(57)【要約】【課題】  直列駆動システム及び並列駆動システムが同時に存在する混合運転機能がある直列並列混合式の二重動力駆動システムを提供する。【解決手段】  並列駆動システムで作動を行ないながら、エンジン動力でハイパワー及び高い効率の駆動負荷を実施する他、自由にエネルギー貯蔵の蓄電池セットの設置を選べる。負荷１０８はローパワー低速の軽い負荷で駆動する場合、直列駆動システムで作動するので、エンジンセット１００で第一電機ユニット１０１を駆動して、発電機を運転させてから、出力する電気エネルギーで第二電機ユニット１０３を駆動して、モーターを運転させて、より軽い負荷を駆動することで、エンジンでローパワー低速を駆動する場合の低い効率及び高い汚染の欠点を改善可能である。【選択図】    図１
2005318677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列並列混合式の二重動力駆動システムであって、初めの直列駆動システム及び並列駆動システムが同時に存在する混合運転機能があるので、並列駆動システムで作動を行ないながら、エンジン動力でハイパワー及び高い効率の駆動負荷を実施する他、自由にエネルギー貯蔵の蓄電池セットを設けるか設けないことを選べ、又、負荷（１０８）はローパワー低速の軽い負荷で駆動する場合、直列駆動システムで作動するので、エンジンセット（１００）で第一電機ユニット（１０１）を駆動して、発電機を運転させてから、その出力する電気エネルギーで第二電機ユニット（１０３）を駆動して、モーターを運転させて、より軽い負荷を駆動することで、エンジンでローパワー低速を駆動する場合の低い効率及び高い汚染の欠点を改善可能であるものであることを特徴とする直列並列混合式の二重動力駆動システム。
【請求項２】
エンジンの回転軸は第一及び第二電機ユニットの回転軸と直列する構造を呈し、その主要な構造は下記の通りであり、
エンジンセット（１００）は、従来の各種の内燃エンジンで構成されるものであり、
第一電機ユニット（１０１）は、発電機の機能があり、又は、発電機の機能或いはモーターの機能に変更可能な交流又は直流、ブラシレス、ブラシ付き回転電機で構成されるものであり、
クラッチ（１０２）は、人力又は機械力、気圧、油圧の応力又は電磁気力で操作制御するクラッチであり、それによって、回転機械のエネルギーの輸送を伝送又は切断するものであり、
第二電機ユニット（１０３）は、モーターの機能があり、又は、モーターの機能或いは発電機の機能に変更可能な交流又は直流、ブラシレス、ブラシ付き回転電機で構成されるものであり、
第二電機ユニットをモーター駆動とする制御ユニット（１０４）は、発電機の機能として運転する第一電機ユニット（１０１）を制御し、又は、エネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）でモーターの機能として運転する電機ユニット（１０３）の回転方向、回転速度、トルク、電流などを制御する機能があり、
中央制御ユニット（１０５）は、固体又は機電式ユニット、チップ及び関連するソフトで構成され、それによって、人工制御インタフェース（１０７）の制御を受けることで、並列混合式の二重動力駆動システム及び第二電機ユニットをモーター駆動とする制御ユニット（１０４）、及びシステムの中での各ユニットの帰還モニター及び協調相互作用、運転を制御するものであり、
起動バッテリー（１１０）は、従来のエンジンセット（１００）を起動可能であり、又は、周辺の装置に給電可能な充放電可能なバッテリセットで構成されるものであり、
人工制御インタフェース（１０７）は、固体又は機電式ユニット、チップ及び関連するソフトで構成され、それによって、人工制御の入力を受けることで、並列混合式の二重動力駆動システムを制御するものであり、
負荷（１０８）は、陸上又は海上又は空域でのキャリヤー及び産業設備などの回転機械のエネルギーの入力の負荷を受けるものであり、
変速ユニット１０９は、各種の自動又は半自動又は手動の変速ユニットで構成されるものであり、それをエンジンセット（１００）の回転軸及び第一電機ユニット（１０１）の回転軸の間に、又は第一電機ユニット（１０１）の回転軸及びクラッチ（１０２）の入力端の間に、又はクラッチ（１０２）の出力端及び第二電機ユニット（１０３）の回転軸の間に、又は第二電機ユニット（１０３）の回転軸及び負荷（１０８）の間に接地可能であるものであることを特徴とする請求項１記載の直列並列混合式の二重動力駆動システム。
【請求項３】
