JP5763950B2 - Drive system - Google Patents
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Description
本発明は、無段変速機およびワンウェイクラッチを備えた駆動システムに関する。 The present invention relates to a drive system including a continuously variable transmission and a one-way clutch.
内燃機関に連結される駆動軸と、被駆動軸(出力軸)との間において、駆動軸側に偏心量を調節してレシオを変更する変速機が設けられ、被駆動軸側にフリーホイール装置(ワンウェイクラッチ手段)が設けられた駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Between the drive shaft connected to the internal combustion engine and the driven shaft (output shaft), a transmission that adjusts the amount of eccentricity and changes the ratio is provided on the drive shaft side, and the freewheel device on the driven shaft side A drive device provided with (one-way clutch means) has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、特許文献1に記載の駆動装置では、例えば車両の出力軸を介してオイルポンプを駆動する際、変速機がワンウェイクラッチを介して出力軸と接続されているため、出力軸側のトルクを内燃機関側に伝達することができず、ワンウェイクラッチの出力軸側(下流側)にオイルポンプを接続する必要がある。しかし、そのような構成の場合、オイルポンプが出力軸と直結されていると、出力軸が停止(例えば、車両が停止)しているときには、オイルポンプを駆動することができなくなるという問題がある。
By the way, in the drive device described in
本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、車両が停止している場合でも、オイルポンプを駆動することが可能な駆動システムを提供することを課題とする。 This invention solves the said conventional problem, and makes it a subject to provide the drive system which can drive an oil pump, even when the vehicle has stopped.
本発明は、第1駆動軸を有する第1原動機と、前記第1原動機からの動力により回転する第1出力軸と、前記第1出力軸の回転動力により駆動される被駆動部と、前記第1駆動軸の回転運動によって回転する回転部および前記回転部の回転運動を揺動運動に変換する揺動部を有する第1揺動変換手段と、前記回転部の偏心量を可変する第1偏心量可変機構とを含む第1変速機と、揺動運動する前記揺動部の角速度が前記第1出力軸の回転速度以上である場合、前記揺動部の揺動運動の一方向の動力を前記第1出力軸に伝達する第1ワンウェイクラッチと、オイル被供給機器に作動用のオイルを供給するオイルポンプと、前記オイルポンプを駆動させる駆動力を入力するポンプ軸と、前記第1出力軸と前記被駆動部との間において動力を接続/切断する第1断接手段と、前記第1出力軸と前記ポンプ軸との間において動力を接続するオイルポンプ出力軸接続機構と、前記第1駆動軸と前記ポンプ軸との間において動力を接続/切断する第1オイルポンプ接続機構と、を備え、前記第1オイルポンプ接続機構が前記第1駆動軸と前記ポンプ軸とを接続する接続状態とする場合、前記第1断接手段が切断状態とし、かつ、前記第1偏心量可変機構が前記回転部の偏心量を0にして変速比を無限大にすることを特徴とする。 The present invention includes a first prime mover having a first drive shaft, a first output shaft that is rotated by power from the first prime mover, a driven portion that is driven by rotational power of the first output shaft, and the first A first swing converting means having a rotating portion that rotates by a rotating motion of one drive shaft, a swinging portion that converts the rotating motion of the rotating portion into a swinging motion, and a first eccentricity that varies the amount of eccentricity of the rotating portion; When the angular velocity of the first transmission including the variable amount mechanism and the swinging portion that swings is equal to or higher than the rotational speed of the first output shaft, the power in one direction of the swinging motion of the swinging portion is increased. A first one-way clutch that transmits to the first output shaft; an oil pump that supplies operating oil to an oil-supplied device; a pump shaft that inputs a driving force that drives the oil pump; and the first output shaft Connecting power between the motor and the driven part / Connected to the first engaging and disengaging means, and the oil pump output shaft mechanism connecting power between said first output shaft and the pump shaft, the power in between the pump shaft and the first drive shaft to the cross-sectional A first oil pump connection mechanism for cutting, and when the first oil pump connection mechanism is in a connection state for connecting the first drive shaft and the pump shaft, the first connecting / disconnecting means is in a disconnected state. In addition, the first eccentricity variable mechanism is characterized in that the eccentricity of the rotating part is set to 0 and the transmission ratio is infinite .
これによれば、被駆動部の動作が停止している場合であっても、第1断接手段を切断状態に設定することにより、第1出力軸の回転動作が被駆動部の動作停止によってロックされることがなくなり、第1原動機の動力を第1変速機(変速比:無限大を除く)、第1ワンウェイクラッチ、オイルポンプ出力軸接続機構、ポンプ軸を介してオイルポンプに伝達することが可能となる。 According to this, even if the operation of the driven part is stopped, the rotation operation of the first output shaft is caused by the operation stop of the driven part by setting the first connecting / disconnecting means to the disconnected state. The power of the first prime mover is no longer locked, and the power of the first prime mover is transmitted to the oil pump via the first transmission (except for infinity), the first one-way clutch, the oil pump output shaft connection mechanism, and the pump shaft. Is possible.
これによれば、被駆動部の動作が停止している場合、第1断接手段を切断状態に設定し、かつ、第1変速機の変速比を無限大に設定することで、第1原動機の動力を第1オイルポンプ接続機構およびポンプ軸を介してオイルポンプに伝達することが可能になる。なお、このとき第1変速機の変速比を無限大に設定することで、第1出力軸が回転することがないので、オイルポンプ出力軸接続機構を介してポンプ軸に動力が伝達されることはない。また、第1変速機の変速比を無限大に設定することで、第1オイルポンプ接続機構を接続状態に設定し、かつ、変速比を無限大に設定することで、回転部の回転運動が停止して、揺動部の揺動運動が停止するので、回転部の慣性モーメントを最小にすることができ、オイルポンプを駆動する際のエネルギ消費(第1原動機で消費されるエネルギ)を最小にできる。 According to this, when the operation of the driven portion is stopped, the first prime mover is set by setting the first connecting / disconnecting means to the disconnected state and setting the gear ratio of the first transmission to infinity. Can be transmitted to the oil pump via the first oil pump connection mechanism and the pump shaft. At this time, since the first output shaft does not rotate by setting the speed ratio of the first transmission to infinity, power is transmitted to the pump shaft via the oil pump output shaft connection mechanism. There is no. In addition, by setting the gear ratio of the first transmission to infinity, the first oil pump connection mechanism is set to the connected state, and the gear ratio is set to infinity, so that the rotational motion of the rotating portion is reduced. Since the oscillating motion of the oscillating unit stops, the moment of inertia of the rotating unit can be minimized, and energy consumption (energy consumed by the first prime mover) when driving the oil pump is minimized. Can be.
また、前記被駆動部を他方向に回転させることが可能な他の原動機を備え、前記他の原動機が前記他方向に回転している場合、前記第1断接手段が切断状態とすることを特徴とする。 In addition, when the other prime mover is capable of rotating the driven part in the other direction, and the other prime mover is rotating in the other direction, the first connecting / disconnecting means is in a disconnected state. Features.
これによれば、他の原動機の動力により被駆動部を逆回転(例えば、車両であれば後退)させる場合、第1断接手段を切断状態に設定することで、第1原動機の動力によってオイルポンプを駆動することができる。 According to this, when the driven part is reversely rotated by the power of another prime mover (for example, if the vehicle is moved backward), the first connecting / disconnecting means is set to the disconnected state, so that the oil is generated by the power of the first prime mover. The pump can be driven.
