(57)【要約】【課題】走行抵抗馬力に対する余力をはずみ車へ蓄積し、惰力走行に利用し燃料の節約を得る。はずみ車を動力とする車両は、大容量化に伴う高度技術の必要性やエンジン単独での走行と同等の運転性の確保に課題があった。【解決手段】エンジン走行では、等燃費曲線で最小燃料消費率が得られる回転速度／出力で運転し走行抵抗馬力に対する余力をはずみ車に蓄積する。惰力走行ではエンジンへの燃料供給を停止する。はずみ車を駆動軸への動力伝達と並列に、結合／切離しが可能なように設置し、運転モードの選択の自由度を大きくする。はずみ車の容量を車両の運動エネルギー程度に抑制し、汎用技術／汎用材料で対処し、燃料節約効果を損なわずに課題を解決できる。電気エネルギーに変換することなく、回転エネルギーのまま蓄積／放出し、エネルギー変換／充放電に伴う損失、装置の複雑化／過重化、価格の高騰などを最小限にとどめる。【選択図】図５
2008230378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン部分とはずみ車部分と駆動軸部分とこれら各部分を制御するコンピュータなど制御装置とを備えた車両であって、前記エンジン部分がエンジン、クラッチ（１）とからなり、前記はずみ車部分がクラッチ（２）、双方向型無段変速機、はずみ車とからなり、前記駆動軸部分がクラッチ（３）、無段変速機、駆動軸とからなり、前記各部分がクラッチ（１）〜（３）の間に設けられたギア−を介して回転動力を選択的且つ相互に授受せしめ得る事を特徴とする車両
【請求項２】
前記はずみ車部分の双方向型無段変速機が、クラッチ（２）からの回転動力をはずみ車に伝達できると共に、切替え操作により逆にはずみ車からの回転動力をクラッチ（２）に伝達する事も可能な事を特徴とする請求項１記載の車両
【請求項３】
前記コンピュータなど制御装置が、当該エンジンの等燃費曲線のデータを内蔵し、燃料消費率の最小値に該当する回転速度及び出力でエンジンを稼働させ車両を駆動させると共に、走行抵抗馬力に対する余力をエネルギー変換することなく、はずみ車に回転エネルギーとして蓄積させるエンジン走行と、エンジンへの燃料供給を停止しはずみ車に蓄積された回転エネルギーで車両を駆動させる惰力走行を交互に実施するよう切替え制御する事を特徴とする請求項２の車両
【請求項４】
請求項３の車両のエンジン走行において、意図する車両速度で走行中、エンジンの回転速度を変更することなく、出力のみを当該回転速度における燃料消費率の最小値に該当する値に変更し稼働させる事を特徴とする車両
【請求項５】
前記はずみ車部分のはずみ車の回転エネルギー貯蔵容量を、当該車両の設計最高速度での運動エネルギーの３倍以下且つ該はずみ車の回転速度を１５０００ｒｐｍ以下とする事を特徴とする請求項１記載の車両
【請求項６】
前記はずみ車部分のはずみ車の回転エネルギー貯蔵容量を、当該車両の実用最高速度での運動エネルギーの３倍以下且つ該はずみ車の回転速度を１５０００ｒｐｍ以下とする事を特徴とする請求項１記載の車両
【請求項７】
請求項２、請求項３、請求項４及び請求項５夫々の特徴を備えたことを特徴とする請求項１の車両
【請求項８】
請求項２、請求項３、請求項４及び請求項６夫々の特徴を備えたことを特徴とする請求項１の車両
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）を主動力源とし、はずみ車を補助動力源として備えた車両による、エンジン走行と惰力走行を組み合わせた燃料節約走行方法及び車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料節約走行方法として、可変気筒による走行方法（例えば、特許文献１  参照）、補助動力を使用しないフューエルカットによる部分的な惰力走行方法、ハイブリッド車両によるエンジン走行と電気モーター走行の組み合わせによる走行方法、はずみ車を主動力源とする走行方法（例えば、非特許文献１、非特許文献２  参照）及びエンジン走行と惰力のみによる走行を交互に繰り返す鋸歯状の走行方法（例えば、特許文献２  参照）等の提案が行われているが、十分な節約効果が得られなかったり、機動性／運転性（ドライバビリティー）が損なわれたり、或いは装置が複雑且つ大型で車両重量／車両価格を大幅に増加させるなど課題を内包している。
一層の改良を求め上記の鋸歯状走行方法を、はずみ車の回転エネルギーを補助動力として利用し平滑な走行に改良する提案も知られている。  たとえば、特許文献２の「車両の自動間欠惰行運転機構」がそれである。