エンジンセット（１００）の出力による第一電機ユニット（１０１）で構成される発電機を駆動し、又、第一電機ユニット（１０１）で構成される発電機の回転軸及び第二電機ユニット（１０３）で構成されるモーターの回転軸の間にクラッチ（１０２）を設けてあり、第二電機ユニット（１０３）で構成されるモーターの動力を出力することで負荷（１０８）を駆動するが、負荷（１０８）が軽い負荷である場合、クラッチ（１０２）がカップリングせず、エンジンセット（１００）で低速出力の運転を行なうことで、第一電機ユニット（１０１）で構成される発電機を駆動して、電気エネルギーを生じさせてから、第一電機ユニット（１０１）で構成される発電機の電気エネルギーにより第二電機ユニット（１０３）で構成されるモーターを駆動してから、負荷（１０８）を駆動し、このような状態は直列駆動システムで運転するものであり、
負荷（１０８）が重い負荷である場合、クラッチ（１０２）が閉じて、エンジンセット（１００）の出力エネルギーで負荷（１０８）を駆動することを特徴とする請求項２記載の直列並列混合式の二重動力駆動システム。
【請求項４】
少なくとも下記のように自由に設けるか設けないかを選べる副次的な機能を含み、
それはクラッチ（１０２）をカップリングしない機能であり、この場合、第一電機ユニット（１０１）で構成される発電機をモーターの機能に変更するが、起動バッテリー（１１０）の電力でエンジンセット（１００）を駆動して運転させるものであり、
それはクラッチ（１０２）を閉じない機能であり、この場合、第二電機ユニット（１０３）で構成される発電機により、逆回転してバックするものであり、
それはクラッチ（１０２）を閉じる機能であり、この場合、エンジンセット（１００）で負荷（１０８）を駆動することで、バック駆動を行なうものであることを特徴とする請求項２記載の直列並列混合式の二重動力駆動システム。
【請求項５】
更に、その上にエネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）を加えて設けることで、エンジンセット（１００）の動力で第一電機ユニット（１０１）を駆動して発電機の機能として運転する場合、発電した電気エネルギーをエネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）に充電可能であるものであり、
又、下記のものを含み、
（１）そのシステムを直列で運転し、負荷（１０８）が軽い負荷である場合、第一電機ユニット（１０１）を発電機の機能として運転させ、その場合、その発電エネルギーで第二電機ユニット（１０３）を駆動して、モーター機能として負荷を駆動する他、部分の発電電気エネルギーをエネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）に充電することで、エンジンセット（１００）がエネルギーの効率がより高い工作範囲に作動可能であり、
（２）エンジンセット（１００）の動力を直接軽い負荷で負荷（１０８）を駆動する場合、駆動する第一電機ユニット（１０１）を発電機能として運転し、又、一部の発電電源でエネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）を充電することで、エンジンセット（１００）がエネルギーの効率がより高い工作範囲に作動可能であり、
（３）エンジンセット（１００）で第一電機ユニット（１０１）を駆動して、発電機の機能として出力する電気エネルギーをエネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）に充電するものであり、
（４）ブレーキをかける場合、第一電機ユニット（１０１）、又は第二電機ユニット（１０３）、又は両者が同時に発電機の機能に変更することで、エネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）に充電するか、電気エネルギーの消耗負荷を加えて設けることで、再生発電のエネルギーで帰還してブレーキをかけるものであることを特徴とする請求項２記載の直列並列混合式の二重動力駆動システム。
【請求項６】
エネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）の出力する用途は下記のものを含み、
（１）それを自由に選ぶことで、元の起動バッテリー（１１０）の代わりとして、第一電機ユニット（１０１）を駆動して、モーターの機能として運転することで、エンジンセット（１００）を起動するものであり、
（２）それによる第二電機ユニット（１０３）を駆動して駆動モーターとして、負荷（１０８）を駆動するものであり、
（３）それにより、その他の負荷に給電可能であるものであり、
