JP2020507041A - 油圧クラッチ、ギヤボックス、トランスミッション、および、エネルギー回収システム - Google Patents

Abstract

自動車または他の車両が油圧ギヤボックス、トランスミッション、クラッチ、およびブレーキエネルギー回収システムを含む種々の油圧コンポーネントを有する。かかる油圧コンポーネントは、自動車または他の車両の伝統的な機械的コンポーネントを補完し又はこれらに取って代わって自動車または他の車両の全体的作動効率を向上させる。

Description

本開示内容は、自動車および他の車両用の１組の油圧コンポーネントに関する。

例えば、水車を用いた灌漑および機械的動力の提供のために比較的単純な油圧システムが何千年にもわたってかつ文明の歴史全体を通じて用いられている。現代、油圧システムは、ますます複雑精巧になっており、多種多様な目的のために多種多様な業界で用いられている。一般に、油圧システムは、液体、特に加圧液体を用いて機械的動力を発生させ、制御し、そして伝達する。

クラッチは、駆動シャフトから従動シャフトへの動力の伝達を繋いだり切ったりする機械的装置である。トルクを内燃エンジンから車両トランスミッションに伝達するために、車両の作動条件に応じて必要な場合にトルク伝達を繋いだり遮ったりするクラッチが必要になる。乾式クラッチは、１つまたは２つ以上の形態では、伝達表面を増大させるために用いられている場合が多い。乾式摩擦に起因した摩耗と関連する場合の多い複雑さ、トルクリップルおよび動作は、クラッチの継続的開発の幾つかの理由である。

モーターサイクルは、典型的には、湿式クラッチを採用しており、このクラッチは、トランスミッションと同一の油内に納められる。これらクラッチは、通常、普通鋼プレートと摩擦プレートが交互に並んだスタックから成る。何枚かのプレートは、これらプレートをエンジンクランクシャフトにロックするこれらの内面上にラグ（出張り）を有する。湿式クラッチは滑らかな係合を保証する広い係合スレッショルドを有しかつこれら湿式クラッチの耐久性は高くしかもノイズは低い。

デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）（ツインクラッチトランスミッションと呼ばれる場合がある）は、自動トランスミッションまたは自動化自動車トランスミッションの一形式である。デュアルクラッチトランスミッションは、自動制御を提供し、典型的な自動トランスミッションのエネルギー効率が悪いトルクコンバータの使用を回避している。デュアルクラッチトランスミッションは、１対のクラッチを使用し、一方のクラッチは、基数のギヤセットに係合し、他方のクラッチは、偶数のギヤセットに係合する。デュアルクラッチトランスミッションは、基本的には、一ハウジング内に収容されかつ単一ユニットとして働く２つの別々のマニュアルトランスミッション（これらのそれぞれのクラッチを備えている）として説明できる。デュアルクラッチトランスミッションは、通常、完全自動モードで作動され、オペレータのシフティング能力を遙かに超えて、アクティブなギヤセットの滑らかで迅速な係合をもたらす。また、デュアルクラッチトランスミッションによって、車両オペレータは、ギヤを半自動モードで手動で切り替えることができる。しかしながら、トランスミッションの構造は複雑であり、かくして費用が高くつく。

デュアルクラッチトランスミッションは、２つの基本的に異なる形式のクラッチ、すなわち、油内に浸された（冷却のため）２つの湿式マルチプレートクラッチか、２つの乾式シングルプレートクラッチかのいずれかを用いている。湿式クラッチ設計は、一般に、高いトルクエンジン用に用いられ、乾式クラッチ設計は、一般に、トルク出力の低い小型車両により適している。しかしながら、乾式クラッチ類は、これらの湿式クラッチ対応品と比較してトルクが制限される場合があるが、乾式クラッチ類は、クラッチハウジング内でのトランスミッション流体のポンプ損失がないので、燃料効率の増大を提供する。湿式クラッチは、一般に、滑らかな係合を保証する広い係合スレッショルドを有していて使用しやすく、乾式クラッチ類よりも耐久性が高く、しかもノイズが低い。

現在、クラッチ設置方式について３つのバリエーションが一般的に用いられている。第１のバリエーションは、同心構造を用い、この場合、両方のクラッチは、エンジンクランクシャフトと同一の中心線に沿ってトランスミッション入力シャフトから垂直に見て同一平面を共有する。これらクラッチを別々に動作させるためには、クラッチのうちの一方は、他方よりも直径が大きくなければならない。その結果、互いに異なる力および制御要件が２つのクラッチに適用される。第２のバリエーションは、クランクシャフトの回転軸線回りに２つの同一サイズのクラッチの並置構造を用いており、それにより空間要件が増加する。第３のバリエーションもまた、真正面から（入力シャフトの長さおよびクランクシャフトの中心線に沿って）見て並置した状態で配置された２つの別々であるが同一サイズのクラッチを用いており、さらに垂直に見て同一の平面を共有している。このクラッチ構造（他の２つのバリエーションとは異なり）は、出力シャフトの同一回転方向を保証するよう追加のギヤセットを必要とする。

デュアルクラッチトランスミッションの現行の作動方式は、多くの欠点を有し、これら欠点としては、次のギヤ比のドラグトルクが互いに異なること、製造費が高いこと、およびドラグトルクの大きさが大きいことが挙げられる。製造上の制約に基づいて、現行の解決策は、スケール変更可能ではない。異なるトランスミッショントルクを得るためには、クラッチのサイズを変更しなければならない。

したがって、本開示内容の利益および利点は、先行技術の上述の欠点の解決を含み、かかる解決としては、構成／組み立て、コストに関連した制約の解決、関与する互いに異なるトランスミッションギヤに関するドラグトルクおよび差動ドラグトルクの減少が挙げられる。

自動車用トランスミッションを次のように概略的に説明することができ、すなわち、自動車用トランスミッションは、駆動シャフトと、従動シャフトと、駆動シャフトに結合された油圧ポンプとを有し、油圧ポンプが駆動シャフトによって駆動され、自動車用トランスミッションは、油圧ポンプに結合された油圧モータをさらに有し、油圧モータは、油圧ポンプによって駆動され、油圧モータは、従動シャフトを駆動し、駆動シャフトが従動シャフトに機械的に結合された連結位置と、駆動シャフトが従動シャフトに機械的に連結されていない連結解除位置との間で調節可能な油圧駆動式クラッチを有する。

自動車用トランスミッションは、駆動シャフトに結合された第２の油圧ポンプをさらに有するのが良く、第２の油圧ポンプが駆動シャフトによって駆動され、自動車用トランスミッションは、第２の油圧ポンプに結合された第２の油圧モータをさらに有するのが良く、第２の油圧モータが第２の油圧ポンプによって駆動され、第２の油圧モータが従動シャフトを駆動する。自動車用トランスミッションは、作動油を油圧ポンプから受け入れるよう油圧的に結合されるとともに作動油を油圧モータに提供するよう油圧的に結合された高圧油圧アキュムレータと、作動油を油圧モータから受け入れるよう油圧的に結合されるとともに作動油を油圧ポンプに提供するよう油圧的に結合された低圧油圧アキュムレータとをさらに有するのが良い。

自動車用トランスミッションは、高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータを油圧的に結合された逃がし弁をさらに有するのが良い。駆動シャフトは、プラネタリーギヤセットのプラネタリーギヤホルダに剛性的に結合されるのが良く、従動シャフトは、プラネタリーギヤセットのサンギヤに剛性的に結合されるのが良く、自動車用トランスミッションは、プラネタリーギヤセットのプラネタリーリングギヤと、プラネタリーギヤセットの複数のプラネットギヤとをさらに有するのが良く、プラネットギヤは、プラネタリーギヤホルダに回転可能に結合される。プラネタリーリングギヤは、油圧ポンプの作動を駆動するよう結合されるのが良い。

ラジアル油圧ピストン組立体を採用したトルク伝達装置を次のように概略的に説明することができ、すなわち、トルク伝達装置は、出力シャフトと、出力シャフトにこの出力シャフトと一緒に回転可能に取り付けられた出力ディスクと、入力シャフトと、入力シャフトにこの入力シャフトと一緒に回転可能に取り付けられた回転可能なハウジングと、入力シャフトの回転可能なハウジングに作動的に連結された複数の油圧シリンダとを有し、油圧シリンダがラジアル形態に位置決めされかつ回転可能なハウジングの内周に沿ってぐるりと等間隔を置いて配置され、トルク伝達装置は、複数のピストンをさらに有し、複数のピストンの各ピストンは、複数の油圧シリンダの各油圧シリンダ内にそれぞれ摺動可能に設けられ、複数のピストンの各ピストンは、動作時、出力ディスクに向かって選択的に押されるとともに入力シャフトと出力シャフトとの剛性連結部を形成するよう位置決めされている。

トルク伝達装置は、複数の回転係合要素をさらに有するのが良く、複数の回転係合要素の各回転係合要素は、複数のピストンの各ピストンとそれぞれ関連し、複数の回転係合要素は、動作時、出力ディスクに係合する。トルク伝達装置は、油圧シリンダおよびピストンと作動的に関連した油圧システムをさらに有するのが良く、油圧システムは、油圧シリンダ内におけるピストンの動作および動作停止を可能にし、油圧シリンダ内におけるピストンの動作により、入力シャフトは、出力シャフトに結合され、油圧シリンダ内におけるピストンの動作停止により、入力シャフトは、出力シャフトから結合解除される。

複数の油圧シリンダの各油圧シリンダは、入力シャフトおよび出力シャフトの半径方向に対して実質的に一定のオフセット角度をなして位置決めされるのが良い。入力シャフトおよび出力シャフトの半径方向に対する実質的に一定のオフセット角度は、約５°から約２５°までの範囲にあるのが良い。トルク伝達装置は、各油圧シリンダおよびピストンと作動的に関連した油圧可変容量形ポンプをさらに有するのが良い。トルク伝達装置は、動作時、各ピストンを出力ディスクに向かって選択的に押すよう作動油を用いる方向制御弁をさらに有するのが良い。

トルク伝達装置は、油圧可変容量形ポンプおよび方向制御弁と作動的に関連した油圧アキュムレータをさらに有するのが良く、油圧アキュムレータは、動作中、トルク伝達装置中の振動を減少させる。トルク伝達装置は、圧力過負荷から保護する圧力逃がし弁をさらに有するのが良い。トルク伝達装置は、自動車用トランスミッション中に組み込み可能である。

ラジアルオフセット油圧ピストン組立体を採用したトルク伝達システムを次のように概略的に説明することができ、すなわち、トルク伝達システムは、入力シャフトと、入力シャフトにこの入力シャフトと一緒に回転可能に結合された入力ディスクと、入力ディスクにこの入力ディスクと一緒に回転可能に結合された入力リングと、入力シャフト回りに回転可能に実質的に入力リング内に配置された出力本体とを含み、出力本体が入力シャフトから半径方向外方に延びる少なくとも２本の出力本体アームを有し、トルク伝達システムは、出力本体の半径方向外側端部のところに配置された複数の油圧シリンダおよび関連ピストンをさらに含み、各ピストンは、動作時、出力本体に向かって選択的に押圧されて入力シャフトと出力本体との剛性連結部を形成するよう位置決めされ、トルク伝達システムは、作動油を収容した油圧通路をさらに含み、油圧通路が出力本体アームを通って油圧シリンダおよびピストンまで延びている。

各ピストンの運動方向は、出力本体アームのうちの少なくとも１本の中心線に対して約４５°の角度をなしてオフセットしているのが良い。トルク伝達システムは、ピストンの外方に配置されたローラ係合要素をさらに含むのが良く、作動油がローラ係合要素を押圧して入力リングに係合させ、ローラ係合要素と入力リングの係合により、出力本体が入力リングと一致して動く。ローラ係合要素は、円筒形であるのが良い。出力本体アームは、実質的に同一の角度で互いに対して角度をなして配置されるのが良い。複数の油圧シリンダおよび関連ピストンの少なくとも２つの油圧シリンダおよび関連ピストンは、出力本体アームの各々の半径方向外方端部のところに配置されるのが良い。

トルク伝達システムは、電気モータ／発電機に選択的に係合可能に入力リングから半径方向外方に延びるギヤリングをさらに含むのが良い。トルク伝達システムは、油圧シリンダおよびピストンと作動的に関連した油圧システムをさらに有するのが良く、油圧システムが油圧シリンダ内におけるピストンの動作および動作停止を可能にし、油圧シリンダ内におけるピストンの動作により、入力シャフトが出力シャフトに結合され、油圧シリンダ内におけるピストンの動作停止により、入力シャフトが出力シャフトから結合解除される。トルク伝達システムは、各油圧シリンダおよびピストンと作動的に関連した油圧可変容量形ポンプをさらに有するのが良い。

トルク伝達システムは、動作時、各ピストンを出力ディスクに向かって選択的に押すよう作動油を用いる方向制御弁をさらに有するのが良い。トルク伝達システムは、油圧可変容量形ポンプおよび方向制御弁と作動的に関連した油圧アキュムレータをさらに含むのが良く、油圧アキュムレータが、動作中、トルク伝達装置中の振動を減衰させることによってトルク伝達システムの中間制御をもたらす。トルク伝達装置は、自動車用トランスミッション中に組み込み可能である。

ブレーキエネルギー回収システムを有する車両を次のように概略的に説明することができ、すなわち、この車両は、ギヤボックスと、ギヤボックスの出力に機械的に結合された第１のクラッチと、第１のクラッチの出力に機械的に結合された第１の油圧ポンプと、第１の油圧ポンプの入口および第１の油圧ポンプの出口に油圧的に結合された第１の流量制御弁と、第１の流量制御弁に油圧的に結合された油圧アキュムレータと、油圧アキュムレータに油圧的に結合された第２の流量制御弁と、第２の流量制御弁に油圧的に結合された入口および第２の流量制御弁に油圧的に結合された出口を有する第２の油圧ポンプと、第２の油圧ポンプに機械的に結合された第２のクラッチと、第２のクラッチの出力に機械的に結合されたディファレンシャルとを有する。

駆動シャフトがギヤボックスとディファレンシャルに機械的に結合するのが良い。ギヤボックスをディファレンシャルに機械的に結合できる駆動シャフトは存在しない。ディファレンシャルは、車両のフロントアクスルに機械的に結合されるのが良い。ディファレンシャルは、車両のリヤアクスルに機械的に結合されるのが良い。

図面において、同一の参照符号は、類似の要素または行為を示している。図面中の要素の寸法および相対位置は、必ずしも縮尺通りには描かれていない。例えば、種々の要素の形状および角度は、必ずしも縮尺通りには描かれておらず、これらの要素のうちの幾つかは、図面の読みやすさを向上させるために恣意的に拡大されるとともに位置決めされている場合がある。さらに、図示の要素の特定の形状は、必ずしも、特定の要素の実際の形状に関する情報を伝えるようにはなっておらず、図面中の認識を容易にするためにだけ選択されている場合がある。

