(57)【要約】      （修正有）【課題】どこか一箇所に故障が発生しても、エンジンまたはモータを使用して走行することができるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】車輪１１ａが取り付けられた１または複数のエンジン駆動車軸１１と、車輪１２ａが取り付けられた１または複数のモータ駆動車軸１２とを有している。エンジン１３が、エンジン駆動車軸１１を、モータ駆動車軸１２とは独立して回転駆動可能に設けられている。電気モータ１５が、モータ駆動車軸１２を、エンジン駆動車軸１１とは独立して回転駆動可能に設けられている。エンジン１３と電気モータ１５とは、互いに機械的に独立して設けられている。制御部が、エンジン１３および電気モータ１５の動作を制御可能に設けられている。【選択図】図１
0003212862.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
車輪が取り付けられた１または複数のエンジン駆動車軸と、
車輪が取り付けられた１または複数のモータ駆動車軸と、
前記エンジン駆動車軸を前記モータ駆動車軸とは独立して回転駆動可能に設けられたエンジンと、
前記モータ駆動車軸を前記エンジン駆動車軸とは独立して回転駆動可能に設けられた電気モータと、
前記エンジンおよび前記電気モータの動作を制御可能に設けられた制御部とを有し、
前記エンジンと前記電気モータとが機械的に独立していることを
特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記エンジン駆動車軸および前記モータ駆動車軸がそれぞれ１つから成ることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記エンジン駆動車軸および前記モータ駆動車軸がそれぞれ１乃至３つから成り、前記エンジン駆動車軸と前記モータ駆動車軸とを合わせて４つから成ることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記エンジン駆動車軸および前記モータ駆動車軸のうちの少なくとも１つが、前記エンジンと前記電気モータとの間で駆動源を切替可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
鉄道用の車両から成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータとエンジンとを併用したハイブリッド車両として、シリーズ方式のものや、パラレル方式のもの、シリーズ方式とパラレル方式とを併用したものがある（例えば、特許文献１または２参照）。シリーズ方式のハイブリッド車両は、例えば図５（ａ）に示すように、エンジンを発電機の動力としてのみ使用し、発電機で発電された電力をバッテリーに蓄え、そのバッテリーからの電力によりインバータを介してモータを駆動し、モータのみで走行するようになっている。
【０００３】
また、パラレル方式のハイブリッド車両は、例えば図５（ｂ）に示すように、主としてエンジン駆動により変速機を介して走行を行い、発進時や加速時に、バッテリーに蓄えた電力によりインバータを介してモータを駆動し、モータにより動力を補助するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２７５０４号公報
【特許文献２】特開２０００−２９５７０８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５（ａ）に示すような、従来のシリーズ方式では、エンジン、モータまたは発電機のどれか１つが故障すると、走行できなくなってしまうという課題があった。また、図５（ｂ）に示すような、従来のパラレル方式では、変速機が故障すると、走行できなくなってしまうという課題があった。
【０００６】
本考案は、このような課題に着目してなされたもので、どこか一箇所に故障が発生しても、エンジンまたはモータを使用して走行することができるハイブリッド車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本考案に係るハイブリッド車両は、車輪が取り付けられた１または複数のエンジン駆動車軸と、車輪が取り付けられた１または複数のモータ駆動車軸と、前記エンジン駆動車軸を前記モータ駆動車軸とは独立して回転駆動可能に設けられたエンジンと、前記モータ駆動車軸を前記エンジン駆動車軸とは独立して回転駆動可能に設けられた電気モータと、前記エンジンおよび前記電気モータの動作を制御可能に設けられた制御部とを有し、前記エンジンと前記電気モータとが機械的に独立していることを特徴とする。
