JPS649456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、複数のそれぞれ独立した動力源を一
体に収納した内燃機関に係り、特に、動力源を自
由に組合せて使用することにより、使用状況に応
じて最適の条件で動力を出力することができる複
数動力源を有する内燃機関に関し、特に、待機さ
せてある動力源を、常時は停止させておきクラツ
チによつて出力軸と接続させる時のみ動作させ、
燃料の浪費を防ぐことができる複数動力源を有す
る内燃機関の制御装置に関するものである。

【従来の技術】

従来の内燃機関の燃費特性を第１図により示す
と、横軸は回転数（r.p.m）であり、縦軸はトル
ク（Kg．ｍ）であり、等高線状の曲線は燃費率
（ｇ／ps.hr）を示すもので、同一燃費率の位置を
マツプ状に示したものである。また、図中Ａで示
される曲線は、平坦路における走行負荷曲線であ
り、内燃機関を載せた車体と使用ギヤ比によつて
決定されるものであり、実際に所定のギヤ比で走
行する車輌の燃費率は、この曲線Ａ上の点で決定
される。 この曲線Ａは、車体の空気抵抗やギヤ比等で決
定され、一方、燃費曲線は、エンジンの特性によ
つてきまるため、曲線Ａを最も燃費率の低い部分
を通過させるよう設定することは、一般に実用的
ではなく、その変更も設定してからは自由にはで
きないものである。このため、燃費曲線の特性は
与えられたものとし、走行負荷曲線Ａができるだ
け燃費率の費率の低い部分を横切るような内燃機
関が得られれば、燃費率は低下し、極めて理想的
な内燃機関となる。 すなわち、ギヤ比を含め車両の諸元を第１図に
おける車両と同一にし、内燃機関を複数にし（以
下簡単のため２機とする）その合計が第１図で設
定した内燃機関の容量になるように定めれば、第
２図のような特性となる。 つまり、従来の自動車と比較すると、車体およ
びギヤ比はそのままにし、内燃機関を２機に分割
する形である。ここで、第１ゾーンは第１のエン
ジンのみ、第２ゾーンは第１、第２のエンジンを
結合した性能を表わし、走行負荷曲線Ｂは、車両
およびギヤ比が変らないから、第１図の走行負荷
曲線Ａと同じになる。 したがつて、必要トルクが小さい場合には、第
１ゾーンの範囲内で内燃機関を作動させ、第１の
エンジンのみで駆動するようにすると、走行負荷
曲線Ｂは最低燃費率Ｄの付近を横切るので、燃費
が良くなる。 ところで上述のように、複数の独立した内燃機
関を用い、負荷の状況に応じて各内燃機関と出力
軸とをクラツチにより接・断して燃費を向上する
ようにした、複数の動力源を有する内燃機関に関
する先行技術例としては、特公昭54―34847号公
報に記載されているものがある。

【発明が解決しようとする課題】

ところが上記先行技術例によれば、第２のエン
ジン（補助エンジン）を作動させるための同エン
ジンへの燃料の供給は、次に述べるような構成を
有する燃料供給制御系により行われている。すな
わちペダルの踏込みにより、スイツチがオン・オ
フすることにより負圧制御三方弁を切換えて、第
２のエンジンの吸入マニホールドの負圧と大気と
を選択的にスレーブ弁へ供給し、これにより同弁
を作動させることで機械的結合部材を介して第２
のエンジンのスロツトルバルブを開閉するという
燃料供給制御系で燃料を同エンジンに供給するよ
うにしている。 従つて、この燃料供給制御系は、第２のエンジ
ンの吸入マニホールドから負圧制御三方弁を介し
てスレーブ弁に至る配管も要すると共に、検出ス
イツチから負圧制御三方弁へと至る電気配線も要
し、従つて、その全体的な構造が複雑でコストア
ツプするという課題がある。 本発明は、このような課題を解決することを目
的とするものである。

