CN1169550A - 借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力*** - Google Patents

Abstract

一种设有主动动力源及辅助动力源的复合动力***,借共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号值以及主动动力源与输出轴间的转矩差值两者为基准,以控制辅助动力源对主动动力源作比例转速助动、比例扭力助动或产生再生发电煞车的逆向阻尼。

Description

借共生型转速及转矩差检测装置 作比例控制的复合动力***

本发明的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***涉及一种设有主动动力源及辅助动力源的复合动力***，其特征为借共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号值以及主动动力源与输出轴间的转矩差值两者为基准，以控制辅助动力源对主动动力源作比例转速助动或比例扭力助动或产生再生发电煞车的逆向阻尼；主动动力源与辅助动力源及输出轴所牵动互动包含以下部分或全部功能：

(1)辅助动力源参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号及与输出轴间的转矩差值为基准，产生相对比例助动驱动运转以共同驱动负载；

(2)由主动动力源单独驱动负载；

(3)由辅助动力源单独驱动负载；

(4)辅助动力源参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号及与输出轴间的转矩差值为基准，借再生发电效应或反向驱动运转，产生与输出轴呈逆向相对比例制动动能牵制输出轴及负载；

(5)辅助动力源参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号及与输出轴间的转矩差值为基准，借再生发电效应或反向驱动运转，产生与主动动力源呈相对比例的逆向动能提供逆向阻尼；

(6)输出轴锁固而单独具有第(5)项功能。

本发明为借共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源速度信号及与输出轴间的转矩差值作为基准，供控制辅助动力源依设定相对比例动能运转，提供与主动动力源动能相加的同转向助动驱动，助动驱动包括：(1)具有单向或双向助动驱动，而主动动力源与辅助动力源间的助动动能比例，可依共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴间转矩差值作设定比例的助动运转，或借人工控制装置作随机控制；(2)在作为输出惯性的逆向阻尼功能状态，辅助动力源则借助人工控制装置的控制或依共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴间的转矩差值，而对输出轴借再生发电效应或反向驱动运转提供逆向转矩为阻尼，或(3)在作为主动动力源的负载阻尼状态，辅助动力源则依人工控制装置的随机控制或参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与作为负载的辅助动力源间的转矩差值为基准，借再生发电效应或反向驱动运转而产生负载阻尼；以上功能为本发明的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***的进步性及新颖性所在。

以下结合附图详细说明本发明的特点及优点：

图1为本发明的***方块示意图。

图2为本发明的共生型转速及转矩检测装置实施例的示意图之一。

图3为本发明的共生型转速及转矩检测装置实施例的示意图之二。

图4为图2及图3运作特性图。

图5为本发明的由双动型旋转电机所构成的速度比例助动方块示意图。

图6为本发明的由电机所构成的扭力比例助动方块示意图。

图7为本发明的由电机及游星(或差动)轮系所构成的方块示意图之一。

图8为本发明的由电机及游星(或差动)轮系所构成的方块示意图之二。

图中元件符号说明如下：

100：输出轴               101：主动动力源

102：辅助动力源           102A：双动型旋转电机

102B，102C，102D：电机    103：第一互动旋转体

104：第二互动旋转体       105：主动动力源转轴

106：负载                 107：导电环

108：太阳轮               109：外环轮

110：游星轮               111：转速及转矩检测装置

112：辅助用速度检测装置   113：人工控制装置

114：中央控制器           115：电机驱动装置

116：电源装置             117：导电刷

121：机壳                 122：单向离合器

123：可控制的离合器       124：制动器

126：旋转输出接           133：电机定子壳体

134：电机转子             201：螺旋互动结构

202：弹簧                 211：可轴向位移转子

212：绕组                 213：导磁铁芯

215：锁键结构             216：磁极

300：驱动转速检测装置     310：一次绕组

311：可轴向位移转子       312：二次绕组

313：导磁铁芯

图1为本发明的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***方块示意图，其基本结构包括：

--主动动力源101，为由人力、电力或其他机力所驱动而能作旋转驱动的动力产生装置，其动力输出转轴105供与辅助动力源102或负载106作直接耦合或经单向传动装作动力耦合；

--共生型转速及转矩检测装置111，为模拟或数字式转速及转矩检测装置，可检测主动动力源101的转轴105转速和转向以及与输出轴100间的转矩差值，供作为控制辅助动力源的基准；其检测信号借助电磁效应或光电效应或者其他物理效应产生，其共生方式为由单一检测结构同时产生转速及转矩差值合成信号；或由两个单独的检测结构分别检出然后合成的信号；

--辅助用速度检测装置112，为模拟或数字式转速检测装置，以提供检测辅助动力源转速值或输出轴转速值，以便输入中央控制器114构成输出速度限制或作其他输出速度控制信号回授，若***为开放式则可省略不用；

--上述主动力源101的转轴105与输出轴100间的转矩差产生相对致动位移而仍保持两者传动状态的机械结构，由习用的轴向双向致动位移机构或径向双向致动位移机构构成，包括可双向致动螺旋结构或可双向致动内螺旋式或外螺旋式无杆螺旋结构，或者可双向致动的轴向斜切耦合面或斜齿状耦合结构，或者随转矩差产生双向致动位移量转电能及旋转角位移量转电能的检测结构，包括由模拟或数字式等借光电效应或电磁效应或者其他物理效应所构成的交流或直流、无刷或有刷或感应式结构所构成，而能由相对旋转运动产生呈线性或非线怀、正比或反比的相对电能信号值，及由相对轴向耦合位置呈线性或非线性的正比或反比改变其电能信号比例；

--输出轴100，耦合在输出侧与转速及转矩检测装置111之间，供传输旋转动能；

--人工控制装置113，为由机电元件或固态电子元件及相关控制机构接口所构成的控制输入装置，能以人工控制产生数字或模拟电能信号，或接受其他电能信号，由接口输入传输至中央控制器114，以选择***功能或作设定或作随机控制，其控制信号供输往中央控制器114，进而控制辅助动力源的运转功率，以提供比例助动或比例逆向阻尼；

--中央控制器114，为机电元件或固态电子元件或微处理器所构成的模拟或数字式电路装置，以主动动力源101所牵动的共生型转速及转矩检测装置111为基准及参考人工控制装置113的随机控制指令，来控制电机驱动装置115，进而控制辅助动力源102，作电动机功能运转的驱动或作为再生发电发电机功能运转；上述***中主动动力源101与辅助动力源102及输出轴100间，可依需要呈线性或非线性比例助动或比例阻尼功能的运转，***构成可为闭环式、开环式或半闭环式的***结构；

