JP2005162186A - 変速特性制御可能な複合式パワーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】動力出力が大きく大気汚染の課題を解消できる変速特性制御可能な複合式パワーシステムを提供する。
【解決手段】電子方式によって駆動される少なくとも一つの電力駆動装置２００と、一般の燃料オイルを燃料として駆動を実行する少なくとも一つのオイル燃焼式駆動装置４００と、前記オイル燃焼式駆動装置４００と前記電力駆動装置２００との分離・結合動作を制御するための少なくとも一つの自動制御クラッチ装置３００と、電力駆動装置２００を介して連続式変速の駆動を実行できると共に、ある電力源を含有することによって自体駆動を実行できる少なくとも一つの連続式変速装置８００と、前記電力駆動装置２００とオイル燃焼式駆動装置４００と自動制御クラッチ装置３００との間の相互の協調の動作を制御するための少なくとも一つのシステム制御装置１００とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、変速特性制御可能な複合式パワーシステムに係わり、特に、改良された配列組立による複合式パワーシステムに、高効率、且つオイル節約可能な伝動システムを合せて使用することによって、各種のそれぞれ異なる地形での走行を可能とし、かつ車両の保守・点検時におけるメンテナンス実行時におけるパーツまたは装置部品の損傷を防止できるようにした変速特性制御可能な複合式パワーシステムに関するものである。

近年では、経済の高度な発展により、人間の生活が非常に便利で文明的な生活環境になっているが、その反面、全世界におけるすべての生物の生存権を脅かす現状となっている。
例えば、オゾン層の消失は、人間を含む生物に紫外線の照射を防ぐ必要性を要求し、オゾン層の破れることによって地球の温度を温暖化せしめ、さらには六月に雪が降るなどの怪奇現象さえ出ているような天変地異状況を生じさせている。
このような現象は、人間の過度な生活環境の破壊に起因するものがほとんどであり、地球上の生物がすべてこれら人間の環境破壊による汚染された状況におかれている。

調べによると、現在の地球上における環境の汚染は、主に人間の交通機関に利用される自動車、航空機、船舶等の燃料から排出される排気ガス等の汚染物質に起因するものである。
前記汚染物質は自動車等の移動に伴って大気中に撒き散らされ、直接的に地球上に広く分布されるようになっている。
航空機について言及すると、その飛行途中に燃料を噴射し、それらの燃料が陸地と海上に散乱され、この種の立体式の汚染のことが急速的に大自然の環境を悪化させるようになっている。
海上を走行する船舶について言えば、その燃焼廃棄物が直接的に水中に排出され、海洋中における生物に多大な悪影響を与えている。
そのため、前述したそれぞれの原因を解消するには、代替用のエネルギーを開発するか、現在使用している燃料を最小容量に限定するかの改良が必要であるが、依然として前記目的を達成できる状況には至っていない。

環境保護の意識は、最近の二十年間以来ますます高まり、科学者や生物学者などが次々と、人間の進歩を阻害することなく環境の完璧さを守ることが出来、人間の文明をさらに向上推進させることが出来るようにする研究を進めている。工業技術について論じると、電動自動車の開発が進められ、また、ソーラー・エネルギーの利用も進められ、且つ無煙燃料の研究なども進められることで、既に環境保護を守るための実質的な開発がなされていることが実証されている。
従来の技術において明らかに見られるのは、すべて単一の動力源を使用するものである。例えば、灯油エンジンやガソリン・エンジンやソーラー・エネルギー・パワー・システムや電力駆動システムなどがあげられる。前記のそれぞれの動力源においては、動力については効果性・持久性も優れるが、環境汚染に対しては課題を有する。また、ある動力源における動力は環境保護の課題についてはクリアするが、有効的な動力機能を持たない。
他方では、電動自動車とソーラー・エネルギー自動車を例えて言うと、従来のオイル燃焼式のエンジンを取り除くことが出来るが、実際では、これらの新式の動力源が動力エネルギーにおける効率の発揮には限度があり、そのため、単一の動力源だけを使用することが不可能なことである。しかし、努力・研究・開発の結果、ある新たな動力源同士の相互結合による技術概念（コンセプトとテクニック）が開発された。これは動力機能を向上することが出来るほか、耐久性も環境保護などの効果をも兼ねて有し、大いなる技術力の開発につながった。

