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−遊星歯車機構(プラネタリギア方式CVT)HEV車両の駆動力-

遊星歯車機構方式のCVＴの走行性能線図(車速―駆動力)を描いてみます。

プラネタリギア方式のCVTはこれと異なる出力特性を持ちます。

上図でエンジンとモータの最大出力をPeg, Pmtとします。エンジンを目標回転数に制御するためにはエンジンに負荷をかける必要があり

動力計の発電電力を制御するのと基本的には同じです。発電機による負荷をPgnとするとエンジンが直接車両駆動に供給できる動力は

Peg_drive=Peg-Pgn となります。

発電機で発電した電力はそのままモータに供給されるものとし、モータに還流される動力をPgn_recirculationとします。

還流される動力Pgn_recirculationがモータの最大出力未満ならバッテリからモータに電力を供給し、逆にモータの最大出力を

供給できることになります。　以上をまとめるとプラネタリギア方式のCVTが車両駆動用に出力できる合計動力の最大値は

遊星歯車における3軸の回転速度、トルク、および動力のバランス式を用いて最大駆動動力と駆動力を求めます。

Suffixは以下

P:動力　　　　　　　　　　　　s:サンギア軸（発電機） 　　　 m:モータ

T:トルク　　　　　　　　　　　　c:キャリア軸（エンジン）　　　　　　l:駆動動力

ω：回転速度　　　　　　　　 r:リングギア軸（モータ）

N:歯数　　　　　　　　　　　　

α：Nr/Ns

V:車速

F:駆動力

ωs-(1+α)ωc+αωr=0---------------------------------------------(1)

Ts+2/(1+α)Ｔｃ+1/αTr=0

ここでトルクTはT=P/(2πω)なので

Ps/ωs+2/(1+α)Pｃ/ωc+1/αPr/ωr=0-------------------------------(2)

ここでリングギア側の動力はモータ動力Pmと駆動動力Plの反力(−)の合計であるので

よってPs+Pc+Pm-Pl=0-----------------------------------------------(3)

ωrは車速から求まり、Pcとωcは車速vsエンジン出力のマップから求まりPmはモータの最大出力から求まる。

したがって未知変数はPs, ωs, Plの3変数である。

(3)式より

(1)式より

ωs=(1+α)ωc-αωr----------------------------------------------(5)

(4), (5)式を(2)式に代入し整理すると

Pl={(Pc+Pm)/ωs-2//(1+α)Pc/ωc-1/αPm/ωr}/(1/ωs-1/α/ωr)--------(6)

よって駆動力Fは

但しこれはPsが発電機最大吸収動力（発電機として駆動するための動力）を超えない条件での計算式。

　・車重　　820kg　　　・エンジン 55KW　 ・モータ 50KW ・発電機 25KW

　・トランスミッション　プラネタリギア方式CVT