--电机驱动装置115，为机电元件或固态电子元件构成的装置，接受中央控制器114及人工控制装置113的控制，以控制辅助力源102的输出或输入功率值及旋转方向；

--辅助动力源102，为具有电动机功能或进一步具有发电机功能的旋转电机，其结构型态为双动型旋转电机102A或具有定子及转子的旋转电机102B、102C或102D，其不同结构型态及与主动动力源101的耦合方式具有不同的运作功能；

--电源装置116，为供应辅助动力源、中央控制器、电机驱动装置、控制输入装置及周边控制装置所需的电源；或进一步供储存辅助动力源的再生发电电能；

--负载106，由接受回转动力输入的回转或直线运动型机构构成。

图2为本发明的共生型转速及转矩检测装置实施例的示意图之一，其主要构成如下：

--主动动力源转轴105，由接受主动动力源101的旋转动能驱动，主动动力源转轴105与共生型转速及转矩差检测装置可轴向位移转子211的轴孔间具有螺旋的互动结构201，其螺旋互动结构201含有牙螺旋或无牙滚动式螺旋，而其螺旋角可作双向互动，即可由主动动力源转轴105旋转以使可轴向位移转子211作轴向位移，或在可轴向位移转子211轴向受压时逆向牵动主动动力源转轴105产生旋转，或可轴向位移转子211本身产生旋转；可轴向位移转子211与供驱动输出侧的输出轴100间，具有可作轴向位移及旋转传动的梅花轴组或其他可作轴向滑动及旋转传动的锁键结构215，以在两者作旋转传动时容许作相对轴向位移而仍保持两者的传动状态；

--主动动力源转轴105本身与主动动力源101间具有径向作用力的预压弹簧202，以对可轴向位移转子211产生预压，在主动动力源转轴105与可轴向位移转子211间作旋转动力传输时，依其传输转矩的方向及转矩大小产生相对轴向位移；可轴向位移转子211与设置在机壳121的定子相耦合，在两者作旋转互动时产生轴向位移量的检测电能信号，其检测电能信号强度由可轴向位移转子211与定子间的相对转速及轴向相对耦合位置而定，转速取决于主动动力源101与机壳121间的绝对转速，而轴向相对位置则取决于主动动力源101与输出轴100间的转矩差，对可轴向位移转子211及预压弹簧202所产生的轴向旋转位移，能进而改变可轴向位移转子211与定子的轴向耦合状态；

--上述可轴向位移转子211及定子所构成的共生型转速及转矩检测装置111，可由导磁铁芯213及产生检测电能的绕组212构成定子，以及由具有磁极216及具有可作螺旋互动轴孔的结构体构成可轴向位移转子211；定子与可轴向位移转子间可为圆筒状或斜锥状结构；

--上述可轴向位移转子211及定子所构成的共生型转速及转矩检测装置111，无论可轴向位移转子相对位置在何处，当转矩为零时其输出信号可为零，也可设定为大于零或小于零；

--上述可轴向位移转子211及定子所构成的共生型转速及转矩检测装置111，在转速为零时，其输出信号可为零，也可设定为大于零或小于零；

--上述共生型转速及转矩检测装置111所检测的信号可为模拟或数字信号，其中模拟信号可用模拟运算放大电路对信号进行比较及合成，经中央控制器114的处理进而控制电机驱动装置115，以对辅助动力源102作相对功率的驱动及最大功率值的限制；若为数字信号，则经数字型中央控制器114进行信号处理，进而控制电机驱动装置115对辅助力源102作相对控制及最大功率值的限制；

--上述主动动力源101的转轴105与输出轴100间的转矩差产生相对致动位移而仍保持两者传动状态的机械结构，由习用的轴向双向致动位移机构或径向双向致动位移机构构成，含可双向致动螺旋结构或可双向致动内螺旋式或外螺旋式无杆螺旋结构，或者可双向致动的轴向斜切耦合面或斜齿状耦合结构，或者随转矩产生双向致动位移量转电能及旋转角位移量转电能的检测结构，包括由模拟或数字式等借光电效应或电磁效应或者其他物理效应所构成的交流或直流、无刷或有刷或感应式结构所构成，而能由相对旋转运动产生呈线性或非线性、正比或反比的相对电能信号值，及由相对轴向耦合位置呈线性或非线性的正比或反比改变其电能信号比例；

--输出轴100，接受可轴向位移转子211的主动动力源101旋转动能的驱动，以及接受辅助动力源102的旋转动能的驱动，其接受辅助动力源102旋转方式包括由传动元件与辅助动力源102耦合的间接式驱动结构，或由输出轴100与辅助动力源102的转子直接结合的直接式驱动结构；其与负载耦合的方式包括直接耦合于负载，或间接经传动装置如齿轮、链轮、连杆等装置而驱动负载。

图3为本发明共生型转速及转矩检测装置实施例的示意图之二，在图3实施例中，其主要结构特征为由可轴向位移转子311与定子构成，从检测主动动力源转轴105与输出轴100间转矩差，以产生轴向位移进而产生相对电能信号，以及另由一组设置在主动动力源转轴105与机壳121间的驱动转速检测装置300检测绝对转速；前述两者共同构成的共生型转速及转矩检测装置111，其主要构成如下：

--主动动力源转轴105，由接受主动动力源101的旋转动能驱动，主动动力源转轴105与可轴向位移转子311的轴孔间具有螺旋互动结构201，其螺旋互动结构包括牙螺旋或无牙滚动式螺旋，而螺旋角可作双向互动，即可由主动动力源转轴105旋转，以使可轴向位移转子311作轴向位移，或在可轴向位移转子311轴向受压时逆向牵动主动动力源转轴105产生旋转，或可轴向位移转子311本身产生旋转；可轴向位移转子311与供驱动输出侧的输出轴100间，具有可作轴向位移及旋转传动的梅花轴组或其他可作轴向滑动及旋转传动的锁键结构215，供在两者作旋转传动时容许作相对轴向位移而仍保持两者的传动状态；

--主动动力源转轴105本身与主动动力源101间设一有径向作用力的预压弹簧202，以对可轴向位移转子311产生预压，在主动动力源转轴105与可轴向位移转子311间作旋转动力传输时，依其传输转矩的方向及转矩大小产生相对轴向位移；可轴向位移转子311与设置在机壳121的定子相对耦合，在两者作轴向位移互动时产生轴向位移量的检测电能信号；其检测电能信号强度由可轴向位移转子311与定子间的轴向相对耦合位置决定，而轴向相对位置则取决于主动动力源101与输出轴100间的转矩差，对可轴向位移转子311及预压弹簧202所产生的轴向旋转位移，能进而改变可轴向位移转子311与定子的轴向耦合状态，而驱动转速检测装置300设置在主动动力源101与机壳121间，从检测两者的绝对转速；