【０００８】
本考案に係るハイブリッド車両は、エンジン駆動車軸とモータ駆動車軸とが互いに独立して回転駆動可能で、エンジンと電気モータとが機械的に独立した、いわゆる完全二重系ハイブリッド方式であるため、エンジンや電気モータ、変速機などのどこか一箇所に故障が発生しても、エンジンのみ、または電気モータのみを使用して走行することができる。また、電気モータを併用することにより、エンジンのみで走行する車両と比べて、エンジンで回転駆動させる車軸が少なくなるため、エンジンを小型化することができる。これにより、省エネルギーを促進するとともに、排気ガスを減らして環境負荷を軽減することができる。
【０００９】
本考案に係るハイブリッド車両で、走行時のモータ駆動車軸の回転とエンジン駆動車軸の回転は、制御部により調和させることができる。本考案に係るハイブリッド車両は、駆動源を、エンジンと電気モータとから、手動で選択可能であることが好ましい。この場合、どちらかの駆動源が故障したとき、故障していない方を手動で選択して走行することができる。
【００１０】
本考案に係るハイブリッド車両で、エンジン駆動車軸およびモータ駆動車軸に取り付けられた車輪は、それぞれ１つであっても２つであってもよい。本考案に係るハイブリッド車両は、自動車や自動二輪車、鉄道用の車両など、いかなる車両であってもよい。また、鉄道用の作業車両であってもよい。
【００１１】
本考案に係るハイブリッド車両は、前記エンジン駆動車軸および前記モータ駆動車軸がそれぞれ１つから成っていてもよく、前記エンジン駆動車軸および前記モータ駆動車軸がそれぞれ１乃至３つから成り、前記エンジン駆動車軸と前記モータ駆動車軸とを合わせて４つから成っていてもよい。このように、本考案に係るハイブリッド車両は、様々な形態でも構成可能である。
【００１２】
本考案に係るハイブリッド車両は、前記エンジン駆動車軸および前記モータ駆動車軸のうちの少なくとも１つが、前記エンジンと前記電気モータとの間で駆動源を切替可能に構成されていてもよい。この場合、駆動方法の選択の幅が拡がるため、様々な状況に応じて最適な駆動方法で走行することができる。また、エンジンまたは電気モータが故障したとき、故障していない方の駆動源に切り替えることにより、効率的に走行することができる。駆動源は、手動切替であっても、制御部による自動切替であってもよい。
【考案の効果】
【００１３】
本考案によれば、どこか一箇所に故障が発生しても、エンジンまたはモータを使用して走行することができるハイブリッド車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の実施の形態のハイブリッド車両を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両の側面図である。
【図３】図１に示すハイブリッド車両の、エンジンのみで駆動する車両と、電気モータのみで駆動する車両とを連結した変形例を示す側面図である。
【図４】図１に示すハイブリッド車両の、（ａ）エンジンで２つのエンジン駆動車軸を駆動し、電気モータで２つのモータ駆動車軸を駆動する変形例、（ｂ）エンジンで１つのエンジン駆動車軸を駆動し、電気モータで３つのモータ駆動車軸を駆動する変形例、（ｃ）エンジンで３つのエンジン駆動車軸を駆動し、電気モータで１つのモータ駆動車軸を駆動する変形例、（ｄ）エンジン駆動車軸およびモータ駆動車軸のうちの少なくとも１つが、エンジンと電気モータとの間で駆動源を切替可能な変形例、を示す側面図である。
【図５】（ａ）従来のシリーズ方式のハイブリッド車両を示すブロック構成図、（ｂ）従来のパラレル方式のハイブリッド車両を示すブロック構成図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づき、本考案の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は、本考案の実施の形態のハイブリッド車両を示している。
