DE60212732T2 - Schwungradmechanismus mit veränderlicher Masse - Google Patents

Schwungradmechanismus mit veränderlicher Masse Download PDF

Info

Publication number
DE60212732T2
DE60212732T2 DE60212732T DE60212732T DE60212732T2 DE 60212732 T2 DE60212732 T2 DE 60212732T2 DE 60212732 T DE60212732 T DE 60212732T DE 60212732 T DE60212732 T DE 60212732T DE 60212732 T2 DE60212732 T2 DE 60212732T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
flywheel
speed
engine
rotor disk
mechanism according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60212732T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60212732D1 (de
Inventor
Masahiro Yamagata-shi Yamazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
YGK Co Ltd
Original Assignee
YGK Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by YGK Co Ltd filed Critical YGK Co Ltd
Publication of DE60212732D1 publication Critical patent/DE60212732D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60212732T2 publication Critical patent/DE60212732T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/30Flywheels
    • F16F15/31Flywheels characterised by means for varying the moment of inertia
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2121Flywheel, motion smoothing-type
    • Y10T74/2127Flywheel, motion smoothing-type with electrical or magnetic damping
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2121Flywheel, motion smoothing-type
    • Y10T74/2132Structural detail, e.g., fiber, held by magnet, etc.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schwungradmechanismus, der als solcher an eine Kurbelwelle eines Motors angebaut ist, um Winkelgeschwindigkeitsschwankungen des Motors bei niedrigen Geschwindigkeiten zu reduzieren, und insbesondere auf solch einen Schwungradmechanismus dessen Massenträgheit veränderbar ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Anordnung eines Schwungradmechanismus.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein Schwungrad (Massendämpfer) ist typischerweise mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden, um Winkelgeschwindigkeitsschwankungen bei niedrigen Rotationsgeschwindigkeiten entgegenzutreten. Je größer die Massenträgheit des Schwungrades ist, umso kleiner sind die Drehzahlschwankungen und daher kann, wenn die Massenträgheit des Schwungrades erhöht wird, die Drehzahl im Leerlaufbetrieb reduziert werden, wodurch sich Verbesserungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches und des Schadstoffausstoßes ergeben. Wenn jedoch die Massenträgheit des Schwungrades erhöht wird, wird der Drehzahlanstieg des Motors im Rahmen der Fahrzeugbeschleunigung verlangsamt und weiterhin wird die Effizienz der Motorbremswirkung verschlechtert wenn das Fahrzeug im Schubbetrieb läuft.
  • Die Druckschrift JP-A-S56-70147, die vom Japanischen Patentamt 1981 veröffentlicht wurde, offenbart eine Technologie für die Kombination der Anforderungen für den Niederdrehzahlbetrieb mit den Anforderungen für die Beschleunigung und während des Schubbetriebes, indem diese ein zweites Schwungrad bereitstellt das in der Lage ist, sich relativ zu der Kurbelwelle und separat zu einem ersten mit der Kurbelwelle verbundenen Schwungrad zu drehen, wobei jenes zweite Schwungrad mit dem ersten Schwungrad bei niedrigen Drehzahlen koppelbar ist.
  • Gesamtbeschreibung der Erfindung
  • Bei dem vorstehend genannten Stand der Technik kann jedoch dann, wenn das zweite Schwungrad angekoppelt wird, ein Ruck auftreten und als Resultat hiervon die Fahreigenschaft beeinträchtigt werden oder der Fahrer kann den Eindruck mangelhaften Komforts gewinnen. Weiterhin kann selbst nach der Anbindung des zweiten Schwungrades die Kupplung aufgrund der Drehmomentenschwankungen innerhalb des Motors schlupfen, sodass die funktionelle Fähigkeit des Schwungrades beeinträchtigt wird. Falls derartiger Schlupf auftritt, kann das Schwungrad Abrasionen erleiden oder erhebliche Hitze freisetzen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Ruck bei der Anbindung eines zweiten Schwungrades in einem hinsichtlich seiner Schwungmasse variablen Schwungradmechanismus zu reduzieren. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Schlupf während der Anbindung des zweiten Schwungrades zu reduzieren und hierbei die Funktionsfähigkeit des Schwungradmechanismus weiter zu verbessern.
