JPS61160644A - 可変フライホイ−ル付エンジンの制御装置 - 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） 本発明は可変フライホイール付エンジンの制御装置に関
するものである。

（従来技術） エンジンの出力軸に設けられるフライホイールのなかに
は、実開昭５７−９４７４０号公報に示すように、主フ
ライホイールと副フライホイールとの分割構成とされて
、主フライホイールを通常一般のフライホイールと同様
に、常時エンジンの出力軸により回転駆動されるように
する一方、副フライホイールをエンジンの出力軸に対し
て係脱自在として設けて、エンジンの低回転域において
のみこの出力軸に係合されるすなわち副フライホイール
が出力軸によって回転駆動されるようにした、いわゆる
可変フライホイール式のものが提案されている。

この可変フライホイールにあっては、振動の大きくなる
エンジン低回転域において、主と副との両フライホイー
ルが共にエンジン出力軸により回転駆動されることとな
って、十分な振動低減が得られることになり、またエン
ジンの振動が小さくなるエンジンの高回転域においては
、副フライホイールのエンジン出力軸に対する係合が外
れて主フライホイールのみが回転駆動されることとなる
ため、この副フライホイールの分だけエンジンへの負荷
が小さくなって、エンジンの応答性向上や燃費向上が得
られる、という利点を有する。

ところで、上述のような副フライホイールは、かなりの
大きさの慣性モーメントを有するものであるため、この
副フライホイール係合時のショックをいかに低減するか
が、こ種のエンジン実用化に際しての大きな課題となる
。特に、この係合時のショックは、エンジン回転数と副
フライホイール回転数との回転差が大きい程顕著になる
。

（発明の目的） 本発明は上述のような事情を勘案してなされたもので、
可変フライホイール付のエンジンにおいて、副フライホ
イール係合時のショックを低減し得るようにした可変フ
ライホイール付エンジンの制御装置を提供することを目
的とする。

（発明の構成） 前述の目的を達成するため、本発明にあっては、副フラ
イホイールを係合させる際のショックは、つまるところ
、エンジンへの負荷の変化に伴うエンジン回転数の変化
であるという点に着目して、このエンジンへの負荷の変
化に対処すべく、エンジントルクを調整するようにしで
ある。具体的には、エンジンの出力軸に対して、該出力
軸により常時回転駆動される主フライホイールと該出力
軸に係脱可能な副フライホイールとが設けられたエンジ
ンの可変フライホイールにおいて、第１図に示すように
、 前記副フライホイールの前記出力軸に対する係脱を行う
係脱用電磁手段と、 前記係脱用電磁手段に係合信号、離脱信号を出力しエン
ジンの低回転域においては前記副フライホイールが保合
状態となるように該副フライホイールの係脱を制御する
副フライホイール制御手段と、 エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と
、 前記副フライホイールの回転数を検出する副フライホイ
ール回転数検出手段と、 エンジントルクに影響を与える因子を調整するエンジン
トルク調整手段と、 前記副フライホイール制御手段からの出力を受け、エン
ジン回転数と副フライホイール回転数との回転差に基づ
いて、前記エンジントルク調整手段を制御して、副フラ
イホイールを係合させる際の保合ショックが小さくなる
方向にエンジントルクを変化させるエンジントルク制御
手段と、を備えた構成としである。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説明する。

第２図において、１はエンジンで、該エンジン１の後端
（第２図右端）には、変速機２が連結されている。この
エンジンｌと変速機２との連結部分の詳細を第３図に示
してあり、変速機２のケース３前端部内には、エンジン
出力軸４の後端部と変速機２の入力軸５前端部とが位置
されている他、主と副の各フライホイール６．７および
クラッチＣが配設されている。なお、クラッチＣは、既
知のものなのでその詳細な°図示を略してあり、そのカ
バ一部材のみを符号８で示しである。

前記主フライホイール６は、エンジン出力軸４の後端に
対してポルト９により固定されており、これにより、エ
ンジン出力軸４により常時回転駆動されるようになって
いる。そして、この主フライホイール６に対して、変速
機２の入力軸５が前記クラッチＣを介して継続されるよ
うになっている。

