JPH02157437A - エンジンの動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ こψ発明は、エンジンを動力源とした機械に用いられ、
特に内燃機関を動力源とした自動車などに用いるのに好
適なエンジンの動力伝達装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば、特開昭６１−１８９３５６号公報に示
された従来のエンジンの動力伝達装置の構成図であり、
図において、エンジン１の出力はトルクコンバータ２を
介して補助変速機３に加えられ、この補助変速機３の出
力は減速機４を介して車輌５に伝達される。

なお、トルクコンバーク２の入出力軸間には、それらの
軸を直結させるロック・アップ・クラッチ６が介在され
ている。

また、エンジンｌには、その回転速度に対応した数の信
号を出力するエンジン回転速度検出器７が設けられてい
る。

補助変速機３には、その入力軸、中間軸および出力軸の
回転速度に対応した数の信号を出力する入力軸の回転速
度検出器８．中間軸の回転速度検出器９．出力軸の回転
速度検出器ｌＯが各々設けられており、これらの回転速
度検出器８〜１０の出力はコントローラ１１に加えられ
る。

コントローラ１１には、変速レンジ指令器１２より出力
される変速レンジ指令信号、スロットルペダルに連動す
るスロットル量検出器１３の出力および車両の積載重量
検出器１４の出力が各々加えられる。

補助変速機３には、速度段を選定する油圧式クラッチに
よる動力伝達断続手段としての変速クラッチ１５．１６
が配置されている。この変速クラッチ１５．１６は電子
制御式クラッチ駆動油圧供給装置１７によって供給油圧
が制御され、それに作用する油圧は油圧検出器１８で検
出される。

次に動作について説明する。エンジン１のトルクはある
回転速度範囲でほぼ一定であり、その出力はほぼ回転速
度に比例して増加し、最大値に達した後は急に低下する
。

二のため、エンジンの発生する動力を十分利用して、円
滑に負荷を駆動するためには、エンジン１を一定回転速
度以上に回転させておき、駆動軸の回転速度を負荷条件
に応じて変化させる必要がある。

この変速操作を容易かつスムーズに行うために、油圧を
用いたトルクコンバータ２を用いて自動変速を行ってい
る。

また、トルクコンバータ２だけでは、トルクが不足する
ために、補助変速機３を組み合わせており、コントロー
ラ１１からの指令で油圧を用いて自動的に変速を行って
いる。この自動変速の手順は次の通りである。

コントローラ１１はエンジン回転速度検出器７とスロッ
トル量検出器１３の各出力に基づいて変速すべきか否か
を判断する。

いま、変速が必要と判断され、変速クラッチ１５を断続
する場合を考える。この場合、変速クラッチ１５の結合
時に変速ショックが発生する。

この変速ショックは、変速クラッチ１５のすべり量が大
きいほど小さくなる反面、このすべり量の増大にともな
ってクラッチ板の発熱量が大きくなるので、変速クラッ
チ１５のクラッチ油圧を適切に漸増する必要がある。

このため、クラッチ油圧の漸増パターンを車重と選択す
べき変速段に応じて、予め複数設定している。そして、
積載重量検出器１４の出力より車重を計算し、変速時に
その車重と変速段に対応するクラッチ油圧漸増パターン
を上記複数の漸増パターンの中から選択して、そのパタ
ーンにしたがって、電子制御式クラシチ駆動油圧供給装
置１７を動作させ、クラッチ油圧を適切に漸増させるよ
うにしている。

また、補助変速機３の人力軸の回転速度検出器８と中間
軸の回転速度検出器９より変速クラッチ１５のクラッチ
ディスク相対速度を求め、その相対速度と、スロットル
量検出器１３の出力より、両者の関係ディスク間に一定
の結合力を保持させる関係となった時点で、上記クラッ
チ油圧をその時点の値に保持させ、ディスク相対回転速
度がゼロとなった時点でクラッチ油圧を再び増大させて
、より強くクラッチを結合させる。以上により、スムー
スな変速を実現している。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のエンジンの動力伝達装置は以上のように構成され
ているので、変速操作が容易なトルクコンバータ２を用
いた自動変速機を用いているが、補助変速機３における
変速をスムーズに行うために、負荷状態の変化に対応す
る多量のデータと複雑な油圧の制御が必要であった。

また、トルクコンバータ自体も複雑で重く、伝達効率が
低いなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、クラッチの断続動作がきわめて簡単化される
とともに、操作が容易で、複雑な制御ヰを必要とせず、
変速時にショックや発熱を生じないばかりか、究極的に
は、トルクコンバータも不要となり、低コストのエンジ
ンの動力伝達装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るエンジンの動力伝達装置は、エンジンの
クラッチ軸に取り付けられた電動機と、この電動機を駆
動し、エンジンの回転速度を同期機により調整可能とす
る電力変換器とを設けたものである。