  • Um die vorgenannte Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung einen hinsichtlich seiner Schwungmasse variablen Schwungradmechanismus, der ein erstes Schwungrad umfasst, das dazu vorgesehen ist, integral mit der Kurbelwelle des Motors zu rotieren, einem zweiten Schwungrad, das in der Lage ist, sich relativ zu dem ersten Schwungrad zu drehen, einem Antriebsmechanismus, der die Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Schwungrades steuert, und einem Verbindungsmechanismus, der das zweite Schwungrad mit dem ersten Schwungrad verbindet wenn der Motor bei niedriger Geschwindigkeit läuft, wobei, wenn das zweite Schwungrad mit dem ersten Schwungrad zu verbinden ist, der Antriebsmechanismus die Drehzahl des zweiten Schwungrades steuert und der Koppelungsmechanismus das zweite Schwungrad an das erste Schwungrad ankoppelt nachdem die Rotationsgeschwindigkeit des zweiten Schwungrades und die Rotationsgeschwindigkeit des ersten Schwungrades miteinander übereinstimmen.
  • Diese Einzelheiten sowie auch weitere Merkmale und Vorteile bestimmter Ausführungsformen dieser Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und sind auch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Schnittansicht eines hinsichtlich seiner Schwungmasse veränderbaren Schwungradmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Rotorscheibe sowie auf die Polmagneten.
  • 3 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderung der Spannung die an den Spulen anliegt veranschaulicht.
  • 4 ist eine Draufsicht auf ein zweites Schwungrad.
  • 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Es wird Bezug genommen auf 1 der Zeichnungen. Diese Figur zeigt eine Längsschnittansicht eines hinsichtlich seiner Schwungmasse variablen Schwungradmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung. Das hintere Ende einer Kurbelwelle 1 eines Motors (nicht dargestellt) ist in eine rohrartige Schwungradnabe 12 eingesetzt, die an einem Innenumfangsabschnitt eines ersten Schwungrades 11 vorgesehen ist. Das erste Schwungrad 11 ist mit dem hinteren Ende der Kurbelwelle 1 durch Bolzen 13 verbunden und dreht sich demgemäss integral gemeinsam mit der Kurbelwelle 1. Ein Ringzahnrad 11r ist an dem Außenumfang des ersten Schwungrades 11 ausgebildet. Ein Anlassermotor (nicht gezeigt) kann mit diesem Ringzahnrad 11r in Eingriff treten. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 2 ein Lager, das die Kurbelwelle 1 in einem Zylinderblock 3 lagert und das Bezugszeichen 14 kennzeichnet eine Kupplungsabdeckung.
  • Ein Rohrteil 15 ist drehbar auf dem Außenumfang der Schwungradnabe 12 über ein Lager 16 gelagert. Eine Rotorscheibe 17 ist nahe des Motors an dem Außenumfangsbereich des Rohrteils 15 durch Schrumpfsitz oder dergleichen sicher montiert. Wie weiterhin aus 2 hervorgeht, sind drei Polmagnete 18u bis 18w durch Bolzen 20 an dem hinteren Ende des Motorblocks 3 des Motors befestigt und sind als solche zu der Rotorscheibe 17 unter gleicher Umfangsteilung zugewandt. Der Außenumfangsbereich der Rotorscheibe 17 ist in Öffnungsabschnitte 18o in den Polmagneten 18u bis 18w eingesetzt, welche als solche zu Elektromagneten werden wenn eine Spannung an die Spulen 19u bis 19w angelegt wird.
  • Die Rotorscheibe 17 besteht aus einem nichtmagnetischen Material wie beispielsweise Aluminium. Wie in 2 dargestellt ist, sind Permanentmagnete 17a in einer, einem ganzzahligen Vielfachen der Zahl 3 entsprechenden Anzahl in die Rotorscheibe 17 auf gleichem Umfang und unter gleichen Intervallen eingebunden und weisen als solche zu den vorgenannten Polmagneten 18u bis 18w. Im vorliegenden Falle beträgt die Anzahl der Permanentmagneten 17a 12. Diese Anzahl kann jedoch erforderlichenfalls reduziert werden. Die Permanentmagneten 17a, die Polmagnete 18u bis 18w und die Wicklungen 19u bis 19w bilden einen bürstenlosen Gleichstrommotor. Wenn eine sich periodisch ändernde Spannung an die Spulen 19u bis 19w der Polmagneten 18u bis 18w angelegt wird, kann die Rotorscheibe 17 dazu veranlasst werden sich mit einer geforderten Rotationsgeschwindigkeit zu drehen.
  • Wie beispielsweise in 3 dargestellt ist, kann wenn eine positive Spannung und eine negative Spannung wechselweise an die Spule 19u in Zeitperioden von 2Δt mit einem Intervall von Δt dazwischen angelegt wird und die gleiche Spannung an die Spule 19v und die Spule 19w mit entsprechenden Phasenversätzen von 2Δt und 4Δt mit Bezug auf die Anlage an die Spule 19u, die Rotorscheibe 17 dazu veranlasst werden, sich zu drehen. Desweiteren kann durch Einstellung des Zeitintervalls Δt die Rotationsgeschwindigkeit der Rotorscheibe 17 gesteuert werden.
