JP5492990B2 - 自動車用駆動システム - Google Patents
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- B60W30/18—Propelling the vehicle
- B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
- B60W30/1882—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power characterised by the working point of the engine, e.g. by using engine output chart
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- B60K5/08—Arrangement or mounting of internal-combustion or jet-propulsion units comprising more than one engine
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19014—Plural prime movers selectively coupled to common output
Description
それぞれ独立して回転動力を発生する第1の内燃機関部(例えば、後述の実施形態における第1のエンジンENG1)および第2の内燃機関部(例えば、後述の実施形態における第2のエンジンENG2)と、
前記第1の内燃機関部および第2の内燃機関部の発生する各回転動力をそれぞれ変速して出力する第1の変速機構(例えば、後述の実施形態における第1のトランスミッションTM1)および第2の変速機構(例えば、後述の実施形態における第2のトランスミッションTM2)と、
前記第1の変速機構および第2の変速機構の各出力部にそれぞれ設けられ、入力部材(例えば、後述の実施形態における入力部材122)と出力部材(例えば、後述の実施形態における出力部材121)とこれら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材(例えば、後述の実施形態におけるローラ123)とを有し、前記第1の変速機構および第2の変速機構からの各回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達する第1のワンウェイ・クラッチ(例えば、後述の実施形態における第1のワンウェイ・クラッチOWC1)および第2のワンウェイ・クラッチ(例えば、後述の実施形態における第2のワンウェイ・クラッチOWC2)と、
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの両出力部材に共通に連結され、各ワンウェイ・クラッチの出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪(例えば、後述の実施形態における駆動車輪2)に伝える被回転駆動部材(例えば、後述の実施形態における被回転駆動部材11)と、
を備え、前記第1の内燃機関部および第2の内燃機関部の発生する回転動力を、前記第1の変速機構および第2の変速機構を介して、前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチに入力し、該第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチを介して、前記回転動力を前記被回転駆動部材に入力することを特徴とする。
前記第1の変速機構および第2の変速機構が共に、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構(例えば、後述の実施形態における無段変速機構BD1、BD2)により構成されていることを特徴とする。
前記無段変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線(例えば、後述の実施形態における入力中心軸線O1)の周りを回転する入力軸(例えば、後述の実施形態における入力軸101)と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対する偏心量(例えば、後述の実施形態における偏心量r1)を変更可能で、且つ、該偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点(例えば、後述の実施形態における第1支点O3)と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスク(例えば、後述の実施形態における偏心ディスク104)と、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線(例えば、後述の実施形態における出力中心軸線O2)の周りを回転する出力部材(例えば、後述の実施形態における出力部材121)と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材(例えば、後述の実施形態における入力部材122)と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材(例えば、後述の実施形態におけるローラ123)とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチ(例えば、後述の実施形態におけるワンウェイ・クラッチ120)と、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点(例えば、後述の実施形態における第2支点O4)と、
それぞれ一端(例えば、後述の実施形態におけるリング部131)が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端(例えば、後述の実施形態における他端部132)が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材(例えば、後述の実施形態における連結部材130)と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構(例えば、後述の実施形態における変速比可変機構112)と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することのできる四節リンク機構式の無段変速機構として構成されており、
