JPH1047103A - 自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃エンジンと電動モータを備えて、走行パ
ターンに応じて各種の駆動モードを実現でき、しかも電
動モータに電源を供給する２次電池等が電装機器の駆動
にも用いることができる自動車を提供すること。 【解決手段】 車体２と、車体２に配置された前輪３と
後輪４と、前輪３と後輪４の一方を駆動する電動モータ
７と、前輪３と後輪４の他方を駆動する内燃エンジン５
と、電動モータ７に電源を供給するための２次電池６
と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、市街地や渋滞道路
あるいはクロスカントリー走行や高速走行等の各走行モ
ードに応じて駆動方式を変えることができるように電動
モータを備え、その電動モータに電源を供給するための
２次電池等が必要に応じて電装機器に電源を供給するこ
とができる自動車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常用いられているガソリンや軽油等を
燃料とする内燃エンジンを有する自動車は、排気ガスや
騒音を発生し、しかも石油資源に依存している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような通常用いら
れている自動車に対しては、近年大気汚染の環境問題が
大きくクローズアップされている。そこで電気自動車が
提案されているが、電気自動車に搭載されるバッテリの
性能の問題からまだ電気自動車は長距離走行や長時間走
行が難しく、そのバッテリの充電時間も長くなってしま
う。この対策としては、内燃エンジンと電動モータを組
み合わせた自動車が、たとえば実開平４−７６５２７号
公報に開示されている。しかしこの自動車は、単に補助
バッテリからモータに対して電源を供給して、前輪をエ
ンジンで駆動し、後輪をモータで駆動するに過ぎない。
本発明は上記課題に着目し、内燃エンジンと電動モータ
を備えて、走行パターンに応じて各種の駆動モードを実
現でき、しかも電動モータに電源を供給する２次電池等
が電装機器の駆動にも用いることができる自動車を提供
することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、車体と、車体に配置された前輪と後輪と、前輪
と後輪の一方を駆動する電動モータと、前輪と後輪の他
方を駆動する内燃エンジンと、電動モータに電源を供給
するための２次電池と、を備え、２次電池は、電装機器
に電源を供給する構成である自動車により、達成され
る。

【０００５】本発明の自動車は、車体に配置された前輪
と後輪の一方を電動モータで駆動し、前輪と後輪の他方
を内燃エンジンで駆動する。この際に電動モータは２次
電池から電源を供給することで駆動されるが、２次電池
は、必要に応じて電装機器に対して電源を供給すること
ができるようになっている。これにより、自動車は、電
動モータの駆動と内燃エンジンの駆動により、前輪駆
動、あるいは後輪駆動あるいは四輪駆動で走行すること
ができる。しかも２次電池が自動車の電装機器に対して
電源を供給することができるので、代わりに内燃エンジ
ン側のバッテリが上がってしまった場合であっても、２
次電池は必要な電装機器に対して電源を供給して緊急時
における点滅表示ができないといった問題を回避するこ
とができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【０００７】図１は、本発明の自動車の好ましい実施の
形態を示すシステム構成図である。自動車１は、たとえ
ばレジャー用途に適した所謂リクレーショナルビークル
（ＲＶ）や普通乗用車や貨物トラック等であり、自動車
１の車体２には２つの前輪３，３と２つの後輪４，４を
備えている。図１の右側が自動車１の前部１ａであり、
図１の左側が自動車１の後部１ｂである。前部１ａ側に
は前輪駆動用の内燃エンジン（以下エンジンという）５
が配置されている。後部１ｂには２つの２次電池６，６
とモータ７，７及びクラッチ８，８が配置されている。
エンジン５はクラッチ９を介して前輪３の車軸１０を正
回転もしくは逆回転するようになっている。クラッチ９
は、エンジン５の駆動力を前輪３，３に伝達したり、断
絶できる。エンジン５は、たとえば通常用いられている
レシプロ型のディーゼルエンジンもしくはガソリンエン
ジンを採用することができる。エンジン５はバッテリ１
１と発電機１２を備えている。発電機１２はエンジン５
のクランク軸の回転により発電することができ、その発
電した電力はエンジン５の各種電装機器に通電するとと
もにバッテリ１１に充電する。