  • Unter Rückkehr auf 1 wird der Aufbau des Schwungradmechanismus nunmehr weiter erläutert. Ein zweites Schwungrad 21 sitzt auf dem Außenumfang des Rohrteiles 15 nahe jenem ersten Schwungrad 11, sodass dieses in der Lage ist, in axialer Richtung in Verzahnungsnuten zu gleiten und so dass dieses nicht in der Lage ist sich gegenüber dem rohrförmigen Teil 15 zu drehen. Das zweite Schwungrad 21 ist aus einem magnetischen Material wie beispielsweise Stahl gefertigt. Die Dicke des zweiten Schwungrades 21 in der Axialrichtung ist am Außenumfangsbereich dicker als die in Axialrichtung gemessene Dicke im Innenumfangsbereich, um die Schwungmasse bei an sich geringer Gesamtmasse zu erhöhen.
  • Die Rotorscheibe 17 und das zweite Schwungrad 21 sind durch eine als Platten-Feder ausgeführte Rückholfeder 23 miteinander verbunden. Wenn das zweite Schwungrad 21 sich in eine Richtung bewegt, in welcher dieses sich dem ersten Schwungrad 11 nähert, erzeugt die Rückholfeder 23 eine Kraft, die auf das zweite Schwungrad 21 wirkt, um das zweite Schwungrad 21 zur Seite des Zylinderblocks 3 hin zu bewegen. Die Rückholfeder 23 beschränkt weiterhin die Relativbewegung zwischen der Rotorscheibe 17 und dem zweiten Schwungrad 21. Die Rotorscheibe 17 und das rohrförmige Teil 15 sind weiterhin nicht in der Lage, sich gegeneinander zu verdrehen und daher drehen sich das rohrförmige Teil 15, die Rotorscheibe 17 und das zweite Schwungrad 21 sich gemeinsam.
  • Weiterhin ist eine große Wicklung 24 an der Außenseite des zweiten Schwungrades 21 vorgesehen, so dass diese den Randbereich desselben umgibt. Die Wicklung 24 ist in einer Position vorgesehen, die gegenüber dem zweiten Schwungrad 21 um eine Strecke ε1 in axialer Richtung des ersten Schwungrades 11 versetzt ist. Die Spule 24 ist an dem Zylinderblock 3 durch Bolzen 25 befestigt. Der Betrag des Versatzes ε1 der Spule 24 ist gleichgesetzt dem Spalt ε2 zwischen dem ersten Schwungrad 11 und dem zweiten Schwungrad 21. Desweiteren ist, wie in den 4 und 5 dargestellt, eine Vielzahl von Kupplungsklauen 26 in Innenumfangsrichtung der einander gegenüberliegenden Oberflächen des zweiten Schwungrades 21 und dem ersten Schwungrad 11 ausgebildet. Die Kupplungsklauen 26 bilden Kupplungen zur Koppelung von zwei rotierenden Scheiben derart, dass diese nicht mehr gegeneinander verdrehbar sind indem die jeweiligen konvexen Abschnitte, die an einer der Rotationsscheiben ausgebildet sind mit entsprechend konkaven Abschnitten in Eingriff treten, die an der anderen Rotationsscheibe ausgebildet sind. Wenn eine Spannung an die Spulen 24 angelegt wird, sodass sich das zweite Schwungrad 21 gegen die Rückholkraft der Rückholfeder 23 in Richtung zum ersten Schwungrad 11 hin bewegt, werden das erste Schwungrad 11 und das zweite Schwungrad 21 durch die Kupplungsklauen 26 miteinander verbunden, sodass sich diese Schwungräder nicht mehr gegeneinander verdrehen können.
  • Wenn der an die Spule 24 angelegte Strom abgeschaltet wird, wird das zweite Schwungrad 21 zu dem Zylinderblock 3 durch die Rückholkraft der Rückholfeder 23 zurückgezogen. Als Folge hiervon werden die Kupplungsklauen 26 gelöst, um hierbei die Verbindung zwischen dem ersten Schwungrad und dem zweiten Schwungrad 21 aufzuheben. Sobald die Kupplungsklauen 26 freikommen, wird das zweite Schwungrad 21 unabhängig von dem ersten Schwungrad 11 und der Kurbelwelle 1 und kann damit frei auf der Schwungradnabe 12 rotieren.