前記内燃機関部の出力軸(例えば、後述の実施形態における出力軸S1、S2)が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記第1の変速機構および第2の変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチをそれぞれに兼ねていることを特徴とする。
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの出力部材と前記被回転駆動部材との間に、動力の伝達/遮断が可能なクラッチ機構(例えば、後述の実施形態におけるクラッチ機構CL1、CL2)が設けられていることを特徴とする。
前記被回転駆動部材にメインモータジェネレータ(例えば、後述の実施形態におけるメインモータジェネレータMG1)が接続されていることを特徴とする。
前記第1の内燃機関部の出力軸にサブモータジェネレータ(例えば、後述の実施形態におけるサブモータジェネレータMG2)が接続されていることを特徴とする。
前記被回転駆動部材にメインモータジェネレータが接続されると共に、前記第1内燃機関部の出力軸にサブモータジェネレータが接続されていることを特徴とする。
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの出力部材と前記被回転駆動部材との間に、動力の伝達/遮断が可能なクラッチ機構が設けられていることを特徴とする。
前記第1、第2の2つの内燃機関部は、高効率運転ポイントが互いに異なる内燃機関部であることを特徴とする。
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの両入力部材に入力される回転速度が共に出力部材の回転速度を上回るように、前記第1、第2の内燃機関部の回転数および/または第1、第2の変速機構の変速比を制御する同期制御を行う制御手段(例えば、後述の実施形態における制御手段5)をさらに備え、
前記制御手段が、前記同期制御する際、前記第1の内燃機関部の回転数および/またはトルクが高効率運転領域に入るように、運転条件を一定範囲に固定した状態で、前記第1の内燃機関部および/または第1の変速機構を制御し、且つ、その固定した運転条件によって得られる出力を超える出力要求に応じて、前記第2の内燃機関部および前記第2の変速機構を制御することを特徴とする。
前記運転条件が固定される第1の内燃機関部の排気量が前記第2の内燃機関部の排気量より小さいことを特徴とする。
前記運転条件が固定される第1の内燃機関部の排気量が前記第2の内燃機関部の排気量より大きいことを特徴とする。
前記第1の内燃機関部および第2の内燃機関部のうちの一方が排気量大の内燃機関部として設定され、他方が排気量小の内燃機関部として設定されており、
前記制御手段が、前記要求出力が所定以上の場合は、排気量小の内燃機関部を運転条件固定側に設定し、前記要求出力が所定以下の場合は、排気量大の内燃機関部を運転条件固定側に設定するように制御することを特徴とする。
前記無段変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対する偏心量を変更可能で、且つ、該偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、 前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することのできる四節リンク機構式の無段変速機構として構成されており、
前記内燃機関部の出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記第1の変速機構および第2の変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチをそれぞれに兼ねていることを特徴とする。
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの両入力部材に入力される回転速度が共に出力部材の回転速度を上回るように、前記第1、第2の内燃機関部の回転数および/または前記第1、第2の変速機構の変速比を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする。
前記第1の変速機構および第2の変速機構が共に、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構により構成されていることを特徴とする。
前記無段変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対する偏心量を変更可能で、且つ、該偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することのできる四節リンク機構式の無段変速機構として構成されており、
前記内燃機関部の出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記第1の変速機構および第2の変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチをそれぞれに兼ねていることを特徴とする。
図1は本発明の一実施形態の自動車用駆動システムのスケルトン図であり、図2は同駆動システムの要部である無限・無段変速機構の具体的構成を示す断面図、図3は同無限・無段変速機構の一部の構成を軸線方向から見た側断面図である。