また、第2駆動軸を有する第2原動機と、前記第2原動機からの動力により回転する第2出力軸と、前記第2駆動軸の回転運動によって回転する回転部および前記回転部の回転運動を揺動運動に変換する揺動部を有する揺動変換手段と、前記回転部の偏心量を可変する偏心量可変機構とを含む第2変速機と、揺動運動する前記揺動部の角速度が前記第2出力軸の回転速度以上である場合、前記揺動部の揺動運動の一方向の動力を前記第2出力軸に伝達する第2ワンウェイクラッチと、前記第2出力軸と前記被駆動部との間において動力を接続/切断する第2断接手段と、前記第2駆動軸と前記ポンプ軸との間において動力を接続/切断する第2オイルポンプ接続機構と、を備えることを特徴とする。 In addition, a second prime mover having a second drive shaft, a second output shaft that is rotated by the power from the second prime mover, a rotating portion that is rotated by the rotational motion of the second drive shaft, and a rotational motion of the rotating portion. A second transmission including a swing conversion means having a swinging portion for converting into a swinging motion, an eccentricity variable mechanism for changing the eccentricity of the rotating unit, and an angular velocity of the swinging portion that swings. A second one-way clutch that transmits power in one direction of the swinging motion of the swinging portion to the second output shaft, and the second output shaft and the driven when the rotational speed of the second output shaft is greater than or equal to And a second oil pump connection mechanism for connecting / disconnecting power between the second drive shaft and the pump shaft. And
ところで、第2オイルポンプ接続機構が設けられていない場合、第2原動機の動力のみで被駆動部を駆動すると、第2原動機の動力は、第2ワンウェイクラッチ、第2出力軸、被駆動部、第1出力軸、オイルポンプ出力軸接続機構およびポンプ軸を介してオイルポンプに伝達されることになり、第2原動機の動力が第2ワンウェイクラッチを通ることで抵抗となり、駆動力の伝達効率が低下する。そこで、第2オイルポンプ接続機構を設けて、この第2オイルポンプ接続機構を接続状態に設定することで、第2原動機の動力を、第2ワンウェイクラッチを通さずにオイルポンプに伝達でき、第2原動機からの動力の伝達効率の低下を最小限に抑えることができる。また、例えば、第2原動機の動力で被駆動部を駆動する場合、第1原動機の動力によってオイルポンプを駆動することにより、第2原動機の動力をすべて被駆動部に伝達することができるので、第2原動機の動力を被駆動部側とオイルポンプ側に分配する必要がなくなり、第2原動機の動力で被駆動部を安定して駆動させることが可能になる。 By the way, when the second oil pump connection mechanism is not provided, when the driven portion is driven only by the power of the second prime mover, the power of the second prime mover is the second one-way clutch, the second output shaft, the driven portion, It will be transmitted to the oil pump through the first output shaft, the oil pump output shaft connection mechanism and the pump shaft, and the power of the second prime mover will become resistance by passing through the second one-way clutch, and the transmission efficiency of the driving force will be descend. Therefore, by providing a second oil pump connection mechanism and setting the second oil pump connection mechanism to the connected state, the power of the second prime mover can be transmitted to the oil pump without passing through the second one-way clutch, 2 A reduction in power transmission efficiency from the prime mover can be minimized. Further, for example, when the driven part is driven by the power of the second prime mover, by driving the oil pump by the power of the first prime mover, all the power of the second prime mover can be transmitted to the driven part. There is no need to distribute the power of the second prime mover to the driven part side and the oil pump side, and the driven part can be stably driven by the power of the second prime mover.
また、前記第1駆動軸に接続された発電機を備えることを特徴とする。 In addition, a generator connected to the first drive shaft is provided.
これによれば、第2原動機の動力により被駆動部を駆動する場合において、第1原動機の動力によりオイルポンプを駆動する際、第1駆動軸の動力によって発電機を介して発電させることができるので、第1原動機の動力を有効に利用することができる。 According to this, when the driven part is driven by the power of the second prime mover, when the oil pump is driven by the power of the first prime mover, power can be generated via the generator by the power of the first drive shaft. Therefore, the power of the first prime mover can be used effectively.
本発明によれば、車両が停止している場合でも、オイルポンプを駆動することが可能な駆動システムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the vehicle has stopped, the drive system which can drive an oil pump can be provided.
以下、第1実施形態に係る駆動システム1Aについて図1ないし図12を参照し、続いて第2実施形態に係る駆動システム1Bについて図13ないし図20を参照して説明する。なお、図1ないし図9は、第1実施形態および第2実施形態について共通の構成である。
Hereinafter, the
(第1実施形態)
図1に示す本実施形態に係る駆動システム1Aは、図示しないハイブリッド車(車両、移動体)に搭載されており、ハイブリッド車の駆動力およびオイルポンプ14を駆動させる駆動力を発生するシステムである。
ただし、車両の種類はこれに限定されず、ガソリン車でもよい。また、四輪車に限定されず、二輪車、三輪車でもよい。
(First embodiment)
A
However, the type of vehicle is not limited to this and may be a gasoline vehicle. Moreover, it is not limited to a four-wheel vehicle, A two-wheel vehicle and a tricycle may be sufficient.
駆動システム1Aは、第1内燃機関10(第1原動機)と、オイルポンプ14と、第1トランスミッション30A(第1変速機)と、複数(ここでは6つ)の第1ワンウェイクラッチ60を有するワンウェイクラッチ装置(図2参照)と、第1出力軸71Aと、第1クラッチ72A(第1断接手段)と、ポンプ軸81と、オイルポンプ出力軸接続機構80と、第1オイルポンプ接続機構85Aと、モータジェネレータ101(他の原動機)と、システムを電子制御するECU110(Electronic Control Unit、電子制御装置)と、を備えている。
なお、「正方向」は車両の前進方向に対応する方向であり、「逆方向」は車両の後退方向に対応する方向である。
The
The “forward direction” is a direction corresponding to the forward direction of the vehicle, and the “reverse direction” is a direction corresponding to the backward direction of the vehicle.
第1内燃機関10は、例えば直列4気筒型で構成されたレシプロエンジンであり、第1クランク軸12(第1駆動軸)を有している。また、第1内燃機関10と第1トランスミッション30Aとの間の第1クランク軸12には、モータジェネレータ15が設けられている。モータジェネレータ15は、例えば、3相のDCブラシレスモータであり、ハウジング(不図示)内において第1クランク軸12に固定されたロータ(不図示)と、該ロータの周囲でハウジング(車体側)に固定されたステータ(不図示)とを有している。ロータには、複数の永久磁石が固定され、ステータには、3相分のコイルが装着されている。
The first
オイルポンプ14は、第1内燃機関10、第1トランスミッション30A、第1ワンウェイクラッチ60A、デフ装置92などのオイル被供給機器に作動用のオイル(潤滑油)を圧送するための油圧駆動源として動作するものである。ちなみに、オイルポンプ14は、電力により駆動されるオイルポンプではなく、機械的な動力が与えられることによって駆動されるオイルポンプである。
The
また、オイルポンプ14は、図示しない吸入ポートおよび吐出ポートを備えており、第1内燃機関10、第1トランスミッション30A、ワンウェイクラッチ装置60、デフ装置92などのオイル被供給機器の各ケースに形成された油路回路(不図示)と連通するように構成されている。オイルポンプ14が駆動されると、オイルパン(不図示)内の作動油がストレーナ(不図示)を介して汲み上げられ、油圧回路に供給される。
The
図2に示すように、第1トランスミッション30Aは、第1クランク軸12の回転運動を揺動運動に変換し、その揺動運動を第1ワンウェイクラッチ60Aに伝達すると共に、その角速度ω2(揺動速度)・揺動角度θ2(揺動振幅)を可変し(図3参照)、変速比i(レシオ)を、無限無段階で変速する機構である。