しかしながら、台湾特許出願第９１１１１６２０号の従来技術は、そのそれぞれの動力源のアレンジ（レイアウト）が下記のようになっている。
つまり、図１に示すものは、その従来技術の複合式動力駆動装置を示す説明図であり、当該従来技術のアレンジは、以下のようなものである。つまり、ある自動制御装置３００Ａのシステムとある電力駆動装置２００Ａのシステムとを互いに連結して前記電力駆動装置２００Ａの電力駆動を利用する。
大容量の動力を出力しようとする場合、オイル燃焼式駆動装置４００Ａが前記自動制御装置３００Ａに連結され、関連の動力の出力を提供する。しかしながら、前記オイル燃焼式駆動装置４００Ａを起動するには、整合式の動力補助装置５００Ａを付加して起動手段として起動を実行する必要がある。他方では、依然として動力不足の場合は、前記整合式の動力補助装置５００Ａが動力を補助する役割を担当でき、このような配置の場合では、自動制御装置３００Ａ内の一連の変速装置３２０Ａを保守・点検する場合には、まず電力駆動装置２００Ａを取り外さないと、その連続式の変速装置３２０Ａを順調に保守・点検できない。このような場合では、保守・点検の仕事が多くの不便さが増加されると共に、効率性を欠いている。
他方では、電力駆動装置２００Ａを取り外す回数が多くなると、装置部品への損傷が避けられないと予想できるので得にならない。
そのため、本発明にあっては如何にして前記のそれぞれの課題を解消し、且つさらに高度な動力の伝動システムを導入して複合式の動力駆動装置の効率性を向上させるかが積極的に追究しようとする課題となっている。
台湾特許第９１１１１６２０号

本発明は、連続式の変速装置を使用することによって動力伝動の効率を向上させ、その連続式の変速装置が従来のギヤ変速装置により変速する際に、断続式の変速より高効率の連続性変速を提供できるようにし、動力伝動の場合ではその効率を向上できる変速特性制御可能な複合パワーシステムを提供することをその第１の目的とする。

また、本発明は、従来技術の設計を変更することによって保守・点検を便利にした変速特性制御可能な複合パワーシステムを提供することをその第２の目的とする。
従来技術において、連続式の変速装置は、自動制御クラッチ装置に覆われているので、保守・点検を実行する際に、まずその外部に位置する電力駆動装置と一部の自動制御クラッチ装置における部材を取り外す必要があり、取り外した後ではじめて連続式変速装置に対し保守・点検を実行でき、かなり時間と手数がかかる。さらに、前記装置の一部の取り外しを実行する際に、もし他の部材を傷付けるようにすれば、大きな損害を招く場合もある。
本発明は、連続式駆動装置の取り付け位置に対し改良式のアレンジを実施することによって、保守・点検が容易にできるようにすると共に、作業中の他の装置への損傷を回避できるようにしたものである。

また、本発明は、エネルギーの節約可能な、変速特性制御可能な複合式パワーシステムを提供することをその第３の目的とする。
本発明は、従来のオイル燃焼式エンジンと電動モータとを連結することによってエネルギーの消費料を節約するものである。例えば、所定の場合では、単に電力によって駆動すればよく、また、ある場合では、オイル燃焼式エンジンを利用して高効率の状態で駆動することが出来るようにして、エネルギーの消費料を節約する効果を達成できる。

また、本発明は、環境保護の目的を図ることができる変速特性制御可能な複合式パワーシステムを提供することをその第４の目的としている。
前記の例によれば、もし単に電力駆動によって、または電力駆動とオイル燃焼式エンジンの連結によって駆動させた場合には、低汚染状態で作動させることが可能となり、大気に大量な排気が排出されなくなり、われわれの環境を汚染する虞がない。そのため、もし大部分の交通機関において利用される動力伝達手段に本発明を採用した場合、環境を汚染する汚染物質の排出量が、従前に比べ一年間分の量が減少され、その環境保護への貢献度が向上することにつながる。

