JPH0213792Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はエンジンの出力軸の出力トルク変動
を抑える可変慣性質量型フライホイール装置に関
する。

一般に、ガソリンエンジンやデイーゼルエンジ
ン等の内燃機関ではその出力となる行程は爆発行
程だけであり、排気、吸入、圧縮の各行程では逆
に出力を消費する行程になつているので、クラン
クシヤフトの回転は円滑になりにくい。そのた
め、シリンダ数を増加して各シリンダの各行程を
平均に組み合わせることが行なわれているが、こ
れだけでは充分ではないので、第１図に示すよう
にクランクシヤフト１の後端にフライホイール２
を取付けて、爆発行程の急激な回転力をこのフラ
イホイール２によつてたくわえ、そのほかの行程
でも回転を円滑にさせるようにしている。

ところで、従来のフライホイール２は円板状の
もので、例えばフライホイール２の円周部分の肉
厚を厚くすることにより、できるだけ慣性力を大
きくし、しかも重量を軽くしたものが多く使用さ
れている。しかしながら、上記従来構成のものに
あつてはフライホイール２の重量は一定であつた
ので、フライホイール２の重量が比較的大きい場
合にはエンジンの低回転域における出力トルクの
変動を抑制し易く、安定性を向上させることがで
きる反面、エンジンの回転数の加速時にはフライ
ホイール２の回転による慣性力が抵抗として作用
するので、加速性能の向上が図りにくい問題があ
るとともに、エンジンの回転数の減速時にはエン
ジンブレーキによる制動効果が悪くなる問題もあ
つた。さらに、エンジンの高回転域ではエンジン
の振動および騒音が増大する問題もあつた。

このため、最近では主フライホイールと副フラ
イホイールとからなる２分割方式の可変質量型の
フライホイール装置が考えられている。このフラ
イホイール装置は、エンジンの低回転域において
主フライホイールと副フライホイールとを結合し
て回転させ、また、高回転域において副フライホ
イールを主フライホイールから離間し主フライホ
イールのみ回転させるようにしたものである。こ
れにより、エンジンの低回転域においては、フラ
イホイールの慣性質量を大きくし、出力トルクの
変動を抑制して安定性を向上させている。また、
エンジン回転数の加速時や高回転域においては、
フライホイールの慣性質量を小さくし、エンジン
の加速性能およびエンジンブレーキの制動効果を
高めると共に、エンジンの振動および騒音を低減
している。

しかしながら、このように単に高回転領域また
は低回転領域の何れか一方に属することによつて
主フライホイールと副フライホイールとの離間ま
たは連結操作を行なつていたのでは、例えば主フ
ライホイールと副フライホイールとの回転差が大
きい状態で連結を行なう場合には、その連結時に
伴なつて大きな衝撃が発生するようになる。この
場合、副フライホイールの切離し状態において
も、主フライホイールの回転力をある程度副フラ
イホイールに伝え、その回転差を一定に維持して
連結時における衝撃を緩和することが考えられる
が、副フライホイール切離し状態でのエンジンの
加速性能及びエンジンブレーキ性能にレスポンス
悪化等の悪影響を及ぼすことになり、好ましい対
策とはならない。

この考案は上記のような問題点に鑑みなされた
もので、例えば主フライホイールと副フライホイ
ールとの回転差が大きい状態で連結を行うような
場合に、大きな衝撃が発生することなく、円滑に
連結させることができるようになる可変慣性質量
型フライホイール装置を提供することを目的とす
る。

以下図面によりこの考案の一実施例を説明す
る。

第２図はこのフライホイール装置のフライホイ
ールの縦断面を示すもので、１１はエンジンのク
ランクシヤフト（出力軸）である。このクランク
シヤフト１１の後端部には主フライホイール１２
が連結されている。この主フライホイール１２は
円板状の部材でなり、その中央部が例えば複数の
ボルト等によつてアタツチメント１２ａを介して
上記クランクシヤフト１１の後端面に取り付けら
れている。また、この主フライホイール１２の外
周部には内方に向けて折曲された折曲縁部１３が
形成されるもので、この折曲縁部１３の外周面に
はリングギヤ１４を設ける。また、この主フライ
ホイール１２の内底面には板ばね（ばね部材）１
５を設ける。この板ばね１５はその内周部におい
てピンボルト１６ａにより主フライホイール１２
に取り付けられるもので、この板ばね１５の外周
部内側には、ピンボルト１６ｂによりアーマチユ
ア１７を取り付ける。このアーマチユア１７は例
えば電機子鉄心と電機子巻線とからなるもので、
このアーマチユア１７を有する板ばね１５を取る
付けた主フライホイール１２の内側にはこの主フ
ライホイール１２と対向して副フライホイール１
８を設ける。

この副フライホイール１８は略リング状の部材
でなり、この副フライホイール１８の一端面側に
は、主フライホイール１２の折曲縁部１３の内側
に挿入される挿入部１９、また、他端面側にはリ
ング状のガイド溝２０がそれぞれ形成されてい
る。さらに、この副フライホイール１８のガイド
溝２０の内底部には、上記板ばね１５に取り付け
られたアーマチユア１７に対応して主フライホイ
ール１２側に連通するリング状の磁路孔２１ａ，
２１ｂが形成されている。この副フライホイール
１８をその内周面においてボールベアリング２２
を介して円筒状の支持部材２３の外周面に回転自
在に取り付ける。この支持部材２３は、ボルト２
４によつて例えばクランクケース２５等の固定部
に取り付けられるもので、この支持部材２３の外
周端部には電磁石（操作部）２６を設ける。

