JP2019095043A - Electric vehicle control toque generation device and electric vehicle - Google Patents

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定之 長谷川
Sadayuki HASEGAWA
定之 長谷川
柴山　尚士
Naoshi Shibayama
尚士 柴山
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Abstract

To provide an electric vehicle control torque generation device and an electric vehicle capable of simplifying a device configuration and reducing a size and a weight of the device.SOLUTION: An electric vehicle 100 comprises a control torque generation device 200 which applies control torque to wheels 104a and 104b through front wheel axles 102a and 102b rotationally driven by an electric motor 107. The control torque generation device 200 has a compression and expansion engine 210, a flow rate regulation valve 220 and a clutch device 222. The compression and expansion engine 210 is mounted with a piston 213 which is reciprocated in a cylinder block 212 so as to increase or decrease capacity of an air chamber 214. The air chamber 214 is communicated with the atmosphere through the flow rate regulation valve 220. The piston 213 is connected to a rotary drive shaft 107a of the electric motor 107 through a crank 216 and the clutch device 222.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動モータを駆動源として自走する電気自動車においてブレーキ装置とは別に制動トルクを発生させる電気自動車用制動トルク発生装置および電気自動車に関する。   The present invention relates to a braking torque generator for an electric vehicle that generates braking torque separately from a braking device in an electric vehicle that is self-propelled by using an electric motor as a drive source, and an electric vehicle.

従来から、電動モータを駆動源として自走する電気自動車においては、運転者によるアクセルの踏み込みが減じられたアクセルオフ時においてエンジンを駆動源とする自動車におけるエンジンブレーキに相当する制動トルクを発生させる電気自動車用制動トルク発生装置が提案されている。例えば、下記特許文献１には、電気自動車の駆動源である電動モータの回転駆動軸に対して圧縮空気によって制動力を発生させるエアブレーキを備えた電気自動車用制動トルク発生装置としての回生ブレーキトルク補助装置が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an electric vehicle self-propelled by using an electric motor as a drive source, an electric vehicle that generates a braking torque equivalent to an engine brake in an automobile using an engine as a drive source at the time of accelerator off. A braking torque generator for a car has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2008-101501 discloses regenerative braking torque as a braking torque generating device for an electric vehicle provided with an air brake that generates a braking force by compressed air with respect to a rotational driving shaft of an electric motor that is a driving source of the electric vehicle. An auxiliary device is disclosed.

特開２０１１−６３１４５号公報JP, 2011-63145, A

しかしながら、上記特許文献１に記載された回生ブレーキトルク補助装置においては、エアブレーキに供給する圧縮空気を生成するためにコンプレッサやエアタンクが必要であり装置構成が複雑化、大型化および重量化するという問題がある。   However, in the regenerative brake torque auxiliary device described in Patent Document 1, a compressor and an air tank are required to generate compressed air to be supplied to the air brake, and the device configuration becomes complicated, large and heavy. There's a problem.

本発明は上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、装置構成を簡単化、小型化および軽量化することができる電気自動車用制動トルク発生装置および電気自動車を提供することにある。   The present invention has been made to address the above problems, and an object thereof is to provide a braking torque generator and an electric vehicle for an electric vehicle which can simplify, reduce the size and weight of the device configuration. .

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、車輪が連結されて電動モータによって駆動される車軸に対して制動トルクを付与する電気自動車用制動トルク発生装置であって、車軸に連結されて同車軸からのバックトルクによって空気を導入する空気室の容積の減少による空気の圧縮および同容積の増加による空気の膨張のうちの少なくとも一方を行って制動トルクを発生させる圧縮膨張機関と、圧縮膨張機関の作動を開始または停止させて制動トルクの発生または中断を行なわせる機関作動機構と、車軸にバックトルクが作用する際に、機関作動機構の作動を制御することによって圧縮膨張機関を作動させて車軸に制動トルクを付与する制御装置とを備えることにある。   In order to achieve the above object, a feature of the present invention is a braking torque generator for an electric vehicle that applies a braking torque to an axle that is connected with wheels and driven by an electric motor, and is connected to the axle A compression expansion engine that generates at least one of compression of air by reduction of the volume of an air chamber introducing air by back torque from an axle and expansion of air by increase of the same volume to generate a braking torque; The engine expansion mechanism is operated by controlling the operation of the engine operating mechanism when the back torque is applied to the axle, and the axle by operating the compression expansion engine when the back torque is applied to the axle. And a control device for applying a braking torque.

このように構成した本発明の特徴によれば、電気自動車用制動トルク発生装置は、車軸に車輪からのバックトルクが生じた際に圧縮膨張機関がバックトルクを用いて空気の圧縮および／または膨張を行うだけで車軸に対して制動トルクを付与することができるため、装置構成を簡単化、小型化および軽量化することができる。   According to the feature of the present invention configured as described above, the braking torque generator for an electric vehicle can compress and / or expand air using the back torque of the compression / expansion engine when the back torque from the wheels is generated on the axle. The braking torque can be applied to the axle just by doing the above, so the device configuration can be simplified, miniaturized and reduced in weight.

また、本発明の他の特徴は、前記電気自動車用制動トルク発生装置において、機関作動機構は、圧縮膨張機関の空気室に対する吸気および排気のうちの少なくとも一方の流路内の流量を調整する流量調整弁および車軸と圧縮膨張機関との間に設けられて両者間の回転駆動力の伝達状態と遮断状態とを選択的に切り替えるクラッチ装置のうちの少なくとも一方で構成されており、制御装置は、流量調整弁およびクラッチ装置のうちの少なくとも一方の作動を制御することによって圧縮膨張機関の作動を開始させて車軸に制動トルクを付与することにある。   Another feature of the present invention is that, in the braking torque generator for an electric vehicle, the engine operating mechanism adjusts the flow rate in at least one of the intake and exhaust flow paths to the air chamber of the compression expansion engine. The control device is constituted by at least one of a control valve and a clutch device provided between the axle and the compression / expansion engine to selectively switch between a transmission state and a disconnection state of rotational driving force between the two. An operation of a compression expansion engine is started by controlling the operation of at least one of a flow control valve and a clutch device to apply a braking torque to an axle.

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電気自動車用制動トルク発生装置は、機関作動機構が気室に対する吸気および排気のうちの少なくとも一方の流路内の流量を調整する流量調整弁および車軸と圧縮膨張機関との間に設けられて両者間の回転駆動力の伝達状態と遮断状態とを選択的に切り替えるクラッチ装置のうちの少なくとも一方で構成されているため、機関作動機構を簡単かつ軽量に構成することができる。   According to another feature of the present invention thus constituted, in the braking torque generator for an electric vehicle, the engine operating mechanism adjusts the flow rate in at least one of the intake and exhaust flow paths to the air chamber. The engine operating mechanism comprises at least one of a clutch device provided between the valve and the axle and the compression / expansion engine to selectively switch between the transmission state and the disconnection state of the rotational driving force between the two. It can be configured easily and lightweight.

また、本発明の他の特徴は、前記電気自動車用制動トルク発生装置において、機関作動機構は、クラッチ装置を備えており、制御装置は、クラッチ装置の作動を制御することによって圧縮膨張機関の作動を開始させて車軸に制動トルクを付与することにある。   Another feature of the present invention is that, in the braking torque generator for an electric vehicle, the engine operating mechanism includes a clutch device, and the control device operates the compression and expansion engine by controlling the operation of the clutch device. Starting to apply braking torque to the axle.

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電気自動車用制動トルク発生装置は、制動トルクが不要な際にクラッチ装置によって圧縮膨張機関を車軸から切り離すことができるため、圧縮膨張機関が発生させる制動トルクおよび圧縮膨張機関内での摩擦抵抗が車軸に伝達されて車軸に作用する駆動トルクの減少を効果的に防止することができるとともに車軸への負担を抑えることができる。ここで、駆動トルクとは、車軸が車輪を回転させようとする回転駆動力のことである。   According to another feature of the present invention configured as described above, in the braking torque generator for an electric vehicle, the compression and expansion engine can be separated from the axle by the clutch device when the braking torque is unnecessary. The braking torque to be generated and the frictional resistance in the compression-expansion engine can be effectively prevented from reducing the driving torque that is transmitted to the axle and acting on the axle, and the burden on the axle can be suppressed. Here, the driving torque is a rotational driving force that causes the axle to rotate the wheels.

また、本発明の他の特徴は、前記電気自動車用制動トルク発生装置において、機関作動機構は、流量調整弁を備えており、制御装置は、流量調整弁の作動を制御することによって空気室の容積を減少させる際に流路を閉じて空気を圧縮するとともに空気室の容積を増加させる際に流路を開いて圧縮した空気を空気室から逃がすことにある。   Another feature of the present invention is that, in the braking torque generator for an electric vehicle, the engine operating mechanism includes a flow control valve, and the controller controls the operation of the flow control valve to control the air chamber. When the volume is reduced, the flow path is closed to compress the air, and when the volume of the air chamber is increased, the flow path is opened to release the compressed air from the air chamber.

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電気自動車用制動トルク発生装置は、空気室の容積を減少させる際に流路を閉じことで空気を圧縮するとともに空気室の容積を増加させる際に流路を開いて圧縮した空気を空気室から逃がすことで駆動トルクの発生を抑えて発生させる制動トルクを増大させることができる。   According to another feature of the present invention configured as described above, the braking torque generator for an electric vehicle compresses air by closing the flow path when reducing the volume of the air chamber and increases the volume of the air chamber. By opening the flow path and letting the compressed air escape from the air chamber at the time of setting, the generation of the driving torque can be suppressed and the generated braking torque can be increased.

また、本発明の他の特徴は、前記電気自動車用制動トルク発生装置において、機関作動機構は、流量調整弁を備えており、制御装置は、流量調整弁の作動を制御することによって空気室の容積を減少させる際に流路を開いて空気室内の空気を同空気室から逃がすとともに空気室の容積を増加させる際に流路を閉じて空気室に残った空気を膨張させることにある。   Another feature of the present invention is that, in the braking torque generator for an electric vehicle, the engine operating mechanism includes a flow control valve, and the controller controls the operation of the flow control valve to control the air chamber. When the volume is reduced, the flow path is opened to release the air in the air chamber from the air chamber, and when the volume of the air chamber is increased, the flow path is closed to expand the air remaining in the air chamber.

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電気自動車用制動トルク発生装置は、空気室の容積を減少させる際に流路を開くことで空気室内の空気を減らすとともに空気室の容積を増加させる際に流路を閉じて空気室に残った空気を膨張させることで駆動トルクの発生を抑えて発生させる制動トルクを増大させることができる。   According to another feature of the present invention configured as described above, the braking torque generator for an electric vehicle reduces the air in the air chamber by opening the flow path when reducing the volume of the air chamber and reduces the volume of the air chamber. By closing the flow path and expanding the air remaining in the air chamber when increasing the braking force, it is possible to suppress the generation of the driving torque and to increase the generated braking torque.

また、本発明の他の特徴によれば、前記電気自動車用制動トルク発生装置において、圧縮膨張機関は、ピストンクランク機構で構成されていることにある。   Further, according to another feature of the present invention, in the braking torque generator for an electric vehicle, the compression and expansion engine is constituted by a piston crank mechanism.

このように構成した本発明の他の特徴によれば電気自動車用制動トルク発生装置は、圧縮膨張機関がピストンクランク機構で構成されているため、装置構成を簡単化、小型化および軽量化することができる。ここで、ピストンクランク機構は、円筒状のシリンダ内のピストンの往復運動を軸回転運動に変換する機構である。この場合、シリンダ内の空気の吸気路と排気路とは互いに共通の１つの管路で構成してもよいし、吸気用の管路と排気用の管路とを別々に設けてもよい。   According to another feature of the present invention configured as described above, in the braking torque generator for an electric vehicle, the compression / expansion engine is constituted by a piston crank mechanism, so the device configuration can be simplified, miniaturized and reduced in weight. Can. Here, the piston crank mechanism is a mechanism that converts the reciprocating motion of the piston in the cylindrical cylinder into axial rotational motion. In this case, the air intake passage and the exhaust passage in the cylinder may be configured as one common conduit, or the intake conduit and the exhaust conduit may be provided separately.

また、本発明の他の特徴は、電気自動車用制動トルク発生装置において、圧縮膨張機関は、３つの角部を有した略三角形状に形成されるとともにこの略三角形状体の中心部に形成された貫通孔の内周面に内歯が形成されたロータと、ロータの内歯に噛み合う外歯を有して回転駆動する軸状のエキセントリックシャフトと、吸気口および排気口を有するとともに３つの角部を摺動させつつ前記ロータ全体を回転自在に収容するハウジングとを備えたロータリ機構で構成されていることにある。   Another feature of the present invention is that, in the braking torque generator for an electric vehicle, the compression and expansion engine is formed in a substantially triangular shape having three corner portions and is formed at the central portion of the substantially triangular body. A rotor with internal teeth formed on the inner circumferential surface of the through hole, a shaft-shaped eccentric shaft that is rotationally driven with an external tooth that meshes with the internal tooth of the rotor, and has an inlet and an outlet, and three corners It comprises in the rotary mechanism provided with the housing which accommodates the said whole rotor rotatably, sliding a part.

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電気自動車用制動トルク発生装置は、エキセントリックシャフトに噛み合ってハウジング内で自転および公転するロータを備えたロータリ機構で構成されているため、装置構成を簡単化、小型化および軽量化することができる。ここで、ロータリ機構は、３つの頂点を有した略三角形状体の中心部に内歯が形成されたロータと、ロータの内歯に噛み合う外歯を有して回転駆動する軸状のエキセントリックシャフトと、吸気口および排気口を有するとともに前記３つの頂点を摺動させつつロータ全体を回転自在に収容するハウジングとを備えて構成されている。   According to another feature of the present invention thus configured, the braking torque generator for an electric vehicle is constituted by a rotary mechanism having a rotor that meshes with an eccentric shaft and rotates and revolves within the housing. The configuration can be simplified, miniaturized and reduced in weight. Here, the rotary mechanism is a shaft-shaped eccentric shaft that is rotationally driven by having a rotor having an internal tooth formed at the center of a substantially triangular body having three apexes, and an external tooth that meshes with the internal tooth of the rotor. And a housing having an intake port and an exhaust port and rotatably accommodating the entire rotor while sliding the three apexes.

また、本発明の他の特徴は、前記電気自動車用制動トルク発生装置において、さらに、圧縮膨張機関の空気室に対する吸気および排気のうちの少なくとも一方の流路に消音器を備えることにある。   Another feature of the present invention is that, in the braking torque generator for an electric vehicle, a muffler is further provided in at least one of the intake and exhaust flow paths to the air chamber of the compression and expansion engine.

このように構成した本発明の他の特徴によれば、電気自動車用制動トルク発生装置は、圧縮膨張機関における吸気および排気のうちの少なくとも一方の流路に消音器を備えているため、吸気時または排気時に生じる音を減じて静粛性を高めることができる。   According to another feature of the present invention configured as described above, the braking torque generator for an electric vehicle is provided with a silencer in at least one flow path of intake air and exhaust air in a compression expansion engine. Or the noise generated at the time of exhaust can be reduced to enhance quietness.

また、本発明は、電気自動車用制動トルク発生装置の発明として実施できるばかりでなく、この電気自動車用制動トルク発生装置を備えた電気自動車の発明としても実施できるものである。   The present invention can be implemented not only as an invention of a braking torque generator for an electric vehicle, but also as an invention of an electric vehicle provided with the braking torque generator for an electric vehicle.

具体的には、車輪に連結された車軸と、車軸を回転駆動させる電動モータと、車輪を制動するブレーキ装置と、請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載した電気自動車用制動トルク発生装置とを備えればよい。   Specifically, an axle connected to a wheel, an electric motor for rotationally driving the axle, a brake device for braking the wheel, and an electric vehicle according to any one of claims 1 to 8. A braking torque generator may be provided.

これによれば、電気自動車は、上記電気自動車用制動トルク発生装置と同様の作用効果を期待することができる。   According to this, the electric vehicle can be expected to have the same function and effect as the braking torque generator for the electric vehicle.

