JP2000168404A - Prime moter device for motor vehicle peforming synchronous gear shifting - Google Patents
Prime moter device for motor vehicle peforming synchronous gear shiftingInfo
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の走行速度
に対応する車軸の回転速度に、歯車による変速比を勘案
して原動機の回転速度を調節、当該歯車対を同期させる
ことによって機械式歯車変速機の変速操作を自由自在に
実行し、原動機と機械式歯車変速機による効率的かつ低
コストの自動車用原動機装置を実現する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mechanical gear by adjusting the rotational speed of a prime mover in consideration of the speed ratio of a gear to the rotational speed of an axle corresponding to the traveling speed of an automobile, and synchronizing the gear pair. The present invention relates to a technology for freely performing a shift operation of a transmission and realizing an efficient and low-cost automotive prime mover device using a prime mover and a mechanical gear transmission.
【0002】[0002]
【従来の技術】多少発生時点は前後するものの、鉄道が
蒸気機関車からディーゼル車に、更に電気機関車と電車
に進化したように、現在の自動車は今後、排気ガスの抑
制、騒音の抑制、省資源化の要請などを動機として順次
電化されるものと思われる。2. Description of the Related Art Although the time point of occurrence is slightly before and after, as the railway has evolved from a steam locomotive to a diesel car, and further to an electric locomotive and a train, the current automobile will be used to reduce exhaust gas, suppress noise, It is expected that electrification will take place in response to demands for resource saving.
【0003】原動機と変速機の合体した状態を原動機装
置と呼ぶとすれば、原動機と機械式歯車変速機を備える
自動車用の原動機装置では、原動機と変速機の間にクラ
ッチを設けて変速操作を行うたびにクラッチによって駆
動力の伝達を一旦遮断して、変速機内に設けられたシン
クロナイザーなどの同期装置によって変速対象の歯車対
の周速を同期させ、歯車の噛み合わせを実行してきた。
また、歯車の噛み合わせを解放する際にはクラッチによ
り動力を遮断して中立状態にシフトしていた。If the combined state of the prime mover and the transmission is referred to as a prime mover device, in a prime mover device for a motor vehicle including a prime mover and a mechanical gear transmission, a clutch is provided between the prime mover and the transmission to perform a shift operation. Each time the transmission is performed, the transmission of the driving force is temporarily interrupted by a clutch, and the peripheral speeds of the gear pairs to be shifted are synchronized by a synchronizing device such as a synchronizer provided in the transmission, thereby meshing the gears.
Further, when releasing the meshing of the gears, the power is shut off by the clutch to shift to the neutral state.
【0004】いずれ自動車用原動機の主流となる、電動
機を原動機とする電気自動車および内燃機関と電動機を
複合して原動機とするハイブリッド電気自動車では原動
機出力軸と駆動輪の間に変速機構を持たないか、機械式
無段変速機または流体式変速機を装備するものが提案さ
れていた。機械式歯車変速機を装備した例もあるが、こ
れにはクラッチを持ち、内燃機関を原動機とする場合と
同様にクラッチを遮断して歯車の切替を行っていた。In an electric vehicle using an electric motor as a prime mover and a hybrid electric vehicle using an internal combustion engine and an electric motor as a prime mover, which will become the mainstream of an automotive prime mover, will there be no transmission mechanism between the prime mover output shaft and the drive wheels? A device equipped with a mechanical continuously variable transmission or a hydraulic transmission has been proposed. Although there is an example in which a mechanical gear transmission is provided, this has a clutch and switches the gear by disconnecting the clutch as in the case of using an internal combustion engine as a prime mover.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】これまで一般的な原動
機装置として、内燃機関+クラッチ+機械式歯車変速
機、または電動機+クラッチ+機械式歯車変速機という
形態が親しまれてきたが、原動機として内燃機関と電動
機を合体させた複合原動機(ハイブリッド原動機とも言
う)が一般化して〈ると、電動機を原動機とする場合は
無論のこと、電動機を含む複合原動機では回転速度の制
御が従来とはけた外れの精密さで、容易に実行できるこ
とから、別の更に適切な構成があり得ることが分かって
きた。As a general motor device, an internal combustion engine + clutch + mechanical gear transmission or an electric motor + clutch + mechanical gear transmission has been popular. The generalization of compound motors (also referred to as hybrid motors) that combine an internal combustion engine and an electric motor has been generalized. It has been found that other more suitable configurations are possible due to the ease of implementation with out-of-the-box precision.
【0006】ハイブリッド電気自動車として最近発売さ
れた機種の例では、内燃機関と発電機と電動機を差動歯
車の一種である遊星歯車によって結合していて、格段の
洗練度を見せているが、このハイブリッド原動機の出力
軸には変速機が装備されてなく、遊星歯車は内燃機関と
発電機と電動機の三者の回転速度関係を調整しているに
過ぎない。当社でも一時これに類する型式の開発研究を
重ねたという経緯はあるものの、特開平9−31062
8の出願を最後に差動歯車によるハイブリッド原動機の
開発は打ち切った。In an example of a model recently released as a hybrid electric vehicle, an internal combustion engine, a generator, and an electric motor are connected by a planetary gear, which is a type of a differential gear. The output shaft of the hybrid motor is not provided with a transmission, and the planetary gears merely adjust the rotational speed relationship among the internal combustion engine, the generator, and the motor. Although our company has been conducting research and development on a model similar to this at one time, Japanese Patent Laid-Open No. 9-31062
Finally, the development of a hybrid motor using differential gears was terminated.
【0007】それというのも、この形態のハイブリッド
原動機では、従来の内燃機関と変速機をセットにした原
動機装置と比較すれば格段の飛躍を遂げることはできる
ものの、当社が得ている研究試験結果からみると、 1.低速トルクを主に電動機の発生トルクに依存するた
めに虚弱 2.エネルギのフローが不適切で、高速走行時の省エネ
能力の欠如 3.遊星歯車の強度を確保しにくく、トラックなどへの
不適応 4.装備する機材に対して最高出力の不足 という問題が内在し、これらはいずれも差動歯車を利用
したハイブリッド原動機の原理的な欠陥であることを知
ったためである。This is because although the hybrid prime mover of this embodiment can make a remarkable leap when compared with a conventional prime mover device in which an internal combustion engine and a transmission are set, the research and test results obtained by our company From the viewpoint, 1. 1. Weak because the low-speed torque mainly depends on the generated torque of the motor 2. Inadequate energy flow and lack of energy-saving ability at high speed driving. 3. It is difficult to secure the strength of the planetary gear, and it is not suitable for trucks and the like. The problem is that there is a shortage of maximum output for the equipment to be equipped, and these are all fundamental defects of the hybrid prime mover using differential gears.
【0008】1.の低速トルクの問題では、内燃機関と
の比較に於て電動機は確かに強力な低速トルクを得易く
はあるが、現行の高性能原動機に適切な変速機を装備し
たものと同等の性能を得られるわけではない。電動機の
磁気飽和限界を超えない範囲で可能なのであって、その
限界は蓄電池の非力さも加担してあまり大きいものでは
ない。これの簡便にして確実な解決法は電動機と駆動軸
の間に変速機を設けることである。[0008] 1. As for the problem of low-speed torque, electric motors can easily obtain strong low-speed torque in comparison with internal combustion engines, but they can achieve performance equivalent to that of current high-performance motors equipped with appropriate transmissions. Not necessarily. This is possible within a range that does not exceed the magnetic saturation limit of the electric motor, and the limit is not so large in addition to the weakness of the storage battery. A simple and reliable solution to this is to provide a transmission between the motor and the drive shaft.
【0009】1.の省エネ能力の欠如は高速領域で顕著
であり、低速領域では相応の省エネ効果を上げることが
出来るが、高速走行中は従来型の自動車よりも燃費は良
くない。これは今後の高速道路の発達を俯瞰した場合、
望ましい姿とはいい難く、早急に改善の必要がある。こ
の原因は差動式ハイブリッド原動機ではいわゆる発電機
による発電を停止すると内燃機関によって発生した回転
力が反力を失い、その動力を駆動軸に連接する電動機の
方向に伝えられなくなるために、それを回避することを
目的とした発電を停止することが出来ないのである。必
ず発電を継続せざるを得ないという構造はエネルギの変
換にともなう損失を発生し、これが高速領域で顕著な問
題となる。従来型の内燃機関の熱効率は現状のままでも
高速領域では結構良好であり、それをそのまま駆動力に
利用するのが最も効率的だからである。1. The lack of energy-saving capability is remarkable in the high-speed range, and the corresponding energy-saving effect can be improved in the low-speed range, but the fuel efficiency is lower than that of the conventional car during high-speed running. This is a bird's eye view of future highway development,
It is hard to say what we want, and we need to improve it immediately. The cause of this is that in the case of a differential type hybrid prime mover, when the power generation by the so-called generator is stopped, the rotational force generated by the internal combustion engine loses the reaction force, and the power cannot be transmitted to the direction of the motor connected to the drive shaft, so that It is not possible to stop power generation for the purpose of avoiding it. The structure in which power generation must be continued always causes a loss accompanying the conversion of energy, which is a significant problem in a high-speed region. This is because the thermal efficiency of the conventional internal combustion engine is fairly good in the high-speed region even as it is, and it is most efficient to use it as it is for the driving force.
【0010】3.の差動歯車として遊星歯車を利用した
形態はハイブリッド原動機をコンパクトにまとめ易いと
いう長所はあるものの、強度的な問題を抱えているため
に軽量級トラック程度までは可能でも、普遍的に自動車
全般に適用できるというわけではない。[0010] 3. The use of planetary gears as differential gears has the advantage of making it easy to compact a hybrid prime mover, but because of its strength problems, it can be as small as a light-duty truck, but it is universally used in automobiles in general. It is not applicable.
【0011】4.の問題は深刻である。すなわち、原動
機とは本来、燃料や機材など、与えられた資源から効率
的に出来る限り多くの運動エネルギを生成する機械であ
り、低公害性や省エネ能力とともに発生し得るパワーの
多寡はその原動機の消長を計る物差しであるとも言え
る。たとえば、差動歯車式ハイブリッド原動機をそれぞ
れ出力 50キロワットの内燃機関 25キロワットの発電機 50キロワットの電動機 上記三者の回転速度を調節する差動歯車 によって構成したとすれば、発電機と電動機は構造的に
は同じであるから三者の総力を挙げれば、蓄電池に電力
のある短時間内であれば125キロワットの出力を得ら
れるかに見える。しかし、実際には内燃機関の出力の内
25キロワットは発電機に回り、残余の25キロワット
と電動機の50キロワットを合算して75キロワットの
出力を得るにとどまる。つまり、上例では適切な構成を
採用すれば125キロワットを発生できる機材を搭載し
ながら、75キロワットの発生にとどまっている。つま
り、重量の割には出力の小さい原動機となってしまう。4. The problem is serious. In other words, a prime mover is a machine that efficiently generates as much kinetic energy as possible from given resources such as fuel and equipment, and the amount of power that can be generated with low pollution and energy saving ability depends on the prime mover. It can also be said that it is a ruler for measuring fate. For example, if the differential gear type hybrid prime mover is constituted by an internal combustion engine having an output of 50 kilowatts and a generator of 25 kilowatts and a motor of 50 kilowatts, respectively, the generator and the motor are structured as follows. In general, it seems that if the total power of the three is given, it is possible to obtain an output of 125 kilowatts within a short period of time when the storage battery has power. However, in practice, 25 kilowatts of the internal combustion engine output goes to the generator, and the remaining 25 kilowatts plus the motor 50 kilowatts add up to only 75 kilowatts. In other words, in the above example, if an appropriate configuration is adopted, only equipment capable of generating 125 kW is mounted, but only 75 kW is generated. In other words, the prime mover has a small output for the weight.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は、最初の出発
点としてはハイブリッド原動機の低速トルク問題を解消
するために電動機と駆動軸の間に機械式歯車変速機を装
備したいとする欲求からなされた。電動機またはハイブ
リッド原動機を原動機とする電気自動車では前述のよう
に低速トルク、最高出力の両面で非力である。最高出力
の問題は別の問題として、低速トルクの問題は電動機と
駆動軸の間に変速機を装備することできわめて単純明快
に解消できる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is, as a first starting point, a desire to provide a mechanical gear transmission between an electric motor and a drive shaft to eliminate the low speed torque problem of a hybrid prime mover. Was. As described above, an electric vehicle using a motor or a hybrid motor as a prime mover is low in both low speed torque and maximum output. The problem of maximum output is another problem, and the problem of low-speed torque can be solved quite simply by installing a transmission between the electric motor and the drive shaft.
【0013】上記の目的のために装備すべき変速機の形
態について試験研究を行った結果によって順次出願した
通り、下記の装置が候補にあがった。 1.流体式自動変速機(トルコンとも言う) 2.傾斜プーリ式無段変速機(CVTとも言う) 3.機械式歯車変速機 について比較検討した結果、現行の内燃機関の低速トル
クと比較して電動機の低速トルクは大きく、1.流体式
自動変速機の使用は困難であること、発熱が大きく効率
的でもないことなどが分かった。また、2.傾斜プーリ
式無段変速機では内燃機関に適用したものと比較して、
そのトルク特性の関係からスチールベルトにたいする大
きな緊迫力が必要であり、耐久性の確保の見通しが立た
ず、緊迫力を大きくするにつれて省エネ効果も失われる
ことが分かった。結局のところ、在り来たりではあるが
従来と同様の3.機械式歯車変速機の効率が最良であ
り、強度、耐久力ともに余裕のあるシステムとなり得る
ことを知った。[0013] As a result of a test and research on the type of transmission to be equipped for the above purpose, the following devices were selected as candidates, as filed sequentially. 1. 1. Fluid automatic transmission (also called torque converter) 2. Inclined pulley type continuously variable transmission (also referred to as CVT) As a result of a comparative study of the mechanical gear transmission, the low-speed torque of the electric motor is larger than the low-speed torque of the current internal combustion engine. It has been found that it is difficult to use a fluid automatic transmission, and that heat generation is large and not efficient. Also, 2. Compared to the one applied to the internal combustion engine in the inclined pulley type continuously variable transmission,
From the relationship of the torque characteristics, it was found that a large tension force was required on the steel belt, and there was no prospect of ensuring durability, and that the energy saving effect was lost as the tension force was increased. After all, although it is common, it is the same as the conventional 3. I have learned that the mechanical gear transmission has the best efficiency and can be a system with sufficient strength and durability.
