JP6527100B2 - ベルト伝動システム - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態によるベルト伝動システムは、図1に示す内燃機関としての車両用のエンジン90に適用されている。ベルト伝動システム10は、エンジン90の駆動軸としてのクランク軸91、モータ11、および補機92、93、94の間でベルト伝動により動力伝達を行う。
モータプーリ12は、モータ11のモータ軸21に固定されており、モータ軸21と一体に回転する。
補機プーリ14は、補機92の入力軸22に固定されており、入力軸22と一体に回転する。本実施形態では補機92はウォーターポンプである。
補機プーリ15は、補機93の入力軸23に固定されており、入力軸23と一体に回転する。本実施形態では補機93は空調用コンプレッサである。
補機プーリ16は、補機94の入力軸24に固定されており、入力軸24と一体に回転する。本実施形態では補機94はパワステポンプである。
本実施形態では、制御装置20の機能部51〜58が実行する処理は、ROM等に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理で実現されている。
以上説明したように、第1実施形態によるベルト伝動システム10は、モータ11と、モータ11のモータ軸21に取り付けられているモータプーリ12と、エンジン90のクランク軸91に取り付けられる駆動軸プーリ13と、モータプーリ12および駆動軸プーリ13に掛けまわされているベルト17と、ベルト17の送り方向において駆動軸プーリ13からモータプーリ12までの間の第1区間に設けられている第1テンショナ18と、ベルト17の送り方向においてモータプーリ12から駆動軸プーリ13までの間の第2区間に設けられている第2テンショナ19とを備える。第1テンショナ18は、ベルト17の張り方向および緩み方向へ移動可能な第1テンショナプーリ33を有する。第2テンショナ19は、ベルト17の張り方向および緩み方向へ移動可能な第2テンショナプーリ37を有する。
そのため、テンショナプーリ33、37を移動させると同時に、モータ11の回生による電気エネルギを得ることができる。
そのため、助走期間が比較的長くなり、モータ11の回転体の慣性エネルギが大きくなる。
閾値Ne2は、モータ11の力行作動の開始直後からクランク軸91にモータトルクが伝達される場合であってもエンジン90を始動可能なエンジン回転数Neの下限値である。そのため、第1のプーリ位置制御を行わなくともエンジン11を始動可能な場合、すなわち、エンジン回転数Neが閾値Ne2以上である場合にはプーリ位置制御が行われない。
そのため、吸入空気量により変化するエンジン90の圧縮行程での圧縮負荷に応じて閾値Ne2が設定されるので、エンジン11を確実に始動することができる。
そのため、エンジン回転数Neが共振回転数付近であるときにはプーリ位置制御によりモータ11が回生作動させられて、エンジン回転数Neがすぐさま低下するので、クランク軸91の共振が抑えられる。
そのため、モータトルクのみでエンジン11を始動可能な状況においては、モータ11の力行作動の開始直後からクランク軸91にモータトルクを伝達することができる。これによってエンジン始動の応答性が高められている。
本発明の第2実施形態では、図8に示すプーリ位置制御部61は、第1のプーリ位置制御を行うとき、現在のエンジン回転数が大きいほどモータ11の回生量を大きくする。エンジン回転数と回生量との関係を示すマップは記憶部57に記憶されている。このようにエンジン回転数に応じてモータ11の回生量を調節することによって、エンジン回転数Neが閾値Ne2よりも小さい領域において、クランク軸91の回転をすばやく0に近づけつつも、クランク軸91がオーバーシュートして逆回転することを抑えることができる。
本発明の第3実施形態では、制御装置は図9に示す処理を実行してエンジン11を始動する。
図9において、ステップS7の判定が否定された場合(S7:No)、処理はステップS7を繰り返す。一方、ステップS7の判定が肯定された場合(S7:Yes)、処理はステップS21に移行する。
ステップS21では、ステップS3と同様の内容の処理が行われる。すなわち、ステップS21では、エンジン始動のためのモータ11の力行作動に先立ち、第1テンショナプーリ33を初期位置よりも張り方向へ位置させるとともに、第2テンショナプーリ37を初期位置よりも緩み方向へ位置させる第1のプーリ位置制御が行われる。テンショナプーリ33、37の目標位置への移動が完了したあと、処理はステップS12に移行する。
本発明の第4実施形態では、制御装置は図11、図12、図15に示す処理を実行してエンジン11を始動する。図11はメインルーチンを示しており、図12、図15は、メインルーチンから呼び出される処理がまとめられたサブルーチンを示している。
図11において、ステップS2における判定が肯定されたときに移行するステップS30では、クランク軸91の回転中における第1のプーリ位置制御のための図12のサブルーチンが実行される。
本発明の他の実施形態では、制御装置の機能部が行う一部の処理は、専用の電子回路によるハードウェア処理で実現されてもよい。
本発明の他の実施形態では、第1テンショナプーリおよび第2テンショナプーリの位置を保持する例えばブレーキ等の保持機構を設けてもよい。プーリ位置保持部は、この保持機構から構成されてもよい。保持機構でテンショナプーリの位置を保持している間、モータの作動を停止することによって電力消費量の低減を図ることができる。
本発明の他の実施形態では、プーリ位置制御部は、第1のプーリ位置制御を行うとき、モータを逆回転方向へ力行作動させて第1テンショナプーリおよび第2テンショナプーリを移動させてもよい。