〔作　用〕

この発明における電動機は、動力伝達の断続時に、動力
断続手段前後の回転速度差を所定値以下にし、接続動作
後期定時間内になめらかに今回の断続動作の前の接続状
態のときの電動機の動作状態になるように駆動され、動
力伝達の断続時のショックをなくするように作用する。

〔実施例ｊ 以下、この発明の一実施例について図について説明する
。第１図において、１−１３．１５〜１７は第５図の従
来例と同じであるので、説明を省略する。

１９はエンジン１のクランク軸に取り付けられた電動機
、２０はこの電動機１９を駆動する電力変換器で、コン
トローラ１１によって制御される。

電力変換器２０による電動機１９の制御は、般に多く用
いられているので、ここでは説明を省略する。

動力伝達断続手段としては、変速クラッチ１５゜１６が
あり、変速クラッチＩ５の入力軸回転速度は、補助変速
機３の入力軸の回転速度検出器８よリギヤ比を用いて間
接的に求められる。

同様に、変速クラッチ１５の出力回転速度は、補助変速
機３の中間軸の回転速度検出器９よりギヤ比に用いて間
接的に求められる。

また、変速クラッチ１６に関しても、補助変速機３の中
間軸回転速度検出器９と出力軸の回転速度検出器１０よ
り同様に求められる。

次に動作について説明する。従来例と同様に、エンジン
回転速度検出器７とスロットル量検出器１３の各出力に
基づいて変速すべきか否かを判断する。

いま、変速が必要と判断され、変速クラッチ１５を断続
する場合を考える。このとき、コントローラ１１は補助
変速機３の入力軸の回転速度検出器８と中間軸の回転速
度検出器９の出力より、変速クラッチ１５のクラッチデ
ィスクの相対速度を求め、この相対速度が所定値以下と
なるように、電力変換器２０を動作させ、電動機１９を
駆動する。

このため、変速クラッチ１５の入力軸回転速度が出力軸
回転速より大きい場合には、電動機１９は負荷として働
き、エンジン回転速度を低下させ、出力軸回転速度が人
力軸回転速度より大きい場合には、電動機１９として動
作し、エンジン回転数は上昇する。

電動８１１９はエンジンｌとは異なり、精密な回転数制
御が可能であるため、この制御は容易である。

以上により、変速クラッチＬ５のクラッチディスクの相
対速度が所定値以下となった時点で、クラッチ油圧を増
加し、クラッチを接続する。

このとき、クラッチディスク相対速度が非常に小さいた
め、摩擦がなく、クラッチディスクが加熱することもな
い。

また、このとき、クラッチ油圧は単に増加するだけでよ
く、特別な制御を必要とせず、負荷状態にも影響されな
い。

クラッチが完全に結合すると、電動機１９の動作状態を
今回の断続動作以前のクラッチが結合していたときの動
作状態になめらかに移行させることにより、変速による
ショックは発生しない。

変速によるショックは結合後の電動機の駆動状態を断続
動作前の状態にいかになめらかに移行させるかに依存し
て現れる。

すなわち、移行する時間がその間の動作変化量に対して
短かすぎると、大きな変速ショックが現れることになり
、あまり長すぎると変速に要する時間が大きくなってし
まい、運転性が損われる。

ここでは、単位時間当たりの動作変化量を所定値に保つ
ように、直線的に移行させるか、もしくは動作変化量に
対して移行に要する時間を予め所定の関係式によって定
め、その定められた時間に、直線的に、もしくは指数関
数的に移行させるのが最適である。

第２図は上述の要部動作波形を示すものであり、第２図
（ａ）はクラッチ入力側（エンジン側）の回転速度を示
し、第２図（ｂ）はクラッチ出力側（補助変速機側）の
回転速度を示し、第２図（Ｃ）はトルクを示し、第２図
（ｄ）は電動機１９の動作状態を示している。

第３図はこの発明の他の実施例を示すブロック図である
。この第３図において、１，４，５，７゜１１．１９．
２０は上記実施例と同じか、もしくは類（以のものであ
るため、説明を省略する。

２１は動力伝達断続手段であるクラッチ、２２は変速機
であり、クラッチ２１．変速機２２は人間により操作さ
れる。クラッチ２１の入力軸の回転速度はエンジン回転
速度と等しく、エンジン回転速度検出器７により検出さ
れ、クラッチ２１の出力軸回転速度は出力軸の回転速度
検出器２３により検出される。

次に動作について説明する。いま、人間によりクラッチ
２１が切断された場合、コントローラ１１は出力軸の回
転速度検出器２３の出力とエンジン回転速度検出器７の
差がゼロになるように電力変換器２０を動作させ、電動
機１９を駆動する。