図１および図２に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン駆動車軸１１とモータ駆動車軸１２とエンジン１３と変速機１４と電気モータ１５とバッテリー１６とインバータ１７と制御部１８とを有している。
【００１６】
エンジン駆動車軸１１は、１つから成り、両端に１対の車輪１１ａが取り付けられている。モータ駆動車軸１２は、１つから成り、両端に１対の車輪１２ａが取り付けられている。
【００１７】
エンジン１３は、変速機１４を介してエンジン駆動車軸１１を回転駆動可能に設けられている。エンジン１３は、モータ駆動車軸１２とは接続しておらず、モータ駆動車軸１２とは独立してエンジン駆動車軸１１を回転駆動するようになっている。
【００１８】
電気モータ１５は、モータ駆動車軸１２を回転駆動可能に設けられている。電気モータ１５は、エンジン駆動車軸１１とは接続しておらず、エンジン駆動車軸１１とは独立してモータ駆動車軸１２を回転駆動するようになっている。電気モータ１５は、発電機も兼ねており、モータ駆動車軸１２の回生動作により発電可能に構成されている。エンジン１３および電気モータ１５は、互いに機械的に独立して設けられている。
【００１９】
バッテリー１６は、インバータ１７を介して電気モータ１５に接続されている。バッテリー１６は、蓄えた電力を電気モータ１５に供給したり、回生動作を行う電気モータ１５から電力を受け取って蓄えたりするよう構成されている。インバータ１７は、電気モータ１５の回生制御を可能に構成されている。
【００２０】
制御部１８は、エンジン１３と電気モータ１５とに接続され、エンジン１３および電気モータ１５の動作を制御可能に設けられている。制御部１８は、走行状況に応じて、エンジン１３および電気モータ１５の出力を制御したり、スムーズに走行可能に、走行時のモータ駆動車軸１２の回転とエンジン駆動車軸１１の回転とを調和させたり、インバータ１７を介して電気モータ１５の駆動動作と回生動作とを切り替えたりするよう構成されている。
【００２１】
制御部１８は、例えば、以下のようにして制御を行うようになっている。
（１）自車単独モード
スタート時は、電気モータ１５のみを使用し、上り勾配で動き出せないときのみエンジン１３でアシストする。必要以外では、エンジン１３を始動しない。下りや減速時には、エンジン１３を切り離して、電気モータ１５の回生動作を行う。
（２）重負荷モード（急勾配登坂時、重量物牽引時など）
スタート時は、エンジン１３および電気モータ１５の両方を使用する。大きい駆動力が得られるよう、エンジン１３をメインとし、バッテリー１６の残量に応じて極力エンジン１３と電気モータ１５とを併用し、４輪駆動とする。
（３）回生優先モード
バッテリー１６の残量が所定よりも少なくなった場合、電気モータ１５の回生動作を優先して走行し、バッテリー１６の充電を行う。エンジン１３のみで駆動可能な状況では、エンジン１３で走行しながら、電気モータ１５で回生動作を行う。
【００２２】
ハイブリッド車両１０は、駆動源を、エンジン１３と電気モータ１５から、手動で選択可能である。また、電気モータ１５の駆動動作と回生動作との切替も、手動で選択可能である。これにより、ハイブリッド車両１０は、制御部１８が行う自車単独モード、重負荷モードおよび回生優先モードを手動でも実施可能になっている。
【００２３】
次に、作用について説明する。
ハイブリッド車両１０は、エンジン駆動車軸１１とモータ駆動車軸１２とが互いに独立して回転駆動可能で、エンジン１３と電気モータ１５とが機械的に独立した、いわゆる完全二重系ハイブリッド方式であるため、エンジン１３や電気モータ１５、変速機１４などのどこか一箇所に故障が発生しても、エンジン１３のみ、または電気モータ１５のみを使用して走行することができる。また、電気モータ１５を併用することにより、エンジン１３のみで走行する車両と比べて、エンジン１３で回転駆動させる車軸が少なくなるため、エンジン１３を小型化することができる。これにより、省エネルギーを促進するとともに、排気ガスを減らして環境負荷を軽減することができる。
【００２４】
