JP2013031343A - Hybrid drive system - Google Patents
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Abstract
【課題】環境負荷が少なく、より安価で簡易なハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ハイブリッド駆動装置は、車両の駆動軸12を駆動する主駆動装置20と、車両の駆動軸に選択的に接続可能に設けられたコンプレッサ30と、前記コンプレッサからのエネルギーを蓄える蓄圧部32と、車両の制動時に前記コンプレッサを前記駆動軸に接続してコンプレッサを作動させ、前記コンプレッサからのエネルギーを前記蓄圧部に蓄え、車両の起動時に前記蓄えたエネルギーにより前記駆動軸を駆動する制御装置50と、を備えている。
【選択図】図1Provided is a hybrid drive device that has a low environmental load and is cheaper and simpler.
According to an embodiment, a hybrid drive device includes a main drive device 20 that drives a drive shaft 12 of a vehicle, a compressor 30 that is selectively connectable to the drive shaft of the vehicle, and the compressor. A pressure accumulating section 32 for storing the energy of the vehicle, and connecting the compressor to the drive shaft when the vehicle is braked to operate the compressor, storing the energy from the compressor in the pressure accumulating section, and the energy stored when the vehicle is started And a control device 50 for driving the drive shaft.
[Selection] Figure 1
Description
この発明の実施形態は、回生エネルギーを利用して駆動を行うハイブリッド駆動装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a hybrid drive apparatus that drives using regenerative energy.
近年、世の中では環境に対する意識の高まりから高効率な駆動装置が求められており、ハイブリッド駆動装置が広く知られるようになってきている。この装置は、これは主駆動装置のほかに制動時に発電機としてはたらく装置を備え、制動エネルギーを電気エネルギーに変換して二次電池等に蓄える。そして、起動時のそのエネルギーを利用してモータを駆動することにより高効率化を図る装置である。 In recent years, a highly efficient drive device has been demanded in the world due to an increase in environmental awareness, and a hybrid drive device has become widely known. In addition to the main drive device, this device comprises a device that acts as a generator during braking, converts braking energy into electrical energy, and stores it in a secondary battery or the like. And it is an apparatus which aims at high efficiency by driving a motor using the energy at the time of starting.
従来のハイブリッド駆動装置において、エネルギー回収装置として主に使用される二次電池には希少資源が使われており、高価な物となっている。そこで、より安価で簡易に構築できるハイブリッド駆動装置が望まれている。 In a conventional hybrid drive device, a scarce resource is used for a secondary battery mainly used as an energy recovery device, which is an expensive product. Therefore, a hybrid drive device that is cheaper and can be easily constructed is desired.
そこで、この発明の課題は、環境負荷が少なく、より安価で簡易なハイブリッド駆動装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hybrid drive apparatus that is less expensive and simpler in environmental load.
実施形態によれば、ハイブリッド駆動装置は、車両の駆動軸を駆動する主駆動装置と、
前記車両の駆動軸に選択的に接続可能に設けられたコンプレッサと、前記コンプレッサからのエネルギーを蓄える蓄圧部と、車両の制動時に前記コンプレッサを前記駆動軸に接続してコンプレッサを作動させ、前記コンプレッサからのエネルギーを前記蓄圧部に蓄え、車両の起動時に前記蓄えたエネルギーにより前記駆動軸を駆動する制御装置と、を備えている。
According to the embodiment, the hybrid drive device includes: a main drive device that drives a drive shaft of the vehicle;
A compressor provided so as to be selectively connectable to a drive shaft of the vehicle; a pressure accumulating unit for storing energy from the compressor; and connecting the compressor to the drive shaft during braking of the vehicle to operate the compressor; And a controller that drives the drive shaft with the stored energy when the vehicle is started.
以下、図面を参照しながら、実施形態に係るハイブリッド駆動装置について説明する。 Hereinafter, a hybrid drive device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、第1の実施形態に係る圧縮空気式のハイブリッド駆動装置を概略的に示す平面図。本実施形態は、例えば、鉄道車両の駆動台車に設置されたハイブリッド駆動装置を示している。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a compressed air type hybrid drive apparatus according to the first embodiment. This embodiment shows, for example, a hybrid drive device installed on a drive carriage of a railway vehicle.
