(57)【要約】【課題】迅速なシフトアップを実現することが可能な駆動力源の回転数調整装置、駆動力伝達システムおよび車両を提供する。【解決手段】駆動力源の回転数調整装置は、回転軸を回転させる内燃機関１の回転数調整装置であって、回転軸に接続され、回転軸と一体回転する回転体に対応して配置され、回転体の回転を抑制可能に構成されるリターダを備える。例えば、回転体は、回転軸に接続されるフライホイールである。【選択図】図１
2020163945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転させる駆動力源の回転数調整装置であって、
前記回転軸に接続され、前記回転軸と一体回転する回転体に対応して配置され、前記回転体の回転を抑制可能に構成されるリターダを備える、
駆動力源の回転数調整装置。
【請求項２】
前記回転体は、前記回転軸に接続されるフライホイールである、
請求項１に記載の駆動力源の回転数調整装置。
【請求項３】
前記回転体は、前記回転軸の回転を、流体を介して変速機側に伝達するトルクコンバータのケースである、
請求項１または２に記載の駆動力源の回転数調整装置。
【請求項４】
内燃機関と、
前記内燃機関からの動力が入力される入力軸を有する変速機と、
前記駆動力源と前記入力軸との断続を切り替え可能なクラッチと、
前記駆動力源の回転を抑制可能に構成されるリターダと、
前記駆動力源の回転数を検出する第１検出部と、
前記入力軸の回転数を検出する第２検出部と、
検出された前記駆動力源の回転数および前記入力軸の回転数に基づいて、前記駆動力源と前記入力軸との間で回転数の差が予め定められた許容範囲内であるか否かについて判定する判定部と、
前記変速機が所定段よりも低いギヤ段から所定段以上のギヤ段にシフトアップされる場合、前記駆動力源と前記入力軸とが相互に切断されるように前記クラッチを制御するとともに、前記駆動力源の回転が抑制されるように前記リターダを制御し、前記判定部により前記駆動力源と前記入力軸との間で回転数の差が予め定められた許容範囲内であると判定された場合、前記駆動力源と前記入力軸とが相互に接続されるように前記クラッチを制御するとともに、前記駆動力源の回転が抑制されないように前記リターダを制御する制御部と、
を備える、駆動力伝達システム。
【請求項５】
請求項４に記載の駆動力伝達システムを備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、駆動力源の回転数調整装置、駆動力伝達システムおよび車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、内燃機関（駆動力源）のクランクシャフト（回転軸）にはフライホイールが接続される。フライホイールは、トルクコンバータおよび摩擦クラッチを介して変速機の入力軸に接続される。変速機の出力軸は駆動輪に接続される（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９９１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、変速機が例えば１速から２速へシフトアップされる場合、内燃機関のクランクシャフトと変速機の入力軸との間で回転数の差が生じる。両者間で回転数の差が生じている状態で、クラッチが接続された場合、車両の加速度の急変（変速ショック）が生じる。
【０００５】
両者間で回転数の差を小さくするために、例えば、内燃機関の回転数を低下させて、内燃機関と変速機の入力軸との間で回転数を合わせる必要がある。
【０００６】
例えば、内燃機関の回転数が低下するようにターボチャージャの絞り弁を制御する絞り弁制御方法がある。しかしながら、内燃機関の回転数を低下させて、内燃機関と変速機の入力軸との間で回転数を合わせるための所要時間は、絞り弁制御方法が、クラッチを滑らせることによる方法より長い。したがって、迅速なシフトアップを実現することができないという問題がある。
【０００７】
本開示の目的は、変速機の迅速なシフトアップを実現することが可能な駆動力源の回転数調整装置、駆動力伝達システムおよび車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本開示における駆動力源の回転数調整装置は、
回転軸を回転させる駆動力源の回転数調整装置であって、
前記回転軸に接続され、前記回転軸と一体回転する回転体に対応して配置され、前記回転体の回転を抑制可能に構成されるリターダを備える。
【０００９】
本開示における駆動力伝達システムは、
駆動力源と、
