JP2016053418A - 動力装置 - Google Patents
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- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
- F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
- B60K23/04—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for differential gearing
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- 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
- B60K6/20—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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—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 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
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- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
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- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
- B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
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- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
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Abstract
【解決手段】互いに噛み合う第1および第2ピニオンギヤP1、P2を回転自在に支持する回転自在のキャリア13、両ピニオンギヤP1、P2の一方と噛み合う第1および第2ギヤS1、R1、ならびに、他方と噛み合う第3ギヤS2から成る4つの回転要素の回転数が共線図において単一の直線上に並ぶ共線関係を満たしており、4つの回転要素のうち、共線図において両外側にそれぞれ位置する第1および第2外側回転要素S1、S2は、第1および第2接断手段42、43をそれぞれ介して、第1エネルギ入出力装置11に機械的に連結され、第1および第2外側回転要素の隣にそれぞれ位置する第1および第2準外側回転要素R2、R1は、2つの被駆動部の一方および他方SRL、SRRにそれぞれ機械的に連結されている。
【選択図】図9
Description
α={ZR1(ZR2−ZS1)}/{ZS1(ZR2+ZR1)}
……(1)
β={ZR2(ZR1−ZS2)}/{ZS2(ZR2+ZR1)}
……(2)
ここで、ZR1は第1リングギヤR1の歯数であり、ZR2は第2リングギヤR2の歯数、ZS1は第1サンギヤS1の歯数、ZS2は第2サンギヤS2の歯数である。
車両VFRの直進時で、かつ定速走行中または加速走行中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、バッテリ23から第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。図5は、この場合における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。
車両VFRの前進中の右旋回時において、車両VFRを右旋回させる時計回り方向のヨーモーメント(以下「右ヨーモーメント」という)を増大させるときには、右ヨーモーメント増大用のトルク分配制御が実行され、このトルク分配制御として、第1〜第4トルク分配制御が用意されている。以下、これらの右ヨーモーメント増大用の第1〜第4トルク分配制御について順に説明する。この第1トルク分配制御中には、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行うとともに、第1モータ出力トルクTM1が第2モータ出力トルクTM2よりも大きくなるように、第1および第2ステータ11a、12aに供給される電力を制御する。
