JPH06257453A - ハイブリッドエンジン - Google Patents
ハイブリッドエンジンInfo
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- JPH06257453A JPH06257453A JP6933393A JP6933393A JPH06257453A JP H06257453 A JPH06257453 A JP H06257453A JP 6933393 A JP6933393 A JP 6933393A JP 6933393 A JP6933393 A JP 6933393A JP H06257453 A JPH06257453 A JP H06257453A
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- Japan
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- battery
- power
- engine
- nickel
- storage battery
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc Machiner (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】エンジン出力と電動機出力とを用いるハイブリ
ッドエンジンに搭載する蓄電手段の蓄電特性を改善す
る。 【構成】エンジン1の排気エネルギーにより駆動される
ターボチャージャ11に回転電機2を取付け、その発電
作動によりパワー部21を介して鉛蓄電池3に充電する
が、その容量に応じた超過電流はニッカド電池4に通電
して蓄電させ、鉛蓄電池3には充電効率のよい充電電流
を通電する。そして市街地などで排気ガスによる汚染や
騒音を避ける場合は、駆動系に設けた電動機51,52
に対して充電した電力を供給し、電気自動車として運転
する。
ッドエンジンに搭載する蓄電手段の蓄電特性を改善す
る。 【構成】エンジン1の排気エネルギーにより駆動される
ターボチャージャ11に回転電機2を取付け、その発電
作動によりパワー部21を介して鉛蓄電池3に充電する
が、その容量に応じた超過電流はニッカド電池4に通電
して蓄電させ、鉛蓄電池3には充電効率のよい充電電流
を通電する。そして市街地などで排気ガスによる汚染や
騒音を避ける場合は、駆動系に設けた電動機51,52
に対して充電した電力を供給し、電気自動車として運転
する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料を用いるエンジンの
トルクと、蓄電した電力による電動機構のトルクとを用
いるハイブリッドエンジンに関する。
トルクと、蓄電した電力による電動機構のトルクとを用
いるハイブリッドエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、市街地でのエンジンの排気ガスの
抑制のため、ガソリンや軽油を燃料とするエンジンと、
蓄電池や燃料電池とを組み合わせたハイブリッドエンジ
ンが提唱され開発されつつあるが、このような蓄電池は
充電のための時間、燃料電池はその信頼性から未だ開発
中であり、商用の段階に達していないのが現状である。
そして、このようなハイブリッドエンジンには例えば特
開平3−148331号公報には燃料電池とエンジンと
をハイブリッド化したものが示されている。
抑制のため、ガソリンや軽油を燃料とするエンジンと、
蓄電池や燃料電池とを組み合わせたハイブリッドエンジ
ンが提唱され開発されつつあるが、このような蓄電池は
充電のための時間、燃料電池はその信頼性から未だ開発
中であり、商用の段階に達していないのが現状である。
そして、このようなハイブリッドエンジンには例えば特
開平3−148331号公報には燃料電池とエンジンと
をハイブリッド化したものが示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のような公開公報
に示されたハイブリッドエンジンでは前述のように燃料
電池の信頼性や燃料の確保に問題があり、また、充電に
時間を要したり充放電効率の低い鉛蓄電池の代りに大静
電容量の電気二重層コンデンサを使用する特願平3−7
6728号に示された車両の電源装置の提案があるが、
その蓄電機構のスペース効率や重量効率の点で、図2に
示したような各種の電池の特性図表によれば車載用には
不向きである。本発明はこのような問題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は電源として鉛蓄電池と充電効