これによれば、「原動機」と「プロペラシャフト」の間に「自動クラッチ」を介して「フライホイール」、「トランスミッション」、「自動変速装置」及び「緩衝継ぎ手」の順にこれらを直列に配置することが図に示され、「フライホイールとしては可なり大きな蓄積エネルギーを保有できる大型か又は高速度型のものを必ず備えねばならない」としている。    
これらを用いて惰行運転で車速を一定にする方法を記している。  
要旨は以下のとおり。
車両は所定の速度に達した時点で惰行に移行する。車両速度の低下を防ぐため、この時点からフライホイールの蓄積エネルギーを放出する。  放出に伴いフライホイールの回転速度は減衰を続ける。  フライホイールの回転速度の減衰による車両速度の低下を補うため自動変速装置で増速を続け車両の速度を一定に保つ。やがて蓄積エネルギーが所定の量にまで低下する。この時点で自動変速装置からの信号で（エンジン走行の）全力運転に入る。  再発動の時点でのエンジンの回転速度は、惰行への移行時点の回転速度に比べ自動変速装置での増速分だけ低くなっている。  エンジンはフライホイールへのエネルギー蓄積を続けつつ回転速度を上げつづける。  この間自動変速装置は車両速度を一定に保つ為増速度合いを下げ続け、やがてエンジンの回転速度は当初の惰行移行時点の速度に復帰すると共に、自動変速機も増速のない状態すなわち惰行開始時の状態に復帰しサイクルが完結する。  引き続き再び惰行に移行、このサイクルを繰り返す。
本提案には、フライホイールの容量等についての定量的な内容の提示がなく、速度を一定に保つ動作原理の概念的な説明に留まり、燃料節約効果に対する定量的評価も示されていない。  
【０００３】
上述のような技術の不備を改善すべく調査検討を行った。
本願の発明にいたるこれらの具体内容を２、３の試算例、試験例を交えて説明する。
本願の発明は、エンジン走行と惰力走行とからなる走行サイクルを継続又は断続して実施し、消費燃料の大幅な節約を得るのが目的である。
自動車は始動時加速され、所定の速度に達した後は定速で走行し、停止に際し減速される。
定速状態では、加速時に比べエンジンからのエネルギーの供給は少なく、惰力による運動エネルギーが大きな比重を占めている。
従い所定の速度に達した時点でエンジンへの燃料供給を停止し惰力走行に移行する。
しかし、惰力のみの走行では車輪の路面での転がり摩擦抵抗及び車体の空気摩擦の抵抗によるエネルギー損失のため徐々に減速する。
この損失を補い減速を防ぎエンジン走行と同等の走行性を確保する手段としてはずみ車を設け、エンジン走行時に蓄えた回転エネルギーを補助動力として供給する。
【０００４】
ここで電気モーターと比較してエンジンの特徴について考察する。
電気モーターでは、エネルギー回収の操作をしない場合、転がり摩擦及び空気抵抗が大部分で制動作用は少なく、電気の供給を停止すると慣性力による回転に移行する。  これに比べエンジンでは燃料の供給を停止すると大きな制動作用（エンジンブレーキ）が働き減速される。  
燃料の燃焼・爆発に必要な空気の吸入／圧縮及び排出があり、この圧縮行程が仕事を必要としエネルギーを消費するからである。
爆発行程では圧縮行程での仕事以上のエネルギーが得られ、回転を維持し且つ外部への仕事即ち車両の駆動が可能となる。
惰力走行を効率よく実施する為には、制動作用を排除ないしは軽減する事が重要となる。
【０００５】
その手段としては、「ニュートラル」としエンジンを切り離す、或いはエンジンを「空転」させる等がある。
ところでエンジンは、車両駆動のほか発電機、空調機の圧縮機、ステアリングハンドル／ブレーキ／変速機などに必要な油圧ポンプ、冷却液のポンプ等補助機器をも駆動させている。  万一のエンジン停止時の危険性を考慮すると単なる「ニュートラル」は賢明な選択ではない。
補機類に対する駆動力を確保した上でのエンジンの停止、又はシリンダーの大気開放／空転等が望ましく、これにもいくつかの手段が可能である。    
補機類の「電気駆動」のほか、「既存の吸気弁／排気弁に開放又は全閉の機構を付加する」、「全てのシリンダーに連動・連通する第三の弁“大気開放（デコンプ）弁”を設ける」、「エンジンを迂回して駆動軸の回転を補機類に供給する」等である。  
【０００６】
つぎにエンジンの熱勘定、機械効率及び燃料消費率について考察する。
「熱勘定」  燃料のエネルギーの大半は、熱損失（冷却損失、排気損失）として失われ、残りの３〜４割程度が機械的エネルギーに変換され軸出力及び機械損失として使用される。