本発明の第１実施形態に係る電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の全体構成の概略を模式的に示した平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the top view which showed typically the outline of the whole structure of the electric vehicle carrying the damping | braking torque generator for electric vehicles which concerns on 1st Embodiment of this invention. （ａ）〜（ｄ）は、図１に示した制動トルク発生装置を構成する圧縮膨張機関の内部構成および作動の様子を模式的に示した断面図であり、（ａ）は圧縮膨張機関における容積減少工程時を示しており、（ｂ）は圧縮膨張機関のピストンが上死点に達した状態を示しており、（ｃ）は圧縮膨張機関における容積増加工程時を示しており、（ｄ）は圧縮膨張機関のピストンが下死点に達した状態を示している。(A)-(d) is sectional drawing which showed typically the internal structure of the compression expansion engine which comprises the damping | braking torque production | generation apparatus shown in FIG. 1, and the mode of operation, and (a) is a compression expansion engine. (B) shows a state in which the piston of the compression expansion engine has reached top dead center, and (c) shows a state in which the piston of the compression expansion engine has increased. ) Shows a state where the piston of the compression expansion engine has reached the bottom dead center. （ａ）〜（ｃ）は、図２に示した圧縮膨張機関の作動の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は吸排気管内における流量調整弁の開度の時間変化を示しており、（ｂ）は空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｃ）は圧縮膨張機関が発生させる制動トルクおよび駆動トルクの時間変化をそれぞれ示している。(A)-(c) is a timing chart which shows the mode of operation of the compression expansion engine shown in Drawing 2, and (a) shows the time change of the opening of the flow control valve in an intake and exhaust pipe, (B) shows the time change of the pressure in the air chamber, and (c) shows the time change of the braking torque and the driving torque generated by the compression and expansion engine, respectively. （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態の変形例に係る制動トルク発生装置を構成する圧縮膨張機関の内部構成および作動の様子を模式的に示した断面図であり、（ａ）は圧縮膨張機関における容積減少工程時を示しており、（ｂ）は圧縮膨張機関のピストンが上死点に達した状態を示しており、（ｃ）は圧縮膨張機関における容積増加工程時を示しており、（ｄ）は圧縮膨張機関のピストンが下死点に達した状態を示している。(A)-(d) are sectional drawings which showed typically the internal structure of the compression expansion engine which comprises the braking torque generator which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention, and the mode of operation, a) shows the volume reduction process in the compression expansion engine, (b) shows the piston of the compression expansion engine reaching the top dead center, and (c) shows the volume increase process in the compression expansion engine (D) shows the piston of the compression expansion engine reaching the bottom dead center. （ａ）〜（ｃ）は、図４に示した圧縮膨張機関の作動の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は吸排気管内における流量調整弁の開度の時間変化を示しており、（ｂ）は空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｃ）は圧縮膨張機関が発生させる制動トルクおよび駆動トルクの時間変化をそれぞれ示している。(A)-(c) is a timing chart which shows the mode of operation of the compression expansion engine shown in Drawing 4, and (a) shows the time change of the opening of the flow control valve in an intake and exhaust pipe, (B) shows the time change of the pressure in the air chamber, and (c) shows the time change of the braking torque and the driving torque generated by the compression and expansion engine, respectively. （ａ）〜（ｃ）は、図４に示した圧縮膨張機関の別の作動の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は吸排気管内における流量調整弁の開度の時間変化を示しており、（ｂ）は空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｃ）は圧縮膨張機関が発生させる制動トルクおよび駆動トルクの時間変化をそれぞれ示している。(A)-(c) is a timing chart which shows the mode of another operation of the compression expansion engine shown in Drawing 4, and (a) shows the time change of the opening of the flow control valve in an intake and exhaust pipe (B) shows the time change of the pressure in the air chamber, and (c) shows the time change of the braking torque and the drive torque generated by the compression expansion engine. （ａ）〜（ｃ）は、図４に示した圧縮膨張機関の更に別の作動の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は吸排気管内における流量調整弁の開度の時間変化を示しており、（ｂ）は空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｃ）は圧縮膨張機関が発生させる制動トルクおよび駆動トルクの時間変化をそれぞれ示している。(A)-(c) is a timing chart which shows the mode of another operation of the compression expansion engine shown in FIG. 4, (a) shows the time change of the opening degree of the flow control valve in an intake / exhaust pipe (B) shows the time change of the pressure in the air chamber, and (c) shows the time change of the braking torque and the drive torque generated by the compression expansion engine. 図２および図４に示した圧縮膨張機関において、流量調整弁を一定の開度とした場合に発生させる制動トルクを開度が全閉から全開までの範囲で表したグラフである。In the compression-expansion engine shown in FIG. 2 and FIG. 4, it is the graph which represented the damping torque generated when a flow regulating valve is made into a fixed opening in the range from fully closed to fully open. 本発明の変形例に係る電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の全体構成の概略を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically the outline of the whole structure of the electric vehicle carrying the damping | braking torque production | generation apparatus for electric vehicles which concerns on the modification of this invention. 本発明の変形例に係る圧縮膨張機関の内部構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the internal structure of the compression-expansion engine which concerns on the modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る圧縮膨張機関の内部構成を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the internal structure of the compression-expansion engine which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の全体構成の概略を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically the outline of the whole structure of the electric vehicle carrying the damping | braking torque generator for electric vehicles which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の全体構成の概略を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically the outline of the whole structure of the electric vehicle carrying the damping | braking torque generator for electric vehicles which concerns on the other modification of this invention. 本発明の他の変形例に係る電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の全体構成の概略を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically the outline of the whole structure of the electric vehicle carrying the damping | braking torque generator for electric vehicles which concerns on the other modification of this invention. 本発明の第２実施形態に係る電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の全体構成の概略を模式的に示した平面図である。It is the top view which showed typically the outline of the whole structure of the electric vehicle carrying the damping | braking torque generator for electric vehicles which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図１５に示した制動トルク発生装置を構成する圧縮膨張機関の内部構成および作動の様子を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the internal structure of the compression expansion engine which comprises the damping | braking torque production | generation apparatus shown in FIG. 15, and the mode of operation | movement. 図１６に示した圧縮膨張機関の次の作動の様子を模式的に示した断面図である。FIG. 17 is a cross sectional view schematically showing a state of the next operation of the compression and expansion engine shown in FIG. 16. 図１７に示した圧縮膨張機関の次の作動の様子を模式的に示した断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a state of the next operation of the compression and expansion engine shown in FIG. 17. 図１８に示した圧縮膨張機関の次の作動の様子を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the mode of the next action | operation of the compression expansion engine shown in FIG. 図１９に示した圧縮膨張機関の次の作動の様子を模式的に示した断面図である。FIG. 20 is a cross sectional view schematically showing a state of the next operation of the compression and expansion engine shown in FIG. 19; 図２０に示した圧縮膨張機関の次の作動の様子を模式的に示した断面図である。FIG. 21 is a cross sectional view schematically showing a state of the next operation of the compression and expansion engine shown in FIG. 20. 図２１に示した圧縮膨張機関の次の作動の様子を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the mode of the next action | operation of the compression-expansion engine shown in FIG. 図２２に示した圧縮膨張機関の次の作動の様子を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the mode of the next action | operation of the compression-expansion engine shown in FIG. （ａ）〜（ｅ）は、図１５に示した圧縮膨張機関の作動の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は圧縮膨張機関が機関全体として発生させる制動トルクの時間変化を示しており、（ｂ）は吸排気管内における流量調整弁の開度の時間変化を示しており、（ｃ）は１つの目の空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｄ）は２つ目の空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｅ）は３つの目の空気室内の圧力の時間変化を示している。(A)-(e) is a timing chart which shows the mode of operation of the compression expansion engine shown in Drawing 15, and (a) shows the time change of the braking torque which a compression expansion engine generates as a whole engine. (B) shows the time change of the opening of the flow control valve in the intake and exhaust pipe, (c) shows the time change of the pressure in the air chamber of the first eye, (d) shows the second change of the pressure (E) shows the time change of the pressure in the air chamber of the third eye. 本発明の変形例に係る制動トルク発生装置を構成する圧縮膨張機関の内部構成および作動の様子を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically the internal configuration and the mode of operation of the compression expansion engine which constitutes the braking torque generating device concerning the modification of the present invention. （ａ）〜（ｆ）は、図２５に示した圧縮膨張機関の作動の様子を示すタイミングチャートであり、（ａ）は圧縮膨張機関が機関全体として発生させる制動トルクの時間変化を示しており、（ｂ）は吸排気管内における流量調整弁の開度の時間変化を示しており、（ｃ）は排気口の管路における流量調整弁の開度の時間変化を示しており、（ｄ）は１つ目の空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｅ）は２つ目の空気室内の圧力の時間変化を示しており、（ｆ）は３つ目の空気室内の圧力の時間変化を示している。(A)-(f) is a timing chart which shows the mode of operation of the compression expansion engine shown in Drawing 25, and (a) shows the time change of the braking torque which a compression expansion engine generates as a whole engine, (B) shows the time change of the opening of the flow control valve in the intake and exhaust pipe, (c) shows the time change of the opening of the flow control valve in the pipe line of the exhaust port, (d) Shows the time change of the pressure in the first air chamber, (e) shows the time change of the pressure in the second air chamber, and (f) shows the pressure in the third air chamber It shows time change.

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る電気自動車用制動トルク発生装置およびこの電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電気自動車用制動トルク発生装置２００（以下、単に「制動トルク発生装置２００」という）を搭載した電気自動車１００の全体のシステム構成を概略的に示すブロック図である。また、図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施形態に係る制動トルク発生装置２００を構成する圧縮膨張機関２１０の内部構成および作動の様子を模式的に示す側面断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。また、各図においては、本発明に直接関わらない部分は適宜省略して表わしている。この制動トルク発生装置２００は、電気自動車１００においてエンジンを駆動源とする自動車のエンジンブレーキに相当する制動トルクを発生させる機械装置であり、ブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄとは別に設けられるものである。 First Embodiment
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of a braking torque generator for an electric vehicle according to the present invention and an electric vehicle equipped with the braking torque generator for an electric vehicle will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the entire system configuration of an electric vehicle 100 equipped with a braking torque generator 200 (hereinafter simply referred to as a “braking torque generator 200”) according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram. 2 (a) to 2 (d) are side sectional views schematically showing the internal configuration and operation of the compression / expansion engine 210 constituting the braking torque generator 200 according to the first embodiment of the present invention. is there. Note that each drawing referred to in the present specification schematically represents, for example, an exaggeration of some components in order to facilitate the understanding of the present invention. For this reason, the dimensions, proportions, etc. between the components may be different. Further, in each of the drawings, portions not directly related to the present invention are appropriately omitted and shown. The braking torque generation device 200 is a mechanical device that generates a braking torque corresponding to an engine brake of an electric vehicle 100 having an engine as a drive source, and is provided separately from the brake devices 105a to 105d.

まず、制動トルク発生装置２００が搭載される電気自動車１００について簡単に説明しておく。電気自動車１００は、人や荷物を載せて自力で走行する車両であり、車台１０１を備えている。車台１０１は、電気自動車１００の車体を支える骨格となる部品であり、鋼材などの金属またはエンジニアプラスチックや繊維強化プラスチックなどの樹脂材を枠状に形成して構成されている。図１においては、車台１０１は便宜上電気自動車１００の進行方向に沿って延びる長方形形状に示している。この車台１０１には、前輪車軸１０２ａ、１０２ｂ、後輪車軸１０３ａ，１０３ｂ、トランスミッション１０６、電動モータ１０７、バッテリ１０８および制御装置１１０をそれぞれ備えている。   First, the electric vehicle 100 on which the braking torque generator 200 is mounted will be briefly described. The electric vehicle 100 is a vehicle that travels on its own with people and luggage loaded thereon, and includes a chassis 101. The chassis 101 is a component serving as a framework for supporting the vehicle body of the electric vehicle 100, and is configured by forming a metal such as steel or resin material such as engineer plastic or fiber reinforced plastic in a frame shape. In FIG. 1, the chassis 101 is shown in a rectangular shape extending along the traveling direction of the electric vehicle 100 for the sake of convenience. The chassis 101 is provided with front wheel axles 102a and 102b, rear wheel axles 103a and 103b, a transmission 106, an electric motor 107, a battery 108, and a control device 110, respectively.

前輪車軸１０２ａ，１０２ｂおよび後輪車軸１０３ａ，１０３ｂは、２つの前輪である車輪１０４ａ，１０４ｂおよび２つの後輪である車輪１０４ｃ，１０４ｄをそれぞれ保持して車台１０１を支持するための部品であり、車台１０１の車幅方向に延びる金属製の棒状体でそれぞれ構成されている。この場合、前輪車軸１０２ａ，１０２ｂは、差動装置１０６ｃを介して連結されている左右それぞれ１つずつの棒状体の両端部に車輪１０４ａ，１０４ｂが設けられているとともにこれらの車輪１０４ａと車輪１０４ｂとの間にトランスミッション１０６が設けられている。また、後輪車軸１０３ａ，１０３ｂは、車輪１０４ｃ，１０４ｄをそれぞれ保持する各１つずつの棒状体で構成されている。これらの前輪車軸１０２ａ，１０２ｂおよび後輪車軸１０３ａ，１０３ｂは、図示しないサスペンション機構を介して車台１０１にそれぞれ取り付けられている。   The front wheel axles 102a and 102b and the rear wheel axles 103a and 103b are parts for supporting the chassis 101 by holding the two front wheels 104a and 104b and the two rear wheels 104c and 104d, respectively. It is comprised by the metal rod-shaped body extended in the vehicle width direction of the chassis 101, respectively. In this case, the front wheel axles 102a and 102b are provided with wheels 104a and 104b at both ends of the left and right rod-like members connected via the differential gear 106c, and the wheels 104a and 104b. And a transmission 106 is provided. In addition, the rear wheel axles 103a and 103b are formed of one rod-shaped body for holding the wheels 104c and 104d, respectively. The front wheel axles 102a and 102b and the rear wheel axles 103a and 103b are attached to the chassis 101 via a suspension mechanism (not shown).

車輪１０４ａ〜１０４ｄは、車台１０１を前方または後方に移動させるために路面上を転動する左右一対の部品であり、金属製のホイールの外側にゴム製のタイヤが取り付けられて構成されている。この場合、前輪である車輪１０４ａ，１０４ｂには、図示しないステアリング機構を介して運転者が操作するハンドルに連結されている。そして、これらの車輪１０４ａ〜１０４ｄには、それぞれブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄが設けられている。   The wheels 104a to 104d are a pair of left and right parts that roll on the road surface to move the chassis 101 forward or backward, and are configured by attaching a rubber tire to the outside of a metal wheel. In this case, the front wheels 104a and 104b are connected to steering wheels operated by the driver via a steering mechanism (not shown). And brake devices 105a-105d are provided in these wheels 104a-104d, respectively.

ブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄは、運転者によるブレーキペダル（図示せず）の操作によって車輪１０４ａ〜１０４ｄの各回転の減速または停止させるための機械装置であり、ディスクブレーキやドラムブレーキなどの摩擦ブレーキによってそれぞれ構成されている。なお、これらのブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄは、摩擦ブレーキなどの機械的ブレーキに代えてまたは加えて電気エネルギを回収する電気的な回生ブレーキを備えて構成してもよいことは当然である。   The brake devices 105a to 105d are mechanical devices for decelerating or stopping each rotation of the wheels 104a to 104d by an operation of a brake pedal (not shown) by the driver, and are respectively performed by friction brakes such as disc brakes and drum brakes. It is configured. Of course, these brake devices 105a to 105d may be configured to include an electric regenerative brake that recovers electrical energy instead of or in addition to a mechanical brake such as a friction brake.

トランスミッション１０６は、電動モータ１０７の回転を減速して前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに伝達するための機械装置であり、鋼材やアルミニウム材などの金属またはエンジニアプラスチックや繊維強化プラスチックなどの樹脂材からなるケース１０６ａ内に減速ギア１０６ｂ、差動装置１０６ｃおよび制動トルク発生装置２００をそれぞれ備えて構成されている。減速ギア１０６ｂは、前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに設けられて電動モータ１０７の回転を減速する１段の歯車で構成されている。なお、減速ギア１０６ｂは、複数段の歯車列で構成されていてもよいことは当然である。差動装置１０６ｃは、前輪である車輪１０４ａと車輪１０４ｂとの間の回転差を吸収するための歯車機構であり、前輪車軸１０２ａと前輪車軸１０２ｂとの間に設けられている。なお、トランスミッション１０６は、車輪１０４ａ，１０４ｂを電動モータ１０７が直接駆動する場合には不要である。   The transmission 106 is a mechanical device for decelerating the rotation of the electric motor 107 and transmitting it to the front wheel axles 102a and 102b, and a case 106a made of metal such as steel or aluminum or resin such as engineer plastic or fiber reinforced plastic. A reduction gear 106b, a differential gear 106c, and a braking torque generator 200 are provided in the inside. The reduction gear 106 b is formed of a single-stage gear provided on the front wheel axles 102 a and 102 b to reduce the rotation of the electric motor 107. Naturally, the reduction gear 106 b may be configured by a gear train of a plurality of stages. The differential gear 106c is a gear mechanism for absorbing a rotational difference between the front wheel 104a and the front wheel 104b, and is provided between the front wheel axle 102a and the front wheel axle 102b. The transmission 106 is not necessary when the electric motor 107 directly drives the wheels 104a and 104b.

電動モータ１０７は、前輪である車輪１０４ａ，１０４ｂをそれぞれ回転駆動させる原動機であるとともに電気自動車１００のバックトルクで発電する発電装置であり、制御装置１１０によって作動が制御される。本実施形態においては、電動モータ１０７は、埋込磁石モータによって構成されているが、他のモータ、例えば、誘導モータ、表面磁石同期モータ、同期リラクタンスモータ、スイッチトリラクタンスモータまたは直流モータで構成することもできる。この電動モータ１０７は、回転駆動軸１０７ａが減速ギア１０６ｂを介して前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに連結されているとともに制動トルク発生装置２００に連結されている。   The electric motor 107 is a motor that rotationally drives the wheels 104a and 104b, which are front wheels, and is a power generation device that generates electric power by the back torque of the electric vehicle 100. The operation is controlled by the control device 110. In the present embodiment, the electric motor 107 is configured by an embedded magnet motor, but may be configured by another motor such as an induction motor, a surface magnet synchronous motor, a synchronous reluctance motor, a switched reluctance motor, or a direct current motor. It can also be done. In the electric motor 107, a rotational drive shaft 107a is connected to the front wheel axles 102a and 102b via a reduction gear 106b and is connected to the braking torque generator 200.

なお、本実施形態においては、電動モータ１０７は、前輪である車輪１０４ａ，１０４ｂを回転駆動させるように構成したが、車輪１０４ａ，１０４ｂに代えて後輪である車輪１０４ｃ，１０４ｄを回転駆動するように構成してもよいし、車輪１０４ａ，１０４ｂに加えて共通の電動モータ１０７でまたは別の電動モータ１０７で回転駆動するように構成してもよい。また、電動モータ１０７は、各車輪１０４ａ〜１０４ｄの各ホイール内に設けた所謂インホイールモータで構成することもできる。   In the present embodiment, the electric motor 107 is configured to rotationally drive the wheels 104a and 104b which are front wheels, but in place of the wheels 104a and 104b to rotationally drive the wheels 104c and 104d which are rear wheels. In addition to the wheels 104a and 104b, they may be configured to be rotationally driven by the common electric motor 107 or another electric motor 107. Moreover, the electric motor 107 can also be comprised by what is called an in-wheel motor provided in each wheel of each wheel 104a-104d.

バッテリ１０８は、電動モータ１０７のほか電気自動車１００が備える各種電気機器にそれぞれ電力を供給するための電源装置である。このバッテリ１０８は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池のほか、水素酸素燃料電池、化学電池または金属空気電池など電気を発生させるように構成されていればよく、一次電池であってもよい。本実施形態においては、バッテリ１０８は、二次電池で構成されており、図示しない外部電源（例えば、家庭用１００Ｖ電源または２００Ｖ電源など）から電力の供給を受けて蓄電する。このバッテリ１０８は、インバータ１０８ａを介して電動モータ１０７に電気的に接続されている。   The battery 108 is a power supply device for supplying power to various electric devices provided in the electric vehicle 100 in addition to the electric motor 107. The battery 108 may be a primary battery, as long as it is configured to generate electricity such as a hydrogen-oxygen fuel cell, a chemical cell or a metal-air cell, as well as a secondary cell such as a nickel hydrogen cell or a lithium ion cell. It is also good. In the present embodiment, the battery 108 is configured by a secondary battery, and receives supply of power from an external power supply (for example, a household 100V power supply or a 200V power supply, etc.) (not shown) and stores the power. The battery 108 is electrically connected to the electric motor 107 via the inverter 108 a.

インバータ１０８ａは、バッテリ１０８からの直流を電気自動車１００のアクセルペダル（図示せず）の開度に応じて適切な周波数の交流に変換して電動モータ１０７に流す。また、インバータ１０８ａは、電気自動車１００の減速時に電動モータ１０７で発電した交流を直流に変換してバッテリ１０８に返して充電する電気回路である。   The inverter 108 a converts direct current from the battery 108 into alternating current of an appropriate frequency according to the degree of opening of the accelerator pedal (not shown) of the electric vehicle 100, and sends the alternating current to the electric motor 107. The inverter 108 a is an electric circuit that converts alternating current generated by the electric motor 107 into direct current when the electric vehicle 100 is decelerated, returns it to the battery 108, and charges it.

制御装置１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、電動モータ１０７の作動のほか、電気自動車１００の全体の作動を総合的に制御する。この場合、制御装置１１０は、ＲＯＭなどの記憶装置に予め記憶された制動トルク発生プログラム（図示せず）を実行することによって操作子１１１からの指示に基づいて、制動トルク発生装置２００の作動を制御する。   The control device 110 is configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and comprehensively controls the entire operation of the electric vehicle 100 in addition to the operation of the electric motor 107. In this case, the control device 110 executes the braking torque generation device 200 based on an instruction from the operating element 111 by executing a braking torque generation program (not shown) stored in advance in a storage device such as a ROM. Control.