率や重量効率の良好なニッケル・カドミウム電池を併用
することにより蓄電性能のよいハイブリッドエンジンを
提供しようとするものである。
に示されたハイブリッドエンジンでは前述のように燃料
電池の信頼性や燃料の確保に問題があり、また、充電に
時間を要したり充放電効率の低い鉛蓄電池の代りに大静
電容量の電気二重層コンデンサを使用する特願平3−7
6728号に示された車両の電源装置の提案があるが、
その蓄電機構のスペース効率や重量効率の点で、図2に
示したような各種の電池の特性図表によれば車載用には
不向きである。本発明はこのような問題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は電源として鉛蓄電池と充電効
率や重量効率の良好なニッケル・カドミウム電池を併用
することにより蓄電性能のよいハイブリッドエンジンを
提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、燃料の燃焼エネルギーを用いるエ
ンジンと、該エンジンの排気エネルギーにより駆動され
るタービンに結合した発電機と、該発電機の出力を蓄え
る蓄電手段と、該蓄電手段からの電力を電源として車両
を駆動する電動機とを備え、車両の走行地域に応じ前記
のエンジンか該電動機かのうち少なくとも一種を用いる
ことを特徴とするエンジンを用いるハイブリッドエンジ
ンが提供される。
めに本発明によれば、燃料の燃焼エネルギーを用いるエ
ンジンと、該エンジンの排気エネルギーにより駆動され
るタービンに結合した発電機と、該発電機の出力を蓄え
る蓄電手段と、該蓄電手段からの電力を電源として車両
を駆動する電動機とを備え、車両の走行地域に応じ前記
のエンジンか該電動機かのうち少なくとも一種を用いる
ことを特徴とするエンジンを用いるハイブリッドエンジ
ンが提供される。
【0005】
【作用】車両の走行する地域により、エンジン走行と排
気エネルギーを回収した蓄電手段の電力による電気自動
車とを切替えて運転するので、市街地などの排気ガス汚
染や騒音が減少され、また、蓄電手段として鉛蓄電池と
ニッカド電池とを併用するので充電効率のよい電源が得
られる。
気エネルギーを回収した蓄電手段の電力による電気自動
車とを切替えて運転するので、市街地などの排気ガス汚
染や騒音が減少され、また、蓄電手段として鉛蓄電池と
ニッカド電池とを併用するので充電効率のよい電源が得
られる。
【0006】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図1は本発明にかかるハイブリッドエ
ンジンの一実施例を示す構成ブロック図であり、同図に
おける1はエンジンで、例えばガソリンあるいは軽油を
燃料とする4気筒のエンジンであり、その排気管と吸気
管とにはターボチャージャ11が接続されている。
詳細に説明する。図1は本発明にかかるハイブリッドエ
ンジンの一実施例を示す構成ブロック図であり、同図に
おける1はエンジンで、例えばガソリンあるいは軽油を
燃料とする4気筒のエンジンであり、その排気管と吸気
管とにはターボチャージャ11が接続されている。
【0007】2は回転電機で、ターボチャージャ11の
タービン軸に取付けられ、エンジンの運転状態に応じて
発電または電動作動するものであり、例えばエンジント
ルクによる通常の走行時には、排気エネルギーにて駆動
されるタービンのトルクにより回転電機2が発電機とし
て作動し、その出力がパワー部21により直流電力に変
換されて鉛蓄電池3やニッケル・カドミウム電池(ニッ
カド電池)4に供給されるものである。なお、回転電機
2の回転子には鉄・ネオジウム・バロン系の強力な永久
磁石が使用されて、その発電効率の向上が図られ、例え
ば発電機として最高10kWの能力を備え、タービンの
回転数に応じて、10〜80Aまで変化するものであ
る。
タービン軸に取付けられ、エンジンの運転状態に応じて
発電または電動作動するものであり、例えばエンジント
ルクによる通常の走行時には、排気エネルギーにて駆動
されるタービンのトルクにより回転電機2が発電機とし
て作動し、その出力がパワー部21により直流電力に変
換されて鉛蓄電池3やニッケル・カドミウム電池(ニッ
カド電池)4に供給されるものである。なお、回転電機
2の回転子には鉄・ネオジウム・バロン系の強力な永久
磁石が使用されて、その発電効率の向上が図られ、例え
ば発電機として最高10kWの能力を備え、タービンの
回転数に応じて、10〜80Aまで変化するものであ
る。
【0008】ニッカド電池4はエネルギー密度の40W
h/kgを有するもので、鉛蓄電池に比して10%以上
の充電効率差を有し、その差は高率充電程大いなるもの
である。
h/kgを有するもので、鉛蓄電池に比して10%以上