なお、「変速比i=入力軸51の回転速度/第1出力軸71Aの回転速度」であり、この場合の「第1出力軸71Aの回転速度」は、「外リング62の正方向の揺動(動力)のみで回転する場合における第1出力軸71Aの回転速度」である(図3参照)。
As shown in FIG. 2, the
Note that “transmission ratio i = rotational speed of the
このような第1トランスミッション30Aは、第1クランク軸12の回転運動を揺動運動に変換する6本の第1揺動変換ロッド40A(第1揺動変換手段)と、第1クランク軸12の回転運動が入力されることで回転する各第1揺動変換ロッド40Aの回転リング41(回転部)の回転半径r1(偏心量)を無段階で可変することで、揺動部42(図3参照)の角速度ω2(揺動速度)及び揺動角度θ2(揺動振幅)を可変する第1回転半径可変機構50A(第1偏心量可変機構)と、を備えている。
Such a first transmission 30 </ b> A includes six first swing conversion rods 40 </ b> A (first swing conversion means) that convert the rotational motion of the
図3に示すように、回転半径r1は、入力中心軸線O1とディスク52の中心である第1支点O3との距離である。因みに、揺動部42の揺動中心は、第1出力軸71Aの出力中心軸線O2で固定であり、揺動半径r2(第2支点O4と出力中心軸線O2の距離)も固定である。
また、第1揺動変換ロッド40A、後記する第2揺動変換ロッド40B、偏心部51b、ディスク52等の数は変更自由である。
As shown in FIG. 3, the rotation radius r <b> 1 is a distance between the input center axis O <b> 1 and the first fulcrum O <b> 3 that is the center of the
Further, the number of the first
第1回転半径可変機構50Aは、第1クランク軸12(図2参照)と連結され第1クランク軸12の動力が入力される入力軸51と、6枚のディスク52と、入力軸51とディスク52とを相対回転させることで、回転半径r1(偏心半径、偏心量)を可変するピニオン53と、ピニオン53を回動させるDCモータ54(図2参照)と、減速機構55(図2参照)と、を備えている。
The first turning
入力軸51は、ミッションケース58を構成する壁部58a、壁部58bに、軸受59a、軸受59bを介して(図2参照)、回転自在に支持されている。なお、入力軸51の入力中心軸線O1と、第1クランク軸12の回転軸線とは一致している。
The
図2において、入力軸51の右端側(一端側)は、第1クランク軸12と連結されている。そして、入力軸51は第1クランク軸12と一体に角速度ω1(図4参照)で回転するようになっている。
In FIG. 2, the right end side (one end side) of the
また、入力軸51は、その入力中心軸線O1上に、ピニオン53が回転自在に挿入される中空部51aを有している。なお、中空部51aは部分的に径方向外に開口しており、ピニオン53が内歯車52bと噛合するようになっている(図3参照)。
Further, the
さらに、入力軸51は、入力中心軸線O1に対して一定の偏心距離で偏倚した軸方向視で略三日月形状の偏心部51bを6つ有している(図2、図3参照)。6つの偏心部51bは、本実施形態では、入力軸51の軸方向において等間隔で配置されると共に(図2参照)、周方向において等間隔(60°間隔)で配置されている。
これにより、後記する6つの第1ワンウェイクラッチ60Aの6つの外リング62の揺動運動の位相が等間隔(60°間隔)でずれることになり(図10参照)、その結果、位相がずれて揺動運動する6つの外リング62から内リング61に、6つの外リング62の揺動運動の正方向における動力が連続的に伝達されることになる。
Furthermore, the
As a result, the phases of the swinging motions of the six
6枚のディスク52は、6つの偏心部51bにそれぞれ設けられている(図2参照)。
さらに説明すると、図3に示すように、各ディスク52は円形を呈している。そして、ディスク52の中心である第1支点O3から外れた位置には、円形の偏心孔52aが形成されており、偏心孔52aには偏心部51bが回転可能に内嵌している。また、偏心孔52aの内周面には内歯車52bが形成されており、内歯車52bはピニオン53と噛合している。
The six
More specifically, as shown in FIG. 3, each
ピニオン53は、(1)偏心部51bとディスク52とをロック(相対位置を保持)し、回転半径r1を保持する機能と、(2)偏心部51bとディスク52とを相対回転させ、回転半径r1を可変する機能と、を備えている。
The pinion 53 (1) locks the
ピニオン53が、偏心部51b(入力軸51、第1クランク軸12)と同期して回転すると、つまり、ピニオン53が、偏心部51b(入力軸51、第1クランク軸12)と同一の回転速度で回転すると、偏心部51bとディスク52との相対位置が保持され、つまり、偏心部51bとディスク52とが一体化して回転し、回転半径r1が保持されるようになっている。
When the
一方、ピニオン53が、偏心部51bと異なる回転速度(上回る回転速度/下回る回転速度)で回転すると、ピニオン53に内歯車52bで噛合するディスク52が偏心部51bの周りに相対回転し、その結果、回転半径r1が可変するようになっている。
On the other hand, when the
DCモータ54は、ECU110の指令に従って回転し、ピニオン53を適宜な回転速度にて回動させるものである。DCモータ54の出力軸は、減速機構55(遊星歯車機構)を介して、ピニオン53に接続されており、DCモータ54の出力は、120:1程度に減速されて、ピニオン53に入力されるようになっている。
The
第1揺動変換ロッド40Aは、図3に示すように、入力軸51の回転運動が入力される回転リング41と、回転リング41と一体であり、その揺動運動を第1ワンウェイクラッチ60Aに出力する揺動部42と、軸受43と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the first
回転リング41は、軸受43を介して、ディスク52に外嵌するように設けられている。揺動部42は、ピン44を介して、第1ワンウェイクラッチ60Aの外リング62に回動自在に連結されている。
The rotating
これにより、回転リング41とディスク52とは、相対的に回動自在となっている。したがって、回転リング41は、入力中心軸線O1を中心として回転半径r1で回転するディスク52に同期して回転するものの、回転リング41はディスク52に対して相対的に回動するので、第1揺動変換ロッド40A全体は回転せず、第1揺動変換ロッド40Aはその姿勢を略維持したままとなる。
そして、回転リング41が一回転すると、回転半径r1の大小に関わらず、揺動部42が円弧状で一往復揺動運動し、外リング62も円弧状で一往復揺動運動するようになっている。
Thereby, the
When the
第1ワンウェイクラッチ装置は、6つの第1ワンウェイクラッチ60Aを有しており、6つの第1ワンウェイクラッチ60Aは、6本の第1揺動変換ロッド40Aの揺動部42の正方向のみの動力を、右側の第1出力軸71Aに伝達させるものである。
The first one-way clutch device has six first one-
まず、図2に示すように、第1出力軸71A(第2出力軸71B)は、円筒状を呈しており、ミッションケース58を構成する壁部58a、壁部58bに、軸受59c、軸受59dを介して、出力中心軸線O2を中心として、回転自在に支持されている。
First, as shown in FIG. 2, the
そして、図2、図3に示すように、各第1ワンウェイクラッチ60Aは、第1出力軸71Aの外周面に一体に固定され第1出力軸71Aと一体で回転する内リング61(クラッチインナ)と、内リング61に外嵌するように設けられた外リング62(クラッチアウタ)と、内リング61と外リング62との間で周方向に複数設けられたローラ63と、各ローラ63を付勢するコイルばね64(付勢部材)と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, each first one-way clutch 60A is integrally fixed to the outer peripheral surface of the
外リング62は、第1揺動変換ロッド40Aの揺動部42と回動自在に連結されており、外リング62は揺動部42の揺動運動に連動して、正方向(矢印A1参照)/逆方向(矢印A2参照)に揺動運動する。
The
ローラ63は、内リング61と外リング62とを互いにロック状態/非ロック状態とするものであり、各コイルばね64は、ローラ63を前記ロック状態となる方向に付勢して
いる。
The
そして、図9に示すように、外リング62の正方向の揺動速度が、内リング61(第1出力軸71A)の正方向の回転速度を超えた場合、ローラ63によって外リング62と第1出力軸71Aとがロック状態(動力伝達状態)となる。これにより、第1揺動変換ロッド40Aの揺動運動する揺動部42の正方向の動力が、第1ワンウェイクラッチ60Aを介して、第1出力軸71Aに伝達し、第1出力軸71Aが回転駆動するようになっている。
As shown in FIG. 9, when the swinging speed in the forward direction of the
なお、図9では、外リング62から内リング61に動力が伝達する状態を太線で示している。また、図9に示すように、外リング62の正方向の揺動速度が内リング61の回転速度以下となっても、所定区間は、ローラ63の弾性力により、外リング62から内リング61に動力が伝達するようになっている。
In FIG. 9, a state in which power is transmitted from the
ここで、図4を参照して回転半径r1が可変する状況を説明し、次いで、図5〜図7を参照して、異なる回転半径r1におけるディスク52(回転リング41)の回転運動と、揺動部42の揺動運動を説明する。
Here, the situation in which the rotation radius r1 is variable will be described with reference to FIG. 4, and then, with reference to FIGS. 5 to 7, the rotational motion and vibration of the disk 52 (rotation ring 41) at different rotation radii r1. The swinging motion of the moving
図4(a)に示すように、第1支点O3(ディスク52の中心)と入力中心軸線O1とが最も遠ざかると、回転半径r1が「最大」となるように構成されている。
そして、ピニオン53が偏心部51bと異なる回転速度で回転し、偏心部51bとディスク52とが相対回転すると、図4(b)に示すように、第1支点O3と入力中心軸線O1とが近づき、回転半径r1が「中」となるように構成されている。
さらに、偏心部51bとディスク52とが相対回転すると、図4(c)に示すように、第1支点O3と入力中心軸線O1とが重なり、回転半径r1が「0」となるように構成されている。
このように、回転半径r1は、「最大」と「0」との間で、無段階で制御可能となっている。
As shown in FIG. 4A, when the first fulcrum O3 (center of the disk 52) and the input center axis O1 are farthest away, the rotation radius r1 is configured to be “maximum”.
When the
Further, when the
Thus, the rotation radius r1 can be controlled steplessly between “maximum” and “0”.