操作子１１１は、運転者が制御装置１１０に対して制動トルク発生装置２００の作動開始または作動停止を指示するための入力装置であり、運転者が手操作するジョイスティック、トグルスイッチ、押下ボタンおよびダイヤルなどで構成されている。本実施形態においては、操作子１１１は、電気自動車１００における５つのシフトポジションを選択するシフトレバーで構成されている。この場合、５つのシフトポジションとは、パーキング「Ｐ」、後退「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」、ドライブ「Ｄ」およびロー「Ｌ」であり、このロー「Ｌ」が制動トルク発生装置２００の作動を開始させるポジションでありエンジンを搭載した自動車におけるローギア選択のシフトポジションに相当する。   The operator 111 is an input device for the driver to instruct the control device 110 to start or stop the operation of the braking torque generator 200, and the joystick, the toggle switch, the push button and the dial manually operated by the driver are used. And so on. In the present embodiment, the operating element 111 is configured by a shift lever that selects five shift positions in the electric vehicle 100. In this case, the five shift positions are parking "P", reverse "R", neutral "N", drive "D" and low "L", and this low "L" is an operation of braking torque generator 200. This position corresponds to the shift position of low gear selection in a car equipped with an engine.

また、この電気自動車１００は、電気自動車１００の外筐を構成するとともに室内空間を構成するボディ、運転者が着座するシート、運転者が車輪１０４ａ，１０４ｂを操舵するハンドル、運転者が踏み込むことで電動モータ１０７を作動させて電気自動車１００を加速させるアクセルペダルおよび運転者が踏み込むことでブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄを作動させて電気自動車１００を制動するブレーキペダルなどをそれぞれ備えているが本発明に直接関わらないため、それらの説明については省略する。   In addition, the electric vehicle 100 constitutes the outer casing of the electric vehicle 100 and a body forming an indoor space, a seat on which the driver sits, a steering wheel on which the driver steers the wheels 104a and 104b, and a driver stepping on. The accelerator pedal for accelerating the electric vehicle 100 by operating the electric motor 107 and the brake pedal for braking the electric vehicle 100 by activating the brake devices 105a to 105d by stepping down by the driver respectively are provided directly to the present invention. Since they do not matter, their explanation is omitted.

制動トルク発生装置２００は、主として、圧縮膨張機関２１０、流量調整弁２２０、消音器２２１、クラッチ装置２２２および前記制御装置１１０で構成されている。この場合、圧縮膨張機関２１０、流量調整弁２２０、消音器２２１、クラッチ装置２２２は、トランスミッション１０６のケース１０６ａ内にそれぞれ設けられている。   The braking torque generator 200 mainly includes a compression / expansion engine 210, a flow control valve 220, a silencer 221, a clutch device 222, and the control device 110. In this case, the compression / expansion engine 210, the flow control valve 220, the silencer 221, and the clutch device 222 are provided in the case 106a of the transmission 106, respectively.

圧縮膨張機関２１０は、空気を吸引して圧縮した後に排気する機械装置であり、主として、駆動軸２１１、シリンダブロック２１２、ピストン２１３、連接棒２１５およびクランク２１６をそれぞれ備えて構成されている。   The compression and expansion engine 210 is a mechanical device that sucks and compresses air and then evacuates the air. The compression and expansion engine 210 mainly includes a drive shaft 211, a cylinder block 212, a piston 213, a connecting rod 215, and a crank 216.

駆動軸２１１は、この圧縮膨張機関２１０を駆動させるための部品であり、金属材または樹脂材を円筒状に形成して構成されている。この場合、駆動軸２１１は、鋼材またはアルミニウム材などの金属材、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）または熱可塑性樹脂（例えば、フッ素樹脂など）などの樹脂材料で構成されている。この駆動軸２１１は、一方の端部がクラッチ装置２２２に接続されるとともに他方の端部がシリンダブロック２１２内に貫通してクランク２１６に連結されている。また、駆動軸２１１の内側には、ベアリングを介して電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａが貫通している。   The drive shaft 211 is a component for driving the compression and expansion engine 210, and is configured by forming a metal material or a resin material in a cylindrical shape. In this case, the drive shaft 211 is made of a steel material or a metal material such as an aluminum material, or a resin material such as a thermosetting resin (for example, an epoxy resin or the like) or a thermoplastic resin (for example, a fluorine resin or the like). The drive shaft 211 has one end connected to the clutch device 222 and the other end penetrates into the cylinder block 212 and is connected to the crank 216. Further, inside the drive shaft 211, a rotational drive shaft 107a of the electric motor 107 passes through a bearing.

シリンダブロック２１２は、ピストン２１３、連接棒２１５およびクランク２１６をそれぞれ可動可能な状態で収容する部品であり、シリンダ部２１２ａおよびクランク部２１２ｂを有した中空のブロック体で構成されている。この場合、シリンダブロック２１２は、アルミニウム材などの金属材、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）または熱可塑性樹脂（例えば、フッ素樹脂など）などの樹脂材料で構成することができる。   The cylinder block 212 is a component that accommodates the piston 213, the connecting rod 215, and the crank 216 in a movable state, and is formed of a hollow block having a cylinder portion 212a and a crank portion 212b. In this case, the cylinder block 212 can be made of a metal material such as an aluminum material, a resin material such as a thermosetting resin (for example, an epoxy resin or the like) or a thermoplastic resin (for example, a fluorine resin or the like).

シリンダ部２１２ａは、ピストン２１３を往復摺動可能に支持するとともにこのピストン２１３とともに空気室２１４を形成する部分であり円筒状に形成されている。このシリンダ部２１２ａは、一方の端部にクランク部２１２ｂが一体的に形成されるとともに、他方の端部に吸排気管２１７が設けられている。クランク部２１２ｂは、電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａおよび駆動軸２１１がそれぞれ貫通するとともにこれらの回転駆動軸１０７ａおよび駆動軸２１１の軸芯を中心にクランク２１６が回転運動する部分であり、シリンダ部２１２ａに連通した状態で同シリンダ部２１２ａに直交する円筒状に形成されている。   The cylinder portion 212 a is a portion that supports the piston 213 so as to be able to reciprocate reciprocate and forms an air chamber 214 with the piston 213 and is formed in a cylindrical shape. The cylinder portion 212a has a crank portion 212b integrally formed at one end, and an intake / exhaust pipe 217 at the other end. The crank portion 212b is a portion through which the rotary drive shaft 107a and the drive shaft 211 of the electric motor 107 pass and the crank 216 rotationally moves about the axis of the rotary drive shaft 107a and the drive shaft 211. It is formed in a cylindrical shape orthogonal to the cylinder portion 212a in a state of being communicated with the cylinder 212a.

ピストン２１３は、シリンダ部２１２ａ内を往復摺動するとともに前記シリンダ部２１２ａとともに空気室２１４を形成する部品であり、シリンダブロック２１２と同様の金属材または樹脂材を円柱状に形成して構成されている。空気室２１４は、吸排気管２１７を介して大気中から導入した空気を圧縮または膨張させるための空間であり、ピストン２１３の往復変位によって容積が減少または増加する。この空気室２１４は、吸排気管２１７を介して吸排気管２１７の周囲の大気と連通している。   The piston 213 is a component that reciprocates in the cylinder portion 212a and forms the air chamber 214 together with the cylinder portion 212a, and is configured by forming the same metal material or resin material as the cylinder block 212 in a cylindrical shape. There is. The air chamber 214 is a space for compressing or expanding air introduced from the atmosphere through the intake and exhaust pipe 217, and the volume is reduced or increased by the reciprocating displacement of the piston 213. The air chamber 214 communicates with the atmosphere around the intake and exhaust pipe 217 via the intake and exhaust pipe 217.

連接棒２１５は、クランク２１６との連動によってピストン２１３の往復直線運動を回転運動へ変換する部品であり、シリンダブロック２１２と同様の金属材または樹脂材を棒状に形成して構成されている。クランク２１６は、連接棒２１５との連動によってピストン２１３の往復直線運動を回転運動へ変換する部品であり、シリンダブロック２１２と同様の金属材または樹脂材を棒状に形成して構成されている。   The connecting rod 215 is a component that converts the reciprocating linear motion of the piston 213 into rotational motion by interlocking with the crank 216, and is configured by forming the same metal material or resin material as the cylinder block 212 in a rod shape. The crank 216 is a component that converts the reciprocating linear motion of the piston 213 into rotational motion by interlocking with the connecting rod 215, and is configured by forming the same metal material or resin material as the cylinder block 212 in a rod shape.

吸排気管２１７は、シリンダ部２１２ａ内に外気を導入するとともに導入した外気を吸排気管２１７の周囲の大気中に排出するための管路を構成する部品であり、シリンダブロック２１２と一体的または別体で形成されている。この場合、吸排気管２１７は、シリンダブロック２１２と同様の金属材または樹脂材で構成されている。この吸排気管２１７には、流量調整弁２２０および消音器２２１がそれぞれ設けられている。   The intake / exhaust pipe 217 is a component constituting a pipe line for introducing outside air into the cylinder portion 212 a and discharging the introduced outside air to the atmosphere around the intake / exhaust pipe 217, and integrally or separately from the cylinder block 212. It is formed of In this case, the intake and exhaust pipes 217 are made of the same metal material or resin material as the cylinder block 212. A flow control valve 220 and a silencer 221 are provided in the intake and exhaust pipe 217, respectively.

流量調整弁２２０は、吸排気管２１７内を流通する空気の流量を加減するための器具であり、主として弁体２２０ａおよび開閉アクチュエータ２２０ｂをそれぞれ備えて構成されている。弁体２２０ａは、吸排気管２１７内を全開から全閉までの間で開度を増減させる部品である。この弁体２２０ａは、本実施形態においてはシャッター式の板状に形成されているが、吸排気管２１７内を塞ぐ板状体、球体または棒体に空気を流通させるための貫通孔を設けて構成することもできる。   The flow rate adjustment valve 220 is a device for adjusting the flow rate of the air flowing through the intake and exhaust pipe 217, and mainly includes a valve body 220a and an open / close actuator 220b. The valve body 220a is a component that increases / decreases the opening degree of the inside of the intake and exhaust pipe 217 from the full opening to the full closing. In the present embodiment, the valve body 220a is formed as a shutter-type plate, but has a plate-like body for closing the inside of the intake and exhaust pipe 217, and a through hole for circulating air to a ball or a rod. You can also

開閉アクチュエータ２２０ｂは、吸排気管２１７内にて弁体２２０ａを進退させるための駆動源であり、制御装置１１０によって作動が制御される。この開閉アクチュエータ２２０ｂは、サーボモータやステップモータなどの電動モータで構成することができる。なお、開閉アクチュエータ２２０ｂは、吸排気管２１７内において弁体２２０ａを回転させることにより空気の流通量を変化させるように構成することもできる。すなわち、流量調整弁２２０は、吸排気管２１７内を流通する空気の流量を調整する電磁弁で構成することができる。   The open / close actuator 220 b is a drive source for advancing and retracting the valve body 220 a in the intake and exhaust pipe 217, and the operation is controlled by the control device 110. The open / close actuator 220b can be configured by an electric motor such as a servomotor or a step motor. The opening and closing actuator 220b can also be configured to change the flow rate of air by rotating the valve body 220a in the intake and exhaust pipe 217. That is, the flow rate adjustment valve 220 can be configured by a solenoid valve that adjusts the flow rate of the air flowing in the intake and exhaust pipe 217.

消音器２２１は、吸排気管２１７から空気を排気する際の音を低減するための器具である。この消音器２２１は、エンジンやコンプレッサなどの排気音を低減する一般的な消音機構、例えば、吸排気管２１７よりも太い内径の管路内に吸排気管２１７に接続されて多数の孔を有した管路を設けた構造で構成されている。なお、吸排気管２１７には、導入する外気からチリ、ホコリまたは水などの各種異物を除去するフィルタを備えるようにしてもよい。   The silencer 221 is a device for reducing the sound when the air is exhausted from the intake and exhaust pipe 217. The silencer 221 is a general noise reduction mechanism for reducing exhaust noise of an engine, a compressor, etc. For example, a pipe having a large number of holes connected to the intake and exhaust pipes 217 in a pipe having an inner diameter thicker than the intake and exhaust pipes 217. It is comprised by the structure which provided the way. The air intake and exhaust pipe 217 may be provided with a filter for removing various foreign substances such as dust, dust or water from the introduced outside air.

クラッチ装置２２２は、圧縮膨張機関２１０の駆動軸２１１と電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａとの間に配置されて両者間で回転駆動力の伝達状態と遮断状態とを選択的に切り替える装置であり、制御装置１１０によって作動が制御される電磁クラッチで構成されている。これにより、クラッチ装置２２２は、前輪車軸１０２ａ，１０２ｂと圧縮膨張機関２１０と間に設けられて両者間の回転駆動力の伝達状態と遮断状態とを選択的に切り替える。   The clutch device 222 is a device which is disposed between the drive shaft 211 of the compression / expansion engine 210 and the rotational drive shaft 107a of the electric motor 107 and selectively switches between the transmission state and the cutoff state of the rotational drive force between them. , And an electromagnetic clutch whose operation is controlled by the control device 110. Thus, the clutch device 222 is provided between the front wheel axles 102a and 102b and the compression and expansion engine 210, and selectively switches between the transmission state and the interruption state of the rotational driving force between the two.

（制動トルク発生装置２００の作動）
次に、このように構成した制動トルク発生装置２００の作動について説明する。この制動トルク発生装置２００は、電気自動車１００の走行中に運転者による操作子１１１の操作に起因して制御装置１１０によって起動される。したがって、制御装置１１０は、運転者から制動トルク発生装置２００の起動に関する指示がない場合には制動トルク発生装置２００が制動トルクを発生させない状態とする。 (Operation of braking torque generator 200)
Next, the operation of the braking torque generator 200 configured as described above will be described. The braking torque generation device 200 is activated by the control device 110 due to the operation of the operating element 111 by the driver while the electric vehicle 100 is traveling. Therefore, when there is no instruction from the driver to start the braking torque generator 200, the control device 110 sets the braking torque generator 200 not to generate the braking torque.

具体的には、制御装置１１０は、運転者によって操作子１１１がロー「Ｌ」のシフトポジションに操作されない場合には、クラッチ装置２２２の作動を制御して駆動軸２１１と電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａとを遮断する。これにより、制動トルク発生装置２００は、駆動軸２１１が回転駆動しないため制動トルクが発生しない状態となる。したがって、電気自動車１００は、運転者が操作子１１１をドライブ「Ｄ」のシフトポジションに操作することで前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに制動トルクが作用しない状態で走行することができる。   Specifically, when the driver 111 does not operate the control element 111 to the low “L” shift position, the control device 110 controls the operation of the clutch device 222 to rotationally drive the drive shaft 211 and the electric motor 107. It shuts off the shaft 107a. As a result, the braking torque generator 200 is in a state in which no braking torque is generated because the drive shaft 211 is not rotationally driven. Therefore, the electric vehicle 100 can travel in a state where the braking torque does not act on the front wheel axles 102a and 102b by the driver operating the operation element 111 to the shift position of the drive "D".

このような電気自動車１００が走行中において、運転者が制動トルク発生装置２００による制動トルクの発生を望んだ場合には、運転者は操作子１１１をロー「Ｌ」のシフトポジションに操作して制御装置１１０に対して制動トルク発生装置２００の作動の開始を指示する。ここで、運転者が制動トルク発生装置２００による制動トルクの発生を望む場合とは、電気自動車１００におけるバッテリ１０８が満充電の状態で回生ブレーキトルクが期待できない場合のほか、長いまたは急な下り坂の降坂時または高速での走行中にブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄを作動させることなく減速を行いたい場合などにおいて回生ブレーキトルク以上の制動トルクを得たい場合など制動トルクを増大させたい場合である。したがって、制動トルク発生装置２００を作動させて制動トルクを発生させる場合とは、電気自動車１００が走行中であって運転者がアクセルの踏み込みを行なわないまたは弛めた状態で行われることが通常の使用場面である。   When the driver desires the generation of the braking torque by the braking torque generator 200 while the electric vehicle 100 is traveling, the driver operates the operating element 111 to the low "L" shift position to perform control. It instructs device 110 to start the operation of braking torque generator 200. Here, when the driver desires the generation of the braking torque by the braking torque generating device 200, a long or steep downhill as well as a case where the regenerative braking torque can not be expected with the battery 108 in the electric vehicle 100 fully charged. When it is desired to obtain a braking torque that is equal to or greater than the regenerative braking torque when it is desired to perform deceleration without operating the brake devices 105a to 105d while traveling downhill or traveling at high speed, the braking torque may be increased. Therefore, when the braking torque is generated by operating the braking torque generator 200, it is usual that the electric vehicle 100 is traveling and the driver does not step on the accelerator or does not release the accelerator. It is a use scene.

前記制動トルク発生装置２００の作動の開始の指示に応答して制御装置１１０は、ＲＯＭなどの記憶装置に予め記憶されている制動トルク発生プログラムを実行することにより制動トルク発生装置２００の作動を開始させる。具体的には、制御装置１１０は、クラッチ装置２２２の作動を制御して駆動軸２１１と電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａとを接続して回転駆動軸１０７ａの回転駆動力が駆動軸２１１に伝達される状態とする。これにより、圧縮膨張機関２１０は、車輪１０４ａ，１０４ｂからのバックトルクによる回転駆動力によってピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内で往復摺動を開始する。次いで、制御装置１１０は、流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度を調整する。   In response to the instruction to start the operation of the braking torque generator 200, the control device 110 starts the operation of the braking torque generator 200 by executing a braking torque generation program stored in advance in a storage device such as a ROM. Let Specifically, the control device 110 controls the operation of the clutch device 222 to connect the drive shaft 211 and the rotational drive shaft 107a of the electric motor 107 to transmit the rotational drive force of the rotational drive shaft 107a to the drive shaft 211 Be in the As a result, in the compression / expansion engine 210, the piston 213 starts to reciprocate and slide in the cylinder portion 212a by the rotational driving force by the back torque from the wheels 104a and 104b. Next, the control device 110 controls the operation of the flow rate adjustment valve 220 to adjust the opening degree in the intake and exhaust pipe 217.

具体的には、制御装置１１０は、図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、流量調整弁２２０の開度を全閉と全開との間の半分（５０％）の中間開度に調節する。ここで、図３（ａ）は吸排気管２１７内における流量調整弁２２０の開度の時間変化を示しており、図３（ｂ）は空気室２１４内の圧力の時間変化を示しており、図３（ｃ）は圧縮膨張機関２１０が発生させる制動トルクおよび駆動トルクの時間変化をそれぞれ示している。また、図３（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ横軸の時間経過が図３（ａ）〜（ｃ）間で対応しており同じ時間での経過を示している。また、図２（ａ）〜（ｄ）において、破線矢印は、クランク２１６の回転方向および空気室２１４に対する空気の流出方向および流入方向をそれぞれ示している。   Specifically, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d) and 3 (a) to 3 (c), the control device 110 sets the opening degree of the flow control valve 220 between fully closed and fully open. Adjust the opening degree to half (50%) of. Here, FIG. 3 (a) shows the time change of the opening of the flow control valve 220 in the intake and exhaust pipe 217, and FIG. 3 (b) shows the time change of the pressure in the air chamber 214. 3 (c) shows the time change of the braking torque and the driving torque generated by the compression and expansion engine 210, respectively. Further, in FIGS. 3 (a) to 3 (c), the time progress of the horizontal axis corresponds between FIG. 3 (a) to 3 (c), and shows the progress at the same time. Further, in FIGS. 2A to 2D, broken arrows indicate the rotation direction of the crank 216 and the outflow direction and inflow direction of air to the air chamber 214, respectively.

