JPS60128937A - 内燃機関の補機駆動装置 - 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】 （技術分野） 本発明は内燃機関の補機駆動装置、特に変速機構付の補
機駆動装置に関する。

（従来技術） ウオータポング、オルタネータ、エアコン用コングレツ
サ等の補機は、その駆動グーりが機関のクランク軸端部
の駆動クーりとＶベルトあるいは歯付ペル）１−介して
連結され、クランク軸に同期して回転駆動される。

ところで、これらの補機の動力損失は機関回転数が高く
なるほど大きくなるので、必要性能を充足させ且つ動力
損失を極力低汁する考慰が必要であり、このため機関出
力軸と補機駆動軸との動力伝達系路に二段の変速比を有
する変速機構が設けられたものがある・（例えば特公昭
５７−５８５４６号参照）。

このような装置によれば、２つの変速比は予め設定され
た切換回転数を境に切換えられる。すなわち、第１図の
ように％機関回転数が所定の切換回転数Ｎｈより小さい
場合は高変速比ｒｈで補機を駆動して補機要求出力を確
保する一方、切換回転数Ｎｈ以上になると低変速比ｒｌ
で駆動して補機の耐久性の向上や動力損失低減による燃
費の向上を図っている。

ところで、加速徐中にギヤチェンジ操作を行麦うと、機
関回転数は一旦高くなった後急激に低下し再び上昇する
という一時的な回転数の落ち込みを生ずる。

したがって、機関回転数は前述の切換回転数を横切って
それぞれ下降、上昇することになり、切換回転数を横切
る度に低変速比から高変速比へ、あるいは高変速比から
低変速比へと変速比の切換が頻繁に繰返される。

しかし、加速途中でのギヤチェンジによるこのような変
速比の切換は、本来必要でなく、この不必要な切換回数
の増加は、例えば、切換が電磁クラッチにて行なわれる
場合には電磁クラッチの耐久性の低下を招き、また、切
換毎の変速ショックによ）不快感を生じるという問題点
があった。

（発明の目的） 本発明は、低変速比から高変速比への切換の際には、そ
の切換を所定時間遅らせることにより、加速途中のギヤ
チェンジ操作時における変速比の不要な切換を防いで、
電磁クラッチ等を有する変速機構の耐久性の向上を図る
補機駆動装置を提供することを目的とする。

（発明の構成並びに作用） 本発明は、機関出力軸の回転を補機駆動軸に伝達する動
力伝達系路に介在され二段の変速比を有する変速機構と
、機関回転数を予め設定された切換回転数と比較する手
段と、この比較結果に基づき該切換回転数以下で上記変
速機構を低変速比から高変速比に切換える制御手段とを
備える内燃機関の補機駆動装置を前提とする。

この装置に、変速比を判別する判別手段と、この判別結
果によし低変速比から高変速比への切換時にはその切換
を所定時間遅らせる遅延手段を設ける。

したがって、機関回転数が切換回転数を横切って低下し
ても、加速途中に行なわれるギヤチェンジ操作時のよう
に、機関回転数の落ち込み時間が短い場合には変速比の
切換は行なわれないことになる。

（実施例） 以下図示実施例に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例の概略構成図で、一連の補機
について一組の変速機構を共用する駆動装置に適用され
たものである。

図中、】は機関（本体）、２は機関クランク軸、２０は
電磁クラッチ２１の接続により駆動されるエアコン用コ
ンゾレッサ、３２はプーリ３３にて駆動されるオルタネ
ータ、３５はプーリ３６にて駆動されるウオータポング
を示Ｔ。

まず、二段の変速比を有する変速機構３は従来から公知
の構造であるため、簡単に説明する。

変速機構３は外径の異なるプーリ４ａ、４ｂ、電磁クラ
ッチ９、ワンウェイクラッチ等から構成される。

大径グー１Ｊ４ａは、機関（本体）１に固着される支持
体５に軸受６を介して、また、小径プーリ４ｂはクラン
ク軸２に固着されるマウント７に軸受８を介して、それ
ぞれ回転自在に取付けられる。

