JPH07123512A - 電動補助機能付自動車 - Google Patents

電動補助機能付自動車

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JPH07123512A
JPH07123512A JP27152893A JP27152893A JPH07123512A JP H07123512 A JPH07123512 A JP H07123512A JP 27152893 A JP27152893 A JP 27152893A JP 27152893 A JP27152893 A JP 27152893A JP H07123512 A JPH07123512 A JP H07123512A
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JP
Japan
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engine
storage battery
vehicle
generator
automobile
Prior art date
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Pending
Application number
JP27152893A
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English (en)
Inventor
Tadao Takimoto
忠夫 瀧本
Tetsuyuki Shirai
哲之 白井
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Publication of JPH07123512A publication Critical patent/JPH07123512A/ja
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のオルタネーターサイズのモーターを電
気エネルギーで回転させ、エンジンの回転作動を電動補
助することにより、従来の自動車構造を大きく変化させ
ることなく、排気ガス量を低減せしめるような自動車を
提供すること。 【構成】 エンジン1の回転により発電する発電機4の
回転子を蓄電手段により回転させ、エンジン1の回転を
補助するように構成した。これにより、車両の走行時や
停車時等において、エンジン1の回転を発電機4の回転
子の回転により補助するようにしたので、従来より排気
ガスの放出量を極力低減させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】主にガソリンや軽油等を燃料とす
る燃料式自動車において、エンジンに連結された発電機
の回転を電気エネルギーで回転させる自動車に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、主にガソリンや軽油等を燃料とす
る燃料式自動車では、そのエンジン系統SOの主な構成
は、例えば図6に示すように、エンジンENのクランク
軸CRにはプーリーP1が取着され、一方、オルタネー
タACの回転子(ローター)にもプーリーP2が取着さ
れ、これら両プーリーはベルトBEにより連結されてい
る。さらに、オルタネータACは主に電圧調整を行うレ
ギュレーターREを介して蓄電池BTと電気的に接続さ
れている。そして、このような構成により、エンジンE
Nのクランク軸CRの回転でオルタネータACを発電
し、車両に設けられた電装ユニットを駆動するのに必要
な電気エネルギーを作り出し、これを蓄電池BTに蓄え
るようにしているのである。
【0003】また、一般にハイブリッド車と称されるも
のは、例えば内燃機関で発電して得られた電気エネルギ
ーでもってモーターを駆動して走行するタイプのもの
や、内燃機関とモーターとを併用駆動して走行するタイ
プのものがある。
【0004】
【発明が解決しようする課題】しかしながら、上述した
ガソリンや軽油等を燃料とする燃料式自動車では、車両
走行時やアイドリング等のエンジン無負荷回転時など
に、多量の排気ガスを放出する。近年、地球環境に対す
る関心が高まる中で、この種の自動車が放出する排気ガ
スによる悪影響を低減させることが重要視されてきてい
るが、従来はこのような排気ガスの放出を極力抑えるた
めに、燃焼効率を改善するか、車体重量を軽量化する程
度の手段しか講じることができなかった。
【0005】また、上述したハイブリッド車では、駆動
用として重量の大きなモーターと蓄電池とを使用する必
要があり、さらに重量が大きい内燃機関等も必要となる
ことから、車両全体の重量が莫大となり、排気ガスを低
減させる効果も僅少であった。
【0006】
【目的】そこで、本発明では上述した問題点を解消すべ
く、従来のオルタネーターサイズのモーターを電気エネ
ルギーで回転させ、エンジンの回転作動を電動補助する
ことにより、従来の自動車構造を大きく変化させること
なく、排気ガス量を低減せしめるような自動車を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動補助機能付自動車は、エンジンの回転
により発電する発電機の回転子を蓄電手段の電力でも回
転させ、エンジンの回転を補助するように構成した。
【0008】
【作用】上記構成によれば、例えば従来のオルタネータ
ーの回転子を電気エネルギーで回転させることにより、
エンジンの回転作動を補助し、排気ガスの放出を極力抑
えることができる。特に、前記蓄電手段に電力を供給す
るための太陽電池を車体に設ければ、エンジンだけでな
く太陽電池からも電力を供給させることができ、太陽光