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために本発明は、複数の
クランクシヤフトを独立させて複数の動力源を形
成し、少くとも一つの動力源を出力軸に接続し、
他の動力源と出力軸はクラツチを介して接続し、
上記出力軸の必要なトルクの大きさに応じて、上
記クラツチを操作することで複数の動力源を組合
わせて使用するものにおいて、上記少くとも一つ
の動力源のスロツトルバルブに連設されたレバー
に、バネを介して連接する第１の止め金具を、ア
クセルワイヤに固設すると共に、上記アクセルワ
イヤが所定長動作されたとき他の動力源のスロツ
トルバルブに連設されたレバーに係合する第２の
止め金具を該アクセルワイヤに固設し、さらに、
上記アクセルワイヤが所定長動作されて上記少く
とも一つの動力源側のレバーが回動された位置で
作動するスイツチを設け、上記スイツチの作動に
よりクラツチを接・断するようにし、該クラツチ
による接続時のみ他の動力源を運転するよう構成
したことを特徴とするものである。

【実施例】

以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。 第３図は、本発明の概念を示すスケルトン図
で、第４図、第５図はそれぞれ一部を切断した平
面図、正面図であり、本実施例は、大別して一の
動力源である第１のエンジン１、他の動力源であ
る第２のエンジン２、クラツチ部３、出力軸部
４、フライホイール部５により構成されている。 第１と第２のエンジン１，２は、それぞれ独立
したものであつて個別に出力することができるも
のであり、第１のエンジン１は直接出力軸部４に
接続してあり、第２のエンジン２は、クラツチ部
３を介して出力軸部４に接続してあり、出力軸部
４は、両エンジン１，２の出力を集計してフライ
ホイール部５に伝えるようになつている。 第１と第２のエンジン１，２は、いずれも同一
容積の２シリンダ型であり、それぞれ独立して作
動するように構成されている。すなわち、クラン
クシヤフト６，７は、間隔を置いて平行に配置さ
れていて、それぞれのクランクシヤフト６，７に
は、連接棒１４，１５、ピストン１２，１３が設
けられ、またクランクシヤフト６，７をそれぞれ
軸支する各シリンダブロツク８，９には、シリン
ダ１０，１１、クランク室１９，２０、オイルパ
ン２１，２２、シリンダヘツド２９，３０が設け
られ、各シリンダヘツド２９，３０には、排気弁
３３，３４、吸気弁３１，３２、これらに通ずる
吸気管３５，３６と、排気管３７，３８、各吸気
管３５，３６にそれぞれ連接される気化器３９，
４０等が設けられてあり、各気化器３９，４０の
上部には、共用するエアークリーナ４１が設けて
ある。以上は従来公知の構成をなしている。 このようにして本実施例では、いわば単独の内
燃機関を２台並置してあることから、冷却系、潤
滑系および伝動装置は次のように構成されてい
る。 まず冷却系については、第１のエンジン１で駆
動される、図示しないウオータポンプによつて送
られる冷却水は、各シリンダブロツク８，９の側
壁に設けられたウオータジヤケツト１６，１７、
第１のエンジン１と第２のエンジンの間を結ぶ水
管１８，１８′を経て図示しないラジエータに戻
り、循環される。従つて、冷却水は、第２のエン
ジン２が停止している間、該エンジン２にも循環
されるので、第２のエンジンの暖気がなされる。 潤滑系の構造も、同様に、第１のエンジン１で
駆動される図示しないオイルポンブにより送られ
る潤滑油は、第１のエンジン１の各部に送られる
と共に、第２のエンジン２にも送油されて第２の
エンジンの暖機がなされ、両者のオイルパン２
１，２２は連通路２３で連通されている。こうし
て、第２のエンジン２は、第１のエンジン１だけ
が駆動している間の停止中も冷却水、潤滑油が循
環されるから、すぐ起動し、作動させて出力を出