第1増大条件:エンジン3による車両VFRの駆動中であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値以上であること。
第2増大条件:エンジン3による車両VFRの駆動中であり、充電状態が上限値よりも小さく、かつ第2回転電機12に要求される制動トルクが所定の第1上限トルク以上であること。
第1低減条件:車両VFRの減速走行中(エンジン3のフューエルカット運転中)であり、かつバッテリ23の充電状態が上限値以上であること。
第2低減条件:車両VFRの減速走行中であり、充電状態が上限値よりも小さく、かつ第1回転電機11に要求される制動トルクが所定の第2上限トルク以上であること。
車両VFRの右旋回時において、右ヨーモーメントを増大させるときには、右旋時の右ヨーモーメント増大用の第1および第2トルク分配制御が実行される。この第1トルク分配制御では、第1クラッチ42の締結によりロータ41bと第1サンギヤS1の間を接続し、第2クラッチ43の解放によりロータ41bと第2サンギヤS2の間を遮断するとともに、回転電機41で力行を行う。図11は、この右ヨーモーメント増大用の第1トルク分配制御中における各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係を示している。
差動制限制御中、基本的には、回転電機41に対してゼロトルク制御を行うとともに、第1および第2クラッチ42、43の締結度合を制御することによって、ロータ41bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間を接続する。これにより、第1および第2サンギヤS1、S2がロータ41bを介して互いに接続されるので、両者S1およびS2の間で差回転が生じているときには、第1および第2クラッチ42、43から第1および第2サンギヤS1、S2にそれぞれ反力が作用する。これらの反力は、第1および第2サンギヤS1、S2を一体に回転させるように作用する。この場合、第1サンギヤS1、第2リングギヤR2、キャリア部材13、第1リングギヤR1および第2サンギヤS2から成る5つの回転要素の回転数が互いに共線関係にあるため、第1および第2クラッチ42、43からの反力は、これらの5つの回転要素を一体に回転させるように作用する。それにより、第2および第1リングギヤR2、R1にそれぞれ連結された左右の出力軸SRLおよびSRRの差回転が制限される。
図18は、MOT駆動モード中で、かつ車両VFRの右旋回時において、車両VFRの右ヨーモーメントを増大させたときの各種の回転要素の間の回転数の関係およびトルクの釣り合い関係について示している。この場合には、第1クラッチ42の締結度合を制御し、第1クラッチ42を滑らせるとともに、第2クラッチ43の解放によりロータ41bと第2サンギヤS2の間を遮断する。
図23は、1MOT駆動モード中における各種の回転要素の間のトルクの伝達状況を示している。同図、および後述するトルクの伝達状況を示す図では、トルクの流れを矢印付きの太い線で示している。1MOT駆動モード中、基本的には、第1〜第3クラッチ42、43、61をいずれも解放し、それにより、第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間、第2ロータ12bと第2サンギヤS2の間、および第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断する。また、第2変速機51を減速モードで駆動する(変速クラッチ54:解放、変速ブレーキ55:ON、第3実施形態を参照)。
また、1MOT駆動モード中、第1回転電機11を用いて左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを制御することができる。この場合、それまでに解放されていた第1クラッチ42の締結により第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間を接続し、第2クラッチ43の解放の維持により第2ロータ12bと第2サンギヤS2の間を遮断状態に維持するとともに、第1回転電機11で力行または回生を行う。図24は、第1回転電機11で力行を行った場合における各種の回転要素の間のトルクの伝達状況を示している。上記の第1クラッチ42および第1回転電機11の制御により、第1モータ出力トルクTM1が第1サンギヤS1に伝達されることによって、第1実施形態で説明した右ヨーモーメント増大用のトルク分配制御の内容から明らかなように、左出力軸SRLに駆動トルクが作用するとともに、右出力軸SRRに制動トルクが作用する。その結果、図24に示すように、左出力軸伝達トルクが右出力軸伝達トルクよりも大きくなることによって、車両VFRの右旋回時には右ヨーモーメントが増大し、左旋回時には左ヨーモーメントが低減される。
