JP2002166735A - 複合電気自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は交通輸送道具、特に内燃機関駆動と
電動の多動力システムを有する複合電気自動車を提供す
る。 【解決手段】 内燃機関動力システム（Ａ）、バッテリ
ー動力システム（Ｂ）、動力変換機（１）と主変速機
（２）を有する複合電気自動車であって、その内燃機関
動力システム（Ａ）は順に、接続されるエンジン
（３）、クラッチ（４）と変速機（５）からなり、動力
変換機（１）の第一入力端が変速機（５）の出力に接続
され、動力変換機（１）の第二入力端がバッテリー動力
システム（Ｂ）の出力に接続され、そして動力変換機
（１）の出力端は主減速機（２）の入力端に接続される
ことを特徴とする複合電気自動車。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は交通輸送道具、特に
内燃機関駆動と電動の多動力システムを有する複合電気
自動車に関するものであり、内燃機関の燃料は燃料油、
燃料ガス又はその他の適合する燃料である。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】燃料
油を使用する自動車の保有量が逐年増加しており、その
排気ガスによる環境破壊はますます著しくなり、特に人
口と車両が密集する都市において、燃料油自動車の排気
ガスが大気汚染の主な原因となっている。内燃機関動力
自動車の汚染問題を解決するために、電気自動車が研究
されたが、バッテリーの技術レベルなどの要素に制限さ
れ、一回充電による走行距離が短すぎて、その実用性は
理想に程遠く、普及できていない。汚染、特に人口密集
地区の都市部の汚染を軽減すると同時に、一回充電によ
る走行距離を十分なものにするために、複合電気自動車
の構想が打ち出された。すなわち内燃機関動力システム
を有する以外、電気動力システムを備え、人口密集地区
では電気システムのみで駆動することにより、汚染を軽
減し、ないし完全な無汚染を実現する。また、人口の少
ない道路地域にて進行しているとき、内燃機関による動
力で駆動し、自動車の一回充電による走行距離を確保す
ると同時に、内燃機関動力システムの余った出力を利用
し、電気動力システムのバッテリーに充電することによ
り、汚染を軽減し、エネルギーを節約する目的を達成す
る。

【０００３】しかし、いまだに十分実用性を有し、市場
に広く受け入れられる複合電気自動車はない。従来の複
合電気自動車の問題点として、特に動力変換装置の配置
設計が合理的でなく、それによりモーターの自動車シャ
ーシにおける合理的な配置が困難となる。また動力変換
装置の内部構造が合理的でないため、モーターの配置が
困難になるばかりでなく、それ自身の構造が複雑すぎる
ので、安定な稼働性能が困難となる。従来の複合電気自
動車は、ZL９９２１１２１６.８号中国実用新案特許等
に記載されている。 ZL９９２１１２１６.８号中国実
用新案特許には動力変換箱をエンジンのクラッチのすぐ
後ろに配置する複合電気自動車が記載されている。この
場合、モーター／発電機の配置は図１（ａ）、図１
（ｂ）と図１（ｃ）の三種類がある。図１（ａ）に示す
場合、モーター／発電機７とシャーシのサイドメンバー
２０が互いに垂直で、その動力変換機１とシャーシのサ
イドメンバー２０の距離にモーター／発電機７を配置す
ることが困難となるので、モーター／発電機７をシャー
シのサイドメンバー２０のうえに配置せざるを得なくな
り、よって車体の重心が高すぎる結果となり、実現困難
となる。図１（ｂ）の場合、モーター／発電機７がエン
ジン３の片側に配置されるが、エンジン３が両サイドメ
ンバー２０の間にあるほとんどの空間を占有するので、
モーター／発電機７をサイドメンバー２０の内側に配置
することができなくなり、そのうえに配置せざるを得な
くなり、同様に実現困難である。図１（ｃ）の場合、モ
ーター／発電機７がシャーシのサイドメンバー２０と平
行で、それを変速機５の片側に配置するが、変速機５が
両サイドメンバー２０の間の一部空間を占有するので、
モーター／発電機７を変速機５に隣接してサイドメンバ
ー２０の内側に配置することができなくなり、出力軸２
１を延長することにより、それと変速機５の位置をずら
し、伝動主軸２２とサイドメンバー２０の間に配置せざ
るを得なくなる。この場合は、モーター／発電機７の出
力軸２１の過長により、偏心が増加し、摩擦が増加する
ので、実際に伝動不安定などの問題を引き起こし、現実
的ではない。