力軸部４へと伝達させることができる。 なお、伝動装置は、常時回転している第１のエ
ンジン１側のプーリによりＶベルトを介して、オ
ルタネータ、冷却フアン、その他の補機類を駆動
するようにする。 前記クラツチ部３内には、電気的に軸間の接続
を接・断する電磁粉式クラツチ４２が用いられて
おり、そのドライブメンバ４３はクランクシヤフ
ト７にねじ止めされ、そのドリブンメンバ４４は
後述の出力軸部４に接続されている。 前記第１のエンジン１のクランク室１９などを
含むエンジンケースは、クランクシヤフト６の出
力側においてフライホイール部５方向に延長し、
ギヤケース４５となつており、第１のエンジン１
のエンジンケースとギヤケース４５は一体に成形
してある。このギヤケース４５は、第１のエンジ
ン１より少しその中心線を水平方向に偏心させて
あり、ギヤケース４５の中央には、出力軸４６が
回転自在に軸支させてある。この出力軸４６には
従動歯車４７が固着してあり、従動歯車４７に
は、クランクシヤフト６に固着した駆動歯車４８
が噛合せてある。ギヤケース４５の第２のエンジ
ン２側の側面は、フランジ状に拡大してクラツチ
ケース５１となつており、このクラツチケース５
１の端面に第２のエンジン２のエンジンケースが
固着してあり、これにより第１のエンジン１、第
２のエンジン２、ギヤケース４５が一体となつて
組立てられている。 前記ギヤケース４５には、電磁粉式クラツチ４
２のドリブンメンバ４４に接続する中間軸４９が
軸支してあり、この中間軸４９には、従動歯車４
７に噛合う駆動歯車５０が固着してある。前述の
出力軸４６、従動歯車４７、駆動歯車４８，５
０、中間軸４９によつて出力軸部４が構成されて
いる。 なお、従動歯車４７、駆動歯車４８，５０を同
じ大きさにすれば、第１のエンジン１と第２のエ
ンジン２との回転数と変速ギヤ軸５４との回転数
比は１：１になる。 また、前記ギヤケース４５の端面には、変速機
（図示せず）を収納してミツシヨンケース５２が
接続してあり、このミツシヨンケース５２内に
は、出力軸４６に軸着したフライホイール５３が
収納してある。このフライホイール５３には、変
速ギヤを軸支する変速ギヤ軸５４が連接してあ
る。 また、第６図は２つの気化器３９，４０の関連
構成を示すもので、気化器３９，４０のそれぞれ
のスロツトル筒５５，５６は、間隔を置いて平行
に位置させてあり、このスロツトル筒５５，５６
には、それぞれスロツトル軸５７，５８が回転自
在に軸支させてあり、各スロツトル軸５７，５８
には、それぞれスロツトル筒５５，５６内で開閉
するスロツトルバルブ５９，６０が固着してあ
る。スロツトル軸５７，５８の、スロツトル筒５
５，５６よりの突出端には、それぞれレバー６
１，６２が固着してあり、また各レバー６１，６
２の先端には、それぞれワイヤ受け６３，６４が
固着してあり、これらのワイヤ受け６３，６４に
は、アクセルワイヤ６５が共通して挿通させてあ
る。 そしてこのアクセルワイヤ６５には、その中間
と先端部にそれぞれ第１の止め金具６６、第２の
止め金具６７が固着してあり、またワイヤ受け６
３と第１の止め金具６６の間にはコイルバネ６８
を介在させてある。このコイルバネ６８は圧縮ス
プリングで、その強さは、アクセルワイヤ６５の
引張り力より強くしてあり、またワイヤ受け６３
と第１の止め金具６６の上部を跨りそれらの外側
端が当接すると共に、アクセルワイヤ６５が貫通
する断面がコ字状のストツパ６８′が設けられる。
また、前記スロツトル筒５５の側面でスロツトル
軸５７に接近した位置には、水平に支持杆７０が
突出させてあり、この支持杆７０の上面にはマイ
クロスイツチ６９が固着してある。 次に、本実施例の作用を第７図とともに説明す
る。 第１のエンジン１の始動。 図示しないスタータを作動させると、スタータ
