JP2018028310A - Transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無端伝動部材を介して回転電機が出力する回転トルクを駆動軸に伝達可能な伝動システムに関する。 The present invention relates to a transmission system capable of transmitting rotational torque output from a rotating electrical machine to a drive shaft via an endless transmission member.
従来、エンジンの駆動力を利用して発電可能であるともに当該エンジンの駆動軸に回転トルクを付与可能な回転電機、および、回転電機と駆動軸とを連結する無端伝動部材としてのベルトを備える伝動システムが知られている。伝動システムでは、エンジンの駆動を開始するとき、スタータによってエンジンの駆動を開始した後、ベルトを介して回転電機が出力する回転トルクによって駆動軸の回転数を維持する。これにより、エンジンを駆動開始するときのスタータの駆動時間を短くすることによってスタータと駆動軸とを連結するギアにおける噛み合い音を低減し、エンジンの駆動を開始するときの静粛性を向上することができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a rotary electric machine that can generate electric power using the driving force of an engine and can apply rotational torque to the drive shaft of the engine, and a transmission provided with a belt as an endless transmission member that connects the rotary electric machine and the drive shaft. The system is known. In the transmission system, when starting the engine, the starter starts driving the engine, and then the rotational speed of the drive shaft is maintained by the rotational torque output from the rotating electrical machine via the belt. This reduces the meshing noise in the gear connecting the starter and the drive shaft by shortening the drive time of the starter when starting the engine, thereby improving the quietness when starting the engine. it can.
しかしながら、伝動システムにおいてベルトを介して駆動軸を回転するとき、エンジンの駆動力を利用して回転電機において発電するときとは異なる箇所のベルトの張力が低下するため、張力不足に起因するベルトの滑りが発生し、滑り音が発生したりエンジンを確実に駆動開始することができなかったりするおそれがある。例えば、特許文献1には、エンジン停止前の発電時またはエンジンの駆動を開始するときにエンジンを駆動するときの回転方向とは反対の方向に回転可能な回転電機、および、ベルトに当接可能なテンショナプーリを有しエンジンの駆動を開始するときにベルトの張力を比較的長い間維持可能なオートテンショナを備える伝動システムが記載されている。 However, when the drive shaft is rotated via the belt in the transmission system, the belt tension at a location different from that when the power is generated by the rotating electrical machine using the driving force of the engine is lowered. There is a risk that slipping may occur, a sliding noise may occur, or the engine cannot be started reliably. For example, Patent Document 1 discloses that a rotating electrical machine that can rotate in a direction opposite to the rotation direction when the engine is driven at the time of power generation before the engine is stopped or when driving of the engine is started, and can contact the belt. A transmission system is described which comprises an automatic tensioner having a tensioner pulley that can maintain the belt tension for a relatively long time when the engine is started.
しかしながら、特許文献1に記載の伝動システムでは、エンジン停止前の発電時に回転電機が逆回転する場合、テンショナプーリは、エンジンの停止中にベルトが張力を維持し続けることができるようベルトに対して押し込まれた状態が維持される。特許文献1に記載の伝動システムが備えるオートテンショナでは、コイルに通電することによってテンショナプーリを所定の位置に固定するため、エンジンが停止している間はコイルに通電し続ける必要があり、消費電力が大きくなる。また、エンジンの駆動を開始するときに回転電機を逆回転する場合、エンジンの駆動開始の指令が出されてから実際にエンジンが駆動開始するまでの時間が長くなる。 However, in the transmission system described in Patent Document 1, when the rotating electrical machine rotates in the reverse direction during power generation before the engine stops, the tensioner pulley is in contact with the belt so that the belt can maintain the tension while the engine is stopped. The pushed-in state is maintained. In the auto tensioner provided in the transmission system described in Patent Document 1, since the tensioner pulley is fixed at a predetermined position by energizing the coil, it is necessary to continue energizing the coil while the engine is stopped. Becomes larger. Further, when the rotating electrical machine is reversely rotated when starting the engine drive, the time from when the engine drive start command is issued until the engine actually starts driving becomes longer.
本発明は、回転電機が出力する回転トルクによって内燃機関の駆動を確実に開始することが可能な伝動システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a transmission system that can reliably start driving of an internal combustion engine by rotational torque output from a rotating electrical machine.
本発明は、内燃機関(11)に適用される伝動システム(1)であって、回転電機(21,31)、回転電機プーリ(22)、駆動軸プーリ(23)、無端伝動部材(26)、オートテンショナ(27,47)、および、回転電機制御部(28,38,48)を備える。
回転電機は、内燃機関を駆動開始可能、内燃機関を駆動開始可能なスタータによって駆動を開始した内燃機関の回転数を維持可能、または、スタータによって駆動を開始した内燃機関の回転数を上げることが可能、な回転トルクを出力可能である。
回転電機プーリは、回転電機の回転軸(211)と一体に回転可能に設けられる。
駆動軸プーリは、内燃機関の駆動軸(111)と一体に回転可能に設けられる。
無端伝動部材は、回転電機プーリおよび駆動軸プーリに掛け回され、回転軸と駆動軸との間において回転トルクを伝達可能である。
オートテンショナは、無端伝動部材に当接可能に設けられ無端伝動部材の張り方向および緩み方向へ移動可能なテンショナプーリ(271,471)を有する。オートテンショナは、テンショナプーリを現状より緩み方向に移動するときの減衰力がテンショナプーリを現状より張り方向に移動するときの減衰力に比べ大きい。
回転電機制御部は、回転電機の駆動を制御可能である。
The present invention is a transmission system (1) applied to an internal combustion engine (11), and includes a rotating electrical machine (21, 31), a rotating electrical machine pulley (22), a drive shaft pulley (23), and an endless transmission member (26). , An auto tensioner (27, 47), and a rotating electrical machine controller (28, 38, 48).
The rotating electrical machine can start driving the internal combustion engine, can maintain the rotational speed of the internal combustion engine started by the starter capable of starting driving the internal combustion engine, or can increase the rotational speed of the internal combustion engine started to drive by the starter Possible rotation torque can be output.
The rotating electrical machine pulley is provided to be rotatable integrally with a rotating shaft (211) of the rotating electrical machine.
The drive shaft pulley is rotatably provided integrally with the drive shaft (111) of the internal combustion engine.
The endless transmission member is wound around the rotating electrical machine pulley and the drive shaft pulley, and can transmit rotational torque between the rotation shaft and the drive shaft.
The auto tensioner has tensioner pulleys (271, 471) that are provided so as to be able to contact the endless transmission member and are movable in the tensioning direction and the loosening direction of the endless transmission member. In the auto tensioner, the damping force when the tensioner pulley is moved in the loosening direction from the current state is larger than the damping force when the tensioner pulley is moved in the tension direction from the current state.
The rotating electrical machine control unit can control driving of the rotating electrical machine.
本発明の伝動システムでは、回転電機は、内燃機関の駆動を開始、または、スタータによって内燃機関の駆動を開始したのち内燃機関の回転数を維持または当該回転数を上げる。内燃機関の駆動軸が回転すると、駆動軸と回転軸との間の無端伝動部材に緩みが生じる。このとき、テンショナプーリは、当該緩みがなくなるようベルトの張り方向に移動する。本発明の伝動システムが備えるオートテンショナは、一旦、テンショナプーリが無端伝動部材の張り方向に移動すると現状より縮み方向に移動する時間が現状より張り方向に移動する時間に比べ長くなるよう減衰力が設定されている。これにより、スタータに続いて回転電機が内燃機関の回転数を維持するとき無端伝動部材の張りがある程度の間維持されているため、無端伝動部材の滑りが抑制され回転電機の回転軸から内燃機関の駆動軸に回転トルクを十分に伝えることができる。したがって、内燃機関を確実に駆動開始することができる。 In the transmission system of the present invention, the rotating electrical machine starts driving the internal combustion engine, or starts driving the internal combustion engine with a starter, and then maintains or increases the rotational speed of the internal combustion engine. When the drive shaft of the internal combustion engine rotates, the endless transmission member between the drive shaft and the rotation shaft is loosened. At this time, the tensioner pulley moves in the belt tension direction so that the looseness is eliminated. The auto tensioner provided in the transmission system of the present invention has a damping force that once the tensioner pulley moves in the tensioning direction of the endless transmission member, the time for moving in the contraction direction is longer than the current time for moving in the tensioning direction. Is set. Thus, since the tension of the endless transmission member is maintained for a certain period when the rotating electrical machine maintains the rotational speed of the internal combustion engine following the starter, the endless transmission member is prevented from slipping, and the internal combustion engine is prevented from slipping. Rotational torque can be sufficiently transmitted to the drive shaft. Therefore, the internal combustion engine can be reliably started to drive.
また、本発明の伝動システムでは、オートテンショナにおける減衰力の設定のみによって無端伝動部材の張りを比較的長い時間維持することができるため、無端伝動部材の張りを比較的長い時間維持するため電気エネルギを利用して無端伝動部材に対するテンショナプーリの位置を固定する電磁駆動のオートテンショナに比べ、消費されるエネルギを少なくすることができる。
また、本発明の伝動システムでは、無端伝動部材の張りを比較的長い時間維持することができるため、例えば、アイドルストップ状態の内燃機関の駆動を開始するときに回転電機を逆回転することが不要となる。これにより、エンジンの駆動開始の指令が出されてから実際にエンジンが駆動開始するまでの時間を短くすることができる。
Further, in the transmission system of the present invention, since the tension of the endless transmission member can be maintained for a relatively long time only by setting the damping force in the auto tensioner, electric energy is used to maintain the tension of the endless transmission member for a relatively long time. As compared with an electromagnetically driven auto tensioner that fixes the position of the tensioner pulley with respect to the endless transmission member by using, energy consumed can be reduced.
Further, in the transmission system of the present invention, since the tension of the endless transmission member can be maintained for a relatively long time, for example, it is not necessary to reversely rotate the rotating electrical machine when starting to drive the internal combustion engine in the idle stop state. It becomes. As a result, the time from when the engine drive start command is issued until the engine actually starts driving can be shortened.
