JP2014163404A - Power transmission device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャリア軸に動力源とオイルポンプとが接続された遊星歯車機構を有する車両の動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a vehicle power transmission device having a planetary gear mechanism in which a power source and an oil pump are connected to a carrier shaft.
従来、例えば複数種類の動力源を備えたハイブリッド車両において、その動力伝達装置として遊星歯車機構を備えたものが知られている。そして、この種の動力伝達装置においては、遊星歯車機構のキャリア軸に1つの動力源とオイルポンプを接続し、その動力源の動力を利用してオイルポンプを駆動させるものが知られている。例えば、下記の特許文献1及び2には、その遊星歯車機構のキャリア軸とサンギヤ軸とにエンジンと第1回転機とを各々接続し、且つ、この遊星歯車機構のリングギヤに別の遊星歯車機構を介して第2回転機を接続した動力伝達装置が開示されている。特許文献1の動力伝達装置においては、第2回転機の動力のみで走行しているときに、その走行距離に基づいて停止中のエンジンを始動し、オイルポンプを駆動させることで、遊星歯車機構への潤滑油供給を行っている。また、特許文献2の動力伝達装置には、キャリア軸とケースとの間に、エンジンの逆回転を阻止するワンウェイクラッチが配置されている。この動力伝達装置においては、第2回転機の動力のみで走行しているときに、所定時間が経過すると、第1回転機の動力でインプットシャフト(キャリア軸)を130度回転させ、3つのピニオンギヤの内の上方のものを潤滑油に浸漬させることで、遊星歯車機構への潤滑油供給を行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a hybrid vehicle including a plurality of types of power sources is known that includes a planetary gear mechanism as its power transmission device. In this type of power transmission device, a device in which one power source and an oil pump are connected to the carrier shaft of the planetary gear mechanism and the oil pump is driven using the power of the power source is known. For example, in
しかしながら、特許文献1の動力伝達装置は、遊星歯車機構の潤滑の為、定期的にエンジンを始動させなければならないので、その始動に伴い燃費が悪化し、損失も増加してしまう。また、特許文献2の動力伝達装置は、その様なエンジンの始動に伴う不都合を解消しているが、ピニオンギヤが潤滑油に浸かった状態なので、撹拌抵抗の増加に伴い電費が悪化してしまう。
However, in the power transmission device of Patent Document 1, since the planetary gear mechanism has to be lubricated, the engine must be periodically started. As a result, the fuel consumption deteriorates and the loss increases. Moreover, although the power transmission device of
そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、燃費や電費の悪化を抑えつつ潤滑性能を確保することが可能な車両の動力伝達装置を提供することを、その目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a power transmission device for a vehicle that can improve the disadvantages of the conventional example and can ensure lubrication performance while suppressing deterioration of fuel consumption and power consumption.
上記目的を達成する為、本発明は、キャリアに動力源とオイルポンプとが接続された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構における複数のピニオンギヤの内の少なくとも1つが貯留部の潤滑油に浸漬している第1状態と、前記遊星歯車機構における全てのピニオンギヤが前記貯留部の潤滑油に浸漬していない第2状態と、を切り替え可能な制御装置と、を備え、前記制御装置は、走行中における前記動力源の停止時に、前記第2状態となる時間の方が前記第1状態となる時間よりも長くなるよう制御することを特徴としている。 To achieve the above object, the present invention provides a planetary gear mechanism in which a power source and an oil pump are connected to a carrier, and at least one of a plurality of pinion gears in the planetary gear mechanism is immersed in lubricating oil in a reservoir. A control device capable of switching between a first state of the planetary gear mechanism and a second state in which all the pinion gears in the planetary gear mechanism are not immersed in the lubricating oil of the reservoir, and the control device is running When the power source is stopped, control is performed such that the time for the second state is longer than the time for the first state.
ここで、前記複数のピニオンギヤの内の少なくとも1つの位置を検出するピニオン検出部を設けることが望ましい。 Here, it is desirable to provide a pinion detector that detects at least one position of the plurality of pinion gears.
また、前記貯留部は、前記遊星歯車機構のリングギヤの内方に形成することが望ましい。 Further, it is desirable that the storage portion is formed inside the ring gear of the planetary gear mechanism.
また、前記第2状態は、前記複数のピニオンギヤの内の2つが前記貯留部の潤滑油の油面に対して同等の距離にある状態とすることが望ましい。 In the second state, it is preferable that two of the plurality of pinion gears are at an equal distance from the oil level of the lubricating oil in the storage portion.
また、前記遊星歯車機構のサンギヤに前記動力源とは別の第2の動力源を接続している場合、前記制御装置は、該第2の動力源の動力を利用して前記第1状態と前記第2状態との切り替えを行うことが望ましい。 When a second power source different from the power source is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism, the control device uses the power of the second power source to change to the first state. It is desirable to switch to the second state.
