JP2011153593A - Control device of power transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、動力を伝達する装置における動力伝達状態を制御する装置に関し、特に作用させる圧力を変化させることにより動力の伝達状態を制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a device that controls a power transmission state in a device that transmits power, and more particularly to a control device that controls a power transmission state by changing a pressure to be applied.
流体の圧力によって可動部材の動作を制御することにより、動力伝達装置の動力伝達状態を制御するように構成された車両の一例が、特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載された車両は、エンジンが出力したトルクを変速装置によって増大もしくは低減させて駆動輪に出力するように構成されている。そのエンジンは、従来知られている車両用の内燃機関と同様の構成であって、スロットルバルブによって調整された吸気と燃料との混合気をシリンダの内部で燃焼させて機械的な動力を発生する熱機関である。したがって、燃料の燃焼によって圧力の高い排ガスが生じ、その排ガスは排気管を通って車外に排出される。
一方、特許文献1に記載された変速装置は、駆動軸および従動軸を有しており、駆動軸と一体回転する駆動プーリが設けられている。この駆動プーリは、軸方向に移動可能な第1可動円板と、軸方向には移動しない第1固定円板とを備えている。この第1可動円板と第1固定円板との間に第1係合溝が形成されている。さらに、駆動軸にはバックアップ円板が固定されており、第1可動円板とバックアップ円板との間に球状の重りが配置されている。この重りは遠心力により駆動軸の半径方向で外側に移動するように構成されている。
On the other hand, the transmission described in
さらに、前記従動軸と一体回転する従動プーリが設けられており、この従動プーリは、軸方向に移動可能な第2可動円板と、軸方向には移動しない第2固定円板とを備えている。この第2可動円板と第2固定円板との間に第2係合溝が形成されている。また、第2可動円板を第2固定円板に向かって押すバネが設けられている。さらに、駆動プーリには負圧導入室が形成されており、その負圧導入室は、エンジンの吸気管におけるスロットルバルブよりも下流に接続され、したがって吸気管における負圧が負圧導入室に作用するように構成されている。上記のように構成された駆動プーリおよび従動プーリに、Vベルトが巻き掛けられている。 Furthermore, a driven pulley that rotates integrally with the driven shaft is provided, and the driven pulley includes a second movable disk that is movable in the axial direction and a second fixed disk that is not movable in the axial direction. Yes. A second engagement groove is formed between the second movable disk and the second fixed disk. In addition, a spring that pushes the second movable disk toward the second fixed disk is provided. Further, a negative pressure introduction chamber is formed in the drive pulley, and the negative pressure introduction chamber is connected downstream of the throttle valve in the intake pipe of the engine, so that the negative pressure in the intake pipe acts on the negative pressure introduction chamber. Is configured to do. A V-belt is wound around the drive pulley and the driven pulley configured as described above.
この特許文献1に記載された変速装置においては、駆動軸が相対的に低速で回転するときにバネが第2可動円板を押す力は、重りが外側に移動しようとして第1可動円板を押す力よりも大きい。このため、従動プーリにおける第2係合溝の幅が狭められ、駆動プーリにおける第1係合溝の幅が拡大され、変速装置の変速比が相対的に大きくなる。これに対して、駆動軸が相対的に高速で回転するときにバネが第2可動円板を押す力よりも、重りが外側に移動しようとして第1可動円板を押す力が大きくなる。すると、駆動プーリにおける第1係合溝の幅が狭められ、かつ、従動プーリにおける第2係合溝の幅が拡大される。このようにして、変速装置の変速比が相対的に小さくなる。
In the transmission described in
さらに、特許文献1に記載された車両においては、車両の走行中にライダーが車両を減速させようとして、エンジンのスロットル弁を全閉にまで閉弁動作させると、エンジンブレーキ力が生じる。この作用と並行して、吸気管の負圧が負圧導入室に導入される。すると、この負圧により、重りが遠心力に抗して半径方向で内側に移動するとともに、駆動プーリの第1可動円板を第1固定円板に向けて押す力が低下する。そして、バネが第2可動円板を押す力が、重りが第1可動円板を押す力よりも大きくなり、従動プーリにおける第2係合溝の幅が狭められ、駆動プーリにおける第1係合溝の幅が拡大される。このようにして、駆動プーリにおけるVベルト巻き掛け半径が相対的に小さくなり、変速装置の変速比が相対的に大きくなる。その結果、エンジンブレーキ力が強められる。なお、車両における変速機の油圧制御装置が特許文献2に記載され、ベルト型無段変速機の制御装置が特許文献3に記載されている。さらに、流体のエネルギーを利用する技術には、特許文献4に記載されたエンジンのエネルギー回収装置がある。
Furthermore, in the vehicle described in
前記特許文献1に記載された車両においては、車両の減速時に、内燃機関の吸気管負圧を変速装置の負圧導入室に導くことで、変速装置の変速比を大きくする変速をおこなっている。つまり、内燃機関の吸気管負圧が、車両の減速時におけるエンジンブレーキ力を強める制御に利用されている。しかしながら、特許文献1に記載された車両においては、燃料の燃焼時に発生する排気ガスが排気管を経由して大気中に放出されている。従来、その排ガスのエネルギー、特に排ガスの圧力を利用することについての考慮がなされておらず、排ガスのエネルギーを有効に利用する上では、未だ改善の余地が残されていた。
