间歇能量惯性移动体以及移动方法与流程

1.本发明涉及车、工程机械、战车、电车、机器人、船舶、航空器的移动体中的移动能量节约。


背景技术：

2.从环境、资源问题出发，目前，在汽车业界，为了以较少的能量使车的行驶距离延长，各公司正在激烈地交锋。作为该技术，为了延长每1l汽油的行驶距离，实施了使用将轻油用作燃料的柴油发动机技术的方法、使用所谓混合动力技术的方法、利用汽油发动机对燃料电池、电动汽车、电池进行充电的电力驱动(e-power)等。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2015-142311


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.本发明是解决人类产生的环境问题的重要课题，且是提供以更少的能量使移动体移动的解决方案的划时代的发明。混合动力技术消耗较高的电池成本。柴油发动机、柴油混合动力也在公知的方法中看到其效率的极限。另外，使用锂电池的电动汽车价格高。
8.本发明是鉴于这样的问题而完成的，本发明所要解决的课题在于提供一种能够提高能量效率的移动体及其移动能量效率提高化方法。
9.用于解决课题的手段
10.为了解决上述课题，提供一种至今未受到关注的移动体及其方法，其特征在于，有效利用“惯性”，将移动体的能量间歇地切断，利用惯性力进行移动。
11.即，是一种移动体，其特征在于，通过反复进行将移动体的能量切断并在此期间利用“惯性力”进行移动的动作来延长移动距离并改善燃料经济性，是一种移动体运转方法，其特征在于，通过在惯性作用于移动体的期间切断能量并在惯性消失时施加能量，从而节减能量来进行行驶。
12.发明效果
13.根据发明，通过利用惯性进行移动，能够在不变更以往的汽油车、柴油发动机车、混合动力车、燃料电池车、电动汽车的情况下改善燃料经济性。另外，也能够延长战车、工程机械等重量重的移动体、驱动力强的多个驱动力装置以较少的燃料进行移动的距离，另外，与以往相比成为更好的燃料经济性。通过使用与行驶距离或行驶时间相关的设定值，能够进一步改善能量燃料经济性。另外，也能够有效用于车以外的船舶、航空器、电车、工程机械、战车、装甲车，具有较大的效果。
附图说明
14.图1是本发明的说明图。
15.图2是通过本发明能够用相同燃料(汽油、电池等)延长行驶距离的说明图。
16.图3是用示出使用了本发明的车的移动速度的变化的曲线来示出施加燃料(汽油、电池等)而使车移动时的速度和通过惯性进行移动的速度并说明能够节减燃料(汽油、电池等)的情况的图。
17.图4是通过本发明能够在相同行驶距离下节减燃料(汽油、电池等)的说明图。
18.图5是本发明的移动体构造的框图的一例。
19.图6是将本发明用于船舶的情况的说明图。
20.图7是将本发明用于航空器的情况的说明图。
具体实施方式
21.物体在受到某些力时会移动，将在受到力而移动时所提供的该力称为“惯性力”。另外，质量越大，“惯性力”越大。在物体移动时(速度为0以上时)，若将力(即在车的情况下为发动机等的驱动力)设为0，则惯性向移动方向作用于物体(例如乘坐的人)，在从外界(即例如道路等外部)观察时，尽管未施加力，但例如成为在道路上移动这样的状况。本发明利用了在切断能量时必然存在该惯性力的情况。
22.本发明通过有效利用该“惯性力”并利用借助发动机进行移动的移动体的“惯性力”这样的以往完全没有的构想，能够实现在任何移动体中都能够利用的、正在移动的所有物体的能量节减和移动距离延长。
23.即，至今为止完全没有有效利用移动体的速度为0以上时的移动体的“惯性力”来节约能量并延长距离的构想。
