JP2009067207A - Amphibious vehicle - Google Patents

Amphibious vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2009067207A
JP2009067207A JP2007237066A JP2007237066A JP2009067207A JP 2009067207 A JP2009067207 A JP 2009067207A JP 2007237066 A JP2007237066 A JP 2007237066A JP 2007237066 A JP2007237066 A JP 2007237066A JP 2009067207 A JP2009067207 A JP 2009067207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
land
fuel cell
motor
amphibious vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007237066A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Narifumi Tojima
成文 遠嶋
Takashi Majima
隆司 真島
Yasuhito Tanaka
康仁 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2007237066A priority Critical patent/JP2009067207A/en
Publication of JP2009067207A publication Critical patent/JP2009067207A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an amphibious vehicle capable of enhancing efficiency of motive power as compared with the conventional art. <P>SOLUTION: The amphibious vehicle is provided with a fuel battery; a battery for charging/discharging the electric power generated by the fuel battery; a drive device for on-ground traveling for converting the electric power generated by the fuel battery or the electric power fed from the battery to driving electric power for on-ground traveling; an electric motor for on-ground traveling driven by the drive device for on-vehicle traveling; a wheel rotated/driven by the electric motor for on-ground traveling; a thrust generator for generating thrust by driving an electric motor for on-water navigation by the electric power generated by the fuel battery or the electric power fed from the battery; a steering device for on-ground traveling for setting a traveling direction at on-ground traveling; a steering device for on-water navigation for setting a navigation direction at on-water navigation; and a vehicle control part for activating the fuel battery when a terminal voltage of the battery exceeds a predetermined threshold value, whereas stopping the fuel battery when the terminal voltage is less than the predetermined threshold value. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、水上航行機能及び陸上走行機能を備えた水陸両用車に関する。   The present invention relates to an amphibious vehicle having a water navigation function and a land traveling function.

水陸両用車には種々のものが開発されているが、例えば下記特許文献1には、簡単な構成で軽量・小型の水陸両用車のパワートレイン構造を提供することを目的とし、水陸両用車両の前部にエンジンを横置きに配置し、エンジンの動力を前輪駆動軸またはこれに直交するスクリュー駆動軸に選択的あるいは同時に伝達するための切替機構をトランスミッションに設けることにより上記目的を達成する発明が開示されている。
また、水陸両用車については、このような特許文献1に開示されたものの他に、下記特許文献2〜7に種々の目的に即したものが開示されている。
特開平05−208605号公報 特開平09−136519号公報 特開平05−008621号公報 特開平05−024420号公報 特開2000−071704号公報 特開2004−306953号公報 特開2002−211223号公報
Various amphibious vehicles have been developed. For example, the following Patent Document 1 aims to provide a powertrain structure for a lightweight and small amphibious vehicle with a simple configuration. An invention that achieves the above object by arranging the engine horizontally at the front and providing a transmission with a switching mechanism for selectively or simultaneously transmitting the engine power to the front wheel drive shaft or the screw drive shaft orthogonal thereto. It is disclosed.
As for amphibious vehicles, in addition to those disclosed in Patent Document 1, the following Patent Documents 2 to 7 disclose ones for various purposes.
Japanese Patent Laid-Open No. 05-208605 JP 09-136519 A JP 05-008621 A Japanese Patent Laid-Open No. 05-024420 JP 2000-071704 A JP 2004-306953 A JP 2002-211123 A

しかしながら、上記従来の各種水陸両用車は、パワートレインの動力としての効率向上を目的(技術課題)とするものではなく、パワートレインの効率向上という技術課題について何らかの解決策を提供するものではない。
従来の水陸両用車は、レジャー用あるいは軍事用のものが多く、パワートレインの動力としての効率は、技術開発上、重要なテーマではなかった。しかしながら、例えば産業用途において、あるときには荷物の陸上運搬車両として使用し、また必要に応じて陸上運搬から切り替えて川や海等の水上運搬車両として水陸両用車を利用しようとした場合、パワートレインの効率は、極めて重要な開発テーマとなる。
However, the above-mentioned various amphibious vehicles are not intended to improve the efficiency of the powertrain power (technical problem), and do not provide any solution for the technical problem of improving the powertrain efficiency.
Conventional amphibious vehicles are often used for leisure or military purposes, and the efficiency of powertrain power has not been an important theme for technological development. However, for example, in industrial applications, if you want to use an amphibious vehicle as a water transport vehicle for rivers, seas, etc. Efficiency is a very important development theme.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、動力の効率を従来よりも向上させることが可能な水陸両用車を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at providing the amphibious vehicle which can improve the efficiency of motive power than before.

