JPH0970105A - Hybrid vehicle - Google Patents

Hybrid vehicle

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JPH0970105A
JPH0970105A JP22402795A JP22402795A JPH0970105A JP H0970105 A JPH0970105 A JP H0970105A JP 22402795 A JP22402795 A JP 22402795A JP 22402795 A JP22402795 A JP 22402795A JP H0970105 A JPH0970105 A JP H0970105A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
fuel
cylinder
generator
Prior art date
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Application number
JP22402795A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawamura
英男 河村
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/686,645 priority patent/US5881559A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the fuel consumption of a hybrid vehicle and reduce harmful matters from the exhaust gas of the vehicle and weight of the vehicle by providing a fuel collision base in an auxiliary combustion chamber which is formed at the center of the head section of a piston and has a central communicating hole and a plurality of radial communicating holes through which flames are jetted toward a cylinder and constituting the radial communicating holes in heat insulation structures together with the cylinder and piston. SOLUTION: A central communicating hole 31 which corresponds to a fuel injection nozzle 21 installed to a cylinder 20 and a plurality of radial communicating holes 32 which are formed in oblique radial directions toward the internal surface of a cylinder head liner 27 are opened to the upper part of an auxiliary combustion chamber 30 buried in the central part of the top section of a piston 40. At the center of the chamber 30, a fuel collision base 33 having a top face perpendicular to the fuel injecting direction of the nozzle 21 is formed. The chamber 30 is fitted to the piston 40 and has a heat insulating gasket and an air layer 44. The nozzle 21 which is installed to the cylinder head 28 and supplies fuel is covered with a heat insulator 22 for thermal insulation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
に関し、特に内燃エンジンにより発電された電力を用い
て電動機で車両を駆動する新しい車両システムの構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a structure of a new vehicle system in which an electric motor drives a vehicle using electric power generated by an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在自動車と云えば、化石燃料を用いた
内燃エンジンを原動機としたものを主に指しているが、
この種の自動車は内燃エンジンの熱効率が改善されて来
たものの環境上問題となるエミッションを良くして更な
る効率の向上を図ろうとする努力が続けられている。一
方、化石燃料の供給が極めて厳しい状況になると、再生
産の効くメタノール、エタノール等をエネルギー源とし
て利用しなければならない事態に至る。この様な事態は
地球規模で考えると極めて近い将来にあると考えられ再
生産の効く燃料である、メタノールやエタノールとする
案が急浮上し、欧米等で一部実用化されているが、これ
らの機関はすべて現在使用されている冷却機構を持つ内
燃エンジンをベースとしているので、該燃料の気化が良
好に行われず、また燃焼も良く行われないと云う不都合
がある。
2. Description of the Related Art At present, automobiles mainly refer to those that use an internal combustion engine that uses fossil fuel as a prime mover.
Although the thermal efficiency of the internal combustion engine of this type of vehicle has been improved, efforts are being made to improve the emission which is an environmental problem and to further improve the efficiency. On the other hand, when the supply of fossil fuels becomes extremely severe, it becomes necessary to use methanol, ethanol, etc., which can be effectively reproduced, as an energy source. Such a situation is considered to be in the very near future on a global scale, and the proposal to use methanol or ethanol, which is a fuel that can be effectively reproduced, has rapidly emerged and has been partially put into practical use in Europe and the United States. Since all of the engines are based on an internal combustion engine having a cooling mechanism that is currently used, there is a disadvantage in that the fuel is not vaporized well and combustion is not performed well.

【0003】また、ピストン往復動の内燃エンジンの回
転数ートルク特性を勘案したとき、低速でのトルクが小
さく中速が大きく、高速が小さい特性を持つエンジンで
はこれを搭載した車両には変速機とクラッチ機構が必須
の構成となり、これらの重量が大きいばかりでなくスペ
ースも大きくなり、車両全体の重量と容積が大きくな
る。
Further, in consideration of the rotational speed-torque characteristics of an internal combustion engine with reciprocating pistons, an engine having the characteristics of a low torque at a low speed, a large medium speed and a small high speed is a transmission equipped on a vehicle equipped with the engine. The clutch mechanism becomes an indispensable structure, and not only the weight of these is large, but also the space is large, and the weight and volume of the entire vehicle are large.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来な
いし現在の車両は、燃費も悪く、有害物質を排気ガス中
に多く含むという欠点を有しているほか、車両全体の重
量が大きいという欠点を有しているが、本願発明はこの
ような従来の欠点を解消しようとするものであって、そ
の目的は、内燃エンジンを搭載する車両において、燃費
を向上させるだけでなく排気ガス中の有害物質をできう
る限り減少させることができ、かつ車両全体の重量も現
在の車両と比較して大幅に減少させることができるよう
な新規な車両を提供しようとするものである。
As described above, the conventional or current vehicles have the drawbacks of low fuel consumption, large amounts of harmful substances in exhaust gas, and large weight of the entire vehicle. Although it has a drawback, the present invention is intended to solve such a conventional drawback, and an object thereof is to improve fuel efficiency in a vehicle equipped with an internal combustion engine, and It is an object of the present invention to provide a new vehicle in which harmful substances can be reduced as much as possible and the weight of the entire vehicle can be significantly reduced as compared with the current vehicles.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の如き発
明の目的を達成するために、本発明は、副燃焼室をピス
トンに持ち、燃料噴射ノズルをシリンダヘッドに配置
し、前記噴射ノズルからの噴射燃料が副室の上部に明け
られた小径の中央連通孔を通って噴霧されると共に、内
部に燃料衝突台を有し周囲を断熱構造に形成された副燃
焼室と、前記副燃焼室に発生した火炎をシリンダ側面壁
方向に拡散する放射連通孔をピストン頭部に複数個設け
るとともに、シリンダ、シリンダ上面部の燃焼室外側を
断熱構造により形成した内燃エンジンと、前記内燃エン
ジンの出力軸に接続された発電機と、前記発電機により
電力を供給され車輪を駆動する電動機と、前記内燃エン
ジンの排気ガス中に含まれる排気エネルギーを電力とし
て回収するエネルギー回収手段と、車両の発電電動機で
発生した瞬発的余剰電力を瞬時に蓄電し、該電気系に電
力を放出する第1の蓄電手段と、前記発電機で発生した
余剰電力を冗長的に蓄電し、該電気系に電力を冗長的に
放出する第2の蓄電手段と、車両内の電気系で駆動され
前記内燃エンジンを過給する過給手段と、電力周波数、
電流を前記電動機の特性に応じて制御する制御装置と、
を具備することを特徴とする電気駆動と内燃エンジン駆
動によるハイブリッド車両を提供する。
In order to achieve the above-mentioned object of the present invention, the present invention has a sub-combustion chamber in a piston, a fuel injection nozzle arranged in a cylinder head, and the injection nozzle The fuel injected from is sprayed through the central communication hole of small diameter opened in the upper part of the sub-chamber, and the sub-combustion chamber has a fuel collision table inside and the periphery is formed in a heat insulating structure, and the sub-combustion. An internal combustion engine in which a plurality of radiating communication holes for diffusing the flame generated in the chamber toward the side wall of the cylinder are provided in the piston head, and the outside of the combustion chamber of the cylinder and the upper surface of the cylinder is formed by a heat insulating structure, and the output of the internal combustion engine. A generator connected to the shaft, an electric motor supplied with electric power from the generator to drive wheels, and energy for recovering exhaust energy contained in exhaust gas of the internal combustion engine as electric power. Recovery means, first power storage means for instantaneously storing instantaneous surplus power generated by the generator motor of the vehicle and discharging the power to the electric system, and redundant power storage for surplus power generated by the generator. Second power storage means for redundantly discharging electric power to the electric system, supercharging means for supercharging the internal combustion engine driven by an electric system in a vehicle, and a power frequency,
A control device for controlling current according to the characteristics of the electric motor,
A hybrid vehicle driven by an electric drive and an internal combustion engine is provided.