の充電効率差を有し、その差は高率充電程大いなるもの
である。
【0009】34は電流制御器で、鉛蓄電池3とニッカ
ド電池4との間に配置され、パワー部21を介する充電
電流が、例えば20kWhの容量の鉛蓄電池3の0.5
C以上の電流の場合には、回路を閉じて超過電流をニッ
カド電池4に通じて充電させる。またパワー部21から
鉛蓄電池3への充電がない場合には、ニッカド電池4の
蓄電した電力を鉛蓄電池3の0.5C以下の電流に制御
して鉛蓄電池3を充電させるもので、電流制御器34の
作動は電流センサ31、電流センサ41や、電圧センサ
33、電圧センサ43からの検出信号が入力されるコン
トローラ6からの指令により制御されるものである。
ド電池4との間に配置され、パワー部21を介する充電
電流が、例えば20kWhの容量の鉛蓄電池3の0.5
C以上の電流の場合には、回路を閉じて超過電流をニッ
カド電池4に通じて充電させる。またパワー部21から
鉛蓄電池3への充電がない場合には、ニッカド電池4の
蓄電した電力を鉛蓄電池3の0.5C以下の電流に制御
して鉛蓄電池3を充電させるもので、電流制御器34の
作動は電流センサ31、電流センサ41や、電圧センサ
33、電圧センサ43からの検出信号が入力されるコン
トローラ6からの指令により制御されるものである。
【0010】51および52はそれぞれ車両の駆動系に
連結された電動機であり、それぞれ10kWの定格を有
し、鉛蓄電池3からの電力が供給されると効率よく車両
を駆動するものであり、53は通電用のスイッチであ
る。なお22はパワー部21からの出力のスイッチ、3
2は鉛蓄電池3用のスイッチ、42はニッカド電池4用
のスイッチで、それぞれの開閉作動はコントローラ6に
より選択制御される。
連結された電動機であり、それぞれ10kWの定格を有
し、鉛蓄電池3からの電力が供給されると効率よく車両
を駆動するものであり、53は通電用のスイッチであ
る。なお22はパワー部21からの出力のスイッチ、3
2は鉛蓄電池3用のスイッチ、42はニッカド電池4用
のスイッチで、それぞれの開閉作動はコントローラ6に
より選択制御される。
【0011】コントローラ6は電子制御装置からなるも
ので所定のメモリを備え、回転電機2の発電作動時には
鉛蓄電池3やニッカド電池4に付随する電流センサ3
1,41、電圧センサ33,43などからの信号に応
じ、スイッチ22,32,42をそれぞれ制御して鉛蓄
電池3やニッカド電池4を充電するように構成されてい
る。
ので所定のメモリを備え、回転電機2の発電作動時には
鉛蓄電池3やニッカド電池4に付随する電流センサ3
1,41、電圧センサ33,43などからの信号に応
じ、スイッチ22,32,42をそれぞれ制御して鉛蓄
電池3やニッカド電池4を充電するように構成されてい
る。
【0012】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明すると、まず車両が市街地以外の走行では、エ
ンジン1に燃料を供給して運転を行い、この燃料を燃焼
させた排気ガスによりターボチャージャ11を駆動し、
タービントルクにより回転電機2に発電作動させる。
動を説明すると、まず車両が市街地以外の走行では、エ
ンジン1に燃料を供給して運転を行い、この燃料を燃焼
させた排気ガスによりターボチャージャ11を駆動し、
タービントルクにより回転電機2に発電作動させる。
【0013】そして発電された交流電力はパワー部21
により所定電圧の直流電力に変換され、閉制御されたス
イッチ22およびスイッチ32を介して鉛蓄電池3に通
電されてその充電が行われるが、電流センサ31により
充電電流が鉛蓄電池3の0.5C以上と判断されると、
電流制御器34が閉じられて、電流センサ41と閉回路
となったスイッチ42を介してニッカド電池4に超過電
流が通電されてその充電が行われる。また、パワー部2
1からの電流値が鉛蓄電池3の0.5C以下の場合は電
流制御器34は開に制御されて、鉛蓄電池3のみの充電
が行われる。
により所定電圧の直流電力に変換され、閉制御されたス
イッチ22およびスイッチ32を介して鉛蓄電池3に通
電されてその充電が行われるが、電流センサ31により
充電電流が鉛蓄電池3の0.5C以上と判断されると、
電流制御器34が閉じられて、電流センサ41と閉回路
となったスイッチ42を介してニッカド電池4に超過電
流が通電されてその充電が行われる。また、パワー部2
1からの電流値が鉛蓄電池3の0.5C以下の場合は電
流制御器34は開に制御されて、鉛蓄電池3のみの充電
が行われる。
【0014】なお、ニッカド電池4に充電された電力は
鉛蓄電池3への充電電流がない場合や、0.5C以下の
場合には、充電電流が0.5Cに未達の範囲で鉛蓄電池