電磁クラッチ９は、マウント７に同着されるリーフスゲ
リング１１、このリーフスプリング１１の先端に取付け
られるクラッチ板（鉄等の磁性体からなる）１Ｏ１支持
体５に固着される電磁ソレノイド１２等から構成される
。この場合、電磁ソレノイド】２に、後述する制御手段
からの電流が供給されると、クラッチ板１０が吸着され
て大径プーリ４ａと結合し、クランク軸２０回転は大径
プーリ４ａに伝達される。

】４はマウント７の小径ブー１Ｊ　４　ｂに面する側に
形成された凹部に収納されるウェッジで、小径プーリ４
ｂの回転速度がマウント７の回転速度より遅い場合にの
みマウント７と小径プーリ４ｂを結合し、クランク軸２
０回転を小径プーリ４ｂに伝達する。すなわち、ウェッ
ジ１４によシワンウエイクラッチが形成される。

また、大径プーリ４ａ、小径プーリ４ｂとコンプレッサ
２Ｏの電磁クラッチ２】のプーリ２２との間には、それ
ぞれペルｈ３０，３１が張設され。

他方、デー１Ｊ　３３　、３６との間にはベル）３４゜
３７がそれぞれ張設される。

次に、各補機の駆動関係を説明すると、電磁ソレノイド
】２への通電時には、クランク軸２と大径プーリ４ａを
結合する電磁クラッチ９の作動によシ、コンプレッサ２
０、クオータポング３５は大径プーリ４ａからベル）３
０．３７を介してグー＋７２２．．３６にてそれぞれ駆
動され、また、オルタネータ３８は先ず大径プーリ４ａ
、ベルト３０゜プーリ２２、ベルト３１、小径プーリ４
ｂ、ベルト３４、プーリ３３を順次弁して駆動される。

こ９場合、小径プーリ４ｂの回転速度はシー１Ｊ　４　
ａ　。

４ｂの外径比の大小関係よルクランク軸２０回転速度よ
り大きいので、ワンウェイクラッチは作動せず、小径プ
ーリ４ｂは空転状態にある。

したがって、コンプレッサ２０、オルタネータ３２、ウ
ォータポンｆ３５はそれぞれ高変速比ｒｈにて駆動され
る。ただし、コンプレッサ２ｏは電磁ソレノイド２３へ
の通電時のみ作動する。

次に、電磁ソレノイド１２への通電が遮断されると、ク
ランク軸２と大径プーリ４ａとの結合は解除され、小径
プーリ４ｂがクランク軸２にょシ強制的に増速される事
態が解消される結果、ワンウェイクラッチが作動する。

このため、コンプレッサ２０、オルタネータ３２は小径
プーリ４ｂよりペル）３１．３４を介してプーリ２２，
３３にてそれぞれ駆動され、また、ウォータポング３５
は小径プーリ４ｂ、ベルト３１、プーリ２２、ベルト３
０、大径プーリ４ａ、ベルト３７、プーリ３６を順次弁
して駆動される。

この場合には各補機は小径プーリ４　ｂ側から駆動され
ることにより低変速比ｒｅにて駆動される。

このように、変速機構３の変速比は、電磁ソレノイド】
２への通電、非通電によシ切換えられるが、この通電、
非通電を制御する制御手段がコントロールユニット４０
で、コントロールユニット４０は主にマイクロプロセッ
サ（中央演算装置）と、メモリ（記憶装置）と、インタ
ーフェイス（入出力信号処理回路）とから構成され、そ
のブロック図を第３図に示す。

４１は機関回転数を検出する手段で、例えば点火コイル
３９の１次回路に発生する点火パルスａを所定時間計数
することにより機関回転数Ｎを検出する。

４２は回転数比較手段で、予め設定された切換回転数Ｎ
ｈとＮを比較する。

４３は変速比決定手段で、回転数比較手段４２からの信
号に基づきＮがＮｈ以上では、変速比が低変速比ｒｅに
設定されるようＯＮ信号を駆動手段４４に出力し、また
、ＮがＮｈを下回ると、高変速比ｒｈに設定されるよう
９ＦＦ信号を出力する。

駆動手段４４は、例えばパワトランジスタ等で構成され
、ＯＮ信号によシ導通して電磁ソレノイＰ゛１２に駆動
電流を供給し、ＯＦＦ信号にては導通を停止して電磁ソ
レノイド１２への駆動電流を遮断する。

