JPH0214210B2 - - Google Patents

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JPH0214210B2
JPH0214210B2 JP58106572A JP10657283A JPH0214210B2 JP H0214210 B2 JPH0214210 B2 JP H0214210B2 JP 58106572 A JP58106572 A JP 58106572A JP 10657283 A JP10657283 A JP 10657283A JP H0214210 B2 JPH0214210 B2 JP H0214210B2
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JP
Japan
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flywheel
differential
output shaft
controlling
speed
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JP58106572A
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Kooen Matsukusu
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Publication date
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Publication of JPH0214210B2 publication Critical patent/JPH0214210B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/10—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel
    • B60K6/105—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable mechanical accumulator, e.g. flywheel the accumulator being a flywheel
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来技術の説明〕 燃料消費量をより少くする必要から、自動車業
界は加速性能の大幅な減少の他に、自動車の重量
の大幅な減少を努力目標としている。軽量自動車
は安全性の面で、より軽量の自動車の衝突事故で
は死亡事故が相当増大するいう事実がある。ま
た、加速性能の劣つた自動車は高速道路への進入
又は他の自動車の追い越し時に問題がある。
速度の変動を吸収する為にフライホイールを提
供し、それによつてエンジンのトルク出力を一様
にすることは旧く且つ周知のことである。重いフ
ライホイールはスロツトるが開かれた時の回転速
度の急激な増大を防止するので、加速性を増大す
るにはフライホイールの寸法及び重量を減少せし
めることにより達成可能であるが、これは低速域
における円滑な運転を犠牲とせざるをえない。
自動車における従来のフライホイールエネルギ
蓄積装置は幾つかの障害、即ち、主たるものとし
て高価格、低容量、そして、広範囲の変速比及び
高効率の連続可変変速比の、即ち無段変速機
CVT並びに該変速機の為の満足せる制御装置を
持たない点で特徴付けられる。
本発明は自動車の寸法及び重量を減少すること
なく且つその加速性能を犠性とすることなく１ガ
ロン当りのマイル数を増大させるという問題を解
決するものである。従つて、本発明は従来の各基
準に合致した性能及び便利さを維持しながら軽量
且つ低性能の自動車と同じかまたはそれ以上の道
路走行燃料消費を標準型（フルサイズ）の自動車
で達成し得る様にした装置に関するものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、加速時に補助作用を為す他の
動力源を提供しそれによつて小型エンジンを全開
スロツトルに近い走行速度で且つ最適効率にて作
動可能とすることにより、自動車のエンジン寸法
を減少せしめることである。
本発明の目的は、エンジンを始動する為の別個
の手段を備えた内燃機関を提供することである。
本発明の他の目的は、エネルギをフライホイール
に蓄積し、フライホイールは単独でまたは原動機
と協動して自動車の発進及びまたは加速に利用し
得る様にした動力駆動装置及び駆動力提供方法を
提供することである。
本発明の更に他の目的は、フライホイールに蓄
積されるエネルギは、ブレーキ作動（制動）時に
通常は車輪ブレーキ部にて発生する熱として消費
されるエネルギを回収することによつて一部また
は全部が入手される様にした動力駆動装置及び駆
動力提供方法を提供することである。
〔発明の概要及び作用効果〕
本発明によれば、エネルギー蓄積用のフライホ
イールを含む手段と、 少くとも３つの部材、即ち自動車の車輪を駆動
するようになつている出力軸に運転上連結された
第１の部材、原動機に運転上連結された第２の部
材、及び第３の部材にして、自動車の加速期間中
に前記フライホイールをして該第３の部材を介し
て前記出力軸を駆動可能ならしめる為に前記フラ
イホイールに機械的に連結された第３の部材と、 前記フライホイールを駆動する為の駆動手段
と、 前記フライホイールのエネルギ水準を制御する