本発明に係る車両の動力伝達装置は、走行中の機関停止時に、第2状態となる時間が第1状態となる時間よりも長くなるようにピニオンギヤの位置を制御する。これが為、この動力伝達装置は、走行中の機関停止時に、第1状態での潤滑油供給によって遊星歯車機構の耐久性の低下と駆動損失の増加を抑えつつ、第2状態で潤滑油の撹拌抵抗に伴う損失を低減することができる。その際、この動力伝達装置は、オイルポンプを駆動させる動力源を始動させる必要が無いので、動力源の駆動に伴う燃費の低下や損失の増加を抑えることができる。また、この車両がハイブリッド車両である場合には、EV走行中の機関停止時に、EV走行モードでの航続距離の減少も抑えることができる。また、この動力伝達装置は、車両がハイブリッド車両である場合、EV走行中に第2の動力源の動力が遊星歯車機構に伝わり、この遊星歯車機構を動作させるが、第1状態で潤滑油が供給されるので、過度にピニオンギヤの強度を高めずとも夫々のピニオンギヤの耐久性の低下を抑えることができる。また、この動力伝達装置は、車両がハイブリッド車両である場合、EV走行中の機関停止時に遊星歯車機構の駆動損失の増加を抑えることができるので、その抑制分だけ第2の動力源の動力の低減が可能になり、EV走行中の電費を向上させることができる。 The power transmission device for a vehicle according to the present invention controls the position of the pinion gear so that the time for the second state becomes longer than the time for the first state when the engine is stopped while traveling. For this reason, this power transmission device is capable of agitating the lubricating oil in the second state while suppressing a decrease in the durability of the planetary gear mechanism and an increase in driving loss by supplying the lubricating oil in the first state when the engine is stopped while traveling. Loss associated with resistance can be reduced. In this case, the power transmission device does not need to start a power source for driving the oil pump, and therefore can suppress a reduction in fuel consumption and an increase in loss due to the driving of the power source. Further, when this vehicle is a hybrid vehicle, a decrease in the cruising distance in the EV traveling mode can be suppressed when the engine is stopped during the EV traveling. In the power transmission device, when the vehicle is a hybrid vehicle, the power of the second power source is transmitted to the planetary gear mechanism during EV travel, and this planetary gear mechanism is operated. Since it is supplied, it is possible to suppress a decrease in the durability of each pinion gear without excessively increasing the strength of the pinion gear. In addition, when the vehicle is a hybrid vehicle, this power transmission device can suppress an increase in the driving loss of the planetary gear mechanism when the engine is stopped during EV traveling, so that the power of the second power source can be reduced by that amount. It becomes possible to reduce the power consumption during EV traveling.
以下に、本発明に係る車両の動力伝達装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a vehicle power transmission device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
[実施例]
本発明に係る車両の動力伝達装置の実施例を図1から図5に基づいて説明する。
[Example]
An embodiment of a vehicle power transmission device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
この動力伝達装置は、1つの回転要素に動力源とオイルポンプとが接続された遊星歯車機構を備え、その動力源の動力によってオイルポンプを駆動させるものである。以下、具体的なハイブリッド車両のシステム構成と共に本実施例の動力伝達装置について説明する。尚、そのハイブリッド車両には、所謂プラグインハイブリッド車両も含む。 This power transmission device includes a planetary gear mechanism in which a power source and an oil pump are connected to one rotating element, and drives the oil pump by the power of the power source. Hereinafter, the power transmission device of this embodiment will be described together with a specific hybrid vehicle system configuration. The hybrid vehicle includes a so-called plug-in hybrid vehicle.
本実施例のハイブリッド車両は、1つの機関ENGと、第1及び第2の回転機MG1,MG2と、これらの相互間を繋ぐ動力伝達装置1と、を備える。このハイブリッド車両では、機関ENGと第2回転機MG2が動力源となる。機関ENGとは、所謂エンジンであって、内燃機関や外燃機関のことを云う。また、第1及び第2の回転機MG1,MG2とは、電動機や電動発電機等のことを云う。この機関ENG並びに第1及び第2の回転機MG1,MG2は、その動作が電子制御装置(ECU)100によって制御される。その電子制御装置100は、このハイブリッド車両の各種制御を行う制御装置である。
The hybrid vehicle of the present embodiment includes one engine ENG, first and second rotating machines MG1 and MG2, and a power transmission device 1 that connects them. In this hybrid vehicle, the engine ENG and the second rotating machine MG2 are power sources. The engine ENG is a so-called engine and refers to an internal combustion engine or an external combustion engine. The first and second rotating machines MG1, MG2 refer to motors, motor generators, and the like. The operation of the engine ENG and the first and second rotating machines MG1 and MG2 are controlled by an electronic control unit (ECU) 100. The