--上述可轴向位移转子311及定子共同构成的共生型转速及转矩检测装置111，可由导磁铁芯313及供输入交流信号源的一次绕组310以及供产生位移检测电能信号的二次绕组312构成定子，以及由具有导磁铁芯313及具有可作螺旋互动轴孔的结构体构成可轴向位移转子311；

--上述可轴向位移转子311及与其耦合的定子共同构成共生型转速及转矩检测装置111，无论可轴向位移转子相对位置在何处，当转矩为零时其输出信号可为零，也可设定为大于零或小于零；

--上述驱动转速检测装置300在转速为零时，其输出信号可为零；

--上述转矩差信号及绝对转速信号可为模拟或数字信号，其中模拟信号可由模拟运算放大电路作信号合成，以经中央控制器114的处理，进而控制电机驱动装置115以对辅助动力源102作相对功率的驱动及最大值的限制；若为数字信号，则经数字型中央控制器114的信号处理，进而控制电机驱动装置115对辅助动力源102作相对控制及最大值的限制；

--上述主动动力源101的转轴105与输出轴100间的转矩差产生相对致动位移而仍保持两者传动状态的机械结构，由习用的轴向双向致动位移机构或径向双向致动位移机构构成，包括可双向致动螺旋结构或可双向致动内螺旋式或外螺旋式无杆螺旋结构，或者可双向致动的轴向斜切耦合面或斜齿状耦合结构，或者随转矩差产生双向致动位移量转电能及旋转角位移量转电能的检测结构，包括由模拟或数字式等借光电效应或电磁效应或者其他物理效应所构成的交流或直流、无刷或有刷或感应式结构所构成，而能由相对旋转运动产生呈线性或非线性、正比或反比的相对电能信号值，及由相对轴向耦合位置呈线性或非线性的正比或反比改变其电能信号比例；

--输出轴100，接受可轴向位移转子311的主动动力源101旋转动能的驱动，以及接受辅助动力源102的旋转动能的驱动，其接受辅助动力源102旋转方式包括由传动元件与辅助动力源102耦合的间接式驱动结构，或由输出轴100与辅助动力源102的转子直接结合的直接式驱动结构；其与负载耦合的方式包括直接耦合于负载，或间接经传动装置如齿轮、链轮、连杆等装置而驱动负载。

图4为图2及图3的运作特性图。

图4中，由图2或图3所述转速及转矩检测装置111所检测的比较及合成信号电压与转速及转矩间的互动关系概略示意图，其合成输出电压与转速及转矩差呈线性或非线性比例互动，常态运作为与转速成正比或反比，与可轴向位移转子与定子间的耦合互动可为呈正比或反比。

图5～图8为本发明的由不同结构型态的辅助动力源所构成的应用例，现说明如下：

(A)图5所示为借助共生型转速及转矩检测装置作比例控制的复合动力***的方块示意图，其辅助动力源为双动型旋转电机102A，即具有可作相互驱动的由磁场与转子所构成的第一互动旋转体103及第二互动旋转体104，其结构可为圆筒形、杯形、盘形或锥形等，其电机结构及运作型态包括直流或交流、同步或异步、无刷或有刷结构型态的旋转电机，其特征为其第一互动旋转体103经输出轴100耦合于共生型转速及转矩检测装置111，进而与主动动力源转轴105耦合，其第二互动旋转体104则直接或经传动元件驱动旋转输出接口126；主动动力源转轴105与机壳121间，可依需要加设单向离合器122以供选定其中一方向供防止逆向牵动，若舍弃此功能则不须设置单向离合器；上述结构型态中的第一互动旋转体103及第二互动旋转体104两单元，其中一单元为电机磁场结构，另一单元为电机转子结构，两单元或其中之一可依电机结构型态增设辅助导电环107、导电刷117及电刷座，以匹配双动型结构型态在双动驱动中传输电能，其结构及功能特征可选择具有以下功能之一或同时具有几种功能：

(1)可控制速度比例的增速助动输出功能：其第一互动旋转体103经输出轴100耦合到共生型转速及转矩检测装置111，进而与主动动力源101耦合，第二互动旋转体104则通往旋转输出接口126；

(2)与主动动力源呈逆向阻尼功能：其第二互动旋转体104则呈静止状态，而由第一互动旋转体103提供与主动动力源101运转方向相反的逆向转矩，此逆向转矩可依需要为小于主动动力源101的转矩并与主动动力源101呈逆向；

(3)负载106惯量的动能回收或对负载106回传动力提供阻尼功能：其第一互动旋转体103呈静止状态，而第二互动旋转体104提供再生发电功能进而产生阻尼。

(B)图6所示为由与主动动力源共轴的电动机构成辅助动力源的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***方块示意图：其辅助动力源电机102B的电机定子壳体133是固定的，转子134供驱动负载106，电机结构型态包括交流或直流、同步或异步、无刷或有刷的电机，其结构及功能特征可选择具有以下部分功能或全部功能：

(1)主动动力源101的转轴105经单向离合器122与电机102B的旋转输出接口126转轴呈同轴心结构，供驱动负载106，若***为开放式，则单向离合器122可省略不用；

(2)主动动力源101的转轴105或由其所牵动的旋转结构与静止结构间，设有共生型转速及转矩检测装置111，供检测主动动力源101的转速及与输出轴100间的转矩差值作为***运作的控制基准；

(3)依共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴100间的转矩差值作比例助动功能：主动动力源转动以牵动共生型转速及转矩检测装置111，进而产生相对信号输往中央控制器114，而在转速信号达到设定值以上时，由电机驱动装置115驱动辅助动力源电机102B，产生与主动动力源转轴同旋转方向的助动扭力，并依中央控制器114的设定比例控制助动扭力值，或由人工控制装置113及中央控制器114及电机驱动装置115对辅助动力源电机102B作随机控制，以决定其助动扭力值；

(4)辅助动力源电机102B的助动驱动与主动动力源101对负载106的合成驱动，转速恒小于主动力源101所产生的主动驱动转速；

(5)与主动动力源101转速呈相对逆向阻尼功能：为借共生型转速及转矩检测装置111所检测的主动动力源转速，及与输出轴100间的转矩差值为基准，以经中央控制器114控制作为辅助动力源的电机102B产生逆向阻尼，其控制方式与前述助动控制过程相同，惟扭力方向与主动动力源101相反，逆向转矩为依中央控制器114设定比例而产生，或由人工控制装置113及中央控制器114经电机驱动装置115，对作为辅助动力源的电机102B作随机控制以控制其逆向转矩大小；