  • Die Steuerung des zweiten Schwungrades 21 wird durch eine Steuereinrichtung 30 abgewickelt, die als solche einen Mikroprozessor, einen Speicher, und ein Input/Output Interface umfasst. Signale die den momentanen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges angeben, insbesondere hinsichtlich eines Drosselklappenöffnungszustandes und ein Motordrehzahlsignal (Motordrehzahlimpulse) werden in die Steuereinrichtung 30 eingegeben. Die Steuereinrichtung 30 steuert die Drehzahl des zweiten Schwungrades 21 nach Maßgabe des Betriebszustandes des Fahrzeuges und wickelt die Anbindung/Abkupplung des ersten Schwungrades 11 an das zweite Schwungrad 21 ab.
  • Insbesondere ist es so, dass dann wenn ermittelt wird, dass während sich das Fahrzeug bewegt, der Drosselöffnungsgrad des Motors kleiner wird und die Motordrehzahl unter eine vorgegebene Rotationsdrehzahl abfällt, eine Spannung, wie sie in 3 gezeigt ist, an die Spulen 19u bis 19w der Polmagnete 18u bis 18w angelegt wird, wobei die Rotationsdrehzahl der Rotorscheibe 17 erhöht wird indem Δt nach 3 vermindert wird. Die vorbestimmte Rotationsgeschwindigkeit ist auf eine Rotationsgeschwindigkeit gesetzt, die geringfügig größer ist als die Leerlaufrotationsdrehzahl, beispielsweise 700 rpm. Wie vorangehend beschrieben kann die Rotorscheibe 17 und das zweite Schwungrad 21 beide in Umfangsrichtung über das rohrartige Teil 15 und die Rückholfeder 23 zurückgehalten werden, und daher nimmt die Rotationsdrehzahl des zweiten Schwungrades 21 ebenso mit der Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit der Rotorscheibe 17 zu. Umgekehrt ist es auch so, wenn das zweite Schwungrad 21 sich mit einer Drehzahl dreht die größer ist als die des ersten Schwungrades 11, wird die Rotationsenergie des zweiten Schwungrades 21 in den Spulen 19u bis 19w umgesetzt wird und sich dadurch die Rotationsdrehzahl des zweiten Schwungrades 21 reduziert.
  • Sobald dann die Rotationsdrehzahlen der Rotorscheibe 17 und des zweiten Schwungrades 21 mit der Rotationsdrehzahl des ersten Schwungrades 11 übereinkommen, wird ein Strom an die Spulen 24 angelegt, sodass das zweite Schwungrad 21 entgegen der Kraft der Rückholfeder 23 verschoben wird und zwar in eine Richtung in welcher sich dieses dem ersten Schwungrad 11 nähert. Ob die Drehzahl des ersten Schwungrades 11 und die Drehzahl des zweiten Schwungrades 21 miteinander übereinstimmen, oder ob nicht, wird daran beurteilt, ob Δt einen Wert annimmt, der der Motordrehzahl entspricht oder ob die eingekoppelte Leistung 0 wird. Als Resultat werden die Kupplungsklauen 26 miteinander in Eingriff gebracht, sodass das erste Schwungrad 11 und das zweite Schwungrad 21 miteinander gemeinsam, integral drehen.
  • Wenn das zweite Schwungrad 21 mit dem ersten Schwungrad 11 verbunden wird, nimmt die Massenträgheit um die Kurbelwellenachse 1 zu und daher kann selbst wenn die Motordrehzahl auf eine niedrige Geschwindigkeit abfällt (z.B. 400 rpm) welche deutlich niedriger ist als eine übliche Leerlaufdrehzahl, der Motor einen stabilen Lauf beibehalten. Dies beruht auf der Tatsache, dass der Koeffizient δ der Schwankung der Motordrehzahl ausgedrückt werden kann durch die folgende Gleichung:
    Figure 00080001
    wobei I das Massenträgheitsmoment ist, ωm die Winkelgeschwindigkeit der Drehung (Durchschnittswert), T ein momentaner Drehmomentenwert, und Tm ein durchschnittlicher Drehmomentenwert. Wenn die Massenträgheit I erhöht wird, kann die Winkelgeschwindigkeit der Drehung ωm reduziert werden ohne dass der Koeffizient δ der Drehzahlschwankung sich hierbei erhöht.
  • Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die Trägheitsmasse doppelt so groß ist aufgrund der Ankoppelung des zweiten Schwungrades 21 an das erste Schwungrad 11, dann kann die Rotationsgeschwindigkeit während des Leerlaufs auf die Hälfte abgesenkt werden während der Koeffizient der Drehzahlschwankungen auf einem üblichen Level gehalten wird. Wenn die Rotationsdrehzahl während des Leerlaufs abgesenkt wird, dann nehmen die Reibungsverluste in verschiedensten Bereichen des Motors ab. Als Resultat wird ein kleinerer Betrag an Energie benötigt, um den Maschinenlauf beizubehalten, wodurch Verbesserungen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches erreicht werden. Desweiteren nimmt auch der Gesamtausstoß an Abgasen ab, wodurch eine Reduktion der Abgasemissionen erreicht wird.
