JP5019080B2 - 自動車用駆動システム及びその制御方法 - Google Patents
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Description
回転動力を発生するエンジン(例えば、後述の実施形態における第1のエンジンENG1または/および第2のエンジンENG2)と、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構(例えば、後述の実施形態における第1のトランスミッションTM1または/および第2のトランスミッションTM2)と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材(例えば、後述の実施形態における入力部材122)と出力部材(例えば、後述の実施形態における出力部材121)とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材(例えば、後述の実施形態におけるローラ123)とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチ(例えば、後述の実施形態における第1のワンウェイ・クラッチOWC1または/および第2のワンウェイ・クラッチOWC2)と、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪(例えば、後述の実施形態における駆動車輪2)に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材(例えば、後述の実施形態における被回転駆動部材11)と、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段(例えば、後述の実施形態における制御手段5)と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線(例えば、後述の実施形態における入力中心軸線O1)の周りを回転する入力軸(例えば、後述の実施形態における入力軸101)と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量(例えば、後述の実施形態における偏心量r1)を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点(例えば、後述の実施形態における第1支点O3)と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスク(例えば、後述の実施形態における偏心ディスク104)と、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線(例えば、後述の実施形態における出力中心軸線O2)の周りを回転する出力部材(例えば、後述の実施形態における出力部材121)と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材(例えば、後述の実施形態における入力部材122)と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材(例えば、後述の実施形態におけるローラ123)とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチ(例えば、後述の実施形態におけるワンウェイ・クラッチ120)と、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点(例えば、後述の実施形態における第2支点O4)と、
それぞれ一端(例えば、後述の実施形態におけるリング部131)が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端(例えば、後述の実施形態における他端部132)が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材(例えば、後述の実施形態における連結部材130)と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構(例えば、後述の実施形態における変速比可変機構112)と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構(例えば、後述の実施形態における無段変速機構BL1または/およびBL2)として構成され、
前記エンジンの出力軸(例えば、後述の実施形態における出力軸S1)が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねており、
更に、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速機構において無限大またはより無限大に近くなる変速比に変更するための前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用する手段(例えば、後述の実施形態における無段変速機構BL1、BL2および制御手段5)を備えていることを特徴とする。
回転動力を発生するエンジンと、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチと、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材と、
前記エンジンの出力軸に接続されたモータジェネレータと、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構として構成され、
前記エンジンの出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねており、
更に、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させるモータジェネレータ制御手段(例えば、後述の実施形態における制御手段5)を備えていることを特徴とする。
回転動力を発生するエンジンと、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチと、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材と、