(6)辅助动力源电机102B可控制逆扭力阻尼的最大值呈恒小于主动动力源101对辅助动力源电机102B的驱动扭力，或在***选择作为逆向驱动运转时，由辅助动力源电机102B对主动动力源101作逆向牵动，而主动动力源101形成被逆向牵动的负载时，辅助动力源电机102B的转矩恒大于或等于主动动力源101的转矩；

(7)动能回收功能：由辅助动力源电机102B直接转换为发电机功能，作发电功能输出以产生机械性阻尼。

(C)图7所示为由电动机及游星(或差动)轮系构成以借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***方块示意图之一：此***中辅助动力源由电机102C构成，其电机定子壳体133固定，转子134供驱动负载106，电机型态包括交流或直流、同步或异步、无刷或有刷的电机，其结构及功能特征，可选择具有以下功能之一或同时具有数种功能：

(1)主动动力源101的转轴105与电机102C呈同轴心设置，经单向离合器122与游星式差动轮组的游星轮110所牵动的输出摇壁118耦合通往旋转输出接口126；电机转子134转轴经太阳轮108与电机定子壳体133的外环轮109借游星式差动轮组相互耦合通往旋转输出接口126，若***为开放式，则单向离合器122可省略不用；

(2)主动动力源101的转轴105或由其所牵动的旋转结构与定静止结构间，设有共生型转速及转矩检测装置111，供检测主动动力源101的转速及与输出轴100间的转矩差值，作为***运作的控制基准；

(3)依主动动力源转速作比例助动功能：主动动力源101转动而牵动共生型转速及转矩检测装置111，产生相对的信号输往中央控制器114，在转速信号达到设定值以上时，借电机驱动装置115驱动作为辅助动力源的电机102C，产生与主动动力源转轴经单向传动装置122牵动游星式差动轮组的游星轮110所牵动的摇臂118，以共同作同旋转方向的电机输出助动转矩，并依中央控制器114的设定比例控制助动转矩值，或由控制输入装置113、中央控制器114及电机驱动装置115，对作辅助动力源电机102C的电机随机控制其助动转矩大小，若***为开放式，则单向离合器122可省略不用；

(4)辅助动力源102C的助动驱动与主动动力源101对负载106的合成驱动转速，恒小于主动动力源101所产生的主动驱动转速；

(5)与主动动力源101转速呈相对逆向阻尼功能：以共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴100间的转矩差值为基准，经中央控制器114控制作为辅助动力源的电机102C产生逆向阻尼，其控制方式与前述助动控制过程相同，惟扭力方向与主动动力源101相反，逆向转矩依中央控制器114设定比例而产生，或由人工控制装置113及中央控制器114经电机驱动装置115作随机控制其逆向转矩大小；

(6)辅助动力源电机102C可控制逆阻尼转矩的最大值，在***选择作为逆向驱动运转时，由辅助动力源电机102C作逆向牵动，而主动动力源101形成被逆向牵动的负载时，辅助动力源102C的转矩恒大于或等于主动动力源101的转矩；

(7)动能回收功能：由辅助动力源电机102C直接转换为发电机功能，作再生发电运转以产生机械性阻尼。

(D)图8所示为由电动机及游星(或差动)轮系构成以借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***方块示意图之二：辅助动力源由电机102D构成，而经游星(或差动)轮系与主动动力源耦合，其电机型态包括交流或直流、同步或异步、无刷或有刷电机，其结构及功能特征，可具有以下功能：

--比例助动功能：主动动力源101、辅助动力源电机102D及旋转输出接口126，依相对速比及功能需要而选择个别耦合到太阳轮108、游星轮110及外环轮109，主动动力源101与辅助动力源电机102D的关系，以共生型转速及转矩检测装置111所检测的主动动力源转速为基准，以便控制辅助动力源，两者借游星(或差动)轮系作比例助动驱动。

上述借共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴间转矩差值作为比例控制基准的复合动力***，可进一步加设下列周边控制装置而扩大其应用范围，包括：

--主动动力源转轴105与旋转输出接口126间，可串设单向离合器122，供限制作单向转矩传递，若***为开放式，则单向离合器122可省略不用；

--主动动力源转轴105与机壳121间加设单向离合器122，在辅助动力源依设定旋转方向驱动负载时，主动动力源呈静止状态，若***为开放式，则单向离合器122可省略不用；

--主动动力源转轴105与机壳121间，加设由人力、机力、流力或电磁力等可控制的离合器123，以取代单向离合器122；在离合器脱离时，主动动力源与辅助动力源依相对比例作速度或转矩相加的助动驱动，或由辅助动力源产生对主动动力源的逆向转矩阻尼功能；在离合器闭合时，主动动力源锁住，而由辅助动力源对负载106作正向或反向驱动，或将负载106的惯性动能作为再生发电的动能回收，若***为开放式，则上述单向离合器122及可控制离合器123可省略不用，或可控制离合器可省略不用：

--当辅助动力源为双动型旋转电机102A时，可在两者间加设由人力、机力、流力或电磁作用等可控制的离合器123，并在可控制离合器123闭合时使双动结构呈互锁状态，而由主动动力源101直接驱动负载106，若***为开放式，则可控制离合器123可省略不用；

--当辅助动力源电机为102B或102C时，则辅助动力源的电机转子134除与主动动力源101及通往旋转输出接口126的输出轴直接结合或经传动元件耦合外，亦可进一步配合三者的互动需要而设置单向离合器122；单向离合器122的设置位置及动能传输方向性包括：若主动动力源直接或经传动元件通往旋转输出接口126，则单向离合器122设置在辅助动力源电机转子134和上述主动动力源与旋转输出接口126旋转驱动的任何一旋转元件之间，单向离合器122的离合工作旋转方向，可依***需要作选择；若辅助动力源电机转子134直接或经传动元件通往旋转输出接口126，则单向离合器122可设置在主动动力源101和上述辅助动力源电机102B或102C与旋转输出接口126任何一旋转元件之间，其单向离合器122的离合工作旋转方向可依***需要作选择，若***为开放式，则单向离合器122可省略不用；

--当辅助动力源电机102D游星(或差动)轮系与主动动力源耦合时，则可在辅助动力源电机102D转轴上加设制动器124，以便锁固辅助动力源及其传动元件，而由主动动力源直接驱动旋转输出接口126，或作为动能回收时，锁住主动动力源101，而由辅助动力源电机102D借负载106的惯性逆向牵动作再生发电而产生制动阻尼，若***为开放式，则制动器124可省略不用。

实际应用中，可借离合器及控制***的选择，而采用含有下列全部功能或其中部分功能：

--借共生型转速及转矩检测装置111所检测的主动动力源转速及与输出轴100间的转矩差值为控制基准，控制辅助动力源作助动驱动；

--借共生型转速及转矩检测装置111所检测的主动动力源转速及与输出轴100间的转矩差值为控制基准，控制辅助动力源呈与主动动力源逆向转矩以提供阻尼，以及在上述各种功能或其中之一基础上，进一步同时具有能控制辅助动力源单独作正向、反向驱动或动能再生发电回收等附属功能或具有其中部分辅助功能。