【０００４】図２はZL９９２１１２１６.８号中国実用
新案に記載の動力変換装置の内部構造図である。動力変
換装置の内燃機関動力入力軸１０とバッテリー動力入力
軸１１が互いに垂直なので、モーター／発電機がシャー
シのサイドメンバーに垂直な配置を強いられ、実際に実
現困難となる。また、この動力変換装置は傘型歯車２４
伝動方案を採用しているので、作業の信頼性に疑問が残
る。

【０００５】本発明の目的は従来の欠点を解消した複合
電気自動車を提案することである。この自動車は内燃機
関とバッテリーの二つの動力駆動システムを有し、内燃
機関自動車の排気による汚染を確実に軽減するととも
に、一回の充電による走行距離を確保する。本発明は動
力変換装置の位置と構造が合理的で、内燃機関とバッテ
リーによる多エネルギー駆動を実現し、その製品化及び
市場化に実現可能な複合電気自動車を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、内燃機関動力システム（Ａ）、バッテリー動力シス
テム（Ｂ）、動力変換機（１）と主変速機（２）を有す
る複合電気自動車であって、その内燃機関動力システム
（Ａ）は順に、接続されるエンジン（３）、クラッチ
（４）と変速機（５）からなり、動力変換機（１）の第
一入力端が変速機（５）の出力に接続され、動力変換機
（１）の第二入力端がバッテリー動力システム（Ｂ）の
出力に接続され、そして動力変換機（１）の出力端は主
減速機（２）の入力端に接続されることを特徴とし、請
求項２の発明では、バッテリー動力システム（Ｂ）は、
バッテリー（６）、電力を受けモーターとして働き、そ
して機械エネルギーを受け発電機として働くモーター／
発電機（７）、及びバッテリー（６）とモーター／発電
機（７）との間に接続され、それらの稼働状況を制御す
るコントローラからなり、モーター／発電機（７）の出
力端は動力変換機（１）の第二入力端に接続されること
を特徴とし、請求項３の発明では、動力変換機（１）が
内燃機関動力入力軸（１０）及びバッテリー動力入力軸
（１１）を有し、入力軸（１０）の一端が内燃機関変速
機の出力と接続され、入力軸（１０）の他端は動力変換
機の出力端（２３）であり、主減速機（２）の入力端に
接続され、入力軸（１０）とバッテリー動力入力軸（１
１）は互いに平行で、伝動歯車群（Ｃ）により接続され
ることを特徴とし、請求項４の発明は、伝動歯車群
（Ｃ）は歯車（１２）、歯車（１３）、歯車（１４）、
歯車（１５）と歯車（１６）を有し、歯車（１２）は入
力軸（１０）に配置し、歯車（１３）は軸（１７）に配
置し、歯車（１４）と歯車（１５）は軸（１８）に配置
し、歯車（１６）は入力軸（１１）に配置し、軸（１
７）と軸（１８）はともに入力軸（１０）とバッテリー
動力入力軸（１１）に平行であり、歯車（１２）と歯車
（１３）が噛合い、歯車（１３）が歯車（１４）と噛合
い、歯車（１５）と歯車（１６）が噛合うことを特徴と
し、請求項５の発明は、歯車（１２）の直径は歯車（１
３）より大きく、歯車（１３）の直径は歯車（１４）よ
り大きく、そして歯車（１５）の直径は歯車（１４）と
歯車（１６）より大きいことを特徴とし、請求項６の発
明は、動力変換機（１）の第二入力端とバッテリー動力
システム（Ｂ）の出力端の間に、クラッチが設置されて
あることを特徴とし、請求項７の発明は、動力変換機
（１）の第一入力端と内燃機関動力システム（Ａ）の出
力端の間、すなわち変速機（５）の出力端と動力変換機
（１）の入力軸（１０）の間に、クラッチが設置される
ことを特徴とし、請求項８の発明は、歯車（１２）、歯
車（１３）、歯車（１４）、歯車（１５）と歯車（１
６）がすべて円柱歯車であることを特徴とする。

