(57)【要約】  単一シリンダハイブリッドは、往復エアコンプレッサ（３２）、２サイクルエンジン（２８）、及び液圧ポンプ（３４）によって強化されている。ポンププランジャ（１３８）はエンジンピストン（６４）に固定されており、コンプレッサピストン（９２）及びポンプロータ（３６）と同軸に配置されており、これは、スタビライザ液圧モータピストン（１６４）と、プランジャ、コンプレッサピストン、及びスウォッシュプレート（４２）に付随する２つの直径方向に反対側の軸ロッド（１８２、１８４）とを具える。スウォッシュプレートの回転はエンジンピストンのストロークを変化させ、エンジン圧縮比をそのままにする。スウォッシュプレートのシフトは、様々な種類の燃料を使用するためにエンジン圧縮比を変化する。ハイブリッド及び気液アキュムレータ（３３４）の関係は、単一のポンププランジャの供給脈動を液圧トランスミッションモータに送り込む均一な流動へ変化させる。直接的なエネルギ伝達、可変のエンジン、コンプレッサ、及びポンプの排出量、並びにエネルギ回復は、比出力を増加させ、重量及び設置スペースを減少させ、都市型の状況における車が１ガロンあたり８０マイルを達成できるようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一シリンダのハイブリッドの２サイクルエンジン、コンプレッサ、及びポンプにおいて、前記エンジンは、シリンダと、カムシャフトとを具え、前記ポンプは、プランジャと、バルブプレートと、ロータとを具え、当該ロータは、ピストン及び同期機構の軸ロッドと、ヨークと、旋回可能なスウォッシュプレートとを具え、当該スウォッシュプレートは、回転システム及びシフトシステム、円錐レジューサと、付属ユニットと、及び液圧制御システムとを具え、当該液圧制御システムは、気液アキュムレータと、液圧コンバータと、液圧ディストリビュータと、チェックバルブと、回生ブレーキバルブとを具え、前記バルブプレートは、環状溝穴と、前記ピストンに付随して、前記ポンプ及び少なくとも１の液圧トランスミッションモータと連続して連結しているスタビライザ液圧モータを形成する独立した溝穴とを具えることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項２】
請求項１に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記エンジンシリンダは、前記液圧コンバータの出口及び前記スタビライザ液圧モータの出口と平行して連結している前記バルブプレート及び前記ポンプの入口に固定された前記ポンプのハウジングであることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項３】
請求項１に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記同期機構の軸ロッドは、前記ポンプのプランジャ、前記コンプレッサのピストン、前記移動可能なスウォッシュプレート、及びフロート支持部及びブースタによって前記ロータに付随する前記ヨークに機械的に連結されていることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項４】
請求項３に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記ブースタは、前記ロータの排気チャンバ、及び前記ポンプのチャンバ内で前記フロート支持部に機械的に付随している前記環状の溝穴及び前記小さなピストンによって、前記気液アキュムレータに液圧で付随している前記１のピストン内で連結されている２つの異なる直径のピストンを具えることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項５】
請求項１に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記スウォッシュプレートシフトシステムは、前記バルブプレート、及び前記エンジンシリンダに旋回可能に取り付けられ、ヒンジピンによって前記スウォッシュプレートに連結されたレバーを具えるロッドによって旋回可能に連結されたピストンに固定されたサーボシリンダを具えることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項６】
請求項１に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記スウォッシュプレート回転システムは、前記バルブプレート、及びロッドによって前記スウォッシュプレートピンに旋回可能に連結されたピストンに固定されたサーボシリンダを具え、前記スウォッシュプレートは、独立して移動可能な支点を形成する前記ピン及びヒンジピンを具える差動レバーであることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項７】
請求項１に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記エンジンの圧縮比が、
式Λ＝（２Ｂ＋Ｌ）／（２Ｂ−Ｌ）、
ここでΛは、前記エンジンの圧縮比、Ｌは軸ロッドの軸の間の距離、Ｂは前記ロータの中心線と前記スウォッシュプレートのヒンジピンの軸の間の距離、
に従って、前記スウォッシュプレートの傾斜角から独立して、前記ロータの中心線と前記ヒンジピンの軸の間の距離を決定することを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項８】
請求項１に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記円錐レジューサの第１のギアホイールは前記ポンプのロータに固定されており、第２の円錐ギアホイールは、エンジンの反対側に前記付属ユニットに付随しているベルトを具えるプーリを具える前記エンジンのカムシャフトに固定されている第２のスプロケットホイールを具えるチェーンによって付随しているスプロケットホイールを具える１のシャフトに取り付けられていることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項９】
請求項１に記載の単一シリンダのハイブリッドにおいて、前記液圧コンバータは、排気チャンバ内で機械的に連結された２つの異なる直径のピストンを具え、前記１のピストンは、前記気液アキュムレータの入口チャンバ内に配置されており、前記スタビライザ液圧モータの出口とチェックバルブの入口に平行に液圧で連結している前記大きい直径のピストンは出口チャンバ内に配置されていることを特徴とする単一シリンダのハイブリッド。
【請求項１０】
請求項１に記載のハイブリッドにおいて、ソレノイドを具える第１の液圧ディストリビュータは、前記液圧コンバータの出口と連結している第１のラインと、前記ポンプの出口及び前記チェックバルブの入口に連結している第２のラインと、前記気液アキュムレータを具える第３のラインと、前記ポンプの入口及び第２のチェックバルブの入口に連結している第４のラインと、タンクに連結している第５のラインとを具える５つの通路のディストリビュータであることを特徴とするハイブリッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載のハイブリッドにおいて、前記第１の液圧ディストリビュータは、３つの位置：前記第１、第２、及び第５のラインに連結し、前記第３のラインが前記第４のラインに連結しているエンジンスタート位置；前記第１、第２、及び第４のラインに連結し、前記第３及び前記第５のラインが閉じているエンジンアイドリング位置；前記第１のラインが前記第４のラインに連結し、前記第２のラインが前記第３のラインに連結し、前記第５のラインが閉じているエンジン動作位置；を具えることを特徴とするハイブリッド。
【請求項１２】
請求項１に記載のハイブリッドにおいて、ソレノイドを具える第２の液圧ディストリビュータは、前記チェックバルブの出口及び前記液圧モータの入口に連結している第１のラインと、前記液圧モータの出口及び回生ブレーキバルブに連結している第２のラインと、タンクに連結している第３のラインと、前記気液アキュムレータを具える第４のラインとを具えることを特徴とするハイブリッド。
【請求項１３】
請求項１２に記載のハイブリッドにおいて、ソレノイドを具える第２の液圧ディストリビュータは、３つの位置：前記第１のラインを前記第４のラインに、前記第２のラインを前記第３のラインに連結する自動車のスタート及び非常時の前進運動位置；すべてのラインが閉じている第２の位置；前記第１のラインを前記第３のラインに、前記第２のラインを前記第４のラインに連結している自動車の回生ブレーキ及び非常時の後退位置を具えることを特徴とするハイブリッド。
【請求項１４】
請求項１に記載のハイブリッドにおいて、前記回生ブレーキバルブのピストンの一の端部が、前記液圧モータの出口、第２のチェックバルブ、及び前記スタビライザモータの入口に同時に連結されているチャンバ内に配置されており、前記ピストンの第２の端部が、制御ラインによって自動車のブレーキシステムに付随する制御チャンバ内に配置されていることを特徴とするハイブリッド。
【請求項１５】
単一シリンダのハイブリッドの動作方法において：
（ａ）エンジン動作サイクルの間、順に、液圧モータに入るポンプ及び気液アキュムレータからの高圧流体によって単一のポンププランジャの供給脈動から独立した均一な流体流及びスタビライザ液圧モータを介して進む前記液圧モータの出口の流体流を提供するステップと、
（ｂ）前記気液アキュムレータの流体の圧力の大きさを変換して、前記ポンププランジャの上方運動を動作させる液圧コンバータによって、前記エンジンのピストンリターンストロークを提供するステップと、
（ｃ）前記ポンププランジャの上方運動及びスタビライザ液圧モータの運動を同時に動作させる前記気液アキュムレータのエネルギによって、エンジンスタートを提供するステップと、
（ｄ）前記エンジンのモード動作から独立して前記液圧モータを動作させる前記気液アキュムレータによって、自動車のスタート加速を提供するステップと、
（ｅ）前記エンジンのモード動作から独立して前記ポンプのモードにおいて動作し、前記気液アキュムレータをチャージする前記液圧モータによって、自動車の回生ブレーキを提供するステップと、
（ｆ）前記気液アキュムレータと相互作用する前記ポンプの出口及び前記液圧コンバータの出口と相互作用する前記ポンプの入口によって、前記気液アキュムレータのチャージを提供するステップと、
（ｇ）前記エンジンの負荷及び１分当たりのサイクルから独立して、前記スタビライザの液圧モータの入口の永久流体の圧力を維持することによって、前記液圧モータの排出量の自動制御用の信号を提供するステップと、
（ｈ）ブースタのピストンをポンプチャンバ内へ押して、フロート支持部をポンプの流体の圧力の反作用より大きい力で動作させる気液アキュムレータの流体の圧力によって、スウォッシュプレートのシフト及び傾斜角の変化から独立して、隙間無く同期機構の構成部品の動作を提供するステップと、
を具えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧トランスミッション、特に、このようなトランスミッションの高圧の流動を発生させるために使用される内燃機関及びポンプのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液圧トランスミッションで広く知られているエンジン及びポンプシステムは、車輪を駆動して、公知の機械、山岳、建設、農業、輸送用自動車の機器やその他の大型機器を動かすために使用されている。