少なくとも１つの図示の実施形態に従って、ブレーキエネルギー回収システムを有する自動車用トランスミッションの略図、 少なくともとも１つの図示の実施形態に従って、ブレーキエネルギー回収システムを有するプラネタリーギヤセットを備えた自動車用トランスミッションの略図、 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、自動車用ギヤボックス内で用いられる断面で示されている自動車用油圧クラッチに給油する油圧システムの略図、 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、自動車用ギヤボックス内で用いられる自動車用クラッチの断面図、 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、自動車用ギヤボックス内で用いられる自動車用クラッチの斜視図、 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、自動車用ギヤボックス内で用いられる自動車用クラッチの斜視図、 少なくとも１つの図示の実施形態による自動車用ギヤボックスの略図、 少なくとも１つの図示の実施形態による自動車用ギヤボックスの三次元モデルの斜視図、 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、本明細書において説明するとともに図７Ｂに示されている自動車用ギヤボックスのサイズと比較される標準型自動車用ギヤボックスのサイズを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、図７Ａに示されている標準型自動車用ギヤボックスのサイズと比較されるべき本明細書において説明される自動車用ギヤボックスのサイズを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、本明細書において説明される自動車用ギヤボックス内におけるギヤ回転の結果として生じるドラグトルクのコンピュータ分析結果を示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、ラジアル油圧ピストン‐作動式トルク伝達装置の略図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による図９ＡのＡ‐Ａ線矢視断面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、油圧シールを含むデュアル油圧作動式ピストンクラッチ組立体の断面側面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、油圧シールを含むデュアル油圧作動式ピストンクラッチ組立体の断面斜視図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、ラビリンスシールを含むデュアル油圧作動式ピストンクラッチ組立体の断面側面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、油圧シールを含むデュアル油圧作動式ピストンクラッチ組立体の断面正面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるデュアル油圧作動式ピストンクラッチの断面正面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるデュアル油圧作動式ピストンクラッチの断面斜視図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による２つのクラッチの油圧作動回路を示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、デュアルクラッチトランスミッションとして具体化された車両用トランスミッションと関連したトルク伝達装置の略図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による図９Ａに示されているトルク伝達装置の分解組立図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるトルク伝達装置の断面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、トルク伝達装置内の動力／動作用の作動油経路を示す断面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、トルク伝達装置内の動力／動作用の作動油経路の断面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるトルク伝達装置のデュアルクラッチ形態の断面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、ピストンの多数の層を備えた大トルク用途向きの油圧ピストントルク伝達装置の断面斜視図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、ピストンの多数の層を備えた大トルク用途向きの油圧ピストントルク伝達装置の斜視図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による多ピストントルク伝達装置の分解組立斜視図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による図２３に示されている多ピストントルク伝達装置の正面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による図２３に示されている多ピストントルク伝達装置の側面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、ブレーキエネルギー回収システムを含む自動車の種々のコンポーネントの斜視図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による図２５に示されたコンポーネントのうちの幾つかの斜視図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるブレーキエネルギー回収システムのコンポーネントの略図および断面図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、１組のギヤを介して自動車の前輪駆動システムの他のコンポーネントと一体化されたブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、シャフトを介して自動車の前輪駆動システムの他のコンポーネントに一体化されたブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、自動車の前輪駆動システムの他のコンポーネントと一体化されたデュアルサイド（dual-sided）型ブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による自動車の後輪駆動システムを示す図である。 図示の実施形態に従って、図３１Ａに示されている後輪駆動システムの駆動シャフトに代わるブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による自動車の全輪駆動システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、図３２Ａに示されている全倫駆動システムの駆動シャフトに代わるブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 一体型直接機械式トランスミッションを備えた複動ブレーキエネルギー回収システム‐構造に結合された後輪駆動システムを示す図である。 一体型動力分割トランスミッションを備えた複動ブレーキエネルギー回収システム‐構造に結合された後輪駆動システムを示す図である。 基本構造体を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合された全輪駆動システムを示す図である。 複動ブレーキエネルギー回収システムに結合された全輪駆動システムを示す図である。 一体型ハイドロスタティックトランスミッションを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。 一体型直接機械式図トランスミッションを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。 一体型動力分割トランスミッションおよび従来型ギヤセットを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。 一体型動力分割トランスミッションおよびプラネタリーギヤセットを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、自動車の駆動システムの駆動シャフトに結合されたブレーキエネルギー回収システムに関する種々の作動条件を示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による自動車の駆動システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、図３４Ａに示されている駆動システムの駆動シャフトに結合された２個のブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、図３４Ａに示されている駆動システムの駆動シャフトに結合された６個のブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態による自動車の駆動システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、図３５Ａに示されている駆動システムのアクスルの各々に結合されたブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるブレーキエネルギー回収システムの電気接続部を示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、自動車の駆動システムのアクスルに代わる熱エネルギー回収サブシステムを含むブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、全輪駆動システムの駆動シャフトに代わる熱エネルギー回収サブシステムを含むブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態に従って、後輪駆動システムの駆動シャフトに代わる熱エネルギー回収サブシステムを含むブレーキエネルギー回収システムを示す図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるブレーキエネルギー回収システムの作動に関する論理流れ図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるブレーキエネルギー回収システムの作動のブロック図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるブレーキエネルギー回収システム用の制御ユニットのブロック図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるブレーキエネルギー回収システムの作動のブロック図である。 少なくとも１つの図示の実施形態によるブレーキエネルギー回収システムにより提供される効率向上の分析結果を示す図である。

以下の説明において、ある特定の細部が開示される種々の実施形態の完全な理解を提供するために記載されている。しかしながら、当業者であれば認識されるように、実施形態をこれら特定の細部のうちの１つまたは２つ以上を用いないで、または他の方法、他のコンポーネントまたは他の材料などを用いて実施できる。他の場合、技術と関連した周知の構造は、実施形態の説明を不必要にぼかすのを回避するために図示されておらずまたは詳細には説明されていない。

別段の必要がなければ、原文明細書およびこれに続く原文特許請求の範囲全体を通じ、“comprising”（訳文では「〜を有する」としている場合が多い）という用語は、“including ”（訳文では「〜を含む」としている場合が多い）と同義であり、包括的または非限定的である（すなわち、追加の、記載されていない要素または方法行為を排除しない）。

本明細書全体を通じて「１つの実施形態」または「一実施形態」と言った場合、これは、この実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造または特性がすくなくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。かくして、本明細書全体を通じて種々の場所に「１つの実施形態において」または「一実施形態において」という語句が現れていることは、必ずしも同一の実施形態に関する全てではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性を１つまたは２つ以上の実施形態において任意適当な仕方で組み合わせることができる。

原文明細書および原文特許請求の範囲で用いられる単数形“ａ”、“ａｎ”、および“ｔｈｅ”は、特段の明示の指定がなければ、複数形を含む。また、「または」という用語は、一般に、その最も広い意味で、すなわち、別段の明示の指定がなければ「および／または」を意味するものとして採用されている。

本明細書において提供される見出しおよび発明の要約は、便宜のためだけであって、実施形態の範囲または意味を限定するものではない。

図１は、自動車用トランスミッション１００を示している。トランスミッション１００は、内燃エンジン、電気モータ、油圧推進システム、または他の適当なトルクもしくは動力源によって駆動されるプライマリ駆動シャフト１０２を有する。プライマリ駆動シャフト１０２は、プライマリ駆動ギヤ歯１０６を有するプライマリ駆動ギヤ１０４に剛性的に結合されている。トランスミッション１００は、機械式装置またはシステム、例えば自動車の車輪を駆動するプライマリ従動シャフト１０８をさらに有する。プライマリ従動シャフト１０８は、プライマリ従動ギヤ歯１１２を有するプライマリ従動ギヤ１１０に剛性的に結合されている。

動力がトランスミッション１００の作動に応じて、３つの独立した手法のうちの１つまたは２つ以上によりトランスミッション１００を通ってプライマリ駆動シャフト１０２およびプライマリ駆動ギヤ１０４からプライマリ従動ギヤ１１０およびプライマリ従動シャフト１０８に伝達される。最初に、トランスミッション１００は、プライマリ駆動シャフト１０２をプライマリ従動シャフト１０８に直接的にかつ剛性的に結合するよう繋ぎまたは入れることができるクラッチ１１４を有し、その結果、プライマリ駆動シャフト１０２は、プライマリ従動シャフト１０８に機械的にロックされ、プライマリ従動シャフト１０８は、プライマリ駆動シャフト１０２と同一速度で回転するようになっている。また、プライマリ駆動シャフト１０２をプライマリ従動シャフト１０８から結合解除するようクラッチ１１４を切ることができ、その結果、プライマリ駆動シャフト１０２は、プライマリ従動シャフト１０８に機械的にロックされないようになる。クラッチ１１４は、本明細書において説明するクラッチ２００の構造に合致した構造またはこれに類似した構造を有する。

第２にトランスミッション１００は、動力またはトルクをプライマリ駆動シャフト１０２およびプライマリ駆動ギヤ１０４からプライマリ従動ギヤ１１０およびプライマリ従動シャフト１０８に油圧的に伝達するために用いられる第１の油圧動力伝達システム１１６を有する。第１の油圧動力伝達システム１１６は、プライマリ駆動ギヤ歯１０６と噛み合ったセコンダリ駆動ギヤ歯１２０ａを有するセコンダリ駆動ギヤ１１８ａを含む。セコンダリ駆動ギヤ１１８ａは、セコンダリ駆動シャフト１２２ａに剛性的に結合され、このセコンダリ駆動シャフトは、油圧ポンプ１２４ａに結合されている。セコンダリ駆動シャフト１２２ａの回転により、例えば、作動油の圧力を増大させまたは作動油圧力差を作るために油圧ポンプ１２４ａの作動が起こる。

第１の油圧動力伝達システム１１６は、プライマリ従動ギヤ歯１１２と噛み合ったセコンダリ従動ギヤ歯１２８ａを有するセコンダリ従動ギヤ１２６ａをさらに含む。セコンダリ従動ギヤ１２６ａは、セコンダリ従動シャフト１３０ａに剛性的に結合され、このセコンダリ従動シャフトは、油圧モータ１３２ａに結合されている。モータ１３２ａは、セコンダリ従動シャフト１３０ａおよびセコンダリ従動ギヤ１２６ａの回転を行わせるために比較的高圧の作動油または作動油圧力差の提供によって作動するよう起動される。油圧ポンプ１２４ａは、油圧モータ１３２ａに油圧的に結合され、その結果、油圧ポンプ１２４ａによって生じた加圧作動油は、油圧モータ１３２ａの作動を行わせるよう用いられるようになっている。幾つかの具体化例では、油圧ポンプ１２４ａは、ベーン型油圧モータである油圧モータ１３２ａと同一または類似の構造を有するが、油圧ポンプ１２４ａは、油圧モータ１３２ａとは逆に動作する。

第３に、トランスミッション１００は、動力またはトルクをプライマリ駆動シャフト１０２およびプライマリ駆動ギヤ１０４からプライマリ従動ギヤ１１０およびプライマリ従動シャフト１０８に油圧的に伝達するために用いられる第２の油圧動力伝達システム１３４を有する。第２の油圧動力伝達システム１３４は、プライマリ駆動ギヤ歯１０６と噛み合ったセコンダリ駆動ギヤ歯１２０ｂを有するセコンダリ駆動ギヤ１１８ｂを含む。セコンダリ駆動ギヤ１１８ｂは、セコンダリ駆動シャフト１２２ｂに剛性的に結合され、このセコンダリ駆動シャフトは、油圧ポンプ１２４ｂに結合されている。セコンダリ駆動シャフト１２２ｂの回転により、例えば、作動油の圧力を増大させまたは作動油圧力差を作るために油圧ポンプ１２４ｂの作動が起こる。

第２の油圧動力伝達システム１３４は、プライマリ従動ギヤ歯１１２と噛み合ったセコンダリ従動ギヤ歯１２８ｂを有するセコンダリ従動ギヤ１２６ｂをさらに含む。セコンダリ従動ギヤ１２６ｂは、セコンダリ従動シャフト１３０ｂに剛性的に結合され、このセコンダリ従動シャフトは、油圧モータ１３２ｂに結合されている。モータ１３２ｂは、セコンダリ従動シャフト１３０ｂおよびセコンダリ従動ギヤ１２６ｂの回転を行わせるために比較的高圧の作動油または作動油圧力差の提供によって作動するよう起動される。油圧ポンプ１２４ｂは、油圧モータ１３２ｂに油圧的に結合され、その結果、油圧ポンプ１２４ｂによって生じた加圧作動油は、油圧モータ１３２ｂの作動を駆動するよう用いられるようになっている。幾つかの具体化例では、油圧ポンプ１２４ｂは、ベーン型油圧モータである油圧モータ１３２ｂと同一または類似の構造を有するが、油圧ポンプ１２４ｂは、油圧モータ１３２ｂとは逆に動作する。

トランスミッション１００は、高圧アキュムレータ１３６および低圧アキュムレータ１３８をさらに有する。図１に示されているように、高圧アキュムレータ１３６は、第１の弁１４０および第１の一連の油圧導管１４２によって油圧ポンプ１２４ａの出力およびモータ１３２ａの入力に油圧的に結合され、そして第２の弁１４４および第２の一連の油圧導管１４６によって油圧ポンプ１２４ｂの出力およびモータ１３２ｂの入力にユタ津的に結合されている。さらに、低圧アキュムレータ１３８は、第３の一連の油圧導管１４８によって油圧ポンプ１２４ａの入力およびモータ１３２ａの出力に油圧的に結合され、第４の一連の油圧導管１５０によって油圧ポンプ１２４ｂの入力およびモータ１３２ｂの出力に油圧的に結合されている。逃がし弁１５２が高圧アキュムレータ１３６およびその油圧導管を低圧アキュムレータ１３８およびその油圧導管に結合して高圧アキュムレータと低圧アキュムレータとの過剰圧力差の発生を阻止するようになっている。