これにより、圧縮膨張機関２１０は、図２（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すように、シリンダ部２１２ａ内においてピストン２１３が上死点に向かうことで空気室２１４の容積を減少させる容積減少工程においては、空気室２１４内の空気の一部が流量調整弁２２０を介して排気されるとともに他の一部が空気室２１４内で圧縮される。この場合、空気室２１４内の空気は車輪１０４ａ，１０４ｂからのバックトルクによって圧縮されるが、この圧縮によってバックトルクを消耗させる負荷が制動トルクである。すなわち、圧縮膨張機関２１０は、空気の圧縮工程で制動トルクを発生させる。なお、この圧縮工程の初期においては、空気室２１４内の負圧によって制動トルクとは真逆の回転駆動力であって前輪車軸１０２ａ，１０２ｂが車輪１０４ａ，１０４ｂを回転させようとする回転駆動力である駆動トルクが瞬間的に発生する。   As a result, as shown in FIGS. 2A and 2B, the compression / expansion engine 210 reduces the volume of the air chamber 214 by moving the piston 213 toward the top dead center in the cylinder portion 212a. In the air chamber 214, a part of air in the air chamber 214 is exhausted through the flow control valve 220, and another part is compressed in the air chamber 214. In this case, the air in the air chamber 214 is compressed by the back torque from the wheels 104a and 104b, and the load that consumes the back torque by this compression is the braking torque. That is, the compression and expansion engine 210 generates a braking torque in the air compression process. In the initial stage of this compression process, the negative pressure in the air chamber 214 is a rotational driving force that is the reverse of the braking torque and the rotational driving force that causes the front wheel axles 102a and 102b to rotate the wheels 104a and 104b. The driving torque is generated momentarily.

次いで、圧縮膨張機関２１０は、図２（ｃ），（ｄ）にそれぞれ示すように、シリンダ部２１２ａ内においてピストン２１３が下死点に向かうことで空気室２１４の容積が増加する容積増加工程においては、空気室２１４内に流量調整弁２２０を介して外気が導入されつつ同空気室２１４の空気が膨張する。この場合、空気室２１４内の空気は車輪１０４ａ，１０４ｂからのバックトルクによって膨張されるが、この膨張によってバックトルクを消耗させる負荷が制動トルクである。すなわち、圧縮膨張機関２１０は、空気の膨張工程で制動トルクを発生させる。なお、この膨張工程の前半においては、空気室２１４内の残った空気による大気圧より少し高い気圧（以下、「弱正圧」という）によって制動トルクとは真逆の回転駆動力である駆動トルクが瞬間的に発生する。これらの駆動トルクの発生のため、圧縮膨張機関２１０が発生させる平均制動トルクＴＡＶは、「０」よりも若干高い大きさとなる。 Next, as shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), the compression / expansion engine 210, in the volume increasing step, increases the volume of the air chamber 214 by moving the piston 213 toward the bottom dead center in the cylinder portion 212a. The air in the air chamber 214 is expanded while the outside air is introduced into the air chamber 214 through the flow control valve 220. In this case, the air in the air chamber 214 is expanded by the back torque from the wheels 104a and 104b, and the load that consumes the back torque by this expansion is the braking torque. That is, the compression and expansion engine 210 generates a braking torque in the air expansion process. In the first half of this expansion process, the driving torque is a rotational driving force that is the reverse of the braking torque based on the atmospheric pressure (hereinafter referred to as "weak positive pressure") slightly higher than the atmospheric pressure of the remaining air in the air chamber 214. Occurs instantaneously. Due to the generation of these driving torques, the average braking torque T AV generated by the compression and expansion engine 210 has a magnitude slightly higher than “0”.

圧縮膨張機関２１０は、これらの圧縮工程と膨張行程とを繰り返し実行することで制動トルクを断続的に発生させる。圧縮膨張機関２１０が発生させた制動トルクは、回転駆動軸１０７ａ、減速ギア１０６ｂおよび差動装置１０６ｃを介して前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに伝達される。すなわち、制御装置１１０は、制御装置１１０に予め設定された開度に従って流量調整弁２２０の開度を制御することで回転駆動軸１０７ａに制動トルクを作用させることができる。これにより、運転者は、電気自動車１００に制動トルクを作用させることができる。この場合、制動トルク発生装置２００は、消音器２２１を備えているため、シリンダ部２１２ａの空気室２１４内の空気を排気する際における騒音を低減することができる。   The compression and expansion engine 210 generates braking torque intermittently by repeatedly executing the compression process and the expansion stroke. The braking torque generated by the compression and expansion engine 210 is transmitted to the front wheel axles 102a and 102b via the rotary drive shaft 107a, the reduction gear 106b and the differential gear 106c. That is, the control device 110 can apply a braking torque to the rotation drive shaft 107a by controlling the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 according to the opening degree preset in the control device 110. Thus, the driver can apply braking torque to the electric vehicle 100. In this case, since the braking torque generating device 200 includes the silencer 221, it is possible to reduce noise when exhausting the air in the air chamber 214 of the cylinder portion 212a.

なお、制御装置１１０に対する流量調整弁２２０の開度の設定は、電気自動車１００の製造過程においてメーカ側で予め設定してもよいし、運転者側で任意の開度を設定または選択できるように構成されていてもよい。この場合、電気自動車１００は、操作子１１１が選択可能なシフトポジションとして互いに異なる流量調整弁２２０の開度が設定されたロー「Ｌ１」およびロー「Ｌ２」の２つのシフトポジションを設けておき、運転者が運転状況に応じて発生させる制動トルクを選択できるように構成することもできる。   The setting of the opening of the flow control valve 220 with respect to the control device 110 may be preset by the manufacturer in the process of manufacturing the electric vehicle 100, or the driver may set or select an arbitrary opening. It may be configured. In this case, the electric vehicle 100 is provided with two shift positions of low “L1” and low “L2” in which the opening degrees of the flow rate adjustment valves 220 different from each other are set as shift positions selectable by the operating element 111. The driver can be configured to be able to select the braking torque to be generated according to the driving situation.

次に、運転者は、制動トルク発生装置２００による制動トルクの発生を解除した場合には、運転者は操作子１１１をロー「Ｌ」のシフトポジションから他のシフトポジション、例えば、ドライブ「Ｄ」のシフトポジションに操作して制御装置１１０に対して制動トルク発生装置２００の作動の停止を指示する。この指示に応答して制御装置１１０は、クラッチ装置２２２の作動を制御して駆動軸２１１と電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａとを遮断する。これにより、運転者は、電気自動車１００に制動トルクを作用させた状態を解除することができる。すなわち、制動トルク発生装置２００は、操作子１１１がロー「Ｌ」のシフトポジションに位置した状態で車輪１０４ａ，１０４ｂからバックトルクが作用する限り制動トルクを発生させ続けることができる。なお、制動トルクの発生を解除する場合において、制御装置１１０は、流量調整弁２２０の開度を前記中間開度に維持してもよいし、全閉または全開の開度に変更してもよい。   Next, when the driver cancels the generation of the braking torque by the braking torque generating device 200, the driver moves the operating element 111 from the low "L" shift position to another shift position, for example, the drive "D". In the shift position, the controller 110 is instructed to stop the operation of the braking torque generator 200. In response to this instruction, control device 110 controls the operation of clutch device 222 to cut off drive shaft 211 and rotary drive shaft 107 a of electric motor 107. Thereby, the driver can release the state where the braking torque is applied to the electric vehicle 100. That is, the braking torque generation device 200 can continue to generate the braking torque as long as the back torque acts from the wheels 104a and 104b in a state where the operating element 111 is positioned at the low “L” shift position. In the case of canceling the generation of the braking torque, the control device 110 may maintain the opening degree of the flow rate adjusting valve 220 at the intermediate opening degree, or may change it to the full closing or full opening opening degree. .

上記作動説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、制動トルク発生装置２００は、前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに車輪１０４ａ，１０４ｂからのバックトルクが生じた際に圧縮膨張機関２１０がバックトルクを用いて空気の圧縮および膨張を行うだけで車軸１０２に対して制動トルクを付与することができるため、装置構成を簡単化、小型化および軽量化することができるとともに制動トルクを連続して発生させ続けることができる。   As understood from the above operation description, according to the first embodiment, in the braking torque generating device 200, when the back torque from the wheels 104a and 104b is generated on the front wheel axles 102a and 102b, the compression and expansion engine 210 is Since braking torque can be applied to the axle 102 simply by performing compression and expansion of air using back torque, the device configuration can be simplified, miniaturized and reduced in weight, and braking torque can be continued. Can continue to occur.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記第１実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例において、上記第１実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。   Furthermore, the implementation of the present invention is not limited to the first embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. In the following modifications, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

例えば、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００が制動トルクを発生させる際、制御装置１１０は吸排気管２１７内における流量調整弁２２０の開度を５０％の一定の開度に制御した。しかし、制御装置１１０は、流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度をピストン２１３の位置に応じて増減させることもできる。   For example, in the first embodiment, when the braking torque generator 200 generates the braking torque, the controller 110 controls the opening degree of the flow rate adjusting valve 220 in the intake and exhaust pipe 217 to a constant opening degree of 50%. . However, the control device 110 can also control the operation of the flow rate adjustment valve 220 to increase or decrease the degree of opening in the intake and exhaust pipe 217 according to the position of the piston 213.

具体的には、制動トルク発生装置２００は、シリンダ部２１２ａ内におけるピストン２１３の位置を検出するピストン位置検出センサ２１８、例えば、ロータリエンコーダをクランク２１６に設けてクランク２１６の回転角を検出して制御装置１１０に出力するように構成する。そして、制御装置１１０は、図４（ａ）および図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、ピストン位置検出センサ２１８からの検出信号を用いてピストン２１３の位置の検出しながら、ピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて上死点に向かっていることを検出した場合、すなわち、ピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて上死点に向かうことで空気室２１４の容積を減少させる容積減少工程においては流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度を全閉とする。これにより、圧縮膨張機関２１０は、容積減少工程においては、空気室２１４内の全部の空気が圧縮される圧縮工程によって制動トルクが発生する。   Specifically, the braking torque generator 200 is provided with a piston position detection sensor 218 for detecting the position of the piston 213 in the cylinder portion 212a, for example, a rotary encoder on the crank 216 to detect and control the rotation angle of the crank 216 It is configured to output to the device 110. Then, the control device 110 detects the position of the piston 213 using the detection signal from the piston position detection sensor 218 as shown in FIG. 4A and FIGS. 5A to 5C respectively. When it is detected that 213 is moving toward the top dead center in the cylinder portion 212a, that is, the volume reducing step of reducing the volume of the air chamber 214 by the piston 213 moving toward the top dead center in the cylinder portion 212a. The control of the flow rate adjusting valve 220 is controlled in the case of (4) to fully close the opening degree in the intake and exhaust pipe 217. As a result, in the compression / expansion engine 210, in the volume reduction step, the braking torque is generated by the compression step in which all the air in the air chamber 214 is compressed.

次いで、制御装置１１０は、図４（ｂ）に示すように、ピストン位置検出センサ２１８からの検出信号を用いてピストン２１３が上死点に位置したことを検出した場合には、流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度を全開とする。これにより、圧縮膨張機関２１０は、空気室２１４内の圧力は急激に下がるため、制動トルクも急激に低下する。そして、制御装置１１０は、図４（ｃ）に示すように、ピストン位置検出センサ２１８からの検出信号を用いてピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて下死点に向かっていることを検出した場合、すなわち、ピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて下死点に向かうことで空気室２１４の容積を増加させる容積増加工程においては、流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度の全開状態を維持する。これにより、圧縮膨張機関２１０は、容積増加工程において空気室２１４内の空気の吸引が行なわれて膨張が行なわれないため、制動トルクも発生しない。   Next, as shown in FIG. 4B, when the control device 110 detects that the piston 213 is positioned at the top dead center using a detection signal from the piston position detection sensor 218, the flow control valve 220 The opening degree in the intake and exhaust pipe 217 is fully opened by controlling the operation of As a result, in the compression and expansion engine 210, the pressure in the air chamber 214 drops sharply, and the braking torque also drops sharply. Then, as shown in FIG. 4C, when the control device 110 detects that the piston 213 is moving toward the bottom dead center in the cylinder portion 212a using the detection signal from the piston position detection sensor 218. That is, in the volume increasing step in which the volume of the air chamber 214 is increased by moving the piston 213 toward the bottom dead center in the cylinder portion 212a, the operation of the flow control valve 220 is controlled to open in the intake and exhaust pipe 217. Maintain a fully open position. As a result, the compression / expansion engine 210 does not generate a braking torque because suction of air in the air chamber 214 is performed and expansion is not performed in the volume increasing step.

次いで、制御装置１１０は、図４（ｄ）に示すように、ピストン位置検出センサ２１８からの検出信号を用いてピストン２１３が下死点に位置したことを検出した場合には、流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度を全閉とする。これにより、圧縮膨張機関２１０は、容積が最大化した空気室２１４内に最大限の空気を導入した状態で圧縮工程に移行する。また、ピストン２１３が上死点に位置した状態から下死点に位置までの間、吸排気管２１７内での流量調整弁２２０の開度が全開状態であるため、駆動トルクも発生しない。これらにより、圧縮膨張機関２１０が発生させる平均制動トルクＴＡＶは、図５（ｃ）に示すように、上記第１実施形態における平均制動トルクＴＡＶよりも大きくすることができる。 Next, as shown in FIG. 4D, when the control device 110 detects that the piston 213 is positioned at the bottom dead center using a detection signal from the piston position detection sensor 218, the flow control valve 220 The opening degree in the intake and exhaust pipe 217 is completely closed by controlling the operation of As a result, the compression and expansion engine 210 shifts to the compression process with the maximum amount of air introduced into the air chamber 214 having the maximum volume. In addition, since the opening degree of the flow control valve 220 in the intake and exhaust pipe 217 is fully open from the state where the piston 213 is positioned at the top dead center to the position at the bottom dead center, no drive torque is generated. As a result, as shown in FIG. 5C, the average braking torque T AV generated by the compression and expansion engine 210 can be made larger than the average braking torque T AV in the first embodiment.

なお、上記変形例においては、ピストン２１３が上死点に達したときに流量調整弁２２０の開度を全開状態とした。この場合、ピストン２１３が上死点に達したときには、ピストン２１３が上死点に達する直前または直後を含むものであり、ピストン２１３が上死点に実質的に達したときを意味しており、ピストン２１３が厳密に上死点に達したときのみを意味するものでない。   In the above modification, when the piston 213 reaches the top dead center, the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 is fully opened. In this case, when the piston 213 reaches the top dead center, it includes immediately before or after the piston 213 reaches the top dead center, which means that the piston 213 substantially reaches the top dead center, It does not mean only when the piston 213 strictly reaches the top dead center.

しかし、制御装置１１０は、ピストン２１３が実質的に上死点に達する前に意図的に流量調整弁２２０の開度を全開状態とすることにより空気室２１４内の圧力を上記変形例における最高圧力よりも下げることができる。また、制御装置１１０は、ピストン２１３が実質的に上死点に達するまでの間について完全な全閉状態とせず流量調整弁２２０の開度を僅かに開いた状態とすることにより空気室２１４内の圧力を上記変形例における最高圧力よりも下げることができる。これにより、制動トルク発生装置２００は、発生させる制動トルクの大きさを上記変形例に比べて小さくすることができる。   However, the controller 110 intentionally opens the flow control valve 220 to the full open state before the piston 213 substantially reaches the top dead center, thereby maximizing the pressure in the air chamber 214 to the maximum pressure in the above modification. It can be lowered more than that. Further, the controller 110 does not completely close the piston 213 until the piston 213 substantially reaches the top dead center, but does not fully close the inside of the air chamber 214 by opening the flow control valve 220 slightly. Can be lower than the maximum pressure in the above modification. Thus, the braking torque generating device 200 can make the magnitude of the braking torque to be generated smaller than that of the above-described modification.

また、上記変形例においては、ピストン２１３が実質的に上死点に達したときに流量調整弁２２０の開度を全開状態とした。しかし、制御装置１１０は、ピストン２１３が実質的に上死点に達したときに流量調整弁２２０の開度を完全な全開状態とせず流量調整弁２２０の開度を全開より僅かに閉じた状態とすることによりピストン２１３が下死点側に変位を開始した際に駆動トルクを発生させることもできる。   Moreover, in the said modification, when piston 213 reached a top dead center substantially, the opening degree of the flow regulating valve 220 was fully opened. However, when the piston 213 substantially reaches the top dead center, the control device 110 does not completely open the flow control valve 220 completely, and slightly closes the flow control valve 220 from the full opening. By doing this, it is also possible to generate a drive torque when the piston 213 starts to move to the bottom dead center side.

また、この変形例においては、ピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて上死点に向かっている場合に吸排気管２１７内での流量調整弁２２０の開度を全閉状態として空気室２１４内の空気を圧縮する一方で、ピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて下死点に向かっている場合に吸排気管２１７内での流量調整弁２２０の開度を全開状態として空気室２１４内に空気を導入して制動トルクを発生させるように構成した。   Further, in this modification, when the piston 213 is directed to the top dead center in the cylinder portion 212a, the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 in the intake and exhaust pipe 217 is completely closed and the air in the air chamber 214 is While the piston 213 is moving toward the bottom dead center in the cylinder portion 212a, air is introduced into the air chamber 214 with the flow control valve 220 fully opened in the intake and exhaust pipe 217. To generate a braking torque.