In the vehicle described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、内燃機関において燃料を燃焼させたときに発生する排ガスの圧力を有効に利用してエネルギー効率を向上させることのできる動力伝達装置の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and is a power transmission device capable of improving energy efficiency by effectively using the pressure of exhaust gas generated when fuel is burned in an internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a control device.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、動力が入力される動力伝達装置と、この動力伝達装置の動力伝達状態を制御するために移動可能に設けられた可動部材と、圧力が伝達されて前記可動部材に与える力を発生する圧力室とを備えた動力伝達装置の制御装置において、燃料を燃焼させたときに発生する熱エネルギーを運動エネルギーに変換して出力する内燃機関と、この内燃機関で燃料を燃焼させたときに発生した排ガスが通り、かつ、排ガスの圧力を圧力室に伝達する圧力伝達機構とを備えており、前記圧力伝達機構は、排ガスの流れ方向で相対的に上流に配置された上流管路と、前記排ガスの流れ方向で前記上流管路よりも下流に配置され、かつ、排ガスの流速が上流管路よりも速い下流管路と、前記上流管路と下流管路とを接続するバイパス管路とを備えており、前記上流管路における排ガスの流速と前記下流管路における排ガスの流速との差に基づいて、前記上流管路の排ガスの圧力と前記下流管路の排ガスとに圧力差が生じることにより、前記上流管路の排ガスが前記バイパス管路を経由して前記下流管路へ合流する過程で、前記バイパス管路の排ガスの圧力が前記圧力室に伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of
請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記排ガスの流通方向に対して垂直な平面における断面積は、前記上流管路よりも前記下流管路が狭いことにより、前記排ガスの流速が前記上流管路よりも前記下流管路が速くなる構成であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the cross-sectional area in a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas is such that the downstream pipe is narrower than the upstream pipe. A control device for a power transmission device, characterized in that the downstream pipe is faster than the upstream pipe.
請求項3の発明は、請求項2の構成に加えて、前記排ガスの流れ方向で前記下流管路よりも下流に配置され、かつ、前記排ガスの流通方向に対して垂直な平面における断面積が、前記下流管路よりも広い接続管路が設けられていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置である。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the second aspect, the cross-sectional area in a plane perpendicular to the flow direction of the exhaust gas is disposed downstream of the downstream pipe in the flow direction of the exhaust gas. A control device for a power transmission device, wherein a connection pipe wider than the downstream pipe is provided.
請求項1の発明によれば、内燃機関で燃料を燃焼させたときに発生する排ガスが圧力伝達機構へ排出されると、上流管路における排ガスの流速よりも、下流管路における排ガスの流速が速くなり、上流管路の圧力よりも下流管路の圧力が低くなる。この圧力差により、上流管路の排ガスがバイパス管路を経由して下流管路に合流する過程で、バイパス管路の排ガスの圧力が圧力室に伝達される。この圧力室の圧力で可動部材を移動させることにより、動力伝達装置の動力伝達状態を制御することができる。したがって、内燃機関から排出される排ガスの圧力を有効に利用することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the exhaust gas generated when the fuel is burned in the internal combustion engine is discharged to the pressure transmission mechanism, the flow rate of the exhaust gas in the downstream pipe is higher than the flow speed of the exhaust gas in the upstream pipe. It becomes faster and the pressure in the downstream line is lower than the pressure in the upstream line. Due to this pressure difference, the pressure of the exhaust gas in the bypass pipeline is transmitted to the pressure chamber in the process in which the exhaust gas in the upstream pipeline merges with the downstream pipeline via the bypass pipeline. By moving the movable member with the pressure in the pressure chamber, the power transmission state of the power transmission device can be controlled. Therefore, the pressure of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine can be used effectively.