幾つかの具体化例では、プライマリ駆動シャフト１０２を駆動する内燃エンジンは、全体的システム効率を向上させるために従動シャフト１０８のところで要求される動力とは無関係に、その最適または最も効率的な作動パラメータのところで連続的に作動する。駆動シャフト１０２によって供給される動力が従動シャフト１０８のところで要求される動力に合致している場合、クラッチ１１４を入れ、第１および第２の油圧動力伝達システム１１６，１３４を作動解除する。駆動シャフト１０２により供給される動力が従動シャフト１０８のところで要求される動力を超えている場合、油圧ポンプ１２４ａおよび／または１２４ｂを作動させて作動用低圧アキュムレータ１３８から高圧アキュムレータ１３６に圧送して後での使用のために過剰エネルギーを蓄える。かかる作動中、クラッチ１１４を入れるか切るかのいずれかを行うのが良い。駆動シャフト１０２より供給される動力が従動シャフト１０８のところで要求される動力よりも小さい場合、油圧モータ１３２ａおよび／または１３２ｂを高圧アキュムレータ１３６内に貯蔵されている高圧作動油によって作動させてセコンダリ従動シャフト１３０ａおよび／または１３０ｂの回転を行わせるとともにプライマリ従動シャフト１０８の回転を行わせる。かかる作動中、クラッチ１１４を入れるか切るかのいずれかを行うのが良い。

幾つかの具体化例では、油圧ポンプ１２４ａおよび／または１２４ｂは、高圧アキュムレータ１３６中の高圧作動油の収集により間接的にではなく、油圧モータ１３２ａおよび／または１３２ｂの作動を直接駆動する。幾つかの具体化例では、油圧ポンプ１２４ａ，１２４ｂおよび／または油圧モータ１３２ａ，１３２ｂは、互いに異なるサイズおよび互いに異なる作動能力のものであり、したがって、これらモータは、全体的効率を向上させるために動力をプライマリ駆動シャフト１０２に供給するシステムおよび動力をプライマリ従動シャフト１０８から取り出すシステムの運転条件に基づいて、互いに別個独立に作動可能であるようになっている。

幾つかの具体化例では、駆動トルクではなく制動または減速トルクをプライマリ従動シャフト１０８に加えるために、油圧モータ１３２ａおよび／または１３２ｂの作動を逆にして油圧モータが油圧ポンプとして働くようにする。かかる作動の際、クラッチ１１４を切る。次に、油圧ポンプ１２４ａおよび／または１２４ｂをプライマリ従動シャフト１０８によって起動してこれを作動させ、それにより作動油を低圧アキュムレータ１３８から高圧アキュムレータ１３６に圧送して後での使用のために過剰エネルギーを蓄える。

図２は、図１に示された具体化例に対して幾つかの改造を施した自動車用トランスミッション１００を示している。図２に示されているように、トランスミッション１００は、プライマリ駆動シャフト１０２とプライマリ駆動ギヤ１０４との間に位置するプラネタリーギヤセット１５４を有する。プラネタリーギヤセット１５４は、プライマリ駆動シャフト１０２に剛性的に結合されたプラネタリーギヤキャリヤ１５６に回転可能に取り付けられている第１および第２のプラネタリーギヤ１５８ａ，１５８ｂを含む。プラネタリーギヤセット１５４は、プライマリ従動シャフト１０８に剛性的に結合されたサンギヤ１６０をさらに含む。プラネタリーギヤセット１５４は、プラネタリーギヤセット１５４のプラネタリーリングギヤとして機能するプライマリ駆動ギヤ１０４をさらに含む。

幾つかの具体化例では、プラネタリーギヤセットは、図１に示されているクラッチ１１４の機能を実行する。例えば、プライマリ駆動ギヤ１０４は、プライマリ駆動シャフト１０２が任意の中間油圧コンポーネントの作用なしで、プライマリ従動シャフト１０８を純粋に機械的に駆動するよう固定位置に静止状態に保持されるのが良い。プライマリ駆動ギヤ１０４はまた、それ自体の軸線回りに回転するようになっているのが良く、その結果、油圧ポンプ１２４ａおよび／または１２４ｂ、および／または油圧モータ１３２ａおよび／または１３２ｂは、図１を参照して上述したように動作するようになっている。

図２はまた、トランスミッション１００がプライマリ駆動ギヤ１０４の外歯と噛み合っている歯を備えたターシャリ駆動ギヤ１６２を有していることを示している。ターシャリ駆動ギヤ１６２は、ターシャリ駆動シャフト１６４に、それにより油圧ポンプ１６６に剛性的に結合されている。油圧ポンプ１６６は、油圧導管に結合され、それにより流量制御弁１６８を備えた閉ループを形成している。幾つかの具体化例では、流量制御弁１６８は、プリマリ駆動ギヤ１０４を固定位置に静止状態に保持するよう閉じられ、また、プライマリ駆動ギヤ１０４がそれ自体の軸線回りに回転することができるよう開かれる。幾つかの具体化例では、油圧ポンプ１６６および流量制御弁１６８は、トランスミッション１００内の振動を減衰させるよう作動される。

図３は、自動車用ギヤボックス内で動力またはトルクを入力シャフト２０２から出力シャフト２０４に伝達するための油圧駆動式クラッチ２００を示している。クラッチ２００は、静止ベアリング２０６によって支持された状態でこの静止ベアリング内で回転するよう取り付けられた入力シャフト２０２の一部分および静止ハウジング２０８によって支持された状態でこの静止ハウジング内で回転するよう取り付けられた出力シャフト２０４の一部分を有する。入力シャフト２０２は、複数のボルトまたは他の締結部材２１２によって入力ディスク２１０に剛性的に結合されている。入力ディスク２１０は、例えば溶接または適当な接着剤によって外側リム２１４に剛性的に結合されている。外側リム２１４は、歯２１６を備えたギヤであり、この歯２１６は、このギヤの外面に一体的に形成されている。

出力シャフト２０４は、出力ディスク２１８と一体に形成され、この出力ディスクは、出力シャフト２０４の端部分から半径方向外方に延びるとともに入力ディスク２１０に平行に配置されている。入力ディスク２１０は、その長手方向中心軸線に沿ってその前面中に延びる凹部を有し、出力ディスク２１８は、その長手方向中心軸線に沿ってその前面から外方に延びる突出部を有する。出力ディスク２１８の突出部は、ベアリング２３０が突出部の外面と凹部の内面との間に位置決めされた状態で入力ディスク２１０の凹部内に嵌め込まれている。

出力シャフト２０４および出力ディスク２１８は、油圧導管の網状構造を有する。これら油圧導管は、油圧ピストン２２６を収容した油圧シリンダを形成するよう出力シャフト２０４の外面から半径方向油圧導管２２０のところの出力シャフト２０４の中心線まで半径方向内方に、出力シャフト２０４の中心線に沿って半径方向油圧導管２２２（プラグ２４０によって蓋締めされている）のところで出力ディスク２１８中に延びるとともに、半径方向油圧導管２２４のところで出力ディスク２１８を通って半径方向外方に延びている。油圧ピストン２２６は、その第１の端部が油圧導管内の作動油に係合し、そして第１の端部と反対側のその第２の端部のところが外側リム２１４の内面と接触状態にある係合要素２２８に結合し、この係合要素は、車輪２２８であるのが良い。

出力ディスク２１８は、出力シャフト２０４に隣接して位置した状態でこの周りに円周方向に延びている溝を有し、この溝は、出力ディスク２１８の後面中に延びている。ハウジング２０８は、ベアリング２３２がハウジング２０８の外面と溝の内面との間に位置決めされた状態で出力ディスク２１８の後面の溝内に延びるとともにこの中に嵌め込まれている。ベアリング２３６がハウジング２０８内の内面に剛性的に結合され、このベアリングは、出力シャフト２０４の外面に係合している。ベアリング２３６は、環状溝２３８を有し、この環状溝は、出力シャフト２０４周りに延びるとともに出力シャフト２０４内の半径方向油圧導管２２０と油圧連絡状態にある。ベアリング２３６は、ハウジング２０８を通って半径方向外方に延びる油圧導管２３４にその環状溝２３８を結合するポートをさらに有する。

ハウジング２０８の半径方向油圧導管２３４は、例えば油圧コネクタ２４２によって油圧導管２４４、油圧流量制御弁２４６、油圧エネルギーの貯蔵および油圧衝撃の減衰のために用いられるアキュムレータ２４８、油圧ポンプ２５０、および油圧リザーバ２５２に油圧的に結合されている。幾つかの具体化例では、弁２４６は、出力シャフト２０４および出力ディスク２１８内の油圧導管内の作動油が高く加圧されないようにかつ係合要素２２８が外側リム２１４の内面に係合しないように閉じられたままである。かかる具体化例では、入力ディスク２１０は、出力ディスク２１８に対して自由に回転し、入力シャフト２０２から出力シャフト２０４に伝達されない。

他の具体化例では、弁２４６が開かれ、油圧ポンプ２５０は、作動油を圧送するとともに弁２４６および種々の油圧導管を通って出力ディスク２１８内の油圧シリンダ中に伝わる高圧油圧波を発生させるよう起動される。他の具体化例では、弁２４６は、開かれ、油圧アキュムレータ２４８内に保持された高圧作動油は、弁２４６および種々の油圧導管を通って出力ディスク２１８内の油圧シリンダ中に伝わる高圧油圧波を発生するよう放出される。かかる具体化例では、高圧油圧波が油圧ピストン２２６に達すると、この高圧油圧波は、油圧ピストン２２６および係合要素２２８を半径方向外方に押して係合要素２２８が外側リム２１４の内面に係合するようにする。かかる具体化例では、入力ディスク２１０は、出力ディスク２１８に対して自由に回転することはなく、この入力ディスクは、その代わりに、出力ディスク２１８に回転的にロックされ、その結果、動力またはトルクが入力シャフト２０２から出力シャフト２０４に伝達されるようになっている。

図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、図３に示された具体化例に幾つかの改造を施した状態の油圧駆動式クラッチ２００の概略側面図および斜視図である。図４Ａおよび図４Ｂに示されているように、クラッチ２００は、油圧導管２２２から２つの油圧トランスフォーマ２５４まで半径方向外方に延びている半径方向油圧導管２２４を有する。各油圧トランスフォーマ２５４は、油圧トランスフォーマ２５４の第１の側での半径方向油圧導管２２４内の第１の油圧から油圧トランスフォーマ２５４の第１の側とは反対側に位置していて対応の油圧ピストン２２６と油圧連絡状態にある油圧トランスフォーマの第２の側のところの第２の油圧まで増大させるために用いられる。幾つかの具体化例では、油圧トランスフォーマ２５４は、油圧を約１８ｂａｒから約１００ｂａｒに増大させるために用いられる。

図４Ａおよび図４Ｂに示されている油圧駆動式クラッチ２００の一具体化例は、２つの油圧ピストン２２６およびこれらに対応した２つの係合要素２２８を有する。種々の具体化例では、係合要素２２８は、シリンダ、車輪、球形要素などであるのが良い。ピストン２２６および対応の係合要素２２８は、半径方向軸線２６０に対して斜めに（例えば、斜めの角度シータをなして）差し向けられているが、クラッチ２００の長手方向中心軸線２７０に関して回転対称であり、その結果、係合要素２２８およびこれらが外側リム２１４に及ぼす力は、バランスが取られるようになっている。

図４Ｃは、先行する図に示された具体化例に幾つかの改造を施した油圧駆動式クラッチ２００の概略斜視図である。図４Ｃに示されているように、クラッチ２００は、複数（図示のように２０個）の油圧ピストン２２６およびこれらに対応した複数（図示のように２０個）の係合要素２２８を有する。この場合もまた、２０個の油圧ピストン２２６および２０個の対応の係合要素２２８は、半径方向軸線２６０に対して斜めに差し向けられているが、クラッチ２００の長手方向中心軸線に対して回転対称なので、これら係合要素２２８およびこれらが外側リム２１４に及ぼす力は、バランスが取られるようになっている。クラッチ２００に含まれる油圧ピストン２２６の数および係合要素２２８の数を増大させると、クラッチ２００がその全体的サイズまたはその製造の複雑さを増大させないで伝達することができる全体的トルクおよび動力が増大する。かくして、クラッチ設計は、ヘビーデューティ車両、例えば農業用機器、建設用機器などに使用できるようスケール変更可能である。

図５は、自動車用ギヤボックス３００を示している。自動車用ギヤボックス３００は、第１の油圧駆動式クラッチ３０４および第２の油圧駆動式クラッチ３０６に剛性的に結合された入力シャフト３０２を有する。第１および第２の油圧駆動式クラッチ３０４，３０６は、本明細書において説明するクラッチ２００に合致したまたはこれに類似した構造を有する。第１のクラッチ３０４は、第１のクラッチ３０４によって入力シャフト３０２にロックできまたはこれから解除できる第１の駆動ギヤ３０８を有し、第２のクラッチ３０６は、第２のクラッチ３０６によって入力シャフト３０２にロックできまたはこれから解除できる第２の駆動ギヤ３１０を有する。

第１の駆動ギヤ３０８は、出力シャフト３１６に剛性的に結合された第１の従動ギヤ３１２の歯と噛み合っている歯を有し、第２の駆動ギヤ３１０は、出力シャフト３１６に剛性的に結合された第２の従動ギヤ３１４の歯と噛み合っている歯を有する。第１の駆動ギヤ３０８は、第２の駆動ギヤ３１０よりも大きな半径を有し、第１の従動ギヤ３１２は、第２の従動ギヤ３１４よりも小さな半径を有し、その結果、ギヤボックス３００は、第２のクラッチ３０６を入れたときよりも第１のクラッチ３０４を入れたときには異なるギヤ比を有するようになっている。第１および第２のクラッチ３０４，３０６のうちのいずれか一方であるが、１つだけがギヤボックス３００が動かなくなるのを阻止するとともにギヤボックス３００の損傷を阻止するよう所与の時点で入れられる。

図５はまた、ギヤボックス３００が従動シャフト３１６によって駆動されるよう結合されている油圧ポンプ３２０に油圧的に結合された油圧アキュムレータ３１８および従動シャフト３１６を駆動するよう結合された油圧モータ３２２を有し、これらがひとまとまりとなって、自動車用トランスミッション１００について本明細書において説明したのと同一の仕方で作動することを示している。ギヤボックス３００は、伝統的な自動車用ギヤボックスと比較して種々の技術的な改良点を有する。一例としてギヤボックス３００は、比較的短くかつコンパクトである。別の例として、ギヤボックス３００は、フライホイールを必要としない。他の例として、ギヤボックス３００は、比較的滑らかな係合、起動、および作動を示す。別の例として、ギヤボックス３００は、比較的低コストである。別の例として、ギヤボックス３００は、広いトルク範囲を有する。別の例として、ギヤボックス３００は、ブレーキエネルギー回収システムと容易に一体化される。