【0014】しかし、今度は機械式歯車変速機の変速制
御をどの様にするかという大問題に直面した。原動機と
して電動機のみを採用した場合は常用回転レンジの問題
は許容度が大きいが、内燃機関などの熱機関を含むハイ
ブリッド原動機は当然のことながら公害の少ない、省エ
ネ効果の大きな原動機を目指しているわけであるから、
主にその構成要素として熱機関を含むために常用回転レ
ンジを狭める必要があり、それ故、適時適切な原動機の
回転速度を選択して使用することが求められ、頻繁な変
速操作を必要とし、流体式自動変速機に馴染んだ現代の
運転者に受け入れられ難い要素をはらんでいる。However, this time, a major problem was encountered in how to control the gear shift of the mechanical gear transmission. If only a motor is used as the prime mover, the problem of the normal rotation range is highly tolerable, but a hybrid prime mover including a heat engine such as an internal combustion engine naturally aims for a prime mover with less pollution and a large energy saving effect. Because
It is necessary to narrow the regular rotation range mainly to include the heat engine as a component thereof, and therefore, it is required to select and use the appropriate rotation speed of the prime mover in a timely manner, which requires frequent shift operations, It has elements that are unacceptable to modern drivers who are familiar with fluid automatic transmissions.
【0015】これに鑑み、クラッチを装備しているか否
かに拘らず、自動変速機のレバー操作の感覚で変速操作
を可能とする技術の開発を求められた。永い試行錯誤の
末にこの解決策として、噛み合わせようとする歯車対の
周速が一致していればクラッチを操作したかどうかは関
係なく、静止している歯車を噛み合わせるように音もな
く高速回転中の歯車を噛み合わせることが出来ることに
到達した。[0015] In view of this, there has been a demand for the development of a technology that enables a shift operation with the feeling of operating a lever of an automatic transmission regardless of whether or not a clutch is provided. As a solution to this problem after a long trial and error, if the peripheral speeds of the gear pairs to be engaged are the same, regardless of whether the clutch has been operated or not, there is no sound like engaging the stationary gear. It is possible to engage gears rotating at high speed.
【0016】電動機または電動機を含む複合原動機を原
動機とする場合に最も容易に上記のコンセプトが実現で
きた。電動機、とりわけ交流式電動機、さらには同期式
電動機では制御コンピュータによって駆動軸の回転速度
と歯車の変速比に基づき、その回転速度を制御し、簡単
に同期速度に合わせることが可能であるためである。こ
のことは先願に於て「同期変速を行う複合原動機」とし
て開示したが、それが現行の流体式自動変速機に相当す
るものとすれば、今回の出願は同様な技法による「手動
変速機」に関するものである。つまり、先願がアクセル
の踏込量以外には運転者の意志に関係なく原動機として
最適な領域を選んで自動運転されるのに対して、今回の
出願は運転者が選んだギアを起点として最適制御するも
のであり、若干ではあるが運転操作する楽しみを残そう
とするものである。The above concept can be realized most easily when a motor or a composite prime mover including a motor is used as a prime mover. This is because, in the case of an electric motor, especially an AC electric motor, and furthermore, a synchronous electric motor, the rotational speed of the drive shaft can be controlled by the control computer based on the rotational speed of the drive shaft and the gear ratio, and the synchronous speed can be easily adjusted to the synchronous speed. . This was disclosed in the earlier application as a "combined prime mover that performs synchronous transmission", but if it is equivalent to the existing hydraulic automatic transmission, the present application discloses a "manual transmission" using a similar technique. It is about. In other words, while the prior application automatically selects the optimal region as a prime mover regardless of the driver's intention other than the amount of accelerator depression, the application is optimized starting from the gear selected by the driver. The control is intended to leave a little pleasure in driving operation.
【0017】同期速度制御による変速技術の確立により
変速が自動的にも手動的にも自在に実行できるようにな
った結果、ハイブリッド原動機としての低速トルク以外
の問題にも突破口を発見することが出来た。それらは本
件発明の主旨ではないので詳細の説明は省略するが、省
エネ能力の欠如の問題は高速領域ではエネルギ変換にと
もなうエントロピの増加を抑制するために発電をやめて
内燃機関の出力を直接的に回転力として利用することで
解決し、遊星歯車の虚弱の問題はそれを省略することに
よって解消し、出力不足の問題はすべての原動機を出力
に参加させる構成を発明したことで解消した。これらを
実現できた背景には機械式歯車変速機を採用して、それ
を自在に変速制御できる技術の確保が寄与している。As a result of the establishment of the shift technology by the synchronous speed control, the shift can be freely and automatically executed manually. As a result, it is possible to find a breakthrough in problems other than the low-speed torque as the hybrid prime mover. Was. Since these are not the gist of the present invention, the detailed description is omitted.However, the problem of lack of energy saving capability is that in the high-speed region, in order to suppress the increase in entropy due to energy conversion, power generation is stopped and output of the internal combustion engine is directly reduced. The problem was solved by using the torque as a rotational force, the problem of weakness of the planetary gears was solved by omitting it, and the problem of insufficient output was solved by inventing a configuration in which all the prime movers participate in the output. Behind these achievements is the adoption of a mechanical gear transmission, which has contributed to the securing of technology that can freely control the transmission.
【0018】更にこれに関する研究の副産物として、ガ
ソリンエンジンやディーゼルエンジンの回転速度をコン
ピュータによって精密に制御できないかという問題を追
求したところ、従来の速度制御技術では目的速度に対し
て 1.早すぎれば燃料弁などを絞る 2.遅すぎれば燃料弁などを開く ことによって目的の速度に収束させることが行われてき
た。しかし、これではクラッチの操作を行わないで高速
回転中の歯車の噛み合いを切り換えるほどには速度制御
が出来ず、あえて行えば歯車の破損事故につながること
が多かった。Further, as a by-product of the research on this, the problem of whether or not the rotation speed of a gasoline engine or a diesel engine can be precisely controlled by a computer was pursued. If too early, squeeze fuel valves, etc. 2. If it is too slow, it has been attempted to converge to the target speed by opening the fuel valve. However, in this case, the speed cannot be controlled enough to switch the meshing of the gears rotating at a high speed without operating the clutch, and if this is done dare, it often leads to a gear breakage accident.
【0019】これに対して、本発明の目的とする歯車の
噛み合い切替のための同期速度への制御には、 1.目的速度の近くまでは従来の速度制御技術を応用す
る 2.目的速度の近くでは火花点火式ガソリン機関では点
火間隔を制御する ディーゼル機関では燃料噴射間隔を制御する ことによって制御コンピュータが指令する回転速度に合
致させることが出来る。たとえば、単気筒4ストローク
・サイクルの火花点火式ガソリンエンジンを毎分300
0回転の速度で運転したいときには、1秒間に25回の
点火を実行すればよい。これによって毎秒50回転の速
度で回転し、毎分では3000回転に相当する。すなわ
ち、従来は上死点付近の適切な位置で点火したり、燃料
噴射することが一般的であるが、排ガスの問題などの制
限事項を守りつつ点火時期や噴射時期を制御コンピュー
タで指令することによって、制御コンピュータによって
管理された回転速度で運転することが出来る。On the other hand, the control of the synchronous speed for gear meshing switching, which is the object of the present invention, includes the following steps. Apply conventional speed control technology up to the target speed. Near the target speed, the ignition interval is controlled in a spark ignition gasoline engine. In a diesel engine, the fuel injection interval is controlled to match the rotational speed commanded by the control computer. For example, a single cylinder four stroke cycle spark ignited gasoline
When it is desired to operate at a speed of 0 revolutions, it is sufficient to execute 25 ignitions per second. Thereby, it rotates at a speed of 50 rotations per second, which corresponds to 3000 rotations per minute. That is, conventionally, ignition or fuel injection is generally performed at an appropriate position near the top dead center.However, the ignition timing and injection timing must be commanded by a control computer while observing restrictions such as exhaust gas problems. Accordingly, it is possible to operate at the rotation speed controlled by the control computer.
【0020】更に、これらを補完する技法としてセンサ
ーとアクチュエータの適切化が効果的である。つまり、
少々制御精度は不確かであっても同期条件が成立したと
きに噛み合わせを実行すれば精度のよい回転速度制御を
行ったのと効果の点で同じ結果となり、制御精度を補完
することが出来る。先願では自動変速を目指したために
センサーによって同期速度を確認してアクチュエータを
駆動するものであったが、今回はそれらを手動変速機に
適用することを目指すものであり、アクチュエータによ
って適時の瞬間をとらえて切替を実行する方法に加え
て、運転者が動かそうとする変速レバーを変速条件が成
立するまで一時拘束しておくものを含むものである。Further, as a technique for complementing the above, appropriate sensors and actuators are effective. That is,
Even if the control accuracy is a little uncertain, if the engagement is executed when the synchronization condition is satisfied, the same result as in the case of performing the accurate rotation speed control is obtained, and the control accuracy can be complemented. In the earlier application, the actuator was driven by checking the synchronous speed with a sensor to aim for automatic shifting.This time, however, the aim is to apply them to a manual transmission. In addition to the method of performing the switching by grasping, the method includes a method of temporarily restraining the shift lever to be moved by the driver until the shift condition is satisfied.
【0021】以下に請求項毎の詳細を述べる。The details of each claim will be described below.
【0022】請求項1については、図1に示すように回
転速度が調節できる原動機に機械式歯車変速機と変速の
ための操作レバーが備わって、一つの原動機装置を構成
している。操作レバーにはそれの現在位置がどの様な状
態にあるかを検知するためのセンサーが備えられてい
る。現在位置は中立位置であるとして、運転者の動作か
らある歯車対の噛み合わせを望んでいることが判定され
たとき、自動車の走行速度は原動機側からは変更し難い
要素であるとして、運転者が希望する目的の歯車対の周
速が同期するように原動機自身の回転速度を調節、変更
する。回転速度センサーによって当該歯車対が同期した
ものと確認されたならば歯車の噛み合わせを実行する、
というものである。According to the first aspect, as shown in FIG. 1, a prime mover capable of adjusting the rotational speed is provided with a mechanical gear transmission and an operation lever for speed change to constitute one prime mover device. The operating lever is provided with a sensor for detecting the current position of the operating lever. When it is determined that the current position is the neutral position and it is determined from the operation of the driver that the gear pair is desired to be engaged, the driving speed of the vehicle is determined to be an element that is difficult to change from the prime mover side. Adjusts and changes the rotational speed of the prime mover itself so that the peripheral speed of the desired gear pair is synchronized. If the rotation speed sensor confirms that the gear pair is synchronized, the gears are engaged,
That is.
【0023】すなわち、原動機とその回転速度調節機構
と複数段の機械式歯車変速機とその変速段の選択装置お
よび要求された変速段の検知装置を備える自動車用原動
機に於て、変速段が中立状態にあるとき運転者の変速の
意志と目的の変速段を確認した場合は、その変速段の駆
動側の歯車と被駆動側の歯車を同期速度によって運転す
るように原動機側の回転速度を調節して、大略同期条件
が成立したことを確認して歯車の噛み合わせを実行する
ことを特徴とする自動車用原動機装置である。That is, in a prime mover having a prime mover, a rotational speed adjusting mechanism thereof, a mechanical gear transmission having a plurality of gear stages, a gear speed selecting device and a required gear speed detecting device, the gear stage is neutral. In this state, if the driver's intention to change gears and the target gear are confirmed, the rotational speed of the prime mover is adjusted so that the driving gear and the driven gear at that gear are operated at the synchronized speed. Then, it is confirmed that a substantially synchronous condition has been established, and the gears are engaged with each other, thereby providing a motor apparatus for an automobile.
【0024】請求項2については、構成は前項の図1と
同様であり省略するが、現在の状態はいずれかの歯車が
噛み合っており、変速機は動力伝達状態にある。この時
運転者がなんらかの操作を望むとすればそれは中立状態
に移行することしかなく、原動機を現状の回転速度で無
負荷運転して歯車の噛み合わせを解除する。歯面に荷重
を受けながら歯車の噛み合わせを解除すると、噛み合わ
せ深さが浅くなる端面近傍の損傷をまねくことが多く、
原動機の出力を無負荷状態として歯車の解放を実行す
る。Regarding the second aspect, the configuration is the same as that of FIG. 1 of the previous section and is omitted. However, in the present state, any one of the gears is engaged and the transmission is in the power transmission state. At this time, if the driver wants to perform any operation, it can only shift to the neutral state, and the motor is driven without load at the current rotational speed to release the engagement of the gears. If the gears are disengaged while receiving a load on the tooth surface, they often lead to damage near the end face where the engagement depth becomes shallow,
The output of the prime mover is set in a no-load state to release the gears.
【0025】すなわち、原動機とその回転速度調節機構
と複数段の機械式歯車変速機とその変速段の選択装置お
よび要求された変速段の検知装置を備える自動車用原動
機に於て、駆動力伝達状態にあるときに運転者の変速の
意志を確認した場合は原動機を現状の速度に於て無負荷
運転することを特徴とする自動車用原動機装置である。That is, in a prime mover having a prime mover, a rotational speed adjusting mechanism thereof, a plurality of mechanical gear transmissions, a shift speed selecting device and a required shift speed detecting device, a driving force transmission state is provided. , And when the driver's intention to change the speed is confirmed, the motor is operated at no load at the current speed.
【0026】請求項3については、請求項1と2で言う
ところの原動機は電動機であることを規定している。電
動機は制御コンピュータによる制御に馴染み易く、原動
機システムとして統合的な制御が容易である。なかでも
交流式の電動機は与えられる交流電力の周波数に応じた
回転速度で運転されるという特徴があり、とりわけ同期
式電動機では与えられた電力の周波数が電動機の回転速
度を決定する絶対的な要因である。歯車を同期させて変
速しようとする場合、その速度を精密に制御することが
肝心であるが電動機はその必要条件を充足している。Claim 3 specifies that the prime mover described in claims 1 and 2 is an electric motor. The motor is easy to adjust to the control by the control computer, and it is easy to perform integrated control as a motor system. Among them, AC motors have the characteristic that they are operated at a rotational speed corresponding to the frequency of the applied AC power.In particular, in synchronous motors, the frequency of the applied power is an absolute factor that determines the rotational speed of the motor. It is. When trying to shift gears by synchronizing gears, it is important to precisely control the speed, but an electric motor satisfies the necessary conditions.