為の自動制御手段と を具備し、 各前記第２の部材及び第３の部材は前記第１の
部材に連結されるが差動機内部では互いに直結さ
れず、 前記フライホイール及び原動機は、各々同時に
且つ独立して前記差動機を介して前記出力軸を駆
動するようになつていることを特徴とする自動車
の動力駆動装置が提供される。
本発明の動力駆動装置は前記構成によつて、前
記目的を達成する作用効果を奏する。
本発明にて使用される加速動力の相当部分はエ
ンジン以外から供給され、又実際には瞬間的に供
給することが出来それによつてその何れの場合に
ももつと大きいエンジン動力レベルに達するに必
要な時間が軽減され従つて性能、効率及び排気物
における改良が達成される。
上記結果として、本発明によると標準型自動車
にて軽量自動車と同等かまたはそれ以上の燃料消
費を達成することが出来る。
また、本発明により動力装置の小型化が実現さ
れそれが１ガロン当りの走行マイル数を向上させ
る。
本発明は又、自動車の駆動力提供方法に関し、
該方法には、 自動車の駆動力提供方法であつて、 第１、第２及び第３の三つの部材を具備した差
動機を設ける段階と、 一端が自動車の車輪に連結され、他端が前記差
動機の第１の部材に連結された出力軸を設ける段
階と、 前記差動機の第２の部材に連結された原動機を
設ける段階と、 前記差動機の第３の部材に連結されたエネルギ
蓄積用フライホイールを設ける段階と、 前記出力軸が前記第３の部材を介して前記フラ
イホイールを駆動する様、前記第２の部材の回転
に制動力を加えることによつて発生する前記出力
軸からの制動力を使用して、原動機からエネルギ
を取出すことなくフライホイールの回転を加速し
それによつて前記エネルギ蓄積フライホイールに
時折エネルギを蓄積する段階と、 前記フライホイールが回転している時、前記差
動機の前記第１の部材を駆動する為の駆動力を提
供し、前記原動機及び前記フライホイールが同時
に且つ独立して前記差動機を介して前記出力軸を
駆動する様にする段階と、 前記原動機によつて前記差動機の前記第２の部
材に付与された駆動トルクを可変に制御すること
により前記出力軸を駆動する段階と、 フライホイール及び駆動輪を加速及び制動時を
除き分断し、差動機の第２及び第３の部材の相対
速度を制御することによつて原動機及びフライホ
イールによつて引出される出力関係を制御し、自
動車の運転速度範囲に渡つて加速期間中に引出さ
れるエネルギ量を予めプログラムされた態様に於
て自動的に制御し、それによつて自動車の加速性
能を一定且つ均一なものとする段階と、 そして自動車のある速度からもつと早い速度へ
の加速期間中にフライホイールによつて消費され
る動力を、これら２つの速度の間に自動車を制動
する際の標準的な制動エネルギ回復及び蓄積プロ
セスによつて入手し得るそれと等しい量に制御す
る為、可変比率変速機手段によつて加速期間中の
前記差動機の第２及び第３の部材の相対速度を制
御する段階と を包含することを特徴とする前記自動車の駆動力
提供方法が含まれる。
該方法によれば、差動機の駆動用の２つの歯車
の相対速度を制御することによつて、自動車をあ
る速度から加速する場合はいつでもフライホイー
ルから同一量のエネルギを引出すことが可能とな
り、これにより運動エネルギバランスの一定化が
実現され、斯くして、最大の動力要件を必要とし
従つてエンジンへの補助が最も必要とされる高速
での加速に際し最大のフライホイール動力を使用
可能となる。
フライホイール速度が自動車の一時的な停車時
には高速、そして高速道路走行時には低速となる
ことによりエネルギ蓄積の損失が最小限となる。
そして、変速比を変更する必要無く車輪の、即ち
自動車の速度を前記フライホイールの速度に拘ら
ず速度範囲に渡つて変動させるかまたは一定に維
持することが可能となる他、制動時に発生するエ
ネルギを駆動輪から１つのフライホイールへと伝
達するに際してのエネルギ伝達損失の回避が可能
となり、フライホイール及び駆動輪を加速及び制
動時を除き分断することによつて、加速の為のフ
ライホイールエネルギを節約することが可能とな
る。フライホイール速度を自動車の一時的な停車
時には高速状態とし、一方、高速道路走行時には
低速状態とすることによりエネルギ蓄積の損失を
最小限とすることが可能である。
次に本発明を図面を参照して説明するが、本発
明は斯かる実施態様に限定されるものではないこ
とを理解されたい。
〔実施例の説明〕
図面について詳しく説明すると、第１図は本発
明に従つた動力駆動装置の概略平面図を表わす。
第１図は、例えば軸受け及び同等物の様な多く
の構成部品が省略されている点に於て該略図であ
る。第１図には総括して１０で示される動力駆動
装置を備えた自動車が図示される。該装置はエン
ジンシヤフト１４が差動機１６に連結されている
原動機１２を具備する。差動機１６はかさ歯車装
置形式、遊星歯車装置形式又は他の機械式変速機
とし得、好ましくは図示される様にかさ歯車装置
形式のものである。差動機１６は、出力軸２４に
連結された第１の部材、即ちかさ歯車２０及び２
２、エンジンシヤフト１４に連結された第２の部
材、即ちかさ歯車１８、出力軸２４に設けたかさ
歯車２０及び２２と歯合する第３の部材、即ちか
さ歯車２８、とを具備する。エンジンシヤフト１
４にはブレーキ２６を設け得る。前記歯車１８は
出力軸２４に連結されたかさ歯車２０及び２２に
歯合し、かさ歯車２８は出力軸２４を包囲したカ
ラーを介してかさ歯車３０に連結される。かさ歯
車３０は（フライホイール３４を駆動し又フライ
ホイール３４により駆動される）かさ歯車３２に
歯合する。
出力軸２４は差動機３６に連結される。差動機