以下、本発明の複数の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(第一実施形態)
第一実施形態による伝動システムを図1〜6に基づいて説明する。第一実施形態による伝動システム1は、図2に示すエンジンシステム10に適用される。エンジンシステム10は、「内燃機関」としてのエンジン11、トランスミッション12、スタータ13、「駆動軸制御部」としてのエンジン電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)14、および、伝動システム1を備える。
(First embodiment)
A transmission system according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The transmission system 1 according to the first embodiment is applied to the
エンジン11は、例えば、ガソリンを燃料とする内燃機関である。エンジン11は、燃焼室110におけるガソリンの燃焼による図示しないピストンの上下移動を「駆動軸」としてのクランクシャフト111の回転運動として出力する。クランクシャフト111が出力する回転トルクは、トランスミッション12において回転数や回転方向が変換され、図示しない車輪に出力される。
The
スタータ13は、ギア131を介してクランクシャフト111と連結されている。スタータ13は、エンジンECU14と電気的に接続されている。スタータ13は、エンジン11が駆動可能な回転トルクをクランクシャフト111に出力可能である。
The
エンジンECU14は、エンジン11、スタータ13および伝動システム1と電気的に接続されている。エンジンECU14は、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのROMおよびRAM、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。エンジンECU14は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等に基づき、ROMに記憶されたプログラムに従い処理を行い、エンジン11の駆動を統合的に制御する。例えば、エンジンECU14は、車両の運転者による図示しないイグニッションスイッチでのエンジン11の駆動開始操作やアイドルストップ状態の解除操作などに応じて、車両の状態に基づくスタータ13の駆動の制御やクランクシャフト111の回転トルクの制御を行う。
The
伝動システム1は、クランクシャフト111に連結可能な位置に設けられる。第一実施形態では、エンジン11を挟んでスタータ13のギア131とは反対側に設けられる。伝動システム1は、回転電機21、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24、25、「無端伝動部材」としてのベルト26、オートテンショナ27、および、「回転電機制御部」としての回転電機用電子制御ユニット(以下、「回転電機用ECU」という)28を備える。
The transmission system 1 is provided at a position where it can be connected to the
回転電機21は、例えば、ISG(Integrated Starter Generator)であって、電力が供給されることによって回転軸211が回転駆動(力行作動)し、回転軸211に回転トルクが入力されることによって発電(回生作動)する複数の機能を統合したモータジェネレータである。回転電機21は、回転電機用ECU28と電気的に接続するとともに、図示しないバッテリと電気的に接続している。回転電機21は、回転電機用ECU28によって駆動が制御される。第一実施形態では、回転電機21は、スタータ13によってエンジン11の駆動が開始されたのちエンジン11の回転数を維持または上げることが可能な回転トルクを出力可能となっている。
The rotating
回転電機プーリ22は、円板状に形成され、中心部が回転軸211に接続されるよう設けられている。回転電機プーリ22は、回転軸211と一体に回転可能である。
The rotating
駆動軸プーリ23は、円板状に形成され、中心部がクランクシャフト111に接続されるよう設けられている。駆動軸プーリ23は、クランクシャフト111と一体に回転可能である。
The
補機プーリ24は、円板状に形成され、例えば、ウォーターポンプ240の回転軸241と一体に回転可能に設けられる。
補機プーリ25は、円板状に形成され、例えば、空調用コンプレッサ250の回転軸251と一体に回転可能に設けられる。
The
The
ベルト26は、例えば、ゴムおよびワイヤーなどによって端部を有しない環状に形成されている部材である。ベルト26は、外力が作用すると弾性変形し伸縮する。ベルト26は、駆動軸プーリ23、回転電機プーリ22、および、補機プーリ24、25に掛け回されるようにして設けられている。これにより、例えば、クランクシャフト111とともに駆動軸プーリ23が回転すると、当該回転が補機プーリ24、25、および、回転電機プーリ22に伝達される。また、回転軸211とともに回転電機プーリ22が回転すると、当該回転が補機プーリ24、25、および、駆動軸プーリ23に伝達される。
このように、ベルト26は、クランクシャフト111と回転軸211、241、251との間において回転トルクを伝達可能に形成されている。
The
Thus, the
第一実施形態では、エンジン11の通常運転時、クランクシャフト111は、駆動軸プーリ23とともに、図1において時計回りに回転する。これにより、エンジン11の通常運転時、ベルト26および各プーリも時計回り方向に回転する。なお、第一実施形態では、図1における時計回り方向の回転を「正回転」とし、「スタータによる内燃機関の駆動を開始するときの駆動軸の回転を妨げる方向」としての図1における反時計回り方向の回転を「逆回転」とする。
In the first embodiment, during normal operation of the
伝動システム1では、ベルト26が正回転しているときベルト26を介してクランクシャフト111の回転トルクが伝達される回転電機21は、ジェネレータとして発電を行う。このとき、クランクシャフト111の回転トルクは、ベルト26を介して回転軸241、251にも伝達され、ウォーターポンプ240および空調用コンプレッサ250が駆動する。
また、回転電機21は、エンジンECU14の指令に基づいて正回転し、クランクシャフト111の回転をアシストするアシストモータとして回転駆動を行うことも可能である。
In the transmission system 1, the rotating
The rotating
オートテンショナ27は、テンショナプーリ271、アーム272、および、テンショナ本体部273を有する。
The
テンショナプーリ271は、円板状に形成され、アーム272の一端に回転可能に支持されている。テンショナプーリ271は、ベルト26が正回転するとき駆動軸プーリ23から回転電機プーリ22に送られるベルト26に当接可能に設けられている。ここで、テンショナプーリ271が当接している部位を含む駆動軸プーリ23から回転電機プーリ22に送られるベルト26の部位を「内燃機関が駆動を開始するとき駆動軸から回転軸に送られる無端伝動部材の部位」としての第一の部位261とする。また、ベルト26が正回転するとき回転電機プーリ22から駆動軸プーリ23に送られるベルト26の部位を第二の部位262とする。
The
アーム272は、略L字状に形成され、軸部274、275を有している。軸部274は、例えば、エンジン11近傍の車体壁面に固定され、アーム272の略中央を軸受けする。これにより、アーム272は、軸部274を中心にエンジン11に対し相対回転可能である。軸部275は、アーム272のテンショナプーリ271が設けられている一方の端部に設けられ、テンショナプーリ271の中心を回転可能に支持している。これにより、テンショナプーリ271は、ベルト26に当接しつつ回転可能であり、かつ、軸部274を中心にエンジン11に対し相対移動可能である。
The
テンショナ本体部273は、例えば、エンジン11近傍の車体壁面に固定されている。テンショナ本体部273には、軸方向に移動可能な突出部276、および、付勢部277が設けられている。
突出部276は、一方の端部が付勢部277によってテンショナ本体部273から突出するよう形成されている。突出部276の当該一方の端部は、アーム272の他方の端部を回転可能に支持している。
付勢部277は、突出部276の他方の端部を支持している。付勢部277は、突出部276の一方の端部をテンショナ本体部273から突出するよう突出部276を付勢している。
The tensioner
The protruding
The urging
オートテンショナ27では、付勢部277が軸方向に伸縮すると、アーム272が軸部274を中心に回転し、テンショナプーリ271のエンジン11に対する相対位置が変化する。これにより、駆動軸プーリ23と回転電機プーリ22との間のベルト26の張力が変化する。
In the
ここで、付勢部277の減衰力の特性について図3に基づいて説明する。図3には、テンショナプーリ271の移動速度に対する付勢部277の減衰力の変化を示す。
図3では、横軸にテンショナプーリ271の移動速度を示す。図3の横軸において正の側、すなわち、図3の紙面における右側を「張り方向」としての伸長方向にテンショナプーリ271が移動したときの移動速度とし、図3の紙面における左側を「緩み方向」としての収縮方向にテンショナプーリ271が移動したときの移動速度とする。第一実施形態では、テンショナプーリ271が伸長方向に移動するとベルト26の張力は増すこととなる。また、テンショナプーリ271が収縮方向に移動するとベルト26の張力は減ることとなる。
また、図3では、縦軸に付勢部277の減衰力を示す。ここで「減衰力」とは、テンショナプーリ271が伸長方向または収縮方向に移動するとき、当該移動する方向に移動することを妨げる力を指す。
Here, the characteristics of the damping force of the urging
In FIG. 3, the moving speed of the
In FIG. 3, the vertical axis indicates the damping force of the biasing
図3に示すように、テンショナプーリ271が伸長方向に移動するとき、付勢部277における減衰力は、ほぼ0となっている。一方、テンショナプーリ271が収縮方向に移動するとき、付勢部277における減衰力は、テンショナプーリ271の収縮方向への移動速度が増加するにしたがって大きくなる。すなわち、テンショナプーリ271を現状より収縮方向に移動するときの付勢部277における減衰力は、テンショナプーリ271を現状より伸長方向に移動するときの付勢部277における減衰力に比べ大きい。
As shown in FIG. 3, when the
回転電機用ECU28は、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのROMおよびRAM、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。回転電機用ECU28は、エンジンECU14、および、回転電機21と電気的に接続している。回転電機用ECU28は、エンジンECU14からの信号やベルト26の張力に関する情報に基づき、ROMに記憶されたプログラムに従い処理を行い、回転電機21の駆動を制御する。
The rotating
次に、第一実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスを説明する。エンジンシステム10では、例えば、アイドルストップ状態からのエンジン11の再駆動において、図4に示すフローチャートに従ってスタータ13と回転電機21とを連携しエンジン11の駆動を開始する。このときのエンジンシステム10の各部の特性の時間変化を図5に示す。また、エンジン11の駆動開始プロセスにおけるベルト26の状態を図6に示す。なお、図6では、オートテンショナ27の構成は簡単に図示するとともに、補機プーリ24、25を省略する。
Next, the drive start process of the
図5(a)には、エンジン11の回転数の時間変化を示す。図5(b)には、ベルト26の張力の時間変化を示す。図5(c)には、テンショナプーリ271の変位の時間変化を示す。図5(d)には、スタータ13の駆動状態の時間変化を示す。図5(e)には、回転電機21が出力する力行作動の回転トルクの時間変化を示す。
FIG. 5A shows a change over time in the rotational speed of the
ここで、図5(b)に示すベルト26の張力、および、図5(c)に示すテンショナプーリ271の変位について説明する。
回転電機プーリ22および駆動軸プーリ23が回転していないとき、テンショナプーリ271は、ベルト26に当接しつつ付勢部277によって押し込まれているため、ベルト26は、ある程度の張力を有している。このときのベルト26の張力を図5(b)に示す張力Tb0とし、ベルト26に張力Tb0を与えることができるテンショナプーリ271の位置を基準位置(図5(c)では0)とする。
第一実施形態では、基準位置にあるテンショナプーリ271がベルト26を押し込む方向に移動すると、ベルト26の張力は大きくなる。このときのテンショナプーリ271の基準位置からの変位を図5(c)においてはプラス側に示す。一方、テンショナプーリ271がベルト26から離れる方向に移動すると、ベルト26の張力は小さくなる。このときのテンショナプーリ271の基準位置からの変位を図5(c)においてはマイナス側に示す。
Here, the tension of the
When the rotating
In the first embodiment, when the
また、図5(b)には、ベルト26と回転電機プーリ22および駆動軸プーリ23との間における滑りの限界を示す滑り限界mTbを示す。ここで滑り限界mTbとは、回転電機プーリ22または駆動軸プーリ23に対してベルト26が滑り始めるときのベルト26の張力である。すなわち、ベルト26を介した回転電機プーリ22と駆動軸プーリ23との間での回転トルクの伝達において、ベルト26の張力が滑り限界mTb以下になると、回転電機プーリ22と駆動軸プーリ23との間での回転トルクの伝達が確実に行われなくなることを示す。
FIG. 5B shows a slip limit mTb indicating the limit of slip between the
図4に示すフローチャートが進行する前では、ベルト26の状態は、図6(a)に示す状態となっている。このときのベルト26の張力は、張力Tb0であって、テンショナプーリ271の変位は0である。また、スタータ13および回転電機21はいずれも駆動していない(図5の時刻t100)。
Before the flowchart shown in FIG. 4 proceeds, the state of the
最初に、ステップ(以下、単に「S」という)101において、エンジン11の駆動開始条件が成立しているか否かを判定する。S101では、エンジンECU14は、車両の運転者によるイグニッションスイッチでのエンジン11の駆動開始操作やアイドルストップ状態の解除操作を受け、車両の状態がエンジン11の駆動開始条件として成立しているか否か判定する。エンジン11の駆動開始条件が成立していると判定すると、S111,S121,S131に進む。エンジン11の駆動開始条件が成立していないと判定すると、S101を繰り返す。
First, in step (hereinafter simply referred to as “S”) 101, it is determined whether or not a drive start condition for the
S101においてエンジン11の駆動開始条件が成立していると判定されると、S111〜S113,S121〜S124、および、S131〜S134のプロセスがそれぞれ進行する。ここでは、便宜的に、S111〜S113のプロセスをスタータ制御といい、S121〜S124のプロセスを回転電機制御といい、S131〜S134のプロセスを噴射制御という。
If it is determined in S101 that the drive start condition for the
スタータ制御では、S111において、スタータ13の駆動を開始する(図5の時刻t101)。スタータ13の駆動が開始すると、クランクシャフト111が正回転する(図6(b)の白抜き矢印R11)。これにより、エンジン11の回転数が大きくなる(図5(a)の時刻t101以降)。また、駆動軸プーリ23の回転によってベルト26の第一の部位261が図6(b)に示す点線の第一の部位261から実線の第一の部位261のように変形するため、テンショナプーリ271は、ベルト26をさらに押し込むよう移動する(図6(b)の白抜き矢印F12)。これにより、テンショナプーリ271の変位はプラス側に大きくなり(図5(c)の時刻t101以降)、ベルト26の張力は大きくなる(図5(b)の時刻t101以降)。
In the starter control, the drive of the
次に、S112において、回転電機21による駆動のみでエンジン11のクランキングが可能であるか否かを判定する。エンジンECU14は、後述する回転電機制御における回転電機21の駆動時間、回転電機21を流れる電流の大きさ、エンジン11の回転数、スタータ13の回転数、クランクシャフト111の回転速度などに基づいて回転電機21による駆動のみでクランキングが可能であるか否か判定する。回転電機21による駆動のみでエンジン11のクランキングが可能であると判定すると、S113に進む。このとき、第一実施形態では、回転電機21による駆動のみでエンジン11のクランキングが可能である場合、スタータ13によるエンジン11の駆動が開始した後エンジン11のピストンが一回目の圧縮行程におけるTDCを通過していることとなる。回転電機21による駆動のみでエンジン11のクランキングが不可能であると判定すると、S112における判定を繰り返す。
Next, in S112, it is determined whether or not the cranking of the
次に、S113において、スタータ13の駆動を停止する(図5の時刻t113)。これにより、スタータ制御を終了する。なお、スタータ13の駆動停止は、エンジン11の駆動開始におけるスタータ13と回転電機21との連携の観点から、回転電機制御における回転電機21の駆動が開始してから行われることが望ましい。
Next, in S113, the drive of the
回転電機制御では、S121において、ベルト26の張力Tbが所定値以上であるか否かを判定する。ここで、張力Tbの所定値とは、図5(b)に示すように、滑り限界mTbに比べ大きく、かつ、張力Tb0に比べ大きい張力Tb1を指す。より具体的には、後述する噴射制御において燃料の噴射を開始するときベルトの張力が滑り限界mTb以下とならないよう設定される張力である。
S121では、回転電機用ECU28は、テンショナプーリ271の変位、回転電機21の回転数などに基づいてベルト26の張力Tbが所定値以上であるかを判定する。回転電機用ECU28が回転電機21の回転数に基づいて判定する場合、例えば、回転電機21の回転数が所定の回転数以上であるときベルト26の張力Tbが所定値以上であると判定する。また、S121では、エンジンECU14が、スタータ13の駆動時間、エンジン11の回転数、クランクシャフト111の回転速度などに基づいてベルト26の張力Tbが所定値以上であるか否かを判定してもよい。エンジンECU14がエンジン11の回転数に基づいて判定する場合、例えば、エンジン11の回転数が所定の回転数以上であるときベルト26の張力Tbが所定値以上であると判定する。ベルト26の張力Tbが所定値以上であると判定されると、S122に進む。ベルト26の張力Tbが所定値より小さいと判定されると、S121の判定を繰り返す。
In the rotating electrical machine control, in S121, it is determined whether or not the tension Tb of the
In S121, the rotating
次に、S122において、回転電機21の駆動を開始する(図5の時刻t122)。S122において回転電機21の駆動が開始する直前、ベルト26の第一の部位261はテンショナプーリ271によって押し込まれており、ベルト26全体としての張力は、張力Tb1より大きくなっている。
回転電機用ECU28の指令に基づいて、回転電機21は正回転し(図6(c)の白抜き矢印R13)、力行トルクを発生する(図5(e)のトルクTrq1)。これにより、ベルト26の第一の部位261は張ることとなるため、テンショナプーリ271の変位は徐々に小さくなる(図6(c)の白抜き矢印F14)。このため、ベルト26全体の張力は徐々に低下する(図5(b)の時刻t122以降)。しかしながら、オートテンショナ27では、テンショナプーリ271がマイナス側すなわち収縮方向に変位するときの移動速度は、テンショナプーリ271がプラス側すなわち伸長方向に変位する場合の移動速度に比べ遅いため、図5の時刻t122から燃料の噴射を開始する時刻t132までの間におけるベルト26の張力の低下は比較的緩やかになる。これにより、燃料の噴射を開始するときでもベルト26の張力Tbは、滑り限界mTbを下回ることはない(図5の時刻t132)。したがって、回転電機21の正回転のトルクがベルト26を介して駆動軸プーリ23に確実に伝達されるため、エンジン11は、回転電機21の力行作動によって回転を維持する(図5の時刻t122以降)。
Next, in S122, driving of the rotating
Based on the command of the rotating
次に、S123において、エンジン11が完爆したか否かを判定する。ここで、完爆状態とは、クランクシャフト111の回転のみによってエンジン11のアイドリングを維持することができる状態を指す。エンジンECU14は、エンジン11の回転数、例えば、エンジン11の回転数が図5(a)に示すエンジン11の回転数Ri1以上になっていることや回転電機21の回転数などに基づいてエンジン11が完爆したか否かを判定する。エンジン11が完爆したと判定すると、S124に進む。エンジン11が完爆していないと判定すると、S123における判定を繰り返す。
Next, in S123, it is determined whether or not the
次に、S124において、回転電機21の駆動を停止する(図5の時刻t124)。S124では、回転電機用ECU28の指令に基づいて回転電機21の駆動を停止する。これにより、回転電機制御を終了する。
Next, in S124, the drive of the rotating
噴射制御では、S131において、燃料噴射が可能であるか否かを判定する。エンジンECU14は、エンジン11の各燃焼室の状態、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力、燃焼室の圧力などに基づいて燃料噴射が可能であるか否かを判定する。燃料噴射が可能であると判定すると、S132に進む。燃料噴射は不可能であると判定すると、S131における判定を繰り返す。
In the injection control, it is determined in S131 whether fuel injection is possible. The
次に、S132において、燃料の駆動開始時噴射を行う。ここで、駆動開始時噴射とは、エンジン11の駆動を開始するときの特有の燃料の噴射条件を指す。
Next, in S132, fuel start injection is performed. Here, the injection at the start of driving refers to a specific fuel injection condition when driving of the
次に、S133において、エンジン11が完爆したか否かを判定する。エンジンECU14は、S123と同様に、エンジン11の回転数や回転電機21の回転数などに基づいてエンジン11が完爆したか否かを判定する。エンジン11が完爆したと判定すると、S134に進む。エンジン11が完爆していないと判定すると、S133における判定を繰り返す。
Next, in S133, it is determined whether or not the
次に、S134において、燃料の駆動開始時噴射を終了する。 Next, in S134, the fuel driving start injection is terminated.