【0027】すなわち、請求項1および請求項2におけ
る原動機は電動機であって、回転速度調節機構は電動機
の型式に応じて電動機に供給する電力の周波数、実効電
圧の強弱のいずれか、またはその両方を調節し、原動機
の回転速度を調節することを特徴とする自動車用原動機
装置である。That is, the prime mover according to the first and second aspects is a motor, and the rotation speed adjusting mechanism is either one of a frequency of electric power supplied to the motor, a magnitude of an effective voltage, or both depending on a type of the motor. , And the rotation speed of the motor is adjusted.
【0028】請求項4については、請求項1と2で言う
ところの原動機は火花点火式内燃機関であって、その点
火間隔は制御コンピュータによって指令されていると規
定している。一般に普通のガソリンエンジンの回転速度
を制御して歯車の噛み合わせを実行できるほどには精密
な制御は困難であるが、点火間隔を制御コンピュータに
よって制御する技法を活用すれば、内燃機関はその指定
された速度で回転することを強制され、結果として制御
コンピュータの指定する速度でガソリンエンジンを運転
することが出来る。これを用いれば火花点火式内燃機関
を原動機として機械式歯車の変速制御を実施できる。According to a fourth aspect, it is provided that the prime mover according to the first and second aspects is a spark ignition type internal combustion engine, and its ignition interval is commanded by a control computer. In general, precise control is difficult enough to control the rotation speed of a normal gasoline engine to engage the gears.However, if the technique of controlling the ignition interval by a control computer is used, the internal combustion engine can be specified. The gasoline engine is forced to rotate at the specified speed, so that the gasoline engine can be operated at the speed specified by the control computer. By using this, the shift control of the mechanical gear can be performed using the spark ignition type internal combustion engine as a prime mover.
【0029】すなわち、請求項1および請求項2におけ
る原動機は火花点火式内燃機関であって、回転速度調節
機構は点火用火花の発生間隔を調節して原動機の回転速
度を調節する事を特徴とする自動車用原動機装置であ
る。That is, the prime mover according to the first and second aspects is a spark ignition type internal combustion engine, and the rotation speed adjusting mechanism adjusts the rotation speed of the prime mover by adjusting the interval of generation of the spark for ignition. A motor drive device for an automobile.
【0030】但し、往復動を利用して作動ガスの圧縮、
点火、爆発、膨張により有効仕事量を回転力に変換する
内燃機関では、膨張行程の前に圧縮行程が必要であり、
このことは最初に機関の始動を必要とすることを示して
いる。そのために本件技術は停車状態の自動車を発車さ
せる目的には適応し難く、別途補助装置を必要とする。
これが電動機と組み合わされたハイブリッド原動機の内
燃機関として採用される場合は、停車からの発進は電動
機によってなされるのでこのような問題もなく、すぐれ
た適合性を示す。However, the compression of the working gas utilizing the reciprocating motion,
In an internal combustion engine that converts effective work into rotational force by ignition, explosion, and expansion, a compression stroke is required before the expansion stroke.
This indicates that the engine needs to be started first. For this reason, the present technology is difficult to adapt to the purpose of starting a stopped vehicle, and requires a separate auxiliary device.
When this is adopted as an internal combustion engine of a hybrid prime mover combined with an electric motor, since starting from a stop is performed by the electric motor, there is no such a problem and excellent adaptability is exhibited.
【0031】請求項5については、請求項1と2で言う
ところの原動機は燃料噴射式内燃機関であって、その燃
料噴射間隔は制御コンピュータによって指令されると規
定している。これも前項と同様に燃料噴射の間隔が内燃
機関の回転速度を規定し、制御コンピュータの指定する
速度で運転される。これによって歯車の噛み合わせを実
施できるほどに精密な回転速度制御を可能としている。According to claim 5, it is specified that the prime mover described in claims 1 and 2 is a fuel injection type internal combustion engine, and the fuel injection interval is commanded by a control computer. In this case as well, the interval between fuel injections determines the rotational speed of the internal combustion engine, and the engine is operated at a speed specified by the control computer. As a result, the rotation speed can be controlled so precisely that the gears can be engaged.
【0032】すなわち、請求項1および請求項2におけ
る原動機は燃料噴射式内燃機関であって、回転速度調節
機構は燃料噴射の間隔を調節して原動機の回転速度を調
節することを特徴とする自動車用原動機装置である。That is, the motor according to the first and second aspects is a fuel injection type internal combustion engine, and the rotation speed adjusting mechanism adjusts the rotation speed of the motor by adjusting the interval between fuel injections. It is a prime mover device.
【0033】停車状態から発進する場合の問題点と電動
機とのハイブリッド状態における適合性については請求
項4の場合と同様である。The problem when starting from a stopped state and the compatibility in a hybrid state with an electric motor are the same as in the case of claim 4.
【0034】請求項6については、請求項1と2で言う
ところの原動機は熱機関と電動機の複合原動機であると
規定している。この研究の出発点となったテーマであ
り、複合原動機の低速トルクを向上するために機械式歯
車変速機を装備することが要請された結果としての発明
である。複合原動機には少な〈とも一台の電動機を含ん
でいる。請求項3でも述べたように電動機の特徴として
制御コンピュータによって回転速度制御を実行し易く、
精密な速度制御が可能ならば歯車の噛み合わせ制御も可
能となる。[0034] Claim 6 defines that the prime mover described in claims 1 and 2 is a combined prime mover of a heat engine and an electric motor. This is the theme that started this research and is the invention as a result of a request to equip a mechanical gear transmission to improve the low-speed torque of the compound motor. Combined prime movers include at least one electric motor. As described in claim 3, it is easy to execute the rotation speed control by the control computer as a feature of the electric motor,
If precise speed control is possible, gear engagement control will also be possible.
【0035】すなわち、請求項1および請求項2におけ
る原動機は熱機関と電動機の複合原動機であって、回転
速度調節機構はすくなくとも電動機の回転速度を調節し
て原動機の回転速度を調節することを特徴とする自動車
用原動機装置である。That is, the prime mover according to the first and second aspects is a combined prime mover of a heat engine and an electric motor, and the rotational speed adjusting mechanism adjusts the rotational speed of the electric motor by adjusting at least the rotational speed of the electric motor. The motor drive device for an automobile.
【0036】なお、同期電動機に比較して直流式電動
機、および交流式誘導電動機では制御コンピュータの指
令する速度に厳密には合わせにくい特性を持っている
が、電動機としてそのような型式を採用する場合、熱機
関としては請求項4及び5に於て述べた制御コンピュー
タによって回転速度を管理しうる内燃機関を採用すれ
ば、複合原動機としての出力回転速度制御精度を向上で
きる。It should be noted that the DC motor and the AC induction motor have characteristics that are harder to be strictly adjusted to the speed commanded by the control computer as compared with the synchronous motor. If an internal combustion engine whose rotation speed can be controlled by the control computer described in the fourth and fifth aspects is adopted as the heat engine, the output rotation speed control accuracy of the composite motor can be improved.
【0037】請求項7については、請求項6における複
合原動機の形態を規定している。原動機としての省エネ
能力を最高に引き出し、搭載される資源のすべてを動員
して出力の発生に寄与できる構成とするためには、以前
に出願した「内燃機関と発電機、それに電動機の三者の
回転速度を調節する差動歯車によって構成される複合原
動機」のような、いまや古典的な構成ではもはや目的に
叶った方式とは言えず、内燃機関などの熱機関が発生す
る動力は直接的に駆動軸に伝えることの出来る経路の確
保が必要であり、他方、内燃機関の運転を要しないとき
には完全に切り離すことをも可能とすべきである。この
目的に叶う構成として、熱機関と電動機の間の動力伝達
方式は簡易を望むならばクラッチを、熱機関のより一層
の活用を望むならば複数段の変速機か無段変速機、滑ら
かな走行感覚を望むならば流体式変速機を設けるのがよ
い。[0037] Claim 7 defines the form of the compound motor in claim 6. In order to maximize the energy-saving capability of the prime mover and to mobilize all of the mounted resources and contribute to the generation of output, the previously filed `` internal combustion engine, generator, and electric motor With the classic configuration, such as the `` combined prime mover consisting of differential gears that adjust the rotational speed '', it can no longer be said to be a system that meets the purpose, and the power generated by a heat engine such as an internal combustion engine is directly It is necessary to ensure a path that can be transmitted to the drive shaft, while at the same time it should be possible to completely disconnect it when the operation of the internal combustion engine is not required. To achieve this purpose, the power transmission system between the heat engine and the electric motor should be a clutch if simplification is desired, or a multi-stage transmission or a continuously variable transmission if a further utilization of the heat engine is desired. If a driving sensation is desired, a hydraulic transmission may be provided.
【0038】すなわち、請求項6における複合原動機の
熱機関と電動機の間にはクラッチ、複数段の変速機、無
段変速機または流体式変速機の内のいずれか、またはこ
れらの組み合わせ機構を含むことを特徴とする自動車用
原動機装置である。That is, a clutch, a multi-stage transmission, a continuously variable transmission or a fluid type transmission, or a combination thereof is included between the heat engine and the electric motor of the compound motor according to the sixth aspect. A motor drive device for an automobile, characterized in that:
【0039】なお、差動歯車によって構成された旧来の
複合原動機では、内燃機関と発電機と電動機と、これら
三者の回転速度を調節する差動歯車装置、たとえば遊星
歯車装置、を備えることが規定されていたが、その場合
の発電機はそれが発電を停止すると内燃機関の回転力は
むなしく空転するばかりで、走行用駆動力としては活用
できなくなり、発電を停止することはできなかった。そ
れ故「発電機」として装備せざるを得なかったが、この
ことは必然的に高速走行時の省エネ能力の欠如と最高出
力の不足をまねいた。元来、発電に回せるほどの余力が
あるときに電動機を作動させる必要はなく、逆に、蓄電
池に電力を保有し、電動機のみによって走行が可能な状
態では内燃機関を運転する必要はないにも拘らず、内燃
機関を運転中に発電を止めた場合には内燃機関が無負荷
運転状態になってしまうために発電を停止できない、と
いう構成により、発電しつつ電動機が稼働するという状
態が不可避的に存在するという問題は、そこに原理的な
欠陥のあることを示している。It should be noted that a conventional composite prime mover constituted by differential gears may include an internal combustion engine, a generator, and an electric motor, and a differential gear device for adjusting the rotational speeds of these three members, for example, a planetary gear device. Although stipulated, when the generator stops generating power, the internal combustion engine only idles when it stops generating power, cannot be used as a driving force for traveling, and cannot stop generating power. Therefore, it had to be equipped as a "generator", but this inevitably led to a lack of energy-saving capability at high speeds and a lack of maximum output. Originally, there is no need to operate the motor when there is enough power to generate electricity.On the contrary, there is no need to operate the internal combustion engine when the storage battery holds power and the vehicle can run only with the motor. Regardless, when power generation is stopped during operation of the internal combustion engine, power generation cannot be stopped because the internal combustion engine is in a no-load operation state, so that the state in which the motor operates while generating power is inevitable. The problem of the existence of the problem indicates that there is a principle defect.
【0040】本件の電動機は発電機を兼ねるものであ
り、電動機が発電機を兼ねるための構成に関してはかね
て多数を出願し、公開もされているのでここでは説明を
省略する。要するに発電しつつ、それと並行してその電
力を利用して電動機によって回転力を発生する、という
無駄な経路を作らないことが肝心であり、電動機は発電
機として作動するか原動機として作動するかのいずれか
で良く、片方では発電機として作動し、その電力を電動
機によって再び回転力に変換して利用する、という経路
はエネルギ変換のたびに損失をともない賢明な方法では
ない。発電は蓄電池の放電状態が進み、走行に必要な出
力と内燃機関の効率的な運用領域との隔たりが甚だしい
場合に、発電することによって適切な効率のよい運用領
域を利用でき、蓄電池の回復をも図れる場合に実施すべ
きである。つまり、蓄電池に電力が保持されている状態
の中低速領域では原則として電動機によって走行すれば
よく、放電の進んだ状態における中低速では熱機関の運
転を必要とするが、そのときは熱機関を効率のよい運転
領域で運転すると走行に必要な出力を超えてしまうの
で、超過分を電気エネルギに変換して蓄電池に充電す
る。すぐに消費する目的で発電するほどの余力があるの
ならばそれを直接駆動力に利用すればエネルギ変換にと
もなう損失を避けることが出来、省エネ能力を高めるこ
とができる。The motor of the present invention also serves as a generator, and a large number of applications for the structure of the motor also serving as the generator have already been filed and disclosed, and therefore description thereof is omitted here. In essence, it is important not to create a useless path of generating torque and using the power in parallel with the electric power while generating power, and whether the motor operates as a generator or a prime mover. Either way, one side operates as a generator, and the electric power is converted back to the rotational force by the electric motor and used again, which is not a sensible method with loss at every energy conversion. In the case of power generation, when the discharge state of the storage battery advances and the gap between the output required for traveling and the efficient operation area of the internal combustion engine is extremely large, an appropriate efficient operation area can be used by generating power, and the recovery of the storage battery can be achieved. It should be implemented when it can be achieved. In other words, in a medium-to-low speed range in which electric power is held in the storage battery, it is basically sufficient to drive by an electric motor. When the vehicle is operated in an efficient operation region, the output required for traveling is exceeded. Therefore, the excess is converted into electric energy to charge the storage battery. If there is enough power to generate power for the purpose of immediate consumption, if it is used directly as a driving force, it is possible to avoid the loss accompanying energy conversion and to increase the energy saving ability.
【0041】なお、電動機の出力のみでは走行に支障を
来す高速走行、登坂時などでは熱機関の運転を行うが、
その際の電動機の運転は複合原動機としての出力の過不
足を補完する機能を担う。道路状態に応じて勾配の変
化、速度の変化、走行抵抗の変化をともなうが、熱機関
はほとんど一定の状態で運転し、出力の過不足は電動機
によって補う。したがって、この場合は電動機は発電機
または原動機として臨機に機能を変えながら運転され
る。It should be noted that the heat engine is operated during high speed running or climbing a hill, which hinders running only with the output of the electric motor.