上記目的を達成するために、本発明では、第1の解決手段として、燃料電池と、該燃料電池が発生した電力を充放電するバッテリと、燃料電池が発生する電力あるいはバッテリから供給される電力を陸上走行用駆動電力に変換する陸上走行用駆動装置と、該陸上走行用駆動装置によって駆動される陸上走行用電動機と、該陸上走行用電動機によって回転駆動される車輪と、燃料電池が発生する電力あるいはバッテリから供給される電力によって水上航行用電動機を駆動することにより推力を発生する推力発生器と、陸上走行時の走行方向を設定する陸上走行用操舵装置と、水上航行時の航行方向を設定する水上航行用操舵装置と、バッテリの端子電圧が所定のしきい値を上回る場合は燃料電池を起動させる一方、端子電圧が所定のしきい値を下回る場合には燃料電池を停止させる車両制御部とを具備する、という手段を採用する。
第2の解決手段として、上記第1の手段において、推力発生器はポッド推進器である、という手段を採用する。
第3の解決手段として、上記第1または第2の手段において、単一の電動機を水上航行用電動機あるいは陸上走行用電動機として共用する、という手段を採用する。
第4の解決手段として、上記第1〜第3いずれかの手段において、共通のハンドルによって陸上走行用操舵装置と水上航行用操舵装置とを択一的に操作する、という手段を採用する。
In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solving means, a fuel cell, a battery for charging / discharging the power generated by the fuel cell, power generated by the fuel cell, or power supplied from the battery Is generated by a land driving device that converts the power into land driving power, a land motor that is driven by the land driving device, a wheel that is rotationally driven by the land motor, and a fuel cell. A thrust generator that generates thrust by driving a motor for water navigation with electric power or power supplied from a battery, a steering device for land travel that sets a travel direction during land travel, and a navigation direction during water travel If the terminal voltage of the water navigation steering device to be set and the battery terminal voltage exceeds a predetermined threshold value, the fuel cell is activated, while the terminal voltage exceeds the predetermined threshold value. It is provided with a vehicle control unit to stop the fuel cell, employing the means of the case to visit.
As a second solving means, a means is adopted in which the thrust generator is a pod propeller in the first means.
As a third solving means, a means is used in which the single electric motor is shared as the water navigation motor or the land driving motor in the first or second means.
As a fourth solving means, in any one of the first to third means, a means is used in which the land traveling steering device and the water navigation steering device are alternatively operated by a common handle.

本発明によれば、バッテリの端子電圧が所定のしきい値を上回る場合はバッテリの電力によって陸上走行用電動機あるいは水上航行用電動機を駆動し、一方、バッテリの端子電圧が所定のしきい値を下回る場合には、燃料電池を駆動してバッテリに充電すると共に燃料電池の電力によって陸上走行用電動機あるいは水上航行用電動機を駆動するので、エンジンの動力のみによって陸上走行用の動力及び水上航行用の動力を発生する従来のパワートレイン構造よりも動力の効率を向上させることができる。   According to the present invention, when the terminal voltage of the battery exceeds a predetermined threshold value, the motor for land driving or the water navigation motor is driven by the electric power of the battery, while the terminal voltage of the battery exceeds the predetermined threshold value. If it is lower, the fuel cell is driven to charge the battery, and the electric power of the fuel cell drives the motor for land travel or the water navigation motor, so the power for land travel and water navigation are driven only by the engine power. The power efficiency can be improved as compared with the conventional powertrain structure that generates power.

以下、図面を参照して、本発明の各実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係る水陸両用車Aの要部機能構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a main functional configuration of an amphibious vehicle A according to the first embodiment.

本水陸両用車Aは、この図に示すように車両本体A1、ポッド(POD)推進器A2及び当該ポッド推進器A2を車両本体A1の底に旋回自在に固定する旋回機構A3から構成されている。車両本体A1は、動力発生機能と陸上走行機能と主な機能とし、車体1、燃料電池2、バッテリ3、本体用インバータ4、本体用モータ5、ディファレンシャルギヤ6、後輪7、ハンドル8、連結機構9a,9b、前輪10及び車両制御装置11を備えている。一方、ポッド推進器A2は、水上を航行するための機能部(推力発生器)であり、POD筐体12、POD用インバータ13、POD用モータ14及びプロペラ15を備えている。   The amphibious vehicle A is composed of a vehicle main body A1, a pod (POD) propulsion device A2, and a turning mechanism A3 that pivotally fixes the pod propelling device A2 to the bottom of the vehicle main body A1, as shown in FIG. . The vehicle main body A1 has a power generation function, a land traveling function, and a main function. The vehicle body 1, the fuel cell 2, the battery 3, the main body inverter 4, the main body motor 5, the differential gear 6, the rear wheel 7, the handle 8, and the connection Mechanisms 9a and 9b, a front wheel 10 and a vehicle control device 11 are provided. On the other hand, the pod propulsion device A2 is a functional unit (thrust generator) for navigating on the water, and includes a POD housing 12, a POD inverter 13, a POD motor 14, and a propeller 15.

車体1は、本水陸両用車Aの基本的な支持構造体であり、他の各機能構成要素、つまり燃料電池2、バッテリ3、本体用インバータ4、本体用モータ5、ディファレンシャルギヤ6、後輪7、ハンドル8、連結機構9a,9b、前輪10及び車両制御装置11を支持するためのものである。燃料電池2は、車両制御装置11による制御の下で燃料としての水素を酸素と化学反応させることにより電力を発生する発電装置である。燃料電池2は、周知のように熱エネルギーという形態を経ることなく化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置であり、エンジンを用いて発電機を駆動する通常の発電システムに比べて発電効率が高い。   The vehicle body 1 is a basic support structure of the amphibious vehicle A, and other functional components, that is, a fuel cell 2, a battery 3, a main body inverter 4, a main body motor 5, a differential gear 6, a rear wheel. 7, the handle 8, the coupling mechanisms 9a and 9b, the front wheel 10 and the vehicle control device 11 are supported. The fuel cell 2 is a power generation device that generates electric power by chemically reacting hydrogen as fuel with oxygen under the control of the vehicle control device 11. As is well known, the fuel cell 2 is a device that converts chemical energy into electrical energy without going through a form of thermal energy, and has higher power generation efficiency than a normal power generation system that drives a generator using an engine.