【０００３】
システムエンジン・ポンプは、基本的によく知られ、予想される、明らかな構造的な構成から成ることが知られているにもかかわらず、たくさんの従来技術が多くの目的や必要性を実現するために開発され、多数の設計がなされている。
【０００４】
例として、Ｔｈａｔｃｈｅｒによる米国特許第５，０３６，６６７号（１９９１）、Ｍｏｉｒｏｕｘ他による米国特許第５，１６７，２９２号(１９９２)、Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｏｎによる米国特許第５，２６１，７９７号(１９９３)、Ａｃｈｔｅｎ他による米国特許第５，５５６，２６２号(１９９６)、Ｓａｗｙｅｒによる米国特許第５，６１６，０１０号(１９９７) 、Ｖａｌｅｎｔｉｎによる米国特許第６，２９３，２３１号(２００１)、同発明者Ｅｐｓｈｔｅｙｎによる米国特許第７，０１１，０５１号(２００６)、同発明者Ｅｐｓｈｔｅｙｎによる米国特許出願シリアルナンバ１１／１１０，１０９(出願日２００５／０４／２０) 「Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｈｙｂｒｉｄ ｅｎｇｉｎｅ, ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ａｎｄ ｐｕｍｐ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」。
【０００５】
これらの器具は、それぞれの特定の目的や必要性を満たしているが、前述の特許は、効率及び比出力を増加させつつ、重量、設置スペース、及び燃料消費を最小限にする単一シリンダのハイブリッドエンジン、コンプレッサ、及びポンプ、とその使用方法について開示していない。
【０００６】
ハイブリッド２サイクルエンジン、コンプレッサ、及びポンプは、以下の不利益を有する。
（ａ）ハイブリッド２サイクルエンジン、コンプレッサ、及びポンプは、均一な油液の流動の生成と、重量、設置スペース、及びコストをかなり増やす多数シリンダエンジン設計を必要とする。
（ｂ）エンジンピストンのリターンストローク（上方運動）は、ギアを連結しているロータ手段によるその他のシリンダのパワーピストンのストロークを提供する。これらは、単一シリンダエンジンの独立した使用を排除し、特に小型で安価な単一シリンダハイブリッド実現することを妨げる。
（ｃ）エンジンスタートは、気液(pneumohydraulic)アキュムレータエネルギを使用するリニア液圧モータとしてのポンププランジャを提供し、完全なサイクル用にその他のシリンダのプランジャの補助を必要とする。これは、簡単で安価な単一シリンダハイブリッド実現することを妨げる。
（ｄ）ハイブリッドシステムは、エネルギを保存した気液アキュムレータによる自動車の加速を提供せず、燃料消費を減らすかなりの可能性を有するエネルギ回復方法を実現しない。
（ｅ）ハイブリッドシステムは、結果として起こる自動車の加速にブレーキをかけている間、自動車の運動エネルギを蓄えず、燃料経済性にかなりの可能性を有するエネルギ回生ブレーキ方法を実現しない。
（ｆ）ハイブリッドシステムは、エンジンが動かない場合の非常時にエネルギを保存した気液アキュムレータによる自動車の運動を提供しない。
（ｇ）ハイブリッドシステムは、オートマチック・トランスミッションを具える公知の自動車の複数のシリンダエンジンの代わりに単一シリンダのハイブリッドエンジン、コンプレッサ、ポンプ、及び液圧モータを具える連続的な液圧トランスミッションの使用を提供しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、公知の自動車のエンジンやオートマチック・トランスミッションよりもかなり良好なデータを有する新しく、改良された連続的な液圧トランスミッション用の単一シリンダのハイブリッドエンジン、コンプレッサ、及びポンプの必要性があると理解されるべきである。
【０００８】
本発明はこれらの必要性を満たす。
【０００９】
本発明の目的及び利点は：
（ａ）単一シリンダのハイブリッド２サイクルエンジン、コンプレッサ、及びポンプに、気液アキュムレータ、液圧モータ、及びスタビライザ液圧モータに付随するポンプ手段による均一な油液の流動の生成を提供すること；
（ｂ）気液アキュムレータ及び液圧コンバータに付随するポンプによる単一シリンダのハイブリッド２サイクルエンジンピストンのリターンストロークを提供すること；
（ｃ）気液アキュムレータに付随し、エンジンスタータの機能でポンププランジャとともに協働して使用されるスタビライザ液圧モータによる単一シリンダのハイブリッドエンジンスタートを提供すること；
（ｄ）エンジン動作モードと独立して、液圧モータを動作させる気液アキュムレータのエネルギによる自動車の加速を提供すること；
（ｅ）エンジン動作モードと独立して、気液アキュムレータをチャージするポンプモードにおける液圧モータによる自動車の回生ブレーキを提供すること；
（ｆ）液圧モータ及び付随する気液アキュムレータによってエンジンが動かない場合でも自動車の運動を提供すること；
（ｇ）公知の自動車の複数のシリンダエンジン及びオートマチック・トランスミッションの代わりに単一シリンダのハイブリッドエンジン、コンプレッサ、ポンプ、及び液圧モータを具える連続的な液圧トランスミッションの使用を提供して、重量、設置スペース、コスト、仕事、燃料消費を最小限にすること；
である。
【００１０】
さらなる目的及び利点が、開示及ぶ図面を考慮することによって明らかになりうる。
【００１１】
本発明に従って、単一シリンダのハイブリッドエンジン、コンプレッサ、及びポンプ（単に「ハイブリッド」と呼ぶ）は、２サイクルエンジン、コンプレッサ、ロータを具えるポンプ、旋回可能なスウォッシュプレートを具える同期機構、スウォッシュプレートの回転機構、ロータの中心線とスウォッシュプレートのヒンジピンの軸の間の距離変化機構（単に、「スウォッシュプレートのシフト機構」と呼ぶ）、円錐レジューサ、スウォッシュプレート回転の液圧システム、スウォッシュプレートシフトの液圧システム、少なくとも１の従来の液圧モータに付随する液圧制御システム、及び従来の付属ユニットを具える。
【００１２】
エンジンは、冷却システムを具えるシリンダ、リングを具えるピストン、燃焼チャンバを具えるシリンダヘッド、カムシャフト、空気噴射バルブ、排気バルブ、及び排気マニホルドを具える。エンジンピストンは、コンプレッサチャンバと燃焼チャンバの間に配置されている。
【００１３】
コンプレッサは、リングを具えるピストンを具えており、コンプレッサチャンバは、エンジンとコンプレッサピストンの間のエンジンシリンダ内に配置されている。コンプレッサピストンはハブに固定されている。コンプレッサは、吸気マニホルド、エンジンシリンダの側面に配置されているスプリングを具える吸気及び出力バルブを具える。出力バルブは、ウォータジャケットを具えてエンジンシリンダの側面に配置されるレシーバによってエンジンの空気噴射バルブに連結される。コンプレッサ吸気バルブは、ロッド及び旋回可能に取り付けられたロッカによって第１のローブに連結されている。コンプレッサ出力バルブは、ロッドによって第２のローブに連結されており、両方のローブは、ポンプのロータに固定されている。
【００１４】
ポンプのハウジングはエンジンシリンダであり、バルブプレートに連結されている。ポンプのロータは、アバットメントに固定されたシリンダブロック、及びエンジンピストンに固定されたプランジャを具える。プランジャ、ロータ、コンプレッサピストン、及びハブは同軸で配置される。ロータは、ディスクスプリングを具えるベアリングによってポンプのハウジングに連結されている。バルブプレートは、円周を形成するポンプの入口及び出口溝穴を具え、ロータの管によってポンプチャンバに連結されている。バルブプレートは、また、環状の溝穴及び円周を形成する独立の溝穴を具える。ロータのピストンに付随する独立の溝穴は、前記ポンプ及び少なくとも１の液圧トランスミッションモータに連続して連結されているスタビライザ液圧モータを形成している。バルブプレート内にベアリングが取り付けられており、中心シャフトは歯付クラッチによってロータに連結されている。
【００１５】
同期機構は、ロータの２つの直径方向に反対側の軸ロッド、ヨーク、補償ピストン、レバー、ピンシュー、及びサドルシューを具える。ヨークは、フロート支持部及びブースタのピストンによってロータに連結されている。第１の軸ロッドは、ピンシュー及びレバーによってプランジャに旋回可能に連結されている。レバーは、スライダ及び車軸によってロータに旋回可能に連結され、スライダによってクロスバーに旋回可能に連結され、ピンシューによってヨークに旋回可能に連結されている。第２の軸ロッドは、ロータの内部でサドルシュー及びスライドホルダによってコンプレッサピストンハブ及びヨークに旋回可能に連結されている。スライドホルダは、ロータのガイド溝内に取り付けられたリッジによってロータに連結されている。ヨークは、フロート支持部に旋回可能に連結されている。フロート支持部は、ブースタピストンによってロータに連結されており、ロータのガイド溝内に取り付けられたリッジによってロータに連結されている。
【００１６】
円錐レジューサの第１のギアホイールは、ロータに固定され、第２の円錐ギアホイールは、前記エンジンカムシャフトに固定された第２のスプロケットホイールを具えるチェーンに付随している第１のスプロケットホイールを具える１のシャフトに取り付けられており、エンジンの反対側には、ベルトによって付属ユニットに付随するプーリを具える。第２の円錐ギアホイール、ベアリングを具えるシャフト、第１のスプロケットホイール、及びハウジングは、エンジンシリンダに固定されているモジュール式アセンブリを形成する。付属レギュラーユニット（図示せず）は、ベルトに付随する、冷却システムポンプ、電気システムジェネレータ、ステアリングポンプである。
【００１７】
スウォッシュプレートは、スウォッシュプレートの回転機構及びスウォッシュプレートのシフト機構によってポンプのバルブプレートに付随する。
【００１８】
スウォッシュプレートの回転機構は、ピストンを具えるサーボシリンダを具える。スウォッシュプレートピンは、ロッドによってサーボシリンダピストンに旋回可能に連結されている。サーボシリンダは、バルブプレートに固定されている。
【００１９】
スウォッシュプレートのシフト機構は、ピストン及びレバーを具えるサーボシリンダを具える。スウォッシュプレートは、レバー、ロッド、及びヒンジピンによってサーボシリンダピストンに旋回可能に連結されている。サーボシリンダはバルブプレートに固定されており、レバーはエンジンシリンダに旋回可能に連結されている。
【００２０】
スウォッシュプレート回転の液圧システムは、ソレノイドを具える液圧ディストリビュータを具える。ディストリビュータの第１及び第２のラインはサーボシリンダに連結され、第３のラインはタンクに連結され、ディストリビュータの第４のラインは、気液アキュムレータに連結されている。
【００２１】
スウォッシュプレートシフトの液圧システムは、ソレノイドを具える液圧ディストリビュータを具える。ディストリビュータの第１及び第２のラインはサーボシリンダに連結され、第３のラインは気液アキュムレータに連結され、ディストリビュータの第４のラインはタンクに連結されている。
【００２２】