综合上述，本发明的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，首创借共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴间的转矩差值为基准，以相对控制主动动力源与辅助动力源间作线性或非线性比例助动，或由辅助动力源产生逆向转矩提供作为主动动力源的阻尼。本***可广泛用于控制机构的助动、电力助动载具、可控型阻尼装置等。

Claims (10)

1.一种借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，设有主动动力源及辅助动力源，其特征在于，借共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号值以及主动动力源与输出轴间的转矩差值两者为基准，以控制辅助动力源对主动动力源作比例转速助动或比例扭力助动或产生再生发电煞车的逆向阻尼；主动动力源与辅助动力源及输出轴所牵动互动包含以下部分或全部功能：

(1)辅助动力源参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号及与输出轴间的转矩差值为基准，产生相对比例助动驱动运转以共同驱动负载；

(2)由主动动力源单独驱动负载；

(3)由辅助动力源单独驱动负载；

(4)辅助动力源参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号及与输出轴间的转矩差值为基准，借再生发电效应或反向驱动运转，产生与输出轴呈逆向相对比例制动动能牵制输出轴及负载；

(5)辅助动力源参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速信号及与输出轴间的转矩差值为基准，借再生发电效应或反向驱动运转，产生与主动动力源呈相对比例的逆向动能提供逆向阻尼；

(6)输出轴锁固而单独具有第(5)项功能。

2.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，为借共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源速度信号及与输出轴间的转矩差值作为基准，供控制辅助动力源依设定相对比例动能运转，提供与主动动力源动能相加的同转向助动驱动，助动驱动包括：(1)具有单向或双向助动驱动，而主动动力源与辅助动力源间的助动动能比例，可依共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴间转矩差值作设定比例的助动运转，或借人工控制装置作随机控制；(2)在作为输出惯性的逆向阻尼功能状态，辅助动力源则借助人工控制装置的控制或依共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴间的转矩差值，而对输出轴借再生发电效应或反向驱动运转提供逆向转矩为阻尼，或(3)在作为主动动力源的负载阻尼状态，辅助动力源则依人工控制装置的随机控制或参照共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与作为负载的辅助动力源间的转矩差值为基准，借再生发电效应或反向驱动运转而产生负载阻尼。

3.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，其基本结构包括：

--主动动力源(101)，为由人力、电力或其他机力所驱动而能作旋转驱动的动力产生装置，其动力输出转轴(105)供与辅助动力源(102)或负载(106)作直接耦合或经单向传动装作动力耦合；

--共生型转速及转矩检测装置(111)，为模拟或数字式转速及转矩检测装置，可检测主动动力源(101)的转轴(105)转速和转向以及与输出轴(100)间的转矩差值，供作为控制辅助动力源的基准；其检测信号借助电磁效应或光电效应或者其他物理效应产生，其共生方式为由单一检测结构同时产生转速及转矩差值合成信号；或由两个单独的检测结构分别检出然后合成的信号；

--辅助用速度检测装置(112)，为模拟或数字式转速检测装置，以提供检测辅助动力源转速值或输出轴转速值，以便输入中央控制器(114)构成输出速度限制或作其他输出速度控制信号回授，若***为开放式则可省略不用；

--上述主动力源(101)的转轴(105)与输出轴(100)间的转矩差产生相对致动位移而仍保持两者传动状态的机械结构，由习用的轴向双向致动位移机构或径向双向致动位移机构构成，包括可双向致动螺旋结构或可双向致动内螺旋式或外螺旋式无杆螺旋结构，或者可双向致动的轴向斜切耦合面或斜齿状耦合结构，或者随转矩差产生双向致动位移量转电能及旋转角位移量转电能的检测结构，包括由模拟或数字式等借光电效应或电磁效应或者其他物理效应所构成的交流或直流、无刷或有刷或感应式结构所构成，而能由相对旋转运动产生呈线性或非线怀、正比或反比的相对电能信号值，及由相对轴向耦合位置呈线性或非线性的正比或反比改变其电能信号比例；

--输出轴(100)，耦合在输出侧与转速及转矩检测装置(111)之间，供传输旋转动能；

--人工控制装置(113)，为由机电元件或固态电子元件及相关控制机构接口所构成的控制输入装置，能以人工控制产生数字或模拟电能信号，或接受其他电能信号，由接口输入传输至中央控制器(114)，以选择***功能或作设定或作随机控制，其控制信号供输往中央控制器(114)，进而控制辅助动力源的运转功率，以提供比例助动或比例逆向阻尼；

--中央控制器(114)，为机电元件或固态电子元件或微处理器所构成的模拟或数字式电路装置，以主动动力源(101)所牵动的共生型转速及转矩检测装置(111)为基准及参考人工控制装置(113)的随机控制指令，来控制电机驱动装置(115)，进而控制辅助动力源(102)，作电动机功能运转的驱动或作为再生发电发电机功能运转；上述***中主动动力源(101)与辅助动力源(102)及输出轴(100)间，可依需要呈线性或非线性比例助动或比例阻尼功能的运转，***构成可为闭环式、开环式或半闭环式的***结构；

--电机驱动装置(115)，为机电元件或固态电子元件构成的装置，接受中央控制器(114)及人工控制装置(113)的控制，以控制辅助力源(102)的输出或输入功率值及旋转方向；

--辅助动力源(102)，为具有电动机功能或进一步具有发电机功能的旋转电机，其结构型态为双动型旋转电机(102A)或具有定子及转子的旋转电机(102B、102C)或(102D)，其不同结构型态及与主动动力源(101)的耦合方式具有不同的运作功能；

--电源装置(116)，为供应辅助动力源、中央控制器、电机驱动装置、控制输入装置及周边控制装置所需的电源；或进一步供储存辅助动力源的再生发电电能；

--负载(106)，由接受回转动力输入的回转或直线运动型机构构成。

4.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，其共生型转速及转矩检测装置主要构成如下：

--主动动力源转轴(105)，由接受主动动力源(101)的旋转动能驱动，主动动力源转轴(105)与共生型转速及转矩差检测装置可轴向位移转子(211)的轴孔间具有螺旋的互动结构(201)，其螺旋互动结构(201)含有牙螺旋或无牙滚动式螺旋，而其螺旋角可作双向互动，即可由主动动力源转轴(105)旋转以使可轴向位移转子(211)作轴向位移，或在可轴向位移转子(211)轴向受压时逆向牵动主动动力源转轴(105)产生旋转，或可轴向位移转子(211)本身产生旋转；可轴向位移转子(211)与供驱动输出侧的输出轴(100)间，具有可作轴向位移及旋转传动的梅花轴组或其他可作轴向滑动及旋转传动的锁键结构(215)，以在两者作旋转传动时容许作相对轴向位移而仍保持两者的传动状态；

