is set to a value that avoids overcharging and overdischarging and sets the charging / discharging depth within the range where the charging / discharging effect of the battery 12 is optimal, based on the average vehicle speed.
【００９１】図１０、図１１に加減速運転が繰り返され
る場合のタイミングチャートを示す。同図（ａ）には基
準となる車速スケジュールを示し、同図（ｂ）に、この
ときの車両の加速運転、減速運転時の出力状態を示し、
同図（ｃ）に、加速運転時には電動機で駆動し、減速運
転時には回生制動により発電し、更に定常運転時にはエ
ンジン出力の一部により発電する際の電動機の出力状態
を示し、同図（ｄ）に、そのときのバッテリの残存容量
を示す。更に、図１１に図１０のタイミングチャートに
対応するエンジン及び電動機動作状態を示す。FIGS. 10 and 11 show timing charts when the acceleration / deceleration operation is repeated. FIG. 7A shows a reference vehicle speed schedule, and FIG. 7B shows output states during acceleration operation and deceleration operation of the vehicle at this time.
FIG. 3C shows the output state of the motor when it is driven by the motor during the acceleration operation, generates power by regenerative braking during the deceleration operation, and further generates power by part of the engine output during the steady operation. Shows the remaining capacity of the battery at that time. Further, FIG. 11 shows an operation state of the engine and the electric motor corresponding to the timing chart of FIG.
【００９２】図１０のタイミングチャートから明らかな
ように、バッテリ１２の残存容量は、車速が遅く、定常
速度で運転する時間が加速時間に比べて比較的長いとき
は充電方向で推移し、車速が速く、充電時間が短いとき
は放電方向へ推移することが解る。As is clear from the timing chart of FIG. 10, the remaining capacity of the battery 12 changes in the charging direction when the vehicle speed is low and the time for driving at the steady speed is relatively longer than the acceleration time. It can be seen that when the charging time is fast and the charging time is short, the direction changes in the discharging direction.
【００９３】図１０のモードＩは加速運転→定常運転→
減速運転の運転パターンを示し、モードＩＩは、モード
Ｉを繰り返したときの運転パターンを示し、モードIII
は所定車速以上で加減速運転を行ったときの運転パター
ンを示す。Mode I in FIG. 10 is an acceleration operation → a steady operation →
Mode II indicates an operation pattern of deceleration operation, Mode II indicates an operation pattern when Mode I is repeated, and Mode III
Indicates an operation pattern when the acceleration / deceleration operation is performed at a predetermined vehicle speed or higher.
【００９４】モードＩにおいて、停車状態からの発進
時、運転者がアクセルペダルを踏み込むと、集中制御装
置２１ではアクセルセンサ２４の出力値の変化から発進
加速と判定し、ＣＶＴ制御装置２８に対して電磁クラッ
チ３を開放状態にするクラッチ動作信号を出力してエン
ジン２と駆動系とを切り離し、又、電動機制御装置１５
に対して電動機１１を起動させるサーボ指令信号を出力
すると共に、上記アクセルセンサ２４の出力値に対応す
る駆動指令信号を出力する。更に、第２リレースイッチ
１７をＯＮ動作させて、バッテリ１２の電力を上記電動
機制御装置１５へ供給し、又、第１リレースイッチ１６
をＯＦＦ動作させる。In mode I, when the driver depresses the accelerator pedal at the time of starting from a stopped state, the centralized control unit 21 determines that the vehicle is starting from the change in the output value of the accelerator sensor 24, and the CVT control unit 28 A clutch operation signal for releasing the electromagnetic clutch 3 is output to disconnect the engine 2 from the drive system.
And outputs a drive command signal corresponding to the output value of the accelerator sensor 24 as well as a servo command signal for starting the motor 11. Further, the second relay switch 17 is turned ON to supply the electric power of the battery 12 to the motor control device 15.
Is turned off.
【００９５】上記電動機制御装置１５では、上記バッテ
リ１２から供給される電力を上記駆動指令信号に相応す
る３相交流電力に変換し、この３相交流電力で電動機１
１を駆動させ、車両を発進加速させる。The motor control device 15 converts the power supplied from the battery 12 into three-phase AC power corresponding to the drive command signal, and uses the three-phase AC power to
1 to start and accelerate the vehicle.