この自動車用駆動システム1は、それぞれ独立して回転動力を発生する第1、第2の内燃機関部としての2つのエンジンENG1、ENG2と、第1、第2のエンジンENG1、ENG2の各下流側に設けられた第1、第2のトランスミッション(変速機構)TM1、TM2と、各トランスミッションTM1、TM2の出力部に設けられた第1、第2のワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2と、これらワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2を介して伝達された出力回転を受ける被回転駆動部材11と、この被回転駆動部材11に接続されたメインモータジェネレータMG1と、第1のエンジンENG1の出力軸S1に接続されたサブモータジェネレータMG2と、メインおよび/またはサブのモータジェネレータMG1、MG2との間で電力のやりとりが可能なバッテリ(蓄電手段)8と、各種要素を制御することで走行パターンなどの制御を行う制御手段5と、を備えている。
次に、この駆動システム1に用いられている第1、第2の2つのトランスミッションTM1、TM2について説明する。
第1、第2のトランスミッションTM1、TM2は、ほぼ同じ構成の無段変速機構により構成されている。この場合の無段変速機構は、IVT(Infinity Variable Transmission=クラッチを使用せずに変速比を無限大にして出力回転をゼロにできる方式の変速機構)と呼ばれるものの一種であり、変速比(レシオ=i)を無段階に変更できると共に、変速比の最大値を無限大(∞)に設定することのできる、無限・無段変速機構BD(BD1、BD2)により構成されている。
次に、この駆動システム1において実行する制御内容について説明する。
図1に示すように、制御手段5は、第1、第2のエンジンENG1、ENG2、メインモータジェネレータMG1、サブモータジェネレータMG2、第1、第2のトランスミッションTM1、TM2を構成する無限・無段変速機構BD1、BD2のアクチュエータ180、クラッチ機構CL1、CL2、シンクロ機構20などに制御信号を送って、これらの要素を制御することにより、様々な走行パターン(動作パターンとも言う)制御を行う。以下、代表的な制御の内容を説明する。
次に、本実施形態の駆動システムにおいて実行する動作パターンについて説明する。
図9〜図23は動作パターンA〜Oを取り出して示す拡大説明図、図24〜図33は各運転状態に応じて実行する制御動作、または走行モード切り替え時の制御動作の説明図である。なお、図24〜図33の各動作パターンを示す枠の中の右上のA〜Oの符号は、図9〜図23に取り出して示す動作パターンA〜Oの符号と対応している。また、動作パターンを示す図の中で、動作中の駆動源を網掛けにより区別して示し、動力の伝達経路や電力の流れを実線や点線などの矢印で示す。
次に図24〜図33を用いて、様々な運転状況における制御動作について説明する。各運転状況は表形式で示してあり、表中の各枠の左下には説明の便宜上、以下の括弧内の数字対応する通し番号を付してある。また、各枠の右上の符号A〜Oは、図9〜図23の拡大図に対応しており、必要に応じて参照されたい。
まず、発進時の制御動作について図24を参照して説明する。
(1) 発進時の緩加速クルーズの際には、基本的に動作パターンAによるEV走行を行う。EV走行では、バッテリ8から供給される電力によりメインモータジェネレータMG1を駆動し、その駆動力のみによって走行する。
(4) さらに、SOCが低い場合には、動作パターンDに示す第1のエンジンENG1よるエンジン走行によって発進する。この場合にも、サブモータジェネレータMG2を発電機として利用し、バッテリ8の充電を行ってもよい。
次に低速走行時の制御動作について図25を参照して説明する。
(5)、(6) 緩加速クルーズ時や、例えばアクセルを離した緩減速クルーズ時は、動作パターンAによるEV走行を行う。
(7) また、ブレーキを踏むなどした減速時には、動作パターンEによる回生運転を行う。
(8)、(9) 緩加速クルーズ時および緩減速クルーズ時でも、バッテリ8の残容量(SOC)が35%以下の場合は、動作パターンBによるシリーズ運転を行う。
(10) また、加速の場合にも、動作パターンBによるシリーズ運転を行う。
(11) 更に加速要求が高い場合は、動作パターンCに切り替えることで、メインモータジェネレータMG1と第1のエンジンENG1の駆動力を用いたパラレル走行を行う。
(12)、(13) まず、動作パターンAによるEV走行を行っている状況から、サブモータジェネレータMG2により第1のエンジンENG1を始動する。その際、第1のトランスミッションTM1の変速比を無限大にして、第1のエンジンENG1の出力が被回転駆動部材11に入らない状態にする。始動後には、動作パターンBに切り替えて、サブモータジェネレータMG2の発電によるシリーズ走行を行う。
次に中速走行時の制御動作について図27を参照して説明する。
(15) 緩加速クルーズ時は、動作パターンFにより、第1のエンジンENG1の駆動力のみを利用した単独エンジン走行を行う。その際、サブモータジェネレータMG2で発電した電力でバッテリ8を充電する。第1のエンジンENG1は高効率運転ポイントで運転し、第1のトランスミッションTM1の変速比を制御することで、運転状況に対応する。
(18) 一方、加速時には、動作パターンCに切り替えて、第1のエンジンENG1とメインモータジェネレータMG1の両方の駆動力を利用したパラレル運転を行う。この際、基本は第1のエンジンENG1によるエンジン走行であり、加速要求に対してメインモータジェネレータMG1でアシストする。この制御動作は、中速走行時の加速要求に対して第1のトランスミッションTM1の変速比の変化で対応できないときに選択される。
第1のエンジンENG1の駆動力を利用したエンジン走行から第2のエンジンENG2を利用したエンジン走行への切り替え時には、図28に示すように動作制御する。
次に中高速走行時の制御動作について図29を参照して説明する。
(23) 緩加速クルーズ時は、動作パターンIにより、第2のエンジンENG2の駆動力を利用した単体エンジン走行を実施する。
(24) 加速時には、後述する動作パターンJへの切り替えにより、第2のエンジンENG2と第1のエンジンENG1の両方の駆動力を利用して走行する。なお、SOCが低い場合には、サブモータジェネレータMG2を発電機として利用し、バッテリ8の充電を行ってもよい。
(25) 緩減速クルーズ時には、動作パターンEにより、メインモータジェネレータMG1による回生運転を行い、両エンジンENG1、ENG2は停止する。また、(25)から(23)に戻るときには、シンクロ機構20を接続状態にして、第2のエンジンENG2をクランキングする。
