JPH09312906A

JPH09312906A - 異なる組合せの複合動力分配装置

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Publication number: JPH09312906A
Application number: JP12849396A
Authority: JP
Inventors: Haa Yan Tai; ハーヤンタイ−
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1997-12-02
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: JP3710201B2

Abstract

(57)【要約】複合動力分配装置は内燃エンジンのような回転動力源を
備え、その出力軸は前部負荷を駆動するように配設され
かつ後部負荷を駆動するように電磁カップリング装置の
入力軸に連結されている。電磁カップリング装置は入力
電流が付加された時にモータ運転機能を発生するか、又
は電磁カップリング装置が発電機として使用された時に
出力電流を通して可変速度カップリング機能を発生する
ように駆動回路装置により制御される。エンジンは低速
で運動可能であるか又はエンジンの効率を最大にしかつ
汚染を減少させるための速度に局部的に調整可能であ
り、電磁カップリング装置により発生させた差動速度出
力の一部を負荷を駆動するために使用可能であり、その
出力の残りをバッテリを充電させるために電磁カップリ
ング装置の発電機機能を通して変換させ、それによりエ
ネルギー効率を増大可能にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は異なる組合せの複合動力分配装置
に関するものである近年、エネルギー、騒音及び汚染問
題が非常に深刻になってきた。これらの問題の良策は電
力駆動車輌の使用にあるが、電力駆動車輌の開発は現在
までバッテリ容量に制限を受けて大きな進展が見られな
かった。バッテリ容量を上げて運動範囲を増やすこと
は、バッテリの自重を増加して、その車体の運搬に要す
る消費電力をも高める結果になり、経済的要求にそぐわ
ない。従って、バッテリの技術問題に大きな進展がない
限り、複合駆動構造を用いることがより実用的な駆動方
法になる。この複合駆動構造は以下のものを含んでい
る。

【０００２】（Ａ）系列複合動力構造：この構造は最も
典型的な電力駆動車輌構造である。この構造においては
エンジンで発電機を駆動して電気を発生させてバッテリ
を充電し、その後バッテリが駆動モータに電気を供給し
て車輌を駆動する。このエネルギーは何度か変換される
ので、この構造の全体効率は低い。この構造の実施例は
ゼネラルモータのＢＭＨＸ３車輌である。

【０００３】（Ｂ）共同軸の同期動力構造：この構造は
エンジン出力軸と駆動モータの回転軸とを直列に結合す
ることにより、駆動制御機能と速度制御機能とを発生さ
せる。この構造の実施例は西ドイツのフォルクスワーゲ
ンのチコセダンである。

【０００４】（Ｂ）に述べた従来のエンジンとモータの
場合、エンジンとモータのいずれか１つみが出力電動に
選ばれ、その出力の複合はできない。

【０００５】逆に、本発明の分配式差動連結複合動力装
置はエンジン（又は他の回転動力源）の出力軸で前部負
荷を駆動するのみならず、電磁カップリング装置と結合
して後部負荷をも駆動する。電磁カップリング装置は交
流又は直流のブラシ付き又はブラシレスの電気機械で構
成され、両端軸構造になっている。それは回転磁界発生
構造とロータを含み、ロータ軸（又は磁界回転軸）は出
力軸として使用され、電磁カップリング装置を形成し、
他端は電動ギヤ装置を通してエンジン出力軸と連結され
ている。この構造はエンジンの動力と速度出力を電磁カ
ップリング装置自体が発生した出力に付加し、両者間の
速度関係に影響されずに後部負荷を駆動することができ
る。一般的に、これは他の複合動力装置に比べて小型に
でき、コストを節約でき、小さいスペースに設置でき
る。

【０００６】本発明の差動連結の複合動力分配装置は、
回転動力源を必要とする車輌、船舶、飛行機、又はその
他の機械、工業又は加工処理装置等に使用可能である。
この動力装置は内燃エンジン（又は他の回転動力源）の
回転出力軸を備え、直接又は電動ギヤ、ベルト、チェー
ン又は連結器の伝動装置を通して前部負荷を駆動するの
みでなく、電磁カップリング装置の入力軸とも連結して
後部負荷を駆動する。電磁カップリング装置は両端構造
であり、ステータとロータに結合され、運転装置に制御
され、入力電流が電磁カップリング装置に付加された時
にモータ駆動機能を発生させるか、発電機として使用さ
れた時に出力電流を通して変速カップリング機能の運転
をなすか、又はエンジン起動用と動力再発生ブレーキに
用いられ、特にエンジンが主伝動動力源である場合に、
ステータにょって発生された回転磁界の速度とロータの
回転速度との間の速度差でバッテリを充電し、後部負荷
との速度差は充電電流を制御することによって調整され
る。エンジンは定速度又は最良の運転効率と低汚染を維
持する作業速度に局部的に調整可能であり、電磁カップ
リング装置で発生された差動出力部分は負荷駆動に用い
られ、余剰の動力は電磁カップリング装置の発電機機能
を介して変換されてバッテリを充電する。これにより、
電磁カップリング装置はエンジンが低速駆動で変速して
いる間にエンジン効率を改善するかたわらバッテリを充
電する動力を獲得し、汚染を軽減し、更に変速カップリ
ングを設け、独立して負荷を駆動するか、又はエンジン
と一緒に負荷を駆動する。

【０００７】次に本発明の実施例を添付図面について詳
細に説明する。

【０００８】図１は異なる組合せの複合動力分配装置の
具体例を示し、以下の主な構成部材を有している。

【０００９】駆動側回転動力源、該回転動力源は最初に
前部負荷に供給した後、後部負荷を駆動するため両端軸
型の電磁カップリング装置を入力端に伝動する出力を有
する。

【００１０】電磁カップリング装置、該カップリング装
置は別の負荷に直接連結されるか、又は伝動装置を通し
て連結されるか、又は差動ギヤ装置を通して車輌の後輪
の差動負荷に連結されている。