図26は、2MOT駆動モード中におけるトルクの伝達状況を示している。2MOT駆動モード中、基本的には、第1および第2クラッチ42、43の双方を解放することによって、第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間、および第2ロータ12bと第2サンギヤS2の間の双方を遮断する。また、第3クラッチ61を締結することによって、第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を接続し、第2変速機51を減速モードで駆動するとともに、第1および第2回転電機11、12で力行を行う。
また、2MOT駆動モード中、それまでに解放されていた第1および第2クラッチ42、43の一方の締結度合を選択的に制御することによって、左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを制御することができる。図27は、2MOT駆動モード中、第1クラッチ42の締結度合を制御し、滑らせるとともに、第2クラッチ43の解放の維持により第2ロータ12bと第2サンギヤS2の間を遮断状態に維持した場合におけるトルクの伝達状況を示している。
さらに、第2および第3実施形態と同様、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限することができる。この場合、基本的には、第1および第2回転電機11、12に対してゼロトルク制御を行うとともに、第2変速機51を動力遮断モードで駆動する(変速クラッチ54:解放、変速ブレーキ55:OFF)。また、第1〜第3クラッチ42、43、61の締結度合を制御することによって、第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間、第2ロータ12bと第2サンギヤS2の間、および第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を接続する。
図31は、1MOT駆動モード中におけるトルクの伝達状況を示している。1MOT駆動モード中、基本的には、第4実施形態(図23)と同様、第1〜第3クラッチ42、43、61をいずれも解放し、それにより、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間ならびに第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断する。また、第2変速機51を減速モードで駆動するとともに、第2回転電機12で力行を行う。以上により、図31に示すように、第2モータ出力トルクTM2は、第2変速機51を介して差動装置GS(キャリア部材13)に伝達され、さらに左右の出力軸SRL、SRRに伝達される。この場合、第2回転電機12の動力は、第2変速機51で減速された状態で左右の出力軸SRL、SRRに伝達される。また、共線図(図5参照)における差動装置GSのキャリア部材13から左出力軸SRLまでの距離と、キャリア部材13から右出力軸SRRまでの距離が互いに等しいので、キャリア部材13から左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクの分配比は1:1であり、左右の出力軸伝達トルクは互いに等しい。
また、1MOT駆動モード中、第1回転電機11を用いて左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを制御することができる。この場合、それまでに解放されていた第1および第2クラッチ42、43の一方を選択的に締結することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の一方との間を選択的に接続するとともに、第1回転電機11で力行または回生を行う。図32は、1MOT駆動モード中に、第1クラッチ42の締結により第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間を接続し、第2クラッチ43の解放の維持により第1ロータ11bと第2サンギヤS2の間を遮断状態に維持するとともに、第1回転電機11で力行を行った場合における各種の回転要素の間のトルクの伝達状況を示している。図32に示すように、第1モータ出力トルクTM1が差動装置GS(第1サンギヤS1)に伝達されることによって、左出力軸伝達トルクが右出力軸伝達トルクよりも大きくなり、その結果、車両VFRの右旋回時には右ヨーモーメントが増大し、左旋回時には左ヨーモーメントが低減される。
