JP6318800B2 - 車載オイルポンプの駆動切り替え装置 - Google Patents
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Description
この車載オイルポンプの駆動切り替え装置において、第1プーリ部材と、第2プーリ部材と、第3プーリ部材と、ベルト部材と、第1ワンウェイクラッチと、第2ワンウェイクラッチと、補助モータ制御手段と、を設けている。
前記第1プーリ部材は、前記駆動源からの回転駆動を伝達する第1軸に連結される。
前記第2プーリ部材は、前記補助モータからの回転駆動を伝達する第2軸に連結される。
前記第3プーリ部材は、前記オイルポンプへ回転駆動を伝達する第3軸に連結される。
前記ベルト部材は、前記第1プーリ部材、前記第2プーリ部材及び前記第3プーリ部材に掛け渡されている。
前記第1ワンウェイクラッチは、前記第1軸と前記第1プーリ部材との間に介装され、前記駆動源から前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接する。
前記第2ワンウェイクラッチは、前記第2軸と前記第2プーリ部材との間に介装され、前記補助モータから前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接する。
前記補助モータ制御手段は、前記エンジンのクランクシャフトに設けたリングギヤに前記補助モータのモータシャフトに設けたピニオンギヤを噛み合わせて、前記補助モータにより前記エンジンを始動するとき、前記第2ワンウェイクラッチが機械的に空転する空転方向へ前記補助モータを回転させ、前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動するとき、前記第2ワンウェイクラッチが機械的に係合するエンジン始動時と反対の方向へ前記補助モータを回転させる。
すなわち、補助モータによりクランクシャフトが回転駆動されることで、エンジン始動が行われる。このとき、補助モータの空転方向の回転により第2ワンウェイクラッチの空転が機械的に自動制御されるので、補助モータによりオイルポンプが回転駆動されない。
この結果、エンジンを始動するとき、補助モータは、オイルポンプ負荷を受け持つことなく、エンジン始動を行うことができる。
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え装置が適用されたFFハイブリッド車両(ハイブリッド車両の一例)の構成を説明する。図1はFFハイブリッド車両の全体を示す。以下、図1に基づいて、FFハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
また、駆動系には、図1に示すように、スプライン結合部材12と、オイルポンプ駆動切り替え機構13と、を備えている。
以下、各構成について説明する。
また、スタータモータ1は、スプライン結合部材12及びオイルポンプ駆動切り替え機構13等を介して、オイルポンプ14を駆動する。
ここで、第1軸16は、駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4、以下「駆動源2,4」とも記載する。)からの回転駆動を伝達する軸であり、横置きエンジン2からベルト式無段変速機6まで延びている。このため、クランクシャフト16aは、第1軸に含まれる。第2軸17は、スタータモータ1からの回転駆動を伝達する軸であり、スタータモータ1からオイルポンプ駆動切り替え機構13まで延びている。このため、スタータモータ1のモータシャフト17aと後述するモータ/ジェネレータ4のモータシャフトは、第2軸に含まれる。また、リングギヤRiは、クランクシャフト16aに設けられたフライホイールFWの外周に設けられている。
このように、第1ワンウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fは機械的に断接する。つまり、第1ワンウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fは、オイルポンプ14を駆動源2,4による駆動とスタータモータ1による駆動との間で切り替える場合、駆動源2,4に連結する第1軸16とスタータモータ1に連結する第2軸17のうち回転数が高い方に配置されているワンウェイクラッチが機械的に締結する。なお、第1軸16と第2軸17との回転数が同一のときは、第1ワンウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fが両方とも機械的に締結する。