動力伝達装置1は、第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20とを備える。この動力伝達装置1は、その第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20とが同一軸線上に配置され、且つ、機関ENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2とが同一軸線上に配置された単軸式のものである。この動力伝達装置1においては、その第1遊星歯車機構10が動力分割機構として働き、第2遊星歯車機構20が減速機構として働く。
The power transmission device 1 includes a first
この例示の第1遊星歯車機構10は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、サンギヤSとリングギヤRと複数個のピニオンギヤPとキャリアCとを備える。サンギヤSには、サンギヤ軸11を介して第1回転機MG1が接続される。リングギヤRは、歯車31を介して駆動輪側に接続されている。その歯車31は、リングギヤRと一体になって回転する。この歯車31とリングギヤRの回転軸は、動力伝達装置1の出力軸に相当する。また、キャリアCには、キャリア軸12を介して機関ENGとオイルポンプ41とが接続される。そのオイルポンプ41は、機関ENGの回転がキャリア軸12を介して伝わることで駆動して、潤滑油を吐出する。その吐出された潤滑油は、例えば、第1遊星歯車機構10や第2遊星歯車機構20、第1回転機MG1や第2回転機MG2等に供給される。
The illustrated first
尚、機関ENGとキャリア軸12との間には、ダンパ装置51と過負荷入力抑制装置(トルクリミッタ52)が介在している。ダンパ装置51は、機関ENGとキャリア軸12との間のトルク変動を抑制及び吸収させる為のものである。一方、トルクリミッタ52は、機関ENGとキャリア軸12との間のトルク伝達を可能にする一方、その間にて所定よりも大きい過大なトルクが入力されることを抑える為のものである。
A
この例示の第2遊星歯車機構20は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、サンギヤSとリングギヤRと複数個のピニオンギヤPとキャリアCとを備える。サンギヤSには、サンギヤ軸21を介して第2回転機MG2が接続される。リングギヤRは、歯車31を介して駆動輪側に接続されている。このリングギヤRは、その歯車31や第1遊星歯車機構10のリングギヤRと一体になって回転することができる。キャリアCは、キャリア軸22を介して動力伝達装置1のケースCAに接続される。つまり、この第2遊星歯車機構20においては、キャリアCをケースCAに固定して、その回転を禁止している。
The illustrated second
この様な動力伝達装置1を備えたハイブリッド車両においては、走行モードとしてハイブリッド(HV)走行モードと電気自動車(EV)走行モードとが設定されている。HV走行モードとは、機関ENGの動力のみを駆動輪に伝える走行と、機関ENGの動力に加えて第2回転機MG2の動力も駆動輪に伝える走行と、を行うことができる走行モードのことである。EV走行モードとは、第2回転機MG2の動力を駆動輪に伝える走行モードのことである。 In a hybrid vehicle provided with such a power transmission device 1, a hybrid (HV) travel mode and an electric vehicle (EV) travel mode are set as travel modes. The HV traveling mode is a traveling mode in which traveling in which only the power of the engine ENG is transmitted to the driving wheel and traveling in which the power of the second rotating machine MG2 is transmitted to the driving wheel in addition to the power of the engine ENG. It is. The EV travel mode is a travel mode in which the power of the second rotary machine MG2 is transmitted to the drive wheels.
ところで、EV走行モードにおいては、燃費を向上させる為に、機関ENGを停止する。これが為、EV走行モードでは、第1遊星歯車機構10のキャリアC(キャリア軸12)の回転も停止するので、オイルポンプ41を駆動させることできず、このオイルポンプ41からの潤滑油の供給が行えない。従って、走行中の機関停止時には、車載時における第1遊星歯車機構10や第2遊星歯車機構20の下部に貯留されている潤滑油を利用し、その貯留部の潤滑油に例えばピニオンギヤPを浸漬させることで、第1遊星歯車機構10や第2遊星歯車機構20に潤滑油を供給する。
By the way, in the EV traveling mode, the engine ENG is stopped in order to improve fuel consumption. For this reason, in the EV traveling mode, the rotation of the carrier C (carrier shaft 12) of the first
しかしながら、第1遊星歯車機構10においては、機関ENGを停止させたときのキャリアCや各ピニオンギヤPの位置(キャリアCの回転中心軸に対する位相)の制御が難しいので、ピニオンギヤPが貯留部の潤滑油に浸漬している場合もあれば浸漬していない場合もある。これが為、走行中の機関停止時には、第1遊星歯車機構10において、潤滑油不足による耐久性の低下を招く虞がある。尚、第2遊星歯車機構20は、最初からキャリアCが回転できないので、貯留部の潤滑油がサンギヤSやピニオンギヤP等に行き渡るよう予め構成されている。
However, in the first
ここで、その第1遊星歯車機構10の潤滑油不足を回避する為には、例えば、停止中の機関ENGを時折始動させることで、オイルポンプ41を駆動させればよい。しかし、これに依れば、機関ENGの始動に伴う燃費の低下や損失の増大を招いてしまう。この為、貯留部の容積を増やし、少なくとも1つのピニオンギヤPを常に潤滑油に浸らせておくことが考えられる。しかし、この場合には、撹拌抵抗の増加を招いてしまう。
Here, in order to avoid the lack of lubricating oil in the first
そこで、この動力伝達装置1においては、ピニオンギヤPの位置を推定又は検出し、複数のピニオンギヤPの内の少なくとも1つが貯留部の潤滑油に浸漬していなければ、このピニオンギヤPを貯留部の潤滑油に浸からせる。その際、走行中の機関停止時には、各ピニオンギヤPの内の少なくとも1つが貯留部の潤滑油に浸漬している第1状態と、各ピニオンギヤPが貯留部の潤滑油に浸漬していない第2状態と、を有し、その第2状態となる全時間(以下、「第2状態全時間」と云う。)t2allが第1状態となる全時間(以下、「第1状態全時間」と云う。)t1allよりも長くなるようにピニオンギヤPの位置を制御する。 Therefore, in the power transmission device 1, the position of the pinion gear P is estimated or detected, and if at least one of the plurality of pinion gears P is not immersed in the lubricating oil in the reservoir, the pinion gear P is lubricated in the reservoir. Soak in oil. At that time, when the engine is stopped while traveling, a first state in which at least one of the pinion gears P is immersed in the lubricating oil in the reservoir, and a second state in which each pinion gear P is not immersed in the lubricating oil in the reservoir. And the total time for which the second state is reached (hereinafter referred to as “second state total time”) t2 all is the total time for which the first state is set (hereinafter referred to as “first state total time”). The position of the pinion gear P is controlled so as to be longer than t1 all .