（４）エネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）の電気エネルギーにより第一電機ユニット（１０１）、又は第二電機ユニット（１０３）を駆動し、又、その中の一つを利用して、モーターの機能として運転することで、エンジンセット（１００）に協力して共同で負荷（１０８）を駆動するものであり、又は、
（５）エネルギー貯蔵の蓄電池セット（１０６）の電気エネルギーにより第一電機ユニット（１０１）及び第二電機ユニット（１０３）を駆動すると同時に、モーターの機能として運転することで、エンジンセット（１００）に協力して共同で負荷（１０８）を駆動するものであることを特徴とする請求項５記載の直列並列混合式の二重動力駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列混合式の二重動力駆動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、陸上又は海上又は空域でのキャリヤーは、通常、単一動力システムを使うが、近年、エネルギーの節約及び汚染を避けるため、二重動力駆動システムの開発を努力するケースが多いが、その中で、同時に内燃エンジン駆動モーター及び蓄電池の電力駆動モーターを兼ね備える電気モーター駆動システムがもっと努力して研究されている。今まで研究開発された二重動力駆動システムは、下記のものを含む。
【０００３】
１．直列駆動システムは、エンジンで発電機を駆動してから、発電機の電気エネルギーでモーターを駆動することで、負荷を駆動する。その欠点は、異なる最大積載率の効率の差異が多すぎることである。
【０００４】
２．エネルギー直列駆動システムは、エンジンで発電機を連動してから、発電機の電気エネルギーでモーターを駆動することで、負荷を駆動する。更に、軽く負荷する場合、発電機の電気エネルギーを蓄電池に入力してエネルギーを貯蔵することで、エンジンを停止する場合、蓄電池の電気エネルギーよりモーターを駆動して負荷を駆動するものである。
【０００５】
３．並列駆動システムは、エンジンで直接負荷を駆動すると同時に、軽く負荷する場合、発電機を連動して、蓄電池に充電してエネルギーを貯蔵することで、エンジンを停止する場合、蓄電池の電気エネルギーよりモーターを駆動して負荷を駆動するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主要な目的は、直列並列混合式の二重動力駆動システムを提供するものである。それは、初めの直列駆動システム及び並列駆動システムが同時に存在する混合運転機能の長所があるので、並列駆動システムで作動を行ないながら、エンジン動力でハイパワー及び高い効率の駆動負荷を実施する他、自由にエネルギー貯蔵の蓄電池セットを設けるか設けないことを選べる。又、負荷１０８がローパワー低速の軽い負荷で駆動する場合、直列駆動システムで作動するので、エンジンセット１００で第一電機ユニット１０１を駆動して、発電機を運転させてから、出力する電気エネルギーで第二電機ユニット１０３を駆動して、モーターを運転させて、より軽い負荷を駆動することで、エンジンでローパワー低速を駆動する場合の低い効率及び高い汚染の欠点を改善できるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、初めの直列駆動システム及び並列駆動システムが同時に存在する混合運転機能の長所があるので、エンジン動力でハイパワー及び高い効率の駆動負荷を実施する他、ローパワー低速の軽い負荷で駆動する場合、直列駆動システムの作動でより軽い負荷を駆動して、エンジンでローパワー低速を駆動する場合の低い効率及び高い汚染の欠点を改善することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の一実施例のブロック図の一である。それは、並列混合式の二重動力駆動システムに関するものである。エンジンの回転軸は、第一及び第二電機ユニットの回転軸と直列する構造を呈する。その主要な構造は、下記の通りである。
【０００９】
エンジンセット１００は、従来の各種の内燃エンジンで構成されるものである。
第一電機ユニット１０１は、発電機の機能があり、又は、発電機の機能或いはモーターの機能に変更できる交流又は直流、ブラシレス、ブラシ付き回転電機で構成されるものである。
【００１０】
クラッチ１０２は、人力又は機械力、気圧、油圧の応力又は電磁気力で操作制御するクラッチである。それによって、回転機械のエネルギーの輸送を伝送又は切断するものである。
【００１１】
第二電機ユニット１０３は、モーターの機能があり、又は、モーターの機能或いは発電機の機能に変更できる交流又は直流、ブラシレス、ブラシ付き回転電機で構成されるものである。