図６は、図５に示された具体化例に幾つかの改造を施した状態のギヤボックス３００の三次元モデルの斜視図である。図６に示されているように、ギヤボックス３００は、入力シャフト３０２、出力シャフト３１６、複数の駆動ギヤ３３０、複数の従動ギヤ３３２、油圧ポンプ３２０、油圧モータ３２２、および油圧アキュムレータ３１８を有する。駆動ギヤ３３０の各々は、クラッチ２００について本明細書に説明した構造と合致しまたは類似した構造を備えたクラッチを有する。

また、図６に示されているように、ギヤボックス３００の油圧アキュムレータ３１８は、高圧アキュムレータ３２４および低圧アキュムレータ３２６を有し、可撓性壁３２８が高圧アキュムレータ３２４を低圧アキュムレータ３２６から隔てている。可撓性壁３２８は、本明細書において説明するように後で使用するためにエネルギーを蓄えるために、高圧アキュムレータ３２４内の作動油の圧力が増大するとかつ／あるいは低圧アキュムレータ３２６内の作動油の圧力が減少すると変形する。可撓性壁３２８に加えて、幾つかの具体化例では、アキュムレータ３１８は、後で使用できるようエネルギーを蓄えるために加圧ガスおよび／または機械式ばねを有する。油圧アキュムレータ３１８中に含まれるアキュムレータ３２４，３２６のうちの一方または両方は、油圧制動システムから回収されたエネルギーを蓄えるよう使用できる。かくして、アキュムレータ３１８は、従来型クラッチシステムと比較して、トルク伝達システムのエネルギー効率を向上させる。

図７Ａは、伝統的なギヤボックス４００を示している。図７Ｂには、先行する図に示された具体化例に幾つかの改造を施した状態のギヤボックス３００を示している。図７Ｂに示されているように、ギヤボックス３００のギヤで占められたスペースは、伝統的なギヤボックス４００のスペースよりも著しく短くかつ小さく、後には、油圧ポンプ３２０、モータ３２２、および／またはアキュムレータ３１８のためのスペースがギヤボックス３００内に残され、この場合、ギヤボックス３００に必要な全体的寸法は増大しない。図８は、ギヤボックス３００内でのギヤ回転に起因して生じるドラグトルクのコンピュータ解析結果を示している。具体的には、図８は、ドラグ力が本明細書において説明したクラッチを備える駆動ギヤ３３０を担持したシャフト上で減少していること、およびドラグ力が本明細書において説明したクラッチを備えていない従動ギヤ３３２を担持したシャフト上で増大することを示している。

次に図９Ａを参照すると、半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の略図が示されており、この図は、回転可能なハウジング９０４に剛性的に取り付けられた入力シャフト９０２を示している。回転可能なハウジング９０４は、油圧シリンダ９１０の半径方向給油チャネル９０８に連結されている環状油圧給油チャネル９０６を有する。

図９Ｂに示されているように、油圧シリンダ９１０は、半径方向軸線に対して一定のオフセット角度をなして位置決めされている。具体的に説明すると、油圧シリンダ９１０は、対応のシャフトの合致した中心からひかれた半径方向線に対して傾けられまたは角度的にオフセットしている。幾つかの具体化例では、オフセット角度は、約３０°以下である。より好ましい具体化例では、オフセット角度は、約５°〜約２５°である。

再び図９Ａを参照すると、各油圧シリンダ９１０内には、ローラまたは転がり係合要素９１４上で滑動するピストン９１２が設けられている。転がり係合要素９１４は、出力ディスク９１６と接触状態にある。出力ディスク９１６は、出力シャフト９１８にしっかりと固定されている。価格油圧シリンダ９１０内の各ピストン９１２のピストンストロークは、比較的短い。特に、転がり係合要素９１４は、完全結合が起こる前に、係合プロセス中における摩擦を減少させる。ピストン９１２から内側リング（すなわち、出力ディスク９１６）への力の伝達は、２つの接触面、すなわち、（１）ピストン９１２と転がり係合要素９１４との接触面、および（２）転がり係合要素９１４と内側リング（すなわち、出力ディスク９１６）との接触面を用いて達成される。このコンポーネント構成は、これら２つのマイクロスケール適合可能要素上でのより効率的な全体的接触を生じさせる。

半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００は、環状油圧給油チャネル９０６への油圧流体カップリング９２２を収容した固定状態のハウジング９２０をさらに有する。油圧給油カップリング９２２は、図１４を参照してさらに説明する油圧回路に連結されている。回転可能ハウジング９０４および固定ハウジング９２０は、シール９２４，９２６によって封止されている。半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００は、入力シャフト９０２と出力ディスク９１６との間に位置決めされたベアリング９２８をさらに有し、このベアリングは、出力シャフト９１８に取り付けられている。ベアリング９２８により、入力シャフト９０２および出力シャフト９１８は同心状に延びることができる。慣性力に起因して、ピストン９１２は、当初、出力ディスク９１６とは接触関係をなしていない。起動または動作時、作動油は、作動油カップリング９２２を経て半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００に流入する。作動油は、半径方向給油チャネル９０８および油圧シリンダ９１０に連結されている環状油圧給油チャネル９０６に流入する。次に、作動油は、ピストン９１２およびこれに取り付けられた転がり係合要素９１４を押して出力ディスク９１６に係合させ、それによりトルクを出力シャフト９１８に伝達する。かくして、加圧作動油によって動かされるピストン９１２によって作られる摩擦に基づいて機械的トルクが入力シャフト９０２から出力シャフト９１８に伝達される。

次に図１０Ａを参照すると、油圧シールを備えたデュアル油圧駆動式ピストンクラッチトランスミッションの断面図が示されている。これに対応して、図１０Ｂは、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチトランスミッションの断面斜視図である。デュアル油圧駆動式ピストンクラッチトランスミッションは、上述の半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００のうちの２つを組み合わせたものである。作動油は、油圧回路（図１４を参照して説明する）によって制御される。作動油は、作動油カップリング９２２を通ってシステムに流入し、そして流体チャンバ９３４，９３６中に移る。流体チャンバ９３４，９３６内の作動油によって生じた圧力は、ピストン９３８および転がり係合要素９４０を出力シャフト組立体９４２または９４４に向かって押し、ついには、転がり係合要素９４０が出力シャフト組立体９４２または９４４と接触関係をなすようになる。出力シャフト組立体９４２または９４４に対する転がり係合要素９４０の接触圧力は、流体チャンバ９３４，９３６内の圧力に正比例する。システム中の十分な圧力の流れが存在する場合、出力シャフト組立体９４２または９４４からのトルクは、出力シャフト組立体９４６にそらされる。しかしながら、圧力流が不十分である場合、出力シャフト組立体９４２または９４４からのトルクは、フリーホイールとして作用する。幾つかの具体化例では、図１０に示されているように、システムは、ガスケット９４８によって封止されるのが良い。幾つかの具体化例の別の観点では、システムの底部のところには漏れた流体を抜き出すことができる１つまたは２つ以上のオリフィス９５２が設けられている。

次に図１１を参照すると、ラビリンスシール９５０を含むデュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体の断面側面図が示されている。かかる具体化例では、このシステムは、公知設計のラビリンス封止システムを用いることによって封止されるのが良い。寄生圧力流を阻止するため、漏れた油があればこれはオリフィス９５２を通って抜け出る。始動モータへの連結は、歯車装置９５４によって完成される。この歯車装置９５４は、図１３に詳細に示されている。ラビリンスシール９５０を含むデュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体の残部は、油圧シールを備えたデュアル油圧駆動式ピストンクラッチトランスミッションとほぼ同じである。したがって、ラビリンスシール９５０を含むデュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体では、作動油は、作動油カップリング９２２を通ってシステムに流入し、そして流体チャンバ９３４，９３６中に移り、その後、流体チャンバ９３４，９３６内の作動油によって生じた圧力は、ピストン９３８および転がり係合要素９４０を出力シャフト組立体９４４に向かって押し、ついには、転がり係合要素９４０が出力シャフト組立体９４２または９４４と接触関係をなすようになる。この場合もまた、システム中に十分な圧力流が存在する場合、出力シャフト組立体９４２または９４４からのトルクは、出力シャフト組立体９４６にそらされる。

図１２は、すくなくとも１つの図示の実施形態に従って油圧シールを含むデュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体の断面正面図である。図１２に示されているように、幾つかの具体化例では、オフセット角度は、約３０°以下である。より好ましい具体化例では、オフセット角度は、約５°〜約２０°である。図１２に示された具体化例では、出力ディスク９１６および出力シャフト９１８が図示されている。加うるに、１８個のピストン９１２および関連の１８個の転がり係合要素９１４が示されており、これらは、加圧作動油によって動かされると出力ディスク９１６に係合する。半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の固定ハウジング９２０もまた示されている。加うるに、作動油カップリング９２２が図１２に示されており、この作動油カップリングを通って作動油がシステムに流入してピストン９１２および関連の転がり係合要素９１４を動かし、これらを出力ディスク９１６に当接させる。

次に図１３Ａを参照すると、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体の正面図が示されている。図１３Ｂは、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体の断面斜視図である。図１３Ａおよび図１３Ｂに示された具体化例では、出力シャフト９１８および固定ハウジング９２０が図示されている。歯車装置９５４もまた、固定ハウジング９２０の周囲周りに示されている。図１３Ｂの断面斜視図では、デュアルクラッチシステムの両方のクラッチならびに加圧作動油によって動かされると出力ディスク９１６に係合するピストン９１２および関連の転がり係合要素９１４が示されている。加うるに、作動油カップリング９２２が図示されており、これら作動油カップリングを通って作動油がシステムに流入してピストン９１２を動かす。

次に図１４を参照すると、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体１４００用の油圧回路が示されている。油圧回路は、作動油をタンク９５８から第１の方向制御弁９６０に方向付ける可変容量型ポンプ９５６を含む。第１の方向制御弁９６０は、パイプ９６２を用いて第１の半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の作動油カップリング９２２に到達する作動油の流量を制御する。作動油は、作動油カップリング９２２を通過してピストン９３８および転がり係合要素９４０を出力シャフト組立体９４２に向かって押圧し、ついには、転がり係合要素９４０は、出力シャフト組立体９４２と接触関係をなしてこれを回転させるようになる。半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の固定ハウジング９２０もまた図示されている。図１４に示されている具体化例では、第１の半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００は、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体１４００中に組み込まれている。

油圧回路の可変容量型ポンプ９５６はまた、作動油をタンク９５８から第２の方向制御弁９６８に方向付ける。第２の方向制御弁９６８は、第２の半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の作動油カップリング９２２に到達した、パイプ９７０を通る作動油の流れを制御する。作動油は、作動油カップリング９２２を通過してピストン９３８および転がり係合要素９４０を出力シャフト組立体９４４に向かって押圧し、ついには、転がり係合要素９４０が出力シャフト組立体９４４と接触関係をなしてこれを回転させる。図１４に示されている具体化例では、第２の半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００もまた、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ組立体中に組み込まれている。

依然として図１４を参照すると、油圧回路は、作動油を用いてピストン９１２および関連の転がり係合要素９１４の動作中における振動を減少させるアキュムレータ９７６をさらに含む。加うるに、アキュムレータ９７６は、半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の起動または動作の際、迅速な応答が得られるよう設けられた液体量を提供する。さらに、油圧回路は、システム内の圧力過負荷から守る圧力逃がし弁９７８を含む。

次に図１５を参照すると、半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の略図が示されている。この具体化例では、半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００は、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ車両トランスミッションと関連している。デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ車両トランスミッションは、ギヤボックス９８８および駆動シャフト９９０を有する。この具体化例では、ギヤボックス９８８は、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ車両トランスミッションの第１のクラッチと関連しているギヤ１，３，５を有する。ギヤボックス９８８は、デュアル油圧駆動式ピストンクラッチ車両トランスミッションの第２のクラッチと関連したギヤ２，４，６をさらに有する。エンジンによって生じた動力は、トランスミッションおよび駆動シャフト９９０を通って伝わり、その後、駆動輪９９２に達する。ギヤボックス９８８は、駆動輪９９２に利用できるエンジンからの速度およびトルクを制御する。

次に図１６を参照すると、図９Ａを参照して上述した種々のコンポーネントを備えている半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の分解組立図が示されている。具体的に説明すると、図１６は、ピストン９１２および転がり係合要素９１４ならびに油圧シリンダ９１０の構成／組み立ての仕方を示している。加うるに、半径方向油圧ピストン駆動式トルク伝達装置９００の固定ハウジング９２０およびシール９２４，９２６がこの分解組立図に示されている。

自動車用途に加えて、本発明のトルク伝達装置は、作業組立体の軽負荷起動を含む種々の動力シャフトカップリング用途で使用でき、かかる用途としては、例えば、建設装置、森林および農業車両および装置、および穴あけ装置およびウィンチを含む静止用途が挙げられる。

次に図１７を参照すると、トルク伝達装置の断面図が示されている。中間制御システムを備えたトルク伝達装置は、２つの回転要素相互間でトルクを伝達することができるとともにこれら回転要素相互間の剛性連結部を制御された仕方で結合したり結合解除したりすることができる。トルク伝達装置はまた、ねじり振動を減衰させるとともに結合プロセスの滑らかさを向上させることができる。このシステムは、従来型解決策と比較して、短いパッケージングおよび小さな質量の複雑さの少ない技術的解決策で大きなトルクを伝達することができる。加うるに、このシステムは、複雑さが低いことに起因して製造費が安く、しかも大きな用途のためにスケール変更可能である。このシステムはまた、互いに異なるギヤセットに係合するようギヤボックス内に多数のアプリケーションを有する。

図１７に示されているように、トルクを制御された仕方で入力シャフト１７０２から出力シャフト１７５２に伝達するため、ベアリング１７０４によって支えられた入力シャフト１７０２は、締結部材１７０６によって入力ディスク１７０８に結合され、この入力ディスクには、例えば溶接によって入力リング１７１０が取り付けられている。入力ディスク１７０８と入力リング１７１０の組立体は、フライホイールとして機能し、この組立体には、例えば内燃エンジンの始動時に駆動しまたは駆動される歯車１７１２が取り付けられている。

トルク伝達装置の出力ディスク／本体１７１４は、油圧シリンダ１７１６および転がり係合要素１７２０を含む摺動可能に係合した油圧ピストン１７１８（半径方向にオフセットしている）を有する。油圧シリンダ１７１６は、シャフト内に設けられた半径方向導管１７３０、軸方向導管１７３２、および半径方向導管１７２８により油圧回路に連結されている。ハウジング１７２６内に設けられていて油圧コネクタ１７２２と関連したハウジング導管１７２４は、油圧回路への連結を保証する。