  • Wenn die Rotationsdrehzahl während des Leerlaufs abgesenkt wird, nehmen die Rotationsdrehzahlen der Lichtmaschine, des Klimakompressors ebenfalls ab. Jedoch kann durch entsprechende Gestaltung der Laufriemenübersetzungen ein zu starker Abfall bei der generierten Leistung sowie der Leistungsfähigkeit des Luftkonditionierungssystems verhindert werden.
  • Weiterhin kann gemäß der vorliegenden Erfindung dann, wenn das zweite Schwungrad 21 mit dem ersten Schwungrad 11 zu verbinden ist, die Rotationsdrehzahl der beiden Komponenten bereits vor ihrer Verbindung miteinander übereingebracht werden, sodass bei der Verbindung kein Stoß entsteht, und damit keine Wahrnehmung einer Komforteinbuße von dem Fahrer erfolgt. Desweiteren sind das erste Schwungrad 11 und das zweite Schwungrad 21 durch die Kupplungsklauen 26 miteinander verbunden und demgemäss kann kein Schlupf zwischen diesen beiden Komponenten nach Koppelung derselben auftreten, sodass keine Hitzefreisetzung oder Abrasion durch Schlupf auftritt.
  • Weiterhin kann ein Strom an die Spulen 19u bis 19w selbst während des Leerlaufs nach der Verbindung des zweiten Schwungrades 21 mit dem ersten Schwungrad 11 angelegt werden, sodass als wenn das zweite Schwungrad 21 bei Leerlaufdrehzahl betrieben wird, der Leerlaufbetrieb weiterhin stabilisiert werden kann. Alternativ kann, wenn die Motordrehzahl höher ist als die Leerlaufdrehzahl die Rotationsdrehzahl abgesenkt werden durch Regenerierung der Rotationsenergie, und wenn die Motordrehzahl niedriger ist als die Leerlaufdrehzahl kann die Rotationsdrehzahl angehoben werden durch Antrieb des zweiten Schwungrades 21, sodass Drehzahlschwankungen während des Leerlaufs noch weiter reduziert werden können.
  • Dann, wenn der Fahrer in einem Systemzustand auf das Gaspedal tritt, in welchem das zweite Schwungrad 21 sich in einem angekoppelten Zustand befindet, sodass hierbei die Drosselöffnung zunimmt und die Motordrehzahl ansteigt, beendet die Steuereinrichtung 30 die Stromzufuhr zu den Spulen 24 zur der Zeit, wenn die Motordrehzahl die vorgenannte vorgegebene Rotationsdrehzahl erreicht, oder Rotationsdrehzahl die geringfügig höher ist als die vorgegebene Rotationsdrehzahl (z.B. 750 rpm), wobei hierdurch das erste Schwungrad 21 von dem ersten Schwungrad 11 getrennt wird. Um eine zu häufige Wiederholung der Ankoppelung bzw. der Abkoppelung des zweiten Schwungrades 21 mit dem Motor zu vermeiden wenn dieser in der Nähe der vorgenannten vorgegebenen Rotationsdrehzahl betrieben wird, wird die Rotationsdrehzahl während der Abkoppelung auf einen Wert gesetzt, der geringfügig höher ist als die Rotationsdrehzahl während der Anbindung, sodass hierbei eine gewisse Hysterese geschaffen wird.
  • Wenn das Fahrzeug mit einer niedrigen Getriebeübersetzung betrieben wird, dann ist die Trägheitsmasse des Schwungrades vergleichbar mit der Masse des Fahrzeuges. Jedoch kann durch Abkoppelung des zweiten Schwungrades 21 die Trägheitsmasse um die Kurbelwelle 1 herum reduziert werden und hierdurch das Beschleunigungsverhalten verbessert und der Kraftstoffverbrauch während der Beschleunigung reduziert werden. Desweiteren kann, da die Rotationsenergie des ersten Schwungrades 11 niedrig ist, der Motorbremseffekt vergrößert werden und das Fahrverhalten im Schub- oder Ausrollbetrieb verbessert werden.