請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他に、上流管路の断面積よりも下流管路の断面積が狭いため、排ガスの流速が上流管路よりも下流管路で速くなる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、請求項2の発明と同様の効果を得られる他に、排ガスが下流管路から接続管路に至ると流動抵抗が低下するため、内燃機関から排ガスが排出されるときの背圧が上昇することを抑制できる。
According to the invention of claim 3, in addition to obtaining the same effect as that of the invention of
この発明における動力伝達装置の制御装置は、内燃機関で発生した排ガスの圧力を圧力室に伝達することにより、動力伝達状態を制御する装置である。この発明における動力伝達装置の動力伝達状態には、動力伝達装置を構成する回転部材同士の間の変速比、動力伝達装置を構成する回転部材同士の間におけるトルク容量、動力伝達装置を構成する一方の回転部材に対する他方の回転部材の回転方向などが含まれる。以下、この発明の具体例を図面に基づいて説明する。 The control device for the power transmission device according to the present invention is a device for controlling the power transmission state by transmitting the pressure of the exhaust gas generated in the internal combustion engine to the pressure chamber. In the power transmission state of the power transmission device according to the present invention, the gear ratio between the rotating members constituting the power transmission device, the torque capacity between the rotating members constituting the power transmission device, and the one constituting the power transmission device The rotation direction of the other rotation member with respect to the other rotation member is included. Specific examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
この発明を車両の無段変速機の制御装置として用いた具体例を図1に基づいて説明する。この図1に示された車両1はエンジン2を有している。このエンジン2は従来知られているエンジンと同様に構成されており、燃料を燃焼させた時に生じる熱エネルギーを運動エネルギーに変換して出力する原動機であり、燃料と空気との混合気が燃焼室(図示せず)で燃焼され、その混合気の燃焼時に発生した排ガスが、排気バルブを経由して排気管9に排出されるように構成されている。さらに、排気管9は排気浄化触媒11に接続されている。この排気浄化触媒11は、従来知られているものと同様のものであり、エンジン2から排気管9に排出された排ガスに含まれる汚染物質、例えば、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)などを低減して、前記排ガスを浄化する装置である。
A specific example in which the present invention is used as a control device for a continuously variable transmission of a vehicle will be described with reference to FIG. The
一方、車両1は駆動輪(図示せず)を有しており、その駆動輪にトルクが伝達されて駆動力が発生するように構成されている。この具体例においては、前記エンジン2の動力が駆動輪に伝達されるように構成されており、そのエンジン2から駆動輪に至る動力伝達経路の一部を形成する無段変速機12が設けられている。前記無段変速機12は、プライマリプーリ(駆動プーリ)13とセカンダリプーリ(従動プーリ)14とを備え、そのプライマリプーリ13およびセカンダリプーリ14にベルト15を巻き掛けて構成されたベルト型無段変速機であり、プライマリプーリ13の回転数とセカンダリプーリ14の回転数との比、つまり変速比を無段階に(連続的に)変更することの可能な変速機である。
On the other hand, the
前記プライマリプーリ13は、回転中心軸線を中心として回転可能に設けられており、そのプライマリプーリ13は、回転中心軸線に沿った方向には移動不可能な固定片16と、回転中心軸線に沿った方向に移動可能に構成された可動片17とを備えており、その固定片16と可動片17との間にベルト15が巻き掛けられている。また、回転中心軸線に沿って可動片17を固定片16に近づける向きの推力(押圧力)を発生させるプライマリ圧力室18が形成されている。このプライマリ圧力室18は、円筒形状のシリンダにより構成されている。そのプライマリ圧力室18の圧力が直接可動片17に伝達されるように構成されていてもよいし、そのプライマリ圧力室18の圧力がピストン(図示せず)を介在させて可動片17に伝達されるように構成されていてもよい。
The
一方、セカンダリプーリ14は、回転中心軸線を中心として回転可能に設けられており、そのセカンダリプーリ14は、回転中心軸線に沿った方向には移動不可能な固定片19と、回転中心軸線に沿った方向に移動可能に構成された可動片20とを備えており、その固定片19と可動片20との間にベルト15が巻き掛けられている。また、回転中心軸線に沿って可動片20を固定片19に近づける向きの力を発生するセカンダリ圧力室21が設けられている。このセカンダリ圧力室21には、可動片20に予圧を与える圧縮バネが設けられているとともに、固定片20を加える力を変更できる流体が供給される。つまり、セカンダリ圧力室21の流体の圧力を制御することにより、可動片20を固定片19に近づける向きの力を制御することができるように構成されている。