「機械効率」  機械損失には、シリンダー／ピストン間や軸受けなど固体間の摺動及びころがり摩擦、上述の圧縮行程での仕事を含む吸／排気に伴う気体のポンプ損失、補機類の駆動に要するエネルギー（損失）などがある。  
これらの損失の為、「・・・自動車用内燃機関の機械効率は一般に85〜95％程度といわれているが、これは機械効率の最大値であって運転状態によって零から最大値の間を変化するものである。    特にエンジンブレーキを使用した場合は機関の正味出力は負となり・・・・・機械効率も負となる」  （新編  自動車工学ハンドブック（’８９）  抜粋）
「燃料消費率」  「・・・実際には  ｆｂ（正味燃料消費率）は正味馬力Ｎｅと機関回転数ｎとによって決まるもので、この関係は一般に複雑であるので実験によって求める必要がある。  この場合実験によって求めた結果を図１−２３のように等燃費曲線で整理しておくと自動車の燃費を検討するのに便利である・・・」  （新編  自動車工学ハンドブック（’８９）  抜粋）  図１参照
又、「・・・混合比と圧縮比が定まれば・・・混合比一定の場合Ｐｍｅ（正味平均有効圧力）を縦軸、ｎ（機関回転数）を横軸として等燃費曲線を描けば図１−２４のごとく右上がりの直線となる・・・」  （新編  自動車工学ハンドブック（’８９）  抜粋）  図２参照
「部分負荷を多用する自動車用機関などでは、図１４に示すような性能表示もよく用いられる。  トルクの代わりにそれと比例関係にある正味平均有効圧で表す場合も多い・・・」  （機械工学便覧（’９３）  抜粋）  図３参照
これら図１、図２あるいは図３から次の事がわかる。
ある範囲内ではあるが、回転数ｎが同じである場合、仕事量当りの消費燃料の量ｆｂは正味平均有効圧（力）Pme  が小さいほど大きく、Pme が大きくなると小さくなる。  
即ち、エンジンは「一定量の仕事に対しては、回転数が同じであれば、高い出力での短時間運転の方が、低い出力での長時間運転よりも燃料消費が少ない」ことを意味する。
【０００７】
この概念を図４の等燃費曲線を用いて定量的に考察する。  
ちなみに、図４は説明の便宜上、図２に仮想の等燃費線  ｆｂ＝220［g/B・HP-h］及び450［g/B・HP-h］  並びに縦軸に2,100rpm及び3,150rpmに対応する出力（ＨＰ）目盛を加筆追加したものである。
縦軸Pmeの平均有効圧力とは、「エンジンのピストンにかかる計算上の平均圧力で、１サイクルの仕事を行程容積（ピストンの面積と動いた距離をかけたもの）で割ったものである」  （グランプリ自動車用語辞典（'９５）  抜粋）  
従い単位時間当りの正味の仕事量、即ち正味出力（動力）「Ne」は、
２回転で１サイクルの4サイクルエンジンの場合
[正味出力]＝  [正味平均有効圧力]＊[行程容積]＊[単位時間当りのサイクル数]  
Ne    ＝  Pme  ＊  Ｖ  ＊  （1/2）  ＊  （ｎ/60）
で示される。  ここで、＊印は乗算を表し、以下同様とする。
例として、行程容積2,200ccの4サイクルエンジンで、ある回転速度2,100rpmに関して試算してみる。
ここに例示する回転速度2,100rpmは、後の（０００９）で述べる実車走行試験に用いた車両の60km/h時のエンジンの回転速度であり、当該車両の60km/h時の走行抵抗馬力は7.4馬力である。
図４が当該車両のエンジンの等燃費曲線であると仮定すると
縦軸の正味平均有効圧の値  2[kg重/cm2]は下記のとおり 770[kg重-m/sec]  即ち10馬力に相当する。
2＊10４＊2,200＊10-6＊1/2＊2,100/60＝770
770＊0.013＝10
この馬力目盛を、図の縦軸に回転速度が2,100rpmの時の出力軸「Ne 」目盛として併記する。
これにより、図の等燃費曲線から回転速度2,100rpmでの出力7.4馬力に対する燃料消費率はｆｂ＝400［g/B・HP-h］と読み取れ、一方回転数2,100rpmでの最小の燃料消費率はｆｂ＝220［g/B・HP-h］で、これに対応する出力は４０馬力と読み取れる。  
車両が一定速度で走行する際、路面及び空気などから受ける走行抵抗に抗する出力、即ち走行抵抗馬力は一定で、稼動しているエンジンの出力（馬力）に関係しない。  
他方、エンジンが行う仕事（量）とは馬力（出力）に稼動時間を乗じたものである。  従い同一仕事量を得るのに必要な「所要馬力とエンジンの稼動時間は反比例」の関係にある。  