前記エンジンの出力軸に接続されたモータジェネレータと、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構として構成され、
前記エンジンの出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねており、
更に、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速機構において無限大またはより無限大に近くなる変速比に変更するための前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用する手段と、
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させるモータジェネレータ制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
前記モータジェネレータ制御手段は、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用した後に、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させることを特徴とする。
前記モータジェネレータ制御手段は、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用するのと並行して、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させることを特徴とする。
回転動力を発生するエンジンと、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチと、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材と、
前記エンジンの出力軸に接続されたモータジェネレータと、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構として構成され、
前記エンジンの出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねている自動車用駆動システムの制御方法であって、
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速機構において無限大またはより無限大に近くなる変速比に変更するための前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用すると共に、
前記実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生することを特徴とする。
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用した後、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生することを特徴とする。
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用するのと並行して、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生することを特徴とする。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の第1実施形態の自動車用駆動システムのスケルトン図であり、図2は同駆動システムの要部である無限・無段変速機構の具体的構成を示す断面図、図3は同無限・無段変速機構の一部の構成を軸線方向から見た側断面図である。
この自動車用駆動システム1は、それぞれ独立して回転動力を発生する第1、第2の2つのエンジンENG1、ENG2と、第1、第2のエンジンENG1、ENG2の各下流側に設けられた第1、第2のトランスミッション(変速機構)TM1、TM2と、各トランスミッションTM1、TM2の出力部に設けられた第1、第2のワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2と、これらワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2を介して伝達された出力回転を受ける被回転駆動部材11と、この被回転駆動部材11に接続されたメインモータジェネレータMG1と、第1のエンジンENG1の出力軸S1に接続されたサブモータジェネレータMG2と、メインおよび/またはサブのモータジェネレータMG1、MG2との間で電力のやりとりが可能なバッテリ8と、各種要素を制御することで走行パターンなどの制御を行う制御手段5と、を備えている。
次に、この駆動システム1に用いられている第1、第2の2つのトランスミッションTM1、TM2について説明する。
第1、第2のトランスミッションTM1、TM2は、ほぼ同じ構成の無段変速機構により構成されている。この場合の無段変速機構は、IVT(Infinity Variable Transmission=クラッチを使用せずに変速比を無限大にして出力回転をゼロにできる方式の変速機構)と呼ばれるものの一種であり、変速比(レシオ=i)を無段階に変更できると共に、変速比の最大値を無限大(∞)に設定することができる、無限・無段変速機構BD(BD1、BD2)により構成されている。
次に、この駆動システム1において実行する制御内容について説明する。
図1に示すように、制御手段5は、第1、第2のエンジンENG1、ENG2、メインモータジェネレータMG1、サブモータジェネレータMG2、第1、第2のトランスミッションTM1、TM2を構成する無限・無段変速機構BD1、BD2のアクチュエータ180、クラッチ機構CL1、CL2、シンクロ機構20などに制御信号を送って、これらの要素を制御することにより、様々な走行パターン(動作パターンとも言う)制御を行う。また、車両減速時やエンジンの切り替え時にエンジンの停止制御を行うと共に、無限・無段変速機構BD1、BD2の変速比制御や回生運転制御を行う。また、制御手段5には、後述の要求出力検出手段を始めとして、各種要素の回転検出手段、その他の検出手段の信号が入力されている。以下、代表的な制御の内容を説明する。