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え装置における作用を、「駆動態様におけるオイルポンプの駆動切り替えパターン」、「車載オイルポンプの駆動切り替え作用」に分けて説明する。
駆動態様として、主に、車両停車時、EVモード時、エンジン始動時、HEVモード時があり、各駆動態様に分けて、オイルポンプの駆動切り替えパターンを説明する。なお、スタータモータ1、横置きエンジン2、第1クラッチ3、モータ/ジェネレータ4、第2クラッチ5及びモータシャフト17a(第2軸17)は、ハイブリッドコントロールモジュール81、エンジンコントロールモジュール82、モータコントローラ83、CVTコントロールユニット84、及びリチウムバッテリコントローラ86等からの指令に基づき制御されている。なお、第1軸16は駆動源2,4により回転され、第2軸はスタータモータ1により回転される。
車両停車時は、図2に示すように、第1クラッチ3と第2クラッチ5は解放されている。リングギヤRiにピニオンギヤPiが噛み合っていない状態である。また、車両停車時であるから、スタータモータ1、横置きエンジン2及びモータ/ジェネレータ4は作動されない。このため、オイルポンプ14は駆動されない。
EVモード時は、図4に示すように、第1クラッチ3は解放されていて、第2クラッチ5は締結されている。また、EVモード時であるから、モータ/ジェネレータ4は作動され、横置きエンジン2は作動されない。スタータモータ1は、ハイブリッドコントロールモジュール81により回転される。このスタータモータ1は、第1軸16の回転数がオイルポンプ必要回転数以下のときに回転(作動)させ、第1軸16の回転数がオイルポンプ必要回転数より高いときに停止させる。
この際、第1軸16の回転数よりも第2軸17の回転数の方が高くなるので、第1ワンウェイクラッチ13eは空転し、第2ワンウェイクラッチ13fは係合する。
これにより、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、EVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。なお、第2軸17の回転数が上昇し、第2軸17の回転数が第1軸16の回転数より高くなったとき、機械的な自動制御により、第1ワンウェイクラッチ13eが空転し、第2ワンウェイクラッチ13fが係合する。
この際、第2軸17の回転数よりも第1軸16の回転数の方が高くなるので、第1ワンウェイクラッチ13eは係合し、第2ワンウェイクラッチ13fは空転する。
これにより、オイルポンプ14は、駆動源であるモータ/ジェネレータ4により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数よりも高回転で駆動される。これにより、EVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。なお、第1軸16の回転数が上昇し、第1軸16の回転数が第2軸17の回転数より高くなったとき、機械的な自動制御により、第1ワンウェイクラッチ13eが係合し、第2ワンウェイクラッチ13fが空転する。また、第1軸16の回転数がオイルポンプ必要回転数より高くなるまで、ハイブリッドコントロールモジュール81は、スタータモータ1の回転を継続させる。
いずれの際も、第1ワンウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fについては、第1軸16と第2軸17のうち回転数が高い方に配置されているワンウェイクラッチが機械的に係合(締結)する。つまり、第1軸16と第2軸17の回転数のセレクトハイにより、各ワンウェイクラッチ13e,13fの空転・係合が機械的に自動制御される。
このように、オイルポンプ14の駆動をモータ/ジェネレータ4とスタータモータ1を切り替える。これにより、オイルポンプ14は、スタータモータ1とモータ/ジェネレータ4のうちいずれかにより駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、EVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