即ち一定速度で一定距離を走行する場合、7.4馬力での運転時間に対し４０馬力での運転時間は7.4/40（約19％）で済む事になり、燃料の消費量に換算すれば下記のとおり約55％で済み45％の節約となる。
｛220＊40＊(7.4/40)｝/｛400＊7.4＊1｝＝  220/400  ＝  0.55
「40馬力でのエンジン走行の期間19％内に余剰のエネルギーをはずみ車に蓄え、残り81％の惰力走行の期間の補助エネルギー」として利用し減速なく走行を続けることができる。  
【０００８】
等燃費曲線は、横軸をエンジンの回転速度とし、縦軸に平均有効圧力又は軸トルクをとり、仕事量（KW-h又はHP-h）当りの消費燃料量、即ち燃料消費率の等しい点をつないだ曲線を複数図示したものが一般的である。  その形状は、エンジンの種類、形式、出力規模などによりさまざまであるが、大略は図1又は図３に見るように同心楕円状である。  最小の燃料消費率を示すその中心は回転速度が中速域例えば3,000ｒｐｍ近辺で、平均有効圧力又は軸トルクの値が絞弁全開近くの高い領域にあるものが多い。
なお、各エンジン個別の等燃費曲線はカタログ等で表示されている事はない。
上述の（０００７）での燃料節約走行方法は、車両の走行速度60km/h時のエンジンの回転速度2,100ｒｐｍに対するものであった。
ここでは任意に選んだエンジン回転速度について考察する。  
車両速度を60km/h.に保つため無段変速機により減速しつつ、エンジンの回転速度を3,150ｒｐｍに増加させた場合につき図4を用いて考える。    
「2,100rpm」時は、7.4馬力での走行では、ｆｂ＝400［g/B・HP-h］の燃料消費率に対し、惰力走行を利用すれば40馬力でエンジンの稼動時間を7.4/40とする事ができ、ｆｂ＝220［g/B・HP-h］の燃料消費率で済んだ。  言い換えれば、400ｇの燃料が必要な距離（又は時間）の走行に対し、惰力走行を利用すれば220gの燃料で済む事になる。
「3,150rpm」時も、2,100rpm時と同様、図４から以下のように読み取れる。
7.4馬力での走行では、ｆｂ＝450［g/B・HP-h］の燃料消費率に対し、惰力走行を利用すれば62馬力でエンジンの稼動時間を7.4/62とする事ができ、ｆｂ＝230［g/B・HP-h］の燃料消費率で済む。  2,100rpm時400ｇの燃料が必要な距離（又は時間）の走行に対し、3,150rpm時では450gが必要で、惰力走行を利用すれば230gの燃料の消費となる。
上記の算定過程から次の結論が得られる。
「意図する車両速度で走行時、最大の燃料節約効果を得るには、エンジンの回転速度を等燃費曲線に於ける最小燃料消費率を示す値に変更し、出力を最小燃料消費率を示す馬力に変更してはずみ車にエネルギーを蓄積しつつ走行、後惰力走行に切替えれば良い」
この時、エンジンの回転速度の変更を相殺し車両の速度を所定の速度に維持するため、無段変速機での変速比の変更が必要である。  
一方、「エンジンの回転速度を変更することなく、出力をその回転速度での最小燃料消費率を示す馬力に変更し、はずみ車にエネルギーを蓄積するエンジン走行と惰力走行の実施でもかなりの燃料節約が得られる事が多い」
ここで、走行に必要な馬力の何倍もの出力でエンジンを稼働させ、走行速度を変えないエンジン走行のイメージ（感覚）とはどのようなものかについて、類似事例を紹介する。  空調機の圧縮機は、冷媒ガスを液化させるため間歇的に電磁クラッチでON/OFFを繰り返している。  これに必要なエンジン出力の増減を電磁クラッチのON/OFFに同期して瞬時に実施し、走行速度への影響をなくしている。  
【０００９】
ここでは、平坦な路上での60km/h.時の走行抵抗馬力を実車走行試験の結果から試算してみる。  車両及び走行の概要は以下のとおり。
・実車走行による計測は同一区間の往復で実施  
・車両はミニバンで、車両重量1,800kg、車輪直径618mm
・ディファレンシャルギアでの最終減速比4.1
・エンジンは2,200ccのディーゼルでMT車
60km/h.での走行時、トップギアでのエンジンの回転速度は約2,100rpmと算定される。
次に「60km/hでの1秒当りの消費エネルギーの近似値」を求める。
65km/hから55km/h.まで惰力走行を行い所要時間約15秒を得た。  
１秒当りの消費エネルギー即ち、車両の持つ運動エネルギーの減少から、近似値として、走行抵抗馬力は下記のとおり  5,550[kg-m２/sec３]、  即ち７．４馬力となる。  
ΔＥｍ／Δｔ＝1/2＊1,800＊{(65,000/3,600)2-(55,000/3,600)2}/15