前記副フライホイール７は、主フライホイール６の直前
方に位置され、軸受１０を介してエンジン出力軸４に回
転自在かつ摺動自在に保持されている。この副フライホ
イール７の後面には、環状の摩擦板１１が設けられてい
て、副フライホイール７が後方（第３図右方〕へ押圧さ
れると、この摩擦板１１が主フライホイール６の前面に
圧接され、これにより、副フライホイール７が主フライ
ホイール６すなわちエンジン出力軸４と一体回転される
係合状態となる。この係合状態から上記押圧力が解放さ
れると１図示のように摩擦板１１が主フライホイール６
より離れて、副フライホイール６は離脱状態すなわちエ
ンジン出力軸４との係合が外れた自由状態とされる。ま
た、副フライホイール７には、主フライホイール６に相
対向させて永久磁石１２が固定されており、これにより
上記離脱状態においては、永久磁石１２の主フライホイ
ール６に対する吸引作用によって、少くとも主フライホ
イール６の回転が低下した際には、副フライホイール７
が主フライホイール６に対してこれよりも小さい回転数
ではあるがつれ回りされるようになっている。

上述のような副フライホイール７の係合、離脱を行う部
分の構成を説明すると、エンジン１の後面には、ポルト
１３によりガイド部材１４が固定されている。このガイ
ド部材１４は、エンジン出力軸４の後端部を取り巻くよ
うにして副フライホイール７に向けて伸びる筒状のガイ
ド部１４ａを有し、このガイド部材１４ａの外周には、
主リテーナ１５が摺動自在に嵌合、保持されている。こ
のリテーナ１５には、軸受１６が保持されており、該軸
受１６の内リテ〜す１６ａは、副フライホイール７の前
面に形成された突起状被抑圧部７ａへ当接可能な押圧部
１６ｂを有している。なお、この軸受１６は、上記内リ
テーナ１６ａの他、外リテーナ１６ｃと両リテーナ１６
ａ、１００間に位置された球体１６ｄよりなるものであ
るが、少くとも内リテーナ１６ａは、前記主すテ−す１
５に対して回転自在とされ、また軸受１６自体は、全体
として主リテーナ１５に対して若干の遊びを有するも前
後方向（エンジン出力軸４の軸心方向）には相対変位不
能とされている。

前記ガイド部材１４のガイド部１４ａ外周には、主リテ
ーナ１５の前方位置において、操作レバー１７の環状と
された基端部１７ａが遊びをもって嵌合されている。こ
の操作し八−１７は。

エンジン出力軸４の径方向外方側へ伸び、その中間位置
に形成された保合部１７ｂが、前記ガイド部材１４より
突設された支点部材１８に係合して、該係合部１７ｂ　
（支点部材１８の先端部）を中心にして、図中時計方向
および反時計方向に揺動自在とされている。このような
操作レバー１７の自由端部１７ｃには、係脱用電磁手段
としてのソレノイド１９が連係されている。すなわち、
このソレノイド１９は、エンジン１の後面に固定され、
そのロッド１９ａが、操作レバー１７の自由端部１７ｃ
に当接可能に対向されている。そして、操作レバー１７
の自由端部１７ｃは、引張りばねとしてのリターンスプ
リング２０により、前方へ向けて付勢されている。

以上のような構成により、ソレノイド１９が０ＦＦ（消
磁）されるとそのロッド１９ａが縮長し、リターンスプ
リング２０によって操作し／＜　−１７の自由端部１７
ｃが前方へ変位される。これにより、操作レバー１７は
、支点部材１８を中心に図中時計方向へ揺動され、この
結果、その基端部１７ａが、主リテーナ１５、軸受１６
を介して副フライホイール７を主フライホイール６に対
して押圧することとなって、副フライホイール７が係合
状態とされる。逆に、ソレノイド１９をＯＮ（励磁）す
ると、リターンスプリング２０に抗してロッド１９ａが
伸長されて図示の状態へ復帰し、副フライホイール７は
離脱状態となる。なお、この副フライホイール７の離脱
状態においては、主フライホイール６から離間する方向
への積極的な力は作用させないようにしである。もっと
も、副フライホイール７の主フライホイール６に対する
離脱をより確実に行うには、例えば両フライホイール６
と７との前後方向相対向する面にそれぞれ永久磁石を設
けて、この一対の永久磁石を互いに反発し合う関係のも
のとすればよい。

再び第２図において、エンジン１の吸気通路２１には、
スロットルバルブ２２が配設されると共に、該スロット
ルバルブ２２をバイパスするバイパス通路２３が設けら
れている。そして、そのバイパス通路２３には電磁開閉
弁２４が接続されて、例えばデユーティ制御によって該
電磁開閉弁２４の開度を調整することに・より、エンジ
ン１への吸入空気量が調整されるようになっている。

