JP2015135106A - 伝動システム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1の伝動システムでは、内燃機関の始動要求の後、特定補機の力行作動を開始するため、特定補機の力行作動を開始してからテンショナプーリが相対移動可能範囲の端部に対応する位置まで移動するまでに時間を要し、内燃機関の始動が遅れるおそれがある。
また、特許文献1の伝動システムでは、内燃機関の始動要求の後、特定補機の力行作動の開始を指令したとき、界磁電流遅れにより、特定補機の力行作動の開始が遅れるおそれがある。この場合、内燃機関の始動がさらに遅れるおそれがある。
また、本発明では、内燃機関の始動要求の時点で、特定補機が力行作動している状態であれば、界磁電流遅れによる特定補機の力行作動開始の遅れを抑制することができる。
(第1実施形態)
このように、本実施形態では、特定補機11は、複数の機能を統合した補機、例えばISG(Integrated Starter Generator)である。
第1テンショナプーリ21は、円板状に形成され、ベルト9の駆動プーリ4と特定補機プーリ5との間に当接可能に設けられている。
ベース25は、軸部23が中央に位置するよう、エンジン2の壁面に固定される。これにより、ベース25とアーム22の一端とは、相対回転可能である。
第2テンショナプーリ31は、第1テンショナプーリ21と同様、円板状に形成されている。第2テンショナプーリ31は、ベルト9の特定補機プーリ5と補機プーリ6との間、すなわち、ベルト9の特定補機プーリ5に対し第1テンショナプーリ21とは反対側に当接可能に設けられている。
ベース35は、軸部33が中央に位置するよう、エンジン2の壁面に固定される。これにより、ベース35とアーム32の一端とは、相対回転可能である。
ECU70は、各種センサからの信号等に基づき、特定補機11の作動を制御する。
本実施形態による伝動システム1の作動時の各部の状態を図3に実線で示す。ここで、時刻t0より以前にエンジン2の停止条件が成立し、時刻t0の時点ではエンジン2の回転数は0になっているものとする。
また、本実施形態では、エンジン2の始動要求の時点(時刻t2)で、特定補機11が力行作動している状態のため、界磁電流遅れによる特定補機11の力行作動開始の遅れを抑制することができる。
比較例の伝動システムは、物理的な構成は本実施形態と同様であるものの、「エンジン2の始動要求に先立ち、特定補機11を力行作動させない」点で本実施形態と異なる。比較例による伝動システムの作動時の各部の状態を図3に破線で示す。
また、本実施形態では、エンジン2の始動要求の時点で、特定補機11が力行作動している状態のため、界磁電流遅れによる特定補機11の力行作動開始の遅れを抑制することができる。
本発明の第2実施形態による伝動システムを図4に示す。第2実施形態は、第1オートテンショナおよび第2オートテンショナの構成等が第1実施形態と異なる。
第2オートテンショナ30のアーム32の一端は、軸12により軸受けされている。これにより、アーム32は、アーム22と同様、軸12を中心にエンジン2に対し相対回転可能である。
本発明の第3実施形態による伝動システムを図5に示す。第3実施形態は、第1オートテンショナの構成等が第1実施形態と異なる。
第3実施形態では、ベース25のエンジン2への取り付け位置が第1実施形態と異なる。また、第3実施形態では、第1オートテンショナ20は、ストッパ27を有しない点で第1実施形態と異なる。
本発明の第4実施形態による伝動システムを図6に示す。第4実施形態は、第1オートテンショナの構成等が第1実施形態と異なる。
第4実施形態では、軸部24は、アーム22の中央近傍を軸受けするようエンジン2の壁面に設けられている。これにより、アーム22は、軸部23を中心にエンジン2に対しx1方向またはy1方向に相対回転可能である。
上本体41は、有底筒状に形成されている。下本体42は、有底筒状に形成され、底部とは反対側の端部の外壁が上本体41の内壁に当接するよう、かつ、上本体41に対し軸方向に相対移動可能なよう設けられている。延伸部43は、上本体41の底部から下本体42とは反対側へ延びるよう形成されている。延伸部44は、下本体42の底部から上本体41とは反対側へ延びるよう形成されている。