駆動台車10は、台車本体11とこの台車本体に支持された複数、例えば、2本の車軸12、14を有している。車軸12、14は、台車本体11に回転自在に支持され、各車軸の両端部には、車輪16が取り付けられている。これらの車輪16は、図示しないレール上に載置される。一方の車軸12は、駆動車軸として構成され、以下に述べる圧縮空気式のハイブリッド駆動装置から駆動力を受けて車輪16を駆動する。
The
圧縮空気式のハイブリッド駆動装置18は、主駆動装置としての主電動機20、および主電動機に電力を供給するインバータ22を有している。インバータ22は、架線24から例えば交流電流を受け、直流電流に変換して主電動機20に供給する。主電動機20は、ギア列(変速ギア)26および電磁クラッチ28を介して駆動車軸12に駆動力を伝達する。
The compressed air type hybrid drive device 18 includes a
ハイブリッド駆動装置18は、コンプレッサ30、およびコンプレッサにより圧縮された空気を蓄える蓄圧部として機能するエアタンク32を備えている。図1および図2に示すように、コンプレッサ30は、例えば、シリンダ34と、シリンダ内に摺動自在に設けられたピストン36と、コンロッド37を介してピストンに連結されたクランク軸38と、を有している。シリンダ34内の圧縮室は、吸排気を制御する電磁弁40を介してエアタンク32に接続されている。クランク軸38は、例えば、トルクを変換するトルクコンバータ42あるいは変速ギア列、電磁クラッチ44を介して駆動車軸12に接続されている。
The hybrid drive device 18 includes a
主電動機20、インバータ22、電磁クラッチ28、電磁弁40、電磁クラッチ44は、制御装置50に接続され、この制御装置50により動作が制御される。
The
上記のように構成されたハイブリッド駆動装置18を備えた車両において、通常の走行時には、図1に示すように、架線24より電力供給を受けてインバータ22により主電動機20が駆動される。この通常走行時、制御装置50は、電磁クラッチ28をオンとし、主電動機20から駆動力がギア列26および電磁クラッチ28を介して駆動車軸12に伝達され、車輪16が駆動される。この間、制御装置50は、電磁クラッチ44をオフとし、駆動車軸12とコンプレッサ30とが切り離されている。
In a vehicle equipped with the hybrid drive device 18 configured as described above, during normal traveling, the
車両の制動時、図3に示すように、制御装置50は、電磁クラッチ44をオンとして駆動車軸12とコンプレッサ30とを接続し、駆動車軸12の回転エナルギーによりコンプレッサ30を作動させる。同時に、制御装置50は、電磁弁40を所定のタイミングで開閉し、コンプレッサ30により圧縮された空気をエアタンク32へ送り蓄える。
When the vehicle is braked, as shown in FIG. 3, the
なお、車両の制動時、電磁クラッチ28は制御装置50によりオンあるいはオフに切り換えられる。電磁クラッチ28をオンとした場合、制動時の回生エネルギーが主電動機20、インバータ22を介して架線24に送られ、この架線24を通して、他の鉄道車両で利用される。また、電磁クラッチ28をオフとした場合は、駆動車軸12からコンプレッサ30によりエアタンク32のみに蓄えられる。
The
図4に示すように、車両の起動時あるいは加速時、制御装置50により電磁クラッチ44をオンするとともに、電磁弁40を所定のタイミングで開閉することにより、エアタンク32に蓄えられた圧縮空気は、コンプレッサ30の加圧室に供給されてピストン36を駆動し、この駆動力をギア列および電磁クラッチ44を介して駆動車軸12に伝達する。これにより、蓄えられた圧縮空気により車両の駆動をアシストする。車両が所望の速度に達した時点で、あるいは、エアタンク32内の圧縮空気が無くなった時点で、制御装置50は電磁クラッチ44をオフとして、コンプレッサ30による駆動アシストを停止する。
As shown in FIG. 4, when starting or accelerating the vehicle, the
以上のように構成された圧縮空気式のハイブリッド駆動装置によれば、車両の制動時のエネルギーをエアコンプレッサにより圧縮空気の形で蓄え、この回生エネルギーを活用することで停止、加速時のエネルギーロスを減少させることができる。電磁クラッチおよびギア列により主電動機の接続、分離、並びに、コンプレッサの接続、分離を制御することにより、エネルギーの回生と駆動を効率よく行うことができる。これにより、希少資源を使用し、保護が複雑になる二次電池を使用した装置と比較して、環境負荷が少なく、簡易で高効率なハイブリッド駆動装置が得られる。 According to the compressed air type hybrid drive apparatus configured as described above, the energy at the time of braking of the vehicle is stored in the form of compressed air by an air compressor, and the energy loss at the time of stopping and accelerating by using this regenerative energy. Can be reduced. By controlling the connection and separation of the main motor and the connection and separation of the compressor by the electromagnetic clutch and the gear train, it is possible to efficiently regenerate and drive the energy. As a result, a simple and highly efficient hybrid drive device can be obtained with less environmental load compared to a device using a secondary battery that uses rare resources and is complicated to protect.