ハイブリッドの液圧制御システムは、ソレノイドを具える第１及び第２の液圧ディストリビュータを具える。ディストリビュータの第１のラインは、スタビライザモータの出口に連結され、液圧コンバータの出口に連結されている。第２のラインはポンプの出口及びチェックバルブに連結されている。第３のラインは気液アキュムレータに連結されている。第４のラインは、ポンプの入口及び第２のチェックバルブの入口に連結され、第５のラインはタンクに連結されている。
【００２３】
ソレノイドを具える第２の液圧ディストリビュータの第１及び第２のラインはそれぞれ、丸で囲まれた「Ｍ」によって示された（図１６）液圧モータの入口及び出口に連結されており、第１のラインはチェックバルブの出口に連結されている。第３のラインはタンクに連結され、第２のディストリビュータの第４のラインは気液アキュムレータに連結されている。
【００２４】
気液アキュムレータは、液圧コンバータの入口に連結され、バルブプレートの環状の溝穴に連結され、ペダルを具えるスタータポンプに連結されている。液圧コンバータは、の入口チャンバ、排水チャンバ、の出口チャンバ、及び２つの異なる直径のピストンを具える。液圧モータをスタビライザモータに連結するラインは回生ブレーキバルブを介して延在し、回生ブレーキバルブは、ピストン、スプリング、及び制御ラインによって自動車の従来のブレーキシステム（図示せず）に付随する制御チャンバを具える。
【００２５】
本発明の概要と、かなり概括的な、いくつかの特性がより良く理解されるように詳細な説明を後述する。もちろん、本発明の追加の特性を以下に記載しており、添付したクレームの主題を形成する。
【００２６】
この点において、本発明の少なくとも１の実施例を詳細に説明する前に、本発明は、図面で示された以下の記述において説明された構造の詳細や構成部品の配置に限定されないことを理解されるべきである。本発明は、その他の実施例や、様々な方法で実行できる。また、ここに使用している表現や用語は説明を目的としており、制限するものとして考えられるべきではない。
【００２７】
このように、当業者は開示を基にして構想を理解すべきであり、本発明のいくつかの目的を実行するためのその他の構造、方法、及びシステムを設計するための原理として容易に理解できる。従って、本発明の意図及び範囲から外れることのない限り、クレームはそのような均等の構造を含むものと理解することが重要である。
【００２８】
従って、新しい改良されたハイブリッドを提供することが本発明の目的であり、従来のシステムのエンジンポンプの利点を全て具えて、不利点は何もない。
【００２９】
本発明の別の目的は、新しい改良された単一のシリンダハイブリッド２サイクルエンジン、コンプレッサ、及び均一な油の流体を生成するポンプを提供することである。
【００３０】
本発明の一つの目的は、単一のエンジンシリンダの独立した動作を提供することであり、これによって、重量、設置スペース、及びコストを減少させることである。
【００３１】
本発明のさらなる目的は、エンジンピストンの上方運動と共にスタビライザ液圧モータとポンププランジャを同時に動作させる気液アキュムレータのエネルギによって単一シリンダのエンジンスタートを提供することである。
【００３２】
本発明のさらなる目的は、より小さいエンジンの使用を提供すると同時に、気液アキュムレータのエネルギ及び自動車のスタート加速を動作させるより小さい容量のエンジンによって自動車の加速と速度を維持することであり、燃料消費をかなり減らすことができる。
【００３３】
本発明のさらに別の目的は、エンジンモード動作と独立して気液アキュムレータをチャージする液圧トランスミッションモータによって、自動車の回生ブレーキを提供することであり、これによってかなりの熱放射を減らして自動車のブレーキ寿命を長くすることができる。
【００３４】
最後に本発明の目的は、広く使用されている複数のシリンダエンジン及びオートマチックトランスミッションの代わりに、単一シリンダのハイブリッド、エンジン、コンプレッサ、及び液圧モータを具える連続液圧トランスミッションの使用を提供して、これによって、重量、設置スペース、コスト、仕事、及び特に自動車に必要な燃料消費を最小限にすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明に従って、単一シリンダのハイブリッドエンジン、コンプレッサ、及びポンプ（単に「ハイブリッド」と呼ぶ）は、２サイクルエンジン、コンプレッサ、ロータを具えるポンプ、旋回可能なスウォッシュプレートを具える同期機構、スウォッシュプレートの回転機構、ロータの中心線とスウォッシュプレートのヒンジピンの軸の間の距離変化機構（単に、「スウォッシュプレートのシフト機構」と呼ぶ）、円錐レジューサ、スウォッシュプレート回転の液圧システム、スウォッシュプレートシフトの液圧システム、少なくとも１の従来の液圧モータに付随する液圧制御システム、及び従来の付属ユニットを具える。
【００３６】
エンジンは、冷却システムを具えるシリンダ、リングを具えるピストン、燃焼チャンバを具えるシリンダヘッド、カムシャフト、空気噴射バルブ、排気バルブ、及び排気マニホルドを具える。エンジンピストンは、コンプレッサチャンバと燃焼チャンバの間に配置されている。
【００３７】
コンプレッサは、リングを具えるピストンを具えており、コンプレッサチャンバは、エンジンとコンプレッサピストンの間のエンジンシリンダ内に配置されている。コンプレッサピストンはハブに固定されている。コンプレッサは、吸気マニホルド、エンジンシリンダの側面に配置されているスプリングを具える吸気及び出力バルブを具える。出力バルブは、ウォータジャケットを具えてエンジンシリンダの側面に配置されるレシーバによってエンジンの空気噴射バルブに連結される。コンプレッサ吸気バルブは、ロッド及び旋回可能に取り付けられたロッカによって第１のローブに連結されている。コンプレッサ出力バルブは、ロッドによって第２のローブに連結されており、両方のローブは、ポンプのロータに固定されている。
【００３８】
ポンプのハウジングはエンジンシリンダであり、バルブプレートに連結されている。ポンプのロータは、アバットメントに固定されたシリンダブロック、及びエンジンピストンに固定されたプランジャを具える。プランジャ、ロータ、コンプレッサピストン、及びハブは同軸で配置される。ロータは、ディスクスプリングを具えるベアリングによってポンプのハウジングに連結されている。バルブプレートは、円周を形成するポンプの入口及び出口溝穴を具え、ロータの管によってポンプチャンバに連結されている。バルブプレートは、また、環状の溝穴及び円周を形成する独立の溝穴を具える。ロータのピストンに付随する独立の溝穴は、前記ポンプ及び少なくとも１の液圧トランスミッションモータに連続して連結されているスタビライザ液圧モータを形成している。バルブプレート内にベアリングが取り付けられており、中心シャフトは歯付クラッチによってロータに連結されている。
【００３９】
同期機構は、ロータの２つの直径方向に反対側の軸ロッド、ヨーク、補償ピストン、レバー、ピンシュー、及びサドルシューを具える。ヨークは、フロート支持部及びブースタのピストンによってロータに連結されている。第１の軸ロッドは、ピンシュー及びレバーによってプランジャに旋回可能に連結されている。レバーは、スライダ及び車軸によってロータに旋回可能に連結され、スライダによってクロスバーに旋回可能に連結され、ピンシューによってヨークに旋回可能に連結されている。第２の軸ロッドは、ロータの内部でサドルシュー及びスライドホルダによってコンプレッサピストンハブ及びヨークに旋回可能に連結されている。スライドホルダは、ロータのガイド溝内に取り付けられたリッジによってロータに連結されている。ヨークは、フロート支持部に旋回可能に連結されている。フロート支持部は、ブースタピストンによってロータに連結されており、ロータのガイド溝内に取り付けられたリッジによってロータに連結されている。
【００４０】
円錐レジューサの第１のギアホイールは、ロータに固定され、第２の円錐ギアホイールは、前記エンジンカムシャフトに固定された第２のスプロケットホイールを具えるチェーンに付随している第１のスプロケットホイールを具える１のシャフトに取り付けられており、エンジンの反対側には、ベルトによって付属ユニットに付随するプーリを具える。第２の円錐ギアホイール、ベアリングを具えるシャフト、第１のスプロケットホイール、及びハウジングは、エンジンシリンダに固定されているモジュール式アセンブリを形成する。付属レギュラーユニット（図示せず）は、ベルトに付随する、冷却システムポンプ、電気システムジェネレータ、ステアリングポンプである。
【００４１】
スウォッシュプレートは、スウォッシュプレートの回転機構及びスウォッシュプレートのシフト機構によってポンプのバルブプレートに付随する。スウォッシュプレートの回転機構は、ピストンを具えるサーボシリンダを具える。スウォッシュプレートピンは、ロッドによってサーボシリンダピストンに旋回可能に連結されている。サーボシリンダは、バルブプレートに固定されている。
【００４２】
スウォッシュプレートのシフト機構は、ピストン及びレバーを具えるサーボシリンダを具える。スウォッシュプレートは、レバー、ロッド、及びヒンジピンによってサーボシリンダピストンに旋回可能に連結されている。サーボシリンダはバルブプレートに固定されており、レバーはエンジンシリンダに旋回可能に連結されている。
【００４３】
スウォッシュプレート回転の液圧システムは、ソレノイドを具える液圧ディストリビュータを具える。ディストリビュータの第１及び第２のラインはサーボシリンダに連結され、第３のラインはタンクに連結され、ディストリビュータの第４のラインは、気液アキュムレータに連結されている。
【００４４】
スウォッシュプレートシフトの液圧システムは、ソレノイドを具える液圧ディストリビュータを具える。ディストリビュータの第１及び第２のラインはサーボシリンダに連結され、第３のラインは気液アキュムレータに連結され、ディストリビュータの第４のラインはタンクに連結されている。
【００４５】
ハイブリッドの液圧制御システムは、ソレノイドを具える第１及び第２の液圧ディストリビュータを具える。ディストリビュータの第１のラインは、スタビライザモータの出口に連結され、液圧コンバータの出口に連結されている。第２のラインはポンプの出口及びチェックバルブに連結されている。第３のラインは気液アキュムレータに連結されている。第４のラインは、ポンプの入口及び第２のチェックバルブの入口に連結され、第５のラインはタンクに連結されている。
【００４６】
ソレノイドを具える第２の液圧ディストリビュータの第１及び第２のラインはそれぞれ、丸で囲まれた「Ｍ」によって示された（図１６）液圧モータの入口及び出口に連結されており、第１のラインはチェックバルブの出口に連結されている。第３のラインはタンクに連結され、第２のディストリビュータの第４のラインは気液アキュムレータに連結されている。
【００４７】
気液アキュムレータは、液圧コンバータの入口に連結され、バルブプレートの環状の溝穴に連結され、ペダルを具えるスタータポンプに連結されている。液圧コンバータは、の入口チャンバ、排水チャンバ、の出口チャンバ、及び２つの異なる直径のピストンを具える。液圧モータをスタビライザモータに連結するラインは回生ブレーキバルブを介して延在し、回生ブレーキバルブは、ピストン、スプリング、及び制御ラインによって自動車の従来のブレーキシステム（図示せず）に付随する制御チャンバを具える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