この電磁石２６の先端部は上記副フライホイー
ル１８のガイド溝２０に挿入設定されるもので、
この電磁石２６に通電された場合には、ガイド溝
２０とアーマチユア１７との間には磁路孔２１
ａ，２１ｂを介して磁路が形成されるようにな
り、アーマチユア１７は板ばね１５の付勢力に抗
して第２図中で左方向へ吸引されるようになつて
いる。また、この電磁石２６は後述する第３図に
示すような、制御部によつてその通電状態がON
−OFF制御されるようになつている。

すなわち、電磁石２６の通電状態にあつては、
アーマチユア１７は板ばね１５の付勢力に抗して
矢印ａで示す方向に吸引されるようになり、副フ
ライホイール１８の一端面に吸着する。これによ
り、副フライホイール１８は板ばね１５を介して
主フライホイール１２に連結されるようになり、
主、副両フライホイール１２，１８は、クランク
シヤフト１１の回転に伴ない一体的に回転するよ
うになる。この場合、クランクシヤフト１１に発
生する慣性質量が大きくなり、特に、エンジンの
低回転域における出力トルクの変動は効果的に抑
制されるようになる。したがつて、走行安定性の
向上および燃費向上を図ることができる。

また、電磁石２６の未通電状態にあつては、板
ばね１５はその付勢力によつて主フライホイール
１２側に押し付けられるようになり、アーマチユ
ア１７と副フライホイール１８とは離間対向状態
で保持されるようになる。これにより、副フライ
ホイール１８は主フライホイール１２に連結され
ない状態となり、クランクシヤフト１１の回転に
伴ない主フライホイール１２のみが回転するよう
になる。この場合、クランクシヤフト１１に発生
する慣性質量を小さくすることができ、特に、エ
ンジンの高回転域における加速性能およびエンジ
ンブレーキの制動効果を向上できると共に、エン
ジンの振動および騒音を軽減することができる。
つまり、上記主フライホイール１２側のアーマチ
ユア１７と、副フライホイール１８の磁路孔２１
ａ，２１ｂを間にして対向配置された電磁石２６
とにより、主フライホイール１２と副フライホイ
ール１８との断接クラツチが構成されることにな
る。

尚、上記において電磁石２６を使用した操作部
は、油圧回路を組み合わせた構成のものであつて
もよい。

次に、このようにして主および副フライホイー
ル１２，１８から構成されるフライホイール装置
の制御部について説明する。

第３図Ａ〜Ｃはそれぞれその回路構成を示すも
ので、同図Ａにおいて、３１はイグニツシヨンコ
イル、３２はデイストリビユータに設けられたコ
ンタクトポイント、３３は点火プラグである。こ
のコンタクトポイント３２が開閉されることによ
り、点火プラグ３３に高電圧が印加されシリンダ
に火花が飛ばされるもので、ここでは、コンタク
トポイント３２の開閉に伴なう信号によりエンジ
ンの回転数を得ている。このイグニツシヨンコイ
ル３１とコンタクトポイント３２とによるエンジ
ン回転信号Ｎをエンジン回転数検出回路３４に供
給する。

このエンジン回転数検出回路３４は、主に３つ
のコンパレータCMP₁〜CMP₃からなり、供給さ
れるエンジン回転信号Ｎを波形整形しエンジン回
転数に比例した電圧信号N₁に変換するもので、
このエンジン回転電圧信号N₁を回転数判別回路
３５に供給すると共に、信号Ｄで示すように、後
述する回転差判別回路５２の一入力端子に供給す
る。ここで、エンジン回転数は前記第２図におけ
る主フライホイール１２の回転数に比例するもの
とする。このエンジン回転数判別回路３５は３つ
の電圧比較部３６ａ〜３６ｃを備えるもので、こ
のそれぞれの比較部３６ａ〜３６ｃのコンパレー
タCMP₄〜CMP₆には、例えばエンジン回転数が
400回転に対応する基準電圧v₁および1200回転に
対応する基準電圧v₂、1800回転に対応する基準電
圧v₃を設定する。つまり、それぞれの電圧比較部
３６ａ〜３６ｃのコンパレータCMP₄〜CMP₆は、
供給されるエンジン回転電圧信号N₁がそれぞれ
の基準電圧v₁〜v₃まで到達した場合に“Ｌ”レベ
ル信号を出力する。この第１の比較部３６ａの出
力信号をインバータINV₁を介して第１アンドゲ
ートAND₁の一端子に、また、第２の比較部３６
ｂの出力信号を上記第１アンドゲートAND₁の他
端子に供給すると共にインバータINV₂を介して
第２アンドゲートAND₂の一端子に、第３の比較
部３６ｃの出力信号を上記第２アンドゲート
AND₂の他端子に供給する。すなわち、この回転
数判別回路３５の第１アンドゲートAND₁は、エ
ンジン回転数が400回転Ａ以上、1200回転Ｂ未満
（400Ｎ＜1200）の場合に“Ｈ”レベル信号を出
力し、また、第２アンドゲートAND₂はエンジン
回転数が1200回転Ｂ以上1800回転Ｃ未満（1200
Ｎ＜1800）の場合に“Ｈ”レベル信号を出力する
もので、この第１アンドゲートAND₁の出力信号
を第１オアゲートOR₁の一端子に供給し、また、
第２アンドゲートAND₂の出力信号を第３アンド
ゲートAND₃の一端子に供給する。