前記駆動力源からの動力が入力される入力軸を有する変速機と、
前記駆動力源と前記入力軸との断続を切り替え可能なクラッチと、
前記駆動力源の回転を抑制可能に構成されるリターダと、
前記駆動力源の回転数を検出する第１検出部と、
前記入力軸の回転数を検出する第２検出部と、
検出された前記駆動力源の回転数および前記入力軸の回転数に基づいて、前記駆動力源と前記入力軸との間で回転数の差が予め定められた許容範囲内であるか否かについて判定する判定部と、
前記変速機が所定段よりも低いギヤ段から所定段以上のギヤ段にシフトアップされる場合、前記駆動力源と前記入力軸とが相互に切断されるように前記クラッチを制御するとともに、前記駆動力源の回転が抑制されるように前記リターダを制御し、前記判定部により前記駆動力源と前記入力軸との間で回転数の差が予め定められた許容範囲内であると判定された場合、前記駆動力源と前記入力軸とが相互に接続されるように前記クラッチを制御するとともに、前記駆動力源の回転が抑制されないように前記リターダを制御する制御部と、
を備える。
【００１０】
本開示における車両は、上記の駆動力伝達システムを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、変速機の迅速なシフトアップを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示の実施の形態における駆動力伝達システムの一例を概略的に示す構成ブロック図である。
【図２】図２は、リターダ等の後方から見た場合の矢視図である。
【図３】図３は、内燃機関（駆動力源）の回転数調整処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本開示の実施の形態における駆動力伝達システム２００の一例を概略的に示す構成ブロック図である。図１にはＸ軸が描かれている。図１において、左右方向をＸ方向または前後方向といい、左方向を−Ｘ方向、前側または前方向といい、右方向を＋Ｘ方向、後側または後方向という。
【００１４】
駆動力伝達システム２００は、内燃機関（駆動力源）１と、クランクシャフト２と、フライホイール３と、ハウジング４と、トルクコンバータ１０と、クラッチ２０と、変速機３０と、を備える。
【００１５】
内燃機関１のクランクシャフト２は、前後方向（Ｘ方向）に延在している。
【００１６】
フライホイール３は、クランクシャフト２の後端部に接続される。フライホイール３は、クランクシャフト２と一体回転する。
【００１７】
トルクコンバータ１０は、ハウジング４に収容されている。トルクコンバータ１０は、コンバータケース１１、インペラ１３、コンバータ軸１４、ステータ（不図示）、および、タービン１５を有している。
【００１８】
コンバータケース１１は、フライホイール３に接続される。コンバータケース１１は、フライホイール３と一体回転する。
【００１９】
インペラ１３は、コンバータケース１１に接続される。インペラ１３は、コンバータケース１１と一体回転する。つまり、インペラ１３は、クランクシャフト２、フライホイール３及びコンバータケース１１と一体回転する。
【００２０】
コンバータ軸１４は、クランクシャフト２と同軸に配置される。
【００２１】
タービン１５は、インペラ１３に向き合って配置される。タービン１５は、コンバータ軸１４に固定される。タービン１５は、流体を介してインペラ１３と接続されている。つまり、内燃機関１の動力は、クランクシャフト２、フライホイール３、コンバータケース１１、インペラ１３、および、タービン１５を介してコンバータ軸１４に伝達される。
【００２２】
クラッチ２０は、クラッチケース２１およびクラッチ板２２を有している。クラッチケース２１は、コンバータ軸１４に接続されている。
【００２３】
クラッチ板２２は、変速機３０の入力軸３３（後述する）に接続されている。つまり、コンバータ軸１４に伝達された内燃機関１の動力は、クラッチ２０を介して入力軸３３に伝達される。クラッチ２０は、コンバータ軸１４と入力軸３３との断続を切り替え可能に構成されている。以下の説明で、「クラッチ２０が接続される」とは、コンバータ軸１４と入力軸３３とが相互に接続されることをいう。また、「クラッチ２０が切断される」とは、コンバータ軸１４と入力軸３３とが相互に切断されることをいう。
【００２４】
切替部２３は、クラッチ２０の接続とクラッチ２０の切断とを切り替える。
【００２５】
変速機３０は、ハウジング４に収容されている。変速機３０は、歯車列３１と、入力軸３３と、出力軸３４と、スリーブ３５と、を有している。変速機３０は、入力軸３３に入力された内燃機関１の動力を、歯車列３１を介して、タイヤ３９側に伝達する装置である。また、変速機３０は、ドライバのシフト操作によりギヤ段が変更される手動変速機である。