＝  5,550  [kg-m２/sec３]
＝  570  [kg重-m/sec]  
＝  7.4HP
【００１０】
ここで、車両の持つ運動エネルギー及びはずみ車の持つ慣性エネルギー（回転運動エネルギー）について考察する。    
「車両の持っている運動エネルギー」は下式で示される。  
Em＝１/２｛MV2｝    
M：車両の重量（質量）、V：速度  
モデルとした重量1,800Kgの車両の60km/h.時の運動エネルギーは下記のように250,000[kg-m2/sec２]であり、例えば30秒間の惰力走行ではその約３分の２の167,000[kg-m2/sec２]（67％）を消費する事になる。  
1/2＊1,800＊（60,000/3,600）２＝  250,000
5,550＊30  ＝  167,000    
167,000/250,000  ＝  0.67
他方、「はずみ車の持つ回転運動のエネルギー」は下式で示される。
Ｅｒ＝１／２｛Ｉω２｝＝１／２ｍｖ２ 
Ｉ：慣性モーメント  ω：角速度    Ｉ  ＝  ｍｒ２    ω  ＝  ｖ／ｒ
ｍ：  はずみ車の質量    ｒ：  同、半径    ｖ：  同、周速  
はずみ車の形状は通常車輪状であるが、試算の単純化のため、太さが無視できる細い線で出来た直径0.5ｍのリング（輪）に質量30ｋgが均一に分布しているとし、回転速度5,000rpmについて述べる。
はずみ車の持つ回転運動のエネルギーは257,000[kg-m2/sec２]であり、時速60km/h.の車両の運動エネルギーにほぼ相当し、下記のように30秒間の惰力走行時の補助エネルギーとして167,000[kg-m２/sec２]（約65％）を使用し消費すると回転速度は約2,960rpmに減速される。
1/2＊30＊{0.5＊π＊(5,000/60)}２  ＝  257,000
｛5,000２＊(257,000−167,000)/257,000｝1/２＝  2,960  
エンジン走行では40馬力のうち7.4馬力分で60km/h.を保ちつつ、余剰の32.6馬力分ではずみ車に65％分のエネルギーを補給し回転速度を5,000rpmに回復させる事になる。
【００１１】
惰力走行による燃料節約の原理を、モデル車両を用い時速60km/h.の例で説明したが、60km/h.に限らず任意の速度領域で、且つ定速に限らず多様な走行状況に対し、エンジンを持つ各種の車両について幅広く適用できる。
車種毎に図１、図２あるいは図３のような等燃費曲線が存在し、車両（車種）／速度／路面状況（上り坂／下り坂など）／天候・気候毎に異なる走行抵抗馬力が存在する。  上述の原理を用い多様な走行状況／走行環境に対応した経済的な走行方法を、等燃費曲線データから読み取り組み立てる事ができる。
本、燃料節約走行法では、エンジン走行ではずみ車に蓄えたエネルギーを直後の惰力走行に利用し、引き続き次の走行状況に対応したエンジン走行へ、とエンジン走行と惰力走行からなる走行サイクルを繰り返す。
さらに、エンジン走行時だけでなく停車時にもエネルギーを蓄積し、発進時のエネルギーとして利用すればより大きな燃料節約効果が得られる。
【００１２】
ここでははずみ車の容量および間歇運転の走行サイクルの長さの適正規模について考察する。
はずみ車の用途は、小規模なものはエンジンの爆発行程でのエネルギーを圧縮行程など他の行程に平滑化して伝えるものから、昼夜の電力需要平準化のための大規模なエネルギー貯蔵にまで広い範囲にわたっている。  自動車用動力への応用の試みもある。  （前出、非特許文献１、非特許文献２  参照）
はずみ車のエネルギー貯蔵容量は、（００１０）で述べたように質量に比例し、回転速度の二乗に比例する。  
容量を大きくする為には回転速度を上げるのがより効果的であるが、回転の高速化に伴い、高度な技術を必要とし設備の複雑化を伴う。  
大きな遠心力に対応する為の強度の高い材質の選択、高速回転に対応するバランスを保つための高精度加工及び非接触軸受け、高速で急激に増加する風損対策、高速回転体の破損時の安全対策などである。
これら課題は、10,000rpm程度以下の回転速度では特別な高度技術を必要とせず、自動車産業で現在採用されている汎用技術／汎用材料で対応できる。
他方、エンジン、はずみ車、無段変速機、クラッチなど機器装置類の応答性、損耗、車両の運転性／居住性などの面からは、サイクル長さを長くしサイクル数を小さくする事が望ましい。
クラッチのON/OFF頻度に対する目安としては、数十秒ないし分刻みで繰り返す空調機の圧縮機の電磁クラッチの作動などが参考となろう。