【００９６】又、このときエンジン２に対しては燃料カ
ット信号或いはエンジン停止信号を出力してエンジン２
を停止させる。或いは電子制御式スロットル弁２２に対
して閉弁信号を出力し、スロットル弁２２を閉弁させる
ことでアイドル状態を維持させる。At this time, a fuel cut signal or an engine stop signal is output to the engine 2 to
To stop. Alternatively, a valve closing signal is output to the electronically controlled throttle valve 22, and the idle state is maintained by closing the throttle valve 22.
【００９７】次いで、アクセルセンサ２４及び車速デー
タに基づき定常運転へ移行したと判定したときは、エン
ジン２を始動させアクセルセンサ２４の出力値に相応す
るスロットル開度信号を上記スロットル弁２２へ出力し
エンジン駆動により走行させる。このとき、バッテリ１
２の残存容量が所定値以下のときは、エンジン出力の一
部で電動機１１を回生動作させ、発電電力によりバッテ
リ１２を充電する。この場合、図１２に示すように、エ
ンジン出力は車両駆動トルクと電動機回生トルクとを負
担する。Next, when it is determined based on the accelerator sensor 24 and the vehicle speed data that the operation has shifted to the steady operation, the engine 2 is started and a throttle opening signal corresponding to the output value of the accelerator sensor 24 is output to the throttle valve 22. The vehicle is driven by the engine. At this time, battery 1
When the remaining capacity of the battery 2 is equal to or less than the predetermined value, the electric motor 11 is regenerated by a part of the engine output, and the battery 12 is charged by the generated power. In this case, as shown in FIG. 12, the engine output bears the vehicle drive torque and the motor regeneration torque.
【００９８】図１３に示すように、時間ｔ１〜ｔ２の加
速運転から、定常運転へ移行する際には、先ず、時間ｔ
２で直ちにエンジン制御装置２３に対して燃料カットリ
カバー信号を出力し、又、ＣＶＴ制御装置２８に対しハ
イギヤードの変速比動作指令信号を出力すると共に電磁
クラッチ３をＯＮ動作させるクラッチ動作指令信号を出
力する。その結果、上記エンジン２と駆動系とが接続さ
れ、エンジン２は電動機１１の駆動力を受けて始動され
完爆される。そして、エンジン２が完爆した後、電動機
１１の出力を低下させる。As shown in FIG. 13, when shifting from the acceleration operation at time t1 to t2 to the steady operation, first, at time t
2 immediately outputs a fuel cut recovery signal to the engine control unit 23, outputs a high geared gear ratio operation command signal to the CVT control unit 28, and outputs a clutch operation command signal for turning on the electromagnetic clutch 3. I do. As a result, the engine 2 and the drive system are connected, and the engine 2 is started by receiving the driving force of the electric motor 11 and completely exploded. Then, after the engine 2 has completely exploded, the output of the electric motor 11 is reduced.
【００９９】例えば、現在の車速が、図１２のＡのと
き、時間ｔ２においてアクセルセンサ２４の出力値に対
応する開度１まで開弁させるスロットル開度信号を出力
し、エンジン出力を増加させる。一方、電動機制御装置
１５に対してはスロットル開度変化に相応するトルク上
昇分だけ駆動力を減少させる駆動信号を出力し、電動機
１１の駆動力を次第に低下させる。そして、時間ｔ４に
示すように、スロットル開度が開度１になったとき上記
電動機１１の駆動力も０とし、制御モードをエンジン運
転モードに切換える。For example, when the current vehicle speed is A in FIG. 12, a throttle opening signal for opening the valve to the opening 1 corresponding to the output value of the accelerator sensor 24 at time t2 is output to increase the engine output. On the other hand, a driving signal for reducing the driving force by an amount of torque increase corresponding to the change in the throttle opening is output to the motor control device 15 to gradually reduce the driving force of the motor 11. Then, as shown at time t4, when the throttle opening reaches the opening 1, the driving force of the electric motor 11 is also set to 0, and the control mode is switched to the engine operation mode.
【０１００】そして、バッテリ１２に対して充電を必要
とするときは、スロットル開度を更に開度２まで開弁さ
せ、電動機回生トルク分のエンジントルクを発生させ、
時間ｔ５に達したとき、車両駆動トルクと電動機回生ト
ルクとを合わせたエンジン定常トルクを出力する。When the battery 12 needs to be charged, the throttle opening is further opened to the opening 2 to generate the engine torque corresponding to the motor regeneration torque.