【００２６】
歯車列３１は、出力軸３４（主軸）に設けられる複数種類の主ギヤと、副軸に設けられる複数種類の副ギヤとを有する。主ギヤである１速主ギヤ、２速主ギヤ、３速主ギヤ、４速主ギヤ、５速主ギヤは、副ギヤである１速副ギヤ、２速副ギヤ、３速副ギヤ、４速副ギヤ、５速副ギヤに噛合している。なお、４速主ギヤおよび４速副ギヤは互いに同じ歯数を有している。また、主ギヤである後進主ギヤは、アイドルギヤを介して副ギヤである後進副ギヤに噛合している。
【００２７】
スリーブ３５は、１速主ギヤと速主ギヤとを出力軸３４に選択的に係合させる。また、スリーブ３５は、３速主ギヤと４速主ギヤとを出力軸３４に選択的に係合させる。また、スリーブ３５は、５速主ギヤと後進主ギヤとを出力軸３４に選択的に係合させる。
【００２８】
次に、変速機３０がシフトアップされる場合について説明する。前述するように、クラッチ２０は、コンバータ軸１４と入力軸３３との断続を切り替え可能に構成されている。
【００２９】
クラッチ２０が切断され、かつ、変速機３０が、例えば、１速から２速にシフトアップされる場合、２速主ギヤに対する２速副ギヤの比（変速比）が１速主ギヤに対する１速副ギヤの比（変速比）よりも小さいため、入力軸３３の回転数が低下する。これにより、コンバータ軸１４と入力軸３３との間で回転数の差が生じる。両者間で回転数の差が生じている状態で、クラッチ２０が接続された場合、車両の加速度の急変（変速ショック）が生じる。
【００３０】
変速ショックを生じさせないためには、両者間で回転数の差を小さくする必要がある。具体的には、コンバータ軸１４の回転数の低下を待つ必要がある。これにより、例えば、ターボチャージャの絞り弁を制御する手段のように、内燃機関１の回転数を許容値以下に低下させるために長時間待つ必要があるため、迅速なシフトアップを実現することができないという問題がある。
【００３１】
本実施の形態では、駆動力伝達システム２００は、さらに、内燃機関１の回転数調整装置を備える。内燃機関１の回転数調整装置は、リターダ４０と、第１検出部５１と、第２検出部５２と、第３検出部５３と、制御装置６０と、を備える。
【００３２】
リターダ４０は、渦電流の特性を利用して、フライホイール３の回転を抑制する。リターダ４０は、フライホイール３の回転を抑制することで、コンバータ軸１４の回転を抑制する。リターダ４０は、例えば、電源から供給される電流によって磁束を発生させる複数のコイル４１を有する電磁式リターダである。
【００３３】
図２は、リターダ４０等を後方向から見た場合の矢視図である。
図１および図２に示すように、複数のコイル４１は、ハウジング４の内周壁に配置されている。複数のコイル４１は、フライホイール３の後側（＋Ｘ方向）壁面に対向して配置されている。つまり、フライホイール３の後側壁面に渦電流が発生する。複数のコイル４１は、フライホイール３の回転軸（図２に示すクランクシャフト２）回りの円周方向に所定間隔で配置されている。
【００３４】
電磁式リターダは、コイル４１への電流供給の有無によりオン／オフの切り替えが行われる。なお、リターダ４０は、永久磁石（不図示）を、例えば、フライホイール３に対して近接／離間することによりオン／オフの切り替えが行われる永久磁石式リターダでもよい。
【００３５】
第１検出部５１は、クラッチケース２１の回転数を検出する。つまり、第１検出部５１は、クラッチケース２１と一体回転するコンバータ軸１４の回転数を検出する。
【００３６】
第２検出部５２は、４速副ギヤの回転数を検出する。前述するように、４速主ギヤおよび４速副ギヤは互いに同じ歯数を有している。つまり、第２検出部５２は、入力軸３３の回転数を検出する。
【００３７】
第３検出部５３は、変速機３０のシフト操作を検出する。
【００３８】
制御装置６０は、例えば電子制御ユニット１００（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）により構成される。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、入力装置および出力装置を有している。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して後述する制御装置６０の各機能を実行する。制御装置６０は、取得部６１、判定部６２、および、制御部６３を有する。
【００３９】
