JPS60128861A - Energy regenerative clutch device - Google Patents

Energy regenerative clutch device

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Publication number
JPS60128861A
JPS60128861A JP23724483A JP23724483A JPS60128861A JP S60128861 A JPS60128861 A JP S60128861A JP 23724483 A JP23724483 A JP 23724483A JP 23724483 A JP23724483 A JP 23724483A JP S60128861 A JPS60128861 A JP S60128861A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clutch
engine
stator
energy
generator
Prior art date
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Pending
Application number
JP23724483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotaka Fukushima
寛隆 福島
Yasushi Takeuchi
竹内 泰
Hidekazu Majima
真島 秀和
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.)
Exedy Corp
Original Assignee
Daikin Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Daikin Manufacturing Co Ltd filed Critical Daikin Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPS60128861A publication Critical patent/JPS60128861A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K51/00Dynamo-electric gears, i.e. dynamo-electric means for transmitting mechanical power from a driving shaft to a driven shaft and comprising structurally interrelated motor and generator parts

Abstract

PURPOSE:To improve the utility efficiency of the output of an engine by producing electric energy by utilizing the relative slip between a drive unit and a driven unit of a clutch and supplementing the energy loss due to frictional heat. CONSTITUTION:A relative rotation amount between the output shaft 1a of an engine and the input shaft 4a of a transmission is converted into electric energy by a generator 2 having a pair of a stator 3 and a rotor 5, and produced in a zone of differential range for producing a relative slip between a driving unit A and a driven unit B of a clutch. Since a battery 14 is charged by this energy, the utility efficiency of the output of the engine is improved to reduce the consumption of the energy.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はエネルギー回生型クラッチ装置に関するO 自動車などにおける動力伝達系の構成として、第1図に
示すようにエンジン111−Gの出力を摩擦クラッチM
・0を介してトランスミッションT−Mに伝達するよう
にしたもの、第2図に示すように″フルートカップリン
グア・0を介してエンジンll11Gの出力をトランス
ミッションT−Mに伝達するもの、第3図に示すように
トルクコンバータT・0を介してエンジン亘・Gの出力
をトランスミッション’I’−Mに伝達するようにした
ものなどがある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an energy regeneration type clutch device.As shown in FIG.
・One that transmits the output of the engine ll11G to the transmission TM through the flute coupling ・0 as shown in FIG. 2, FIG. 3 As shown in the figure, there is a system in which the output of the engine W/G is transmitted to the transmission 'I'-M via a torque converter T/0.

ところが、第1図や第2図に示す動力伝達系の構成では
、始動からエンジン出力軸・トランスミッション入力軸
間の速度比が1となるまでの間の差動領域(第4図に区
間Tで示す)において、クラッチの駆動部・被駆動部間
では相対すべりがあリ、そのためエンジンIII−Gの
出力は一部が摩擦熱となって無駄に消費されてしまう。
However, in the configuration of the power transmission system shown in Figures 1 and 2, there is a differential region (section T in Figure 4) from the start until the speed ratio between the engine output shaft and the transmission input shaft becomes 1. ), there is a relative slip between the driving part and the driven part of the clutch, so that part of the output of the engine III-G becomes frictional heat and is wasted.

また、第3図に示す構成例の場合には、相対すべりに伴
うエネルギーの一部はトルクに変換されるが、エネルギ
ーの残りの大部分はやはり熱となって失われ、この場合
にも同様にエンジンIII−Gの出力の一部が無駄に消
費されてしまうことになる。
In addition, in the case of the configuration example shown in Fig. 3, a part of the energy accompanying relative slip is converted into torque, but most of the remaining energy is lost as heat, and the same applies in this case. Therefore, part of the output of engine III-G is wasted.

この種の動力伝達系が適用される自動車などの場合、上
述の差動領域は主として発進時に相当するから、停止・
発進を繰り返すたびに、クラッチにおける前記の摩擦熱
によるエネルギー損失が累積することになり、エネルギ
ー効率の観点から無視できない損失となる。
In the case of automobiles to which this type of power transmission system is applied, the above-mentioned differential region mainly corresponds to the time of starting, so
Every time the vehicle starts repeatedly, the energy loss due to the frictional heat in the clutch accumulates, resulting in a loss that cannot be ignored from the perspective of energy efficiency.

