JP5299297B2 - Power transmission control device - 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。 Patent Document 1 describes an example of a vehicle configured to control the power transmission state of a power transmission device by controlling the operation of a movable member by the pressure of a fluid. The vehicle described in Patent Document 1 is configured to increase or decrease the torque output from the engine by a transmission and output the torque to driving wheels. The engine has the same configuration as a conventionally known internal combustion engine for a vehicle, and generates mechanical power by burning a mixture of intake air and fuel adjusted by a throttle valve inside the cylinder. It is a heat engine. Therefore, exhaust gas with high pressure is generated by the combustion of the fuel, and the exhaust gas is discharged outside the vehicle through the exhaust pipe.
一方、特許文献1に記載された変速装置は、相互に平行に設けられた駆動軸および従動軸を有している。この駆動軸がエンジンのクランク軸に連結されている。また、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。この重りは駆動軸の半径方向に移動自在に構成されており、重りは遠心力により半径方向で外側に移動する。 On the other hand, the transmission described in Patent Document 1 has a drive shaft and a driven shaft provided in parallel to each other. This drive shaft is connected to the crankshaft of the engine. A drive pulley that rotates integrally with the drive shaft is also provided. The drive pulley includes a first movable disk that can move in the axial direction and a first fixed disk that does not move in the axial direction. A first engagement groove is formed between the first movable disk and the first fixed disk. Further, a backup disk is fixed to the drive shaft, and a spherical weight is disposed between the first movable disk and the backup disk. The weight is configured to be movable in the radial direction of the drive shaft, and the weight moves outward in the radial direction by centrifugal force.
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いる。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. The driven pulley includes a second movable disk that can move in the axial direction and a second fixed disk that does not move in the axial direction. 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、エンジンの動力が駆動軸に伝達されて駆動軸が回転するとともに、駆動軸が相対的に低速で回転するときには、バネが第2可動円板を押す力は、重りが遠心力で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。これに対して、駆動軸が相対的に高速で回転するときには、バネが第2可動円板を押す力よりも、重りが遠心力で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、駆動プーリにおけるVベルト巻き掛け半径が相対的に大きくなり、変速装置の変速比が相対的に小さくなる。 In the transmission described in Patent Document 1, when the power of the engine is transmitted to the drive shaft and the drive shaft rotates, and the drive shaft rotates at a relatively low speed, the spring moves the second movable disk. The pushing force is greater than the pushing force of the first movable disk as the weight tries to move outward by centrifugal force. For this reason, the width of the second engagement groove in the driven pulley is narrowed, and the width of the first engagement groove in the drive pulley is expanded. In this way, the V belt winding diameter in the drive pulley is relatively small, and the transmission gear ratio of the transmission is relatively large. On the other hand, when the drive shaft rotates at a relatively high speed, the force by which the weight pushes the first movable disk in an attempt to move outward by centrifugal force is greater than the force by which the spring pushes the second movable disk. Become. Then, the width of the first engagement groove in the drive pulley is narrowed, and the width of the second engagement groove in the driven pulley is increased. In this way, the V-belt wrapping radius in the drive pulley is relatively large, and the gear ratio of the transmission is relatively small.
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。 Furthermore, in the vehicle described in Patent Document 1, when the rider tries to decelerate the vehicle while the vehicle is running and the throttle valve of the engine is fully closed, an engine braking force is generated. In parallel with this action, the negative pressure of the intake pipe is introduced into the negative pressure introduction chamber. Then, this negative pressure causes the weight to move inward in the radial direction against the centrifugal force, and the force for pushing the first movable disc of the drive pulley toward the first fixed disc is reduced. The force by which the spring pushes the second movable disk becomes larger than the force by which the weight pushes the first movable disk, the width of the second engagement groove in the driven pulley is narrowed, and the first engagement in the drive pulley is reduced. The width of the groove is enlarged. In this way, the V-belt wrapping radius in the drive pulley is relatively small, and the transmission gear ratio is relatively large. As a result, the engine braking force is increased.