  • Es soll darauf hingewiesen werden, dass in dem oben genannten Ausführungsbeispiel die Rotorscheibe 17 und das zweite Schwungrad 21 angetrieben werden indem hierzu Permanentmagneten 17a und die Polmagnete 18 verwendet werden. Jedoch kann die Anzahl und die Anordnung und desgleichen der Permanentmagneten 17a und der Polmagneten 18 dem jeweiligen Bedarf entsprechend variiert und angepasst werden. Wenn beispielsweise die Anzahl der Polmagneten 18 erhöht wird, kann das Antriebsdrehmoment für die Rotorscheibe 17 und damit auch die maximale Rotationsgeschwindigkeit derselben erhöht werden. Auch ein anderweitiger Mechanismus kann als Antriebsmechanismus für die Rotorscheibe 17 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Motor verwendet werden, der die Rotorscheibe 17 über eine Getriebeeinrichtung antreibt, die nahe der Rotorscheibe 17 vorgesehen ist und die Rotorscheibe 17 kann durch diesen Motor angetrieben werden.
  • Desweiteren können, wenn das zweite Schwungrad 21 mit dem ersten Schwungrad 11 gekoppelt werden soll, die Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Komponenten vor der Kuppelung in Übereinkunft gebracht werden. Jedoch selbst wenn die Rotationsgeschwindigkeiten nicht exakt übereinstimmen, wird der Stoß der sich beim Einkoppeln ergibt reduziert solange die Rotationsgeschwindigkeiten zumindest einander im wesentlichen entsprechen. Ein Fall in welchem die Rotationsgeschwindigkeiten des ersten Schwungrades 11 und des zweiten Schwungrades 21 im wesentlichen übereinkommen wenn die beiden Komponenten miteinander zu verbinden sind, bewegt sich in jedem Falle im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
  • Desweiteren kann das Timing des Übereinkommens der Rotationsgeschwindigkeiten des zweiten Schwungrades 21 mit der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Schwungrades 11 basierend auf Δt ermittelt werden. Jedoch kann diese Ermittlung auch durch direkte Erfassung der Rotationsgeschwindigkeiten der Rotorscheibe 17 oder des zweiten Schwungrades 21 erfolgen. Alternativ kann die Ermittlung auch durch eine induzierte elektromagnetische Kraft in den Spulen 19u bis 19w erfolgen.
  • Die oben genannten Ausführungsbeispiele richten sich auf einen Motor, der mit einem zur manuellen Schaltung vorgesehenen Schaltgetriebe ausgestattet ist, jedoch kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich auch bei Motoren Anwendung finden, die mit einem Automatikgetriebe ausgestattet sind. In diesem Fall kann das erste Schwungrad 11 und die Kupplungsabdeckung 14 in 1 durch eine Antriebsplatte und einen Drehmomentenwandler entsprechend ersetzt sein.

Claims (9)

  1. Schwungradmechanismus mit variierbarer Schwungmasse, mit einem ersten Schwungrad (11) welches so anzuordnen ist, dass dieses mit einer Kurbelwelle (1) eines Motors umläuft, einem zweiten Schwungrad (21) das in der Lage ist sich gegenüber dem ersten Schwungrad (11) zu drehen, und einem Verbindungsmechanismus der das zweite Schwungrad (21) mit dem ersten Schwungrad (11) verbindet, wenn der Motor im niedrigen Drehzahlbereich läuft, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungradmechanismus weiterhin umfasst: einen Antriebsmechanismus (4) der die Drehzahl des zweiten Schwungrades (21) steuert, wobei, dann wenn das zweite Schwungrad (21) mit dem ersten Schwungrad (11) zu verbinden ist, der Antriebsmechanismus (4) die Drehzahl des zweiten Schwungrades (21) steuert und der Verbindungsmechanismus das zweite Schwungrad (21) mit dem ersten Schwungrad (11) verbindet nachdem die Drehzahl des zweiten Schwungrades (21) und des ersten Schwungrades (11) übereinstimmen.
  2. Schwungradmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmechanismus (4) als Elektromotor ausgeführt ist.
  3. Schwungradmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwungradmechanismus weiterhin eine Rotorscheibe (17) umfasst, die einheitlich mit dem zweiten Schwungrad (21) umläuft, und der Elektromotor (4) das zweite Schwungrad (21) durch Antrieb der Rotorscheibe (17) antreibt.
  4. Schwungradmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (4) einen Permanentmagneten (17a), der an der Rotorscheibe (17) vorgesehen ist sowie einen Elektromagneten (18u18w, 19u, 19w) umfasst, der neben der Rotorscheibe (17) vorgesehen ist.
  5. Schwungradmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schwungrad (21) aus einem magnetischen Material gefertigt ist, und dass der Verbindungsmechanismus eine Spule (24) umfasst die an der Außenseite des zweiten Schwungrades (21) vorgesehen ist, wobei der Verbindungsmechanismus das zweite Schwungrad (21) in eine sich dem ersten Schwungrad (11) nähernde Richtung durch Anlegen von Strom an jene Spule (24) verlagert, und hierbei das zweite Schwungrad (21) mit dem ersten Schwungrad (11) verbindet.