On the other hand, the
つぎに、プライマリ圧力室18に圧力を伝達する機構について説明する。この具体例においては、エンジン2で発生した高圧の排ガスの圧力を、プライマリ圧力室18に伝達する圧力伝達機構22Aが設けられている。この圧力伝達機構22Aは、前記排気管9から排気浄化触媒11に至る排ガスの通過経路に設けられている。その圧力伝達機構22Aの構成を具体的に説明すると、排気ポートに接続された第1管路23と、この第1管路23に接続された第2管路24と、この第2管路24および排気浄化触媒11に接続された第3管路25とを有している。これら第1管路23および第2管路24ならびに第3管路25は、排ガスの流れ方向に対して垂直な平面内における断面形状が円形に構成されている。前記第1管路23の内径は排ガスの流通方向で一定に構成されており、第3管路25の内径は排ガスの流通方向で一定に構成されている。
Next, a mechanism for transmitting pressure to the
また、第1管路23の内径は、第3管路25の内径よりも大きく構成されている。このため、排ガスの流通方向に対して垂直な平面内において、第1管路23の断面積A1は第3管路25の断面積A2よりも広い。また、排ガスの流れ方向に沿った平面断面において、第2管路24は第1管路23から第3管路25に近づくことに伴い内径が小さくなるようなテーパが施されている。すなわち、排ガスの流れ方向に沿って、第2管路24の内径が狭くなるように絞られている。このように、第1管路23の断面積A1は第3管路25の断面積A2よりも広いため、排ガスが第1管路23から第2管路24を経由して第3管路25に流れると、第1管路23における排ガスの流速よりも、第3管路25における排ガスの流速が速くなり、第1管路23の圧力p1よりも第3管路25の圧力が低くなる。
Further, the inner diameter of the
さらに、前記第1管路23に一端が接続され、かつ、他端が前記プライマリ圧力室18に接続された分岐管路26が設けられている。この分岐管路26は、エンジン2から排出された排ガスの圧力をプライマリ圧力室18に供給する経路である。この分岐管路26にはオリフィス27が設けられている。このオリフィス27は、第1管路23から分岐管路26に流れ込む排ガスの流速を低下させるための機構であり、このオリフィス27は、分岐管路26における他の部位よりも断面積が狭く構成されている。さらに、分岐管路26におけるオリフィス27とプライマリ圧力室18との間と、前記第3管路25とを接続する戻し管路28が設けられている。この戻し管路28は、第1管路23から分岐管路26に流れ込んだ排ガスを第3管路25に戻す経路を構成するものである。
Furthermore, a
さらに、戻し管路28には絞り弁29が設けられている。この絞り弁29は、戻し管路28の断面積を調整して分岐管路26の圧力を制御する圧力制御弁である。上記した第1管路23、第3管路25、分岐管路26、戻し管路28内を排ガスが通るため、耐熱性や耐久性に優れた金属管を用いてこれらの管路を形成することができる。なお、元々設けられている排気管9の一部の内径を設計変更することにより、第1管路23および第2管路24および第3管路25を形成してもよい。
Further, a
一方、セカンダリ圧力室21に圧力を伝達する機構について説明する。この具体例においては、エンジン2で発生した高圧の排ガスの圧力を、セカンダリ圧力室21に伝達する圧力伝達機構22Bが設けられている。この圧力伝達機構22Bの構成は、圧力伝達機構22Aの構成と同じであり、排気管9とセカンダリ圧力室21とを接続している点が、圧力伝達機構22Aとは異なる。すなわち、圧力伝達機構22Bの第1管路23は排気管9に接続され、分岐管路26はセカンダリ圧力室21に接続されている。圧力伝達機構22Bのその他の構成は、圧力伝達機構22Aと同様である。このように、図1の具体例においては、排気管9が2方向に分岐されており、排ガスの排出経路に圧力伝達機構22Aと圧力伝達機構22Bとが並列に配置されている。
On the other hand, a mechanism for transmitting pressure to the
上記のエンジン2および無段変速機12を制御するコントロールユニット(電子制御装置)30が設けられている。このコントロールユニット30には、車両1における各種情報、例えば、アクセル開度、車速、エンジン回転数、無段変速機12の入力回転数および出力回転数、プライマリ圧力室18の圧力、セカンダリ圧力室21の圧力などを検知するセンサやスイッチの信号が入力される。このコントロールユニット30からは、エンジントルクを制御する信号、無段変速機12の変速比およびトルク容量を制御する信号が出力される。
A control unit (electronic control unit) 30 for controlling the
前記エンジン1の動作および制御について説明すると、燃焼室で混合気が燃焼するときの熱エネルギーが運動エネルギーに変換されて、クランク軸からトルクが出力される。このエンジントルクは無段変速機12を経由して駆動輪に伝達される。前記燃焼室で発生した排ガスは、排気管9を経由して圧力伝達機構22Aの第1管路23に至る。そして、排ガスが第1管路23から第2管路24を経由して第3管路25に流れるとき、第1管路23における排ガスの流速よりも、第3管路25における排ガスの流速が速くなり、第1管路23の圧力p1よりも第3管路25の圧力が低くなる。このことは、ベルヌーイの定理により明らかである。このベルヌーイの定理は、流体の流れに沿って成り立つエネルギー保存の法則であり、流体の挙動を次式で表すことができる。
(1/2)・ρv2 +ρgz+p=一定
上記式において、vは排ガスの流速、gは重力加速度、zは高さ、pは圧力、ρは排ガスの密度である。なお、第3管路25に流れ込んだ排ガスは、排気浄化触媒11により浄化されて大気中に排出される。
The operation and control of the
(1/2) · ρv 2 + ρgz + p = constant In the above equation, v is the flow velocity of the exhaust gas, g is the acceleration of gravity, z is the height, p is the pressure, and ρ is the density of the exhaust gas. The exhaust gas flowing into the