次に、図4(a)に示す回転半径r1が「最大」の状態において、偏心部51bとピニオン53とを同期して回転させると、図5に示すように、偏心部51b、ディスク52及びピニオン53は一体化して、回転半径r1を「最大」で保持したまま回転するようになっている。
Next, when the
この場合、揺動部42(外リング62)の角速度ω2及び揺動角度θ2が「最大」となる(図8参照)。
また、「変速比i=入力軸51の回転速度/第1出力軸71Aの回転速度」であり、「外リング62の揺動速度=外リング62の半径(固定値)×角速度ω2」であるから、変速比iは「小」となる。
In this case, the angular velocity ω <b> 2 and the swing angle θ <b> 2 of the swing part 42 (outer ring 62) are “maximum” (see FIG. 8).
Further, “transmission ratio i = rotational speed of the
次に、図4(b)に示す回転半径r1が「中」の状態において、偏心部51bとピニオン53とを同期して回転させると、図6に示すように、偏心部51b、ディスク52及びピニオン53は一体化して、回転半径r1を「中」で保持したまま回転するようになっている。
この場合、揺動部42(外リング62)の角速度ω2及び揺動角度θ2が「中」となる(図8参照)。そして、変速比iは「中」となる。
Next, when the
In this case, the angular velocity ω <b> 2 and the swing angle θ <b> 2 of the swing part 42 (outer ring 62) are “medium” (see FIG. 8). The gear ratio i is “medium”.
次に、図4(c)に示す回転半径r1が「0」の状態において、偏心部51bとピニオン53とを同期して回転させると、図7に示すように、偏心部51b、ディスク52及び
ピニオン53は一体化して、回転半径r1を「0」で保持したまま回転するようになっている。つまり、偏心部51b、ディスク52及びピニオン53が、回転リング41内で空転し、第1揺動変換ロッド40Aが動作しないことになる。
この場合、揺動部42(外リング62)の角速度ω2及び揺動角度θ2が「0」となる(図8参照)。そして、変速比iは「∞(無限大)」となる。
Next, when the
In this case, the angular velocity ω2 and the oscillating angle θ2 of the oscillating portion 42 (outer ring 62) are “0” (see FIG. 8). The gear ratio i is “∞ (infinite)”.
このようにして、回転半径r1が保持された状態(偏心部51bとピニオン53とが同期回転する状態)では、回転半径r1の大小に関わらず、入力軸51の回転周期と、揺動部42及び外リング62の揺動周期とは、同期(回転半径r1=0の場合を除く)することになる。
In this way, in the state where the rotation radius r1 is maintained (the state where the
すなわち、本実施形態では、第1揺動変換ロッド40A、第1回転半径可変機構50A及び第1ワンウェイクラッチ60Aによって、入力中心軸線O1、出力中心軸線O2、第1支点O3、第2支点O4の4つの節を回動点とする四節リンク機構が構成されている。
そして、入力中心軸線O1を中心とする第1支点O3の回転運動によって、第2支点O4が出力中心軸線O2を揺動中心として揺動運動するようになっている。
また、第1回転半径可変機構50Aにより、回転半径r1を可変することで、第2支点O4の角速度ω2及び揺動角度θ2が可変されるようになっている。
That is, in the present embodiment, the input center axis O1, the output center axis O2, the first fulcrum O3, and the second fulcrum O4 are moved by the first
The second fulcrum O4 oscillates about the output center axis O2 as the oscillation center by the rotational movement of the first fulcrum O3 about the input center axis O1.
Further, by changing the rotation radius r1 by the first rotation radius
図1に戻って、第1クラッチ72Aは、ECU110の指令によって第1出力軸71Aを被駆動部と接続/切断する機能を有している。第1クラッチ72Aが接続されることにより、第1内燃機関10の動力を被駆動部に伝達することが可能となる。なお、第1出力軸71Aの第1ワンウェイクラッチ60と反対側の端部は、図示しない軸受に回転自在に支持されている。
Returning to FIG. 1, the first clutch 72 </ b> A has a function of connecting / disconnecting the first output shaft 71 </ b> A to / from the driven portion according to a command from the
なお、被駆動部は、第1出力軸71Aの回転動力によって駆動される部分であり、本実施形態では、第1伝達軸73A、第1ピニオンギヤ74A、第1ファイナルギヤ75A、デフ装置92、駆動シャフト95A,95B、駆動輪94A,94B、および第3ファイナルギヤ104、により構成されている。第1出力軸71Aに出力された動力は、第1伝達軸73A、第1ピニオンギヤ74A、第1ファイナルギヤ75A、デフ装置92、駆動シャフト95A,95Bを介して駆動輪94A,94Bに伝達される。
The driven portion is a portion driven by the rotational power of the
すなわち、第1出力軸71Aには、この第1出力軸71A周りに回転自在に設けられた第1伝達軸73Aが設けられている。この第1伝達軸73Aには、第1ピニオンギヤ74Aが固定され、この第1ピニオンギヤ74Aがデフ装置92のデフケース93に固定された第1ファイナルギヤ75Aと常時噛合するように構成されている。
That is, the
デフ装置92は、デフケース93内にサイドギヤやピニオンギヤを備えている。そして、右側のサイドギヤは、右側の駆動輪94Aと一体である駆動シャフト95Aと連結されており、左側のサイドギヤは、左側の駆動輪94Bと一体である駆動シャフト95Bと連結されている。これにより、左右の駆動シャフト95A,95B(駆動輪94A,94B)は、デフ装置92を介して差動回転するようになっている。
The
オイルポンプ出力軸接続機構80は、オイルポンプ14に接続された後記するポンプ軸81と第1出力軸71Aとを接続するものであり、第1接続ギヤ82および第2接続ギヤ83を備えている。第1接続ギヤ82は、ポンプ軸81に固定され、第2接続ギヤ83は、第1出力軸71Aに固定され、第1接続ギヤ82と第2接続ギヤ83とが常時噛合するように構成されている。
The oil pump output
ポンプ軸81は、オイルポンプ14に駆動力を入力するものであり、例えば第1クランク軸12や第1出力軸71Aと平行に延びている。なお、ポンプ軸81の一端は、オイルポンプ14に接続され、他端が図示しない軸受に回転自在に支持されている。
The
第1オイルポンプ接続機構85Aは、第1内燃機関10と第1トランスミッション30Aとの間の第1クランク軸12の動力をポンプ軸81に接続/切断する機能を有し、第1クランク軸12に固定された第1ギヤ86と、第1ギヤ86に常時噛合すると共に、ポンプ軸81周りに回転自在に設けられた第2ギヤ87と、ポンプ軸81に固定された第3ギヤ88と、ECU110の指令によってポンプ軸81の軸方向にスライド操作されることで、第2ギヤ87と第3ギヤ88とを接続/切断するスリーブ89と、を備えている。
The first oil
これにより、スリーブ89が図1に示す状態から右側に移動して、第2ギヤ87と第3ギヤ88とがスリーブ89を介して一体化することで、第1クランク軸12の動力が、第1ギヤ86、第2ギヤ87および第3ギヤ88を介してポンプ軸81に伝達可能になる。
As a result, the
モータジェネレータ101は、後記するEV走行可能な容量の電動機で構成され、そのモータ出力軸102にピニオンギヤ103が固定されており、ピニオンギヤ103はデフケース93に固定されたファイナルギヤ104と噛合するように構成されている。これにより、モータジェネレータ101とデフケース93との間で動力が授受されるように構成され、後記するPDU106の制御によって、モータジェネレータ101がモータ又はジェネレータ(発電機)として機能するようになっている。
The
すなわち、モータとして機能する場合、モータジェネレータ101は後記するバッテリ105を電源とし、ジェネレータとして機能する場合、モータジェネレータ101の発電電力はバッテリ105に充電されるようになっている。
That is, when functioning as a motor, the