  6. Schwungradmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (24) an einer Versatzposition angeordnet ist, die sich näher an dem ersten Schwungrad (11) als an dem zweiten Schwungrad (21) befindet.
  7. Schwungradmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klauenkupplung (26) vorgesehen ist, die an einer Fläche des zweiten Schwungrades (21) ausgebildet ist, die dem ersten Schwungrad (11) gegenüberliegt, um das zweite Schwungrad (21) mit dem ersten Schwungrad (11) in Eingriff zu bringen wenn das zweite Schwungrad (21) mit dem ersten Schwungrad (11) verbunden ist.
  8. Schwungradmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsmechanismus das zweite Schwungrad (21) mit dem ersten Schwungrad (11) verbindet, nachdem die Motordrehzahl auf eine erste Drehzahl abgesunken ist, und die Verbindung zwischen dem ersten Schwungrad (11) und dem zweiten Schwungrad (21) aufhebt, wenn die Motordrehzahl auf eine zweite Drehzahl angestiegen ist, die über der ersten Drehzahl liegt.
  9. Anordnung eines Schwungradmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das erste Schwungrad (11) und das zweite Schwungrad (21) miteinander verbunden sind, der Antriebsmechanismus die Drehzahl des zweiten Schwungrades (21) derart steuert, dass die Drehzahl des zweiten Schwungrades (21) der Leerlaufdrehzahl des Motors gleichkommt.
DE60212732T 2001-09-05 2002-09-03 Schwungradmechanismus mit veränderlicher Masse Expired - Lifetime DE60212732T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001268539A JP4669172B2 (ja) 2001-09-05 2001-09-05 可変質量フライホイール
JP2001268539 2001-09-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60212732D1 DE60212732D1 (de) 2006-08-03
DE60212732T2 true DE60212732T2 (de) 2006-10-12

Family

ID=19094506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60212732T Expired - Lifetime DE60212732T2 (de) 2001-09-05 2002-09-03 Schwungradmechanismus mit veränderlicher Masse

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6915720B2 (de)
EP (1) EP1291552B1 (de)
JP (1) JP4669172B2 (de)
DE (1) DE60212732T2 (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4669172B2 (ja) 2001-09-05 2011-04-13 株式会社ワイ.ジー.ケー 可変質量フライホイール
WO2004097251A2 (fr) * 2003-04-23 2004-11-11 Defontaine Dispositif de volant moteur
US7654238B2 (en) * 2004-11-08 2010-02-02 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for controlled shutdown and direct start for internal combustion engine
JP4816243B2 (ja) * 2006-05-17 2011-11-16 トヨタ自動車株式会社 車両用動力装置およびその制御装置
JP4839960B2 (ja) 2006-05-24 2011-12-21 トヨタ自動車株式会社 車両用動力装置およびその制御装置
US8240231B2 (en) 2006-09-25 2012-08-14 James Kwok Energy storage device and method of use
KR20130020318A (ko) * 2011-08-19 2013-02-27 현대자동차주식회사 엔진 시동장치
WO2013168249A1 (ja) * 2012-05-09 2013-11-14 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
JP5831359B2 (ja) * 2012-05-22 2015-12-09 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
US9141095B2 (en) * 2012-08-09 2015-09-22 Caterpillar Inc. System and method for efficiently operating multiple flywheels
US10260594B2 (en) * 2014-04-22 2019-04-16 Balance Systems S.R.L. Balancing device for rotating bodies
US20160305486A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Borgwarner Inc. Locking mechanism for dual mass flywheels
WO2018042267A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 Brp Us Inc. Internal combustion engine assembly having a flywheel
US10408184B1 (en) * 2018-05-01 2019-09-10 GM Global Technology Operations LLC Brushless electric starter system with closed-loop speed synchronization control methodology

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE910368C (de) * 1951-10-13 1954-05-03 Edmond Uher Elektrischer Schwungmassenanlasser fuer Brennkraftmaschinen
DE1021472B (de) * 1956-09-26 1957-12-27 Licentia Gmbh Stromversorgungsanlage
US3983738A (en) * 1974-11-13 1976-10-05 Viktor Ivanovich Vlasov Crank press drive