なお、ハイブリッド駆動装置において、主駆動装置は電動機に限らず、レシプロエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関を用いても良い。また、回生エネルギーを蓄える蓄圧部は、エアータンクに限らず、ばね、フライホイール等を用いることもできる。 In the hybrid drive device, the main drive device is not limited to an electric motor, and an internal combustion engine such as a reciprocating engine or a diesel engine may be used. Further, the pressure accumulating unit that stores regenerative energy is not limited to an air tank, and a spring, a flywheel, or the like can be used.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、ハイブリッド駆動装置は、鉄道車両に限らず、自動車等にも適用可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. For example, the hybrid drive device is applicable not only to railway vehicles but also to automobiles and the like.
10…駆動台車、11…台車本体、12、14…車軸、16…車輪、
18…ハイブリッド駆動装置、20…主電動機、22…インバータ、
24…架線、26…ギア列、28、44…電磁クラッチ、30…コンプレッサ、
32…エアタンク、40…電磁弁、50…制御装置
DESCRIPTION OF
18 ... Hybrid drive device, 20 ... Main motor, 22 ... Inverter,
24 ... overhead wire, 26 ... gear train, 28, 44 ... electromagnetic clutch, 30 ... compressor,
32 ... Air tank, 40 ... Solenoid valve, 50 ... Control device
Claims (4)
前記車両の駆動軸に選択的に接続可能に設けられたコンプレッサと、
前記コンプレッサからのエネルギーを蓄える蓄圧部と、
車両の制動時に前記コンプレッサを前記駆動軸に接続してコンプレッサを作動させ、前記コンプレッサからのエネルギーを前記蓄圧部に蓄え、車両の起動時に前記蓄えたエネルギーにより前記駆動軸を駆動する制御装置と、
を備えるハイブリッド駆動装置。 A main drive for driving the drive shaft of the vehicle;
A compressor provided to be selectively connectable to the drive shaft of the vehicle;
A pressure accumulator for storing energy from the compressor;
A controller that connects the compressor to the drive shaft during braking of the vehicle to operate the compressor, stores energy from the compressor in the pressure accumulator, and drives the drive shaft with the stored energy when the vehicle is started;
A hybrid drive device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011167507A JP2013031343A (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Hybrid drive system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011167507A JP2013031343A (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Hybrid drive system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013031343A true JP2013031343A (en) | 2013-02-07 |
Family
ID=47787821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011167507A Withdrawn JP2013031343A (en) | 2011-07-29 | 2011-07-29 | Hybrid drive system |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2013031343A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021524895A (en) * | 2017-09-25 | 2021-09-16 | シャピロ,ベンジャミン | Rewheeling methods and equipment for recovered energy wheels |
-
2011
- 2011-07-29 JP JP2011167507A patent/JP2013031343A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2021524895A (en) * | 2017-09-25 | 2021-09-16 | シャピロ,ベンジャミン | Rewheeling methods and equipment for recovered energy wheels |
| JP7348662B2 (en) | 2017-09-25 | 2023-09-21 | シャピロ,ベンジャミン | Rewheeling method and device for recovered energy wheel |
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