【００１１】図１に示した実施例は以下の通りである。

【００１２】駆動側回転動力ユニットＰ１０１は内燃エ
ンジン又は他の動力源の形式であり、その回転出力軸Ｓ
１０２はクラッチＣＬ１０２を通して中間伝動装置と制
御インターフェイスＭ１０２に連結されている。エンジ
ンＰ１０１は更に回転信号を中央制御器ＣＣＵ１０１に
伝送するスピードセンサＳＤ１０１を含み、燃油制御弁
ＣＧ１０１はエンジン速度を変えたり、低速度に維持し
たりするように中央制御器ＣＣＵ１０１により制御され
る。

【００１３】中間伝動装置と制御インターフェイスＭ１
０２は、従来の前輪駆動装置と同様の自動又は手動速度
変更制御装置を構成するが、前部負荷のみ、又は前部と
後部負荷とを駆動するために用いることができる。クラ
ッチＣＬ１０３は中間入力軸Ｓ１０１と前部負荷との間
に設けられ、中間伝動装置と前輪との間をカップリング
伝動するか、又はその伝動関係を切断する。クラッチＣ
Ｌ１０３はニュートラルシフトに代えることができる
し、シフトインターフェイスがニュートラル状態時にニ
ュートラルシフトと共設させることもできる。中間入力
軸Ｓ１０１はクラッチＣＬ１０２の出力端に連結されて
おり、直接後方に延伸するか又は伝動装置を通して４輪
駆動車輌の後方に延伸された後輪伝動軸のように定速比
例又は不定速比例を備えるように中間入力軸Ｓ１０１と
出力との間に回転速度作動をもたらすように連結されて
いる。中央制御器ＣＣＵ１０１により制御されるブレー
キＢ１０１は中間入力軸Ｓ１０１と固定ケーシングとの
間に取付けられている。

【００１４】直接駆動される前部負荷Ｗ１０１は１つ又
は１つ以上の駆動抵抗を有する駆動輪負荷で構成されて
いる。

【００１５】電磁カップリング装置Ｍ１０１は両端軸構
造で、回転磁場発生構造体とロータで構成され、回転磁
場発生構造体とロータはクラッチＣＬ１０４を介して各
々伝動中間軸Ｓ１０１と後部差動ギヤボックスＧＢ１０
１に連結されそれにより両側の差動後部負荷Ｗ１０２を
駆動する。電磁カップリング装置Ｍ１０１は交流又は直
流、ブラシ付き又はブラシレスの電気機械から成り、特
に直列励磁又は補助複合励磁式電気機械で、負荷減少に
応じて回転速度を増加する電気特性を有するか、又は交
流或いは直流のブラシ付き又はブラシレスの電気機械
で、運転回路装置Ｄ１０１の運転制御を通して電流制御
（定電流制御を含む）を行って、駆動負荷に追加トルク
を供給する。

【００１６】中央制御器ＣＣＵ１０１により制御される
クラッチＣＬ１０１は、回転磁界発生構造体とロータと
の間に取付けられ、磁界発生構造体とロータとの間に同
期機械インターロックを直接備えることを要求された時
に用いる。

【００１７】駆動回路装置Ｄ１０１は中央制御器ＣＣＵ
１０１の運転指令を受信するため電磁カップリング装置
Ｍ１０１とバッテリＢＴ１０１との間に設けられ、バッ
テリを充電するために電磁カップリング装置を発電機機
能として運転するように制御するか、又は他の負荷に動
力を供給するか、又は発電機出力の可変電流でカップリ
ングトルクを制御することによって負荷状態に応じて回
転速度を変える。

【００１８】中央制御器ＣＣＵ１０１はオペレータの指
令に従って駆動側回転動力ユニットＰ１０１の運転状態
を監視して、対応する制御指令を駆動回路装置Ｄ１０１
に送る。

【００１９】ブレーキＢ１０２は必要に応じて電磁カッ
プリング装置Ｍ１０１のケーシングとカップリング装置
のダブル動作構造と後部差動ギヤボックスＧＢ１０１と
の間に位置するクラッチＣＬ１０４との間に取付けら
れ、前部負荷を駆動し、エンジンを起動したり、静止時
に動力を供給し、その時に電磁カップリング装置はエン
ジンに駆動され、発電機としてバッテリを充電するか、
又は他の負荷に動力を供給する。

【００２０】交流動力出力機能の場合、電磁カップリン
グ装置Ｍ１０１は交流動力発生機能を有する電気機械と
して使用され、永久磁石又は巻線励磁の可変周波磁場型
電気機械、又はブラシ付きの交流型の電気機械から構成
され、アマチュア巻線は交流出力用の導電リングと直流
入力／出力用の整流子と共に取付けられ、その結果とし
て、交流出力は可変周波出力又はエンジン定速度制御に
よる定周波数出力とすることが可能である。

【００２１】最後に、前述した直接駆動負荷と分配差動
負荷は、１つ又は１つ以上の回転動力源、或いは１つ又
は１つ以上の直接駆動負荷、或いは連続する複合系列構
造体を形成するために１つ又は１つ以上のダブル差動電
磁カップリング装置とそれに駆動される連続直接結合の
負荷群から構成することができる。

【００２２】図１に示した実施例の機能を以下の表１に
示す。

【００２３】Ｆ１−Ａ，Ｆ１−Ｂ，Ｆ１−Ｃ，Ｆ１−Ｄ
はエンジンが定速出力で負荷を駆動している時の各装置
の運転を表わす。

【００２４】Ｆ２とＦ３は電磁カップリング装置がモー
タとしてバッテリ電力で負荷を駆動している時の各装置
の運転を表わす。

【００２５】Ｆ４−ＡとＦ４−Ｂは追加の出力を加える
ことにより大きな動力出力を備えられるように電磁カッ
プリング装置がモータとしてバッテリ電力で運転され、
エンジンと共に負荷を駆動している時の各装置の運転を
示す。