次に、３７はブースト圧検出回路であり、この
回路３７のコンパレータCMP₇には、エンジンの
給気圧力を検知するブースト圧センサからのブー
スト圧信号Ｐを供給する。このブースト圧検出回
路３７は、ブースト圧センサから供給されるブー
スト圧信号Ｐを、その信号レベルに比例した電圧
信号P_Vに変換するもので、このブースト圧電圧
信号P_Vをブースト圧判定回路３８に供給する。
このブースト圧判定回路３８は、２つのコンパレ
ータCMP₈，CMP₉からなる電圧比較回路で構成
されるもので、このそれぞれのコンパレータ
CMP₈，CMP₉には、ブースト圧（吸気圧力）−
200mmHg(D)に対応する基準電圧v₄およびブースト
圧−500mmHg(E)に対応する基準電圧v₅を設定す
る。つまり、このブースト圧判定回路３８の一方
のコンパレータCMP₈は、ブースト圧が−200mm
Hg(D)以上（Ｐ−200）の場合に“Ｈ”レベル信
号を出力し、また、他方のコンパレータCMP₉
は、ブースト圧が−500mmHg(E)以下（Ｐ−500）
の場合にインバータINV₃を介して“Ｈ”レベル
信号を出力するもので、この一方のコンパレータ
CMP₈およびインバータINV₃の出力信号を、そ
れぞれ第２オアゲートOR₂を介して上記第３アン
ドゲートAND₃の他端子に供給する。つまり、ブ
ースト圧判定回路３８は、ブースト圧が−200mm
Hg以上または−500mmHg以下となつた場合に
“Ｈ”レベル信号を出力するものである。

ここで、第３アンドゲートAND₃は、まず、エ
ンジン回転数が1200回転以上1800回転未満（1200
Ｎ＜1800）であり、且つまた、ブースト圧が−
200mmHg以上（Ｐ−200）または−500mmHg以
下（Ｐ−500）である場合にのみ“Ｈ”レベル
信号を出力するもので、この第３アンドゲート
AND₃の出力信号を上記第１オアゲートOR₁の他
端子に供給する。すなわち、この第１オアゲート
OR₁は、エンジン回転数が400回転以上1200回転
未満の場合には無条件で“Ｈ”レベル信号を出力
し、また、エンジン回転数が1200回転以上1800回
転未満の場合には、ブースト圧が−200mmHg以上
または−500mmHg以下の場合にのみ“Ｈ”レベル
信号を出力するものである。

また、３９はアイドリング検出回路であり、こ
の回路３９には、エンジンのアイドリング時もし
くはエンジンブレーキ作動中等のスロツトルの全
閉時にオン動作するアイドルスイツチ４０のアイ
ドル信号を供給する。このアイドリング検出回路
３９は、２つの出力端子ａおよびｂを備え、アイ
ドルスイツチ４０のオン動作に対応して一方の出
力端子ａからインバータINV₄を介して“Ｈ”レ
ベル信号を出力し、また、アイドルスイツチ４０
のオフ動作に対応して他方の出力端子ｂから
“Ｈ”レベル信号を出力する。この一方の出力端
子ａからのアイドルスイツチオン信号を、結合状
態選択回路４１の第４アンドゲートAND₄の他端
子に、また、他方の出力端子ｂからのアイドルス
イツチオフ信号を、第５アンドゲートAND₅の他
端子に供給する。この第４および第５アンドゲー
トAND₄，AND₅それぞれの一端子には、上記第
１オアゲートOR₁からの出力信号Ａをフライホイ
ールオン信号（FW＝ON）として供給する。

この結合状態選択回路４１の第４アンドゲート
AND₄は上記第１オアゲートOR₁が“Ｈ”レベル
信号（フライホイールオン信号）を出力し、且つ
また、アイドルスイツチ４０のオン動作に対応し
てアイドリング検出回路３９の一方の出力端子ａ
が“Ｈ”レベル信号（アイドルスイツチオン信
号）を出力した場合にのみ“Ｈ”レベル信号（ア
イドル結合信号）を出力する。また、第５アンド
ゲートAND₅は、第１オアゲートOR₁が“Ｈ”レ
ベル信号（フライホイールオン信号）を出力し、
且つまた、アイドリング検出回路３９の他方の出
力端子ｂが“Ｈ”レベル信号（アイドルスイツチ
オフ信号）を出力した場合にのみ“Ｈ”レベル信
号（ノーマル結合信号）を出力する。この第４ア
ンドゲートAND₄の出力信号を結合信号保持回路
４２の一方のフリツプフロツプFF₁のＤ端子に供
給し、また、第５アンドゲートAND₅の出力信号
を他方のフリツプフロツプFF₂のＤ端子に供給す
る。このそれぞれのフリツプフロツプFF₁，FF₂
のＴ端子には、クラツチ操作検出回路４３からの
出力信号を供給する。

このクラツチ操作検出回路４３は、運転者によ
りクラツチペダルが踏まれ、クラツチスイツチ４
４がオン動作した際に、インバータINV₅を介し
て“Ｈ”レベル信号を出力する。すなわち、結合
信号保持回路４２のそれぞれのフリツプフロツプ
FF₁，FF₂は、クラツチ操作検出回路４３からそ
れぞれのＴ端子に“Ｈ”レベル信号が供給された
時のみ、つまり、クラツチスイツチ４４がオン動
作した時のみＤ端子に供給される第４および第５
アンドゲートAND₄，AND₅からの出力信号をそ
れぞれのＱ端子にラツチする。この結合信号保持
回路４２の一方のフリツプフロツプFF₁のＱ出力
を第６アンドゲートAND₆の一端子に、また、他
方のフリツプフロツプFF₂のＱ出力を３入力第３
オアゲートOR₃のａ端子に供給する。