S111,S124およびS134が実行されると、次に、S102において、エンジン11が完爆の状態にあって、かつ、スタータ13および回転電機21が停止しているか否かを判定する。エンジンECU14は、例えば、スタータ13の回転数、回転電機21の回転数、および、エンジン11の回転数に基づいて判定する。エンジン11が完爆の状態にあって、かつ、スタータ13が停止し、かつ、回転電機21が停止していると判定すると、今回のエンジン11の駆動開始プロセスを終了する。また、エンジン11が完爆の状態にない、または、スタータ13が停止していない、または、回転電機21が停止していないと判定するとS102における判定を繰り返す。
When S111, S124, and S134 are executed, it is next determined in S102 whether or not the
図6(d)にエンジン11の駆動開始プロセスを終了した後のベルト26の状態を示す。エンジン11の駆動開始プロセスを終了した後では、テンショナプーリ271は基準位置に戻り、ベルト26の張力は張力Tb0となっている。このとき、駆動軸プーリ23の回転(図6(d)の白抜き矢印R15)は、ベルト26を回して回転電機プーリ22に伝達される(図6(d)の白抜き矢印R16)。
FIG. 6D shows the state of the
(a)第一実施形態による伝動システム1は、減衰力がテンショナプーリ271を現状より伸長方向に移動するときの減衰力に比べテンショナプーリ271を現状より収縮方向に移動するときの方が大きい付勢部277を有するオートテンショナ27を備える。これにより、ベルト26の張力が高くなるようテンショナプーリ271が一旦伸長方向に移動すると、テンショナプーリ271が収縮方向に移動する時間が比較的長くなるため、ベルト26が張った状態を比較的長く維持することができる。したがって、スタータ13によってエンジン11の駆動を開始した後、回転電機21の力行作動によってエンジン11の回転数を維持しようとするとき、ベルト26の回転電機プーリ22および駆動軸プーリ23に対する滑りが抑制され、回転電機21が出力する回転トルクを確実にクランクシャフト111に伝達することができる。
(A) In the transmission system 1 according to the first embodiment, the damping force is larger when the
(b)また、オートテンショナ27における減衰力の設定のみによってベルト26の張りを比較的長い時間維持することができる。これにより、例えば、エンジンを停止しているとき電磁駆動のオートテンショナをロックするために通電し続ける場合に比べ、消費されるエネルギを少なくすることができる。
(B) The tension of the
(c)また、ベルト26の張りを比較的長い時間維持することができるため、アイドルストップ状態からエンジン11の駆動を開始するときに回転電機21を逆回転させ、ベルト26に張りを持たせる操作が不要となる。これにより、エンジン11の駆動開始の指令が出されてから実際にエンジン11が駆動開始するまでの時間を短くすることができる。
(C) Further, since the tension of the
(d)また、ベルトの滑りを抑制するためにベルト自体の張力を大きくすると、エンジンの駆動を開始するときのベルトの滑りは抑制できるものの、エンジンの通常運転時にはエンジンが出力する回転トルクの一部を損失する要因となる。第一実施形態による伝動システム1では、ベルト26自体の張力は、エンジン11の駆動を開始するときのオートテンショナ27による調整を除くと従来の張力と同じになっている。これにより、ベルト26の滑りを抑制しつつエンジン11が出力する回転トルクの損失の増加を0とすることができる。
(D) Further, if the tension of the belt itself is increased in order to suppress the slip of the belt, the slip of the belt when starting the engine can be suppressed, but one of the rotational torques output by the engine during the normal operation of the engine. Part of the loss. In the transmission system 1 according to the first embodiment, the tension of the
(e)また、第一実施形態による伝動システム1では、オートテンショナ27は、テンショナプーリ271がベルト26の第一の部位261に当接可能なよう設けられている。すなわち、第一実施形態による伝動システム1は、これまで用いられてきたオートテンショナをそのまま用いることでベルトの回転電機プーリおよび駆動軸プーリに対する滑りを抑制することができる。したがって、従来の伝動システムのレイアウトを変更することなく回転電機21が出力する回転トルクを確実にクランクシャフト111に伝達することができる。
また、第一実施形態による伝動システム1は、オートテンショナを新たに追加することなく、エンジン11の駆動を開始するときに回転電機21が出力する回転トルクを確実にクランクシャフト111に伝達することができる。これにより、伝動システム1の製造コストを低減することができる。
(E) In the transmission system 1 according to the first embodiment, the
In addition, the transmission system 1 according to the first embodiment can reliably transmit the rotational torque output from the rotating
(f)また、第一実施形態のエンジンシステム10では、エンジン11の駆動を開始するときスタータ13によって初期駆動を行った後、回転電機21によって初期駆動におけるエンジン11の回転数を維持し、燃料を噴射することによってエンジン11を完爆状態とする。これにより、スタータ13の駆動時間を比較的短くすることができるため、スタータ13の駆動に起因する騒音や振動を低減することができる。
(F) Further, in the
(g)また、第一実施形態のエンジンシステム10では、エンジン11のピストンが駆動開始から一回目の圧縮行程におけるTDCを通過するまでスタータ13によって駆動し、その後、回転電機21によってエンジン11の回転数を維持する。すなわち、最も大きな回転トルクを必要とする一回目の圧縮行程におけるTDCを通過するまでをスタータ13によって駆動するため、回転電機21に求められる最大トルクを比較的小さくすることができる。したがって、エンジンシステム10の製造コストを低減することができる。
(G) In the
(第二実施形態)
第二実施形態による伝動システムを図7〜11に基づき説明する。第二実施形態は、エンジンの駆動開始プロセスにおける回転電機の作用が第一実施形態と異なる。
(Second embodiment)
A transmission system according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment differs from the first embodiment in the action of the rotating electrical machine in the engine drive start process.
第二実施形態による伝動システムは、回転電機31、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24、25、ベルト26、オートテンショナ27、および、「回転電機制御部」としての回転電機用ECU38を備える。
The transmission system according to the second embodiment is for a rotating
回転電機31は、三相交流モータであって、U相の固定子巻線Cu2,V相の固定子巻線Cv2,W相の固定子巻線Cw2、および、回転子巻線Cr2を有する。回転電機31は、回転電機用ECU38と電気的に接続するとともに、「電源」としてのバッテリ39と電気的に接続している。回転電機31は、例えば、ISGであって、電力が供給されることによって回転電機31の回転軸が回転駆動し、回転電機31の回転軸に回転トルクが入力されることによって発電する。
The rotating
U相の固定子巻線Cu2、V相の固定子巻線Cv2、および、W相の固定子巻線Cw2は、それぞれ回転電機用ECU38と電気的に接続している。
回転子巻線Cr2は、回転子巻線Cr2を流れる電流の大きさを調整可能な励磁電流調整部311およびバッテリ39と電気的に接続されている。
回転電機21は、回転電機用ECU38によって駆動が制御されている。第二実施形態では、回転電機31は、スタータ13によってエンジン11の駆動が開始されるときベルト26の正回転を妨げる回転防止トルク、および、エンジン11の回転数を維持または上げることが可能な回転トルクを出力する。回転電機31の作用の詳細は後述する。
The U-phase stator winding Cu2, the V-phase stator winding Cv2, and the W-phase stator winding Cw2 are respectively electrically connected to the rotating
The rotor winding Cr2 is electrically connected to the excitation
The driving of the rotating
回転電機用ECU38は、電流制御部380、および、スイッチング素子381,382,383,384,385,386を有している。図7に回転電機用ECU38の回路図を示す。
電流制御部380は、回転電機31の固定子巻線Cu2,Cv2,Cw2および回転子巻線Cr2を流れる電流の大きさや車両の運転状態を示す各種入力信号に基づいて固定子巻線Cu2,Cv2,Cw2および回転子巻線Cr2に流す電流の大きさを演算する。電流制御部380は、演算された電流の大きさに基づいてスイッチング素子381,382,383,384,385,386の作動を制御する。
スイッチング素子381,382,383は、それぞれU相、V相、W相の上アームのスイッチング素子である。スイッチング素子384,385,386は、それぞれU相、V相、W相の下アームのスイッチング素子である。スイッチング素子381,382,383,384,385,386は、例えば、IGBTで構成されている。
The rotating
The
Switching
次に、第二実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスを説明する。第二実施形態による伝動システムが適用されるエンジンシステム10では、例えば、アイドルストップ状態からのエンジン11の再駆動において、図8に示すフローチャートに従ってスタータ13と回転電機31とを連携しエンジン11の駆動を開始する。このときのエンジンシステム10の各部の特性の時間変化を図9に示す。また、エンジン11の駆動開始プロセスにおけるベルト26の状態を図10に示す。なお、図10では、オートテンショナ27の構造は簡単に図示するとともに、補機プーリ24、25を省略する。
Next, the driving start process of the
図9(a)には、エンジン11の回転数の時間変化を示す。図9(b)には、ベルト26の張力の時間変化を示す。図9(b)には、参考として、第一実施形態でのベルト26の張力の時間変化を点線Lb1で示す。図9(c)には、テンショナプーリ271の変位の時間変化を示す。図9(c)には、参考として、第一実施形態でのテンショナプーリ271の変位の時間変化を点線Lc1で示す。図9(d)には、スタータ13の駆動状態の時間変化を示す。図9(e)には、回転電機31が出力する力行作動の回転トルクの時間変化を示す。図9(f)には、回転電機31に発生する回転防止トルクの時間変化を示す。
FIG. 9A shows a change over time in the rotational speed of the
図8に示すフローチャートが進行する前では、ベルト26の状態は、図10(a)に示す状態となっている。このときのベルト26の張力は、張力Tb0であって、テンショナプーリ271の変位は0である。また、スタータ13および回転電機31はいずれも駆動していない(図9の時刻t200)。
Before the flowchart shown in FIG. 8 proceeds, the state of the
最初に、S201において、第一実施形態のS101と同様に、エンジン11の駆動開始条件が成立しているか否かを判定する。エンジン11の駆動開始条件が成立していると判定すると、S211,S221,S231に進む。エンジン11の駆動開始条件が成立していないと判定すると、S201を繰り返す。
First, in S201, as in S101 of the first embodiment, it is determined whether or not a drive start condition for the
S201においてエンジン11の駆動開始条件が成立していると判定されると、S211〜S213,S221〜S226、および、S231〜S234のプロセスがそれぞれ進行する。ここでは、便宜的に、S211〜S213のプロセスをスタータ制御といい、S221〜S226のプロセスを回転電機制御といい、S231〜S234のプロセスを噴射制御という。
If it is determined in S201 that the drive start condition for the
スタータ制御では、S211において、第一実施形態のS111と同様に、スタータ13の駆動を開始する(図9の時刻t201)。スタータ13の駆動が開始すると、クランクシャフト111が正回転し(図10(b)の白抜き矢印R21)、エンジン11の回転数が大きくなる(図9(a)の時刻t201以降)。このとき、テンショナプーリ271は、ベルト26をさらに押し込むよう移動するため(図9(c)の時刻t201以降)、ベルト26の張力は大きくなる(図9(b)の時刻t201以降)。
In the starter control, the drive of the
次に、S212において、第一実施形態のS112と同様に、回転電機31による駆動のみでエンジン11のクランキングが可能であるか否かを判定する。回転電機31による駆動のみでエンジン11のクランキングが可能であると判定すると、S213に進む。回転電機31による駆動のみでエンジン11のクランキングが不可能であると判定すると、S212における判定を繰り返す。
Next, in S212, as in S112 of the first embodiment, it is determined whether or not the
次に、S213において、第一実施形態のS113と同様に、スタータ13の駆動を停止する(図9の時刻t213)。これにより、スタータ制御を終了する。
Next, in S213, the drive of the