以上の考察および事例などから、はずみ車の回転速度は10,000rpm程度以下、貯蔵容量は当該車両の実用最高速度時の運動エネルギー程度以下とし、はずみ車へのエネルギー授受の範囲を容量の７〜８割程度とすれば、サイクルの長さも数十秒程度が確保でき、実用的な燃料節約走行を組み立てることができる。
【００１３】
具体的な機器構成を図５に例示し、夫々の機能を述べる。
構成は、大別して  「エンジン部分」、「はずみ車部分」及び「駆動軸部分」の三つの部分からなる。  
エンジン部分は、クラッチ（１）及びエンジンからなる。  補機類はエンジンの回転動力または電動駆動を利用する。
はずみ車部分は、クラッチ（２）、双方向型無段変速機（R-CVT）及びはずみ車からなる。  双方向型無段変速機（R-CVＴ）は、双方向の意味を込め  “R-“  を付し、R-CVTとした。  双方向型無段変速機の実在の有無は不知であるが、無段変速機に機構・構造を付加し、はずみ車へのエネルギー貯蔵時の入力軸／主力軸を、エネルギー放出時には逆に出力軸／入力軸に切り替わり機能するようにしたものである。    ベルト式CVTを例にとると、入力側には固定プーリ／可動のドライブプーリがあり、出力側には固定プーリ／可動のドリブンプーリがある。図６参照  双方向とするには、それぞれの可動プーリにドリブン及びドライブの機構をも付加し、機能の切替えを可能とする必要がある。  
ドライブプーリ及びドリブンプーリの駆動には油圧式、モーター式などが用いられる。  なお、無段変速機にはベルト式の他トロイダル式などがある。
駆動軸部分は、クラッチ（３）、無段変速機（CVT）、駆動軸及び差動兼減速機などからなる。  
コンピュータなど制御装置は、等燃費曲線データや種々の運転モードに対する基本条件などの情報を内蔵し、運転者の指示操作を受け、上記の各機器類からの情報に基づいて判断し各機器・装置の制御を行う。
【００１４】
運転モードと機器・装置の作動状況の例を下表に示す。
2008230378.tif 000003
60km/h.時のエンジン走行と惰力走行の概念を図７に示す。
【特許文献１】実開平  ５−４２６５２
【特許文献２】特開昭  ５１−５１６０６
【非特許文献１】電気自動車の最新技術  （‘９９）
【非特許文献２】クルマの新技術用語  エンジン・動力編  （‘９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
まず、背景技術として（０００２）で引用した特許文献２の「車両の自動間欠惰行運転機構」では、エンジン、フライホイール、トランスミッション及び駆動軸などが直列に配置されている。  
このためエンジンの回転速度を一定に保ちつつフライホイールの増速、即ちエネルギーの蓄積が出来ず、エンジンの回転速度を増加しつづけなければならない。  これでは等燃費曲線での最小燃料消費率が得られる特定の回転速度に設定する事も一定に保つ事も出来ず、本来の目的である「ベストエコノミー」の運転が出来ないことを意味する。  さらに、直列に配置されているため、急加速が必要な状況下でもフライホイールを切り離す事が出来ず、余計な負荷を背負ったままでの運転となり、機動性／運転性を損なう結果となる。  
次に、（０００２）で引用した非特許文献１、非特許文献２などで紹介されている、自動車用に採用或いは提案されているはずみ車の利用は次の二点を特徴としている。  
一つは、「貯蔵容量を大きくし、主動力源としての利用」である。  この場合、大型化／高速度化が避けられず（００１２）で述べたような種々の課題があり本格実用には至っていない。  
もう一つは、直接回転エネルギーとして蓄積／貯蔵するのではなく、発電機／電動機を介して「電気エネルギーに変換」の後、電気エネルギーとして蓄電池に貯蔵、或いははずみ車に回転エネルギーとして貯蔵する。  このため、機器・装置類が増加／複雑化し、且つエネルギー変換に伴う損失、電池貯蔵の場合は充放電に伴う損失などが避けられない。
最後に、（０００２）で引用した特許文献１では、稼動中の気筒は休止中の気筒分を補うため、高出力運転となり（０００８）で述べたように、一般的には燃料消費率が小さくなる。  ただし、エンジンの回転速度が等燃費曲線上の最小燃料消費率に該当するとは限らず、且つエンジンの回転速度に平滑さを欠くなど運転性／居住性にも課題が残る。
