JP6133543B2 - クラッチ装置の動力混合システム - Google Patents
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Description
図1に、エンジン(ICE100)がエピサイクリック歯車列のエピサイリック歯車(W103)によって駆動されるロッカーアーム(A101)を介してスリーブ回転軸(AS101)を制御可能な制動手段(BK101)に連結し、及びエピサイクリック歯車列(EG101)の出力歯車(W102)と回転軸(S102)の入出力端に、主にモータとして機能する回転電機(EM102)及び入出力端である回転軸(S1026)が連結する構造を示す。
図2にエンジン(ICE100)と制御可能な制動手段(BK101)との間に第1駆動装置(T1)を設置し、及びエピサイクリック歯車列(EG101)の出力歯車(W102)と回転軸(S102)の入出力端を主にモータとして機能する回転電機(EM102)と入出力端である回転軸(S1026)に連結する構造を示す。
図3にエンジン(ICE100)と制御可能な制動手段(BK101)との間に、主に発電機として機能する回転電機(EM101)を設置する構造を示す。
図4に第1駆動装置(T1)と制御可能な制動手段(BK101)との間に、主に発電機として機能する回転電機(EM101)を設置する構造を示す。
図5にエンジン(ICE100)と駆動ユニット(T200)とエピサイクリック歯車列(EG101)と制御可能な制動手段(BK102)によって構成され、エピサイクリック歯車列(EG101)の出力歯車(W102)と回転軸(S102)の入出力端を主にモータとして機能する回転電機(EM102)に連結し、エピサイクリック歯車列(EG101)のエピサイリック歯車(W103)でロッカーアーム(A101)とスリーブ回転軸(AS101)を駆動し、またスリーブ回転軸(AS101)によって駆動ユニット(T200)の入力側を駆動し、かつ駆動ユニット(T200)の出力側に回転軸(S110)を設置する構造を示す。
図6にエピサイクリック歯車列(EG101)の入力歯車(W101)を回転軸(S101)に連結してから、またエンジン(ICE100)の回転軸(S1011)に連結し、回転軸(S101)を制御可能な制動手段(BK103)の一つの作動側に連結し、制御可能な制動手段(BK103)の別の作動側をケーシング(H100)に固設し、エピサイクリック歯車列(EG101)の出力歯車(W102)によって連結される回転軸(S102)の入出力端を遊星歯車列(T300)のロッカーアーム(A111)に連結し、遊星歯車列(T300)の外部環状歯車(W113)をケーシング(H100)に固設し、遊星歯車列(T300)の太陽歯車(W111)を主にモータとして機能する回転電機(EM102)に連結し、エピサイクリック歯車列(EG101)のエピサイリック歯車(W103)でロッカーアーム(A101)とスリーブ回転軸(AS101)を駆動し、またスリーブ回転軸(AS101)で駆動ユニット(T200)の入力側を駆動する構造を示す。
始動モータ(SM101)は、ブラシまたはブラシレスの直流または交流モータ、または発電機の機能を備える始動モータによって構成される。始動スイッチ(SS101)の操作することによって、始動用バッテリー(SB101)の電気エネルギーを制御して始動モータ(SM101)を駆動し、直接または駆動装置を経てエンジン(ICE100)を動かす。
図7に図5の主にモータとして機能する回転電機(EM102)を駆動ユニット(T200)の入出力端である回転軸(S110)の片側に設置する構造を示す。
図8に駆動ユニット(T200)の入出力端である回転軸(S110)の片側と主にモータとして機能する回転電機(EM102)との間に、エピサイクリック歯車列(EG201)と制御可能な制動手段(BK104)を加設する構造を示す。
図9にエンジン(ICE100)とエピサイクリック歯車列(EG101)の入力歯車(W101)によって連結する回転軸(S101)との間に、主に発電機として機能する回転電機(EM101)を設置する構造を示す。
図10に駆動ユニット(T200)の入出力端である回転軸(S110)の片側と主にモータとして機能する回転電機(EM102)の間に、エピサイクリック歯車列(EG201)及び制御可能な制動手段(BK104)を加設する構造を示す。
上述したシステムは、下記全部または一部の操作装置、制御装置、及び周辺運転補助装置を含む。