3に通電されてその充電が行われることになる。
鉛蓄電池3への充電電流がない場合や、0.5C以下の
場合には、充電電流が0.5Cに未達の範囲で鉛蓄電池
3に通電されてその充電が行われることになる。
【0015】このような市街地の走行により蓄えられた
電力は車両の市街地における走行時にはスイッチ53の
オンにより、電動機51および52に供給されて車両の
駆動が行われる。
電力は車両の市街地における走行時にはスイッチ53の
オンにより、電動機51および52に供給されて車両の
駆動が行われる。
【0016】そして、前記のような回転電機の発電能力
や、電動機の定格値のものでは、例えば市街地以外を5
0〜60Km/Hのスピードで3時間走行して16kW
hの電力の充電が行われ、この電力にて市街地を電気自
動車として45分間の運転ができた。
や、電動機の定格値のものでは、例えば市街地以外を5
0〜60Km/Hのスピードで3時間走行して16kW
hの電力の充電が行われ、この電力にて市街地を電気自
動車として45分間の運転ができた。
【0017】なお、上述の実施例では蓄電手段として鉛
蓄電池とニッカド電池との併用が行われたが、ニッカド
電池に変えて、ニッケル・水素電池、またはニッケル・
亜鉛電池を使用してもよいものである。
蓄電池とニッカド電池との併用が行われたが、ニッカド
電池に変えて、ニッケル・水素電池、またはニッケル・
亜鉛電池を使用してもよいものである。
【0018】
【発明の効果】上述のように本実施例によれば、市街地
以外の走行時のエンジンの排気エネルギーにより駆動さ
れるタービンのトルクにて発電を行い、この電力を鉛蓄
電池の適切な充電電流に押さえて充電するとともに、過
剰分はニッカド電池に充電し、市街地ではこれらの充電
電力にて電動機を駆動して走行するので、市街地の排気
ガス汚染が低減され騒音が減少するという効果が得ら
れ、また、蓄電池の充電特性を考慮した充電方法を用い
たので蓄電性能のよいハイブリッドエンジンとなる利点
がある。さらに本発明では電動機の出力不足の場合はエ
ンジン走行も自在のため、便宜のよい車両となる効果も
生ずる。
以外の走行時のエンジンの排気エネルギーにより駆動さ
れるタービンのトルクにて発電を行い、この電力を鉛蓄
電池の適切な充電電流に押さえて充電するとともに、過
剰分はニッカド電池に充電し、市街地ではこれらの充電
電力にて電動機を駆動して走行するので、市街地の排気
ガス汚染が低減され騒音が減少するという効果が得ら
れ、また、蓄電池の充電特性を考慮した充電方法を用い
たので蓄電性能のよいハイブリッドエンジンとなる利点
がある。さらに本発明では電動機の出力不足の場合はエ
ンジン走行も自在のため、便宜のよい車両となる効果も
生ずる。
【図1】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。
る。
【図2】各種蓄電池の電気容量の特製図表である。
1…エンジン 2…回転電機 3…鉛蓄電池 4…ニッケル・カドミウム電池 6…コントローラ 21…パワー部 51,52…電動機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02K 23/52 6821−5H
Claims (5)
- 【請求項1】燃料の燃焼エネルギーを用いるエンジン
と、該エンジンの排気エネルギーにより駆動されるター
ビンに結合した発電機と、該発電機の出力を蓄える蓄電
手段と、該蓄電手段からの電力を電源として車両を駆動
する電動機とを備え、車両の走行地域に応じ前記のエン
ジンか該電動機かのうち少なくとも一種を用いることを
特徴とするハイブリッドエンジン。 - 【請求項2】前記の蓄電手段は鉛蓄電池とニッケル・カ
ドミウム電池とを併用することを特徴とする請求項1記
載のハイブリッドエンジン。 - 【請求項3】前記の鉛蓄電池の充電時に該蓄電池の容量
に応じた所定電流値以上はニッケル・カドミウム電池に
通電することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
ハイブリッドエンジン。 - 【請求項4】前記のニッケル・カドミウム電池に代え
て、ニッケル・水素電池、ニッケル・亜鉛電池のうち少
なくとも1種を使用することを特徴とする請求項2記載
のハイブリッドエンジン。 - 【請求項5】前記の発電機の回転子は鉄−ネオジウム−
バロン系の永久磁石が使用されていることを特徴とする
