(57)【要約】  モータサイクルの推進システム（１）は、電池（１４）で駆動され、モータサイクルに運搬され、ドライブシャフト（３）を備える電動モータ（２）と、電動モータ（２）のドライブシャフト（３）に連結されるクラッチカップリング（４）と、クラッチカップリング（４）に連結されるギアボックス（５）と、自動推進式の乗り物の前記ギアボックス（５）と少なくとも１つの駆動輪（７）との間に動作可能に配置されるメカニカルトランスミッション（６）を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータサイクルの推進システムであって、
電池（１４）で駆動され、前記モータサイクルで運ばれ、しかもドライブシャフト（３）を備える多極ブラシレス電動モータ（２）と、
段階的で不連続な可変のギア比を持つギアボックス（５）と、
前記電動モータ（２）の前記ドライブシャフト（３）と前記ギアボックス（５）との間に配置されるクラッチカップリング（４）との組み合わせにより構成されており、
前記ギアボックス（５）は、前記モータサイクルのドライバーにより操作されるクラッチレバー（１６）の使用により、一つのギアから他のギアの間での速度変換を可能にし、
前記システム（１）は、前記ギアボックス（５）と前記自己推進タイプのモータサイクルの少なくとも１つの駆動輪（７）との間に動作可能に配置されるメカニカルトランスミッション（６）をさらに有し、
前記システムは、操作および制御手段（８）をさらに有し、前記操作および制御手段（８）は、各電圧を適切な値の範囲内で制御するように、前記電池（１４）と前記電動モータ（２）との間に動作可能に配置されており、しかも、内燃エンジンの使用状況のグラフに基づいて、予め定められた加速／減速特性に従う動作方法をモータサイクルに与えるように設計された関連ソフトウェアを使用するようにプログラム化されることができるシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記操作および制御手段（８）は、内燃エンジンの使用状況のグラフに基づいて、予め定められた加速／減速特性に従う動作方法をモータサイクルに与えるように設計された関連ソフトウェアを使用するようにプログラム化されることができるシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシステムであって、
前記操作および制御手段（８）は、内燃エンジンでのエンジンブレーキの動作に関連する減速を前記モータサイクルに与えるように設計される関連ソフトウェアを使用するようにプログラム化されることができるシステム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のシステムであって、
前記操作および制御手段（８）は、テストベンチでの内燃エンジンの使用状況のグラフを変換して、それらの動作をシミュレーションし、その結果に基づいて既存の内燃エンジンの特定の特性を再現する関連ソフトウェアを使用するようにプログラム化されることができるシステム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のシステムであって、
前記ギアボックス（５）で選択されるギアに基づいて、異なる加速／減速の勾配を生成するために前記ギアボックス（５）に接続されるセンサ手段（９）をさらに有するシステム。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載のシステムであって、
前記電動モータ（２）により供給される電力を制御するために、前記操作および制御手段（８）に動作可能に接続される加速度計手段（１０）をさらに有し、
前記制御は、前記駆動輪（７）と前記地面との間で交換される予め定められた強度のトラクション作用に関連付けられることシステム。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載のシステムであって、
前記操作および制御手段（８）は、ドリフトおよび慣性による減速の際に、前記電動モータ（２）自体により発生する電力の回復を制御するように設計されており、発生した電力が、前記自動推進式の乗り物を駆動するために必要とされる電力を超えたときに、前記自動推進式の乗り物の前記電池（１４）を再充電するように設計された変換回路を起動するシステム。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載のシステムであって、