AS101、AS201 ・・・スリーブ回転軸、
BK101、BK102、BK103、BK104・・・制御可能な制動手段、
CCU101 ・・・中央制御装置、
ECU101 ・・・駆動回路装置、
EG101、EG201 ・・・エピサイクリック歯車列、
EM101 ・・・主に発電機として機能する回転電機、
EM102 ・・・主にモータとして機能する回転電機、
ESD101 ・・・蓄放電装置、
FC101 ・・・燃料制御装置、
G101 ・・・発電機、
H100 ・・・ケーシング、
ICE100 ・・・エンジン、
ICEC101 ・・・エンジン動作制御装置、
ING101 ・・・エンジン点火装置、
OP101 ・・・ユーザインタフェース装置、
REG101 ・・・調節装置、
S101、S102、S110、S201、S202、S1011、S1012、S1013、S1024、S1025、S1026、S1031、S1032、S1051、S1052・・・回転軸、
SB101 ・・・始動用バッテリー、
SM101 ・・・始動モータ、
SS101 ・・・始動スイッチ、
T1 ・・・第1駆動装置、
T200 ・・・駆動ユニット、
T300 ・・・遊星歯車列
TANK101 ・・・燃料タンク、
W101、W201 ・・・入力歯車、
W102、W202 ・・・出力歯車、
W103、W203 ・・・エピサイリック歯車、
W111 ・・・太陽歯車、
W112 ・・・遊星歯車、
W113 ・・・外部環状歯車。
Claims (22)
- エンジン(ICE100)と回転電機(EM101、EM102)とによって構成される回転動力装置の混合動力システムに応用され、同軸方式または多軸方式で連続接続するクラッチ装置の動力混合システムであって、
ロッカーアーム(A101)と、
前記ロッカーアームのロックまたはロックの解除を制御可能な制動手段(BK101)と、
入力歯車(W101)、出力歯車(W102)、及び、少なくとも1個のエピサイクリック歯車(W103)を有し、それぞれが有する傘型歯車が互いに噛み合うまたはそれぞれが有する傘型摩擦輪が互いに摩擦駆動するエピサイクリック歯車列(EG101)と、
前記エンジンと回転可能に連結しつつ、一端を前記入力歯車に連結する第1回転シャフト(S101)と、
前記回転電機の少なくとも一つと回転可能に連結しつつ、前記出力歯車に連結する第2回転シャフト(S102)と、
前記回転電機の入出力端に連結する外部入出力回転シャフト(S1026)と、
前記第1回転シャフトの径外方向において前記第1回転シャフトに沿って前記ロッカーアームから延びるよう設けられ、前記制動手段と連結し前記制動手段によって前記ロッカーアーム及び前記第1回転シャフトの回転を制御するスリーブ回転シャフト(AS101)と、
を備え、
前記エピサイクリック歯車は、前記制動手段が前記ロッカーアームをロックすると前記入力歯車と前記出力歯車とが組み合わされ、前記制動手段が前記ロッカーアームのロックを解除すると前記入力歯車または前記出力歯車は前記ロッカーアームの回転によって回転するよう前記ロッカーアームと連結し、前記入力歯車を前記出力歯車及び前記エピサイクリック歯車から部分的に切り離すことが可能な前記エピサイクリック歯車列は、前記第1回転シャフトと前記第2回転シャフトとの間での回転トルクの伝達を制御するための前記制動手段によってクラッチとして機能し、
前記外部入出力回転シャフトに回転トルクを出力可能な前記回転電機がモータとして駆動されかつ前記制動手段が前記ロッカーアームの回転を妨げるよう前記スリーブ回転シャフトと連結すると、前記エンジンと少なくとも一つの前記回転電機とは、一緒に外部入出力シャフト(S1026)を駆動するよう前記エピサイクリック歯車列を介して接続し、
前記制動手段が前記スリーブ回転シャフトと離れているとき、前記エンジンは、少なくとも一つの前記回転電機と連結されていないことを特徴とするクラッチ装置の動力混合システム。 - 前記制動手段は、別の作動側を前記エピサイクリック歯車列のケーシング(H100)に固設されていることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記第1回転シャフトと前記第2回転シャフトとは、同軸上に配置され、前記エピサイクリック歯車列の両側からそれぞれ反対の方向に延びるよう設けられていることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記エンジンは、回転運動エネルギを出力する回転動力源によって構成され、内燃エンジン、外燃エンジン、スターリングエンジン、タービンエンジンのいずれかによって構成されることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記回転電機は、トランスミッションユニットを有することを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記回転電機は、回転運動エネルギを電気エネルギに変換する第2の機能を有することを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 機電スイッチ素子または固相電子スイッチ素子によって構成され、始動用バッテリー(SB101)から、ブラシまたはブラシレスの直流または交流モータ、または、発電機の機能を備える始動モータ(SM101)に供給される電気エネルギの供給状態を制御する始動スイッチ(SS101)、
電気機械または固相電子回路によって構成され、発電機(G101)により出力する電気エネルギ、または始動モータ発電機として機能するときに出力する電気エネルギを別々に調節することによって、始動用バッテリー(SB101)を充電し、また他の負荷に対して給電する調節装置(REG101)、
電機回路素子または固相電子回路素子によって構成され、または二種の素子によって構成される点火装置であって、前記エンジンを点火することによって、前記エンジンを稼動させ、エンジン動作制御装置(ICEC101)により制御されるエンジン点火装置(ING101)、
必要な燃料を貯蔵する貯蔵タンクである燃料タンク(TANK101)、
少なくとも一つの前記回転電機及び前記制動手段を制御する駆動回路装置(ECU101)、
前記駆動回路装置及びエンジン動作制御装置(ICEC101)を制御する中央制御装置(CCU101)、
充放電可能な二次電池、キャパシタ、またはスーパーキャパシタによって構成されている蓄放電装置(ESD101)、
または、
手動操作または入力信号を受けることによって、中央制御装置(CCU101)を制御してからクラッチ装置の動力混合システムの稼動を制御するユーザインタフェース装置(OP101)、
のうち少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記第1回転シャフトは、前記エンジンと前記第1回転シャフトとの間に設けられる第1駆動装置(T1)を介して前記エンジンと回転可能に連結されており、
前記第1駆動装置は、歯車、摩擦輪、ベルトとプーリ、チェーン、及びスプロケットによって構成される駆動歯車群、または遊星駆動歯車群、またはエピサイクリック駆動歯車群、CVT、流体変速装置によって構成される一定速比または可変速比のオートマチックトランスミッション、マニュマティックトランスミッション、セミオートマチックトランスミッション、またはマニュアルトランスミッションを含むことを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。 - 前記エンジンに駆動されるよう前記エンジンと前記エピサイクリック歯車列とに連結し、前記出力歯車及び前記第2回転シャフトを介して前記回転電機に連結可能な主に発電機として機能する発電用回転電機(EM101)をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記回転電機は、駆動回路装置(ECU101)を介して供給される前記発電用回転電機が生成する電力によって前記外部入出力回転シャフトを回転可能なモータとして機能することを特徴とする請求項9に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記発電用回転電機と前記エンジンとの間に設けられる第1駆動装置(T1)をさらに備え、
前記第1駆動装置は、歯車、摩擦輪、ベルトとプーリ、チェーン、及びスプロケットによって構成される駆動歯車群、または遊星駆動歯車群、またはエピサイクリック駆動歯車群、CVT、流体変速装置によって構成される一定速比または可変速比のオートマチックトランスミッション、マニュマティックトランスミッション、セミオートマチックトランスミッション、またはマニュアルトランスミッションを含むことを特徴とする請求項9に記載のクラッチ装置の動力混合システム。 - エンジン(ICE100)と回転電機(EM101、EM102)とによって構成される回転動力装置の混合動力システムに応用され、同軸方式または多軸方式で連続接続するクラッチ装置の動力混合システムであって、