回転電機制御では、S221において、回転電機31の回転防止制御を開始する(図9(f)の時刻t201)。具体的には、回転電機用ECU38の電流制御部380は、図11に示すように、スイッチング素子381,382,383をON状態とし、スイッチング素子384,385,386をOFF状態とする。これにより、スイッチング素子381,382,383は、全て電気的に接続されている状態(図11に示す点線A21)となる。一方、回転子巻線Cr2には、電流が流れている状態(図11に示す点線A22)であるため、スイッチング素子381,382,383には、還流電流が流れる。これにより、回転電機31内に静止磁界が形成されるため、ベルト26の正回転によって回転電機プーリ22が正回転しようとしてもブレーキがかかる。すなわち、ベルト26の正回転を妨げる回転防止トルク(図10(b)の白抜き矢印R22および図9(e)のトルクTrq2)がベルト26に作用する(図9(e)の時刻t201から時刻t224までの間)。
In the rotating electrical machine control, the rotation prevention control of the rotating
次に、S222において、第一実施形態のS121と同様に、ベルト26の張力Tbが所定値以上であるか否かを判定する。S222では、S221において、回転電機プーリ22がベルト26に回転防止トルクを作用させているため、ベルト26の第一の部位261が図10(b)に示す点線の第一の部位261から実線の第一の部位261のように変形する。このときのベルト26の緩み量は、第一実施形態のS121における緩み量に比べ大きいため、図9(c)に示す点線Lc1に比べテンショナプーリ271の変位が大きくなる(図10(b)の白抜き矢印F23)。これにより、ベルト26の張力は、第一実施形態のS121におけるベルト26の張力(図9(b)に示す点線Lb1)に比べ大きくなる(図9(b)の時刻t201以降)。
S222において、回転電機用ECU28がベルト26の張力Tbが所定値の張力Tb1以上であると判定すると、S223に進む。回転電機用ECU28がベルト26の張力Tbが所定値の張力Tb1より小さいと判定すると、S222の判定を繰り返す。
Next, in S222, as in S121 of the first embodiment, it is determined whether or not the tension Tb of the
In S222, when the rotary
次に、S223において、回転電機31の回転防止制御を終了する。
Next, in S223, the rotation prevention control of the rotating
次に、S224において、第一実施形態のS122と同様に、回転電機31の力行作動を開始する(図9の時刻t224)。回転電機用ECU28の指令に基づいて回転電機31が正回転し(図10(c)の白抜き矢印R24)、力行トルクを発生する(図9(e)のトルクTrq1)。これにより、テンショナプーリ271の変位は徐々に小さくなる(図10(c)の白抜き矢印F25)。しかしながら、オートテンショナ27における減衰力の設定によって燃料の噴射を開始するときでもベルト26の張力Tbは、滑り限界mTbを下回ることはない(図9の時刻t232)。これにより、回転電機31の正回転のトルクがベルト26を介して駆動軸プーリ23に確実に伝達され、エンジン11は、回転電機31の力行作動によって回転を維持する(図9の時刻t224以降)。
Next, in S224, as in S122 of the first embodiment, the power running operation of the rotating
次に、S225において、第一実施形態のS123と同様に、エンジン11が完爆したか否かを判定する。エンジン11が完爆したとエンジンECU14が判定すると、S226に進む。エンジン11が完爆していないとエンジンECU14が判定すると、S225における判定を繰り返す。
Next, in S225, similarly to S123 of the first embodiment, it is determined whether or not the
次に、S226において、第一実施形態のS124と同様に、回転電機31の駆動を停止する(図9の時刻t226)。これにより、回転電機制御を終了する。
Next, in S226, similarly to S124 of the first embodiment, the driving of the rotating
噴射制御では、S231において、第一実施形態のS131と同様に、燃料噴射が可能であるか否かを判定する。燃料噴射が可能であるとエンジンECU14が判定すると、S232に進む。燃料噴射は不可能であるとエンジンECU14が判定すると、S231の判定を繰り返す。
In the injection control, whether or not fuel injection is possible is determined in S231 as in S131 of the first embodiment. If the
次に、S232において、第一実施形態のS132と同様に、燃料の駆動開始時噴射を行う。
次に、S233において、第一実施形態のS133と同様に、エンジン11が完爆したか否かを判定する。エンジン11が完爆したとエンジンECU14が判定すると、S234に進む。エンジン11が完爆していないとエンジンECU14が判定すると、S233における判定を繰り返す。
Next, in S232, fuel drive start injection is performed as in S132 of the first embodiment.
Next, in S233, it is determined whether or not the
次に、S234において、第一実施形態のS134と同様に、燃料の駆動開始時噴射を終了する。 Next, in S234, the fuel driving start injection is terminated as in S134 of the first embodiment.
S211,S226およびS234が実行されると、次に、S202において、第一実施形態のS102と同様に、エンジン11が完爆の状態にあって、かつ、スタータ13および回転電機31が停止しているか否かを判定する。エンジン11が完爆の状態にあって、かつ、スタータ13が停止し、かつ、回転電機31が停止しているとエンジンECU14が判定すると、今回のエンジン11の駆動開始プロセスを終了する。また、エンジン11が完爆の状態にない、または、スタータ13が停止していない、または、回転電機31が停止していないとエンジンECU14が判定するとS202における判定を繰り返す。
When S211, S226, and S234 are executed, next, in S202, as in S102 of the first embodiment, the
図10(d)に第二実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスを終了した後のベルト26の状態を示す。エンジン11の駆動開始プロセスを終了した後では、テンショナプーリ271は基準位置に戻り、ベルト26の張力は張力Tb0となっている。この状態において、駆動軸プーリ23の回転(図10(d)の白抜き矢印R26)は、ベルト26を回して回転電機プーリ22に伝達される(図10(d)の白抜き矢印R27)。
FIG. 10D shows the state of the
第二実施形態による伝動システムでは、S221〜S223において、ベルト26の正回転を妨げる回転防止トルクがベルト26に作用するよう回転電機31を制御する。これにより、ベルト26の第一の部位261の緩み量が第一実施形態に比べ大きくなるため、テンショナプーリ271の伸長方向の変位が第一実施形態に比べ大きくなる。一旦、伸長方向に移動したテンショナプーリ271の収縮方向への移動には、第一実施形態に比べ長い時間がかかるため、ベルト26にテンショナプーリ271による押し込みが第一実施形態に比べ長い時間続くこととなる。これにより、ベルト26が張った状態を比較的長く維持することができる。したがって、第二実施形態は、第一実施形態の効果を奏するとともに、ベルト26の回転電機プーリ22および駆動軸プーリ23に対する滑りをさらに抑制することができる。
In the transmission system according to the second embodiment, in S221 to S223, the rotating
(第三実施形態)
第三実施形態による伝動システムを図12に基づき説明する。第三実施形態は、回転電機がベルトに回転防止トルクを作用させる方法が第二実施形態と異なる。
(Third embodiment)
A transmission system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the second embodiment in the method in which the rotating electrical machine applies the rotation prevention torque to the belt.
第三実施形態による伝動システムは、回転電機31、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24、25、ベルト26、オートテンショナ27、および、回転電機用ECU38を備える。
The transmission system according to the third embodiment includes a rotating
第三実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスにおいて、回転電機31の回転防止制御を行うとき、回転電機用ECU38の電流制御部380は、スイッチング素子384,385,386をON状態とし、スイッチング素子381,382,383をOFF状態とする。これにより、スイッチング素子384,385,386は、全て電気的に接続されている状態(図12に示す点線A31)となる。一方、回転子巻線Cr2には、電流が流れている状態(図12に示す点線A32)であるため、スイッチング素子384,385,386には、還流電流が流れる。これにより、ベルト26の正回転によって回転電機プーリ22が正回転しようとしてもブレーキがかかる。すなわち、ベルト26の正回転を妨げる回転防止トルクがベルト26に作用する。
In the drive start process of the
第三実施形態による伝動システムでは、スイッチング素子384,385,386をON状態とし、スイッチング素子381,382,383をOFF状態とすることによって、ベルト26に回転防止トルクを作用させる。これにより、第三実施形態は、第二実施形態と同じ効果を奏する。
In the transmission system according to the third embodiment, the switching
(第四実施形態)
第四実施形態による伝動システムを図13、14に基づき説明する。第四実施形態は、回転電機がベルトに回転防止トルクを作用させる方法が第二実施形態と異なる。
(Fourth embodiment)
A transmission system according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. The fourth embodiment is different from the second embodiment in the method in which the rotating electrical machine applies the rotation prevention torque to the belt.
第四実施形態による伝動システムは、回転電機31、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24、25、ベルト26、オートテンショナ27、および、回転電機用ECU38を備える。
The transmission system according to the fourth embodiment includes a rotating
第四実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスにおいて、回転電機31の回転防止制御を行うとき、回転電機用ECU38の電流制御部380は、例えば、図13に示すように、スイッチング素子381,385,386をON状態とし、スイッチング素子382,383,384をOFF状態とする。この状態において、ベルト26の回転によって回転電機31が回転すると、図13の点線A41に示すように、U相の固定子巻線Cu2からV相の固定子巻線Cv2およびW相の固定子巻線Cw2に向かう経路に電流が流れ、充放電可能なバッテリ39に電力が充電される回生作動が行われる。この回生作動において、回転電機31には正回転を妨げる抵抗力が発生する。
In the drive start process of the
このときのエンジンシステム10の各部の特性の時間変化を図14に示す。図14(a)には、エンジン11の回転数の時間変化を示す。図14(b)には、ベルト26の張力の時間変化を示す。図14(c)には、テンショナプーリ271の変位の時間変化を示す。図14(d)には、スタータ13の駆動状態の時間変化を示す。図14(e)には、回転電機31が力行作動するときに出力する回転トルクを正として回転電機31のトルクの時間変化を示す。
FIG. 14 shows changes with time in characteristics of each part of the
図14(e)に示すように、時刻t201においてスタータ13の駆動を開始するとともに、回転電機用ECU38の電流制御部380は、回転電機31において回生作動を行うことが可能な状態とする。スタータ13の回転がクランクシャフト111および駆動軸プーリ23を介してベルト26に伝達されると、回転電機プーリ22も正回転する。このとき、回転電機31では回生作動における正回転を妨げる抵抗力(図14(e)のトルクTrq3)がブレーキとしてベルト26に作用する。すなわち、ベルト26の正回転を妨げる回転防止トルクがベルト26に作用する。
このように、第四実施形態による伝動システムでは、回転電機31での回生作動における逆回転方向のトルクがベルト26に回転防止トルクとして作用する。これにより、第四実施形態は、第二実施形態と同じ効果を奏する。
As shown in FIG. 14 (e), the
Thus, in the transmission system according to the fourth embodiment, the torque in the reverse rotation direction in the regenerative operation of the rotating
(第五実施形態)
第五実施形態による伝動システムを図15〜21に基づき説明する。第五実施形態は、回転電機を制御する内容が第一実施形態と異なる。
(Fifth embodiment)
A transmission system according to the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. The fifth embodiment is different from the first embodiment in the content of controlling the rotating electrical machine.