請求項1記載のハイブリッドエンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6933393A JPH06257453A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | ハイブリッドエンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6933393A JPH06257453A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | ハイブリッドエンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06257453A true JPH06257453A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=13399525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6933393A Pending JPH06257453A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | ハイブリッドエンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06257453A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999056011A1 (fr) * | 1998-04-28 | 1999-11-04 | Hitachi, Ltd. | Voiture hybride, et procede et dispositif d'entrainement pour ladite voiture |
| KR100382244B1 (ko) * | 2000-04-06 | 2003-05-09 | 쟈트코 가부시키가이샤 | 패러렐 하이브리드 차량 |
| WO2012081272A1 (ja) * | 2010-12-14 | 2012-06-21 | 株式会社ワイ・ジー・ケー | ハイブリッド車両 |
| JP2015011850A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 三洋電機株式会社 | 車載用の電源装置及び電源装置を備える車両 |
| JP2016067143A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 日立化成株式会社 | 電源システムおよび自動車 |
| JP2016111803A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 日立化成株式会社 | 電源システムおよび自動車 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP6933393A patent/JPH06257453A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999056011A1 (fr) * | 1998-04-28 | 1999-11-04 | Hitachi, Ltd. | Voiture hybride, et procede et dispositif d'entrainement pour ladite voiture |
| KR100382244B1 (ko) * | 2000-04-06 | 2003-05-09 | 쟈트코 가부시키가이샤 | 패러렐 하이브리드 차량 |
| WO2012081272A1 (ja) * | 2010-12-14 | 2012-06-21 | 株式会社ワイ・ジー・ケー | ハイブリッド車両 |
| JP2012126197A (ja) * | 2010-12-14 | 2012-07-05 | Ygk:Kk | ハイブリッド車両 |
| CN102753375A (zh) * | 2010-12-14 | 2012-10-24 | Ygk株式会社 | 混合动力车辆 |
| JP2015011850A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | 三洋電機株式会社 | 車載用の電源装置及び電源装置を備える車両 |
| JP2016067143A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 日立化成株式会社 | 電源システムおよび自動車 |
| JP2016111803A (ja) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | 日立化成株式会社 | 電源システムおよび自動車 |
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