３６は、車軸４０に設けられたホイール３８及び
車軸４０′に設けられたホイール３８′を駆動す
る。装置１０は、出力軸２４の速度がエンジンシ
ヤフト１４及びフライホイール連結かさ歯車２８
の各速度の合計の半分とる様にした簡単なかさ歯
車差動機１６を使用する。従つて、出力軸２４の
速度は通常の自動車の場合の様に原動機の速度を
変えることにより制御することができる。全ての
制御が通常の方法で安定して且つ過渡的過負荷状
態をもたらすことなく達成される。例えば、本装
置を使用した自動車は、出力軸２４の速度が
2000rpm、フライホイール連結歯車２８の速度が
3500rpm、又エンジン速度を500rpmとすること
ができる。エンジンスロツトルは、差動機１６を
介して出力軸２４にトルクを伝達するとき自動車
に加速を生ぜしめるために利用することができ
る。同時に、フライホイールが歯車１８，２０，
２２，２８，３０及び３２を介して原動機１２に
よつて負荷がかけられる。
出力軸２４の速度が3000rpmにまで加速される
と、フライホイール連結歯車２８の速度は
2000rpmにまで低下しそしてエンジンシヤフトの
速度は4000rpmにまで増大される。この説明は自
動車が36.7マイル／時から55マイル／時へと加速
された場合を示すものである。55マイル／時への
加速終了時には原動機１２は出力軸２４に馬力の
３分の２を供給し、又該出力軸は原動機１２のト
ルクの２倍のトルクを受容し、それによつて小形
の原動機がより大形の原動機と同じ加速性能を提
供し得るようにする。原動機１２は、該原動機の
速度を調整し軸２４に所望の出力速度を維持しそ
して低下するフライホイールの速度を補償するよ
うに通常の手段によつて制御される。この制御
は、安定した速度を維持するべくアクセルペダル
を押下する自動車の運転者がスロツトルを調整す
ることによつて直接行なうことができるであろ
う。もし自動車が下り板を走行したり又は減速を
開始する場合を除いては、フライホイールは蓄積
エネルギを放出しながら減速し続けるであろう。
自動車が急坂を降りるときには、エンジンの作
動速度は低下せられ、出力軸２４は差動機１６を
介してフライホイールを駆動する部材となる。原
動機１２は圧縮態様で駆動され、そしてフライホ
イール３４は増速するべく駆動される。フライホ
イール３４を駆動するためのフライホイール軸部
に生じるトルクはエンジンシヤフト１４の抵抗に
等しく且つ出力軸２４のブレーキトルクの半分で
ある。換言すれば、自動車のブレーキング（制
動）及びフライホイールの加速はエンジンシヤフ
ト１４の抵抗によつて制御される。ブレーキ率が
小さい場合にはこのエンジンシヤフトの抵抗は圧
縮状態で作動する作動速度が低下した（つまりス
ロツトルを絞つた状態の）エンジンにて与えられ
る。ブレーキ作用を更に急速に行なうためにエン
ジンシヤフト１４のブレーキ２６が作動され、所
望のブレーキ作用を得るように制御される。この
ブレーキ作動時に、自動車の運動エネルギの一部
はフライホイール３４に伝達され、後で使用する
ために該フライホイールに蓄積され、又一部のエ
ネルギはエンジンシヤフト１４にて消費される。
加速動作を随意に且つ一様に繰返すためには定
速走行時にフライホイール３４をアイドリングさ
せること、及び加速が必要とされる時期に先立つ
てフライホイール３４を所望速度にもたらす手段
を提供することが望ましい。これを達成する方法
は数多くの方法がある。
第２図には総括して１０′として示される本発
明に係る他の実施態様が図示される。装置１０′
は後で明らかとされるものを除いては装置１０と
同じである。
装置１０′は、エンジンシヤフト１４にて失な
われたエネルギ部分を減少させそれによつてフラ
イホイール３４における回収割合を増大させる一
方法を図示する。フライホイール３４は噛合する
かさ歯車４２及び４４によつて、一方クラツチ４
６を介してスリーブ２９′に連結される。フライ
ホイール３４は又噛合するかさ歯車４８及び５０
によつて、一方クラツチ５２を介してスリーブ２
９′に連結される。クラツチ４６においては外側
レースがオーバラン運動を行ない、また、クラツ
チ５２においては内側レースがオーバラン運動を
行なうであろう。ブレーキ作動時にはクラツチ４
６がフライホイール３４を駆動するであろう。加
速時にはフライホイール３４は歯車４８及び５
０、並びに歯車５０をスリーブ２９′に連結する
クラツチ５２によつて出力軸２４を駆動すること
ができる。
第３図には本発明に係る他の実施態様が概略図
示され、本装置は総括して６０で示される。装置
６０は、好ましくは一定可変の変速機６４によつ
てクラツチシヤフト７０に連結された原動機６２
を具備する。シヤフト７０はクラツチ６６によつ
て出力軸の延長シヤフト７１に連結されるか又は
クラツチ６８によつてブレーキ７２に連結され
る。ブレーキ７２は差動機７３の歯車７４に連結
される。一対のかさ歯車７６が歯車７４に噛合
し、そして出力軸８０に連結される。かさ歯車７
８は歯車７６と噛合しそしてスリーブ８２に連結
される。スリーブ８２は軸８０を囲包しそしてか
さ歯車８４に連結される。
かさ歯車８４はかさ歯車８６に噛合する。歯車
８６は自動変速機に連結された軸に取付けられ
る。該自動変速機は流体トルクコンバータ継手８
８を具備し、又該継手の出力はフライホイールに
連結される。フライホイール９０はベルト９２に
よつて例えばパワーステアリング装置用ポンプ９
４のような付属装置を駆動する。
装置６０においてエンジン動力伝達装置６４の
出力はクラツチ６６によつて又はクラツチ６８を
介して出力軸８０の延長部に連結することがで