DE2602028A1 (de) * 1976-01-21 1977-07-28 Alexander Satters Vorrichtung zum speichern von energie und zur beschleunigung von massen
JPS609465Y2 (ja) * 1976-10-08 1985-04-03 本田技研工業株式会社 エンジンのフライホイ−ル装置
JPS5670147A (en) * 1979-11-09 1981-06-11 Fuji Heavy Ind Ltd Flywheel device
FR2513721B1 (fr) * 1981-09-30 1988-09-09 Honda Motor Co Ltd Mecanisme de volant a capacite variable et moteur en comportant l'application avec un circuit de commande
JPS58106249A (ja) * 1981-12-19 1983-06-24 Honda Motor Co Ltd 可変容量フライホイ−ル
JPS61119845A (ja) * 1984-11-16 1986-06-07 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のフライホイ−ル装置
JPS61160644A (ja) * 1985-01-09 1986-07-21 Mazda Motor Corp 可変フライホイ−ル付エンジンの制御装置
JPS6260739U (de) * 1985-10-03 1987-04-15
DE9117268U1 (de) * 1990-05-31 1998-12-17 Luk Lamellen & Kupplungsbau Drehmomentübertragungseinrichtung
JPH0518440A (ja) * 1991-04-08 1993-01-26 Atsugi Unisia Corp 回転変動吸収装置
JPH05157140A (ja) * 1991-12-04 1993-06-22 Nissan Motor Co Ltd フライホイール装置
JPH05157141A (ja) * 1991-12-04 1993-06-22 Nissan Motor Co Ltd フライホイール装置
JPH0625638U (ja) * 1992-09-03 1994-04-08 愛知機械工業株式会社 可変容量フライホイール
JP3719533B2 (ja) * 1995-01-27 2005-11-24 ヤマハ発動機株式会社 可変質量フライホイール装置
DE19532136A1 (de) * 1995-08-31 1997-03-06 Clouth Gummiwerke Ag Antriebssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Verfahren zum Betreiben desselben
DE19548622C1 (de) * 1995-12-23 1997-05-07 Ford Werke Ag Zugkraftunterbrechungsfrei schaltbares Vorgelege-Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge
GB9603268D0 (en) * 1996-02-16 1996-04-17 Automotive Products Plc Twin Mass Flywheel
JP4669172B2 (ja) 2001-09-05 2011-04-13 株式会社ワイ.ジー.ケー 可変質量フライホイール

Also Published As

Publication number Publication date
JP4669172B2 (ja) 2011-04-13
US6915720B2 (en) 2005-07-12
US20030041688A1 (en) 2003-03-06
JP2003074641A (ja) 2003-03-12
DE60212732D1 (de) 2006-08-03
EP1291552A3 (de) 2004-08-04
EP1291552A2 (de) 2003-03-12
EP1291552B1 (de) 2005-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10158536B4 (de) Kraftfahrzeugantrieb
DE60212732T2 (de) Schwungradmechanismus mit veränderlicher Masse
DE10047950B4 (de) Antriebsstrang für Hybridfahrzeug
DE60118112T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kupplung eines Verbrennungsmotors und eines Getriebes mit einem Starter/Alternator
DE69928703T2 (de) Anlassregelverfahren eines Verbrennungsmotors
DE19910049B4 (de) Antriebssystem
DE60016713T2 (de) Antriebsvorrichtung für hybridfahrzeug
DE60212807T2 (de) Fahrzeugtriebstrangsteuerung
DE60107019T2 (de) Steuerungsv
DE2604472C2 (de) Antriebsanlage für ein Kraftfahrzeug
DE19941705A1 (de) Antriebsstrang
DE3233189C2 (de) Rückgewinnungsanlage für kinetische Verlustenergie bei einem Fahrzeug
EP3069038B1 (de) Kupplungsaggregat zum koppeln eines verbrennungsmotors an einen antriebsstrang eines kraftfahrzeugs sowie verfahren zum dämpfen von drehschwingungen in einem antriebsstrang eines kraftfahrzeugs
DE19952625B4 (de) Antriebssystem
DE19962507A1 (de) Fahrzeugantriebsstrang
DE10033649A1 (de) Antrieb
DE10004401A1 (de) Hybrid Angetriebenes Fahrzeug
DE19504935A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Drehmomenten-Übertragungssystems
WO2005100777A2 (de) Verfahren zur steuerung des anfahrvorganges eines kraftfahrzeuges
DE10126348A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur aktiven Antriebsstrangdämpfung
DE102012207325A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges
DE19945474A1 (de) Kraftfahrzeug
WO1998025053A1 (de) Getriebebaueinheit, verfahren zum betreiben einer in einen antriebsstrang integrierten getriebebaueinheit und hydrodynamische baueinheit
DE19539571C2 (de) Hybridantrieb
DE10392174T5 (de) Steuereinrichtung für ein Hybridfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8328 Change in the person/name/address of the agent

Representative=s name: HOEFER & PARTNER, 81543 MUENCHEN