【0006】また、前記内燃エンジンは出力軸の両端に
負荷の発電機の接続が自在であり、排気回収装置として
はタービンに接続された発電機が接続され、燃料エネル
ギーを十分に回収することが出来る。前記内燃エンジン
はアルコールで作動し、前記内燃エンジンの吸、排気弁
は電磁力により駆動され、前記内燃エンジンのピストン
ヘッド部分に設けられた副燃焼室はピストンヘッドの中
央部分に形成され、前記内燃エンジンの燃料ポンプは電
磁駆動の燃料ポンプであるとともに各気筒にそれぞれ設
けられ動作中の気筒にのみ燃料を燃料分配装置を設けた
ことにより供給を行う。そして、前記内燃エンジンは複
数の気筒を有し、エンジン負荷により作動する気筒数が
制御され、各気筒は最高の燃費領域で運転される。また
前記内燃エンジンの出力軸には、出力軸の回転センサと
負荷センサが設けられ、少なくとも該内燃エンジンの前
記気筒数制御と前記吸、排気弁の動作タイミング制御は
前記回転センサの信号により制御されるものである。
In the internal combustion engine, a load generator can be freely connected to both ends of the output shaft, and a generator connected to a turbine is connected as an exhaust gas recovery device to sufficiently recover fuel energy. I can. The internal combustion engine operates on alcohol, the intake and exhaust valves of the internal combustion engine are driven by electromagnetic force, and the auxiliary combustion chamber provided in the piston head portion of the internal combustion engine is formed in the central portion of the piston head. The fuel pump of the engine is an electromagnetically driven fuel pump, and fuel is supplied only to the operating cylinders by providing a fuel distribution device in each cylinder. The internal combustion engine has a plurality of cylinders, the number of cylinders operating by the engine load is controlled, and each cylinder is operated in the highest fuel consumption range. An output shaft rotation sensor and a load sensor are provided on the output shaft of the internal combustion engine, and at least the cylinder number control and the intake / exhaust valve operation timing control of the internal combustion engine are controlled by signals of the rotation sensor. It is something.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図1は本発明に係るハイブリ
ッド車両の全体構成図である。図1において、1は車両
を示す。車両1には通常の車両のように4個の車輪2が
互いに独立して軸承されている。各車輪の回転軸3には
電動機4が結合されており、この電動機4により車輪2
が駆動される。これら電動機4は、通常永久磁石式の同
機電動機が使用され、供給する電力をインバータを介し
て交流周波数を可変にして回転数を制御するものである
が、供給電力を直流とし、直流直巻電動機を使用した場
合その制御が簡単になる。車両1には内燃エンジン5が
搭載されている。該内燃エンジン5はメタノールやエタ
ノールを燃料とし、いわゆるアルコール燃料を用いた断
熱型の内燃エンジンであるが、構造の詳細は後述する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hybrid vehicle according to the present invention. In FIG. 1, 1 indicates a vehicle. The vehicle 1 has four wheels 2 which are supported independently of each other as in a normal vehicle. An electric motor 4 is coupled to a rotating shaft 3 of each wheel, and the electric motor 4 causes the wheel 2 to rotate.
Is driven. These electric motors 4, which are usually permanent magnet type electric motors, are used to control the rotation speed by changing the AC frequency of the supplied electric power through an inverter. If you use, it will be easier to control. An internal combustion engine 5 is mounted on the vehicle 1. The internal combustion engine 5 is an adiabatic internal combustion engine that uses methanol or ethanol as a fuel and uses a so-called alcohol fuel, and the details of the structure will be described later.

【0008】内燃エンジン5の排気系には、ターボチャ
ージャ6が設けられ、そのタービン7は内燃エンジン5
の排気マニホールド8a後流の排気管8に接続され、そ
のコンプレッサ9はその吸気管10に接続されている。
タービン7とコンプレッサ9とを結合する回転軸には、
これによって駆動されまたは駆動する電動発電機11が
結合されている。タービン7の下流には、排気管8bを
介して該タービン7から排出される排気ガスにより回転
駆動されるタービン12が接続されており、このタービ
ン12には発電機13が結合されていて、該発電機13
はタービン12により駆動される。また、10aは吸気
マニホールドである。
A turbocharger 6 is provided in the exhaust system of the internal combustion engine 5, and its turbine 7 is a turbine 7.
The exhaust manifold 8a is connected to the exhaust pipe 8 downstream thereof, and the compressor 9 thereof is connected to the intake pipe 10.
The rotating shaft connecting the turbine 7 and the compressor 9 has
The motor generator 11 driven or driven by this is coupled. A turbine 12 that is rotatably driven by exhaust gas discharged from the turbine 7 is connected downstream of the turbine 7 through an exhaust pipe 8b, and a generator 13 is coupled to the turbine 12 and the turbine 12 is connected to the turbine 12. Generator 13
Are driven by turbine 12. Further, 10a is an intake manifold.

【0009】内燃エンジン5の出力軸5aには主発電機
14が接続されている。主発電機14は定格で300サ
イクル以上の周波数の交流電力を発生する発電機であ
り、図には示されてはいないが、1:2程度のギヤ比を
持つギヤ機構で内燃エンジン5の回転数を上昇させて主
発電機5を高速回転させるようにしてもよい。内燃エン
ジン5の出力軸5aには出力軸5aの回転位置を検出す
る回転位置センサ71が設けられ、この回転位置信号に
より、後述の燃料の噴射タイミング制御及び気筒数制御
が行われる。15はインバータを含む制御装置である。
16はキャパシタである。該キャパシタ16は少なくと
も5000W・Hour以上の容量を持つコンデンサで
あることが望ましく、充放電制御回路17を含む。この
充放電制御回路17は、車両1の電気回路系において、
電動機4の回生電力、電動発電機11から発生する余剰
電力など余剰な電力が発生したときこれをキャパシタ1
6に充電せしめ、また車両1の急速発進など瞬発的に電
力を必要とするときに充電電力を放電するものであり、
化学反応を伴わず急速充放電が可能である。18は鉛バ
ッテリであり、これは化学反応を伴って充放電を繰り返
すものであり、車両1の電気回路系において冗長的な余
剰電力が発生したときにこれを緩やかに吸収すると共
に、電気回路系に電力不足が発生したときにこれを緩や
かに補充する。
A main generator 14 is connected to the output shaft 5a of the internal combustion engine 5. The main generator 14 is a generator that generates AC power with a frequency of 300 cycles or more by a rating, and although not shown in the figure, the internal combustion engine 5 is rotated by a gear mechanism having a gear ratio of about 1: 2. The number may be increased to rotate the main generator 5 at high speed. The output shaft 5a of the internal combustion engine 5 is provided with a rotational position sensor 71 for detecting the rotational position of the output shaft 5a, and the rotational position signal controls the fuel injection timing and the number of cylinders described later. Reference numeral 15 is a control device including an inverter.
16 is a capacitor. The capacitor 16 is preferably a capacitor having a capacity of at least 5000 W · Hour or more, and includes a charge / discharge control circuit 17. The charge / discharge control circuit 17 is provided in the electric circuit system of the vehicle 1.
When surplus electric power such as regenerative electric power of the electric motor 4 or surplus electric power generated from the motor generator 11 is generated, the surplus electric power is used as the capacitor 1
6 is charged, and the charging power is discharged when the vehicle 1 needs power instantaneously such as when the vehicle 1 starts rapidly,
Rapid charge / discharge is possible without chemical reaction. Reference numeral 18 denotes a lead battery, which repeats charging and discharging with a chemical reaction, and gently absorbs redundant surplus power generated in the electric circuit system of the vehicle 1, and at the same time, the electric circuit system. When there is a power shortage, it is slowly replenished.