第1流体室51は、下本体42の筒部47の内側に、下本体42の底部と筒部47とピストン部48とに囲まれるようにして形成されている。そのため、第1流体室51は、テンショナ本体40が収縮するのに従い容積が減少し、テンショナ本体40が伸長するのに従い容積が増大する。
流体53は、例えばオイルまたはガス等の流体であり、第1流体室51および第2流体室52に封入されている。
固定子61は、例えば鉄等の金属により筒状に形成され、軸が連通路55に重なるよう、下本体42の底部近傍に設けられている。コイル62は、固定子61に巻き回されるようにして設けられている。可動子63は、例えば鉄等の金属により柱状に形成され、固定子61の内側において軸方向に往復移動可能に設けられている。スプリング64は、例えばコイルスプリングであり、可動子63の下本体42側に設けられている。スプリング64は、可動子63を下本体42とは反対側に付勢している。弁部材65は、球状に形成され、弁座部57に着座、および、弁座部57から離座可能なよう連通路55に設けられている。接続部66は、可動子63と弁部材65とが相対移動不能となるよう可動子63と弁部材65とを接続している。ここで、可動子63がスプリング64により下本体42とは反対側に押し付けられているとき、弁部材65は、弁座部57から離座した状態である(図7参照)。
このように、制御弁60は、コイル62への通電により、連通路55における第1流体室51と第2流体室52との連通を遮断することによって、テンショナ本体40の伸長を規制することができる。
位置保持手段50は、例えば第1テンショナプーリ21が前記所定位置に位置するとき、テンショナ本体40の伸長を規制することにより、第1テンショナプーリ21の位置を前記所定位置に保持することができる。
本実施形態による伝動システムの作動時の各部の状態を図8に実線で示す。ここで、時刻t0より以前にエンジン2の停止条件が成立し、時刻t0の時点ではエンジン2の回転数は0になっているものとする。
本実施形態は、第1オートテンショナ20および位置保持手段50の具体的な構成を例示するものである。
本発明の第5実施形態による伝動システムを図9に示す。第5実施形態は、第1オートテンショナ近傍の構成等が第1実施形態と異なる。
本実施形態による伝動システムの作動時の各部の状態を図10に実線で示す。また、上述の比較例による伝動システムの作動時の各部の状態を図10に破線で示す。
本実施形態は、第1オートテンショナ20および位置保持手段50の具体的な構成を例示するものである。
本発明の第6実施形態による伝動システムを図11に基づき説明する。第6実施形態は、物理的な構成は第1実施形態と同じであるものの、エンジン2始動時のECU70による特定補機11の制御の仕方が第1実施形態と異なる。
本実施形態による伝動システムの作動時の各部の状態を図11に実線で示す。また、上述の比較例による伝動システムの作動時の各部の状態を図11に破線で示す。
ECU70は、時刻t5から所定時間経過後の時刻t6で特定補機11の力行作動を再開する。これにより、時刻t7で第1オートテンショナ20の振れ角がストッパ角になる。
本発明の第7実施形態による伝動システムを図12に基づき説明する。第7実施形態は、物理的な構成は第5実施形態と同じであるものの、エンジン2始動時のECU70による特定補機11の制御の仕方が第5実施形態と異なる。
本実施形態による伝動システムの作動時の各部の状態を図12に実線で示す。また、上述の比較例による伝動システムの作動時の各部の状態を図12に破線で示す。
ECU70は、時刻t5から所定時間経過後の時刻t6で特定補機11の力行作動を再開する。これにより、時刻t7で第1オートテンショナ20の振れ角がストッパ角になる。
本実施形態は、上述の第5実施形態の物理的な構成と第6実施形態の制御方法とを組み合わせた実施形態である。
本発明の第8実施形態による伝動システムを図13〜15に基づき説明する。第8実施形態は、物理的な構成は第1実施形態と同じであるものの、エンジン2始動時のECU70による特定補機11の制御の仕方が第1実施形態と異なる。
図14に示す一連の処理S100は、エンジン2の停止条件が成立したとき、または、エンジン2の停止条件が成立した後、開始される。
