JP5378052B2 - 車載動力伝達装置、車両用動力制御システム、及び車載補機の動力源の選択方法 - Google Patents
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Description
第2の発明は、車両走行用の回転電機及び駆動輪の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置において、前記動力分割用回転体のうち前記駆動輪に機械的に連結される第1の回転体とは別の第2の回転体の回転力を車載補機に伝達可能とし、前記動力分割用回転体のうち前記第2の回転体を含む少なくとも一対の回転体が、前記回転電機に機械的に連結されており、前記一対の回転体のうちの少なくとも一方と前記回転電機とを機械的に連結する手段として、変速比を調節する変速装置と動力の伝達を遮断可能とする遮断手段とを備え、前記遮断手段を遮断して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にすることを特徴とする。
第3の発明は、車両走行用の回転電機及び駆動輪の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置において、前記動力分割用回転体のうち前記駆動輪に機械的に連結される第1の回転体とは別の第2の回転体の回転力を車載補機に伝達可能とし、前記動力分割用回転体のうち前記第2の回転体を含む少なくとも一対の回転体が、前記回転電機に機械的に連結されており、前記一対の回転体のうちの少なくとも一方と前記回転電機とを機械的に連結する手段として、変速比を調節する変速装置を備え、前記駆動輪に機械的に連結される回転体を、前記動力分割用回転体のうちの前記第1の回転体以外の回転体にも切り替え可能な切替手段を備え、前記第1の回転体の回転速度をゼロとなる車両の停止時に前記補機の駆動要求がある場合には、前記切替手段により前記第1の回転体を前記駆動輪に連結して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にすることを特徴とする。
第4の発明は、車両走行用の内燃機関、回転電機及び駆動輪間の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置において、第1の回転電機及び第2の回転電機と、前記駆動輪に機械的に連結された第1の回転体と、前記第1の回転電機に機械的に連結された第2の回転体と、前記第2の回転電機に機械的に連結された第3の回転体と、を備え、前記第2の回転体が車載補機に機械的に連結されており、前記第1の回転電機及び前記第2の回転電機の一方が電動機として機能する場合に他方が発電機として機能して、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にし、前記動力分割用回転体は、それぞれ3つの回転体であって、互いの回転速度が共線図において1直線上に並ぶ回転体を備える第1及び第2の遊星歯車機構を備え、前記第1の遊星歯車機構及び前記第2の遊星歯車機構は、互いに機械的に連結された伝達軸回転体をそれぞれ備え、前記伝達軸回転体は前記第3の回転体として前記第2の回転電機の回転軸に機械的に連結され、前記第1の遊星歯車機構及び前記第2の遊星歯車機構は、互いに機械的に連結された出力回転体をそれぞれ備え、前記出力回転体は、前記第1の回転体として前記駆動輪に機械的に連結され、前記第1の遊星歯車機構は、前記内燃機関に機械的に連結された起動軸回転体を備え、前記第2の遊星歯車機構は、前記第1の回転電機に機械的に連結された回転電機回転体を備え、前記第2の回転体は、前記回転電機回転体であり、前記出力回転体及び前記起動軸回転体の回転速度が、共線図上において、前記回転電機回転体の回転速度と前記伝達軸回転体の回転速度との間にあることを特徴とする。
第6の発明は、第2の発明の車載動力伝達装置と、前記遮断手段を遮断して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
第7の発明は、第3の発明の車載動力伝達装置と、前記第1の回転体の回転速度をゼロとなる車両の停止時に前記補機の駆動要求がある場合には、前記切替手段により前記第1の回転体を前記駆動輪に連結して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
第8の発明は、第4の発明の車載動力伝達装置と、前記第1の回転電機及び前記第2の回転電機の一方が電動機として機能する場合に他方が発電機として機能して、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
以下、本発明にかかる車載動力伝達装置及び車両用動力制御システムの第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<1.車両の走行制御>
ここでは、まず発進処理について説明する。
Ts=−ρTc/(1+ρ) …(c2)
β(Tm+Tr)=Ts …(c3)
上記の式(c1)及び式(c2)を用いて上記式(c3)からトルクTr,Tsを消去することで、下記の式(c4)を得る。
上記の式(c4)によれば、比ρと比βとを近似させることで、第2遊星歯車機構24のキャリアC(動力分割装置20の出力軸)のトルクTcは、非常に大きなものとなり得ることがわかる。換言すれば、駆動輪14に伝達されるトルクが非常に大きなものとなり得ることがわかる。このため、モータジェネレータ10を大型化することなく、発進時のトルクを確保することができる。