一方、コントロールユニット30においては、車速およびアクセル開度に基づいて車両1の要求駆動力が求められ、その要求駆動力に基づいて目標エンジン出力が求められる。その目標エンジン出力に基づいて、実際のエンジン出力を制御するために用いる最適燃費線が、予めコントロールユニット30に記憶されている。そして、実際のエンジン出力を最適燃費線に沿ったものとするように、目標エンジン回転数および目標エンジントルクが求められる。そして、実際のエンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるために、無段変速機12の変速比が制御される。また、実際のエンジントルクを目標エンジントルクに近づけるために、電子スロットルバルブの開度および燃料噴射量などが制御される。
On the other hand, in the
上記の制御のうち、無段変速機12の変速比の制御をより具体的に説明する。上記のように、第1管路23の圧力p1よりも第3管路25の圧力p2が低くなるため、その圧力差により、第1管路23を流れる排ガスの一部は、オリフィス27を通過して分岐管路26に流れ込む。さらに、分岐管路26の排ガスは戻し管路28を経由して第3管路25に戻される。このオリフィス27を排ガスが通過するときに排ガスの流速が低下し、分岐管路26の排ガスの圧力(静圧)がプライマリ圧力室18に伝達される。このとき、絞り弁29の開度を制御することにより、分岐管路26からプライマリ圧力室18に伝達される排ガスの圧力を制御することができる。
Of the above control, the control of the gear ratio of the continuously
具体的には、絞り弁29の開度を相対的に狭くすると、分岐管路26からプライマリ圧力室18に伝達される排ガスの圧力が上昇する。プライマリ圧力室18の圧力が上昇すると、プライマリプーリ13における溝幅が狭くなり、無段変速機12の変速比が相対的に小さくなるアップシフトが生じる。これに対して、絞り弁29の開度を相対的に広くすると、プライマリ圧力室18の圧力が低下する。すると、セカンダリ圧力室21の圧縮バネの力で、可動片20が固定片19に向けて移動し、セカンダリプーリ14におけるベルト15の巻き掛け半径が相対的に大きくなるとともに、プライマリプーリ13の可動片17が固定片16から離れる向きで移動する。このようにして、無段変速機12の変速比が相対的に大きくなるダウンシフトが生じる。なお、絞り弁29の開度を制御して、プライマリ圧力室18の圧力を一定に維持し、無段変速機12の変速比を一定に制御することもできる。つまり、圧力伝達機構22Aは分岐管路26の排ガスの圧力を制御する機能を有している。
Specifically, when the opening degree of the
さらに、無段変速機12のトルク容量の制御について説明すると、圧力伝達機構22Aの制御および作用と同様にして、圧力伝達機構22Bの制御および作用により、分岐管路26からセカンダリ圧力室21に伝達される排ガスの圧力を制御することができる。具体的には、圧力伝達機構22Bの絞り弁29の開度を相対的に狭くすると、セカンダリ圧力室21の圧力が上昇する。このため、セカンダリプーリ14からベルト15に加えられる挟圧力が増加し、無段変速機12のトルク容量が増加する。これに対して、圧力伝達機構22Bの絞り弁29の開度を相対的に広くすると、セカンダリ圧力室21の圧力が低下し、無段変速機12のトルク容量が低下する。なお、圧力伝達機構22Bの絞り弁29の開度を制御して、セカンダリ圧力室21の圧力を一定に維持し、無段変速機12のトルク容量を一定に制御することもできる。
Further, the control of the torque capacity of the continuously
以上のように、この具体例においては、燃料の燃焼によって発生する排ガスのエネルギー、具体的には圧力を、プライマリ圧力室18およびセカンダリ圧力室21に伝達することができるように構成されている。このため、プライマリ圧力室18およびセカンダリ圧力室21に供給する圧力を発生させるために、漏れ損失が大きい油圧ポンプなどの油圧源を専用に設けなくてよい。また、エンジン2の動力が油圧ポンプの駆動に消費されることを防止できるので、燃費が向上する。また、圧力伝達機構22A,22Bには、油圧ポンプのように回転部分を支持する軸受が設けられていないから、エンジン2の動力損失を抑制することができる。さらに、油圧ポンプを用いる場合のように、プライマリ圧力室18およびセカンダリ圧力室21に至る油路を形成するバルブボデーを設けなくてよく、無段変速機12の小型化に寄与できる。
As described above, in this specific example, the energy of exhaust gas generated by the combustion of fuel, specifically, the pressure can be transmitted to the
さらにまた、圧力伝達機構22Aは、第1管路23および第3管路25の断面積を異ならせることにより排ガスの流速を変化させて、第1管路23と第3管路25とに圧力差を生じさせている。したがって、排ガスの通る経路に減圧弁、新たな配管などの特別な機構を設けずに済み、元々設けられている排気管の一部の太さを設計変更するだけで、第1管路23と第3管路25とに圧力差を生じさせることができる。さらに、排ガスの流れ方向において、第1管路23は第3管路25よりも上流に配置されており、その第1管路23の断面積A1が第3管路25の断面積よりも広い。ここで、管路を構成する配管の厚さが同じであるとすれば、第1管路23の表面積が第3管路25の表面積よりも広くなり、排ガスの放熱面積が相対的に広くなる。したがって、排気管の冷却を促進し、排気管の熱疲労を抑制して耐久性を向上することができる。
Furthermore, the pressure transmission mechanism 22 </ b> A changes the flow velocity of the exhaust gas by changing the cross-sectional areas of the
なお、図1の具体例においては、圧力伝達機構22Aによりプライマリ圧力室18の圧力を制御する一方、圧力伝達機構22Bによりセカンダリ圧力室21の圧力を制御する構成が示されているが、セカンダリ圧力室21の圧力を、圧力伝達機構22Bとは異なる加圧機構により制御することもできる。例えば、セカンダリ圧力室21内に、可動片20に予圧を与えるバネを設け、かつ、可動片20に与える力を変更可能なトルクカムを設けた加圧機構を用いることもできる。