図34は、2MOT駆動モード中における各種の回転要素の間のトルクの伝達状況を示している。2MOT駆動モード中、基本的には、第1および第2クラッチ42、43の解放によって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間が遮断される。また、第3クラッチ61の締結によって、第1ロータ11bと第2ロータ12bの間が接続されるとともに、第2変速機51が減速モードで駆動される。以上により、図34に示すように、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2は、第2変速機51を介して差動装置GS(キャリア部材13)に伝達され、さらに左右の出力軸SRL、SRRに伝達される。この場合、第1および第2回転電機11、12の動力は、第2変速機51により減速した状態で左右の出力軸SRL、SRRに伝達される。また、キャリア部材13から左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクの分配比は1:1であり、左右の出力軸伝達トルクは互いに等しい。
また、2MOT駆動モード中、第4実施形態(図27および図28)と同様、それまでに解放されていた第1および第2クラッチ42、43の一方の締結度合を選択的に制御することによって、左右の出力軸SRL、SRRに分配されるトルクを制御することができる。図35は、2MOT駆動モード中、第1クラッチ42の締結度合を制御し、滑らせるとともに、第2クラッチ43の解放の維持により第2ロータ12bと第2サンギヤS2の間を遮断状態に維持した場合におけるトルクの伝達状況を示している。
さらに、2MOT駆動モード中、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限することができる。この場合、基本的には、第1〜第3クラッチ42、43、61をいずれも締結することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間ならびに第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を接続する。この場合、第1および第2クラッチ42、43の締結度合を、互いに同じ大きさに制御する。また、第2変速機51を動力遮断モードで駆動する(変速クラッチ54:解放、変速ブレーキ55:OFF)とともに、第1および第2回転電機11、12で力行を行う。
また、1MOT駆動モード中(図31)およびエンジン3のみを動力源とした車両VFRの走行中に、第2〜第4実施形態と同様、左右の出力軸SRL、SRRの間の差回転を制限することができる。この場合、基本的には、第1回転電機11に対してゼロトルク制御を行うとともに、第3クラッチ61の解放により第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断する。また、第1および第2クラッチ42、43の双方の締結度合を制御することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間を接続する。
1MOT駆動モード中、基本的には、第1〜第3クラッチ42、43、61をいずれも解放し、それにより、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間、ならびに第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断する。また、発進クラッチCLによって、エンジン3と第1リングギヤRt1の間を遮断し、変速機71を前述したMOT変速モード(図40参照)で駆動する(第1ブレーキ75:OFF、第2ブレーキ76:ON)とともに、第2回転電機12で力行を行う。
また、1MOT駆動モード中、第1回転電機11を用いて、前後の出力軸SF、SRに分配されるトルクを制御することができる。この場合、それまでに解放されていた第1および第2クラッチ42、43の一方を選択的に締結することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の一方との間を選択的に接続するとともに、第1回転電機11で力行または回生を行う。図45は、第2クラッチ43の締結により第1ロータ11bと第2サンギヤS2の間を接続し、第1クラッチ42の解放の維持により第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間を遮断状態に維持するとともに、第1回転電機11で力行を行った場合におけるトルクの伝達状況を示している。図45に示すように、第1モータ出力トルクTM1が差動装置GS(第2サンギヤS2)に伝達されることによって、後出力軸伝達トルクが前出力軸伝達トルクよりも大きくなる。