バッテリ105は、例えば、リチウムイオン型で充放電可能に構成され、インバータ回路などを有するPDU(パワー・ドライブ・ユニット)106を介して、モータジェネレータ15,101と接続されている。なお、モータジェネレータ15についても、PDU106の制御によって、モータまたはジェネレータとして機能するようになっている。なお、モータジェネレータ15は、例えば20kW、モータジェネレータ101は、例えば、5kWのものを使用することができる。
The
ECU110は、駆動システム1を電子制御する制御装置であり、CPU、ROM、RAM、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機能を発揮し、各種機器を制御するようになっている。
The
また、ECU110は、モータジェネレータ15,101および第1トランスミッション30AのDCモータ54(図2参照)を制御するとともに、第1内燃機関10の運転を図示しないアクセルのアクセル開度などに基づいて制御し、また第1クラッチ72A、第1オイルポンプ接続機構85Aの接続/切断を制御する。
The
次に、第1実施形態に係る駆動システム1Aの動作について図10ないし図12を参照して説明する。図10は第1実施形態に係る駆動システムにおけるオイルポンプの駆動力伝達経路を示し、図11(a)および(b)はそれぞれ停止時のオイルポンプの駆動力伝達経路を示し、図12は後退時のオイルポンプの駆動力伝達経路を示している。
Next, the operation of the
なお、第1実施形態では、車両の運転モードとして、例えば、第1内燃機関10の動力のみを車両の駆動力発生源とする内燃機関モード(ENG走行)と、モータジェネレータ101の動力のみを車両の駆動力発生源とするEVモード(EV走行)と、第1内燃機関10とモータジェネレータ101の双方の動力を車両の駆動力発生源とする内燃機関EVモード(ENG+EV走行)とがある。なお、車両の減速時には、モータジェネレータ101を発電機として機能させて、モータジェネレータ101の発電電力(回生電力)をバッテリ105に充電する(回生モード)。また、EVモード(EV走行)では、バッテリ105に蓄積された電気エネルギを消費することでモータジェネレータ101が動力を発生する。
In the first embodiment, as the vehicle operation mode, for example, an internal combustion engine mode (ENG traveling) in which only the power of the first
また、本実施形態では、ECU110が車両のアクセル開度などから所定のマップ検索に基づいて車両の要求出力(目標出力)を設定し、この要求出力に応じて、前記した各モードや変速比iを選択する。このようにして求められたモードおよび変速比などに基づいて駆動システム1Aを制御する。
In the present embodiment, the
図10(a)に示すように、車両が第1内燃機関10の動力で走行(ENG走行)する場合、ECU110は、第1クラッチ72Aを接続状態(ON)に設定するとともに、第1オイルポンプ接続機構85を切断状態(OFF)に設定する。この場合、第1トランスミッション30Aの変速比が無限大(回転半径r1=0)を除く値に設定されることで、第1内燃機関10の動力が第1出力軸71Aに伝達され、第1出力軸71Aが回転駆動される。これにより、第1内燃機関10から第1出力軸71Aに伝達された動力は被駆動部(駆動輪94A,94Bなど)に伝達される。
As shown in FIG. 10A, when the vehicle travels with the power of the first internal combustion engine 10 (ENG travel), the
また、図10(a)において太実線矢印で示すように、第1トランスミッション30Aの変速比(無限大を除く)が設定されている場合、第1出力軸71Aに出力された第1内燃機関10の動力は、オイルポンプ出力軸接続機構80(第2接続ギヤ83、第1接続ギヤ82)を介してポンプ軸81に伝達され、オイルポンプ14が駆動される。つまり、オイルポンプ14に接続されたポンプ軸81は、オイルポンプ出力軸接続機構80を介して第1出力軸71Aと接続されているので、このときの第1内燃機関10の動力が第1出力軸71Aにおいて被駆動部側とともにオイルポンプ14側に伝達されることでオイルポンプ14が駆動される。なお、この場合において、第1オイルポンプ接続機構85Aが切断状態(OFF)に設定されているので、オイルポンプ出力軸接続機構80の回転動作が阻害されることはない。
Further, as shown by the thick solid arrow in FIG. 10A, when the gear ratio (except infinity) of the
また、図10(b)に示すように、車両がモータジェネレータ101の動力で走行(EV走行)する場合、ECU110は、第1クラッチ72Aを接続状態(ON)に設定するとともに、第1オイルポンプ接続機構85を切断状態(OFF)に設定する。この場合、モータジェネレータ101の動力は、被駆動部に伝達され、駆動輪94,94が駆動される。
Further, as shown in FIG. 10B, when the vehicle travels with the power of the motor generator 101 (EV travel), the
また、図10(b)において太実線矢印で示すように、駆動輪94が駆動する際にデフ装置92が回転駆動することによって、デフ装置92の回転動力が、第1ファイナルギヤ75A、第1ピニオンギヤ74A、第1伝達軸73A、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80を介してポンプ軸81に伝達され、オイルポンプ14が駆動される。つまり、EV走行の場合、オイルポンプ14がオイルポンプ出力軸接続機構80を介して第1出力軸71Aと接続されているので、モータジェネレータ101によって駆動輪94が駆動する際のデフ装置92の動力によってオイルポンプ14が駆動される。このように、被駆動部からの動力によってオイルポンプ14を駆動させることで、第1内燃機関10を駆動させる必要がなくなり、エネルギが無駄に消費されるのを抑えることができる。
Further, as shown by a thick solid arrow in FIG. 10B, when the drive wheel 94 is driven, the
なお、EV走行時、必要に応じて、第1クラッチ72Aを切断状態に設定して、第1内燃機関10を作動させることで、第1内燃機関10の動力を第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14を駆動するようにしてもよい。
When the EV travels, the first clutch 72A is set to a disconnected state and the first
また、図示していないが、内燃機関EVモード(ENG+EV走行)の場合には、図10(a)のENG走行と同様にして、第1内燃機関10から第1出力軸71Aに伝達される際の動力を利用して、オイルポンプ出力軸接続機構80およびポンプ軸81を介してオイルポンプ14が駆動される。
Although not shown in the figure, in the case of the internal combustion engine EV mode (ENG + EV traveling), when being transmitted from the first
また、前記した各モードとは異なる他のモードとして、図11(a)に示すように、車両が停止している場合、ECU110は、第1クラッチ72Aを切断状態(OFF)に設定し、かつ、第1オイルポンプ接続機構85Aを接続状態(ON)に設定し、かつ、第1トランスミッション30Aの変速比を無限大(図4(c)参照)に設定する。これにより、第1内燃機関10の動力は、第1クランク軸12、第1オイルポンプ接続機構85A、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14に伝達される。ちなみに、第1クラッチ72Aを切断状態(OFF)に設定するのは、第1クラッチ72Aが接続状態(ON)であると、駆動輪94A,94Bが停止することにより、オイルポンプ出力軸接続機構80およびポンプ軸81の動作が停止してしまうからである。
As another mode different from the above-described modes, as shown in FIG. 11A, when the vehicle is stopped, the
この場合、第1トランスミッション30Aの変速比を無限大に設定することで、第1内燃機関10の動力が第1出力軸71Aに伝達されることがなくなる。つまり、回転半径r1(偏心量)が「0」に設定されるので、偏心部51b、ディスク52及びピニオン53が、回転リング41内で空転し、揺動部42が揺動動作しなくなり、第1ワンウェイクラッチ60Aに第1クランク軸12からの動力が伝達されなくなる。
In this case, the power of the first
また、図11(b)に示すように、車両が停止している場合、ECU110は、第1クラッチ72Aを切断状態(OFF)に設定し、かつ、第1トランスミッション30Aの変速比を、無限大を除く値に設定してもよい。これにより、第1内燃機関10の動力は、第1クランク軸12、第1トランスミッション30A、第1ワンウェイクラッチ60、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80およびポンプ軸81を介してオイルポンプ14に伝達される。