しかし、ピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて上死点に向かっている場合に吸排気管２１７内での流量調整弁２２０の開度を全開状態として空気室２１４内の空気を排気する一方で、ピストン２１３がシリンダ部２１２ａ内にて下死点に向かっている場合に吸排気管２１７内での流量調整弁２２０の開度を全閉状態として空気室２１４内に空気を膨張させることで制動トルクを発生させるように構成することもできる。   However, when the piston 213 is directed to the top dead center in the cylinder portion 212a, the opening degree of the flow control valve 220 in the intake and exhaust pipe 217 is fully opened to exhaust the air in the air chamber 214, When 213 is directed to the bottom dead center in the cylinder portion 212a, a braking torque is generated by expanding air into the air chamber 214 with the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 in the intake and exhaust pipe 217 fully closed. It can also be configured to

なお、図５（ａ）は吸排気管２１７内における流量調整弁２２０の開度の時間変化を示しており、図５（ｂ）は空気室２１４内の圧力の時間変化を示しており、図５（ｃ）は圧縮膨張機関２１０が発生させる制動トルクおよび駆動トルクの時間変化をそれぞれ示している。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ横軸の時間経過が図５（ａ）〜（ｃ）間で対応しており同じ時間での経過を示している。また、図４（ａ）〜（ｄ）において、破線矢印は、クランク２１６の回転方向および空気室２１４に対する空気の流出方向および流入方向をそれぞれ示している。   5 (a) shows the time change of the opening degree of the flow control valve 220 in the intake and exhaust pipe 217, and FIG. 5 (b) shows the time change of the pressure in the air chamber 214, FIG. (C) shows temporal changes in braking torque and driving torque generated by the compression-expansion engine 210, respectively. Further, in FIGS. 5 (a) to 5 (c), the time lapses of the horizontal axis correspond to those in FIGS. 5 (a) to 5 (c) and show the progress at the same time. Further, in FIGS. 4A to 4D, broken arrows indicate the rotational direction of the crank 216 and the outflow direction and inflow direction of air to the air chamber 214, respectively.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、制動トルクの発生を望まない場合においては、クラッチ装置２２２の作動を制御して駆動軸２１１と電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａとを遮断するように構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、クラッチ装置２２２を遮断状態とする制御に代えて、流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度を常に全開または常に全閉するとすることもできる。   In the first embodiment, the braking torque generation device 200 controls the operation of the clutch device 222 to prevent the generation of the braking torque, and the driving shaft 211 and the rotational driving shaft 107a of the electric motor 107 are controlled. Configured to shut off. However, instead of controlling the clutch device 222 to be in the disconnected state, the braking torque generation device 200 controls the operation of the flow rate adjusting valve 220 to always fully open or always fully close the opening degree in the intake and exhaust pipe 217. You can also.

具体的には、流量調整弁２２０が吸排気管２１７内での開度を常に全開とした場合（図４（ａ），（ｄ）参照）には、図６（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、圧縮膨張機関２１０はピストン２１３の往復に従ってシリンダ部２１２ａに対して外気の吸排気が常に行われることになる。したがって、圧縮膨張機関２１０は、ピストン２１３による容積減少工程時および容積増加工程時には外気の排気および吸気は略無負荷で行われるため回転駆動軸１０７ａに作用する制動トルクはトータルとしては発生しないと見做すことができる。なお、この場合、圧縮膨張機関２１０は、ピストン２１３の摺動抵抗などの所謂メカロスによって厳密には制動トルクが発生するが、この制動トルクは極めて小さいため、電気自動車１００を走行させることができる。すなわち、制動トルク発生装置２００は、クラッチ装置２２２を省略して構成することができる。   Specifically, in the case where the flow rate adjustment valve 220 always keeps the opening degree in the intake and exhaust pipe 217 fully open (see FIGS. 4A and 4D), FIGS. 6A to 6C respectively. As shown, in the compression / expansion engine 210, intake and exhaust of the outside air is always performed to the cylinder portion 212a as the piston 213 reciprocates. Therefore, in the compression / expansion engine 210, the exhaust torque and the intake torque of the outside air are substantially unloaded at the time of the volume reducing step and the volume increasing step by the piston 213, and therefore the braking torque acting on the rotational drive shaft 107a is considered not to be generated in total. I can forgive. In this case, although the compression / expansion engine 210 strictly generates a braking torque due to so-called mechanical loss such as a sliding resistance of the piston 213, since the braking torque is extremely small, the electric vehicle 100 can be run. That is, the braking torque generator 200 can be configured without the clutch device 222.

また、流量調整弁２２０が吸排気管２１７内での開度を常に全閉とした場合（図４（ｂ），（ｃ）参照）には、図７（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、圧縮膨張機関２１０はシリンダ部２１２ａに対して外気の吸排気が一切行われない状態でピストン２１３が往復摺動することになる。したがって、圧縮膨張機関２１０は、ピストン２１３による容積減少時に行なわれる圧縮工程における圧縮力または容積増加工程に行なわれる膨張工程における負圧による制動トルクが発生する一方で、前記圧縮工程時後の膨張行程時における反発力または前記膨張行程時後の圧縮工程時における負圧による駆動力によって回転駆動軸１０７ａに作用する制動トルクはトータルとしては発生しないと見做すことができる。なお、この場合、圧縮膨張機関２１０は、ピストン２１３の摺動抵抗などの所謂メカロスによって厳密には制動トルクが発生するが、この制動トルクは極めて小さいため、電気自動車１００を走行させることができる。すなわち、制動トルク発生装置２００は、クラッチ装置２２２を省略して構成することができる。また、図７（ａ）〜（ｃ）においては、空気室２１４内の容積が最大時に最大限の空気が充填されている場合における挙動を示している。   In addition, as shown in FIGS. 7A to 7C, when the flow rate adjustment valve 220 always fully closes the opening degree in the intake and exhaust pipe 217 (see FIGS. 4B and 4C). In the compression / expansion engine 210, the piston 213 reciprocates and slides in a state where neither intake nor exhaust of outside air is performed to the cylinder portion 212a. Therefore, while the compression / expansion engine 210 generates a braking torque due to a negative pressure in the compression step or the expansion step performed in the volume increase step in the compression step performed when the volume is reduced by the piston 213, the expansion stroke after the compression step It can be considered that the braking torque acting on the rotary drive shaft 107a is not generated in total by the driving force by the repulsive force at the time or the negative pressure at the compression process after the expansion stroke. In this case, although the compression / expansion engine 210 strictly generates a braking torque due to so-called mechanical loss such as a sliding resistance of the piston 213, since the braking torque is extremely small, the electric vehicle 100 can be run. That is, the braking torque generator 200 can be configured without the clutch device 222. Moreover, in FIG. 7 (a)-(c), the behavior in case the volume in the air chamber 214 is filled with the maximum air at the maximum is shown.

また、吸排気管２１７内における流量調整弁２２０の開度を全閉状態、全開状態および全閉状態から全開状態までの中間開度を一定にした場合における制動トルクの大きさは、図８に示すように、開度が５０％付近で最大となって全閉側および全開側に向かって減少する。このため、上記第１実施形態においては、流量調整弁２２０の開度を５０％とした。しかし、制動トルクを発生させるための流量調整弁２２０の開度は、所望する制動トルクの大きさに応じて適宜設定されるものである。すなわち、制動トルク発生装置２００は、制動トルクを発生させる場合において吸排気管２１７内における流量調整弁２２０における開度を必要な制動トルクに応じて全閉より多くかつ全開未満の開度の範囲で固定的または可変可能に設定することができる。   The magnitude of the braking torque when the intermediate opening from the fully closed state, the fully open state and the fully closed state to the fully open state of the flow rate adjustment valve 220 in the intake and exhaust pipe 217 is constant is shown in FIG. Thus, the opening degree is maximum around 50% and decreases toward the fully closed side and the fully open side. Therefore, in the first embodiment, the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 is set to 50%. However, the opening degree of the flow rate adjusting valve 220 for generating the braking torque is appropriately set according to the magnitude of the desired braking torque. That is, when the braking torque is generated, the braking torque generating device 200 fixes the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 in the intake and exhaust pipe 217 in a range of more than fully closed and less than full opening according to the required braking torque. Can be set dynamically or variably.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、制動トルクを発生させる場合において吸排気管２１７内における空気の流量を流量調整弁２２０を用いて一定で固定の流量とした。したがって、制動トルク発生装置２００は、吸排気管２１７の管路の流量が前記一定の流量となるような内径に形成したりオリフィスを設けたりすることで流量調整弁２２０を省略して構成することができる。   In the first embodiment, when the braking torque is generated, the braking torque generating device 200 uses the flow regulating valve 220 to set the flow rate of air in the intake and exhaust pipe 217 constant and fixed. Therefore, the braking torque generator 200 may be configured such that the flow rate adjustment valve 220 is omitted by forming the inside diameter or providing an orifice such that the flow rate of the pipe line of the intake and exhaust pipe 217 is the constant flow rate. it can.

すなわち、クラッチ装置２２２および流量調整弁２２０は、本発明に係る機関作動機構に相当する。この機関作動機構は、圧縮膨張機関２１０の作動を開始または停止させて制動トルクの発生または中断を行なわせるように構成されていればよく、必ずしも上記第１実施形態に限定されるものはない。すなわち、機関作動機構は、クラッチ装置２２２および流量調整弁２２０のうちの少なくとも一方で構成することができるとともに、クラッチ装置２２２および流量調整弁２２０以外の機構を採用して構成することもできる。   That is, the clutch device 222 and the flow control valve 220 correspond to the engine operating mechanism according to the present invention. The engine operating mechanism may be configured to start or stop the operation of the compression-expansion engine 210 to generate or interrupt the braking torque, and is not necessarily limited to the first embodiment. That is, the engine operating mechanism can be configured by at least one of the clutch device 222 and the flow control valve 220, and can be configured by adopting a mechanism other than the clutch device 222 and the flow control valve 220.

また、上記第１実施形態においては、圧縮膨張機関２１０は、シリンダ部２１２ａの容積を一定とした。しかし、圧縮膨張機関２１０は、シリンダ部２１２ａの容積を可変できるように構成することができる。例えば、圧縮膨張機関２１０は、シリンダ部２１２ａの長手方向の長さを伸縮できるように構成することでシリンダ部２１２ａの容積を可変できるように構成することができる。   In the first embodiment, in the compression and expansion engine 210, the volume of the cylinder portion 212a is fixed. However, the compression and expansion engine 210 can be configured to be able to change the volume of the cylinder portion 212a. For example, the compression and expansion engine 210 can be configured to be able to change the volume of the cylinder portion 212a by being configured to be able to expand and contract the length in the longitudinal direction of the cylinder portion 212a.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、消音器２２１を備えて構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、シリンダ部２１２ａの空気室２１４に対する吸気時または排気時の騒音が小さい場合や低減する必要がない場合には消音器２２１を省略して構成することができる。なお、本変形例は、後述する第２実施形態においても同様に採用することができる。   Moreover, in the said 1st Embodiment, the damping | braking torque generation apparatus 200 was provided with the silencer 221, and was comprised. However, when the noise at the time of intake or exhaust to the air chamber 214 of the cylinder portion 212a is small or does not need to be reduced, the braking torque generator 200 can be configured without the silencer 221. Note that this modification can be similarly adopted in the second embodiment described later.

また、上記第１実施形態においては、圧縮膨張機関２１０は、シリンダ部２１２ａに対して吸気と排気とを共通化した吸排気管２１７を設けて構成した。しかし、圧縮膨張機関２１０は、シリンダ部２１２ａに対して吸気を行う吸気管および排気を行う排気管をそれぞれ設けて構成することもできる。この場合、流量調整弁２２０は、吸気管および排気管のうちの少なくとも一方に設けることができる。これによれば、制動トルク発生装置２００は、吸気および排気の効率を向上させることができるとともに耐熱信頼性も向上させることができる。   Further, in the first embodiment, the compression / expansion engine 210 is configured by providing the intake / exhaust pipe 217 in which intake and exhaust are shared for the cylinder portion 212a. However, the compression / expansion engine 210 can also be configured by providing an intake pipe for performing intake to the cylinder portion 212a and an exhaust pipe for performing exhaust. In this case, the flow control valve 220 can be provided in at least one of the intake pipe and the exhaust pipe. According to this, the braking torque generating device 200 can improve the efficiency of intake and exhaust and can also improve the heat resistance reliability.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、制御装置１１０によって流量調整弁２２０の開度を開閉制御するように構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、例えば、駆動軸２１１と流量調整弁２２０とをタイミングベルトおよびカムで繋いで駆動軸２１１の回転駆動力でカムを回転駆動させることによって流量調整弁２２０の開度を所定のタイミングで開閉制御するように構成することもできる。   In the first embodiment, the braking torque generator 200 is configured to control the opening / closing of the flow rate adjustment valve 220 by the controller 110. However, the braking torque generator 200 connects the drive shaft 211 and the flow rate adjustment valve 220 with a timing belt and a cam, for example, and rotationally drives the cam with the rotational drive force of the drive shaft 211. It can also be configured to control opening and closing at a predetermined timing.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、１つの圧縮膨張機関２１０を備えて構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、２つ以上の圧縮膨張機関２１０を備えて構成することもできる。これによれば、制動トルク発生装置２００は、より大きな制動トルクを発生させることができる。   Moreover, in the said 1st Embodiment, the damping | braking torque generation apparatus 200 was provided with the one compression expansion engine 210, and was comprised. However, the braking torque generator 200 can also be configured to include two or more compression and expansion engines 210. According to this, the braking torque generating device 200 can generate a larger braking torque.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、圧縮膨張機関２１０をトランスミッション１０６のケース１０６ａ内にて電動モータ１０７の回転駆動軸１０７ａにクラッチ装置２２２を介して連結した。しかし、制動トルク発生装置２００は、図９に示すように、前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに連結した圧縮膨張機関２３０，２４０で構成することもできる。   In the first embodiment, the braking torque generator 200 couples the compression / expansion engine 210 to the rotational drive shaft 107 a of the electric motor 107 via the clutch device 222 in the case 106 a of the transmission 106. However, as shown in FIG. 9, the braking torque generating device 200 can also be configured by compression and expansion engines 230 and 240 connected to the front wheel axles 102a and 102b.

例えば、圧縮膨張機関２３０は、図１０に示すように、駆動板２３１、駆動カム２３１ａ、シリンダブロック２３２、ピストン２３３およびリターンスプリング２３５をそれぞれ備えて構成されている。駆動板２３１は、上記実施形態における駆動軸２１１に対応する部品であり、金属材または樹脂材を平板リング状に形成して構成されている。この駆動板２３１は、中心部にベアリングを介して前輪車軸１０２ａ，１０２ｂが貫通するとともに、これらの前輪車軸１０２ａ，１０２ｂにクラッチ装置２２２を介して連結されている。また、駆動板２３１は、一体的に回転可能な状態で楕円板状の駆動カム２３１ａを備えている。   For example, as shown in FIG. 10, the compression and expansion engine 230 is configured to include a drive plate 231, a drive cam 231a, a cylinder block 232, a piston 233, and a return spring 235. The drive plate 231 is a component corresponding to the drive shaft 211 in the above embodiment, and is configured by forming a metal material or a resin material in a flat ring shape. In the drive plate 231, the front wheel axles 102a and 102b pass through a bearing at the center and are connected to the front wheel axles 102a and 102b via a clutch device 222. In addition, the drive plate 231 is provided with an elliptical plate-like drive cam 231a in a state where it can rotate integrally.

駆動カム２３１ａは、リターンスプリング２３５と協働してピストン２３３をシリンダブロック２３２内で摺動させるための部品であり、機械要素としての円板カムで構成されている。この駆動カム２３１ａは、駆動板２３１と同様の金属材または樹脂材で構成されて駆動板２３１に一体的に取り付けられている。シリンダブロック２３２は、上記実施形態におけるシリンダブロック２１２に対応する部品であり、シリンダ部２１２ａおよびクランク部２１２ｂにそれぞれ対応するシリンダ部２３２ａおよびカム部２３２ｂを備えている。この場合、シリンダ部２３２ａには、ピストン２３３によって空気室２１４と同様の空気室２３４が形成されており吸排気管２１７が接続されている。また、カム部２３２ｂは、駆動カム２３１ａを備える駆動板２３１が回転駆動可能な状態で収容する大きさに形成されている。   The drive cam 231a is a component for sliding the piston 233 in the cylinder block 232 in cooperation with the return spring 235, and is constituted by a disk cam as a mechanical element. The drive cam 231 a is made of the same metal or resin as the drive plate 231 and is integrally attached to the drive plate 231. The cylinder block 232 is a component corresponding to the cylinder block 212 in the above embodiment, and includes a cylinder portion 232a and a cam portion 232b respectively corresponding to the cylinder portion 212a and the crank portion 212b. In this case, in the cylinder portion 232a, an air chamber 234 similar to the air chamber 214 is formed by the piston 233, and an intake and exhaust pipe 217 is connected. In addition, the cam portion 232b is formed to have a size that accommodates the drive plate 231 having the drive cam 231a in a rotationally drivable state.

ピストン２３３は、上記実施形態におけるピストン２１３に対応する部品であり、シリンダブロック２３２と同様の金属材または樹脂材を円柱状に形成して構成されている。リターンスプリング２３５は、ピストン２３３を駆動カム２３１ａに常に押し付ける弾性力を発生させる部品であり、金属製または樹脂製のコイルスプリングによって構成されている。このリターンスプリング２３５は、シリンダ部２３２ａの空気室２３４内に内周面に沿って設けられている。   The piston 233 is a component corresponding to the piston 213 in the above embodiment, and is configured by forming the same metal material or resin material as the cylinder block 232 in a cylindrical shape. The return spring 235 is a component that generates an elastic force that always presses the piston 233 against the drive cam 231 a, and is formed of a metal or resin coil spring. The return spring 235 is provided along the inner circumferential surface in the air chamber 234 of the cylinder portion 232a.

このように構成された圧縮膨張機関２３０は、クラッチ装置２２２を介して前輪車軸１０２ａ，１０２ｂが駆動板２３１に連結されることで駆動カム２３１ａが回転駆動する。この場合、駆動カム２３１ａは、ピストン２３３がリターンスプリング２３５の押圧力によって押圧されているため、この押圧力に抗しながら回転駆動する。これにより、圧縮膨張機関２３０は、ピストン２３３がシリンダ部２３２ａ内を往復摺動することで空気の圧縮および／または膨張が行なわれて制動トルクを発生させる。   In the compression / expansion engine 230 configured as described above, the drive cam 231 a is rotationally driven by the front wheel axles 102 a and 102 b being connected to the drive plate 231 via the clutch device 222. In this case, since the piston 233 is pressed by the pressing force of the return spring 235, the drive cam 231a is rotationally driven against the pressing force. As a result, the compression / expansion engine 230 compresses and / or expands air as the piston 233 reciprocates and slides in the cylinder portion 232a to generate a braking torque.

一方、圧縮膨張機関２４０は、図１１に示すように、前記駆動カム２３１ａに代えて駆動板２４１に楕円状のカム溝２４１ａが形成されるとともに、このカム溝２４１ａにピストン２４２から延びる棒状の従動軸２４２ａのピン２４２ｂが摺動自在な状態で連結されている点において異なる。したがって、圧縮膨張機関２４０は、前記ピストン２３３における小径部２３３ｂおよびリターンスプリング２３５に相当する部品は存在しない。   On the other hand, in the compression and expansion engine 240, as shown in FIG. 11, an elliptical cam groove 241a is formed in the drive plate 241 instead of the drive cam 231a, and a rod-like follower extending from the piston 242 is formed in the cam groove 241a. The difference is that the pin 242b of the shaft 242a is slidably connected. Therefore, in the compression and expansion engine 240, there is no part corresponding to the small diameter portion 233b and the return spring 235 in the piston 233.