24.图1是将本发明应用于车的情况的说明图。a表示车1利用汽油使发动机旋转并施加能量而进行通常行驶的状态。b表示切断所述能量并利用“惯性力”进行移动的状态。对于本发明的能量，例如，如果是通常的汽车则是汽油，如果是柴油汽车则是轻油，如果是混合动力汽车则是电池和汽油，如果是电动汽车则是电池。在车中，为了移动，使用能量作为施加于驱动轮的发动机、电动机的驱动力的燃料。在本发明中，切断能量是指，例如通过开关、阀、连接器、联轴器等，使从能量、发动机、电动机向驱动轮部的供给断开。同样地，连接(施加)能量是指，通过开关、阀、连接器、联轴器等，使从能量、发动机、电动机向驱动轮部的供给接通。
25.另外，在本发明中，在“惯性力”作用于移动体的期间切断能量并在“惯性力”消失时施加能量。“惯性力”作用的期间是指惯性力超过0的值的期间，意味着速度与移动体的重量(质量)的乘积即使切断能量也为0以上。本发明是在移动体的速度成为规定值时切断能量并在惯性力成为规定下限值时再次施加能量的移动体的发明。以上是本发明第一实施例。
26.另外，在本发明中，为了有效利用惯性，优选使用多个驱动力装置(电动机或发动机)。通过增加驱动力装置，移动体整体的重量增加，但驱动力增大，另外，“惯性力”也增大。若单纯地使主体变重至n倍，则惯性力变大至n倍，但每单位重量的驱动力变小，能量的消耗变多，即使进行使用惯性的移动，燃料经济性也变差，距离也不会延长。在本发明的第二实
施例中，以将驱动力装置设为n倍的重量且驱动力和惯性力均成为n倍的方式配置多个驱动力装置，即，配置n个电动机或发动机。具体而言，“惯性力”与重量(移动体的质量)一起增大的情况如上所述，对能量削减有效果。而且，还具有通过将驱动力即电动机或发动机设为多台而使驱动力也增加的效果。这两个效果抵消由重量增大导致的需要大的驱动力、能量这样的负面，使能量的消耗也降低，综合地使燃料经济性成为正。
27.对于多个驱动力装置，n＝2以上。
28.通过减小并减轻1个驱动装置并设置n个，从而驱动力和惯性力均能够增大。
29.在本发明的第三实施例中，当距离成为规定的值时，切断或连接能量。
30.由此，不仅使以往的加速器断开(即，将驱动力设为0)，还在速度为0以上时使用“惯性力”。具体而言，在本发明中，在起步时、通常移动中恒定速度时(加速度为0时)、加速时(速度增加恒定量时且加速度为恒定值时)、以及加速度有增加或减少倾向时(急起步、急减速)中的任意时刻，均使用“惯性力”。
31.在从施加能量的点起的行驶距离成为规定值时，从能量切离。并且，然后例如在速度成为规定值时与能量连接。反复进行该动作是本发明的第四实施例。
32.图2是通过本发明能够用相同燃料(汽油、电池等)节减行驶距离的说明图。横轴表示行驶距离。纵轴表示使用的燃料的累计、即使用的能量的累计。纵轴与横轴的交点将行驶距离设为0，将所使用的燃料的累计设为0，将此时的时刻设为0。公知的移动体和本发明的移动体在时刻0，施加能量(汽油、电池等)，通过发动机产生驱动力，使轮胎旋转。由于能量被施加一定量，因此移动体的速度成为一定速度。例如是使汽车的加速器成为一定角度的状态。
33.公知的移动体按照从时刻0起行驶的距离，使用一定量的燃料。在图2中用“公知”的实线表示。公知的移动体所使用的燃料的累计如图中记载的那样以较长地倾斜上升的斜线表示。
34.与此相对，本发明的移动体从时刻0到经过规定行驶距离或规定时间为止是与公知的移动体相同的斜线，但较短。并且，本发明在从时刻0起规定行驶距离或规定时间之后切断能量。这样一来，产生“惯性力”，通过惯性进行移动。在切断能量并利用“惯性力”进行行驶的期间，本发明移动体所使用的燃料的累计不增加。并且，在从切断所述能量的时刻或位置起经过规定时间或规定行驶距离之后，施加能量。然后，本发明移动体通过发动机或电动机的驱动力进行移动。在图2中用“本发明”的实线表示，其是与公知的移动体的实线的倾斜相同的斜线，但其长度远短于公知的移动体的斜线的长度。并且，该短的斜线沿右上方向移动并与公知的移动体的斜线分离且平行地排列。本发明移动体这样移动。
35.若用使用的相同燃料的累计对公知的移动体和本发明的移动体进行比较，则例如如图1所示，切断能量(汽油、电池等)并获取能量的距离反复多次，因此能够通过本发明用相同燃料延长行驶距离，能够节约能量。