Further, as shown in FIG. 11B, when the vehicle is stopped, the
また、図12に示すように、車両が後退する場合、ECU110は、第1クラッチ72Aを切断状態(OFF)に設定して、モータジェネレータ101のモータ出力軸102を、EV走行時(ENG走行時)とは逆回転(他方向に駆動)させる。また、このとき、図11(a)と同様に、第1オイルポンプ接続機構85Aを接続状態(ON)に設定し、かつ、第1トランスミッション30Aの変速比を無限大に設定することにより、第1内燃機関10の動力は、第1クランク軸12、第1オイルポンプ接続機構85A、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14に伝達される。よって、回転リング41(揺動変換ロッド40)の慣性モーメントが最小になるので、オイルポンプ14を駆動する際のエネルギ消費を最小にできる。
As shown in FIG. 12, when the vehicle moves backward, the
以上説明したように、第1実施形態に係る駆動システム1Aによれば、第1クラッチ72A(第1断接手段)およびオイルポンプ出力軸接続機構80を備えて、第1クラッチ72Aを切断状態に設定することで、車両が停止している場合においても、第1出力軸71Aを回転させることが可能となり、第1内燃機関10の動力を、第1クランク軸12、第1トランスミッション30A、第1ワンウェイクラッチ60A、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80を介してポンプ軸81に伝達することができ、オイルポンプ14を駆動させることが可能になる。
As described above, according to the
また、第1実施形態に係る駆動システム1Aによれば、第1オイルポンプ接続機構85Aを備えて、第1オイルポンプ接続機構85Aを接続状態とする場合において、第1クラッチ72Aを切断状態とし、かつ、回転リング41の偏心量を0にして変速比を無限大に設定することにより、車両が停止している場合、回転リング41(回転部)の回転運動(偏心運動)が停止し、揺動部42の揺動運動が停止するので、回転リング41の慣性モーメントを最小にでき、オイルポンプ14を駆動する際のエネルギ消費を最小にできる。
Further, according to the
また、第1実施形態に係る駆動システム1Aによれば、第1内燃機関10とは他の原動機としてモータジェネレータ101を備えて、モータジェネレータ101が逆回転している場合、第1クラッチ72Aを切断状態とすることで、第1内燃機関10の動力によってオイルポンプ14を駆動することが可能になる。なお、このとき第1オイルポンプ接続機構85Aを接続状態に設定し、かつ、変速比を無限大に設定することで(図11(a)参照)、前記したように回転リング41の慣性モーメントを最小にでき、オイルポンプ14を駆動する際のエネルギ消費を最小にできる。
Further, according to the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る駆動システム1Bについて図13ないし図20を参照して説明する。図13は第2実施形態に係る駆動システムを示す全体構成図、図14は第2実施形態に係る第1内燃機関及び第2内燃機関を示す側断面図、図15は第1内燃機関および第2内燃機関での走行時におけるオイルポンプの駆動力伝達経路を示し、図16は第1内燃機関での走行時におけるオイルポンプの駆動力伝達経路を示し、図17は第2内燃機関での走行時におけるオイルポンプの駆動力伝達経路を示し、図18は第2内燃機関での走行時におけるオイルポンプの別の駆動力伝達経路を示し、図19はEV走行時におけるオイルポンプの駆動力伝達経路を示し、図20は停止時におけるオイルポンプの駆動力伝達経路を示している。
(Second Embodiment)
Next, a
図13に示すように、第2実施形態に係る駆動システム1Bは、第1クランク軸12(第1駆動軸)を有する第1内燃機関10(第1原動機)および第2クランク軸22(第2駆動軸)を有する第2内燃機関20(第2原動機)、第1トランスミッション30Aおよび第2トランスミッション30B、第1ワンウェイクラッチ60Aおよび第2ワンウェイクラッチ60B、第1クラッチ72A(第1断接手段)および第2クラッチ72B(第2断接手段)、第1オイルポンプ接続機構85Aおよび第2オイルポンプ接続機構85B、オイルポンプ出力軸接続機構80、第1モータジェネレータ15、第2モータジェネレータ101をそれぞれ含んで構成されている。
As shown in FIG. 13, a
すなわち、駆動システム1Bは、第1実施形態に係る駆動システム1Aに、第2クランク軸22を有する第2内燃機関20、第2トランスミッション30B、第2ワンウェイクラッチ60B、第2出力軸71B、第2クラッチ72B、第2オイルポンプ接続機構85Bを追加した構成である。なお、オイルポンプ出力軸接続機構80に相当する部材は、第2出力軸71B側には設けられていない。
That is, the
第2内燃機関20は第1内燃機関10と同様の構成であり、第2トランスミッション30Bは第1トランスミッション30Aと同様の構成であり、第2ワンウェイクラッチ60Bは第1ワンウェイクラッチ60Aと同様の構成である(図2ないし図9参照)。また、第2クラッチ72Bは第1クラッチ72Aと同様の構成であり、第2オイルポンプ接続機構85Bは第1オイルポンプ接続機構85Aと同様の構成である。
The second
なお、駆動システム1Bにおいて、第2トランスミッション30Bは、第2クランク軸22の回転運動を揺動運動に変換し、その揺動運動を第2ワンウェイクラッチ60Bに伝達すると共に、その角速度ω2(揺動速度)・揺動角度θ2(揺動振幅)を可変し(図3参照)、変速比i(レシオ)を、無限無段階で変速する機構である。
In the
また、第2トランスミッション30Bは、図2、図3に示すように、第2クランク軸22の回転運動を揺動運動に変換する6本の第2揺動変換ロッド40B(第2揺動変換手段)と、第2クランク軸22の回転運動が入力されることで回転する第2揺動変換ロッド40Bの回転リング41(第2回転部)の回転半径r1を無段階で可変することで、揺動部42の角速度ω2(揺動速度)及び揺動角度θ2(揺動振幅)を可変する第2回転半径可変機構50B(第2偏心量可変機構)と、を備えている。
2 and 3, the
第2ワンウェイクラッチ装置は、6つの第2ワンウェイクラッチ60Bを有しており、6つの第2ワンウェイクラッチ60Bは、6本の第2揺動変換ロッド40Bの揺動部42の正方向のみの動力を、左側の第2出力軸71Bに伝達させる装置である。
The second one-way clutch device has six second one-
また、駆動システム1Bにおいて、第2出力軸71Bは、第2クラッチ72Bを介して被駆動部と接続されている。すなわち、第2出力軸71Bは、第2伝達軸73B、第2ピニオンギヤ74B、第2ファイナルギヤ75Bを介してデフ装置92に接続されている。第2実施形態では、第1伝達軸73A、第2伝達軸73B、第1ピニオンギヤ74A、第2ピニオンギヤ74B、第1ファイナルギヤ75A、第2ファイナルギヤ75B、デフ装置92、駆動シャフト95A,95Bおよび駆動輪94A,94Bによって被駆動部が構成されている。
In the
第2実施形態において、第1内燃機関10と第2内燃機関20とは、例えば、それぞれ直列2気筒型で独立に駆動可能に構成されたレシプロエンジンである。
In the second embodiment, the first
例えば、図14に示すように、第1内燃機関10の第1シリンダブロック11と第2内燃機関20の第2シリンダブロック21とは、一体成形品で構成されており、第1内燃機関10及び第2内燃機関20は一体で、隣り合って並んで配置されている。なお、図13では、分かりやすくするため、第1内燃機関10と第2内燃機関20とを、便宜的に別々に記載している。
For example, as shown in FIG. 14, the
このような第1内燃機関10と第2内燃機関20の排気量は、不等分化され、異なる排気量で構成されている。例えば、第1内燃機関10は600cc、第2内燃機関20は1000ccで設計される。
これにより、第1内燃機関10と第2内燃機関20とは、異なる高効率ポイントを有することになる。そして、本実施形態では、第1内燃機関10及び/又は第2内燃機関20を高効率ポイントで選択的に駆動させながらも、第1トランスミッション30A、第2トランスミッション30Bが走行要求量(アクセル開度等)に対応して動力を変速し、出力軸(第1出力軸71A及び第2出力軸71B)に伝達するので、ハイブリッド車の走行性が低下することはない。
なお、高効率ポイントとは、正味燃料消費率(BSFC:Brake Specific Fuel Consumption)の値の小さい領域である。
The displacements of the first
As a result, the first
The high efficiency point is an area where the value of the net fuel consumption rate (BSFC: Brake Specific Fuel Consumption) is small.