2MOT駆動モード中、基本的には、第1および第2クラッチ42、43の解放によって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間を遮断し、第3クラッチ61の締結により第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を接続するとともに、発進クラッチCLの解放によりエンジン3と第1リングギヤRt1の間を遮断する。また、変速機71を前述したMOT変速モードで駆動する(第1ブレーキ75:OFF、第2ブレーキ76:ON)とともに、第1および第2回転電機11、12の双方で力行を行う。以上により、図47に示すように、第1および第2モータ出力トルクTM1、TM2は、変速機71を介して差動装置GS(キャリア部材13)に伝達され、さらに前後の出力軸SF、SRに伝達される。この場合、第1および第2回転電機11、12の動力は、変速機71で減速された状態で前後の出力軸SF、SRに伝達される。また、キャリア部材13から前後の出力軸SF、SRに分配されるトルクの分配比は1:1であり、前出力軸伝達トルクおよび後出力軸伝達トルクは、互いに等しい。
また、2MOT駆動モード中、第4および第5実施形態と同様、それまでに解放されていた第1および第2クラッチ42、43の一方の締結度合を選択的に制御することによって、前後の出力軸SF、SRに分配されるトルクを制御することができる。図48は、2MOT駆動モード中、第2クラッチ43の締結度合を制御し、滑らせるとともに、第1クラッチ42の解放の維持により第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間を遮断状態に維持した場合におけるトルクの伝達状況を示している。
さらに、2MOT駆動モード中、前後の出力軸SF、SRの間の差回転を制限することができる。この場合、基本的には、第1〜第3クラッチ42、43、61をいずれも締結することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間ならびに第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を接続するとともに、発進クラッチCLの解放によりエンジン3と第1リングギヤRt1の間を遮断する。また、変速機71の第1および第2ブレーキ75、76の双方をOFF状態に制御することによって、第2ロータ12bおよび第2リングギヤRt2の双方の回転を許容するとともに、第1および第2回転電機11、12で力行を行う。
動力分割モードは、エンジン3の動力を変速歯車装置GTで分割して、互いに並列な2つの伝達経路を介して、前後の出力軸SF、SRに伝達する動作モードであり、その実行中には、トルク分配制御または差動制限制御が行われる。この動力分割モード中のトルク分配制御では、基本的には、発進クラッチCLの締結によりエンジン3と変速歯車装置GTの第1リングギヤRt1の間を接続し、変速機71を前述したECVTモード(図41参照)で駆動する(第1および第2ブレーキ75、76の双方:OFF)。また、第3クラッチ61の解放により第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断するとともに、変速歯車装置GTを介して伝達されるエンジン3の動力の一部を用いて、第2回転電機12で回生を行う。また、回生した電力を、第2および第1PDU22、21を介して、第1ステータ11aに供給し、第1回転電機11で力行を行うとともに、第1および/または第2クラッチ42、43の締結・解放によって、第1ロータ11bと第1および/または第2サンギヤS1、S2の間を接続する。図51は、第1クラッチ42の解放により第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間を遮断するとともに、第2クラッチ43の締結により第1ロータ11bと第2サンギヤS2の間を接続した場合における、各種の回転要素の間のトルクの伝達状況を示している。
第1伝達経路:変速歯車装置GT→差動装置GS→前後の出力軸SF、SR
第2伝達経路:変速歯車装置GT→第2回転電機12→第2PDU22→第1PDU21→第1回転電機11→差動装置GS→前後の出力軸SF、SR
この第2伝達経路では、エンジン3の動力の一部が、一旦電力に変換した後、動力に戻して伝達する、いわゆる電気パスによって伝達される。
さらに、動力分割モード中、第1および第2クラッチ42、43の締結度合を互いに同じ大きさに制御することによって、第1ロータ11bから第1および第2サンギヤS1、S2に伝達されるトルクが互いに同じ大きさになる。また、第1および第2サンギヤS1、S2が第1ロータ11bを介して互いに接続されるので、両者S1およびS2の間で差回転が生じているときには、第1および第2クラッチ42、43から第1および第2サンギヤS1、S2にそれぞれ反力が作用する。これらの反力は、第1および第2サンギヤS1、S2を一体に回転させるように作用し、それにより、第2および第1リングギヤR2、R1にそれぞれ連結された前後の出力軸SFおよびSRの差回転が制限される。図52は、この場合における各種の回転要素の間のトルクの伝達状況を示している。