【００１２】
第二電機ユニットをモーター駆動とする制御ユニット１０４は、発電機の機能として運転する第一電機ユニット１０１を制御する。又は、エネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６でモーターの機能として運転する電機ユニット１０３の回転方向、回転速度、トルク、電流などを制御する機能がある。
【００１３】
中央制御ユニット１０５は、固体又は機電式ユニット、チップ及び関連するソフトで構成され、それによって、人工制御インタフェース１０７の制御を受けることで、並列混合式の二重動力駆動システム及び第二電機ユニットをモーター駆動とする制御ユニット１０４、及びシステムの中での各ユニットの帰還モニター及び協調相互作用、運転を制御するものである。
【００１４】
起動バッテリー１１０は、従来のエンジンセット１００を起動でき、又は周辺の装置に給電できる充放電できるバッテリセットで構成されるものである。
人工制御インタフェース１０７は、固体又は機電式ユニット、チップ及び関連するソフトで構成され、それによって、人工制御の入力を受けることで、並列混合式の二重動力駆動システムを制御するものである。
【００１５】
負荷１０８は、陸上又は海上又は空域でのキャリヤー及び産業設備などの回転機械のエネルギーの入力の負荷を受けるものである。
変速ユニット１０９は、各種の自動又は半自動又は手動の変速ユニットで構成されるものである。それをエンジンセット１００の回転軸及び第一電機ユニット１０１の回転軸の間に、又は第一電機ユニット１０１の回転軸及びクラッチ１０２の入力端の間に、又はクラッチ１０２の出力端及び第二電機ユニット１０３の回転軸の間に、又は第二電機ユニット１０３の回転軸及び負荷１０８の間に接地することができるものである。
【００１６】
並列混合式の二重動力駆動システムは、少なくとも下記のような主要な機能を含む。
エンジンセット１００の出力による第一電機ユニット１０１で構成される発電機を駆動する。又、第一電機ユニット１０１で構成される発電機の回転軸、及び第二電機ユニット１０３で構成されるモーターの回転軸の間にクラッチ１０２を設けてあり、第二電機ユニット１０３で構成されるモーターの動力を出力することで負荷１０８を駆動するが、負荷１０８が軽い負荷である場合、クラッチ１０２がカップリングせず、エンジンセット１００で低速出力の運転を行なうことで、第一電機ユニット１０１で構成される発電機を駆動して、電気エネルギーを生じさせてから、第一電機ユニット１０１で構成される発電機の電気エネルギーにより、第二電機ユニット１０３で構成されるモーターを駆動してから、負荷１０８を駆動する。このような状態は、直列駆動システムで運転するものである。
【００１７】
負荷１０８が重い負荷である場合、クラッチ１０２が閉じて、エンジンセット１００の出力エネルギーで負荷１０８を駆動する。
及び、少なくとも下記のような自由に設けるか設けないかを選べる副次的な機能を含む。
【００１８】
それは、クラッチ１０２をカップリングしない機能である。この場合、第一電機ユニット１０１で構成される発電機をモーターの機能に変更するが、起動バッテリー１１０の電力でエンジンセット１００を駆動して運転させるものである。 
【００１９】
それは、クラッチ１０２を閉じない機能である。この場合、第二電機ユニット１０３で構成される発電機による逆回転してバックするものである。
それは、クラッチ１０２を閉じる機能である。この場合、エンジンセット１００で負荷１０８を駆動することで、バック駆動を行なうものである。
【００２０】
並列混合式の二重動力駆動システムは、市街地の環境及びエンジン故障する場合の電気駆動の需要及び再生発電のエネルギーでブレーキをかける場合の需要を考慮するため、更に、その上にエネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６を加えて設けることで、エンジンセット１００の動力で第一電機ユニット１０１を駆動して発電機の機能として運転する場合、発電した電気エネルギーをエネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６に充電できるものである。
【００２１】
又、下記のものを含む。
（１）そのシステムを直列で運転し、負荷１０８が軽い負荷である場合、第一電機ユニット１０１を発電機の機能として運転させる。その場合、発電エネルギーで第二電機ユニット１０３を駆動して、モーター機能として負荷を駆動する他、部分の発電電気エネルギーをエネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６に充電することで、エンジンセット１００がエネルギーの効率がより高い工作範囲に作動できるのである。
