JPS62106171A - 自動車の減速エネルギ−回収装置 - 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】 （産業上の利用分介） 本発明は、自動車の減速エネルギーをフライホイールの
回転エネルギーとして回収し、その回収されたエネル）
ニーを加速時に再生するようにした減速エネルギー回収
装置に関するものである。

（従来技術） 従来、この種の減速エネルギー回収装置として、例えば
特開昭５６−１５０６４８号公報に示されるように、車
輪に出力を伝達する駆動軸に対して相対的に回転自在な
フライホイールを設けるとともに、上記駆動軸とフライ
ホイールとの間に、２列のり゛ン１：Ａ７およびブラネ
ツ１−ギＡ７をイ１づる逅１’＋！歯車（復横と、その
リンギヤに対重るルリ動装置とで構成した変速、伝達手
段を設置づ、自動車の減速時に駆動軸の回転を増速しで
フライホイールに伝達づる一方、自Ｏｊ巾の加速時にフ
ライホイールの回転を減速して駆動軸に伝達Ｊるように
したものが知られている。、このような装置ににると減
速時のエネルギーが！］１１速時に利用されて自ｉＭ巾
のエネルギー効率が高められる。

ところで、−Ｆ記従来装置では、減速１に５　（エネル
ギー回収中）と加速時（エネルギー再生時）とで−ヒ配
Ｔｉ星歯車機構を用いた変速手段の変速比が異４【るよ
うにはしているものの、減速中あるいは加速中には、上
記変速比が一定に保たれている。従って、駆ｖＪ軸とフ
ライホイールとの回転数比が一定量ずつ連続的に変化す
るような機構にはなっておらず、このため、減速中や加
速中に車輪に加わるトルクが不均一になり易い。運転性
を良好にするには、このＪ：うな不均一なトルク変動を
防止することが望まれる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、自動中の減速時のエネ
ルギー回収中、および自動車の加速時のエネルギー再１
中に、車輪に加わるトルクが不均一になることを防止し
、運転性を良好に保ちつつ減速エネルギーの回収、再生
を効率良く行なうことができる減速エネルギー回収装置
を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、　’［ンジンの出力を中輪に伝達する駆Ｍ　
＠ｂとエネルーλ′−回収用のフライホイールとの間に
、これら相！７間で回転を変速して伝達する可変速伝達
手段を備え、自動車の１ｌｌａ速時に上記駆動軸の回転
を上記フライホイールに伝達してこのフライホイールを
増速することにより、このフライホイールにエネルギー
を回収する一方、自動車の加速時に上記フライホイール
の回転を駆！ＩＩ軸に伝達してフライホイールに回収さ
れたエネルギーを再生するにうにした自動車の減速゛［
ネル鬼−−回収装置において、自動ｉｉの加減速時、上
記可変速伝達手段におけるフライホイール回転数の駆動
軸回転数に対する変速比を、上記フライホイールの回転
数変化率が一定となるように変化させる変速比調整手段
を設けたものである。

この構成により、自動車の加減速時に、駆動軸とフライ
ホイールとの間で確実に一定の割合でエネルギーが伝達
され、これによって不均一なトルク変動が防止されると
ともに、エネルギー伝達ロスが抑制されることとなる。

（実施例） 第１図は本発明装置の一実施例を示し、この図にｄ３い
て、１はエンジンであって、このエンジン１の出力＠１
ａには、エンジン用フライホイール２とクラッチペダル
（図示Ｖず）の操作によって断続されるエンジンクラッ
チ３とを介し、変速機４の人力軸で構成された駆動軸５
が連結されている。そして、変速機４の図示しない出力
軸は自動中の駆動ｉ［輸に連結され、エンジンの出力が
車輪に伝達されるようになっている。また、６は減速エ
ネルギー回収用フライホイールであって、このフライホ
イール６は、上記駆動軸５と平行に配置された回転自在
な回転軸７に、相対回転自在に支承されている。