次に、第2実施形態に係る駆動システム1Bの動作について図15ないし図20を参照して説明する。
Next, the operation of the
なお、第2実施形態では、車両の運転モードとして、例えば、第1内燃機関10および第2内燃機関20の動力を車両の駆動力発生源とする内燃機関合成モード(ENG1+ENG2走行)と、第1内燃機関10の動力のみを車両の駆動力発生源とする第1内燃機関モード(ENG1走行)と、第2内燃機関20の動力のみを車両の駆動力発生源とする第2内燃機関モード(ENG2走行)と、モータジェネレータ101の動力のみを車両の駆動力発生源とするEVモード(EV走行)と、第1内燃機関10とモータジェネレータ101の双方の動力を合成する内燃機関EVモード(ENG1+EV走行)とを備えている。また、車両の減速時には、モータジェネレータ101を発電機として機能させて、モータジェネレータ101の発電電力(回生電力)をバッテリ105に充電する回生モードを備えている。また、EVモードおよび内燃機関EVモードでは、バッテリ105に蓄積された電気エネルギを消費することでモータジェネレータ101が動力を発生する。
In the second embodiment, as the vehicle operation mode, for example, an internal combustion engine synthesis mode (ENG1 + ENG2 travel) using the power of the first
図15に示すように、車両が第1内燃機関10および第2内燃機関20の動力で走行する内燃機関合成モード(ENG1+ENG2走行)の場合、ECU110は、第1クラッチ72Aおよび第2クラッチ72Bをそれぞれ接続状態(ON)に設定するとともに、第1オイルポンプ接続機構85Aおよび第2オイルポンプ接続機構85Bをそれぞれ切断状態(OFF)に設定する。この場合、ECU110が第1トランスミッション30Aの変速比(無限大を除く)を走行状況に応じて適宜設定することで、第1内燃機関10の動力が第1出力軸71Aを介して被駆動部に伝達される。また、ECU110が第2トランスミッション30Bの変速比(無限大を除く)を走行状況に応じて適宜設定することで、第2内燃機関20の動力が第2出力軸71Bを介して被駆動部に伝達される。
As shown in FIG. 15, when the vehicle is in the internal combustion engine synthesis mode (ENG1 + ENG2 travel) in which the vehicle travels with the power of the first
また、図15において太実線矢印で示すように、第1出力軸71Aに出力された第1内燃機関10の動力は、オイルポンプ出力軸接続機構80(第2接続ギヤ83、第1接続ギヤ82)を介してポンプ軸81に伝達され、オイルポンプ14が駆動される。この場合、第1内燃機関10の動力を被駆動部に伝達するためには、第1クラッチ72Aを接続状態(ON)に設定する必要があるので、第1内燃機関10の動力は、第1クランク軸12、第1トランスミッション30A、第1ワンウェイクラッチ60A、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14に伝達される。また、このとき第1オイルポンプ接続機構85Aおよび第2オイルポンプ接続機構85Bが切断状態(OFF)に設定されているので、オイルポンプ出力軸接続機構80の回転動作が阻害されることはない。
15, the power of the first
図16に示すように、車両が第1内燃機関10の動力で走行する第1内燃機関モード(ENG1走行)の場合におけるオイルポンプ14の駆動力伝達経路については、図15に示した内燃機関合成モード(ENG1+ENG2走行)と同様である。
As shown in FIG. 16, the driving force transmission path of the
図17に示すように、車両が第2内燃機関20の動力で走行する第2内燃機関モード(ENG2走行)の場合、ECU110は、第1クラッチ72Aを切断状態(OFF)に設定し、かつ、第2クラッチ72Bを接続状態(ON)に設定し、かつ、第1オイルポンプ接続機構85Aを接続状態(ON)に設定し、かつ、第2オイルポンプ接続機構85Bを切断状態(OFF)に設定する。この場合、第2トランスミッション30Bの変速比(無限大を除く)が走行状況に応じて適宜設定されることで、第2内燃機関20の動力が第2出力軸71Bを介して被駆動部に伝達される。
As shown in FIG. 17, when the vehicle is in the second internal combustion engine mode (ENG2 travel) in which the vehicle travels with the power of the second
また、図17において太実線矢印で示すように、第1内燃機関10を駆動させて、第1トランスミッション30Aの変速比を無限大(回転半径r1=0)に設定することで、図11(a)と同様に、第1内燃機関10の動力が第1出力軸71Aに伝達されることがなくなる。
Further, as shown by a thick solid arrow in FIG. 17, the first
また、このとき第1内燃機関10を駆動させることで、第1モータジェネレータ15を発電機として機能させて、第1モータジェネレータ15の発電電力をバッテリ105に充電することができる。なお、バッテリ105のSOC(State Of Charge:残容量)がすでに十分な状態(例えば、SOC=80%以上)である場合には充電を行わない。
In addition, by driving the first
なお、図11(b)に示したように、第1オイルポンプ接続機構85Aを切断状態(OFF)に設定し、かつ、第1トランスミッション30Aで変速比(無限大を除く)を設定して、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14を駆動するようにしてもよい。
As shown in FIG. 11 (b), the first oil
また、図18において太実線矢印で示すように、第2内燃機関モード(ENG2走行)の場合において、第1オイルポンプ接続機構85Aを切断状態(OFF)に設定し、かつ、第2オイルポンプ接続機構85Bを接続状態(ON)に設定することで、第2内燃機関20の動力が、第2クランク軸22、第2オイルポンプ接続機構85Bおよびポンプ軸81を介してオイルポンプ14に伝達される。なお、このとき第1オイルポンプ接続機構85Aおよび第1クラッチ72Aはともに切断状態(OFF)に設定されているので、ポンプ軸81の回転動作が阻害されることはない。
Further, as shown by a thick solid arrow in FIG. 18, in the second internal combustion engine mode (ENG2 traveling), the first oil
図19に示すように、車両が第2モータジェネレータ101の動力で走行するEVモード(EV走行)の場合におけるオイルポンプ14の駆動力伝達経路については、図10(b)に示すEVモードの場合と同様である。なお、このとき第1オイルポンプ接続機構85Aおよび第2オイルポンプ接続機構85Bがともに切断状態(OFF)に設定されているので、ポンプ軸81の回転動作が阻害されることはない。
As shown in FIG. 19, the driving force transmission path of the
図20に示すように、車両が停止している場合におけるオイルポンプ14の駆動力伝達経路については、図17に示す場合と同様である。なお、このとき第1クラッチ72Aおよび第2クラッチ72Bとも切断状態(OFF)に設定されているので、停止状態の被駆動部によって、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80、ポンプ軸81の動作が阻害されることがない。
As shown in FIG. 20, the driving force transmission path of the
また、車両の停止時において、第1内燃機関10の動力でオイルポンプ14を駆動している場合、第1内燃機関10の動力によって第1モータジェネレータ15を発電機として機能させて、第1モータジェネレータ15の発電電力をバッテリ105に充電するようにしてもよい。また、第1トランスミッション30Aの変速比(無限大を除く)を設定して、第1内燃機関10の動力を、第1トランスミッション30A、第1ワンウェイクラッチ60A、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14で伝達するようにしてもよい。
Further, when the
なお、図示していないが、車両を後退させる場合におけるオイルポンプ14の駆動力伝達経路については、図20に示す車両の停止時と同様である。このとき、第1クラッチ72Aおよび第2クラッチ72Bとも切断状態(OFF)に設定されているので、被駆動部からの動力が第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14に伝達されることがない。
Although not shown, the driving force transmission path of the
また、内燃機関EVモード(ENG1+EV走行)の場合、ECU110は、図16の場合と同様にして、第1クラッチ72Aを接続状態(ON)に設定して、第1内燃機関10の動力を第1出力軸71Aを介して被駆動部およびオイルポンプ14に伝達するとともに、第2モータジェネレータ101の動力を被駆動部に伝達する。
Further, in the case of the internal combustion engine EV mode (ENG1 + EV traveling), the
以上説明したように、第2実施形態に係る駆動システム1Bによれば、第1実施形態により得られる効果に加えて、以下の効果を奏する。すなわち、第2オイルポンプ接続機構85Bが設けられていないと仮定すると、第2内燃機関20の動力のみで第2出力軸71Bを介して被駆動部を駆動する場合、第2内燃機関20の動力は、第2ワンウェイクラッチ装置60B、第2出力軸71B、被駆動部(デフ装置92など)、第1出力軸71A、オイルポンプ出力軸接続機構80、ポンプ軸81を介してオイルポンプ14に伝達されることになり、第2内燃機関20の動力が第2ワンウェイクラッチ60Bを通ることで抵抗(フリクション)となり、駆動力の伝達効率が低下する。そこで、第2実施形態では、第2オイルポンプ接続機構85Bを設けて、第2内燃機関20の動力での走行時に(図18参照)、第2オイルポンプ接続機構85Bを接続状態(ON)に設定することにより、第2内燃機関20の動力を、第2ワンウェイクラッチ60Bを通さずにオイルポンプ14に伝達できるようになる。これにより、駆動力の伝達効率が低下するのを最小限に抑えることができる。
As described above, the
また、第2実施形態に係る駆動システム1Bによれば、第2内燃機関20の動力のみで第2出力軸71Bを介して被駆動部を駆動する場合、第1オイルポンプ接続機構85Aを接続状態に設定して第1内燃機関10の動力でオイルポンプ14を駆動する場合、第1内燃機関10の動力により第1モータジェネレータ15を発電機として機能させることができる。また、この場合には第2内燃機関20の動力をすべて被駆動部に伝達することができるので、第2内燃機関20の動力を駆動輪94A,94B側とオイルポンプ14側に分配する必要がなくなり、車両を安定して駆動させることが可能になる。
Further, according to the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更できる。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, For example, it can change as follows.
前記した実施形態では、第1原動機、第2原動機として、第1内燃機関10及び第2内燃機関20がレシプロエンジンである構成を例示したが、その他に例えば、ロータリエンジン、ガスタービンエンジン等でもよく、また、これらを組み合わせてもよい。
また、駆動力発生装置が内燃機関である構成を例示したが、その他に例えば、電動モータ、油圧モータでもよく、さらに、電動モータ等と内燃機関とを組み合わせてもよい。
In the above-described embodiment, the first prime mover and the second prime mover have exemplified the configuration in which the first
In addition, although the configuration in which the driving force generation device is an internal combustion engine has been illustrated, for example, an electric motor or a hydraulic motor may be used, and an electric motor or the like and an internal combustion engine may be combined.