【0010】つぎに、内燃エンジン5について図面を用
いて詳細に説明する。図2は、内燃エンジン5の個々の
気筒のシリンダ構造を示す部分断面図である。シリンダ
ボディ20のシリンダ内周面には高強度で耐熱性のある
窒化珪素等のセラミックスからなるシリンダライナ25
が嵌挿されている。そのシリンダライナ25の上面に
は、ガスケット26を介してシリンダヘッドライナ27
が嵌挿されている。シリンダヘッドライナ27も高強度
で耐熱性のある窒化珪素等のセラミックスから構成され
ている。28はシリンダボディ20上部に配設されたシ
リンダヘッドである。40はピストンで、シリンダライ
ナ25およびシリンダヘッドライナ27内に収納され内
燃エンジン5の運転に応じて上下に摺動するものであ
り、摺動部分にはピストンリング41が嵌合されてい
る。
Next, the internal combustion engine 5 will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the cylinder structure of each cylinder of the internal combustion engine 5. A cylinder liner 25 made of ceramics such as silicon nitride having high strength and heat resistance is provided on the inner circumferential surface of the cylinder body 20.
Has been inserted. A cylinder head liner 27 is attached to the upper surface of the cylinder liner 25 via a gasket 26.
Has been inserted. The cylinder head liner 27 is also made of ceramics such as silicon nitride having high strength and heat resistance. Reference numeral 28 denotes a cylinder head arranged above the cylinder body 20. Reference numeral 40 denotes a piston, which is housed in the cylinder liner 25 and the cylinder head liner 27 and slides up and down according to the operation of the internal combustion engine 5. A piston ring 41 is fitted to the sliding portion.

【0011】30はピストン40の頂部の中央部分に埋
設された副燃焼室(副室)で、例えば高強度で耐熱性の
ある窒化珪素や、窒化珪素と繊維材との複合材等のセラ
ミックスから構成されている。そして、上部にはシリン
ダ20に配置された燃料噴射ノズル21に対応する径の
小さい中央連通孔31と、シリンダヘッドライナ27の
内側壁に向って斜めの放射方向に通ずる複数の放射連通
孔32とが貫設されて開口しており、副室30の内壁の
放射連通孔32の開口32aの断面形状は円形である
が、主燃焼室50に臨む上面部の開口32bは図3の上
面図に示すように長円形に形成され、流路断面積は円形
と長円形とがほぼ同一か、または長円形部は円形部の8
0%以内に絞られている。なお、これら複数の放射連通
孔32はそれぞれピストンの上下軸方向に対して同方向
に捩られて貫設されているため、副燃焼室30から放射
連通孔32を介してシリンダ内壁方向に吹出す火炎や混
合気はスワールが生じるように構成されている。副燃焼
室30の中央には台形をし上面が燃料噴射ノズル21の
燃料噴射方向に対して垂直な面を有する燃料衝突台33
が形成されており、噴射される燃料がこれに当たったと
きにこれをシリンダ円周方向に分散するように構成され
ている。
Reference numeral 30 denotes a sub-combustion chamber (sub-chamber) embedded in the central portion of the top of the piston 40, which is made of ceramics such as high-strength and heat-resistant silicon nitride or a composite material of silicon nitride and a fiber material. It is configured. A central communication hole 31 having a small diameter corresponding to the fuel injection nozzle 21 arranged in the cylinder 20 is provided in the upper part, and a plurality of radiation communication holes 32 communicating in an oblique radial direction toward the inner wall of the cylinder head liner 27. The opening 32a of the radiation communication hole 32 in the inner wall of the sub chamber 30 has a circular cross-sectional shape, but the opening 32b of the upper surface facing the main combustion chamber 50 is shown in the top view of FIG. As shown, it is formed in an elliptical shape, and the flow passage cross-sectional area is substantially the same as that of the circular shape or the elliptical shape.
It is limited to within 0%. Since the plurality of radial communication holes 32 are provided so as to be twisted in the same direction as the vertical axis direction of the piston, the plurality of radial communication holes 32 are blown from the auxiliary combustion chamber 30 toward the inner wall of the cylinder through the radial communication holes 32. The flame and air-fuel mixture are designed to generate swirl. A fuel collision table 33 having a trapezoidal shape in the center of the auxiliary combustion chamber 30 and an upper surface having a surface perpendicular to the fuel injection direction of the fuel injection nozzle 21.
Is formed, and when the injected fuel hits it, it is configured to disperse it in the cylinder circumferential direction.

【0012】また、副燃焼室30はピストン40に対し
固定リング42により取付けられるが、副燃焼室30を
遮熱するため遮熱ガスケット43、空気層44が設けら
れ、さらに副燃焼室30の下方は遮熱空気層45を介し
て潤滑油の侵入防止用下面カバー46が取付けられてい
る。このカバー46は、ピストン40と一体でも良い。
The auxiliary combustion chamber 30 is attached to the piston 40 by a fixing ring 42. A heat shield gasket 43 and an air layer 44 are provided to shield the auxiliary combustion chamber 30 from heat, and further below the auxiliary combustion chamber 30. A lower surface cover 46 for preventing invasion of lubricating oil is attached via a heat shield air layer 45. The cover 46 may be integrated with the piston 40.

【0013】23は吸気ポート23aを開閉する吸気
弁、24は排気ポート24aを開閉する排気弁でいずれ
もシリンダヘッドライナ27の下部に取付けられてい
る。シリンダヘッド28に設置されて燃料を供給する燃
料噴射ノズル21はヒートインシュレータ22により被
覆されて遮熱を図るように構成されている。29は制御
装置15の出力により作動する燃料噴射ノズル制御電磁
弁である。
Reference numeral 23 is an intake valve for opening and closing the intake port 23a, and 24 is an exhaust valve for opening and closing the exhaust port 24a, both of which are attached to the lower portion of the cylinder head liner 27. The fuel injection nozzle 21, which is installed in the cylinder head 28 and supplies fuel, is covered with a heat insulator 22 so as to shield heat. Reference numeral 29 is a fuel injection nozzle control solenoid valve which is operated by the output of the control device 15.