【０００７】上述の本発明の複合電気自動車は、動力変
換機がエンジンのクラッチのすぐ後ろに配置される従来
の複合電気自動車と異なり、動力変換機を内燃機関動力
システムの変速機と主減速機の間に配置することによ
り、シャーシにおけるバッテリー動力システムの合理的
配置を可能とし、よって内燃機関とバッテリーの多動力
システムを確実に実現し、従来の問題点を解決した。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【０００９】図３は本発明の複合電気自動車の典型的な
実施例の構造略図である。この複合電気自動車の実施例
は内燃機関動力システムＡ、バッテリー動力システム
Ｂ、動力変換機１と主減速機２を有する。内燃機関動力
システムＡは順に接続されるエンジン３、クラッチ４と
変速機５からなる。動力変換機１の第一入力端は変速機
５の出力と接続され、第二入力端はバッテリー動力シス
テムＢの出力に接続され、そして出力端は主減速機２の
入力端に接続される。バッテリー動力システムＢはバッ
テリー６、電力を受け、モーターとして働き、そして機
械エネルギーを受け、発電機として働くモーター／発電
機７、及びバッテリー６とモーター／発電機７の間に接
続され、それらの稼働状況を制御するコントローラから
なる。モーター／発電機７の出力端は動力変換機１の第
二入力端に接続される。コントローラはバッテリーがモ
ーター／発電機７に電力を供給し、自動車を駆動してい
るとき、需要に応じ、電力及び自動車の進行状況を制御
する。内燃機関動力システムが余った出力をバッテリー
６の電力に変換するときに、モーター／発電機７を発電
機状態とし、バッテリー６に充電をする。多種類のコン
トローラにより、実際状況に応じ、コンピュータを用い
て、適合するチップを製造し、上記機能を持たせる。

【００１０】本発明の実施例において、動力変換機１を
内燃機関の動力システムの変速機５と主減速機２の間に
配置することにより、モーター／発電機７がエンジン３
と変速機５を避け、自動車の伝動主軸２２とシャーシの
サイドメンバー２０の間に配置することが可能となり、
図３のようにエンジンに近接する側に配置することも、
図４のようにエンジン３から離れる側に配置することも
可能となる。それにより、車体が通常の自動車と同じ高
さの重心を得ることができ、内燃機関と電池の多動力シ
ステムを確実に実現することができるようになる。

【００１１】図５に示すように、本発明の複合電気自動
車の動力変換機１は以下のものを有する：内燃機関動力
入力軸１０及びバッテリー動力入力軸１１。入力軸１０
の一端が変速機５の出力と接続される。入力端１０の他
端は動力変換機１の出力端２３であり、主減速機２の入
力端に接続される。入力軸１０とバッテリー動力入力軸
１１は互いに平行で、伝動歯車群Ｃにより接続される。
本実施例において、伝動歯車群Ｃは歯車１２、歯車１
３、歯車１４、歯車１５と歯車１６を含む。歯車１２は
入力軸１０に配置し、歯車１３は軸１７に配置し、歯車
１４と歯車１５は軸１８に配置し、歯車１６は入力軸１
１に配置する。軸１７と軸１８はともに入力軸１０と入
力軸１１に平行である。歯車１２と歯車１３が噛合い、
歯車１３が歯車１４と噛合い、歯車１５と歯車１６が噛
合う。歯車１２の直径は歯車１３より大きく、歯車１３
の直径は歯車１４より大きく、そして歯車１５の直径は
歯車１４と歯車１６より大きい。歯車１２、歯車１３、
歯車１４、歯車１５と歯車１６はバッテリーを動力とし
て、自動車を駆動するとき、伝動と減速の機能を果た
し、モーター／発電機７からの動力を動力変換機１の出
力端２３に伝え、更に主減速機２に入力し、車輪を駆動
する。内燃器を動力として、自動車を駆動するとき、エ
ンジン３の動力はクラッチ４の結合により、変速機５に
伝えられ、更に動力変換機１の入力軸１０に入り、動力
変換機１の出力端２３から主減速機２に到達し、車輪を
駆動する。この二種類の動力システムは単独に使用して
もでき、同時に使用することもできる。その機能は動力
変換機１の操作により実現される。

【００１２】上記の動力変換機実施例のなかに、各回転
軸は互いに平行で、すべて円柱歯車を採用するので、動
力の伝動は安定である。また内燃機関動力入力軸１０と
バッテリー動力入力軸１１が互いに平行なので、モータ
ー／発電機７と伝動主軸２２の平行配置、そして主軸２
２とシャーシのサイドメンバー２０との間の配置に適
し、車体の正常高度を実現する。

【００１３】内燃機関を動力としたとき、エンジン３か
ら出力される動力の一部は、動力変換機１の出力端２３
より主減速機２に伝えられ、車輪を駆動する。その残り
は伝動歯車群Ｃよりモーター／発電機７の入力軸１１に
伝えられ、入力軸１１を反転させ、モーター／発電機を
発電機に変え、そしてコントローラを通じ、バッテリー
６に充電する。