本実施例においては、図2に示す様に、第1遊星歯車機構10のリングギヤRの内側に潤滑油の貯留部15を設ける。その貯留部15には、リングギヤRの内歯に沿った環状の空間の内、車載時に下方に位置する部分を利用する。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a lubricating
また、ピニオンギヤPの位置は、例えば、他の回転要素(リングギヤR等)の回転角などから推定することができるのであれば、その推定結果を用いる。この場合には、電子制御装置100にピニオン位置推定部を設ける。また、ピニオンギヤPの位置は、図2に示す様に、その位置を検出するピニオン検出部61を設けているのであれば、その検出結果を用いる。そのピニオン検出部61は、各ピニオンギヤPの内の少なくとも1つの位置を検出するものである。具体的に、ここで例示するピニオン検出部61には、貯留部15の潤滑油に浸漬しているピニオンギヤP、つまり車載時に最も下方に位置している少なくとも1つのピニオンギヤPの位置を検出させる。その検出信号は、電子制御装置100に送信される。例えば、このピニオン検出部61としては、ピニオンギヤPの回転軸(ピニオン軸)13の突起部分13aを検出可能なギャップセンサ等を用いればよい。
Further, if the position of the pinion gear P can be estimated from the rotation angle of another rotating element (ring gear R or the like), for example, the estimation result is used. In this case, the
また、本実施例の第1遊星歯車機構10は、図3及び図4に示す様に、3つのピニオンギヤPを備えたものとする。図3は、上述した第1状態を示す。図4は、上述した第2状態を示す。第1状態においては、車載時に最も下方に位置している1つのピニオンギヤPが貯留部15の潤滑油に浸漬しており、そのピニオンギヤPがEV走行中の第2遊星歯車機構20のリングギヤRの回転に連動して回転し、貯留部15の潤滑油を掻き上げる。その掻き上げられた潤滑油は、他のピニオンギヤPやサンギヤS等に供給される。第2状態においては、全てのピニオンギヤPが貯留部15の潤滑油に浸漬していない。これが為、この第2状態においては、その潤滑油のピニオンギヤPの掻き上げによる供給は行われないが、貯留部15の潤滑油におけるピニオンギヤPの撹拌抵抗を無くすことができるので、損失の低減が可能になる。尚、図4では貯留部15の潤滑油の油面と2つのピニオンギヤPとの距離が同一になっているが、第2状態とは、本図の状態だけに限らず、全てのピニオンギヤPが貯留部15の潤滑油に浸漬していない様々な状態のことを指している。また、図3及び図4の「Rs」と「Rr」と「Rp」は、各々サンギヤSとリングギヤRとピニオンギヤPの回転方向を示している。
In addition, the first
電子制御装置100のピニオン制御部は、EV走行モードでの走行中の機関停止時に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるようにピニオンギヤPの位置を制御する。これが為、ピニオン制御部は、EV走行中の機関停止時に、第1状態と第2状態の切り替えを行う。その切り替えは、第1回転機MG1の動力を利用して、キャリアCを回転させることで行う。
The pinion control unit of the
ここで、EV走行中にEV走行の終了時期が予め判っている場合、ピニオン制御部は、「t2all>t1all」の関係が成立するように、EV走行の開始時から終了時までのEV走行時間tallを第1状態全時間t1allと第2状態全時間t2allとに配分する。その際、EV走行時間tallの長さ如何では、例えば第2状態全時間t2allがピニオンギヤPの潤滑油不足を招くほどの長時間になることもある。この為、潤滑油不足とならない第2状態の継続時間(以下、「第2状態継続時間」と云う。)t2を予め実験やシミュレーションで決めておき、ピニオン制御部は、第2状態全時間t2allを第2状態継続時間t2で除算して、第2状態の実行回数を演算する。そして、ピニオン制御部は、第1状態と第2状態とが交互に繰り返されるように、第2状態の実行回数と第1状態全時間t1allとに基づいて、1回当たりの第1状態の継続時間(以下、「第1状態継続時間」と云う。)t1を演算する。ピニオン制御部は、その第1状態継続時間t1と第2状態継続時間t2とに基づいて、EV走行中の機関停止時に第1状態と第2状態とを交互に繰り返す。 Here, when the end time of EV travel is known in advance during EV travel, the pinion control unit performs EV from the start to the end of EV travel so that the relationship of “t2 all > t1 all ” is satisfied. The travel time t all is allocated to the first state total time t1 all and the second state total time t2 all . At that time, depending on the length of the EV travel time t all , for example, the second state total time t2 all may be long enough to cause a shortage of lubricating oil in the pinion gear P. For this reason, the duration t2 of the second state (hereinafter referred to as “second state duration”) t2 in which the lubricating oil is not insufficient is determined in advance through experiments and simulations, and the pinion control unit performs the second state total time t2. All is divided by the second state duration t2 to calculate the number of executions of the second state. Then, the pinion control unit, based on the number of executions of the second state and the first state total time t1 all so that the first state and the second state are alternately repeated, A duration t1 (hereinafter referred to as “first state duration”) t1 is calculated. The pinion control unit alternately repeats the first state and the second state when the engine is stopped during EV traveling based on the first state duration t1 and the second state duration t2.