--主动动力源转轴(105)本身与主动动力源(101)间具有径向作用力的预压弹簧(202)，以对可轴向位移转子(211)产生预压，在主动动力源转轴(105)与可轴向位移转子(211)间作旋转动力传输时，依其传输转矩的方向及转矩大小产生相对轴向位移；可轴向位移转子(211)与设置在机壳(121)的定子相耦合，在两者作旋转互动时产生轴向位移量的检测电能信号，其检测电能信号强度由可轴向位移转子(211)与定子间的相对转速及轴向相对耦合位置而定，转速取决于主动动力源(101)与机壳(121)间的绝对转速，而轴向相对位置则取决于主动动力源(101)与输出轴(100)间的转矩差，对可轴向位移转子(211)及预压弹簧(202)所产生的轴向旋转位移，能进而改变可轴向位移转子(211)与定子的轴向耦合状态；

--上述可轴向位移转子(211)及定子所构成的共生型转速及转矩检测装置(111)，可由导磁铁芯(213)及产生检测电能的绕组(212)构成定子，以及由具有磁极(216)及具有可作螺旋互动轴孔的结构体构成可轴向位移转子211；定子与可轴向位移转子间可为圆筒状或斜锥状结构；

--上述可轴向位移转子(211)及定子所构成的共生型转速及转矩检测装置(111)，无论可轴向位移转子相对位置在何处，当转矩为零时其输出信号可为零，也可设定为大于零或小于零；

--上述可轴向位移转子(211)及定子所构成的共生型转速及转矩检测装置(111)，在转速为零时，其输出信号可为零，也可设定为大于零或小于零；

--上述共生型转速及转矩检测装置(111)所检测的信号可为模拟或数字信号，其中模拟信号可用模拟运算放大电路对信号进行比较及合成，经中央控制器(114)的处理进而控制电机驱动装置(115)，以对辅助动力源(102)作相对功率的驱动及最大功率值的限制；若为数字信号，则经数字型中央控制器(114)进行信号处理，进而控制电机驱动装置(115)对辅助力源(102)作相对控制及最大功率值的限制；

--上述主动动力源(101)的转轴(105)与输出轴(100)间的转矩差产生相对致动位移而仍保持两者传动状态的机械结构，由习用的轴向双向致动位移机构或径向双向致动位移机构构成，含可双向致动螺旋结构或可双向致动内螺旋式或外螺旋式无杆螺旋结构，或者可双向致动的轴向斜切耦合面或斜齿状耦合结构，或者随转矩产生双向致动位移量转电能及旋转角位移量转电能的检测结构，包括由模拟或数字式等借光电效应或电磁效应或者其他物理效应所构成的交流或直流、无刷或有刷或感应式结构所构成，而能由相对旋转运动产生呈线性或非线性、正比或反比的相对电能信号值，及由相对轴向耦合位置呈线性或非线性的正比或反比改变其电能信号比例；

--输出轴(100)，接受可轴向位移转子(211)的主动动力源(101)旋转动能的驱动，以及接受辅助动力源(102)的旋转动能的驱动，其接受辅助动力源(102)旋转方式包括由传动元件与辅助动力源(102)耦合的间接式驱动结构，或由输出轴(100)与辅助动力源(102)的转子直接结合的直接式驱动结构；其与负载耦合的方式包括直接耦合于负载，或间接经传动装置如齿轮、链轮、连杆等装置而驱动负载。

5.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，其共生型转速及转矩检测装置主要结构为由可轴向位移转子(311)与定子构成，供检测主动动力源转轴(105)与输出轴(100)间转矩差，以产生轴向位移进而产生相对电能信号，以及另由一组设置在主动动力源转轴(105)与机壳(121)间的驱动转速检测装置(300)检测绝对转速；前述两者共同构成的共生型转速及转矩检测装置(111)，其主要构成如下：

--主动动力源转轴(105)，由接受主动动力源(101)的旋转动能驱动，主动动力源转轴(105)与可轴向位移转子(311)的轴孔间具有螺旋互动结构(201)，其螺旋互动结构包括牙螺旋或无牙滚动式螺旋，而螺旋角可作双向互动，即可由主动动力源转轴(105)旋转，以使可轴向位移转子(311)作轴向位移，或在可轴向位移转子(311)轴向受压时逆向牵动主动动力源转轴(105)产生旋转，或可轴向位移转子(311)本身产生旋转；可轴向位移转子(311)与供驱动输出侧的输出轴(100)间，具有可作轴向位移及旋转传动的梅花轴组或其他可作轴向滑动及旋转传动的锁键结构(215)，供在两者作旋转传动时容许作相对轴向位移而仍保持两者的传动状态；

--主动动力源转轴(105)本身与主动动力源(101)间设一有径向作用力的预压弹簧(202)，以对可轴向位移转子(311)产生预压，在主动动力源转轴(105)与可轴向位移转子(311)间作旋转动力传输时，依其传输转矩的方向及转矩大小产生相对轴向位移；可轴向位移转子(311)与设置在机壳(121)的定子相对耦合，在两者作轴向位移互动时产生轴向位移量的检测电能信号；其检测电能信号强度由可轴向位移转子(311)与定子间的轴向相对耦合位置决定，而轴向相对位置则取决于主动动力源(101)与输出轴(100)间的转矩差，对可轴向位移转子(311)及预压弹簧(202)所产生的轴向旋转位移，能进而改变可轴向位移转子(311)与定子的轴向耦合状态，而驱动转速检测装置(300)设置在主动动力源(101)与机壳(121)间，从检测两者的绝对转速；

--上述可轴向位移转子(311)及定子共同构成的共生型转速及转矩检测装置(111)，可由导磁铁芯(313)及供输入交流信号源的一次绕组(310)以及供产生位移检测电能信号的二次绕组(312)构成定子，以及由具有导磁铁芯(313)及具有可作螺旋互动轴孔的结构体构成可轴向位移转子(311)；

--上述可轴向位移转子(311)及与其耦合的定子共同构成共生型转速及转矩检测装置(111)，无论可轴向位移转子相对位置在何处，当转矩为零时其输出信号可为零，也可设定为大于零或小于零；

--上述驱动转速检测装置(300)在转速为零时，其输出信号可为零；

--上述转矩差信号及绝对转速信号可为模拟或数字信号，其中模拟信号可由模拟运算放大电路作信号合成，以经中央控制器(114)的处理，进而控制电机驱动装置(115)以对辅助动力源(102)作相对功率的驱动及最大值的限制；若为数字信号，则经数字型中央控制器(114)的信号处理，进而控制电机驱动装置(115)对辅助动力源(102)作相对控制及最大值的限制；