なお、この例では切換回転数Ｎｈにヒステリシス回転数
ΔＮを設け、高変速比ｒ／ｌからイら変速比ｒｌへの切
換回転数をＮｈ＋ΔＮ　となるようにしている。

すなわち、高変速比１人から低変速比ｒｌへの切換時に
はＮｈ＋ΔＮが切換回転数とされる。これらのＮｈ、Δ
Ｎはメモリにストアされておシ、比較演算に際して読み
出される。なお、傅変速比ｒノから高変速比ｒｈへはＮ
ｈにて切換えられる。

このように構成される制御手段についての切換制御を第
４図のフローチャートに基づいて説明する。

切換制御は４つの場合、すなわち機関回転数Ｎが低く補
機が高変速比ｒｈで駆動されている場合に（イ）Ｎ≧Ｎ
ｈ＋ΔＮとなった時、（ロ）Ｎ＜Ｎｈ＋ΔＮを維持する
時、また機関回転数Ｎが高く補機が低変速比ｒｌｌで駆
動されている場合にＵＮ≧Ｎｈを維持する時、に）Ｎ＜
Ｎｈとなった時に分けられる。

（（）６Ｄ場合にはｐ、−ｐｔｍ　−ｐｓｉ　−ｐｔｓ
　にて変速比が低変速比ｒ４　に、に）の場合にはＰｓ
−Ｐ４−　Ｐｔｔ　−Ｐｔｔにて変速比が高変速比ｒｈ
に切換えられ、また、（＋：９、（ハ）の場合にはＰｍ
−Ｐｔｔ−Ｐｔ５−　Ｐｔｔ、Ｐａ　−Ｐ４−　Ｐｔ　
ｒＰ、にてその時の変速比ｒｈ　＋　ｒｅがそれぞれ維
持される。

この結果、変速比特性は、第５図のように、高変速比ｒ
ｈから低変速比ｒ（ｌへの切換とｒｌｌからｒｈへの切
換で別の経路をとることになる。

第３図に戻り、本発明では、変速比を判別する変速比判
別手段４５と、低変速比から高変速比への切換を所定時
間遅らせる遅延手段４６が設けられる。

変速比判別手段４５は駆動手段４４から出力される電流
信号すより、例えばＯＮ信号であれば高変速比１人、Ｏ
ＦＦ信号であれば倦変速比ｒノであると判別する。なお
、この判別信号は、前述のヒステリシスを設けるための
信号としても利用されている。

遅延手段４６は、例えばタイマと比較手段から構成され
、前述のに）の場合にのみ作動する。すなわちに）の場
合にはタイマが作動開始し、この状態が続く場合にはタ
イマが作動を継続する。

比較手段は、このタイマにて計数される時間ｔと予め設
定された遅延時間ｔｏとを比較し、ｔ≧ｔ。

の場合に、回転数比較手段４２の信号を変速比決定手段
４３に出力する。

遅延手段４６の作用を、第４図に基づきさらに説明する
と、遅延手段４６はステツブＰａ　＊　Ｐａ　＊　Ｐ、
＊Ｐ１゜に対応する。

前述のに）の場合、すなわち、補機が低変速比ｒｅで駆
動されている場合にＮが低下してＮ（Ｎｈ　となると、
タイマが作動開始されるが、この時には変速比は切換え
られず（Ｐｇ−Ｐａ　−Ｐｔ　）、この状態が継続して
ｔ≧ｔ０となって初めて変速比は高変速比ｒｈに切換ら
れる（　Ｐａ　−Ｐａ　、−Ｐ＋ｏ　−Ｐｔ＋　）。

すなわち、低変速比ｒｅから高変速比ｒｈへの切換時に
は、切換回転数Ｎｈを下回って低下した時間がｔ０以上
にならない限シ高変速比ｒｈへの切換は行なわれないの
である。