このように構成された圧縮膨張機関２４０は、クラッチ装置２２２を介して前輪車軸１０２ａ，１０２ｂが駆動板２４１に連結されることでカム溝２４１ａが回転駆動する。この場合、カム溝２４１ａは、ピストン２４２の従動軸２４２ａが摺動自在な状態で嵌合しているため、この従動軸２４３ａを案内しながら回転駆動する。これにより、圧縮膨張機関２３０は、ピストン２３３がシリンダ部２３２ａ内を往復摺動することで空気の圧縮および／または膨張が行なわれて制動トルクを発生させる。これらの圧縮膨張機関２３０，２４０は、トランスミッション１０６のケース１０６ａ内に設けてもよいし、ケース１０６ａの外側に設けてもよい。   In the compression / expansion engine 240 thus configured, the cam grooves 241a are rotationally driven by the front wheel axles 102a and 102b being connected to the drive plate 241 via the clutch device 222. In this case, the cam groove 241a is rotationally driven while guiding the driven shaft 243a because the driven shaft 242a of the piston 242 is slidably fitted. As a result, the compression / expansion engine 230 compresses and / or expands air as the piston 233 reciprocates and slides in the cylinder portion 232a to generate a braking torque. These compression and expansion engines 230 and 240 may be provided in the case 106 a of the transmission 106 or may be provided outside the case 106 a.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、圧縮膨張機関２１０、流量調整弁２２０、消音器２２１、クラッチ装置２２２をトランスミッション１０６のケース１０６ａ内にそれぞれ設けて構成した。これにより、制動トルク発生装置２００は、装置構成をコンパクト化することができるとともに制動トルク発生装置２００の作動音を低減することができる。この場合、制動トルク発生装置２００は、制御装置１１０を含めてトランスミッション１０６のケース１０６ａ内に設けることもできる。   In the first embodiment, the braking torque generator 200 is configured by providing the compression / expansion engine 210, the flow control valve 220, the silencer 221, and the clutch device 222 in the case 106a of the transmission 106. Thus, the braking torque generation device 200 can make the device configuration compact and can reduce the operation noise of the braking torque generation device 200. In this case, the braking torque generator 200 may be provided in the case 106 a of the transmission 106 including the controller 110.

しかし、制動トルク発生装置２００は、圧縮膨張機関２１０、流量調整弁２２０および消音器２２１の全部または一部をトランスミッション１０６のケース１０６ａの外部空間にそれぞれ配置することもできる。例えば、制動トルク発生装置２００は、図１２に示すように、圧縮膨張機関２１０をトランスミッション１０６のケース１０６ａの外表面に設けるとともに、流量調整弁２２０および消音器２２１を同ケース１０６ａの外側における圧縮膨張機関２１０の近傍に設けることができる。また、圧縮膨張機関２１０を電動モータ１０７のケース内に設けるとともに、流量調整弁２２０および消音器２２１を同ケース内または同ケース外における圧縮膨張機関２１０の近傍に設けることもできる。   However, in the braking torque generator 200, all or part of the compression / expansion engine 210, the flow control valve 220, and the silencer 221 can be disposed in the external space of the case 106a of the transmission 106, respectively. For example, as shown in FIG. 12, in the braking torque generator 200, the compression / expansion engine 210 is provided on the outer surface of the case 106a of the transmission 106, and the flow control valve 220 and the silencer 221 are compressed and expanded outside the case 106a. It can be provided in the vicinity of the engine 210. Further, the compression and expansion engine 210 can be provided in the case of the electric motor 107, and the flow control valve 220 and the silencer 221 can be provided in the same case or in the vicinity of the compression and expansion engine 210 outside the case.

また、圧縮膨張機関２１０は、図１３に示すように、駆動車軸である前輪車軸１０２ａ，１０２ｂではなく非駆動車軸である後輪車軸１０３ａ，１０３ｂに設けることもできる。また、圧縮膨張機関２１０は、図１４に示すように、左右の前輪車軸１０２ａ，１０２ｂを被駆動車軸とするとともに後輪車軸１０３ａ，１０３ｂを駆動車軸とするために電動モータ１０７から延びるプロペラシャフト１２０に減速機１２１を介して設けることもできる。また、制動トルク発生装置２００は、駆動車軸または被駆動軸の前輪車軸１０２ａ，１０２ｂおよび駆動軸または被駆動車軸の後輪車軸１０３ａ，１０３ｂの両方にそれぞれ設けることもできる。   Further, as shown in FIG. 13, the compression-expansion engine 210 can be provided not on the front wheel axles 102a and 102b as the driving axles but on the rear wheel axles 103a and 103b as the non-driving axles. In addition, as shown in FIG. 14, the compression / expansion engine 210 has a propeller shaft 120 extending from the electric motor 107 to use the left and right front wheel axles 102a and 102b as driven axles and the rear wheel axles 103a and 103b as driving axles. Can also be provided via the reduction gear 121. The braking torque generator 200 can also be provided on both the front axles 102a and 102b of the drive axle or driven shaft and the rear axles 103a and 103b of the drive axle or driven axle.

また、上記第１実施形態においては、制御装置１１０は、電気自動車１００の走行を含めた全体の作動を総合的に制御するように構成した。しかし、制御装置１１０は、制動トルク発生装置２００のみを単独で制御するように構成して、電気自動車１００の走行を制御する制御装置と連携するように構成することもできる。なお、本変形例は、後述する第２実施形態にも採用することができる。   Further, in the first embodiment, the control device 110 is configured to comprehensively control the entire operation including traveling of the electric vehicle 100. However, the control device 110 may be configured to control only the braking torque generation device 200 alone, and may be configured to cooperate with a control device that controls the traveling of the electric vehicle 100. Note that this modification can also be adopted in the second embodiment described later.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、操作子１１１が「Ｌ」のシフトポジションに操作されることで作動が開始するように構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、操作子１１１が「Ｄ」のシフトポジションに位置した状態であっても作動が開始するように構成することができる。例えば、制動トルク発生装置２００は、制動トルク発生装置２００の作動を開始させるための操作子を別に設けてもよいし、ブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄの温度を監視して同温度が所定温度以上になった場合にブレーキ装置１０５ａ〜１０５ｄの作動とともに作動するように構成することもできる。なお、本変形例は、後述する第２実施形態にも採用することができる。   Further, in the first embodiment, the braking torque generating device 200 is configured to start the operation when the operating element 111 is operated to the shift position of “L”. However, the braking torque generating device 200 can be configured to start operation even when the operating element 111 is located at the shift position of "D". For example, the braking torque generation device 200 may separately provide an operating element for starting the operation of the braking torque generation device 200, or the temperature of the braking devices 105a to 105d is monitored to reach the predetermined temperature or higher. It can also be configured to operate in conjunction with the operation of the brake devices 105a-105d. Note that this modification can also be adopted in the second embodiment described later.

また、上記第１実施形態においては、電気自動車１００は、バッテリ１０８に蓄電した電力によって電動モータ１０７を駆動するように構成した。しかし、電気自動車１００は、電気モータ１０７を駆動源とする自走式車両に広く適用することができる。したがって、電気自動車１００は、燃料電池から出力される電力によって電動モータ１０７を駆動する燃料電池車であってもよいし、電動モータ１０７を補助的な駆動源とする自走式車両、例えば、エンジンを主な駆動源とするとともに電動モータ１０７を補助的な駆動源とするハイブリット車で構成することもできる。なお、本変形例は、後述する第２実施形態にも採用することができる。   Further, in the first embodiment, the electric vehicle 100 is configured to drive the electric motor 107 by the electric power stored in the battery 108. However, the electric vehicle 100 can be widely applied to a self-propelled vehicle using the electric motor 107 as a drive source. Therefore, the electric vehicle 100 may be a fuel cell vehicle that drives the electric motor 107 by the power output from the fuel cell, or a self-propelled vehicle that uses the electric motor 107 as an auxiliary drive source, for example, an engine And the electric motor 107 as an auxiliary drive source. Note that this modification can also be adopted in the second embodiment described later.

また、上記第１実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、圧縮膨張機関２１０を駆動軸２１１、シリンダブロック２１２、ピストン２１３、連接棒２１５およびクランク２１６をそれぞれ備えた所謂ピストンクランク機構で構成した。しかし、制動トルク発生装置２００を構成する圧縮膨張機関は、前輪車軸１０２ａ，１０２ｂおよび／または後輪車軸１０３ａ，１０３ｂに連結されてこれらの前輪車軸１０２ａ，１０２ｂおよび／または後輪車軸１０３ａ，１０３ｂからのバックトルクによって空気を導入する空気室２１４の容積の減少による空気の圧縮および同容積の増加による空気の膨張のうちの少なくとも一方を行って制動トルクを発生させるように構成されていればよい。したがって、制動トルク発生装置２００は、ピストンクランク機構以外の機構、例えば、後述するロータリ機構からなる圧縮膨張機関２５０で構成することもできる。   Further, in the first embodiment, the braking torque generating device 200 is configured by a so-called piston crank mechanism provided with the compression expansion engine 210 each having the drive shaft 211, the cylinder block 212, the piston 213, the connecting rod 215 and the crank 216. . However, the compression / expansion engines constituting the braking torque generating device 200 are connected to the front wheel axles 102a, 102b and / or the rear wheel axles 103a, 103b and from these front wheel axles 102a, 102b and / or the rear wheel axles 103a, 103b. The braking torque may be generated by performing at least one of compression of air by reduction of the volume of the air chamber 214 for introducing air by back torque of the above and expansion of air by the increase of the same volume. Therefore, the braking torque generating device 200 can also be configured by a mechanism other than the piston crank mechanism, for example, a compression expansion engine 250 including a rotary mechanism described later.

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る電気自動車用制動トルク発生装置およびこの電気自動車用制動トルク発生装置を搭載した電気自動車の第２実施形態について図１５〜図２６を参照しながら説明する。この第２実施形態における電気自動車１００に搭載される制動トルク発生装置２００は、圧縮膨張機関２５０がロータリ機構で構成されている点において上記第１実施形態と異なる。したがって、この第２実施形態における制動トルク発生装置２００においては、上記第１実施形態における圧縮膨張機関２１０と異なる部分を中心に説明して、両実施形態において共通する部分や対応する部分については適宜説明を省略する。 Second Embodiment
Next, a second embodiment of a braking torque generator for an electric vehicle and an electric vehicle equipped with the braking torque generator for an electric vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. The braking torque generating device 200 mounted on the electric vehicle 100 in the second embodiment is different from the first embodiment in that the compression and expansion engine 250 is configured by a rotary mechanism. Therefore, in the braking torque generating device 200 in the second embodiment, parts different from the compression and expansion engine 210 in the first embodiment will be mainly described, and parts common to both the embodiments and corresponding parts will be appropriately described. I omit explanation.

（圧縮膨張機関２５０の構成）
圧縮膨張機関２５０は、図１５〜図２３にそれぞれ示すように、主として、ロータ２５１、エキセントリックシャフト２５５およびハウジング２５６をそれぞれ備えて構成することができる。ここで、ロータ２５１は、３つの角部２５２ａ〜２５２ｃが３つの曲線状の辺部２５３ａ〜２５３ｃで繋がった略三角柱状体に形成されるとともに、この略三角柱状体の中心部に形成された貫通孔の内周面に内歯２５４が形成されて構成されている。また、エキセントリックシャフト２５５は、ロータ２５１の内歯２５４に噛み合う外歯２５５ａを有して回転駆動する軸状に形成されている。このエキセントリックシャフト２５５は、回転駆動軸１０７ａに対してクラッチ装置２２２を介して連結されている。なお、エキセントリックシャフト２５５は、回転駆動軸１０７ａに代えて前輪車軸１０２ａ，１０２ｂおよび後輪車軸１０３ａ，１０３ｂに連結されていてもよいことは当然である。 (Configuration of compression and expansion engine 250)
The compression-expansion engine 250 can be configured mainly including a rotor 251, an eccentric shaft 255, and a housing 256, as shown in FIGS. 15 to 23, respectively. Here, the rotor 251 is formed in a substantially triangular columnar body in which three corner portions 252a to 252c are connected by three curved side portions 253a to 253c, and is formed in the central portion of the substantially triangular columnar body. Internal teeth 254 are formed on the inner peripheral surface of the through hole. In addition, the eccentric shaft 255 is formed in the shape of a shaft that is rotationally driven by having an external tooth 255 a that meshes with the internal tooth 254 of the rotor 251. The eccentric shaft 255 is coupled to the rotational drive shaft 107 a via a clutch device 222. Of course, the eccentric shaft 255 may be connected to the front wheel axles 102a and 102b and the rear wheel axles 103a and 103b instead of the rotary drive shaft 107a.

また、ハウジング２５６は、前記３つの角部２５２ａ〜２５２ｃをそれぞれ摺動させつつロータ２５１全体を回転自在に収容する部品であり、シリンダブロック２１２と同様の金属材または樹脂材を中空のブロック状に形成して構成されている。この場合、ハウジング２５６の内周面は、互いに対向する２つのペリトロコイド曲線からなる曲面で構成されているとともに、吸気口２５６ａ、排気口２５６ｂおよび吸排気管２１７が設けられている。このハウジング２５６は、ロータ２５１の３つの各辺部２５３ａ〜２５３ｃとハウジング２５６の内周面との間に形成された３つの空気室２５７ａ〜２５７ｃが形成されており、ロータ２５１が公転しながら自転することで３つの空気室２５７ａ〜２５７ｃの容積が順次減少と増加を繰り返すように構成されている。   The housing 256 is a component that rotatably accommodates the whole of the rotor 251 while sliding the three corner portions 252a to 252c, and makes the same metal material or resin material as the cylinder block 212 in a hollow block shape. It is formed and configured. In this case, the inner peripheral surface of the housing 256 is formed of a curved surface consisting of two peritrochoid curves facing each other, and an intake port 256a, an exhaust port 256b, and an intake and exhaust pipe 217 are provided. In the housing 256, three air chambers 257a to 257c formed between the three side portions 253a to 253c of the rotor 251 and the inner peripheral surface of the housing 256 are formed, and the rotor 251 rotates while revolving. By doing this, the volumes of the three air chambers 257a to 257c are configured to repeat decreasing and increasing sequentially.

吸気口２５６ａは、前記３つの空気室２５７ａ〜２５７ｃのうちの１つの室内に外気を取り込むために大気開放された孔部である。また、排気口２５６ｂは、前記３つの空気室２５７ａ〜２５７ｃのうちの残余の２つのうちの１つの室内の空気を大気中に放出するために大気開放された孔部であり、吸気口２５６ａに隣接して設けられている。また、吸排気管２１７は、前記３つの空気室２５７ａ〜２５７ｃのうちの残余の１つ室内に対して吸排気するために吸気口２５６ａおよび排気口２５６ｂに対向する側のハウジング２５６の内部に接続されている。この場合、吸排気管２１７には、流量調整弁２２０が設けられている。   The intake port 256a is a hole that is open to the atmosphere to take in the outside air into one of the three air chambers 257a to 257c. In addition, the exhaust port 256b is a hole that is open to the atmosphere to release the air in one of the remaining two of the three air chambers 257a to 257c to the atmosphere, and the exhaust port 256b is It is provided adjacent to each other. In addition, the intake / exhaust pipe 217 is connected to the inside of the housing 256 on the side facing the intake port 256a and the exhaust port 256b in order to intake and exhaust the remaining one of the three air chambers 257a-257c. ing. In this case, the intake and exhaust pipe 217 is provided with a flow control valve 220.

（圧縮膨張機関２５０の作動）
このように構成された圧縮膨張機関２５０は、図２４（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ示すように、クラッチ装置２２２を介して回転駆動軸１０７ａがエキセントリックシャフト２５５に連結されることでロータ２５１が自転しながら公転して制動トルクを発生させる。この圧縮膨張機関２５０の作動をロータ２５１の角部２５２ａが吸排気管２１７の中心位置を０°として同角部２５２ａが図示時計回りに３６０°回って（すなわち、一回転して）戻ってくる場合について説明する。 (Operation of compression and expansion engine 250)
In the compression / expansion engine 250 configured in this way, as shown in FIGS. 24A to 24E, the rotor 251 is connected to the eccentric shaft 255 by connecting the rotary drive shaft 107a to the eccentric shaft 255 via the clutch device 222. Revolute while rotating to generate braking torque. When the angular portion 252a of the rotor 251 turns the central position of the intake and exhaust pipe 217 to 0 ° and the angular portion 252a turns 360 ° clockwise (that is, one rotation) and returns to the operation of the compression / expansion engine 250 Will be explained.

なお、図２４は、（ａ）は圧縮膨張機関２５０が機関全体として発生させる制動トルクの時間変化を示しており、（ｂ）は吸排気管２１７内における流量調整弁２２０の開度の時間変化を示しており、（ｃ）は空気室２５７ａ内の圧力の時間変化を示しており、（ｄ）は空気室２５７ｂ内の圧力の時間変化を示しており、（ｅ）は空気室２５７ｃ内の圧力の時間変化を示している。また、図２４（ａ）〜（ｅ）は、前記図３，図５〜図７と同様に、それぞれ横軸の時間経過が図２４（ａ）〜（ｅ）間で対応しており同じ時間での経過を示している。   FIG. 24 (a) shows the time change of the braking torque generated by the compression / expansion engine 250 as a whole engine, and FIG. 24 (b) shows the time change of the opening of the flow control valve 220 in the intake and exhaust pipe 217. (C) shows the time change of the pressure in the air chamber 257a, (d) shows the time change of the pressure in the air chamber 257b, (e) shows the pressure in the air chamber 257c Shows the time change of. Also, in FIGS. 24 (a) to 24 (e), as in FIGS. 3 and 5 to 7, the time course of the horizontal axis corresponds between FIGS. 24 (a) to 24 (e) and the same time Shows the progress of

圧縮膨張機関２５０は、図１６に示すように、角部２５２ａが０°から若干進んで吸排気管２１７の端部に位置して通過する場合においては、空気室２５７ａはロータ２５１、ハウジング２５６および流量調整弁２２０で閉じられた空間内が大気圧に近い状態（以下、「略大気圧状態」という）である。また、空気室２５７ｂは、吸気口２５６ａおよび排気口２５６ｂを介して大気に連通することで略大気圧状態である。また、空気室２５７ｃは、ロータ２５１およびハウジング２５６で閉じられた空間内に大気圧より少し低い気圧（以下、「弱負圧」という）の空気を収容している。   In the compression / expansion engine 250, as shown in FIG. 16, when the corner 252a advances slightly from 0 ° and is positioned at the end of the intake / exhaust pipe 217, the air chamber 257a includes the rotor 251, the housing 256 and the flow rate. The space closed by the adjustment valve 220 is in a state close to the atmospheric pressure (hereinafter, referred to as “a substantially atmospheric pressure state”). In addition, the air chamber 257b is in a substantially atmospheric pressure state by communicating with the atmosphere through the air inlet 256a and the air outlet 256b. The air chamber 257 c accommodates air in a pressure slightly lower than atmospheric pressure (hereinafter referred to as “weak negative pressure”) in a space closed by the rotor 251 and the housing 256.