第1実施形態および第2実施形態では、第1テンショナおよび第2テンショナは、共通の付勢部材を有していた。これに対して、本発明の他の実施形態では、第1テンショナの付勢部材および第2テンショナの付勢部材が個別に設けられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
12・・・モータプーリ
13・・・駆動軸プーリ
17・・・ベルト
18・・・第1テンショナ
19・・・第2テンショナ
21・・・モータ軸(回転軸)
33・・・第1テンショナプーリ
37・・・第2テンショナプーリ
52、61、71、81・・・プーリ位置制御部
55・・・スタータ制御部
90・・・エンジン
91・・・クランク軸(駆動軸)
Claims (12)
- モータ(11)と、
前記モータの回転軸(21)に取り付けられているモータプーリ(12)と、
エンジン(90)の駆動軸(91)に取り付けられる駆動軸プーリ(13)と、
前記モータプーリおよび前記駆動軸プーリに掛けまわされているベルト(17)と、
前記ベルトの送り方向において前記駆動軸プーリから前記モータプーリまでの間の第1区間に設けられており、前記ベルトの張り方向および緩み方向へ移動可能な第1テンショナプーリ(33)を有する第1テンショナ(18)と、
前記ベルトの送り方向において前記モータプーリから前記駆動軸プーリまでの間の第2区間に設けられており、前記ベルトの張り方向および緩み方向へ移動可能な第2テンショナプーリ(37)を有する第2テンショナ(19)と、
前記エンジンを始動するとき前記モータを力行作動させるスタータ制御部(55)と、
前記スタータ制御部による前記モータの力行作動に先立ち、前記第1テンショナプーリを初期位置よりも前記張り方向へ位置させるとともに前記第2テンショナプーリを初期位置よりも前記緩み方向へ位置させるプーリ位置制御を行うプーリ位置制御部(52、61、71、81)と、
を備えるベルト伝動システム。 - 前記プーリ位置制御部は、前記駆動軸の回転中に前記プーリ位置制御を行うとき、前記モータを回生作動させて前記第1テンショナプーリおよび前記第2テンショナプーリの位置を制御する請求項1に記載のベルト伝動システム。
- 前記プーリ位置制御部(61)は、前記プーリ位置制御を行うとき、前記エンジンの温度が高いほど前記モータの回生量を小さくする請求項2に記載のベルト伝動システム。
- 前記プーリ位置制御部(81)は、前記プーリ位置制御を行うとき、前記第1テンショナプーリおよび前記第2テンショナプーリの移動量が前記エンジンの始動のために必要な最小値となるように、前記駆動軸の回転数または前記回転軸の回転数に応じて前記第1テンショナプーリの目標位置および前記第2テンショナプーリの目標位置を変化させる請求項1〜3のいずれか一項に記載のベルト伝動システム。
- 前記プーリ位置制御部(61)は、前記プーリ位置制御を行うとき、前記エンジンの少なくとも1つの気筒が排気行程であるときに前記駆動軸の回転数が0になるように、前記モータの回生量を制御する請求項2〜4のいずれか一項に記載のベルト伝動システム。
- 前記エンジンおよび前記モータが共に運転停止しているときの前記第1テンショナプーリの位置を第1基準位置とし、前記第2テンショナプーリの位置を第2基準位置とすると、
前記プーリ位置制御部は、前記プーリ位置制御を行うとき、前記第1テンショナプーリを前記第1基準位置よりも前記張り方向側に位置させるとともに、前記第2テンショナプーリを前記第2基準位置よりも前記緩み方向側に位置させる請求項1〜5のいずれか一項に記載のベルト伝動システム。 - 前記エンジンの運転停止中、前記モータを力行作動させることなく前記エンジンが自立して運転状態に復帰可能な回転数の下限値を自立復帰下限値(Ne1)とすると、
前記駆動軸の回転数を取得する回転数取得部(56)をさらに備え、
前記プーリ位置制御部は、前記駆動軸の回転数が、前記自立復帰下限値から0までの間の値に設定される閾値(Ne2)よりも小さい場合に前記プーリ位置制御を行う請求項1〜6のいずれか一項に記載のベルト伝動システム。 - 前記エンジンの吸入空気量を取得する空気量取得部(56)と、
前記吸入空気量が大きいほど前記閾値を大きく設定する閾値設定部(58)と、
をさらに備える請求項7に記載のベルト伝動システム。 - 前記閾値設定部は、前記閾値を前記駆動軸の共振回転数以上の値に設定する請求項8に記載のベルト伝動システム。
- 前記プーリ位置制御は第1のプーリ位置制御であり、
前記プーリ位置制御部は、前記駆動軸の回転数が前記自立復帰下限値よりも小さく且つ前記閾値以上である場合、前記スタータ制御部による前記モータの力行作動に先立ち、前記第1テンショナプーリを初期位置よりも前記緩み方向へ位置させるとともに前記第2テンショナプーリを初期位置よりも前記張り方向へ位置させる第2のプーリ位置制御を行う請求項7〜9のいずれか一項に記載のベルト伝動システム。 - 前記エンジンおよび前記モータが共に運転停止しているときの前記第1テンショナプーリの位置を第1基準位置とし、前記第2テンショナプーリの位置を第2基準位置とすると、
前記プーリ位置制御部は、前記第2のプーリ位置制御を行うとき、前記第1テンショナプーリを前記第1基準位置よりも前記緩み方向側に位置させるとともに、前記第2テンショナプーリを前記第2基準位置よりも前記張り方向側に位置させる請求項10に記載のベルト伝動システム。 - 前記プーリ位置制御部(71)は、前記駆動軸の回転数が0であるときに前記エンジンの始動要求が無い場合には前記プーリ位置制御を行わず、前記駆動軸の回転数が0であるときに前記エンジンの始動要求が有る場合には前記プーリ位置制御を行う請求項1〜11のいずれか一項に記載のベルト伝動システム。
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