本発明は、前記のそれぞれの課題を解決するために、一種の変速特性制御可能な複合式パワーシステムを提供し、当該システムは複数種の動力源を利用し、複数の動力源の結合方式によってそれぞれの動力源の駆動力を相互に合成する駆動方式であって、この複合式パワーシステムには、複合式パワーシステムの第一の駆動源となり、電子方式によって駆動を実行する少なくとも一つの電力駆動装置と、複合式パワーシステムの第二の駆動源となり、一般のオイルを燃料とするような方式によって駆動を実行する少なくとも一つのオイル燃焼式駆動装置と、前記電力駆動装置と前記オイル燃焼式駆動装置との分離・結合を実行する、即ち、オイル燃焼式駆動装置と電力駆動装置との間に介在され、二つの装置を分離と結合することを実行する、少なくとも一つの自動制御クラッチ装置と、電力駆動装置の制御を受け、連続式の変速駆動を実行するための連続式変速装置と、前記自動制御クラッチ装置とオイル燃焼式駆動装置を介して一連の状態になるように連結され、迅速に前記オイル燃焼式駆動装置を起動でき、オイル燃焼式駆動装置が作動されると発電機の機能に変換し、オイル燃焼式駆動装置の作動負荷を調整し、且つ前記の複合式パワーシステムが大容量の動力出力が要求される場合に、直ちに動力補助の役割に転換される少なくとも一つの整合式動力補助装置と、前記複合式のパワーシステムの電力駆動装置とオイル燃焼式駆動装置と自動制御クラッチ装置の相互の間の協調的な作動を制御するための少なくとも一つのシステム制御装置とを備えた構成とすることで、本発明の複合式エンジンと電力による動力と電動モータ動力の相互のカップリングによってエネルギー消耗量の節約と環境保護との目的を図ることができるようにしたものである。
その主要な内容は、例えば、エンジンが停止し、その回動による惰性作動を防止し、自動車ブレーキ減速の動的エネルギー消耗を回避でき、エンジンの一時停止状態における低回転速度による低負荷作動を減少でき、純粋な電動駆動走行と最大の加速と動力補助などの機能を発揮させることも出来る。そのため、本発明は電力と燃料との二種類のパワー・ソースを結合することによってエネルギー消費量の節約と環境保護の目的を達成できる。

次に、本発明の目的と特徴とその効果を詳しく解明するために、以下の添付図面を参照しながら本発明の優れた実施の形態を具体的に説明する。

図２は、本発明の第１の実施例を示す説明図である。
本発明による変速特性制御可能な複合式パワーシステムは、複数種の動力源を利用し、複合式の結合によってそれぞれの動力源が相互に合成することによって駆動力を発揮するようにしたものであり、前記複数種の動力源として電気エネルギーや燃料オイルやソーラー・エネルギーなどを採用できるが、本発明は電力と燃料オイルを使用する駆動装置を例とするものである。
前記複合式動力駆動装置には、少なくとも一つの電力駆動装置２００を有し、それは、複合式動力駆動装置の第一の駆動源であり、電力方式によって駆動する例えば、動力モータなどを使用し、また、前記電力駆動装置２００には、さらにモータ制御ユニット２１０を有する。

また、本発明には少なくとも一つのオイル燃焼式駆動装置４００を有し、それは複合式動力駆動装置の第二の駆動源であり、一般の燃料オイル（ガソリンや灯油など）を燃料として駆動力を発生させるものであり、例えばエンジンなどを使用する。また、そのオイル燃焼式駆動装置４００にはさらにエンジン制御ユニット４１０を備えている。

また、本発明には、少なくとも一つの自動制御クラッチ装置３００を有し、それは前記オイル燃焼式駆動装置４００と前記電力駆動装置２００とを分離・結合動作を実行させるようにコントロールする。即ち、前記オイル燃焼式駆動装置４００と前記電力駆動装置２００との間に介在され、二つの装置を互いに分離または結合を実行させるものであり、当該自動制御クラッチ装置３００には自動制御クラッチ３１０を有するので、前記オイル燃焼式駆動装置４００と前記電力駆動装置２００の駆動力を構造的に結合することができる。これらの二種類の動力源は構造上直列的接続である場合を示したが、本システムにおいてはさらに並列的接続式の複合式のパワーを生成できるものも本発明に包含されている。

次に本発明における動作について説明する。
その一、オイル燃焼式駆動装置４００が作動しない場合、前記自動制御クラッチ装置３００は分離状態にあり、電力駆動装置２００のパワーが連続式変速装置８００を介して伝動出力される。
その二、電力駆動装置２００が作動しない場合、電力駆動装置２００が単純なフライ・ホイールに切り替えられ、この時、自動制御クラッチ３００が結合状態にあり、オイル燃焼式駆動装置４００のパワーが自動制御クラッチ装置３００を介して電力駆動装置２００と結合され、また、連続式変速装置８００を経由して伝動出力される。
その三、オイル燃焼式駆動装置４００または電力駆動装置２００とがすべて作動される場合、両者の回転速度が同期になると、自動制御クラッチ装置３００が結合状態になり、両者のパワーを複合結合してから、連続式変速装置８００を介して伝動出力する。
その四、前記電力駆動装置２００が発電機に切り替えられ、この時、前記自動制御クラッチ装置３００が結合状態になり、オイル燃焼式駆動装置４００のパワーが自動制御クラッチ装置３００を介して電力駆動装置２００と結合され、電力駆動装置２００に発電させ、バッテリの電力量をフルになるまでチャージングできる。