エンジン始動時は、図5に示すように、第1クラッチ3は解放されていて、第2クラッチ5は締結されている。モータシャフト17aを作動させ、リングギヤRiにピニオンギヤPiを噛み合わせる(図4→図5)。また、エンジン始動時は、EVモードにてエンジン始動要求すなわちEVモードからHEVモードへの遷移中(エンジン始動モード)であるから、モータ/ジェネレータ4は動作している。そして、スタータモータ1により横置きエンジン2を始動するので、ハイブリッドコントロールモジュール81は、空転方向(図3及び図5の矢印A)へスタータモータ1を回転させる。これにより、横置きエンジン2は、スタータモータ1の回転駆動により、クランキングされる。
なお、横置きエンジン2は、クランキング後、初爆により横置きエンジン2のエンジン回転数が上昇し、完爆により横置きエンジン2が自立運転状態になる。また、「エンジン始動モード」による走行を「エンジン始動走行モード」という。
HEVモード時は、図6に示すように、第1クラッチ3、第2クラッチ5は締結されている。モータシャフト17aを作動させ、リングギヤRiとピニオンギヤPiの噛み合わせを解除する(図5→図6)。また、HEVモード時であるから、横置きエンジン2は自立運転状態で動作している。モータ/ジェネレータ4は、HEVモードが有する各モードに応じて、力行・回生させる。スタータモータ1は、ハイブリッドコントロールモジュール81により回転される。このスタータモータ1は、第1軸16の回転数がオイルポンプ必要回転数以下のときに回転(作動)させ、第1軸16の回転数がオイルポンプ必要回転数より高いときに停止させる。
この際、第1軸16の回転数よりも第2軸17の回転数の方が高くなるので、第1ワンウェイクラッチ13eは空転し、第2ワンウェイクラッチ13fは係合する。
これにより、オイルポンプ14は、スタータモータ1により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、HEVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。なお、第2軸17の回転数が上昇し、第2軸17の回転数が第1軸16の回転数より高くなったとき、機械的な自動制御により、第1ワンウェイクラッチ13eが空転し、第2ワンウェイクラッチ13fが係合する。
この際、第2軸17の回転数よりも第1軸16の回転数の方が高くなるので、第1ワンウェイクラッチ13eは係合し、第2ワンウェイクラッチ13fは空転する。
これにより、オイルポンプ14は、駆動源である横置きエンジン2または横置きエンジン2とモータ/ジェネレータ4により駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数よりも高回転で駆動される。これにより、HEVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。なお、第1軸16の回転数が上昇し、第1軸16の回転数が第2軸17の回転数より高くなったとき、機械的な自動制御により、第1ワンウェイクラッチ13eが係合し、第2ワンウェイクラッチ13fが空転する。また、第1軸16の回転数がオイルポンプ必要回転数より高くなるまで、ハイブリッドコントロールモジュール81は、スタータモータ1の回転を継続させる。
いずれの際も、第1ワンウェイクラッチ13eと第2ワンウェイクラッチ13fについては、第1軸16と第2軸17のうち回転数が高い方に配置されているワンウェイクラッチが機械的に係合(締結)する。つまり、第1軸16と第2軸17の回転数のセレクトハイにより、各ワンウェイクラッチ13e,13fの空転・係合が機械的に自動制御される。
このように、オイルポンプ14の駆動を駆動源2,4とスタータモータ1を切り替える。これにより、オイルポンプ14は、スタータモータ1とモータ/ジェネレータ4のうちいずれかにより駆動される。このため、オイルポンプ14はオイルポンプ必要回転数以上で駆動される。これにより、HEVモード時、オイルポンプ14からの吐出圧が確保される。
例えば、エンジンと、電動機と、エンジン・電動機の動力を駆動輪へ伝達するための動力伝達軸と、クラッチを介して動力伝達軸と連結される変速機のオイルポンプと、回転軸を介して変速機のオイルポンプと連結されると共に、回転軸とクラッチと動力伝達軸を介してエンジンと連結されている補助モータと、を備えている車両用動力伝達装置を比較例とする。この比較例の車両用動力伝達装置によれば、補助モータがオイルポンプの駆動とエンジンの始動に共用される。オイルポンプ駆動とエンジン始動は、油圧作動によるクラッチの締結・解放により切り替えられる。また、オイルポンプは、補助モータまたはエンジンにより駆動される。
この結果、車両への搭載性を向上することができると共に、コストを低減することができる。
これにより、車両への搭載性をより向上することができると共に、コストをより低減することができる。