前記モータサイクルは、オフロード用のモータサイクルであるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動推進式の乗り物のための推進システムに関し、乗り物により運ばれる蓄電池により電力供給される電動モータによって駆動される。
【背景技術】
【０００２】
内燃エンジンを用いた乗り物の推進システムにおいて、機械的特徴が知られている。すなわち、回転数の変化を伴うエンジンにより供給されるトルクのカーブは、ホイールに直接には利用することができない。なぜなら、エンジンは、負荷を受けた状態でスタートすることができず、エンジンは、高速回転での減少されたトルクを供給し、使用する範囲で変化するトルクは、乗り物が移動するための抵抗により引き起こされる外部負荷の広範な変化に対して、通常は小さすぎる。
【０００３】
したがって、乗り物は、様々な要求に基づいて適宜に調整され、ホイールにエンジンのパワーファクタ（単位時間当たりのトルクおよび回転数）を伝達する装置に連結されなければならない。知られているように、この装置は、極めてシンプルな構成のトランスミッションであり、エンジンをホイールから独立させ、しかも、一旦エンジンが無負荷の状態で始動すると、外部負荷の徐々な増加を可能にするクラッチカップリングと、エンジン回転を減少することにより、トルクの比例増加を引き起こす変速機（リア車軸比または同等のもの）と、乗り物により発生する外部負荷の変化に合わせて駆動トルクを調整するように設計された段階的または連続的な１セットの可変比手段（ギアボックスまたは変速機）と、を有する。
【０００４】
対照的に、仮に、乗り物が電動モータを用いて駆動されると、使用されるトランスミッションは、内燃エンジンの時と比較して、よりシンプルな構造になる。よく知られているように、電動モータは、エンスト等の問題がない。ゼロ速度からスタートして最高速度に到達する電動モータ（予め定められた加速度の勾配に基づくのは明らかである）は、通常は、ドライブシャフトとトランスミッションとの間に動作可能に配置されるクラッチカップリングの存在を含むトランスミッションを必要としない。
【０００５】
さらに、そのようなタイプの推進システムの特定の実施例が、文献ＵＳ５５５２９８８に開示されている。その中では、ドライブシャフトの下流に直接に配置された連続変速機が使用されており、ドライブシャフトには、連続変速機が固定されている。下流には、順に、連続変速機がオートマティックスリッピングクラッチカップリングに接続してある。クラッチカップリングの下流には、駆動輪に駆動力を伝達する固定ギア比のギアリングが存在する。
【０００６】
その種類の乗り物では、遠心力により駆動され、しかも変速機の入力プーリーのクラッチベルに形成される適切な軌道に沿って移動する慣性質量によって自動的に制御されるように、変速機は連続的なギア比を調節する。さらに、クラッチカップリングについては、駆動輪へのトランスミッションの動きの遮断は、適切に予め定められた校正値から単一に設定される閾値への遷移により、自動的に制御される。
【０００７】
上記の解決手段では、速度変換およびクラッチカップリングのための自動装置は、乗り物のドライバーが、乗り物により効果的に発生する走行の抵抗の状態に関係する運転技術について、要望通りの調整の可能性を持つことができないようにする。
【０００８】
したがって、上記の各種の電動モータに関する構造は、推進システムの構造を大幅にシンプルにするという明確な優位性を有する。しかしながら、最も重要な顕著なデメリットの影響を受けており、現在に至るまで、その応用開発が限定されている。
【０００９】
第１のデメリットは、電動モータを利用する乗り物の推進力は、駆動トルクの最適調整について、勾配を最も広範に変化させることが困難である。
【００１０】
すなわち、電動モータは、サイズ設計段階で、好適なパワーとともに、大きい駆動トルクおよび高加速度を保証することができるが、内燃エンジンを使用するときと比較して、よりシンプルなトランスミッションを要求する優位性は、やや低速度の領域において相殺される。逆に、好適な速度を得るように動作するときに、とぼしい加速容量およびその結果に基づくとぼしい駆動輪トラクションにより、これは不可避的に伴う。
【００１１】
他のデメリットは、電動モータを備える乗り物の運転感覚が、内燃エンジンにより駆動される乗り物のそれとは、大きく異なることである。実際には、電動の自動推進式の乗り物の運転は、シンプルなＯＮ／ＯＦＦコマンドで構成され、それぞれの状況で実際に直面する外部負荷の状況に関する乗り物の任意の制御において、いかなる重要な役割も乗り物のドライバーに認めさせない。
【００１２】