ここで図面、図１乃至１９を参照すると、本発明の原理と構想を用いた新しい、改良されたハイブリッドの好適な実施例が開示されている。
【００４９】
特に、この器具は、特に自動車の液圧トランスミッションに必要とされる、重量及び燃料消費を最小にしつつ効率及び比出力を提供するためのハイブリッドに関するものであることを多くの図面で言及している。
【００５０】
単一シリンダのハイブリッドエンジン、コンプレッサ、ポンプ、すなわちハイブリッドは、２サイクルエンジン、コンプレッサ、ロータを具えるポンプ、旋回可能なスウォッシュプレートを具える同期機構、スウォッシュプレートの回転機構、ロータの中心線とスウォッシュプレート回転軸の間の距離変化機構（「スウォッシュプレートのシフト機構」と呼ぶ）、円錐レジューサ、スウォッシュプレート回転の液圧システム、スウォッシュプレートシフトの液圧システム、少なくとも１の液圧モータに付随する液圧制御システム、及び従来の付属ユニットを具える。
【００５１】
ハイブリッド２６（図１）は、２サイクルエンジン２８、コンプレッサ３２、ロータ３６を具えるポンプ３４、旋回可能なスウォッシュプレート４２を具える同期機構３８、円錐レジューサ４４、スウォッシュプレートの回転機構４６、スウォッシュプレートのシフト機構４８、スウォッシュプレート回転の液圧システム５２、スウォッシュプレートシフトの液圧システム５４、図１６の液圧トランスミッションの丸で囲んだ「Ｍ」で示された従来の液圧モータに付随する液圧制御システム５６を具える。従来の付属ユニットは図示していない。
【００５２】
エンジンは、冷却システム６２を具えるシリンダ５８（図２）、リング６６を具えるピストン６４、燃焼チャンバ７２を具えるシリンダヘッド６８、カムシャフト７４、空気噴射バルブ７６、排気バルブ７８、及び排気マニホルド８２を具える。エンジンピストンは、コンプレッサチャンバ８４と燃焼チャンバの間に配置されている。
【００５３】
コンプレッサは、リング９４を具えるピストン９２を具えており、コンプレッサチャンバは、エンジンとコンプレッサピストンの間のエンジンシリンダ内に配置されている。コンプレッサピストンはハブ９６に固定されている。コンプレッサは、吸気マニホルド９８、エンジンシリンダの側面に配置されているスプリング１０６、１０８を具える吸気及び出力バルブ１０２、１０４（図２、図１０）を具える。出力バルブは、ウォータジャケット１１４を具えてエンジンシリンダの側面に配置されるレシーバ１１２によってエンジンの空気噴射バルブに連結される。コンプレッサ吸気バルブは、ロッド１１８及び旋回可能に取り付けられたロッカ１２２によって第１のローブ１１６に連結されている。コンプレッサ出力バルブは、第２のローブ１２４に連結されており、両方のローブは、ポンプのロータに固定されている。
【００５４】
ポンプのハウジングはエンジンシリンダであり、バルブプレート１３２に連結されている。ポンプのロータは、アバットメント１３６に固定されたシリンダブロック１３４、及びエンジンピストンに固定されたプランジャ１３８を具える。プランジャ、ロータ、コンプレッサピストン、及びハブは同軸で配置される。ロータは、ディスクスプリング１４４を具えるベアリング１４２によってエンジンシリンダに連結されている。バルブプレートは、円周（図１２）を形成するポンプの入口及び出口溝穴１４６、１４８（図２、図４）を具え、ロータの管１５４（図４）によってポンプチャンバ１５２に連結されている。バルブプレートは、また、環状の溝穴１５６及び円周（図１２）を形成する独立の溝穴１５８、１６２を具える。ロータのピストン１６４（図２、図８、図１３）に付随する独立の溝穴は、前記ポンプ及び丸で囲まれた「Ｍ」によって図１６に示された少なくとも１の液圧トランスミッションモータに連続して連結されているスタビライザ液圧モータを形成している。ロータは、ベアリング１６６（図４）及び歯付クラッチ１７２を具える中心シャフト１６８によってバルブプレートに連結されている。
【００５５】
同期機構は、ロータの２つの直径方向に反対側の軸ロッド１８２、１８４（図３、図４）、ヨーク１８６、補償ピストン１８８、１９２、レバー１９４、ピンシュー１９６、及びサドルシュー１９８を具える。ヨークは、リッジ２０４を具えるフロート支持部２０２（図２、図６、図７）及び排水口２１４を具えるチャンバ２１２内に連結されているブースタのピストン２０６、２０８（図２）によってロータに連結されている。軸ロッドは、ロータの内側で補償ピストンに連結され、ロータの外側でシュー２１６、２１８（図４）によってスウォッシュプレートに連結されている。
【００５６】
第１の軸ロッド１８２は、ピンシュー及びレバーによってプランジャに旋回可能に連結されている。レバーは、スライダ２２２及び車軸２２４（図１１）によってロータに旋回可能に連結され、スライダ２２８によってクロスバー２２６に旋回可能に連結され、ピンシューによってヨークに旋回可能に連結されている。第２の軸ロッド１８４は、ロータの内部でサドルシュー及びスライダ２３４を具えるスライドホルダ２３２（図３、図４、図５、図８）によってコンプレッサピストンハブ９６及びヨークに旋回可能に連結されている。スライドホルダは、ロータのガイド溝内に取り付けられたリッジ２３６（図８）によってロータに連結されている。ヨークは、異なる直径のブースタピストンによってロータに連結されているフロート支持部２０２（図３、図４）に旋回可能に連結されている。フロート支持部は、ロータのガイド溝内に取り付けられたリッジ２０４（図８）によってロータに連結されている。ブースタの大きいピストンは、管２４４（図２）によって環状溝穴１５６にロータ内で液圧連結されている。
【００５７】
円錐レジューサの第１のギアホイール２５２（図３）は、ロータに固定され、第２の円錐ギアホイール２５４は、前記エンジンカムシャフトに固定された第２のスプロケットホイール２６４を具えるチェーン２６２に付随している第１のスプロケットホイール２５８を具える１のシャフト２５６に取り付けられており、エンジンの反対側には、ベルト２６８によって付属ユニットに付随するプーリ２６６を具える。第２の円錐ギアホイール、ベアリング２７２を具えるシャフト、第１のスプロケットホイール、及びハウジング２７４は、エンジンシリンダに固定されているモジュール式アセンブリを形成する。付属レギュラーユニット（図示せず）は、ベルトに付随する、冷却システムポンプ、電気システムジェネレータ、ステアリングポンプである。
【００５８】
スウォッシュプレートの回転機構は、ピストン２８４を具えるサーボシリンダ２８２（図１４、図１５）を具える。スウォッシュプレートピン２８８は、ロッド２９２によってサーボシリンダピストンに旋回可能に連結されている。サーボシリンダは、バルブプレートに固定されている。
【００５９】
スウォッシュプレートのシフト機構は、ピストン２９６及びレバー２９８を具えるサーボシリンダ２９４（図１４、図１５）を具える。スウォッシュプレートは、レバー２９８、ロッド３０６、及びヒンジピン３０８によってサーボシリンダピストンに旋回可能に連結されている。サーボシリンダはバルブプレートに固定されており、レバーはエンジンシリンダに旋回可能に連結されている。
【００６０】
スウォッシュプレート回転の液圧システムは、ソレノイド３１８、３２２（図１６）を具える液圧ディストリビュータ３１６を具える。ディストリビュータの第１及び第２のライン３２４、３２６はサーボシリンダに連結され、第３のラインはタンクに連結され、第４のライン３３２は、ライン３３６によって気液アキュムレータ３３４に連結されている。
【００６１】
スウォッシュプレートシフトの液圧システムは、ソレノイド３４２、３４４（図１６）を具える液圧ディストリビュータ３３８を具える。ディストリビュータの第１及び第２のライン３４６、３４８はサーボシリンダに連結され、第３のライン３３６は気液アキュムレータ３３４に連結され、ディストリビュータの第４のラインはタンクに連結されている。
【００６２】
ハイブリッドの液圧制御システムは、ソレノイド３６６、３６８（図１６）を具える第１の液圧ディストリビュータ３６４を具える。ディストリビュータの第１のライン３７２は、スタビライザモータの出口に連結され、ライン３７６によって液圧コンバータ３７４の出口に連結されている。第２のライン３７８はポンプの出口に連結され、ライン３８４によってチェックバルブ３８２に連結されている。第３のライン３８６はライン３３６に連結されている。第４のライン３８８は、ポンプの入口ライン３９２及び第２のチェックバルブ３９４の入口に連結され、ディストリビュータの第５のラインはタンクに連結されている。
【００６３】
ソレノイド４０２、４０４、第１及び第２のライン４０６、４０８を具える第２の液圧ディストリビュータ３９８はそれぞれ、丸で囲まれた「Ｍ」によって示された（図１６）液圧モータの入口及び出口にライン４１２、４１４によって連結されている。ライン４１２はチェックバルブ３８２の出口に連結されている。ライン４０８は第２のチェックバルブ３９４の出口に連結され、一般的に連結している回生ブレーキバルブ４１８によってスタビライザモータの入口ライン４１６に連結されている。第２の液圧ディストリビュータ３９８の第３のラインはタンクに連結され、第４のライン４２２はライン３３６に連結されている。
【００６４】
ライン３３６、３３２、４２８、４３２によって気液アキュムレータは、液圧コンバータの入口に連結され、バルブプレートの環状の溝穴とペダル４３６を具えるスタータポンプ４３４に連結されている。液圧コンバータ３７４は、２つの異なる直径のピストン４３８、４４２、の入口チャンバ４４４、排水チャンバ４４６、及び出口チャンバ４４８を具える。回生ブレーキバルブ４１８は、ピストン４５４、スプリング４５６、及び液圧制御ライン４６２によって自動車の従来のブレーキシステム（図示せず）に付随する制御チャンバ４５８を具える。
【００６５】
上記の記述に関して、本発明の部品の最適な寸法の関係は、大きさ、材料、形状、形、機能、及び使用方法の変化を含むと理解されるべきであり、組立及び使用は、当業者にとって自明で明確かであると考えられ、図面に示し明細書に記載したものに関係するすべての均等物は、本発明に包含されている。
【００６６】
従って、前記記載は、本発明の原理を説明するためだけのものとして考慮される。さらに。当業者は容易に様々な改良や変更を行うことができ、これは、開示した完全な構造や使用に、本発明を限定する物ではなく、従って、全ての好適な改良や均等物は、本発明の範囲内にある。
【００６７】
動作説明
ハイブリッドは、スタート、再スタート、アイドリング、及び運転の動作モードがある。また、ハイブリッドは、自動車のスタート加速、自動車の回生ブレーキ、エンジンパワー動作による及び筋力作用による気液アキュムレータ（ＰＨＡ）チャージ、ＰＨＡエネルギによる自動車の非常時の前進及び後退運動を提供する。
【００６８】
操作者はスタートを開始する。スタートからアイドルモードへの切換は自動である。運転モードは、アクセルペダル（図示せず）が押された後に自動的に開始する。また、ＰＨＡは自動的にチャージされる。
【００６９】
エンジンスタート
【００７０】
操作者は、キーを差し込むこと（図示せず）によってソレノイド３６６（図１６、図１６Ａ、図１６Ｂ）を作動させる。ディストリビュータ３６４は、ニュートラルから「スタート」位置へ切り換わり、ライン３８６をライン３８８に、ライン３７２、３７８をタンクに連結する。ディストリビュータ３９８はニュートラル位置にある。
【００７１】