したがって、スタータモータ1を、エンジン始動とオイルポンプ駆動に兼用することができる。
さらに、極低温時等のエンジン始動時に補助モータがオイルポンプ負荷を受け持つと、高出力の補助モータが必要となり、車両への搭載性とコストが高くなる。
この結果、EV走行モードにてエンジン始動要求があるとき、エンジン始動要求に応えることができる。
実施例1の車載オイルポンプの駆動切り替え装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)からの回転駆動を伝達する第1軸16に連結される第1プーリ部材(第1スプロケット13a)と、
補助モータ(スタータモータ1)からの回転駆動を伝達する第2軸17に連結される第2プーリ部材(第2スプロケット13b)と、
オイルポンプ14へ回転駆動を伝達する第3軸18に連結される第3プーリ部材(第3スプロケット13c)と、
第1プーリ部材(第1スプロケット13a)、第2プーリ部材(第2スプロケット13b)及び第3プーリ部材(第3スプロケット13c)に掛け渡されたベルト部材(チェーンベルト13d)と、
第1軸16と第1プーリ部材(第1スプロケット13a)との間に介装され、駆動源(横置きエンジン2、モータ/ジェネレータ4)からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接する第1ワンウェイクラッチ13eと、
第2軸17と第2プーリ部材(第2スプロケット13b)との間に介装され、補助モータ(スタータモータ1)からオイルポンプ14への回転駆動の伝達を機械的に断接する第2ワンウェイクラッチ13fと、
エンジン(横置きエンジン2)のクランクシャフト16a(第1軸16)に設けたリングギヤRiに補助モータ(スタータモータ1)のモータシャフト17a(第2軸17)に設けたピニオンギヤPiを噛み合わせて、補助モータ(スタータモータ1)によりエンジン(横置きエンジン2)を始動するとき、第2ワンウェイクラッチ13fが機械的に空転する空転方向(図3及び図5の矢印A)へ補助モータ(スタータモータ1)を回転させる補助モータ制御手段(ハイブリッドコントロールモジュール81)と、
を設ける。
このため、横置きエンジン2を始動するとき、スタータモータ1は、オイルポンプ負荷を受け持つことなく、エンジン始動を行うことができる。
このため、(1)の効果に加え、オイルポンプ14を駆動するとき、スタータモータ1は、エンジン負荷を受け持つことなく、オイルポンプ駆動を行うことができる。
このため、(2)の効果に加え、簡易的な構成でありながら、最適な回転でオイルポンプ14を駆動することができる。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、スタータモータ1を、エンジン始動とオイルポンプ駆動に兼用することができ、車両への搭載性をより一層向上することができると共に、コストをより一層低減することができる。
クラッチ(第1クラッチ3)を解放して、オイルポンプ14を走行用モータ(モータ/ジェネレータ4)と補助モータ(スタータモータ1)のうちいずれか一方により駆動し、走行用モータ(モータ/ジェネレータ4)を駆動源とするEV走行モードと、
EV走行モードにてエンジン始動要求があると、クラッチ(第1クラッチ3)を解放して、オイルポンプ14を走行用モータ(モータ/ジェネレータ4)により駆動し、走行用モータ(モータ/ジェネレータ4)を駆動源とし、エンジン(横置きエンジン2)を補助モータ(スタータモータ1)により始動するエンジン始動走行モードと、
クラッチ(第1クラッチ3)を締結して、オイルポンプ14をエンジン(横置きエンジン2)と補助モータ(スタータモータ1)のうちいずれか一方により駆動し、エンジン(横置きエンジン2)と走行用モータ(モータ/ジェネレータ4)を駆動源とするHEV走行モードと、
を有する。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、EV走行モードにてエンジン始動要求があるとき、エンジン始動要求に応えることができる。
2 横置きエンジン(駆動源、エンジン)
3 第1クラッチ(クラッチ)
4 モータ/ジェネレータ(駆動源、走行用モータ)
10R,10L 左右の前輪(駆動輪)
13a 第1スプロケット(第1プーリ部材)
13b 第2スプロケット(第2プーリ部材)
13c 第3スプロケット(第3プーリ部材)
13d チェーンベルト(ベルト部材)
13e 第1ワンウェイクラッチ
13f 第2ワンウェイクラッチ
14 オイルポンプ(車載オイルポンプ)
16 第1軸
16a クランクシャフト(第1軸)