第五実施形態による伝動システム5は、回転電機21、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24、25、ベルト26、オートテンショナ47、「規制部」としてのロック部材475、クランク角センサ112、回転角センサ212、および、回転電機用ECU48を備える。
The
オートテンショナ47は、テンショナプーリ471、アーム472、巻きばね473、および、回転支持部474を有する。
The
テンショナプーリ471は、円板状に形成され、アーム472の一端に回転可能に支持されている。テンショナプーリ471は、駆動軸プーリ23から回転電機プーリ22に送られるベルト26の第一の部位261に当接可能に設けられている。
The
アーム472は、他方の端部が巻きばね473を介してエンジン11に対して相対移動不能な回転支持部474に回転可能に支持されている。巻きばね473は、アーム472を図15に示す白抜き矢印F5の方向に回転するよう付勢している。これにより、アーム472は、テンショナプーリ471をベルト26に当接しつつ、図15において、回転支持部474の周りを回ることが可能である(実線両端矢印D47)。ここでは、図15において、アーム472が時計周りに回るときの回る方向を「付勢方向」とし、反時計周りに回るときの回る方向を「反付勢方向」とする。
The other end of the
オートテンショナ47では、ベルト26の第一の部位261の張りの状態が変化すると、テンショナプーリ471のエンジン11に対する相対位置が変化する。具体的には、ベルト26の第一の部位261が緩んだ状態になると、アーム472は付勢方向に回転する。また、ベルト26の第一の部位261が張った状態になると、アーム472は反付勢方向に回転する。
In the
巻きばね473は、アーム472の回転方向に対する減衰力の変化が第一実施形態の付勢部277と同じ特性となっている。具体的には、アーム472の回転方向が付勢方向のとき、巻きばね473の減衰力は、ほぼ0となっている。一方、アーム472の回転方向が反付勢方向のとき、巻きばね473の減衰力は、アーム472の反付勢方向への回転速度が増加するにしたがって大きくなる。すなわち、アーム472が反付勢方向に回転するときの巻きばね473の減衰力は、アーム472が付勢方向に回転するときの巻きばね473の減衰力に比べ大きい。
The winding
ロック部材475は、アーム472に対して反付勢方向の側に位置する。ロック部材475は、アーム472の反付勢方向側の一方の端面476に当接可能に形成されている。ロック部材475が一方の端面476に当接すると、アーム472の反付勢方向の回転が規制される。
The
クランク角センサ112は、クランクシャフト111の回転角度であるクランク角を検出可能に設けられている。クランク角センサ112は、回転電機用ECU48およびエンジンECU14と電気的に接続している。クランク角センサ112は、クランク角に応じた信号を回転電機用ECU48およびエンジンECU14に出力する。
The
回転角センサ212は、回転軸211の回転角度を検出可能に設けられている。回転角センサ212は、回転電機用ECU48と電気的に接続している。回転角センサ212は、回転軸211の回転角度に応じた信号を回転電機用ECU48に出力する。
The
回転電機用ECU48は、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのROMおよびRAM、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。回転電機用ECU48は、エンジンECU14、回転電機21、クランク角センサ112、および、回転角センサ212と電気的に接続している。回転電機用ECU48は、演算部481、及び、回転電機制御部482を有する。
演算部481は、クランク角センサ112が出力する信号、及び、回転角センサ212が出力する信号に基づいて、ベルト26の第一の部位261の張りの状態を算出する。
回転電機制御部482は、ROMに記憶されたプログラムに従い処理を行い、演算部481が算出したベルト26の状態に基づいて回転電機21が出力する回転トルクを制御する。
The rotating
The
The rotating electrical
次に、第五実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスを図16〜21に基づいて説明する。伝動システム5が適用されているエンジンシステム10では、例えば、アイドルストップ状態からのエンジン11の再駆動において、図16に示すフローチャートに従ってスタータ13と回転電機21とを連携しエンジン11の駆動を開始する。図17には、第五実施形態におけるエンジン11の駆動開始前から駆動が完了し完爆状態となるまでのエンジン11の回転数の時間変化を示す。第五実施形態では、図17に示す期間は、エンジン停止期間P50、スタータ駆動期間P51、回転電機駆動期間P52、および、エンジン11が有するシリンダ内の燃料の燃焼によってエンジン11の回転を維持可能なエンジン駆動期間P53に分けられる。なお、図17では、スタータ駆動期間P51と回転電機駆動期間P52とは重ならないよう分けられているが、重なっていてもよい。
Next, the driving start process of the
最初に、S501において、スタータ13の駆動を開始する。S101では、車両の運転者によるイグニッションスイッチでのエンジン11の駆動開始操作やアイドルストップ状態の解除操作を受け、スタータ13の駆動を開始する(図17の時刻t50)。
First, in S501, driving of the
次に、S502において、クランクシャフト111のクランク角が所定のクランク角以上になっているか否かを判定する。S502では、回転電機制御部482は、クランク角センサ112が出力する信号に基づいて、クランク角が所定のクランク角以上になっているか否かを判定する。「所定のクランク角」としては、例えば、図17に示すように、スタータ13によるエンジン11の駆動開始後、エンジン11の回転数が増加してから一旦減少するときのクランク角とする。クランク角が所定のクランク角以上になっていると判定すると、S503に進む。クランク角が所定のクランク角より小さいと判定すると、S502における判定を繰り返す。
Next, in S502, it is determined whether or not the crank angle of the
次に、S503において、回転電機21の駆動を開始する。S503では、回転電機用ECU48の指令に基づいて、回転電機21の駆動を開始する。このとき、回転電機21は、正回転しているクランクシャフト111の回転をアシストするよう正回転の駆動を開始する(図17の時刻t51)。
Next, in S503, driving of the rotating
次に、S504において、オートテンショナ47のアーム472の加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定する。S504では、回転電機用ECU48は、図17に示す時刻t51以降において、クランク角センサ112の信号および回転角センサ212の信号に基づいて算出されるアーム472の加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定する。S504では、図15においてアーム472が反付勢方向に回転運動するときのアーム472の加速度を正の加速度とする。
Next, in S504, it is determined whether or not the acceleration of the
アーム472の加速度は、次のようにして算出する。
一般的に、クランクシャフトのクランク角と回転電機の回転軸の回転角度との関係は、クランクシャフトと回転電機とを連結するベルトの張りの状態と一対一に対応している。そこで、回転電機用ECU48は、クランク角センサ112の信号に基づいてクランクシャフト111のクランク角を算出し、回転角センサ212の信号に基づいて回転軸211の回転角度を算出する。演算部481は、この算出されたクランクシャフト111のクランク角と回転軸211の回転角度との差からベルト26の張りの状態を算出する。このとき、事前に入力されているクランク角と回転角度との差とベルト26の張りとの関係を示すマップを用いて算出してもよい。演算部481は、算出されたベルト26の張りの状態からベルト26に当接しているテンショナプーリ471の位置を算出し、当該算出された位置の時間変化に基づいてテンショナプーリ471を支持するアーム472の加速度を算出する。回転電機制御部482は、この算出されたアーム472の加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定する。アーム472の加速度が所定の加速度以上になっていると判定すると、S505に進む。アーム472の加速度が所定の加速度より小さいと判定すると、S504における判定を繰り返す。
The acceleration of the
Generally, the relationship between the crank angle of the crankshaft and the rotation angle of the rotating shaft of the rotating electrical machine has a one-to-one correspondence with the tension state of the belt connecting the crankshaft and the rotating electrical machine. Therefore, the rotating
次に、S505において、「衝突緩和制御」として回転電機21が出力する回転トルクを低減する。このときの伝動システム5の状態を図18に基づいて説明する。図18には、図17の時刻t51以降において、アーム472が反付勢方向に回っている状態を示している。なお、図18には、アーム472がロック部材475に当接する前のテンショナプーリ471およびアーム472の状態を点線で示す。
Next, in S505, the rotational torque output from the rotating
エンジン11の回転数が増加するとき、例えば、図17の時刻t51から時刻t51と時刻t52との間の時刻t512までの間では、クランクシャフト111のクランク角の速度(以下、「クランク角速度」という)は徐々に大きくなる。一方、回転軸211の回転角度の速度(以下、「回転角速度」という)が回転電機21の駆動開始直後から大きく変化していないと、クランク角速度が回転角速度に比べ速くなる。クランク角速度が回転角速度に比べ速くなると、ベルト26の第一の部位261に緩みが生じる。このため、アーム472の付勢方向への回転によってベルト26の張りが維持される。
When the rotational speed of the
しかしながら、エンジン11の回転数が減少するとき、例えば、図17の時刻t512から時刻t52までの間では、クランクシャフト111のクランク角速度は徐々に小さくなるため、クランク角速度が回転角速度に比べ遅くなる。クランク角速度が回転角速度に比べ遅くなると、回転電機21が出力する回転トルクによってベルト26の第一の部位261が回転電機21の方向に引っ張られるため、第一の部位261は張った状態となる。このため、アーム472が反付勢方向に回転する(図18の実線矢印D471)。
However, when the rotational speed of the
アーム472が反付勢方向に回転すると、アーム472がロック部材475に近づく。回転電機用ECU48は、このアーム472がロック部材475に近づくときのアーム472の加速度が所定の加速度以上になるとき、回転電機21が出力する回転トルクを低減するよう回転電機21を制御する。
When the
図19に、S505における回転電機21が出力する回転トルクの時間変化を示す。
アーム472とロック部材475とが当接する時刻t510とすると、図19に示すように、時刻t510より前の時刻である時刻t51においては、回転電機21が出力する回転トルクは、「オートテンショナと規制部とが当接する前の回転電機の回転トルク」としてのトルクTrq51となっている。回転電機制御部482は、時刻t51以降においてアーム472の加速度が所定の加速度以上になるときの時刻t511において回転電機21が出力する回転トルクをトルクTrq51に比べ小さい「衝突緩和回転トルク」としてのトルクTrq50とする。これにより、回転軸211の回転角速度が遅くなるため、クランク角速度と回転角速度との差が小さくなり、張った状態となっていたベルト26の第一の部位261が僅かに緩む。第一の部位261が僅かに緩むと、アーム472は、加速度が直前に比べて低下した状態でロック部材475に当接する。
FIG. 19 shows the change over time in the rotational torque output by the rotating
Assuming that the time t510 at which the
次に、S506において、アーム472がロック部材475に当接したか否かを判定する。S506では、回転電機制御部482は、クランクシャフト111のクランク角と回転軸211の回転角度との差から算出されるベルト26の状態に基づいてアーム472がロック部材475に当接したか否か判定する。アーム472がロック部材475に当接したと判定すると、S507に進む。アーム472がロック部材475に当接していないと判定すると、S506における判定を繰り返す。
Next, in S506, it is determined whether or not the
次に、S507において、「当接維持制御」としてアーム472とロック部材475とが当接した状態を維持するよう回転電機21が出力する回転トルクを所定の回転トルク以上に維持する。このときの伝動システム5の状態を図20に基づいて説明する。図20には、時刻t510以降において、アーム472がロック部材475に当接している状態を示している。なお、図20には、アーム472がロック部材475から離間している場合のテンショナプーリ471およびアーム472の状態を点線で示す。
Next, in S507, the rotational torque output by the rotating
アーム472とロック部材475とが当接した後、エンジン11の回転数が増加するとき、例えば、図17の時刻t52から時刻t53までの間では、クランク角速度が回転角速度に比べ速くなるため、ベルト26の第一の部位261に緩みが生じる。このため、オートテンショナ47のアーム472は、巻きばね473の付勢力によって付勢方向に回転しようとする(図20の実線矢印D472)。
このとき、回転電機制御部482は、回転電機21が出力する回転トルクを増加する。具体的には、図19に示すように、アーム472とロック部材475とが当接した時刻t510の後の時刻t521において、トルクTrq50に比べ大きく、かつ、アーム472がロック部材475に当接した状態を維持可能な「当接維持回転トルク」としてのトルクTrq52を回転電機21が出力できるよう制御する。これにより、アーム472は、ロック部材475に当接したままとなる。
When the number of revolutions of the
At this time, the rotating electrical
ここで、トルクTrq52の具体的な大きさについて、図21に基づいて説明する。図21は、オートテンショナ47とベルト26とが当接している部位の拡大図である。図21には、巻きばね473が自然長のときのテンショナプーリ471およびアーム472の位置を点線で示す。
Here, the specific magnitude | size of torque Trq52 is demonstrated based on FIG. FIG. 21 is an enlarged view of a portion where the
図21において、テンショナプーリ471がベルト26に作用する力を作用力Ftとする。作用力Ftは、巻きばね473のばね定数と巻きばね473が自然長から巻かれている角度との積で算出される。図21において、アーム472とロック部材475とが当接しているときの作用力Ftは、ばね定数を定数Kspとし、巻きばね473が自然長から巻かれている角度を角度γとすると、作用力(Ksp×γ)と表される。作用力(Ksp×γ)で表される作用力Ftは、回転支持部474の中心軸C474上の点とテンショナプーリ471の回転軸C471上の点とを結ぶ仮想線VL51に対して垂直な方向に作用している。
In FIG. 21, the force that the
次に、テンショナプーリ471とベルト26との接点cP5とし、接点cP5とテンショナプーリ471の回転軸C471上の点とを結ぶ仮想線VL52と仮想線VL51とがなす角度を角度αとすると、作用力Ftを仮想線VL52に沿った方向に成分分解した作用力は、作用力(Ft×cosα)となる。
Next, when the contact point cP5 between the
次に、ベルト26の張力を張力Tとすると、張力Tは、接点cP5を作用点としてベルト26が延びる二つの方向に沿ってそれぞれ作用している。ベルト26とテンショナプーリ471とが接触する角度範囲を、図21に示すように、角度βとすると、ベルト26からテンショナプーリ471に作用する作用力は、作用力{2×T×sin(β/2)}となる。作用力{2×T×sin(β/2)}は、仮想線VL52上に位置し、作用力(Ft×cosα)とは反対の方向に作用している。
Next, assuming that the tension of the
上述した考察に基づくと、アーム472とロック部材475とが当接している状態を維持するためには、以下の式(1)が成り立つ必要がある。
Ksp×γ×cosα≦2×T×sin(β/2) ・・・(1)
式(1)から張力Tを求めると、以下の式(2)となる。
T≧(Ksp×γ×cosα)/{2×T×sin(β/2)} ・・・(2)
すなわち、回転電機21が出力するトルクTrq52の大きさは、ベルト26の張力Tが式(2)から算出される張力T以上になるときに回転電機21が出力する回転トルクの大きさとなる。
Based on the above consideration, in order to maintain the state where the
Ksp × γ × cos α ≦ 2 × T × sin (β / 2) (1)
When the tension T is obtained from the equation (1), the following equation (2) is obtained.