In the specific example of FIG. 1, the
つぎに、プライマリ圧力室18の圧力を制御する圧力伝達機構の他の構成例を、図2に基づいて説明する。図2に示された圧力伝達機構22Cは、図1に示された圧力伝達機構22Aの構成と基本的には同じであり、図1と同じ構成部分については図1と同じ符号を付してある。図2に示された圧力伝達機構22Cは、第3管路25と排気浄化触媒11とを接続した第4管路31が形成されている点が、図1に示された圧力伝達機構22Aとは異なる。この第4管路31も、エンジン2から排出された排ガスが通る経路であり、第4管路31の断面積A3は断面積A2よりも広く構成されている。この第4管路31は、前述の金属管内に形成されている。
Next, another configuration example of the pressure transmission mechanism for controlling the pressure in the
この図2に示された圧力伝達機構22Cへ、排気管9から排ガスが流れ込むと、排ガスが第1管路23および第3管路25を経由して排気浄化触媒11に至るとともに、図1に示された圧力伝達機構22Aと同じ原理により、プライマリ圧力室18の圧力を制御することができる。また、図2に示された圧力伝達機構22Cにおいて、図1に示された圧力伝達機構22Aと同じ構成部分については、図1の場合と同じ効果を得られる。
When exhaust gas flows from the
つぎに、図2に示された圧力伝達機構22Cで生じる特有の作用効果を説明すると、第3管路25の断面積A2よりも第4管路31の断面積A3が広くなっているため、排ガスが第3管路25から第4管路31に放出されることで排ガスの流動抵抗が低下する。このため、エンジン2の燃焼室から排気管9に排ガスが排出されるときの背圧(エンジン背圧)が上昇することを抑制でき、エンジン2の燃焼効率が低下することを抑制できる。
Next, a description will be given of a specific action and effect generated in the
なお、図2に示された圧力伝達機構22Cを設けてプライマリ圧力室18の圧力を制御する場合、セカンダリ圧力室21の圧力を、前述した加圧機構により制御することができる。これに対して、図2に示された圧力伝達機構22Cを更に1つ設け、この圧力伝達機構22Cによりセカンダリ圧力室21の圧力を制御するように構成することもできる。また、上記の具体例においては、エンジン2の動力が無段変速機12に伝達されるように構成されているが、エンジン2とは動力の発生原理が異なる動力源が設けられており、その動力源の動力が無段変速機に入力されるように、車両が構成されていてもよい。このような車両においては、エンジン2と無段変速機とは動力伝達可能に接続されない。また、内燃機関とは動力の発生原理が異なる動力源には、電動モータ、フライホイール、油圧モータなどが含まれる。
When the
ここで、図1および図2に示された具体例と、この発明の構成との対応関係を説明すると、無段変速機12が、この発明の動力伝達装置に相当し、可動片17,20が、この発明の可動部材に相当し、プライマリ圧力室18およびセカンダリ圧力室21が、この発明の圧力室に相当し、エンジン2が、この発明の内燃機関に相当し、圧力伝達機構22A,22B,22Cが、この発明の圧力伝達機構に相当し、第1管路23が、この発明の上流管路に相当し、第3管路25が、この発明の下流管路に相当し、分岐管路26および戻し管路28が、この発明のバイパス管路に相当し、第4管路31が、この発明の接続管路に相当する。
Here, the correspondence relationship between the specific examples shown in FIGS. 1 and 2 and the configuration of the present invention will be described. The continuously
なお、図1および図2に示された第1管路23および第3管路25は、排ガスの流れ方向に沿った平面断面における内径が、それぞれ一定に構成されているが、排ガスの流れ方向に沿った平面断面において、上流流路から下流流路に亘って、無段階に内径が小さくなるようなテーパが施されていてもよい。つまり、排ガスの流れ方向に対して垂直な平面に内において、上流流路よりも下流流路の方が断面積が狭ければ、上流流路の排ガスの流速よりも、下流流路の排ガスの流速が速くなる。また、排ガスの流れ方向に対して垂直な平面に内において、上流流路および下流流路の断面形状は楕円形状でもよい。
In addition, although the internal diameter in the plane cross section along the flow direction of exhaust gas is each comprised constant in the
さらに、上記の具体例で説明した圧力伝達機構は、ベルト型無段変速機以外の無段変速機、例えば、トロイダル型無段変速機の変速比およびトルク容量を制御する制御装置に用いることもできる。トロイダル型無段変速機は、入力ディスクおよび出力ディスクと、入力ディスクおよび出力ディスクの間に介在されるパワーローラと、このパワーローラの傾転角度を制御して変速比を制御するトラニオンと、入力ディスクおよび出力ディスクに挟圧力を与えてトルク容量を制御する加圧装置とを備えている。そして、トラニオンを直線状に往復動させる圧力室が設けられており、その圧力室を、圧力伝達機構22Aの分岐管路26に接続すればよい。また、加圧装置の圧力室に、圧力制御装置22Bの分岐管路26を接続すればよい。