【００１４】動力変換機１の第二入力端とバッテリー動
力システムＢの出力端の間に、すなわちモーター／発電
機７の出力端と入力端１１の間にクラッチを設置しても
よい。クラッチが離れている間、内燃機関動力のすべて
を自動車の駆動に使い、クラッチがつながっている間
は、需要により二種類の状況がある：内燃機関動力シス
テムとバッテリーシステムの共同駆動による自動車の進
行で、主に高速進行又は登り坂などに適する。もう一つ
は前述のように、内燃機関動力システムが自動車を駆動
すると同時に、余った出力でバッテリーの充電を行うこ
とである。

【００１５】動力変換機１の第一入力端と内燃機関動力
システムＡの出力端の間、すなわち変速機５の出力端と
動力変換機１の入力軸１０の間に、クラッチを設置する
ことが望ましい。内燃機関動力を使用中にこのクラッチ
をつなぎ、バッテリー動力を使用中にそれを離すことに
より、バッテリー動力入力変速機５の摩擦を防ぎ、電力
の無駄を防止することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明の複合動力電動自動車が以下の効
果を有する：都市部の排気制限地域を走行中、内燃機関
を停止、電動駆動を用い、そして都市の郊外又は高速道
路を走行中、自動車はほとんど等速走行をしていて、し
かも排気制限地域外なので、内燃機関による駆動を用
い、経済性を高める。また内燃機関が余った出力をモー
ター／発電機を通し、車載バッテリーを充電し、電力に
よる走行距離を延ばす。上り坂に差し掛かり、内燃機関
の出力が足らないときに、バッテリーによる動力を借
り、多動力駆動となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）と図１（ｃ）は、従来
のZL９９２１１２１６.８号中国実用新案特許に記載の
モーター／発電機のいくつかの配置形式の略図である。

【図２】従来のZL９９２１１２１６.８号中国実用新案
特許に記載の動力変換装置の内部構造図である。

【図３】本発明の複合電気自動車の動力変換機の典型的
な実施例の構造略図である。

【図４】本発明の複合電気自動車におけるモーター／発
電機の第二種配置方式の略図である。

【図５】本発明の動力変換機を他の複合電気自動車に用
いた典型的な実施例の全体構造略図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１４年１月１５日（２００２．１．１
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、内燃機関動力システム（Ａ）、バッテリー動力シス
テム（Ｂ）、動力変換機（１）と主減速機（２）を有す
る複合電気自動車であって、その内燃機関動力システム
（Ａ）は順に、接続されるエンジン（３）、クラッチ
（４）と変速機（５）からなり、動力変換機（１）の第
一入力端が変速機（５）の出力に接続され、動力変換機
（１）の第二入力端がバッテリー動力システム（Ｂ）の
出力に接続され、そして動力変換機（１）の出力端は主
減速機（２）の入力端に接続され、動力変換機（１）
は、内燃機関動力入力軸（１０）及びバッテリー動力入
力軸（１１）を有し、入力軸（１０）の一端が内燃機関
変速機の出力と接続され、入力軸（１０）の他端は動力
変換機の出力端（２３）であり、主減速機（２）の入力
端に接続され、入力軸（１０）とバッテリー動力入力軸
（１１）は互いに平行で、伝動歯車群（Ｃ）により接続
され、伝動歯車群（Ｃ）は、歯車（１２）、歯車（１
３）、歯車（１４）、歯車（１５）と歯車（１６）を有
し、歯車（１２）は入力軸（１０）に配置し、歯車（１
３）は軸（１７）に配置し、歯車（１４）と歯車（１
５）は軸（１８）に配置し、歯車（１６）は入力軸（１
１）に配置し、軸（１７）と軸（１８）はともに入力軸
（１０）とバッテリー動力入力軸（１１）に平行であ
り、歯車（１２）と歯車（１３）が噛合い、歯車（１
３）が歯車（１４）と噛合い、歯車（１５）と歯車（１
６）が噛合うことを特徴とし、請求項２の発明では、バ
ッテリー動力システム（Ｂ）は、バッテリー（６）、電
力を受けモーターとして働き、そして機械エネルギーを
受け発電機として働くモーター／発電機（７）、及びバ
ッテリー（６）とモーター／発電機（７）との間に接続
され、それらの稼働状況を制御するコントローラからな
り、モーター／発電機（７）の出力端は動力変換機
（１）の第二入力端に接続されることを特徴とし、請求
項３の発明では、歯車（１２）の直径は歯車（１３）よ
り大きく、歯車（１３）の直径は歯車（１４）より大き
く、そして歯車（１５）の直径は歯車（１４）と歯車
（１６）より大きいことを特徴とし、請求項４の発明
は、動力変換機（１）の第二入力端とバッテリー動力シ
ステム（Ｂ）の出力端の間に、クラッチが設置されてあ
ることを特徴とし、請求項５の発明は、動力変換機
（１）の第一入力端と内燃機関動力システム（Ａ）の出
力端の間、すなわち変速機（５）の出力端と動力変換機
（１）の入力軸（１０）の間に、クラッチが設置される
ことを特徴とし、請求項６の発明は、歯車（１２）、歯
車（１３）、歯車（１４）、歯車（１５）と歯車（１
６）がすべて円柱歯車であることを特徴とする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チュクアン リ 中華人民共和国，シェンツェン，フチァン ディストリクト，フジン ロード，ガン ドン ビャンファン ホテル， 10 フロ アー Ｆターム(参考） 3D035 AA06 CA19 3D039 AA02 AA03 AA04 AB27 AD02 AD23 AD53 5H115 PC06 PG04 PI16 PI22 PI29 PO02 PO06 PU01 PU22 PU23 PU25 QE03 QE04 RB08 SE08 UI32 UI36