バッテリ3は、負荷として接続された本体用インバータ4及びPOD用インバータ13の負荷状況に応じて上記燃料電池2から供給された直流電力を蓄電/放電するものであり、例えば鉛蓄電池、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池である。   The battery 3 stores / discharges the DC power supplied from the fuel cell 2 according to the load status of the main body inverter 4 and the POD inverter 13 connected as loads. For example, a lead storage battery, a nickel metal hydride battery Or it is a lithium ion battery.

本体用インバータ4は、車両制御装置11による制御の下で上記燃料電池2から供給される直流電力あるいは/及びバッテリ3から供給される直流電力を交流の陸上走行用駆動電力に変換し、当該駆動電力によって本体用モータ5を駆動する駆動装置である。本体用モータ5は、本体用インバータ4から供給される陸上走行用駆動電力によって後輪7(ディファレンシャルギヤ6を介して)を回転駆動する陸上走行用電動機であり、例えば三相ブラシレスDCモータである。   The main body inverter 4 converts the DC power supplied from the fuel cell 2 or / and the DC power supplied from the battery 3 under the control of the vehicle control device 11 into AC land driving power, and drives It is a drive device which drives the motor 5 for a main body with electric power. The main body motor 5 is a land traveling electric motor that rotationally drives the rear wheels 7 (via the differential gear 6) by the land traveling driving power supplied from the main body inverter 4, and is, for example, a three-phase brushless DC motor. .

ディファレンシャルギヤ6は、複数の歯車を組み合わせて構成された動力伝達機構(差動歯車)であり、本体用モータ5の駆動力を左右の後輪7に個別に伝達する。後輪7は、左右一対からなる駆動輪であり、ディファレンシャルギヤ6を介して本体用モータ5から伝達される動力によって回転する。ハンドル8は、本水陸両用車Aの陸上走行方向及び水上航行方向を設定するために運転者によって操作されるものであり、連結機構9aを介して前輪10に接続されると共に、連結機構9bを介して旋回機構A3に接続される。   The differential gear 6 is a power transmission mechanism (differential gear) configured by combining a plurality of gears, and individually transmits the driving force of the main body motor 5 to the left and right rear wheels 7. The rear wheel 7 is a pair of left and right drive wheels, and is rotated by power transmitted from the main body motor 5 via the differential gear 6. The steering wheel 8 is operated by the driver to set the land traveling direction and the water navigation direction of the amphibious vehicle A, and is connected to the front wheel 10 via the coupling mechanism 9a and the coupling mechanism 9b. To the turning mechanism A3.

連結機構9aは、ハンドル8と前輪10との機械的な接続をON/OFFするものであり、車両制御装置11によって制御される。すなわち、連結機構9aは、本水陸両用車Aが陸上を走行する場合は、ON状態、つまりハンドル10と前輪10とを機械的に接続する状態に設定され、本水陸両用車Aが水上を航行する場合には、OFF状態、つまりハンドル8と前輪10との機械的な接続を乖離する状態に設定される。   The coupling mechanism 9 a turns on / off the mechanical connection between the handle 8 and the front wheel 10 and is controlled by the vehicle control device 11. That is, when the amphibious vehicle A travels on land, the coupling mechanism 9a is set to an ON state, that is, a state in which the handle 10 and the front wheel 10 are mechanically connected, and the amphibious vehicle A sails on the water. In this case, it is set to an OFF state, that is, a state in which the mechanical connection between the handle 8 and the front wheel 10 is deviated.

連結機構9bは、ハンドル8と旋回機構A3との機械的な接続をON/OFFするものであり、上記連結機構9aと同様に車両制御装置11によって制御される。すなわち、連結機構9aは、上記連結機構9aとは逆に制御されるものであり、本水陸両用車Aが陸上を走行する場合は、OFF状態、つまりハンドル10と旋回機構A3との機械的な接続を乖離する状態に設定され、本水陸両用車Aが水上を航行する場合には、ON状態、つまりハンドル8と旋回機構A3とを機械的に接続する状態に設定される。   The connection mechanism 9b turns on / off the mechanical connection between the handle 8 and the turning mechanism A3, and is controlled by the vehicle control device 11 in the same manner as the connection mechanism 9a. That is, the connecting mechanism 9a is controlled in reverse to the connecting mechanism 9a, and when the amphibious vehicle A travels on land, the mechanical state between the handle 10 and the turning mechanism A3 is in an OFF state. When the amphibious vehicle A sails on the water, it is set to an ON state, that is, a state in which the handle 8 and the turning mechanism A3 are mechanically connected.