き、これによつて出力軸８０は駆動され、そして
フライホイール９０には負荷がかけられる。トル
クコンバータ継手８８はブレーキ作動時にのみ作
動するように一方クラツチを有し、それによつて
出力はフライホイール９０に連結されそして加速
時にはトルクコンバータ継手は迂回され、フライ
ホイールが直接歯車８６を駆動することとなる。
継手８８の代わりに例えばトルクコンバータ及び
流体継手のような他の同等の流体動力学的装置を
使用することができる。自動車の速度を遅くする
べくブレーキ７２を作動させた場合に、継手８８
は自動車の運動量によつてフライホイール９０
を、該継手８８のすべりにより許容される歯車８
６の速度にて又は該速度以下にて駆動せしめる。
第４図には６０′で示される本発明の他の実施
態様が図示される。第４図は第３図より更に詳し
く装置の概略を表わす。従つて、第４図の装置６
０′は番号に（′）を付して表示される。
第４図の装置６０′はベルト１００と相互に連
結されたプーリ９６，９８によつて画定される連
続的に変えることのできる、つまり無段式変速機
であるような好ましい変速機６４′を表わす。プ
ーリ９６は原動機６２′のクランクシヤフトに連
結される。プーリ９８はクラツチシヤフト７０′
に固着される。プーリ９８に対するプーリ９６の
速度比は、図示されてはいないが例えば一方のプ
ーリを開き、他方のプーリは閉じるようにした流
体圧ピストンの如き任意の通常の手段によつて５
〜１の範囲で連続的に変えることができる。装置
６０′のブレーキ、クラツチ、モータ他と同様に
変速機６４′の調整もドライバによるアクセル及
びブレーキペダル、変速機セレクタレバー他への
位置及び圧力命令と同様に例えば出力軸、フライ
ホイール速度、エンジン負荷のような諸条件に応
答するセンサによつて自動的に制御することがで
きる。
シヤフト７０′は図示されてはいないがケーシ
ングに固着された一方クラツチ１０２によつて反
転運動するのが防止される。シヤフト７０′は流
体圧により作動される摩擦クラツチ６６′の一側
部と輪歯車１０４によつて画定されるクラツチ６
８′の一側部とに取付けられる。クラツチ６６′の
他側は出力軸８０′の延長軸７１′に固着される。
クラツチ６８′の他側は遊星キヤリア１０６に取
付けられる。
遊星キヤリア１０６は流体圧により作動される
摩擦ブレーキ７２′によつて一時的に停止するこ
とができる。太陽歯車１０８は差動歯車７４′に
取付けられる。遊星歯車１１０は遊星キヤリア１
０６によつて指示されそして太陽歯車１０８と輪
歯車１０４に噛合する。リングが遊星歯車１１０
の端部でキヤリア１０６からは遠い方の端部を支
持する。該リングは軸７１′の軸受に取付けられ
ている。
外部の電源にて始動される電気式始動モータ１
１２がかさ歯車８６′に連結される。歯車８６′が
一方クラツチ１１６に連結され、該クラツチは歯
車８６が軸１１４をオーバーラン走行をなし得る
ように軸１１４に連結される。歯車８６′はトル
クコンバータ継手８８′の半分を駆動しそしてブ
レーキ１１９によつて制御される。継手８８′の
他の半分は軸１１４を駆動する。ブレーキ作動時
には歯車８６′は軸１１４を、次で継手８８′によ
つて駆動軸１１４をオーバランさせる。継手８
８′は好ましくは自動車の変速機に幅広く使用さ
れている通常の継手であり、ユニツトが継手とし
て作用しているときはクラツチ１１８を通常態様
で自由回転することのできるステータ又は反動部
材を具備する。
二つの遊星歯車装置１２２，１２４が軸１２４
に配置され、そして通常の自動車に幅広く使用さ
れているのと同様の３速（二つの減速及び連結）
の自動変速機を形成せしめる。遊星歯車装置１２
２は遊星キヤリア１３０に設けられた遊星歯車１
２８に噛合した輪歯車１２６を具備する。キヤリ
ア１３０はブレーキ１３２によつて停止すること
ができる。太陽歯車１３４は各歯車装置１２２，
１２４に共通である。太陽歯車１３４はブレーキ
１３６によつて停止することができる。
歯車装置１２４はフライホイール９０′の軸に
取付けられた輪歯車１３８を具備する。歯車１３
８は遊星歯車１４０によつて太陽歯車１３４に連
結される。遊星歯車１４０は遊星キヤリア１４２
によつて支持される。キヤリア１４２は流体圧作
動摩擦クラツチ１４４の一側部に取付けられ、そ
れによつて軸１１４はフライホイール９０′を直
接駆動することができる。軸１１４は又一方クラ
ツチ１４６の一側部に連結され、クラツチ他側は
フライホイール９０′の軸に取付けられる。その
結果フライホイールは軸１１４をオーバラン走行
をなすことができ、且つ軸１１４がブレーキ作動
時にフライホイールを駆動するときにだけ係合が
起り、従つてブレーキ作用による高負荷を摩擦ク
ラツチ１４４に与えるのが回避される。
フライホイール９０′の速度と軸１１４の速度
との間の割合はブレーキ１３２，１３６、クラツ
チ１４４の状態及びフライホイールが駆動してい
るか又は軸１１４が駆動しているかによつて決め
られる。最も大きな割合はブレーキ１３２が係合
し、ブレーキ１３６およびフラツチ１４４の係合
が離脱しているときに起る。最も小さい割合（１
対１の直結）はフラツチ１４４が駆動中のフライ
ホイールに係合しているときに起るが、又もし軸
１１４が駆動中で、ブレーキ１３２，１３６及び
クラツチ１４４の係合が離脱しておればクラツチ
１４６によつて自動的に発生するであろう。ニユ
トラル（中立状態）はフライホイールがクラツチ
１４６をオーバラン走行し、ブレーキ１３２，１
３６及び１４４の係合が離脱しているときに起
る。
第３図及び第４図に説明された動力装置を使用し