(26) 減速時には、動作パターンKにより、メインモータジェネレータMG1を回生運転させ、同時に、シンクロ機構20を接続状態にすることで、第2のエンジンENG2によるエンジンブレーキを利かせる。
第2のエンジンENG2の駆動力を利用したエンジン走行から、第2のエンジンENG2に加えて第1のエンジンENG1の両方の駆動力を利用したエンジン走行への切り替え時には、図30に示すように動作制御する。
(29) その後、動作パターンJに示すように、第1、第2のワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2の入力部材122の回転数が共に同期して出力部材121の回転数(被回転駆動部材11の回転数)を上回るように、第1、第2のエンジンENG1、ENG2の回転数および/または第1、第2のトランスミッションTM1、TM2の変速比を制御し、第2のエンジンENG2と第1のエンジンENG1の両駆動力を合成したエンジン走行へ移行する。
次に、高速走行時の制御動作について図31を参照して説明する。
(30)、(31) 緩加速クルーズ時および加速時は、動作パターンJにより、第2のエンジンENG2の駆動力と第1のエンジンENG1の駆動力の合成力を利用したエンジン走行を実施する。この際、小排気量の第1のエンジンENG1は、回転数やトルクが高効率運転領域に入るように第1のエンジンENG1および/または第1のトランスミッションTM1を制御する固定した運転条件で運転し、それ以上の要求出力に対しては、大排気量の第2のエンジンENG2および/または第2のトランスミッションTM2を制御する。なお、SOCが低い場合には、サブモータジェネレータMG2を発電機として利用し、バッテリ8の充電を行ってもよい。
(33) また、ブレーキを踏むなどした減速時には、動作パターンNに切り替え、シンクロ機構20を接続状態にすることにより、第2のエンジンENG2のエンジンブレーキを利かせる。同時に、メインモータジェネレータMG1の回生運転により、強い制動力が働くようにする。そして、メインモータジェネレータMG1で生成した回生電力をバッテリ8に充電する。また、減速に寄与しない第1のエンジンENG1は、サブモータジェネレータMG2の発電運転に使い、バッテリ8を充電する。
次に後進(後退)時の制御動作について図32を参照して説明する。
(34) 後進時は緩加速クルーズとして、動作パターンAによりEV走行を行う。後進しようとする時には、第1、第2のワンウェイ・クラッチOWC1、OWC2において、被回転駆動部材11に繋がる出力部材121が、正方向に対して逆方向(図3中の矢印RD2方向)に回転することになるので、入力部材122と出力部材121が互いにローラ123を介して噛み合う。入力部材122と出力部材121が噛み合うと、出力部材121の逆方向の回転力が入力部材122に作用することになるが、図34(a)に示す連結部材130の延長線上に入力中心軸線O1が位置する、入力中心軸線O1と第2支点O4とが最も離れた位置(または、正方向に対して逆方向の回転方向が図3中の矢印RD1方向の場合には、図34(b)に示す連結部材130が入力中心軸線O1を通り入力中心軸線O1と第2支点O4とが最も近接した位置)に至ると、入力部材122は連結部材130に連結されていることにより、入力部材122の揺動運動が規制されるので、それ以上逆方向の運動の伝達はロックされる。従って、出力部材121が逆回転しようとしても、無限・無段変速機構BD1、BD2よりなる第1、第2のトランスミッションTM1、TM2がロックすることにより、後進できない状態(後進不可状態)が発生する。そこで、予めクラッチ機構CL1、CL2を解放状態にしてロックを回避しておき、その状態でメインモータジェネレータMG1を逆回転させて、車両を後進させる。
(35) EV走行で後退している場合も、バッテリ8の残容量SOCが35%以下の場合は、動作パターンBのシリーズ走行に切り替えて、バッテリ8を充電しながら、メインモータジェネレータMG1を逆回転させる。
次に停止時の制御動作について図33を参照して説明する。
(36) 車両停止の際のアイドリング時には、動作パターンOに切り替え、第1のエンジンENG1のみ駆動し、駆動力が被回転駆動部材11に伝わらないように、例えば、第1のトランスミッションTM1の変速比を無限大にして、サブモータジェネレータMG2により発電し、生成した電力をバッテリ8に充電する。
(37) また、アイドリングストップの場合は、全ての動力源を停止する。
前述したように、車両が後進するとき、第1、第2のトランスミッションTM1、TM2は、出力部材121が入力部材122に対して逆回転しようとすることで、ロック状態になる。そこで、このロック状態になる機能を、登坂発進時のヒルホールド機能(ずり下がり禁止)として利用する。即ち、センサ等の何らかの手段により登り坂で発進しようとする状況を検出した場合には、どちらかのクラッチ機構CL1、CL2の少なくとも一方を接続状態に保持する。そうすることで、どちらかのトランスミッションTM1、TM2がロック状態になるので、車両のずり下がりを防止(ヒルホールド機能を実現)することができる。従って、その他のヒルホールド制御を行う必要はない。
図35を用いて低速域(0〜V2km/h)で走行するときの運転状況を説明する。V2の値は、例えば50km/hである。
図36を用いて中速域(V1〜V3km/h)で走行するときの運転状況を説明する。V1<V2<V3であり、V1の値は例えば20km/h、V3の値は例えば110km/hである。
図37を用いて高速域(V2〜V4km/h)で走行するときの運転状況を説明する。V2<V3<V4であり、V4の値は例えば、150km/hである。