【0014】51は燃料噴射ポンプで、この燃料噴射ポ
ンプ51の作動も制御装置15の出力により制御するこ
ともできる。内燃エンジン5は多気筒型であり、図示の
例では4気筒構成となっている。そして回転センサ73
と負荷センサ72から検出された回転数および負荷に対
応して内燃エンジン5の作動気筒数を制御し、常に各々
作動している気筒が最高の効率で動作するように作動気
筒数を制御する。負荷センサ72はアクセルペダルの踏
み込み量をもって負荷値として検出するものである。ま
た、該内燃エンジン5は断熱構造を有し、気筒の冷却構
造を持たないので、図4に示すように、エンジンの両端
に出力軸5aを突出させることができるので、内燃エン
ジン5の前後に2個の主発電機14を設けることもでき
る。また、内燃エンジン5の負荷や回転に応じて作動さ
せる気筒にのみ燃料の供給を行うように、制御装置15
の出力により電磁弁29の制御を行わせる。
Reference numeral 51 is a fuel injection pump, and the operation of the fuel injection pump 51 can also be controlled by the output of the controller 15. The internal combustion engine 5 is a multi-cylinder type, and has a 4-cylinder configuration in the illustrated example. And the rotation sensor 73
The number of operating cylinders of the internal combustion engine 5 is controlled according to the number of revolutions and the load detected by the load sensor 72, and the number of operating cylinders is controlled so that the cylinders that are always operating operate at the highest efficiency. The load sensor 72 detects the amount of depression of the accelerator pedal as a load value. Further, since the internal combustion engine 5 has a heat insulating structure and does not have a cooling structure for the cylinder, as shown in FIG. 4, the output shaft 5a can be projected at both ends of the engine. It is also possible to provide two main generators 14. In addition, the control device 15 supplies fuel only to the cylinders that are operated according to the load and rotation of the internal combustion engine 5.
The control of the solenoid valve 29 is performed by the output of.

【0015】つぎにこのように構成された内燃エンジン
5の作動を説明すると、エンジンの圧縮行程の終期には
ピストン40の上昇により、圧縮された空気は高温化し
て副燃焼室30の内部に充満する。この状態になったと
き、燃料噴射ノズル21からメタノール燃料が副燃焼室
30内の燃料衝突台33に噴射されると、燃料は気化燃
焼しやすいように副燃焼室の円周方向に分散され、副燃
焼室30の内部で着火する。着火した燃料は放射連通孔
32を通ってピストン外周に吹き出し、主燃焼室50の
空気と混合して更に激しい燃焼を行う。このような燃焼
が繰り返されると、副燃焼室30の壁面は加熱して加熱
層を形成する。なお、燃料の噴射タイミングは、内燃エ
ンジン5の回転位置センサ71、負荷センサ72、回転
センサ73および燃料流量センサ74からの信号により
制御される。
Next, the operation of the internal combustion engine 5 thus constructed will be described. At the end of the compression stroke of the engine, the temperature of the compressed air rises due to the rise of the piston 40 and the sub-combustion chamber 30 is filled. To do. In this state, when the methanol fuel is injected from the fuel injection nozzle 21 to the fuel collision table 33 in the sub combustion chamber 30, the fuel is dispersed in the circumferential direction of the sub combustion chamber so as to easily vaporize and burn, Ignition occurs inside the auxiliary combustion chamber 30. The ignited fuel blows out to the outer circumference of the piston through the radiation communication hole 32, mixes with the air in the main combustion chamber 50, and further violently burns. When such combustion is repeated, the wall surface of the auxiliary combustion chamber 30 is heated to form a heating layer. The fuel injection timing is controlled by signals from the rotational position sensor 71, the load sensor 72, the rotation sensor 73, and the fuel flow rate sensor 74 of the internal combustion engine 5.

【0016】このように、副燃焼室30の壁面に加熱層
が形成された後に燃料噴射ノズル21からメタノール燃
料が副燃焼室30内に中央連通孔31噴射されると、副
燃焼室30の内部の圧縮熱を有する圧気や高温度の副室
3の内壁に触れ、加熱層から大量の熱を受けて容易に気
化し着火する。そして、ピストン40の上死点前後では
中央連通孔31は通孔面積が小さく、副燃焼室30は殆
んど閉じられた状態にあるため、着火して体積を増した
火炎や未燃の混合気は複数の放射連通孔32を介して四
方のシリンダ内側壁方向に短時間に噴出する。
As described above, when the methanol fuel is injected from the fuel injection nozzle 21 into the auxiliary combustion chamber 30 through the central communicating hole 31 after the heating layer is formed on the wall surface of the auxiliary combustion chamber 30, the inside of the auxiliary combustion chamber 30 is The inner wall of the sub-chamber 3 at high temperature or the compressed air having the heat of compression is touched, and a large amount of heat is received from the heating layer to easily vaporize and ignite. The area of the central communication hole 31 is small before and after the top dead center of the piston 40, and the auxiliary combustion chamber 30 is almost closed. Air is ejected in a short time in the four cylinder inner wall directions through the plurality of radiation communication holes 32.

【0017】放射連通孔32の出口32bは長円形とし
て外方に長いため、噴出された燃焼ガスや未燃の燃料混
合気はシリンダヘッドライナ27の隅部に達するととも
に、放射連通孔32の流路が捩られているため、主燃焼
室50を形成するシリンダヘッドライナ27とピストン
40との空間でスワールを生じ、主燃焼室50内の空気
と十分に混合して爆発的に一気に燃焼し、その高圧力に
よりピストン1を力強く圧下してエンジンを運転するこ
とになる。
Since the outlet 32b of the radiation communication hole 32 is an ellipse and is long in the outward direction, the jetted combustion gas and unburned fuel mixture reach the corner of the cylinder head liner 27, and the flow of the radiation communication hole 32 flows. Since the passage is twisted, a swirl is generated in the space between the cylinder head liner 27 and the piston 40 forming the main combustion chamber 50, sufficiently mixed with the air in the main combustion chamber 50, and explosively burned at a stroke. Due to the high pressure, the piston 1 is strongly pressed down to operate the engine.

【0018】本発明における内燃エンジンの吸気弁23
と排気弁24は電磁駆動により動作する。吸、排気弁を
電磁駆動する方法は種々ある。図4はそのうちの一実施
例を示す断面図である。なお吸、排気弁23,24は夫
々吸気ポート23a、排気ポート24aを開閉させるも
のであるが、その構造自体はほぼ同一の構造であるの
で、吸気弁23のみの構造を説明する。図4は電磁駆動
の吸気弁23の一例を示す縦断面図であり、図5はその
開弁位置の電磁機構を示す断面図である。
Intake valve 23 of the internal combustion engine according to the present invention
The exhaust valve 24 is operated by electromagnetic drive. There are various methods of electromagnetically driving the intake and exhaust valves. FIG. 4 is a cross-sectional view showing one example thereof. The intake and exhaust valves 23 and 24 respectively open and close the intake port 23a and the exhaust port 24a, but since the structures themselves are almost the same structure, only the intake valve 23 will be described. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing an example of the electromagnetically driven intake valve 23, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the electromagnetic mechanism in the valve open position.

【0019】これらの図面において、23は吸気弁であ
り、そのステム111はバルブガイド112により軸承
され、閉弁時にはバルブシート113に弁部114が着
座して流路を閉鎖する。
In these drawings, reference numeral 23 is an intake valve, and its stem 111 is supported by a valve guide 112. When the valve is closed, a valve portion 114 is seated on a valve seat 113 to close the flow passage.