この実施形態では、減速時の車両の慣性力の回生はメインモータジェネレータMG1で行い、第1のエンジンENG1のクランク軸S1から第1のワンウェイ・クラッチOWC1の入力部材122までの範囲の動力伝達系の慣性力の回生は、サブモータジェネレータMG2で行う。
次に、本実施形態の駆動システムにおいて実行する動作パターンについて説明する。
図12〜図26は動作パターンA〜Oを取り出して示す拡大説明図、図27〜図36は各運転状態に応じて実行する制御動作、または走行モード切り替え時の制御動作の説明図である。なお、図27〜図36の各動作パターンを示す枠の中の右上のA〜Oの符号は、図12〜図26に取り出して示す動作パターンA〜Oの符号と対応している。また、動作パターンを示す図の中で、動作中の駆動源を網掛けにより区別して示し、動力の伝達経路や電力の流れを実線や点線などの矢印で示す。
次に図27〜図36を用いて、様々な運転状況における制御動作について説明する。各運転状況は表形式で示してあり、表中の各枠の左下には説明の便宜上、以下の括弧内の数字対応する通し番号を付してある。また、各枠の右上の符号A〜Oは、図12〜図26の拡大図に対応しており、必要に応じて参照されたい。
まず、発進時の制御動作について図27を参照して説明する。
(1) 発進時の緩加速クルーズの際には、基本的に動作パターンAによるEV走行を行う。EV走行では、バッテリ8から供給される電力によりメインモータジェネレータMG1を駆動し、その駆動力のみによって走行する。
(4) さらに、SOCが低い場合には、動作パターンDに示す第1のエンジンENG1よるエンジン走行によって発進する。この場合にも、サブモータジェネレータMG2を発電機として利用し、バッテリ8の充電を行ってもよい。
次に低速走行時の制御動作について図28を参照して説明する。
(5)、(6) 緩加速クルーズ時や、例えばアクセルを離した緩減速クルーズ時は、動作パターンAによるEV走行を行う。
(7) また、ブレーキを踏むなどした減速時には、動作パターンEによる回生運転を行う。このとき、第1、第2のクラッチ機構CL1、CL2は切っておく。ただし、第1のエンジンENG1の駆動力を被回転駆動部材11に伝達して走行している状態(以下の(11)参照。)で回生運転に入る場合は、図9のフローチャートに従って第1のクラッチ機構CL1の遮断制御を行う。
(8)、(9) 緩加速クルーズ時および緩減速クルーズ時でも、バッテリ8の残容量(SOC)が35%以下の場合は、動作パターンBによるシリーズ運転を行う。
(10) また、加速の場合にも、動作パターンBによるシリーズ運転を行う。
(11) 更に加速要求が高い場合は、動作パターンCに切り替えることで、メインモータジェネレータMG1と第1のエンジンENG1の駆動力を用いたパラレル走行を行う。
メインモータジェネレータMG1から第1のエンジンENG1への駆動源の切り替え時には、図29に示すように動作制御する。
(12)、(13) まず、クラッチ機構CL1を遮断状態に保持して、動作パターンAによるEV走行を行っている状況から、第1のトランスミッションTM1の変速比を無限大にして、サブモータジェネレータMG2により第1のエンジンENG1を始動する。
次に中速走行時の制御動作について図30を参照して説明する。
(15) 緩加速クルーズ時は、動作パターンFにより、第1のエンジンENG1の駆動力のみを利用した単独エンジン走行を行う。その際、サブモータジェネレータMG2で発電した電力でバッテリ8を充電する。第1エンジンENG1は高効率運転ポイントで運転し、第1のトランスミッションTM1の変速比を制御することで、運転状況に対応する。
(18) 一方、加速時には、動作パターンCに切り替えて、第1のエンジンENG1とメインモータジェネレータMG1の両方の駆動力を利用したパラレル運転を行う。この際、基本は第1エンジンENG1によるエンジン走行であり、加速要求に対してメインモータジェネレータMG1でアシストする。この制御動作は、中速走行時の加速要求に対して第1のトランスミッションTM1の変速比の変化で対応できないときに選択される。
第1のエンジンENG1の駆動力を利用したエンジン走行から第2のエンジンENG2を利用したエンジン走行への切り替え時には、図31に示すように動作制御する。
次に中高速走行時の制御動作について図32を参照して説明する。
(23) 緩加速クルーズ時は、動作パターンIにより、第2のエンジンENG2の駆動力を利用した単体エンジン走行を実施する。
(24) 加速時には、後述する動作パターンJへの切り替えにより、第2のエンジンENG2と第1のエンジンENG1の両方の駆動力を利用して走行する。なお、SOCが低い場合には、サブモータジェネレータMG2を発電機として利用し、バッテリ8の充電を行ってもよい。
(25) 緩減速クルーズ時には、動作パターンEにより、メインモータジェネレータMG1による回生運転を行い、両エンジンENG1、ENG2は停止する。このときも、回生運転の開始に伴い、図9のフローチャートの制御を行う。また、(25)から(23)に戻るときには、シンクロ機構20を接続状態にして、第2のエンジンENG2をクランキングする。
(26) 減速時には、動作パターンKにより、メインモータジェネレータMG1を回生運転させ、同時に、シンクロ機構20を接続状態にすることで、第2のエンジンENG2によるエンジンブレーキを利かせる。
第2のエンジンENG2の駆動力を利用したエンジン走行から、第2のエンジンENG2に加えて第1のエンジンENG1の両方の駆動力を利用したエンジン走行への切り替え時には、図33に示すように動作制御する。
(29) その後、動作パターンJに示すように、第1、第2のワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2の入力部材122の回転数が共に同期して出力部材121の回転数(被回転駆動部材11の回転数)を上回るように、第1、第2のエンジンENG1、ENG2の回転数および/または第1、第2のトランスミッションTM1、TM2の変速比を制御し、第2のエンジンENG2と第1のENG1の両駆動力を合成したエンジン走行へ移行する。
次に、高速走行時の制御動作について図34を参照して説明する。