中間制御システムを備えたトルク伝達装置は、半径方向導管１７２８への連続連結を保証する環状チャネル１７３６を備えたベアリング１７３４をさらに有する。軸方向導管１７３２は、キャップ１７４０によってロックされている。出力ディスク１７１４は、滑動ベアリングによって入力ディスク１７０８内に維持されている。別個のベアリング１７５６が外側ディスク組立体１７１４とハウジング１７２６との間に位置決めされている。油圧回路は、油圧パイプ１７４２、制御弁１７４４、および中間エネルギー貯蔵および迅速システム応答のための油圧アキュムレータ１７４６を有し、この油圧アキュムレータは、作動油の振動を減衰させるという追加の役割を有する。作動油は、油圧ポンプ１７４８によってタンク１７５０から圧送される。

アキュムレータは、圧力ピーク（平均圧力レベルに対する）のエネルギーを蓄積したり（すなわち、除去し）、圧力低レベル（平均圧力レベルに対する）のエネルギーを放出したりすることによって波振幅の減衰および減少の機能を実行する。波は、システム起動によって生じる。一定の流れが正確な制御を行うために必要とされる。制御は、波を反射させたり干渉させたりすることによって乱される場合がある。したがって、油圧制御回路内におけるアキュムレータの位置決めにより、アキュムレータは、主制御システム中の摂動効果をなくすことができる。特に、この具体化例では、クラッチのためのアキュムレータは、エネルギー貯蔵機能ではなく、圧力減衰機能を有する。

このように、本明細書において説明するトルク伝達装置は、従来型システムに対する低いドラグトルクの結果として効率を向上させる。特に、本明細書において説明するシステムのクラッチは、極めて高い動力密度、改良されたパッケージング、小質量、低い複雑さ、および結果としての抵コストという技術的改良点をもたらす。

図１８に示されているように、トルク伝送装置は、トルクを制御された仕方で入力シャフト１８０２から出力シャフト１８５２に伝達する。入力シャフト１８０２は、米アリング１８０４によって支えられ、この入力シャフトは、締結部材１８０６によって入力ディスク１８０８に結合されており、この入力ディスクは、例えば溶接によって入力リング１８１０に取り付けられている。入力ディスク１８０８と入力リング１８１０の組立体は、フライホイールとして機能し、この組立体には、例えば内燃エンジンの始動時に駆動しまたは駆動される歯車１８１２が取り付けられている。

トルク伝達装置の出力ディスク／本体１８１４は、転がり係合要素１８２０と関連した油圧シリンダ１８１６および摺動可能に係合した油圧ピストン１８１８を有する。油圧シリンダ１８１６は、半径方向導管、軸方向導管、およびシャフト内の半径方向導管を経て油圧回路に連結されている。ハウジング１８２６内のハウジング導管は、油圧コネクタ１８２２と関連しており、このハウジング導管は、油圧回路への連結を保証する。作動油は、作動油経路１８６０に沿って油圧コネクタ１８２２内のハウジング導管からシャフト内の半径方向導管、軸方向導管、半径方向導管を通って油圧シリンダ１８１６中に流れて油圧ピストン１８１８を動かすとともに関連の転がり係合要素１８２０を押してこれを入力リング１８１０に押しつける。

トルク伝達装置は、半径方向導管への連続連結を保証するよう環状チャネル１８３６を備えたベアリング１８３４をさらに有する。軸方向導管は、キャップ１８４０によってロックされている。出力ディスク１８１４は、滑動ベアリングによって入力ディスク１８０８内に支えられている。別個のベアリング１８５６が外側ディスク組立体１８１４とハウジング１８２６との間に位置決めされている。転がり係合要素１８２０が入力リング１８１０に係合すると、トルクは、トルク経路１８７０に沿って入力リング１８１０から入力ディスク１８０８、入力リング１８１０、転がり係合要素１８２０、油圧ピストン１８１８を通って出力ディスク１８１４および出力シャフト１８５２に伝わる。

次に図１９を参照すると、トルク伝達装置は、トルクを制御された仕方で入力シャフトから出力シャフトに伝達する。出力ディスク／本体１９１４は、転がり係合要素１９２０と関連している油圧シリンダおよび摺動可能に係合した油圧ピストン１９１８（半径方向にオフセットしている）を有する。油圧シリンダは、給油チャネル１９１６、半径方向導管１９３０、および軸方向導管１９３２を経て油圧回路に連結されている。油圧ピストン１９１８の半径方向オフセット位置に起因して、油圧ピストン１９１８は、ロックされ、そして油圧ピストン１９１８が作動油圧力によって伸長される限り、トルクを入力ディスク１９１０から出力ディスク１９１４に伝達する。トルク伝達装置のバランスをとるため、油圧ピストン１９１８は、図１９に示されているように入力リング１９１０の内周部に関して対称に等間隔を置いて配置されている。追加のトルクを生じさせるため、追加のピストン１９１８および転がり係合要素１９２０が入力リング１９１０の内周に沿ってぐるりと追加されるのが良く、そしてこれらは、システムの全体的幅を増大させることなく、同時に動かされる。追加のピストン１９１８および転がり係合要素１９２０の補足はまた、製造のスケール変更性の容易さを保証する。

図２０は、迅速な切り替え、滑らかな作動トランスミッションを提供するよう奇数および偶数ギヤセットについて別々のトルク伝達装置／クラッチを用いるデュアルクラッチ形態で本発明のトルク伝達装置の用途を示している。トルク伝達装置のこの具体化例は、ハウジング２０１０、入力ディスクシャフト・リング組立体２０２０、第１の半径方向ピストントルク伝達組立体２０３０、第１の作動油導管２０４０、第２の半径方区ピストントルク伝達組立体２０５０、第２の作動油導管２０６０、第１の出力ディスクシャフト・リング組立体２０７０、および第２の出力ディスクシャフト・リング組立体２０８０を有する。第１の半径方向ピストントルク伝達組立体２０３０は、加圧作動流体によって動かされる多数の油圧シリンダ２０３２およびピストン２０３４を含む。ピストン２０３４の各々には、ローラ係合要素２０３６が取り付けられ、これらローラ係合要素は、押圧されて入力ディスクシャフト・リング組立体２０２０のリング部分の内周部に接触する。第１の半径方向ピストントルク伝達組立体２０３０と関連したローラ係合要素２０３６を入力ディスクシャフト・リング組立体２０２０と加圧接触状態にすると、トルクは、入力ディスクシャフト・リング組立体２０２０から第１の出力ディスクシャフト・リング組立体２０７０に伝達される。

これに対応して、第２の半径方向ピストントルク伝達組立体２０５０は、加圧作動油によって動かされる多数の油圧シリンダ２０５２およびピストン２０５４を含む。ピストン２０５４の各々には、ローラ係合要素２０５６が取り付けられ、これらローラ係合要素は、押圧されて入力ディスクシャフト・リング組立体２０２０のリング部分の内周部に接触する。第２の半径方向ピストントルク伝達組立体２０５０と関連したローラ係合要素２０５６を入力ディスクシャフト・リング組立体２０２０と加圧接触状態にすると、トルクは、入力ディスクシャフト・リング組立体２０２０から第２の出力ディスクシャフト・リング組立体２０８０に伝達される。

図２１は、大トルク用途および低圧力レベル向きの油圧ピストントルク伝達装置の断面斜視図である。かかる大トルク／低圧具体化例に関し、多数の列をなすピストン（例えば、図２１のピストンの５つの層）が大トランスミッショントルクを生じさせるために採用されている。トルク伝達装置のこの具体化例は、入力シャフト２１１０、入力ディスク２１２０、起動ギヤ２１２４、油圧ピストン２１３０、ローラ係合要素２１３４、作動油供給チャネル２１３８、入力リング２１４０、ベアリング２１４４、出力キャップ２１５０、固定作動油供給コネクタ２１６０、ハウジング２１７０、および出力シャフト２１８０を有する。起動ギヤ２１２４は、追加の機械的カップリング、例えばエンジンスタータに取り付けられるのが良い。トルク伝達装置は、作動油供給チャネル２１３８および固定作動油供給コネクタ２１６０を通って移動する加圧作動油によって動かされる多数の油圧ピストン２１３０およびローラ係合要素２１３４を有する。油圧ピストン２１３０の各々には、ローラ係合要素２１３４が取り付けられ、これらローラ係合要素は、押圧されて入力リング２１０９の内周部に接触し、入力リング２１４０は、入力ディスク２１２０および入力シャフト２１１０に連結されている。ローラ係合要素２１３４を入力リング２１４０と加圧接触状態にすると、トルクは、入力シャフト２１１０から出力シャフト２１８０に伝達される。

図２２は、大トルク用途および増大圧力レベル向きの油圧ピストントルク伝達装置の斜視図である。大トルク／高圧具体化例に関し、少数の列をなすピストンが必要なトランスミッショントルクを生じさせるために必要とされる。図２２に示されているかかる１つの大トルク／高圧具体化例に関し、ピストンの３つの層が採用され、これら３つの層をなすピストンは、大トランスミッショントルクを生じさせる。図２１に示されている具体化例と同様、トルク伝達装置のこの具体化例は、入力シャフト（図示せず）、入力ディスク（図示せず）、油圧ピストン２２３０、転がり係合要素２２３４、作動油供給チャネル（図示せず）、リング（図示せず）、固定作動油供給コネクタ２２６０、ハウジング２２７０、および出力シャフト２２８０を有する。トルク伝達装置は、作動油供給チャネルおよび固定作動油供給コネクタ２２６０を通って移動する加圧作動油によって動かされる多数の油圧ピストン２２３０および転がり係合要素２２３４を有する。油圧ピストン２２３０の各々には、ローラ係合要素２２３４が取り付けられ、これらローラ係合要素は、押圧されて、入力ディスクおよび入力シャフトに連結されている支持リング（図示せず）の内周部に接触する。ローラ係合要素２２３４を入力リング（図示せず）と加圧接触状態にすると、トルクは、入力シャフトから出力シャフト２２８０に伝達される。

次に図２３を参照すると、図４Ｃの具体化例に関連した多ピストントルク伝達装置の分解組立斜視図が示されている。中空スペースがトルク伝達システム内に必要とされる具体化例に関し、ピストンの位置決めは、同一のままであり、他方、内部ではなく外部から方向付けられるようにするために作動油の起動経路にのみ変更が加えられている。このトルク伝達装置は、図２３に示されているように、外部給油専用に設計された構造体を有する。トルク伝達装置は、トランスフォーマピストン組立体２３３０を支持するよう設計された入力ハブ２３１０および出力ハブ２３２０を有する。トランスフォーマピストン組立体２３３０は、加圧作動油によって動かされて入力ハブ２３１０の内周部に接触する転がり係合要素２３３４を含む。また、出力ハブ２３２０は、環状給油チャネル２３４０を有する。トルク伝達装置は、環状給油チャネル２３６０および外部給油油圧接続部２３７０を含む固定作動油給油リング２３５０を有する。

出力ハブ２３２０は、回転変位の際に油圧チャネル２３４０，２３６０を互いに連結するオリフィス２３８０をさらに有する。オリフィス２３８０および油圧チャネル２３４０，２３６０は、トランスフォーマピストン組立体２３３０の転がり係合要素２３３４を動かすために用いられる作動油からの経路を提供する。出力ハブ２３２０は、固定された作動油給油リング２３５０の環状給油チャネル２３６０と整列した給油チャネル２４３８（図２４に示されている）を有し、その結果、環状給油チャネル２３６０から給油チャネル２４３８までの油のための連続的な永続的流路が設けられている。

図２４Ａおよび図２４Ｂは、図２３に示されている多ピストントルク伝達装置の正面図であり、多ピストントルク伝達装置では、中空スペースがトルク伝達システム内に必要とされる。図２４Ａでは、トルク伝達装置は、油圧シリンダ２４２０およびトランスフォーマピストン２４３０を担持するよう構成された入力ハブ２４１０および出力ハブ２４１６を有する。トランスフォーマピストン２４３０は、加圧作動油によって動かされて入力ハブ２４１０の内周部に接触する転がり係合要素２４３４を有する。出力ハブ２４１６は、環状給油チャネル２４４０を有する。次に図２４Ｂを参照すると、トルク伝達装置は、環状給油チャネル２４６０および外部給油油圧接続部２４７０を含む固定作動液供給リング２４５０を有する。図２３を参照して上述したように、環状給油チャネル２４４０は、給油スペース２４３８に連結され、この給油スペースは、作動油経路が環状給油チャネル２４４０を通って流れることによってトランスフォーマピストン２４３０を動かすようにする。

本明細書において説明するクラッチおよびトルク伝達装置のうちの任意のものにおいて、クラッチまたはトルク伝達装置によって伝達されるトルクは、クラッチまたはトルク伝達装置の１つのピストンまたは複数のピストンに及ぼされる圧力に正比例する。多くのクラッチおよびトルク伝達装置のための標的は、最高１５０Ｎｍまでのトルクの伝達能力、最高５５００ｒｐｍまでの回転能力、３００〜６００ｐｓｉでの作動能力、および０．１〜０．５秒の結合時間の提供能力を含む。先行技術のクラッチおよびトルク伝達装置は、最高１６０Ｎｍまでのトルクを伝達し、最高６０００ｒｐｍで回転し、最高５８０ｐｓｉで作動し、そして０．１〜０．５秒の結合時間をもたらすことができた。本明細書で説明するクラッチおよびトルク伝達装置は、最高１５００Ｎｍのトルクを伝達し、最高１００００ｒｐｍで回転し、最高２２００ｐｓｉで作動し、そして０．１〜０．５秒の結合時間をもたちすことができる。特に、作業流体の量、パイプオリフィスの形態、弁作動時間の適切な選択によって、本明細書において説明するクラッチおよびトルク伝達装置は、０．１秒で０％〜１００％の結合を行うことができることが計算されたが、この時間は、運転のしやすさの要求に対応するために必要に応じて増加することができる。

図２５は、自動車２５００の種々のコンポーネントを示している。特に、図２５は、リヤアクスル２５０４によって互いに連結された１対の車輪２５０２、リヤディファレンシャル２５０６、排熱回収システムを含むエキゾーストパイプ２５０８、およびブレーキエネルギー回収システム２５１０を示している。図２６は、図２５に示された自動車２５００のコンポーネントを幾つかを示しており、かかるコンポーネントとしては、排熱回収システムを含むエキゾーストパイプ２５０８、およびデュアル高圧および低圧アキュムレータ２５１２を有するブレーキエネルギー回収システム２５１０が挙げられる。