【００２６】Ｆ５，Ｆ６とＦ７は電磁カップリング装置
が負荷の機械エネルギーにより発電機として駆動されて
バッテリを充電するか又はエンジン自体の摩擦ダンピン
グを利用することによりブレーキ機能として運転してい
る時の各装置の運転を示す。

【００２７】Ｆ８は電磁カップリング装置がエンジンに
駆動され、発電機としてバッテリを充電するように運転
されている時の各装置の運転を示す。この機能は設定時
間に自動的に停止する充電時間制御機能と上述した交流
発電機能を含む。

【００２８】Ｆ９は電磁カップリング装置がモータとし
て運転し、バッテリ電力でエンジンを起動する機能であ
る。

【００２９】Ｆ１０は全装置のクラッチとブレーキの全
てが“オフ”状態で、低損失の滑り運転を備える機能で
ある。

【００３０】表１に示した上記装置の運転機能を以下に
詳細に説明する。

【００３１】Ｆ１−Ａ：この機能を実現するため、エン
ジンを低速から高速に駆動するようにエンジン燃油弁を
次の通り制御する。

【００３２】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、エンジン燃油弁により後部負荷を駆動するようにエ
ンジンを制御させ、その時、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ
１０２とＣＬ１０４はオン状態であるが、クラッチＣＬ
１０３はオフ状態であり、ブレーキＢ１０１とＢ１０２
はオフ状態である。

【００３３】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、前部負荷と後部負荷とを駆動するように燃油弁によ
りエンジンを制御させ、この時、クラッチＣＬ１０１，
ＣＬ１０２，ＣＬ１０３とＣＬ１０４は全てオン状態で
あり、ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状態である。

【００３４】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、前部負荷を駆動するように燃油弁によりエンジンを
制御させ、この時、クラッチＣＬ１０２とＣＬ１０３は
オン状態であるが、クラッチＣＬ１０１とＣＬ１０４は
オフ状態であり、ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状
態で、電磁カップリング装置は無負荷状態である。

【００３５】Ｆ１−Ｂ：この機能を実現するために、エ
ンジン燃油弁と電磁カップリング装置Ｍ１０１とを同時
に制御させ、以下のようにエンジンを低速から高速に駆
動すると同時にバッテリを充電する。

【００３６】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、速度を変えるように燃料弁によりエンジンを制御
し、バッテリを充電しかつ後部負荷を駆動するように電
磁カップリング装置を発電機として運転させ、この時ク
ラッチＣＬ１０１とＣＬ１０３はオフ状態であり、クラ
ッチＣＬ１０２とＣＬ１０４はオン状態であり、ブレー
キＢ１０１とＢ１０２はオフ状態である。

【００３７】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、エンジン速度を変えるように燃油弁によりエンジン
を制御させ、電磁カップリング装置を発電機として運転
してバッテリを充電し、エンジンと共に後部負荷と前部
負荷とを駆動し、この時、クラッチＣＬ１０２，ＣＬ１
０３とＣＬ１０４はオン状態であり、クラッチＣＬ１０
１はオフ状態であり、ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオ
フ状態である。

【００３８】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、速度を変えるように燃油弁によりエンジンを制御さ
せ、前部負荷を駆動すると共に電磁カップリング装置を
発電機として運転してバッテリを充電し、この時、クラ
ッチＣＬ１０１とＣＬｌ０４はオフ状態であり、クラッ
チＣＬ１０２とＣＬ１０３はオン状態であり、ブレーキ
Ｂ１０１とＢ１０２はオン状態である。

【００３９】Ｆ１−Ｃ：この機能を実現させるためにエ
ンジンを定速度で運転させ、負荷に対する出力を変える
ように電磁カップリング装置Ｍ１０１からのバッテリの
充電電流を以下のように制御させる。

【００４０】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、燃油弁と速度フィードバック信号とで制御してエン
ジンを一定速度で運転し、同時に電磁カップリング装置
を発電機として運転してバッテリを充電し、カップリン
グトルクを調整して後部負荷を駆動させ、この時、クラ
ッチＣＬ１０１とＣＬ１０３はオフ状態であり、クラッ
チＣＬ１０２とＣＬ１０４はオン状態であり、ブレーキ
Ｂ１０１とＢ１０２はオフ状態である。

【００４１】エンジンを駆動側回転動力源として作動さ
せ、エンジン速度を燃油弁と速度フィードバック信号と
で制御させ、前部負荷を駆動すると共に電磁カップリン
グ装置を発電機として運転してバッテリを充電しかつカ
ップリングトルクを調整して後部負荷を駆動させ、この
時、クラッチＣＬ１０１はオフ状態であり、クラッチＣ
Ｌ１０２，ＣＬ１０３とＣＬ１０４はオン状態であり、
ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状態である。

【００４２】Ｆ１−Ｄ：この機能を実現させるために、
電磁カップリング装置Ｍ１０１がショート電流を発生し
て出力軸トルクを制御して、エンジン速度を以下のよう
に変える。

【００４３】エンジン駆動側回転動力源として運転し、
エンジン燃油弁と速度フィードバック信号を利用して、
エンジンを変速又は定速運転すると共に電磁カップリン
グ装置Ｍ１０１を発電機とし運転し、その発生した短絡
回路電流に基づいて連結トルクを制御し、これにより、
前部負荷と後部負荷との間の動力分配を変え、この時、
クラッチＣＬ１０１とＣＬ１０３はオフ状態であり、ク
ラッチＣＬ１０２とＣＬ１０４はオン状態であり、ブレ
ーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状態である。

【００４４】エンジンを駆動側回転動力源とし運転し、
エンジン燃油弁と速度フィードバック信号とを利用して
速度を制御し、同時に電磁カップリング装置Ｍ１０１を
発電機として運転し、発生した短絡回路電流に基づいて
連結トルクを変え、これにより、前部負荷と後部負荷と
の間の動力分配を変え、この時、クラッチＣＬ１０１は
オフ状態であり、クラッチＣＬ１０２，ＣＬ１０３とＣ
Ｌ１０４はオン状態であり、ブレーキＢ１０１とＢ１０
２はオフ状態である。