T ≧ (Ksp × γ × cos α) / {2 × T × sin (β / 2)} (2)
That is, the magnitude of the torque Trq52 output from the rotating
S507では、演算部481は、クランクシャフト111のクランク角と回転軸211の回転角度との差から算出されるベルト26の張りの状態に基づいて、トルクTrq52を算出する。回転電機制御部482は、回転電機21がトルクTrq52以上の回転トルクを出力するよう回転電機21を制御する。
In S507, the
次に、S508において、エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったか否かを判定する。S508では、回転電機用ECU48は、クランク角センサ112の信号に基づいてエンジン11の回転数が所定の回転数以上になり、エンジン11のシリンダ内への燃料の噴射および当該燃料の点火によってエンジン11がアイドリング状態を維持することが可能な完爆状態であるか否かを判定する。エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったと判定すると、S509に進む。エンジン11の回転数が所定の回転数に比べ低いと判定すると、S508における判定を繰り返す。
Next, in S508, it is determined whether or not the rotational speed of the
次に、S509において、S507の回転電機21の制御を解除する(図17の時刻t54)。
伝動システム5が適用されているエンジンシステム10では、S509の後に、エンジン11の燃焼室110に燃料を噴射するとともに燃焼室110に噴射された燃料を点火する。これにより、エンジン11は、完爆状態となる。
伝動システム5は、このようにして、アイドルストップ状態からエンジン11を再駆動する。
Next, in S509, the control of the rotating
In the
In this way, the
第五実施形態による伝動システム5は、アーム472が反付勢方向に回転するときの巻きばね473の減衰力がアーム472の付勢方向に回転するときの巻きばね473の減衰力に比べ大きいオートテンショナ47を備えている。これにより、第五実施形態は、第一実施形態の効果(a)〜(e)を奏する。
In the
第五実施形態による伝動システム5では、エンジン11の駆動を開始するとき、反付勢方向に移動するアーム472の加速度が所定の加速度以上になると、図19に示すように、回転電機21が出力する回転トルクを低減する。これにより、クランク角速度と回転角速度との差が小さくなるため、ベルト26が僅かに緩み、アーム472の加速度が低下する。アーム472の加速度が低下すると、アーム472がロック部材475に当接するときに発生するアーム472とロック部材475との衝突音が小さくなる。
In the
また、アーム472がロック部材475に当接したあと、ロック部材475とアーム472とが当接した状態を維持するよう回転電機21を制御する。これにより、アーム472とロック部材475との離間および当接が繰り返されることによって、アーム472とロック部材475との衝突音の発生を防止する。
In addition, after the
このように、伝動システム5は、回転電機21の回転トルクを制御することによって、アーム472とロック部材475との衝突音を低減することができる。したがって、第五実施形態は、エンジン11の駆動を開始するときに発生するアーム472とロック部材475との衝突音に起因する騒音を小さくすることができる。
Thus, the
また、伝動システム5では、アーム472がロック部材475に当接するときアーム472の加速度を低減し、アーム472及びロック部材475に作用する衝撃を緩和する。また、アーム472とロック部材475とが当接したあとはアーム472がロック部材475に当接したままとし、アーム472とロック部材475との離間及び当接の繰り返しを防止する。これにより、第五実施形態は、アーム472とロック部材475との衝突による衝撃を小さくすることができるため、アーム472及びロック部材475の破損を防止することができる。
Further, in the
(第六実施形態)
第六実施形態による伝動システムを図22,23に基づき説明する。第六実施形態は、回転電機を制御する内容が第五実施形態と異なる。
(Sixth embodiment)
A transmission system according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in the content of controlling the rotating electrical machine.
第六実施形態による伝動システムは、回転電機21、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24、25、ベルト26、オートテンショナ47、ロック部材475、クランク角センサ112、回転角センサ212、および、回転電機用ECU48を備える。
The transmission system according to the sixth embodiment includes a rotating
第六実施形態におけるエンジン11の駆動開始前から駆動が完了し完爆状態となるまでの回転数の時間変化を図22に示す。第六実施形態では、図22に示す期間は、エンジン停止期間P60、スタータ駆動期間P61、回転電機駆動期間P62、および、エンジン11の駆動を開始することが可能な期間であるエンジン開始可能期間P63に分けられる。第六実施形態では、回転電機駆動期間P62とエンジン開始可能期間P63とが重なっている。
FIG. 22 shows the time change of the rotation speed from the start of driving of the
次に、第六実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスを図23に基づいて説明する。第六実施形態による伝動システムが適用されているエンジンシステム10では、例えば、アイドルストップ状態からのエンジン11の再駆動において、図23に示すフローチャートに従ってスタータ13と回転電機21とを連携しエンジン11の駆動を開始する。
Next, the driving start process of the
最初に、S601において、第五実施形態のS501と同様に、スタータ13の駆動を開始する(図22の時刻t60)。
次に、S602において、第五実施形態のS502と同様に、クランクシャフト111のクランク角が所定のクランク角以上になっているか否かを判定する。クランク角が所定のクランク角以上になっていると判定すると、S603に進む。クランク角が所定のクランク角より小さいと判定すると、S602における判定を繰り返す。
次に、S603において、第五実施形態のS503と同様に、回転電機21の駆動を開始する(図22の時刻t61)。
First, in S601, the
Next, in S602, as in S502 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the crank angle of the
Next, in S603, similarly to S503 in the fifth embodiment, driving of the rotating
次に、S604において、第五実施形態のS504と同様に、オートテンショナ47のアーム472の加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定する(図22の時刻t61から時刻t62までの間)。アーム472の加速度が所定の加速度以上になっていると判定すると、S605に進む。アーム472の加速度が所定の加速度より小さいと判定すると、S604における判定を繰り返す。
次に、S605において、第五実施形態のS505と同様に、「衝突緩和制御」として回転電機21が出力する回転トルクを低減する(図22の時刻t61から時刻t62までの間)。
Next, in S604, as in S504 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the acceleration of the
Next, in S605, as in S505 of the fifth embodiment, the rotational torque output by the rotating
次に、S606において、第五実施形態のS506と同様に、アーム472がロック部材475に当接したか否かを判定する。アーム472がロック部材475に当接したと判定すると、S607に進む。アーム472がロック部材475に当接していないと判定すると、S606における判定を繰り返す。
Next, in S606, it is determined whether or not the
次に、S607において、第五実施形態のS507と同様に、「当接維持制御」としてアーム472とロック部材475とが当接した状態を維持するよう回転電機21が出力する回転トルクを所定の回転トルク以上に維持する(図22の時刻t62から時刻t63までの間)。
Next, in S607, as in S507 of the fifth embodiment, the rotation torque output by the rotating
第六実施形態による伝動システムでは、時刻t61から時刻t63までの間の回転電機駆動期間P62において、エンジン11の駆動を開始することが可能である。そこで、回転電機駆動期間P62において、エンジンECU14は、エンジン11のシリンダに燃料を噴射するとともに当該燃料を点火し、エンジン11を完爆状態とする。
In the transmission system according to the sixth embodiment, it is possible to start driving the
次に、S608において、第五実施形態のS508と同様に、エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったか否かを判定する。S608では、回転電機用ECU48は、クランク角センサ112が出力する信号に基づいてエンジン11の回転数が完爆状態を示す所定の回転数以上になっているか否かを判定する。エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったと判定すると、S609に進む。エンジン11の回転数が所定の回転数に比べ低いと判定すると、S608における判定を繰り返す。
次に、S609において、第五実施形態のS509と同様に、S607の回転電機21の制御を解除する(図22の時刻t63)。
第六実施形態による伝動システムは、このようにして、アイドルストップ状態からエンジン11を再駆動する。
Next, in S608, as in S508 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the rotational speed of the
Next, in S609, similarly to S509 in the fifth embodiment, the control of the rotating
In this way, the transmission system according to the sixth embodiment restarts the
第六実施形態では、アーム472とロック部材475とが当接する前にアーム472の加速度が低下するよう回転電機21を制御する。また、アーム472がロック部材475に当接したあと、アーム472とロック部材475とが当接した状態を維持するよう回転電機21を制御する。これにより、第六実施形態は、第五実施形態と同じ効果を奏する。
In the sixth embodiment, the rotating
第六実施形態では、回転電機駆動期間P62においてエンジン11の駆動を開始することができるため、回転電機21が出力可能な回転トルクを第五実施形態に比べ小さくすることができる。これにより、第六実施形態では、回転電機の体格を第五実施形態の回転電機の体格に比べ小さくすることができる。
また、エンジン11の駆動を開始可能な期間であるエンジン開始可能期間P63となっても、回転電機21によってクランクシャフト111の回転をアシストするため、エンジン11を迅速に完爆状態にすることができる。
In the sixth embodiment, since the drive of the
Even in the engine startable period P63, which is a period during which the drive of the
(第七実施形態)
第七実施形態による伝動システムを図24〜26に基づき説明する。第七実施形態は、回転電機を制御する内容が第五実施形態と異なる。
(Seventh embodiment)
A transmission system according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. The seventh embodiment is different from the fifth embodiment in the content of controlling the rotating electrical machine.
第七実施形態による伝動システム7は、回転電機21、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24、25、ベルト26、オートテンショナ47、ロック部材475、クランク角センサ112、回転角センサ212、および、回転電機用ECU48を備える。伝動システム7が適用されるエンジンシステム10は、図24に示すように、スタータを備えておらず、回転電機21が出力する回転トルクのみによって停止状態のエンジン11の駆動を開始する。
The
第七実施形態におけるエンジン11の駆動開始前から駆動が完了し完爆状態となるまでの回転数の時間変化を図25に示す。第七実施形態では、図25に示す期間は、エンジン停止期間P70、回転電機駆動期間P71、および、エンジン駆動期間P72に分けられる。第七実施形態では、停止状態のエンジン11において回転電機21のみでクランクシャフト111の回転をアシストする。このため、回転電機駆動期間P71は、第五、六実施形態に比べ長くなる。
FIG. 25 shows the time change of the rotational speed from the start of driving of the
次に、第七実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスを図26に基づいて説明する。伝動システム7が適用されているエンジンシステム10では、例えば、アイドルストップ状態からのエンジン11の再駆動において、図26に示すフローチャートに従ってスタータ13と回転電機21とを連携しエンジン11の駆動を開始する。
Next, the driving start process of the
最初に、S701において、第五実施形態のS503と同様に、回転電機21の駆動を開始する(図25の時刻t70)。
次に、S702において、第五実施形態のS504と同様に、オートテンショナ47のアーム472の加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定する(図25の時刻t70から時刻t71までの間)。アーム472の加速度が所定の加速度以上になっていると判定すると、S703に進む。アーム472の加速度が所定の加速度より小さいと判定すると、S702における判定を繰り返す。
次に、S703において、第五実施形態のS505と同様に、「衝突緩和制御」として回転電機21が出力する回転トルクを低減する(図25の時刻t70から時刻t71までの間)。
First, in S701, similarly to S503 in the fifth embodiment, the drive of the rotating
Next, in S702, as in S504 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the acceleration of the
Next, in S703, similarly to S505 of the fifth embodiment, the rotational torque output by the rotating
次に、S704において、第五実施形態のS506と同様に、アーム472がロック部材475に当接したか否かを判定する。アーム472がロック部材475に当接したと判定すると、S705に進む。アーム472がロック部材475に当接していないと判定すると、S704における判定を繰り返す。
Next, in S704, it is determined whether or not the
次に、S705において、第五実施形態のS507と同様に、「当接維持制御」としてアーム472とロック部材475とが当接した状態を維持するよう回転電機21が出力する回転トルクを所定の回転トルク以上に維持する(図25の時刻t71から時刻t72までの間)。
Next, in S705, as in the case of S507 of the fifth embodiment, the rotational torque output by the rotating
次に、S706において、第五実施形態のS508と同様に、エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったか否かを判定する。S706では、回転電機用ECU48は、クランク角センサ112の信号に基づいてエンジン11の回転数が所定の回転数以上になり、エンジン11のシリンダ内への燃料の噴射及び当該燃料の点火によってエンジン11がアイドリング状態を維持することが可能な完爆状態であるか否かを判定する。エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったと判定すると、S707に進む。エンジン11の回転数が所定の回転数に比べ低いと判定すると、S706における判定を繰り返す。
次に、S707において、第五実施形態のS509と同様に、S705の回転電機21の制御を解除する(図25の時刻t72)。
第七実施形態による伝動システムでは、S707の後に、エンジン11のシリンダに燃料を噴射するとともに当該燃料を点火する。これにより、エンジン11が完爆状態となる。伝動システム7は、このようにして、アイドルストップ状態からエンジン11を再駆動する。
Next, in S706, as in S508 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the rotational speed of the
Next, in S707, similarly to S509 in the fifth embodiment, the control of the rotating
In the transmission system according to the seventh embodiment, fuel is injected into the cylinder of the
第七実施形態では、エンジン11の駆動を開始するとき、反付勢方向に移動するアーム472の加速度が所定の加速度以上になると、回転電機21が出力する回転トルクを低減する。また、アーム472がロック部材475に当接すると、ロック部材475とアーム472とが当接した状態を維持するよう回転電機21を制御する。これにより、第七実施形態は、第五実施形態と同じ効果を奏する。
In the seventh embodiment, when driving of the
また、第七実施形態では、停止状態のエンジン11の駆動を開始する従来のスタータがなくてもエンジン11の駆動を開始することができる。これにより、エンジンシステム10の構成を簡素にすることができる。
Further, in the seventh embodiment, the drive of the
(第八実施形態)
第八実施形態による伝動システムを図27〜29に基づき説明する。第八実施形態は、スタータの駆動を制御する点が第五実施形態と異なる。
(Eighth embodiment)
A transmission system according to the eighth embodiment will be described with reference to FIGS. The eighth embodiment is different from the fifth embodiment in that the drive of the starter is controlled.