図２７は、自動車の後輪駆動システム２７００を示している駆動システム２７００は、内燃エンジン２７０２、エンジン２７０２の出力に機械的に結合された車両ギヤボックス２７０４、およびギヤボックス２７０４の出力に機械的に結合された第１のクラッチまたはトルク伝達装置２７０６を含む。駆動システム２７００は、クラッチ２７０６の出力に機械的に結合された第１の油圧ポンプ２７０８（これは、油圧モータとして作動するよう逆転可能である）、および第１および第２のポートが第１の油圧ポンプ２７０８の入口および出口に油圧的に結合された第１の流量制御弁２７１０をさらに含む。

駆動システム２７００は、第１の流量制御弁２７１０の第３および第４のポートに油圧的に結合されたアキュムレータ２７１２、第１および第２のポートがアキュムレータ２７１２に油圧的に結合された第２の流量制御弁２７１４、および第２の流量制御弁２７１４の第３および第４のポートに油圧的に結合された第２の油圧ポンプ２７１６（これは、油圧モータとして作動するよう逆転可能である）をさらに含む。駆動システム２７００は、第２の油圧ポンプ２７１６に機械的に結合された第２のクラッチまたはトルク伝達装置２７１８、クラッチ２７１８に機械的に結合されたディファレンシャル２７２０、ディファレンシャル２７２０に機械的に結合されたアクスル２７２２、およびアクスル２７２２に取り付けられた１対の車輪２７２４をさらに含む。

アキュムレータ２７１２は、その第１の側が第１の流量制御弁２７１０に結合されるとともにその第２の側が第２の流量制御弁２７１４に結合されたデュアルサイド型（dual-sided）アキュムレータである。アキュムレータ２７１２は、並列かつ一体型の高圧および低圧アキュムレータ２７１３ａ，２７１３ｂを含む。高圧アキュムレータ２７１３ａは、２つの可動ピストン２７１３ｄ相互間に位置決めされた状態でこれらの間に密封された圧縮性ガス２７１３ｃを有する。

第１の流量制御弁２７１０は、その第１のポートが第１の油圧ポンプ２７０８の出力に結合され、その第２のポートが第１の油圧ポンプ２７０８の入力に結合され、その第３のポートが高圧アキュムレータ２７１３ａに結合され、その第４のポートが低圧アキュムレータ２７１３ｂに結合されている。図２７に示されている第１の流量制御弁２７１０の第１の位置では、第１の流量制御弁２７１０の第１および第３のポートは、油圧ポンプ２７０８の出力を高圧アキュムレータ２７１３ａに油圧的に結合するよう互いに結合されている。さらに、第１の位置では、第１の流量制御弁２７１０の第２および第４のポートは、油圧ポンプ２７０８の入力を低圧アキュムレータ２７１３ｂに油圧的に結合するよう互いに結合されている。第１の流量制御弁２７１０は、その第１の位置から、第１および第４のポートが油圧ポンプ２７０８の出力を低圧アキュムレータ２７１３ｂに結合し、第２および第３のポートが油圧ポンプ２７０８の入力を高圧アキュムレータ２７１３ａに結合する第２の位置に切り替え可能である。

第２の流量制御弁２７１４は、その第１のポートが高圧アキュムレータ２７１３ａに結合され、その第２のポートが低圧アキュムレータ２７１３ｂに結合され、その第３のポートが第２の油圧ポンプ２７１６の出力に結合され、その第４のポートが第２の油圧ポンプ２７１６の入力に結合されている。図２７に示されている第２の流量制御弁２７１４の第１の位置では、第２の流量制御弁２７１４の第１および第３のポートは、油圧ポンプ２７１６の出力を高圧アキュムレータ２７１３ａに油圧的に結合するよう互いに結合されている。さらに、第１の位置では、第２の流量制御弁２７１４の第２および第４のポートは、油圧ポンプ２７１６の入力を低圧アキュムレータ２７１３ｂに油圧的に結合するよう互いに結合されている。第２の流量制御弁２７１４は、その第１の位置から、第１および第４のポートが油圧ポンプ２７１６の入力を高圧アキュムレータ２７１３ａに結合し、第２および第３のポートが油圧ポンプ２７１６の出力を低圧アキュムレータ２７１３ｂに結合する第２の位置に切り替え可能である。

第１および第２の油圧ポンプ２７０８，２７１６は、これら油圧ポンプを油圧モータとして作用するよう逆転させまたは反転させることができる油圧ポンプの分野において知られている任意適当な形態を有し、ベーン型油圧ポンプが一例である。第１および第２のクラッチ２７０６，２７１８は、本明細書において説明するクラッチまたはトルク伝達装置のうちの任意のものに合致した形態を有する。ギヤボックス２７０４は、本明細書において説明するギヤボックスのうちの任意のものに合致した形態を有する。エンジン２７０２、ディファレンシャル２７２０、アクスル２７２２、および車輪２７２４は、周知のかつ従来の形態を有する。

駆動システム２７００は、ギヤボックスをディファレンシャルに結合する伝統的な駆動シャフトにとって代わっている。かくして、駆動システム２７００の作動中、エンジン２７０２によって生じた動力をギヤボックス２７０４、第１のクラッチ２７０６、第１の油圧ポンプ２７０８、第１の流量制御弁２７１０、アキュムレータ２７１２、第２の流量制御弁２７１４、第２の油圧ポンプ２７１６、第２のクラッチ２７１８、ディファレンシャル２７２０、アクスル２７２２、から車輪２７２４に伝達することができる。エンジン２７０２をその最も効率的な作動パラメータで連続的に稼働させることができる。車輪２７２４のところで要求される動力がエンジン２７０２によって供給される動力よりも大きい場合、駆動システム２７００は、アキュムレータ２７１２内に蓄えられているエネルギーのうちの何割かを放出する。車輪２７２４のところで要求される動力がエンジン２７０２によって供給される動力よりも小さい場合、駆動システム２７００は、エンジン２７０２によって提供されるエネルギーのうちの何割かをアキュムレータ２７１２内に蓄える。駆動システム２７００は、任意所要の動力をエンジン２７０２によって供給される動力とは無関係に車輪２７２４に提供することができる連続可変トランスミッションを提供する。

減速中、弁２７１０，２７１４をこれらのそれぞれの第１の位置に向け、後で使用できるようエネルギーを回収して蓄えるために車輪２７２４を機械的動力源として用い、この機械的動力源は、第１および第２の油圧ポンプ２７０８，２７１６の作動を駆動して作動油を低圧アキュムレータ２７１３ｂから高圧アキュムレータ２７１３ａに圧送する。かくして、駆動システム２７００は、車輪２７２４からエネルギーを回収し、そしてアキュムレータ２７１２内にこのエネルギーを蓄える。加速中、弁２７１０，２７１４をこれらのそれぞれの第２の位置に向け、そしてポンプ２７０８，２７１６を反転させてこれらが油圧モータとして作動するようにする。かくして、高圧アキュムレータ２７１３ａ内に保持された高圧作動油を放出してモータを通って低圧アキュムレータ２７１３ｂに流れ、それにより油圧モータの作動を駆動して車輪２７２４の回転速度を増大させる。かくして、駆動システム２７００は、エネルギーをアキュムレータ２７１２から吐き出して車輪２７２４を駆動する。かかる具体化例では、アキュムレータ２７１２は、周囲環境に応じて、エネルギーを車輪２７２４から回収しまたはエネルギーを車輪２７２４に提供し、それにより全体的効率を高める。

図２８は、自動車の前輪駆動システム２８００を示している。駆動システム２８００は、内燃エンジン２８０２、エンジン２８０２の出力に機械的に結合された車両ギヤボックス２８０４、ギヤボックス２８０４の出力に機械的に結合されたフロントアクスル２８０６、およびアクスル２８０６に取り付けられた１対の車輪２８０８を含む。駆動システム２８００は、フロントアクスル２８０６に機械的に結合された追加の駆動ギヤ２８１０、追加の駆動ギヤ２８１０に機械的に結合されたクラッチまたはトルク伝達システム２８１２、クラッチ２８１２の出力に機械的に結合されていて油圧モータとして作動するよう逆転可能な油圧ポンプ２８１４、および第１および第２のポートが油圧ポンプ２８１４の入力および出力に油圧的に結合された流量制御弁２８１６をさらに含む。

駆動システム２８００は、第１の流量制御弁２８１６の第３および第４のポートに油圧的に結合されたアキュムレータ２８１８をさらに含む。アキュムレータ２８１８は、その単一の側が流量制御弁２８１６に結合されたシングルサイド型（single-sided）アキュムレータである。アキュムレータ２８１８は、並列かつ一体型の高圧アキュムレータ２８２０ａおよび低圧アキュムレータ２８２０ｂを有する。駆動システム２８００は、これが前輪駆動システムであること、これが追加の駆動ギヤ２８１０によってフロントアクスル２８０６に結合されたシングルサイド型アキュムレータ２８１８を有していること、およびこれが自動車の他のコンポーネントのうちの任意のもの相互間の任意の機械的連結部にとって代わることがない（例えば、これが伝統的な駆動シャフトにとって代わることがない）ことを除き、駆動システム２７００と同一の仕方で機能する。

図２９は、自動車の前輪駆動システム２９００を示している。駆動システム２９００は、内燃エンジン２９０２、エンジン２９０２の出力に機械的に結合された車両ギヤボックス２９０４、ギヤボックス２９０４の出力に機械的に結合されたフロントアクスル２９０６、およびアクスル２９０６に取り付けられた１対の車輪２９０８を含む。駆動システム２９００は、ギヤボックス２９０４のシャフトの延長部２９１０、ギヤボックス２９０４のシャフトの延長部２９１０に機械的に結合されたクラッチまたはトルク伝達システム２９１２、クラッチ２９１２の出力に機械的に結合されていて油圧モータとして作動するよう逆転可能な油圧ポンプ２９１４、および第１および第２のポートが油圧ポンプ２９１４の入力および出力に油圧的に結合された流量制御弁２９１６をさらに含む。

駆動システム２９００は、第１の流量制御弁２９１６の第３および第４のポートに油圧的に結合されたアキュムレータ２９１８をさらに含む。アキュムレータ２９１８は、その単一の側が流量制御弁２９１６に結合されたシングルサイド型アキュムレータである。アキュムレータ２９１８は、並列かつ一体型の高圧アキュムレータ２９２０ａおよび低圧アキュムレータ２９２０ｂを有する。駆動システム２９００は、これが前輪駆動システムであること、これがギヤボックス２９０４のシャフトの延長部２９１０によってギヤボックス２９０４に結合されたシングルサイド型アキュムレータ２９１８を有していること、およびこれが自動車の他のコンポーネントのうちの任意のもの相互間の任意の機械的連結部にとって代わることがない（例えば、これが伝統的な駆動シャフトにとって代わることがない）ことを除き、駆動システム２７００と同一の仕方で機能する。

図３０は、自動車の前輪駆動システム３０００を示している。駆動システム３０００は、内燃エンジン３００２、エンジン３００２の出力に機械的に結合された車両ギヤボックス３００４、ギヤボックス３００４の出力に機械的に結合されたフロントアクスル３００６、およびアクスル３００６に取り付けられた１対の車輪３００８を含む。駆動システム３０００は、フロントアクスル３００６に機械的に結合された追加の駆動ギヤ３０１０、追加の駆動ギヤ３０１０に機械的に結合されたクラッチまたはトルク伝達システム３０１２、クラッチ３０１２の出力に機械的に結合されていて油圧モータとして作動するよう逆転可能な油圧ポンプ３０１４、および第１および第２のポートが油圧ポンプ３０１４の入力および出力に油圧的に結合された流量制御弁３０１６をさらに含む。

駆動システム３０００は、第１の流量制御弁３０１６の第３および第４のポートに油圧的に結合されたアキュムレータ３０１８をさらに含む。アキュムレータ３０１８は、その第１の側が流量制御弁３０１６に直接結合されるとともにその第２の側が第２の流量制御弁３０２０を経て流量制御弁３０１６に結合されたデュアルサイド型アキュムレータである。アキュムレータ３０１８は、並列かつ一体型の高圧アキュムレータ３０２２ａおよび低圧アキュムレータ３０２２ｂを有する。駆動システム３０００は、これがデュアルサイド型アキュムレータ３０１８およびシングルサイド型流量制御弁ではなく第２の流量制御弁３０２０を有していることを除き、駆動システム２８００と同一の仕方で機能する。

駆動システム３０００は、駆動システム２８００に関して上述したのと同じ仕方で追加の駆動ギヤ３０１０および追加の駆動ギヤ３０１０に結合されたクラッチ３０１２を含む。別の具体化例では、駆動システム３０００は、ギヤボックス３００４のシャフトの延長部を含み、クラッチ３０１２は、駆動システム２９００について上述したのと同一の仕方でこの延長部に機械的に結合されている。

図３１Ａは、自動車の従来型（例えば、先行技術）の後輪駆動システム３１００を示している。駆動システム３１００は、ギヤボックス３１０２、リヤディファレンシャル３１０４、およびギヤボックス３１０２をリヤディファレンシャル３１０４に機械的に結合している駆動シャフト３１０６を含む。図３１Ｂは、駆動シャフト３１０６に代えてブレーキエネルギー回収システム３１０８を備えた図３１Ａの後輪駆動システム３１００を示している。ブレーキエネルギー回収システム３１０８は、図２７を参照して上述した駆動システム２７００の特徴に一致した特徴を有する。

図３２Ａは、自動車の従来型（例えば、先行技術）の全輪駆動システム３２００を示している。駆動システム３２００は、ギヤボックス３２０２、フロントディファレンシャル３２０４、ギヤボックス３２０２をフロントディファレンシャル３２０４に機械的に結合しているフロント駆動シャフト３２０６、リヤディファレンシャル２３０８、およびギヤボックス３２０２をリヤディファレンシャル３２０８に機械的に結合しているリヤ駆動シャフト３２１０を含む。図３２Ｂは、駆動シャフト３２１０に代えてブレーキエネルギー回収システム３２１２を備えた図３２Ａの後輪駆動システム３２００を示している。ブレーキエネルギー回収システム３２１２は、図２７を参照して上述した駆動システム２７００の特徴に一致した特徴を有する。

図３２Ｃは、複動ブレーキエネルギー回収システム（Double Acting Brake Energy Recovery System）に結合されていて一体型直接機械式トランスミッションを有する構造を含む後輪駆動システムを示している。図３２Ｄでは、複動ブレーキエネルギー回収システムに関し、この構造は、高速（高い速度）で作動する車両および油圧損失によって引き起こされる効率の低下を回避しなければならない車両（例えば、スクールバス、小荷物サービス車、配送バン、およびピックアップ、タクシーなど）向きの一体型直接機械式トランスミッションを含む。ハイドロスタティック稼働モードによりエネルギーを連続的に放出したりすることによって低負荷／低速作動条件を最適エンジンマップ点（曲線）で達成することができる。