走行性能や居住性を損なうことなく、より単純な装置／方法で、エンジンの持つ能力を最大限に活かした燃料節約方法を得る事が課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本願の発明では、はずみ車を駆動軸と「直列にではなく」、図５に示すように「並列に」双方向型無段変速機（R-CVT）を介して設置する事、及び三つのクラッチ（クラッチ（１）〜（３））の働きと相俟って、エンジン／はずみ車／駆動軸の三つの部分の個別制御の自由度が飛躍的に高まる。
これら三つの部分の組み合わせにより、（００１４）に述べたように走行状況に即し、幅広く等燃費曲線に基づく最適な燃料節約走行方法の選択が可能となる。
はずみ車へのエネルギーの蓄積及びはずみ車からのエネルギーの取り出しを、エネルギー変換をすることなく「回転エネルギーのまま」双方向型無段変速機を通じて実施する事、はずみ車の機能及び容量を惰力走行に必要な「補助動力源に限定」する事の二つにより、自動車産業での汎用技術／汎用材料で対処でき、単純且つ小規模で信頼性の高いものとする事が可能となる。
これらの解決手段によれば、既存のエンジンの改良などは不要で、高度に開発が進んでいる現存のエンジンの能力を、エンジンの種類を問わず最大限に活用する事ができる。
【発明の効果】
【００１７】
本願の発明は、既存のエンジンの変更を必要とせず、エンジンの持つ性能を最大限に活用する技術であり、エンジンの規模、形式を問わず、幅広い範囲の車両に適用できる事、多様な走行状況に対応できる事と相俟って炭酸ガス排出削減など地球環境保護への画期的な効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本願の発明は、特定の種類、形態、規模の車両に限定されたものでなく、幅広く各種の車両に適用できる燃料節約に関わる基本技術に関するものである。    従い、目的に応じて各種／多様な実施形態が可能で、夫々に最良の形態が存在し、選択できるのが大きな特徴である。  例えば、エンジンの種類では４サイクル／２サイクルガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等、車両の種類ではトラック（大型〜小型）、乗用車（大型〜小型、スポーツ／RV／セダン等用途別）など広範囲にわたる。  （００１６）で述べたようにエンジン部分／はずみ車部分／駆動軸部分の三つの部分の独立性が高いため自由度が大きく、  夫々の目的に適した運転モードの選定・組み合わせができる。  さらに、はずみ車の用途を惰力走行時の補助動力に限定する事で必要な容量を小さく出来、形状・寸法／材質及び回転速度の選定の自由度も大きい。  
例えば、高級車でなくファミリーカーの場合、最高速度でなく（００１０）に例示したように、日常多用する60km/h.を念頭に、最高回転速度5,000rpm程度のはずみ車の選定などが目的に即した最良の形態の一つと言えよう。  
本基本技術を用いた夫々の最良の実施形態は豊富な周辺技術を持つ車つくりの専門家に委ねる。
【実施例１】
【００１９】
惰力走行の部分的な実施例としては、（０００９）で述べた、走行抵抗馬力を求める為の実車走行試験が挙げられる。
（０００７）で述べた等燃費曲線を用いた燃料節約効果の試算例も机上実施例としてあげられよう。  ただし、用いた等燃費曲線は（０００８）で述べたように一般には公表されていないため、仮想のものである事をお断りする。
その他、本願の発明としての実施例ではないが、空調機での「エンジンの回転速度を保ったまま出力をほぼ瞬時に上昇させ、余剰のエネルギーを圧縮機の作動に利用している事、及び電磁弁での切替えにより分刻みでのON/OFFサイクルを繰り返している事」がエンジン走行での回転エネルギーの蓄積の実施の類似例として挙げられる。
同様のエンジン走行の事例としては、定速を保つ「クルーズコントロール」による登坂時の運転も挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本技術はガソリンエンジンの乗用車のみならず、ディーゼルを主体とするトラックや軌道車両にも適用できるなど、エンジンの種類、規模を問わず広範な車両の燃料節約に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】等燃費曲線  （新編  自動車工学ハンドブック（'８９）  抜粋）
【図２】等燃費曲線  （新編  自動車工学ハンドブック（'８９）  抜粋）
【図３】等燃費曲線  （機械工学便覧（'９３）  抜粋）
【図４】等燃費曲線の適用例
【図５】はずみ車を補助動力とする惰力走行車両の機器の構成