上記駆動軸５と減速エネルギー回収用フライホイール６
との間には、駆動軸５の回転を変速して上記フライホイ
ール６に伝達する可変速伝達手段１０が組込まれている
。当実施例において上記可変速伝達手段１０は、駆動軸
５と回転軸７とに設けられたそれぞれ有効ピッチ径が可
変の第１可変プーリ１１および第２可変プーリ１２と、
この両プーリ１１，１２に巻き掛けられた金属製のベル
１一部材１３と、各プーリ１１，１２の有効ピッチ径を
変化させるためのシリンダ１４．１５と、この各シリン
ダ１４．１５に供給する油圧を制御１１Ｉ７する油１’
ｆコントロールユニット１６とで構成され、変速比を無
段階に変えることができるようになっている。

ずなわち、上記各プーリ１１，１２はそれぞれ、軸５，
７に一体形成された固定フランジ部１１ａ。

１２ａと、この固定フランジ部１１ａ、１２ａに対向し
て軸５，７に囲動可能に支持された可動フランジ部１１
ｂ、１２ｂとで、その間にベルト溝１１ｃ、１２ｃを形
成し、可動７ランジ部１１ｂ。

１２ｂの開動によりベルト溝１１ｃ、１２ｃでの有効ピ
ッチ拌が変化するようになっている。上記各可動フラン
ジ部１１ｂ、１２ｂの背面側には、Ｔ１■動フランジ部
１１ｂ、１２ｂとカバ一部材１４ａ、１５ａとによって
シリンダ１４．１５が密閉形成され、この各シリンダ１
４．１５は＠５．７を貫通する油圧通路１７．１８を介
して油圧コントロールユニット１６に連通されている。

そして、この油圧コントロールユニット１６によって各
シリンダ１４．１５への供給油圧を制御し、第１および
第２可変プーリ１１．１２の各有効ピッチ径をそれぞれ
相反する方向に増減変化させることにＪ二り、ブーり比
を変化させることができるようにしている。

また、回転軸７上には上記可変速伝達手段１０とフライ
ホイール６との間の動力伝達を断続するフライホイール
クラッチ２０が設けられている。

このフライホイールクラッチ２０は、回転１ｈＩ１７に
回転一体にかつ摺動可能に結合されたクラッチディスク
２１と、このクラッチディスク２１の７エーシング２１
ａをフライホイール６との間に挟むように配置されてフ
ライホイール６と一体のクラッヂカバー２２に支持され
たプレッシャプレート２３と、このプレッシャプレート
２３をフライホイール６側に付勢するダイヤフラムスプ
リング２４とを備え、このダイレフラムスプリング２４
は、図外の電動式駆動装置の駆動力を受けて回転軸７上
を摺動するレリーズ功う−２５に連結されている。ぞし
て、駆動装置によりダイヤフラムスプリング２４のブレ
フシ１／プレート２３に対する付勢力を制御してクラッ
チディスク２１とフライホイール６とを接離させること
により、可変速伝達手段１０の回転軸７とフライホイー
ル６との動力伝達を断続するように構成されている。

３０はマイクロコンビコータ等で構成された制御ｌｌ置
であり、駆動軸５の回転数に相当するエンジン回転数Ｎ
ｅの検出信号、回転数検出１段３５によるフライホイー
ル回転数Ｎｗの検出信号、ス［ｌツ１−ル弁の開度を示
すスロツｌ−ルラミＴＶの検出信号等を入力し、可変速
伝達手段１０を制御する信号を油圧コントロールユニッ
ト１６に出力するとともに、フライホイールクラッチ２
０に対してその断続を制御する信号を出力している。こ
の制御装置３０は、第２図に概略的に示すように、例え
ばスロットル開度の変化に応じて自動車の加速、減速を
検出するようにした検出手段３１．３２と、自動車の減
速時には減速エネルギーをフライホイール６に回収し、
加速時にはフライホイール６に回収されたエネルギーを
再生するように可変速伝達手段１０およびフライホイー
ルクラッチ２０をａ、制御する制御手段３３とを含むと
ともに、加減速時に上記可変速伝達手段１０におけるフ
ライホイール６回転数の駆動＋Ｉ＊　５回転数に対する
変速比を、上記フライホイール６０回転数変化率が一定
となるように変化させる変速比調整手段３４を含んでい
る。