前記した実施形態では、第1内燃機関10及び第2内燃機関20がガソリンを燃焼させるガソリンエンジンである構成を例示したが、その他に例えば、軽油を燃焼させるディーゼルエンジン、水素を燃焼させる水素エンジン等でもよく、また、これらを組み合わせてもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which the first
前記した実施形態では、オイルポンプ出力軸接続機構80、第1オイルポンプ接続機構85A、第2オイルポンプ接続機構85Bについてギヤを介して接続する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されず、ベルトを介して接続する構成であってもよい。また、第1クラッチ72A、第2クラッチ72Bは、動力を断接できるものであれば種々のクラッチを採用できる。
In the above-described embodiment, the oil pump output
前記した実施形態では、駆動システム1はハイブリッド車(四輪、移動体)に搭載された構成を例示したが、その他に例えば、二輪、三輪に搭載された構成でもよい。
また、手押し型の小型の耕うん機(汎用機器)に搭載された構成でもよいし、据え置き型の発電機の動力源を構成してもよい。
In the above-described embodiment, the
Moreover, the structure mounted in the hand-held small tiller (general-purpose apparatus) may be sufficient, and the power source of a stationary generator may be comprised.
1A,1B 駆動システム
10 第1内燃機関(第1原動機)
20 第2内燃機関(第2原動機)
14 オイルポンプ
15 モータジェネレータ(発電機)
30A 第1トランスミッション(第1変速機)
30B 第2トランスミッション(第2変速機)
40A 第1揺動変換ロッド(揺動変換手段)
40B 第2揺動変換ロッド(揺動変換手段)
41 回転リング(回転部)
42 揺動部
50A 第1回転半径可変機構(第1偏心量可変機構)
50B 第2回転半径可変機構(第2偏心量可変機構)
60A 第1ワンウェイクラッチ
60B 第2ワンウェイクラッチ
71A 第1出力軸
71B 第2出力軸
72A 第1クラッチ(第1断接手段)
72B 第2クラッチ(第2断接手段)
73A 第1伝達軸(被駆動部)
73B 第2伝達軸(被駆動部)
74A 第1ピニオンギヤ(被駆動部)
74B 第2ピニオンギヤ(被駆動部)
75A 第1ファイナルギヤ(被駆動部)
75B 第2ファイナルギヤ(被駆動部)
80 オイルポンプ出力軸接続機構
81 ポンプ軸
82 第1接続ギヤ
83 第2接続ギヤ
85A 第1オイルポンプ接続機構
85B 第2オイルポンプ接続機構
86 第1ギヤ
87 第2ギヤ
88 第3ギヤ
89 スリーブ
92 デフ装置(被駆動部)
93 デフケース
94A,94B 駆動輪(被駆動部)
95A,95B 駆動シャフト(被駆動部)
101 モータジェネレータ(他の原動機)
105 バッテリ
1A,
20 Second internal combustion engine (second prime mover)
14
30A 1st transmission (1st transmission)
30B 2nd transmission (2nd transmission)
40A First oscillation conversion rod (oscillation conversion means)
40B Second oscillation conversion rod (oscillation conversion means)
41 Rotating ring (rotating part)
42
50B Second turning radius variable mechanism (second eccentricity variable mechanism)
60A First one-way clutch 60B Second one-way clutch 71A
72B Second clutch (second connecting / disconnecting means)
73A First transmission shaft (driven part)
73B Second transmission shaft (driven part)
74A First pinion gear (driven part)
74B 2nd pinion gear (driven part)
75A 1st final gear (driven part)
75B 2nd final gear (driven part)
80 oil pump output
93
95A, 95B Drive shaft (driven part)
101 Motor generator (other prime mover)
105 battery
Claims (4)
前記第1原動機からの動力により回転する第1出力軸と、
前記第1出力軸の回転動力により駆動される被駆動部と、
前記第1駆動軸の回転運動によって回転する回転部および前記回転部の回転運動を揺動運動に変換する揺動部を有する第1揺動変換手段と、前記回転部の偏心量を可変する第1偏心量可変機構とを含む第1変速機と、
揺動運動する前記揺動部の角速度が前記第1出力軸の回転速度以上である場合、前記揺動部の揺動運動の一方向の動力を前記第1出力軸に伝達する第1ワンウェイクラッチと、
オイル被供給機器に作動用のオイルを供給するオイルポンプと、
前記オイルポンプを駆動させる駆動力を入力するポンプ軸と、
前記第1出力軸と前記被駆動部との間において動力を接続/切断する第1断接手段と、
前記第1出力軸と前記ポンプ軸との間において動力を接続するオイルポンプ出力軸接続機構と、
前記第1駆動軸と前記ポンプ軸との間において動力を接続/切断する第1オイルポンプ接続機構と、を備え、
前記第1オイルポンプ接続機構が前記第1駆動軸と前記ポンプ軸とを接続する接続状態とする場合、前記第1断接手段が切断状態とし、かつ、前記第1偏心量可変機構が前記回転部の偏心量を0にして変速比を無限大にすることを特徴とする駆動システム。 A first prime mover having a first drive shaft;
A first output shaft that is rotated by power from the first prime mover;
A driven part driven by the rotational power of the first output shaft;
A first swing converting means having a rotating portion rotating by the rotating motion of the first drive shaft and a swinging portion for converting the rotating motion of the rotating portion into a swinging motion; and a first swing changing means for varying an eccentric amount of the rotating portion. A first transmission including one eccentricity variable mechanism;
A first one-way clutch that transmits unidirectional power of the swinging motion of the swinging portion to the first output shaft when the angular velocity of the swinging portion that swings is equal to or greater than the rotational speed of the first output shaft. When,
An oil pump for supplying oil for operation to the oil supplied device;
A pump shaft for inputting a driving force for driving the oil pump;
First connecting / disconnecting means for connecting / disconnecting power between the first output shaft and the driven part;
An oil pump output shaft connection mechanism for connecting power between the first output shaft and the pump shaft;
A first oil pump connection mechanism for connecting / disconnecting power between the first drive shaft and the pump shaft,
When the first oil pump connection mechanism is in a connection state in which the first drive shaft and the pump shaft are connected, the first connection / disconnection means is in a disconnected state, and the first eccentricity variable mechanism is in the rotation state. A drive system characterized in that the eccentricity of the part is 0 and the transmission ratio is infinite .
前記他の原動機が前記他方向に回転している場合、前記第1断接手段が切断状態とすることを特徴とする請求項1に記載の駆動システム。 Comprising another prime mover capable of rotating the driven part in the other direction;
If the other prime mover is rotating in the other direction, the driving system of claim 1, wherein the first disengaging means, characterized in that the cutting state.
前記第2原動機からの動力により回転する第2出力軸と、
前記第2駆動軸の回転運動によって回転する回転部および前記回転部の回転運動を揺動運動に変換する揺動部を有する第2揺動変換手段と、前記回転部の偏心量を可変する第2偏心量可変機構とを含む第2変速機と、
揺動運動する前記揺動部の角速度が前記第2出力軸の回転速度以上である場合、前記揺動部の揺動運動の一方向の動力を前記第2出力軸に伝達する第2ワンウェイクラッチと、
前記第2出力軸と前記被駆動部との間において動力を接続/切断する第2断接手段と、
前記第2駆動軸と前記ポンプ軸との間において動力を接続/切断する第2オイルポンプ接続機構と、
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の駆動システム。 A second prime mover having a second drive shaft;
A second output shaft that is rotated by power from the second prime mover;
A second swing converting means having a rotating portion rotating by the rotating motion of the second drive shaft and a swinging portion for converting the rotating motion of the rotating portion into a swinging motion; and a second swing changing means for varying an eccentric amount of the rotating portion. A second transmission including a two-eccentric variable mechanism;
A second one-way clutch that transmits unidirectional power of the swinging motion of the swinging portion to the second output shaft when the angular velocity of the swinging portion that swings is equal to or greater than the rotational speed of the second output shaft. When,
A second connection / disconnection means for connecting / disconnecting power between the second output shaft and the driven part;
A second oil pump connection mechanism for connecting / disconnecting power between the second drive shaft and the pump shaft;
The drive system according to claim 1 , further comprising:
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