The operation of the electric motor at that time has a function of complementing the excess and deficiency of the output as the composite prime mover. The heat engine operates in a substantially constant state, and the excess or deficiency of the output is compensated by an electric motor, although the change in the slope, the change in the speed, and the change in the running resistance are accompanied by the road condition. Therefore, in this case, the electric motor is operated while changing its function as a generator or a prime mover.
【0042】このように一個の電動機を発電機または原
動機として適時適切に切り換えて使用するので発電機と
電動機を要した従来の構成からみれば発電機を省略して
内燃機関と電動機の二者によって効率的で、高出力のハ
イブリッド原動機が可能となった。As described above, since one motor is used as a generator or a prime mover by appropriately switching it in a timely manner, in view of the conventional configuration requiring the generator and the motor, the generator is omitted and both the internal combustion engine and the motor are used. An efficient, high-power hybrid prime mover has become possible.
【0043】請求項8については、本件発明が機械式歯
車変速機を同期制御することによって変速し、その技術
を活用して原動機と変速機を合体した原動機装置の改善
を計ろうとするものの内、先願のように全自動で動作す
るものではなく運転者のレバー操作を起点としてそれに
従属する制御を自動化して運転の容易さを追求するもの
であるから、制御の起点になる信号として操作レバーの
変位を検知するセンサーを必要とする。現在操作レバー
が中立位置にあり、いずれかの歯車の噛み合わせを希望
する動きを検出した場合は対象当該歯車対の周速を同期
化させる。その際、駆動軸の回転速度は車輪の回転とと
もに回転しているので、原動機側の都合によって変更し
難い因子としてとらえ、原動機の回転速度を調節して目
的の動作を実行する。操作レバー位置が現在いずれかの
歯車の噛み合い状態にあるときには、状態を変更する要
求は中立状態とすること以外にない。ここではいずれの
場合も変速段の選択装置は操作レバーと機械的に連接さ
れていると規定している。According to claim 8, the present invention seeks to improve a prime mover device in which a prime mover and a transmission are combined by utilizing the technology to shift the gear by synchronously controlling a mechanical gear transmission. It does not operate fully automatically as in the prior application, but uses the lever operation of the driver as a starting point to automate the control dependent on it and pursue the easiness of driving. Requires a sensor to detect the displacement of If the operation lever is currently in the neutral position and a movement desired to engage one of the gears is detected, the peripheral speed of the gear pair concerned is synchronized. At this time, since the rotation speed of the drive shaft rotates together with the rotation of the wheels, the rotation speed of the driving motor is adjusted to perform a target operation, which is regarded as a factor that is difficult to change due to the circumstances of the driving motor. When the operating lever position is currently in the engaged state of any of the gears, there is no request to change the state other than to set the state to the neutral state. Here, in any case, it is specified that the gear position selecting device is mechanically connected to the operation lever.
【0044】すなわち、前各項における機械式歯車変速
機とその変速段の選択装置は、運転者の操作レバーと機
械的に連接され、要求された変速段の検知装置は操作レ
バーの変位を直接的または間接的に検知して信号を発生
し、原動機の回転速度を調節して要求された変速段の駆
動側歯車の回転速度と被駆動側歯車の周速が同期した時
に噛み合わせを、原動機が無負荷運転状態になったとき
に解放を実行することを特徴とする自動車用原動機装置
である。That is, the mechanical gear transmission and the gear position selecting device in each of the preceding items are mechanically connected to the driver's operation lever, and the required gear position detecting device directly detects the displacement of the operation lever. When the rotation speed of the driving gear and the peripheral speed of the driven gear are synchronized with each other by adjusting the rotation speed of the prime mover to generate a signal Is a motor drive device for a vehicle, wherein the release is executed when the vehicle enters a no-load operation state.
【0045】請求項9については、運転者の操作する操
作レバーは単なるスイッチの機能を持つのみであり、ス
イッチで指定された変速段を要求されたものとみなして
制御する機構を示している。請求項8のように歯車の噛
み合わせまでを入力に依存する方法の欠点は、同期速度
に制御できたかどうかの判断を運転者の判断に任せるこ
とになりがちである点である。請求項10に述べるよう
に警告ランプを点灯したり、警報ブザーを鳴らしたり、
条件が成立するまでは操作レバーを拘束することはでき
るが、これらを無視して力任せに操作される場合もあり
得るものとの覚悟が必要である。The ninth aspect of the present invention is directed to a mechanism in which the operation lever operated by the driver has only the function of a switch, and controls the gear position specified by the switch as if it were required. A disadvantage of the method according to claim 8 that depends on the input up to the meshing of the gears is that the judgment of whether or not the control can be performed to the synchronous speed tends to be left to the judgment of the driver. As described in claim 10, lighting a warning lamp, sounding a warning buzzer,
Until the condition is satisfied, the operation lever can be restrained, but it is necessary to be aware that the operation lever may be ignored and operated brute force.
【0046】このような懸念に対して操作レバーを単な
るスイッチの機能にとどめ、運転者の希望を検知する装
置とすれば、その後の操作は制御コンピュータの判断に
委ねられるので安全性を向上できる。In response to such a concern, if the operation lever is limited to a mere switch function and a device for detecting a driver's desire is used, subsequent operations are left to the discretion of the control computer, so that safety can be improved.
【0047】すなわち、請求項1〜請求項7における機
械式変速機とその変速段の選択装置は、運転者の操作レ
バーまたはスイッチによって生成した電気信号を介して
駆動され、要求された変速段と駆動側歯車の回転速度と
被駆動側歯車の回転速度をもとに制御コンピュータによ
って演算・判別し、原動機の回転速度を調節して変速対
象の歯車対がその周速に於て同期速度で回転すること、
または原動機の発生動力が無負荷状態になったことを確
認してアクチュエータを駆動し、歯車の噛み合わせまた
は解放を実行することを特徴とする自動車用原動機装置
である。That is, the mechanical transmission and the gear position selecting device according to claims 1 to 7 are driven through an electric signal generated by a driver's operation lever or switch, and the requested gear position is selected. The control computer calculates and discriminates the rotation speed of the driving gear and the rotation speed of the driven gear, and adjusts the rotation speed of the prime mover to rotate the gear pair to be shifted at the synchronous speed at its peripheral speed. To do,
Alternatively, a motor drive device for an automobile is characterized in that it confirms that the power generated by the motor is in a no-load state, drives the actuator, and engages or releases gears.
【0048】請求項10については、本件発明が同期速
度への制御によって機械式歯車の噛み合わせを制御する
技術の内、主に手動操作によってこれを実現するという
分野を対象にしていることから、請求項8のように変速
用の操作レバーと変速段の選択装置は機械式に連結され
ているのが原則である。しかし、そのような構成では運
転者の乱暴な操作には抗し難い。つまり、変速対象の歯
車が同期速度で運転されない内に噛み合わせ動作を実行
すると正常な歯車の噛み合わせを実現することはできな
い。そこで一つには変速操作が可能になったことを知ら
せる信号を発するが、これを無視する場合には警報を発
する。さらには必要性に応じて、条件が成立するまで操
作レバーを動かせないように拘束し、操作可能な条件が
成立したときに解放する。Since the present invention is directed to the field of realizing this by mainly manual operation among the technologies for controlling the meshing of the mechanical gear by controlling the synchronous speed, In principle, the gearshift operating lever and the gear position selecting device are mechanically connected. However, with such a configuration, it is difficult to withstand a rough operation by the driver. That is, if the meshing operation is performed before the gear to be shifted is operated at the synchronous speed, normal gear meshing cannot be realized. Therefore, one signal is issued to notify that the gear shifting operation has become possible, but if this signal is ignored, a warning is issued. Further, if necessary, the operation lever is restricted so as not to be moved until the condition is satisfied, and released when the operable condition is satisfied.
【0049】すなわち、請求項8に於て、変速対象の歯
車対がその周速に於て同期速度で回転すること、または
原動機の発生動力が無負荷状態になったことを確認する
までは運転者が操作する操作レバーを拘束または警報を
発することを特徴とする変速段の選択装置である。That is, the operation is continued until it is confirmed that the gear pair to be shifted rotates at a synchronous speed at its peripheral speed or that the power generated by the prime mover is in a no-load state. The present invention is a shift speed selecting device for restraining an operation lever operated by a user or issuing an alarm.
【0050】請求項11については、本来本件発明には
原動機と機械式歯車変速機の間にはクラッチを設ける必
要の無いものであるが、現状の原動機構造からハイブリ
ッド電気自動車に移行する遷移状態の中で保全または運
転者の心理的な不安を取り除くために必要になる場合が
ある。According to the eleventh aspect, in the present invention, it is originally unnecessary to provide a clutch between the prime mover and the mechanical gear transmission. However, in the transition state where the present prime mover structure shifts to the hybrid electric vehicle. It may be necessary for maintenance or to remove the driver's psychological anxiety.
【0051】この方式の自動車についてその構造と運転
方法の簡単な説明を行った後に試作車を一般社員に運転
させてみると、運転免許を取得する際の運転法が脳裏に
刻印されているためか、クラッチペダルを踏まずにシフ
トレバーを動かすことに非常に不安感を訴え、抵抗感を
抱く。本来は従来必要としていた操作を省略したのであ
るから運転操作の疲労は軽減するはずであるが、かえっ
て草臥れるという。適当な反発力を持たせてはあるが、
その先に何も接続されていないクラッチペダルらしきも
のを取り付け、これを運転させると喜ぶ。After giving a brief explanation of the structure and driving method of this type of automobile, when a general employee drives the prototype car, the driving method for obtaining a driver's license is engraved on the mind. Or, he felt very uneasy about moving the shift lever without stepping on the clutch pedal, and had a feeling of resistance. Originally, the operation that was required in the past was omitted, so the fatigue of the driving operation should be reduced. Although it has an appropriate rebound,
Attach something like a clutch pedal with nothing connected ahead of it, and it makes you happy when you drive it.
【0052】このことから機能的にはほとんど必要の無
いものではあるが、新しい型式に移行中は原動機と機械
式歯車変速機の間にクラッチを設け、心理的な不安の解
消や故障時の処置の容易さの確保のために活用するのが
得策であることに気づいた。従来、原動機と機械式歯車
変速機の間にクラッチを設ける構成はきわめて一般的で
あるが、請求項1及び2のように原動機の回転速度を
「回転速度調節機構」によって調整し、変速機の対象歯
車を同期速度に制御することによって変速を実行するも
のの原動機と機械式歯車変速機の間にクラッチを設けた
ことが特徴である。Although it is hardly necessary from a functional point of view, a clutch is provided between the prime mover and the mechanical gear transmission during the transition to the new type to eliminate psychological anxiety and take measures in case of failure. I found that it was a good idea to use it to ensure the ease of the task. Conventionally, a configuration in which a clutch is provided between a prime mover and a mechanical gear transmission is very common. However, as described in claims 1 and 2, the rotational speed of the prime mover is adjusted by a "rotational speed adjusting mechanism", Although the shift is executed by controlling the target gear to the synchronous speed, a feature is that a clutch is provided between the prime mover and the mechanical gear transmission.
【0053】すなわち、請求項1と請求項2における原
動機と機械式歯車変速機の間にクラッチを備えてなる自
動車用原動機装置である。That is, the present invention provides a motor drive apparatus for an automobile, comprising a clutch between the prime mover and the mechanical gear transmission according to the first and second aspects.
【0054】見方を変えれば、現行の一般的な機械式歯
車変速機を備える自動車に於て、変速時にエンジン速度
を制御して、変速対象の歯車対が同期速度で回転するよ
うに調節すればきわめて円滑に変速操作の出来るシステ
ムを提供できるとも言える。In other words, in an automobile equipped with a current general mechanical gear transmission, the engine speed is controlled at the time of shifting to adjust the gear pair to be shifted to rotate at the synchronous speed. It can be said that it is possible to provide a system capable of performing a speed change operation very smoothly.
【0055】請求項12については、機械式歯車変速機
として摺動歯車式変速機、常時噛合歯車式変速機、シン
クロ装置付き歯車式変速機、遊星歯車式変速機のいずれ
かを用いた自動車用原動機装置を開示している。本文中
では発明を明瞭に開示するために機械式歯車変速機とし
て摺動歯車式変速機を採用したものとして説明したが、
この他にも用途に応じて常時噛合歯車式変速機、シンク
ロ装置付き歯車式変速機、遊星歯車式変速機のいずれか
を採用しても同様な効果をもたらすことが出来る。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an automotive vehicle using any one of a sliding gear type transmission, a constantly meshing gear type transmission, a gear type transmission with a synchronizing device, and a planetary gear type transmission as a mechanical gear transmission. A motor device is disclosed. In the text, in order to clearly disclose the invention, it has been described that the sliding gear type transmission is adopted as the mechanical gear transmission,
In addition, the same effect can be obtained by employing any one of a constant mesh gear type transmission, a gear type transmission with a synchronizing device, and a planetary gear type transmission depending on the application.
【0056】常時噛合歯車式変速機では歯車の噛み合わ
せまたは解放を実行する代わりに回転力の伝達または解
放を行うドッグクラッチと呼ばれる凹凸部の噛み合わせ
時に両者を同期速度で回転するように制御すれば歯車の
場合と同様な効果を生む。同様にシンクロ装置付き歯車
式変速機についても凹凸噛合部の噛み合わせ時と解放時
にそれらを同期速度で回転するように制御すれば一層滑
らかな変速が可能となる。遊星歯車式変速機の場合は変
速のために内蔵するブレーキ装置またはクラッチ装置の
駆動時に、 1.これまでの状態の解放 2.目的の変速比における同期速度制御 3.新しい状態の結合 という手順により内部部品の損耗を極力抑制し、きわめ
て滑らかな変速が可能となる。In the constant mesh gear type transmission, instead of engaging or releasing the gears, control is performed so that the two rotate at a synchronous speed when the concave and convex portions called a dog clutch which transmits or releases the rotational force engage. The same effect as in the case of gears is produced. Similarly, a gear-type transmission with a synchronizing device can achieve a smoother gear shift by controlling the gears to rotate at a synchronous speed when engaging and disengaging the concave and convex meshing portions. In the case of a planetary gear type transmission, when a built-in brake device or clutch device for shifting is driven: Release of previous state 2. Synchronous speed control at desired gear ratio The procedure of joining the new state minimizes the wear of internal parts and enables extremely smooth shifting.