また、EV走行中にEV走行の終了時期が予め判らない場合もある。この場合には、上記の第2状態継続時間t2に基づいて、「t2>t1」となる第1状態継続時間t1も予め決めておく。この場合、ピニオン制御部は、機関ENGが停止したときの状態が第1状態であるのか第2状態であるのかを判定する。そして、このときの状態が第1状態の場合、ピニオン制御部は、例えば、第1状態を第1状態継続時間t1だけ実行した後、第2状態に切り替えて、この第2状態を第2状態継続時間t2だけ実行し、第1状態に切り替える。ピニオン制御部は、EV走行を終えるまで、この様にして機関停止時に第1状態と第2状態とを交互に繰り返す。一方、機関ENGが停止したときの状態が第2状態の場合、ピニオン制御部は、第2状態を第2状態継続時間t2だけ実行した後、第1状態に切り替えて、この第1状態を第1状態継続時間t1だけ実行し、第2状態に切り替える。ピニオン制御部は、EV走行を終えるまで、この様にして機関停止時に第1状態と第2状態とを交互に繰り返す。尚、機関ENGが停止したときの状態が第1状態の場合には、機関ENGが停止するまで潤滑油がオイルポンプ41から賄われているので、潤滑油の撹拌抵抗に伴う損失の更なる低減を図るべく、第1状態継続時間t1の経過を待たずに第2状態に切り替えてもよい。
In addition, during EV traveling, the end time of EV traveling may not be known in advance. In this case, on the basis of the second state duration t2, the first state duration t1 that satisfies “t2> t1” is also determined in advance. In this case, the pinion control unit determines whether the state when the engine ENG is stopped is the first state or the second state. When the state at this time is the first state, the pinion control unit, for example, executes the first state for the first state duration time t1, then switches to the second state, and changes the second state to the second state. The program is executed only for the duration t2 and switched to the first state. In this way, the pinion control unit alternately repeats the first state and the second state when the engine is stopped until the EV traveling is finished. On the other hand, when the state when the engine ENG is stopped is the second state, the pinion control unit executes the second state for the second state duration t2, and then switches to the first state, and changes the first state to the first state. It is executed for one state duration t1 and switched to the second state. In this way, the pinion control unit alternately repeats the first state and the second state when the engine is stopped until the EV traveling is finished. When the engine ENG is stopped in the first state, since the lubricating oil is supplied from the
以上示した様に、本実施例の動力伝達装置1は、EV走行中の機関停止時に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるようにピニオンギヤPの位置を制御する。これが為、この動力伝達装置1は、EV走行中の機関停止時に、第1状態での潤滑油供給によって第1遊星歯車機構10の耐久性の低下と駆動損失の増加を抑えつつ、第2状態で潤滑油の撹拌抵抗に伴う損失を低減することができる。その際、この動力伝達装置1は、機関ENGを始動させる必要が無いので、機関ENGの駆動に伴う燃費の低下や損失の増加を抑えることができ、且つ、EV走行モードでの航続距離の減少も抑えることができる。また、この動力伝達装置1は、EV走行中に第2回転機MG2の動力が第2遊星歯車機構20を介して第1遊星歯車機構10に伝わり、この第1遊星歯車機構10を動作させるが、第1状態で潤滑油が供給されるので、過度にピニオンギヤPの強度を高めずとも各ピニオンギヤPの耐久性の低下を抑えることができる。また、この動力伝達装置1は、EV走行中の機関停止時に第1遊星歯車機構10の駆動損失の増加を抑えることができるので、その抑制分だけ第2回転機MG2の動力の低減が可能になり、EV走行中の電費を向上させることができる。
As described above, the power transmission device 1 of the present embodiment adjusts the position of the pinion gear P so that the second state total time t2 all becomes longer than the first state total time t1 all when the engine is stopped during EV traveling. Control. Therefore, the power transmission device 1 is in the second state while suppressing a decrease in durability and an increase in driving loss of the first
ここで、第2状態が例えば図5に示す状態になっている場合には、重力によるピニオンギヤPとサンギヤSとの間のガタ詰まりやピニオンギヤPとリングギヤRとの間のガタ詰まりによって、例えば車載時に最も下に位置するピニオンギヤPlowに荷重が集中したり片当たりが発生したりしてしまい、このピニオンギヤPlowが他のピニオンギヤPよりも強度的に不利になる。これが為、ピニオンギヤPが3つのときの第2状態は、図4に示す様に、車載時に下に位置する2つのピニオンギヤPと貯留部15の潤滑油の油面との距離が略同等になるように制御することが望ましい。その為に、ピニオン制御部は、例えば、車載時に最も下に来る1つのピニオンギヤPが貯留部15の最深部でリングギヤRと噛み合うように第1状態を制御し(図3)、この状態からキャリアCを約60度回転させることで、図4に示す第2状態へと制御すればよい。これにより、その第2状態においては、重力によるガタ詰まりが均等になり、下の2つのピニオンギヤPに掛かる荷重を分散させることができるので、このことからも、過度にピニオンギヤPの強度を高めずとも各ピニオンギヤPの耐久性の低下を抑えることができる。