When the time t5 is reached, an engine steady torque that is the sum of the vehicle drive torque and the electric motor regeneration torque is output.
【０１０１】次いで、時間ｔ６で減速のためにアクセル
ペダルを開放し、更にブレーキペダルを踏み込むと、集
中制御装置２１ではアクセルセンサ２４及びブレーキセ
ンサ２５の出力値から減速運転と判定し、スロットル弁
２２を全閉動作させると共に、エンジン制御装置２３に
対して燃料カット信号或いはエンジン停止信号等を出力
する。同時に、電動機制御装置１５に回生指令信号を出
力すると共にブレーキセンサ２５の出力値に相応するト
ルク指令信号を出力し、この電動機制御装置１５から上
記トルク指令信号に相応する界磁電流を電動機１１に通
電する。そして、電動機１１の回生制動により制動トル
クを発生させると共に、制動時の運動エネルギを電気エ
ネルギとしバッテリ１２に充電する。そして、車速が所
定車速以下になったとき、時間ｔ７に示すように回生制
動モードを終了する。Next, when the accelerator pedal is released for deceleration at time t6 and the brake pedal is further depressed, the centralized control unit 21 determines that the operation is deceleration from the output values of the accelerator sensor 24 and the brake sensor 25, and the throttle valve 22 , And outputs a fuel cut signal or an engine stop signal to the engine control unit 23. At the same time, a regenerative command signal is output to the motor control device 15 and a torque command signal corresponding to the output value of the brake sensor 25 is output, and a field current corresponding to the torque command signal is output from the motor control device 15 to the motor 11. Turn on electricity. Then, a braking torque is generated by regenerative braking of the electric motor 11, and the battery 12 is charged with kinetic energy at the time of braking as electric energy. Then, when the vehicle speed becomes equal to or lower than the predetermined vehicle speed, the regenerative braking mode is ended as shown at time t7.
【０１０２】更に、図１２に示すように、エンジン出力
を一定に保ちながら走行したとき車速が徐々に少々して
Ｂ以上になると走行抵抗が大きくなり車両駆動トルクが
不足する。このときの車両駆動トルクの不足分を電動機
１１を駆動させることで補う。Further, as shown in FIG. 12, when the vehicle speed is gradually increased to B or more when the vehicle runs while maintaining the engine output constant, the running resistance increases and the vehicle driving torque becomes insufficient. The shortage of the vehicle driving torque at this time is compensated by driving the electric motor 11.
【０１０３】又、図１０のモードIIIに示すように、所
定車速以上で加減速運転を行う場合は、図１４に示すよ
うなタイミングで電動機１１を駆動させる。When the acceleration / deceleration operation is performed at a speed equal to or higher than the predetermined vehicle speed as shown in mode III in FIG. 10, the motor 11 is driven at the timing shown in FIG.
【０１０４】すなわち、時間ｔ８で加速運転と判定した
ときは、車両駆動トルクが不足していることが明らかで
あるため、集中制御装置２１から電動機制御装置１５に
対してアクセルセンサ２４で検出した所定の加速に対応
するトルクを加算したトルクに対応する駆動指令信号を
出力し、電動機制御装置１５から電動機１１に対して上
記駆動指令信号に相応する３相交流電力を出力して駆動
させる。そして、時間ｔ９に示すように、加速運転が終
了し、定常運転へ移行したときも車両駆動トルクが不足
しているときは、電動機１１の駆動を継続する。That is, when it is determined that the vehicle is accelerating at time t8, it is clear that the vehicle driving torque is insufficient. A drive command signal corresponding to the torque obtained by adding the torque corresponding to the acceleration is output, and the motor control device 15 outputs three-phase AC power corresponding to the drive command signal to the motor 11 to drive the motor. Then, as shown at time t9, when the acceleration driving is completed and the vehicle shifts to the steady operation and the vehicle driving torque is insufficient, the driving of the electric motor 11 is continued.