前輪10は、車体1に回転自在に取り付けられると共に上記ハンドル8の操作に応じて車体1に対する向きが設定されるものである。このような前輪10は、本水陸両用車Aの陸上走行時における走行方向を設定する陸上走行用操舵装置である。   The front wheel 10 is rotatably attached to the vehicle body 1 and has an orientation with respect to the vehicle body 1 according to the operation of the handle 8. Such a front wheel 10 is a land travel steering device that sets a travel direction when the amphibious vehicle A travels on land.

続いて、POD筐体12は、水上航行時において喫水線下に位置するポッド推進器A2の推進抵抗を極力低減する形状、例えば円筒状かつ先端部及び後端部が緩やかに縮径する形状に形状設定されており、旋回機構A3を介して車体1の底部に収納自在に取り付けられている。また、このようなPOD筐体12の先端部には、図示するようにプロペラ15が取り付けられている。   Subsequently, the POD housing 12 has a shape that reduces the propulsion resistance of the pod thruster A2 located below the water line as much as possible during water navigation, for example, a shape that is cylindrical and has a gradually reduced diameter at the front and rear ends. It is set and is removably attached to the bottom of the vehicle body 1 via the turning mechanism A3. In addition, a propeller 15 is attached to the tip of the POD housing 12 as shown in the figure.

旋回機構A3は、ハンドル8の操作に基づいてポッド推進器A2の車体1に対する向き、つまりプロペラ15の回転面に直行する向きでPOD筐体12の中心軸線方向(推進方向)を設定する水上航行用操舵装置である。   The swivel mechanism A3 sets the central axis direction (propulsion direction) of the POD housing 12 in the direction of the pod propulsion device A2 with respect to the vehicle body 1 based on the operation of the handle 8, that is, the direction orthogonal to the rotation surface of the propeller 15. This is a steering device for use.

POD用インバータ13は、車両制御装置11による制御の下で上記燃料電池2から供給される直流電力あるいは/及びバッテリ3から供給される直流電力を交流の水上航行用駆動電力に変換し、当該水上航行用駆動電力によってPOD用モータ14を駆動する駆動装置である。POD用モータ14は、上記POD用インバータ13から供給される水上航行用駆動電力によってプロペラ15を回転駆動する水上航行用電動機であり、例えば三相ブラシレスDCモータである。プロペラ15は、回転によって推力を発生させて水上において本水陸両用車Aを推進させる。   The POD inverter 13 converts the DC power supplied from the fuel cell 2 and / or the DC power supplied from the battery 3 under the control of the vehicle control device 11 into AC water navigation driving power. This is a drive device for driving the POD motor 14 by the driving power for navigation. The POD motor 14 is a water navigation electric motor that rotationally drives the propeller 15 with the water navigation drive power supplied from the POD inverter 13, and is, for example, a three-phase brushless DC motor. The propeller 15 generates thrust by rotation to propel the amphibious vehicle A on the water.

車両制御装置11は、本水陸両用車Aの全体動作を制御するものである。この車両制御装置11は、例えばバッテリ3の端子電圧に基づく燃料電池2の起動制御、運転員の操作指示に基づく連結機構9a,9bの切替制御、運転員の操作指示に基づく本体用インバータ4及びPOD用インバータ13の作動制御及び同じく運転員の操作指示に基づくポッド推進器A2の車体1内への収納制御、等を行う。   The vehicle control device 11 controls the overall operation of the amphibious vehicle A. The vehicle control device 11 includes, for example, start-up control of the fuel cell 2 based on the terminal voltage of the battery 3, switching control of the coupling mechanisms 9a and 9b based on the operator's operation instruction, main body inverter 4 based on the operator's operation instruction, and Operation control of the POD inverter 13 and storage control of the pod propulsion device A2 in the vehicle body 1 based on operation instructions from the operator are performed.

次に、このように構成された本水陸両用車Aの動作について詳しく説明する。
本水陸両用車Aが陸上走行する場合、上記車両制御装置11は、ポッド推進器A2を車体1内に収納させ、また連結機構9aをON状態かつ連結機構9bをOFF状態に設定し、またPOD用インバータ13を停止状態として本体用インバータ4のみを作動させる。この結果、本水陸両用車Aは、ポッド推進器A2が後輪7及び前輪10の地面に対する接地を阻害しない状態となり、運転者によるハンドル8の操作によって走行方向が設定され、また後輪7に本体用モータ5が発生した動力が伝達される状態となる。
Next, the operation of the amphibious vehicle A thus configured will be described in detail.
When the amphibious vehicle A travels on land, the vehicle control device 11 stores the pod propulsion device A2 in the vehicle body 1, sets the coupling mechanism 9a to the ON state and the coupling mechanism 9b to the OFF state, and also sets the POD. Only the main body inverter 4 is operated with the inverter 13 in a stopped state. As a result, in the amphibious vehicle A, the pod propulsion device A2 does not block the grounding of the rear wheels 7 and the front wheels 10 with respect to the ground, and the traveling direction is set by the operation of the handle 8 by the driver. The power generated by the main body motor 5 is transmitted.