スタートプロセスの間、加圧流体は、ライン３３６、３８６、３８８、４１６によって、ＰＨＡ３３４からディストリビュータ３６４及びチェックバルブ３９４を介してスタビライザモータの入口へ進む。加圧流体は、エンジンピストンの運動方向と独立してスタビライザモータを作動させ、スタビライザモータの出口からライン３７２に沿ってタンクへ進む。エンジンピストンが下方運動をしている間（図１６Ａ）、流体は、負荷無しでポンプ及びスタビライザモータの出口からタンクへ進む。エンジンピストンの上方運動（図１６Ｂ）は、流体がＰＨＡからポンプの入口ライン３９２及びスタビライザモータの入口へ進むように動作する。
【００７２】
スウォッシュプレート４２と相互作用するピストン１６４（図１３）によってスタビライザモータはロータを回転させ、これはエンジン及びコンプレッサバルブと軸ロッドを動作させる。軸ロッド１８４（図３、図４、図６）は、サドルシュー１９８、スライダ２３４、スライドホルダ２３２、及びハブ９６によって、コンプレッサピストンを下端位置（ＢＥＰ）へ動かし、同時にヨーク１８６をロータに対して回転させて、軸ロッド１８２を具えるピンシュー１９６を上端位置（ＴＥＰ）へ動かす。ピンシュー１９６は、ポンプチャンバ内で車軸２２４に対してレバー１９４（図３、図４、図１１）を回転させる。レバーは、スライダ２２８及びクロスバー２２６によって、エンジンピストンを具えるプランジャを上端位置へ動かす。エンジンピストンは燃焼チャンバ内で空気を圧縮し、従来の燃料噴射器（図示せず）がエンジンのパワーストロークを開始する。
【００７３】
矢印（図１２）はロータの回転方向を示し、ロータの管１５４の概略図を示す。
【００７４】
ロータは、円錐レジューサギアホイール２５２、２５４（図３）、シャフト２５６、スプロケットホイール２５８、２６４、及びチェーン２６２によって、エンジンカムシャフトを動作させ、これは、ベルトを具えるプーリによって従来の付属ユニット：冷却システムポンプ、電気システムジェネレータ、液圧トランスミッションの補充ポンプ、ディーゼル噴射ポンプ（図示せず）を動作させる。
【００７５】
第１の１／２周期の間、ロータの管１５４はポンプの入口の溝穴に連結しているが、出口溝穴は閉じている。第２の１／２周期の間、ロータの管はポンプの出口溝穴に連結しており、入口溝穴は閉じている。このような連続状態は、全ての動作モードで起こる。
【００７６】
このように保存されたＰＨＡエネルギは、（スタータの機能において）エンジンピストンが上方運動している間、スタビライザモータとポンププランジャを共同で動作させ、エンジンピストンが下方運動している間、スタビライザモータを動作させることによって、単一シリンダエンジンのスタートを提供する。これは、動力の大きい液圧スタータを使用する。このスタータは、単一シリンダエンジンのスタート及び再スタートを早くすることができ、従来の電気スタータモータ及び交流電源と置き換えることができる。
【００７７】
高圧流体によって、静かなスタートプロセスが可能であり、また、赤信号ごとにエンジンを停止させて燃料消費を少なくすることができる。これは、特に自動車の液圧トランスミッションでとても価値がある。
【００７８】
ＰＨＡ内の流体圧力が十分でない場合、ペダル４３６を具えるスタータポンプ４３４（図１６）は、筋力作用によって流体圧力を増加させる機会を提供する。従って、液圧システムによって、これは、電気バッテリなどのいずれの外部エネルギ源とも独立してエンジンをスタート及び再スタートでき、従って、例えば、駐車時間にかかわらず、ハイブリッドとエンジンスタートの独立した運転を提供する。
【００７９】
アイドリングモード
【００８０】
スタート後、ロータの角速度が増加する。速度センサ（図示せず）は、ニュートラルにおいてソレノイド３６６（図１６、図１６Ｃ、図１６Ｄ）及びディストリビュータ３６４を停止させて、「アイドリング」位置においてライン３７２、３７８、３８８を連結する。ディストリビュータ３９８がニュートラル位置にあるとき、全てのラインは閉じている。エンジンは、スタートモードからアイドリングモードへ自動的に切り替わる。
【００８１】
エンジンピストンが下方運動している間（図１６Ｃ）、流体はポンプの出口からライン３７８を介して進む。エンジンピストンが上方運動している間（図１６Ｄ）、流体はポンプの入口へ進み、ポンプの出口は閉じている。
【００８２】
ポンプの排出量は、スタビライザモータの排出量とほぼ等しい。１／２ロータ周期（エンジンピストン下方運動）の間、ポンプの供給量はポンプ全体の排出量であるが、スタビライザモータ吸い込み量はポンプ容量の半分のみである。ポンプ及びスタビライザモータはライン３７８、３８８、４０８、４１６、ディストリビュータ３６４、及びチェックバルブ３９４によって連続して連結しているので、ポンプの流体量の余剰分は、ライン３７２、３７６及びディストリビュータ３６４（図１６Ｃ）を介して液圧コンバータに入る。次の１／２ロータ周期（エンジンピストン上方運動）の間、流体量は、液圧コンバータからライン３７６、３７２、３８８、３９２、４０８、４１６（図１６Ｄ）及びチェックバルブ３９４を介してポンプ及びスタビライザモータの入口へ進む。
【００８３】
これは、ＰＨＡエネルギを使用する液圧コンバータによってエンジンピストンのリターンストロークを起こし、スタビライザモータ及びポンププランジャの上方運動を動作させる。
【００８４】
液圧コンバータの出口の流体圧力は、液圧コンバータ比に従って液圧コンバータの入口の流体圧力より小さい。これは、効率の大きいアイドリングモードを決定する。
【００８５】
燃焼圧力のエネルギは、ピストンプランジャの運動がＴＥＰからＢＥＰである間、ピストンプランジャへ送られる。このプロセスが図１７Ａに示されている。エンジンバルブ７６、７８は閉じている。コンプレッサ吸気バルブ１０２は閉じており、出力バルブ１０４は開いている。
【００８６】
また、クロスバー２２６（図２、図４、図１１）、スライダ２２８、及びレバー１９４（図４）によって補助されているピストンプランジャは、ピンシュー１９６を下に、ＴＥＰからＢＥＰへ動かす。ピンシューはヨーク１８６を回転させ、これは、サドルシュー１９８によって、反対側の軸ロッド１８４及びシュー２１６をスウォッシュプレート４２に対して押す。シュー２１６とスウォッシュプレート４２の相互作用によってロータを回転させる。クロスバー２２６は、プランジャ領域に対してロータと一緒に回転し、プランジャは回転しないので、実際にはベアリングである。同時に、ヨーク１８６は、サドルシュー１９８、スライドホルダ２３２、及びハブ９６によって補助されて、コンプレッサピストンをＢＥＰからＴＥＰへ動かす。コンプレッサピストンは回転しないので、このスライドホルダ及びハブは実際にはベアリングである。
【００８７】
従って、同期機構は、ピストンプランジャの往復運動をロータの回転運動へ変換して、エンジンとコンプレッサピストンの対向する運動を提供する。ロータは、円錐ギアホイール２５２、２５４（図３）、シャフト２５６、スプロケットホイール２５８、２６４、及びチェーン２６２によって、エンジンカムシャフトを駆動する。ロータはローブ１１６（図２、図１０）を回転させてロッド１１８及びロッカ１２２によってコンプレッサ吸気バルブ１０２を動作させ、ローブ１２４を回転させてコンプレッサ出力バルブ１０４を動作させる。
【００８８】
同期機構は、エンジン及びコンプレッサバルブに運動及び２ストローク運転サイクルに応じた動作を提供し、ＴＥＰからＢＥＰへの各エンジンピストンのストロークはパワーストロークである。
【００８９】
ポンプチャンバ内のオイルで同期機構の構成部品全ての運動は、高品質な潤滑を提供し、効率をよくする。
【００９０】
ヨークは２つの異なる軸を中心に同時に回転する。一方の軸はロータの軸である。他方の軸は、ロータの軸に対して垂直なシリンダ面のフロート支持部２０２（図３、図４）の軸である。ヨークは後者の軸を中心に回転して、スウォッシュプレートの傾斜角と独立して軸ロッドの中心線の平面においてスウォッシュプレートとヨークの平らな面の間に一定の距離を提供する。また、これは、ピストン又はプランジャに作用する力の大きさや方向に関係なく起こる。
【００９１】
軸ロッドの上側及び下側の球面部分の中央を繋ぐラインは平行四辺形を形成する。この回転平行四辺形は、シリンダ内のピストンプランジャ、コンプレッサピストン及びロータの同期化した動きを規定する。
【００９２】
コンプレッサピストン及び軸ロッドは、同じストロークを有する。レバーによって、ピストンプランジャはレバー比に従って増加したストロークを行う。
【００９３】
コンプレッサとエンジンピストンの対向する運動によって、エンジンピストンの下のスペースはコンプレッサチャンバとして機能できる。これによって、高速の空気、すなわち従来のブロワにおける運動エネルギの代わりに、静止エネルギすなわち空気圧が使用されるので、騒音を減らすことができる。ピストンは対向する方向に動くので、エンジンピストンは、実質的にコンプレッサピストンになる。これによって、空気を圧縮するために直接的なエネルギ伝達が行われ、効率をよくする。
【００９４】
コンプレッサピストンはプランジャでピストンに影響を与える慣性力を補償するので、対向する運動はシステムの簡単で、高品質な平衡を提供する。これは振動を減らす。
【００９５】
ピストンの対向する運動は、エンジン及びコンプレッサピストンの運動の重ね合わせによって形成されるので、エンジンの排出量よりも大きいコンプレッサの排出量を提供する。これは、空気の吸い込み量とエンジンの比出力を増やす。アイドリングモードは、アクセルペダルが押されない限り続く。
【００９６】
運転モード
【００９７】
アクセルペダル（図示せず）を押すことによってロータの角速度は増加し、速度センサ（図示せず）はソレノイド３６８（図１６、図１６Ｅ、図１６Ｆ）を作動させる。ディストリビュータ３６４は、「運転」位置へ切り換わり、ライン３７８にライン３８６を、ライン３７２にライン３８８を連結する。従って、ディストリビュータは、アクセルペダルが押された場合にアイドリングから運転モードへ切り換える。
【００９８】
図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄは、ロータの単一周期（エンジンの２サイクル）間のハイブリッド動作順序を示す。
【００９９】
図１７Ａは、ＴＥＰからＢＥＰへのピストンプランジャのパワーストローク及び同時に反対方向に動くコンプレッサピストンのパワーストロークを示す。エンジンバルブ７６、７８は閉じ、コンプレッサ出力バルブ１０４は開いて、吸気バルブ１０２は閉じている。
【０１００】
加圧流体流は、ポンプの出口から、ライン３７８、３８４及びチェックバルブ３８２を介して（図１６Ｅ、エンジンピストン下方運動）モータ「Ｍ」の入口へ、ライン４０８、４１６を介してスタビライザモータの入口へ進む。ポンプとスタビライザモータの排出量はほぼ同じである。１／２サイクルの間、ポンプの供給量はポンプの排出量と同じであるが、ポンプ及びスタビライザモータは連続して連結しているので、スタビライザモータ吸い込み量はポンプ容量の半分のみである。ライン３７８、３８６、３３６、及びディストリビュータ３６４を介して流量の余剰分は、ＰＨＡ３３４に入る。また、流体は液圧コンバータからライン４２８を介してＰＨＡへ入る。次の１／２サイクル（図１６Ｆ、エンジンピストン上方運動）の間、この流体量の余剰分は、ＰＨＡ３３４からライン３３６、３８６、３７８、３８４、４１２、チェックバルブ３８２、及びディストリビュータ３６４を介してモータ「Ｍ」の入口へ入る。図１６Ｇ、図１６Ｈ、図１６Ｊにおける線図はこのプロセスを示す。Ｔはサイクル時間である。Ｑは、図１６Ｇにおけるポンプ、図１６Ｈにおける液圧コンバータ、図１６Ｊにおける液圧モータの供給量である。