第1ロッカーアーム(A101)と、
第1入力歯車(W101)、第1出力歯車(W102)、及び、少なくとも1個の第1エピサイクリック歯車(W103)によって構成され、それぞれが有する傘型歯車が互いに噛み合うまたはそれぞれが有する傘型摩擦輪が互いに摩擦駆動する第1エピサイクリック歯車列(EG101)と、
一端を前記第1エピサイクリック歯車列の前記第1入力歯車に連結する第1回転シャフト(S101)と、
前記第1エピサイクリック歯車列の前記第1出力歯車に連結する第2回転シャフト(S102)と、
前記第1ロッカーアームとともに回転可能な円筒状の一次入出力回転シャフト、及び、外部入出力回転シャフト(S110)とともに回転可能な二次入出力回転シャフト(S1032)を有し、前記外部入出力回転シャフトと前記第1ロッカーアームとの間で力を伝達可能な駆動ユニット(T200)と、
前記第2回転シャフトのロックまたはロックの解除を制御可能な制動手段(BK102)と、
前記第1回転シャフトの径外方向において前記第1回転シャフトに沿って前記第1ロッカーアームから延びるよう設けられ、前記制動手段と連結し前記制動手段によって前記第1ロッカーアーム及び前記第1回転シャフトの回転を制御するスリーブ回転シャフト(AS101)と、
を備え、
前記第1エピサイクリック歯車は、前記制動手段が前記第1出力歯車の回転を妨げるよう前記第2回転シャフトをロックすると前記第1エピサイクリック歯車は前記第1回転シャフトと前記外部入出力回転シャフトとの間でのみ回転トルクが伝わるよう前記第1入力歯車と前記第1ロッカーアームとの間で回転トルクを伝え、前記制動手段が前記第2回転シャフトのロックを解除すると前記第1入力歯車及び前記第1出力歯車の両方に回転トルクを伝えるよう前記第1ロッカーアームと連結し、前記第1回転シャフト、前記第2回転シャフト、及び、前記外部入出力回転シャフトの間で回転トルクを分配可能な前記第1エピサイクリック歯車列は、前記第1回転シャフト、前記第2回転シャフト、及び、前記外部入出力回転シャフトの間での回転トルクの伝達を制御可能な前記制動手段によってクラッチとして機能し、
前記第1回転シャフトは、前記エンジン及び前記第1エピサイクリック歯車列と回転可能に連結し、前記駆動ユニットの前記外部入出力回転シャフトを介して前記回転電機の少なくとも一つと回転可能に連結されていることを特徴とするクラッチ装置の動力混合システム。 - 前記駆動ユニットは、歯車、摩擦輪、ベルトとプーリ、チェーン、及びスプロケットによって構成される駆動歯車群、または遊星駆動歯車群、またはエピサイクリック駆動歯車群、CVT、流体変速装置によって構成される一定速比または可変速比のオートマチックトランスミッション、マニュマティックトランスミッション、セミオートマチックトランスミッション、またはマニュアルトランスミッションを含むことを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記制動手段は、前記第1エピサイクリック歯車列のケーシング(H100)に結合していることを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記第1回転シャフトと前記第2回転シャフトとは、同軸上に配置され、前記第1エピサイクリック歯車列の両側からそれぞれ反対の方向に延びるよう設けられていることを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記エンジンは、回転運動エネルギを出力する回転動力源によって構成され、内燃エンジン、外燃エンジン、スターリングエンジン、タービンエンジンのいずれかによって構成されることを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記回転電機は、主に電気エネルギを回転運動エネルギに変換するモータとして機能することを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記回転電機は、トランスミッションユニットを有することを特徴とする請求項17に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記回転電機は、回転運動エネルギを電気エネルギに変換する第2の機能を有することを特徴とする請求項17に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 機電スイッチ素子または固相電子スイッチ素子によって構成され、始動用バッテリー(SB101)から、ブラシまたはブラシレスの直流または交流モータ、または、発電機の機能を備える始動モータ(SM101)に供給される電気エネルギの供給状態を制御する始動スイッチ(SS101)、