第２図中３１は制御ユニットで、この制御ユニシト３１
には、各センサ３２〜３６からの信号が入力される一方
、制御二二ッ）３１からはソレノイド１９に対して係合
信号（ＯＦ　Ｆ）あるいは離脱信号（ＯＮ）が出力され
ると共に、電磁開閉弁２４へ出力されるようになってい
る。」二記各センサ３２〜３６のうち、センサ３２はデ
ストリピユータにより実質的に構成されて、エンジン回
転数を検出するものである。センサ３３は、スロットル
バルブ２２の開度、すなわちスロットル位置を検出する
ものである。センサ３４は、副フライホイール７の回転
数を検出するもので、例えば副フライホイール７の外周
面に所定角度毎に突起７ｂ（第３図参照）を形成して、
この突起７ｂの掃過によって生ずるパルス信号として検
出を行うピックアップにより構成される。センサ３５は
、変速機２の変速位置、すなわちシフトレバ−２５の位
置を検出して、当該変速位置がニュートラル位置にある
か否かを検出するものである。センサ３６は、エンジン
ｌの冷却水温を検出するものである。

上述の制御二二ッ）３１は、副フライホイール７の係脱
制御の他、アイドル回転数制御を含む吸入空気量の制御
とを行うもので、例えばマイクロコンピュータにより構
成され、以下その機能を第４図、第５図に示すフローチ
ャートに基づいて説明する。

副フライホイールの制御（第４図） 実施例では、副フライホイール７の係合は、エンジン回
転数があらかじめ定めた所定値Ｎｓ（例えば１５００ｒ
ｐｍ）より小さくなったときに行われるものとされてい
る。

上述のことを前提として、先ず、ステップＳＬでエンジ
ン回転数ＮＥと副フライホイール７の回転数ＮＦとエン
ジン冷却水温Ｔｗとが読込まれた後、ステップＳ２にお
いて、冷却水温ＴＷに基づいて係合回転数ＮＳが演算さ
れる。なお、この係合回転数ＮＳは、冷却水温ＴＷが低
い程大きく設定される。

次いで１、ステップＳ３において、エンジン回転数ＮＥ
が前記係合回転数ＮＳより小さいか否か判別され、ＮＥ
＜ＮＳでないときは、ステップＳ４において、副フライ
ホイール７が係合されているか否かが判別され、この副
フライホイール７が係合されていないときすなわち既に
離脱されているときは、そのまま制御を終了する。また
、ステップＳ４において副フライホイール７が保合状態
であると判別されたときは、ステップＳ５において、ソ
レノイド１９に対して離脱信号を出力すなわちソレノイ
ド１９をＯＮＩ、て副フライホイール７を離脱状態とし
た後、ステップＳ６でフラグを副フライホイール７が離
脱したことを示すＯにリセットして、制御を終了する。

なお、副フライホイール７が係合されているか否かは、
例えばエンジン回転数ＮＥと副フライホイール回転数Ｎ
Ｆとが等しいか否かをみることによって判別される。

一方、前記ステップＳ３においてＮＥ＜ＮＳであると判
別されたときは、ステップＳ７において、前記ステップ
Ｓ４と同様副フライホイール７が係合されているか否か
判別され、副フライホイール７が係合されていないと判
別されたときは、ステップＳ８に移行して、エンジン回
転数ＮＥと副フライホイール７の回転数ＮＦとの差の絶
対値があらかじめ定められた設定幅ΔＮ！より小さいか
否か判別される。そして、この絶対値がΔＮ１より小さ
いときは、ステップＳ９においてソレノイド１９に係合
信号を出力する。また、ステップＳ７でＮＥとＮＦとが
等しくて副フライホイール７が既に係合されていると判
別されたとき、およびステップＳ８でＮＥとＮＦとの差
の絶対値がΔＮ１より小さくないと判別されたときは、
そのまま制御を終了する。なお、ステップＳ８における
判別は、エンジン回転数すなわち主フライホイール６の
回転数ＮＥと副フライホイール７の回転数ＮＦとの回転
差がΔＮ１という範囲内の小さい値となったときに、副
フライホイール７の係合を許すようにして、この係合時
のショックを極力小さくするためになされるものである
。勿論、この回転数差を小さくするために、前述した永
久磁石１２を利用した副フライホイール７のつれ回りが
効果的に利用される。

