JP6572465B2 - パワートレーン - Google Patents
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Description
図1は実施例1のパワートレーンを表す概略システム図である。内燃機関であるエンジン1のエンジン出力軸10には、フライホイール2と、トルクコンバータ3とが接続されている。トルクコンバータ3は、エンジン出力軸10と一体に回転するポンプインペラ3aと、ポンプインペラ3aと対向配置されたタービンランナ3bと、ポンプインペラ3aとタービンランナ3bとを一体に連結するロックアップクラッチ3cと、を有する。ポンプインペラ3aには、第1駆動経路ギヤ41が接続されている。タービンランナ3bにはトルクコンバータ出力軸11が接続されている。トルクコンバータ出力軸11には、前後進切換機構4が接続されている。前後進切換機構4は、遊星歯車組の回転要素間を接続して一体回転させる前進クラッチ4aと、ピニオンキャリヤをハウジングに固定しトルクコンバータ出力軸11から入力された回転を逆回転にして出力する後退ブレーキ4bとを有する。前後進切換機構4には変速機入力軸12が接続されている。変速機入力軸12には、ワンウェイクラッチOWCを介して第2駆動経路ギヤ51が接続されている。ワンウェイクラッチOWCは、変速機入力軸12の回転数が第2駆動経路ギヤ51の回転数よりも高いときは、変速機入力軸12から第2駆動経路ギヤ51にトルクを伝達し、第2駆動経路ギヤ51の回転数が変速機入力軸12の回転数よりも高いときは、空転する。
ここで、第1駆動経路と第2駆動経路の関係について説明する。エンジン回転数をNe、オイルポンプ回転数をNop、変速機入力軸12の回転数をNpri、第1駆動経路の減速比をG1、第2駆動経路の減速比をG2とする。実施例1のパワートレーンでは、G1>G2とされている。すなわち、第1の駆動経路のギヤ比のほうが、第2駆動経路のギヤ比よりも増速側とされている。
モータジェネレータ30は、第1ポンプ軸21及び第2ポンプ軸22との間でトルクを授受可能に接続されている。モータ駆動軸32とオイルポンプ20の第2ポンプ軸22とは、常時接続されているため、第1駆動経路又は第2駆動経路からオイルポンプ20が駆動されているときは、モータ駆動軸32も回転する。このとき、モータジェネレータ30からトルクを出力すると、第1ポンプ軸21及び第2ポンプ軸22にトルクを付与することができ、モータジェネレータ30で発電すると、第1駆動経路もしくは第2駆動経路から入力されたトルクをモータジェネレータ30で吸収する。
モータジェネレータ30でオイルポンプ20を駆動することで、第1駆動経路で駆動する場合よりも低く、第2駆動経路で駆動する場合よりは高い最適な回転数に制御したい場合がある。このとき、第2駆動経路にワンウェイクラッチOWCを備えたことで、エンジン1によりオイルポンプ20を駆動する第1駆動経路を使用するよりも低回転で燃費性能を確保し、かつ、変速機入力軸12によりオイルポンプ20を駆動する第2駆動経路を使用するよりも高回転で適切なオイルポンプ20の吐出圧を得ることができる。
車両走行中に第1駆動経路又は第2駆動経路からオイルポンプ20を駆動しているときであって、バッテリの蓄電量が十分に確保されているとき、もしくは、加速要求等に伴ってエンジントルクを極力駆動輪に伝達したい場合には、モータジェネレータ30からトルクを出力する。これにより、オイルポンプ20をモータジェネレータ30のトルクで回転することができ、エンジン側からオイルポンプ20側に伝達されるトルクを減少できる。尚、第1駆動経路によりオイルポンプ20を駆動しているときは、モータジェネレータ30から出力されたトルクを、変速機入力軸12に伝達することができ、オイルポンプ20の駆動に加えて、駆動輪へのトルクをアシストできる。
車両走行中に第1駆動経路又は第2駆動経路からオイルポンプ20を駆動しているときは、第1ポンプ軸21もしくは第2ポンプ軸22がモータ駆動軸32と接続されているため、モータジェネレータ30で発電することができる。同様に、車両停車中には、第1駆動経路からエンジン1によってモータジェネレータ30で発電することができる。よって、オルタネータを別途搭載する必要が無く、パワートレーンの構成をコンパクト化できる。