例えば、レシオが無限大(∞)の状態で第1のエンジンENG1を始動すると、エンジン回転数が所定値に上がり、この状態で、レシオを無限大(∞)から小さくしていく、あるいは、エンジン回転数を大きくしていくと車速線に達し、エンジン出力が被回転駆動部材11に伝達される(エンゲージが成立)。また、第2のエンジンENG2を運転する際にも、レシオを無限大(∞)またはエンゲージする目標のレシオより多少大きめの有限値から徐々に小さくしていく。あるいは、エンジン回転数を大きくしていく。そうすると、車速線に達することで、エンジン出力が被回転駆動部材11に伝達される(エンゲージが成立)。このため、各エンジンENG1、ENG2の回転数と変速機構のレシオを車速に応じたエンゲージ範囲の中で適宜設定することができ、エンジンの高効率な運転が可能となる。従って、第1のエンジンENG1を高効率運転ポイントで運転しておいて、さらに高い要求駆動力が生じた場合には、第2のエンジンENG2をエンジン回転数、レシオを選択しながら運転することができ、両方のエンジンENG1、ENG2を効率の良い運転ポイントで使い分けることも可能である。
2 駆動車輪
5 制御手段
8 バッテリ(蓄電手段)
11 被回転駆動部材(デフケース)
12 ドリブンギヤ
13L 左アクスルシャフト
13R 右アクスルシャフト
15 ドライブギヤ
20 シンクロ機構(クラッチ手段)
101 入力軸
104 偏心ディスク
112 変速比可変機構
120 ワンウェイ・クラッチ
121 出力部材
122 入力部材
123 ローラ(係合部材)
130 連結部材
131 一端部(リング部)
132 他端部
133 円形開口
140 ベアリング
180 アクチュエータ
BD1 第1の無限・無段変速機構
BD2 第2の無限・無段変速機構
CL1 クラッチ機構
CL2 クラッチ機構
ENG1 第1のエンジン(第1の内燃機関部)
ENG2 第2のエンジン(第2の内燃機関部)
MG1 メインモータジェネレータ
MG2 サブモータジェネレータ
OWC1 第1のワンウェイ・クラッチ
OWC2 第2のワンウェイ・クラッチ
S1 出力軸
S2 出力軸
TM1 第1のトランスミッション(第1の変速機構)
TM2 第2のトランスミッション(第2の変速機構)
O1 入力中心軸線
O2 出力中心軸線
O3 第1支点
O4 第2支点
RD1 正回転方向
RD2 逆回転方向
r1 偏心量
θ2 揺動角度
ω1 入力軸の回転角速度
ω2 出力部材の角速度
Claims (17)
- それぞれ独立して回転動力を発生する第1の内燃機関部および第2の内燃機関部と、
前記第1の内燃機関部および第2の内燃機関部の発生する各回転動力をそれぞれ変速して出力する第1の変速機構および第2の変速機構と、
前記第1の変速機構および第2の変速機構の各出力部にそれぞれ設けられ、入力部材と出力部材とこれら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記第1の変速機構および第2の変速機構からの各回転動力を受ける前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材と出力部材がロック状態になることで、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達する第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチと、
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの両出力部材に共通に連結され、各ワンウェイ・クラッチの出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝える被回転駆動部材と、
を備え、前記第1の内燃機関部および第2の内燃機関部の発生する回転動力を、前記第1の変速機構および第2の変速機構を介して、前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチに入力し、該第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチを介して、前記回転動力を前記被回転駆動部材に入力することを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1の変速機構および第2の変速機構が共に、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構により構成されていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項2に記載の自動車用駆動システムであって、
前記無段変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対する偏心量を変更可能で、且つ、該偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、 前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することのできる四節リンク機構式の無段変速機構として構成されており、
前記内燃機関部の出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記第1の変速機構および第2の変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチをそれぞれに兼ねていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項3に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの出力部材と前記被回転駆動部材との間に、動力の伝達/遮断が可能なクラッチ機構が設けられていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記被回転駆動部材にメインモータジェネレータが接続されていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1の内燃機関部の出力軸にサブモータジェネレータが接続されていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記被回転駆動部材にメインモータジェネレータが接続されると共に、前記第1内燃機関部の出力軸にサブモータジェネレータが接続されていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの出力部材と前記被回転駆動部材との間に、動力の伝達/遮断が可能なクラッチ機構が設けられていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1、第2の2つの内燃機関部は、高効率運転ポイントが互いに異なる内燃機関部であることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの両入力部材に入力される回転速度が共に出力部材の回転速度を上回るように、前記第1、第2の内燃機関部の回転数および/または第1、第2の変速機構の変速比を制御する同期制御を行う制御手段をさらに備え、