そして、車両制御装置11は、バッテリ3の端子電圧が所定のしきい値を上回る場合(つまり、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されている場合)、燃料電池2を停止状態とし、バッテリ3から本体用インバータ4に直流電力を供給させる。本体用インバータ4は、このようにしてバッテリ3から供給される直流電力を交流の陸上走行用駆動電力に変換して本体用モータ5に供給することにより、当該本体用モータ5を駆動して回転動力を発生させる。そして、この本体用モータ5の回転動力がディファレンシャルギヤ6を介して後輪7に伝達されることにより当該後輪7が回転し、この結果、本水陸両用車Aは陸上を走行する。   When the terminal voltage of the battery 3 exceeds a predetermined threshold value (that is, when the battery 3 is sufficiently charged by the fuel cell 2), the vehicle control device 11 stops the fuel cell 2 and 3 to supply DC power to the inverter 4 for the main body. The main body inverter 4 drives the main body motor 5 to rotate by converting the DC power supplied from the battery 3 in this way to AC land driving power and supplying it to the main body motor 5. Generate power. Then, the rotational power of the main body motor 5 is transmitted to the rear wheel 7 via the differential gear 6, whereby the rear wheel 7 rotates. As a result, the amphibious vehicle A travels on land.

一方、車両制御装置11は、バッテリ3の端子電圧が所定のしきい値を下回る場合(つまり、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されていない場合)には、燃料電池2を起動してバッテリ3に直流電力を供給(充電)させると共に本体用インバータ4に直流電力を供給して本体用モータ5を駆動させる。この結果、後輪7は、燃料電池2の電力に基づいて本体用モータ5が発生した動力によって回転する。   On the other hand, the vehicle control device 11 activates the fuel cell 2 when the terminal voltage of the battery 3 falls below a predetermined threshold value (that is, when the battery 3 is not sufficiently charged by the fuel cell 2). DC power is supplied (charged) to the battery 3 and DC power is supplied to the main body inverter 4 to drive the main body motor 5. As a result, the rear wheel 7 is rotated by the power generated by the main body motor 5 based on the electric power of the fuel cell 2.

すなわち、本水陸両用車Aは、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されている場合は、バッテリ3から本体用インバータ4に供給される直流電力に基づいて陸上を走行し、一方、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されていない場合には、燃料電池2の電力に基づいて陸上を走行する。   That is, the amphibious vehicle A travels on land based on DC power supplied from the battery 3 to the main body inverter 4 when the battery 3 is sufficiently charged by the fuel cell 2, while the battery 3 When the fuel cell 2 is not sufficiently charged, the vehicle travels on land based on the power of the fuel cell 2.

ところで、本水陸両用車Aが水上航行する場合、上記車両制御装置11は、ポッド推進器A2を車体1の底部から下方に突出させ、また連結機構9aをOFF状態かつ連結機構9bをON状態に設定し、また本体用インバータ4を停止状態としてPOD用インバータ13のみを作動させる。この結果、本水陸両用車Aは、水上航行が可能な状態となり、運転者によるハンドル8の操作によって航行方向が設定され、またプロペラ15に動力が伝達される状態となる。   By the way, when the amphibious vehicle A sails on the water, the vehicle control device 11 causes the pod propulsion device A2 to protrude downward from the bottom of the vehicle body 1, and the coupling mechanism 9a is turned off and the coupling mechanism 9b is turned on. Further, the main body inverter 4 is stopped and only the POD inverter 13 is operated. As a result, the amphibious vehicle A is in a state where it can sail on the water, the navigation direction is set by the operation of the handle 8 by the driver, and power is transmitted to the propeller 15.

そして、車両制御装置11は、バッテリ3の端子電圧が所定のしきい値を上回る場合(つまり、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されている場合)、燃料電池2を停止状態とし、バッテリ3からPOD用インバータ13に直流電力を供給させる。POD用インバータ13は、このようにしてバッテリ3から供給される直流電力を交流の陸上走行用駆動電力に変換してPOD用モータ14に供給することにより、当該POD用モータ14を駆動して回転動力を発生させる。そして、このPOD用モータ14の回転動力によってプロペラ15が回転することにより、本水陸両用車Aは水上を航行する。   When the terminal voltage of the battery 3 exceeds a predetermined threshold value (that is, when the battery 3 is sufficiently charged by the fuel cell 2), the vehicle control device 11 stops the fuel cell 2 and 3 to supply DC power to the POD inverter 13. The POD inverter 13 drives the POD motor 14 to rotate by converting the DC power supplied from the battery 3 in this way to AC land driving power and supplying it to the POD motor 14. Generate power. Then, as the propeller 15 is rotated by the rotational power of the POD motor 14, the amphibious vehicle A sails on the water.

一方、車両制御装置11は、バッテリ3の端子電圧が所定のしきい値を下回る場合(つまり、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されていない場合)、には、燃料電池2を起動してバッテリ3に直流電力を供給(充電)すると共にPOD用インバータ13に直流電力を供給してPOD用モータ14を駆動させる。この結果、プロペラ15は、燃料電池2の電力に基づいてPOD用モータ14が発生した動力によって回転する。   On the other hand, the vehicle control device 11 activates the fuel cell 2 when the terminal voltage of the battery 3 falls below a predetermined threshold (that is, when the battery 3 is not sufficiently charged by the fuel cell 2). Then, DC power is supplied (charged) to the battery 3 and DC power is supplied to the POD inverter 13 to drive the POD motor 14. As a result, the propeller 15 is rotated by the power generated by the POD motor 14 based on the electric power of the fuel cell 2.