取得部６１は、第１検出部５１からコンバータ軸１４の回転数を取得する。取得部６１は、第２検出部５２から入力軸３３の回転数を取得する。また、取得部６１は、第３検出部５３から変速機３０のシフト情報を取得する。
【００４０】
判定部６２は、検出されたコンバータ軸１４の回転数および入力軸３３の回転数に基づいて、コンバータ軸１４と入力軸３３との間で回転数の差が予め定められた許容範囲内であるか否かについて判定する。また、判定部６２は、検出された変速機３０のシフト操作に基づいて、変速機３０がシフトアップされたか否かについて判定する。
【００４１】
制御部６３は、変速機３０のシフトアップが判定された場合、クラッチ２０が切断される制御を実行するとともに、リターダ４０がオンする制御を実行する。これにより、フライホイール３の回転数が低下するため、コンバータ軸１４の回転数も低下する。
【００４２】
制御部６３は、判定部６２がコンバータ軸１４と変速機３０の入力軸３３との間で回転数の差が許容範囲内であると判定した場合、クラッチ２０が接続される制御を実行するとともに、リターダ４０がオフする制御を実行する。これにより、例えば、ターボチャージャの絞り弁を制御する手段のように、内燃機関１の回転数を許容値以下に低下させるために長時間待つ必要がないため、迅速なシフトアップを実現することが可能となる。
【００４３】
次に、内燃機関１の回転数調整処理の一例について図３を参照して説明する。図３は、内燃機関１の回転数調整処理の一例を示すフローチャートである。以下、取得部６１、判定部６２および制御部６３としての機能を有するＥＣＵ１００が、回転数調整処理を行うものとして説明する。なお、本フローは、内燃機関１の始動に伴って開始される。
【００４４】
先ず、ステップＳ１００において、ＥＣＵ１００は、変速機３０がシフトアップされたか否かについて判定する。変速機３０がシフトアップされた場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１０に移行する。変速機３０がシフトアップされない場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、処理はステップＳ１００の前に戻る。
【００４５】
次に、ステップＳ１１０において、ＥＣＵ１００は、クラッチ２０が切断される制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、クラッチ２０が切断されるように切替部２３を制御する。
【００４６】
次に、ステップＳ１２０において、ＥＣＵ１００は、リターダ４０がオンする制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、電源からコイル４１に電流が供給されるように電源供給回路（不図示）を制御する。
【００４７】
次に、ステップＳ１３０において、ＥＣＵ１００は、コンバータ軸１４の回転数および入力軸３３の回転数に基づいて、コンバータ軸１４と入力軸３３との間で回転数の差が許容範囲内であるか否かについて判定する。両者間で回転数の差が許容範囲内である場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１４０に遷移する。両者間で回転数の差が許容範囲内でない場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、処理はステップＳ１２０の前に遷移する。
【００４８】
次に、ステップＳ１４０において、ＥＣＵ１００は、リターダ４０がオフする制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、電源からコイル４１に電流が供給されないように電源供給回路（不図示）を制御する。
【００４９】
次に、ステップＳ１５０において、ＥＣＵ１００は、クラッチ２０が接続される制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、クラッチ２０が接続されるように切替部２３を制御する。
【００５０】
次に、ステップＳ１６０において、ＥＣＵ１００は、車速が０より大きいか否かについて判定する。車速が０より大きい場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１００の前に戻る。車速が０以下の場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、図３に示す処理は終了する。
【００５１】