この部分の動作は上記第１図の実施例と同様である。ク
ラッチ２１の切断中に変速機２２の変速操作を行い、ク
ラッチ２１を接続する場合にクラッチディスクの相対速
度が非常に小さいため、上記の実施例と同様に、電動機
１９の駆動状態をなめらかに元の状態に戻していくこと
により、変速ショックが生じない。

この第３図の実施例においては、人間によりクラッチ２
１．変速機２２を操作する必要があるが、クラッチ２１
の接続に技術を必要とせず、ただ接続するだけでよいた
め、トルクコンバータを用いなくとも、容易に発進、変
速操作が行える。

これをもう−段進めたのが第４図に示す実施例である。

この第４図では、第３図の構成に第１図で示した電子制
御式クラッチ駆動油圧供給装置１７を付加しており、そ
の他の部分は第１図。

第３図の実施例と同様であるため、説明は省略する。

次に動作について説明する。上記第３図の実施例におい
て、変速の判定、クラッチ２１の切断。

接続および変速機２２の切換は人間が行っていたが、こ
の第４図の実施例では、自動で行うようにしている。

コントローラ１１はエンジン回転速度検出器７およびス
ロットル量検出器１３の各出力に基づいて変速すべきか
否かを判定する。

いま、変速が必要と判断されると、電子制御式クラッチ
駆動油圧供給装置１７により、クラッチ２１を切断する
。

次に、電子制御式クラッチ駆動油圧供給装置１７により
、変速機２２を操作する。このとき、動力はクラッチ２
１により切断されているので、変速操作には何の問題も
ない。

次に、クラッチ２１を接続する前に、上記二つの実施例
と同じく、クラッチ２１の出力軸の回転速度検出器２３
の出力とエンジン回転速度検出器７の出力の差がゼロに
なるように、すなわち、クラッチ２１のクラッチディス
クの相対速度が所定値以下になるように電力変換器２０
を動作させ、電動機１９を駆動する。

クラッチディスク７の相対速度が所定値以下となった時
点で電子制御式クラッチ駆動油圧供給装置１７により、
クラッチ２１を接続し、接続後電動機の駆動状態をなめ
らかに断続前の状態に移行させることにより、ショック
なしに変速が可能となる。

この実施例によれば、トルクコンバータを用いず、また
複雑な油圧の制御Ｂを行うことなく、自動変速が可能で
ある。

以上述べた電動機１９および電力変換器２０はスタータ
およびオルタネータとして使用可能なため、重量および
体積が増大することもない。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、エンジンのクランク
軸に電動機を取り付け、エンジンの動力伝達の断続時に
動力伝達断続手段前後の回転速度差を所定値以下にし、
動力伝達の接続動作後所定時間内になめらかに今回の断
続動作の前の接続状態のとき動作状態となるように電動
機を駆動してエンジンの回転速度を調節できるように構
成したので、変速時のショックを軽減できるとともに、
変速時の複雑な油圧制御を省略でき、さらに、装置全体
の簡単化が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるエンジンの動力伝達
装置を示す構成図、第２図は同上実施例の動作を説明す
るための要部の動作波形図、第３図および第４図はそれ
ぞれこの発明の他の実施例の構成を示すブロック図ミ第
５図は従来のエンジンの動力伝達装置を示す構成図であ
る。 １・・・エンジン、７・・・エンジン回転速度検出器、
８・・・入力軸の回転速度検出器、９・・・中間軸の回
転速度検出器、ｔｏ、２３・・・出力軸の回転速度検出
器、１５，１６．２１・・・変速クラッチ（動力伝達断
続手段）、１７・・・電子制御式クラッチ駆動油圧供給
装置、１９・・・電動機、２０・・・電力変換器、２２
・・・変速機 なお、 示す。 図中、 同一符号は同一、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンと、このエンジンのクランク軸に接続された
   電動機と、この電動機を駆動する電力交換器と、上記エ
   ンジンの動力を伝達する経路中に設けられた動力伝達断
   続手段と、この動力伝達断続手段の上記エンジン側の回
   転速度を直接または間接的に検出する入力軸の回転速度
   検出器と、上記エンジンの上記動力伝達断続手段側の回
   転速度を直接または間接的に検出する出力軸の回転速度
   検出器と、少なくとも上記動力伝達断続手段により動力
   の断続動作が行われる際に上記出力軸の回転速度と上記
   入力軸の回転速度の差が所定値以下になるように上記電
   動機を駆動し接続動作後所定の時間内になめらかに以前
   の接続状態での上記電動機の動作状態に復帰するように
   上記電力交換器を動作させるコントローラとを備えたエ
   ンジンの動力伝達装置。