17 第2軸
17a モータシャフト(第2軸)
18 第3軸
81 ハイブリッドコントロールモジュール(補助モータ制御手段、スタータモータ制御手段)
Ri リングギヤ
Pi ピニオンギヤ
Claims (5)
- エンジンを有する駆動源と、補助モータと、前記駆動源と前記補助モータのうちいずれか一方により駆動され、必要部位への油圧を作るオイルポンプと、を備えた車載オイルポンプの駆動切り替え装置において、
前記駆動源からの回転駆動を伝達する第1軸に連結される第1プーリ部材と、
前記補助モータからの回転駆動を伝達する第2軸に連結される第2プーリ部材と、
前記オイルポンプへ回転駆動を伝達する第3軸に連結される第3プーリ部材と、
前記第1プーリ部材、前記第2プーリ部材及び前記第3プーリ部材に掛け渡されたベルト部材と、
前記第1軸と前記第1プーリ部材との間に介装され、前記駆動源から前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接する第1ワンウェイクラッチと、
前記第2軸と前記第2プーリ部材との間に介装され、前記補助モータから前記オイルポンプへの回転駆動の伝達を機械的に断接する第2ワンウェイクラッチと、
前記エンジンのクランクシャフトに設けたリングギヤに前記補助モータのモータシャフトに設けたピニオンギヤを噛み合わせて、前記補助モータにより前記エンジンを始動するとき、前記第2ワンウェイクラッチが機械的に空転する空転方向へ前記補助モータを回転させ、前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動するとき、前記第2ワンウェイクラッチが機械的に係合するエンジン始動時と反対の方向へ前記補助モータを回転させる補助モータ制御手段と、
を設けることを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え装置。 - 請求項1に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え装置において、
前記補助モータ制御手段は、前記リングギヤに前記ピニオンギヤを噛み合わせず、前記補助モータにより前記オイルポンプを駆動するとき、前記第2ワンウェイクラッチが機械的に係合するエンジン始動時と反対の係合方向へ前記補助モータを回転させる
ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え装置。 - 請求項2に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え装置において、
前記第1ワンウェイクラッチと前記第2ワンウェイクラッチは、前記オイルポンプを前記駆動源による駆動と前記補助モータによる駆動との間で切り替える場合、前記駆動源に連結する前記第1軸と前記補助モータに連結する前記第2軸のうち回転数が高い方に配置されているワンウェイクラッチが機械的に締結する
ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え装置。 - 請求項1から請求項3までの何れか一項に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え装置において、
前記補助モータは、前記エンジンを始動するスタータモータである
ことを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え装置。 - 請求項1から請求項4までの何れか一項に記載された車載オイルポンプの駆動切り替え装置において、
前記駆動源である前記エンジン及び走行用モータと、駆動輪と、を備えたハイブリッド駆動系のうち、前記エンジンと前記走行用モータの間にクラッチを介装したハイブリッド車両に適用し、
前記クラッチを解放して、前記オイルポンプを前記走行用モータと前記補助モータのうちいずれか一方により駆動し、前記走行用モータを駆動源とするEV走行モードと、
前記EV走行モードにてエンジン始動要求があると、前記クラッチを解放して、前記オイルポンプを前記走行用モータにより駆動し、前記走行用モータを駆動源とし、前記エンジンを前記補助モータにより始動するエンジン始動走行モードと、
前記クラッチを締結して、前記オイルポンプを前記エンジンと前記補助モータのうちいずれか一方により駆動し、前記エンジンと前記走行用モータを駆動源とするHEV走行モードと、
を有することを特徴とする車載オイルポンプの駆動切り替え装置。
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