ENG駆動モード中、基本的には、第1〜第3クラッチ42、43、61をいずれも解放することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間、ならびに第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断する。また、発進クラッチCLの締結によりエンジン3と第1リングギヤRt1の間を接続するとともに、変速機71を前述したENG増速モード(図42参照)で駆動する(第1ブレーキ75:ON、第2ブレーキ76:OFF)。
また、ENG駆動モード中、第1回転電機11を用いて前後の出力軸SF、SRに分配されるトルクを制御することができる。この場合、それまでに解放されていた第1および第2クラッチ42、43の一方を選択的に締結することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の一方との間を選択的に接続するとともに、第1回転電機11で力行または回生を行う。図54は、ENG駆動モード中に、第2クラッチ43の締結により第1ロータ11bと第2サンギヤS2の間を接続し、第1クラッチ42の解放の維持により第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間を遮断状態に維持するとともに、第1回転電機11で力行を行った場合におけるトルクの伝達状況を示している。図54に示すように、第1モータ出力トルクTM1が差動装置GS(第2サンギヤS2)に伝達されることによって、後出力軸伝達トルクが前出力軸伝達トルクよりも大きくなる。
減速回生モードは、主として、車両VFRの減速走行中に実行される運転モードであり、車両VFRの慣性エネルギを用いて、第2および/または第1回転電機12、11で回生を行う。減速回生モード中、基本的には、第1〜第3クラッチ42、43、61を解放することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間、ならびに第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断する。また、発進クラッチCLの解放によりエンジン3と第1リングギヤRt1の間を遮断し、変速機71をMOT変速モードで駆動する(第1ブレーキ75:OFF、第2ブレーキ76:ON)とともに、第2回転電機12で回生を行う。
また、減速回生モード中、第1回転電機11を用いて、前後の出力軸SF、SRに作用する(分配される)制動トルクを制御することができる。この場合、それまでに解放されていた第1および第2クラッチ42、43の一方を選択的に締結することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の一方との間を選択的に接続するとともに、第1回転電機11で力行または回生を行う。図56は、第2クラッチ43の締結により第1ロータ11bと第2サンギヤS2の間を接続し、第1クラッチ42の解放の維持により第1ロータ11bと第1サンギヤS1の間を遮断状態に維持するとともに、第1回転電機11で回生を行った場合におけるトルクの伝達状況を示している。
1MOT駆動モード中(図44)、ENG駆動モード中(図53)および減速回生モード中(図55)に、第2〜第5実施形態と同様、前後の出力軸SF、SRの間の差回転を制限することができる。この場合、基本的には、第3クラッチ61の解放により第1ロータ11bと第2ロータ12bの間を遮断し、第1回転電機11に対してゼロトルク制御を行うとともに、第1および第2クラッチ42、43の締結度合を制御することによって、第1ロータ11bと第1および第2サンギヤS1、S2の双方との間を接続する。これにより、第1および第2サンギヤS1、S2が第1ロータ11bを介して互いに接続されるので、両者S1およびS2の間で差回転が生じているときには、第1および第2クラッチ42、43から第1および第2サンギヤS1、S2にそれぞれ反力が作用する。これらの反力は、第1および第2サンギヤS1、S2を一体に回転させるように作用し、それにより、第2および第1リングギヤR2、R1にそれぞれ連結された前後の出力軸SFおよびSRの差回転が制限される。
αA=ZR1/ZS1 ……(3)
βA=(ZR1−ZS2)/ZS2 ……(4)
第1実施形態で述べたように、ZR1は第1リングギヤR1の歯数であり、ZS1は第1サンギヤS1の歯数、ZS2は第2サンギヤS2の歯数である。
