【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
本発明は２種類の動力源を選択的に用いたハイブリッド
エンジンに関するものである。
〈従来の技術〉
第３図に従来の四輪駆動車の駆動概略図を示す。
同図に示すように、スタータモータ１を内蔵したエンジ
ン２のクランクシャフト３にはフライホィール４が取付
けられている。そして、スタータモータ１の駆動ギア５
はフライホィール４の外周部と噛み合っている。一方、
エンジン２に隣接してトランスミッション６が設けられ
、このトランスミッション６のインプットシャフトフと
フライホィール４との間にはクラッチ８が設けられてい
る。そして、トランスミッション６の１ウトブツ トシ
ャ７１−９はデファレンシャル１０を介して前輪１１に
連結されると共に、ベペルギフ１２．１３及びデファレ
ンシャル１４を介して後輪１５に連結されている。
前述したスタータモータ１にはイグニッションスイッチ
１６が接続され、このイグニッションスイッチ１６には
バッテリー１７が接続されている。また、このイグニッ
ションスイッチ１６はエンジン２の点火装置１８にも接
続されている。
而して、イグニッションスイッチ１６をＯＮにするとス
タータモータｌが駆動してエンジンのクランクシャフト
３を回転させろと共に、点火装置１８を作動させること
によってエンジン２を駆動する。そして、クラッチ８を
つなぎ、トランスミツジルン６によってインプットシャ
フトフとアウトプットシャフト９を接続することで前輪
１１及び後輪１５に駆動力を伝達する。
〈発明が解決しようとする課題〉
このような従来の駆動伝達装置を備えた自勤車のエンジ
ンにあってはレシプロエンジンが一般的である。乙のレ
シプロエンジンはガソリンを燃料とし、シリンダ内でピ
ストンが上下Ｉｌｌ（往復動）しているため、その振動
、騒音が大きいという問題点があった。早朝や深夜、あ
るいは静かな住宅街にあってはこの振動、騒音が外部に
もれ、騒音公害を招いてしまう。
また、このレージプロエンジンの出力に対する発電効率
はあまり良くなく、ガソリンのもっている熱エネルギの
１５〜２５％程度しか変換することができない。
本発明はこのような問題点を解決するものであって、振
動や騒音の低下及び発電効率の向上を図ったハイブリッ
ドエンジンを提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上述の目的を達成するための本発明のハイブリッドエン
ジンは、エンジンに内蔵されたスタータモータに切換え
スイッチを介してバッテリー及び燃料電池を選択的に接
続したことを特徴とするものである。
く作 用〉
エンジンのスタータモータに切換えスイッチを介してバ
ッテリー及び燃料電池を選択的に接続したことで、この
切換えスイッチの操作によってエンジンの用途に応じて
スータータモータの動力源を簡単に切換えることができ
る。
く実 施 例〉
第１図に本発明の一実施例に係るハイブリッドエンジン
の駆動概略図、第２図に燃料電池の概念図を示す。なお
、従来と同一の機能を有する部材には同一の符号を付し
て重複する説明は省略する。
ハイブリッドエンジンとは、２種類以上の動力源を組合
せることでそれぞれの長所を生かし、欠点を補って総合
的に効率を高めるようにするものである。本実施例では
レシプロエンジンと燃料電池による電動モータとを選択
的の＋ｉｇｅさせろようにしている。
まず、燃料電池について説明する。燃料電池は、燃料の
持つ化学エネルギ、即ち、燃焼エネルギを等温のもとで
、連続的且つ静止状態で直接電気エネルギに変換する変
換システムである。
この燃料電池はその運転温度によって低温型、高温型に
分類され、また、電解質によってアルカリ型、リン酸型
、溶融炭酸塩型、固体電解質型に分類される。
燃料電池の構成は、一般的に、
θ燃料ｌ電解質１酸化剤（一般的に酸素）１ｅと表すこ
とができる。
即ち、第２図に示すように、例えば、メタノールなどを
改質して燃料としての改質ガスを燃料電池の陰極へ送入
する。一方、空気から酸化剤を構成してこれを陽極へ送
入する。
すると、電解液及び燃料、酸化剤がそれぞれ仕切られた
多孔性電極構成材の内部で接触し、その接触線の付近の
ある幅を持った帯の上で電子教授反応が起きて電力が発
生する。
このように燃料電池に燃料及び酸化剤を連続的に供給す
ることで所用量の発電が行われろ。
この燃料電池の発電効率は３０〜４５％程度とガソリン
より′も高い。ところが、この燃料電池はガソリンエン
ジン程度の出力を得よ−うとすると、大を化してしまう
。従って、本実施例ではアイドル運転時や低速運転時で
は燃料電池を動力源としてスタータモータを駆動してエ
ンジンを運転する一方、高速運転時ではガソリンを用い
てエンジンを運転するようにしている。
第１図に示すように、スタータモータ１には切換えスイ
ッチ２１が接続されている。この切換えスイッチ２１に
はイグニッションスイッチ１Ｇとバッテリー１７が接続
されろと共に、これと並列にパワーコントローラを内蔵
した燃料電池制御器２２と燃料電池２３が接続されてい
る。また、切換えスイッチ２１にはこの切換えスイッチ
２１によってイグニッションスイッチ１６と接続する点
火装置１８が接続されている。
なお、燃料電池２３はアイドル運転時や低速運転時にス
タータモータ１の動力源として使用するため、スタータ
モータｌの出力は７．５ｐｓ程度でよく、燃料電池２３
の発電能力は４〜５ ｋｗ程度の小型のもので良い。
而して、上述したハイブリッドエンジンにおいて、燃料
電池２３によってスタータモータ１を作動させエンジン
を運転するには、切換えスイッチ２１によってスタータ
モータ１と燃料電池制御器２２及び燃料電池２３を接続
させろ。すると、燃′＃４電池制御Ｎ２２によって燃料
電池２３が発電し、スタータモータ１を駆動することで
エンジン２が運転されろ。
従って、この駆動力がトランスミッション６及びデファ
レンシャル１０を介して駆動輪１１に伝達されてこの駆
動輪１１が駆動回転する。
なお、燃料電池２３の発電力は燃料電池制御器２２によ
ってｉｉ制御されろ。
乙のとき、レシプロエンジンの点火装置１８は作動せず
、従って、燃焼室内での爆発も起こらず、それによる振
動や騒音も発生せず、低公害である。また、メタノール
などを燃料とした燃料電池２３を動力源としているため
ガソリンに変わる資源として省エネルギ化が図れ、この
ときの発電効率もレシプロエンジンに比べて高い。
一方、レシプロエンジンを運転するには、切換えスイッ
チ２１によってスタータモータ１とイグニッションスイ
ッチ１６、バッテリー１７並びに点火装ｇ１１８を接続
する。そして、イグニッションスイッチ１６をＯＮにす
るとスタータモータ１が駆動すると−共に点火装置１８
が作動してエンジン２が運転される。
従って、クランクシャフト３の駆動力がトランスミッシ
ョン６及びデファレンシャル１０を介して駆動輪１１に
伝達されてこの駆動輪１１が駆動回転する。
乙のときは従来同様にガソリン及びバッテリーを動力源
としているため高出力を得るこ−とができる。
以−ヒのように、早引や深夜、あるいは静かな住宅街で
は燃料電池２３によってスタータモータ１を作動させエ
ンジンを運転することでエンジン２の大きな振動や騒音
などの発生を防止することができる。また、高速道路な