36.在图3中，横轴表示行驶距离。纵轴表示车的移动速度。在纵轴与横轴的交点，车的移动速度为0，时刻为0，移动体停止。是通过本发明获取行驶距离的情况的说明图和示出车的移动速度的变化的图，且是说明施加燃料(汽油、电池等)而使车移动时的速度、不施加燃料而行驶的速度的图。
37.在图3中，在时刻0，施加能量(汽油、电池等)而使汽车起步。当供给一定量的能量
时，存在车的移动速度逐渐上升的区间(起步)，之后，存在成为恒定的速度的区间(通常移动)。在起步和通常移动中，施加能量(汽油、电池等)而使汽车移动。然后，在从时刻0起规定行驶距离或规定时间之后，切断能量，通过“惯性力”进行移动。由此，能够获取能量。通过切断能量(汽油、电池等)而通过“惯性力”使汽车移动时的速度逐渐减少，但通过在成为0之前施加能量而能够继续行驶。然后，移动体通过发动机或电动机的驱动力进行移动。在加速区间，开始能量的供给，之后减少能量的供给，成为通常移动区间的速度，进行通常移动。
38.这样，反复进行起步、通常移动、无能量运动而移动。
39.由此，节减能量，移动距离伸长。
40.图4是说明通过本发明能够用相同行驶距离节减燃料(汽油、电池等)的图。横轴是行驶距离。纵轴是所使用的燃料的累计、即所使用的能量的累计。在纵轴与横轴的交点处，将行驶距离设为0，将所使用的燃料的累计设为0。是同时示出公知的移动体和本发明的移动体并对两者进行比较的图。在上述0时刻，施加能量(汽油、电池等)，通过发动机产生驱动力，将驱动力传递给轮胎，移动体以一定速度移动。由于能量被施加一定量，因此速度成为一定速度。例如是使汽车的加速器成为一定角度的状态。
41.图4是与图2不同的说明通过本发明节减的燃料的图。
42.公知的移动体按照从0时刻起行驶的距离，使用一定量的燃料。在图4中用“公知”的实线表示。公知的移动体所使用的燃料的累计如4图所记载的那样呈直线状上升。
43.与此相对，本发明的移动体在图4中用作为实线的较短的斜线表示为“本发明”。并且，由于存在多次的切断能量(汽油、电池等)并且获取能量的距离，因此用右侧上部的纵线表示为了移动相同行驶距离所需的燃料的累计与公知的移动车相比非常少的情况。
44.虽然能量的供给量取决于切断能量时的加速器角度，但基于驾驶员的加速踏板的操作、即基于驾驶员的意愿的情况和自动地进行加速器
→
惯性
→
加速器的自动反复工作的情况也包含在本发明中。制动器等的安全功能当然是基于驾驶员的意愿的情况和设置有自动制动器等的情况。
45.根据本发明，由于即使在切断能量的状态下移动体也会移动，因此通过本发明能够以较少的能量使移动体动作。申请人使用通常的汽油车从东京到大阪进行了实际行驶，通过实验确认到其能量效率比使用混合动力技术使车工作的情况高。
46.如果将本发明用于混合动力车、电动汽车、燃料电池车等，则能够进一步提高它们的能量效率。
47.图5示出本发明的第五实施例。在此，本发明的能量的控制可以手动进行，图5是能够自动地进行控制的本发明装置的原理结构图。在图中，10是检测移动中的车的时间、距离、速度、加速度的检测计(dm)，11是以时间、距离、速度、加速度、车辆重量的上下范围的限定的数值来切断能量的限制器(l)，12是通过限制器11进行电池等能量13的接通断开的开关(sw)，14是由该电池等能量13驱动的电动机(m)或发动机进而是驱动轮。开关12进行将电池等能量13的输出传递给电动机或发动机14的动作。也就是说，在开关接通时，将电池等能量13与电动机或发动机14连接，使车轮转动，在开关断开时，将电池等能量13从电动机或发动机14切离。若对这样构成的车的动作进行说明，则如下所述。
48.在使移动体移动时，根据从速度检测计的信息使限制器11释放，开关12接通。其结果是，电池13使电动机或发动机14以规定的转速旋转。利用该电动机或发动机14使车的驱