た自動車の作動 フライホイールの初期チヤージング走行開始前 自動車が或る時間駐車していた場合、フライホ
イール９０′は所望速度以下の速度にまで低下し
てしまうであろう。フライホイールは二つの方法
で所望速度にまで増速することができる。先ずフ
ライホイールは最初は静止しているとする。フラ
イホイールは全経過時間約20秒にてエンジンで自
動的にチヤージ（駆動）されるであろう。例えば
家庭用電源のような電源に一時的に接続されたモ
ータ１１２を介してフライホイールを駆動するこ
とによつて小量の燃料を節約することができるで
あろう。フライホイールの初期チヤージングタイ
ムは従来の自動車に使用されているのに比べ小形
のフライホイールを使用することによつて低減で
きる。試験重量4200ポンドの自動車を使用した場
合フライホイールは最大速度で約0.2馬力（150W
時）の総エネルギを有するであろう。
モータ１１２によるフライホイールの初期チヤ
ージングは次のようにして行なわれる。パーキン
グブレーキ１４８を除いて全てのブレーキ及びク
ラツチは係合が外される。モータ１１２が歯車８
６′及びトルクコンバータ継手８８′を駆動する。
ブレーキ１２０がステータ・反動部材に係合され
る。もしモータ１１２が所望速度を軸１１４に分
与することができるのであれば、軸１１４はフラ
イホイールの速度を測定するセンサ（図示せず）
が制御器に所望速度が得られたことの信号を出す
まで加速されるだけである。もしフライホイール
の速度をより大きくする必要がある場合にはブレ
ーキ１３２又は１３６が係合されるであろう。こ
の時、制御器はチヤージング作動を終え、そして
ドライバに最大加速が得られたことを知らせるた
めにダツシユボードの信号灯を点灯せしめる。自
動車を始動させる前にモータ１１２を電源に接続
したり、外したりする不便さが幾分ある。
上述のようなフライホイールのチヤージング方
法はエンジンの初期始動をバツテリ又は始動モー
タの必要なくフライホイールを使用して行なうこ
とができる。これは次のようにして行なわれる。
最初はパーキングブレーキ１４８を除いて全ての
クラツチ及びブレーキが係合を外される。無断変
速機６４′はその比が１／2.25とされる。次でブ
レーキ１３６が係合される。次にブレーキ７２′
が係合され、エンジンにクランク動作が施され
る。
エンジンは次のような方法でモータ１１２を使
用して始動される。パーキングブレーキ１４８を
除いて最初は全てのクラツチ及びブレーキがその
係合を外される。CVT比はエンジンが運転中で
ないときはいつでも自動的に戻すことのできる最
小、即ち、１／2.25である。モータ１１２が付勢
され、次でブレーキ７２が係合され、エンジンに
クランク動作が施される。この作動は斯る目的の
ために設けられた通常のばね負荷スタータスイツ
チによつて手動で制御することができる。
原動機６２′によるフライホイールの初期チヤ
ージングは次の如くである。逆効果を生じること
なく原動機に負荷をかけ得るように該原動機が運
転されているとき、無段変速機６６′の比は
2.25／１に変えられる。ブレーキ１２０が係合さ
れ、次でブレーキ７２′が係合される。その後エ
ンジンスロツトルが広く開口される。最大許容エ
ンジン速度が達成されると、変速機６４′はフラ
イホイールの所望速度が達成されるまでフライホ
イールを加速し続けるように調整される。その
時、エンジンはアイドリング速度にまで戻るよう
に絞られ、フライホイールはクラツチ１４６をオ
ーバラン走行し、ブレーキ７２′及びブレーキ１
２０は係合が外され、そして準備完了灯がダツシ
ユボードで点灯されるであろう。エンジンは自動
センサが暖機完了を検知しエンジンが駆動開始又
は停止されるまでアイドリング状態で作動し続け
る。
駆動開始（発進） 自動車を停止状態から駆動開始するには、通常
の自動変速機の自動車の運転操作、即ち、変速機
セレクタレバーをドライブ位置にし、アクセルペ
ダルを踏み、そしてアクセルペダルへの圧力量及
び／又はペダルの位置によつて加速を制御すると
いつた運転操作によつて開始される。その結果変
速機は、フライホイールのチヤージング量及び／
又はエンジンの走行状態に依存して三つの利用し
得る態様の中の一つから自動的に選択される。斯
る三つの態様とは(1)フライホイールの補助なしに
よる駆動開始、(2)フライホイールの力を借り、エ
ンジン運転中の駆動開始、及び(3)フライホイール
の力を借り、エンジンが停止しているときの駆動
開始、である。
フライホイールの補助なしによる駆動開始はフ
ライホイールが低速状態時に加速を命じられたと
き自動的に起る。小型のエンジンが唯一の動力源
であるので加速性能は良くない。変速機セレクタ
レバーが駆動位置に置かれると、エンジン速度は
アイドル状態に低下し、CVT比は最大、即ち、
2.25／１に調整され、パーキングブレーキ１４８
は解放され、又全ての他のブレーキ及びクラツチ
も係合が外される。アクセルペダルを押下する
と、エンジンは加速され、ブレーキ１１９は係合
し、自動車は動き出す。加速は最大許容エンジン
速度に達するまでエンジン速度を増大させること
によつて続けられる。それ以降の加速はCVT減
速比を調整することによつて行なわれる。CVT
減速比が最大減速比の半分となつたときに、ブレ
ーキ１１９及びクラツチ６８の係合を外し、クラ
ツチ６６′を係合させ、次でCVT比を最大にまで
増大することによつてシフトが行なわれる。更に
加速したり、定速走行したりする場合には、自動
変速機を持つた通常の自動車の場合のように
CVT比及び／又はエンジン速度を自動調整する
ことによつて行なわれる。フライホイールが定常