の小歯車がフライホイール５３外周に形成した歯
車と噛合い、フライホイール５３を回転させる。
このフライホイール５３の回転は出力軸４６、従
動歯車４７、駆動歯車４８を介してクランクシヤ
フト６に伝達され、クランクシヤフト６の回転
は、連接棒１４を介してピストン１２をシリンダ
１０内で往復動させ、シリンダ１０内で混合気を
爆発させることによつて第１のエンジン１を作動
させる。このとき、駆動歯車５０は従動歯車４７
によつて回転されるが、電磁粉式クラツチ４２に
は制御電流を流していないので、中間軸４９から
の回転力は、クランクシヤフト７には伝達され
ず、従つて、第２のエンジン２は始動しない。 必要トルクが小さい場合。 必要トルクが小さい範囲で本実施例による内燃
機関を用いた場合（例えば平坦路での低、中速走
行、アイドリング時など）では、第１のエンジン
１のみを動作させ、その出力トルクを用いる。こ
の場合における燃費特性は第２図に示され、第１
のエンジン１だけによる第１ゾーンはＣであり、
最低燃費率の範囲はＤである。この燃費特性にお
いて、走行負荷曲線Ｂは前記最低燃費率の範囲Ｄ
を横切ることになり、極めて燃費が少くなる。 この場合、アクセルペダルを踏み込みアクセル
ワイヤ６５を第６図中右方向に引張り、気化器３
９からの混合気を増加させようとすると、第１の
止め金具６６によりコイルバネ６８を介してレバ
ー６１のみが回転するが、この際第２の止め金具
６７は、レバー６２に接触しないようになつてい
るため、レバー６２は従動しない。従つて、第１
のエンジン１のみが加速、或いは減速されること
になる（第７図イ及びロの状態）。 必要トルクが大きい場合。 必要トルクが大きい範囲で本実施例による内燃
機関を用いる場合（例えば坂を上る時や高速走
行、加速の時など）では、第２のエンジン２を始
動させ、第１と第２のエンジン１，２の両出力ト
ルクを合計したものを出力することができる。必
要トルクが第１ゾーンＣの範囲以上になつた場合
には、アクセルペダルを踏み込むことによりレバ
ー６１が更に回転され、スロツトルバルブ５９が
全開となる、つまり第１ゾーンＣの範囲の限度直
前でレバー６１にマイクロスイツチ６９が当接し
（第７図ハ参照）、このマイクロスイツチ６９によ
つて電磁粉式クラツチ４２に制御電流を流し、中
間軸４９とクランクシヤフト７とを接続する。 これにより、第１のエンジン１からの出力トル
クの一部は、駆動歯車５０、中間軸４９、電磁粉
式クラツチ４２を介してクランクシヤフト７を回
転することになり、クランクシヤフト７が回転す
ることで連接棒１５はピストン１３をシリンダ１
１内で往復動させ、これにより混合気を爆発され
て第２のエンジン２を始動させる。 第２のエンジン２が始動されると、その出力ト
ルクは、逆にクランクシヤフト７、電磁粉式クラ
ツチ４２、中間軸４９、駆動歯車５０を介して従
動歯車４７に伝達され、第１のエンジン１の出力
トルクに加えられることになる。所定の位置（ス
ロツトルバルブ５９が全開になる直前）で第２の
エンジン２が始動された後では、レバー６１は支
持杆７０に接触してそれ以上回動することはでき
ず、アクセルワイヤ６５をなおも引張ることによ
りコイルバネ６８は第１の止め金具６６により圧
縮される。そして、同時に第２の止め金具６７が
レバー６２に当接し、レバー６２を回動させよう
とする（第７図ニ参照）。 このことから、この内燃機関の容積は倍加さ
れ、第１と第２のエンジン１，２の合成した出力
が出力される。この動作を第２図で示すと、第１
ゾーンＣ範囲の限界直前でマイクロスイツチ６９
が作動され、必要トルクが要求されることを検知
してあらかじめ動作している第２のエンジン２が
接続されて、第２ゾーンＥの範囲で出力トルクが