また、４５は後退検出回路であり、自動車の後
退時においてバツクランプ４６が点灯したことを
検出し“Ｈ”レベル信号を出力するもので、この
後退検出回路４５からの出力信号を上記第３オア
ゲートOR₃のＣ端子に供給すると共に、インバー
タINV₆を介して上記第６アンドゲートAND₆の
他端子に供給する。

次に、第３図Ｂにおける４７は水温判別回路で
あり、この回路４７には、例えばエンジンブロツ
ク内部の冷却水温度を検出する水温センサ４８か
らのセンサ出力を供給する。この水温判別回路４
７は、エンジン冷却水の温度が低く水温センサ４
８のセンサ抵抗₃₅の抵抗値が低い場合（Ｗ，Ｔ，
COOL）にコンパレータCMP₁₀出力を“Ｈ”レベ
ルにし、インバータINV₇を介して“Ｌ”レベル
信号を出力するもので、この水温判別回路４７か
らの出力信号をナンドゲートNANDの一端子に
供給する。同第３図Ｂにおける４９は停止判定回
路であり、この回路４９には車速センサ５０から
のセンサ信号を供給する。この停止判定回路４９
は、３のコンパレータCMP₁₁〜CMP₁₃からなる
電圧比較回路で構成されるもので、自動車が走行
状態にあるか停止状態にあるかをコンパレータ
CMP₁₃により判別し、停止状態にある場合には
“Ｌ”レベル信号を出力する。この停止判別回路
４９からの出力信号を上記ナンドゲートNAND
の他端子に供給する。

すなわち、このナンドゲートNANDは、水温
判別回路４７および停止判定回路４９からの出力
信号がそれぞれ何れも“Ｌ”レベル信号である場
合、つまり、エンジン冷態時における冷却水の低
温時、且つ自動車の停止状態において“Ｈ”レベ
ル信号を出力するもので、このナンドゲート
NANDからの出力信号Ｇを上記第３図Ａにおけ
る第３オアゲートOR₃のｂ端子に供給する。

そして、５１は前述した副フライホイール１８
の回転数検出回路であり、この回路５１には副フ
ライホイール１８の回転数に比例した回転パルス
信号SNを供給する。この副フライホイール回転
数検出回路５１は、上述したエンジン回転数検出
回路３４と略同様にして３つのコンパレータ
CMP₁₄〜CMP₁₆からなり、供給される回転パル
ス信号SNを波形整形し副フライホイール１８の
回転数に比例した電圧信号N₂に変換するもので、
この副フライホイール回転電圧信号N₂を回転差
判別回路５２の他入力端子に供給する。

この回転差判別回路５２は、４つのコンパレー
タCMP₁₇〜CMP₂₀からなる２段の電圧比較部と
出力段に介在される第４オアゲートOR₄とにより
構成されるもので、１段目のコンパレータ
CMP₁₇，CMP₁₈はそれぞれ供給されるエンジン
回転電圧信号N₁と副フライホイール１８の回転
電圧信号N₂とにより、主フライホイール１２と
副フライホイール１８との回転差に対応する電圧
信号（N₁−N₂），（N₂−N₁）を出力する。そし
て、２段目のコンパレータCMP₁₉，CMP₂₀は、
それぞれ供給される上記回転差電圧信号（N₁−
N₂），（N₂−N₁）が、予め設定された一定の回転
差500回転に対応する基準電圧値ｖよりも低い場
合に“Ｈ”レベル信号を出力するもので、このそ
れぞれのコンパレータCMP₁₉，CPM₂₀からの出
力信号を第４オアゲートOR₄を介して出力する。
つまり、この回転差判別回路５２は、主フライホ
イール１２と副フライホイール１８との回転差が
500回転以内の場合 （｜N₁−N₂｜500）にのみ“Ｈ”レベル信
号を出力する。

ここで、上記第６アンドゲートAND₆からの出
力信号Ｂ（IDLE“ON”）を第３図Ｃにおける第７
アンドゲートAND₇の一端子に供給すると共に第
５オアゲートOR₅に供給する。また、上記第３オ
アゲートOR₃からの出力信号Ｃ（NORMAL
“ON”）を第３図Ｃにおける第８アンドゲート
AND₈の一端子に供給すると共に第５オアゲート
OR₅に供給する。