すなわち、本水陸両用車Aは、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されている場合は、バッテリ3からPOD用インバータ13に供給される直流電力に基づいて水上を航行し、一方、バッテリ3が燃料電池2によって十分に充電されていない場合には、燃料電池2の電力に基づいて水上を航行する。   That is, the amphibious vehicle A sails on the water based on the DC power supplied from the battery 3 to the POD inverter 13 when the battery 3 is sufficiently charged by the fuel cell 2. Is not sufficiently charged by the fuel cell 2, it travels on the water based on the power of the fuel cell 2.

このような第1実施形態によれば、バッテリ3の端子電圧が所定のしきい値を上回る場合は、燃料電池2を停止させてバッテリ3の電力によって本体用モータ5あるいはPOD用モータ14を駆動し、一方、バッテリ3の端子電圧が所定のしきい値を下回る場合には、燃料電池2の電力をバッテリ3に充電すると共に燃料電池2の電力によって本体用モータ5あるいはPOD用モータ14を駆動するので、燃料電池2の動力のみによって陸上走行及び水上航行する従来の水陸両用車のパワートレイン構造よりも動力の効率を向上させることが可能であり、よって燃費を向上させることができる。
また、推進器としてポッド推進器A2を採用しているので、水上での旋回が容易である。
According to the first embodiment, when the terminal voltage of the battery 3 exceeds a predetermined threshold value, the fuel cell 2 is stopped and the main body motor 5 or the POD motor 14 is driven by the power of the battery 3. On the other hand, when the terminal voltage of the battery 3 falls below a predetermined threshold value, the power of the fuel cell 2 is charged into the battery 3 and the main body motor 5 or the POD motor 14 is driven by the power of the fuel cell 2. Therefore, it is possible to improve the power efficiency over the powertrain structure of the conventional amphibious vehicle that travels on land and sails on the water only by the power of the fuel cell 2, and thus the fuel efficiency can be improved.
Further, since the pod propulsion device A2 is adopted as the propulsion device, turning on the water is easy.

〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態について説明する。
図2は、第2実施形態に係る水陸両用車Bの要部機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、本水陸両用車Bは、上述した第1実施形態の水陸両用車Aからポッド推進器A2を削除する一方、クラッチ16,17及びプロペラ18を備え、また旋回機構A3に代えて舵19を連結機構9bに接続したものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a main functional configuration of an amphibious vehicle B according to the second embodiment. As shown in this figure, the amphibious vehicle B is provided with clutches 16 and 17 and a propeller 18 while removing the pod propulsion device A2 from the amphibious vehicle A of the first embodiment described above. Instead, the rudder 19 is connected to the coupling mechanism 9b.

クラッチ16は、本体用モータ5とディファレンシャルギヤ6との間に設けられ、車両制御装置11による制御に基づいて両者の連結/乖離を行う。クラッチ17は、本体用モータ5とプロペラ18との間に設けられ、車両制御装置11による制御に基づいて両者の連結/乖離を行う。プロペラ18は、車体1の後端に設けられ、舵19はプロペラ18の後方に回動自在に設けられている。すなわち、本水陸両用車Bは、プロペラ18の推力により水上を航行すると共に、舵19によって航行方向が設定される。   The clutch 16 is provided between the main body motor 5 and the differential gear 6, and performs connection / disengagement between the two based on control by the vehicle control device 11. The clutch 17 is provided between the main body motor 5 and the propeller 18, and performs connection / disengagement between the two based on control by the vehicle control device 11. The propeller 18 is provided at the rear end of the vehicle body 1, and the rudder 19 is rotatably provided behind the propeller 18. That is, the amphibious vehicle B navigates on the water by the thrust of the propeller 18 and the navigation direction is set by the rudder 19.

このような本水陸両用車Bが陸上走行する場合、車両制御装置11は、連結機構9aをON状態かつ連結機構9bをOFF状態に設定し、またクラッチ16を接続状態かつクラッチ17を乖離状態とする。この結果、本水陸両用車Bは、運転者によるハンドル8の操作によって走行方向が設定され、またプロペラ18には動力が伝達されず後輪7のみに動力が伝達されるので、陸上走行が可能となる。   When such an amphibious vehicle B travels on land, the vehicle control device 11 sets the coupling mechanism 9a to the ON state and the coupling mechanism 9b to the OFF state, and sets the clutch 16 to the connected state and the clutch 17 to the disengaged state. To do. As a result, the amphibious vehicle B has its traveling direction set by the driver's operation of the handle 8, and power is not transmitted to the propeller 18 but is transmitted only to the rear wheels 7, so that it can travel on land. It becomes.

一方、本水陸両用車Bが水上航行する場合、車両制御装置11は、連結機構9aをOFF状態かつ連結機構9bをON状態に設定し、またクラッチ16を乖離状態かつクラッチ17を接続状態とする。この結果、本水陸両用車Bは、運転者によるハンドル8の操作によって舵19の向きが指定されることにより航行方向が設定されると共にプロペラ18に動力が伝達されることにより、水上航行が可能となる。   On the other hand, when the amphibious vehicle B sails on the water, the vehicle control device 11 sets the coupling mechanism 9a to the OFF state and the coupling mechanism 9b to the ON state, and sets the clutch 16 to the disengaged state and the clutch 17 to the connected state. . As a result, the amphibious vehicle B is capable of navigating on the water by setting the direction of the rudder 19 by designating the direction of the rudder 19 by operating the steering wheel 8 by the driver and transmitting the power to the propeller 18. It becomes.