エネルギーの有効利用が図れる。
【0009】また、蓄電手段を車両の電装系に電力を供
給するための第1の蓄電池と、発電機の回転子を回転さ
せるための電力を供給する第2の蓄電池とから構成する
ことにより、必要以上の発電を内燃機関が行わないよう
にさせて排出ガスを低減させることができる。また、第
2の蓄電池が第1の蓄電池に優先して車両の電装系に電
力を供給することにより、第1の蓄電池に対する発電の
必要が減少し排気ガスを低減させることができる。ま
た、発電機は第1の蓄電池に充電を行い、第1の蓄電池
が満充電で、且つブレーキが踏まれたときにのみ第2の
蓄電池を充電することにより、制動エネルギーの一部を
電気として回生させることができる。
【0010】さらに、エンジンが内燃機関であって、内
燃機関が無負荷回転状態の時、内燃機関のシリンダー内
への燃料供給を停止するとともに、シリンダー内の圧力
上昇を防止し、発電機でもって内燃機関を一定回転で駆
動させることにより、例えばアイドリング状態等の無負
荷回転状態のときに、排気ガスの放出を無くせると同時
に、アクセルを作動させることによりスムーズなスター
トが実現できる。
【0011】
【実施例】本発明に係る電動補助機能付自動車の一実施
例を図面に基づいて説明する。まず、電動補助機能付自
動車のエンジン系統S1の概略構成について説明する。
図1に示すように、エンジン1のクランク軸2に取り付
けられたエンジン側のプーリー3と、発電機4の回転子
に設けられたプーリー5とが動力伝達手段であるベルト
6により連結されている。発電機4はインバーター等で
構成される制御装置7を介して第1の蓄電池8に接続さ
れている。ここで、制御装置7は発電機4をエンジン1
の回転を補助するモーターとして作動せしめるか、第1
の蓄電池8を充電する発電機として作動せしめるかを制
御する。なお、第1の蓄電池8は車両の電装系に電力を
供給するためのものである。
【0012】また、車体には太陽電池9が設けられ、こ
の太陽電池9が太陽光等の光エネルギーを受け発電電力
を出力する際に、常に最大電力を取り出すことができる
ようにMPPT(最大出力点追尾装置)10が、太陽電
池9の出力側に接続されており、これを介して第2の蓄
電池11を充電するようにしている。ここで、第2の蓄
電池11も車両の電装系に電気を供給するためのもので
あり、発電機4をモーターとして作動させる場合にはこ
れを放電しないように上記制御装置7が制御する。
【0013】なお、制御装置7は後記する車速センサや
変速機状態センサや圧力制御手段等にも電気的に接続さ
れており、これらセンサからの信号を受けて各要素を作
動せしめるように制御を行う。
【0014】また、図2及び図3に示すように、エンジ
ン1が例えば4サイクルエンジンの場合、エンジン1が
アイドリング等の無負荷回転のとき、不図示の燃料制御
システム(燃料供給制御手段)により燃料をカットし、
排気ガスの放出防止を極力防止することができる。すな
わち、図3に示すように制御装置7に接続された圧力制
御手段28を、通常運転においては排気側のカム26に
接しているロッカーアーム27を押し上げることによ
り、排気バルブ23を開放して、シリンダー20内のピ
ストン21による空気の圧縮を妨げ、発電機4のモータ
ー作動による回転をスムーズに行えるようにすることが
できる。また、運転者が発進操作をすると、制御装置7
は圧力制御手段28を下降させるように制御し、図2に
示すようにピストン21による圧縮動作を可能とし、更
に前述の燃料供給制御手段により燃料が供給されること
により発進がスムーズに行うことが可能となる。なお、
図中22は吸気バルブであり、25はそのロッカーアー
ム、24はカムである。
【0015】なお、停車の度にエンジンを停止し、スタ
ートの度にセルモーターでエンジン1を回転させるもの
と比較すると、この構成によれば停車時でもエンジン1
は回転している為、スムーズな発進が可能となる。
【0016】次に、制御装置7の作動について詳細に説
明する。図4に示すように、まず第1の蓄電池8が満充
電かどうかをその端子電圧により検出し(ステップ10
0)、第1の蓄電池8の充電が必要であれば、発電機4
の発電によりこれを充電する(ステップ110,12
0)。そしてさらに、油圧の解除により圧力制御手段2
8をリセットする(ステップ130)。
【0017】ステップ100において第1の蓄電池8が
満充電であり、且つエンジン1が運転中であれば(ステ
ップ140)、発電機4をモーターとして作動せしめエ
ンジン1の回転を補助する(ステップ150)。そし
て、アクセルが作動していないこと、及び車速センサー
からの信号により車速がゼロであることを検出し(ステ
ップ160)、且つ変速機の状態センサーからの信号に
より変速機がニュートラルであることを検出した場合は
(ステップ170)、油を供給して圧力制御手段28を
作動させる(ステップ180)。一方、ステップ160
においてアクセルが作動中であるか、車速センサーから
の信号により車速がゼロでないことを検出した場合、ま
たはステップ170において変速機がニュートラル以外
であることを検出した場合は、ステップ130を実行す
る。一方、ステップ140においてエンジン1が停止し
ている場合は、発電機4の作動を停止する(ステップ1
90)。
【0018】次いで、ステップ200において、ブレー
キが作動しているか否かを判定する。ここで、ブレーキ
が作動中であれば発電機4は弱い回生制動により発電す
る(ステップ210)。そして、第1の蓄電池8が満充
電であれば発電機4からの電気エネルギーを第2の蓄電
池11を充電するように制御する。一方、第1の蓄電池
8が満充電でなければこれを充電する(ステップ24
0)。次いで、各蓄電池の放電状態により車両の電装系