αX=ZS1X/ZR1X ……(5)
βX=(ZS1X/ZS2X)−1 ……(6)
ここで、ZS1Xは第1サンギヤS1Xの歯数であり、ZR1Xは第1リングギヤR1Xの歯数、ZS2Xは第2サンギヤS2Xの歯数である。
αB={ZR1B(ZR2B−ZS2)}/{ZS2(ZR1B+ZR2B)} ……(7)
βB={ZR2B(ZR1B−ZS1)}/{ZS1(ZR1B+ZR2B)}
……(8)
ここで、ZR1Bは第1リングギヤR1Bの歯数であり、ZR2Bは第2リングギヤR2Bの歯数、ZS2は第2サンギヤS2の歯数、ZS1は第1サンギヤS1の歯数である。
αD=ZS1D/(ZR1D−ZS1D) ……(9)
βD={ZR1D(ZS1D−ZS2D)}/{ZS2D(ZR1D−ZS1D)} ……(10)
ここで、ZS1Dは第1サンギヤS1Dの歯数であり、ZR1Dは第1リングギヤR1Dの歯数、ZS2Dは第2サンギヤS2Dの歯数である。
a)差動装置GSHがエンジンに連結されていない点。
b)キャリア部材91が、前出力軸SFに代えて、第1ロータ11bに連結されている点。
c)第2リングギヤR2Aが、エンジン(変速機出力軸)に代えて、第4回転軸17およびフランジを介して前出力軸SFに連結されている点。
αF=ZR1/(ZR2A−ZR1) ……(11)
βF={ZR2A(ZR1−ZS2)}/{ZS2(ZR2A−ZR1)} ……(12)
第9実施形態で述べたように、ZR1は、第1リングギヤR1の歯数であり、ZR2Aは、第2リングギヤR2Aの歯数、ZS2は、第2サンギヤS2の歯数である。
a)差動装置GSIがエンジンに連結されていない点。
b)第2サンギヤS2Xが、第2ロータ12bに代えて、第1ロータ11bに連結されている点。
c)第2リングギヤR2Xが、エンジン(変速機出力軸)に代えて、左出力軸SRLに連結されている点。
d)キャリア部材91が、左出力軸SRLに代えて、右出力軸SRRに連結されている点。
e)第1リングギヤR1Xが、第1ロータ11bに代えて、第2ロータ12bに連結されている点。
αI=(ZR2X/ZS2X)−1 ……(13)
βI=ZR2X/ZR1X ……(14)
ここで、ZR2Xは第2リングギヤR2Xの歯数であり、ZS2Xは第2サンギヤS2Xの歯数、ZR1Xは第1リングギヤR1Xの歯数である。
a)差動装置GSJがエンジンに連結されていない点。
b)キャリア部材95が、エンジン(変速機出力軸)に代えて、右出力軸SRRに連結されている点。
αJ=(ZR2B/ZS2)−1 ……(15)
βJ=ZR2B/ZS1 ……(16)
a)差動装置GSKがエンジンに連結されていない点。
b)第1リングギヤR1Bが、右出力軸SRRに代えて、左出力軸SRLに連結されている点。
c)キャリア部材95が、エンジン(変速機出力軸)に代えて、右出力軸SRRに連結されている点。
d)第2リングギヤR2Bが、左出力軸SRLに代えて、第2ロータ12bに連結されている点。
αK=(ZR1B/ZS1)−1 ……(17)
βK=ZR1B/ZR2B ……(18)
a)差動装置GSLがエンジンに連結されていない点。
b)第2サンギヤS2Dが、第2ロータ12bに代えて、第1ロータ11bに連結されている点。
c)第2リングギヤR2Dが、エンジン(変速機出力軸)に代えて、左出力軸SRLに連結されている点。
d)第1リングギヤR1Dが、左出力軸SRLに代えて、右出力軸SRRに連結されている点。
e)キャリア部材101が、第1ロータ11bに代えて、第2ロータ12bに連結されている点。
αL={ZR1D(ZR2D−ZS2D)}/{ZS2D(ZR1D−ZR2D)} ……(19)
βL=ZR2D/(ZR1D−ZR2D) ……(20)
ここで、第13実施形態で述べたように、ZR1Dは第1リングギヤR1Dの歯数であり、ZR2Dは第2リングギヤR2Dの歯数、ZS2Dは第2サンギヤS2Dの歯数である。以上により、第20実施形態によれば、第15実施形態による効果を同様に得ることができる。
VFF 車両(輸送機関)
SRL 左出力軸(2つの被駆動部の一方)
SRR 右出力軸(2つの被駆動部の他方)
SFL 左出力軸(2つの被駆動部の一方)
SFR 右出力軸(2つの被駆動部の他方)
SF 前出力軸(2つの被駆動部の他方)
SR 後出力軸(2つの被駆動部の一方)
3 エンジン(エネルギ出力装置)
11 第1回転電機(第1エネルギ入出力装置)
12 第2回転電機(第2エネルギ入出力装置)
GS 差動装置
S1 第1サンギヤ(第1ギヤ、第1外側回転要素)
R1 第1リングギヤ(第2ギヤ、第2準外側回転要素)
P1 第1ピニオンギヤ
S2 第2サンギヤ(第3ギヤ、第2外側回転要素)
R2 第2リングギヤ(第4ギヤ、第1準外側回転要素)
P2 第2ピニオンギヤ
13 キャリア部材(キャリア、中央回転要素)
41 回転電機(第1エネルギ入出力装置)