車両停止状態で、かつ、エンジン停止時において、エンジン始動が要求されたときは、モータジェネレータ30によりオイルポンプ20を駆動し、ポンプ吐出圧により第1クラッチCL1を締結し、第1駆動経路を介してエンジン1をクランキングする。これにより、エンジン始動を行うことができ、スタータモータ等を別途搭載する必要が無く、パワートレーンの構成をコンパクト化できる。尚、第一駆動経路のギヤ比G1は増速側に設定されているため、モータジェネレータ30からエンジン1を見ると、減速側となる。よって、大きな減速比を得られるため、モータジェネレータ30の大型化を回避できる。
次に、第1駆動経路と第2駆動経路の切り替えについて説明する。図2は第1駆動経路から第2駆動経路に切り換えるときの遷移制御を表すタイムチャート、図3は第2駆動経路から第1駆動経路に切り換えるときの遷移制御を表すタイムチャートである。ここで、遷移制御とは、駆動経路を切り換える際に、第1クラッチCL1もしくはワンウェイクラッチOWCに生じている相対回転数をモータジェネレータ30のトルクによって徐々に低下させる制御である。タイムチャートに示すように、同じ走行状態であっても、オイルポンプ20の回転数Nopは、第1駆動経路を選択する場合は高回転となり、第2駆動経路を選択する場合は低回転となる。ここで、例えば変速比が安定しており、油の消費量が少ない場合には、燃費向上の観点から第2駆動経路を選択することが望ましい。一方、発進時のように大きなトルクが作用する場面で、かつ、さほどエンジン回転数Neも上昇していない場合には、油の消費量が多いため、吐出圧及び吐出量を確保する観点から第1駆動経路を選択することが望ましい。これら観点等に基づいて、適宜駆動経路が選択される。
(1)エンジン1(動力源)と接続されたポンプインペラ3a(第1軸)と、ポンプインペラ3aと接続された変速機入力軸12(第1軸)とベルト式無段変速機5(変速機)を介して接続された変速機出力軸13(第2軸)と、オイルポンプ20と、ポンプインペラ3aとオイルポンプ20とをギヤ比G1(第1のギヤ比)で連結する第1駆動経路(第1の駆動経路)と、変速機入力軸12とオイルポンプ20とをG1と異なるG2(第2のギヤ比)で連結する第2駆動経路(第2の駆動経路)と、第1駆動経路を断接可能な第1クラッチCL1(第1のクラッチ)と、第2駆動経路を断接可能なワンウェイクラッチOWC(第2のクラッチ)と、を備えた。
よって、異なるギヤ比を有する第1駆動経路と第2駆動経路を有するため、ベルト式無段変速機5の変速比によらず、走行状態に応じたオイルポンプ20の駆動を達成できる。
よって、第1駆動経路でオイルポンプ20を駆動するときは、自動的にワンウェイクラッチOWCが解放し、第1クラッチCL1を解放すれば、自動的にワンウェイクラッチOWCが締結して第2駆動経路を確保できるため、複数のクラッチの締結・解放制御を行う必要が無く、2つの駆動経路を切り換える際の制御構成を簡略化できる。
よって、オイルポンプ20をモータジェネレータ30で駆動することが可能となり、エンジン1の作動状態に関わらずオイルポンプ吐出圧を制御できる。
よって、駆動経路を切り換える際、第1クラッチCL1やワンウェイクラッチOWCの締結時における異音やショックを抑制できる。
よって、エンジントルクによってオイルポンプ20を駆動できない状態であっても、モータジェネレータ30によってオイルポンプ20を作動させることができ、第1クラッチCL1の締結・解放状態を自由に制御できる。
よって、スタータモータを別途設ける必要が無く、パワートレーンの構成を簡略化してコストダウンを図ることができる。
次に、実施例2について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図4は実施例2のパワートレーンを表す概略システム図である。実施例1ではモータ駆動軸32と第2駆動経路ギヤ51との間を駆動ベルト52で接続した例を示した。これに対し、実施例2では、第1モータギヤ53を第2ポンプ軸22に設け、第2ポンプ軸22と第2駆動経路ギヤ51との間を駆動ベルト52で接続した点が異なる。尚、第2モータギヤ54と第2ポンプ側ギヤ55とは駆動ベルト56を介して接続されているため、モータジェネレータ30と第2駆動経路との間でトルクの授受が可能な点は実施例1と同じである。よって、実施例1と同様の作用効果を奏する。