つまり、フライホイール６の回転エネルギーを減速時と
加速時とについて示すと第３図のようになり、減速時に
は駆動軸５の回転がフライホイール６に伝達されてフラ
イホイール６の回転数に相当する回転エネルギーが次第
に増加し、一方、加速時にはフライホイール６の回転が
駆動軸５に伝達されてフライホイール６の回転エネルギ
ーが次第に減少し、これらの場合のエネルギー増加率、
エネルギー減少率が一定となるように制御されている。

上記制御装置３０による制御動作の具体例を第４図のフ
ローチャートによって説明する。

制御装置３０による制御が開始されると、まずステップ
Ｓ１でエンジン回転数Ｎｅ１フライボイール回転数ＮＷ
、ス［１ツトル聞邸Ｔｖが入力され、次にエンジン回転
数Ｎｅとスロットル開度ＴＶとの関係等に基いてステッ
プＳ２で自動車が加速状態であるか否かが判別される。

加速状態でないときは、ステップＳ３で減速状態である
か否かが判定される。加速状態でも減速状態でもないと
きは、そのままリターンされてステップＳ１からの処理
が繰返される。

ステップＳ３で減速状態であることを判定したときはエ
ネルギー回収のための制御を行なう。この制御は、まず
クラッチ接続判定用のフラグ［１がＯか１かの判定（ス
テップＳ４）に基いて、このフラグ１：１がＯとなる減
速開始時点においては、ステップＳり〜ステップＳ７で
、フライホイール回転数Ｎｗが０であればブーり比（［
第１可変ブ−リ１１の有効ピッチ径／第２１１Ｊ変プー
リ１２のイｉ効ピッチ径１を意味する。以Ｆ同様）を変
速可能な範囲の最低値に、またフライホイール回転数Ｎ
ＷがＯでなければブーり比をそのときのフライホイール
とエンジンとの回転数比に一致する値に設定し、それか
らステップＳ８でフライホイールクラッチ２０をＯＮと
する。このようにしているのは、フライホイールクラブ
’：）２０を接続したときのショックをできるだけ小さ
くするとともにフライホイールクラッチ２０のスリップ
を抑制するためである。このようにしてからステップＳ
９で７ラグＦ１を１とした後、ステップＳ１０以下の処
理に移る。なお、その後の減速持続状態ではステップＳ
４での判定結果がＮＯとなり、そのままステップＳ１）
以下の処理に移る。

ステップＳ１０では、フライホイール回転数の変化量（
前回と今回のフライホイール回転数の差）ΔＮ　Ｗ　ｌ
ｆｉ減速時の目標値Ｎｗｄより大きいか否かを調べ、そ
の判定結果がＹＥＳであればステップＳ１１でブーり比
の変化率を下げ、ＮｏであればステップＳηでブーり比
変化率を上げる。この場合、−１二ｒ＋２　［Ｉ　４！
Ａ　ｆｌｌ′ｌ　Ｎ　Ｗ＋Ｉ　ヲ１ｔ−（Ｑ　（ｌｒｌ
　ニＫＱ　定Ｌ／　チオ＜　ｔ−トニヨリ、この目標値
Ｎｗｄに応じた一定の割合でフライホイール回転数Ｎｗ
が１臂するにうに、ブーり比が次第に大きくされつつそ
の変化率が調整されることとなる。

