JPH03148332A

JPH03148332A - ハイブリッドエンジン

Info

Publication number: JPH03148332A
Application number: JP1283052A
Authority: JP
Inventors: Masaji Tanaka; 正司田中; Fumio Morimune; 森棟　文夫; Hiroki Nimura; 弘樹仁村; Junichi Noguchi; 順一野口
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1989-11-01
Filing date: 1989-11-01
Publication date: 1991-06-25

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】く産業上の利用分費〉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ジ讐ン６が設けられ
、このトランスミッジ璽ン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のアウトプットシャ
フト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、ベベルギフ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Ｍ１８にも接
続されている。

面して、イグニッシ謬ンスイツチ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を回転させると共に、点火装置１１ｇを作動させるこ
とによってエンジン２をｌＩＩＩＩする。そして、クラ
ッチ８をつなぎ、トランスミッジ曹ン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。

く発明が解決しようとする課題〉乙のような従来のｌ［ｌｌｂ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動（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乙の振動、騒音が外部
にもれ、騒音公害を招１１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
あまり良くなく、ガソリンのもっている熱エネルギの１
５〜２５％程度しか変換する乙とができない。

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乙とを目的とする。

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、エンジンに電磁クラッチを介してトランスミッ
ションを連結すると共に該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ｌＩｌ
ｌＩモータに燃料電池及び電磁クラッチ制御器を接続し
、前記スタータモータと駆勤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。

く作　　　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そエン
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。

また、駆動モータには電磁クラッチ＠ｌｌｌｌが接続さ
れることでこの駆動モータの駆動−にエンジンは駆動せ
ず、駆動損失が低減される。

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
、従来と同一め機能を有する前輪には同一の符号を付し
て重複する説明は省略すも。

ハイブリッドエンジンとをｆ、２１１ｇ以上の動力源を
ｉｌ合せると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、燃焼工事ルギを等温のもと
で、連続的且つ静止状態で直接電気エネルギに変換する
変換システムでふる。

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１電解質ｌ酸化剤（一般的に酸素）ｌ■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。

乙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。

乙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
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にはイグニッシ
ョン一スィッチ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はエンジン
２の点火装ｆｉ１８に接続されている。また、エンジン
２とトランスミッション６との間には電磁クラッチ２１
が接続され、乙の電磁クラッチ２１には電磁クラッチ制
御器２２が接続されている。

一方、駆動輪としての前輪１１のデファレンシャル１０
にはデファレンシャルギア２３が取付けられ、このデフ
ァレンシャルギ１２３には駆動モータ２４の駆動ギ１２
５が噛み合っている。この駆動モータ２４には図示しな
い電磁クラッチが内蔵されており、駆動ギア２５の回転
と駆動モータ２４の駆動を断切できるようになっている
。

駆動モータ２４は電磁クラッチ制御器２２に接続され、
更に、パワーコントローラを内蔵した燃料電池制御器２
６及び燃料電池２７に接続されている。

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、バジテリ−１７と、駆動モータ２４、電磁クラッ
チ制御器２２、燃料電池制御器２６、燃料電池２７は並
列的に切換えスイッチ２８に接続されて接地されている
。

また、電磁クラッチ制御器２２にはクラッチペダル２９
に接続され、トランスミツシロン６を作動させるときに
エンジン２とトランスミッション６とを断切できるよう
になっている。

なお、燃料電池２７は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７．５μｓ程度でよく、燃料電池２５
０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２１によって駆動モータ２４を作動させエンジンを
運転するには、切換えスイッチ２８によって駆動モータ
２４と電磁クラッチ制御器２ｚ及び燃料電池制御器２６
２Ｂ、燃料電池２７を接続させる。すると、電磁クラッ
チ制御＠２２によって電磁クラッチ２１を断切した後に
燃料電池制御器２４によって燃料電池２５が発電し、駆
動モータ２４を駆動することでデファレンシャルギ１２
３を介して駆動輪１１が駆動回転する。なお、燃料電池
２７の発電力は燃料電池制御器２６によって制御されろ
。

このとき、レシプロエンジンの点火ｉ置ｉｓ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２７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２８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１１８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［１ｇが
作動してエンジン２が運転される。

従って、電磁クラッチ２１を接続することでクランクシ
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１０ｅ介り、て駆動輪１１に伝達され、このｍ
ｅ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２７によって駆動モータ２４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ＩｉｌＩ＋や騒
音などの発生を防止する乙とができる。また、高速道路
などてはレシプＵ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。

また、駆動モータ２４には電磁クラッチ制御ｆｌＪ２２
が接続されているので、乙の駆動モータ２４のｌｌｌｌ
ＩＩ時には電磁クラッチ２１を断切状態とする乙とでク
ランクシャフト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ＩｇｉＴｏモータ２２にはデフアレンシャ
ルギ１２１の駆動力は伝達されず、ｌ［動力が損失する
ことがない。

なお、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ＷｊＡＩＩＩ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、エンジンに電磁クラッチ
を介してトランスミッションを連結すると共にスタータ
モータにバッテリーを接続する一方、駆動輪にｍ動モー
タを取付けると共に燃料電池及び電磁クラッチ制御器を
接続し、スタータモータと＊＊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ので、周囲の環境
や場所、時間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。

また、ｌＩ！勤モータには電磁クラッチｌＩＩＩｊ審が
接続されているので、この駆動モータの駆動時にはエン
ジンが駆動せず、駆動損失を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

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ｌ［勤概略図、第２図は燃料電池の概念図、第３図は
従来の四輪ＴｊｊＡＩＩＩ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はイグニツシ璽ンスイッチ、１７ばバッテリー、　　　　１８は点火装置、２１は電磁スイッチ、２２は電磁クラッチ制御器、２４は駆動モータ、２６は燃料電池制御器、２７は！料電池、２８は切換えスイッチである〇

Claims

【特許請求の範囲】

エンジンに電磁クラッチを介してトランスミッションを
連結すると共に該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
料電池及び電磁クラッチ制御器を接続し、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。