どでζよレシプロエンジンを運転することで大きな出力
を得ることができる。
なお、上述の実施例において、一本実施例のハイブリッ
ドエンジンを四輪駆動車に用いて説明したが、前輪ある
いは後輪駆動の二輪駆動車に適用することもできろ。
〈発明の効果〉
以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明のハ
イブリッドエンジンによれば、エンジンに内蔵されたス
タータモータに切換えスイッチを介してバッテリー及び
燃料電池を選択的に接続したので、周囲の環境や場所、
時局などに応じて、エンジンの動力源を簡単に切換える
ことができそれによって振動や騒音の低下並びにエンジ
ンの発電効率の向上を図ることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a hybrid engine that selectively uses two types of power sources. <Prior Art> FIG. 3 shows a schematic diagram of the drive of a conventional four-wheel drive vehicle. As shown in the figure, a flywheel 4 is attached to a crankshaft 3 of an engine 2 having a starter motor 1 built therein. Then, the drive gear 5 of the starter motor 1
meshes with the outer periphery of the flywheel 4. on the other hand,
A transmission 6 is provided adjacent to the engine 2, and a clutch 8 is provided between the input shaft of the transmission 6 and the flywheel 4. An output shaft 71-9 of the transmission 6 is connected to the front wheels 11 via a differential 10, and is also connected to a rear wheel 15 via a gear shift 12.13 and a differential 14. An ignition switch 16 is connected to the starter motor 1 described above, and a battery 17 is connected to the ignition switch 16. Further, this ignition switch 16 is also connected to an ignition device 18 of the engine 2. When the ignition switch 16 is turned on, the starter motor 1 is driven to rotate the crankshaft 3 of the engine, and the ignition device 18 is activated to drive the engine 2. Then, by connecting the clutch 8 and connecting the input shaft and output shaft 9 through the transmission 6, driving force is transmitted to the front wheels 11 and the rear wheels 15. <Problems to be Solved by the Invention> A reciprocating engine is generally used as an engine for a personal vehicle equipped with such a conventional drive transmission device. Since the reciprocating engine of B uses gasoline as fuel and the piston moves up and down (reciprocating motion) within the cylinder, there was a problem in that the vibration and noise were large. Early in the morning or late at night, or in a quiet residential area, this vibration and noise can leak outside and cause noise pollution. In addition, the power generation efficiency of this RAGEPRO engine is not very good, and only about 15 to 25% of the thermal energy of gasoline can be converted. The present invention is intended to solve these problems, and aims to provide a hybrid engine that reduces vibration and noise and improves power generation efficiency. Means for Solving the Problems> A hybrid engine of the present invention for achieving the above object is characterized in that a battery and a fuel cell are selectively connected to a starter motor built into the engine via a changeover switch. That is. Function: By selectively connecting a battery and a fuel cell to the starter motor of the engine via a changeover switch, the power source of the starter motor can be easily switched according to the application of the engine by operating the changeover switch. Can be done. Embodiments FIG. 1 is a schematic diagram of driving a hybrid