この第５オアゲートOR₅は上記第６アンドゲー
トAND₆もしくは第３オアゲートOR₃の“Ｈ”レ
ベル信号の出力時に伴なつて“Ｈ”レベル信号を
出力するもので、この第５オアゲートOR₅の出力
信号を回転差データ保持回路５３の第９アンドゲ
ートAND₉および第10アンドゲートAND₁₀それ
ぞれの一端子に供給すると共に、第３フリツプフ
ロツプFF₃のＴ端子に供給する。この第３フリツ
プフロツプFF₃のＤ端子には上記第３図Ａにおけ
る回転差判別回路５２からの出力信号Ｅ（｜N₁−
N₂｜500）を供給し、その出力信号Ｑおよび
をそれぞれ上記第９アンドゲートAND₉および第
10アンドゲートAND₁₀の他端子に供給する。こ
の回転差データ保持回路５３は上記第５オアゲー
トOR₅が“Ｈ”レベル信号を出力した際に、例え
ば上記第３図Ａにおける回転差判別回路５２の出
力信号Ｅが“Ｈ”レベル信号の場合に第９アンド
ゲートAND₉から“Ｈ”レベル信号を出力し、ま
た、“Ｌ”レベル信号の場合に第10アンドゲート
AND₁₀から“Ｈ”レベル信号を出力する。つま
り、この回転差データ保持回路５３は上記第６ア
ンドゲートAND₆もしくは第３オアゲートOR₃が
それぞれ“Ｈ”レベルのIDLE“ON”信号もしく
はNORMAL“ON”信号を出力した際に、主フ
ライホイール１２と副フライホイール１８との回
転差が500回転以下（｜N₁−N₂｜500）であれ
ば第９アンドゲートAND₉から“Ｈ”レベル信号
を出力し、また、回転差が500回転を越えていれ
ば （｜N₁−N₂｜＞500）第10アンドゲート
AND₁₀から“Ｈ”レベル信号を出力するもので
ある。この回転差データ保持回路５３の第９アン
ドゲートAND₉の出力信号を第１の結合信号発生
回路５４の第４フリツプフロツプFF₄の＋Tr端子
に供給し、また、第10アンドゲートAND₁₀の出
力信号を第２の結合信号発生回路５５の第５フリ
ツプフロツプFF₅の＋Tr端子に供給する。

この第１および第２の結合信号発生回路５４，
５５は、それぞれ前記第２図における主フライホ
イール１２と副フライホイール１８との回転差｜
N₁−N₂｜に応じて第４図ＡおよびＢで示すよう
なフライホイール結合信号を発生するもので、こ
の場合、結合信号が発生してから消滅するまでの
時間Ｔを第４および第５のフリツプフロツプ
FF₄，FF₅それぞれのコンデンサC₁₆およびC₁₇の
時定数により決定し、また、発生した結合信号が
最大結合電圧（＋12V）に到達するまでの時間
T₁をそれぞれのコンデンサC₁₈およびC₁₉の時定
数により決定する。ここで、第１の結合信号発生
回路５４のコンデンサC₁₈よりも第２の結合信号
発生回路５５のコンデンサC₁₉の時定数を大きく
し、結合信号の立ち上がり時間を長くする。すな
わち、例えば主フライホイール１２と副フライホ
イール１８との回転差が500回転以内（｜N₁−
N₂｜500）であり、上記第７アンドゲート
AND₇または第８アンドゲートAND₈の何れか一
方の一端子に“Ｈ”レベルの結合信号が供給され
た場合には、第１の結合信号発生回路５４の第４
フリツプフロツプFF₄の＋Tr端子に“Ｈ”レベル
信号が供給される。これにより、第４フリツプフ
ロツプFF₄のＱおよび端子は、それぞれコンデ
ンサC₁₆で決定される一定時間Ｔだけ“Ｈ”レベ
ルおよび“Ｌ”レベル信号を出力するもので、Ｑ
端子からの“Ｈ”レベル信号は第６オアゲート
OR₆およびインバータINV₁₀を介して“Ｌ”レベ
ル信号となり上記第７および第８アンドゲート
AND₇，₈それぞれの他端子に供給される。また、
Ｑ端子が“Ｌ”レベルとなることにより、トラン
ジスタQ₂は抵抗R₇₇，R₈₁を介してオン状態とな
り、コンデンサC₁₈は立ち上がり時間T₁に対応し
て比較的早く充電される。ここで、コンパレータ
CMP₂₁はダイオードD₇を介して上記第４図Ａで
示したフライホイール結合信号を発生しコンパレ
ータ回路５６のマイナス（−）端子に供給する。
このコンパレータ回路５６のプラス（＋）端子に
は三角波発生回路５７を接続し、第５図に示すよ
うな三角波信号を常時供給する。

次に、上記第７および第８アンドゲート
AND₇，AND₈の出力信号をそれぞれ遅延回路５
８ａおよび５８ｂに供給する。この遅延回路５８
ａ，５８ｂはそれぞれ第７および第８アンドゲー
トAND₇，AND₈からの出力信号を、コンデンサ
C₂₁およびC₂₂による充放電時間に対応して遅延し
て伝達するもので、この遅延回路５８ａ，５８ｂ
の出力信号を、それぞれ結合信号レベル設定回路
５９のコンパレータCMP₂₆およびCMP₂₇のプラ
ス（＋）端子に供給する。この結合信号レベル設
定回路５９は、例えば一方のコンパレータ
CMP₂₆がオンした場合と他方のコンパレータ
CMP₂₇がオンした場合とで、上記コンパレータ
回路５６のマイナス（−）端子に対する供給電圧
レベルを異ならせるもので、ここで、例えば一方
のコンパレータCMP₂₆がオンした場合には、３
つの抵抗R₉₄，R₉₅，R₉₆により分圧した電圧（例
えば3V）を供給し、また、他方のコンパレータ
CMP₂₇がオンした場合には、２つの抵抗R₉₅，
R₉₆により分圧した電圧（例えば6V）を供給す
る。