なお、車両の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、エンジンのエネルギー回収装置が特許文献4に記載されている。
Note that a hydraulic control device for a vehicle transmission is described in
前記特許文献1に記載されている車両においては、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 Patent Document 1, when the vehicle is decelerated, the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine is guided to the negative pressure introduction chamber of the transmission to change the speed ratio of the transmission. Yes. That is, the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine is used for control for increasing the engine braking force when the vehicle is decelerated. However, in the vehicle described in Patent Document 1, exhaust gas generated when fuel is burned is released into the atmosphere via an exhaust pipe. Conventionally, no consideration has been given to using the energy of the exhaust gas, particularly the pressure of the exhaust gas, and there is still room for improvement in effectively using the energy of the exhaust gas.
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、吸気管を経由して空気が吸入され、かつ、吸入した空気と燃料との混合気を燃焼室で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、前記燃焼室から排出される排ガスの圧力を前記圧力室に伝達する圧力伝達機構と、前記燃焼室から排出された排ガスの圧力と前記吸気管内の圧力との差に基づいて、前記燃焼室から排出された排ガスの一部を前記吸気管に還流させることにより、前記圧力室に伝達される排ガスの圧力を制御する圧力制御機構とを備え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 claim 1 is directed to a power transmission device to which power is input, a movable member movably provided to control the power transmission state of the power transmission device, And a pressure chamber that generates a force to be applied to the movable member.Air is sucked through an intake pipe, and a mixture of the sucked air and fuel is discharged. An internal combustion engine that converts thermal energy generated when burned in the combustion chamber into kinetic energy and outputs it, a pressure transmission mechanism that transmits the pressure of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the pressure chamber, and the combustion chamber On the basis of the difference between the pressure of the exhaust gas discharged from the exhaust gas and the pressure in the intake pipe, a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber is recirculated to the intake pipe, so that the exhaust gas transmitted to the pressure chamber Pressure Gosuru is characterized in that it comprises a pressure control mechanism.
請求項1の発明によれば、内燃機関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する一方、燃料を燃焼させたときに発生する排ガスの圧力を圧力室に伝達し、そ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。また、燃焼室から排出された排ガスの圧力と吸気管内の圧力との差に基づいて、排ガスの一部を吸気管に還流させることにより、圧力室に伝達される排ガスの圧力を制御するために、専用の減圧機構を格別に設けずに済む。 According to the invention of claim 1, the thermal energy generated when the fuel is burned in the internal combustion engine is converted into kinetic energy, while the pressure of the exhaust gas generated when the fuel is burned is transmitted to the pressure chamber, 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. In order to control the pressure of the exhaust gas transmitted to the pressure chamber by recirculating a part of the exhaust gas to the intake pipe based on the difference between the pressure of the exhaust gas discharged from the combustion chamber and the pressure in the intake pipe It is not necessary to provide a special decompression mechanism.