【0020】102はスプリングで、ステム111の所
定位置に取付けられたアッパーシート121とシリンダ
ヘッド28との間に配置され、弾性力によって吸気弁2
3を常に上方位置方向すなわち閉弁位置方向にバイアス
するものである。
Reference numeral 102 denotes a spring, which is arranged between the upper seat 121 mounted at a predetermined position of the stem 111 and the cylinder head 28, and which is elastically actuated by the intake valve 2
3 is always biased toward the upper position, that is, toward the valve closing position.

【0021】103は強磁性体からなるプランジャでス
テム111の上方に取付けられ、後述する電磁駆動部1
04に吸引されて吸気弁23を開弁するもので、該プラ
ンジャ103の上部にはリング状の永久磁石131が設
けられ、その着磁は例えば図示のように上方がN極、下
方がS極に磁化されている。
Reference numeral 103 is a plunger made of a ferromagnetic material, which is mounted above the stem 111 and is to be described later with respect to an electromagnetic drive unit 1.
04, the intake valve 23 is opened, and a ring-shaped permanent magnet 131 is provided on the upper part of the plunger 103, and its magnetization is, for example, an upper N pole and a lower S pole as shown in the figure. Is magnetized.

【0022】電磁駆動部104は外鉄型のコア141と
該コア141を励磁するリング状の励磁コイル142、
およびコア141の上方に配置した環状の駆動コイル1
43を備え、シリンダ上壁115の上方の所定位置に取
付けられている。そして励磁コイル142への通電によ
る電磁力により永久磁石131を備えたプランジャ10
3を下方に吸引するとともに、駆動コイル143にキャ
パシタ16から瞬時に大電流が供給され、図4に点線で
示すような磁路が形成される。
The electromagnetic drive unit 104 includes an outer iron type core 141 and a ring-shaped exciting coil 142 for exciting the core 141.
And an annular drive coil 1 arranged above the core 141
43, and is attached at a predetermined position above the cylinder upper wall 115. Then, the plunger 10 including the permanent magnet 131 is driven by an electromagnetic force generated by energizing the exciting coil 142.
3 is attracted downward, and a large current is instantaneously supplied from the capacitor 16 to the drive coil 143 to form a magnetic path shown by a dotted line in FIG.

【0023】このように、吸気弁23の開弁に際して励
磁コイル142と駆動コイル143に電流を通ずると、
その電磁力により強磁性体のプランジャ103の吸引力
を生ずるとともに、永久磁石13にも下方への駆動力が
生じ、ステム111を下方に移動して吸気弁23を開弁
させる。
In this way, when current is passed through the exciting coil 142 and the drive coil 143 when the intake valve 23 is opened,
The electromagnetic force causes an attraction force of the ferromagnetic plunger 103, and a downward driving force is also generated in the permanent magnet 13 to move the stem 111 downward to open the intake valve 23.

【0024】ついで、吸気弁23の閉弁時に励磁コイル
142への通電を断つと、下方に吸引されていたプラン
ジャ103はスプリング102の弾性力により上方に駆
動されて吸気弁23は閉弁となるが、図5に示す位置の
永久磁石131は上方に戻ることになる。
Next, when the excitation coil 142 is de-energized when the intake valve 23 is closed, the plunger 103, which has been attracted downward, is driven upward by the elastic force of the spring 102, and the intake valve 23 is closed. However, the permanent magnet 131 at the position shown in FIG. 5 returns upward.

【0025】次に本発明の総合的な作動を説明する。車
両を運転するために運転者がアクセルペダルを踏み込む
と、負荷センサ72からの出力が直ちに検知され、制御
装置15に記憶される。制御装置15は負荷センサ72
からの出力量に対応する速度に至るまで内燃エンジン5
を作動させる。この作動において内燃エンジン5は気筒
数制御が行われ、常に作動する気筒が高効率の領域で動
作するように制御され、出力に余剰が発生すると、直ち
に作動している気筒数を減らすように制御し、また出力
が不足してくると、作動休止中の気筒を作動させて気筒
数増加するように制御される。また作動を休止している
気筒の吸、排気弁23、24は作動を休止して吸気ポー
ト23a、排気ポート24aを密閉し、作動休止中の気
筒にポンピング動作を行わせて、作動中の気筒の負担を
軽減する。
Next, the overall operation of the present invention will be described. When the driver depresses the accelerator pedal to drive the vehicle, the output from the load sensor 72 is immediately detected and stored in the control device 15. The control device 15 uses the load sensor 72.
Internal combustion engine 5 up to the speed corresponding to the output amount from
Activate In this operation, the internal combustion engine 5 is controlled in the number of cylinders so that the cylinders that are always in operation are controlled to operate in a high-efficiency region, and if excess output occurs, the number of cylinders in operation is immediately reduced. If the output becomes insufficient, the cylinders that are not in operation are operated to increase the number of cylinders. Further, the intake and exhaust valves 23 and 24 of the cylinders that are not operating are closed to close the intake port 23a and the exhaust port 24a, and the cylinders that are not operating are made to perform the pumping operation, and the cylinders that are operating are stopped. Reduce the burden on.

【0026】内燃エンジン5の排気系にはタービン7が
挿入され、また、タービン7の下流にはもう1つのター
ビン12が取付けられている。内燃エンジン5が高速に
回転しており、高温の排気ガスが大量に排出されている
とき、2つのタービン7、12は排気ガスの排気エネル
ギーにより回転駆動され、その出力でもって電動発電機
11を発電機として駆動し、その出力を回収すると共
に、余剰の排気エネルギーはタービン12を駆動し、こ
れが発電機13を駆動して排気エネルギーをさらに回収
するようになっている。
A turbine 7 is inserted in the exhaust system of the internal combustion engine 5, and another turbine 12 is attached downstream of the turbine 7. When the internal combustion engine 5 is rotating at high speed and a large amount of high-temperature exhaust gas is discharged, the two turbines 7 and 12 are rotationally driven by the exhaust energy of the exhaust gas, and the output thereof drives the motor generator 11 to operate. While driving as a generator and recovering its output, surplus exhaust energy drives the turbine 12, which drives the generator 13 to further recover exhaust energy.

【0027】一方、内燃エンジン5の燃料はメタノール
やエタノールである。これらアルコール燃料はガソリン
や軽油等の化石燃料と比較して、単位量あたりの熱量が
約半分であり、化石燃料と同じ出力を出すためには、化
石燃料よりも多くの燃料を供給しなければならない。こ
のため、燃料の気化の際、化石燃料に比べて大量の気化
熱を燃焼室から奪うこととなる。この発明のエンジンで
は、副燃焼室30が断熱化され、これの壁面に加熱層が
形成されるようになって、副燃焼室30の燃料衝突台3
3に噴射された燃料は副燃焼室30の壁面に分散衝突す
るので、燃料であるメタノールあるいはエタノールは壁
面から大量の熱を奪って極めて短時間のうちに気化す
る。また、副燃焼室30の壁面は効率の良い断熱構造と
なっているので、内部で燃焼が起これば、気化熱として
奪われた熱が再補給され、また壁面に加熱層が形成され
る。
On the other hand, the fuel of the internal combustion engine 5 is methanol or ethanol. Compared to fossil fuels such as gasoline and light oil, these alcohol fuels have about half the amount of heat per unit amount, and in order to produce the same output as fossil fuels, it is necessary to supply more fuel than fossil fuels. I won't. Therefore, when vaporizing the fuel, a large amount of heat of vaporization is taken from the combustion chamber as compared with fossil fuel. In the engine of the present invention, the auxiliary combustion chamber 30 is heat-insulated, and the heating layer is formed on the wall surface of the auxiliary combustion chamber 30.
Since the fuel injected into No. 3 disperses and collides with the wall surface of the auxiliary combustion chamber 30, a large amount of heat is removed from the fuel, methanol or ethanol, and vaporizes in an extremely short time. Further, since the wall surface of the auxiliary combustion chamber 30 has an efficient heat insulating structure, if combustion occurs inside, the heat deprived as vaporization heat is resupplied and a heating layer is formed on the wall surface.