Here, when the second state is, for example, the state shown in FIG. 5, for example, in-vehicle due to backlash between the pinion gear P and the sun gear S due to gravity or backlash between the pinion gear P and the ring gear R. Sometimes, the load is concentrated on the pinion gear P low located at the lowest position, or one-side contact occurs, and this pinion gear P low becomes disadvantageous in terms of strength compared to other pinion gears P. Therefore, in the second state when the number of pinion gears P is three, the distance between the two pinion gears P located below and the oil level of the lubricating oil in the
また、第1遊星歯車機構10においては、第1状態でピニオンギヤPが貯留部15の潤滑油を掻き上げできる一方、第2状態で全てのピニオンギヤPが貯留部15の潤滑油に浸らないよう貯留部15の潤滑油の油量を決めればよい。
In the first
[変形例1]
前述した実施例の第1遊星歯車機構10と当該第1遊星歯車機構10に対する第1状態及び第2状態に係る制御については、本変形例の動力伝達装置2の第1遊星歯車機構10にも適用可能である。本変形例の動力伝達装置2とは、前述した実施例の動力伝達装置1において、係合により機関ENGの回転を阻止するブレーキ装置53を設けたものである(図6)。そのブレーキ装置53は、所謂摩擦係合装置であり、キャリア軸12とダンパ装置51及びトルクリミッタ52との間に配置している。
[Modification 1]
Regarding the first
この動力伝達装置2を備えたハイブリッド車両においては、実施例とは異なり、第2回転機MG2の動力のみのEV走行(MG2単駆動によるEV走行)だけでなく、第1回転機MG1と第2回転機MG2の双方の動力を使ったEV走行(MG1&2両駆動によるEV走行)も行うことができる。つまり、このハイブリッド車両では、機関ENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2が動力源となる。ブレーキ装置53は、MG2単駆動によるEV走行モードとHV走行モードにおいて解放させ、MG1&2両駆動によるEV走行モードにおいて係合させる。
In the hybrid vehicle provided with the
本変形例のピニオン制御部は、MG2単駆動によるEV走行中の機関停止時に、実施例と同じ様に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるようにピニオンギヤPの位置を制御する。従って、この動力伝達装置2は、実施例の動力伝達装置1と同等の効果を得ることができる。
The pinion control unit of this modified example is configured so that the second state total time t2 all is longer than the first state total time t1 all when the engine is stopped during EV traveling by MG2 single drive. Control the position of P. Therefore, this
また、本変形例のピニオン制御部は、MG1&2両駆動によるEV走行中の機関停止時にも、実施例と同じ様に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるようにピニオンギヤPの位置を制御する。従って、この動力伝達装置2は、MG1&2両駆動によるEV走行中においても、実施例の動力伝達装置1と同等の効果を得ることができる。但し、この場合には、第1状態と第2状態との間の切り替えの際にブレーキ装置53を解放させ、その切り替え後にブレーキ装置53を係合させる。
Further, in the pinion control unit of the present modified example, the second state total time t2 all becomes longer than the first state total time t1 all in the same manner as in the embodiment even when the engine is stopped during EV traveling by both MG1 & 2 drives. In this way, the position of the pinion gear P is controlled. Therefore, this
[変形例2]
前述した実施例の第1遊星歯車機構10と当該第1遊星歯車機構10に対する第1状態及び第2状態に係る制御については、本変形例の動力伝達装置3の第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20にも適用可能である。本変形例の動力伝達装置3とは、前述した実施例の動力伝達装置1において、係合により第2遊星歯車機構20のキャリアCの回転を阻止するブレーキ装置71と、係合により第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20の夫々のキャリアCを一体化させるクラッチ装置72と、を設けたものである(図7)。そのブレーキ装置71は、所謂摩擦係合装置であり、キャリア軸22とケースCAとの間に配置している。また、クラッチ装置72は、所謂摩擦係合装置であり、夫々のキャリアCの間に配置している。
[Modification 2]
Regarding the first
この動力伝達装置3を備えたハイブリッド車両においては、変形例1と同じ様に、MG2単駆動によるEV走行とMG1&2両駆動によるEV走行を行うことができる。つまり、このハイブリッド車両では、機関ENGと第1回転機MG1と第2回転機MG2が動力源となる。MG2単駆動によるEV走行モードとHV走行モードにおいては、ブレーキ装置71を係合させると共にクラッチ装置72を解放させる。また、MG1&2両駆動によるEV走行モードにおいては、ブレーキ装置71とクラッチ装置72を共に係合させる。
In the hybrid vehicle provided with the
本変形例のピニオン制御部は、MG2単駆動によるEV走行中の機関停止時に、実施例と同じ様に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるように第1遊星歯車機構10のピニオンギヤPの位置を制御する。これにより、この動力伝達装置3は、実施例の動力伝達装置1と同等の効果を得ることができる。
When the engine is stopped during EV traveling by MG2 single drive, the pinion control unit of the present modification is configured so that the second state total time t2 all becomes longer than the first state total time t1 all , as in the embodiment. The position of the pinion gear P of the one