この発明における動力伝達装置の制御装置は、圧力室の圧力を制御する装置であり、特に、内燃機関の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ことのできる制御装置である。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。この発明における可動部材は、動力伝達装置を構成する回転部材の回転中心軸線に沿った方向に移動可能に設けられている。この発明における圧力伝達機構は、燃焼室から排出される排ガスの圧力を圧力室に伝達する経路を構成するものであり、流路、ポート、通路、バルブなどが、この発明における圧力伝達機構に含まれる。この発明における圧力制御機構には、排ガスの通路に設けられたバルブ、このバルブの開度を制御するコントロールユニットが含まれる。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 of the power transmission device according to the present invention is a device for controlling the pressure in the pressure chamber, and in particular, the control device capable of controlling the power transmission state by transmitting the pressure of the exhaust gas of the internal combustion engine to the pressure chamber. It is. 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. The movable member in the present invention is provided so as to be movable in a direction along the rotation center axis of the rotating member constituting the power transmission device. The pressure transmission mechanism in the present invention constitutes a path for transmitting the pressure of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the pressure chamber, and the flow path, port, passage, valve and the like are included in the pressure transmission mechanism in the present invention. It is. The pressure control mechanism according to the present invention includes a valve provided in the exhaust gas passage and a control unit for controlling the opening of the valve. Specific examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1具体例)
この発明を車両の無段変速機の制御装置として用いた第1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。車両1は、乗用車、トラック、バスなどのいずれでもよい。このエンジン2は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、このエンジン2としては内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジンなどを用いることができる。このエンジン2は、シリンダ3内に往復動移動可能に配置されたピストン4と、シリンダ内でピストン4の頂面付近に形成され、かつ、燃料と空気との混合気が供給される燃焼室5と、この燃焼室5に接続され、かつ、電子スロットルバルブ6が設けられた吸気管7と、この吸気管7内へ燃料を噴射する燃料噴射バルブ8と、吸気管7と燃焼室5とを接続するポート9を開閉する吸気バルブ10と、燃焼室5において燃料が燃焼して発生したガスが排出される排気管11と、排気管11と燃焼室5とを接続するポート12を開閉する排気バルブ13とを備えている。前記吸気管7は空気を燃焼室5に吸入する経路であり、電子スロットルバルブ6の開度を制御することにより、吸気管7を経由して燃焼室5に吸入される空気量が制御されるように構成されている。さらに、排気管11は排気浄化触媒13に接続されている。この排気浄化触媒13は、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、排ガスを浄化する装置である。
(First example)
A first specific example using the present invention as a control device for a continuously variable transmission of a vehicle will be described with reference to FIG. The vehicle 1 shown in FIG. 1 has an
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。この第1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、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14が設けられている。前記無段変速機14は、プライマリプーリ(駆動プーリ)15とセカンダリプーリ(従動プーリ)16とを備え、そのプライマリプーリ15およびセカンダリプーリ16にベルト17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15の回転数とセカンダリプーリ16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 vehicle 1 has driving wheels (not shown), and is configured such that torque is transmitted to the driving wheels to generate driving force. In this first specific example, a continuously