【0057】[0057]
【発明の実施の形態】以下、本件発明の実施形態を図1
〜図9に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0058】図1には請求項1及び2に関する原動機装
置の構成図を示した。原動機装置とは100.原動機と
200.機械式歯車変速機が合体した状態を意味する。
100.原動機の出力軸は200.機械式歯車変速機の
入力軸に連結され、そこには520.回転速度センサー
2を備えている。200.機械式歯車変速機の出力軸に
は510.回転速度センサー1が設けられ、その先は車
軸を経由して図示しない900.動輪に連結されてい
る。運転者が人力によって操作する300.操作レバー
には310.検知装置が設けられ、現在の操作レバーの
状態を検知する。たとえば、現在中立位置にあるとか、
いずれかのギアーにシフト準備の位置に達した、または
シフトを完了したなど、の信号を発生する。FIG. 1 is a block diagram of a motor apparatus according to the first and second aspects. What is a motor device? Prime mover and 200. It means a state where the mechanical gear transmission is united.
100. The output shaft of the prime mover is 200. Connected to the input shaft of the mechanical gear transmission, where 520. A rotation speed sensor 2 is provided. 200. 510. On the output shaft of the mechanical gear transmission. A rotation speed sensor 1 is provided, and the point beyond that is 900. It is connected to the driving wheel. 300 that the driver operates manually. 310. A detection device is provided to detect a current state of the operation lever. For example, if you are currently in a neutral position,
One of the gears generates a signal indicating that the gear is ready for the shift or that the shift has been completed.
【0059】請求項1では、現在操作レバーは中立位置
にあり、いずれかの歯車の噛み合い状態に移行する際の
作動を規定している。運転者が操作レバーに手を掛け
て、目的の方向に動かし、シフト準備の位置に達したと
すれば、検知装置はその旨を検知して信号を発生する。
400.制御コンピュータはこれを受けて、510.回
転速度センサー1からの信号を入力し、シフト準備の位
置から判別した目的の変速段を割り出し、あるべき20
0.機械式歯車変速機の入力軸回転速度を計算する。こ
れと520.回転速度センサー2から入力された実際の
速度を比較して合致すれば選択装置によって目的の歯車
の噛み合わせを図る。合致しない場合は500.回転速
度調節機構を経由して100.原動機の回転速度を調節
し、合致するまでこれを継続する。According to the first aspect, the operation lever is currently in the neutral position, and regulates the operation when shifting to the meshing state of any of the gears. If the driver puts his hand on the operating lever and moves it in the desired direction to reach the shift preparation position, the detecting device detects that fact and generates a signal.
400. The control computer receives 510. A signal from the rotation speed sensor 1 is input, and a target shift speed determined from a shift preparation position is determined.
0. Calculate the input shaft rotation speed of the mechanical gear transmission. This and 520. If the actual speeds input from the rotation speed sensor 2 are compared with each other and they match, the target gear is engaged by the selection device. If they do not match, 500. 100. Via a rotation speed adjusting mechanism Adjust the rotation speed of the prime mover and continue until it matches.
【0060】請求項2では、現在操作レバーはいずれか
の歯車が噛み合っている状態であり、これに変更を加え
ようとしていることを検知した場合の処置を規定してい
る。つまり、300.操作レバーの310.検知装置は
いずれかの歯車のシフト完了位置にあったものが、シフ
ト準備位置に後退したことを検知し、その旨の信号を発
生する。この時は現在の噛み合わせ状態がいずれの変速
段であっても変更するとすれば中立に移行すること以外
になく、400.制御コンピュータは500.回転速度
調節機構を経由して100.原動機の現状速度による無
負荷運転を指示する。この際、510.回転速度センサ
ー1と520.回転速度センサー2は歯車が噛み合い状
態にあるのでその歯車対における同期状態を示してい
る。100.原動機が無負荷運転状態にあることの判別
は図示しないトルクセンサーなどによって可能である
が、厳密さを要しない場合にはこれを省略して、予め得
ている100.原動機の回転速度と無負荷運転に必要な
諸元を400.制御コンピュータ内に内蔵する記憶装置
に記録し、この状態になったことを以て無負荷状態にな
ったとしてもよい。400.制御コンピュータはそのチ
ェックを行った後に無負荷状態であると判別したときに
は変速段の210.選択装置によって200.機械式歯
車変速機を中立位置に導く。According to a second aspect of the present invention, a measure to be taken when it is detected that the operating lever is in a state in which one of the gears is meshed and an attempt is made to make a change thereto. That is, 300. 310 of the operating lever. The detecting device detects that one of the gears at the shift completion position has retreated to the shift preparation position, and generates a signal to that effect. At this time, if the current meshing state is changed at any gear, there is no other way than to shift to neutral. The control computer is 500. 100. Via a rotation speed adjusting mechanism Instructs no-load operation based on the current speed of the prime mover. At this time, 510. Rotation speed sensors 1 and 520. The rotation speed sensor 2 indicates a synchronized state of the gear pair because the gears are in mesh with each other. 100. The determination that the prime mover is in the no-load operation state can be made by a torque sensor (not shown) or the like. However, when strictness is not required, this is omitted and 100. 400. Specification of the rotation speed of the prime mover and the specifications required for no-load operation. The data may be recorded in a storage device built in the control computer, and when this state is reached, the load may be reduced. 400. When the control computer determines that the vehicle is in the no-load state after performing the check, the control gear 210. Depending on the selection device 200. Guide the mechanical gear transmission to the neutral position.
【0061】図2には請求項3で言うところの110.
電動機を原動機とする図1と同様な構成を示している。
図2の場合は図1に言うところの100.原動機を11
0.電動機と規定したために500.回転速度調節機構
には600.蓄電池から供給された電力を調節、加工し
て電動機の特性に応じて適切な電力を供給する能力を備
える必要がある。電動機が直流式電動機である場合には
主に実効電圧を調整して供給する。電動機が交流式誘導
電動機の場合には目的の回転速度に電動機の誘導滑り率
を勘案した周波数の交流電力とする。電動機が同期電動
機の場合は目的の回転速度そのものに対応する周波数の
交流電力を供給する。必要な発生動力に応じて、交流電
力を供給する場合も実効電圧を調節して供給することに
より、効果的な制御を実現できる。その他の装置につい
ては図1の場合と同様であり、説明を省略する。FIG.
1 shows a configuration similar to that of FIG. 1 using a motor as a motor.
In the case of FIG. 11 motors
0. 500. 600. It is necessary to have the ability to adjust and process the power supplied from the storage battery and supply appropriate power according to the characteristics of the electric motor. When the motor is a DC motor, the effective voltage is adjusted and supplied. In the case where the motor is an AC induction motor, AC power having a frequency that takes into account the induction slip ratio of the motor at the target rotational speed is used. When the motor is a synchronous motor, AC power having a frequency corresponding to the target rotation speed itself is supplied. Even when AC power is supplied according to the required generated power, effective control can be realized by adjusting and supplying the effective voltage. Other devices are the same as those in FIG. 1 and the description is omitted.
【0062】図3には請求項4の原理図を示した。請求
項4では請求項1に言うところの100.原動機として
120.火花点火式内燃機関を採用するものと規定し
た。120.火花点火式内燃機関では一般的にピストン
が上死点(TDC)に達する直前の上死点前(BTD
C)10〜30度付近で点火されることが多い。排ガス
の低減や始動性の改良などの特別な事情の無い限り効率
がよく、ノッキングなどの障害の無い、好ましい領域で
あるといえる。他の条件を一定とすればBTDC30度
付近で点火すれば大きな発生トルクを得ることが出来
る。このことは、多少の特性の差異はあるもののレシプ
ロ式及びロータリー式エンジンに共通の特性である。FIG. 3 shows a principle diagram of claim 4. According to claim 4, 100. 120. As the prime mover It is stipulated that a spark ignition type internal combustion engine is adopted. 120. In a spark ignition type internal combustion engine, generally before the piston reaches a top dead center (TDC),
C) It is often ignited around 10 to 30 degrees. Unless there are special circumstances such as reduction of exhaust gas and improvement of startability, it can be said that this is a preferable area where the efficiency is high and there is no obstacle such as knocking. If other conditions are fixed, a large generated torque can be obtained by igniting around BTDC 30 degrees. This is a characteristic common to reciprocating and rotary engines, although there are some differences in characteristics.
【0063】このエンジンは最良点火時期で点火され、
発生出力と負荷が釣り合って運転されているものとす
る。このとき回転速度を高めるように調節したいときに
は、従前の点火間隔を短縮して最良点火時期よりも早め
に点火する。すると発生トルクが増加してこれに見合う
負荷と釣り合うために回転速度を上げる。即ち回転速度
が高まることになる。逆に回転速度を低めるように調節
したいときには、従前の点火間隔を延長して、最良点火
時期よりも遅れて点火する。これにより、発生トルクは
減少するのでこれに見合う負荷と釣り合うべく回転速度
を低下する。This engine is ignited at the best ignition timing,
It is assumed that the operation is performed with the generated output and load balanced. At this time, if it is desired to increase the rotation speed, the previous ignition interval is shortened and the ignition is performed earlier than the best ignition timing. Then, the generated torque increases, and the rotation speed is increased to balance with the load corresponding thereto. That is, the rotation speed increases. Conversely, when it is desired to reduce the rotation speed, the previous ignition interval is extended, and ignition is performed later than the best ignition timing. As a result, the generated torque decreases, and the rotational speed is reduced to balance the load corresponding to the generated torque.
【0064】これらの特性は旧来公知であるが、この特
性を利用して前記のように回転速度を調節すれば、この
調節方法はコンピュータによる回転速度調節に馴染み易
く、しかもコンピュータ側から直接回転速度を指定でき
る。コンピュータ側から回転速度を調節する方式の火花
点火式内燃機関は多数提案されてはいるものの、それら
は基本的には、回転速度を高めたいときにはスロットル
バルブ開度を大きくして混合気の供給量を増加し、目的
の回転速皮に達したならばその回転速度を維持するよう
に調節する。回転速度の低下を目的とする場合は燃料の
供給を絞ることによって実行するものである。このよう
な従来の方法では回転速度センサーによってもたらされ
るフィードバック信号によって制御が実行されるので、
制御コンピュータと内燃機関の時定数がかけ離れてい
る、つまり、制御コンピュータの応答速度は高速であ
り、内燃機関の回転速度はそれほど高速には反応できな
い、という問題のためにハンチング現象をともないがち
であり、正確な制御は困難であった。いわば「成行き任
せ」の制御であったが、本件技術によってまさにコンピ
ュータの指定する回転速度に一致させることが出来るよ
うになった。Although these characteristics have been known for a long time, if the rotation speed is adjusted as described above using this characteristic, the adjustment method is easily adapted to the rotation speed adjustment by the computer, and the rotation speed is directly controlled by the computer. Can be specified. Although a number of spark-ignition internal combustion engines that adjust the rotation speed from the computer side have been proposed, basically, when increasing the rotation speed, the throttle valve opening is increased to increase the amount of the mixture supplied. And adjust so as to maintain the rotation speed when the target rotation speed is reached. When the purpose is to reduce the rotation speed, the control is executed by restricting the supply of fuel. In such a conventional method, control is performed by a feedback signal provided by a rotation speed sensor,
The time constants of the control computer and the internal combustion engine are far apart, that is, the response speed of the control computer is high, and the rotational speed of the internal combustion engine cannot respond so fast. , Precise control was difficult. Although it was a control of "depending on each other", this technology has made it possible to exactly match the rotation speed specified by the computer.
【0065】図4には請求項4に関する実施例を示し
た。520.回転速度センサー2は、元来200.機械
式歯車変速機の入力軸回転速度を検出する目的で設けら
れているが、これは120.火花点火式内燃機関の回転
速厚を検出することにも使用されている。一般に52
0.回転速度センサー2は回転速度検出パルスの校正用
に速度パルスとは別に、一回転につき一個のパルスを発
生する構造となっている。つまり、校正用パルスが発生
する間のパルス数を以て一回転のパルス数とし、検出用
センサーの性能を確認するのである。たとえば、一周で
360パルスを発生するロータリーエンコーダが一回転
で360個のパルスを発生すれば検出系は正常であると
する。FIG. 4 shows an embodiment according to the fourth aspect. 520. The rotation speed sensor 2 is originally 200. It is provided for the purpose of detecting the rotation speed of the input shaft of the mechanical gear transmission. It is also used to detect the rotational speed thickness of a spark ignition type internal combustion engine. Generally 52
0. The rotation speed sensor 2 has a structure for generating one pulse per rotation separately from the speed pulse for calibrating the rotation speed detection pulse. That is, the number of pulses for one rotation is determined by the number of pulses during the generation of the calibration pulse, and the performance of the detection sensor is confirmed. For example, if the rotary encoder that generates 360 pulses in one rotation generates 360 pulses in one rotation, it is assumed that the detection system is normal.
【0066】そこで校正用パルスまたはこれと同等な信
号を、ある一定のクランクシャフト回転角に於て発生す
るように520.回転速度センサー2を設ける。たとえ
ば上死点前90度に於てパルスを発生するものとすれ
ば、その位置から速度パルスが90個発生したところが
上死点である。上死点前30度で点火したいときには速
度パルス60個を数えた時に点火栓に送電すればよい。
上死点後(ATDC)10度に於て点火したいときには
速度パルス100個のところで送電する。このようにし
て制御コンピュータから任意の点火時期を指定できる。Then, a calibration pulse or a signal equivalent thereto is generated so as to generate a pulse at a certain crankshaft rotation angle. A rotation speed sensor 2 is provided. For example, assuming that a pulse is generated at 90 degrees before the top dead center, the point where 90 velocity pulses are generated from that position is the top dead center. When it is desired to ignite at 30 degrees before the top dead center, power is transmitted to the ignition plug when 60 speed pulses are counted.
When it is desired to ignite at 10 degrees after the top dead center (ATDC), power is transmitted at 100 speed pulses. In this way, an arbitrary ignition timing can be designated from the control computer.