次に、圧縮膨張機関２５０は、図１７に示すように、角部２５２ａが６０°の位置（エキセントリックシャフト２５５が１８０°回転した位置）に位置するまでの間においては、空気室２５７ａはロータ２５１の回転に伴って容積が減少する容積減少工程が実行された後、容積が最小となるタイミング（角部２５２ａが６０°に位置する）で流量調整弁２２０の開度が制御装置１１０による作動制御によって全開にされる。この空気室２５７ａにおける容積減少工程による空気の圧縮工程によって制動トルクが発生する。一方、空気室２５７ｂは、ロータ２５１の回転に伴って容積が増加する容積増加工程が実行されつつ排気口２５６ｂの連通状態が解消される一方で吸気口２５６ａから外気を吸引するため弱負圧状態となる。また、空気室２５７ｃは、容積が減少しつつ排気口２５６ｂに連通して略大気圧状態となる。   Next, as shown in FIG. 17, the compression / expansion engine 250 moves the air chamber 257 a to the rotor 251 until the corner 252 a is positioned at a 60 ° position (a position at which the eccentric shaft 255 rotates 180 °). After the volume reduction step of decreasing the volume with the rotation of the valve is performed, the opening degree of the flow control valve 220 is controlled by the control device 110 at the timing when the volume is minimized (the corner 252a is positioned at 60 °) Is fully opened by A braking torque is generated by the compression process of the air by the volume reduction process in the air chamber 257a. On the other hand, the air chamber 257b is subjected to a volume increasing process in which the volume is increased with the rotation of the rotor 251 while the communication state of the exhaust port 256b is canceled while the outside air is sucked from the air inlet 256a It becomes. Further, the air chamber 257c is in communication with the exhaust port 256b while being reduced in volume and is in a substantially atmospheric pressure state.

次に、圧縮膨張機関２５０は、図１８に示すように、角部２５２ａが１２０°の位置（エキセントリックシャフト２５５が３６０°回転した位置）に位置する直前の角部２５２ｂが吸排気管２１７に差し掛かるまでの間においては、空気室２５７ａは容積増加工程が実行されるとともに、その間、流量調整弁２２０の開度が全開状態に維持されるため吸排気管２１７から外気が導入されて弱負圧状態となる。そして、空気室２５７ａは、角部２５２ｂが吸排気管２１７に差し掛かったタイミングで流量調整弁２２０の開度が制御装置１１０による作動制御によって全閉にされてロータ２５１、ハウジング２５６および流量調整弁２２０で閉じられた空間となる。また、空気室２５７ｂは、容積増加工程が実行されつつ吸気口２５６ａから外気を吸引した後、角部２５２ｃが吸気口２５６ａを通過することでロータ２５１およびハウジング２５６で閉じられた空間内が形成される。また、空気室２５７ｃは、容積減少工程が実行されつつ排気口２５６ｂに加えて吸気口２５６ａにも連通して容積が最小となりつつ略大気圧状態を維持する。   Next, as shown in FIG. 18, in the compression and expansion engine 250, the corner 252b immediately before the corner 252a is positioned at a position of 120 ° (the position where the eccentric shaft 255 has rotated 360 °) reaches the intake and exhaust pipe 217. In the meantime, the air chamber 257a is subjected to a volume increasing step, and while the opening of the flow control valve 220 is kept fully open, outside air is introduced from the intake and exhaust pipe 217 to produce a weak negative pressure. Become. Then, in the air chamber 257a, the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 is fully closed by the operation control by the control device 110 at the timing when the corner 252b reaches the intake and exhaust pipe 217. It is a closed space. Also, after the air chamber 257b sucks the outside air from the intake port 256a while the volume increasing step is performed, the corner portion 252c passes through the intake port 256a to form a space closed by the rotor 251 and the housing 256. Ru. The air chamber 257c communicates with the air outlet 256b in addition to the air outlet 256b while the volume reduction process is being performed, and the air chamber 257c maintains a substantially atmospheric pressure state while minimizing the volume.

次に、圧縮膨張機関２５０は、図１９に示すように、角部２５２ａが１２０°から若干進んで角部２５２ｂが吸排気管２１７の端部に位置して通過する場合においては、空気室２５７ａはロータ２５１およびハウジング２５６で閉じられた空間内が弱負圧状態である。また、空気室２５７ｂは、角部２５２ｂが吸排気管２１７に差し掛かったタイミングで流量調整弁２２０の開度が全閉されるため、ロータ２５１、ハウジング２５６および流量調整弁２２０で閉じられた略大気圧状態の空間となるとともに容積減少工程が開始される。また、空気室２５７ｃは、排気口２５６ｂおよび吸気口２５６ａに連通した状態で容積増加工程が実行される。   Next, in the compression / expansion engine 250, as shown in FIG. 19, in the case where the corner 252a advances slightly from 120 ° and the corner 252b is positioned at the end of the intake and exhaust pipe 217 and passes through, the air chamber 257a The space enclosed by the rotor 251 and the housing 256 is in a weak negative pressure state. In the air chamber 257b, the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 is fully closed at the timing when the corner portion 252b reaches the intake and exhaust pipe 217, so the air chamber 257b is closed by the rotor 251, the housing 256 and the flow rate adjustment valve 220 The volume reduction process is started with the state space. Further, the air chamber 257c is in communication with the exhaust port 256b and the intake port 256a, and the volume increasing step is performed.

次に、圧縮膨張機関２５０は、図２０に示すように、角部２５２ａが１８０°の位置（エキセントリックシャフト２５５が５４０°回転した位置）に位置するまでの間においては、空気室２５７ａは容積減少工程が実行されつつ排気口２５６ｂに連通して略大気圧状態となる。また、空気室２５７ｂは、容積減少工程が実行された後、容積が最小となるタイミング（角部２５２ａが１８０°に位置する）で流量調整弁２２０の開度が制御装置１１０による作動制御によって全開にされる。この空気室２５７ｂにおける容積減少工程による空気の圧縮工程によって制動トルクが発生する。また、空気室２５７ｃは、容積増加工程が実行されつつ排気口２５６ｂの連通状態が解消される一方で吸気口２５６ａから外気を吸引するため弱負圧状態となる。   Next, as shown in FIG. 20, the compression / expansion engine 250 reduces the volume of the air chamber 257a until the corner 252a is positioned at the 180 ° position (the eccentric shaft 255 rotates 540 °). While the process is being performed, the exhaust port 256b is in communication with the exhaust port 256b to be in a substantially atmospheric pressure state. In the air chamber 257b, the opening degree of the flow control valve 220 is fully opened by the operation control by the control device 110 at the timing (the corner 252a is located at 180 °) at which the volume becomes minimum after the volume reduction step is performed. To be A braking torque is generated by the compression process of the air by the volume reduction process in the air chamber 257b. Further, the air chamber 257c is in a weak negative pressure state because the communication state of the exhaust port 256b is canceled while the volume increasing process is performed, while the outside air is sucked from the air intake port 256a.

次に、圧縮膨張機関２５０は、図２１に示すように、角部２５２ａが２４０°から若干進んで角部２５２ｃが吸排気管２１７の端部に位置して通過する場合においては、空気室２５７ａは容積減少工程が実行された後、容積増加工程に移行して吸気口２５６ａから外気を吸引し始める。また、空気室２５７ｂは、容積増加工程が実行されるとともに、その間、流量調整弁２２０の開度が全開状態に維持されるため吸排気管２１７から外気が導入されて弱負圧状態となる。その後、空気室２５７ｂは、角部２５２ｃが吸排気管２１７に差し掛かったタイミングで流量調整弁２２０の開度が全閉されるため、ロータ２５１、ハウジング２５６および流量調整弁２２０で閉じられた略大気圧の空間となる。さらに、その後、空気室２５７ｂは、角部２５２ｃが吸排気管２１７を通過することで弱負圧状態のままロータ２５１およびハウジング２５６で閉じられた空間となる。また、空気室２５７ｃは、角部２５２ａが吸気口２５６ａを通過することでロータ２５１およびハウジング２５６で閉じられた弱負圧状態の空間になった後、角部２５２ｃが吸排気管２１７の端部に差し掛かったタイミングで流量調整弁２２０の開度が制御装置１１０による作動制御によって全閉にされて容積減少工程が開始される。   Next, as shown in FIG. 21, in the case where the compression / expansion engine 250 passes through the corner 252a slightly advancing from 240 ° and the corner 252c is located at the end of the intake and exhaust pipe 217, the air chamber 257a After the volume reduction process is performed, the process proceeds to the volume increase process to start sucking the outside air from the intake port 256a. In the air chamber 257b, the volume increasing step is performed, and during this time, the open degree of the flow rate adjusting valve 220 is maintained in the fully open state, so the outside air is introduced from the intake and exhaust pipe 217 to be in a weak negative pressure state. Thereafter, the air chamber 257 b is fully closed by the rotor 251, the housing 256 and the flow control valve 220 because the opening degree of the flow control valve 220 is fully closed at the timing when the corner 252 c reaches the intake and exhaust pipe 217. It becomes space of. Further, after that, the air chamber 257 b becomes a space closed by the rotor 251 and the housing 256 in a weak negative pressure state by the corner 252 c passing through the intake and exhaust pipe 217. In addition, the air chamber 257c becomes a space in a weak negative pressure state closed by the rotor 251 and the housing 256 by the corner 252a passing through the air inlet 256a, and then the corner 252c is at the end of the intake and exhaust pipe 217. The opening degree of the flow control valve 220 is fully closed by the operation control by the controller 110 at the timing that is approaching, and the volume reduction process is started.

次に、圧縮膨張機関２５０は、図２２に示すように、角部２５２ａが３００°の位置（エキセントリックシャフト２５５が９００°回転した位置）に位置するまでの間においては、空気室２５７ａは容積増加工程が実行されつつ排気口２５６ｂの連通状態が解消される一方で吸気口２５６ａから外気を吸引するため弱負圧状態となる。また、空気室２５７ｂは、容積減少工程が実行されつつ排気口２５６ｂに連通して弱正圧状態となる。また、空気室２５７ｃは、容積減少工程が実行された後、容積が最小となるタイミング（角部２５２ａが３００°に位置する）で流量調整弁２２０の開度が制御装置１１０による作動制御によって全開にされる。この空気室２５７ｃにおける容積減少工程による空気の圧縮工程によって制動トルクが発生する。   Next, as shown in FIG. 22, the compression / expansion engine 250 increases the volume of the air chamber 257a until the corner 252a is positioned at a position of 300 ° (a position at which the eccentric shaft 255 has rotated 900 °). While the process is being performed, the communication state of the exhaust port 256b is canceled while the outside air is suctioned from the intake port 256a, so that a weak negative pressure state is obtained. Further, the air chamber 257b is in communication with the exhaust port 256b and is in a weak positive pressure state while the volume reduction step is performed. In the air chamber 257c, after the volume reduction process is performed, the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 is fully opened by the operation control by the control device 110 at the timing when the volume becomes minimum (the corner 252a is positioned at 300 °). To be A braking torque is generated by the compression process of air by the volume reduction process in the air chamber 257c.

次に、圧縮膨張機関２５０は、図２３に示すように、角部２５２ａが３６０°の位置（すなわち、最初の０°の位置）に位置する直前の角部２５２ａが吸排気管２１７に差し掛かるまでの間においては、空気室２５７ａは容積増加工程が実行されつつ吸気口２５６ａから外気を吸引した後、角部２５２ｂが吸気口２５６ａを通過することでロータ２５１およびハウジング２５６で閉じられた空間内が形成される。また、空気室２５７ｂは、容積減少工程が実行されつつ排気口２５６ｂに加えて吸気口２５６ａにも連通して容積が最小となりつつ略大気圧状態を維持する。また、空気室２５７ｃは、容積増加工程が実行されるとともに、その間、流量調整弁２２０の開度が全開状態に維持されるため吸排気管２１７から外気が導入されて弱負圧状態となる。そして、空気室２５７ｃは、角部２５２ｂが吸排気管２１７に差し掛かったタイミングで流量調整弁２２０の開度が制御装置１１０による作動制御によって全閉にされてロータ２５１、ハウジング２５６および流量調整弁２２０で閉じられた空間となる。   Next, as shown in FIG. 23, the compression / expansion engine 250 continues until the corner 252 a immediately before the corner 252 a is positioned at the 360 ° position (that is, the first 0 ° position) reaches the intake and exhaust pipe 217. In the meantime, after the air chamber 257a sucks the outside air from the air inlet 256a while the volume increasing step is being performed, the corner 252b passes through the air inlet 256a to form a space closed by the rotor 251 and the housing 256. It is formed. Further, the air chamber 257b communicates with the air outlet 256b in addition to the air outlet 256b while the volume reduction process is performed, and the air chamber 257b maintains a substantially atmospheric pressure state while minimizing the volume. In the air chamber 257c, the volume increasing step is performed, and during that time, the open degree of the flow rate adjustment valve 220 is maintained in the fully open state, so the outside air is introduced from the intake and exhaust pipe 217 to be in a weak negative pressure state. In the air chamber 257c, the opening degree of the flow rate adjustment valve 220 is fully closed by the operation control of the control device 110 at the timing when the corner portion 252b reaches the intake and exhaust pipe 217. The rotor 251, the housing 256 and the flow rate adjustment valve 220 It is a closed space.

そして、圧縮膨張機関２５０は、角部２５２ａが３６０°の位置（すなわち、最初の０°の位置）に位置に達して同じ動作を繰り返し行う。すなわち、圧縮膨張機関２５０は、ロータ２５１が１回転する間に３回の圧縮工程によって制動トルクを発生させる。なお、図１６〜図２４においては、破線矢印は、ロータ２５１およびエキセントリックシャフト２５５の各回転方向および空気室２５７ａ〜２５７ｃに対する空気の流通方向をそれぞれ示している。   Then, the compression / expansion engine 250 repeatedly performs the same operation when the corner 252a reaches the position of 360 ° (that is, the position of the first 0 °). That is, the compression and expansion engine 250 generates a braking torque by three compression processes while the rotor 251 makes one revolution. In FIG. 16 to FIG. 24, broken arrows indicate the rotational directions of the rotor 251 and the eccentric shaft 255, and the circulation direction of air to the air chambers 257a to 257c.

次に、運転者は、圧縮膨張機関２５０による制動トルクの発生を解除した場合には、運転者は操作子１１１をロー「Ｌ」のシフトポジションから他のシフトポジション、例えば、ドライブ「Ｄ」のシフトポジションに操作して制御装置１１０に対して制動トルク発生装置２００の作動の停止を指示する。この指示に応答して制御装置１１０は、クラッチ装置２２２の作動を制御して回転駆動軸１０７ａまたは前輪車軸１０２ａ，１０２ｂとエキセントリックシャフト２５５とを遮断する。これにより、運転者は、電気自動車１００に制動トルクを作用させた状態を解除することができる。   Next, when the driver cancels the generation of the braking torque by the compression / expansion engine 250, the driver moves the operating element 111 from the low "L" shift position to another shift position, for example, the drive "D". The shift position is operated to instruct the control device 110 to stop the operation of the braking torque generator 200. In response to this instruction, control device 110 controls the operation of clutch device 222 to disconnect rotary drive shaft 107a or front wheel axles 102a and 102b from eccentric shaft 255. Thereby, the driver can release the state where the braking torque is applied to the electric vehicle 100.

上記作動説明からも理解できるように、上記第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、制動トルク発生装置２００は、車軸１０２に車輪１０４ａ，１０４ｂからのバックトルクが生じた際に圧縮膨張機関２５０がバックトルクを用いて空気の圧縮および膨張を行うだけで前輪車軸１０２ａ，１０２ｂに対して制動トルクを付与することができるため、装置構成を簡単化、小型化および軽量化することができるとともに制動トルクを連続して発生させ続けることができる。   As can be understood from the above operation description, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the braking torque generating device 200 generates a back torque from the wheels 104a and 104b on the axle 102. Since the braking torque can be applied to the front wheel axles 102a and 102b only by the compression and expansion engine 250 performing compression and expansion of air using back torque, the device configuration can be simplified, miniaturized, and reduced in weight. And the braking torque can be continuously generated.

また、上記第２実施形態によれば、制動トルク発生装置２００は、エキセントリックシャフト２５５に噛み合ってハウジング２５６内で自転および公転するロータ２５１を備えたロータリ機構で構成されているため、装置構成を簡単化、小型化および軽量化することができる。   Further, according to the second embodiment, the braking torque generating device 200 is constituted by a rotary mechanism provided with the rotor 251 that meshes with the eccentric shaft 255 and rotates and revolves within the housing 256, so the device configuration is simplified. Can be made smaller, smaller and lighter.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例において、上記第２実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。   Furthermore, the implementation of the present invention is not limited to the second embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention. In the following modifications, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

例えば、上記第２実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、空気室２５７ａ〜２５７ｃの空気の圧縮工程を実行する際、流量調整弁２２０の開度を全閉状態とした。これにより、制動トルク発生装置２００は、圧縮膨張機関２５０に最大の制動トルクを発生させることができる。しかし、制動トルク発生装置２００は、空気室２５７ａ〜２５７ｃの空気の圧縮工程を実行する際、流量調整弁２２０の開度を全閉状態とせず全開未満の開度で開くように構成することもできる。これによれば、制動トルク発生装置２００は、圧縮膨張機関２５０が発生させる制動トルクを下げることができる。   For example, in the second embodiment, when the braking torque generating device 200 executes the process of compressing air in the air chambers 257a to 257c, the opening degree of the flow rate adjusting valve 220 is fully closed. Thus, the braking torque generator 200 can generate the maximum braking torque in the compression and expansion engine 250. However, when the braking torque generation device 200 executes the process of compressing air in the air chambers 257a to 257c, the flow control valve 220 may be configured to open at an opening of less than the full open without making the opening of the flow control valve 220 fully closed. it can. According to this, the braking torque generation device 200 can reduce the braking torque generated by the compression expansion engine 250.

また、上記第２実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、吸排気管２１７にのみ流量調整弁２２０を設けて構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、図２５に示すように、吸排気管２１７に加えて排気口２５６ｂに繋がる管路に流量調整弁２５８を設けて構成することできる。この場合、流量調整弁２５８は、弁体２５８ａを作動させる開閉アクチュエータ２５８ｂが制御装置１１０によって制御されて開度が制御される。具体的には、流量調整弁２５８は、図２６（ａ）〜（ｆ）にそれぞれ示すように、ロータ２５１の角部２５２ａ〜２５２ｃのいずれかが排気口２５６ｂに差し掛かった際に開度が全閉されるとともにこの角部２５２ａ〜２５２ｃがその直後に吸気口２５６ａに差し掛かった際に開度が全開される。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, the damping | braking torque generator 200 provided the flow regulating valve 220 only in the intake / exhaust pipe 217, and comprised it. However, as shown in FIG. 25, the braking torque generating device 200 can be configured by providing a flow rate adjusting valve 258 in a pipeline connected to the exhaust port 256 b in addition to the intake and exhaust pipe 217. In this case, the flow control valve 258 is controlled by the control device 110 to control the opening / closing actuator 258b for operating the valve body 258a. Specifically, as shown in FIGS. 26 (a) to 26 (f), the flow rate adjustment valve 258 is fully open when any one of the corner portions 252a to 252c of the rotor 251 reaches the exhaust port 256b. When it is closed and the corners 252a to 252c reach the air inlet 256a immediately after that, the opening degree is fully opened.