【０１０１】
同時に、流体は、液圧コンバータの出口からライン３７６、３７２、３８８、３９２を介してポンプの入口へ進み、必要な吸い込み流体圧力を提供し、エンジンピストンのリターンストロークを提供する。このように、前記エンジンパワーの動作中、気液アキュムレータ及びスタビライザ液圧モータに連続して連結している液圧モータ「Ｍ」と並列に連結しているポンプの出口によって、単一のポンププランジャの供給脈動を前記液圧モータ「Ｍ」に送り込む均一の流体流へ変える。モータ「Ｍ」を介する均一な流体流を図１６Ｊに示す。
【０１０２】
これによって、効果で、複雑な、大きい複数シリンダエンジン、コンプレッサ及びポンプの代わりに、１の簡単な単一シリンダハイブリッドを使用することができる。
【０１０３】
これによって、中間の機構を使用せずにポンププランジャの上方運動を動作させる液圧コンバータ流体圧力によって、エンジンピストンのリターンストロークが起こる。これは、単一のエンジンシリンダの独立した動作を提供する。液圧コンバータの出口の流体圧力は、液圧コンバータ比に従って液圧コンバータの入口の流体圧力より小さい。直接的なエネルギ伝達によって、エンジンピストンのリターンストロークは、最小限のエネルギ損失で最小の燃料消費率で起こる。また、これはハイブリッドの重量、費用、及び設置スペースを減らす。
【０１０４】
ロータの２／１周期の間、ピストンプランジャの運動がＴＥＰからＢＥＰである間、燃焼圧力のエネルギはピストンプランジャへ送られる。
【０１０５】
動力流の最大部分は、ポンプの出口からモータ「Ｍ」へ直接進む高圧流体流である。
【０１０６】
エンジンピストンに固定されたポンププランジャは、直接的なエネルギ伝達を提供するこれによって、２つの複雑で大きな標準のユニット（エンジン及びポンプ）の代わりに、１の簡単なユニットハイブリッドを使用することができる。また、このハイブリッドは、クランクシャフト又は連結ロッド無しでレシプロエンジン及びコンプレッサを使用する課題を解決する。これは、効率を良くして、燃料消費を減らす。
【０１０７】
補償ピストン１８８、１９２（図４）は、ポンプチャンバ内で軸ロッドと相互作用し、スウォッシュプレートに対して軸ロッドを押す力を減らす、これは、効率を良くし、ロータの回転速度を増加させる。ロータの中心線上にポンププランジャを配置することによって、従来のポンプと比較してロータの回転速度及び伝達パワーをかなり増加させることができる。
【０１０８】
我々は、これらの要素全てによって、最大のエンジンパワーと同等になるようにポンプパワーを増加させることができる。
【０１０９】
第２の、より小さな動力流部分はエンジンピストンの下部とコンプレッサピストンの相互作用を用いて、コンプレッサチャンバ８４（図２）内及びレシーバ１１２内の空気を圧縮する。コンプレッサピストン運動は、横断する力無しで、ポンプパワーストロークと同時に、ポンプチャンバ１５２内でハブ９６の流体圧力によって提供される。スライドホルダ２３２（図３）及び付随する軸ロッドを具えるハブ９６は、同期化した特性を提供する。流体圧力による直接的なエネルギ伝達による空気圧縮は、効率を良くして燃料消費を減らす。レシーバウォータジャケット１１４（図２）による追加的な空気の冷却は、エンジンの熱効率を良くして、燃料消費を減らす。
【０１１０】
第３の、最小の動力流部分は、エンジン及びコンプレッサバルブと付属ユニットに送られる。
【０１１１】
ピストンプランジャの配設（シリンダの内側、同時にハブ９６の内側）及びこれが動く時に横断する力がないことによって、エンジンピストンの長さを最小にできる。コンプレッサピストン及びハブの配設（同時にシリンダ及びロータ内）によって、コンプレッサピストンの長さを最小にできる。これは、小型の設計を提供し、ピストン重量及び慣性力を最小にする。
【０１１２】
運転モードにおいて、同期機構は、エンジン負荷又は加速割合にかかわらず、ピストンプランジャ運動と同期化して、コンプレッサピストンの運動及びロータの回転を提供する。
【０１１３】
従って、エンジン、ポンプ、及びコンプレッサのパワーストロークは、中間の機構無く、ピストン又はプランジャからの横断力の作用無く、同時に行われて、直接的にエネルギを伝達する。これは、最小化し、設計を簡単にし、ハイブリッドの寿命と効率を大きくする。
【０１１４】
ハイブリッドにおいて、この重量及び設置スペースは、直接的なエネルギ伝達によって従来システムのエンジンポンプよりも小さい。
【０１１５】
同期機構は、エンジン及びコンプレッサバルブに運動及び２ストローク運転サイクルに応じた動作を提供し、ＴＥＰからＢＥＰへの各エンジンピストンのストロークはパワーストロークである。ＢＥＰにおけるピストンプランジャ及びＴＥＰにおけるコンプレッサピストンは、これらのパワーストロークを同時に達成する。空気はレシーバ内で最大圧力に圧縮される。
【０１１６】
ＢＥＰからＴＥＰへのピストンプランジャ運動（図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１７Ｄ）は、ロータの１／２周期の間、ＴＥＰからＢＥＰへのコンプレッサピストン運動と同時に起こる。コンプレッサ吸気バルブ１０２が開いて、出力バルブ１０４が閉じ、空気はコンプレッサチャンバ内に吸い込まれる。同時に、流体は、液圧コンバータの出口チャンバからポンプの入口へ進む。
【０１１７】
シリンダの側面におけるこの配設によって、コンプレッサ吸気バルブの直径は、同じ排出量で、一般的なエンジンの吸気バルブよりも大きくすることができる。吸い込まれた空気は、従来のエンジンのように燃焼チャンバを通過しないので冷却される。これは、コンプレッサチャンバ内の体積効率及び空気量を増加させる。このような共同要素によって、全ての状態、特に、例えば海面より高い低気圧下におけるエンジン動作を改良する。
【０１１８】
ＢＥＰからＴＥＰへのエンジンピストン運動は３つの連続したプロセス：エンジンピストンによる複合洗浄、共同圧縮、及び最終の圧縮（ディーゼルの場合空気、又はガソリンエンジンの場合混合物）から成る。
【０１１９】
複合洗浄プロセスを図１７Ｂに示す。  
【０１２０】
複合洗浄プロセスには３つの要素がある。
【０１２１】
バルブ７６、７８が開く。ピストンプランジャはＢＥＰからＴＥＰへ移動し、既燃ガスに置換える（第１の要素）。同時に、開いたバルブ７６を通してレシーバから噴射された高圧空気が、また、既燃ガスに置き換えられる（第２の要素）。洗浄プロセスは、エンジンピストンが下方へ運動している間前述のストロークで圧縮された高圧空気を提供する。
【０１２２】
複合動作は、排気プロセスを強化して、体積効率を増やす。レシーバのウォータジャケットによる空気の追加の冷却（内部冷却）が第３の要素である。従って、第３の共同要素は、充填プロセス（ディーゼルの場合空気、又はガソリンエンジンの場合混合物）を改良し、エンジンの出力比を増加させる。複合洗浄プロセスは、排気バルブが閉じるときに終了する。
【０１２３】
共同圧縮プロセスを図１７Ｃに示す。
【０１２４】
排気バルブが閉じて、空気噴出バルブ７６が開く。エンジンピストンは、空気の噴出と共同して運動を続け、レシーバ内の空気圧が燃焼チャンバ内よりも大きいことによって、シリンダ内の空気圧を増加させる。共同圧縮プロセスは、噴出バルブが閉じると終了する。
【０１２５】
最終の圧縮プロセスを図１７Ｄに示す。
【０１２６】
バルブ７６、７８が閉じている。エンジンピストンは圧縮を続ける。ＴＥＰの前に、シリンダ内の圧縮が最大になる。従来の燃料噴出システム（図示せず）によって、エンジンパワーストロークが開始する。運転サイクルはロータの１周期後に終了する。
【０１２７】
従って、ハイブリッドの２サイクルエンジンは、空気噴出バルブとして機能する吸気バルブを具える安価な４サイクルエンジンのシリンダヘッドを使用する。従来の２サイクルエンジンのシリンダの壁の空気口にこのバルブを置き換えて、２サイクルエンジンの動作を改良する。これは、２サイクルエンジンのパワーを高めるという問題をかなり高圧の空気噴出によって解決し、２サイクルエンジンの大きな潜在的な可能性−他は同等物である４サイクルエンジンの比出力を少なくとも２倍に実現できる。
【０１２８】
ＰＨＡ高圧流体は、環状溝穴１５６及び管２４４を介してスウォッシュプレートに対して前記フロート支持部及び同期機構の構成部品を押すブースタピストンへ進んで、スウォッシュプレートのシフトと傾斜角の変化と独立したハイブリッド動作を提供する。これは、ブースタピストンの直径比を決定し、エンジン、コンプレッサ、及びポンプの可変の排出量の動作を提供する。
【０１２９】
エンジン、コンプレッサ、及びポンプ動作は、２つの独立変数：１つ目はスウォッシュプレート角度、２つ目はロータ中心線とスウォッシュプレートのヒンジピンの軸との間の距離の関数である。第１の変数は、エンジン、コンプレッサ、及びポンプの排出量を決定する。第２の変数はエンジン圧縮比を決定する。公知のエンジン圧縮比は、燃料の種類（オクタン燃料比）を決定し、非常に重要な条件：エンジンが得られた燃料で動作している間、エンジン圧縮比がエンジン排出量の変化から独立していることを決定する。この条件が、次の証明に従って単一シリンダのハイブリッド同期機構全体を実行する。
【０１３０】
エンジン圧縮比と独立したエンジン排出量変化の証明（図１８Ａ、１８Ｂ）
【０１３１】
１／２ロータ周期あたりのユニバーサルハイブリッドのコンプレッサピストンのストロークｈは、軸ロッドのストロークと等しく、公知の軸機構、
ｈ＝Ｌｔａｎθ  （１）
に従う。ここで、Ｌは軸ロッドの軸間の距離であり、θはスウォッシュプレート角度である。
【０１３２】
レバー比ｉ＝（ａ＋ｂ）／ｂに従って、コンプレッサピストンのストロークｈより大きいエンジンピストンのストロークＨは、
Ｈ＝ｉｈ＝ｉＬｔａｎθ  （２）
である。ここで、ａ、ｂはレバーアームであり、Ｈはエンジンピストンのストロークである。
【０１３３】
広く新しいエンジン圧縮比Λは、
Λ＝（δ＋Ｈ）／δ  （３）
である。ここで、δはエンジンピストンの隙間である。
【０１３４】
スウォッシュプレートのヒンジピンの軸を軸ロッド領域の中心に繋がっているラインに置く。
θ＝０の場合、Ｈ＝０及びδ＝０  （４）
【０１３５】
エンジンピストンの隙間δは、
δ＝ｉεｔａｎθ  （５）
ここで、εは、軸ロッドの軸とスウォッシュプレートのヒンジピンの軸の間の距離である。
【０１３６】
方程式（２）、（３）、（４）、及び（５）によってエンジン圧縮比が得られる。
Λ＝１＋Ｌ／ε  （６）
【０１３７】
ε＝Ｂ−Ｌ／２（７）
なので、
方程式（６）及び（７）によってエンジン圧縮比が得られる。ここで、Ｂはロータ中心線とスウォッシュプレートのヒンジピンの軸の間の距離である。
Λ＝（２Ｂ＋Ｌ）／（２Ｂ−Ｌ）  （８）
従って、
Ｂ＝Ｌ（Λ＋１）／２（Λ−１）  （９）
である。
【０１３８】
この証明によって、我々は以下のことを得た。
１．エンジン圧縮比は、方程式（８）に従って、スウォッシュプレート角度θから独立している。これは、エンジンピストンのストロークＨと隙間δの両方がスウォッシュプレートタンジェント角度に比例しているためである（方程式２及び５参照）。これは、スウォッシュプレート角度θが変化する（ピンが移動可能である）が、スウォッシュプレートのヒンジピンが固定されている（Ｂが一定である）間、可変の排出量と不可変の圧縮比状態のエンジン動作を提供する。