(30)、(31) 緩加速クルーズ時および加速時は、動作パターンJにより、第2のエンジンENG2の駆動力と第1のエンジンENG1の駆動力の合成力を利用したエンジン走行を実施する。この際、小排気量の第1のエンジンENG1は、回転数やトルクが高効率運転領域に入るように第1のエンジンENG1および/または第1のトランスミッションTM1を制御する固定した運転条件で運転し、それ以上の要求出力に対しては、大排気量の第2のエンジンENG2および/または第2のトランスミッションTM2を制御する。なお、SOCが低い場合には、サブモータジェネレータMG2を発電機として利用し、バッテリ8の充電を行ってもよい。
(33) また、ブレーキを踏むなどした減速時には、動作パターンNに切り替え、シンクロ機構20を接続状態にすることにより、第2のエンジンENG2のエンジンブレーキを利かせる。同時に、メインモータジェネレータMG1の回生運転により、強い制動力が働くようにする。そして、メインモータジェネレータMG1で生成した回生電力をバッテリ8に充電する。また、減速に寄与しない第1のエンジンENG1は、サブモータジェネレータMG2の発電運転に使い、バッテリ8を充電する。このときは、第1のエンジンENG1および第2のエンジンENG2の両方の駆動力を被回転駆動部材11に伝達させている状態での回生運転への切り替えであるから、クラッチ機構CL1、CL2の遮断制御を行う。
次に後進(後退)時の制御動作について図35を参照して説明する。
(34) 後進時は緩加速クルーズとして、動作パターンAによりEV走行を行う。後進しようとする時には、第1、第2のワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2において、被回転駆動部材11に繋がる出力部材121が、正方向に対して逆方向(図3中の矢印RD2方向)に回転することになるので、入力部材122と出力部材121が互いにローラ123を介して噛み合う。入力部材122と出力部材121が噛み合うと、出力部材121の逆方向の回転力が入力部材122に作用することになるが、図37(a)に示す連結部材130の延長線上に入力中心軸線O1が位置する、入力中心軸線O1と第2支点O4とが最も離れた位置(または、正方向に対して逆方向の回転方向が図3中の矢印RD1方向の場合には、図37(b)に示す連結部材130が入力中心軸線O1を通り入力中心軸線O1と第2支点O4とが最も近接した位置)に至ると、入力部材122は連結部材130に連結されていることにより、入力部材122の揺動運動が規制されるので、それ以上逆方向の運動の伝達はロックされる。従って、出力部材121が逆回転しようとしても、無限・無段変速機構BD1、BD2よりなる第1、第2のトランスミッションTM1、TM2がロックすることにより、後進できない状態(後進不可状態)が発生する。そこで、予めクラッチ機構CL1、CL2を解放状態にしてロックを回避しておき、その状態でメインモータジェネレータMG1を逆回転させて、車両を後進させる。
(35) EV走行で後退している場合も、バッテリ8の残容量SOCが35%以下の場合は、動作パターンBのシリーズ走行に切り替えて、バッテリ8を充電しながら、メインモータジェネレータMG1を逆回転させる。
次に停止時の制御動作について図36を参照して説明する。
(36) 車両停止の際のアイドリング時には、動作パターンOに切り替え、第1のエンジンENG1のみ駆動し、駆動力が被回転駆動部材11に伝わらないように、例えば、第1のトランスミッションTM1の変速比を無限大にして、サブモータジェネレータMG2により発電し、生成した電力をバッテリ8に充電する。
(37) また、アイドリングストップの場合は、全ての動力源を停止する。
上記第1実施形態において実行される図9のフローチャートでは、最初にエンジンENG1側の慣性力を用いて変速比を無限大に変更し、その後、エンジンEGN1側にまだ余力がある場合に、その回転による慣性力を用いてサブモータジェネレータMG2に発電させる場合について述べたが、次に述べる第2実施形態のように、変速比の変更と回生とを並行して行うようにしてもよい。
この実施形態においても、減速時の車両の慣性力の回生はメインモータジェネレータMG1で行い、第1のエンジンENG1のクランク軸S1から第1のワンウェイ・クラッチOWC1の入力部材122までの範囲の動力伝達系の慣性力の回生は、サブモータジェネレータMG2で行う。
2 駆動車輪
5 制御手段
8 バッテリ
11 被回転駆動部材(デフケース)
12 ドリブンギヤ
13L 左アクスルシャフト
13R 右アクスルシャフト
15 ドライブギヤ
20 シンクロ機構(クラッチ手段)
101 入力軸
104 偏心ディスク
112 変速比可変機構
120 ワンウェイ・クラッチ
121 出力部材
122 入力部材
123 ローラ(係合部材)
130 連結部材
131 一端部(リング部)
132 他端部
133 円形開口
140 軸受
180 アクチュエータ
BD1 第1の無限・無段変速機構
BD2 第2の無限・無段変速機構
CL1 クラッチ機構
CL2 クラッチ機構
ENG1 第1のエンジン
ENG2 第2のエンジン
MG1 メインモータジェネレータ
MG2 サブモータジェネレータ
OWC1 第1のワンウェイ・クラッチ
OWC2 第2のワンウェイ・クラッチ
S1 出力軸
S2 出力軸
TM1 第1のトランスミッション(第1の変速機構)
TM2 第2のトランスミッション(第2の変速機構)
O1 入力中心軸線
O2 出力中心軸線
O3 第1支点
O4 第2支点
RD1 正回転方向
RD2 逆回転方向
r1 偏心量
θ2 揺動角度
ω1 入力軸の回転角速度
ω2 出力部材の角速度
Claims (8)
- 回転動力を発生するエンジンと、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチと、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材と、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構として構成され、
前記エンジンの出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねており、