更に、第2遊星歯車機構20は、ブレーキ装置71の解放と係合に伴い、第1遊星歯車機構10と同じ様にピニオンギヤPの位置が変動する。これが為、本変形例のピニオン制御部は、MG2単駆動によるEV走行中の機関停止時に、第2遊星歯車機構20についても、各ピニオンギヤPの内の少なくとも1つが貯留部の潤滑油に浸漬している第1状態と、各ピニオンギヤPが貯留部の潤滑油に浸漬していない第2状態と、を作り出す。つまり、ピニオン制御部は、MG2単駆動によるEV走行中の機関停止時に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるように第2遊星歯車機構20のピニオンギヤPの位置も制御する。従って、この動力伝達装置3においては、第2遊星歯車機構20についても第1遊星歯車機構10と同じ効果を得ることができる。尚、この第2遊星歯車機構20には、第1遊星歯車機構10と同じ構造のものを用いている。
Further, in the second
ここで、その第1状態と第2状態の切り替えの際、ピニオン制御部は、例えば、ブレーキ装置71を解放させると共にクラッチ装置72を係合させ、第1回転機MG1の動力で第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20の夫々のピニオンギヤPの位置を同時に第1状態又は第2状態へと制御すればよい。従って、この例示の第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20は、夫々に同数のピニオンギヤPを備えることが望ましい。この例示の第2遊星歯車機構20は、第1遊星歯車機構10と同じ様に3つのピニオンギヤPを備えている。そして、この動力伝達装置3においては、同時に第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20の状態を制御すべく、第1遊星歯車機構10が第1状態のときに第2遊星歯車機構20も第1状態となり、第1遊星歯車機構10が第2状態のときに第2遊星歯車機構20も第2状態となるように組み付ければよい。その際、第1状態と第2状態における各ピニオンギヤPは、実施例の図3,4で説明した位置に各々制御することが望ましい。尚、ピニオン制御部は、第1状態又は第2状態への切り替え後に、ブレーキ装置71を係合させると共にクラッチ装置72を解放させる。
Here, at the time of switching between the first state and the second state, for example, the pinion control unit releases the
また、本変形例のピニオン制御部は、MG1&2両駆動によるEV走行中の機関停止時にも、実施例と同じ様に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるように第1遊星歯車機構10のピニオンギヤPの位置を制御する。更に、このピニオン制御部は、MG1&2両駆動によるEV走行中の機関停止時に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるように第2遊星歯車機構20のピニオンギヤPの位置も制御する。従って、この動力伝達装置3においては、MG1&2両駆動によるEV走行中の機関停止時にも、第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20とが実施例の第1遊星歯車機構10と同じ効果を得ることができる。
Further, in the pinion control unit of the present modified example, the second state total time t2 all becomes longer than the first state total time t1 all in the same manner as in the embodiment even when the engine is stopped during EV traveling by both MG1 & 2 drives. In this way, the position of the pinion gear P of the first
ここで、この例示では、MG2単駆動によるEV走行中と同じ様に、第1回転機MG1の動力で第1遊星歯車機構10と第2遊星歯車機構20の夫々のピニオンギヤPの位置を同時に第1状態又は第2状態へと制御する。従って、ピニオン制御部は、第1状態と第2状態の切り替えの際に、クラッチ装置72を係合させたままブレーキ装置71を解放させ、その切り替えの後でブレーキ装置71を係合状態に戻す。
Here, in this example, the position of the pinion gear P of each of the first
また、この動力伝達装置3を有するハイブリッド車両においては、HV走行中の例えば減速時に、ブレーキ装置71とクラッチ装置72を共に解放させ、且つ、機関ENGを停止させることで、燃費の向上を図ることがある。この場合、ピニオン制御部は、HV走行中の機関停止時にも、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるように第2遊星歯車機構20のピニオンギヤPの位置を制御する。その際、ピニオン制御部は、例えば第2回転機MG2の動力を利用して第1状態又は第2状態への切り替えを行う。故に、この動力伝達装置3においては、HV走行中の機関停止時にも、第2遊星歯車機構20が実施例の第1遊星歯車機構10と同じ効果を得ることができる。
Further, in the hybrid vehicle having the
[変形例3]
前述した実施例及び各変形例1,2の第1遊星歯車機構10に対する制御は、EV走行を行うハイブリッド車両だけでなく、動力源が1種類しかなくても、その車両が動力源を走行中に停止させることがあるならば、この車両にも適用可能である。図8の符号4は、本変形例の動力伝達装置を示す。この動力伝達装置4を有する車両は、機関ENGを動力源とする。
[Modification 3]
The control of the first
本変形例の動力伝達装置4は、クラッチ装置110と、トルクコンバータ120と、遊星歯車機構130と、を備える。
The
クラッチ装置110は、所謂摩擦係合装置であり、第1係合要素111と第2係合要素112とを備える。第1係合要素111は、機関ENGの出力軸141に接続する。一方、第2係合要素112は、トルクコンバータ120に接続する。このクラッチ装置110の係合動作と解放動作は、電子制御装置(ECU)101によって制御される。
The
トルクコンバータ120は、ハウジング(図示略)内に収容されたポンプインペラ121とタービンランナ122とステータ123とを有し、そのハウジング内に流体(所謂ATF)が充填された流体伝動装置である。そのポンプインペラ121には、クラッチ装置110の第2係合要素112を接続する。タービンランナ122には、遊星歯車機構130を接続する。また、ステータ123には、オイルポンプ151が接続されている。そのオイルポンプ151は、機関ENGの回転が係合状態のクラッチ装置110を介してトルクコンバータ120に伝わることで駆動して、潤滑油を吐出する。その吐出された潤滑油は、例えば、遊星歯車機構130等に供給される。
The
遊星歯車機構130は、シングルピニオン型のものであり、サンギヤSとリングギヤRと複数個のピニオンギヤPとキャリアCとを備える。この例示の遊星歯車機構130においては、タービンランナ122と駆動輪とがキャリア軸131を介してキャリアCに接続されている。この例示の遊星歯車機構130は、実施例の第1遊星歯車機構10と同じ様に3つのピニオンギヤPを備えている。リングギヤRには、駆動輪側が接続される。
The