前記プライマリプーリ15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15は、回転中心軸線に沿った方向には移動不可能な固定片18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19とを備えており、その固定片18と可動片19との間にベルト17が挟まれている。また、回転中心軸線に沿って可動片19を固定片18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20が形成されている。このプライマリ圧力室20に流体が供給および排出されるように構成されている。ここで、プライマリ圧力室20の圧力が直接可動片19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20の圧力がピストン(図示せず)を介在させて可動片19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16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16は、回転中心軸線に沿った方向には移動不可能な固定片21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22とを備えており、その固定片21と可動片22との間にベルト17が挟まれている。また、可動片22を回転中心軸線に沿って固定片21に近づける向きの力を与えるセカンダリ圧力室23が設けられている。このセカンダリ圧力室23内に流体が供給および排出されるように構成されているとともに、可動片22に予圧を与えるバネ24が設けられている。
On the other hand, the
上記のように構成された無段変速機14においては、プライマリ圧力室20の圧力を制御することにより、変速比を制御することができる。例えば、プライマリ圧力室20の圧力を上昇させると、可動片19が押圧されてプライマリプーリ15の溝幅が狭くなるとともに、そのプライマリプーリ15におけるベルト17の巻き掛け半径が相対的に大きくなる。この作用と並行して、セカンダリプーリ16の可動片22が、セカンダリ圧力室23およびバネ24の押圧力に抗して、固定片21から離れる向きに移動し、セカンダリプーリ16におけるベルト17の巻き掛け半径が相対的に小さくなる。このようにして、無段変速機14の変速比が相対的に小さくなる変速、つまりアップシフトがおこなわれる。
In the continuously
これに対して、プライマリ圧力室20の圧力が低下すると、セカンダリ圧力室23およびバネ24から可動片22に与えられる押圧力によって、可動片22が固定片21に近づき、セカンダリプーリ16におけるベルト17の巻き掛け半径が相対的に大きくなる。これと同時に、プライマリプーリ15における溝幅が拡大し、そのプライマリプーリ15におけるベルト17の巻き掛け半径が相対的に小さくなる。このようにして、無段変速機14の変速比が相対的に大きくなる変速、つまりダウンシフトがおこなわれる。なお、プライマリ圧力室20の圧力が一定に制御されると、プライマリプーリ15におけるベルト17の巻き掛け半径およびセカンダリプーリ16におけるベルト17の巻き掛け半径が一定に維持され、無段変速機14の変速比が一定に維持される。
On the other hand, when the pressure in the
さらに、第1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20に伝達する圧力伝達機構25が設けられているとともに、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23に伝達する圧力伝達機構26が設けられている。この圧力伝達機構25は、一端が排気管11に接続され、かつ、他端がプライマリ圧力室20に接続された分岐管路27を有している。この分岐管路27には、排気管11から分岐管路27に流れ込む排ガスの流速を低下させるためのオリフィス28が設けられている。このオリフィス28は、分岐管路27における他の部位よりも、排ガスの流通方向と垂直な平面内における断面積が狭く構成されている。
Further, in the first specific example, a
さらに、プライマリ圧力室20に伝達される排ガスの圧力を制御する機構として、分岐管路27の排ガスを吸気管7に戻す経路を構成するように、バイパス管路29が設けられている。このバイパス管路29の一端は、分岐管路27におけるオリフィス28とプライマリ圧力室20との間に接続され、バイパス管路29の他端は、吸気管7における電子スロットルバルブ6と吸気ポート9との間に接続されている。さらにバイパス管路29には絞り弁30が設けられている。この絞り弁30は、バイパス管路29における排ガスの流通面積を調整して、分岐管路27の排ガスの圧力を吸気管7へ放出させることにより、分岐管路27内の圧力を制御する圧力制御弁である。この絞り弁30は、従来から知られているものと同様のバタフライバルブにより構成されており、この絞り弁30の開度を制御するアクチュエータ(図示せず)が設けられている。
Further, as a mechanism for controlling the pressure of the exhaust gas transmitted to the
一方、圧力伝達機構26も圧力伝達機構25と同様に構成されており、圧力伝達機構26は、一端が排気管11に接続され、かつ、他端がセカンダリ圧力室23に接続された分岐管路31を有している。この分岐管路31には、排気管11から分岐管路31に流れ込む排ガスの流速を低下させるためのオリフィス32が設けられている。このオリフィス32は、分岐管路31における他の部位よりも、排ガスの流通方向と垂直な平面内における断面積が狭く構成されている。
On the other hand, the
さらに、セカンダリ圧力室23に伝達される排ガスの圧力を制御する機構として、分岐管路31の排ガスを吸気管7に戻す経路を構成するように、バイパス管路33が設けられている。このバイパス管路33の一端は、分岐管路31におけるオリフィス32とセカンダリ圧力室23との間に接続され、バイパス管路33の他端は、吸気管7における電子スロットルバルブ6と吸気ポート9との間に接続されている。さらにバイパス管路33には絞り弁34が設けられている。この絞り弁34は、バイパス管路33における排ガスの流通面積を調整して、分岐管路31の排ガスの圧力を吸気管7へ放出させることにより、分岐管路31内の圧力を制御する機能を備えた圧力制御弁である。この絞り弁34は、従来から知られているものと同様のバタフライバルブにより構成されており、この絞り弁34の開度を制御するアクチュエータ(図示せず)が設けられている。