Furthermore, the pressure transmission mechanism described in the above specific example may be used in a control device that controls a gear ratio and torque capacity of a continuously variable transmission other than a belt-type continuously variable transmission, for example, a toroidal continuously variable transmission. it can. The toroidal-type continuously variable transmission includes an input disk and an output disk, a power roller interposed between the input disk and the output disk, a trunnion for controlling a gear ratio by controlling a tilt angle of the power roller, an input And a pressurizing device that applies a clamping pressure to the disk and the output disk to control the torque capacity. A pressure chamber that reciprocates the trunnion linearly is provided, and the pressure chamber may be connected to the
さらに、各具体例で説明した圧力伝達機構は、無段変速機以外の動力伝達装置、例えば、前後進切換装置を制御する制御装置に用いることもできる。前後進切換装置は無段変速機を有する車両に用いられるものであり、動力源から駆動輪に至る経路に無段変速機と前後進切換装置とが直列に配置される。この前後進切換装置としては、例えば、遊星歯車機構と、遊星歯車機構の回転要素同士を接続するクラッチと、回転要素の固定または回転を制御するブレーキとを備えた、遊星歯車機構式の前後進切換装置を用いることができる。この遊星歯車機構式の前後進切換装置は、クラッチの係合および解放を制御するクラッチ用圧力室と、ブレーキの係合および解放を制御するブレーキ用圧力室とを備えている。この遊星歯車機構式の前後進切換装置は、クラッチおよびブレーキの係合および解放を制御することにより、入力部材に対する出力部材の回転方向を正逆に切り替えることができるように構成されている。この前後進切換装置の入力部材に対する出力部材の回転方向が、この発明の動力伝達装置の動力伝達状態に相当する。そして、クラッチ用圧力室またはブレーキ用圧力室の少なくとも一方の圧力室に、各具体例で説明した圧力伝達機構を接続して、クラッチ用圧力室またはブレーキ用圧力室の圧力を制御するように構成することができる。 Furthermore, the pressure transmission mechanism described in each specific example can also be used in a power transmission device other than a continuously variable transmission, for example, a control device that controls a forward / reverse switching device. The forward / reverse switching device is used in a vehicle having a continuously variable transmission, and the continuously variable transmission and the forward / reverse switching device are arranged in series on a path from a power source to a drive wheel. The forward / reverse switching device includes, for example, a planetary gear mechanism, a clutch that connects the rotating elements of the planetary gear mechanism, and a brake that controls the fixing or rotation of the rotating element. A switching device can be used. This planetary gear mechanism type forward / reverse switching device includes a clutch pressure chamber that controls engagement and disengagement of a clutch, and a brake pressure chamber that controls engagement and disengagement of a brake. This planetary gear mechanism type forward / reverse switching device is configured to be able to switch the rotation direction of the output member relative to the input member in the forward and reverse directions by controlling the engagement and release of the clutch and brake. The rotation direction of the output member relative to the input member of the forward / reverse switching device corresponds to the power transmission state of the power transmission device of the present invention. The pressure transmission mechanism described in each specific example is connected to at least one of the pressure chamber for the clutch and the pressure chamber for the brake, and the pressure in the pressure chamber for the clutch or the pressure chamber for the brake is controlled. can do.