【0067】一方、520.回転速度センサー2からの
信号は400.制御コンピュータによって次のように比
較判別される。一定時間内に検知した速度パルスの最新
値と直前値が同じであれば等速運転、最新値が大きいと
きは速度は速まりつつある、最新値が小さいときには速
度が低下しつつある、と判別する。On the other hand, 520. The signal from the rotation speed sensor 2 is 400. The control computer makes a comparison determination as follows. If the latest value and the immediately preceding value of the speed pulse detected within a certain period of time are the same, it is determined that the operation is constant speed, if the latest value is large, the speed is increasing, and if the latest value is small, the speed is decreasing. I do.
【0068】そこで、速度調節操作は次のようになる。 現状速度を維持したいときの操作 等速運転中の時は現在の点火時期を維持する。速度が速
まりつつあるときは点火時期を遅らせる。速度が低下し
つつあるときは点火時期を早める。Therefore, the speed adjusting operation is as follows. Operation to maintain the current speed During the constant speed operation, maintain the current ignition timing. When the speed is increasing, the ignition timing is delayed. If the speed is decreasing, advance the ignition timing.
【0069】回転速度を高めたいときの操作 等速運転中の時は点火時期を早める。速度が速まりつつ
あるときは点火時期を現状維持する。速度が低下しつつ
あるときは点火時期を早める。Operation for Enhancing Rotation Speed When the engine is operating at a constant speed, the ignition timing is advanced. When the speed is increasing, the current ignition timing is maintained. If the speed is decreasing, advance the ignition timing.
【0070】回転速度を下げたいときの操作 等速運転中の時は点火時期を遅らせる。速度が速まりつ
つあるときは点火時期を遅らせる。速度が低下しつつあ
るときは現状の点火時期を維持する。Operation for Decreasing the Rotation Speed During the constant speed operation, the ignition timing is delayed. When the speed is increasing, the ignition timing is delayed. When the speed is decreasing, the current ignition timing is maintained.
【0071】なお、「課題を解決するための手段」でも
述べたようにスロットルバルブとの関係があまりにも不
整合の場合は、点火時期の調整のみによる大幅な回転速
度の制御が困難であり、第一段階としては従前通りスロ
ットルバルブ開度を調節して大体のところは目的の回転
速度に近いレベルまで調節しておいて、最後の微調整を
この方式によって実施するのがよい。また、このような
手段によって回転速度を制御するのは機械式歯車変速機
の噛み合わせの切替を行うためであり、噛み合わせを完
了したならば速やかに排ガス、省エネ、騒音などの諸条
件を勘案した最適点火時期に復帰する必要がある。As described in "Means for Solving the Problems", if the relationship with the throttle valve is too inconsistent, it is difficult to significantly control the rotational speed only by adjusting the ignition timing. As a first step, it is preferable that the throttle valve opening is adjusted as before to adjust the throttle valve to a level close to a target rotational speed, and the final fine adjustment is performed by this method. Further, the rotational speed is controlled by such means in order to switch the meshing of the mechanical gear transmission, and upon completion of the meshing, various conditions such as exhaust gas, energy saving and noise are taken into consideration immediately. It is necessary to return to the optimum ignition timing.
【0072】図5は請求項5に関する実施例であり、図
1における原動機を130.燃料噴射式内燃機関と規定
したものである。ただし、吸気管に燃料噴射して火花点
火する形式や、気筒内に行う燃料噴射式であっても燃料
噴射時期がきわめて早いか、点火栓を備える形式では請
求項4に規定する方式を採用した方が効果的である。FIG. 5 shows an embodiment according to claim 5, wherein the prime mover shown in FIG. It is defined as a fuel injection type internal combustion engine. However, in the case of the type in which fuel is injected into the intake pipe and spark ignition is performed, or even in the case of the type in which fuel injection is performed in a cylinder, the fuel injection timing is extremely early or the type provided with an ignition plug employs the method defined in claim 4. It is more effective.
【0073】実施例では130.燃料噴射式内燃機関と
してディーゼル機関を図示したが、その131.燃料噴
射ポンプには132.燃料噴射時期調節レバーが付属
し、133.ステッピングモータによってその位置を調
節することによって噴射時期を調節できる。ディーゼル
機関の噴射時期は概して火花点火式内燃機関の場合の点
火時期と相関関係にある。すなわち、通常最適噴射時期
とされる位置から遅れて噴射すると発生トルクが減少す
る。逆に進めた場合はわずかながら発生トルクを増す。
ただし、火花点火式内燃機関では窒素酸化物などの抑制
のために最適点火時期が遅れ気味に設定されているの
で、点火時期を早めることによる発生トルクの増加効果
はかなり大きいものであったが、ディーゼル機関では窒
素酸化物の発生よりは省エネ効果が重視され、現状を最
良噴射時期と呼ぶならば噴射時期を早めることによるト
ルクの増加効果は大きくない。In the embodiment, 130. Although a diesel engine is illustrated as a fuel injection type internal combustion engine, 131. 132. A fuel injection timing adjustment lever is attached. The injection timing can be adjusted by adjusting the position by a stepping motor. The injection timing of a diesel engine is generally correlated with the ignition timing of a spark ignition type internal combustion engine. That is, if the injection is delayed with respect to the position where the normal optimal injection timing is set, the generated torque decreases. On the other hand, when it is advanced, the generated torque is slightly increased.
However, in the spark ignition type internal combustion engine, the optimum ignition timing is set to be slightly delayed in order to suppress nitrogen oxides and the like, so the effect of increasing the generated torque by increasing the ignition timing was quite large, In diesel engines, the energy saving effect is more important than the generation of nitrogen oxides, and if the current situation is called the best injection timing, the effect of increasing the injection timing to increase the torque is not significant.
【0074】そこで、第一段階の制御手段として実施す
る燃料噴射量の調節操作に於て、目的速度よりもわずか
に高めの速度を目指し、噴射時期の調節による第二段階
目の速度調節では噴射時期を遅らせる方向、即ち回転速
度を低下する方向に制御して目的の速度に収束させるの
がよい。Therefore, in the operation of adjusting the fuel injection amount, which is performed as the control means of the first stage, a speed slightly higher than the target speed is aimed at. It is preferable to control in a direction that delays the timing, that is, in a direction in which the rotation speed is reduced, so as to converge to a target speed.
【0075】図6は請求項6に関する実施例であり、原
動機は140.複合原動機と規定されている。この14
0.複合原動機は141.熱機関と142.電動機によ
って構成され、両者は143.連接機構によって相互に
回転力が連結可能な構造となっている。 運転者は30
0.操作レバーにより任意のギアーを選択しようとす
る。そのレバーの動きは310.検知装置によって検知
され、中立からいずれかのギアーを選択しようとすると
きは請求項1で述べたパターンと同様な動きとなる。こ
の際、140.複合原動機は141.熱機関と142.
電動機によって構成されているが、経験に照らすとそれ
らの回転速度制御の容易さは400.制御コンピュータ
によって行うことを勘案すれば明らかに142.電動機
の方が優っている。このために複合原動機の回転速度を
制御するために、主に電動機の回転速度を制御して目的
を達することが出来る。FIG. 6 shows an embodiment according to claim 6, wherein the motor is 140. It is defined as a compound motor. This 14
0. Combined prime mover is 141. Heat engine and 142. Motors, both of which are 143. The structure is such that the rotational force can be mutually connected by the connecting mechanism. The driver is 30
0. Attempt to select an arbitrary gear using the operating lever. The movement of the lever is 310. When any one of the gears is detected by the detection device and is to be selected from neutral, the movement is the same as the pattern described in the first aspect. At this time, 140. Combined prime mover is 141. Heat engine and 142.
Although they are constituted by electric motors, their easiness of controlling their rotational speed is 400. Considering that it is performed by the control computer, it is clearly 142. The electric motor is superior. Therefore, in order to control the rotation speed of the compound motor, the object can be achieved mainly by controlling the rotation speed of the electric motor.
【0076】310.検知装置によって検知した運転者
の意向を判別して中立位置からいずれかの歯車の噛み合
わせを実行する場合には、510.回転速度センサー1
によって200.機械式歯車変速機の出力側回転速度を
検知し、520.回転速度センサー2の示す回転速度を
140.複合原動機の出力回転速度を調節することによ
って噛み合わせを実行したい歯車対の同期速度に導く。
同期速度に達すると210.選択装置は400.制御コ
ンピュータによって駆動され、歯車の噛み合わせを実行
する。これらの処理は請求項1の場合と同様である。310. 510. In the case where the intention of the driver detected by the detection device is determined and any of the gears is engaged from the neutral position, 510. Rotation speed sensor 1
200. 520. Detect the output rotation speed of the mechanical gear transmission and The rotation speed indicated by the rotation speed sensor 2 is set to 140. By adjusting the output rotational speed of the compound prime mover, the synchronizing speed of the gear pair for which the meshing is to be performed is led.
210. Synchronous speed reached The selection device is 400. Driven by the control computer, the gears engage. These processes are the same as in the first embodiment.
【0077】310.検知装置によって運転者は現在噛
み合っている歯車の噛み合いを解除して別の歯車を選択
したいか、中立位置に戻りたいことを検知した場合は、
請求項2の方法によって制御する。ただし、140.複
合原動機の合成出力を空転状態にしたい場合は141.
熱機関の出力がある場合には142.電動機は発電機と
して機能し、熱機関の発生出力相当を電気エネルギに変
換して蓄電池に回収することにより、複合原動機の合成
出力として空転状態とする。142.電動機のみが運転
されている場合は実効電圧を下げて、現状速度で運転す
る。電動機が永久磁石式ではなく、電力を遮断すること
によって消磁できる形式の場合は、簡単には電力の供給
を遮断すれば自然と電動機は空転する。310. If the detection device detects that the driver wants to disengage the currently engaged gear and select another gear or wants to return to the neutral position,
It is controlled by the method of claim 2. However, 140. 141. When the combined output of the composite prime mover is to be idled
If there is a heat engine output 142. The motor functions as a generator, converts the output generated by the heat engine into electric energy, and collects the electric energy in a storage battery, so that the combined output of the combined prime mover is brought into an idle state. 142. When only the electric motor is operated, the effective voltage is lowered and the motor is operated at the current speed. If the motor is not of the permanent magnet type but can be demagnetized by shutting off the power, simply shutting off the power supply will cause the motor to run naturally.
【0078】また、図6は請求項7に関する140.複
合原動機の141.熱機関と142.電動機を連接する
143.連接機構が a.クラッチ b.変速機 c.無段変速機 d.流体式変速機 e.遊星歯車を含む差動歯車 f.これらを組み合わせてなるもの のいずれか、によって構成されるものであることを規定
している。連接機構そのものの問題は本件の目的ではな
いが、簡明を尊ぶならばクラッチ、141.熱機関の有
効活用を望むならば変速機、無段変速機を、滑らかな乗
り心地を目指すならば流体式変速機などが望ましい。ま
た、従来の遊星歯車などの差動歯車によって構成された
複合原動機においても、その低速トルクの問題を軽減す
る目的で変速機を装備すれば、省エネ性能や最高出力な
どの根本的な問題は残るものの、とりあえず低速トルク
の問題は解消されるという効果がある。FIG. 141. Combined motor. Heat engine and 142. Connecting the motor143. The connecting mechanism is a. Clutch b. Transmission c. Continuously variable transmission d. Fluid type transmission e. Differential gear including planetary gear f. It stipulates that it is composed of any one of these combinations. The problem of the articulation mechanism itself is not the purpose of this case, but if simplicity is respected, the clutch, 141. A transmission and a continuously variable transmission are desirable if an effective use of the heat engine is desired, and a fluid transmission and the like are desirable if a smooth riding comfort is desired. In addition, basic problems such as energy-saving performance and maximum output remain if a transmission is equipped to reduce the problem of low-speed torque even in a compound prime mover composed of differential gears such as conventional planetary gears. However, there is an effect that the problem of the low-speed torque is solved for the time being.
【0079】図7は請求項8に関する実施例である。運
転者が300.操作レバーを操作した場合、その動きは
310.検知装置によって検知され、運転者が何を望ん
でいるかという情報を400.制御コンピュータに伝え
る。400.制御コンピュータはその情報に基づき10
0.原動機の回転速度を調節して、または出力を空転状
態にして、目的の変速動作を可能にするように制御する
が、実際の歯車の切替は300.操作レバーに機械的に
連接されたレバー及び必要に応じてロッドなどを経由し
て最終的には320.シフトフォークによって歯車を摺
動する。FIG. 7 shows an embodiment according to the eighth aspect. The driver is 300. When the operation lever is operated, the movement is 310. 400. Information detected by the sensing device and indicating what the driver wants. Notify control computer. 400. The control computer determines 10 based on the information.
0. The rotation speed of the prime mover is adjusted or the output is idling, and control is performed so as to enable a desired gear shift operation. 320. Finally, via a lever mechanically connected to the operating lever and, if necessary, a rod or the like. The gear is slid by the shift fork.
【0080】この方式の長所は歯車の噛み合わせや解除
に必要なアクチュエータを省略でき、コストダウンの効
果があることと、従来の機械式歯車変速機と同様な操作
感を得られることであるが、変速タイミングが運転者の
任意に委ねられると歯車の同期完了を待たず、シフトを
強行する場合が発生し、請求項10または請求項11と
の併用が望ましい。The advantages of this method are that actuators required for gear engagement and disengagement can be omitted, which has the effect of cost reduction and the same operational feeling as a conventional mechanical gear transmission. If the gear shifting timing is left to the driver's discretion, the shift may be forced without waiting for the completion of the gear synchronization.
【0081】図1、図2、図6はいずれも請求項9に関
する実施例を示している。代表例として図1によって説
明すると、300.操作レバーは310.検知装置を駆
動するのみであり、運転者の意志を400.制御コンピ
ュータに伝達することが出来る。400.制御コンピュ
ータは210.選択装置を介して200.機械式歯車変
速機の運転者の望む変速動作を400.制御コンピュー
タ自身の判断に基づいて実行できる。つまり、510.
回転速度センサー1と520.回転速度センサー2の信
号値を判別して同期条件が成立した場合に、または空転
状態が実現した場合に、運転者の望む処理を実行するの
で、同期しないままに歯車の噛み合わせを強行される懸
念がなくなる。FIGS. 1, 2 and 6 all show an embodiment according to claim 9. As a representative example, referring to FIG. The operation lever is 310. It only drives the detection device and determines the driver's will to 400. It can be transmitted to the control computer. 400. The control computer is 210. Via the selection device 200. 400. Change gear operation desired by the driver of the mechanical gear transmission. It can be executed based on the judgment of the control computer itself. That is, 510.