増減させれる。 必要トルクが少くなる方向に変化する場合。 必要トルクが大きくて、第１と第２のエンジン
１，２がいずれも回転している状態から、負荷が
減少して出力トルクが小さくなつた場合（たとえ
ば低、中速定常走行、減速走行、下り坂の走行な
ど）には、アクセルワイヤ６５が戻されるため、
第７図ニからハまたはロの状態に変化し、マイク
ロスイツチ６９は開放されることになり、これに
よつて電磁粉式クラツチ４２への制御電流を切断
し、クランクシヤフト７と中間軸４９の係合を解
除し、出力軸４６には第１のエンジン１の出力の
みが伝達される。この後、第２のエンジン２には
燃料を供給せず、第２のエンジン２の動作を停止
させて無駄な燃料消費を防止する。 第８図は本発明の他の実施例を示すもので、こ
の実施例では水平対向２気筒のエンジンを２機用
いており、それらのクランクシヤフトを直線状に
配置している。この実施例では、主要部は第１の
エンジン７１、第２のエンジン７２、クラツチ部
７３、出力軸部６４から構成され、第１のエンジ
ン７１のクランクシヤフト７５と第２のエンジン
７２のクランクシヤフト７６は、それぞれ独立し
て回転するものであり、両クランクシヤフト７
５，７６は間隔を置いて直線状に配置してある。
そして両クランクシヤフト７５，７６は、クラツ
チ部７３にある電磁粉式クラツチ７７によつて
接・断自在に連結してある。またクランクシヤフ
ト７５の他端には、出力軸部７４内にあるフライ
ホイール７８が接続してある。 この実施例でも、出力トルクが小さい場合には
第１のエンジン７１のみを動作させて、第２のエ
ンジン７２はその動作を停止させ、無用の燃料消
費を防止している。そして、出力トルクが大きく
なる場合には、電磁粉式クラツチ７７に制御電流
を流してクランクシヤフト７５と７６を接続さ
せ、第２のエンジン７２を始動させ、この後、第
１と第２のエンジン７１，７２の合計した出力ト
ルクをフライホイール７８に伝達することができ
る。さらに、出力トルクが減少に向う場合には、
電磁粉式クラツチ７７の接続を解くと共に第２の
エンジン７２の動作を停止させる。このように、
必要な出力トルクの大小に対応して使用気筒数を
増減させ、できるだけ燃料消費率の低い範囲で内
燃機関を用いることができると共に、無駄な燃料
消費を防止して燃費を向上させることができる。 これまでの説明では、動力源が２個の場合につ
いて述べたが、きめ細かく制御しようとする際に
は複数の多段動力源が望ましく、あるいは、これ
らの動力源の機関容量や性能を同一にせず、異な
つたものとしてもよい。

【発明の効果】

以上述べたところから、本発明においては、複
数のクランクシヤフトを独立させて複数の動力源
を形成し、少くとも一つの動力源を出力軸に接続
し、他の動力源と出力軸はクラツチを介して接続
し、上記出力軸の必要なトルクの大きさに応じ
て、上記クラツチを操作することで複数の動力源
を組合わせて使用するものにおいて、上記少くと
も一つの動力源のスロツトルバルブに連設された
レバーに、バネを介して連接する第１の止め金具
を、アクセルワイヤに固設すると共に、上記アク
セルワイヤが所定長動作されたとき他の動力源の
スロツトルバルブに連設されたレバーに係合する
第２の止め金具を該アクセルワイヤに固設し、さ
らに、上記アクセルワイヤが所定長動作されて上
記少くとも一つの動力源側のレバーが回動された
位置で作動するスイツチを設け、上記スイツチの
作動によりクラツチを接・断するようにし、該ク
ラツチによる接続時のみ他の動力源を運転するよ
う構成したので、出力軸の必要トルクに対応し
て、複数の動力源を作動させることができ、しか
も、常時はクラツチの解放により出力させていな
い動力源はその動作を停止させてあるので、アイ
ドリング状態による燃料の消費が防止でき、燃費
が向上する一方、 出力軸の必要トルクが大なる際の他の動力源へ