【０００８】一方、２次電池６，６はモータ７，７にそ
れぞれ電気的に接続されている。モータ７，７はクラッ
チ８，８を介してそれぞれ後輪４，４に機械的に接続さ
れている。クラッチ８，８は、モータ７，７の駆動力の
後輪４，４への伝達を行ったり、断絶できる。クラッチ
８，９のオンオフ操作は車輪制御コンピュータ１００が
行う。車輪制御コンピュータ１００は、モータ７，７の
回転数等の信号を得るとともに、車輪３の車軸１０の回
転数を得ることができる。車輪制御コンピュータ１００
は、センサ１４，１４を介して車軸１０の回転数を検出
している。このことから、コンピュータ１００は、前輪
３，３、後輪４，４のそれぞれのスピード、スピードバ
ランスをコントロールする。また車輪制御コンピュータ
１００は、モータ７，７のオン／オフ操作、エンジン５
のオン／オフ操作のコントロールも行う。

【０００９】次に２次電池６の機能について説明する。
２次電池６，６は、自動車１の電装機器に対して電源を
供給することができるようになっている。しかも２次電
池６，６は、エンジン５の発電機１２からも必要時もし
くは常時充電が可能である。２次電池６，６は、たとえ
ばリチウムイオン２次電池のような高性能な２次電池を
採用することができる。２次電池６，６は、自動車１の
電装機器、たとえばハザードランプ２０、オーディオ機
器２１、ナビゲーション機器２２、計器類２３、室内灯
２４等に対して電源を供給することが可能である。勿論
これらのハザードランプ２０、オーディオ機器２１、ナ
ビゲーション機器２２、計器類２３、室内灯２４は、エ
ンジン５のバッテリ１１からも電源供給することができ
ることはいうまでもないが、その配線等の図示は省略し
ている。

【００１０】このように２次電池６，６は、ハザードラ
ンプ２０のような緊急用の点灯器や、自動車１に付随す
る補助機能機器であるオーディオ機器やナビゲーション
機器の駆動を行ったり、計器類２３の表示や照明等を行
ったり、必要時に室内灯２４の点灯をも行うことができ
る。２次電池６が各種電装機器の点灯や駆動を行うよう
にするメリットは、エンジン５に付属するバッテリ１１
の消費電力の軽減を図ったりあるいはバッテリ１１が放
電してしまった状態であっても、そのバッテリ１１に代
えて２次電池６，６がバッテリ１１の機能を果たすこと
ができるからである。

【００１１】次に、図２を参照して図１の自動車１の走
行パターンと駆動モードの一例を説明する。図２におい
て、走行パターン（Ａ）は、市街地や渋滞走行時の場合
を示しており、その場合の駆動モードは図１の後輪４，
４を駆動して走行する後輪駆動走行にする。つまり市街
地や渋滞時の走行では、それ程大きな駆動力が必要では
なく、速度も低いことから、図１の車輪制御コンピュー
タ１００がモータ７，７に指令を与えてモータ７，７が
クラッチ８，８を介して後輪４を回転させる。これによ
り自動車１は後輪駆動形式で走行できる。この時クラッ
チ９はエンジン５と前輪３，３を断絶している。

【００１２】図２の走行パターン（Ｂ）は、高速道路の
走行（１）を示しており、この場合の駆動モードは前輪
駆動走行である。つまり図１の自動車１のエンジン５が
車輪制御コンピュータ１００の指令により駆動されて、
エンジン５の出力はクラッチ９及び車軸１０を介して前
輪３，３に伝わる。この場合にモータ７，７は車輪制御
コンピュータ１００からの指令を受けておらず駆動せ
ず、クラッチ８，８は後輪４，４とモータ７，７は断絶
している。従って自動車１は前輪３，３により前輪駆動
走行を行う。

【００１３】次に図２の走行パターン（Ｃ）は、別の高
速道路（２）のパターンを示しており、この場合には前
輪と後輪の四輪駆動走行を行う。このような状況の場合
には、高速道路の走行状態が悪条件、たとえば雨が降っ
たり雪が降っていたりあるいは風が強い場合にこの駆動
モードを選択する。車輪制御コンピュータ１００はモー
タ７，７及びエンジン５に対してそれぞれ制御信号を与
えて同時に駆動させる。従って自動車１は前輪３，３と
後輪４，４の４ＷＤ走行で走行する。