<2.コンプレッサ42の駆動エネルギの供給制御>
上述したように、本実施形態では、第2遊星歯車機構24のリングギアRにコンプレッサ42の従動軸42aが機械的に連結されている。このため、第2遊星歯車機構24のリングギアRがコンプレッサ42の動力供給源となる。制御装置50では、コンプレッサ42の要求エネルギに応じてCVT36の変速比やモータジェネレータ10の出力を操作することで、コンプレッサ42の駆動エネルギの供給制御を行う。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第5の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第6の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第7の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第8の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第9の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第10の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第11の実施形態について、先の第10の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第12の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第13の実施形態について、先の第12の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
ただし、図では便宜上、駆動輪14を省略し、代わりに駆動輪14に機械的に連結される経路を「out」と表記している)。また、遊星歯車機構のリングギアR及びサンギアSには、モータジェネレータ10が機械的に連結されている。詳しくは、サンギアSとモータジェネレータ10との間には、CVT36及びクラッチ38が接続されている。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (10)
- 車両走行用の内燃機関、回転電機及び駆動輪間の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置において、
前記動力分割用回転体のうち前記駆動輪に機械的に連結される第1の回転体とは別の第2の回転体の回転力を車載補機に伝達可能とし、
前記動力分割用回転体のうち前記第2の回転体を含む少なくとも一対の回転体が、前記回転電機に機械的に連結されており、
前記一対の回転体のうちの少なくとも一方と前記回転電機とを機械的に連結する手段として、変速比を調節する変速装置を備え、
前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にし、
前記動力分割用回転体は、それぞれ3つの回転体であって、互いの回転速度が共線図において1直線上に並ぶ回転体を備える第1及び第2の遊星歯車機構を備え、
前記第1の遊星歯車機構及び前記第2の遊星歯車機構は、互いに機械的に連結された伝達軸回転体をそれぞれ備え、前記伝達軸回転体は前記変速装置を介して前記回転電機の回転軸に機械的に連結され、
前記第1の遊星歯車機構及び前記第2の遊星歯車機構は、互いに機械的に連結された出力回転体をそれぞれ備え、前記出力回転体は、前記第1の回転体として前記駆動輪に機械的に連結され、
前記第1の遊星歯車機構は、前記内燃機関に機械的に連結された起動軸回転体を備え、
前記第2の遊星歯車機構は、前記回転電機に機械的に連結された回転電機回転体を備え、
前記第2の回転体は、前記回転電機回転体又は前記伝達軸回転体であり、
前記出力回転体及び前記起動軸回転体の回転速度が、共線図上において、前記回転電機回転体の回転速度と前記伝達軸回転体の回転速度との間にあることを特徴とする車載動力伝達装置。 - 車両走行用の回転電機及び駆動輪の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置において、
前記動力分割用回転体のうち前記駆動輪に機械的に連結される第1の回転体とは別の第2の回転体の回転力を車載補機に伝達可能とし、
前記動力分割用回転体のうち前記第2の回転体を含む少なくとも一対の回転体が、前記回転電機に機械的に連結されており、
前記一対の回転体のうちの少なくとも一方と前記回転電機とを機械的に連結する手段として、変速比を調節する変速装置と動力の伝達を遮断可能とする遮断手段とを備え、
前記遮断手段を遮断して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にすることを特徴とする車載動力伝達装置。 - 車両走行用の回転電機及び駆動輪の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置において、
前記動力分割用回転体のうち前記駆動輪に機械的に連結される第1の回転体とは別の第2の回転体の回転力を車載補機に伝達可能とし、
前記動力分割用回転体のうち前記第2の回転体を含む少なくとも一対の回転体が、前記回転電機に機械的に連結されており、
