JP2000287305A

JP2000287305A - 発電電動ユニット

Info

Publication number: JP2000287305A
Application number: JP11090958A
Authority: JP
Inventors: Kyugo Hamai; 九五浜井; Osamu Yanai; 理谷内
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】既存のパワートレーンを利用可能であるとと
もに既存の生産ラインを利用可能な安価な構成とするこ
とができ、かつ、発電容量の向上および回生能力の向上
を図ることができる、新規な発電電動ユニットを提供す
ること、及び既存の車両におけるスタータ及びオルタネ
ータを廃止すること。【解決手段】エンジンの出力軸と、ニュートラル状態
及び前後進状態を切替可能であるとともに変速比を変更
可能な変速装置の入力軸と、の間に介在される発電電動
ユニットであって、前記エンジンの出力軸と変速装置の
入力軸との間で駆動力の切断及び伝達を行うクラッチ
と、前記クラッチよりも前記変速装置の入力軸側に設け
られ、前記クラッチとの間でトルクを授受可能に設けら
れた発電電動機と、を備えていることとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと変速機
との間に介在されたクラッチの回転要素との間でトルク
を授受可能に構成された発電電動機を有した発電電動ユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車において環境および有限資
源に対する考慮から燃費の向上が望まれている。この燃
費向上を図る技術の１つとして、エンジンの駆動力伝達
系に発電電動機を設け、例えば、走行エネルギを電力と
して取り出す回生を行ったり、電動機の出力トルクによ
りエンジントルクをアシストするなどする技術が提案さ
れている。

【０００３】このような従来技術として、例えば、特開
平７−１２３５０９号公報記載の技術や、特開平１０−
２２５０５８号公報記載の技術が知られている。前者の
従来技術は、エンジンの出力軸とトルクを授受可能に発
電電動機が設けられており、バッテリ残量に余裕がある
場合には、発電電動機をモータとして機能させてエンジ
ンの駆動力をアシストし、また、制動時には、発電電動
機を発電機として機能させてバッテリ容量を超えない範
囲で走行エネルギを電力として回生するものである。こ
れにより、従来のパワートレーンを用いながら燃費の向
上を図ることができる。

【０００４】後者の従来技術は、いわゆるハイブリッド
カーと呼ばれる技術であって、これはエンジンとクラッ
チモータとアシストモータとを備え、これらの駆動を制
御することにより、走行エネルギの発生、走行中の発
電、制動時の回生を効率よく行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術にあっては、以下に述べるような解決すべき課
題を有していた。すなわち、前者の従来技術にあって
は、既存のパワートレーンに対する変更は少ないもの
の、変速装置として手動変速機が用いられており、減速
時に回生を行おうとした場合、エンジンブレーキ分の制
動力に回生分の制動力が加わって制動力が大きくなり違
和感を感じてしまう。また、変速装置として現在主流と
なっているトルクコンバータを有した自動変速機を適用
した場合、減速時にあっては、変速装置の入力軸に接続
されるタービンランナと、エンジンの出力軸に接続され
るコンバータカバーとの間で駆動輪側からの入力トルク
の伝達が悪く、回生を効率的に行うことができない。ま
た、この前者の従来技術にあっては、オルタネータは常
時エンジンの負荷となっており、常にオルタネータ駆動
負荷分の燃料が余分に必要となるため、燃費を向上する
上で不利である。さらに、近年のハイテク化により車両
に搭載される電装部品が急激に増加しているとともに、
燃費の向上を図るために従来エンジンのクランク軸にベ
ルト等を介して動力を得ていたエアコンやパワーステア
リング等においても、電磁アクチュエータによって作動
させる提案がなされており、バッテリの負荷が大きくな
る傾向にあり、これに対応するためにバッテリ電圧を１
２Ｖから４２Ｖ程度の高電圧に高めることが予期されて
いる。このためオルタネータの容量を大きくする必要が
あるが、発電電動機と別途オルタネータの容量を大きく
することは非合理的であり、かつ、大容量のオルタネー
タを常時エンジンで作動させると、燃費の悪化を招くと
いう問題があった。

【０００６】上記のような前者の従来技術の問題に対し
て、後者の従来技術は、エンジンとクラッチモータとア
シストモータの運転を制御することにより、モータ駆動
による走行およびエンジンアシスト・回生・発電を効率
よく行うことができる。しかしながら、この後者の従来
技術は、既存のエンジンと変速装置とを有したパワート
レーンとは全く異なる構成であって、既存のパワートレ
ーンを利用したり、既存の生産ラインを利用するするこ
とができないため、非常に高価になってしまうという問
題を有している。