前記ステップＳ９の後は、ステップ３１０へ移行して、
フラグを、副フライホイール７が係合されたことを示す
工にセットした後、ステップＳｌｌにおいて、エンジン
ｌの吸入空気の補正ＩＤＦが設定される。この補正量Ｄ
Ｆは、次の第５図に示す吸入空気量制御のために用いら
れるものであり、エンジン回転数ＮＥより副フライホイ
ール回転数ＮＦを差し引いた回転差ＮＥ−ＮＦが大きい
程大きく設定される。すなわち、上記回転差が大きいほ
ど、副フライホイール７係合時のショックが大きいもの
となるため、このショックの度合に対処すべく、上述の
ようにＤＦが設定される。なお、第６図にこの設定され
たＤＦの一例を示してあり、この第６図中実線が回転差
ＮＥ−ＮＦが大きいときを、また破線がこの回転差の小
さいときを示しである。

吸入角　　の制御（５図） 吸入空気量制御のうち、アイドル回転数の制御は、実施
例では、目標アイドル回転数ＮＩに対して、エンジン回
転数ＮＥが所定の許容範囲内ＮＩ±ΔＮ２となるように
フィードバック制御するものとなっている。

上述のことを前提として、先ずステップ５２１において
、エンジン回転数ＮＥ、　スロットル開度ＴＨ、変速位
置、フラグ（ステップＳ６、ＳＩＯ参照）が読込まれる
。次いで、ステップ３２２において、現在アイドル運転
中であるか否かが判別され、アイドル運転中でないと判
別されたときはステップＳ２３において、アイドル運転
時以外の基本空気量（に対応したデユーティ比）として
ＤｌがＤとして設定される。またアイドル運転中である
と判別された場合はステップＳ２４へ移行して、アイド
ル運転時における基本空気量（に対応したデユーティ比
）ＤがＤ２として設定される。なお、アイドル運転中で
あるか否かは、エンジン回転数ＮＥが所定値以下で、ス
ロットル開度ＴＨが零で、かつ変速位置がニュートラル
位置であることを満足したときにアイドル運転中である
として判定される。

前記ステップ５２４の後は、ステップＳ２５へ移行して
、エンジン回転数ＮＥより目標アイドル回転数ＮＩを差
し引いた計算値がΔＮ２より大きいか否かが判別され、
ＮＥ　−ＮＩ　＞ΔＮ２であるときは、エンジン回転数
ＮＫが大き過ぎるので、ステップＳ２６において、電磁
開閉弁２４の開度を小さくしてエンジン回転数を低下す
べくデユーティ比りを減少させる。また、ステップ３２
５でＮＥ　−ＮＩ　＞ΔＮ２ではないと判別されたとき
は、ステップＳ２７においてＮＥ　−ＮＩ　＜−ΔＮ２
であるか否か判別され、ＮＥ　−Ｎｌ　＜−ΔＮ２であ
れば、エンジン回転数ＮＥが小さ過ぎるＮで、ステップ
３２８において、電磁開閉弁２４の開度を大きくして、
エンジン回転数ＮＥを上昇させるべくデユーティＤを増
加させる。そして、ステップ３２７においてＮＥ　−Ｎ
ｌ　＜−ΔＮ２ではないと判別されたときは、エンジン
回転数ＮＥが目標アイドル回転数Ｎｌの許容範囲内の値
すなわちＮＩ−ΔＮ２　＜ＮＥ　＜ＮＩ＋ΔＮ２の範囲
内にあるので、バイパス通路２３を流れる空気量を増減
させる必要がないのでデユーティＤの変更を行わない。

以上が、アイドル回転数制御のための吸入空気量制御で
ある。

前記各ステップＳ２３．２６．２８あるいはＳ７の後は
、ステップＳ２９へ移行して、フラグが゛変化したか否
か、すなわち係合開始時か離脱開始時か判別され、この
フラグが変化しないときは、そのままステップＳ３２へ
移行して、ステップＳ２３．２４．２６あるいは２８で
決定されたデユーティ比りが電磁開閉弁２４に対してそ
のまま出力される。

また、ステップＳ２９においてフラグが変化したと判別
されたときは、ステップ５３０において、フラグが係合
開始時を表わす１であるか否か判別される。そして、フ
ラグが１であると判別された場合は、ステップＳ３１に
おいて、前記ステップＳ１１〔第４図参照〕で設定され
た補正量ＤＦが加算されて、この加算された後のデユー
ティ比りが、ステップＳ３２で出力される。また、ステ
ップＳ３０でフラグが１でないと判別されたときは、ス
テップ≦３１を得ることなく、そのままステップＳ３２
へ移行する。