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関動力システム（Ａ）、バッテリ
   ー動力システム（Ｂ）、動力変換機（１）と主変速機
   （２）を有する複合電気自動車であって、その内燃機関
   動力システム（Ａ）は順に、接続されるエンジン
   （３）、クラッチ（４）と変速機（５）からなり、動力
   変換機（１）の第一入力端が変速機（５）の出力に接続
   され、動力変換機（１）の第二入力端がバッテリー動力
   システム（Ｂ）の出力に接続され、そして動力変換機
   （１）の出力端は主減速機（２）の入力端に接続される
   ことを特徴とする複合電気自動車。
2. 【請求項２】 バッテリー動力システム（ｂ）は、バッ
   テリー（６）、電力を受けモーターとして働き、そして
   機械エネルギーを受け発電機として働くモーター／発電
   機（７）、及びバッテリー（６）とモーター／発電機
   （７）との間に接続され、それらの稼働状況を制御する
   コントローラからなり、モーター／発電機（７）の出力
   端は動力変換機（１）の第二入力端に接続されることを
   特徴とする請求項１記載の複合電気自動車。
3. 【請求項３】 動力変換機（１）が内燃機関動力入力軸
   （１０）及びバッテリー動力入力軸（１１）を有し、入
   力軸（１０）の一端が内燃機関変速機の出力と接続さ
   れ、入力軸（１０）の他端は動力変換機の出力端（２
   ３）であり、主減速機（２）の入力端に接続され、入力
   軸（１０）とバッテリー動力入力軸（１１）は互いに平
   行で、伝動歯車群（Ｃ）により接続されることを特徴と
   する請求項１記載の複合電気自動車。
4. 【請求項４】 伝動歯車群（Ｃ）は歯車（１２）、歯車
   （１３）、歯車（１４）、歯車（１５）と歯車（１６）
   を有し、歯車（１２）は入力軸（１０）に配置し、歯車
   （１３）は軸（１７）に配置し、歯車（１４）と歯車
   （１５）は軸（１８）に配置し、歯車（１６）は入力軸
   （１１）に配置し、軸（１７）と軸（１８）はともに入
   力軸（１０）とバッテリー動力入力軸（１１）に平行で
   あり、歯車（１２）と歯車（１３）が噛合い、歯車（１
   ３）が歯車（１４）と噛合い、歯車（１５）と歯車（１
   ６）が噛合うことを特徴とする請求項３記載の複合電気
   自動車。
5. 【請求項５】 歯車（１２）の直径は歯車（１３）より
   大きく、歯車（１３）の直径は歯車（１４）より大き
   く、そして歯車（１５）の直径は歯車（１４）と歯車
   （１６）より大きいことを特徴とする請求項４記載の複
   合電気自動車。
6. 【請求項６】 動力変換機（１）の第二入力端とバッテ
   リー動力システム（Ｂ）の出力端の間に、クラッチが設
   置されてあることを特徴とする請求項１記載の複合電気
   自動車。
7. 【請求項７】 動力変換機（１）の第一入力端と内燃機
   関動力システム（Ａ）の出力端の間、すなわち変速機
   （５）の出力端と動力変換機（１）の入力軸（１０）の
   間に、クラッチが設置されることを特徴とする請求項３
   記載の複合電気自動車。
8. 【請求項８】 歯車（１２）、歯車（１３）、歯車（１
   ４）、歯車（１５）と歯車（１６）がすべて円柱歯車で
   あることを特徴とする請求項４記載の複合電気自動車。