一方、自動車などにおいては、エンジンの始動系・点火
系のほか自動車付属設備の電源を確保するため、走行中
の運動エネルギーの一部をオルタネータを用いて電気エ
ネルギーに変換し、これをバッテリーに充電する構成が
採られている。
On the other hand, in cars, etc., in order to secure power for the engine starting system, ignition system, and other car accessories, a portion of the kinetic energy during driving is converted into electrical energy using an alternator, which is then charged to the battery. A configuration has been adopted to do so.

そこで、第4図にTで示す前述の差動領域において生じ
るエンジン出力軸(回転数N、)と、トランスミッショ
ン入力軸(回転数NM )の間の相対回転量を電気エネ
ルギーに変換して、これを前記バッテリーに充電するよ
うにすれば、エンジン出力の利用効率を向上させること
ができる。
Therefore, the amount of relative rotation between the engine output shaft (rotational speed N,) and the transmission input shaft (rotational speed NM) occurring in the aforementioned differential region indicated by T in FIG. 4 is converted into electrical energy. By charging the battery, it is possible to improve the utilization efficiency of the engine output.

この発明は、以上の観点からなされたもので、クラッチ
の駆動部・被駆動部間の相対すべりを利用して電気エネ
ルギーを取シ出し、これによって相対すべりのさいの摩
擦熱によるエネルギー損失を補填し、エンジン出力の利
用効率の向上をはかるようにしたエネルギー回生型クラ
ッチ装置を提供することを目的とするものである。
This invention was made from the above viewpoint, and utilizes the relative slip between the driving and driven parts of the clutch to extract electrical energy, thereby compensating for the energy loss due to frictional heat during the relative slip. However, it is an object of the present invention to provide an energy regeneration type clutch device which is designed to improve the utilization efficiency of engine output.

この発明の一実施例を第5図および第6図に基づいて以
下に説明する。
An embodiment of the present invention will be described below based on FIGS. 5 and 6.

この実施例のエネルギー回生型クラッチ装置は、メカク
ラッチに適用したものであって、第5図に動力伝達系に
組み込んだ模式図で示すように、エンジン1の出力軸1
aに直結したクラッチ駆動部A側に発電機2のステータ
3を設ける一方、トランスミッション40入力軸4aに
直結するクララ 1チ被駆動部B側に発電機2の四−夕
5を設け、差動領域すなわちクラッチ駆動部A・被駆動
部B間に相対すべりが生じる区間において、前記ステー
タ3とロータ5の対からなる発電機2により、エンジン
出力軸1a・トランスミッション入力軸4a 5− 間の相対回転量を電気エネルギーに変換して取り出すよ
うにしたものである。
The energy regeneration type clutch device of this embodiment is applied to a mechanical clutch, and as shown in a schematic diagram in FIG.
The stator 3 of the generator 2 is provided on the side of the clutch drive part A that is directly connected to the transmission 40, while the stator 5 of the generator 2 is provided on the side of the driven part B of the Clara 1ch that is directly connected to the input shaft 4a of the transmission 40. In a region where relative slip occurs between the clutch driving part A and the driven part B, the generator 2 consisting of the pair of the stator 3 and the rotor 5 generates a relative rotation between the engine output shaft 1a and the transmission input shaft 4a 5-. It converts the amount into electrical energy and extracts it.

クラッチカバー6は発電機2のハウジング7を介してエ
ンジン1の出力軸1&に連結し、ハウジング7のフレー
ム部7aにステータ3を固設するトドもに、ハウジング
7のトランスミッション側ブラケット部7bをクラッチ
ディスク8の摺接部としている。一方、トランスミッシ
ョン入力軸41Lはハウジング7内に挿入して、この入
力軸4aの前記ステータ3と対応する軸域にロータ5を
固設している。
The clutch cover 6 is connected to the output shaft 1 & of the engine 1 via the housing 7 of the generator 2, and the stator 3 is fixed to the frame portion 7a of the housing 7, and the transmission side bracket portion 7b of the housing 7 is connected to the clutch cover 6. This is used as a sliding contact portion of the disk 8. On the other hand, the transmission input shaft 41L is inserted into the housing 7, and the rotor 5 is fixed to a shaft region of the input shaft 4a corresponding to the stator 3.