こ９ようにして、副フライホイール７の係合時ニハ、補
正量ＤＦに応じた分だけエンジン１への吸入空気量が増
加されるため、副フライホイール７が係合される際に、
このＤＦ分だけエンジントルクが上昇されることなって
、その保合シボツクが低減される。そして、この補正量
ＤＦ、すなわち補正エンジントルクは、エンジン回転数
ＮＥと副フライホイール回転数ＮＦとの回転差に基つい
て設定されているので、上記係合ショックはこの回転差
に応じて効果的に低減されることになる。

なお、上記補正量ＤＦは、第５図、第６図に示すように
、時間の経過と共に徐々に減少させるようにしである（
第６図実線が係合時の補正である）。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
、例えば次のような場合も含むものである。

■エンジントルク調整のための吸入空気量調整は、別途
バイパス通路２３を設けることなく、スロットルバルブ
２２の開度を調整することにより行うようにしてもよい
。

■副フライホイール７の係脱は油圧アクチュエータを利
用するようにしてもよく、この場合係脱用電磁手段とし
ては、この油圧アクチュエータに対する油圧の供給を制
御するソレノイド弁とすればよい。

■制御ユニット３１をマイクロコンピュータによって構
成する場合は、アナログ式、デジタル式のいずれであっ
てもよい。

■副フライホイール７の係合と離脱とのハンチングを確
実に防止するため、保合回転数を離脱回転数よりも若干
小さく設定するようにしてもよい。

■副フライホイール７の係合をすみやかに行うため、ス
テップＳ８での判定を行わないようにすることもできる
。

■副フライホイール７の係合の際のエンジントルク調整
は、吸入空気量を調整する他、点火時期、エンジンｌに
より駆動されるオルタネータへの界磁電流等、エンジン
トルクに影響を与える適宜の因子を選定し得る。

■副フライホイール７の離脱時にもエンジントルクを調
整するようにしてもよく、この場合は、例えば離脱時の
エンジン回転数ＮＥ　　（ＮＦも同じ〕に応じて、例え
ば吸入空気量を減少させるようにすればよい、すなわち
、第４図のステップＳ６の後に補正量ＤＦを設定し、こ
の設定された補正量ＤＦ分を、第５図のステップＳ３０
からステップＳ３２へ移行するまでの間で補正するよう
にすればよい（副フライホイール７係合時のステップ３
１に対応）。なお、この離脱時における吸入空気量の変
化の状態を第６図に示してあり、この第６図の一点鎖線
部分が離脱時の補正である。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、可変フラ
イホイールを備えたエンジンにおいて。

副フライホイール係合時のショックを、この係合ショッ
クの大きさに対応した当該側フラオホイールとエンジン
との回転差に基づいて、効果的に低減することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図。 第２図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第３図は本発明の一実施例を示す要部断面図。 第４図、第５図は本発明による制御例を示すフローチャ
ート。 第６図は副フライホイール係合時のエンジントルクを調
整するための補正量を示す図。 第７図は副フライホイールの係合時を含む吸入空気量の
変化状態を示す図。 ｌ：エンジン ４：エンジン出力軸 ６：主フライホイール ７：副フライホイール １９：ンレノイド（係脱用電磁手段） ２３：バイパス通路 ２４：電磁開閉弁 ３１：制御ユニット ３２：センサ（エンジン回転数） ３４：センサ〔副フライホイール回転数〕第１図 第２図 し−−−−−−−−−一 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの出力軸に対して、該出力軸により常時
   回転駆動される主フライホイールと該出力軸に係脱可能
   な副フライホイールとが設けられたエンジンの可変フラ
   イホイールにおいて、 前記副フライホイールの前記出力軸に対する係脱を行う
   係脱用電磁手段と、 前記係脱用電磁手段に係合信号、離脱信号を出力しエン
   ジンの低回転域においては前記副フライホイールが係合
   状態となるように該副フライホイールの係脱を制御する
   副フライホイール制御手段と、 エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と
   、 前記副フライホイールの回転数を検出する副フライホイ
   ール回転数検出手段と、 エンジントルクに影響を与える因子を調整するエンジン
   トルク調整手段と、 前記副フライホイール制御手段からの出力を受け、エン
   ジン回転数と副フライホイール回転数との回転差に基づ
   いて、前記エンジントルク調整手段を制御して、副フラ
   イホイールを係合させる際の係合ショックが小さくなる
   方向にエンジントルクを変化させるエンジントルク制御
   手段と、を備えていることを特徴とする可変フライホイ
   ール付エンジンの制御装置。