次に、実施例3について説明する。基本的な構成は実施例1と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図5は実施例3のパワートレーンを表す概略システム図である。実施例1では、ポンプインペラ3aと第1ポンプ軸21との間に、油圧により断接可能な第1クラッチCL1を備えた。これに対し、実施例3では、第1クラッチCL1に代えてワンウェイクラッチOWCを設け、第1ポンプ駆動軸23を廃止して、第1ポンプ軸21に第1ポンプ側ギヤ43を設けた点が異なる。また、実施例1では、変速機入力軸12と第2駆動経路ギヤ51との間にワンウェイクラッチOWCを設けた。これに対し、実施例3では、ワンウェイクラッチOWCに代えて油圧により断接可能な第2クラッチCL2を備えた点が異なる。実施例3では、変速機入力軸12の端部に第2クラッチCL2を設け、第2クラッチCL2に第2駆動経路用シャフト12aを接続し、第2駆動経路用シャフト12aに第2駆動経路ギヤ51を有する。これにより、オイルポンプ20からの吐出圧が得られていないエンジン停止状態からエンジン始動を行ったとしても、オイルポンプ20をエンジン1で駆動することができる。
以上、実施例に基づいて説明したが、上記実施例に限らず、他の構成を備えた自動変速機に本発明を適用してもよい。例えば実施例では、内燃機関であるエンジンを動力源として備えた例を示したが、エンジンとモータジェネレータを備えた動力源としてもよい。また、実施例ではベルト式無段変速機5を備えた例を示したが、他の変速機を備えていてもよく、自動変速機に限らず手動変速機でもよい。また、実施例では、第1クラッチCL1や第2クラッチCL2を摩擦クラッチとしたが、ドグクラッチを設けてもよい。また、実施例では、一方にワンウェイクラッチOWCを設けた例を示したが、両方に摩擦クラッチやドグクラッチを備えてもよい。
3 トルクコンバータ
3a ポンプインペラ
3b タービンランナ
3c ロックアップクラッチ
3c ロックアップクラッチ
4 前後進切換機構
4a 前進クラッチ
5 ベルト式無段変速機
6 減速機構
10 エンジン出力軸
11 トルクコンバータ出力軸
12 変速機入力軸
13 変速機出力軸
20 オイルポンプ
21 第1ポンプ軸
22 第2ポンプ軸
23 第1ポンプ駆動軸
30 モータジェネレータ
32 モータ駆動軸
41 第1駆動経路ギヤ
43 第1ポンプ側ギヤ
51 第2駆動経路ギヤ
53 第1モータギヤ
54 第2モータギヤ
55 第2ポンプ側ギヤ
CL1 第1クラッチ
CL2 第2クラッチ
OWC ワンウェイクラッチ
Claims (6)
- 動力源と接続された第1軸と、
前記第1軸と変速機を介して接続された第2軸と、
オイルポンプと、
前記第1軸と前記オイルポンプとを第1のギヤ比で連結する第1の駆動経路と、
前記第1軸と前記オイルポンプとを前記変速機の変速比にかかわらず前記第1のギヤ比と異なる第2のギヤ比で連結する第2の駆動経路と、
前記第1の駆動経路を断接可能な第1のクラッチと、
前記第2の駆動経路を断接可能な第2のクラッチと、
を備えたことを特徴とするパワートレーン。 - 請求項1に記載のパワートレーンにおいて、
前記第1のギヤ比は前記第2のギヤ比よりも増速側であり、
前記第2のクラッチは、ワンウェイクラッチであることを特徴とするパワートレーン。 - 請求項1または2に記載のパワートレーンにおいて、
前記第2の駆動経路との間でトルクを授受可能なモータを有することを特徴とするパワートレーン。 - 請求項3に記載のパワートレーンにおいて、
前記第1の駆動経路と前記第2の駆動経路との間で駆動経路を切り換えるときは、前記モータにより前記オイルポンプの回転数変化速度を抑制することを特徴とするパワートレーン。 - 請求項3または4に記載のパワートレーンにおいて、
前記第1のクラッチは、前記オイルポンプの吐出圧により締結又は解放する油圧クラッチであり、
前記オイルポンプが停止しているときは、前記モータにより前記オイルポンプを駆動して前記第1のクラッチを制御することを特徴とするパワートレーン。 - 請求項3ないし5いずれか一つに記載のパワートレーンにおいて、
前記動力源は内燃機関であるエンジンであり、
前記エンジンが停止しているときは、前記モータのトルクで前記エンジンを始動することを特徴とするパワートレーン。
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