【００４５】Ｆ２：この機能を実現するために、電磁カ
ップリング装置Ｍ１０１をバッテリ電力で駆動し、後部
負荷の速度と回転方向を以下のようにして変える。

【００４６】電磁カップリング装置Ｍ１０１をバッテリ
電力でモータとして運転させ、後部負荷を駆動させ、こ
の時、ブレーキＢ１０１はオン状態であり、ブレーキＢ
１０２はオフ状態あり、前部負荷制御用のクラッチＣＬ
１０１，ＣＬ１０２及びＣＬ１０３はオフ状態であり、
クラッチＣＬ１０４はオン状態である。

【００４７】Ｆ３：この機能を実現するために、電磁カ
ップリング装置Ｍ１０１をバッテリ電力で駆動し、前部
負荷の速度と回転方向を以下のようにして変える。

【００４８】電磁カップリング装置Ｍ１０１がモータと
して運転されている時に前部負荷を駆動させるために電
磁カップリング装置をバッテリ電力で運転させ、この
時、ブレーキＢ１０２はオン状態であり、ブレーキＢ１
０１はオフ状態であり、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ１０
２とＣＬ１０４はオフ状態であって、クラッチＣＬ１０
３はオン状態である。

【００４９】Ｆ４−Ａ：この機能を実現させるために、
エンジンを設定速度で運転し、電磁カップリング装置Ｍ
１０１をモータとして運転し、後部負荷を以下のように
駆動させるように別の動力を備える。

【００５０】エンジンを駆動側回転動力源として変速又
は定速で運転し、電磁カップリングＭ１０１をバッテリ
電力で運転し、同時に後部負荷を駆動するための追加の
動力を備え、この時、クラッチＣＬ１０１とＣＬ１０３
はオフ状態であり、クラッチＣＬ１０２とＣＬ１０４は
オン状態であり、ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状
態である。

【００５１】Ｆ４−Ｂ：この機能を実現させるために、
エンジンを低速運転し、電磁カップリング装置Ｍ１０１
をモータとして運転し、前部負荷と後部負荷とを以下の
ように駆動するために追加の出力を備える。

【００５２】エンジンを駆動側回転動力源として変速又
は定速運転し、電磁カップリング装置Ｍ１０１をバッテ
リ電力で運転し、前部負荷と後部負荷とを同時に駆動さ
せるように追加の出力を備え、この時、クラッチＣＬ１
０１はオフ状態であり、クラッチＣＬ１０２，ＣＬ１０
３とＣＬ１０４はオン状態であり、ブレーキＢ１０１と
Ｂ１０２はオフ状態である。

【００５３】Ｆ５：この機能を実現させるために、電磁
カップリング装置Ｍ１０１を発電機として運転し、後部
負荷の運動エネルギーを回収して以下のようにバッテリ
を充電する。

【００５４】エンジンを減速させるか又は燃油弁を閉塞
し、電磁カップリング装置Ｍ１０１を発電機として運転
し、後部負荷の回転機械エネルギーを電気エネルギーに
変換してバッテリに充電するか又はその電力を他の負荷
に使用し、それによって摩擦減衰が得られ、エンジンピ
ストンの摩擦減衰と共に制動摩擦減衰を備え、この間に
ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状態であり、クラッ
チＣＬ１０１とＣＬ１０３はオフ状態であり、クラッチ
ＣＬ１０２とＣＬ１０４はオン状態であり、エンジンを
停止させるか又は低速運転させることができる。

【００５５】電磁カップリング装置Ｍ１０１を発電機と
して運転し、後部負荷の回転機械エネルギーを電力に変
換してバッテリを充電させるか、又は電力を他の負荷に
より消費させ、それによって摩擦減衰が得られ、この間
に、ブレーキＢ１０１はオン状態であり、ブレーキＢ１
０２はオフ状態であり、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ１０
２とＣＬ１０３はオフ状態であり、エンジンは停止させ
るか又は滑り速度より低い速度で運転し、そしてクラッ
チＣＬ１０４がオン状態の時にエンジンを停止させる。

【００５６】Ｆ６：この機能を実現させるために、電磁
カップリング装置Ｍ１０１を発電機として運転し、以下
のように前部負荷の運動エネルギーを回収して以下のよ
うにバッテリを充電する。

【００５７】エンジン速度を減速するか、又は燃油弁を
閉塞して、電磁カップリング装置Ｍ１０１を発電機とし
て運転して前部負荷の回転機能エネルギーを電気エネル
ギーに変換してバッテリを充電するか、又は他の負荷で
この電気動力を消費し、それいより、エンジンピストン
の摩擦減衰と共にブレーキの摩擦減衰が得られ、この
時、ブレーキＢ１０１はオフ状態で、ブレーキＢ１０２
はオン状態で、クラッチＣＬ１０１とＣＬ１０４はオフ
状態で、クラッチＣＬ１０２とＣＬ１０３はオン状態で
あり、そしてエンジンは停止又は低速運転可能である。

【００５８】電磁カップリング装置Ｍ１０１を発電機と
して運転し、前部負荷の回転機械エネルギーを電気エネ
ルギーに変換してバッテリを充電するか、又はその電力
を他の負荷に消費させ、摩擦減衰が得られ、この間に、
ブレーキＢ１０２はオン状態で、ブレーキＢ１０１はオ
フ状態で、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ１０２とＣＬ１０
４はオフ状態で、クラッチＣＬ１０３はオン状態であ
り、エンジンは停止又は滑り速度よりも低速で運転で
き、そしてクラッチＣＬ１０２がオフ状態の時に、エン
ジンは運転状態又は停止可能である。

【００５９】Ｆ７：この機能を実現するために、全負荷
を以下のようにエンジン摩擦減衰で停止させる。

【００６０】エンジンの速度を減速にさせるか、又は燃
油弁を閉塞し、発電機を運転して前部負荷と後部負荷と
の回転機械エネルギーを摩擦減衰に変換し、エンジンピ
ストン摩擦減衰と共にブレーキ摩擦減衰を備え、この
間、ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状態で、クラッ
チＣＬ１０１はオフ状態で、クラッチＣＬ１０２，ＣＬ
１０３とＣＬ１０４はオン状態であり、エンジンは停止
又は低速運転可能である。