走行時及び／又は以下に述べるようなブレーキ作
動時にはチヤージングによつて増速するべくチヤ
ージされるまで、加速の必要があつた場合には変
速機は上記態様にて継続される。
フライホイールの力を借りた、エンジン作動中
の駆動開始。これは自動シフトが約14マイル／時
でなされるまでフライホイールの補助なしで駆動
開始する際に上述のようにして行なわれる。ブレ
ーキ１１９は解放され、ブレーキ１３６は係合
し、それによつてフライホイールは歯車８４′及
び８６′によつて出力軸８０′を駆動せしめる。出
力軸８０′は歯車１５０，１５２によつて前車輪
及び後車輪のための差動機を駆動することができ
る。加速動作は、所望の加速比を与え、フライホ
イールがエネルギを放出することによるフライホ
イールの速度低下を補償しそして最も効率の良い
エンジン作動条件を作り出すようにエンジン速度
及びCVT比を自動調節することによつて続けら
れる。約30マイル／時にて、ブレーキ１３２を係
合し、ブレーキ１３６の係合を外すことによつて
他の自動シフトが行なわれる。最終シフトはクラ
ツチ１４４を係合し、ブレーキ１３２の係合を外
すことによつて約39マイル／時にて行なわれる。
フライホイールの力を借りた、エンジン停止時
の駆動開始は、エンジンが暖機状態にあり且つ相
当時間のアイドリング又は減速時に停止されてい
た場合に起る。この場合にはフライホイールは自
動車の加速及びエンジンの始動を同時に行なうよ
うに動力を提供する。アクセルペダルが押下され
ると、クラツチ６６′は係合し、ブレーキ１３６
は係合し、次でブレーキ７２′がキヤリアアーム
１０６を約0.5〜1.0秒にて停止状態にもたらすよ
うな割合にて係合され、それによつてフライホイ
ールは歯車８４′及び８６′にて出力軸８０′を駆
動せしめ且つ又歯車７４′及び１０８を駆動せし
める。該歯車７４′及び１０８は又輪歯車１０４
を駆動し、従つてエンジンに始動用CVTにてク
ランク動作を施す。センサがエンジン作動を示す
と、クラツチ６６′は係合が外される。加速動作
は、フライホイールの力を借りたエンジン作動中
の駆動方法に従つた上述の方法で続けられる。
現在の速度で定速走行すべき指令に応じてアク
セルへの圧力を解放すると、クラツチ６８′が解
除され、クラツチ６６′が係合し、そして定速走
行しながらフライホイールのチヤージングを行な
うために以下に説明する場合を除いて他の全ての
クラツチ及びブレーキが係合を外される。安定し
た自動車の速度はCVT比及びエンジン速度、並
びに最適のエンジン効率を発生するために自動的
に制御されるスロツトル開口を調整することによ
つて維持される。
各々の自動車速度に対して「最小」、「目標」及
び「最大」と呼ばれるフライホイールのプリセツ
ト速度範囲がある。静止した自動車に対する最大
フライホイール速度はフライホイールのための最
も大きな作動速度である。目標速度は自動車を高
速度からブレーキ作動せしめた場合の平均ブレー
キエネルギ回収にて生じるフライホイールの速度
である。加速時のフライホイール及び原動機によ
つて分与される動力の関係はフライホイール速度
及びフライホイール変速機比によつて制御され、
フライホイールを各自動車速度に対する目標速度
に出来るだけ接近せしめる。これにより自動車速
度V1から速度V2へと加速した場合のフライホイ
ール内のエネルギ量は速度V2からV1へのブレー
キ制動作動後に回収されそして再使用のために蓄
積された量と概略同じとされるであろう。
定常走行しながらのフライホイールのチヤージ
ング。フライホイール速度は同期発電機及び／又
はバツテリからの電流によつて電動機１１２を付
勢することによつて定常走行時に増速することが
できる。斯るチヤージングは次のように規準によ
つて開始しそして続けられるであろう。チヤージ
ングはエンジンの条件に拘わらず開始され、そし
て最小フライホイール速度にまで続けられるであ
ろう。最小速度以上においてもチヤージングは、
エンジンが最大許容動力以下で作動する限り、続
けられるか又は目標速度にまで始動される。目標
速度以上では、チヤージングは例えばエンジンが
部分スロツトルにて作動している場合のようにエ
ンジンへの負荷の増大が比燃料消費量を予定通り
に改善することとなる場合にのみ行なわれる。
減速及びブレーキ作動（制動）。減速の指示に
対応してドライバがアクセルペダルへの圧力の大
半を解放した場合のブレーキ作動はアクセルへの
圧力を漸次更に解放し、次でブレーキペダルへの
圧力を増大させるブレーキ動作によつて開始され
る。ブレーキ作動は先ずエンジンへの燃料流れを
遮断し、CVTを最も遅いエンジン速度のための
最小比に変えることに漸次行なわれる。次で、約
18マイル／時以上ではクラツチ６８′が、約18マ
イル／時以下ではブレーキ７２′が係合し歯車８
４′を出力軸８０′の速度で又はその半分の速度で
回転せしめ、次でブレーキ１２０が係合し、次で
ブレーキ１３６が、係合し、次でブレーキ１３６
が解放されそしてブレーキ１３２が係合し、次で
自動車の車輪ブレーキが先ず一対の駆動用でない
車輪に付与され、次で全ての４つの車輪に最大ブ
レーキ作動が施される。アクセルペダルを介して
定常走行又は加速状態をとるように指示が出され
ると、各ブレーキは解放され、クラツチ６８′は
解放され又クラツチ６６′は係合し、エンジンへ
の燃料の流れは再開され、そしてCVT比は定常
走行のために調整される。エンジンが始動された
後は自動車は上述のように定常走行を行なうか、
又は加速動作が所望の速度を得るために要求され
た場合にはエンジンはスロツトル全開状態、次で
全速状態にもたらされ、次でクラツチ６８′が係