【0028】主発電機14は、内燃エンジン5により回
転駆動され、その出力は制御装置15に供給された後、
4個の電動機4に供給され、車輪2が駆動されて車両1
は加速して行く。車速は常時制御装置15に読みとら
れ、その速度がアクセルメダルの踏み込み量に見合った
速度であるか否かが比較される。両者が同一速度に到達
したとき、制御装置15は各電動機に対して供給する電
力量を、各種の摩擦抵抗損失の補給を含めて、速度を維
持するだけの電力量に制限する。当然、主発電機14の
発電量が減少するため、内燃エンジン5の出力も減少す
る。よって、各気筒は各々その出力が減少し、各気筒の
効率が落ちてくる。制御装置15はこれを検知し、主発
電機14の出力を1気筒分の最高効率を出力するときの
出力値で除して必要運転気筒数を算出し、現在の運転気
筒数と比較し、もし運転気筒数が多いときには所定の気
筒の動作を停止する。気筒を停止させるには、当該気筒
の吸、排気弁の動作を単に停止させるだけでよい。
The main generator 14 is rotatably driven by the internal combustion engine 5, and after its output is supplied to the control device 15,
The electric power is supplied to the four electric motors 4, the wheels 2 are driven, and the vehicle 1
Accelerates. The vehicle speed is constantly read by the control device 15, and it is compared whether or not the speed is a speed commensurate with the depression amount of the accelerator medal. When the two reach the same speed, the control device 15 limits the amount of electric power supplied to each electric motor to an amount of electric power sufficient to maintain the speed, including supplementation of various frictional resistance losses. Naturally, since the amount of power generated by the main generator 14 decreases, the output of the internal combustion engine 5 also decreases. Therefore, the output of each cylinder decreases, and the efficiency of each cylinder decreases. The control device 15 detects this, divides the output of the main generator 14 by the output value when the maximum efficiency for one cylinder is output, calculates the number of required operating cylinders, and compares it with the current number of operating cylinders. If the number of operating cylinders is large, the operation of a predetermined cylinder is stopped. In order to stop the cylinder, it is sufficient to simply stop the operation of the intake and exhaust valves of the cylinder.

【0029】車両1が加速している時や高速で走行して
いるときなどは、高温で大量の排気ガスが内燃エンジン
5から排出される。この状態では、ターボチャージャ6
はコンプレッサ9を駆動して過給動作が行われるほか、
ターボチャージャ6の電動発電機11は発電機として動
作して排気エネルギーを電力として回収する。また、発
電機13も排気エネルギーを電力として回収する。これ
ら回収される電力は、制御装置15に送られ、各電動機
4に駆動電力として配分もされるが、なおかつ余剰電力
が発生した場合には、鉛バッテリであるバッテリ18に
送られ、蓄電される。しかしブレーキ動作時に瞬間的に
発電機4によって発電された大電流は鉛バッテリに供給
されても、瞬間的大量の電力を瞬時に蓄電することがで
きないので、余剰分はコンデンサ構成のキャパシタ16
に送られて、瞬時に余剰電力を吸収蓄電する。しかしな
がらキャパシタ16はバッテリ18と比較して容量が大
きなものではないので、蓄電が終了するや否や充放電制
御回路17が作動して、瞬時に蓄電された電力は、冗長
性をもってバッテリ18に移し変えられ、蓄電量をゼロ
に近い値に維持させ、次の瞬時の蓄電動作に備える。
When the vehicle 1 is accelerating or traveling at high speed, a large amount of exhaust gas is discharged from the internal combustion engine 5 at high temperature. In this state, the turbocharger 6
Drives the compressor 9 to perform supercharging operation,
The motor generator 11 of the turbocharger 6 operates as a generator and recovers exhaust energy as electric power. Further, the generator 13 also recovers the exhaust energy as electric power. The recovered electric power is sent to the control device 15 and distributed to each of the electric motors 4 as driving electric power, but when surplus electric power is generated, the electric power is sent to the battery 18 which is a lead battery and stored. . However, even if a large current generated instantaneously by the generator 4 during the braking operation is supplied to the lead battery, a momentary large amount of electric power cannot be stored instantaneously.
Is sent to and instantly absorbs and stores excess power. However, since the capacitance of the capacitor 16 is not larger than that of the battery 18, the charge / discharge control circuit 17 is activated as soon as the storage of electricity is finished, and the electric power stored instantaneously is transferred to the battery 18 with redundancy. Thus, the amount of stored electricity is maintained at a value close to zero to prepare for the next instantaneous electricity storage operation.

【0030】車両1が急な登坂を行っている時には、主
発電機14に大きな負荷が掛かる。当然内燃エンジン5
にも大きな負荷が掛かり、フル運転されていてもその回
転数は低下して行く。このような場合には、主発電機1
4からターボチャージャ6の電動発電機11に電力を供
給し、コンプレッサ9を電動機駆動して過給を補助する
動作が行われる。しかしこのような場合、主発電機14
は電動機4を駆動する電力以外に他の負荷に振り分ける
余裕出力はない。このような時、制御装置15はバッテ
リ18からターボチャージャ6の電動発電機11に電力
を供給し、これを駆動して過給を行う。なお、電動発電
機11に瞬発的に電流を供給しなければならないような
場合、制御装置15はバッテリ18の電力を一旦キャパ
シタ16に移し変え、これより電動発電機11に瞬発的
に電力を供給する。なお、車両1がカーブをするとき、
車輪2に結合された電動機4の回転数は、車両のカーブ
時にそれぞれの回転数を予め学習してありスムーズに回
転されるよう調整される。
When the vehicle 1 is climbing a steep slope, the main generator 14 is heavily loaded. Naturally internal combustion engine 5
However, even if it is fully operated, its rotation speed will decrease. In such a case, the main generator 1
Electric power is supplied from 4 to the motor generator 11 of the turbocharger 6, and the compressor 9 is driven by an electric motor to assist supercharging. However, in such a case, the main generator 14
Has no margin output to be distributed to other loads other than the electric power for driving the electric motor 4. At such a time, the control device 15 supplies electric power from the battery 18 to the motor generator 11 of the turbocharger 6 and drives it to perform supercharging. In addition, when it is necessary to instantaneously supply the electric current to the motor generator 11, the control device 15 temporarily transfers the electric power of the battery 18 to the capacitor 16 and supplies the electric power to the motor generator 11 instantaneously. To do. When the vehicle 1 makes a curve,
The rotation speed of the electric motor 4 coupled to the wheel 2 is adjusted so that the rotation speed of the electric motor 4 is learned in advance when the vehicle bends and the motor 4 is smoothly rotated.