本実施形態による伝動システムの作動時の各部の状態を図15に実線で示す。また、上述の比較例による伝動システムの作動時の各部の状態を図15に破線で示す。ここで、時刻t0より以前にエンジン2の停止条件が成立し、時刻t0の時点ではエンジン2の回転数は0になっているものとする。
本発明の第9実施形態による伝動システムについて説明する。第9実施形態は、物理的な構成は第8実施形態と同じであるものの、ECU70がタイミング決定手段として機能するときの処理が第8実施形態と異なる。
本発明の第10実施形態による伝動システムについて説明する。第10実施形態は、物理的な構成は第8実施形態と同じであるものの、図14の一連の処理S100が開始される条件であるエンジン2の停止条件、および、ECU70がタイミング決定手段として機能するときの処理が第8実施形態と異なる。
本実施形態による伝動システムの作動時の各部の状態を図16、図17に実線で示す。また、前述の比較例による伝動システムの作動時の各部の状態を図16、図17に破線で示す。ここで、時刻t0より以前にエンジン2の停止条件が成立してフューエルカットが実施されているものとする。
上述の実施形態では、制御部が、内燃機関の始動要求に先立ち、第1テンショナプーリが所定位置に位置するよう特定補機を力行作動させるとき、前記所定位置を「第1テンショナプーリの相対移動可能範囲の端部に対応する位置」に設定する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、前記所定位置を「第1テンショナプーリの相対移動可能範囲の端部に対応する位置」以外の位置に設定することとしてもよい。前記所定位置を「第1テンショナプーリの相対移動可能範囲の端部に対応する位置」以外の位置に設定した場合でも、内燃機関の始動要求の時点で、無端伝動部材の駆動プーリと特定補機プーリまたは補機プーリとの間の張力を所定値以上にできるため、内燃機関の始動要求から内燃機関が始動するまでの時間を短縮することができる。
また、本発明の他の実施形態では、その他補機、および、補機プーリは、それぞれ、3個に限らず、いくつ設けられていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、無端伝動部材として、ゴム製のベルトの代わりに、例えば金属製のチェーン等を採用してもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
4 ・・・・駆動プーリ
5 ・・・・特定補機プーリ
6、7、8 ・・・補機プーリ
9 ・・・・ベルト(無端伝動部材)
20 ・・・第1オートテンショナ
21 ・・・第1テンショナプーリ
70 ・・・ECU(電子制御ユニット、制御部)
Claims (11)
- 内燃機関(2)の動力を特定補機(11)、および、前記特定補機以外のその他補機(13、15、17)に伝達する伝動システム(1)であって、
前記内燃機関の駆動軸(3)に取り付けられ、前記駆動軸とともに回転可能な駆動プーリ(4)と、
力行作動または回生作動可能な前記特定補機の軸(12)に取り付けられ、前記特定補機の軸とともに回転可能な特定補機プーリ(5)と、
前記その他補機の軸(14、16、18)に取り付けられ、前記その他補機の軸とともに回転可能な補機プーリ(6、7、8)と、
前記駆動プーリ、前記特定補機プーリおよび前記補機プーリに掛け回される無端伝動部材(9)と、
前記無端伝動部材の前記駆動プーリと前記特定補機プーリまたは前記補機プーリとの間に当接しながら回転可能、かつ、前記内燃機関に対し相対移動可能に設けられる第1テンショナプーリ(21)を有し、前記第1テンショナプーリが前記内燃機関に対し相対移動することで前記無端伝動部材の張力を調整可能な第1オートテンショナ(20)と、
前記特定補機の作動を制御可能な制御部(70)と、を備え、
前記制御部は、前記内燃機関の始動要求に先立ち、前記第1テンショナプーリが所定位置に位置するよう前記特定補機を力行作動させることを特徴とする伝動システム。 - 前記所定位置は、前記第1テンショナプーリの相対移動可能範囲の端部に対応する位置であることを特徴とする請求項1に記載の伝動システム。