つまり、コンパレータ回路５６のマイナス
（−）端子には、前記第４図で示すように、結合
信号発生回路５４，５５による時間Ｔ経過の後、
破線ａで示すように、上記結合信号レベル設定回
路５９により分圧設定した低電圧V₄が供給され
るようになる。すなち、このコンパレータ回路５
６は、第６図に示すように、上記結合信号発生回
路５４，５５および結合信号レベル設定回路５９
により供給される結合信号の電圧レベルが、三角
波発生回路５７より供給される三角波信号の電圧
レベルより高い場合に“Ｌ”レベル信号を出力す
るもので、このコンパレータ回路５６の出力信号
をドライブ回路６０に供給する。

このドライブ回路６０は主に３つのトランジス
タQ₆〜Q₈からなり、前記第２図における電磁石
２６を通電させ駆動するもので、つまり、上記コ
ンパレータ回路５６から“Ｌ”レベル信号が供給
されると、トランジスタQ₆およびQ₇がオフ状態
になると同時にトランジスタQ₈がオン状態にな
り、電磁石２６にはこのトランジスタQ₈を介し
て駆動電圧を印加する。

すなわち、このように構成される制御部を備え
たフライホイール装置のおいて、例えば自動車が
エンジン始動直後の停止状態にある場合には、第
３図Ｂにおける水温判別回路４７はエンジン冷却
水の温度が低いことを判別し、“Ｌ”レベル信号
を出力する。これと共に、停止判定回路４９は自
動車が停止状態にあることを判定し、“Ｌ”レベ
ル信号を出力する。これにより、ナンドゲート
NANDは“Ｈ”レベル信号を出力し、第３図Ａ
における第３オアゲートOR₃を介して同図Ｃにお
ける第８アンドゲートAND₈および第５オアゲー
トOR₅には“Ｈ”レベルのノーマル結合信号
（NORMAL ON）が供給されるようになる。

次に、例えば自動車が後退状態にある場合に
は、第３図Ａにおける後退検出回路４５はバツク
ランプ４６が点灯したことにより自動車の後退時
を検出し、“Ｈ”レベル信号を出力する。これに
より、第３オアゲートOR₃を介して同図Ｃにおけ
る第８アンドゲートAND₈および第５オアゲート
OR₅には“Ｈ”レベルのノーマル結合信号
（NORMAL ON）が供給されるようになる。

また、第７図に各吸気圧力値におけるエンジン
回転数ｒ・ｐ・ｍに対する軸出力PSで示すよう
に自動車のエンジン回転数が400回転Ａ以上1200
回転Ｂ未満に属する場合またはエンジン回転数が
1200回転Ｂ以上1800回転Ｃ未満で且つエンジンの
吸気圧力値が−200mmHg(D)以上または−500mmHg
(E)以下に属する場合には、第３図Ａにおけるエン
ジン回転数判別回路３５およびブースト圧判定回
路３８は、上記それぞれの回転範囲および吸気圧
力値を判別判定し、第１オアゲートOR₁を介して
“Ｈ”レベルのフライホイールオン信号（FW＝
ON）を結合状態選択回路４１に供給する。

ここで、結合状態選択回路４１は、アイドリン
グ検出回路３９がエンジンのアイドリング状態ま
たはスロツトルの全閉時を検出したか否かによつ
てそれぞれ“Ｈ”レベルのアイドル結合信号
（ID）またはノーマル結合信号（NO）を出力し
結合信号保持回路４２に供給する。

これにより、結合信号保持回路４２は、クラツ
チ操作検出回路４３により運転者がクラツチペダ
ルを踏んだことを検出した際に、上記アイドル結
合信号（ID）またはノーマル結合信号（NO）を
保持する。ここで、結合信号保持回路４２がアイ
ドル結合信号（ID）を保持した場合には、第６
アンドゲートAND₆を介して第３図Ｃにおける第
７アンドゲートAND₇および第５オアゲートOR₅
には“Ｈ”レベルのアイドル結合信号（IDLE
ON）が供給され、また、上記結合信号保持回路
４２がノーマル結合信号（NO）を保持した場合
には、第３オアゲートOR₃を介して第８アンドゲ
ートAND₈および第５オアゲートOR₅に“Ｈ”レ
ベルのノーマル結合信号（NORMAL ON）が
供給されるようになる。

すなわち、上記のように自動車の各状態に応じ
て第３図ＣにおけるＢ端子またはＣ端子に対し
て、アイドル結合信号（IDLE ON）またはノー
マル結合信号（NORMAL ON）が供給される
と、回転差データ保持回路５３は例えば第３図Ａ
における回転差判別回路５２により、主フライホ
イール１２と副フライホイール１８との回転差が
一定値（例えば500回転）以内であることを判別
した場合、第１の結合信号発生回路５４に対して
“Ｈ”レベル信号を供給する。これにより、第１
の結合信号発生回路５４は、上記第７および第８
アンドゲートAND₇，AND₈に対して、インバー
タINV₁₀を介して“Ｌ”レベル信号を供給すると
共に、第４図Ａに示すような、立ち上がり時間
T₁が比較的短かく、最大結合レベル（例えば
12V）に到達後一定時間Ｔで消滅するフライホイ
ール結合信号を発生するようになる。

この場合、コンパレータ回路５６は上記立ち上
がり時間の短かいフライホイール結合信号に応じ
て“Ｌ”レベル信号を出力し、電磁石２６はドラ
イブ回路６０により素早い立ち上がりの駆動信号
で励磁され、最大駆動信号で一定時間Ｔ保持され
るようになる。これに伴なつて、前記第２図にお
ける主フライホイール１２と副フライホイール１
８とは、板ばね１５を介して素早く結合され、強
力な連結状態を一定時間Ｔ保持するようになる。