合し、次でクラツチ１４４又はブレーキ１３６又
はブレーキ１３２が加速のために上述したように
自動車速度及びフライホイール速度に依存して係
合する。
本発明は本発明の範囲内で他の実施態様にても
実施し得るであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施態様の概略平面図
である。第２図は本発明の第２の実施態様の概略
平面図である。第３図は本発明の好ましい実施態
様の概略平面図である。第４図は第３図に示され
る実施態様の拡大断面図である。 １２：原動機、１４：エンジンシヤフト、１
６：差動機、２４：出力軸、３４：フライホイー
ル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ エネルギー蓄積用のフライホイールを含む手
    段と、 少くとも３つの部材、即ち自動車の車輪を駆動
    するようになつている出力軸に運転上連結された
    第１の部材、原動機に運転上連結された第２の部
    材、及び第３の部材にして、自動車の加速期間中
    に前記フライホイールをして該第３の部材を介し
    て前記出力軸を駆動可能ならしめる為に前記フラ
    イホイールに機械的に連結された第３の部材と、 前記フライホイールを駆動する為の駆動手段
    と、 前記フライホイールのエネルギ水準を制御する
    為の自動制御手段と を具備し、 各前記第２の部材及び第３の部材は前記第１の
    部材に連結されるが差動機内部では互いに直結さ
    れず、 前記フライホイール及び原動機は、各々同時に
    且つ独立して前記差動機を介して前記出力軸を駆
    動するようになつていることを特徴とする自動車
    の動力駆動装置。 ２ フライホイール手段を駆動する為の駆動手段
    は、選択的に係合自在の滑り部材の出力側に連結
    されたフライホイールを含み、滑り部材の入力側
    には差動機の第１の部材が連結されている特許請
    求の範囲第１項記載の装置。 ３ 滑り部材はトルクコンバータを含んでいる特
    許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 滑り部材は滑りクラツチを含んでいる特許請
    求の範囲第２項記載の装置。 ５ 滑り部材は流体カツプリングを含んでいる特
    許請求の範囲第２項記載の装置。 ６ 原動機は連続可変し得る変速機を介して差動
    機に結合され、変速機はクラツチを介して差動機
    の第２及び或は第１の部材に結合され得る様に配
    列されている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ７ 原動機及び差動機の第２の部材間に、そこに
    制動力を加えそれによつて差動機の第３の部材を
    してフライホイールを駆動せしめる為のブレーキ
    装置を含んでいる特許請求の範囲第１項記載の装
    置。 ８ 原動機は遊星キヤリアによつて差動機と連結
    され、前記遊星キヤリアは原動機及び太陽歯車に
    結合されたリング歯車と歯合する遊星歯車を支持
    し、前記太陽歯車は差動機の第２の部材に結合さ
    れ、前記キヤリアは前記差動機を貫いて伸延する
    出力軸の延長部を取り巻いている特許請求の範囲
    第１項記載の装置。 ９ 直列の第１及び第２の差動機を含み、該第１
    の差動機はその入力側が原動機に結合された遊星
    歯車列であり、前記第２の差動機は少くとも３つ
    の部材を具備し、その第１の部材は、自動車の車
    輪を駆動する様になつている出力軸に結合され、
    前記第２の部材は前記第１の差動機からの出力側
    に結合され、差動機の前記第３の部材にはエネル
    ギ蓄積用のフライホイールを備えた手段が連結さ
    れ、該手段は出力軸をして前記第３の部材を介し
    て前記フライホイールを駆動可能ならしめ、各前
    記第２及び第３の部材は前記第１の部材に連結さ
    れるが、差動機内部では互いに直接には連結され
    ておらず、前記第２の差動機はかさ歯車差動歯車
    列であつて、該第２の差動機の第１、第２及び第
    ３の部材はキヤリアとそして２つの差動歯車であ
    る、特許請求の範囲第１項記載の装置。 １０ フライホイールを駆動する為の手段は、選
    択的に係合自在の滑り部材の出力側に結合された
    フライホイールにして、前記滑り部材はその入力
    端が差動機の第１の部材に連結されているフライ
    ホイールと、トルクコンバータの反動部材を制御
    し、それによつて差動機の第１の部材に加えられ
    る制動力を制御する為の手段と、を含んでいる特
    許請求の範囲第１項記載の装置。 １１ 自動車の駆動力提供方法であつて、 第１、第２及び第３の三つの部材を具備した差
    動機を設ける段階と、 一端が自動車の車輪に連結され、他端が前記差
    動機の第１の部材に連結された出力軸を設ける段
    階と、 前記差動機の第２の部材に連結された原動機を
    設ける段階と、 前記差動機の第３の部材に連結されたエネルギ
    蓄積用フライホイールを設ける段階と、 前記出力軸が前記第３の部材を介して前記フラ
    イホイールを駆動する様、前記第２の部材の回転
    に制動力を加えることによつて発生する前記出力
    軸からの制動力を使用して、原動機からエネルギ
    を取出すことなくフライホイールの回転を加速し
    それによつて前記エネルギ蓄積フライホイールに