したがって、加速途中の゛ギヤチェンジ操作にて生じる
一時的ｒｔ回転数′低下時間ｔｌ（Ｎｈを一旦下回った
後再び上回るまでに要する時間）よシ少し長目にｔｏ（
通常の運転・臂タンでは２〜５秒である）を設定してお
けば、加速途中のギヤチェンジ操作によっては変速比は
切換えられない。なお、ｔｏはメモリにストアされてお
り、演葺毎に読み出される。

そこで、停止状態から発進し加速を行なう場合について
、第６図のタイミングチャートに基づき説明する。

加速により機関回転数Ｎはギヤチェンジの度にＮｈ　を
横切って回転数Ｎｔ−落し、Ｎｈ＋ΔＮを横切って再び
Ｎを増加させる。

このため、従来装置にちっては、切換自転数を横切る裾
にゼ磁ソレノイド１２への通電、非通電の切換が、ｂの
ように頻繁に行なわれ、この切換回数を同じくして変速
機構３の電磁クラッチ９が切換えられるが、本発明では
Ｃのように゛１！磁クラッチ９の切換作動は１速での加
速による】吠だけで済んでいる。これは、刀口速途中の
ギヤチェンジ操作では、図示のｔｉが遺＜　ｔｏのため
遅延手段４６が作動して＋４磁クラツチ９の作動を行な
わせないからである。

な督、ｂは、切換回転数にヒステリシスを有する場合の
ものについて示している。

したがって、例えば、排ガス試験法としてアメリカのＬ
Ａ−４モード（過渡モード）にて２１万ｋｍ　（１３万
マイル）走行を行なった場合の変速比の切換回数は、従
来装置では１９万回であったものが、本発明では９万回
と約半分に減少する。

この場合、通常の′４磁クラッチ９の寿命は切換回数が
１０万回程度であるので、従来装置では電磁クラッチ９
の途中交換が必要であったけれども、本発明では交換を
不要とすることができる。

なお、高変速比から低変速比への切換には遅延手段を設
けていないので、機関の急激な回転数の上昇があっても
、切換接続が瞬時に行なわれるので、補機が過回転して
破損することがない。

また、実施例にはヒステリシスを設けたが、設けなくと
もよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、変速比を判別し、低変速
比から高変速比への切換を所定時間遅らせるようにした
ので、刀口速途中のギヤチェンジ操作のように、回転数
の落ち込み時間が短い場合は変速比の切換が行なわれる
ことがなくなシ、この結果、変速機構の電磁クラッチの
作動回数が減少し、電磁クラッチの耐久性を向上させる
ことができるとともに、運転性を向上させることができ
る。

また、低変速比から高変速比への切換は所定時間経過後
に行なわれるために、そのときの機関回転数は切換回転
数よシさらに低下し、クランク軸と補機の回転数差が小
さくなっているので、切換時の電磁クラッチのスリラグ
が少なくなり、耐久性をさらに向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の補機回転数の特性図である。 第２図は本発明の一実施例の概略構成図、第３図は第２
図のコントロールユニットのブロック図、第４図はコン
トロールユニットの演算処理を示すフローチャート、第
５図は補機回転数の特性図、第６図はタイミングチャー
トである。 】・・・機関（本体）、２・・・クランク軸、３・・・
変速機構、４ａ、４ｂ・・・グー１ハ　９・・・（磁ク
ラッチ、１２・・・電磁ソレノイド、２０・・・＝ンプ
レツサ、３２・・・オルタネータ、３５・・・ウオータ
ポング、３９・・・点火コイル、４Ｏ・・・コントロー
ルユニツ）、４］・・・機関回転数検出手段、４２・・
・回転数比較手段、４３・・・変速比決定手段、４４・
・・駆動手段、４５・・・変速比判別手段、４６・・・
遅延手段。 特許出願人　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関出力軸の回転を補機駆動軸に伝達する動力伝達系路
   に介在され二段の変速比を有する変速機構と、機関回転
   数を予め設定された切換回転数と比較する手段と、この
   比較結果に基づき該切換同転□数似下で上記変速機構を
   低変速比から高変速比に切換える制御手段とを備える内
   燃機関の補機駆動装置において、変速比を判別する判別
   手段と、この判別結果によシ低変速比から高変速比への
   切換時にはその切換を所定時間遅らせる遅延手段とを設
   けたことを特徴とする内燃機関の補機駆動装置。