また、本発明には、さらに少なくとも一つの連続式変速装置８００を有し、それは電力駆動装置２００によって連続式変速の駆動を実行し、当該連続式変速装置にはさらにフロント・プーリ８１０とリア・プーリ８２０とを有し、それぞれのプーリには移動可能な形式のプーリ、即ち、フロント移動式プーリ８１２とリア移動式プーリ８２２と、固定式のプーリ、即ちフロント固定式プーリ８１１とリア固定式プーリ８２１とを備えており、前記フロント・プーリ８１０と前記リア・プーリ８２０の移動可能な形式のプーリ８１２，８２２と固定式プーリ８１１，８２１とが反対の対称式の配置状態を呈し、また、Ｖ字形断面ベルト８３０によって連接して作動される。また、整合式動力補助装置５００を有し、前記自動制御クラッチ装置３００とオイル燃焼駆動装置４００を介して直列的接続状態となり、前記整合式動力補助装置５００には起動発電機５１０と複数段階電源転換ユニット５２０と、バッテリ制御ユニット５３０とを有し、そのため、オイル燃焼式駆動装置４００を迅速に起動でき、オイル燃焼式駆動装置４００が作動されると、整合式動力補助装置５００が発電機の機能に切り替えられ、オイル燃焼式駆動装置４００の作動負荷を調節し、また、複合式パワーシステムが大容量のパワー出力を要する場合には、前記整合式動力補助装置５００が即刻に動力補助の役割になり、また、少なくとも一つのシステム制御装置１００を有し、それは前記複合式パワーシステムの電力駆動装置２００とオイル燃焼式駆動装置４００と整合式動力補助装置５００と自動制御クラッチ装置３００との間の協調の動作を制御するものである。
そのため、電力駆動装置２００とそれぞれの装置と動力駆動の並列的接続を実行すると共に、前記連続式変速装置８００と動力駆動の直列的接続を実行することによって差動器６００と複数個のホイール７００とバック・ストローク機構９００とを駆動することにより車両のそれぞれ異なる路面における状況でも移動の動作を実行する。

前記に説明した通り、連続式変速装置８００と電力駆動装置２００は常時にあっては作動結合機構であり、オイル燃焼式駆動装置４００と自動制御クラッチ装置３００の自動制御クラッチ３１０とが常時にあっては分離機構であり、自動制御クラッチ装置３００の作動によって互いに結合されるものである。即ち、車両の動力が強化される必要がある場合に、随時にオイル燃焼式駆動装置４００と並列的接続でき、動力を強化し、それに反する場合でも同様である。
さらに詳しく説明する。動力が不足になり、オイル燃焼式駆動装置４００にパワーを提供させるようとする場合、前記整合式動力補助装置５００が発電機５１０を起動することによって速やかにオイル燃焼式駆動装置４００を駆動でき、オイル燃焼式駆動装置４００が作動後に、整合式動力補助装置５００が複数段階電源転換ユニット５２０によって発電機の機能に切り替えられ、オイル燃焼式駆動装置４００の作動負荷を調節し、また、動力駆動装置が大容量の動力出力を要する場合、整合式動力補助装置５００が直ちに複数段階電源転換ユニット５２０を介して動力補助の役割に切り替えられ、他方では、整合式動力補助装置５００が前記バッテリ制御ユニット５３０を介してオイル燃焼式駆動装置４００を起動する際に、電源を提供し、また、オイル燃焼式駆動装置４００がノーマルに作動する場合に、複数段階電源転換ユニット５２０と合成し、余分な電力をバッテリにチャージする。

また、本発明の他の実施の形態の場合では、前記の整合式動力補助装置５００が必要がある物品ではなくなり、それは、オイル燃焼式駆動装置４００自身も起動システムを加入でき、整合式動力補助装置５００を介して起動する必要はなくなり、他方では、前記連続式変速装置８００がその自身の電力駆動装置または油圧駆動装置によって前記二つの移動可能式のプーリに対し変位駆動を実行できる。

以下に、本発明の採用する連続式変速装置を検討する。
最初のパワーシステムが世に出てから、人間が固定の歯数比のギヤ変速機構を使用することが単なる妥協の産物であることがわかる。そのため、本世紀の始めから、エンジニア達がすべて努力して彼らの心の中の理想的な伝動機構―無段変速伝動または連続式変速伝動の機構を探し続けてきた。それによって正確的で連続的な出力パワーを提供する。当時の研究が大体三つの分野から討論され、即ち、機械式と流体式と電気式のものである。実際には、最近のそれぞれの伝動に係る概念が当時では既に確立された。しかしながら、早期の無段変速システムには避けられないように三つの課題に遭遇した。即ち、耐久性と性能とシステム制御との三つの課題に出会い実用化が難しい。したがって、ギヤ変速システムが先進的で簡単且つ安価であるため、今日の伝動システムの主流になっている。しかしながら、近年自動車工業界においては、オイル燃焼における汚染防止に対する法規制が益々厳しくなり、エンジンの高効率化かなり重要な問題になっており、技術者達もますます伝統のシステムとエンジンの性能との結合が重要なキー・ポイントの存在であることを意識するようになり、そのため、大容量の伝動比と連続的変速などの優れた点を有する無段変速システムが再度に重要視されるようになっている。また、材料と製造技術の進歩とマイクロコンピュータ制御技術の発達とによって車両の無段変速システムが既に成熟した段階に発展してきた。