さらに、各具体例で説明した圧力伝達機構および圧力変換機構は、無段変速機以外の動力伝達装置、例えば、有段変速機を制御する制御装置に用いることもできる。この有段変速機は、例えば、車両の動力源から駆動輪に至る経路に設けられるものであり、この有段変速機には遊星歯車機構式の有段変速機が含まれる。この遊星歯車機構式の有段変速機は、遊星歯車機構と、遊星歯車機構の回転要素同士を接続または解放するクラッチと、遊星歯車機構の回転要素を固定または解放するブレーキとを有している。そして、クラッチおよびブレーキの係合および解放を制御することにより、遊星歯車機構式有段変速機の変速比が段階的(不連続)に変更されるように構成されている。また、遊星歯車機構式有段変速機は、クラッチの係合および解放を制御するクラッチ用圧力室と、ブレーキの係合および解放を制御するブレーキ用圧力室とを備えている。そして、クラッチ用圧力室またはブレーキ用圧力室の少なくとも一方の圧力室に、具体例で説明した圧力伝達機構を接続して、クラッチ用圧力室またはブレーキ用圧力室の圧力を制御するように構成することができる。なお、上記の具体例においては、この発明を車両に用いる場合が挙げられているが、この発明は工作機械、建設機械などに用いることもできる。 Furthermore, the pressure transmission mechanism and the pressure conversion mechanism described in each specific example can also be used in a power transmission device other than a continuously variable transmission, for example, a control device that controls a stepped transmission. The stepped transmission is provided, for example, on a path from the power source of the vehicle to the drive wheels, and the stepped transmission includes a planetary gear mechanism type stepped transmission. This planetary gear mechanism type stepped transmission has a planetary gear mechanism, a clutch for connecting or releasing the rotating elements of the planetary gear mechanism, and a brake for fixing or releasing the rotating element of the planetary gear mechanism. . The gear ratio of the planetary gear mechanism stepped transmission is changed stepwise (discontinuously) by controlling engagement and release of the clutch and brake. The planetary gear mechanism type stepped transmission includes a clutch pressure chamber that controls engagement and release of the clutch, and a brake pressure chamber that controls engagement and release of the brake. The pressure transmission mechanism described in the specific example is connected to at least one pressure chamber of the clutch pressure chamber or the brake pressure chamber to control the pressure of the clutch pressure chamber or the brake pressure chamber. be able to. In the above specific example, the present invention is applied to a vehicle. However, the present invention can also be used for a machine tool, a construction machine, or the like.
2…エンジン、 12…無段変速機、 17,20…可動片、 18…プライマリ圧力室、 21…セカンダリ圧力室、 22A,22B,22C…圧力伝達機構、 23…第1管路、 25…第3管路、 26…分岐管路、 28…バイパス管路、 31…第4管路。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
燃料を燃焼させたときに発生する熱エネルギーを運動エネルギーに変換して出力する内燃機関と、この内燃機関で燃料を燃焼させたときに発生した排ガスが通り、かつ、排ガスの圧力を圧力室に伝達する圧力伝達機構とを備えており、
前記圧力伝達機構は、排ガスの流れ方向で相対的に上流に配置された上流管路と、前記排ガスの流れ方向で前記上流管路よりも下流に配置され、かつ、排ガスの流速が上流管路よりも速い下流管路と、前記上流管路と下流管路とを接続するバイパス管路とを備えており、前記上流管路における排ガスの流速と前記下流管路における排ガスの流速との差に基づいて、前記上流管路の排ガスの圧力と前記下流管路の排ガスとに圧力差が生じることにより、前記上流管路の排ガスが前記バイパス管路を経由して前記下流管路へ合流する過程で、前記バイパス管路の排ガスの圧力が前記圧力室に伝達されるように構成されていることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。 A power transmission device to which power is input; a movable member movably provided to control a power transmission state of the power transmission device; and a pressure chamber for generating a force to which the pressure is transmitted to the movable member In the control device of the power transmission device comprising:
An internal combustion engine that converts the thermal energy generated when the fuel is burned into kinetic energy and outputs it, and the exhaust gas generated when the fuel is burned in this internal combustion engine passes, and the pressure of the exhaust gas passes into the pressure chamber A pressure transmission mechanism for transmitting,
The pressure transmission mechanism includes an upstream pipe disposed relatively upstream in the flow direction of the exhaust gas, a downstream line disposed in the downstream of the upstream pipe in the flow direction of the exhaust gas, and the flow rate of the exhaust gas is an upstream pipe. And a bypass pipe connecting the upstream pipe and the downstream pipe, and the difference between the flow rate of the exhaust gas in the upstream pipe and the flow speed of the exhaust gas in the downstream pipe A process in which the exhaust gas in the upstream pipeline joins the downstream pipeline via the bypass pipeline due to a pressure difference between the pressure of the exhaust gas in the upstream pipeline and the exhaust gas in the downstream pipeline. Thus, the control device for the power transmission device is configured such that the pressure of the exhaust gas in the bypass pipe is transmitted to the pressure chamber.
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