【0031】以上、本発明を上述の実施例により説明し
たが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能
であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除す
るものではない。
Although the present invention has been described above with reference to the above-described embodiments, various modifications and applications are possible within the scope of the gist of the present invention, and these modifications and applications are not excluded from the scope of the present invention. Absent.

【0032】[0032]

【発明の効果】このように、本発明は、内燃エンジンの
シリンダ、ピストン、副燃焼室が断熱構造を有し、供給
された燃料を気化するに十分な熱量を副燃焼室に保持せ
しめる構造を有している。またピストン頭部の中央部分
に中央連通孔を有する副燃焼室が形成され、内部に燃料
衝突台が形成されているほか、副燃焼室からシリンダ方
向に火炎を噴射する放射連通孔を複数設けており、低圧
の燃料噴射機構を用いても燃焼が容易であり、このため
構造が簡単な電磁弁式燃料噴射ノズルや電磁弁式燃料噴
射ポンプを用いることができ、メタノールやエタノール
のようなアルコール燃料でも燃焼が円滑に行くばかり
か、燃料の噴射タイミングを負荷により最良のタイミン
グに合わせることができ、気筒数の制御も負荷に合わせ
て調整するのでエンジンを最良の燃費点で運転出来、こ
のため排気ガスに含まれる有害物質も最少に押さえるこ
とが出来る。さらに本発明は、エンジンの冷却構造を全
く必要とせず、重量の嵩む変速機構、クラッチ機構を不
要とするので、車両全体の重量を従来のものと比較して
大幅に減少させることが出来、この点でさらに燃費を向
上させることが出来る。
As described above, according to the present invention, the cylinder, the piston, and the auxiliary combustion chamber of the internal combustion engine have an adiabatic structure so that the auxiliary combustion chamber can retain a sufficient amount of heat to vaporize the supplied fuel. Have In addition, a sub-combustion chamber having a central communication hole is formed in the central part of the piston head, a fuel collision table is formed inside, and a plurality of radiation communication holes for injecting flame from the sub-combustion chamber in the cylinder direction are provided. Therefore, even if a low-pressure fuel injection mechanism is used, combustion is easy. Therefore, a solenoid valve fuel injection nozzle or solenoid valve fuel injection pump with a simple structure can be used, and an alcohol fuel such as methanol or ethanol can be used. However, not only the combustion goes smoothly, but also the fuel injection timing can be adjusted to the best timing depending on the load, and the control of the number of cylinders is also adjusted according to the load, so the engine can be operated at the best fuel economy point, and therefore the exhaust gas The harmful substances contained in the gas can be suppressed to a minimum. Further, the present invention does not require any engine cooling structure, and does not require a heavy gear shift mechanism or clutch mechanism, so that the weight of the entire vehicle can be significantly reduced as compared with the conventional one. It is possible to further improve fuel efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明に係るハイブリッド車両の全体
構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a hybrid vehicle according to the present invention.

【図2】図2は、本発明に係る断熱型内燃エンジンの部
分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an adiabatic internal combustion engine according to the present invention.

【図3】図3は、ピストンヘッドの部分上面図である。FIG. 3 is a partial top view of a piston head.

【図4】本発明に係るハイブリッド車両の変形例を示す
全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a modified example of the hybrid vehicle according to the present invention.

【図5】図4は、電磁駆動型吸気弁の構造を示す断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of an electromagnetically driven intake valve.

【図6】図5は、電磁駆動型吸気弁の作動説明図であ
る。
FIG. 6 is an operation explanatory view of an electromagnetically driven intake valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・車両 2・・・・・車輪 3・・・・・回転軸 4・・・・・電動機 5・・・・・内燃エンジン 6・・・・・ターボチャージャ 7・・・・・タービン 8・・・・・排気管 9・・・・・コンプレッサ 10・・・・・吸気管 11・・・・・電動発電機 12・・・・・タービン 13・・・・・発電機 14・・・・・主発電機 15・・・・・制御装置 16・・・・・キャパシタ 17・・・・・充放電制御回路 18・・・・・バッテリ 20・・・・・シリンダ 21・・・・・燃料噴射ノズル 22・・・・・ヒートインシュレータ 23・・・・・吸気弁 24・・・・・排気弁 25・・・・・シリンダライナ 26・・・・・ガスケット 27・・・・・シリンダヘッドライナ 28・・・・・シリンダヘッド 29・・・・・燃料噴射ノズル制御電磁弁 30・・・・・副燃焼室 31・・・・・中央連通孔 32・・・・・放射連通孔 33・・・・・燃料衝突台 40・・・・・ピストン 41・・・・・ピストンリング 42・・・・・固定リング 43・・・・・遮熱ガスケット 44・・・・・空気層 45・・・・・遮熱空気層 46・・・・・下面カバー 50・・・・・主燃焼室 71・・・・・回転位置センサ 72・・・・・負荷センサ 73・・・・・回転センサ 74・・・・・燃料流量センサ 102・・・・・スプリング 103・・・・・プランジャ 104・・・・・電磁駆動部 111・・・・・ステム 112・・・・・バルブガイド 113・・・・・バルブシート 114・・・・・弁部 121・・・・・アッパーシート 131・・・・・永久磁石 141・・・・・外鉄型のコア 142・・・・・励磁コイル 143・・・・・駆動コイル 1 ... Vehicle 2 ... Wheels 3 ... Rotating shaft 4 ... Electric motor 5 ... Internal combustion engine 6 ... Turbocharger 7 ... -Turbine 8 ... Exhaust pipe 9 ... Compressor 10 ... Intake pipe 11 ... Motor generator 12 ... Turbine 13 ... Generator 14・ ・ ・ ・ ・ Main generator 15 ・ ・ ・ Control device 16 ・ ・ ・ Capacitor 17 ・ ・ ・ Charge / discharge control circuit 18 ・ ・ ・ Battery 20 ・ ・ ・ ・ ・ Cylinder 21 ・ ・... Fuel injection nozzle 22 ... Heat insulator 23 ... Intake valve 24 ... Exhaust valve 25 ... Cylinder liner 26 ... Gasket 27 ...・ Cylinder head liner 28 ... Cylinder head 29 ... Fuel injection Control solenoid valve 30 ... auxiliary combustion chamber 31 ... central communication hole 32 ... radiation communication hole 33 ... fuel collision table 40 ... piston 41 ... ... Piston ring 42 ... Fixing ring 43 ... Heat shield gasket 44 ... Air layer 45 ... Heat shield air layer 46 ... Bottom cover 50・ ・ ・ ・ Main combustion chamber 71 ・ ・ ・ Rotation position sensor 72 ・ ・ ・ Load sensor 73 ・ ・ ・ Rotation sensor 74 ・ ・ ・ Fuel flow rate sensor 102 ・ ・ ・ Spring 103 ・··· Plunger 104 ··· Electromagnetic drive unit 111 ··· Stem 112 ··· Valve guide 113 ··· Valve seat 114 ···· Valve unit 121 ···・ Upper sheet 131 ・ ・ ・ ・ ・ Permanent magnet 141 ・ ・ ・ ・ ・Outer iron core 142 Excitation coil 143 Drive coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 17/02 F02D 17/02 C 29/06 29/06 D H02J 7/00 H02J 7/00 P B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location F02D 17/02 F02D 17/02 C 29/06 29/06 D H02J 7/00 H02J 7/00 P B