ST サンギヤ(第1回転要素)
CT キャリア(第2回転要素)
RT リングギヤ(第3回転要素)
54 変速クラッチ(接断手段)
55 変速ブレーキ(制動手段)
61 第3クラッチ(第3接断手段)
CL 発進クラッチ(接断手段)
GT 変速歯車装置(変速装置)
RG 減速機
Claims (7)
- 輸送機関を推進するための2つの被駆動部を駆動するための動力装置であって、
回転エネルギを入出力可能な第1エネルギ入出力装置と、
互いに噛み合う第1ピニオンギヤおよび第2ピニオンギヤを回転自在に支持する回転自在のキャリア、前記第1および第2ピニオンギヤの一方と噛み合う第1ギヤおよび第2ギヤ、ならびに、前記第1および第2ピニオンギヤの他方と噛み合う第3ギヤを有し、前記キャリアおよび前記第1〜第3ギヤから成る4つの回転要素の回転数が共線図において単一の直線上に並ぶ共線関係を満たすように構成された差動装置と、を備え、
前記4つの回転要素のうち、前記共線図において両外側にそれぞれ位置する第1外側回転要素および第2外側回転要素は、第1接断手段および第2接断手段をそれぞれ介して、前記第1エネルギ入出力装置に機械的に連結されており、
前記第1接断手段は、前記第1外側回転要素と前記第1エネルギ入出力装置との間を機械的に接続および遮断することが可能であり、
前記第2接断手段は、前記第2外側回転要素と前記第1エネルギ入出力装置との間を機械的に接続および遮断することが可能であり、
前記4つの回転要素のうち、前記第1および第2外側回転要素の隣にそれぞれ位置する第1および第2準外側回転要素は、前記2つの被駆動部の一方および他方にそれぞれ機械的に連結されていることを特徴とする動力装置。 - 前記差動装置は、前記第1および第2ピニオンギヤの前記他方と噛み合う第4ギヤをさらに有し、
該第4ギヤ、前記キャリアおよび前記第1〜第3ギヤから成る5つの回転要素の回転数は、共線図において単一の直線上に並ぶ共線関係を満たしており、
前記5つの回転要素のうちの前記第1および第2外側回転要素は、前記第1および第2接断手段をそれぞれ介して、前記第1エネルギ入出力装置に機械的に連結され、前記第1および第2準外側回転要素は、前記一方および他方の被駆動部に機械的にそれぞれ連結されていることを特徴とする、請求項1に記載の動力装置。 - 第1回転要素、第2回転要素および第3回転要素を有し、該第1〜第3回転要素の回転数が共線図において単一の直線上にこの順で並ぶ共線関係を満たすように構成され、前記第1回転要素が前記第1エネルギ入出力装置に機械的に連結され、前記第2回転要素が、前記5つの回転要素のうちの前記第1および第2外側回転要素ならびに前記第1および第2準外側回転要素以外の回転要素である中央回転要素に機械的に連結された変速用差動装置と、
前記第1回転要素と前記第2回転要素との間を機械的に接続および遮断することが可能な接断手段と、
前記第3回転要素を制動可能な制動手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項2に記載の動力装置。 - 回転エネルギを入出力可能であり、前記第1エネルギ入出力装置とは別個に設けられるとともに、前記第1回転要素に機械的に連結された第2エネルギ入出力装置をさらに備え、
前記第1回転要素は、前記第2エネルギ入出力装置を介して、前記第1エネルギ入出力装置に機械的に連結されており、
前記第1エネルギ入出力装置と前記第2エネルギ入出力装置との間を機械的に接続および遮断することが可能な第3接断手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項3に記載の動力装置。 - 回転エネルギを出力可能であり、前記第1エネルギ入出力装置とは別個に設けられたエネルギ出力装置をさらに備え、
前記5つの回転要素のうちの前記第1および第2外側回転要素ならびに前記第1および第2準外側回転要素以外の回転要素である中央回転要素が、前記エネルギ出力装置に機械的に連結されていることを特徴とする、請求項2ないし4のいずれかに記載の動力装置。 - 前記エネルギ出力装置と前記中央回転要素との間を機械的に接続および遮断することが可能な接断手段と、
該接断手段と前記中央回転要素との間に設けられた変速装置と、をさらに備えることを特徴とする、請求項2に従属する請求項5に記載の動力装置。 - 前記第1エネルギ入出力装置と前記第1および第2接断手段との間に設けられ、前記第1エネルギ入出力装置の回転エネルギを減速した状態で前記第1および第2接断手段に伝達するための減速機をさらに備えることを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載の動力装置。
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