【００２２】
（２）エンジンセット１００の動力を直接軽い負荷で負荷１０８を駆動する場合、駆動する第一電機ユニット１０１を発電機能として運転する。又、一部の発電電源でエネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６を充電することで、エンジンセット１００がエネルギーの効率がより高い工作範囲に作動できるのである。
【００２３】
（３）エンジンセット１００で第一電機ユニット１０１を駆動して、発電機の機能として出力する電気エネルギーをエネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６に充電するものである。
【００２４】
（４）ブレーキをかける場合、第一電機ユニット１０１、又は第二電機ユニット１０３、又は両者が同時に発電機の機能に変更することで、エネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６に充電するか、電気エネルギーの消耗負荷を加えて設けることで、再生発電のエネルギーで帰還してブレーキをかけるものである。
【００２５】
エネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６の出力する用途は、下記のものを含む。
（１）それを自由に選ぶことで、元の起動バッテリー１１０の代わりとして、第一電機ユニット１０１を駆動して、モーターの機能として運転することで、エンジンセット１００を起動するものである。
【００２６】
（２）それによる第二電機ユニット１０３を駆動して駆動モーターとして、負荷１０８を駆動するものである。
（３）それにより、その他の負荷に給電できるものである。
【００２７】
（４）エネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６の電気エネルギーにより、第一電機ユニット１０１、又は第二電機ユニット１０３を駆動する。又、その中の一つを利用して、モーターの機能として運転することで、エンジンセット１００に協力して共同で負荷１０８を駆動するものである。
【００２８】
又は、（５）エネルギー貯蔵の蓄電池セット１０６の電気エネルギーにより、第一電機ユニット１０１及び第二電機ユニット１０３を駆動すると同時に、モーターの機能として運転することで、エンジンセット１００に協力して共同で負荷１０８を駆動するものである。
【００２９】
図２は、本発明の一実施例のブロック図の二である。それは、エンジンの回転軸が第二電機ユニットの回転軸と並列の構造を呈する例である。
上述により、直列並列混合式の二重動力駆動システムは、初めの直列駆動システム及び並列駆動システムが同時に存在する混合運転機能の長所があるので、並列駆動システムで作動を行ないながら、エンジン動力でハイパワー及び高い効率の駆動負荷を実施する他、自由にエネルギー貯蔵の蓄電池セットを設けるか設けないことを選べる。又、負荷１０８はローパワー低速の軽い負荷で駆動する場合、直列駆動システムで作動するので、エンジンセット１００で第一電機ユニット１０１を駆動して、発電機を運転させてから、出力する電気エネルギーで第二電機ユニット１０３を駆動して、モーターを運転させて、より軽い負荷を駆動することで、エンジンでローパワー低速を駆動する場合の低い効率及び高い汚染の欠点を改善できるものであるので、そのアイディアが新しく、機能が確実なことがわかるので、特許の出願を提出して、法律によりご審査してくださいますようにお願いします。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例による直列並列混合式の二重動力駆動システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例による直列並列混合式の二重動力駆動システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００  エンジンセット、１０１  第一電機ユニット、１０２  クラッチ、１０３  第二電機ユニット、１０４  第二電機ユニットをモーター駆動とする制御ユニット、１０５  中央制御ユニット、１０６  エネルギー貯蔵の蓄電池セット、１０７  人工制御インタフェース、１０８  負荷、１０９  変速ユニット、１１０  起動バッテリー
【図１】
2005318677.tif 000003
【図２】
2005318677.tif 000004