JPH05157139A - フライホイール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝撃音の発生防止と耐久性の向上を図る。 【構成】 機関回転軸１１のリングギヤ１２とかみ合う
増速ギヤ１５と、増速ギヤ１５にクラッチ１６を介して
接続可能な小容量のフライホイール１７と、フライホイ
ール１に連結したモータ１８と、機関回転数に応じてク
ラッチ１６を断続すると共に、クラッチ１６を接続する
ときにフライホイール１７を増速ギヤ１５に同期回転す
るようにモータ１８を駆動する制御装置２０とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のフライホ
イール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の回転軸には、アイドル域等の
回転の安定化を図るためにフライホイールを取付けてい
るが、この慣性質量は加速時には抵抗となる。

【０００３】このため、従来内燃機関の回転軸のリング
ギヤに電磁クラッチを介して係脱可能に所定のフライホ
イールを設け、加速時には電磁クラッチを遮断すること
で、フライホイールを切り離すものが考えられている
（特開昭５５ー１３２４３８号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例にあっては、電磁クラッチを接続したときに
停止状態にあるフライホイールを増速回転させるように
なっていたため、衝撃音が発生すると共に、電磁クラッ
チに大きな負荷がかかり、耐久上、問題があった。

【０００５】また、機関の低回転域に電磁クラッチを接
続するが、急激な減速からの回転低下時に電磁クラッチ
を接続すると、エンストを起こす恐れがあった。

【０００６】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、機関回転軸
のリングギヤとかみ合う増速ギヤと、増速ギヤにクラッ
チを介して接続可能な小容量のフライホイールと、フラ
イホイールに連結したモータと、機関回転数に応じてク
ラッチを断続すると共に、クラッチを接続するときにフ
ライホイールを増速ギヤに同期回転するようにモータを
駆動する制御装置とを備える。

【０００８】また、制御装置は、機関低回転域にクラッ
チを接続すると共に、機関減速時は減速状態に応じてク
ラッチを接続する設定機関回転数を切り替えるようにな
っている。

【０００９】また、制御装置は、機関回転が所定回転以
下に低下したときにモータの回転力をクラッチを介して
機関に付与するように制御する。

【００１０】

【作用】即ち、フライホイールをモータにより増速回転
した状態でクラッチを接続するので、接続をスムーズに
行える。

【００１１】また、機関の急減速時に機関回転数が高い
ときにクラッチを接続することで、回転の落ち込みを防
止する また、機関回転が所定回転以下に低下したときは、モー
タの回転力を付与することにより、アイドル振動、エン
スト等を防止する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】図１において、１０はエンジン、１１はエ
ンジンの回転軸、１２は回転軸１１のドライブプレート
１３に設けたリングギヤ、１４は変速機である。

【００１４】リングギヤ１２には、リングギヤ１２とか
み合う歯数の少ない増速ギヤ１５が並設され、その増速
ギヤ１５の軸方向に電磁クラッチ１６、小容量のフライ
ホイール１７、モータ１８が配置されている。

【００１５】電磁クラッチ１６をオンすると、フライホ
イール１７は軸を介して増速ギヤ１５に接続するように
なっており、またフライホイール１７はモータ１８に直
結されている。

【００１６】一方、エンジン１０の回転軸端に回転数を
検出する回転センサ１９が設置され、その検出信号はマ
イクロコンピュータからなる制御装置２０に入力されて
いる。

【００１７】制御装置２０は、回転センサ１９の検出信
号に応じて電磁クラッチ１６およびモータ１８を制御す
るようになっている。

【００１８】なお、ドライブプレート１３は所定の慣性
質量を備えている。また、モータ１８はエンジン１０の
スタータモータを兼ねる。

【００１９】次に、制御装置２０の制御内容を図２のフ
ローチャートに基づいて説明する。エンジンの起動後、
まずステップ１０１にてエンジン回転数Ｎｅを読み込
み、ステップ１０２にてエンジンの始動が完了してない
場合は（回転数４００ｒｐｍ未満）、ステップ１０３に
て電磁クラッチ１６をオン（接続）、モータ１８をオフ
に保つ。