次に図３２Ｄを参照すると、複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されていて、一体型動力分割トランスミッションを有する構造を備えた後輪駆動システムが図示されている。図３２Ｄでは、複動ブレーキエネルギー回収システムに関し、この構造は、最適エンジンマップ稼働を可能にする連続トランスミッション比制御に結びつけられた広範な機械的ギヤ比を必要とする車両（例えば、ヘビーデューティ車両、建設車両、森林車両など）向きの一体型動力分割トランスミッションを含む。図３２Ｄの構造は、従来型ギヤセットを利用している。

全輪駆動用途に関し、ブレーキエネルギー回収システムの一体化は、リヤアクスルを駆動する全輪駆動車両推進システムの推進シャフトに代えて以下の種々の構造的バージョンの複動ブレーキエネルギー回収システムを用いることに依存している。図３２Ｆは、複動ブレーキエネルギー回収システムに結合された全輪駆動システムを示している。図３２Ｇは、一体型ハイドロスタティックトランスミッションを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。図３２Ｈは、一体型直接機械式トランスミッションを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。図３２Ｉは、一体型動力分割トランスミッションおよび従来型ギヤセットを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。図３２Ｊは、一体型動力分割トランスミッションおよびプラネタリーギヤセットを有する構造を備えた複動ブレーキエネルギー回収システムに結合されている全輪駆動システムを示す図である。

図３３は、自動車の駆動システムの駆動シャフト３３０２に結合されたブレーキエネルギー回収システム３３００に関する種々の作動条件を示している。特に、図３３は、自動車が例えば高速道路上を走っている間、一定速度で走行しているときに内燃エンジンによって生じた動力が駆動シャフト３３０２によって図３３の頂部のところに符号３３０４で示されているように車両の車輪に機械的に伝達されている状態を示している。自動車にブレーキがかかると、駆動シャフト３３０２が例えばクラッチのところで結合解除され、車両の車輪は、ブレーキエネルギー回収システム３３００の油圧ポンプの作動に動力供給して、例えば図２７を参照して上述した仕方で、符号３３０６のところで示されているようにブレーキエネルギー貯蔵システム３３００のアキュムレータ内にエネルギーを蓄える。

自動車が減速すると、駆動シャフト３３０２が例えばクラッチのところで結合解除され、ブレーキエネルギー貯蔵システム３３００のアキュムレータ内に蓄えられたエネルギーが放出されてブレーキエネルギー貯蔵システム３３００の油圧モータに動力供給して車両の車輪に例えば図２７を参照して上述した仕方で、符号３３０８のところで示されているように動力供給する。蓄えられたエネルギーのかかる貯蔵および再使用は、約８１％の効率であることが判明した。自動車が例えば市街を通り抜ける際にノロノロ運転状態で走っているとき、内燃エンジンをその最も効率的な作動パラメータ下で作動させて駆動シャフト３３０２が例えばクラッチのところで結合解除されている間に一定量の動力を発生させ、ブレーキエネルギー回収システム３３００を必要に応じて用いて過剰に生じたエネルギーを蓄えまたは図３３の底部のところで符号３３１０で示されているようにエネルギーを放出して過剰動力需要に見合うようにする。かかる用途は、走行条件に応じて、全体的なシステム効率を５〜１０パーセント向上させることが判明した。

図３４Ａは、ヘビーデューティ自動車または車両、例えば軍事車両、警察車両、火災用車両、例えば消防車または消防ポンプ車、建設車両、森林車両、農業車両、例えば農業トラクタ、セミトラック、配送バン、小荷物サービス車両、オフロード車、スクールバス、フォークリフト、ピックアップトラック、タクシーなどの後輪駆動システム３４００を示している。駆動システム３４００は、第１の端部がギヤボックス３４０４の出力に機械的に結合された第１の駆動シャフト３４０２および第１の端部が第１の駆動シャフト３４０２の第２の端部に機械的に連結されるとともに第２の端部がディファレンシャル３４０８に機械的に結合された第２の駆動シャフト３４０６を含む。かくして、第１および第２の駆動シャフト３４０２，３４０６は、互いに直列に機械的に結合され、一緒になって、ギヤボックス３４０４をディファレンシャル３４０８に結合しているが、例えば図３３を参照して上述したように必要に応じて結合解除可能である。

図３４Ｂは、駆動システム３４００の第１の駆動シャフト３４０２に結合された２つのブレーキエネルギー回収システム３４１０を示している。ブレーキエネルギー回収システム３４１０は、ブレーキエネルギー回収システム２７００および／またはブレーキエネルギー回収システム３３００と同一の特徴を有するとともに同一の仕方で作動する。ブレーキエネルギー回収システム３４１０のそれぞれの第１の端部は、第１の組をなす駆動ギヤ３４１２によって第１の駆動シャフト３４０２に結合され、ブレーキエネルギー回収システム３４１０のそれぞれの第２の端部は、第２の組をなす駆動ギヤ３４１４によって第１の駆動シャフト３４０２に結合されている。また、図３４Ｂに示されているように、駆動システム３４００は、ブレーキエネルギー回収システム３４１０のうちの第１のブレーキエネルギー回収システムのための第１の楕円形ハウジング３４１６、ブレーキエネルギー回収システム３４１０のうちの第２のブレーキエネルギー回収システムのための第２の楕円形ハウジング３４１８、および第１の駆動シャフト３４０２のための円形ハウジング３４２０を含む断面形状を有する。駆動システム３４００にブレーキエネルギー回収システム３４１０を提供することにより、ヘビーデューティ車両に用いられるようその効率が向上する。

図３４Ｃは、第１の駆動シャフト３４０２に結合された３つのブレーキエネルギー回収システム３４１０および駆動システム３４００の第２の駆動シャフト３４０６に結合された３つのブレーキエネルギー回収システム３４１０を示している。ブレーキエネルギー回収システム３４１０は、上述したブレーキエネルギー回収システム２７００および／またはブレーキエネルギー回収システム３３００と同一の特徴を有するとともに同一の仕方で作動する。第１の駆動シャフト３４０２に結合された３つのブレーキエネルギー回収システム３４１０のそれぞれの第１の端部は、第１の組をなす駆動ギヤ３４１２によって第１の駆動シャフト３４０２に結合され、第１の駆動シャフト３４０２に結合されたブレーキエネルギー回収システム３４１０のそれぞれの第２の端部は、第２の組をなす駆動ギヤ３４１４によって第１の駆動シャフト３４０２に結合されている。第２の駆動シャフト３４０６に結合された３つのブレーキエネルギー回収システム３４１０のそれぞれの第１の端部は、第３の組をなす駆動ギヤ３４２２によって第２の駆動シャフト３４０６に結合され、第２の駆動シャフト３４０６に結合されたブレーキエネルギー回収システム３４１０のそれぞれの第２の端部は、第２の組をなす駆動ギヤ３４２４によって第２の駆動シャフト３４０６に結合されている。

図３４Ｃに示されているように、駆動システム３４００は、第１、第２、および第３のブレーキエネルギー回収システム３４１０のそれぞれのための第１、第２、および第３の円形ハウジングを収容した楕円形ハウジング３４２６を含む２つの断面形状を有する。駆動システム３４００のブレーキエネルギー回収システム３４１０を提供することにより、ヘビーデューティ車両に用いられるようその効率が向上する。

図３５Ａは、ヘビーデューティ自動車または車両、例えば後輪駆動システム３４００を参照して上述したヘビーデューティ車両のうちの任意のものの従来型（例えば、先行技術）の全輪駆動システム３５００を示している。駆動システム３５００は、ギヤボックス３５０２、第１の端部がギヤボックス３５０２の出力に機械的に結合されたフロント駆動シャフト３５０４、フロント駆動シャフト３５０４の第２の端部に機械的に結合されたフロントディファレンシャル３５０６、およびフロントディファレンシャル３５０６に機械的に結合されたフロントアクスル３５０８を含む。駆動システム３５００は、第１の端部がギヤボックス３５０２の出力に機械的に結合されたリヤ駆動シャフト３５１０、リヤ駆動シャフト３５１０の第２の端部に機械的に結合されたリヤディファレンシャル３５１２、およびリヤディファレンシャル３５１２に機械的に結合されたリヤアクスル３５１４をさらに含む。

図３５Ｂは、フロントアクスル３５０８に結合されたフロントブレーキエネルギー回収システム３５１６およびリヤアクスル３５１４に結合されたリヤブレーキエネルギー回収システム３５１８を示している。フロントおよびリヤブレーキエネルギー回収システム３５１６，３５１８は、上述のブレーキエネルギー回収システム２７００、駆動システム２８００、駆動システム２９００、および／または駆動システム３０００と同一の特徴を有するとともに同一の仕方で作動する。フロントブレーキエネルギー回収システム３５１６の第１および第２の端部は、フロントギヤセット３５２０によってフロントアクスル３５０８に結合され、リヤブレーキエネルギー回収システム３５１８の第１および第２の端部は、リヤギヤセット３５２２によってリヤアクスル３５１４に結合されている。全輪駆動システム３５００は、全輪駆動システム３２００と多くの点でほぼ同じであるが、駆動シャフトに代えて用いられた１つのブレーキエネルギー回収システムではなく、各々がそれぞれのアクスルに結合された２つのブレーキエネルギー回収システムを提供している。

図３６は、自動車の２本の車輪３６０２相互間のアクスルに代えて用いられたブレーキエネルギー回収システム３６００の電気的接続部を示している。ブレーキエネルギー回収システム３６００は、ギヤボックスとそのディファレンシャルとの間ではなく、自動車の車輪に直接結合されていることを除き、上述のブレーキエネルギー回収システム２７００と同一の特徴を有するとともに同一の仕方で作動する。ブレーキエネルギー回収システム３６００は、第１の油圧ポンプ３６０４、第１の流量制御弁３６０６、加圧ガス３６１２を収容した高圧アキュムレータ３６１０を含むアキュムレータ３６０８、第２の流量制御弁３６１４、および第２の油圧ポンプ３６１６を含む。ブレーキエネルギー回収システム３６００は、電力を第１の油圧ポンプ３６０４のための第１のアクチュエータ３６２０、第１の流量制御弁３６０６のための第２のアクチュエータ３６２２、第２の流量制御弁３６１４のための第３のアクチュエータ３６２４、および第２の油圧ポンプ３６１６のための第４のアクチュエータ３６２６に供給するバッテリー３６１８をさらに含む。

ブレーキエネルギー回収システム３６００は、自動車のアクセルペダルまたはガスペダル３６３０、自動車のブレーキペダル３６３２、および加圧ガス３６１２の圧力を測定する圧力変換器３６３４から入力を受け入れるよう電気的にかつ通信可能に結合された制御ユニット３６２８をさらに含む。制御ユニット３６２８はまた、第１、第２、第３、および第４のアクチュエータ３６２０，３６２２，３６２４，３６２６に指令を提供するよう電気的にかつ通信可能に結合されている。

図３７Ａは、自動車の２本の車輪３７０２相互間のアクスルに代えて設けられたブレーキエネルギー回収システム３７００を示している。ブレーキエネルギー回収システム３７００は、上述したブレーキエネルギー回収システム３６００と同一の特徴を有するとともに同一の仕方で作動する。ブレーキエネルギー回収システム３７００は、車両のエキゾーストパイプ３７０８周りに延びる環状流体ジャケット３７０６を含む熱エネルギー回収サブシステム３７０４を含む。熱エネルギー回収サブシステム３７０４は、熱交換器をさらに含み、この熱エネルギー回収サブシステムは、ブレーキエネルギー回収システム３７００の作動を可能にするとともに／あるいは制御するためにエキゾーストパイプ３７０８を通って運ばれる排ガスから熱エネルギーを抽出したり回収したりすることができる。図３７Ｂは、全輪駆動システムに組み込まれたブレーキエネルギー回収システム３７００を示している。図３７Ｃは、後輪駆動システムに組み込まれたブレーキエネルギー回収システム３７００を示している。

図３８は、本明細書において説明したブレーキエネルギー回収システムのうちの任意の１つの作動の流れ図である。図３９は、車両の加速中、制動中、または定速走行中におけるブレーキエネルギー回収システムの作動のブロック図である。特に、１組の入力を受け入れて一連の行為を決定した後、制御ユニットは、指令または命令を１つまたは２つ以上のブレーキエネルギー回収システムの流路制御弁に出し、それによりアキュムレータが車両の加速を可能にし、車輪がアキュムレータ内へのエネルギーの貯蔵を可能にしまたはこのいずれも行わない位置に弁を向ける。かくして、制御ユニットは、本明細書において説明したブレーキエネルギー回収システムのうちの任意のものについて上述した仕方で作動するよう１つまたは２つ以上のブレーキエネルギー回収システムを制御する。

図４０は、ブレーキエネルギー回収システムのための制御ユニット４０００のブロック図である。特に、制御ユニット４０００は、符号４００２のところのブレーキペダルからの入力、符号４００４のところのアクセルペダルまたはガスペダルからの入力、符号４００６のところの油圧アキュムレータ内の圧力を測定する圧力変換器からの入力、符号４００８のところのアンチロック制動システムからの入力、および／または電子安定制御システム、符号４０１０のところの快適かつ安全な運転条件およびパラメータに関するデータ、符号４０１２のところの車両の走行速度、符号４０１４のところで要求される動力、および符号４０１６のところの第１および第２のブレーキエネルギー回収システムからの情報を受け取るよう構成されている。制御ユニット４０００はまた、指令を符号４０１８のところで従来型制動システムにかつ符号４０２０のところで第１および第２のブレーキエネルギー回収システムに伝えるよう構成されている。

図４１は、車両の加速中、制動中、または定速走行中におけるブレーキエネルギー回収システムの作動の別のブロック図である。特に、高圧アキュムレータの圧力、車両のガスおよび／またはブレーキペダルの位置、および自動車のアンチロックブレーキまたは他のシステムからの情報を含む１組の入力を受け取った後、制御ユニットは、適当な一連の行為を決定し、次に、指令または命令を１つまたは２つ以上のブレーキエネルギー回収システムの流量制御弁および／または油圧ポンプ／モータに出し、その結果、アキュムレータが車両の加速を可能にし、車両の車輪がアキュムレータ内におけるエネルギーの貯蔵を可能にし、あるいはこれら両方を行わないようになっている。かくして、制御ユニットは、本明細書において説明したブレーキエネルギー回収システムのうちの任意のものについて上述した仕方で作動するよう１つまたは２つ以上のブレーキエネルギー回収システムを制御する。

図４２は、ブレーキエネルギー回収システム、例えば上述したブレーキエネルギー回収システム２７００により得られる効率向上の分析結果を示している。特に、分析結果の示すところによれば、本明細書において説明したブレーキエネルギー回収システムは、街路運転条件下にある車両の効率を約３５％向上させる。