前記制御手段が、前記同期制御する際、前記第1の内燃機関部の回転数および/またはトルクが高効率運転領域に入るように、運転条件を一定範囲に固定した状態で、前記第1の内燃機関部および/または第1の変速機構を制御し、且つ、その固定した運転条件によって得られる出力を超える出力要求に応じて、前記第2の内燃機関部および前記第2の変速機構を制御することを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項10に記載の自動車用駆動システムであって、
前記運転条件が固定される第1の内燃機関部の排気量が前記第2の内燃機関部の排気量より小さいことを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項10に記載の自動車用駆動システムであって、
前記運転条件が固定される第1の内燃機関部の排気量が前記第2の内燃機関部の排気量より大きいことを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項10に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1の内燃機関部および第2の内燃機関部のうちの一方が排気量大の内燃機関部として設定され、他方が排気量小の内燃機関部として設定されており、
前記制御手段が、前記要求出力が所定以上の場合は、排気量小の内燃機関部を運転条件固定側に設定し、前記要求出力が所定以下の場合は、排気量大の内燃機関部を運転条件固定側に設定するように制御することを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項10に記載の自動車用駆動システムであって、
前記無段変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対する偏心量を変更可能で、且つ、該偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、 前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することのできる四節リンク機構式の無段変速機構として構成されており、
前記内燃機関部の出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記第1の変速機構および第2の変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチをそれぞれに兼ねていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項1に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチの両入力部材に入力される回転速度が共に出力部材の回転速度を上回るように、前記第1、第2の内燃機関部の回転数および/または前記第1、第2の変速機構の変速比を制御する制御手段をさらに有することを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項15に記載の自動車用駆動システムであって、
前記第1の変速機構および第2の変速機構が共に、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構により構成されていることを特徴とする自動車用駆動システム。 - 請求項16に記載の自動車用駆動システムであって、
前記無段変速機構が、
回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
該入力軸の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが前記入力中心軸線に対する偏心量を変更可能で、且つ、該偏心量を保ちつつ該入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の第1支点と、
該各第1支点をそれぞれの中心に持つと共に前記入力中心軸線の周りを回転する複数の偏心ディスクと、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
前記入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第2支点と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第1支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上に設けられた前記第2支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
前記入力中心軸線に対する前記第1支点の偏心量を調節することで、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより、前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更する変速比可変機構と、
を具備し、且つ、前記偏心量がゼロに設定可能とされることで変速比を無限大に設定することのできる四節リンク機構式の無段変速機構として構成されており、
前記内燃機関部の出力軸が前記無段変速機構の入力軸に連結され、
前記無段変速機構の構成要素であるワンウェイ・クラッチが、前記第1の変速機構および第2の変速機構と前記被回転駆動部材との間に設けられた前記第1のワンウェイ・クラッチおよび第2のワンウェイ・クラッチをそれぞれに兼ねていることを特徴とする自動車用駆動システム。
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