この動力伝達装置4を有する車両においては、クラッチ装置110を係合させることで、機関ENGの動力を利用した走行を行う。この車両には、停車時に機関ENGを停止させ、この停車状態から走り始めるときに機関ENGを再起動させる所謂アイドリングストップ機構が設けられている。その機関ENGの再起動には、スタータモータ142を用いる。また、この車両は、走行中に機関ENGを停止させて、惰性走行を行うことができる。
In the vehicle having the
ここで、オイルポンプ151は、機関ENGの動力を利用した走行中に潤滑油を吐出することができるが、アイドリングストップ時や惰性走行時に潤滑油を吐出することができない。これが為、電子制御装置101のピニオン制御部には、アイドリングストップ時や惰性走行時に、実施例の第1遊星歯車機構10と同じ様に、第2状態全時間t2allが第1状態全時間t1allよりも長くなるように遊星歯車機構130のピニオンギヤPの位置を制御させる。従って、この動力伝達装置4においては、アイドリングストップ時や惰性走行時に、遊星歯車機構130が実施例の第1遊星歯車機構10と同じ効果を得ることができる。
Here, the
[変形例4]
前述した実施例及び各変形例1−3においては、第1遊星歯車機構10又は第2遊星歯車機構20又は遊星歯車機構130について、3つのピニオンギヤPを有するシングルピニオン型のものを例に挙げた。本変形例では、その実施例及び各変形例1−3において、その第1遊星歯車機構10又は第2遊星歯車機構20又は遊星歯車機構130を下記の遊星歯車機構に置き換えることができる。
[Modification 4]
In the above-described embodiment and each modification 1-3, the first
例えば、図9及び図10の遊星歯車機構210は、同じシングルピニオン型のものでも、ピニオンギヤPを4つ設けたものである。この遊星歯車機構210においては、図9に示す様に、車載時の最も下に位置する1つのピニオンギヤPが貯留部215の最深部でリングギヤRと噛み合っている状態が第1状態となる。一方、この遊星歯車機構210においては、図10に示す様に、車載時に下に位置する2つのピニオンギヤPと貯留部215の潤滑油の油面との距離が略同等になる状態が最良の第2状態となる。その最良の第2状態とは、実施例でも説明した様に、ピニオンギヤPに対する荷重の偏りを可能な限り抑えた状態のことである。以下同じ。
For example, the
また、図11及び図12の遊星歯車機構310は、同じシングルピニオン型のものでも、ピニオンギヤPを5つ設けたものである。この遊星歯車機構310においては、図11に示す様に、車載時の最も下に位置する1つのピニオンギヤPが貯留部315の最深部でリングギヤRと噛み合っている状態が第1状態となる。一方、この遊星歯車機構310においては、図12に示す様に、車載時に下に位置する2つのピニオンギヤPと貯留部315の潤滑油の油面との距離が略同等になる状態が最良の第2状態となる。
The
また、図13及び図14の遊星歯車機構410は、所謂ダブルピニオン型のものであり、サンギヤSに噛み合う第1ピニオンギヤP1とリングギヤRに噛み合う第2ピニオンギヤP2とを備える。ここでは、その第1ピニオンギヤP1と第2ピニオンギヤP2の対を3組備えている。この遊星歯車機構410においては、各第1ピニオンギヤP1と各第2ピニオンギヤP2の内の少なくとも1つが貯留部415の潤滑油に浸漬している状態を第1状態とする。図13には、1つの第1ピニオンギヤP1を貯留部415の潤滑油に浸漬させている第1状態を例示している。また、図14には、全ての第1ピニオンギヤP1と第2ピニオンギヤP2が貯留部415の潤滑油に浸っていない第2状態を例示している。ここで、この遊星歯車機構410においては、その第1状態や第2状態において第1ピニオンギヤP1や第2ピニオンギヤP2に対する荷重の偏りが発生する虞がある。この為、ピニオン制御部には、その様な荷重の偏りを抑制できるように第1ピニオンギヤP1と第2ピニオンギヤP2の位置を制御させることが望ましい。尚、荷重の偏りを抑えた最良の第1状態や第2状態は、例えば第1ピニオンギヤP1や第2ピニオンギヤP2の大きさ等の遊星歯車機構410の構造に依存するものであり、その構造毎に決める必要がある。
The
1,2,3,4 動力伝達装置
10 第1遊星歯車機構
15,215,315,415 貯留部
20 第2遊星歯車機構
41,151 オイルポンプ
51 ダンパ装置
52 トルクリミッタ
53 ブレーキ装置
61 ピニオン検出部
71 ブレーキ装置
72 クラッチ装置
100,101 電子制御装置
110 クラッチ装置
120 トルクコンバータ
130,210,310,410 遊星歯車機構
C キャリア
CA ケース
ENG 機関
MG1 第1回転機
MG2 第2回転機
P ピニオンギヤ
P1 第1ピニオンギヤ
P2 第2ピニオンギヤ
R リングギヤ
S サンギヤ
1, 2, 3, 4
Claims (5)
前記遊星歯車機構における複数のピニオンギヤの内の少なくとも1つが貯留部の潤滑油に浸漬している第1状態と、前記遊星歯車機構における全てのピニオンギヤが前記貯留部の潤滑油に浸漬していない第2状態と、を切り替え可能な制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、走行中における前記動力源の停止時に、前記第2状態となる時間の方が前記第1状態となる時間よりも長くなるよう制御することを特徴とした車両の動力伝達装置。 A planetary gear mechanism in which a power source and an oil pump are connected to a carrier;
A first state in which at least one of the plurality of pinion gears in the planetary gear mechanism is immersed in the lubricating oil in the reservoir, and a first state in which all the pinion gears in the planetary gear mechanism are not immersed in the lubricating oil in the reservoir. A control device capable of switching between two states;
With
The power transmission device for a vehicle, wherein the control device performs control so that the time for the second state is longer than the time for the first state when the power source is stopped during traveling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016097752A (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid-vehicular control apparatus |
JP2016215717A (en) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
JP2017035991A (en) * | 2015-08-10 | 2017-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | Power transmission device for vehicle |
-
2013
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