図３は典型的な自動車エンジンなどのオイル消耗線図であり、従来の伝動システムにおいて、いくつかの専門的用語が下記のように定義されている。つまり、減速比（Ｒ）は、入力軸と出力軸との回転速度の比であり、自動車のそれぞれのストロークが所定の減速比の出力となり、最大減速比（Ｒｍａｘ）は伝動システムの提供可能な減速比の最大値であり、最小減速比（Ｒｍｉｎ）は伝動システムの提供可能な減速比の最小値であり、伝動比（Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎ）は伝動システムの提供する減速比の範囲である。そのため、一個の四つの部材ギヤ変速システムのあるストロークがその最大の減速比の出力となり、また、第四のストロークが最小減速比の出力となり、それらの利用可能な減速比には単に四つしかなく、また、連続式変速伝動システムには最大と最小の減速比の制限しかなく、これらの二つの減速比の範囲内におけるいずれの減速比がすべて任意に達成でき、且つその伝動比がギヤ変速システムより大きくなり、６以上に達することが出来る。そのため、その利用可能な範囲とその使用柔軟性が大幅に増加される。

図３に示すものは、横軸がエンジン回転速度と定義され、また、縦軸がエンジン・トーションと定義される。そのため、図面の上方の閉鎖曲線がオイル消耗の最も低い点となる。即ち平均オイル消耗線Ａとなり、それはエンジンの作動の最も有効的なエリアとなる。
エンジンが最も優れたオイル消耗線に沿って作動される場合、最も優れたオイル消耗汚染性能を取得でき、従来のギヤ変速システムではこのポイントに到達できない。
例えば、図面の下方の手操作ストロークの第四のストロークの操作線Ｂが、最も優れたオイル消耗エリアと最も優れたオイル消耗線Ｃから遠く離れており、且つその固定減速比と伝動比の範囲に極限され、永遠にエンジンの操作を最も優れたオイル消耗線Ｃに近接させることが出来ない。他方では、連続式変速システムがその大きい伝動比と連続的変速などの特性によってその連続式変速伝動システム走行曲線Ｄを図中における最も優れたオイル消耗線に近接させることが出来、また、連続的動力出力のことが良好的な運転性能を提供するので、連続式変速伝動システムが既に最も歓迎される伝動システムとなっており、且つその応用もますます広がってゆく。

図４はＶ字形断面ベルトの連続式変速伝動システムを示す説明図であり、当該連続式変速装置８００には、フロント・プーリ８１０と、リア・プーリ８２０と、前記Ｖ字形断面ベルト８３０とを有しており、また、前記のフロント・プーリ８１０には、フロント固定式プーリ８１１とフロント移動式プーリ８１２とを有し、また、前記フロント移動式プーリ８１２にはさらにフロント移動式プーリ面部８１２１を有し、また、前記リア・プーリ８２０にはさらにリア固定式プーリ８２１とリア移動式プーリ８２２を有し、且つ前記リア移動式プーリ８２２にはさらにリア移動式プーリ面部８２２１を有する。前記Ｖ字形断面ベルト８３０が前記フロント・プーリ８１０と前記リア・プーリ８２０に掛けられ、伝動を実行する。フロント・プーリ８１０を駆動ホイールとし、且つリア・プーリ８２０を受動ホイールとする場合、Ｖ字形断面ベルト８３０が前記フロント・プーリ８１０のフロント移動式プーリ８１２の前記フロント移動式プーリ面部８１２１における前部第１位置Ｘに掛けられ、且つリア・プーリ８２０のリア移動式プーリ８２２の前記リア移動式プーリ面部８２２１における後部第１位置Ｘ’に掛けられる。このような態様は前記連続式変速装置の起動前の関連位置を示す図面である。起動後に、フロント移動式プーリ８１２とリア移動式プーリ８２２とによってそれぞれの軸部において相対的移動させることによってＶ字形断面ベルト８３０をフロント移動式プーリ面部８１２１とリア移動式プーリ面部８２２１において位置変更させる。このような位置の移動と、フロント移動式プーリ面部８１２１とリア移動式プーリ面部８２２１とが二つの斜面になるため、連続性の変速を達成できる。