上記の理由は、長い時間をかけて確立された先入観による結果である。それに基づいて、レール上を移動する乗り物または平坦で水平な面を移動する乗り物を除いては、（たとえば、オンロード用またはオフロード用の乗り物においての）電気ドライブユニットの使用は、良好な性能を提供するためには適さないと考えられている。そのため、使用される分野が限られており、おもちゃ、アマチュア用途、良くても、内燃エンジンを有するより重要なプライマリドライブユニット（primary drive unit）のためのリザーブ的役割およびバックアップ的役割である。
【００１３】
先行文献として、文献ＵＳ４１２５７９７が知られており、クラッチおよび電動モータを備える動力機構が開示されている。モータの回転速度の調整は、電動モータの通電を変化させることにより行われており、セパレートクラッチが動作していないときのドライブおよび／またはブレーキペダルにより決定され、しかも、同期コントローラにより自動的に決定され、または、セパレートクラッチの動作中にゼロにセットされる。
【００１４】
他の先行文献として、文献ＵＳ４９２８２２７が知られており、多段加速オートマチックトランスミッションが開示されている。マイクロプロセッサは、出力信号または応答信号を生成し、トランスミッションの前駆動、逆動作および回生動作を発生させるために、選択的なクラッチの係合または解放を引き起こしおよびブレーキをかける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明の主な目的は、電気駆動装置の範囲において、自動推進式の乗り物のための推進システムを提供することであり、全ての現実の運転状況において、乗り物のドライバーは、モータトルクと速度との間の好適な調和点を見つけることができる。
【００１６】
本発明の他の目的は、従来の内燃エンジンで駆動される乗り物の運転と同様の運転技術を用いてドライバーが運転することができる電動の自動推進式の乗り物の運転を可能にすることである。ただ異なる点は、モータが排出ガスを排出しないこと、および、乗り物のドライバーがいかなる動作音ノイズに気がつかないことである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的に関する本発明の技術的特徴は、特に請求項１および請求項１に直接にまたは間接的に従属する請求項の記載により明確である。
【００１８】
本発明の優位点は、本発明の好適で且つ非制限的な実施例を記載する添付図を参照する詳細な説明内において、より明確である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の推進システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明の推進システムの三次元分解図を示し、いくつかの部品は他の部品を明確に描くために省略されており、第１の観察側から見た図である。
【図３】図３は、図２の反対側から見た図２に示すシステムの図である。
【図４】図４は、本発明の推進システムを備える乗り物を運転するためのハンドルバーの斜視図である。
【図５】図５は、従来技術の推進システムの組立図であり、断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
添付図を参照すると、部材番号１は、自動推進式の乗り物のための推進システムの全体を示し、たとえば、オフロード用のモータサイクルである。特定の自動推進式の乗り物への参照は重要である。なぜなら、スポーツ用途のオフロード用のモータサイクルは、パワー、スピード、信頼性、自律性を必要とする応用の種類が具体的である。さらに、使用可能なスペースが限られており、正確な運転性のために、重量は比較的制限されたパラメータ内でなければならない。
【００２１】
しかしながら、関連する特定のタイプの応用は単なる例であり、本発明が制限されないことを理解すべきである。なぜなら、本明細書に係るシステムは、優位には、多くの他の異なるタイプの自動推進式の乗り物に使用されることができる。
【００２２】
図１は、推進システム１を示し、基本的には、電池１４で駆動され、乗り物によって輸送され、しかもドライブシャフト３を備える電動モータ２と、電動モータ２のドライブシャフト３に直接に連結されるクラッチカップリング４と、クラッチカップリング４の下流側に位置するギアボックス５と、ギアボックス５と自動推進式の乗り物の少なくとも１つの駆動輪７との間に動作可能に配置されるメカニカルトランスミッション６と、の組み合わせを有する。
【００２３】