【０１０５】このように、本実施形態では、燃費率の比
較的良好な定常運転時のエンジン出力の一部で電動機１
１を発電させてバッテリ１２を充電し、高出力を必要と
する加速運転時は上記バッテリ１２の電力で電動機１１
を駆動させ、同時にエンジンを停止或いはアイドル状態
に維持するようにしたので、加速運転時のエンジンによ
る燃料消費を低減し、排気エミッションの低減を図るこ
とができる。As described above, in the present embodiment, the motor 1 is controlled by a part of the engine output during steady operation with a relatively good fuel efficiency.
1 to generate electric power to charge the battery 12, and at the time of acceleration operation requiring high output, the electric motor 11
, And at the same time, the engine is stopped or maintained in an idle state, so that fuel consumption by the engine during acceleration operation can be reduced, and exhaust emission can be reduced.
【０１０６】尚、本発明は上記各実施の形態に限るもの
ではなく、例えばバッテリ１１として電気二重層コンデ
ンサを採用して充電器１３を廃止すると共に、回生制動
時の運動エネルギを回収する電気二重層コンデンサ１４
と蓄電用の上記電気二重層コンデンサとを並列接続する
ことで構成の簡素化を図るようにしても良い。The present invention is not limited to the above embodiments. For example, an electric double layer capacitor is used as the battery 11 to eliminate the charger 13 and to recover the kinetic energy during regenerative braking. Multilayer capacitor 14
The configuration may be simplified by connecting the electric double-layer capacitor and a power storage capacitor in parallel.
【０１０７】更に、上記電気二重層コンデンサ１４に太
陽電池２７以外の他の発電素子を接続しても良い。例え
ば、この電気二重層コンデンサ１４にペルチェ効果を利
用した熱発電素子を接続し、高速走行時の排気熱と冷却
風による冷却との温度差を利用して発電したエネルギを
上記電気二重層コンデンサ１４に充電する。Further, a power generating element other than the solar cell 27 may be connected to the electric double layer capacitor 14. For example, a thermoelectric element utilizing the Peltier effect is connected to the electric double-layer capacitor 14, and the energy generated by utilizing the temperature difference between the exhaust heat during high-speed running and the cooling by the cooling air is used to generate energy. To charge.
【０１０８】[0108]
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
回生動作時における電動機で発電した電力を電気二重層
コンデンサとバッテリとに、車両の運転状態に応じて選
択的に充電し、しかも、電気二重層コンデンサに充電し
た電力をバッテリに再充電させ、このバッテリに充電さ
れた電力で電動機を駆動させるようにしたので、エネル
ギの回収効率が良く、バッテリ容量を大型化することな
く、減速時の制動エネルギを低速領域であっても効率よ
く回生させることができ、システム全体の最適な運用効
率の向上を図ることができると共に、エンジンの燃費を
向上させることができる。As described above, according to the present invention,
The electric power generated by the electric motor during the regenerative operation is selectively charged to the electric double layer capacitor and the battery according to the driving state of the vehicle, and the electric power charged to the electric double layer capacitor is recharged to the battery. Since the electric motor is driven by the electric power charged in the battery, the energy recovery efficiency is good, and the braking energy at the time of deceleration can be efficiently regenerated even in a low speed region without increasing the battery capacity. As a result, the optimal operation efficiency of the entire system can be improved, and the fuel efficiency of the engine can be improved.
【図１】第１実施の形態による駆動系の平面図FIG. 1 is a plan view of a drive system according to a first embodiment.
【図２】同、エネルギ回生装置の構成図FIG. 2 is a configuration diagram of the energy regeneration device.
【図３】同、集中制御装置の回路構成図FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the centralized control device.
【図４】同、電動機の発電電圧と車速と電動機回転数と
電流値を示す特性図FIG. 4 is a characteristic diagram showing a generated voltage, a vehicle speed, a motor rotation speed, and a current value of the motor.
【図５】同、電動機の動作に関連して変化する電気二重
層コンデンサ及びバッテリの充電電圧の変化を示すタイ
ミングチャートFIG. 5 is a timing chart showing changes in the charging voltage of the electric double-layer capacitor and the battery, which change in relation to the operation of the electric motor.
【図６】同、バッテリの残存容量を示す説明図FIG. 6 is an explanatory diagram showing the remaining capacity of the battery.
【図７】同、駆動比率とバッテリの基準残存容量との関
係を示す説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a drive ratio and a reference remaining capacity of a battery.