- 前記無端伝動部材の前記特定補機プーリに対し前記第1テンショナプーリとは反対側に当接しながら回転可能、かつ、前記内燃機関に対し相対移動可能に設けられる第2テンショナプーリ(31)を有し、前記第2テンショナプーリが前記内燃機関に対し相対移動することで前記無端伝動部材の張力を調整可能な第2オートテンショナ(30)をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の伝動システム。
- 前記制御部が前記特定補機を力行作動させることにより前記第1テンショナプーリが前記所定位置に位置するときの前記第1テンショナプーリの位置を保持可能な位置保持手段(50)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の伝動システム。
- 前記第1オートテンショナは、
所定方向に伸縮することにより前記第1テンショナプーリが前記内燃機関に対し相対移動するよう前記第1テンショナプーリを駆動可能なテンショナ本体(40)、および、
前記テンショナ本体が前記所定方向に伸長するよう前記テンショナ本体を付勢する付勢手段(29)を有し、
前記位置保持手段は、
前記テンショナ本体が収縮するのに従い容積が減少し、前記テンショナ本体が伸長するのに従い容積が増大するよう前記テンショナ本体内に形成される第1流体室(51)、
前記第1流体室に連通するよう前記テンショナ本体内に形成される第2流体室(52)、
前記第1流体室および前記第2流体室に封入される流体(53)、および、
前記制御部により制御されることにより、前記第1流体室と前記第2流体室との連通を許容または遮断可能な制御弁(60)を有し、
前記制御部により前記第1流体室と前記第2流体室との連通が遮断されるよう前記制御弁の作動を制御し、前記テンショナ本体の伸長または収縮を規制することによって前記第1テンショナプーリの位置を前記所定位置に保持可能であることを特徴とする請求項4に記載の伝動システム。 - 前記第1オートテンショナは、
前記第1テンショナプーリを回転可能に支持するとともに前記内燃機関に対し相対回転可能に設けられるアーム(22)を有し、
前記位置保持手段は、
前記アームが前記内燃機関に対し相対回転する方向の力に抗する力である抵抗力を発生可能な抵抗力発生手段(80)を有し、
前記抵抗力発生手段により前記抵抗力を発生させることによって前記第1テンショナプーリの位置を前記所定位置近傍に保持可能であることを特徴とする請求項4に記載の伝動システム。 - 前記制御部は、前記内燃機関の停止条件の成立後、始動要求が発生するまで、前記第1テンショナプーリが前記所定位置に位置するよう前記特定補機から出力されるトルクをオンオフ制御することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の伝動システム。
- 前記制御部は、
前記内燃機関の始動要求に先立ち、前記第1テンショナプーリが前記所定位置に位置するよう前記特定補機を力行作動させるタイミングであるスタンバイ作動タイミングを決定するタイミング決定手段(70)を有し、
前記タイミング決定手段により決定した前記スタンバイ作動タイミングに基づき、前記特定補機を力行作動させることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の伝動システム。 - 前記タイミング決定手段は、前記内燃機関の回転数が、当該内燃機関が自立復帰可能な最低回転数を下回った時点を前記スタンバイ作動タイミングと決定することを特徴とする請求項8に記載の伝動システム。
- 前記タイミング決定手段は、車両のブレーキペダルセンサ(73)またはブレーキ圧センサ(74)からの信号に基づき、前記スタンバイ作動タイミングを決定することを特徴とする請求項8または9に記載の伝動システム。
- 前記タイミング決定手段は、過去に前記内燃機関が停止してから始動要求が発生するまでの時間を学習した情報、車車間通信により取得した前方の車両との距離情報、もしくは、渋滞または信号機の情報の少なくとも1つに基づき、前記スタンバイ作動タイミングを決定することを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の伝動システム。
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