また、上記回転差判別回路５２により主フライ
ホイール１２と副フライホイール１８との回転差
が一定値（例えば500回転）を越えたことを判別
した場合には、回転差データ保持回路５３は、第
２の結合信号発生回路５５に対して“Ｈ”レベル
信号を供給する。これにより、第２の結合信号発
生回路５５は、上記第７および第８アンドゲート
AND₇，AND₈に対して、インバータINV₁₀を介
して“Ｌ”レベル信号を供給すると共に、第４図
Ｂに示すような、立ち上がり時間T₁が長く、最
大結合レベル（例えば12V）に到達後一定時間Ｔ
で消滅するフライホイール結合信号を発生するよ
うになる。

この場合、コンパレータ回路５６は上記立ち上
がり時間の長いフライホイール結合信号に応じて
“Ｌ”レベル信号を出力し、電磁石２６はドライ
ブ回路６０により遅い立ち上がりの駆動信号で励
磁され、最大駆動信号で一定時間Ｔ保持されるよ
うになる。これに伴なつて、前記第２図における
主フライホイール１２と副フライホイール１８と
は、板ばね１５を介してゆつくり結合され、強力
な連結状態を一定時間Ｔ保持するようになる。

そして次に、上記第８アンドゲートAND₈を介
してノーマル結合信号（NORMAL ON）が供
給された場合には、このノーマル結合信号は他方
の遅延回路５８ｂを介して遅延して伝達され、結
合信号レベル設定回路５９の他方のコンパレータ
CMP₂₇に供給されるようになる。これにより、
結合信号レベル設定回路５９は２つの分圧抵抗
R₉₅，R₉₆により分圧した前記第４図および第６
図に示すような低電圧V_L（例えば6V）の結合信
号レベルを設定しコンパレータ回路５６に供給す
る。

また、上記第７アンドゲートAND₇を介してア
イドル結合信号（IDLE ON）が供給された場合
には、このアイドル結合信号は一方の遅延回路５
８ａを介して遅延して伝達され、結合信号レベル
設定回路５９の一方のコンパレータCMP₂₆に供
給されるようになる。これにより、結合信号レベ
ル設定回路５９は３つの分圧抵抗R₉₄〜R₉₆によ
り分圧した上記ノーマル結合信号の場合よりも低
い低電圧V_L（例えば3V）の結合信号レベルを設
定しコンパレータ回路５６に供給する。

すなわち、コンパレータ回路５６は、上記第１
または第２の結合信号発生回路５４または５５に
より発生されるフライホイール結合信号の消滅時
に継続して、第６図に示すように、上記結合信号
レベル設定回路５９により設定される低レベルの
結合信号レベルV_Lに応じて“Ｌ”レベル信号を
出力する。つまり、電磁石２６は、上記結合信号
発生回路５４または５５により発生されるフライ
ホイール結合信号に応じて供給されるライブ回路
６０からの駆動信号に継続して、上記結合信号レ
ベル設定回路５９により設定される低レベルの結
合信号に応じた駆動信号により励磁されるように
なる。

この場合、前記第２図における主フライホイー
ル１２と副フライホイール１８とは、上記結合信
号発生回路５４または５５からの最大結合レベル
のフライホイール結合信号による強力な連結状態
に継続して、上記低レベルV_Lの結合信号により
少ない消費電流で連結保持されるようになる。

したがつて、上記のように構成されるフライホ
イール装置によれば、例えばエンジン始動直後の
暖気運転時において、エンジン回転数が高回転領
域に属するような場合でも、上記第３図Ｂにおけ
る水温判別回路４７および停止判定回路４９によ
り、それぞれエンジンの冷態時および自動車の停
止時を判別し、ノーマル結合信号により主フライ
ホイール１２と副フライホイール１８とを連結さ
せるようにしたので、暖気運転時における出力ト
ルクの変動を効果的に抑制することができる。

また、上記第３図Ａにおける後退検出回路４５
により自動車の後退時を検出し、ノーマル結合信
号により主フライホイール１２と副フライホイー
ル１８とを連結させるようにしたので、後退時に
おいてエンジン回転数が大きく変動する場合で
も、安定したエンジンの回転動作を得ることがで
きる。

次に、エンジン回転数判別回路３５およびブー
スト圧判定回路３８により、それぞれ所定のエン
ジン回転数および吸気圧力値を判別した際に、主
フライホイール１２と副フライホイール１８とを
連結させるようにしたので、つまり、前記第７図
における斜線領域Ａにおいて主フライホイール１
２と副フライホイール１８とを結合状態にし、ま
た、エンジンの加速領域Ｂにおいては離間状態に
することができ、低回転域からの加速性能を向上
することができる。

そしてまた、アイドリング検出回路３９により
エンジンのアイドリング時またはスロツトルの全
閉時を検出した際に、ノーマル結合信号による主
フライホイール１２と副フライホイール１８との
結合時よりも、低い結合信号レベルを結合信号レ
ベル設定回路５９により設定するようにしたの
で、電磁石２６を駆動するための消費電流を減少
させることができる。

さらに、結合信号保持回路４２およびクラツチ
操作検出回路４３により、運転者によるクラツチ
操作時に応じてアイドル結合信号またはノーマル
結合信号を保持するようにしたので、例えば変速
作動中においてエンジン回転数が大きく変動する
場合でも、主フライホイール１２と副フライホイ
ール１８との結合状態が不要に切り換わることな
く、安定したエンジンの回転状態を得ることがで
きる。