engine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram of a fuel cell. It should be noted that members having the same functions as those of the prior art are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted. A hybrid engine is a hybrid engine that combines two or more types of power sources to take advantage of their respective strengths and compensate for their weaknesses, thereby increasing overall efficiency. In this embodiment, the reciprocating engine and the electric motor using the fuel cell are selectively activated. First, fuel cells will be explained. A fuel cell is a conversion system that directly converts the chemical energy of fuel, ie, combustion energy, into electrical energy continuously and stationary under isothermal conditions. Fuel cells are classified into low-temperature type and high-temperature type depending on their operating temperature, and are also classified into alkaline type, phosphoric acid type, molten carbonate type, and solid electrolyte type depending on the electrolyte. The configuration of a fuel cell can generally be expressed as: θ fuel 1 electrolyte 1 oxidizer (generally oxygen) 1 e. That is, as shown in FIG. 2, for example, methanol or the like is reformed and the reformed gas as a fuel is sent to the cathode of the fuel cell. On the other hand, an oxidizing agent is formed from air and is fed to the anode. Then, the electrolyte, fuel, and oxidizer come into contact inside the partitioned porous electrode component, and an electron reaction occurs on a band with a certain width near the contact line, generating electricity. . By continuously supplying the fuel and oxidizer to the fuel cell in this way, the required amount of power can be generated. The power generation efficiency of this fuel cell is about 30 to 45%, which is higher than gasoline. However, if this fuel cell were to produce an output comparable to that of a gasoline engine, it would become bulky. Therefore, in this embodiment, the engine is operated by driving the starter motor using the fuel cell as a power source during idle operation or low-speed operation, while the engine is operated using gasoline during high-speed operation. As shown in FIG. 1, a changeover switch 21 is connected to the starter motor 1. As shown in FIG. The ignition switch 1G and the battery 17 are connected to the changeover switch 21, and a fuel cell controller 22 having a built-in power controller and a fuel cell 23 are connected in parallel thereto. Further, the changeover switch 21 is connected to an ignition device 18 which is connected to the ignition switch 16 through the changeover switch 21 . Note that since the fuel cell 23 is used as a power source for the starter motor 1 during idling or low-speed operation, the output of the starter motor 1 may be approximately 7.5 ps, and the fuel cell 23