【００２０】エンジンの始動が完了すると、ステップ１
０４，１０５にてエンジン回転数Ｎｅを設定回転数１０
００ｒｐｍ、１２００ｒｐｍと比較し、設定回転数１０
００ｒｐｍ以下の場合は、ステップ１０６に進み、電磁
クラッチ１６をオン、モータ１８をオフにする。

【００２１】エンジン回転数Ｎｅが設定回転数１０００
ｒｐｍより高くかつ１２００ｒｐｍ以下の場合は、ステ
ップ１０７にて減速かどうかを判定し、減速でないとき
は、ステップ１０８にて電磁クラッチ１６をオフ（遮
断）、モータ１８をオンにする。一方、減速のときは、
ステップ１０６にて電磁クラッチ１６をオン、モータ１
８をオフにする。

【００２２】そして、エンジン回転数Ｎｅが設定回転数
１２００ｒｐｍより高い場合は、ステップ１０８にて電
磁クラッチ１６をオフ、モータ１８をオンにする。

【００２３】なお、モータ１８はオン状態にあるときに
エンジン回転数Ｎｅ（１２００ｒｐｍ以下）×増速ギヤ
１５の増速比の回転数で駆動する。

【００２４】即ち、図３、図４のようにエンジンの所定
低回転域（１０００ｒｐｍ以下）には電磁クラッチ１６
を接続し、エンジンの加速時にはエンジン回転数が設定
回転数１０００ｒｐｍを越えると、電磁クラッチ１６を
遮断し同時にモータ１８を駆動し、エンジンの減速時に
はエンジン回転数が設定回転数１２００ｒｐｍ以下にな
ると、電磁クラッチ１６を接続し同時にモータ１８を停
止する。

【００２５】このような構成により、エンジンの低回転
域にはエンジンの回転軸１１に増速ギヤ１５を介してフ
ライホイール１７が接続され、慣性質量が大きくなるた
め、安定したエンジン回転が確保される。

【００２６】なお、この場合フライホイール１７に連結
したモータ１８の慣性質量も加わるため、より安定した
回転状態が確保される。

【００２７】一方、エンジンが加速され、設定回転数１
０００ｒｐｍを越えると、電磁クラッチ１６が遮断さ
れ、フライホイール１７が切り離される。

【００２８】このため、慣性質量が小さくなって、高い
加速応答性が確保される。

【００２９】そして、この際モータ１８が駆動され、フ
ライホイール１７が所定回転数で回転される一方、エン
ジンが減速に入り、設定回転数１２００ｒｐｍ以下にな
ると、フライホイール１７が所定回転数で回転している
状態で、電磁クラッチ１６が接続され、モータ１８が停
止される。

【００３０】この電磁クラッチ１６の接続時に、フライ
ホイール１７はモータ１８により増速ギヤ１５に同期回
転され、このため電磁クラッチ１６はスムーズに接続さ
れるのである。

【００３１】したがって、電磁クラッチ１６の接続時に
衝撃音等の発生が防止されると共に、電磁クラッチ１６
に大きな負荷がかかるようなことはなく、耐久性を向上
できる。

【００３２】また、フライホイール１７の回転を増速ギ
ヤ１５に同期して電磁クラッチ１６を接続すると共に、
接続する際のエンジン回転数を高くしたので、電磁クラ
ッチ１６に応答遅れがあっても、減速時にその接続によ
って回転変動を招いたり、回転が必要以上に降下するこ
とはない。

【００３３】図５は第２の実施例を示すもので、前述の
モータ１８（図１参照）に発電機能を持たせ、バッテリ
電圧が低いときに充電できるようにしたものである。

【００３４】この場合、エンジンが減速にありエンジン
回転数Ｎｅが設定回転数１２００ｒｐｍ以下のときなら
びに１０００ｒｐｍ以下の運転時に、電磁クラッチ１６
がオンにあり、このときステップ２０９，２１０にてバ
ッテリ電圧が所定値以下であれば、モータ１８に発電さ
せるように機能を切り替え、バッテリに充電する。これ
により、バッテリ上がりを防止する。

【００３５】なお、その他の構成は前図１，２と同じで
ある。

【００３６】図６〜図８は第３の実施例を示すもので、
エンジンの減速時に電磁クラッチ１６（図１参照）を接
続する際のエンジン回転数を、その減速状態に応じて切
り替えるようになっている。また、エンジン回転数が所
定アイドル回転以下に低下したときに、モータ１８（図
１参照）がアシストするようにしたものである。