に電気を供給するかどうかを判定する(ステップ27
0)。ここで、電装系へ電気の供給が不要であれば第2
の蓄電池11が電装系へ放電するのを停止するように制
御し(ステップ250)、第1の蓄電池8が電装系へ放
電するのも停止させて(ステップ260)、ステップ1
00へ戻る。
【0019】一方、ステップ270において電装系への
電気供給が必要であれば、第2の蓄電池11の残存電気
容量があるかどうかの判定を端子電圧の検出により行い
(ステップ280)、残存電気容量が所定量無ければ、
第1の蓄電池8は電装系へ放電するように制御し、さら
に第2の蓄電池11が電装系へ放電するのを停止して
(ステップ300)、ステップ100へ戻る。
【0020】また、ステップ280において第2の蓄電
池の残存電気容量が所定量以上あれば、第2の蓄電池1
1が電装系へ放電するように制御し(ステップ31
0)、さらに第1の蓄電池8が電装系へ放電するのを停
止するように制御して(ステップ320)、ステップ1
00へ戻る。
【0021】このように、第2の蓄電池11に残存電気
容量があれば、発電機4をモーターとして作動させると
き、これを放電せしめるほか、電装系に電気を供給する
場合も第1の蓄電池8に優先して放電するように制御す
るので、エンジン1で発電する時間を低減することがで
き、より排気ガスの放出量を低減させることが可能とな
る。
【0022】また、発電機4はエンジン1の回転中、第
2の蓄電池11に電気がある限りモーターとして回転作
動し、エンジン1の回転を補助する機能を果たす。例え
ば、車両の屋根に出力200W程度の太陽電池9を貼設
した場合、晴天日で900Wh程度の発電が得られる。
車両が1日に走行する距離は20km程度とすれば、こ
れを時間に換算すれば1時間程度となる。すなわち、太
陽電池900Whの発電で発電機4をモーターとして回
転作動せしめることが充分可能となり、これにより排気
ガスの放出量の低減がいっそう可能となるのである。
【0023】次に、他の実施例について説明する。図5
に示すように、従来の自動車用蓄電池より大型化した蓄
電池12を具備させ、図1における第1及び第2の蓄電
池8,11を統合化してもよく、この場合は制御装置7
は蓄電池12の残存電気容量を検出し、これが一定容量
以下となったときに発電機4を発電機として作動せしめ
るものである。これにより、構造が簡便となり小型化・
軽量化を図ることが可能となる。
【0024】なお、本実施例ではエンジンとして4サイ
クルエンジンを例にとり説明したが、これに限定される
ものではなく2サイクルエンジン、ディーゼルエンジ
ン、ロータリーエンジン等各種エンジンに適用が可能で
あり、適宜変更し実施可能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動補助
機能付自動車によれば、従来の燃料式自動車に用いられ
ていた発電機を、モーターとして使用できる様にした
為、車両の走行時や停車時等において、エンジンの回転
を発電機の回転子の回転により補助するようにしたの
で、従来より排気ガスの放出量を極力低減させた無公害
自動車を提供できる。また、蓄電手段に電力を供給する
ための太陽電池を車体に設ければ、エンジンだけでなく
太陽電池からも電力を供給させることができ、太陽光エ
ネルギーの有効利用が図れる。さらに、エンジンが内燃
機関であって、内燃機関が無負荷回転状態の時、内燃機
関のシリンダー内への燃料供給を停止するとともに、シ
リンダー内の圧力上昇を防止することにより、例えばア
イドリング状態等の無負荷回転状態のときに、排気ガス
の放出を無くせると同時に、アクセルを作動させること
によりスムーズなスタートが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施例を説明する電動補助機能
付自動車の部分概略構成図である。
【図2】本発明に係る一実施例を説明する通常運転にお
けるエンジンの概略構成図である。
【図3】本発明に係る一実施例を説明するアイドリング
等の低回転時におけるエンジンの概略構成図である。
【図4】制御装置の制御フローを説明するフローチャー
トである。
【図5】本発明に係る他の実施例を説明する電動補助機
能付自動車の部分概略構成図である。
【図6】従来例を説明する電動補助機能付自動車の部分
概略構成図である。
【符号の説明】
1 ・・・エンジン 2 ・・・クラン
ク軸 3 ・・・プーリー 4 ・・・発電機 5 ・・・プーリー 7 ・・・制御装
置 8 ・・・第1の蓄電池 9 ・・・太陽電
池 10 ・・・MPPT 11 ・・・第2
の蓄電池 12 ・・・蓄電池 28 ・・・圧力制御手段

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの回転作動により発電する発電
    機の回転子を蓄電手段の電力でも回転させ、前記エンジ
    ンの回転作動を補助するように構成した電動補助機能付
    自動車。
  2. 【請求項2】 前記蓄電手段への電力供給に太陽電池を
    用いることを特徴とする請求項1に記載の電動補助機能
    付自動車。
  3. 【請求項3】 前記エンジンが内燃機関であって、該内
    燃機関が無負荷回転状態の時、該内燃機関のシリンダー
    内への燃料供給を停止する燃料供給制御手段と、該シリ
    ンダー内の圧力上昇を防止する圧力制御手段とが設けら
    れていることを特徴とする請求項1に記載の電動補助機
    能付自動車。
JP27152893A 1993-10-29 1993-10-29 電動補助機能付自動車 Pending JPH07123512A (ja)

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