本願の優先権主張の対象である以下の関連出願を参照により引用し、これらの記載内容全体を本明細書の一部とする。かかる関連出願は、（１）２０１６年１２月２１日に出願された米国特許出願第６２／４９８，３４９号（発明の名称：Hydraulic Actuated Piston Clutch）、（２）２０１７年８月７日に出願された米国特許出願第６２／６０５，２９１（発明の名称：Radial Offset Hydraulic Piston Torque Transfer System ）、（３）２０１７年８月７日に出願された米国特許出願第６２／６０５，２８３号（発明の名称：HybridKinematic Hydraulic Transmission for Use with an Integrated Brake Energy Recovery System）、（４）２０１７年９月２６日に出願された米国特許出願第６２／６０６，５２２号（発明の名称：Brake Energy Active Recovery System for Vehicles）、（５）２０１７年１１月１０日に出願された米国特許出願第６２／５８４，６５０号（発明の名称：Gear Box with Integrated Brake Energy Recovery System ）、（６）２０１７年１２月１３日に出願された米国特許出願第６２／５９８，３６４号、（７）２０１７年１２月１３日に出願された米国特許出願第６２／５９８，３６６号（発明の名称：Offset Radial Piston Torque Transfer Device ）、（８）２０１７年５月１５日に出願された米国特許出願第１５／７３１ ,２６７号（発明の名称：Integrated Brake and Thermal Energy Recovery System ）、（９）２０１７年５月１５日に出願された米国特許出願第１５／７３１ ,２７１号（発明の名称：Radial Hydraulic Piston Actuated Torque Transfer Device ）、（１０）２０１７年６月５日に出願された米国特許出願第１５／７３１ ,３８３号（発明の名称：Axial Piston Variable Displacement Hydraulic Rotational Unit with Integrated Propulsion Shaft ）である。

加うるに、２０１６年１０月２８日に出願された米国特許仮出願第６２／４９６，７８４号、２０１６年１２月２１日に出願された米国特許出願第６２／４９８，３４７号、２０１６年１２月２１日に出願された米国特許出願第６２／４９８，３３８号、２０１６年１２月２１日に出願された米国特許出願第６２／４９８，３３７号、２０１６年１２月２１日に出願された米国特許出願第６２／４９８，３３６号、２０１７年９月２６日に出願された米国特許出願第６２／６０６，５２１号、２０１７年９月２６日に出願された米国特許出願第６２／６０６，５１１号、２０１７年１０月２６日に出願された米国特許出願第６２／５７７，６３０号、および２０１７年１１月１日に出願された米国特許出願第６２／５８０，３６０号、ならびに、２０１７年６月１日に出願された米国特許非仮出願第１５／７３１ ,３６０号、および２０１７年１０月２７日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１７／５８８８３号明細書を参照により引用し、これらの記載内容全体を本明細書の一部とする。

上述した種々の実施形態は、別の実施形態を提供するよう組み合わせ可能である。上述の説明に照らしてこれら実施形態に対してこれらの変更および他の変更を行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、用いられる用語は、特許請求の範囲に記載された本発明を明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に限定するものと解されてはならず、かかる特許請求の範囲に記載された本発明の範囲と均等な全範囲に沿って考えられる全ての実施形態を含むものと解されるべきである。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明は、本開示内容によっては限定されない。

Claims (35)

1. 自動車用トランスミッションであって、
   駆動シャフトを有し、
   従動シャフトを有し、
   前記駆動シャフトに結合された油圧ポンプを有し、前記油圧ポンプは、前記駆動シャフトによって駆動され、
   前記油圧ポンプに結合された油圧モータを有し、前記油圧モータは、前記油圧ポンプによって駆動され、前記油圧モータは、前記従動シャフトを駆動し、
   前記駆動シャフトが前記従動シャフトに機械的に結合された連結位置と、前記駆動シャフトが前記従動シャフトに機械的に連結されていない連結解除位置との間で調節可能な油圧駆動式クラッチを有する、自動車用トランスミッション。
2. 前記駆動シャフトに結合された第２の油圧ポンプをさらに有し、前記第２の油圧ポンプは、前記駆動シャフトによって駆動され、
   前記第２の油圧ポンプに結合された第２の油圧モータをさらに有し、前記第２の油圧モータは、前記第２の油圧ポンプによって駆動され、前記第２の油圧モータは、前記従動シャフトを駆動する、請求項１記載の自動車用トランスミッション。
3. 作動油を前記油圧ポンプから受け入れるよう油圧的に結合されるとともに作動油を前記油圧モータに提供するよう油圧的に結合された高圧油圧アキュムレータと、
   作動油を前記油圧モータから受け入れるよう油圧的に結合されるとともに作動油を前記油圧ポンプに提供するよう油圧的に結合された低圧油圧アキュムレータとをさらに有する、請求項１記載の自動車用トランスミッション。
4. 前記高圧油圧アキュムレータおよび前記低圧油圧アキュムレータを油圧的に結合された逃がし弁をさらに有する、請求項３記載の自動車用トランスミッション。
5. 前記駆動シャフトは、プラネタリーギヤセットのプラネタリーギヤホルダに剛性的に結合され、前記従動シャフトは、前記プラネタリーギヤセットのサンギヤに剛性的に結合され、前記自動車用トランスミッションは、
   前記プラネタリーギヤセットのプラネタリーリングギヤと、
   前記プラネタリーギヤセットの複数のプラネットギヤと、をさらに有し、前記プラネットギヤは、前記プラネタリーギヤホルダに回転可能に結合されている、請求項１記載の自動車用トランスミッション。
6. 前記プラネタリーリングギヤは、前記油圧ポンプの作動を駆動するよう結合されている、請求項５記載の自動車用トランスミッション。
7. ラジアル油圧ピストン組立体を採用したトルク伝達装置であって、前記トルク伝達装置は、
   出力シャフトを有し、
   前記出力シャフトに該出力シャフトと一緒に回転可能に取り付けられた出力ディスクを有し、
   入力シャフトを有し、
   前記入力シャフトに該入力シャフトと一緒に回転可能に取り付けられた回転可能なハウジングを有し、
   前記入力シャフトの前記回転可能なハウジングに作動的に連結された複数の油圧シリンダを有し、前記油圧シリンダは、ラジアル形態に位置決めされかつ前記回転可能なハウジングの内周に沿ってぐるりと等間隔を置いて配置されており、
   複数のピストンを有し、前記複数のピストンの各ピストンは、前記複数の油圧シリンダの各油圧シリンダ内にそれぞれ摺動可能に設けられ、前記複数のピストンの各ピストンは、動作時、前記出力ディスクに向かって選択的に押されるとともに前記入力シャフトと前記出力シャフトとの剛性連結部を形成するよう位置決めされている、トルク伝達装置。
8. 複数の回転係合要素をさらに有し、前記複数の回転係合要素の各回転係合要素は、前記複数のピストンの各ピストンとそれぞれ関連し、前記複数の回転係合要素は、動作時、前記出力ディスクに係合する、請求項７記載のトルク伝達装置。
9. 前記油圧シリンダおよび前記ピストンと作動的に関連した油圧システムをさらに有し、前記油圧システムは、前記油圧シリンダ内における前記ピストンの動作および動作停止を可能にし、前記油圧シリンダ内における前記ピストンの動作により、前記入力シャフトは、前記出力シャフトに結合され、前記油圧シリンダ内における前記ピストンの動作停止により、前記入力シャフトは、前記出力シャフトから結合解除される、請求項７記載のトルク伝達装置。
10. 前記複数の油圧シリンダの各油圧シリンダは、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの半径方向に対して実質的に一定のオフセット角度をなして位置決めされている、請求項７記載のトルク伝達装置。
11. 前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの半径方向に対する前記実質的に一定のオフセット角度は、約５°から約２５°までの範囲にある、請求項１０記載のトルク伝達装置。
12. 各油圧シリンダおよびピストンと作動的に関連した油圧可変容量形ポンプをさらに有する、請求項７記載のトルク伝達装置。
13. 動作時、各ピストンを前記出力ディスクに向かって選択的に押すよう作動油を用いる方向制御弁をさらに有する、請求項１２記載のトルク伝達装置。
14. 前記油圧可変容量形ポンプおよび前記方向制御弁と作動的に関連した油圧アキュムレータをさらに有し、前記油圧アキュムレータは、動作中、前記トルク伝達装置中の振動を減少させる、請求項１３記載のトルク伝達装置。
15. 圧力過負荷から保護する圧力逃がし弁をさらに有する、請求項７記載のトルク伝達装置。
16. 前記トルク伝達装置は、自動車用トランスミッション中に組み込まれている、請求項７記載のトルク伝達装置。
17. ラジアルオフセット油圧ピストン組立体を採用したトルク伝達システムであって、前記トルク伝達システムは、
    入力シャフトを含み、
    前記入力シャフトに該入力シャフトと一緒に回転可能に結合された入力ディスクを含み、
    前記入力ディスクに該入力ディスクと一緒に回転可能に結合された入力リングを含み、
    前記入力シャフト周りに回転可能に実質的に前記入力リング内に配置された出力本体を含み、前記出力本体は、前記入力シャフトから半径方向外方に延びる少なくとも２本の出力本体アームを有し、
    前記出力本体の半径方向外側端部のところに配置された複数の油圧シリンダおよび関連ピストンを含み、各ピストンは、動作時、前記出力本体に向かって選択的に押圧されて前記入力シャフトと前記出力本体との剛性連結部を形成するよう位置決めされ、
    作動油を収容した油圧通路を含み、前記油圧通路は、前記出力本体アームを通って前記油圧シリンダおよび前記ピストンまで延びている、トルク伝達システム。
18. 各ピストンの運動方向は、前記出力本体アームのうちの少なくとも１本の中心線に対して約４５°の角度をなしてオフセットしている、請求項１７記載のトルク伝達システム。
19. 前記ピストンの外方に配置されたローラ係合要素をさらに含み、前記作動油は、前記ローラ係合要素を押圧して前記入力リングに係合させ、前記ローラ係合要素と前記入力リングの前記係合により、前記出力本体は、前記入力リングと一致して動く、請求項１７記載のトルク伝達システム。
20. 前記ローラ係合要素は、円筒形である、請求項１９記載のトルク伝達システム。
21. 前記出力本体アームは、実質的に同一の角度で互いに対して角度をなして配置されている、請求項１７記載のトルク伝達システム。
22. 前記複数の油圧シリンダおよび関連ピストンの少なくとも２つの油圧シリンダおよび関連ピストンは、前記出力本体アームの各々の半径方向外方端部のところに配置されている、請求項１７記載のトルク伝達システム。
23. 電気モータ／発電機に選択的に係合可能に前記入力リングから半径方向外方に延びるギヤリングをさらに含む、請求項１７記載のトルク伝達システム。
24. 前記油圧シリンダおよび前記ピストンと作動的に関連した油圧システムをさらに有し、前記油圧システムは、前記油圧シリンダ内における前記ピストンの動作および動作停止を可能にし、前記油圧シリンダ内における前記ピストンの動作により、前記入力シャフトは、前記出力本体に結合され、前記油圧シリンダ内における前記ピストンの動作停止により、前記入力シャフトは、前記出力シャフトから結合解除される、請求項１７記載のトルク伝達システム。
25. 各油圧シリンダおよび関連ピストンと作動的に関連した油圧可変容量形ポンプをさらに有する、請求項１７記載のトルク伝達システム。
26. 動作時、各ピストンを前記出力本体に向かって選択的に押すよう作動油を用いる方向制御弁をさらに有する、請求項２５記載のトルク伝達システム。
27. 前記油圧可変容量形ポンプおよび前記方向制御弁と作動的に関連した油圧アキュムレータをさらに含み、前記油圧アキュムレータは、動作中、前記トルク伝達装置中の振動を減衰させることによって前記トルク伝達システムの中間制御をもたらす、請求項２５記載のトルク伝達システム。
28. 前記トルク伝達システムは、自動車用トランスミッション中に組み込まれている、請求項１７記載のトルク伝達システム。
29. ブレーキエネルギー回収システムを有する車両であって、
    ギヤボックスと、
    前記ギヤボックスの出力に機械的に結合された第１のクラッチと、
    前記第１のクラッチの出力に機械的に結合された第１の油圧ポンプと、
    前記第１の油圧ポンプの入口および前記第１の油圧ポンプの出口に油圧的に結合された第１の流量制御弁と、
    前記第１の流量制御弁に油圧的に結合された油圧アキュムレータと、
    前記油圧アキュムレータに油圧的に結合された第２の流量制御弁と、
    前記第２の流量制御弁に油圧的に結合された入口および前記第２の流量制御弁に油圧的に結合された出口を有する第２の油圧ポンプと、
    前記第２の油圧ポンプに機械的に結合された第２のクラッチと、
    前記第２のクラッチの出力に機械的に結合されたディファレンシャルと、を有する、車両。
30. 駆動シャフトが前記ギヤボックスと前記ディファレンシャルに機械的に結合している、請求項２９記載の車両。
31. 前記ギヤボックスは、駆動シャフトなしで前記ディファレンシャルに結合されている、請求項２９記載の車両。
32. 前記ディファレンシャルは、前記車両のフロントアクスルに機械的に結合されている、請求項２９記載の車両。
33. 前記ディファレンシャルは、前記車両のリヤアクスルに機械的に結合されている、請求項２９記載の車両。
34. ブレーキエネルギー回収システムであって、
    高圧アキュムレータと低圧アキュムレータを並列に一体化するデュアル油圧アキュムレータと、
    前記油圧アキュムレータの第１の端部に油圧的に結合された第１の流量制御弁と、
    前記油圧アキュムレータの第２の端部に油圧的に結合された第２の流量制御弁と、を含む、ブレーキエネルギー回収システム。
35. 自動車用ギヤボックスであって、
    ブレーキエネルギー回収システムに油圧的に結合された油圧アキュムレータと、
    ギヤと、
    前記ギヤに結合された油圧駆動式自動車用クラッチと、を有し、前記クラッチは、
    駆動シャフトと、
    前記駆動シャフトの端部に結合された入力ディスクと、
    従動シャフトと、
    前記従動シャフトの端部に結合された出力ディスクと、
    前記出力ディスク内に配置された油圧シリンダと、
    前記油圧シリンダ内に配置された油圧ピストンと、を有し、前記油圧ピストンは、前記油圧ピストンが前記従動シャフトを前記駆動シャフトに回転的にロックする第１の位置と、前記油圧ピストンが前記従動シャフトを前記駆動シャフトに回転的にロックしない第２の位置との間で油圧的に調節可能である、自動車用ギヤボックス。