【００１４】図２の走行パターン（Ｄ）は悪路やオフロ
ード（クロスカントリー）走行を示しており、駆動モー
ドは前輪と後輪を用いる四輪駆動走行である。自動車１
は、上述したのと同様にして前輪３，３及び後輪４，４
を用いて走行することができる。なお、図２の走行パタ
ーン（Ｃ）の高速道路（２）のパターンでは、車輪制御
コンピュータ１００は後輪４のモータ７，７の駆動力を
比較的小さくして、後輪４の駆動力は前輪３の補助的な
役割とすることも可能である。これに対して図２の走行
パターン（Ｄ）の悪路やオフロード走行では、モータ
７，７の駆動力を大きくして後輪４は前輪３とともにし
っかりと路面をつかんで走行することができる。上述の
ように図１において、エンジン５の駆動力により前輪
３，３で前輪駆動走行する場合には、後輪４のクラッチ
８，８を切ることにより、後輪４，４はフリーに回転す
る。また後輪４，４で駆動走行する場合には、前輪３の
クラッチ９を解除して前輪３，３をフリー回転させる。
四輪駆動の場合には、クラッチ９，８，８を結合して前
輪３，３、後輪４，４で駆動走行する。

【００１５】次に、図３を参照して、２次電池６，６の
使用パターンの一例を示す。２次電池６，６の使用パタ
ーン（Ａ）は、停車時を示しており、２次電池が電源を
供給する対象物としてはオーディオ機器２１やナビゲー
ション機器２２等である。従って図１の自動車１が比較
的長時間停車していて、エンジン５が駆動されていない
状態であっても、図１の切換器４０の操作によりオーデ
ィオ機器２１やナビゲーション機器２２は、エンジン５
のバッテリ１１からの電源供給はもちろんのこと、２次
電池からの電源供給により作動させることができる。

【００１６】次に２次電池使用パターン（Ｂ）は、停車
又は走行時において緊急警報を行う場合に、２次電池を
用いる。つまり２次電池６，６は、たとえば図１の自動
車１のハザードランプ２０に対して電源を供給する。こ
れにより、もしエンジン５が停止してしまい、しかもバ
ッテリ１１が放電してしまった状態であっても、２次電
池６，６は、ハザードランプ２０に対して電力を確実に
供給して点滅させて、危険を回避したり、緊急事態を他
の人に知らせることができる。

【００１７】２次電池使用パターン（Ｃ）は、エンジン
５は駆動しているが通常の短時間の停車又は走行時を示
している。この場合には、２次電池６，６がエンジン５
のバッテリ１１とともに各電装機器に対する電源供給の
分担を図ることができる。すなわち、たとえば図１で例
示するように計器類２３、オーディオ機器２１、ナビゲ
ーション機器２２は、切換器４０を介してバッテリ１１
と２次電池６，６に接続されている。従って車輪制御コ
ンピュータ１００がこの切換器４０を操作することで、
計器類２３、オーディオ機器２１、ナビゲーション機器
２２は、バッテリ１１からも２次電池６からも電源を供
給することができる。たとえばバッテリ１１が放電して
しまったり弱くなっている状態では、コンピュータ１０
０が切換器４０を切換えて、２次電池６からオーディオ
機器２１、ナビゲーション機器２２、計器類２３に対し
て電源を供給できる。

【００１８】次に図３の２次電池使用パターン（Ｄ）
は、レジャー用途等の場合を示しており、自動車１がレ
ジャー、たとえばキャンプ等で使用される場合には、エ
ンジン５は停止しており、図１の室内灯２４や、車体２
のスモールランプ（図示せず）等や、室内に置いたビデ
オ機器等に対して２次電池６が電源を供給することがで
きる。このようにすることで、バッテリ１１の能力は消
耗させずに済むので、レジャーを終えてエンジンの再始
動ができない等といった不都合を解消できる。

【００１９】次に、図４は、本発明の自動車の別の実施
の形態を示している。図４の自動車２０１は、図１の自
動車１と基本的には同じであるが、前輪３，３に対して
モータ７，７がクラッチ８，８を介して連結されてい
る。従って２次電池６，６は前輪３，３に対応して車体
１の前部２０１ａに配置されている。これに対して、エ
ンジン５は、自動車２０１の車体１の後部２０１ｂに配
置されている。その他の点については図４の実施の形態
や図１の実施の形態と同じである。図４の実施の形態で
は、前輪駆動時には、モータ７，７が作動し、後輪４，
４による駆動時には、エンジン５が作動する。また四輪
駆動時には、モータ７，７及びエンジン５が同時に駆動
することになる。