【０００７】本発明は上述の従来の問題点に着目してな
されたもので、第１の目的として、既存のパワートレー
ンを利用可能であるとともに既存の生産ラインを利用可
能な安価な構成とすることができ、かつ、発電容量の向
上および回生能力の向上を図ることができる、新規な発
電電動ユニットを提供することを目的とする。

【０００８】また、第２の目的として、既存の車両にお
けるスタータ及びオルタネータを廃止し、かつ、発電容
量の向上及び回生能力の向上を図ることができる、新規
な発電電動ユニットを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、図１のクレーム対応図
に示すように、エンジンの出力軸と、ニュートラル状態
及び前後進状態を切替可能であるとともに変速比を変更
可能な変速装置の入力軸と、の間に介在される発電電動
ユニットであって、前記エンジンの出力軸と変速装置の
入力軸との間で駆動力の切断及び伝達を行うクラッチａ
と、前記クラッチａよりも前記変速装置の入力軸側に設
けられ、前記クラッチａとの間でトルクを授受可能に設
けられた発電電動機ｂと、を備えていることとした。

【００１０】したがって、前記クラッチａを締結するこ
とで、発電電動機ｂをスタータとして機能させることが
できる。

【００１１】また、エンジンが駆動している時に、発電
電動機ｂを発電機として機能させればオルタネータとし
て使用でき、また、電動機として機能させれば、エンジ
ンの駆動力をアシストすることができる。

【００１２】また、走行中に回生を行う場合、クラッチ
ａの締結を解除することにより、変速装置の入力軸から
入力される駆動輪トルクを全て発電電動機ｂにより回生
することができる。

【００１３】請求項２に記載の発明においては、前記発
電電動ユニットを覆う外側ハウジングと、この外側ハウ
ジング内にもう一つの内側ハウジングとが設けられ、こ
の内側ハウジング内に前記クラッチが納められるととも
に、前記内側ハウジング及び前記外側ハウジングにより
区画される空間に前記発電電動機が設けられ、これによ
り前記発電電動ユニットが２室で構成されていることと
した。

【００１４】したがって、発電電動機の乾燥室を確保し
つつ、内側ハウジング内を乾式クラッチ、湿式クラッチ
またはトルクコンバータもしくはこれらの組み合わせの
どれを用いてもよく、設計自由度を与えることができ
る。

【００１５】請求項３に記載の発明においては、前記ク
ラッチとして電磁クラッチが設けられていることとし
た。

【００１６】したがって、任意の状態でエンジンと発電
電動機、またはエンジンと駆動軸を締結もしくは解除す
ることが可能となる。回生作動時には、クラッチの締結
の有無にかかわらず、駆動輪側からトルクコンバータに
入力される駆動トルクにより発電電動機のロータが回転
されて回生エネルギを得ることができる。そして、この
時、クラッチの締結を解除しておけば、エンジン負荷分
を回生しても、違和感なく回生することができる。

【００１７】請求項４に記載の発明においては、前記ク
ラッチとして油圧クラッチが設けられていることとし
た。

【００１８】請求項５に記載の発明においては、前記発
電電動ユニットにトルクコンバータが設けられ、前記ク
ラッチが、このトルクコンバータのロックアップ状態を
形成可能に設けられたロックアップクラッチであること
とした。

【００１９】したがって、エンジンの出力が小さな車両
においても、発進トルク等を十分発生することが可能と
なり、また、回生作動時には、前記ロックアップクラッ
チの締結の有無にかかわらず、駆動輪側からトルクコン
バータに入力される駆動トルクにより発電電動機のロー
タが回転されて回生エネルギを得ることができる。そし
て、この時、前記ロックアップクラッチの締結を解除し
ておけば、エンジン負荷分を回生しても、違和感なく回
生することができる。

【００２０】請求項６に記載の発明においては、前記発
電電動機が、前記外側ハウジングの内側に固定されたス
テータ、及びこのステータと対向して前記クラッチの回
転要素に取り付けられたロータにより構成される前記発
電電動機において、前記ロータにフィンを設けたことと
した。

【００２１】したがって、ロータが回転するのに伴って
ハウジング内に空気の流れが生じて発電電動機が冷却さ
れ、熱による発電電動機の機能低下を防止できる。

【００２２】請求項７に記載の発明においては、前記エ
ンジンの出力軸と前記クラッチとの間に、出力軸の曲げ
振動を吸収する吸収プレートが設けられ、前記クラッチ
の締結面よりも変速装置側の部材と変速装置の入力軸と
の間に、捻り振動を吸収するダンパが設けられているこ
ととした。