更に、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速機構において無限大またはより無限大に近くなる変速比に変更するための前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用する手段を備えていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 回転動力を発生するエンジンと、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチと、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材と、
前記エンジンの出力軸に接続されたモータジェネレータと、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構として構成され、
前記エンジンの出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねており、
更に、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させるモータジェネレータ制御手段を備えていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 回転動力を発生するエンジンと、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチと、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材と、
前記エンジンの出力軸に接続されたモータジェネレータと、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構として構成され、
前記エンジンの出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねており、
更に、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速機構において無限大またはより無限大に近くなる変速比に変更するための前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用する手段と、
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させるモータジェネレータ制御手段と、
を備えていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 前記モータジェネレータ制御手段は、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用した後に、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させることを特徴とする請求項3に記載の自動車用駆動システム。
- 前記モータジェネレータ制御手段は、前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用するのと並行して、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生させることを特徴とする請求項3に記載の自動車用駆動システム。
- 回転動力を発生するエンジンと、
該エンジンの発生する回転動力を変速して出力する変速機構と、
該変速機構の出力部に設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材をロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記変速機構からの回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達するワンウェイ・クラッチと、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝えると共に、該駆動車輪と一体に回転する被回転駆動部材と、
前記エンジンの出力軸に接続されたモータジェネレータと、
前記エンジンの停止要求が発生したときに該エンジンを停止させる制御を実行するエンジン停止制御手段と、
を備え、
前記変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対して可変の偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することができる四節リンク機構式の無段変速機構として構成され、
前記エンジンの出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記ワンウェイ・クラッチを兼ねている自動車用駆動システムの制御方法であって、
前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速機構において無限大またはより無限大に近くなる変速比に変更するための前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用すると共に、
前記実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生することを特徴とする自動車用駆動システムの制御方法。 - 前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用した後、前記エンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力にまだ余裕がある場合に、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生することを特徴とする請求項6に記載の自動車用駆動システムの制御方法。
- 前記エンジン停止制御手段により前記エンジンを停止させる制御が実行された際に、実際にエンジンが停止するまでのエンジンからワンウェイ・クラッチの入力部材までの慣性力を、前記変速比可変機構の駆動操作のアシスト力として利用するのと並行して、前記モータジェネレータにより電気エネルギーとして回生することを特徴とする請求項6に記載の自動車用駆動システムの制御方法。
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