【００２０】次に、図５の本発明の更に別の実施の形態
を示している。図５の実施の形態の自動車３０１が、図
１の自動車１と異なるのは、図１のリチウムイオン２次
電池のような２次電池６，６を用いる代わりに太陽電池
３３０と蓄電器３０６を用いていることである。太陽電
池３３０は、たとえば自動車３０１の屋根やボンネット
やトランクの蓋などに搭載されていて、太陽の光を受け
て蓄電器３０６に対して充電できるようになっている。
蓄電器３０６，３０６は、それぞれモータ７，７を駆動
するようになっている。図５の自動車３０１のその他の
要素については、図１の自動車１の対応する要素と同じ
であるのでその説明を省略する。

【００２１】以上説明したように本発明の実施の形態で
は、走行パターンに応じて内燃機関のエンジンのみの駆
動、モータのみの駆動、モータ及びエンジンの両方の駆
動を使い分けて、前輪駆動、後輪駆動及び四輪駆動によ
る走行が可能である。そして、エンジンを使っている時
にはその発電機からの発電を利用して、２次電池や図５
の蓄電器３０６に対して充電することができる。このた
めに２次電池や蓄電器の小型の容量を比較的小さく設定
でき、２次電池や蓄電器の小型化が図れる。走行しなが
ら発電機から２次電池あるいは蓄電器に充電したりそし
て太陽電池より充電を行うことができるので、２次電池
や充電器を自動車から外して充電ステーションで充電を
行うような作業が不要であるか、あるいはそのような充
電ステーションにおける補充充電時間の短縮が図れる。
２次電池や蓄電器の小型化を図ることができるので、２
次電池や蓄電器の生産性や歩留りの向上が図れる。モー
タによりエンジンの駆動力を補助することができるの
で、排気ガスや公害の低減が可能である。

【００２２】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れない。たとえば、上述した実施の形態では前輪が２つ
で後輪が２つとなっているが、これに限らず前輪または
後輪が３つ以上であっても勿論構わない。本発明の自動
車としては、レジャー目的の車に限らず、トラックやバ
スや福祉用の自動車、等いろいろな分野に適用すること
ができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内燃エンジンと電動モータを備えて、走行パターンに応
じて各種の駆動モードを実現でき、しかも電動モータに
電源を供給する２次電池等が電装機器の駆動にも用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車の好ましい実施の形態を示す平
面図。

【図２】図１の自動車の走行パターンと駆動モードの例
を示す図。

【図３】図１の自動車の２次電池の使用パターンと２次
電池で駆動される対象物の一例を示す図。

【図４】本発明の自動車の他の実施の形態を示す図。

【図５】本発明の自動車の更に別の実施の形態を示す
図。

【符号の説明】

１・・・自動車、２・・・車体、３・・・前輪、４・・
・後輪、５・・・エンジン（内燃エンジン）、６・・・
２次電池、７・・・モータ（電動モータ）、２０・・・
ハザードランプ（電装機器）、２１・・・オーディオ機
器（電装機器）、２２・・・ナビゲーション機器（電装
機器）、２３・・・計器類（電装機器）、２４・・・室
内灯（電装機器）、３０６・・・蓄電器、３３０・・・
太陽電池

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体と、 車体に配置された前輪と後輪と、 前輪と後輪の一方を駆動する電動モータと、 前輪と後輪の他方を駆動する内燃エンジンと、 電動モータに電源を供給するための２次電池と、を備
   え、 ２次電池は、電装機器に電源を供給する構成であること
   を特徴とする自動車。
2. 【請求項２】 電装機器はオーディオ機器、ナビゲーシ
   ョン機器、点灯器、計器類を含む請求項１に記載の自動
   車。
3. 【請求項３】 ２次電池は、内燃エンジンに付属の発電
   機から充電可能である請求項１に記載の自動車。
4. 【請求項４】 車体と、 車体に配置された前輪と後輪と、 前輪と後輪の一方を駆動する電動モータと、 前輪と後輪の他方を駆動する内燃エンジンと、 電動モータに電源を供給するための太陽電池と蓄電器
   と、を備え、 蓄電器は、電装機器に電源を供給する構成であることを
   特徴とする自動車。