ハイブリッド車両１０は、制御部１８で適切に制御することにより、さらに省エネルギー効果および環境負荷の軽減効果を高めることができる。また、エンジン１３および電気モータ１５のどちらかの駆動源が故障したとき、故障していない方を手動で選択して走行することができる。
【００２５】
ハイブリッド車両１０は、自動車や自動二輪車、鉄道用の車両など、いかなる車両であってもよい。また、鉄道用の作業車両であってもよい。鉄道用の車両や作業車両から成る場合には、以下に示す変形例でも構成することができる。
【００２６】
図３に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン１３のみで駆動する車両と、電気モータ１５のみで駆動する車両とを連結器２１で連結して構成されていてもよい。この場合でも、エンジン１３のみでも電気モータ１５のみでも、エンジン１３と電気モータ１５とを併用しても走行することができる。また、エンジン１３や電気モータ１５、変速機１４などのどこか一箇所に故障が発生しても、エンジン１３のみ、または電気モータ１５のみを使用して走行することができる。
【００２７】
また、図４（ａ）に示すように、ハイブリッド車両１０は、４つの車軸を有し、エンジン１３で２つのエンジン駆動車軸１１を駆動し、電気モータ１５で２つのモータ駆動車軸１２を駆動可能であってもよい。この場合、省エネルギーおよび環境負荷の軽減のため、１つのエンジン１３で２つのエンジン駆動車軸１１を駆動することが好ましい。また、１つの電気モータ１５で２つのモータ駆動車軸１２を駆動しても、別々の電気モータ１５で各モータ駆動車軸１２をそれぞれ駆動してもよい。
【００２８】
また、図４（ｂ）に示すように、ハイブリッド車両１０は、４つの車軸を有し、エンジン１３で１つのエンジン駆動車軸１１を駆動し、電気モータ１５で３つのモータ駆動車軸１２を駆動可能であってもよい。この場合、１つの電気モータ１５で３つのモータ駆動車軸１２を駆動しても、別々の電気モータ１５で各モータ駆動車軸１２をそれぞれ駆動しても、１つの電気モータ１５で２つのモータ駆動車軸１２を駆動し、もう１つの電気モータ１５で残りの１つのモータ駆動車軸１２を駆動してもよい。
【００２９】
また、図４（ｃ）に示すように、ハイブリッド車両１０は、４つの車軸を有し、エンジン１３で３つのエンジン駆動車軸１１を駆動し、電気モータ１５で１つのモータ駆動車軸１２を駆動可能であってもよい。この場合、省エネルギーおよび環境負荷の軽減のため、１つのエンジン１３で３つのエンジン駆動車軸１１を駆動することが好ましい。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｃ）の場合も、エンジン１３のみでも電気モータ１５のみでも、エンジン１３と電気モータ１５とを併用しても走行することができる。また、エンジン１３や電気モータ１５、変速機１４などのどこか一箇所に故障が発生しても、エンジン１３のみ、または電気モータ１５のみを使用して走行することができる。電気モータ１５を複数有する場合には、駆動させる電気モータ１５の台数を手動、または制御部１８により自動で制御可能であってもよい。
【００３１】
また、図４（ｄ）に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン駆動車軸１１およびモータ駆動車軸１２のうちの少なくとも１つが、エンジン１３と電気モータ１５との間で駆動源を切替可能に構成されていてもよい。この場合、駆動方法の選択の幅が拡がるため、様々な状況に応じて最適な駆動方法で走行することができる。また、エンジン１３または電気モータ１５が故障したとき、故障していない方の駆動源に切り替えることにより、効率的に走行することができる。駆動源は、手動切替てあっても、制御部１８による自動切替であってもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ハイブリッド車両
１１  エンジン駆動車軸
１１ａ  車輪
１２  モータ駆動車軸
１２ａ  車輪
１３  エンジン
１４  変速機
１５  電気モータ
１６  バッテリー
１７  インバータ
１８  制御部
２１  連結器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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