The power generation capacity of a small power generator of about 4 to 5 kW is sufficient. In the hybrid engine described above, in order to operate the starter motor 1 using the fuel cell 23 to operate the engine, the starter motor 1, the fuel cell controller 22, and the fuel cell 23 should be connected by the changeover switch 21. Then, the fuel cell 23 generates electricity by the fuel cell #4 control N22, and the engine 2 is operated by driving the starter motor 1. Therefore, this driving force is transmitted to the driving wheels 11 via the transmission 6 and the differential 10, and the driving wheels 11 are driven to rotate. Note that the power generated by the fuel cell 23 is controlled by the fuel cell controller 22. At the time of B, the ignition device 18 of the reciprocating engine does not operate, so no explosion occurs in the combustion chamber, and no vibration or noise is generated thereby, resulting in low pollution. Furthermore, since the power source is a fuel cell 23 using methanol or the like as a fuel, it can be used as an alternative resource to gasoline and can save energy, and the power generation efficiency at this time is also higher than that of a reciprocating engine. On the other hand, to operate the reciprocating engine, the changeover switch 21 connects the starter motor 1, the ignition switch 16, the battery 17, and the ignition device g118. Then, when the ignition switch 16 is turned on and the starter motor 1 is driven, the ignition device 18 is activated.
is activated and engine 2 is operated. Therefore, the driving force of the crankshaft 3 is transmitted to the driving wheels 11 via the transmission 6 and the differential 10, and the driving wheels 11 are driven to rotate. In the case of B, high output can be obtained because the power source is gasoline and a battery as before. As shown in Fig. 2, by starting the starter motor 1 and operating the engine using the fuel cell 23, it is possible to prevent the generation of large vibrations and noise from the engine 2 in early hours, late at night, or in quiet residential areas. . In addition, large output can be obtained by driving the reciprocating engine on highways etc. In the above-mentioned embodiment, the hybrid engine of the present embodiment was explained using a four-wheel drive vehicle, but it may also be applied to a two-wheel drive vehicle with front wheel or rear wheel drive. <Effects of the Invention> As described above in detail with reference to the embodiments, according to the hybrid engine of the present invention, the battery and the fuel cell are selectively connected to the starter motor built in the engine via the changeover switch. Therefore, the surrounding environment and location,
The power source of the engine can be easily switched depending on the situation, thereby reducing vibration and noise and improving the power generation efficiency of the engine.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本発明の一実施例に係るハイブリッドエンジン
の１＠動概略図、第２図は燃料電池の概念図、第３図は
従来の四輪駆動車の駆動概略図である。
図面中、
１はスタータモータ、
２はエンジン、
１６はイグニッションスイッチ、
１７はバッテリー、
１８は点火装置、
２１は切換えスイッチ、
２２は燃料電池制御器、
２３は燃料電池である。FIG. 1 is a schematic diagram of a hybrid engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram of a fuel cell, and FIG. 3 is a schematic diagram of a conventional four-wheel drive vehicle. In the drawings, 1 is a starter motor, 2 is an engine, 16 is an ignition switch, 17 is a battery, 18 is an ignition device, 21 is a changeover switch, 22 is a fuel cell controller, and 23 is a fuel cell.