電気機械または固相電子回路によって構成され、発電機(G101)により出力する電気エネルギ、または始動モータ発電機として機能するときに出力する電気エネルギを別々に調節することによって、始動用バッテリー(SB101)を充電し、また他の負荷に対して給電する調節装置(REG101)、
電機回路素子または固相電子回路素子によって構成され、または二種の素子によって構成される点火装置であって、前記エンジンを点火することによって、前記エンジンを稼動させ、エンジン動作制御装置(ICEC101)により制御されるエンジン点火装置(ING101)、
必要な燃料を貯蔵する貯蔵タンクである燃料タンク(TANK101)、
少なくとも一つの前記回転電機及び前記制動手段を制御する駆動回路装置(ECU101)、
前記駆動回路装置及びエンジン動作制御装置(ICEC101)を制御する中央制御装置(CCU101)、
充放電可能な二次電池、キャパシタ、またはスーパーキャパシタによって構成されている蓄放電装置(ESD101)、
または、
手動操作または入力信号を受けることによって、中央制御装置(CCU101)を制御してからクラッチ装置の動力混合システムの稼動を制御するユーザインタフェース装置(OP101)、
のうち少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
- 前記外部入出力回転シャフトと前記回転電機とを連結する第2エピサイクリック歯車列(EG201)をさらに備え、
前記第2エピサイクリック歯車列は、第2ロッカーアームとともに回転可能に設けられる少なくとも一つの第2エピサイクリック歯車(W203)、前記回転電機の少なくとも一つと回転可能に連結する第2入力回転シャフト(S201)とともに回転可能な第2入力歯車(W201)、及び、前記外部入出力回転シャフトまたは前記駆動ユニットに回転可能に連結する第2出力歯車(W202)によって構成され、
前記第2エピサイクリック歯車の少なくとも一つ、前記第2入力歯車、及び、前記第2出力歯車は、それぞれが有する傘型歯車が互いに噛み合うまたはそれぞれが有する傘型摩擦輪が互いに摩擦駆動し、
前記第2エピサイクリック歯車の少なくとも一つは、前記第2入力歯車、及び、前記第2出力歯車の両方と連結しており、
第2制動手段(BK104)が前記第2出力歯車の回転を妨げるよう前記第2入力回転シャフトをロックすると前記第2エピサイクリック歯車は、前記第2入力回転シャフトと前記外部入出力回転シャフトとの間でのみ回転トルクが伝達するため前記第2入力歯車と前記第2ロッカーアームとの間で回転トルクを伝え、前記第2制動手段が前記第2入力回転シャフトのロックを解除すると前記第2入力歯車または前記第2出力歯車は前記第2ロッカーアームの回転によって回転し、
前記第2入力歯車を前記第2出力歯車及び前記第2エピサイクリック歯車から部分的に切り離すことが可能な前記第2エピサイクリック歯車列は、前記第2入力回転シャフトと前記外部入出力回転シャフトと連結する第2出力回転シャフト(S202)との間で力の伝達を制御するための前記制動手段によってクラッチとして機能することを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。 - 主に発電機として機能する発電用回転電機(EM101)をさらに備え、
前記発電用回転電機は、前記エンジンに駆動されるよう前記エンジンと前記第1エピサイクリック歯車列とに連結し、
前記発電用回転電機と前記回転電機とは、前記スリーブ回転シャフト及び前記駆動ユニットを介して連結、または、前記スリーブ回転シャフト、前記駆動ユニット、第2入力歯車、及び、前記回転電機の少なくとも一つと回転可能に連結する第2入力回転シャフト(S201)を介して連結することを特徴とする請求項12に記載のクラッチ装置の動力混合システム。
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