このような本水陸両用車Bによれば、上述した第1実施形態の効果に加えて、本体用モータ5が発生する動力のみによって陸上走行と水上航行を行うので構成が簡単であり、よって重量を軽減することができるので燃費の向上を図ることができる。   According to such an amphibious vehicle B, in addition to the effects of the first embodiment described above, the configuration is simple because the land traveling and the water navigation are performed only by the power generated by the main body motor 5, and thus the weight is reduced. Therefore, fuel consumption can be improved.

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
(1)上記各実施形態では、プロペラ15,18が発生する推力によって水上を航行するように構成したが、プロペラ15,18に代えてウォータージェット推進器を備える構成としても良い。
(2)上記各実施形態では、燃料電池2が発生した電力を蓄電あるいは放電する電源装置としてバッテリ3を用いたが、このバッテリ3に代えて大容量キャパシタを用いても良い。
(3)上記各実施形態では、モータとディファレンシャルギヤとを直接連結させたが、両者の間にトランスミッションを挿入することが好ましい。
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In each of the above embodiments, the propellers 15 and 18 are configured to sail on the water by the thrust generated. However, the propellers 15 and 18 may be replaced with a water jet propulsion unit.
(2) In each of the above embodiments, the battery 3 is used as a power supply device that stores or discharges the electric power generated by the fuel cell 2, but a large-capacity capacitor may be used instead of the battery 3.
(3) In each of the above embodiments, the motor and the differential gear are directly connected, but it is preferable to insert a transmission between them.

本発明の第1実施形態に係わる水陸両用車Aの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the amphibious vehicle A concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係わる水陸両用車Bの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the amphibious vehicle B concerning 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

A,B…水陸両用車、A1,B1…車両本体、A2…ポッド推進器、A3…旋回機構、1…車体、2…燃料電池、3…バッテリ、4…本体用インバータ、5…本体用モータ、6…ディファレンシャルギヤ、7…後輪、8…ハンドル、9a,9b…連結機構、10…前輪、11…車両制御装置、12…POD筐体、13…POD用インバータ、14…POD用モータ、15,18…プロペラ、16,17…クラッチ、19…舵   A, B ... Amphibious vehicle, A1, B1 ... Vehicle body, A2 ... Pod propulsion device, A3 ... Turning mechanism, 1 ... Vehicle body, 2 ... Fuel cell, 3 ... Battery, 4 ... Body inverter, 5 ... Body motor , 6 ... differential gear, 7 ... rear wheel, 8 ... handle, 9a, 9b ... coupling mechanism, 10 ... front wheel, 11 ... vehicle control device, 12 ... POD housing, 13 ... inverter for POD, 14 ... motor for POD, 15, 18 ... propeller, 16, 17 ... clutch, 19 ... rudder

Claims (4)

燃料電池と、
該燃料電池が発生した電力を充放電するバッテリと、
前記燃料電池が発生する電力あるいは前記バッテリから供給される電力を陸上走行用駆動電力に変換する陸上走行用駆動装置と、
該陸上走行用駆動装置によって駆動される陸上走行用電動機と、
該陸上走行用電動機によって回転駆動される車輪と、
前記燃料電池が発生する電力あるいは前記バッテリから供給される電力によって水上航行用電動機を駆動することにより推力を発生する推力発生器と、
陸上走行時の走行方向を設定する陸上走行用操舵装置と、
水上航行時の航行方向を設定する水上航行用操舵装置と、
前記バッテリの端子電圧が所定のしきい値を上回る場合は前記燃料電池を起動させる一方、前記端子電圧が所定のしきい値を下回る場合には前記燃料電池を停止させる車両制御部と
を具備することを特徴とする水陸両用車。
A fuel cell;
A battery for charging and discharging electric power generated by the fuel cell;
A land drive device that converts power generated by the fuel cell or power supplied from the battery into land drive power; and
An electric motor for land travel driven by the land travel drive device;
Wheels that are rotationally driven by the motor for land travel;
A thrust generator that generates thrust by driving a water navigation electric motor with electric power generated by the fuel cell or electric power supplied from the battery;
A land-use steering device that sets the travel direction during land travel;
A water navigation steering device for setting a navigation direction during water navigation;
A vehicle control unit that activates the fuel cell when the terminal voltage of the battery exceeds a predetermined threshold value, and stops the fuel cell when the terminal voltage falls below a predetermined threshold value. An amphibious vehicle characterized by that.
前記推力発生器は、ポッド推進器であることを特徴とする請求項1記載の水陸両用車。   The amphibious vehicle according to claim 1, wherein the thrust generator is a pod propulsion device. 単一の電動機を前記水上航行用電動機あるいは前記陸上走行用電動機として共用することを特徴とする請求項1または2記載の水陸両用車。   The amphibious vehicle according to claim 1 or 2, wherein a single electric motor is shared as the water navigation motor or the land driving motor. 単一のハンドルによって陸上走行用操舵装置と水上航行用操舵装置とを択一的に操作することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の水陸両用車。
The amphibious vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein a land steering steering device and a water navigation steering device are selectively operated by a single handle.
JP2007237066A 2007-09-12 2007-09-12 Amphibious vehicle Pending JP2009067207A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007237066A JP2009067207A (en) 2007-09-12 2007-09-12 Amphibious vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007237066A JP2009067207A (en) 2007-09-12 2007-09-12 Amphibious vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009067207A true JP2009067207A (en) 2009-04-02