トランスミッション入力軸4aのうち、クラッチカバー
6で覆われる軸城には、通常の乾式クラッチと同様に、
クラッチディスク8を固設し、ヨ一り9の揺動によりレ
リースベアリング10、ダ 6− イヤフラムスプリング11、プレッシャプレート12を
介して、クラッチディスク8がハウジング7のブラケッ
ト部7bに断接するようにしている。
Of the transmission input shaft 4a, the shaft castle covered with the clutch cover 6 has the following parts, like a normal dry clutch.
The clutch disc 8 is fixedly installed, and the clutch disc 8 is connected to and disconnected from the bracket part 7b of the housing 7 through the release bearing 10, the diaphragm spring 11, and the pressure plate 12 by the swinging of the yaw 9. ing.

したがって、クラッチ駆動部Aは、プレッシャプレート
12、ダイヤフラムスプリング11、クラッチカバー6
、ハウジング7、ステータ3で構成される一方、クラッ
チ被駆動部Bは、クラッチディスク8、ロータ5などで
構成されることになり、発電機2のハウジング7はフラ
イホイールとして機能することになる。
Therefore, the clutch drive unit A includes the pressure plate 12, the diaphragm spring 11, and the clutch cover 6.
, a housing 7, and a stator 3. On the other hand, the clutch driven part B is composed of a clutch disk 8, a rotor 5, etc., and the housing 7 of the generator 2 functions as a flywheel.

第5図に示す動力伝達系では、発電機2により取り出さ
れた出力電圧Vを変換器13で直流電圧に整流して、こ
れをバッテリー14に充電する一方、発電機2の出力電
圧Vのレベルを別の判別回路15で判別して、この出力
電圧Vが所定レベル(例えば0)まで低下したとき、す
なわち発電作用に伴いエンジン出力軸1&に追従して回
転するトランスミッション入力軸4aの回転M、がエン
ジン1のストール回転を上まわる時点に至ったとき、例
えば油圧系のバルブ17を開いてポンプ18より油圧シ
リンダー19へ給油をはかるなどして、これによりヨー
ク9が、クラッチ駆動部人・被駆動部B間を結合させる
回動側へ動作するようにしている。
In the power transmission system shown in FIG. 5, the output voltage V taken out by the generator 2 is rectified into a DC voltage by the converter 13, and this is charged to the battery 14, while the level of the output voltage V of the generator 2 is is determined by another determination circuit 15, and when this output voltage V decreases to a predetermined level (for example, 0), that is, the rotation M of the transmission input shaft 4a that rotates following the engine output shaft 1& due to the power generation action, When the rotation speed reaches a point where the rotation speed exceeds the stall rotation of the engine 1, for example, the valve 17 of the hydraulic system is opened and the pump 18 supplies oil to the hydraulic cylinder 19, so that the yoke 9 It is arranged to move toward the rotation side that connects the drive parts B together.

この場合の発電機2においては、ステータ3の固設され
るクラッチ駆動部A側が回転するから、発電機2より出
力電圧を取り出すのに、例えば第6図に示すような構成
を採る必要がある。
In the generator 2 in this case, the clutch drive unit A side to which the stator 3 is fixed rotates, so in order to extract the output voltage from the generator 2, it is necessary to adopt a configuration as shown in FIG. 6, for example. .