の燃料供給制御系は、上記したように、単にアク
セルワイヤに第１、２の止め金具を固定すると共
にバネを介設し、かつスイツチを設けて成るか
ら、上記先行技術例の、ペダルの踏込みによりオ
ン・オフするスイツチと電線で結ばれて作動する
負圧制御三方弁と、補助エンジン（他の動力源）
とパイプにより順次接続されて該エンジンの吸入
マニホールドの負圧が導かれる上記負圧制御三方
弁、スレーブ弁と、該スレーブ弁の上記負圧に基
く作動により補助エンジンのスロツトルバルブを
制御する機械的結合部材などより成るそれに比
べ、構造が著しく簡単であり、従つて、コストが
低いという効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関の燃費特性を示すグラ
フ、第２図は本発明の一実施例を示す内燃機関の
燃費特性を示すグラフ、第３図は同上の概略を示
すスケルトン、第４図は同上の内燃機関の一部を
段面した平面図、第５図は同上の一部を断面にし
た正面図、第６図は気化器付近を示す斜視図、第
７図は同上の動作を示す説明図、第８図は本発明
の他の実施例を示す一部を断面にした平面図であ
る。 １…第１のエンジン（一の動力源）、２…第２
のエンジン（他の動力源）、３…クラツチ部、４
…出力軸部、５…フライホイール部、６，７…ク
ランクシヤフト、８，９…シリンダブロツク、１
０，１１…シリンダ、１２，１３…ピストン、１
４，１５…連接棒、１６，１７…ウオータジヤケ
ツト、１８，１８′…水管、１９，２０…クラン
ク室、２１，２２…オイルバン、２３…連通路、
２９，３０…シリンダヘツド、３１，３２…吸気
弁、３３，３４…排気弁、３５，３６…吸気管、
３７，３８…排気管、３９，４０…気化器、４１
…エアークリーナ、４２…電磁粉式クラツチ、４
３…ドライブメンバ、４４…ドリブンメンバ、４
５…ギヤケース、４６…出力軸、４７…従動歯
車、４８…駆動歯車、４９…中間軸、５０…駆動
歯車、５１…クラツチケース、５２…ミツシヨン
ケース、５３…フライホイール、５４…変速ギヤ
軸、５５，５６…スロツトル筒、５７，５８…ス
ロツトル軸、５９，６０…スロツトルバルブ、６
１，６２…レバー、６３，６４…ワイヤ受け、６
５…アクセルワイヤ、６６…第１の止め金具、６
７…第２の止め金具、６８…コイルバネ、６８′
…ストツパ、６９…マイクロスイツチ、７０…支
持杆、７１…第１のエンジン、７２…第２のエン
ジン、７３…クラツチ部、７４…出力軸部、７
５，７６…クランクシヤフト、７７…電磁粉式ク
ラツチ、７８…フライホイール。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のクランクシヤフトを独立させて複数の
   動力源を形成し、少くとも一つの動力源を出力軸
   に接続し、他の動力源と出力軸はクラツチを介し
   て接続し、上記出力軸の必要なトルクの大きさに
   応じて、上記クラツチを操作することで複数の動
   力源を組合わせて使用するものにおいて、 上記少くとも一つの動力源のスロツトルバルブ
   に連設されたレバーに、バネを介して連接する第
   １の止め金具を、アクセルワイヤに固設すると共
   に、 上記アクセルワイヤが所定長動作されたとき他
   の動力源のスロツトルバルブに連設されたレバー
   に係合する第２の止め金具を該アクセルワイヤに
   固設し、 さらに、上記アクセルワイヤが所定長動作され
   て上記少くとも一つの動力源側のレバーが回動さ
   れた位置で作動するスイツチを設け、 上記スイツチの作動によりクラツチを接・断す
   るようにし、該クラツチによる接続時のみ他の動
   力源を運転するよう構成したことを特徴とする複
   数動力源を有する内燃機関の制御装置。