【００６１】Ｆ８：この機能を実現するために、次のよ
うに本装置自体で充電する。

【００６２】電磁カップリング装置Ｍ１０１を駆動側回
転動力源によって発電機として駆動させ、バッテリを充
電するか又は他の負荷に動力を供給する。この時、エン
ジンが起動され、ブレーキＢ１０１はオフ状態で、ブレ
ーキＢ１０２はオン状態で、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ
１０３とＣＬ１０４はオフ状態で、クラッチＣＬ１０２
はオン状態であり、そして、エンジンの充電時間を設定
したり、自動停止のための充電容量制御にタイマーが用
いられる。交流動力発生機能は上記の発電機の構造に関
連する。

【００６３】Ｆ９：この機能を実現するために電磁カッ
プリング装置Ｍ１０１が以下のようにモータとして運転
され、エンジンを起動する。

【００６４】電磁カップリング装置Ｍ１０１が駆動側エ
ンジンを起動するために用いられ、この時、ブレーキＢ
１０２はオン状態で、ブレーキＢ１０１はオフ状態であ
り、前部負荷の運転インターフェイスＭ１０２と前部負
荷の連結クラッチＣＬ１０１，ＣＬ１０３及びＣＬ１０
４はオフ状態で、クラッチＣＬ１０２はオン状態であ
る。

【００６５】Ｆ１０：ニュートラルスライド：これは動
力が出力されず、ブレーキが作動した時の本装置のスラ
イド機能であり、この時、エンジンは運転状態又は停止
状態にでき、ブレーキＢ１０１とＢ１０２はオフ状態
で、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ１０２，ＣＬ１０３はオ
フ状態である。

【００６６】Ｆ１１：この機能を実現するために、エン
ジンで前部負荷を駆動し、電磁カップリング装置Ｍ１０
１は後部負荷を駆動するためバッテリで運転され、両者
は各負荷を駆動するため独立して運転され、この時、ブ
レーキＢ１０１はオン状態で、ブレーキＢ１０２はオフ
状態で、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ１０５はオフ状態
で、クラッチＣＬ１０２，ＣＬ１０３とＣＬ１０４はオ
ン状態である。

【００６７】Ｆ１２：この機能を実現させるために、エ
ンジンで前部負荷を駆動し、電磁カップリング装置Ｍ１
０１を発電機として運転し、バッテリを充電し、この
時、ブレーキＢ１０１はオン状態で、ブレーキＢ１０２
はオフ状態で、クラッチＣＬ１０１，ＣＬ１０５はオフ
状態で、クラッチＣＬ１０２，ＣＬ１０３はオン状態で
ある。

【００６８】図１に示した分配式差動連結複合動力装置
の実施例は実際の応用で以下の変形例を有する。

【００６９】図２は図１の装置の第１変形例を示し、こ
の変形例によってクラッチＣＬ１０４とブレーキＢ１０
２が省略されており、そしてその装置の機能は表２に記
載されえている。

【００７０】図３は図１の装置の第２変形例を示し、こ
の変形例において、クラッチＣＬ１０４とブレーキＢ１
０２が共に省略され、その装置の機能は表３に記載され
ている。

【００７１】図４は図１の装置の第３変形例を示し、こ
の変形例において、ブレーキＢ１０１とクラッチＣＬ１
０１とＣＬ１０４が省略され、その装置の機能は表４に
記載されている。

【００７２】図５は図１の装置の第４変形例を示し、こ
の変形例において、クラッチＣＬ１０５が後部出力中間
軸と中間伝動装置との間に増設され、クラッチＣＬ１０
３は前部負荷を制御するため又は中間伝動装置の速度変
換シフトに取り代えるために確保されている。その装置
の機能は表５に記載されている。

【００７３】図６は図１の装置の第５変形例を示し、こ
の変形例において、クラッチＣＬ１０５が後部出力中間
軸と中間伝動装置との間に設置され、クラッチＣＬ１０
４が省略されている。その装置の機能は表６に記載され
ている。

【００７４】図７は図１の装置の第６変形例を示し、こ
の変形例において、クラッチＣＬ１９５が後部出力中間
軸と中間伝動装置との間に設置され、クラッチＣＬ１０
４とブレーキＢ１０２が省略され、この装置の機能を表
７に記載している。

【００７５】図８は図１の装置の第７変形例を示し、こ
の変形例において、追加クラッチＣＬ１０５が含まれ、
クラッチＣＬ１０１とＣＬ１０４とブレーキＢ１０２と
が省略され、この装置の機能は表８に記載されている。

【００７６】上述した変形例は参考のみのため、その他
の方法で前部と後部負荷を配置させ、適当な運転構成部
材と制御構成部材を選択することにより、本発明から逸
脱することなく必要な運転条件によって他の実施例及び
変形例を構成することができる。

【００７７】図１乃至図８に示した実施例の装置が車輌
に応用された場合、前部負荷と後部負荷の角移動関係
と、伝動比率と車輪外径の差異から生じる駆動力源は次
のようにすることができる。２つの負荷の角移動速度と
駆動側回転動力源は車輪系の比例関係に従って運転する
か、又は２つの負荷間の角移動関係に従って運転し、そ
の駆動側回転動力源での運転は車輪系比例に従わない
（例えば路面で滑りを発生した場合）。特に、後部負荷
の角移動と駆動側動力源との間の関係又は前部負荷と後
部負荷との間の角移動関係は車輪系比例関係に従って運
転するように設定しなくてもよく、電磁カップリング装
置の差動調整を通して運転させることができる。

【００７８】−電磁カップリング装置Ｍ１０１の差動調
整は、モータとして機能する場合は入力動力に基づく主
動調整（Ａｃｔｉｖｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）と、発
電機として機能する場合の出力に対する受動調整（Ｐａ
ｓｓｉｖｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ）とを含む。