--上述主动动力源(101)的转轴(105)与输出轴(100)间的转矩差产生相对致动位移而仍保持两者传动状态的机械结构，由习用的轴向双向致动位移机构或径向双向致动位移机构构成，包括可双向致动螺旋结构或可双向致动内螺旋式或外螺旋式无杆螺旋结构，或者可双向致动的轴向斜切耦合面或斜齿状耦合结构，或者随转矩差产生双向致动位移量转电能及旋转角位移量转电能的检测结构，包括由模拟或数字式等借光电效应或电磁效应或者其他物理效应所构成的交流或直流、无刷或有刷或感应式结构所构成，而能由相对旋转运动产生呈线性或非线性、正比或反比的相对电能信号值，及由相对轴向耦合位置呈线性或非线性的正比或反比改变其电能信号比例；

--输出轴(100)，接受可轴向位移转子(311)的主动动力源(101)旋转动能的驱动，以及接受辅助动力源(102)的旋转动能的驱动，其接受辅助动力源(102)旋转方式包括由传动元件与辅助动力源(102)耦合的间接式驱动结构，或由输出轴(100)与辅助动力源(102)的转子直接结合的直接式驱动结构；其与负载耦合的方式包括直接耦合于负载，或间接经传动装置如齿轮、链轮、连杆等装置而驱动负载。

6.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，其辅助动力源为双动型旋转电机(102A)，即具有可作相互驱动的由磁场与转子所构成的第一互动旋转体(103)及第二互动旋转体(104)，其结构可为圆筒形、杯形、盘形或锥形等，其电机结构及运作型态包括直流或交流、同步或异步、无刷或有刷结构型态的旋转电机，其特征为其第一互动旋转体(103)经输出轴(100)耦合于共生型转速及转矩检测装置(111)，进而与主动动力源转轴(105)耦合，其第二互动旋转体(104)则直接或经传动元件驱动旋转输出接口(126)；主动动力源转轴(105)与机壳(121)间，可依需要加设单向离合器(122)以供选定其中一方向供防止逆向牵动，若舍弃此功能则不须设置单向离合器；上述结构型态中的第一互动旋转体(103)及第二互动旋转体(104)两单元，其中一单元为电机磁场结构，另一单元为电机转子结构，两单元或其中之一可依电机结构型态增设辅助导电环(107)、导电刷(117)及电刷座，以匹配双动型结构型态在双动驱动中传输电能，其结构及功能特征可选择具有以下功能之一或同时具有几种功能：

(1)可控制速度比例的增速助动输出功能：其第一互动旋转体(103)经输出轴(100)耦合到共生型转速及转矩检测装置(111)，进而与主动动力源(101)耦合，第二互动旋转体(104)则通往旋转输出接口(126)；

(2)与主动动力源呈逆向阻尼功能：其第二互动旋转体(104)则呈静止状态，而由第一互动旋转体(103)提供与主动动力源(101)运转方向相反的逆向转矩，此逆向转矩可依需要为小于主动动力源(101)的转矩并与主动动力源(101)呈逆向；

(3)负载(106)惯量的动能回收或对负载(106)回传动力提供阻尼功能：其第一互动旋转体(103)呈静止状态，而第二互动旋转体(104)提供再生发电功能进而产生阻尼。

7.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，包括由与主动动力源共轴的电动机构成的辅助动力源电机(102B)，其电机定子壳体(133)为固定，转子(134)供驱动负载(106)，电机结构型态包括交流或直流、同步或异步、无刷或有刷的电机，其结构及功能特征可选择具有以下部分功能或全部功能：

(1)主动动力源(101)的转轴(105)经单向离合器(122)与电机(102B)的旋转输出接口(126)转轴呈同轴心结构，供驱动负载(106)，若***为开放式，则单向离合器(122)可省略不用；

(2)主动动力源(101)的转轴(105)或由其所牵动的旋转结构与静止结构间，设有共生型转速及转矩检测装置(111)，供检测主动动力源(101)的转速及与输出轴(100)间的转矩差值作为***运作的控制基准；

(3)依共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴(100)间的转矩差值作比例助动功能：主动动力源转动以牵动共生型转速及转矩检测装置(111)，进而产生相对信号输往中央控制器(114)，而在转速信号达到设定值以上时，由电机驱动装置(115)驱动辅助动力源电机(102B)，产生与主动动力源转轴同旋转方向的助动扭力，并依中央控制器(114)的设定比例控制助动扭力值，或由人工控制装置(113)及中央控制器(114)及电机驱动装置(115)对辅助动力源电机(102B)作随机控制，以决定其助动扭力值；

(4)辅助动力源电机(102B)的助动驱动与主动动力源(101)对负载(106)的合成驱动，转速恒小于主动力源(101)所产生的主动驱动转速；

(5)与主动动力源(101)转速呈相对逆向阻尼功能：为借共生型转速及转矩检测装置(111)所检测的主动动力源转速，及与输出轴(100)间的转矩差值为基准，以经中央控制器(114)控制作为辅助动力源的电机(102B)产生逆向阻尼，其控制方式与前述助动控制过程相同，惟扭力方向与主动动力源(101)相反，逆向转矩为依中央控制器(114)设定比例而产生，或由人工控制装置(113)及中央控制器(114)经电机驱动装置(115)，对作为辅助动力源的电机(102B)作随机控制以控制其逆向转矩大小；

(6)辅助动力源电机(102B)可控制逆扭力阻尼的最大值呈恒小于主动动力源(101)对辅助动力源电机(102B)的驱动扭力，或在***选择作为逆向驱动运转时，由辅助动力源电机(102B)对主动动力源(101)作逆向牵动，而主动动力源(101)形成被逆向牵动的负载时，辅助动力源电机(102B)的转矩恒大于或等于主动动力源(101)的转矩；

(7)动能回收功能：由辅助动力源电机(102B)直接转换为发电机功能，作发电功能输出以产生机械性阻尼。

8.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，由电动机及游星或差动轮系所构成，此***中辅助动力源由电机(102C)构成，其电机定子壳体(133)固定，转子(134)供驱动负载(106)，电机型态包括交流或直流、同步或异步、无刷或有刷的电机，其结构及功能特征，可选择具有以下功能之一或同时具有数种功能：

(1)主动动力源(101)的转轴(105)与电机(102C)呈同轴心设置，经单向离合器(122)与游星式差动轮组的游星轮(110)所牵动的输出摇壁(118)耦合通往旋转输出接口(126)；电机转子(134)转轴经太阳轮(108)与电机定子壳体(133)的外环轮(109)借游星式差动轮组相互耦合通往旋转输出接口(126)，若***为开放式，则单向离合器(122)可省略不用；

