JPH03148331A - ハイブリッドエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分腎〉 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
、このトランスミッジシン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、トランスミッジ賛ン６のアウトプットシャ
フト９はデファレンシャル１◎を介して前輪１１に連結
されると共に、ペペルギフ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［続されている。また、乙のイグニッ
ションスイッチ１６はエンジン２０点火装置１１８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１が駆動してエンジンのクランクシャフト
３を回転さすると共に、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、トランスミッジシン６によってインプットシャ
フトフと１ウトプツトシャフト９を接続することで前Ｖ
ａ１１及び後輪１５に駆動力を伝達する。

く発明が解決しようとする！！題〉 このような従来のｗＡｌ！ｂ伝達装置を備えた自動車の
エンジンにあってはレシプロエンジンが一般的である。

このレシプ胃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動（往復動）しているため、その振
動、騒音が大きいというｗＲｌ［点があった。早朝や深
夜、あるいは静かな住宅街書ζ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、このレシプロエンジンの出力に対する発電効率は
あまー良くなく、ガソリンのもっている熱エネルギの１
５〜２５％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うで、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バッテ
リーを接続する一方、駆動輪に該駆動輪を直接駆動する
駆動モータを取付けると共に該駆動モータに燃料電池を
接続し、前記スタータモータと駆動モータとを選択的に
作動させるように切換えスイッチを設けたことを特徴と
するものである。

〈作　　　用〉 エンジンのスタータモータと駆動輪を駆動する駆動モー
タとを切換えスイッチによって選択的に作動させるよう
にしたことで、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エンジンの動力源をバッテリーと燃
料電池との同で簡単−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ｊｌｅ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
ではレシプセエンジンと燃料電池による電動モータとを
選択的の駆動させるようにしている。

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、ｒ４星型
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１ζ分類される。

燃料電池の構成は、一段的に、 θ燃料ｌ電解質ｌ酸化剤（−殻的に酸素）　１０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
の陽極へ送入する。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ζζ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る。

この燃料電池の発電効率は３０〜４５％程度とがりリン
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、大型化してしまう。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
ｔＩ４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にはイグニッシ
ョンスイッチ１６及びバッテリー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（よエンジン
２の点火装置！！１８に接続されている。

一方、ｌＩＩｔｈ輪としての前輪１１のデファレンシャ
ル１０にはデファレンシャルギ１２１が取付けられ、こ
のデファレンシャルギ１２１には駆動モータ２２の１１
６ギア２３が噛み合っている。この駆動モータ２２には
図示しない電磁クラッチが内蔵されてお秒、駆動ギア２
３の回転と駆動モータ２２の駆動を断切できるようにな
っている。

駆動モータ２２にはパワーコントローラを内蔵した燃料
電池制御器２４と燃料電池２５及びトランスミシ運ン６
のニュートラル位置検出器２６が接続されている。

そして、スタータモータ１及びイグニッションスイッチ
１６、バッテリー１１と、駆動モータ２２及び燃料電池
制御器２４、燃料電池２５、ニュートラル位置検出器２
６は並列的に切換えスイッチ２７に接続されて接地され
ている。

なお、ｆｆｉＬＩＷ池２５ばアイドル運転時や低速運転
時にスタータモータｌの動力源として使用するため、ス
タータモータ１の出力はフー５−程度でよく、燃料電池
２５０発電能力は４〜５ｋｗ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２５によって駆動モータ２２を作動させエンジンを
運転するには、切換えスイッチ２７によって駆動モータ
２２と燃料電池制御９２４及び燃料電池２５、ニュート
ラル位置検出器２６を接続させる。すると、ニュートラ
ル位置検出＠２６が作動してクラッチ６がニュートラル
状態であれば燃料電池制御１１２４によって燃料電池２
５が発電し、駆動モータ２２を駆動輪１１が駆動回転す
る。

なお、燃料電池２５の発電力は燃料電池制御器２４によ
って制御される。

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２５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２７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並びに点火装置１１Ｂを接続
する。そして、イグニッションスイッチ１６をＯＮにす
るとスタータモルリｌ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ジ
■−ン６及びデファレンシャルｌＯを介してｇ、１１１
輪１１に伝達されてこの駆動輪１１が駆動回転する。

こ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。

以上のように、早朝や深夜、あるいは静かな住宅街では
燃料電池２５によって駆動モータ２２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
はレシプロエンジンを運転することで大きな出力を得る
ことがてきる。

また、駆動モータ２２にはニュートラル位置検出Ｍ２６
が接続されているので、トランスミッション６がニュー
トラ−ル状態の時のみこのＩすＦモータ２２がＳ！勤す
る。従って、駆拗モータ２２の駆動時にはクランクシャ
ツ１−３及びスタータモータ１は作動をせず、この部分
での駆動損失がなくなる。

更に、レシプロエンジンの作動時には内部の電磁クラッ
チによって駆動モータ２２にはデファレンシャルギア２
１の駆動力は伝達されず、駆動力が損失することがない
。

なわ、上述の実施例において、本実施例のハイブリッド
エンジンを四輪ｗＡ１１車に用いて説明したが、前輪あ
るいは後ｔ＝駆動の二輪駆動車に適用ずろこともできる
。

〈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
スタータモータにバッテリーを接続する一方、駆動輪に
ｗＡ鋤モータを取付けると共に燃料電池を接続し、スタ
ータモータと駆動モータとを選択的に作動させるように
切換えスイ妄チを設けたので、周囲のｉＥ！Ｉｉｌや場
所、一時間などａご応じてエンジンの動力源を簡単に切
換えろことができ、それによって振励や騒音の低下並ぽ
いにエンジンの発電効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図１体発明の一実施例に係る八イブリッ′ドエンジ
ンの駆動概略図、第２図は燃料電池の概念図、第３図は
従来の四輪ｗＡＷｊＪ車の駆動概略図である。 図面中、 ｌはスタータモータ、 　　２はエンジン、 １６はイブニラシランスイッチ、 １７はバッテリー、　　 −１８は点火装置、 ２２は駆動モータ、 、２４ば燃料電池制御器、 ２５は燃料電池、 ２−６はニュートラル位置検出器、 ２７は切換えスイッチである。 −第１図　 ｒ−トニーｌｌ　　　　　ノロ　　　　ノフ　　ヅ７し
」、、　　Ｘ。 ｌ 　第２図 多孔性電極構成材口Ｍ八ｒ１　　 置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンに内蔵されたスタータモータにバッテリーを接
   続する一方、駆動輪に該駆動輪を直接駆動する駆動モー
   タを取付けると共に該駆動モータに燃料電池を接続し、
   前記スタータモータと駆動モータとを選択的に作動させ
   るように切換えスイッチを設けたことを特徴とするハイ
   ブリッドエンジン。