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】副燃焼室をピストンに持ち、燃料噴射ノズ
ルをシリンダヘッドに配置し、前記噴射ノズルからの噴
射燃料が副室の上部に明けられた小径の中央連通孔を通
って噴霧されると共に、内部に燃料衝突台を有し周囲を
断熱構造に形成された副燃焼室と、前記副燃焼室に発生
した火炎をシリンダ側面壁方向に拡散する放射連通孔を
ピストン頭部に複数個設けるとともに、シリンダ、シリ
ンダ上面部の燃焼室外側を断熱構造により形成した内燃
エンジンと、 前記内燃エンジンの出力軸に接続された発電機と、 前記発電機により電力を供給され車輪を駆動する電動機
と、 前記内燃エンジンの排気ガス中に含まれる排気エネルギ
ーを電力として回収するエネルギー回収手段と、 車両の発電電動機で発生した瞬発的余剰電力を瞬時に蓄
電し、該電気系に電力を放出する第1の蓄電手段と、 前記発電機で発生した余剰電力を冗長的に蓄電し、該電
気系に電力を冗長的に放出する第2の蓄電手段と、 車両内の電気系で駆動され前記内燃エンジンを過給する
過給手段と、 電力周波数、電流を前記電動機の特性に応じて制御する
制御装置と、を具備することを特徴とする電気駆動と内
燃エンジン駆動によるハイブリッド車両。
1. A sub combustion chamber is provided in a piston, a fuel injection nozzle is arranged in a cylinder head, and fuel injected from the injection nozzle is sprayed through a small-diameter central communication hole formed in the upper portion of the sub chamber. At the same time, the piston head is provided with a sub-combustion chamber having a fuel collision table inside and a peripheral structure formed in a heat insulating structure, and a radiation communication hole for diffusing the flame generated in the sub-combustion chamber toward the side wall of the cylinder. Along with, a cylinder, an internal combustion engine in which the combustion chamber outer side of the cylinder top surface is formed by a heat insulating structure, a generator connected to the output shaft of the internal combustion engine, and an electric motor that is supplied with power by the generator and drives wheels. Energy recovery means for recovering the exhaust energy contained in the exhaust gas of the internal combustion engine as electric power, and the instantaneous surplus power generated in the generator motor of the vehicle is stored instantaneously, A first power storage unit that discharges electric power to the electric system, a second power storage unit that redundantly stores the surplus power generated by the generator, and redundantly discharges the electric power to the electric system; An electric drive and an internal combustion engine drive, comprising: a supercharging means that is driven by an electric system to supercharge the internal combustion engine; and a control device that controls a power frequency and a current according to the characteristics of the electric motor. Hybrid vehicle.
【請求項2】前記内燃エンジンは出力軸の両端に負荷発
電機の接続が自在であることを特徴とする請求項1に記
載のハイブリッド車両。
2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein a load generator is freely connectable to both ends of the output shaft of the internal combustion engine.
【請求項3】前記内燃エンジンはアルコールで作動する
内燃エンジンであることを特徴とする請求項1に記載の
ハイブリッド車両。
3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the internal combustion engine is an alcohol-operated internal combustion engine.
【請求項4】前記内燃エンジンの吸、排気弁は電磁力に
より駆動されることを特徴とする請求項1に記載のハイ
ブリッド車両。
4. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the intake and exhaust valves of the internal combustion engine are driven by electromagnetic force.
【請求項5】前記内燃エンジンの出力軸の両端に負荷と
なる発電機が接続され、前記内燃エンジンの排気回収装
置としてはタービンに接続された発電機が接続されてい
ることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車
両。
5. A generator as a load is connected to both ends of an output shaft of the internal combustion engine, and a generator connected to a turbine is connected as an exhaust gas recovery device of the internal combustion engine. The hybrid vehicle according to Item 1.
【請求項6】前記内燃エンジンのピストンヘッド部分に
設けられた副燃焼室はピストンヘッドの中央部分に形成
されていることを特徴とする請求項1に記載のハイブリ
ッド車両。
6. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the auxiliary combustion chamber provided in the piston head portion of the internal combustion engine is formed in the central portion of the piston head.
【請求項7】前記内燃エンジンは複数の気筒を有し、エ
ンジン負荷により作動する気筒数が制御されることを特
徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両。
7. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the internal combustion engine has a plurality of cylinders, and the number of cylinders operated by the engine load is controlled.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008128241A (en) * 2006-11-20 2008-06-05 Ford Global Technologies Llc Engine control method and control system of vehicle having the engine
JP2008138685A (en) * 1997-09-25 2008-06-19 Denso Corp Mounting structure for electric compressor
JP2008155828A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mazda Motor Corp Vehicle body structure
JP2008155830A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mazda Motor Corp Vehicle body structure
JP2009166838A (en) * 2003-09-25 2009-07-30 Government Of The Usa As Represented By The Administrator Of The Us Environmental Protection Agency Method for operating series hybrid vehicle
DE102004028713B4 (en) * 2003-06-16 2014-07-31 Denso Corporation Power control system for a vehicle in which an internal combustion engine is mounted with a supercharger
CN108515836A (en) * 2018-04-16 2018-09-11 桂林航天工业学院 A kind of electric integrated car engine system of oil
JP2021054155A (en) * 2019-09-27 2021-04-08 いすゞ自動車株式会社 Hybrid vehicle power supply system
CN114000943A (en) * 2020-07-28 2022-02-01 中国科学院理化技术研究所 Internal combustion power generation device and unmanned aerial vehicle power system

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008138685A (en) * 1997-09-25 2008-06-19 Denso Corp Mounting structure for electric compressor
JP4569624B2 (en) * 1997-09-25 2010-10-27 株式会社デンソー Electric compressor mounting structure
DE102004028713B4 (en) * 2003-06-16 2014-07-31 Denso Corporation Power control system for a vehicle in which an internal combustion engine is mounted with a supercharger
JP2009166838A (en) * 2003-09-25 2009-07-30 Government Of The Usa As Represented By The Administrator Of The Us Environmental Protection Agency Method for operating series hybrid vehicle
JP2011025923A (en) * 2003-09-25 2011-02-10 Government Of The Usa As Represented By The Administrator Of The Us Environmental Protection Agency Methods for operating series hybrid vehicle
JP2008128241A (en) * 2006-11-20 2008-06-05 Ford Global Technologies Llc Engine control method and control system of vehicle having the engine
JP2008155828A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mazda Motor Corp Vehicle body structure
JP2008155830A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Mazda Motor Corp Vehicle body structure
CN108515836A (en) * 2018-04-16 2018-09-11 桂林航天工业学院 A kind of electric integrated car engine system of oil
JP2021054155A (en) * 2019-09-27 2021-04-08 いすゞ自動車株式会社 Hybrid vehicle power supply system
CN114000943A (en) * 2020-07-28 2022-02-01 中国科学院理化技术研究所 Internal combustion power generation device and unmanned aerial vehicle power system

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