２．エンジン圧縮比は、方程式（８）に従って、ロータ中心線とスウォッシュプレートのヒンジピンの軸の間の距離Ｂに従属する。これは、異なる種類の燃料を使用して、距離Ｂの変化によってエンジンを雑燃料エンジン(omnivorous engine)に変えることができる。
【０１３９】
エンジンの圧縮比に従属する距離Ｂの例は下記の通りである：
軸ロッドの軸間の距離Ｌ＝６０ｍｍのエンジンが圧縮比Λ＝１０で動作すると方程式（９）によりＢ＝３６．７ｍｍである。
他の燃料が、Λ＝２０より大きい２倍のエンジン圧縮比を必要とすると、方程式（９）によりＢ＝３３．２ｍｍである。
【０１４０】
この例は、距離Ｂの小さな変化がエンジン圧縮比の大きな変化を与えることを示している。また、この例は、距離Ｂの変化（ヒンジピンが移動可能）により、エンジンを雑燃料エンジンに変える効果的で簡単な方法を示している。
【０１４１】
図１８Ａは、最小のスウォッシュプレートの傾斜角度θに従った最小のエンジン排出量を示している。図１８Ｂは、最大のスウォッシュプレートの傾斜角度θに従った最大のエンジン排出量を示している。
【０１４２】
スウォッシュプレートの回転機構及びスウォッシュプレート回転の液圧システムは、スウォッシュプレートのヒンジピンが固定されている（Ｂが一定である）間、可変の排出量と不可変の圧縮比でエンジン動作の可能性を実現する。
【０１４３】
スウォッシュプレートのシフト機構及びスウォッシュプレートシフトの液圧システムは、異なる種類の燃料で動作するエンジンの可能性を実現し、エンジンは実質的に雑燃料エンジンになる。
【０１４４】
エンジン、コンプレッサ、及びポンプの可変の排出量は、エンジンパワーを自動車の幅広く可変的な負荷及びスピード範囲に構成することができる追加の能力を提供する。
【０１４５】
エンジン及びコンプレッサ排出量の同時の増加は、エンジンパワーを自動車の幅広く可変的な負荷及びスピード範囲に構成することができる追加の能力を提供する。
【０１４６】
液圧モータとスタビライザモータの連続的な連結は、１分あたりのエンジン負荷及びサイクルの永久独立を維持するために、スタビライザモータの入口の流体圧力によって前記液圧モータ排出量を自動で制御できるようにする。
【０１４７】
エンジン、コンプレッサ、及びポンプの可変の排出量は、自動車の負荷及びスピード範囲が幅広く可変的である間、最小の燃料消費率でのエンジン動作を提供する。
【０１４８】
図１９Ａは、コンプレッサピストンのストロークＦ１及びコンプレッサとエンジンピストンの間の距離が１／２ロータ周期でＧ１からＫ１へ変化することを示している。この距離の変化は、スウォッシュプレートの傾斜角度θ１に従ったコンプレッサの排出量及びコンプレッサ圧縮比を決定する。
【０１４９】
図１９Ｂは、コンプレッサピストンのストロークＦ２及びコンプレッサとエンジンピストンの間の距離が１／２ロータ周期でＧ２からＫ２へ変化することを示している。この距離の変化は、大きいスウォッシュプレートの傾斜角度θ２に従ったコンプレッサの排出量及びコンプレッサ圧縮比を決定する。
【０１５０】
図１９Ａと比較すると図１９Ｂは、スウォッシュプレート角度及びエンジン排出量の増加とともに、同時にコンプレッサの排出量及びコンプレッサ圧縮比が増加する。
【０１５１】
これらの要素全ては、広く知られている自動車エンジンやオートマチック・トランスミッションの代わりにエンジン、コンプレッサ、ポンプ、及び液圧モータの排出量が可変的である連続液圧トランスミッションの使用を提供し、これによって、重量、設置スペース、コスト、仕事、燃料消費を最小限にする。
【０１５２】
自動車のスタート加速
【０１５３】
ハイブリッドは、ＰＨＡエネルギを使用することによって自動車のスタート加速を提供する。操作者はアクセルペダルを押して、オンボードコンピュータ（図示せず）はソレノイド４０２を作動させる（図１６、図１６Ｋ、図１６Ｌ）。ディストリビュータ３９８は、ニュートラルから「自動車のスタート加速」位置へ切り換わり、液圧モータ「Ｍ」を具えるＰＨＡをライン３３６、４０６、４１２によって連結する。ニュートラル位置にあるディストリビュータ３６４は、エンジンアイドリング動作を提供する。
【０１５４】
液圧モータ「Ｍ」は気液アキュムレータのエネルギを使用して、チェックバルブ３８２は閉じているので独立したエンジンモードから独立した自動車の動作を駆動する。図１６Ｋは、エンジンピストン下方運動の間のこれを示し、図１６Ｌは、エンジンピストン上方運動の間のこれを示す。
【０１５５】
従って、保存されたＰＨＡエネルギは、最小限の燃料消費での大きな動力、高効率で騒音のない自動車加速を提供する。また、これは、高効率の連続液圧トランスミッションの使用を提供する。気液アキュムレータの流体圧力センサ（図示せず）及びオンボードコンピュータからの信号がエンジンパワー動作のソレノイド３６８を自動で動作させ、操作者がアクセルペダルを押し続ける場合、エンジンはＰＨＡと共同して自動加速を提供する。保存されたＰＨＡエネルギは、同じ加速を提供するために従来の車のエンジンより容量の小さいエンジンを使用するという課題を解決する。
【０１５６】
自動加速用にＰＨＡエネルギを使用することは、エネルギ回復方法であり、燃料消費をかなり減らすという課題を解決する。
【０１５７】
自動車回生ブレーキ
【０１５８】
操作者がブレーキペダルを押し、制御ライン４６２（図１６、図１６Ｍ）における流体圧力は回生ブレーキバルブ４１８をライン４０８を閉じる位置へ切り換える。同時に、オンボードコンピュータ（図示せず）がソレノイド４０４を動作させ、「自動車回生ブレーキ」位置におけるディストリビュータ３９８は、ライン３３６にライン４０８を、ライン４０６にタンクを連結する。自動車の運動は、トランスミッションによって液圧モータ「Ｍ」のシャフト（図示せず）を駆動して、これは、ポンプ運動で流体をライン４１４、４０８、３３６及びディストリビュータ３９８を介してＰＨＡへ供給する。同時に、ニュートラル位置におけるディストリビュータ３６４は、エンジンアイドリング動作を提供する。
【０１５９】
このように、自動車の運動エネルギをＰＨＡの位置エネルギへ変える。これは、自動車のブレーキシステムの寿命を長くして、続く自動車の加速用のエネルギを蓄積する。これは、同じ加速を提供するために従来の車のエンジンより容量の小さいエンジンを使用するという課題を解決する。
【０１６０】
回生ブレーキはエネルギ回復方法であり、燃料消費をかなり減らす。
【０１６１】
気液アキュムレータチャージ（液圧モータ「Ｍ」シャフトは止められている）
【０１６２】
ＰＨＡ流体圧力の減少は、流体圧力センサ（図示せず）からの信号を決定し、オンボードコンピュータ（図示せず）は自動でソレノイド３６８（図１６、図１６Ｎ、図１６Ｐ）を作動させる。ディストリビュータ３６４は、「運転」位置へ切り換えて、ライン３３６によってＰＨＡを具えるポンプ出力ライン３７８を連結する。
【０１６３】
流体は、エンジンピストン下方運動の間、ポンプの出口から直接ＰＨＡ（図１６Ｎ）へ進む。エンジンピストン上方運動（図１６Ｐ）は、液圧コンバータからの流体供給を提供し、同時にこの入口チャンバはＰＨＡから流体を受ける。液圧コンバータ比の結果、エンジンピストン下方運動の間にＰＨＡに入る流量は、エンジンピストン上方運動の間にＰＨＡから進む流量より大きい。従って、ＰＨＡの流体圧力は、１サイクルの間に増加する。流体圧力が最大に達するときに、流体圧力センサからの信号はソレノイド３６８を停止させて、ディストリビュータ３６４はニュートラル位置へ切り換わる。
【０１６４】
従って、エンジンはＰＨＡを自動的にチャージする。ハイブリッドは、流体圧力がかなり減少している場合であっても、駐車時間にかかわらずＰＨＡを自動でチャージするという課題を解決する。その状況では、センサは、自動制御信号としてＰＨＡ流体圧力の大きさを用いて、前述の「スタート」、「アイドリング」、及び「運転」（操作者による動作を必要とする）のプロセスの代わりに、ディストリビュータのソレノイドを切り換える。エンジンはＰＨＡを早くチャージして、流体圧力が最大に達した時に自動的に停止する。ペダル４３６によってスタータポンプ４３４（図１６）は、非常時における筋力作用で流体圧力を増大させる機会を提供する。従って、ハイブリッドは、次の大きなパワーの早いスタートのためにこのエンジンを用意する。エネルギ回復としての気液アキュムレータのチャージは、かなり燃料消費を減らす。
【０１６５】
自動車の非常時の運動
【０１６６】
単一シリンダのハイブリッドシステムは、エンジンが動かない場合にＰＨＡエネルギを使用することによって非常時における自動車の前進及び後退運動（図１６、図１６Ｑ、図１６Ｒ）を提供する。ソレノイド４０２（図１６Ｑ）は、停止したエンジンから独立しているＰＨＡエネルギを使用する液圧モータ「Ｍ」によって自動車の非常時の前進運動のためにディストリビュータ３９８を切り換える。ソレノイド４０４（図１６Ｒ）は図１６の液圧線図に従って、自動車の非常時の後退運動のためにディストリビュータ３９８を切り換える。
【０１６７】
ハイブリッドはすべて、かなり自動車の燃料を減らすことができるという利点がある。以下に、都市部での運転状態において、漸進的な液圧トランスミッションを備える中型のセダンの車における単一シリンダのハイブリッドの大体の燃料経済を示す。
【０１６８】
燃料経済の方法                                          燃料経済比
１．最小の燃料消費率の全動作モード  ・・・・・・・・・・・  １８％
２．空気の内部冷却過給機を具える直接エネルギ伝達・・・・・  １２％
３．赤信号毎のエンジン停止  ・・・・・・・・・・・・・・・  ８％
４．エンジン及び漸進的な液圧トランスミッションの軽量・・・  ７％
５．より小さいエンジン容量のエネルギ回復  ・・・・・・・・  ３０％
合計・・・・  ７５％
【０１６９】
直接のエネルギ伝達、連続的に可変のエンジン、コンプレッサ、及びポンプの排出量、及び液圧トランスミッションエネルギ回復を具える単一シリンダのハイブリッドは、都市部の状況で、中型のセダンの車において１ガロンあたり約８０マイルを達成して、自動車の加速の大きさ維持できるようにする。
【０１７０】
単一シリンダのハイブリッドは、少なくとも以下のことを可能にする：
・ディーゼル燃料による２サイクルエンジンか２サイクルガソリンエンジンを使用すること。ディーゼルを使用する場合、従来システムのシリンダヘッド（図示せず）内への噴出ポンプ及び燃料噴出器が使用される。ガソリンを使用する場合、シリンダヘッド（図示せず）内へのスパークプラグを具える従来の燃料噴出システムが使用される。どちらの場合も従来のスロットル（図示せず）がコンプレッサの吸気ラインに入る空気の量を制御するために使用される。
・従来の燃料、冷却、電気、及びその他の付属システムを使用して、外部のエネルギ源から独立して筋力作用によってエンジンスタートを提供すること
・追加のエンジン冷却をレシーバウォータジャケットと別に又はエンジン冷却システムと共同して、あるいは空気によるエンジン冷却を使用すること
・他の目的、例えば空気をタイヤに入れるためにレシーバ内の加圧空気を使用すること
・様々な種類の液圧トランスミッション、例えば可変の又は固定の排出量の従来のモータ、閉じたあるいは開いたループと共に使用すること；及び高圧流体を具える機械的動作装置のシリンダを提供すること
・垂直又は水平、あるいは両方の角度のいずれかの方向のエンジンシリンダ軸を具えて機械的に設備を使用すること
・エンジントルク及びロータ角速度信号を具え、及び電気、液圧、又は機械的ないずれかのフィードバックを具える様々な種類のスウォッシュプレート回転の自動システムを使用すること