次に、ステップＳｒ３でフライホイール回転数ＮＷがエ
ネルギー回収可能な上限値ＮＷｈより小さいか否かを調
べ、その判定結果がＹＥＳであれば、ステップＳ　Ｎで
フライホイール回転数の変化率ΔＮ　Ｗ　ｈ＜　Ｏより
大きいか否かを調べる。そしてこれらの判定結果がＹＥ
Ｓであるときは、エネルギーの回収が可能な状態にある
ことを意味するので、そのままリターンすることにより
、減速状態が続いていればステップ８１〜ステツプＳ４
を経てステップＳ　１ｏ以下の処理を繰返す。またステ
ップＳ１３またはステップ８１４で判定結果がＮｏとな
ったときｔよ、ステップＳ　１５でフライホイールクラ
ッチ２０をＯＦＦとし、かつ、ステップＳ１６でフラグ
Ｆ１をＯとしてからリターンする。

一方、ステップ＄２で加速状態にあることを判定したと
きは、ステップＳ１７でフライホイール回転数ＮＷがエ
ネルギーの再生可能な下限値ＮｗＱより大ぎいか否かを
調べ、その判定結果がＹＥＳであれば、エネルギー再生
のための制御を行なう。

この制御は、まず、クラッヂ接続判定用のフラグ「２が
Ｏか１かの判定（ステップ５１８）に基いて、このフラ
グＦ２が０となる加速開始時点においては、クラツナ接
続時のショックやスリップを抑制するため、ステップＳ
　１９でプーリ比をフライホイールとエンジンとの回転
数比に一致する値に設定してから、ステップＳ　２０で
フライホイールクラッチ２０をＯＮとする。ざらにステ
ップ８２１でフラグＦ２を１とした後、ステップ８２２
以下の処理に移る。なお、ぞの後の加速持続状態ではス
テップＳ　＋ａでの判定結果がＮＯとなり、そのままス
テップ３２２以下の９ａ理に移る。

ステップＳ２２では、フライホイール回転数の変化ｔｄ
ΔＮｗが加速時の目標（ｉｎ　Ｎ　ｗａより小さいか否
かを調べ、その判定結果がＮｏであればステップＳ　２
］でブーり比の変化率を下げ、ＹＥＳであればステップ
８２４でブーり比の変化率をトげる。この場合、上記目
標値Ｎｗａを負の値に設定しておくことにより、この目
標値Ｎｗａに応じたー・定の；＋、１１合でフライホイ
ール回転数ＮＷが低下するように、ブーり比が次第に小
さくされつつその変化率が調整されることどなる。

次に、ステップＳ　２５でフライホイール回転数の変化
量ΔＮ　ｗ　ｌｆｉ　Ｏより小ざい（エネルギー再生可
能な状態）か否かを調べ、その判定結果がＹＥＳであれ
ばそのままリターンする。そしてエネルギー回収可能な
＋ＪＩＩ速状態が続いていればステップＳ１、Ｓ２　、
Ｓ＋７．Ｓ１ａを経てステップ８２２以下の処理を繰返
′？ｊ、、また、ステップ８２５での判定結末がＮＯと
なったとぎは、ステップＳ２６でフライホイールクラッ
チ２０をＯＦＦとしてからリターンづることによりエネ
ルギー再生のための制御をＰ；−止さ１１ステツプＳ　
１７での判定結果がＮＯのときらエネルギーｖ１生のた
めの制御を停止づる。

以上のにうな制御により、自動車の減速りには、フライ
ホイールクラッチ２０がＯＮとなって駆動１伯５とフラ
イホイール６が連結された状態で、駆動軸５０回転が可
変速伝達手段１０を介してフライホイール６に伝達され
てフライホイール６が次第に増速され、フライホイール
６にエネルギーが回収される。

一方、加速時にはフライホイールクラッチ２０がＯＮと
なった状態でフライホイール６の回転が可変速伝達手段
１０を介して駆動軸５に伝達され、フライホイール回転
数ＮＷが次第に引下げられてその回転数低下分のエネル
ギーが駆動軸５に供給される。こうして、減速時にフラ
イホイール６に回収されたエネルギーが加速時に再生さ
れることとなる。