このような伝動方式は、Ｖ字形断面ベルト８３０とフロント移動式プーリ面部８１２１とリア移動式プーリ面部８２２１においての摩擦力によって力の伝動を達成する。前記Ｖ字形断面ベルト８３０がフロント移動式プーリ面部８１２１における前部第２位置Ｙとリア移動式プーリ面部８２２１における後部第２位置Ｙ’に移動する場合、フロント移動式プーリ８１２とリア移動式プーリ８２２の位置がこの際、図における点線に示すようになり、また、この態様を最大減速比の生成する実際の位置と定義できる。

また、図２に示すように、フロント移動式プーリ８１２とリア移動式プーリ８２２とがそれぞれの軸部において相対的に移動することは、電力駆動装置２００によって制御される。

次に、前記電力駆動装置２００が如何にして一連の連続式の変速伝動システムと連動することができるかについて以下に説明する。
図５は、電磁連続式変速伝動システムの構造を示す説明図であり、本発明は、電磁連続式変速伝動システムを採用し、それには、電磁クラッチ１７１と、駆動軸１７２と、差動器１７３と、最終減速ギヤ１７４と、ホイール軸１７５と、減速中間軸１７６と、スチール・ベルト１７７と、受動プーリ１７８（リア移動式プーリ１７８１とリア固定式プーリ１７８２とを含有する）と、オイル・ポンプ１７８Ａと、駆動プーリ１７９（フロント移動式プーリ１７９１とフロント固定式プーリ１７９２とを含有する）と、オイル・ポンプ１７９Ａと、前後推進転換機構１７９Ｂとを有しており、且つ磁気粉式電磁クラッチ１７１を設計し、小さいほうの体積と重量（従来のクラッチの７０％）によって好ましい効率と制御性とを提供し、且つギヤによる同期噛み合い機構によってスター・ギヤ・セットを取り替える。その中、前記オイル・ポンプ１７８Ａがオイル経由管路であり、前記リア移動式プーリ１７８１の前後移動を駆動する油圧力を提供し、前記オイル・ポンプ１７９Ａが他のオイル経由経路となり、前記フロント移動式プーリ１７９１を前後移動させるように駆動するための油圧力を提供する。そのシステム全体がマイクロコンピュータによって制御され、前記連続式の変速伝動システムの最大の減速比が２.５０３であり、その最小の減速比が０.４９７であり、そのトータルな重さは４５.４キロであり、軽い型のシステムとなっている。

図６は電磁連続式変速伝動システムＥＣＶＴ（日本ＳＵＢＡＲＵ社出品のＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）とＣＴＸシステム（アメリカＦｏｒｄ社出品のＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓ−Ａｘｌｅ）の減速比の比較統計図であり、図面における横軸が車両の速度であり、縦軸がエンジンの回転速度である。点線１８１，１８２，１８３，１８４，１８５がそれぞれ車両の第一ストロークと第二ストロークと第三ストロークと第四ストロークと第五ストロークの減速比線を代表する。実線１８６が電磁連続式変速伝動システムの変速比線を代表する。その中、横軸の左下方より右上方へ傾斜する実線が減速比が最も小さい状況を意味し、最も上層の右上方へ傾斜する実線が減速比が最も大きい状況を意味する。
図中に示すように、電磁連続式変速伝動システムＥＣＶＴの制御策略とＣＴＸのとは異なっており、ノーマルな走行の状態の場合では、両者の減速比が最小減速比と最大減速比との間で変化する。しかしながら、ＥＣＶＴシステムがＤｓを選択する場合に、エンジンが３０００ｒ.ｐ.ｍ. 以上になる場合こそ、その変速比が改変できる。このような様態は坂道の場合に利用され、大容量の駆動力とエンジン・ブレーキとを提供する。

図７は電磁連続式変速伝動システムＥＣＶＴと三段式自動変速システムの駆動力の比較統計図であり、図中における横軸が車両速度であり、縦軸が駆動力である。点線１９１，１９２，１９３がそれぞれ車両の自動変速の第一ストロークと第二ストロークと第三ストロークとの駆動力線を代表する。図中の左上方より右下方へ傾斜する実線１９４が電磁連続式変速伝動システムの駆動力線であり、この比較図面から分かるように、両者には共に相同の簡易操作性を有し、しかしながら、電磁連続式変速伝動システムはさらに好適な運転性能とオイル消耗性能を有する。連続の駆動力の出力のことが電磁連続式変速伝動システムに好適な加速性を付与し、その加速数値の一覧は下記の表１のようである。