Family

ID=40603934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007237066A Pending JP2009067207A (en) 2007-09-12 2007-09-12 Amphibious vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009067207A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010269764A (en) * 2009-05-25 2010-12-02 Universal Tokki Kk Control system for amphibious vehicle
WO2014077193A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-22 三菱重工業株式会社 Amphibious vehicle
CN105539035A (en) * 2015-12-14 2016-05-04 云南玉溪汇龙科技有限公司 Multi-terrain electric vehicle

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003081191A (en) * 2001-09-13 2003-03-19 Yanmar Co Ltd Power generating and propelling system for ship
JP2003148202A (en) * 2001-11-06 2003-05-21 Toyota Motor Corp Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP2004524204A (en) * 2001-02-01 2004-08-12 ギブズ テクノロジーズ リミテッド Amphibious vehicle
JP2004260905A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Yanmar Co Ltd Hybrid system
JP2005071797A (en) * 2003-08-25 2005-03-17 Toyota Motor Corp Fuel cell system and vehicle
JP2006007937A (en) * 2004-06-24 2006-01-12 National Maritime Research Institute Contra-rotating pod propeller ship
JP2006056458A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Yamaha Marine Co Ltd Electric propeller
JP2006522711A (en) * 2003-04-11 2006-10-05 エービービー・オーワイ Method and apparatus for controlling a ship
JP2007503360A (en) * 2003-05-19 2007-02-22 ギブズ テクノロジーズ リミテッド Propulsion system for amphibious vehicles

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004524204A (en) * 2001-02-01 2004-08-12 ギブズ テクノロジーズ リミテッド Amphibious vehicle
JP2003081191A (en) * 2001-09-13 2003-03-19 Yanmar Co Ltd Power generating and propelling system for ship
JP2003148202A (en) * 2001-11-06 2003-05-21 Toyota Motor Corp Air-fuel ratio control device for internal combustion engine
JP2004260905A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Yanmar Co Ltd Hybrid system
JP2006522711A (en) * 2003-04-11 2006-10-05 エービービー・オーワイ Method and apparatus for controlling a ship
JP2007503360A (en) * 2003-05-19 2007-02-22 ギブズ テクノロジーズ リミテッド Propulsion system for amphibious vehicles
JP2005071797A (en) * 2003-08-25 2005-03-17 Toyota Motor Corp Fuel cell system and vehicle
JP2006007937A (en) * 2004-06-24 2006-01-12 National Maritime Research Institute Contra-rotating pod propeller ship
JP2006056458A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Yamaha Marine Co Ltd Electric propeller

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010269764A (en) * 2009-05-25 2010-12-02 Universal Tokki Kk Control system for amphibious vehicle
WO2014077193A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-22 三菱重工業株式会社 Amphibious vehicle
JP2014097742A (en) * 2012-11-15 2014-05-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Amphibious vehicle
US9381907B2 (en) 2012-11-15 2016-07-05 Mitsubishi Heavy Industry, Ltd. Amphibious vehicle
CN105539035A (en) * 2015-12-14 2016-05-04 云南玉溪汇龙科技有限公司 Multi-terrain electric vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5107987B2 (en) Marine propulsion device
US20100144219A1 (en) Marine Vessel Hybrid Propulsion System
JP5518383B2 (en) Electric propulsion system for small ships
JP4445089B2 (en) Ship propulsion device
US8727820B2 (en) Hybrid drive system for a ship
JP6994103B2 (en) Ship propulsion system
JP6202709B2 (en) Amphibious vehicle
JP5584750B2 (en) Electric propulsion ship control system and electric propulsion ship
JP5217314B2 (en) Amphibious vehicle
JP5217315B2 (en) Amphibious vehicle
US7353768B1 (en) Underwater vehicle propulsion and power generation
JP2013513351A (en) Electric charging system separated from load by wind power
JP5217304B2 (en) Amphibious vehicle
US20180022419A1 (en) Engine room arrangement for a marine vessel
JP2009067207A (en) Amphibious vehicle
KR101261867B1 (en) Pod type propulsion device and ship with the same
WO2010012223A1 (en) Generator motor and electric automobile, electric ship
JP2013147186A (en) Hybrid propulsion ship
CN1948083A (en) Wind electric power ship
CN110920846B (en) Motor-based sailing boat driving device
TWM342955U (en) Self charging motorcycle with transforming device capable of storing electric energy
KR101110685B1 (en) A ship with an accommodation and a steering and propelling device at the bow part
CN212423430U (en) Combined type contra-rotating propeller electric propulsion system
JP2017109665A (en) Power transmission for ship
JP7405705B2 (en) ship

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100722

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120221

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120402

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120918