【００７９】−上記の車輌駆動に応用する前部負荷と後
部負荷とに置いて、前部負荷は前輪又は後輪にすること
ができ、そして後部負荷は前輪にさせるか又は前述の定
義によって後輪とすることができる。

【００８０】−分配差動カップリング複合動力装置は多
数の運転機能を持つことが可能で、実際の応用では、そ
の一部の機能又は全ての機能を備えるように構成させる
ことができる。

【００８１】本発明の分配式差動連結複合動力装置は、
車輌、ボート、その他複合駆動動力を要する機械に適用
することができる。上述した例は基本的な分配式差動連
結複合動力装置の概念を有するいくつかの応用例であ
り、出力機能に使われる如何なる構成部材は必要に応じ
て選択することができ、融通性を有する装置を備えるこ
とができる。

【００８２】

【表１】

【００８３】

【表２】

【００８４】

【表３】

【００８５】

【表４】

【００８６】

【表５】

【００８７】

【表６】

【００８８】

【表７】

【００８９】

【表８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の実施例の概略説明図である。

【図２】図１の装置の第１変形例の概略説明図である。

【図３】図１の装置の第２変形例の概略説明図である。

【図４】図１の装置の第３変形例の概略説明図である。

【図５】図１の装置の第４変形例の概略説明図である。

【図６】図１の装置の第５変形例の概略説明図である。

【図７】図１の装置の第６変形例の概略説明図である。

【図８】図１の装置の第７変形例の概略説明図である。

【符号の説明】

Ｐ１０１駆動側回転動力源ＳＤ１０１スピードセンサＤＧ１０１エンジン燃油弁Ｗ１０１前部負荷Ｓ１０１中間入力軸ＣＣＵ１０１中央制御器ＢＴ１０１バッテリＤ１０１駆動回路装置Ｂ１０１，Ｂ１０２ブレーキＭ１０１電磁カップリング装置ＣＬ１０１，ＣＬ１０２，ＣＬ１０３，ＣＬ１０４，Ｃ
Ｌ１０５クラッチＳ１０２回転出力軸Ｍ１０２中間伝動装置及び制御インターフ
ェイスＧＢ１０１後部差動ギヤボックスＷ１０２後部負荷