【図８】同、駆動比率の設定にヒステリシスを設定した
ときの説明図FIG. 8 is an explanatory diagram when hysteresis is set for setting the drive ratio.
【図９】同、外部電源と電気二重層コンデンサとの接続
状態を示す回路図FIG. 9 is a circuit diagram showing a connection state between an external power supply and an electric double layer capacitor.
【図１０】第２実施の形態による加減速運転が繰り返さ
れる場合の電動機の動作及びバッテリの残存容量を示す
タイミングチャートFIG. 10 is a timing chart showing the operation of the electric motor and the remaining capacity of the battery when the acceleration / deceleration operation according to the second embodiment is repeated.
【図１１】同、図１０のタイミングチャートに対応する
エンジン及び電動機動作状態を示す図表FIG. 11 is a table showing operating states of an engine and an electric motor corresponding to the timing chart of FIG. 10;
【図１２】同、定常運転時の車速に対するエンジン出力
トルクを示す特性図FIG. 12 is a characteristic diagram showing an engine output torque with respect to a vehicle speed during a steady operation.
【図１３】同、加速運転から定常運転へ移行する際のエ
ンジン出力トルクの変化を示す特性図FIG. 13 is a characteristic diagram showing a change in engine output torque when shifting from the acceleration operation to the steady operation.
【図１４】同、所定車速以上で加減速運転を行う場合の
エンジン出力トルクの変化を示す特性図FIG. 14 is a characteristic diagram showing a change in engine output torque when performing acceleration / deceleration operation at a predetermined vehicle speed or higher.
１…ハイブリッド車 ２…エンジン １１…電動機 １２…バッテリ １３…充電器 １４…電気二重層コンデンサ ２１…集中制御装置 ２７…太陽電池 ３８…電圧制御回路（太陽電池充電制御回路） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hybrid vehicle 2 ... Engine 11 ... Electric motor 12 ... Battery 13 ... Charger 14 ... Electric double layer capacitor 21 ... Centralized control device 27 ... Solar cell 38 ... Voltage control circuit (solar cell charge control circuit)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 29/02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 29/02
Claims (13)
力を充電すると共に上記電動機に対して駆動用電力を供
給するバッテリと車両の走行条件に応じて上記エンジン
及び駆動系及び上記電動機を制御する集中制御装置とを
備えるハイブリッド車において、 上記バッテリに電気二重層コンデンサを充電器を介して
接続し、 上記電気二重層コンデンサを上記電動機に接続し、 上記集中制御装置では上記電動機の回生制動によって発
電された電力を上記電気二重層コンデンサに充電させる
ことを特徴とするハイブリッド車のエネルギ回生装置。An engine, a drive system and the electric motor are controlled in accordance with an engine, an electric motor, a battery for supplying electric power generated by the electric motor and driving electric power to the electric motor, and running conditions of a vehicle. In a hybrid vehicle including a centralized control device, an electric double layer capacitor is connected to the battery via a charger, the electric double layer capacitor is connected to the electric motor, and the centralized control device generates electric power by regenerative braking of the electric motor. An energy regenerating device for a hybrid vehicle, wherein the electric power stored in the electric double layer capacitor is charged.
が前記バッテリの定格電圧よりも低く設定されているこ
とを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車のエネル
ギ回生装置。2. The energy recovery device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein a charging start voltage of said electric double layer capacitor is set lower than a rated voltage of said battery.
ることを特徴とする請求項１或いは２記載のハイブリッ
ド車のエネルギ回生装置。3. The energy recovery apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein said battery is a lithium ion battery.
し、前記充電器を廃止したことを特徴とする請求項１記
載のハイブリッド車のエネルギ回生装置。4. The energy recovery device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein said battery is an electric double layer capacitor and said charger is eliminated.
量を計測し該残存容量が所定値以上のときは前記電動機
に該バッテリの電力を駆動用として供給すると共にエン
ジン出力を上記電動機の駆動によるトルク増加分減少さ
せることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車の
エネルギ回生装置。5. The centralized control device measures the remaining capacity of the battery, and when the remaining capacity is equal to or more than a predetermined value, supplies the electric power of the battery to the electric motor for driving, and outputs the engine output by driving the electric motor. The energy regeneration device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the torque is decreased by an increase in torque.