Further, as a mechanism for controlling the pressure of the exhaust gas transmitted to the
さらに、エンジン2の吸入空気量および燃料噴射量、絞り弁30,34の開度を制御するコントロールユニット(電子制御装置)35が設けられている。このコントロールユニット35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14の入力回転数および出力回転数、プライマリ圧力室20の圧力、セカンダリ圧力室23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35からは、エンジントルクを制御する信号、無段変速機14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。上記のバイパス管路29,33および絞り弁30,34、さらに絞り弁30,34の開度を制御するコントロールユニット35により、圧力制御機構が構成されている。
Furthermore, a control unit (electronic control unit) 35 is provided for controlling the intake air amount and fuel injection amount of the
上記のように構成された車両1の制御および作用を説明すると、エンジン1においては、吸気管7を経由して空気が燃焼室5に吸入されるとともに、燃焼室5で混合気が燃焼するときの爆発エネルギでピストン4が押圧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14を経由して駆動輪に伝達される。前記燃焼室5で発生した排ガスは、燃焼室5から排気管11に排出されるとともに、排気浄化触媒13により浄化されて大気中に排出される。
The control and operation of the vehicle 1 configured as described above will be described. In the engine 1, when air is sucked into the
一方、コントロールユニット35においては、車速およびアクセル開度に基づいて、車両1における要求駆動力(目標駆動力)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35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14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、吸入空気量および燃料噴射量が制御される。
On the other hand, in the
ところで、排気管11内を通る排ガスの一部は分岐管路27に流れ込むとともに、排ガスがオリフィス28を通過するときに排ガスの流速が低下し、分岐管路27内における排ガスの圧力(静圧)がプライマリ圧力室20に伝達される。この第1具体例においては、プライマリ圧力室20に供給される排ガスの圧力を制御することにより、無段変速機14の変速比を制御するように構成されている。分岐管路27内の排ガスは高温高圧であり、吸気管7内は負圧であるため、分岐管路27内において、バイパス管路29と分岐管路27との接続部分に対して上流の圧力p1よりも、バイパス管路29における絞り弁30の下流における圧力p2の方が低い。なお、上流および下流は、排ガスの流れ方向における上流および下流を意味する。このため、分岐管路27内の排ガスの一部がバイパス管路29を経由して吸気管7内に還流されるとともに、絞り弁30の開度を制御することにより、分岐管路27からプライマリ圧力室20に伝達される排ガスの圧力p3を制御することができる。
By the way, a part of the exhaust gas passing through the
例えば、絞り弁30の開度を相対的に小さくすると、プライマリ圧力室20の圧力が上昇する。すると、前記のように可動片19が固定片18に向けて移動し、プライマリプーリ15におけるベルト17の巻き掛け半径が相対的に大きくなる。このようにして、無段変速機14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30の開度を相対的に大きくすると、プライマリ圧力室20の圧力が低下する。このように、プライマリ圧力室20の圧力が低下すると、セカンダリ圧力室23の圧力およびバネ24の力でセカンダリプーリ16の可動片22が固定片21に向けて移動するとともに、プライマリプーリ15におけるベルト17の巻き掛け半径が相対的に小さくなる。すなわち、無段変速機14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30の開度を制御して、プライマリ圧力室20の圧力を一定に維持し、無段変速機14の変速比を一定に制御することもできる。
For example, when the opening degree of the
一方、排気管11を流れる排ガスの一部は分岐管路31にも流れ込み、その分岐管路31の排ガスの圧力がセカンダリ圧力室23に伝達される。ここで、排ガスがオリフィス28を通過するときに排ガスの流速が低下し、分岐管路27の排ガスの圧力(静圧)がプライマリ圧力室20に伝達される。また、分岐管路31内の排ガスは高温高圧であり、吸気管7内は負圧であるため、分岐管路31内において、バイパス管路33の接続部分に対して上流の圧力p1よりも、バイパス管路33内において、絞り弁34の下流の圧力p2の方が低くなる。このため、分岐管路31内の排ガスの一部がバイパス管路33を経由して吸気管7内に還流されるとともに、絞り弁34の開度を制御することにより、分岐管路31からセカンダリ圧力室23に伝達される排ガスの圧力p3を制御することができる。
On the other hand, part of the exhaust gas flowing through the
具体的には、絞り弁34の開度を相対的に小さくすると、セカンダリ圧力室23の圧力が上昇してベルト17を挟み付ける力が強められ、無段変速機14のトルク容量が増加する。これに対して、絞り弁34の開度を相対的に大きくすると、セカンダリ圧力室23の圧力が低下する。すると、セカンダリプーリ16によりベルト17を挟み付ける力が弱められ、無段変速機14のトルク容量が低下する。なお、絞り弁34の開度を制御して、セカンダリ圧力室23の圧力を一定に維持し、無段変速機14のトルク容量を一定に制御することもできる。
Specifically, when the opening degree of the