动轮旋转。当驱动轮旋转时，车1(参照图1)以规定的速度、例如60km/小时的速度提速行驶。限制器11监视检测计10的输出。在图3中，例如，限制器11感知速度成为大于0的上限的值的情况，速度成为上限的值，限制器11作用于开关12，使其接点断开，切断能量，使电动机或发动机14的驱动力成为0。若即使驱动力成为0也将使车轮旋转的离合器松开，则虽然车的速度逐渐减少，但通过车的质量利用“惯性力”进行行驶。
49.在此，当限制器11检测出速度成为规定的下限值(大于0的值)时，该限制器11将开关12接通。其结果是，施加能量，电动机或发动机14驱动车1的驱动轮，继续行驶。作为检测计(dm)，除了速度以外还检测行驶时间、行驶距离、加速度或移动体重量，与限制器11结合，当行驶时间、行驶距离、加速度成为规定的值时限制器发挥作用并连接或切断能量的情况也包含在本发明中。另外，也可以将速度与移动体重的乘积的计算值与限制器11结合。
50.以下，一边反复进行能量的切断和连接动作一边进行行驶。根据本发明，通过切断能量，有效利用车1的“惯性力”，在此期间不需要使用能量，因此能量效率提高。
51.技术方案5所记载的自动巡航控制功能是指，例如在车的情况下即使驾驶员不进行加速操作也自动地将速度保持为恒定或者追随前方的车而行驶的功能，在航空器、船舶的情况下也被称为自动先导，是一边对速度等进行自动调整一边在规定的移动路径巡航等的功能。并且，在本发明中，对该自动巡航控制功能应用了有效利用“惯性力”并一边反复进行能量的切断和连接动作一边自动行驶的功能。
52.本发明不仅适用于通常的汽油汽车，还适用于柴油车、混合动力汽车(hv)、插电式混合动力车(phv)、电动汽车(ev)、燃料电池车等。
53.在汽油汽车中，能量为汽油，控制汽油的供给的开关，使发动机的驱动力接通断开。
54.在混合动力汽车(hv)或插电式混合动力车(phv)中，能量是汽油和电池，控制汽油和电池的开关，使发动机和电动机的驱动力接通断开。也就是说，在电动机驱动时控制电池的电气供给开关，在发动机驱动时控制汽油的供给的开关，在电动机驱动和发动机驱动并用时控制电池的电气供给和汽油供给的开关。
55.在电动汽车(ev)中，能量为电池，控制电池的电力供给的开关，使电动机的驱动力接通断开。
56.在燃料电池车中，能量为氢、天然气、醇(记为氢等能量)和电动机驱动用电池，控制氢等能量及电池的电气供给的开关，使电动机的驱动力接通断开。
57.以上，通过将离合器结合或非结合来进行电动机或发动机与驱动轮的结合的情况也包含在本发明中。
58.另外，在上述的说明中，以将本发明应用于车(汽车)的情况为例，但在此作为应用本发明的移动体，除了图1中所述的汽车之外，除了船舶、航空器以外，还能够应用于工程机械、机器人等所有的移动体。
59.图6是示出在本发明的第六实施例中应用于船舶的情况的图。a表示船舶2进行通常行驶的状态。b表示在a所示的通常行驶中切断燃料后使用“惯性力”，间歇地使用能量而连续移动的状态。其他与图1相同。
60.图7是示出在本发明的第七实施例中应用于航空器的情况的图。a表示航空器3进行通常飞行的状态。b表示反复进行在a所示的通常行驶中切断燃料而使螺旋桨式喷射发动
机叶片空转并利用“惯性力”飞行并再次供给燃料而继续飞行的动作来进行飞行的状态。如箭头所示，在航空器的情况下，当切断发动机时，没有像车、船舶那样的情况下的地面、水，因此如图7所示，高度暂时稍微下降，补给燃料再次上升而继续飞行，燃料极其提高。
61.本发明不仅能够应用于汽车，还还能应用于船舶、航空器、工程机械、机器人、战车、装甲车、电车或其他所有的移动体的装置，另外还能够用作运转方法、控制方法，它们全部包含在本发明中。
62.产业上的利用可能性
63.本发明能够如上述那样用于所有的移动体，产业上的利用可能性大。
64.附图标记说明
65.1 汽车
66.2 船舶
67.3 航空器
68.10 检测计
69.11 限制器
70.12 开关
71.13 电池
72.14 电动机、发动机等动力装置