さらに具体的には、電動モータ２は、多極リングを備えるブラシレスモータであり、図２、３および５に示すように、モータ本体１５に収容される電気固定子１２および回転子１３を有する。
【００２４】
モータ本体１５は、理想的には、従来のモータサイクル用のエンジンのエンジン本体１５であると考えられ、内燃機関ユニットが完全に除去されており、それに代えて、電動モータ２が配置してある。電動モータ２は、元の内燃エンジンのドライブシャフトの回転軸に軸合わせするようにして、モータ本体１５に配置される。
【００２５】
ギアボックス５と駆動輪７との間に配置されるクラッチカップリング４、ギアボックス５およびメカニカルトランスミッション６は、完全に従来の構造である。電動モータ２は、設定された加速度の勾配に基づいて、ゼロ速度からスタートして最高速度に到達可能なので、クラッチカップリング４は、必ずしも必要とされない。しかしながら、クラッチカップリング４の存在は、従来の内燃エンジンを用いた運転技術に類似する運転技術を保証できる。従来の内燃エンジンを用いた運転技術では、一つのギアから他のギアの間での速度変換（ギア比の不連続な変化による速度変換と言うことができる）が、必要とする円滑性とともに発生可能である。それは、自動推進式の乗り物を運転するためのハンドルバー２０に配置されるコントロールレバー１６の使用に基づくクラッチカップリング４のドライバーによる手動且つ意図的な制御により調整される（図４）。
【００２６】
本発明の推進システム１では、モータ２により発生するトルクが非常に高い。従来の内燃エンジンにより引き起こされる値よりも大きいニュートンメートル“Ｎｍ”のピーク値に容易に到達する。
【００２７】
システム１は、操作および制御手段８を備え、４８〜９６Ｖのリミットと４８〜９０Ｖのモータ出力電圧の範囲との間の電圧範囲で、電池１４への入力電圧を制御するように、電池１４と電動モータ２との間に動作可能に配置される。
【００２８】
操作および制御手段８は、自動推進式の乗り物の加速、減速およびブレーキングの勾配をセットするように、関連ソフトウェアを用いてプログラム化されることができ、実際の従来の内燃エンジンにより引き起こされるようなエンジンブレーキの動作さえもシミュレーションすることができる。
【００２９】
操作および制御手段８は、電動モータ２とともに、テストベンチで検出された内燃エンジンの使用のグラフを変換するように、関連ソフトウェアを用いてプログラム化されることができ、このようにして、実験状況で検出される基準の内燃エンジンの動作をシミュレーションし、特定の動作特性を再現する。
【００３０】
システム１は、好適には、乗り物のギア選択に応じて、異なる加速および減速の勾配を生成するためのセンサ手段９をギアボックス５に備える。優位には、これは、自動推進式の乗り物のパフォーマンスの最適な調節を可能にする動作状態を可能にして、しかも、たとえば、低速ギアでの乗り物の操作を困難にする駆動電流を制限することを可能にする。
【００３１】
システム１は、優位には、電動モータ２から供給されるエネルギーを調整するために、操作および制御手段８に動作可能に接続される加速度計手段１０を備えても良い。この調整は、駆動輪７と地面との間で発生する所定の強度のトラクション作用に相互に関連する。
【００３２】
このようにして、駆動輪７が地面に対してスリップしたときに、すなわち、駆動輪７がスリップすることなく地面に対して効果的に移動するときよりもモータ２が多量の電力を供給するときに、トラクションのダイナミックな制御電力を出力することが可能になる。
【００３３】
自動推進式の乗り物のドリフトおよび慣性による減速の間、制御システム１は、電動モータ２により発生する電力の回復を可能にする。これは、操作および制御手段８により制御され、しかも、電動モータ２により生じる電力が、自動推進式の乗り物を駆動するために必要とされる電力を超えたときに、自動推進式の乗り物の電池１４に自動的に再充電するように設計される変換回路の起動により達成されることが可能である。
【００３４】
上記の本発明は、工業的応用が可能であり、本発明の思想の範囲から離れることなく、改良が可能であり且つ他の方法に適合することができる。さらに、本発明の全ての構成は、技術的に同等の要素により置き換えられることができる。
【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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【国際調査報告】
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