第七実施形態による伝動システム8は、エンジン11を駆動可能なエンジンシステム10に適用される。伝動システム8は、クランクシャフト111に連結可能な位置に設けられる。伝動システム8は、回転電機21、回転電機プーリ22、駆動軸プーリ23、補機プーリ24,25、ベルト26、オートテンショナ47、ロック部材475、クランク角センサ112、回転角センサ212、回転電機用ECU28、及び、「駆動軸制御部」としてのエンジンECU54を備える。
The transmission system 8 according to the seventh embodiment is applied to an
エンジンECU54は、エンジン11、スタータ13、回転電機用ECU28、クランク角センサ112、及び、回転角センサ212と電気的に接続されている。エンジンECU54は、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのROM及びRAM、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。エンジンECU54は、演算部541、及び、スタータ制御部542を有する。
演算部541は、クランク角センサ112が出力する信号、及び、回転角センサ212が出力する信号に基づいて、ベルト26の第一の部位261の張りの状態を算出する。
スタータ制御部542は、ROMに記憶されたプログラムに従い処理を行い、演算部541が算出したベルト26の状態に基づいてスタータ13が出力するトルクである駆動トルクを制御する。
The
The
The
エンジンECU54は、車両の各部に設けられた各種センサからの信号等に基づき、ROMに記憶されたプログラムに従い処理を行い、エンジン11の駆動を統合的に制御する。例えば、エンジンECU54は、車両の運転者による図示しないイグニッションスイッチでのエンジン11の駆動開始操作やアイドルストップ状態の解除操作などに基づいて、車両の状態に応じてスタータ13の駆動を制御する。
The
次に、第八実施形態におけるエンジン11の駆動開始プロセスを図28,29に基づいて説明する。伝動システム8が適用されているエンジンシステム10では、例えば、アイドルストップ状態からのエンジン11の再駆動において、図28に示すフローチャートに従ってスタータ13と回転電機21とを連携しエンジン11の駆動を開始する。
Next, the drive start process of the
最初に、S801において、第五実施形態のS501と同様に、スタータ13の駆動を開始する。
次に、S802において、第五実施形態のS502と同様に、クランクシャフト111のクランク角が所定のクランク角以上になっているか否かを判定する。クランク角が所定のクランク角以上になっていると判定すると、S803に進む。クランク角が所定のクランク角より小さいと判定すると、S802における判定を繰り返す。
次に、S803において、第五実施形態のS503と同様に、回転電機21の駆動を開始する。
First, in S801, the
Next, in S802, as in S502 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the crank angle of the
Next, in S803, the driving of the rotating
次に、S804において、第五実施形態のS504と同様に、オートテンショナ27のアーム272の加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定する。
S804では、スタータ13によるエンジン11の駆動を開始した後、エンジン11の回転数が減少するとき、クランクシャフト111のクランク角速度は徐々に小さくなるため、回転電機21が出力する回転トルクによってベルト26の第一の部位261が回転電機21の方向に引っ張られ、アーム272が反付勢方向に回転する。このとき、エンジンECU54では、演算部541においてクランクシャフト111のクランク角と回転軸211の回転角度との差からベルト26の張りの状態を算出する。エンジンECU54では、算出されたベルト26の張りの状態からテンショナプーリ271の位置を算出し、当該算出された位置の時間変化に基づいてテンショナプーリ271を支持するアーム272の加速度を算出する。スタータ制御部542は、この算出されたアーム272の加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定する。
アーム272の加速度が所定の加速度以上になっていると判定すると、S805に進む。アーム272の加速度が所定の加速度より小さいと判定すると、S804における判定を繰り返す。
Next, in S804, as in S504 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the acceleration of the
In S804, after the
If it is determined that the acceleration of the
次に、S805において、「衝突緩和制御」としてクランクシャフト111の駆動トルクを増大する。S805でのクランクシャフト111の駆動トルクの制御の内容について図29に基づいて説明する。
図29に、S805におけるクランクシャフト111の駆動トルクの時間変化を示す。
アーム272とロック部材475とが当接する時刻t810とすると、図29に示すように、時刻t810より前の時刻である時刻t81においては、クランクシャフト111の駆動トルクは、「オートテンショナと規制部とが当接する前の駆動軸の駆動トルク」としてのトルクTrq81となっている。スタータ制御部542は、時刻t81以降においてアーム272の加速度が所定の加速度以上になるときの時刻t811においてクランクシャフト111の駆動トルクをトルクTrq81に比べ大きい「衝突緩和駆動トルク」としてのトルクTrq80とする。これにより、クランクシャフト111の回転角速度が速くなるため、クランク角速度と回転角速度との差が小さくなり、張った状態となっていたベルト26の第一の部位261が僅かに緩む。第一の部位261が僅かに緩むと、アーム272は、加速度が直前に比べて低下した状態でロック部材475に当接する。
Next, in S805, the driving torque of the
FIG. 29 shows the change over time of the drive torque of the
Assuming that the time t810 at which the
次に、S806において、第五実施形態のS806と同様に、アーム272がロック部材475に当接したか否かを判定する。アーム272がロック部材475に当接したと判定すると、S807に進む。アーム272がロック部材475に当接していないと判定すると、S806における判定を繰り返す。
Next, in S806, it is determined whether or not the
次に、S807において、「当接維持制御」としてアーム272とロック部材475とが当接した状態を維持するようクランクシャフト111の駆動トルクを「当接維持駆動トルク」としての所定の駆動トルク以下に維持する。具体的には、図29に示すように、アーム272とロック部材475とが当接した時刻t810の後の時刻t821において、トルクTrq80に比べ小さく、かつ、アーム272がロック部材475に当接した状態を維持可能な駆動トルク以下の「当接維持駆動トルク」としてのトルクTrq82をクランクシャフト111の駆動トルクとなるようスタータ13を制御する。これにより、アーム272は、ロック部材475に当接したままとなる。
Next, in S807, the driving torque of the
次に、S808において、第五実施形態のS808と同様に、エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったか否かを判定する。エンジン11の回転数が所定の回転数以上になったと判定すると、S809に進む。エンジン11の回転数が所定の回転数に比べ低いと判定すると、S808における判定を繰り返す。
次に、S809において、第一実施形態のS809と同様に、S807のスタータ13の制御を解除する。伝動システム8は、このようにして、アイドルストップ状態からエンジン11を再駆動する。
Next, in S808, as in S808 of the fifth embodiment, it is determined whether or not the rotational speed of the
Next, in S809, similarly to S809 in the first embodiment, the control of the
エンジンECU54は、アーム272とロック部材475とが当接する前にアーム272の加速度が低下するようスタータ13を制御する。また、エンジンECU54は、アーム272がロック部材475に当接したあと、アーム272とロック部材475とが当接した状態を維持するようスタータ13を制御する。これにより、第八実施形態は、第五実施形態と同じ効果を奏する。
The
(他の実施形態)
上述の実施形態では、「無端伝動部材」としてベルトを用いるとした。しかしながら、回転電機の回転軸とクランクシャフトとを連結する部材はこれに限定されない。チェーンであってもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the belt is used as the “endless transmission member”. However, the member which connects the rotating shaft and crankshaft of a rotary electric machine is not limited to this. It may be a chain.
上述の実施形態では、オートテンショナは、テンショナプーリを収縮方向に移動するときの減衰力がテンショナプーリを伸長方向に移動するときの減衰力に比べ大きいとした。このとき、テンショナプーリを収縮方向に移動するときの減衰力は、無限大となってもよい。すなわち、エンジンの駆動開始プロセスを実行するとき、テンショナプーリは、収縮方向に移動不能にロックされ、伸長方向にのみ移動可能であってもよい。この場合、オートテンショナは、当該ロックが適宜解除可能な機能を有しており、エンジンの駆動開始プロセスを実行するとき以外では、テンショナプーリは、収縮方向および伸長方向のいずれにも移動可能となっている。このようなオートテンショナでも、第一実施形態の効果を奏することができる。 In the above-described embodiment, the auto tensioner is configured such that the damping force when moving the tensioner pulley in the contracting direction is larger than the damping force when moving the tensioner pulley in the extending direction. At this time, the damping force when moving the tensioner pulley in the contraction direction may be infinite. That is, when the engine drive start process is executed, the tensioner pulley may be locked so as not to move in the contraction direction and move only in the extension direction. In this case, the auto tensioner has a function capable of appropriately releasing the lock, and the tensioner pulley can be moved in both the contraction direction and the extension direction except when the engine driving start process is executed. ing. Even with such an auto tensioner, the effects of the first embodiment can be obtained.
第一〜第四実施形態では、オートテンショナは、ベルトに当接可能なテンショナプーリを一方の端部に支持する略L字状に形成されているアーム、および、付勢部が設けられるテンショナ本体部を有するとした。また、第五〜八実施形態では、オートテンショナは、巻きばねによって所定の回転方向に付勢されるアームを有するとした。しかしながら、オートテンショナの構成はこれに限定されない。テンショナプーリを現状よりベルトの緩み方向に移動するときの減衰力がテンショナプーリを現状よりベルトの張り方向に移動するときの減衰力に比べ大きくなるよう設定されているオートテンショナであればよい。 In the first to fourth embodiments, the auto tensioner is a tensioner main body provided with a substantially L-shaped arm that supports a tensioner pulley capable of contacting the belt at one end, and an urging portion. Part. In the fifth to eighth embodiments, the auto tensioner has an arm that is urged in a predetermined rotational direction by a winding spring. However, the configuration of the auto tensioner is not limited to this. Any auto tensioner may be used as long as the damping force when the tensioner pulley is moved in the belt slack direction from the current state is larger than the damping force when the tensioner pulley is moved in the belt tension direction from the current state.
第二〜四実施形態では、スイッチング素子の作動によって回転電機内に静止磁界を形成し、ベルトに逆回転のトルクを作用させるとした。しかしながら、回転電機がベルトに逆回転のトルクを作用させる方法はこれに限定されない。 In the second to fourth embodiments, a static magnetic field is formed in the rotating electrical machine by operating the switching element, and reverse rotation torque is applied to the belt. However, the method by which the rotating electrical machine applies reverse rotation torque to the belt is not limited to this.
第二、三実施形態では、スイッチング素子を作動して回転電機が有する三相の固定子巻線をショートさせるとした。しかしながら、三相のうちの二相をショートさせてもよい。 In the second and third embodiments, the switching element is operated to short-circuit the three-phase stator winding of the rotating electrical machine. However, two of the three phases may be short-circuited.
第四実施形態では、スイッチング素子を作動して、U相からV相およびW相に向かう経路に通電するとした。しかしながら、電流が流れる経路はこれに限定されない。V相からU相およびW相に向かう経路に通電してもよいし、W相からU相およびV相に向かう経路に通電してもよい。また、U相からV相のみに向かう経路に通電してもよいし、U相からW相のみに向かう経路に通電してもよい。 In the fourth embodiment, the switching element is operated to energize the path from the U phase to the V phase and the W phase. However, the path through which the current flows is not limited to this. The path from the V phase to the U phase and the W phase may be energized, or the path from the W phase to the U phase and the V phase may be energized. In addition, the path from the U phase to only the V phase may be energized, or the path from the U phase to only the W phase may be energized.