容量と実際の残存容量とを比較し、該残存容量が上記基
準残存容量に対して設定範囲内に収まるように上記バッ
テリの充放電を制御することを特徴とする請求項１記載
のハイブリッド車のエネルギ回生装置。6. The centralized control device compares a reference remaining capacity of the battery with an actual remaining capacity, and controls charging and discharging of the battery so that the remaining capacity falls within a set range with respect to the reference remaining capacity. The energy regeneration device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein
た太陽電池が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のエネルギ回生装置。7. A solar cell fixed to a vehicle is connected to the electric double layer capacitor.
An energy regeneration device for a hybrid vehicle as described in the above.
コンデンサの充電開始電圧よりも高く設定されているこ
とを特徴とする請求項７記載のハイブリッド車のエネル
ギ回生装置。8. The energy recovery device for a hybrid vehicle according to claim 7, wherein an output voltage of said solar cell is set higher than a charging start voltage of said electric double layer capacitor.
ッションスイッチオフ時の前記充電器の駆動用電源とし
て供給する回路に電圧制御回路を介装し、前記太陽電池
により充電された上記電気二重層コンデンサの電圧が設
定値以上になったとき上記充電器に駆動用電源を供給す
ることを特徴とする請求項６或いは７記載のハイブリッ
ド車のエネルギ回生装置。9. The electric double layer capacitor charged by the solar cell, wherein a voltage control circuit is interposed in a circuit for supplying the electric power of the electric double layer capacitor as a power supply for driving the charger when an ignition switch is turned off. 8. The energy recovery device for a hybrid vehicle according to claim 6, wherein a driving power is supplied to the charger when the voltage of the battery becomes equal to or higher than a set value.
を電気エネルギに変換する熱発電素子を接続したことを
特徴とする請求項１記載のハイブリッド車のエネルギ回
生装置。10. The energy recovery device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein a thermoelectric generator for converting heat energy to electric energy is connected to said electric double layer capacitor.
させるときにエンジン制御装置に対して出力する燃料カ
ット信号をエンジン回転数が所定の低回転域に達するま
で継続させ、又燃料カットリカバ時には前記エンジンと
上記電動機との双方を駆動させることを特徴とする請求
項１記載のハイブリッド車のエネルギ回生装置。11. The centralized control device continues a fuel cut signal output to the engine control device when the electric motor is regeneratively braked until the engine speed reaches a predetermined low speed range. The energy regeneration device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein both the electric motor and the electric motor are driven.
バッテリの残存容量と始動時のバッテリの残存容量との
差に基づき電動機による一定車速運転時の最高速度を設
定することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車
のエネルギ回生装置。12. The centralized control device sets a maximum speed at a constant vehicle speed operation by an electric motor based on a difference between a remaining capacity of the battery when the engine is stopped and a remaining capacity of the battery when starting the engine. 2. The energy recovery device for a hybrid vehicle according to claim 1.
電力を充電すると共に上記電動機に対して駆動用電力を
供給するバッテリと車両の走行条件に応じて上記エンジ
ン及び駆動系及び上記電動機を制御する集中制御装置と
を備えるハイブリッド車において、 上記集中制御装置では加速運転を上記バッテリから供給
する電力にて駆動する上記電動機により行い、又該バッ
テリの消費電力は定常運転時のエンジン出力の一部を利
用して動作する上記電動機の発電電力で補充電すること
を特徴とするハイブリッド車のエネルギ回生装置。13. An engine, a driving system, and the electric motor according to a running condition of a vehicle and a battery that supplies an electric power generated by the engine, an electric motor, and the electric motor, and supplies driving power to the electric motor. In the hybrid vehicle including the centralized control device, the centralized control device performs the acceleration operation by the electric motor driven by the electric power supplied from the battery, and the power consumption of the battery is a part of the engine output during the steady operation. An energy regenerating device for a hybrid vehicle, wherein the regenerative power is supplementarily charged with the electric power generated by the electric motor that operates using the electric motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11132397A JPH10309002A (en) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Energy regenerative device for hybrid car |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11132397A JPH10309002A (en) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Energy regenerative device for hybrid car |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10309002A true JPH10309002A (en) | 1998-11-17 |
Family
ID=14558312
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11132397A Pending JPH10309002A (en) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | Energy regenerative device for hybrid car |
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|---|---|
| JP (1) | JPH10309002A (en) |
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