ところで、このような減速時のエネルギー回収、加速時
のエネルギー再生を行なう場合、従来のように変速比を
固定して駆！Ｊｌ軸５とフライホイール６とを接続する
と、接続部分等にスリップが生じ、エネルギー伝達ロス
が生じるとともにエネルギー伝達率が不均一になり易い
。また、変速比を次第に変化させるようにするとしても
、例えば単にオーブン制（２１Ｉ等で上記ブーり比を変
化さＶる制御信号を出力するというような制御にょるだ
【」では、油圧コントロールユニット１６における油ｊ
モの変化等があった場合、エネルギー伝達率が変動Ｊる
可能性がある。

これに対して本発明では、加減速時に上記フライホイー
ル６の回転数変化率が一定となるようにａ１１制御し、
つまり減速時には、先ずブーり比を最低にづるかフライ
ホイール６とエンジンとの回転数比に一致するように設
定してから、フライホイール回転数Ｎｗを減速時の［１
標値ｆｌ＋ｙｄに応じたー・定の割合で上昇させるよう
にブーり比を調整しつつ変化させ（ステップ＄４〜５ｔ
２）、また加減時には、先ずプーリ比を上記回転数比に
一致するように設定してから、フライホイール回転数Ｎ
ｗを加速時の目標値Ｎｗａに応じた一定の割合で低下さ
けるにうにブーり比を調整しつつ変化させている（ステ
ップｓｉａ〜５２４）。従って、フライホイールクラッ
チ２０のスリップが抑制されつつ駆動軸５とフライホイ
ール６との間で効率良くエネルギーが伝達され、かつ、
確実に一定の伝達率でエネルギーが伝達されることとな
る。

なａ３、上記実施例では駆Ｗｈ軸５を変速機４の入力軸
で構成しているが、エンジンの出力軸で構成してもＪ：
い。また可変速伝達手段１０の変速機構は、無段階に変
速比を変えることができるものであれば上記実施例以外
のものを用いてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明は、減速時に１．ネルギー回収用の
フライホイールに回収したエネル）”−を加速時に駆動
軸に供給してエネルギー効率を高めるとともに、特に可
変速伝達手段と変速比調整手段とによって加減速時のフ
ライホイールの回転数変化率が一定となるようにフライ
ホイール回転数の駆動軸回転数に対する変速比を変化さ
せているため、駆動軸とフライホイールとの間で効率良
くエネルギーを伝達させることができるとともに、加減
速中にエンジンのトルクが不均一に変動することを防止
することかできるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明５Ａ首の一実施例を示す概略図、第２図
は制御装置の構成の概略を示すブロック図、第３図は減
速ｆｆ５　（１３よび加速時におけるフライホイールの
回転エネルギーの変化を示す説明図、第４図は制御装置
による制御のフローチセ〜トである。 １・・・エンジン、５・・・駆動軸、６・・・エネルギ
ー回収用のフライホイール、１０・・・可変速伝達手段
、３０・・・制御装ｒ、３４・・・変速比調整１段。 持直出願人　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　埋　人
　　　　　弁理士　　　小谷悦司同　　　　　　　弁理
士　　　長１）正向　　　　　　　弁理士　　　板谷庫
夫第　　１　７ 第　　２　　Ｆ 第　　３　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、エンジンの出力を車輪に伝達する駆動軸とエネルギ
   ー回収用のフライホイールとの間に、これら相互間で回
   転を変速して伝達する可変速伝達手段を備え、自動車の
   減速時に上記駆動軸の回転を上記フライホイールに伝達
   してこのフライホイールを増速することにより、このフ
   ライホイールにエネルギーを回収する一方、自動車の加
   速時に上記フライホイールの回転を駆動軸に伝達してフ
   ライホイールに回収されたエネルギーを再生するように
   した自動車の減速エネルギー回収装置において、自動車
   の加減速時、上記可変速伝達手段におけるフライホイー
   ル回転数の駆動軸回転数に対する変速比を、上記フライ
   ホイールの回転数変化率が一定となるように変化させる
   変速比調整手段を設けたことを特徴とする自動車の減速
   エネルギー回収装置。