以上のように、第1具体例においては、排ガスの圧力をプライマリ圧力室20に伝達して、無段変速機14の変速比を制御するとともに、排ガスの圧力をセカンダリ圧力室23に伝達して、無段変速機14のトルク容量を制御することができるように構成されている。したがって、エンジン2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、エネルギー効率を向上させることができる。また、第1具体例においては、無段変速機14の変速比およびトルク容量を制御するにあたり、プライマリ圧力室20およびセカンダリ圧力室23に供給するオイルを吐出するオイルポンプを設けずに済み、そのオイルポンプをエンジン2の動力により駆動せずに済むため、エンジンの動力損失を抑制でき燃費が向上する。
As described above, in the first specific example, the pressure of the exhaust gas is transmitted to the
また、第1具体例においては、プライマリ圧力室20またはセカンダリ圧力室23の圧力を制御するにあたり、分岐管路内の圧力と吸気管7内の圧力との差を利用して、すなわち、流体同士の圧力差を利用して、分岐管路内の排ガスを吸気管7に還流させるように構成されている。したがって、分岐管路内の排ガスを吸気管7に還流させるために、減圧機構を新たに設けずに済む。さらに、第1具体例においては、燃焼室5から排気管11に排出された排ガスを、バイパス管路を経由させて吸気管7に還流されるように構成されており、その排ガスを吸入吸気に混ぜると酸素濃度が低下するため、窒素酸化物の発生を抑制する効果、いわゆる排気ガス再循環(EGR)効果を得られる。さらにまた、バイパス管路29を経由して吸気管7に戻る排ガスは、電子スロットルバルブ6よりも下流に戻るため、電子スロットルバルブ6と吸気管7の内面との間を空気が通過することにより生じるポンピングロスが増加することもない。
Further, in the first specific example, in controlling the pressure of the
なお、特に図示はしないが、プライマリ圧力室20またはセカンダリ圧力室23のうちのいずれか一方の圧力室に排ガスの圧力が伝達されるように構成され、他方の圧力室には排ガスの圧力が伝達されないように構成することもできる。このように構成する場合、排ガスの圧力が伝達されない圧力室には、トルクカム、バネなどのアクチュエータを設けることにより、可動片に与える押圧力を制御することができる。
Although not specifically shown, the exhaust gas pressure is transmitted to one of the
(第2具体例)
この発明を車両の無段変速機の制御装置として用いた第2具体例を図2に基づいて説明する。この図2に示された構成において、第1具体例と同じ構成部分については、第1具体例と同じ符号を付してある。この図2においては、主として排気管9内の排ガスをプライマリ圧力室20に供給する分岐管路27、および圧力伝達機構25が示されている。この第2具体例と第1具体例とを比べると、バイパス管路29の他に、排気管9内の排ガスを吸気管7に還流させる排ガス再循環装置36が設けられている点が異なる。この排ガス再循環装置36は、従来から知られているものと同様に構成されており、吸気管7と排気管11とを接続した還流通路37と、この還流通路37に設けられた流量制御弁38とを有している。この排ガス再循環装置36の構成、排気管11から吸気管7に戻す排ガスの目標還流量の求め方、目標還流量に対応する流量制御弁38の開度の制御などについては、例えば、特開2000−205054号公報、特開2004−036413号公報、特開2009−068403号公報等に記載されているように公知であるため詳細な説明を省略する。
(Second specific example)
A second 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. In the configuration shown in FIG. 2, the same components as those in the first specific example are denoted by the same reference numerals as in the first specific example. In FIG. 2, a
この第2具体例において、第1具体例と同じ構成部分については第1具体例と同じ作用効果を得られる。また、この第2具体例においては、コントロールユニット35において、排気管11から吸気管7に戻すべき排ガスの目標還流量が求められ、その目標還流量から、バイパス管路29を経由して吸気管7に戻される排ガスの流量を減算する。ここで、目標還流量の方が、バイパス管路29を経由して吸気管7に戻される排ガスの流量よりも多い場合は、その差に相当する排ガスの還流量が、還流通路37を経由して吸気管7に戻されるように流量制御弁38の開度を制御する。
In the second specific example, the same operational effects as those of the first specific example can be obtained for the same components as those of the first specific example. In the second specific example, the
なお、図1のように分岐管路27,31が設けられ、かつ、バイパス管路29,33が設けられている車両1において、図2に示された排ガス循環装置36を設けることも可能である。さらに、分岐管路31およびバイパス管路33が設けられており、分岐管路27およびバイパス管路29が設けられていない車両(図示せず)に、図2に示された排ガス循環装置36を設けることも可能である。この場合、バイパス管路33を経由して吸気管7に戻る排ガスは、電子スロットルバルブ6よりも下流に戻るため、電子スロットルバルブ6と吸気管7の内面との間を空気が通過することにより生じるポンピングロスが増加することもない。
As shown in FIG. 1, the exhaust
ここで、上記の具体例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、無段変速機14が、この発明の動力伝達装置に相当し、無段変速機14の変速比およびトルク容量が、この発明の動力伝達状態に相当し、可動片19,22が、この発明の可動部材に相当し、プライマリ圧力室20およびセカンダリ圧力室23が、この発明の圧力室に相当し、吸気管7が、この発明の吸気管に相当し、燃焼室5が、この発明の燃焼室に相当し、エンジン2が、この発明の内燃機関に相当し、排気管11が、この発明の排気管に相当し、圧力伝達機構25,26が、この発明の圧力伝達機構に相当し、バイパス管路29,33および絞り弁30,34、絞り弁30,34の開度を制御するコントロールユニット35が、この発明の圧力制御機構に相当する。