第五〜七実施形態では、エンジンの駆動を開始するとき、アームの加速度が所定の加速度以上になると回転電機が出力する回転トルクを低減し、アームがロック部材に当接するとロック部材とアームとが当接した状態を維持するよう回転電機を制御するとした。また、第八実施形態では、エンジンの駆動を開始するとき、アームの加速度が所定の加速度以上になるとクランクシャフトの駆動トルクを増大し、アームがロック部材に当接するとロック部材とアームとが当接した状態を維持するようクランクシャフトの駆動トルクを制御するとした。しかしながら、回転電機用ECUまたはエンジンECUの制御は、いずれか一方であってもよい。いずれか一方であっても、アームとロック部材との衝突音に起因する騒音を小さくし、かつ、アームおよびロック部材の破損を防止することができる。 In the fifth to seventh embodiments, when starting the engine, the rotational torque output by the rotating electrical machine is reduced when the acceleration of the arm exceeds a predetermined acceleration, and when the arm comes into contact with the lock member, the lock member and the arm The rotating electrical machine is controlled so as to maintain the state of contact with each other. In the eighth embodiment, when the engine is started, the crankshaft driving torque is increased when the acceleration of the arm exceeds a predetermined acceleration, and when the arm comes into contact with the locking member, the locking member and the arm are in contact with each other. The driving torque of the crankshaft is controlled so as to maintain the contact state. However, the control of the rotating electrical machine ECU or the engine ECU may be either one. Even in either case, it is possible to reduce the noise caused by the collision sound between the arm and the lock member and to prevent the arm and the lock member from being damaged.
第八実施形態では、「駆動軸制御部」としてのエンジンECUは、スタータの駆動を制御するとした。しかしながら、駆動軸制御部が制御するものはこれに限定されない。例えば、エンジンの燃焼室に供給される燃料の量や点火のタイミングなどを制御することによってクランクシャフトの駆動トルクを制御してもよい。 In the eighth embodiment, the engine ECU as the “drive shaft control unit” controls the drive of the starter. However, what the drive shaft control unit controls is not limited to this. For example, the driving torque of the crankshaft may be controlled by controlling the amount of fuel supplied to the combustion chamber of the engine, the timing of ignition, and the like.
第五〜七実施形態では、アームの加速度が所定の加速度以上になるとき、回転電機用ECUは、図19に示すように、出力する回転トルクを直前のトルクに比べ小さいトルクとなるよう回転電機を制御するとした。しかしながら、回転電機用ECUが制御する回転トルクの時間変化は、これに限定されない。その一例を図30に示す。 In the fifth to seventh embodiments, when the acceleration of the arm is equal to or higher than a predetermined acceleration, the rotating electrical machine ECU causes the rotating electrical machine to output a rotational torque that is smaller than the immediately preceding torque, as shown in FIG. To control. However, the time change of the rotational torque controlled by the rotating electrical machine ECU is not limited to this. An example is shown in FIG.
図30は、図19に示した回転電機が出力する回転トルクの時間変化を示す特性図の変形例である。アーム472とロック部材475とが当接する時刻t90より前では、回転電機21の回転トルクは、トルクTrq91となっている。回転電機用ECU48は、時刻t90より前の時刻である時刻t91において、回転トルクがトルクTrq91から「オートテンショナと規制部とが当接する前の回転電機の回転トルク」としてのトルクTrq92に小さくなるよう回転電機21を制御する。その後、回転電機用ECU48は、時刻t90より前であって時刻t91の後の時刻t92において、回転トルクが「衝突緩和回転トルク」としてのトルクTrq90である0となるよう回転電機21を制御する。
また、回転電機用ECU48は、時刻t90の後の時刻t93において回転トルクが0より大きいトルクTrq93となるよう回転電機21を制御した後、時刻t93の後の時刻t94において回転トルクがトルクTrq93からアーム472がロック部材475に当接した状態を維持可能な「当接維持回転トルク」としてのトルクTrq94に大きくなるよう回転電機21を制御する。
このように、回転電機21の回転トルクを段階的に変化させることによって、アーム472の加速度を徐々に小さくするとともに、時刻t90のときには回転トルクを0とすることによって、アーム472とロック部材475とが当接するときの衝撃をさらに小さくすることができる。これにより、アーム472とロック部材475との当接による衝突音をさらに小さくすることができるとともに、アーム472およびロック部材475の破損を確実に防止できる。
FIG. 30 is a modification of the characteristic diagram showing the time change of the rotational torque output by the rotating electrical machine shown in FIG. Prior to time t90 when the
Further, the rotating
As described above, by gradually changing the rotational torque of the rotating
第五〜八実施形態では、回転電機の回転角度は、回転角センサで検出するとした。しかしながら、回転電機の回転角度を検出する方法は、これに限定されない。回転電機に供給される電圧に対して所定値を設定し、電圧が所定値となるときのタイミングに基づいて回転電機の回転角度を検出してもよい。この場合、回転角センサが不要となるため、伝動システムの製造コストを低減することができる。 In the fifth to eighth embodiments, the rotation angle of the rotating electrical machine is detected by the rotation angle sensor. However, the method for detecting the rotation angle of the rotating electrical machine is not limited to this. A predetermined value may be set for the voltage supplied to the rotating electrical machine, and the rotation angle of the rotating electrical machine may be detected based on the timing when the voltage reaches the predetermined value. In this case, since the rotation angle sensor is unnecessary, the manufacturing cost of the transmission system can be reduced.
第五〜八実施形態では、アームとロック部材とが当接する前において、オートテンショナのアームの加速度が所定の加速度以上になっているか否かを判定するとした。しかしながら、判定項目は加速度に限定されない。ロック部材に対するアームの相対速度や相対位置であってもよい。この場合、ロック部材に対するアームの相対速度や相対位置に閾値が設定される。 In the fifth to eighth embodiments, it is determined whether or not the acceleration of the arm of the auto tensioner is equal to or higher than a predetermined acceleration before the arm and the lock member come into contact with each other. However, the determination item is not limited to acceleration. It may be the relative speed or relative position of the arm with respect to the lock member. In this case, a threshold is set for the relative speed and relative position of the arm with respect to the lock member.
第五、七、八実施形態では、アームとロック部材とが当接したままとなるよう回転電機の回転トルクを所定の回転トルク以上になるよう制御しているとき、エンジンの回転数が所定の回転数以上になったときに回転電機の制御を解除するとした。しかしながら、エンジンが完爆状態となったときに回転電機の制御を解除してもよい。 In the fifth, seventh, and eighth embodiments, when the rotational torque of the rotating electrical machine is controlled to be equal to or higher than the predetermined rotational torque so that the arm and the lock member remain in contact with each other, the engine speed is a predetermined value. The control of the rotating electrical machine is canceled when the rotation speed is exceeded. However, the control of the rotating electrical machine may be canceled when the engine reaches a complete explosion state.
上述の実施形態では、テンショナプーリは、ベルトが正回転するとき駆動軸プーリから回転電機プーリに送られるベルトの部位である第一の部位に当接するとした。しかしながら、テンショナプーリは、ベルトが正回転するとき回転電機プーリから駆動軸プーリに送られるベルトの部位である第二の部位に当接してもよい。 In the above-described embodiment, the tensioner pulley is in contact with the first portion that is the portion of the belt that is sent from the drive shaft pulley to the rotating electrical machine pulley when the belt rotates forward. However, the tensioner pulley may come into contact with a second portion that is a portion of the belt that is sent from the rotating electrical machine pulley to the drive shaft pulley when the belt rotates forward.
上述の実施形態では、「回転電機用制御部」としての回転電機用ECUは、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのROMおよびRAM、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータであるとした。しかしながら、「回転電機用制御部」の構成はこれに限定されない。車両が搭載するIC、例えば、ASICなどであってもよい。 In the above-described embodiment, the rotating electrical machine ECU as the “rotary electrical machine control unit” is a small computer having a CPU as a calculation means, a ROM and a RAM as storage means, and an input / output means. . However, the configuration of the “rotary electric machine control unit” is not limited to this. It may be an IC mounted on the vehicle, for example, an ASIC.
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, It can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary.
1,5,7,8・・・伝動システム
11・・・エンジン(内燃機関)
111・・・クランクシャフト(駆動軸)
13・・・スタータ
21,31・・・回転電機
211・・・回転軸
22・・・回転電機プーリ
23・・・駆動軸プーリ
26・・・ベルト(無端伝動部材)
27,47・・・オートテンショナ
271,471・・・テンショナプーリ
28,38,48・・・回転電機用ECU(回転電機制御部)
1, 5, 7, 8 ...
111 ... Crankshaft (drive shaft)
DESCRIPTION OF
27, 47:
Claims (13)
前記内燃機関を駆動開始可能、前記内燃機関を駆動開始可能なスタータ(13)によって駆動を開始した前記内燃機関の回転数を維持可能、または、前記スタータによって駆動を開始した前記内燃機関の回転数を上げることが可能、な回転トルクを出力可能な回転電機(21,31)と、
前記回転電機の回転軸(211)と一体に回転可能に設けられる回転電機プーリ(22)と、
前記内燃機関の駆動軸(111)と一体に回転可能に設けられる駆動軸プーリ(23)と、
前記回転電機プーリおよび前記駆動軸プーリに掛け回され、前記回転軸と前記駆動軸との間において回転トルクを伝達可能な無端伝動部材(26)と、
前記無端伝動部材に当接可能に設けられ前記無端伝動部材の張り方向および緩み方向へ移動可能なテンショナプーリ(271,471)を有し、前記テンショナプーリを現状より前記緩み方向に移動するときの減衰力が前記テンショナプーリを現状より前記張り方向に移動するときの減衰力に比べ大きいオートテンショナ(27,47)と、
前記回転電機の駆動を制御可能な回転電機制御部(28,38,48)と、
を備える伝動システム。 A transmission system applied to an internal combustion engine (11),
The internal combustion engine that can start driving, the internal combustion engine that has started driving by the starter (13) that can start driving can be maintained, or the internal combustion engine that has started driving by the starter A rotating electric machine (21, 31) capable of outputting a rotational torque,
A rotating electrical machine pulley (22) provided to be rotatable integrally with a rotating shaft (211) of the rotating electrical machine;
A drive shaft pulley (23) provided rotatably with the drive shaft (111) of the internal combustion engine;
An endless transmission member (26) that is wound around the rotating electrical machine pulley and the drive shaft pulley and is capable of transmitting rotational torque between the rotary shaft and the drive shaft;
There are tensioner pulleys (271, 471) provided so as to be able to contact the endless transmission member and movable in the tensioning direction and the loosening direction of the endless transmission member, and when the tensioner pulley is moved in the loosening direction from the present state. An auto tensioner (27, 47) whose damping force is larger than the damping force when moving the tensioner pulley in the tension direction from the current state;
A rotating electrical machine control unit (28, 38, 48) capable of controlling driving of the rotating electrical machine;
A transmission system comprising:
前記回転電機制御部は、前記回転軸の回転を停止するよう前記回転電機の特定の相に通電することが可能な請求項2に記載の伝動システム。 The rotating electric machine has a plurality of stator windings (Cu2, Cv2, Cw2) that can be energized,
The transmission system according to claim 2, wherein the rotating electrical machine control unit can energize a specific phase of the rotating electrical machine to stop the rotation of the rotating shaft.
前記回転電機制御部は、前記内燃機関の駆動を開始したあと前記オートテンショナと前記規制部とが当接するとき前記オートテンショナと前記規制部とが当接する前の前記回転電機の回転トルク(Trq51,Trq92)に比べ小さい衝突緩和回転トルク(Trq50,Trq90)を出力する衝突緩和制御、および、前記オートテンショナと前記規制部とが当接したあと前記オートテンショナと前記規制部とを当接したままとする当接維持回転トルク(Trq52,Trq94)を出力する当接維持制御の少なくとも一方の制御を前記回転電機に対して行う請求項1に記載の伝動システム。 A regulation part (475) provided so as to be able to contact the auto tensioner and capable of regulating a movable region of the auto tensioner;
The rotating electrical machine control unit rotates the rotational torque of the rotating electrical machine (Trq51, Trq51, before the auto tensioner and the restricting portion abut when the auto tensioner and the restricting portion abut after starting the driving of the internal combustion engine. Collision mitigation control that outputs a collision mitigation rotational torque (Trq50, Trq90) smaller than that of Trq92), and the auto tensioner and the restricting portion abut after the auto tensioner and the restricting portion abut. 2. The transmission system according to claim 1, wherein at least one of the contact maintaining control for outputting the contact maintaining rotation torque (Trq52, Trq94) is performed on the rotating electrical machine.
前記駆動軸の駆動トルクを制御する駆動軸制御部(54)と、
をさらに備え、
前記駆動軸制御部は、前記内燃機関の駆動を開始したあと前記オートテンショナと前記規制部とが当接するとき前記オートテンショナと前記規制部とが当接する前の前記駆動軸の駆動トルク(Trq81)に比べ大きい衝突緩和駆動トルク(Trq80)を出力する衝突緩和制御、および、前記オートテンショナと前記規制部とが当接したあと前記オートテンショナと前記規制部とを当接したままとする当接維持駆動トルク(Trq82)を出力する当接維持制御の少なくとも一方の制御を前記駆動軸に対して行う請求項6〜8のいずれか一項に記載の伝動システム。 A restricting portion (475) provided so as to be able to contact the auto tensioner and capable of restricting a movable region of the auto tensioner;
A drive shaft controller (54) for controlling the drive torque of the drive shaft;
Further comprising
The drive shaft control unit drives the drive shaft driving torque (Trq81) before the auto tensioner and the regulating unit come into contact with each other when the auto tensioner and the regulating unit come into contact with each other after the driving of the internal combustion engine is started. Collision mitigation control that outputs a larger collision mitigation driving torque (Trq80) than the above, and contact maintaining that keeps the auto tensioner and the restricting portion in contact after the auto tensioner and the restricting portion are in contact with each other The transmission system according to any one of claims 6 to 8, wherein at least one of contact maintaining control for outputting a drive torque (Trq82) is performed on the drive shaft.
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