    時折エネルギを蓄積する段階と、 前記フライホイールが回転している時、前記差
    動機の前記第１の部材を駆動する為の駆動力を提
    供し、前記原動機及び前記フライホイールが同時
    に且つ独立して前記差動機を介して前記出力軸を
    駆動する様にする段階と、 前記原動機によつて前記差動機の前記第２の部
    材に付与された駆動トルクを可変に制御すること
    により前記出力軸を駆動する段階と、 フライホイール及び駆動輪を加速及び制動時を
    除き分断し、差動機の第２及び第３の部材の相対
    速度を制御することによつて原動機及びフライホ
    イールによつて引出される出力関係を制御し、自
    動車の運転速度範囲に渡つて加速期間中に引出さ
    れるエネルギ量を予めプログラムされた態様に於
    て自動的に制御し、それによつて自動車の加速性
    能を一定且つ均一なものとする段階と、 そして自動車のある速度からもつと早い速度へ
    の加速期間中にフライホイールによつて消費され
    る動力を、これら２つの速度の間に自動車を制動
    する際の標準的な制動エネルギ回復及び蓄積プロ
    セスによつて入手し得るそれと等しい量に制御す
    る為、可変比率変速機手段によつて加速期間中の
    前記差動機の第２及び第３の部材の相対速度を制
    御する段階と を包含することを特徴とする前記自動車の駆動力
    提供方法。 １２ 自動変速機を具備する差動機の第３の部材
    にフライホイールを連結する段階と、前記自動変
    速機の比を制御することにより前記差動機の第２
    及び第３の部材の相対速度を制御する段階と、を
    含んでいる特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １３ フライホイールが駆動されている時差動機
    の第３の部材に連結され、そして選択的に係合自
    在の滑り部材にして、フライホイールが駆動され
    ている時その入力端が結局前記差動機の第１の部
    材に連結される滑り部材の出力端に連結されたエ
    ネルギ蓄積用フライホイールを設ける段階と、前
    記フライホイールを駆動する速度よりも早い速度
    で前記滑り部材を駆動することによつて発生する
    前記出力軸の制動力を使用して原動機からエネル
    ギを取出すことなくフライホイールの回転を加速
    しそれにより前記エネルギ蓄積用フライホイール
    に時折エネルギを蓄積する段階と、加速及び制動
    時を除きフライホイールを駆動輪から断続するこ
    とによつてエネルギを節約し、それによつて均一
    且つ一様な自動車の加速性能を提供する段階と、
    を含んでいる、特許請求の範囲第１１項記載の方
    法。 １４ フライホイールを差動機の第３の部材及び
    滑り部材の出力軸に結合する自動変速機を提供す
    る段階と、前記自動変速機の変速比を制御するこ
    とによつて前記差動機の第２及び第３の部材の相
    対速度を制御する段階と、制動期間中に前記自動
    変速機の変速比を制御することによつて前記出力
    軸への制動力を制御する段階と を含んでいる特許請求の範囲第１１項記載の方
    法。 １５ 滑り部材の反動部材を制御することにより
    該滑り部材の出力軸への制動力を制御する段階を
    含んでいる特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １６ 滑り部材の反動部材を制御することにより
    該滑り部材の出力軸への制動力を制御する段階を
    含んでいる特許請求の範囲第１４項記載の方法。 １７ 差動機の第１の部材によつて駆動される滑
    り部材を介してフライホイールを駆動し且つ滑り
    部材の反動部材を制御し、それによつて伝達され
    るトルクを制御し、それによつて自動車の駆動輪
    に加えられる制動力を制御する段階を含んでいる
    特許請求の範囲第１１項記載の方法。 １８ 加速及び制動エネルギ回復期間中を除きフ
    ライホイール及び出力軸を断続し、そして出力軸
    から断続されている間にフライホイールを駆動し
    それによつてフライホールの速度を各自動車速度
    の為のフライホイール速度範囲に制御する段階を
    含み、前記フライホイール速度範囲は前記自動車
    速度における標準的な制動エネルギ回復操作によ
    つて生じるそれと等しい特許請求の範囲第１１項
    記載の方法。
JP58106572A 1982-06-14 1983-06-14 自動車の為の動力駆動装置及び駆動力提供方法 Granted JPS5948234A (ja)

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US06/388,055 US4495836A (en) 1982-06-14 1982-06-14 Automotive vehicle power drive system
US388055 1982-06-14

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JPS5948234A JPS5948234A (ja) 1984-03-19
JPH0214210B2 true JPH0214210B2 (ja) 1990-04-06

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