(2)主动动力源(101)的转轴(105)或由其所牵动的旋转结构与定静止结构间，设有共生型转速及转矩检测装置(111)，供检测主动动力源(101)的转速及与输出轴(100)间的转矩差值，作为***运作的控制基准；

(3)依主动动力源转速作比例助动功能：主动动力源(101)转动而牵动共生型转速及转矩检测装置(111)，产生相对的信号输往中央控制器(114)，在转速信号达到设定值以上时，借电机驱动装置(115)驱动作为辅助动力源的电机(102C)，产生与主动动力源转轴经单向传动装置(122)牵动游星式差动轮组的游星轮(110)所牵动的摇臂(118)，以共同作同旋转方向的电机输出助动转矩，并依中央控制器(114)的设定比例控制助动转矩值，或由控制输入装置(113)、中央控制器(114)及电机驱动装置(115)，对作辅助动力源电机(102C)的电机随机控制其助动转矩大小，若***为开放式，则单向离合器(122)可省略不用；

(4)辅助动力源(102C)的助动驱动与主动动力源(101)对负载(106)的合成驱动转速，恒小于主动动力源(101)所产生的主动驱动转速；

(5)与主动动力源(101)转速呈相对逆向阻尼功能：以共生型转速及转矩检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴(100)间的转矩差值为基准，经中央控制器(114)控制作为辅助动力源的电机(102C)产生逆向阻尼，其控制方式与前述助动控制过程相同，惟扭力方向与主动动力源(101)相反，逆向转矩依中央控制器(114)设定比例而产生，或由人工控制装置(113)及中央控制器(114)经电机驱动装置(115)作随机控制其逆向转矩大小；

(6)辅助动力源电机(102C)可控制逆阻尼转矩的最大值，在***选择作为逆向驱动运转时，由辅助动力源电机(102C)作逆向牵动，而主动动力源(101)形成被逆向牵动的负载时，辅助动力源(102C)的转矩恒大于或等于主动动力源(101)的转矩；

(7)动能回收功能：由辅助动力源电机(102C)直接转换为发电机功能，作再生发电运转以产生机械性阻尼。

9.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置作比例控制的复合动力***，其特征在于，由辅助动力源电机(102D)经游星或差动轮系与主动动力源耦合所构成，其电机型态包括交流或直流、同步或异步、无刷或有刷电机，其结构及功能特征，可具有以下功能：

--比例助动功能：主动动力源(101)、辅助动力源电机(102D)及旋转输出接口(126)，依相对速比及功能需要而选择个别耦合到太阳轮(108)、游星轮(110)及外环轮(109)，主动动力源(101)与辅助动力源电机(102D)的关系，以共生型转速及转矩检测装置(111)所检测的主动动力源转速为基准，以便控制辅助动力源，两者借游星(或差动)轮系作比例助动驱动。

10.如权利要求1所述的借共生型转速及转矩差检测装置所检测的主动动力源转速及与输出轴间转矩差值作为比例控制基准的复合动力***，其特征在于，可进一步加设下列周边控制装置而扩大其应用范围，包括：

--主动动力源转轴(105)与旋转输出接口(126)间，可串设单向离合器(122)，供限制作单向转矩传递，若***为开放式，则单向离合器(122)可省略不用；

--主动动力源转轴(105)与机壳(121)间加设单向离合器(122)，在辅助动力源依设定旋转方向驱动负载时，主动动力源呈静止状态，若***为开放式，则单向离合器(122)可省略不用；

--主动动力源转轴(105)与机壳(121)间，加设由人力、机力、流力或电磁力等可控制的离合器(123)，以取代单向离合器(122)；在离合器脱离时，主动动力源与辅助动力源依相对比例作速度或转矩相加的助动驱动，或由辅助动力源产生对主动动力源的逆向转矩阻尼功能；在离合器闭合时，主动动力源锁住，而由辅助动力源对负载(106)作正向或反向驱动，或将负载(106)的惯性动能作为再生发电的动能回收，若***为开放式，则上述单向离合器(122)及可控制离合器(123)可省略不用，或可控制离合器可省略不用：

--当辅助动力源为双动型旋转电机(102A)时，可在两者间加设由人力、机力、流力或电磁作用等可控制的离合器(123)，并在可控制离合器(123)闭合时使双动结构呈互锁状态，而由主动动力源(101)直接驱动负载(106)，若***为开放式，则可控制离合器(123)可省略不用；

--当辅助动力源电机为(102B)或(102C)时，则辅助动力源的电机转子(134)除与主动动力源(101)及通往旋转输出接口(126)的输出轴直接结合或经传动元件耦合外，亦可进一步配合三者的互动需要而设置单向离合器(122)；单向离合器(122)的设置位置及动能传输方向性包括：若主动动力源直接或经传动元件通往旋转输出接口(126)，则单向离合器(122)设置在辅助动力源电机转子(134)和上述主动动力源与旋转输出接口(126)旋转驱动的任何一旋转元件之间，单向离合器(122)的离合工作旋转方向，可依***需要作选择；若辅助动力源电机转子(134)直接或经传动元件通往旋转输出接口(126)，则单向离合器(122)可设置在主动动力源(101)和上述辅助动力源电机(102B)或(102C)与旋转输出接口(126)任何一旋转元件之间，其单向离合器(122)的离合工作旋转方向可依***需要作选择，若***为开放式，则单向离合器(122)可省略不用；

--当辅助动力源电机(102D)游星(或差动)轮系与主动动力源耦合时，则可在辅助动力源电机(102D)转轴上加设制动器(124)，以便锁固辅助动力源及其传动元件，而由主动动力源直接驱动旋转输出接口(126)，或作为动能回收时，锁住主动动力源(101)，而由辅助动力源电机(102D)借负载(106)的惯性逆向牵动作再生发电而产生制动阻尼，若***为开放式，则制动器124可省略不用。

实际应用中，可借离合器及控制***的选择，而采用含有下列全部功能或其中部分功能：

--借共生型转速及转矩检测装置(111)所检测的主动动力源转速及与输出轴(100)间的转矩差值为控制基准，控制辅助动力源作助动驱动；

--借共生型转速及转矩检测装置(111)所检测的主动动力源转速及与输出轴(100)间的转矩差值为控制基准，控制辅助动力源呈与主动动力源逆向转矩以提供阻尼，以及在上述各种功能或其中之一基础上，进一步同时具有能控制辅助动力源单独作正向、反向驱动或动能再生发电回收等附属功能或具有其中部分辅助功能。

Images