・簡単なスウォッシュプレートのシフト機構によって、プロパン、天然ガス、メタン、水素など様々な種類の気体燃料を使用すること
・エンジン圧縮比を変化する、及びいずれかの種類の燃料を使用するために、自動又はボタン制御を具えるスウォッシュプレートのシフト機構を使用すること
・エンジンピストンからポンププランジャへの直接的なエネルギ伝達の結果、エンジン排出量あたりのさらなるパワー出力のために燃料の自然燃焼（爆発）を使用すること
・可変の排出量ハイブリッドと不可変の排出量ハイブリッドの両方のコンプレッサのバルブを駆動するローブを具えるポンプのロータを使用すること
・例えばディーゼルの場合の燃料噴出ポンプを駆動するために、ロータの中心シャフトを使用すること。
【０１７１】
前述の単一シリンダのハイブリッドは、トラック、機関車、船、オートバイ、飛行機、移動式動力システム、建設機械、自動車、及びその他の自動車や装置に使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】図１は、本発明の原理に従う単一シリンダハイブリッドの好適な実施例を示す。
【図２】図２は、本発明のエンジンシリンダ軸とエンジン及びコンプレッサバルブ軸に沿った断面図である。
【図３】図３は、本発明のエンジンシリンダ軸と軸ロッドの軸に沿った断面図である。
【図４】図４は、本発明の軸ロッドの軸に沿った詳細な断面図である。
【図５】図５は、図４のライン１−１による部分的な詳細断面図である。
【図６】図６は、図４のライン２−２による部分的な詳細断面図である。
【図７】図７は、図４のライン３−３による部分的な詳細断面図である。
【図８】図８は、図４のライン４−４による部分的な詳細断面図である。
【図９】図９は、図４のライン５−５による部分的な詳細断面図である。
【図１０】図１０は、本発明のコンプレッサ出力バルブに沿ったシリンダの断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の同期機構のレバーに沿った断面図である。
【図１２】図１２は、本発明のバルブプレートに沿った断面図である。
【図１３】図１３は、本発明のスタビライザ液圧モータピストンの軸に沿った断面図である。
【図１４】図１４は、本発明のスウォッシュプレート回転及びスウォッシュプレートのシフト機構の正面図である。
【図１５】図１５は、本発明のスウォッシュプレート回転及びスウォッシュプレートのシフト機構の平面図である。
【図１６Ａ−１６Ｂ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ａ及び１６Ｂは、本発明に従ったエンジンピストンの下方及び上方運動それぞれの間のエンジンスタートの流体のフロー図である。
【図１６Ｃ−１６Ｄ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｃ及び１６Ｄは、本発明に従ったエンジンピストンの下方及び上方運動それぞれの間のエンジンアイドリングの流体のフロー図である。
【図１６Ｅ−１６Ｆ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｅ及び１６Ｆは、本発明に従ったエンジンピストンの下方及び上方運動それぞれの間のエンジンの運転動作の流体のフロー図である。
【図１６Ｇ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｇは、本発明に従ったエンジン動作の１サイクルの間のポンプ供給を示す図である。
【図１６Ｈ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｈは、本発明に従ったエンジン動作の１サイクルの間の気液アキュムレータの流体の流れを示す図である。
【図１６Ｊ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｊは、本発明に従った液圧モータを介した流体の流れを示す図である。
【図１６Ｋ−１６Ｌ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｋ及び１６Ｌは、本発明に従ったエンジンピストンの下方及び上方運動それぞれの間の自動車のスタート加速の流体のフロー図である。
【図１６Ｍ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｍは、本発明に従った自動車の回生ブレーキの流体のフロー図である。
【図１６Ｎ−１６Ｐ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｎ及び１６Ｐは、本発明に従ったエンジンピストンの下方及び上方運動それぞれの間のエンジンパワー動作による気液アキュムレータのチャージの流体のフロー図である。
【図１６Ｑ−１６Ｒ】図１６は、本発明の液圧線図であり、図１６Ｑ及び１６Ｒは、本発明に従った気液アキュムレータのエネルギによる非常時の自動車運動の前進及び後退それぞれの流体のフロー図である。
【図１７Ａ−１７Ｄ】図１７Ａ乃至１７Ｄは、本発明に従ったハイブリッド動作の順序を示す。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明に従った最小のエンジン排出量のハイブリッドを示す動的図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明に従った最大のエンジン排出量のハイブリッドを示す動的図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明に従った最小のエンジン、コンプレッサ、及びポンプ排出量のハイブリッドを示す動的図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明に従った最大のエンジン、コンプレッサ、及びポンプ排出量のハイブリッドを示す動的図である。
【０１７３】
同じ参照数字は、すべての図面において同じ部品を示す。
【０１７４】
液圧ラインの矢印（図１６Ａ乃至図１６Ｆ及び図１６Ｌ乃至図１６Ｒ）は、図１６の液圧線図に従った流体の流れの方向を示す。
【０１７５】
図１２の矢印は、ロータの回転方向を示す。
【符号の説明】
【０１７６】
２６  ハイブリッド
２８  エンジン
３２  コンプレッサ
３４  ポンプ
３６  ロータ
３８  同期機構
４２  スウォッシュプレート
４４  円錐レジューサ
４６  スウォッシュプレートの回転機構
４８  スウォッシュプレートのシフト機構
５２  スウォッシュプレート回転の液圧システム
５４  スウォッシュプレートシフトの液圧システム
５６  液圧制御システム
５８  エンジンシリンダ
６２  エンジン冷却システム
６４  エンジンピストン
６６  エンジンピストンリング
６８  エンジンシリンダヘッド
７２  燃焼チャンバ
７４  エンジンカムシャフト
７６  空気噴出バルブ
７８  排気バルブ
８２  排気マニホルド
８４  コンプレッサチャンバ
９２  コンプレッサピストン
９４  コンプレッサピストンリング
９６  コンプレッサピストンハブ
９８  コンプレッサ吸気マニホルド
１０２  コンプレッサ吸気バルブ
１０４  コンプレッサ出力バルブ
１０６、１０８  スプリング
１１２  レシーバ
１１４  レシーバのウォータジャケット
１１６  コンプレッサ吸気バルブのローブ
１１８  ロッド
１２２  ロッカ
１２４  コンプレッサ出力バルブのローブ
１３２  バルブプレート
１３４  ロータのシリンダブロック
１３６  ロータのアバットメント
１３８  ポンプのプランジャ
１４２  ロータのベアリング
１４４  ディスクスプリング
１４６、１４８  ポンプの溝穴
１５２  ポンプのチャンバ
１５４  ロータの管
１５６  環状溝穴
１５８、１６２  独立した溝穴
１６４  ロータのピストン
１６６  中心シャフトのベアリング
１６８  中心シャフト
１７２  歯付クラッチ
１８２、１８４  軸ロッド
１８６  ヨーク
１８８、１９２  補償ピストン
１９４  レバー
１９６  ピンシュー
１９８  サドルシュー
２０２  フロート支持部
２０４  フロート支持部のリッジ
２０６、２０８  ブースタのピストン
２１２  ブースタの排水チャンバ
２１４  排水口
２１６、２１８  シュー
２２２  スライダ
２２４  車軸
２２６  クロスバー
２２８  スライダ
２３２  スライドホルダ
２３４  スライダ
２３６  スライドホルダのリッジ
２４４  ブースタの管
２５２、２５４  円錐ギアホイール
２５６  シャフト
２５８  スプロケットホイール
２６２  チェーン
２６４  第２のスプロケットホイール
２６６  プーリ
２６８  ベルト
２７２  ベアリング
２７４  ハウジング
２８２  サーボシリンダ
２８４  ピストン
２８８  スウォッシュプレートのピン
２９２  ロッド
２９４  サーボシリンダ
２９６  ピストン
２９８  レバー
３０６  ロッド
３０８  スウォッシュプレートのヒンジピン
３１６  液圧ディストリビュータ
３１８、３２２  ソレノイド
３２４、３２６、３３２  液圧ライン
３３４  気液アキュムレータ
３３６  液圧ライン
３３８  液圧ディストリビュータ
３４２、３４４  ソレノイド
３４６、３４８  液圧ライン
３６４  液圧ディストリビュータ
３６６、３６８  ソレノイド
３７２  液圧ライン
３７４  液圧コンバータ
３７６、３７８  液圧ライン
３８２  チェックバルブ
３８４、３８６  液圧ライン
３８８、３９２  液圧ライン
３９４  第２のチェックバルブ
３９８  液圧ディストリビュータ
４０２、４０４  ソレノイド
４０６、４０８  液圧ライン
４１２、４１４、４１６  液圧ライン
４１８  回生ブレーキバルブ
４２２  液圧ライン
４２８、４３２  液圧ライン
４３４  スタータポンプ
４３６  スタータポンプのペダル
４３８、４４２  液圧コンバータのピストン
４４４  の入口チャンバ
４４６  排水チャンバ
４４８  の出口チャンバ
４５４  ピストン
４５６  スプリング
４５８  制御チャンバ
４６２  液圧制御ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１６Ｊ】
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【図１６Ｋ】
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【図１６Ｌ】
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【図１６Ｍ】
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【図１６Ｎ】
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【図１６Ｐ】
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【図１６Ｑ】
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【図１６Ｒ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【国際調査報告】
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