すなわち、流量調整弁２５８は、角部２５２ａ〜２５２ｃのいずれかが排気口２５６ｂに差し掛かってから吸気口２５６ａに差し掛かるまでの間だけ全閉状態とされる。これによれば、制動トルク発生装置２００は、排気口２５６ｂから排気される空気に対して圧縮工程を実行することで制動トルクを発生させることができる。すなわち、制動トルク発生装置２００は、上記第２実施形態における制動トルクの発生頻度を２倍にすることができる。なお、制動トルク発生装置２００は、流量調整弁２５８を間欠的に作動させることによって３つの空気室２５７ａ〜２５７ｃのうちの１つまたは２つの空気室２５７ａ〜２５７ｃに対してのみ排気口２５６ｂから排気される空気に対して圧縮工程を実行することで制動トルクを発生させることもできる。   That is, the flow rate adjusting valve 258 is fully closed only when any of the corner portions 252a to 252c reaches the exhaust port 256b and reaches the intake port 256a. According to this, the braking torque generating device 200 can generate the braking torque by performing the compression process on the air exhausted from the exhaust port 256b. That is, the braking torque generation device 200 can double the frequency of generation of the braking torque in the second embodiment. The braking torque generator 200 operates the flow rate adjusting valve 258 intermittently to exhaust the air from the exhaust port 256b only to one or two of the three air chambers 257a to 257c. A braking torque can also be generated by performing a compression process on the air being supplied.

なお、図２５においては、破線矢印は、ロータ２５１およびエキセントリックシャフト２５５の各回転方向および空気室２５７ａ〜２５７ｃに対する空気の流通方向をそれぞれ示している。また、図２６は、（ａ）は圧縮膨張機関２５０が機関全体として発生させる制動トルクの時間変化を示しており、（ｂ）は吸排気管２１７内における流量調整弁２２０の開度の時間変化を示しており、（ｃ）は排気口２５６ｂの管路における流量調整弁２５８の開度の時間変化を示しており、（ｄ）は空気室２５７ａ内の圧力の時間変化を示しており、（ｅ）は空気室２５７ｂ内の圧力の時間変化を示しており、（ｆ）は空気室２５７ｃ内の圧力の時間変化を示している。また、図２６（ａ）〜（ｆ）は、前記図２４と同様に、それぞれ横軸の時間経過が図２６（ａ）〜（ｆ）間で対応しており同じ時間での経過を示している。   In FIG. 25, broken arrows indicate the rotational directions of the rotor 251 and the eccentric shaft 255, and the flow direction of air to the air chambers 257a to 257c. FIG. 26 (a) shows the time change of the braking torque generated by the compression and expansion engine 250 as a whole engine, and FIG. 26 (b) shows the time change of the opening of the flow control valve 220 in the intake and exhaust pipe 217. (C) shows the time change of the opening of the flow control valve 258 in the pipe line of the exhaust port 256b, (d) shows the time change of the pressure in the air chamber 257a, (e ) Shows the time change of the pressure in the air chamber 257b, and (f) shows the time change of the pressure in the air chamber 257c. Also, in FIGS. 26 (a) to 26 (f), the time course of the horizontal axis corresponds to that between FIGS. 26 (a) to 26 (f) as in FIG. There is.

また、上記第２実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、空気室２５７ａ〜２５７ｃが流量調整弁２５８側に向かう容積減少工程時に流量調整弁２２０の開度を全閉として空気を圧縮する圧縮工程を実行することで制動トルクを発生するように構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、空気室２５７ａ〜２５７ｃが流量調整弁２５８側から離れる容積増加工程時に流量調整弁２２０の開度を全閉として空気を膨張させる膨張工程を実行することで制動トルクを発生するように構成することもできる。   Further, in the second embodiment, the braking torque generating device 200 compresses air by fully closing the opening degree of the flow control valve 220 in the volume reducing step in which the air chambers 257a to 257c move toward the flow control valve 258 side. By performing the process, it was configured to generate a braking torque. However, the braking torque generation device 200 performs the braking process by performing the expansion process of expanding the air with the opening degree of the flow control valve 220 fully closed at the time of the volume increasing process in which the air chambers 257a to 257c move away from the flow control valve 258 side. Can also be configured to generate

また、上記第２実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、制動トルクの発生を望まない場合においては、クラッチ装置２２２の作動を制御して回転駆動軸１０７ａまたは前輪車軸１０２ａ，１０２ｂとエキセントリックシャフト２５５とを遮断するように構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、クラッチ装置２２２を遮断状態とする制御に代えて、流量調整弁２２０の作動を制御して吸排気管２１７内での開度を常に全開にすることもできる。   Further, in the second embodiment, the braking torque generator 200 controls the operation of the clutch device 222 in the case where the generation of the braking torque is not desired to control the rotation drive shaft 107a or the front wheel axles 102a and 102b and the eccentric shaft. It was configured to shut off from 255. However, instead of controlling the clutch device 222 to be in the disconnected state, the braking torque generating device 200 can also control the operation of the flow control valve 220 to always keep the opening degree in the intake and exhaust pipe 217 fully open.

また、上記第２実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、ロータ２５１の回転位置に応じて流量調整弁２２０の開度を開閉制御することで制動トルクを発生するように構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、上記第１実施形態と同様に、ロータ２５１の回転位置に拘らず流量調整弁２２０の開度を常に一定にしても制動トルクを発生させることができる。この場合、制動トルク発生装置２００は、流量調整弁２２０に代えて吸排気管２１７の管路の流量が前記一定の流量となるような内径に形成したりオリフィスを設けたりすることで流量調整弁２２０を省略して構成することができる。   Further, in the second embodiment, the braking torque generating device 200 is configured to generate the braking torque by controlling the opening degree of the flow rate adjusting valve 220 in accordance with the rotational position of the rotor 251. However, as in the first embodiment, the braking torque generator 200 can generate the braking torque even if the opening degree of the flow control valve 220 is always constant regardless of the rotational position of the rotor 251. In this case, instead of the flow control valve 220, the braking torque generator 200 is formed to have an inner diameter such that the flow of the pipe of the intake and exhaust pipe 217 has the constant flow, or by providing an orifice. Can be omitted.

また、上記第２実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、１つの圧縮膨張機関２５０を備えて構成したが、上記第１実施形態と同様に、２つ以上の圧縮膨張機関２５０を備えて構成することもできる。また、制動トルク発生装置２００は、ピストンクランク機構型の圧縮膨張機関２１０，２３０，２４０とロータリ型の圧縮膨張機関２５０とを併設することできる。   Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the damping | braking torque production | generation apparatus 200 was comprised including one compression expansion engine 250, it is equipped with two or more compression expansion engines 250 similarly to the said 1st embodiment. It can also be configured. In addition, the braking torque generating device 200 can use a piston-crank mechanism type compression and expansion engine 210, 230, 240 and a rotary type compression and expansion engine 250 in parallel.

また、圧縮膨張機関２５０は、上記第１実施形態と同様に、トランスミッション１０６のケース１０６ａの内側および外側に設けることができるとともに、電動モータ１０７のケース内またはケースの外表面に設けることもできる。また、圧縮膨張機関２５０は、駆動車軸である前輪車軸１０２ａ，１０２ｂではなく非駆動車軸である後輪車軸１０３ａ，１０３ｂに設けることもできる。また、圧縮膨張機関２５０は、後輪車軸１０３ａ，１０３ｂを駆動軸とするために電動モータ１０７から延びるプロペラシャフト１２０に連結して設けることもできる。また、制動トルク発生装置２００は、駆動車軸である前輪車軸１０２ａ，１０２ｂおよび被駆動車軸である後輪車軸１０３ａ，１０３ｂにそれぞれ設けることもできる。   The compression and expansion engine 250 can be provided inside and outside the case 106 a of the transmission 106 as well as the first embodiment, and can be provided inside the case of the electric motor 107 or on the outer surface of the case. The compression / expansion engine 250 can be provided not on the front wheel axles 102a and 102b as the drive axles but on the rear wheel axles 103a and 103b as the non-drive axles. The compression and expansion engine 250 can also be provided in connection with a propeller shaft 120 extending from the electric motor 107 in order to use the rear wheel axles 103a and 103b as drive shafts. The braking torque generator 200 can also be provided on the front wheel axles 102a and 102b, which are drive axles, and the rear wheel axles 103a and 103b, which are driven axles.

また、上記第２実施形態においては、制動トルク発生装置２００は、制御装置１１０によって流量調整弁２２０の開度を開閉制御するように構成した。しかし、制動トルク発生装置２００は、例えば、エキセントリックシャフト２５５と流量調整弁２２０とをタイミングベルトおよびカムで繋いでエキセントリックシャフト２５５の回転駆動力でカムを回転駆動させることによって流量調整弁２２０の開度を所定のタイミングで開閉制御するように構成することもできる。   In the second embodiment, the braking torque generator 200 is configured to control the opening / closing of the flow rate adjustment valve 220 by the controller 110. However, for example, the braking torque generator 200 connects the eccentric shaft 255 and the flow control valve 220 with a timing belt and a cam, and rotates the cam by the rotational driving force of the eccentric shaft 255, thereby opening the flow control valve 220. It can also be configured to control opening and closing at a predetermined timing.

ＴＡＶ…平均制動トルク、
１００…電気自動車、
１０１…車台、１０２ａ，１０２ｂ…前輪車軸、１０３ａ，１０３ｂ…後輪車軸、１０４ａ〜１０４ｄ…車輪、１０５ａ〜１０５ｄ…ブレーキ装置、１０６…トランスミッション、１０６ａ…ケース、１０６ｂ…減速ギア、１０６ｃ…差動装置、１０７…電動モータ、１０７ａ…回転駆動軸、１０８…バッテリ、１０８ａ…インバータ、１１０…制御装置、１１１…操作子、１２０…プロペラシャフト、１２１…減速機、
２００…制動トルク発生装置、
２１０…圧縮膨張機関、２１１…駆動軸、２１２…シリンダブロック、２１２ａ…シリンダ部、２１２ｂ…クランク部、２１３…ピストン、２１４…空気室、２１５…連接棒、２１６…クランク、２１７…吸排気管、２１８…ピストン位置検出センサ、２２０…流量調整弁、２２０ａ…弁体、２２０ｂ…開閉アクチュエータ、２２１…消音器、２２２…クラッチ装置、
２３０…圧縮膨張機関、
２３１…駆動板、２３１ａ…駆動カム、２３２…シリンダブロック、２３２ａ…シリンダ部、２３２ｂ…カム部、２３３…ピストン、２３４…空気室、２３５…リターンスプリング、
２４０…圧縮膨張機関、
２４１…駆動板、２４１ａ…カム溝、２４２…ピストン、２４２ａ…従動軸、２４２ｂ…ピン、
２５０…圧縮膨張機関、
２５１…ロータ、２５２ａ〜２５２ｃ…角部、２５３ａ〜２５３ｃ…辺部、２５４…内歯、２５５…エキセントリックシャフト、２５５ａ…外歯、２５６…ハウジング、２５６ａ…吸気口、２５６ｂ…排気口、２５７ａ〜２５７ｃ…空気室、２５８…流量調整弁、２５８ａ…弁体、２５８ｂ…開閉アクチュエータ。 T AV ... average braking torque,
100 ... electric car,
101 ... chassis, 102a, 102b ... front wheel axle, 103a, 103b ... rear wheel axle, 104a to 104d ... wheels, 105a to 105d ... brake device, 106 ... transmission, 106a ... case, 106b ... reduction gear, 106c ... differential device , 107: electric motor, 107a: rotation drive shaft, 108: battery, 108a: inverter, 110: control device, 111: controller, 120: propeller shaft, 121: reduction gear,
200 ... braking torque generator,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 210 ... Compression expansion engine, 211 ... Drive shaft, 212 ... Cylinder block, 212a ... Cylinder part, 212b ... Crank part, 213 ... Piston, 214 ... Air chamber, 215 ... Connecting rod, 216 ... Crank, 217 ... Intake and exhaust pipe, 218 ... piston position detection sensor, 220 ... flow control valve, 220a ... valve body, 220b ... open / close actuator, 221 ... silencer, 222 ... clutch device,
230 ... compression expansion engine,
231: Drive plate, 231a: Drive cam, 232: Cylinder block, 232a: Cylinder portion, 232b: Cam portion, 233: Piston, 234: Air chamber, 235: Return spring,
240 ... compression expansion engine,
241 ... drive plate, 241 a ... cam groove, 242 ... piston, 242 a ... driven shaft, 242 b ... pin,
250 ... compression expansion engine,
251: Rotor 252a to 252c: Corner portion 253a to 253c: Side portion 254: Internal teeth 255: Eccentric shaft 255a: External teeth 256: Housing 256a: Intake port 256b: Exhaust port 257a to 257c ... air chamber, 258 ... flow control valve, 258a ... valve body, 258b ... opening and closing actuator.

Claims (9)

車輪が連結されて電動モータによって駆動される車軸に対して制動トルクを付与する電気自動車用制動トルク発生装置であって、
前記車軸に連結されて同車軸からのバックトルクによって空気を導入する空気室の容積の減少による前記空気の圧縮および同容積の増加による前記空気の膨張のうちの少なくとも一方を行って前記制動トルクを発生させる圧縮膨張機関と、
前記圧縮膨張機関の作動を開始または停止させて前記制動トルクの発生または中断を行なわせる機関作動機構と、
前記車軸にバックトルクが作用する際に、前記機関作動機構の作動を制御することによって前記圧縮膨張機関を作動させて前記車軸に前記制動トルクを付与する制御装置とを備えることを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 A braking torque generator for an electric vehicle, which has a wheel connected and applies a braking torque to an axle driven by an electric motor.
At least one of compression of the air by reduction of the volume of the air chamber connected to the axle and introducing air by back torque from the axle and expansion of the air by increase of the same volume is performed to perform the braking torque A compression expansion engine to generate;
An engine operating mechanism for starting or stopping operation of the compression / expansion engine to generate or interrupt the braking torque;
A controller configured to operate the compression / expansion engine by controlling operation of the engine operating mechanism when back torque is applied to the axle, to apply the braking torque to the axle; Brake torque generator for automobiles. 請求項１に記載した電気自動車用制動トルク発生装置において、
前記機関作動機構は、
前記圧縮膨張機関の前記空気室に対する吸気および排気のうちの少なくとも一方の流路内の流量を調整する流量調整弁および前記車軸と前記圧縮膨張機関との間に設けられて両者間の回転駆動力の伝達状態と遮断状態とを選択的に切り替えるクラッチ装置のうちの少なくとも一方で構成されており、
前記制御装置は、
前記流量調整弁および前記クラッチ装置のうちの少なくとも一方の作動を制御することによって前記圧縮膨張機関の作動を開始させて前記車軸に前記制動トルクを付与することを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 In the braking torque generator for an electric vehicle according to claim 1,
The engine operating mechanism is
A flow control valve for adjusting the flow rate in at least one flow path of intake and exhaust to the air chamber of the compression / expansion engine, and a rotational driving force provided between the axle and the compression / expansion engine And at least one of the clutch devices that selectively switches between the transmission state and the disconnection state of the
The controller is
A braking torque is generated for an electric vehicle, which starts the operation of the compression / expansion engine by controlling the operation of at least one of the flow rate adjustment valve and the clutch device to apply the braking torque to the axle. apparatus. 請求項２に記載した電気自動車用制動トルク発生装置において、
前記機関作動機構は、
前記クラッチ装置を備えており、
前記制御装置は、
前記クラッチ装置の作動を制御することによって前記圧縮膨張機関の作動を開始させて前記車軸に前記制動トルクを付与することを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 In the braking torque generator for an electric vehicle according to claim 2,
The engine operating mechanism is
The clutch device is provided,
The controller is
A braking torque generator for an electric vehicle, wherein the operation of the compression expansion engine is started by controlling the operation of the clutch device to apply the braking torque to the axle. 請求項２または請求項３に記載した電気自動車用制動トルク発生装置において、
前記機関作動機構は、
前記流量調整弁を備えており、
前記制御装置は、
前記流量調整弁の作動を制御することによって前記空気室の容積を減少させる際に前記流路を閉じて前記空気を圧縮するとともに前記空気室の容積を増加させる際に前記流路を開いて前記圧縮した空気を前記空気室から逃がすことを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 The braking torque generator for an electric vehicle according to claim 2 or 3
The engine operating mechanism is
Equipped with the flow control valve;
The controller is
When the volume of the air chamber is reduced by controlling the operation of the flow control valve, the flow passage is closed to compress the air and when the volume of the air chamber is increased, the flow passage is opened and the flow passage is opened. A braking torque generator for an electric vehicle, characterized in that compressed air is released from the air chamber. 請求項２または請求項３に記載した電気自動車用制動トルク発生装置において、
前記機関作動機構は、
前記流量調整弁を備えており、
前記制御装置は、
前記流量調整弁の作動を制御することによって前記空気室の容積を減少させる際に前記流路を開いて前記空気室内の前記空気を同空気室から逃がすとともに前記空気室の容積を増加させる際に前記流路を閉じて前記空気室に残った前記空気を膨張させることを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 The braking torque generator for an electric vehicle according to claim 2 or 3
The engine operating mechanism is
Equipped with the flow control valve;
The controller is
When the volume of the air chamber is reduced by controlling the operation of the flow control valve, the flow path is opened to release the air in the air chamber from the air chamber and increase the volume of the air chamber. A braking torque generator for an electric vehicle, characterized in that the flow path is closed to expand the air remaining in the air chamber. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載した電気自動車用制動トルク発生装置において、
前記圧縮膨張機関は、
ピストンクランク機構で構成されていることを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 The braking torque generator for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 5.
The compression and expansion engine
A braking torque generator for an electric vehicle, comprising a piston crank mechanism. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載した電気自動車用制動トルク発生装置において、
前記圧縮膨張機関は、
３つの角部を有した略三角形状に形成されるとともにこの略三角形状体の中心部に形成された貫通孔の内周面に内歯が形成されたロータと、
前記ロータの内歯に噛み合う外歯を有して回転駆動する軸状のエキセントリックシャフトと、
吸気口および排気口を有するとともに前記３つの角部を摺動させつつ前記ロータ全体を回転自在に収容するハウジングとを備えたロータリ機構で構成されていることを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 The braking torque generator for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 5.
The compression and expansion engine
A rotor formed in a substantially triangular shape having three corner portions and having an inner tooth formed on an inner peripheral surface of a through hole formed in a central portion of the substantially triangular body;
An axially-shaped eccentric shaft that has an external toothing that meshes with the internal toothing of the rotor and is rotationally driven;
A braking torque generation for an electric vehicle, comprising: a rotary mechanism having an intake port and an exhaust port and a housing rotatably accommodating the entire rotor while sliding the three corner portions. apparatus. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載した電気自動車用制動トルク発生装置において、さらに、
前記圧縮膨張機関の前記空気室に対する吸気および排気のうちの少なくとも一方の流路に消音器を備えることを特徴とする電気自動車用制動トルク発生装置。 The braking torque generator for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 7, further comprising:
A braking torque generator for an electric vehicle, comprising: a silencer in at least one flow path of intake and exhaust to the air chamber of the compression / expansion engine. 車輪に連結された車軸と、
前記車軸を回転駆動させる電動モータと、
前記車輪を制動するブレーキ装置と、
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載した電気自動車用制動トルク発生装置とを備えることを特徴とする電気自動車。 An axle connected to the wheels,
An electric motor that rotationally drives the axle;
A braking device for braking the wheel;
An electric vehicle comprising the braking torque generator for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 8.
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