Here, the correspondence between the configuration described in the above specific example and the configuration of the present invention will be described. The continuously
また、特に図示はしないが、エンジンの燃焼室から排出された排ガスを、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室とを備えている。そして、トラニオンを直線状に往復動させるために圧力が制御される圧力室が設けられている。そこで、圧力伝達機構を経由して供給される排ガスを、圧力室および加圧室に供給するように構成すれば、第1具体例および第2具体例と同様の効果を得られる。 Although not specifically shown, the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine is used to control the gear ratio and torque capacity of a continuously variable transmission other than the belt type continuously variable transmission, for example, a toroidal continuously variable transmission. It can also be used in an apparatus. 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 A pressurizing chamber for controlling the torque capacity by applying a clamping pressure to the disk and the output disk. A pressure chamber is provided in which the pressure is controlled in order to reciprocate the trunnion linearly. Therefore, if the exhaust gas supplied via the pressure transmission mechanism is configured to be supplied to the pressure chamber and the pressurizing chamber, the same effects as those of the first specific example and the second specific example can be obtained.
さらに、特に図示はしないが、エンジンの燃焼室から排出された排ガスを、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、前記圧力伝達機構により供給される排ガスの圧力を伝達するように構成することができる。 Further, although not particularly shown, the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine can be used for a power transmission device other than the continuously variable transmission, for example, a control device for controlling 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 of the exhaust gas supplied by the pressure transmission mechanism can be transmitted to at least one pressure chamber of the clutch pressure chamber or the brake pressure chamber.
2…エンジン、 5…燃焼室、 7…吸気管、 11…排気管、 14…無段変速機、 19,22…可動片、 20…プライマリ圧力室、 23…セカンダリ圧力室、 25,26…圧力伝達機構、 29,33…バイパス管路、 30,34…絞り弁、 35…コントロールユニット。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
吸気管を経由して空気が吸入され、かつ、吸入した空気と燃料との混合気を燃焼室で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、
前記燃焼室から排出される排ガスの圧力を前記圧力室に伝達する圧力伝達機構と、
前記燃焼室から排出された排ガスの圧力と前記吸気管内の圧力との差に基づいて、前記燃焼室から排出された排ガスの一部を前記吸気管に還流させることにより、前記圧力室に伝達される排ガスの圧力を制御する圧力制御機構と
を備え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 in which air is taken in via an intake pipe, and heat energy generated when a mixture of the sucked air and fuel is burned in a combustion chamber is converted into kinetic energy and output;
A pressure transmission mechanism for transmitting the pressure of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to the pressure chamber;
Based on the difference between the pressure of the exhaust gas discharged from the combustion chamber and the pressure in the intake pipe, a part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber is recirculated to the intake pipe to be transmitted to the pressure chamber. And a pressure control mechanism for controlling the pressure of the exhaust gas.
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