第6図において、20121はエンジン出力軸la側に
設けたスリップリングで、これらとステータコイル22
.23とを結線するとともに、発電機2の外方に配設し
たブラシ24.25をそれぞれスリップリング20.2
1に摺接させ、ブラシ24.25を介して発電機2の出
力をバッテリー16へ取り込むようにしている。
In FIG. 6, 20121 is a slip ring provided on the engine output shaft la side, and these and stator coil 22
.. 23, and the brushes 24.25 arranged outside the generator 2 are connected to the slip rings 20.2, respectively.
1, and the output of the generator 2 is taken into the battery 16 via brushes 24 and 25.

エンジン出力軸1aが矢符者P1の方向に回転すると、
ステータ3とロータ5の間では、ステータ3に対してロ
ータ5の磁石が矢符者P1と逆の方向P3に相対的に回
転していることになり、ステータ3側に矢符者Plの方
向の回転磁界が生じる。この回転磁界によシスチータコ
イル22.23に起電力が生じて発電が行われると同時
に、ステータコイル22.23に生起する電流に起因し
てステータ3に矢符者P3の方向にトルクが生じるが、
ステータ3側はエンジン1によりこれと逆方 9 − 向P1に回転駆動されているので、そのトルクの反作用
としてロータ5の磁石が矢符者P1の方向に回転させら
れる。以上の作用により、エンジン1の回転がトランス
ミッション4に伝達されると同時に、エンジントドラン
スミッション4間の相対すべりから発電出力が取り出さ
れる。
When the engine output shaft 1a rotates in the direction of the arrow mark P1,
Between the stator 3 and the rotor 5, the magnets of the rotor 5 are rotating relative to the stator 3 in the direction P3 opposite to the arrow P1, and the stator 3 side is in the direction of the arrow P1. A rotating magnetic field is generated. This rotating magnetic field generates an electromotive force in the system stator coils 22.23 to generate electricity, and at the same time, a torque is generated in the stator 3 in the direction of arrow P3 due to the current generated in the stator coils 22.23. but,
Since the stator 3 side is rotationally driven by the engine 1 in the opposite direction P1, the magnets of the rotor 5 are rotated in the direction P1 as a reaction to the torque. As a result of the above-described operation, the rotation of the engine 1 is transmitted to the transmission 4, and at the same time, power generation output is extracted from the relative slip between the engine and the transmission 4.

なお、エンジン停止時には発電機2の出力電圧Vは0と
なるから、このときにもクラッチは結合動作する。前述
の判別回路15では、エンジン1の始動時にクラッチの
結合が解かれるような機能が付与されている。
Note that since the output voltage V of the generator 2 becomes 0 when the engine is stopped, the clutch operates to engage at this time as well. The aforementioned discrimination circuit 15 is provided with a function of disengaging the clutch when the engine 1 is started.

この実施例では、クラッチ駆動部A側にステータ3を設
け、クラッチ被駆動部B側にロータ5を設けて発電機2
を構成したが、逆にクラッチ駆動部A側にロータを設け
、クラッチ被駆動部B側に 10 − ステータを設ける構成としてもよいことは勿論である。
In this embodiment, a stator 3 is provided on the clutch drive section A side, a rotor 5 is provided on the clutch driven section B side, and the generator 2
However, it goes without saying that the rotor may be provided on the clutch drive section A side and the stator may be provided on the clutch driven section B side.

この発明によれば、発電機のステータおよびロータの一
方をエンジンと直結するクラッチ駆動部側に設けるとと
もに、前記ステータおよびロータの他方をトランスミッ
ションと直結するクラッチ被駆動部側に設け、クラッチ
の駆動部・被駆動部間の相対すべりに伴い生じるエンジ
ン出力軸・トランスミッション入力軸間の相対回転運動
により電気エネルギーを取り出すようにしたから、次に
挙げるような効果が得られる。
According to this invention, one of the stator and the rotor of the generator is provided on the side of the clutch drive section that is directly connected to the engine, and the other of the stator and rotor is provided on the side of the clutch driven section that is directly connected to the transmission. - Electrical energy is extracted by the relative rotational movement between the engine output shaft and transmission input shaft that occurs due to relative slippage between the driven parts, so the following effects can be obtained.