Rotation speed sensors 1 and 520. When the synchronization condition is satisfied by determining the signal value of the rotation speed sensor 2 or when the idling state is realized, the processing desired by the driver is executed, so that the gears are forcedly engaged without synchronization. No more concerns.
【0082】図8は請求項10に関する実施例を示して
いる。300.操作レバーが中立位置にあるときは33
0.発行ダイオードの発する光線はレバーによって遮断
されて340.受光器には届かない。運転者が300.
操作レバーを操作していずれかの歯率の噛み合わせを実
行する場合は、たとえば第一速を選ぼうとした場合は、
300.操作レバーは「中立」の位置からa1,b1を
経由して最終的な噛み合わせ完了のc1の位置にいた
る。b1の位置においては330.発行ダイオードから
の光線は340.受光器によって検知でき、中立状態か
ら移行中であることを知ることが出来る。同時に、33
1.発行ダイオード1の発する光線は300.操作レバ
ーによって遮られ、341.受光器には検知できなくな
る。これらの信号によって運転者の第一速であるc1位
置にシフトする意志を確認できる。FIG. 8 shows an embodiment according to the tenth aspect. 300. 33 when the operating lever is in the neutral position
0. 340. The light emitted by the emitting diode is blocked by the lever. It does not reach the receiver. The driver is 300.
When operating the operating lever to engage any of the tooth ratios, for example, when trying to select the first speed,
300. The operation lever moves from the "neutral" position to the position c1 where the final engagement is completed via a1 and b1. 330. at the position of b1. The light from the emitting diode is 340. It can be detected by the light receiver, and it can be known that a transition is being made from the neutral state. At the same time, 33
1. The light emitted by the emitting diode 1 is 300. 341. The light receiver cannot detect it. With these signals, it is possible to confirm the intention of the driver to shift to the c1 position which is the first speed.
【0083】ところで、この時第一速の歯車対が同期速
度で回転するか、停止していれば良いが、歯車の噛み合
わせに必要な条件が整わないのに噛み合わせを強行する
と歯車の破損の原因にもなりかねない。そこで、32
1.ストッパーソレノイドを作動させ、300.操作レ
バーの進路を遮り、b1の位置にとどめる。同期条件が
成立したときに321.ストッパーソレノイドは30
0.操作レバーの進路を解放し、c1の位置に進むこと
を可能とする。c1にあることを確認するのは351.
発光ダイオード2の発する光線を352.受光器2では
検知できないことを以て行う。他の歯車対を選択する場
合も同様である。At this time, it is sufficient that the gear pair of the first speed rotates at the synchronous speed or stops, but if the conditions necessary for gear meshing are not satisfied, if gear meshing is forcibly performed, the gear may be damaged. It could be the cause. So 32
1. Activate the stopper solenoid, 300. The path of the operation lever is blocked, and remains at the position b1. 321. When the synchronization condition is satisfied Stopper solenoid is 30
0. The path of the operation lever is released, and it is possible to proceed to the position of c1. It is 351. to confirm that it is at c1.
The light emitted from the light emitting diode 2 is 352. This is performed when the light receiver 2 cannot detect the light. The same applies when other gear pairs are selected.
【0084】次に、352.受光器2の状態によって運
転者が変速動作を開始したことを検知すると、321.
ストッパーソレノイドは300.操作レバーの動きを規
制して現状の速度において原動機を無負荷運転する。無
負荷状態になったならば321.ストッパーソレノイド
は300.操作レバーの進路を解放し、中立方向に移動
することを妨げない。b1を経由してa1の位置に達し
たことを以て中立位置となったことを確認する。Next, 352. When it is detected that the driver has started the shifting operation based on the state of the light receiver 2, 321.
Stopper solenoid is 300. Operate the prime mover without load at the current speed by restricting the movement of the operation lever. 321. If no load occurs Stopper solenoid is 300. Releases the path of the control lever and does not prevent it from moving in the neutral direction. It is confirmed that the vehicle has reached the neutral position by reaching the position of a1 via b1.
【0085】図9は請求項11に関する実施例を図示し
たものである。原理的には100.原動機の回転速度を
制御して噛み合わせ対象の歯車対を同期速度で運転し、
変速を実行するのであるが、原動機と機械式歯車変速機
の間にクラッチを設けたことを特徴とする。これは全体
的なレイアウトは現行の自動車用原動機装置と同様であ
り、目新しいものではない。しかし、クラッチの操作を
行うかどうかは運転者の任意であり、従来のようにクラ
ッチを操作することが自動車を走らせるために必須的に
必要な操作ではない点に明瞭な相違点がある。FIG. 9 shows an embodiment according to the eleventh aspect. In principle, 100. By controlling the rotation speed of the prime mover, the gear pair to be meshed is driven at the synchronous speed,
The shift is executed, and a clutch is provided between the prime mover and the mechanical gear transmission. This is not new, as the overall layout is similar to current motor vehicle equipment. However, it is up to the driver to operate the clutch, and there is a clear difference in that the operation of the clutch is not an essential operation for driving a car as in the related art.
【0086】510.回転速度センサー1によって現在
の車速、つまり、200.機械式歯車変速機の出力回転
速度を検知し、500.回転速度調節機構は100.原
動機の回転速度を520.回転速度センサー2によって
モニターしつつ制御して変速対象の歯車対を同期速度で
回転させる。変速のための同期条件が成立したときに2
10.歯車選択装置によって歯車の噛み合わせを実行す
る。または、100.原動機が無負荷運転されている状
態を確認して歯車の噛み合わせを解除する。これら一連
の変速手順は前各項と同様であるが、本請求項では一見
機能的には不必要なクラッチを設けてある。510. The current vehicle speed, that is, 200. 500. Detect the output rotation speed of the mechanical gear transmission, The rotation speed adjustment mechanism is 100. The rotation speed of the prime mover is 520. The gear pair to be shifted is rotated at a synchronous speed under control by monitoring with the rotation speed sensor 2. 2 when the synchronization condition for shifting is satisfied
10. The gears are engaged by the gear selection device. Or, 100. Confirm that the prime mover is operating under no load and release the gear engagement. These series of gear shifting procedures are the same as those in the preceding claims, but in the present invention, a seemingly unnecessary functional clutch is provided.
【0087】これは操作するかどうかは運転者の任意と
され、従来型の操作に習熟した運転者に心理的な安心感
を提供するための装置である。製造上のメリットとして
は現状モデルを容易にこのような形式に改造可能であ
り、設計変更の工数を省略できる。なお、定期点検時な
どにおいて原動機単体の作動確認や変速機部の作動確認
のためには相互の連結を遮断した方が好都合の場合があ
り、整備の都合上有用である。This is a device for providing a psychological sense of security to a driver who is proficient in conventional operations, whether or not to operate. As a manufacturing advantage, the current model can be easily modified to such a format, and the man-hour for design change can be omitted. It should be noted that it is sometimes convenient to cut off the mutual connection in order to confirm the operation of the prime mover alone or the operation of the transmission unit at the time of periodic inspection or the like, and this is useful for maintenance.
【0088】図10は請求項12に関する実施例を開示
した。100.原動機として110.電動機を採用した
場合を図示したが、120.火花点火式内燃機関、13
0.燃料噴射式内燃機関、140.複合原動機、のいず
れにおいても可能である。FIG. 10 discloses an embodiment according to the twelfth aspect. 100. 110. As the prime mover Although the case where an electric motor is employed is shown in FIG. Spark ignition type internal combustion engine, 13
0. 140. Fuel injection internal combustion engine This is possible with any of the composite motors.
【0089】[0089]
【0090】請求項1の発明によってなる原動機装置を
搭載した自動車では、クラッチ操作を行うことなく、さ
らには、クラッチ装置を省略して、機械式歯車変速機の
手動変速、とりわけ歯車の噛み合わせ動作を実施でき
る。In a motor vehicle equipped with a motor device according to the first aspect of the present invention, the clutch device is not operated, and the clutch device is omitted. Can be implemented.
【0091】請求項2にかかる発明によってなる原動機
装置を搭載した自動車では、クラッチ操作を行うことな
く、さらには、クラッチ装置を省略して、機械式歯車変
速機の手動変速、とりわけ歯車の噛み合わせを解除する
動作を実施できる。In a motor vehicle equipped with a motor device according to the second aspect of the present invention, the clutch device is not operated, and the clutch device is omitted. Can be performed.
【0092】請求項3の発明によってなる原動機装置を
搭載した自動車では、電動機の回転制御が正確に、すば
やく実施できるために、すばやく変速動作を実現でき
る。In a motor vehicle equipped with the motor device according to the third aspect of the present invention, since the rotation control of the electric motor can be performed accurately and quickly, a speed change operation can be realized quickly.
【0093】請求項4の発明によってなる原動機装置を
搭載した自動車では、原動機が火花点火式内燃機関であ
っても制御コンピュータによって正確に回転速度が制御
され、請求項1及び2における変速が可能となる。In a motor vehicle equipped with a motor device according to the fourth aspect of the present invention, even if the prime mover is a spark ignition type internal combustion engine, the rotation speed is accurately controlled by the control computer, and the speed change in the first and second aspects is enabled. Become.
【0094】請求項5の発明によってなる原動機装置を
搭載した自動車では、原動機が燃料噴射式内燃機関であ
っても制御コンピュータによって正確に回転速度が制御
され、請求項1及び2における変速が可能となる。In a motor vehicle equipped with a prime mover device according to the fifth aspect of the present invention, even if the prime mover is a fuel injection type internal combustion engine, the rotational speed is accurately controlled by the control computer, and the shifts in the first and second aspects are possible. Become.
【0095】請求項6の発明によってなる原動機装置を
搭載した自動車では、原動機の構成要素として電動機を
含むので、複合原動機の出力回転速度を正確に制御で
き、請求項1及び2における変速動作が可能となる。In the motor vehicle equipped with the prime mover device according to the sixth aspect of the present invention, since the electric motor is included as a component of the prime mover, the output rotation speed of the composite prime mover can be accurately controlled, and the shift operation according to the first and second aspects is possible. Becomes
【0096】請求項7の発明によってなる複合原動機を
原動機とする原動機装置では、熱機関と電動機が適切な
連接機構によって接続され、電動機が複合原動機として
の出力回転速度を規制する構造となっているので、出力
回転速度を正確に制御でき、請求項1及び2に言う変速
動作を実行できる。In the prime mover device having the composite prime mover as the prime mover according to the seventh aspect of the present invention, the heat engine and the electric motor are connected by an appropriate connecting mechanism, and the electric motor regulates the output rotation speed as the composite prime mover. Therefore, the output rotation speed can be accurately controlled, and the shift operation described in claims 1 and 2 can be executed.
【0097】請求項8の発明によってなる原動機装置を
搭載した自動車では機械式変速機とその変速段の選択装
置は、運転者の操作レバーと機械的に連接され、要求さ
れた変速段の検知装置は操作レバーの変位を直接的また
は間接的に検知して信号を発生し、原動機の回転速度を
調節して要求された変速段の駆動側歯車の回転速度と被
駆動側歯車の周速が同期した時に噛み合わせを、原動機
が無負荷運転状態になったときに中立点への移行を実行
するので、歯車の噛み合わせまたは解放を行うためのア
クチュエータを必要とせず、従来の方式からの変更を最
小限にとどめてコストダウンに寄与する。In a motor vehicle equipped with a motor device according to the eighth aspect of the present invention, the mechanical transmission and the gear position selecting device are mechanically connected to the driver's operation lever to detect the requested gear position. Generates a signal by directly or indirectly detecting the displacement of the operating lever, adjusts the rotation speed of the prime mover, and synchronizes the rotation speed of the driving gear and the peripheral speed of the driven gear at the requested gear. The shift to the neutral point is performed when the prime mover enters the no-load operation state, so there is no need for an actuator to engage or disengage the gears. Minimize to contribute to cost reduction.
【0098】請求項9の発明によってなる原動機装置を
搭載した自動車では、機械式変速機とその変速段の選択
装置は、運転者の操作レバーまたはスイッチによって生
成した電気信号を介して駆動され、要求された変速段と
駆動側歯車の回転速度と被駆動側歯車の回転速度をもと
に制御コンピュータによって演算・判別し、原動機の回
転速度を調節して変速対象の歯車対がその周速に於て同
期速度で回転すること、または原動機の発生動力が無負
荷状態になったことを確認してアクチュエータを駆動
し、歯車の噛み合わせまたは中立点への移行を実行する
ので、運転者の恣意的な運転を防止し、運転技量によら
ず、適切な変速操作を実行できる。In a motor vehicle equipped with a motor device according to the ninth aspect of the present invention, the mechanical transmission and the gear position selecting device are driven by an electric signal generated by a driver's operation lever or switch, and the demand is increased. The control computer calculates and determines the rotational speed of the prime mover based on the determined gear position, the rotational speed of the driving gear and the rotational speed of the driven gear, and adjusts the rotational speed of the prime mover so that the gear pair to be shifted is at its peripheral speed. The motor is driven at the synchronous speed, or after confirming that the power generated by the prime mover is in the no-load state, the actuator is driven to engage the gears or shift to the neutral point. In this way, it is possible to prevent an unusual driving, and to execute an appropriate shift operation regardless of the driving skill.
【0099】請求項10の発明によってなる原動機装置
を搭載した自動車では、変速対象の歯車対がその周速に
於て同期速度で回転すること、または原動機の発生動力
が無負荷状態になったことを確認するまでは運転者が操
作する操作レバーを拘束または警報を発するので、運転
者の粗暴変速操作を防止できる。In the motor vehicle equipped with the motor device according to the tenth aspect, the gear pair to be shifted is rotated at a synchronous speed at its peripheral speed, or the power generated by the motor is in a no-load state. Until is confirmed, the operation lever operated by the driver is restrained or an alarm is issued.
【0100】請求項11の発明によってなる原動機装置
を搭載した自動車では、原動機と機械式変速機の間にク
ラッチを備えているので、従来の機械式変速機に習熟し
た運転者に精神的な安らぎをもたらし、クラッチを踏ま
ずに変速することからくるストレスを軽減する。また、
整備作業を簡易化できる。In a motor vehicle equipped with a motor device according to the eleventh aspect of the present invention, since a clutch is provided between the motor and the mechanical transmission, mental comfort is provided to a driver who is familiar with the conventional mechanical transmission. And reduce the stress of shifting without stepping on the clutch. Also,
Maintenance work can be simplified.