【００３７】モータアシストは、ステップ３０３，３０
４にてエンジンがアイドリング状態にあり、エンジン回
転数Ｎｅが設定回転数６００ｒｐｍより低ければ、ステ
ップ３０５にて電磁クラッチ１６をオン状態のまま、モ
ータ１８をオンする。

【００３８】このモータ１８の駆動によりエンジン回転
を上げ、エンスト等を防止する。また、アイドル時の回
転変動が軽減する。なお、エンジン回転数Ｎｅがアイド
ル回転に復帰すれば、ステップ３０８にてモータ１８が
オフする。

【００３９】一方、ステップ３０６，３１１にてエンジ
ンの減速が判定されると、ステップ３１２，３１３にて
その減速量（回転変化率ΔＮ／Δｔ）を演算し、減速量
が所定値以上の急減速時には、ステップ３１４からエン
ジン回転数Ｎｅが設定回転数１５００ｒｐｍ以下になっ
たときに、ステップ３０８に進んで電磁クラッチ１６を
オン、モータ１８をオフする。

【００４０】なお、通常の減速では、ステップ３０６に
てエンジン回転数Ｎｅが設定回転数１２００ｒｐｍ以下
になったときに、ステップ３０８にて電磁クラッチ１６
をオン、モータ１８をオフする。

【００４１】即ち、図７のようにエンジンの急減速時に
は、通常の減速時よりもエンジン回転数が高いときに電
磁クラッチ１６を接続する。

【００４２】したがって、エンジンの急減速時に電磁ク
ラッチ１６を接続する際に、その接続あるいは応答遅れ
によってエンジン回転が落ち込むことはなく、エンスト
等を確実に防止できる。

【００４３】なお、その他の構成は前図１，２と同じで
ある。

【００４４】

【発明の効果】以上のようにこの発明は、機関回転軸の
リングギヤとかみ合う増速ギヤと、増速ギヤにクラッチ
を介して接続可能な小容量のフライホイールと、フライ
ホイールに連結したモータとを備え、機関回転数に応じ
てクラッチを断続すると共に、クラッチを接続するとき
にフライホイールを増速ギヤに同期回転するようにモー
タを駆動するので、クラッチの接続をスムーズに行え、
衝撃音の発生を防止できると共に、クラッチの耐久性を
大幅に向上できる。

【００４５】また、機関低回転域にクラッチを接続する
と共に、機関減速時は減速状態に応じてクラッチを接続
する設定機関回転数を切り替えるので、急減速時等にク
ラッチの接続あるいは応答遅れに対して回転の落ち込
み、エンストを確実に防止できる。

【００４６】また、機関回転が所定回転以下に低下した
ときにモータの回転力をクラッチを介して機関に付与す
るので、エンストを防止できると共に、アイドル域の回
転変動を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】全体の概略構成図である。

【図２】制御内容を示すフローチャートである。

【図３】クラッチの制御特性図である。

【図４】モータの制御特性図である。

【図５】他の実施例のフローチャートである。

【図６】他の実施例のフローチャートである。

【図７】クラッチの制御特性図である。

【図８】モータの制御特性図である。

【符号の説明】

１１ 回転軸 １２ リングギヤ １５ 増速ギヤ １６ 電磁クラッチ １７ フライホイール １８ モータ １９ 回転センサ ２０ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村杉 卓 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 亀ヶ谷 茂 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機関回転軸のリングギヤとかみ合う増速
   ギヤと、増速ギヤにクラッチを介して接続可能な小容量
   のフライホイールと、フライホイールに連結したモータ
   と、機関回転数に応じてクラッチを断続すると共に、ク
   ラッチを接続するときにフライホイールを増速ギヤに同
   期回転するようにモータを駆動する制御装置とを備えて
   なるフライホイール装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置は、機関低回転域にクラッ
   チを接続すると共に、機関減速時は減速状態に応じてク
   ラッチを接続する設定機関回転数を切り替える請求項１
   に記載のフライホイール装置。
3. 【請求項３】 前記制御装置は、機関回転が所定回転以
   下に低下したときにモータの回転力をクラッチを介して
   機関に付与するように制御する請求項１または２に記載
   のフライホイール装置。