(イ) 始動からエンジン出力軸・トランスミッション
入力軸間の速度比が1となるまでの相対すべりが生じる
差動領域における相対回転運動を電気エネルギーに変換
してバッテリーに充電できるから1エンジン出力の利用
効率が向上し、エネルギーの消費を低減できる。
(b) Relative rotational motion in the differential region where relative slip occurs from startup until the speed ratio between the engine output shaft and the transmission input shaft becomes 1 can be converted into electrical energy and charged to the battery, so one engine output can be used. Improved efficiency and reduced energy consumption.

(ロ)発電機構は、クラッチの駆動部側と被駆動部側と
にステータとロータを分設するだけでよく、簡単に構成
でき、設置空間もさほど要さずコンパクトに構成できる
(b) The power generation mechanism can be easily constructed by simply installing a stator and a rotor separately on the driving part side and the driven part side of the clutch, and can be constructed compactly without requiring much installation space.

(ハ)実施例のように、発電機2のハウジング7のブラ
ケット部7bをクラッチディスク8の摺接部とし、この
部分にプレッシャプレート12を対向させてロック・ア
ップ機能を担わせるようにすることにより、発電機2に
よる滑り機能と前記ロック・アップ機能とを分けて構成
でき、確実なりラッチ機能を付与することができる。
(c) As in the embodiment, the bracket part 7b of the housing 7 of the generator 2 is used as the sliding contact part of the clutch disc 8, and the pressure plate 12 is made to face this part to perform the lock-up function. Therefore, the slipping function of the generator 2 and the lock-up function can be configured separately, and a reliable latch function can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第3図は従来のクラッチを組み込んだ動力
伝達系を示す説明図、第4図は動力伝達系の差動領域の
説明図、第5図はこの発明の一実施例を示す模式図、第
6図はその発電機構部の結線を示す原理図である。 1…エンジン、la・・・エンジン出力軸、2・・・発
電機、3・・・ステータ、4・・・トランスミッション
、4a・・・トランスミッション入力軸、5・・・ロー
タ、6・・・クラッチカバー、7・・・ハウジング、7
b・・・ブラケット部(摺接部)、8・・・クラッチデ
ィスク、9・・・ヨーク、1O・・・レリーズベアリン
グ、11・・・ダイヤ7ラムスプリング、12・・・プ
レッシャプレート、A・°・クラッチ駆動部、B・・・
クラッチ被駆動部 出願人 株式会社大金製作所  13− 第1r5’f 、第2図 第3図 端間を−
Figures 1 to 3 are explanatory diagrams showing a power transmission system incorporating a conventional clutch, Figure 4 is an explanatory diagram of a differential region of the power transmission system, and Figure 5 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a principle diagram showing the wiring of the power generation mechanism section. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Engine, la... Engine output shaft, 2... Generator, 3... Stator, 4... Transmission, 4a... Transmission input shaft, 5... Rotor, 6... Clutch Cover, 7...Housing, 7
b...Bracket part (sliding part), 8...Clutch disc, 9...Yoke, 1O...Release bearing, 11...Diamond 7 ram spring, 12...Pressure plate, A. °・Clutch drive unit, B...
Clutch driven part Applicant: Daikin Seisakusho Co., Ltd. 13-1r5'f, between the ends of Figures 2 and 3-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 発電機のステータおよびロータの一方をエンジンと直結
するクラッチ駆動部側に設けるとともに、前記ステータ
およびロータの他方をトランスミッションと直結するク
ラッチ被駆動部側に設け、クラッチの駆動部・被駆動部
間の相対すベシに伴い生じるエンジン出力軸・トランス
ミッション入力軸間の相対回転運動により電気エネルギ
ーを取シ出すようにしたことを特徴とするエネルギー回
生型クラッチ装置
One of the stator and rotor of the generator is provided on the side of the clutch drive part that is directly connected to the engine, and the other of the stator and rotor is provided on the side of the clutch driven part that is directly connected to the transmission, so that there is no space between the drive part and the driven part of the clutch. An energy regeneration type clutch device characterized in that electrical energy is extracted by the relative rotational movement between the engine output shaft and the transmission input shaft that occurs due to the opposing gears.
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