また、回転差判別回路５２により、主フライホ
イール１２と副フライホイール１８との回転差を
判別し、その回転差が500回転以内の状態では、
第１の結合信号発生回路５４からの立ち上がり時
間の短かいフライホイール結合信号により、主フ
ライホイール１２と副フライホイール１８とを素
早く結合させ、上記回転差が500回転を越える状
態では、第２の結合信号発生回路５５からの立ち
上がり時間の長いフライホイール結合信号によ
り、主フライホイール１２と副フライホイール１
８とをゆつくり結合させることができる。これに
より、主フライホイール１２と副フライホイール
１８との回転差が大きい状態での結合時の衝撃を
軽減することができ、滑らかな結合動作を得ると
ができる。

次に上記結合信号発生回路５４または５５によ
り、主フライホイール１２と副フライホイール１
８との結合後、一定時間だけ最大結合レベルのフ
ライホイール結合信号により電磁石２６を駆動す
るようにしたので、主フライホイール１２と副フ
ライホイール１８との結合状態を確実にすること
ができると共に、消費電流を節約することができ
る。

さらに、第３図Ｃにおける遅延回路５８ａおよ
び５８ｂによりそれぞれアイドル結合信号および
ノーマル結合信号を遅延して伝達するようにした
ので、例えばエンジン回転数が高回転領域と低回
転領域との間を小刻みに変動するような場合で
も、主フライホイール１２と副フライホイール１
８との結合状態が短時間に繰り返し切り換わるよ
うなことはない。

以上のようにこの考案によれば、回転差判別部
により主フライホイールと副フライホイールとの
回転差が一定値を越えたことを判別し、結合信号
発生部による立ち上がり時間の遅い結合信号に応
じて連結操作を行なうようにしたので、主フライ
ホイールと副フライホイールとの回転差が大きい
状態で連結を行なうような場合でも、大きな衝撃
が発生することなく、円滑に連結させることが可
能となる。この場合、主・副結合による衝撃を抑
えるべく、副フライホイールの切離し時におい
て、予め主フライホイールの回転力をある程度副
フライホイールに伝え、その回転差を一定に保持
する必要がないので、副フライホイールの完全な
切離しにより、エンジンのより良い加速性能及び
エンジンブレーキ性能が得られ、しかも結合時に
は衝撃の少ない連結動作を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のフライホイールを示す斜視図、
第２図はこの考案の一実施例に係る可変慣性質量
型フライホイール装置の要部を示す縦断面図、第
３図Ａ乃至Ｃはそれぞれ上記一実施例に係る可変
慣性質量型フライホイール装置の制御部を示す回
路構成図、第４図ＡおよびＢはそれぞれ上記制御
部の第１および第２の結合信号発生回路により発
生されるフライホイール結合信号を示す波形図、
第５図は上記制御部の三角波発生回路により発生
される三角波信号を示す波形図、第６図Ａおよび
Ｂはそれぞれ上記制御部のコンパレータ回路５６
における三角波信号とフライホイール結合信号と
の比較状態を示す波形図、第７図は上記制御部の
エンジン回転数判別回路およびブースト圧判定回
路による主フライホイールと副フライホイールと
の結合領域をエンジン回転数に対する軸出力で示
す図である。 １１……クランクシヤフト（出力軸）、１２…
…主フライホイール、１５……板ばね（ばね部
材）、１８……副フライホイール、２１ａ，２１
ｂ……磁路孔、２６……電磁石（操作部）、３５
……エンジン回転数判別回路、３８……ブースト
圧判定回路、３９……アイドリング検出回路、４
０……アイドルスイツチ、４１……結合状態選択
回路、４２……結合信号保持回路、４３……クラ
ツチ操作検出回路、４４……クラツチスイツチ、
４５……後退検出回路、４７……水温判別回路、
４８……水温センサ、４９……停止判定回路、５
０……車速センサ、５２……回転差判別回路、５
４……第１の結合信号発生回路、５５……第２の
結合信号発生回路、５６……コンパレータ回路、
５７……三角波発生回路、５８ａ，５８ｂ……遅
延回路、５９……結合信号レベル設定回路、６０
……ドライブ回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジンの出力軸に連結された主フライホイー
   ルと、 この主フライホイールに対して回転可能に設け
   られた副フライホイールと、 上記主フライホイールと副フライホイールとの
   結合を断接自在とするよう上記主フライホイール
   と副フライホイールとの間に設けられると共に入
   力される駆動信号の大きさに応じて結合力が変化
   するよう構成されたクラツチ手段と、 上記主フライホイールと副フライホイールとの
   回転差を検出する回転差検出手段と、 上記クラツチ手段に上記駆動信号を出力して上
   記クラツチ手段の作動を制御する制御手段とを具
   備し、 上記制御手段は上記クラツチ手段に対し上記両
   フライホイールを切断状態から接続状態にする駆
   動信号を送出するに際し、上記回転差検出手段に
   より検出される両フライホイールの回転差が一定
   値以内である場合には第１の時間割合で上記駆動
   信号を最大結合レベルまで上昇させると共に、上
   記回転差検出手段により検出される両フライホイ
   ールの回転差が上記一定値を越えている場合には
   上記第１の時間割合より緩やかな第２の時間割合
   で上記駆動信号を最大結合レベルまで上昇させる
   よう構成されなることを特徴とする可変慣性質量
   型フライホイール装置。