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転駆動に使用するための異なる組合せ
の複合動力分配装置であって、前部負荷を駆動するために回転出力軸に連結されかつ後
部負荷を駆動するために電磁カップリング装置の入力軸
と連結された回転動力源から成り、電磁カップリング装置には回転電磁界を発生する手段と
上記磁界に電磁的に連結されているロータとを備え、入力電流が付加された時モータ駆動機能を発生させかつ
電磁クラッチ装置が発電機として使用された時に出力電
流を通して変速カップリング機能を発生するように電磁
カップリング装置を制御するための手段を有する運転装
置を備え、該運転装置にはエンジンを起動しかつエンジ
ンが前部及び後部負荷の主動力源である時に動力再発生
ブレーキとして作動するように電磁カップリング装置を
制御するための手段と、磁界の回転速度とロータの回転
速差によってバッテリを充電するように電磁カップリン
グ装置を駆動する手段とバッテリ充電電流を制御して速
度差を調整する手段とを設け、電磁カップリング装置が一つの負荷を単独で駆動するか
又は残りの出力が電磁カップリングの発電機機能を通し
てバッテリを充電している時に一つの負荷を回転動力源
と共に駆動することによって発生された一部の差動速度
出力で操作装置より回転動力源を定速度又は部分調整速
度で駆動可能とした複合動力分配装置。
【請求項２】最初に前部負荷に供給されてから電磁カ
ップリング装置（Ｍ１０１）の入力端に伝達されて後部
負荷を駆動する出力を有する駆動側回転動力源（Ｐ１０
１）を含む異なる組合せの複合動力分配装置であって、駆動側回転動力源（Ｐ１０１）には、クラッチ（ＣＬ１
０２）を通して中間伝動装置と制御インターフェイス
（Ｍ１０２）に連結させた回転出力軸（Ｓ１０２）を備
え、回転動力源には更にエンジンの回転信号を中央制御
器（ＣＣＵ１０１）に伝送するスピードセンサ（ＳＤ１
０１）とエンジン速度を変えたり定速を維持したりする
作動を行うために中央制御器（ＣＣＵ１０１）により制
御される燃油弁（ＣＧ１０１）とを設け、中間伝動装置と制御インターフェイス（Ｍ１０２）には
前部負荷のみを駆動するか又は両方の負荷を駆動するた
めの変速制御装置を備え、クラッチ（ＣＬ１０２）の出力端には中間入力軸（Ｓ１
０１）を連結させ、後部負荷を駆動するため電磁カップリング装置（Ｍ１０
１）を伝動中間軸（Ｓ１０１）に連結させ、電磁カップリング装置（Ｍ１０１）とバッテリ（ＢＴ１
０１）との間に駆動回路装置（Ｄ１０１）を設置し、中
央制御器（ＣＣＵ１０１）の運転指令を受けて、電磁カ
ップリング装置を発電機機能に制御してバッテリを充電
し、連結された他の負荷に動力を供給し、負荷によって
回転速度を変える電流制御可能な発電機出力を備えるよ
うに駆動回路装置を構成した複合動力分配装置。
【請求項３】電磁カップリング装置（Ｍ１０１）の差
動出力軸と後部負荷を駆動する後部ギヤボックスとの間
に配置されたブレーキ（Ｂ１０２）を含む請求項２に記
載の複合動力分配装置。
【請求項４】ブレーキ（Ｂ１０２）と後部負荷との間
に設置させたクラッチ（ＣＬ１０４）を含む請求項２に
記載の複合動力分配装置。
【請求項５】中間入力軸（Ｓ１０１）と前部負荷との
間に設置されたクラッチ（ＣＬ１０３）を含み、中間伝
動装置と前部負荷との間に伝動カップリングを備えた請
求項２に記載の複合動力分配装置。
【請求項６】電磁カップリング装置（Ｍ１０１）の差
動出力軸と後部負荷を駆動する差動ギヤボックスとの間
に設けたブレーキ（Ｂ１０２）を含む請求項５に記載の
複合動力分配装置。
【請求項７】ブレーキ（Ｂ１０２）と後部負荷との間
に設けたクラッチ（ＣＬ１０４）を含む請求項６に記載
の複合動力分配装置。
【請求項８】エンジンを低速から高速に駆動させるた
めにエンジン燃油弁を制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動し、同時にバッテリに充
電するためエンジン燃油弁と電磁カップリング装置とを
同時に制御する手段と、出力軸トルクを制御するための電流を発生させるために
電磁カップリング装置によりエンジン速度を変える手段
と、後部負荷の回転方向を変えるために電磁カップリング装
置をバッテリの電力で駆動する手段と、前部負荷の回転方向を変えるために電磁カップリング装
置をバッテリの電力で駆動する手段と、後部負荷を駆動する別の動力を備えるために電磁カップ
リング装置がモータとして運転している時にエンジンを
設定速度で運転する手段と、前部と後部負荷とを駆動する別の動力を備えるために電
磁カップリング装置がモータとして運転している時にエ
ンジンを設定速度で運転する手段と、後部負荷からの運動エネルギーでバッテリを充電させる
ためにエンジンを発電機として運転する手段と、前部負荷からの運動エネルギーでバッテリを充電するた
めに電磁クラッチ装置を発電機として運転する手段と、エンジンの摩擦減衰によって全負荷を制動させる手段
と、バッテリを充電するか又は状況により変周波又は定周波
交流出力を備えるためエンジンで電磁カップリング装置
を発電機として駆動すると共にエンジンにより電磁カッ
プリング装置をモータとして駆動する手段と、を中央制御器に備えた請求項７に記載の複合動力分配装
置。
【請求項９】エンジンを低速から高速に駆動させるた
めにエンジン燃油弁を制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動すると同時にバッテリを
充電するためにエンジン燃油弁と電磁カップリング装置
を同時に制御する手段と、出力軸トルクを制御する電流を発生させるため電磁カッ
プリング装置によりエンジン速度を変える手段と、後部負荷の回転方向を変えるため電磁カップリングをバ
ッテリの電力で駆動する手段と、後部負荷を駆動する付加動力を供給するために電磁カッ
プリングがモータとして運転している時にエンジンを設
定速度で運転する手段と、後部負荷からの運動エネルギーを回収してバッテリを充
電するためにエンジンを発電機として運転する手段と、全負荷をエンジン摩擦減衰で制動する手段と、バッテリを充電するために発電機として作動させかつそ
れに連結された別の負荷に電磁カップリング出力を供給
するために電極カップリング装置をエンジンにより駆動
させる手段と、を中央制御器に備えた請求項６に記載の
複合動力分配装置。
【請求項１０】エンジンを低速から高速に駆動させる
ためにエンジン燃油弁を制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動させると同時にバッテリ
を充電するためにエンジン燃油弁と電磁カップリング装
置とを同時に制御する手段と、出力軸トルクを制御する電流を発生させるため電磁カッ
プリング装置によりエンジンの速度を変える手段と、後部負荷の回転方向を変えるために電磁カップリングを
バッテリ電力で駆動する手段と、後部負荷を駆動する別の動力を供給するために電磁カッ
プリング装置がモータとして運転している時にエンジン
を設定速度で運転する手段と、後部負荷から運動エネルギーを回収してバッテリを充電
させるためにエンジンを発電機として運転する手段と、全負荷をエンジンの摩擦減衰で制動する手段と、バッテリを充電するため発電機として作動させかつ電磁
カップリング出力を連結された別の負荷に供給するため
に電磁カップリング装置をエンジンで駆動する手段と、
を中央制御装置に備えた請求項５に記載の複合動力分配
装置。
【請求項１１】エンジンを低速から高速に駆動させる
ためエンジン燃油弁を制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動すると同時にバッテリを