上記実施の形態における駆動力伝達システム２００は、クランクシャフト２を回転させる内燃機関１の回転数調整装置であって、クランクシャフト２に接続され、クランクシャフト２と一体回転するフライホイール３に対向して配置され、フライホイール３の回転を抑制可能に構成されるリターダ４０を備える。これにより、変速機３０がシフトアップされる場合、リターダ４０が内燃機関１の回転数を比較的短時間に許容値以下に低下させることができるため、迅速なシフトアップを実現することが可能となる。
【００５２】
上記実施の形態では、変速機３０が所定段よりも低いギヤ段から所定段以上のギヤ段にシフトアップされる場合、内燃機関１と入力軸３３とが相互に切断されるようにクラッチ２０を制御するとともに、フライホイール３の回転が抑制されるようにリターダ４０を制御し、判定部６２によりコンバータ軸１４と入力軸３３との間で回転数の差が予め定められた許容範囲内であると判定された場合、内燃機関１と入力軸３３とが相互に接続されるようにクラッチ２０を制御するとともに、フライホイール３の回転が抑制されないようにリターダ４０を制御するＥＣＵ１００を備える。これにより、クラッチ２０の断続と、リターダ４０によるフライホイール３の回転の制御とを適切なタイミングで行うことができ、結果的に、さらに迅速なシフトアップを実現することが可能となる。
【００５３】
その他、上記実施の形態は、何れも本開示の実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００５４】
例えば、上記実施の形態においては、リターダ４０により回転が抑制される回転体として、フライホイール３を一例に挙げたが、本開示はこれに限らず、回転体としては、トルクコンバータ１０およびトルクコンバータ１０の上流側（動力伝達経路における上流側）に配置されるものであればよい。例えば、コンバータケース１１や、インペラ１３や、タービン１５でもよい。あるいは、トルクコンバータ１０ではなくフルードカップリング及びフルードカップリングの上流側に配置されるものであってもよい。
【００５５】
また、例えば、上記実施の形態では、リターダ４０がオンし、コンバータ軸１４の回転数が低下して、コンバータ軸１４と変速機３０の入力軸３３との間で回転数の差が許容範囲内である場合、クラッチ２０が接続される制御を実行するとともに、リターダ４０がオフする制御を実行する。このとき、クラッチ２０の接続とリターダ４０のオフとは、同時でもよく、時間差があってもよい。内燃機関１を後に制御する観点から、また、クラッチケース２１の回転数を必要以上に低下させるのを回避する観点から、先にリターダ４０がオフし、両者間で回転数の差が許容範囲内に収まった後にクラッチ２０が接続されることが好ましい。また、クラッチケース２１の回転数と入力軸３３の回転数とが完全に一致した後にクラッチ２０が接続されてもよい。
【００５６】
また、例えば、上記実施の形態では、リターダ４０として、電磁式リターダおよび永久磁石式リターダを挙げたが、本開示はこれに限らず、流体式リターダであってもよい。流体式リターダは、回転体に対応して設けられる。流体式リターダは、回転体（例えば、フライホイール３）を容器に収容し、容器をエンジンオイルや水等の流体で満たし、回転体を回転させて発生した流体抵抗によって回転体の回転を抑制する。つまり、流体式リターダは、流体を容器に満たした場合、回転体の回転を抑制し、流体を容器から排出した場合、回転体の回転の抑制を停止する。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
また、例えば、上記実施の形態では、駆動力源としての内燃機関１を挙げたが、本開示はこれに限らず、電動モータであってもよい。この場合には、回転軸として、クランクシャフト２ではなく電動モータの出力軸を用いればよい。
【００５８】
本開示は、変速機の迅速なシフトアップを実現することが要求される装置に好適に利用される。
【符号の説明】
【００５９】
１  内燃機関
２  クランクシャフト
３  フライホイール
４  ハウジング
１０  トルクコンバータ
１１  コンバータケース
１３  インペラ
１４  コンバータ軸
１５  タービン
２０  クラッチ
２１  クラッチケース
２２  クラッチ板
２３  切替部
３０  変速機
３１  歯車列
３３  入力軸
３４  出力軸
３５  スリーブ
３９  タイヤ
４０  リターダ
４１  コイル
５１  第１検出部
５２  第２検出部
５３  第３検出部
６０  制御装置
６１  取得部
６２  判定部
６３  制御部
１００  ＥＣＵ
２００  駆動力伝達システム
【図１】
2020163945.tif 000003
【図２】
2020163945.tif 000004
【図３】
2020163945.tif 000005