図８は電磁連続式変速伝動システムと三段自動変速システムの所定速度のオイル消耗比の比較統計図であり、図に示す横軸がエンジン回転速度（ｒ．ｐ．ｍ．）であり、縦軸がトーション（ｋｇｆ−ｍ）を意味する。縦軸に近接する左下方より右上方へ延伸する実線２０１が電磁連続式変速伝動システムの所定速度のオイル消耗線であり、その下方の横軸に近接する同じように左下方より右上方へ延伸する実線２０２が三段自動変速システムの所定速度のオイル消耗線であり、一目瞭然のように、電磁連続式変速伝動システムのエンジンの作動は節約性に富む区域にあり、例を挙げて説明すると、もし同じエンジンの回転速度が３０００ｒ．ｐ．ｍ．である場合、三段式自動変速システムがほぼ２．６ｋｇｆ−ｍのトーションを生成し、電磁連続式変速伝動システムがほぼ５．７ｋｇｆ−ｍのトーションを生成する。そのため、明確に電磁連続式変速伝動システムのエンジンがより効率的である。

前記に説明したように、本発明はそれぞれの装置のアレンジについて、従来技術より人間性を重要視しており、保守・点検に便利であり、且つ取り外す必要のない部分を兼ねて保全でき、部材の長寿命化と奉仕の効率化のことを容易に達成できるので、進歩性を有する。
他方では、本発明の採用する電磁連続式変速伝動システムがオイル節約を可能とし、高効率を提供することが可能な装置であり、且つ前記の電磁連続式変速伝動システムがプログラマブルモータを採用し、実際的に出会った地形と運転の慣性と他のそれぞれの条件にしたがってプログラムの変更と設計を実行できる。また、それのパラメータを変更設定できるので、減速比の設定の場合では、持続的な長時間の場合で設定を実行でき、その加速性能を強化できる。さらに、本発明の連続式電磁変速伝動システムが双方向の駆動を利用し、つまり、前記の連続式変速装置の自身の有する電力駆動装置とオイル駆動装置を使用するので、同時にフロントとリアとの移動式プーリを駆動でき、こうすることで、相対的に敏感な反応性を有するようになる。また、本発明の複合式パワーシステムを導入した場合、それぞれ異なるタイプの厳しい地形に対応できるようになるので、新規性の特許の要件を満足している。

本発明は、好適な実施の形態を挙げて前記のように説明したが、それらの具体的な構成は単に本発明を実施するための最良の形態に過ぎず、本発明の特許請求の範囲における現有の技術手段によって相同の効果を有する実施や変更などを実行できるが、本発明の請求の範囲より逸脱しない場合では、すべて本発明に属することは言うまでもないことである。

従来技術の複合式パワー駆動装置を示す説明図である。 本発明の変速特性制御可能な複合式パワーシステムにおける第１実施例を示す説明図である。 典型的な自動車のエンジンなどのオイル消耗線図である。 Ｖ字形断面ベルトの連続式変速伝動システムを示す説明図である。 電磁連続式変速伝動システムの構造を示す説明図である。 電磁連続式変速伝動システムとＣＴＸシステムとの減速比を示す比較統計図である。 電磁連続式変速伝動システムと三段式自動変速システムとの駆動力を示す比較統計図である。 電磁連続式変速伝動システムと三段式自動変速システムとのオイル消耗比を示す比較統計図である。

符号の説明

２００Ａ 電力駆動装置
３００Ａ 自動制御装置
３２０Ａ 連続式変速装置
４００Ａ オイル燃焼式駆動装置
５００Ａ 整合式動力補助装置
１００ システム制御装置
１７１ 電磁クラッチ
１７２ 駆動軸
１７３ 差動器
１７４ 最終減速ギヤ
１７５ ホイール軸部
１７６ 減速中間軸
１７７ スチール・ベルト
１７８ 受動プーリ
１７８Ａ オイル・ポンプ
１７９ 駆動プーリ
１７９Ａ オイル・ポンプ
１７９Ｂ 前後推進転換機構
１８１ 第一ストローク減速比線
１８２ 第二ストローク減速比線
１８３ 第三ストローク減速比線
１８４ 第四ストローク減速比線
１８５ 第五ストローク減速比線
１８６ 電磁連続式変速伝動システム減速比線
１９１ 自動変速第一ストローク駆動力線
１９２ 自動変速第二ストローク駆動力線
１９３ 自動変速第三ストローク駆動力線
２００ 電力駆動装置
２０１ 電磁連続式変速伝動システムの所定速度のオイル消耗線
２０２ 三段式自動変速システムの所定速度のオイル消耗線
２１０ モータ制御ユニット
３００ 自動制御クラッチ装置
３１０ 自動制御クラッチ
４００ オイル燃焼式駆動装置
４１０ エンジン制御ユニット
５００ 整合式動力補助装置
５１０ 起動発電機
５２０ 複数段階電源転換ユニット
５３０ バッテリ制御ユニット
６００ 差動器
７００ ホイール
８００ 連続式変速装置
８１０ フロント・プーリ
８１１ フロント固定式プーリ
８１２ フロント移動式プーリ
８２０ リア・プーリ
８２１ リア固定式プーリ
８２２ リア移動式プーリ
８３０ Ｖ字形断面ベルト
９００ バック・ストローク機構
１７８１ リア移動式プーリ
１７８２ リア固定式プーリ
１７９１ フロント移動式プーリ
１７９２ フロント固定式プーリ
８１２１ フロント移動式プーリ面部
８２２１ リア移動式プーリ面部
Ｘ 前部第１位置
Ｘ’ 後部第１位置
Ｙ 前部第２位置
Ｙ’ 後部第２位置