【0101】請求項12の発明によって機械式変速機と
して摺動歯車式変速機のみならず常時噛合歯車式変速機
やシンクロ装置付き歯車式変速機、遊星歯車式変速機で
も本件発明を実施でき、その効果を自動車全般に及ぼす
ことが可能となる。According to the twelfth aspect of the present invention, the present invention can be applied not only to a sliding gear type transmission but also to a constantly meshing gear type transmission, a gear type transmission with a synchronizing device, and a planetary gear type transmission as a mechanical type transmission. The effect can be exerted on the entire automobile.
【0102】[0102]
【図1】 操作レバー状態の検知による同期制御変速式
原動機装置FIG. 1 shows a synchronously controlled transmission-type prime mover device that detects a state of an operation lever.
【図2】 原動機として電動機を採用した原動機装置[Fig. 2] A motor device employing an electric motor as a motor.
【図3】 一定の混合気供給下における点火時期と発生
トルクの関係FIG. 3 shows a relationship between ignition timing and generated torque under a constant air-fuel mixture supply.
【図4】 原動機として火花点火式内燃機関を採用した
原動機原理図FIG. 4 is a principle diagram of a prime mover employing a spark ignition type internal combustion engine as a prime mover.
【図5】 原動機として燃料噴射式内燃機関を採用した
原動機原理図FIG. 5 is a principle diagram of a prime mover employing a fuel injection type internal combustion engine as a prime mover.
【図6】 原動機して複合原動機を採用した原動機装置FIG. 6 shows a prime mover device employing a composite prime mover as a prime mover.
【図7】 操作レバーと連接された歯車選択装置をもつ
原動機要部FIG. 7 is an essential part of a motor having a gear selecting device connected to an operation lever.
【図8】 操作レバーの拘束機構を備える原動機装置要
部FIG. 8 is an essential part of a motor device having a control lever restraining mechanism.
【図9】 クラッチを持つ同期速度制御変速式の原動機
装置FIG. 9 shows a synchronous speed control transmission type prime mover device having a clutch
【図10】 各種歯車機構の応用例FIG. 10 Application examples of various gear mechanisms
【0103】[0103]
100.原動機 110.電動機 120.火花点火式内燃機関 130.燃料噴射式内燃機関 140.熱機関と電動機からなる複合原動機 141.熱機関 142.電動機 143.連接機構 143−a.クラッチ 143−b.変速機 143−c.無段変速機 143−d.流体式変速機 143−e.遊星歯車または傘歯歯車式差動変速機 143−f.143−a〜143−eを組み合わせてな
る連接機構 200.機械式歯車変速機 210.選択装置 220.摺動歯車式変速機 230.常時噛合歯車式変速機 240.シンクロ装置付き歯車式変速機 250.遊星歯車式変速機 300.操作レバー 310.検知装置 320.シフトフォーク 321.ストッパーソレノイド 320.シフトフォーク 330.発光ダイオード 331.発光ダイオード1 332.発光ダイオード2 340.受光器 341.受光器1 342.受光器2 400.制御コンピュータ 500.回転速度調節機構 510.回転速度センサー1 520.回転速度センサー2 600.蓄電池 900.駆動輪100. Prime mover 110. Electric motor 120. Spark-ignition internal combustion engine 130. Fuel injection type internal combustion engine 140. Combined prime mover consisting of heat engine and electric motor 141. Heat engine 142. Motor 143. Connecting mechanism 143-a. Clutch 143-b. Transmission 143-c. Continuously variable transmission 143-d. Fluid type transmission 143-e. Planetary or bevel gear type differential transmission 143-f. Connection mechanism combining 143-a to 143-e 200. Mechanical gear transmission 210. Selection device 220. Sliding gear type transmission 230. Constant mesh gear transmission 240. Gear type transmission with synchro device 250. Planetary gear transmission 300. Operation lever 310. Detection device 320. Shift fork 321. Stopper solenoid 320. Shift fork 330. Light emitting diode 331. Light emitting diode 1 332. Light emitting diode 2 340. Receiver 341. Receiver 1 342. Receiver 2 400. Control computer 500. Rotation speed adjustment mechanism 510. Rotation speed sensor 1 520. Rotation speed sensor 2 600. Storage battery 900. Drive wheel
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 29/02 F02D 41/04 380F 3J052 41/04 301 F16H 61/02 380 B60K 9/00 Z F02P 5/15 F02P 5/15 F F16H 61/02 Fターム(参考) 3D039 AA01 AA02 AA04 AA07 AB01 AB27 AC33 AD22 AD53 3D041 AA51 AA80 AB00 AB01 AC01 AC02 AC16 AC18 AD02 AD09 AD10 AD23 AD30 AD31 AD32 AD47 AD50 AE02 AE03 AE07 AE09 AE15 3G022 CA00 CA04 CA05 DA01 DA02 GA01 GA05 GA08 GA20 3G093 AA07 AA16 BA04 CB06 CB07 CB08 DA01 DA06 DB03 DB11 DB12 DB18 EA05 EA13 EC02 FB01 FB02 3G301 HA01 KA12 KA16 KB10 MA18 NE11 NE12 PB05A PB05Z PE01Z PF03Z PF07Z PF08Z PF10Z 3J052 AA01 CA15 CA16 EA04 EA06 FA01 FB33 GA01 GA18 GB03 GC02 GC43 GC44 HA01 HA17 LA01 LA08 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) F02D 29/02 F02D 41/04 380F 3J052 41/04 301 F16H 61/02 380 B60K 9/00 Z F02P 5/15 F02P 5 / 15 F F16H 61/02 F term (reference) 3D039 AA01 AA02 AA04 AA07 AB01 AB27 AC33 AD22 AD53 3D041 AA51 AA80 AB00 AB01 AC01 AC02 AC16 AC18 AD02 AD09 AD10 AD23 AD30 AD31 AD32 AD47 AD50 AE02 AE03 CA15 AE07 AE09 CA04 DA02 GA01 GA05 GA08 GA20 3G093 AA07 AA16 BA04 CB06 CB07 CB08 DA01 DA06 DB03 DB11 DB12 DB18 EA05 EA13 EC02 FB01 FB02 3G301 HA01 KA12 KA16 KB10 MA18 NE11 NE12 PB05A PB05Z PE01Z PF03Z03 PF07Z03 PF07Z01 GC43 GC44 HA01 HA17 LA01 LA08
Claims (12)
の機械式歯車変速機とその変速段の選択装置と、運転者
の要求する変速段の検知装置を備える自動車用原動機に
於て、変速段が中立状態にあるとき運転者の変速の意志
と目的の変速段を確認した場合は、その変速段の駆動側
の歯車と被駆動側の歯車を同期速度によって運転するよ
うに、回転速度調節機構により原動機側の回転速度を調
節して、大略同期条件が成立したことを確認して歯車の
噛み合わせを実行することを特徴とする自動車用原動機
装置An automotive prime mover comprising a prime mover, a rotational speed adjusting mechanism thereof, a multi-stage mechanical gear transmission, a shift speed selecting device, and a shift speed detecting device required by a driver. If the driver's intention to shift and the target shift speed are confirmed when the shift speed is in a neutral state, the rotational speed is set so that the driving gear and the driven gear of the gear are driven at the synchronous speed. A motor drive apparatus for a motor vehicle, wherein the rotation speed of the motor is adjusted by an adjustment mechanism, and it is confirmed that substantially synchronization conditions are satisfied, and the gears are engaged with each other.
の機械式歯車変速機とその変速段の選択装置と、運転者
の要求する変速段の検知装置を備える自動車用原動機に
於て、駆動力伝達状態にあるときに運転者の変速の意志
を確認した場合は回転速度調節機構により原動機を現状
の速度に於て無負荷運転し、大略無負荷状態が実現した
ときに中立点に移行することを特徴とする自動車用原動
機装置2. An automotive prime mover comprising a prime mover, a rotational speed adjusting mechanism thereof, a multi-stage mechanical gear transmission, a shift speed selecting device, and a shift speed detecting device required by a driver. If the driver's intention to change gears is confirmed while the driving force is being transmitted, the prime mover is driven at the current speed by the no-load operation by the rotation speed adjustment mechanism. Motor drive device characterized by the following:
電動機であって、回転速度調節機構は電動機の型式に応
じて電動機に供給する電力の周波数、実効電圧の強弱の
いずれか、またはその両方を調節し、原動機の回転速度
を調節することを特徴とする自動車用原動機装置3. A motor according to claim 1 or 2, wherein the motor is a motor, and the rotation speed adjusting mechanism is one or both of a frequency of electric power supplied to the motor and a magnitude of an effective voltage according to a type of the motor. Motive power device for an automobile, wherein the rotation speed of the motive motor is adjusted
火花点火式内燃機関であって、回転速度調節機構は点火
用火花の発生間隔を調節して原動機の回転速度を調節す
る事を特徴とする自動車用原動機装置4. A prime mover according to claim 1 or 2, wherein the prime mover is a spark ignition type internal combustion engine, and a rotational speed adjusting mechanism regulates a rotational speed of the prime mover by adjusting a generation interval of sparks for ignition. Automotive power plant equipment
燃料噴射式内燃機関であって、回転速度調節機構は燃料
噴射の間隔を調節して原動機の回転速度を調節すること
を特徴とする自動車用原動機装置5. A motor according to claim 1, wherein the engine is a fuel injection type internal combustion engine, and the rotation speed adjusting mechanism adjusts the rotation speed of the engine by adjusting a fuel injection interval. Motor equipment
熱機関と電動機の複合原動機であって、回転速度調節機
構はすくなくとも電動機の回転速度を調節して原動機の
回転速度を調節することを特徴とする自動車用原動機装
置6. A motor according to claim 1 or 2, wherein the motor is a combined motor of a heat engine and an electric motor, wherein the rotation speed adjusting mechanism adjusts at least the rotation speed of the electric motor to adjust the rotation speed of the motor. Motor drive equipment
動機の間にはクラッチ、複数段の変速機、無段変速機ま
たは流体式変速機の内のいずれか、またはこれらの組み
合わせ機構を含むことを特徴とする自動車用原動機装置7. A clutch, a multi-stage transmission, a continuously variable transmission, a fluid transmission, or a combination thereof, between the heat engine and the electric motor of the composite prime mover according to claim 6. Motor drive device characterized by the above-mentioned.
速段の選択装置は、運転者の操作レバーと機械的に連接
され、要求された変速段の検知装置は操作レバーの変位
を検知して信号を発生し、原動機の回転速度を調節して
要求された変速段の駆動側歯車の回転速度と被駆動側歯
車の周速が同期した時に噛み合わせを、原動機が無負荷
運転状態になったときに中立点への移行を実行すること
を特徴とする自動車用原動機装置8. The mechanical gear transmission according to claim 1, wherein the gear selector is mechanically connected to an operating lever of a driver, and the required gear detecting device detects the displacement of the operating lever. A signal is generated, and the rotational speed of the prime mover is adjusted to engage the gear when the rotational speed of the drive side gear at the requested gear and the peripheral speed of the driven side gear are synchronized. A motor drive device for a vehicle, wherein the shift to the neutral point is performed when
速機とその変速段の選択装置は、運転者の操作レバーま
たはスイッチによって生成した電気信号を介して駆動さ
れ、要求された変速段と駆動側歯車の回転速度と被駆動
側歯車の回転速度をもとに制御コンピュータによって演
算・判別し、原動機の回転速度を調節して変速対象の歯
車対がその周速に於て同期速度で回転すること、または
原動機の発生動力が無負荷状態になったことを確認して
アクチュエータを駆動し、歯車の噛み合わせまたは中立
点への移行を実行することを特徴とする自動車用原動機
装置9. The mechanical gear transmission according to claim 1 and the gear position selecting device are driven by an electric signal generated by a driver's operation lever or switch, and the requested gear position is selected. The control computer calculates and determines the rotation speed of the prime mover based on the rotation speed of the drive side gear and the rotation speed of the driven side gear, and adjusts the rotation speed of the prime mover so that the gear pair to be shifted has a synchronous speed at its peripheral speed. A motor drive apparatus for a motor vehicle, characterized in that the motor rotates, or that the generated power of the motor is in a no-load state, and the actuator is driven to perform gear engagement or shift to a neutral point.
の周速に於て同期速度で回転すること、または原動機の
発生動力が無負荷状態になったことを確認するまでは運
転者が操作する操作レバーを拘束または警報を発するこ
とを特徴とする変速段の選択装置10. The apparatus according to claim 8, wherein the operation is continued until it is confirmed that the gear pair to be shifted rotates at a synchronous speed at its peripheral speed, or that the power generated by the prime mover is in a no-load state. Gear selector for restraining an operating lever operated by a user or issuing an alarm
械式歯車変速機の間にクラッチを備えてなる自動車用原
動機装置11. A motor drive apparatus for an automobile, comprising a clutch between the prime mover and the mechanical gear transmission according to claim 1 or 2.
機として、摺動歯車式変速機、常時噛合歯車式変速機、
シンクロ装置付き歯車式変速機、遊星歯車式変速機のい
ずれかを用いたことを特徴とする自動車用原動機装置12. The mechanical gear transmission according to claim 1, wherein the mechanical gear transmission is a sliding gear transmission, a constant mesh gear transmission,
A motor drive apparatus for an automobile, using either a gear transmission with a synchronization device or a planetary gear transmission.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10377307A JP2000168404A (en) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Prime moter device for motor vehicle peforming synchronous gear shifting |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10377307A JP2000168404A (en) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Prime moter device for motor vehicle peforming synchronous gear shifting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000168404A true JP2000168404A (en) | 2000-06-20 |
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ID=18508598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10377307A Pending JP2000168404A (en) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Prime moter device for motor vehicle peforming synchronous gear shifting |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000168404A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005226700A (en) * | 2004-02-12 | 2005-08-25 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Automatic transmission device |
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CN104859659A (en) * | 2015-02-16 | 2015-08-26 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | Synchronous gear-shifting method of special no-clutch gearbox for power battery car |
-
1998
- 1998-12-07 JP JP10377307A patent/JP2000168404A/en active Pending
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