【図６】無段変速機ベルト式ＣＶＴの構造例  （クルマのメカ＆仕組み図鑑  細川武志  グランプリ出版（２００３）抜粋）
【図７】エンジン走行／惰力走行の概念図
【図１】
2008230378.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
2008230378.tif 000009
【図７】
2008230378.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月5日(2007.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン部分とはずみ車部分と駆動軸部分とこれら各部分を制御するコンピュータなど制御装置とを備えた車両であって、前記エンジン部分がエンジン、クラッチ（１）とからなり、前記はずみ車部分がクラッチ（２）、双方向型無段変速機、はずみ車とからなり、前記駆動軸部分がクラッチ（３）、無段変速機、駆動軸とからなり、前記各部分がクラッチ（１）〜（３）の間に設けられたギア−を介して回転動力を選択的且つ相互に授受せしめ得る事を特徴とし、前記コンピュータなど制御装置が当該エンジンの等燃費曲線のデータを内蔵し燃料消費率の最小値に該当する回転速度及び出力でエンジンを稼働させ車両を駆動させると共に走行抵抗馬力に対する余力をエネルギー変換することなくはずみ車に回転エネルギーとして蓄積させるエンジン走行と、エンジンへの燃料供給を停止しはずみ車に蓄積された回転エネルギーで車両を駆動させる惰力走行を交互に実施するよう切替え制御する事を特徴とする車両
【請求項２】
前記はずみ車部分の双方向型無段変速機が、クラッチ（２）からの回転動力をはずみ車に伝達できると共に、切替え操作により逆にはずみ車からの回転動力をクラッチ（２）に伝達する事も可能な事を特徴とする請求項１記載の車両
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
具体的な機器構成を図５に例示し、夫々の機能を述べる。
構成は、大別して  「エンジン部分」、「はずみ車部分」及び「駆動軸部分」の三つの部分からなる。  
エンジン部分は、クラッチ（１）及びエンジンからなる。  補機類はエンジンの回転動力または電動駆動を利用する。
はずみ車部分は、クラッチ（２）、双方向型無段変速機（R-CVT）及びはずみ車からなる。  双方向型無段変速機（R-CVＴ）は、双方向の意味を込め  “R-“  を付し、R-CVTとした。  双方向型無段変速機の実在の有無は不知であるが、無段変速機に機構・構造を付加し、はずみ車へのエネルギー貯蔵時の入力軸／出力軸を、エネルギー放出時には逆に出力軸／入力軸に切り替わり機能するようにしたものである。ベルト式CVTを例にとると、入力側には固定プーリ／可動のドライブプーリがあり、出力側には固定プーリ／可動のドリブンプーリがある。図６参照  双方向同等とするには、それぞれの可動プーリにドリブン及びドライブの機構をも付加し、機能の切替えを可能とする必要がある。  
ドライブプーリ及びドリブンプーリの駆動には油圧式、モーター式などが用いられる。  なお、無段変速機にはベルト式の他トロイダル式などがある。
駆動軸部分は、クラッチ（３）、無段変速機（CVT）、駆動軸及び差動兼減速機などからなる。  
コンピュータなど制御装置は、等燃費曲線データや種々の運転モードに対する基本条件などの情報を内蔵し、運転者の指示操作を受け、上記の各機器類からの情報に基づいて判断し各機器・装置の制御を行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
惰力走行の部分的な実施例としては、（０００９）で述べた、走行抵抗馬力を求める為の実車走行試験が挙げられる。
（０００７）で述べた等燃費曲線を用いた燃料節約効果の試算例も机上実施例としてあげられよう。  ただし、用いた等燃費曲線は（０００８）で述べたように一般には公表されていないため、仮想のものである事をお断りする。
その他、本願の発明としての実施例ではないが、空調機での「エンジンの回転速度を保ったまま出力をほぼ瞬時に上昇させ、余剰のエネルギーを圧縮機の作動に利用している事、及び電磁クラッチでの切替えにより分刻みでのON/OFFサイクルを繰り返している事」がエンジン走行での回転エネルギーの蓄積の実施の類似例として挙げられる。
同様のエンジン走行の事例としては、定速を保つ「クルーズコントロール」による登坂時の運転も挙げられる。