充電させるためにエンジン燃油弁と電磁カップリングを
同時に制御する手段と、出力軸トルクを制御する電流を発生させるために電磁カ
ップリング装置によりエンジンの速度を変える手段と、後部負荷の回転方向を変えるために電磁カップリング装
置をバッテリの電力で駆動する手段と、後部負荷を駆動する別の動力を供給するために電磁カッ
プリング装置がモータとして運転している時にエンジン
を設定速度で運転する手段と、後部負荷の運動エネルギーを回収してバッテリを充電さ
せるためにエンジンを発電機として運転する手段と、前部負荷の運動エネルギーを回収してバッテリを充電さ
せるためにエンジンを発電機として運転する手段と、全負荷をエンジンの摩擦減衰で制御する手段と、バッテリを充電させるために発電機として駆動させかつ
電磁カップリング出力を連結された別の負荷に供給させ
るためエンジンで電磁カップリング装置を駆動させる手
段と、を中央制御器に備えた請求項４に記載の複合動力
分配装置。
【請求項１２】後部出力中間軸と中間伝動装置との間
にクラッチ（ＣＬ１０５）を備え、中央制御器にはエン
ジンを低速から高速に駆動させるためにエンジン燃油弁
を制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動させると共にバッテリを
充電させるためにエンジン燃油弁と電磁カップリングを
同時に制御する手段と、出力軸トルクを制御する電流を発生させるため電磁カッ
プリング装置によりエンジンの速度を変える手段と、後部負荷の回転方向又は回転速度を変えるためバッテリ
電力で電磁カップリング装置を駆動する手段と、前部負荷の回転方向又は回転速度を変えるためバッテリ
電力で電磁カップリング装置を駆動する手段と、後部負荷を駆動する別の動力を供給するために電磁カッ
プリング装置がモータとして運転している時にエンジン
を設定速度で運転する手段と、後部負荷から運動エネルギーを回収してバッテリを充電
させるためにエンジンを発電機として運転する手段と、バッテリを充電させるため発電機として作動させかつ電
磁カップリング出力をそこに連結された別の負荷に供給
させるためにエンジンで電磁カップリング装置を駆動す
る手段と、エンジンで前部負荷を駆動しかつ単独で電磁カップリン
グを運転して後部負荷を駆動する手段と、エンジンで前部負荷を駆動し又エンジンで電磁カップリ
ング装置を駆動してバッテリを充電する手段と、を備え
た請求項４に記載の複合動力分配装置。
【請求項１３】後部出力中間軸と中間伝動装置との間
にクラッチ（ＣＬ１０５）を設け、中央制御器にはエン
ジンを低速から高速に駆動させるためエンジン燃油弁を
制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動させると共にバッテリを
充電させるためにエンジン燃油弁と電磁カップリング装
置を同時に制御する手段と、出力軸トルクを制御する電流を発生させるために電磁カ
ップリング装置によりエンジンの速度を変える手段と、後部負荷の回転方向を変えるためにバッテリの電力で電
磁カップリング装置を駆動する手段と、前部負荷の回転方向又は回転速度を変えるためにバッテ
リの電力で電磁カップリング装置を駆動する手段と、後部負荷を駆動させる別の動力を供給させるために電磁
カップリング装置がモータとして運転している時にエン
ジンを設定速度で運転させる手段と、後部負荷から運動エネルギーを回収してバッテリを充電
させえるためエンジンを発電機として運転する手段と、全負荷をエンジンの摩擦減衰で制動する手段と、バッテリを充電させるために発電機として運転させかつ
電磁カップリング出力をそこに連結された別の負荷に供
給させるためにエンジンで電磁カップリング装置を駆動
する手段と、エンジンで前部負荷を駆動しそして電磁カップリング装
置を単独運転して後部負荷を駆動する手段と、エンジンで前部負荷を駆動しそしてエンジンで電磁カッ
プリングをも駆動してバッテリを充電する手段と、を備
えた請求項３に記載の複合動力分配装置。
【請求項１４】後部出力中間軸と中間伝動装置との間
にクラッチ（ＣＬ１０５）を設け、中央制御器には、エンジンを低速から高速に駆動させるためにエンジン燃
油弁を制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動させると共にバッテリを
充電させるためにエンジン燃油弁と電磁カップリングを
同時に制御する手段と、出力軸トルクを制御する電流を発生させるため電磁カッ
プリング装置によりエンジンの速度を変える手段と、後部負荷の回転方向を変えるためにバッテリの電力で電
磁カップリングを駆動する手段と、前部負荷の回転方向と回転速度とを変えるためにバッテ
リの電力で電磁カップリング装置を駆動する手段と、後部負荷を駆動させる別の動力を供給するために電磁カ
ップリング装置がモータとして運転している時にエンジ
ンを設定速度で運転する手段と、後部負荷から運動エネルギーを回収してバッテリを充電
させるためにエンジンを発電機として運転する手段と、全負荷をエンジンの摩擦減衰で制動する手段と、バッテリを充電させる発電機として駆動しかつ電磁カッ
プリング出力をそこに連結された別の負荷に供給させる
ためにエンジンで電磁カップリング装置を駆動する手段
と、前部負荷を駆動するようにエンジンを作動させかつ後部
負荷を駆動するように電磁カップリング装置を独立して
作動する手段と、を備えた請求項５に記載の複合動力分
配装置。
【請求項１５】中間入力軸（Ｓ１０１）と前部負荷と
の間にクラッチ（ＣＬ１０３）を設け、中間伝動装置と
前部負荷との間に伝動カップリングを備え、後部出力中
間軸と中間伝動装置との間にクラッチ（ＣＬ１０５）を
設け、中央制御器には、エンジンを低速から高速に駆動させるためにエンジン燃
油弁を制御する手段と、エンジンを低速から高速に駆動させると共にバッテリを
充電させるためにエンジン燃油弁と電磁カップリングを
同時に駆動する手段と、電磁カップリング装置に出力軸トルクを制御する電流を
発生させることによりエンジン速度を変える手段と、後部負荷の回転方向を変えるためにバッテリの電力で電
磁カップリング装置を駆動する手段と、前部負荷の回転方向と回転速度とを変えるためにバッテ
リの電力で電磁カップリング装置を駆動する手段と、電磁カップリング装置がモータとして作動している時に
後部負荷を駆動させる別の動力を供給するためにエンジ
ンを設定速度で運転する手段と、後部負荷から運動エネルギーを回収してバッテリを充電
させるためにエンジンを発電機として運転する手段と、全負荷をエンジンの摩擦減衰で制動する手段と、バッテリを充電するために発電機として作動しかつ電磁
カップリング出力をそこに連結された別の負荷に供給さ
せるためにエンジンで電磁カップリング装置を駆動する
手段と、前部負荷を駆動するようにエンジンを運転させかつ後部
負荷を駆動するように電磁カップリング装置を独立して
運転する手段と、前部負荷を駆動するようにエンジンを運転し、又電磁カ
ップリングも駆動してバッテリを充電させるようにエン
ジンを運転する手段と、を備えた請求項２に記載の複合
動力分配装置。
【請求項１６】前部と後部負荷がホイールで、両者の
関係はホイール装置の比例関係によらず、電磁カップリ
ング装置（Ｕ１０１）の差動調整によって運転する請求
項２に記載の複合動力分配装置。
【請求項１７】電磁カップリング装置（Ｕ１０１）の
差動調整は電磁カップリング装置がモータ機能の場合に
は入力を主動（ａｃｔｉｖｅ）調整し発電機機能の場合
には出力を受動（ｐａｓｓｉｖｅ）調整する請求項１６
に記載の複合動力分配装置。
【請求項１８】前部負荷が車輌の一組の前輪と後輪
で、後部負荷は他の組の前輪と後輪である請求項２に記
載の複合動力分配装置。