前記一対の回転体のうちの少なくとも一方と前記回転電機とを機械的に連結する手段として、変速比を調節する変速装置を備え、
前記駆動輪に機械的に連結される回転体を、前記動力分割用回転体のうちの前記第1の回転体以外の回転体にも切り替え可能な切替手段を備え、
前記第1の回転体の回転速度をゼロとなる車両の停止時に前記補機の駆動要求がある場合には、前記切替手段により前記第1の回転体を前記駆動輪に連結して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にすることを特徴とする車載動力伝達装置。 - 車両走行用の内燃機関、回転電機及び駆動輪間の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置において、
第1の回転電機及び第2の回転電機と、
前記駆動輪に機械的に連結された第1の回転体と、前記第1の回転電機に機械的に連結された第2の回転体と、前記第2の回転電機に機械的に連結された第3の回転体と、を備え、
前記第2の回転体が車載補機に機械的に連結されており、
前記第1の回転電機及び前記第2の回転電機の一方が電動機として機能する場合に他方が発電機として機能して、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にし、
前記動力分割用回転体は、それぞれ3つの回転体であって、互いの回転速度が共線図において1直線上に並ぶ回転体を備える第1及び第2の遊星歯車機構を備え、
前記第1の遊星歯車機構及び前記第2の遊星歯車機構は、互いに機械的に連結された伝達軸回転体をそれぞれ備え、前記伝達軸回転体は前記第3の回転体として前記第2の回転電機の回転軸に機械的に連結され、
前記第1の遊星歯車機構及び前記第2の遊星歯車機構は、互いに機械的に連結された出力回転体をそれぞれ備え、前記出力回転体は、前記第1の回転体として前記駆動輪に機械的に連結され、
前記第1の遊星歯車機構は、前記内燃機関に機械的に連結された起動軸回転体を備え、
前記第2の遊星歯車機構は、前記第1の回転電機に機械的に連結された回転電機回転体を備え、
前記第2の回転体は、前記回転電機回転体であり、
前記出力回転体及び前記起動軸回転体の回転速度が、共線図上において、前記回転電機回転体の回転速度と前記伝達軸回転体の回転速度との間にあることを特徴とする車載動力伝達装置。 - 前記第2の回転体と前記補機との動力の伝達を遮断する電子制御式の遮断手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車載動力伝達装置。
- 請求項1に記載の車載動力伝達装置と、
前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外に制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用動力制御システム。 - 請求項2に記載の車載動力伝達装置と、
前記遮断手段を遮断して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外に制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用動力制御システム。 - 請求項3に記載の車載動力伝達装置と、
前記第1の回転体の回転速度をゼロとなる車両の停止時に前記補機の駆動要求がある場合には、前記切替手段により前記第1の回転体を前記駆動輪に連結して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外に制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用動力制御システム。 - 請求項4に記載の車載動力伝達装置と、
前記第1の回転電機及び前記第2の回転電機の一方が電動機として機能する場合に他方が発電機として機能して、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外に制御する制御手段とを備えることを特徴とする車両用動力制御システム。 - 車両走行用の回転電機が搭載される車両について、該車両に搭載される補機の動力源を選択する車載補機の動力源の選択方法において、
前記補機を搭載する車両として、前記回転電機及び駆動輪の動力分割のための回転体であって且つ互いに連動して回転する3つ以上の動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置を搭載するものを選択し、
前記車載動力伝達装置は、
前記動力分割用回転体のうち前記第2の回転体を含む少なくとも一対の回転体が、前記回転電機に機械的に連結されており、
前記一対の回転体のうちの少なくとも一方と前記回転電機とを機械的に連結する手段として、変速比を調節する変速装置と動力の伝達を遮断可能とする遮断手段とを備えるものであって、
前記動力分割用回転体のうち前記駆動輪に機械的に連結される第1の回転体とは別の第2の回転体の回転力を、前記動力源として選択し、
前記遮断手段を遮断して、前記変速装置の変速比と前記回転電機の回転速度とを制御することで、前記第1の回転体の回転速度をゼロにするとともに前記第2の回転体の回転速度をゼロ以外にすることを特徴とする車載補機の動力源の選択方法。
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