Claims (10)

1. 複数種の動力源を利用し、複合結合の方式によってそれぞれの動力源の相互の駆動力を合同する駆動方式の複合式パワーシステムにおいて、
   複合式パワーシステムの第一の動力源となり、電子方式によって駆動される少なくとも一つの電力駆動装置と、
   複合式パワーシステムの第二の動力源となり、一般の燃料オイルを燃料として駆動力を供給する少なくとも一つのオイル燃焼式駆動装置と、
   前記オイル燃焼式駆動装置と前記電力駆動装置との間に介在されて互いの装置の分離・結合動作を制御する少なくとも一つの自動制御クラッチ装置と、
   電力駆動装置を介して連続式変速の駆動を実行できるようにすると共に、所望の電力源を含有することによって自体駆動を実行できる少なくとも一つの連続式変速装置と、
   前記複合式パワーシステムの電力駆動装置とオイル燃焼式駆動装置と自動制御クラッチ装置との間の相互の協調の動作を制御するための少なくとも一つのシステム制御装置と、
   を備えていることを特徴とする変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
2. 前記オイル燃焼式駆動装置にはさらに整合式動力補助装置が連接され、前記自動制御クラッチ装置とオイル燃焼式駆動装置を介して直列的接続状態となり、その整合式動力補助装置が迅速に前記オイル燃焼式駆動装置を起動でき、オイル燃焼式駆動装置が作動される場合、前記整合式動力補助装置が発電機に転換され、オイル燃焼式駆動装置の作動負荷を調節し、また、複合式パワーシステムが大容量の動力出力を要する場合に、整合式動力補助装置が即刻に動力補助の役割に変換し戻され、且つ前記整合式動力補助装置が前記システム制御装置の協調制御を受けることを特徴とする請求項１に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
3. 前記変速特性制御可能な複合式パワーシステムは、前記システム制御装置のほかに、前記電力駆動装置と他の装置と動力駆動の直列的接続を実行し、且つ前記連続式変速装置によって動力駆動の直列的接続を実行し、前記複数種の動力源として電力と燃料オイルとソーラー・エネルギーなどの選択的組合せを採用することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
4. 前記電力駆動装置として動力モータを使用するとともに、さらにモータ制御ユニットを導入することを特徴とする請求項３に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
5. 前記オイル燃焼式駆動装置と前記自動制御クラッチ装置とが常時分離する機構となり、自動制御クラッチ装置によって作動結合する必要のあるものであることを特徴とする請求項３に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
6. 前記オイル燃焼式駆動装置としてエンジンを採用すると共に、さらにエンジン制御ユニットを有することを特徴とする請求項３に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
7. 前記一般の燃料オイルとしてガソリンや灯油などを採用できることを特徴とする請求項３に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
8. 前記自動制御クラッチ装置は自動制御クラッチを有し、前記オイル燃焼式駆動装置と前記電力駆動装置との動力を構造上の結合を可能とし、並列的接続駆動を実現できるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
9. 前記整合式動力補助装置にはさらに起動発電機と複数段階電源転換ユニットとバッテリ制御ユニットとを含むことを特徴とする請求項３に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
10. 前記連続式変速装置はフロント・プーリとリア・プーリとを有し、それぞれのプーリには移動式プーリと固定式プーリを有し、前記フロント・プーリと前記リア・プーリの移動式プーリと固定式プーリとが反対向きの対称に配置され、且つＶ字形断面ベルトによって相互に連接し、伝動しあうものであり、また、前記連続式変速装置の動力源として前記二つの移動式プーリを駆動できる油圧駆動装置または電力駆動装置のいずれか一つを採用することを特徴とする請求項３に記載の変速特性制御可能な複合式パワーシステム。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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