【００２３】したがって、前記クラッチを直結状態とし
た時に、エンジン側と変速装置側とから曲げ振動や捻じ
れ振動が前記クラッチに入力されても、これらの振動を
吸収プレートとダンパにより吸収することができる。よ
って、前記クラッチの回転要素と前記内側及び外側ハウ
ジングとの間で軸直交方向の相対変位が生じ難くなり、
これにより発電電動機においてロータとステータとの間
隔を狭くしても両者が干渉し難くなり、発電電動機の入
出力効率を向上させることができる。

【００２４】請求項８に記載の発明においては、前記外
側ハウジングにおいて発電電動機のステータの固定面に
冷媒が通るジャケットが設けられていることとした。

【００２５】したがって、発電電動機のステータが冷却
されて発電電動機の熱による機能低下を防止できる。

【００２６】請求項９に記載の発明においては、前記発
電電動ユニットに前記油圧クラッチの締結力を供給する
オイルポンプが内蔵されていることとした。

【００２７】したがって、外部にオイルポンプ設ける必
要がなく、構成をコンパクトにすることができる。

【００２８】請求項１０に記載の発明においては、前記
発電電動ユニットの外部に、前記油圧クラッチ及び変速
装置に制御圧を供給するための、電動オイルポンプを備
えていることとした。

【００２９】したがって、エンジン停止時においても常
に油圧を発生することが可能となり、油圧クラッチを任
意のタイミングで接続することができる。

【００３０】

【実施の形態】以下本願発明における各実施の形態をよ
り詳しく説明する。（実施の形態１）図２は、本発明の実施の形態１の発電
電動ユニット１０２を示す断面図である。この発電電動
ユニット１０２は、エンジン２３の出力軸１３と変速装
置１０５の入力軸１０５ａとの間に介在されている。

【００３１】前記エンジン２３はガソリンにより運転さ
れ、このエンジン２３のクランク軸１８から出力される
回転力がエンジン出力軸１３を介してエンジン２３の側
面に固定された発電電動ユニット１０２に出力される。
また、変速装置１０５は、周知の無段変速装置であり、
プラネタリギヤから構成された前後進切換部１０３とベ
ルト・プーリ式の変速機構部１０４とから構成されてい
る。

【００３２】発電電動ユニット１０２は、外側ハウジン
グ５及び内側ハウジング３０により独立した２室に構成
され、外側ハウジング５と内側ハウジング３０によって
区画されたモータ室３２には、電動機及び発電機として
機能する発電電動機（後述のフローチャートではＳＴＲ
／ＡＬＴと表記する。）１０２ｂが設けられており、内
側ハウジング３０内にはトルクコンバータ１０２ａが設
けられ、トルクコンバータ１０２ａには、ロックアップ
用の電磁クラッチ１０２ｄが設けられている。このトル
クコンバータ１０２ａのコンバータケース３は、内部に
隔壁３ｂが構成され、これにより２室構成となってい
る。この２室はそれぞれ油室であるトルクコンバータ部
分と、乾燥室である電磁クラッチ部分とからなる。な
お、電磁クラッチ１０２ｄは、４２Ｖ電磁ロックアップ
クラッチ用端子１９からスリップリング１９ａを介して
コイル１６ｂにに対する通電および通電カットにより締
結および締結解除作動を行うよう構成されている。

【００３３】前記コンバータカバー３はオイルポンプ駆
動軸３ａに連結されており、コンバータカバー３の回転
によってオイルポンプ駆動軸３ａに回転力が入力され内
蔵オイルポンプ４を駆動し油圧を発生する。この時コン
バータカバー３と内側ハウジング３０とにより区画され
る空間は、コンバータカバー３の回転を妨げないために
乾燥室としてあり、オイルポンプケース３０ａとオイル
ポンプ駆動軸３ａの間にはオイルシール７が設けられて
いる。

【００３４】内側ハウジング３０は、エンジン２３に固
定支持されており、オイルポンプケース３０ａ及びステ
ータ固定軸３０ｂにより構成されている。ステータ固定
軸３０ｂは中空軸構造を取っており、この中空軸内には
駆動軸１７が貫通支持されている。また、前記ステータ
固定軸３０ｂには前記オイルポンプ駆動軸３ａが回転可
能に支持されると共に、ステータブレード１１がワンウ
ェイクラッチ９を介して固定支持されている。このワン
ウェイクラッチ９はステータブレード１１がコンバータ
カバー３の回転方向と同じ方向には回転しないが、反対
方向に油圧によるトルクが発生したときは、ステータブ
レード１１がその方向に回転可能に支持するものであ
る。

【００３５】前記ステータ固定軸３０ｂに貫通支持され
た駆動軸１７には、タービンランナ１２及びロックアッ
プピストン１６が結合されている。また、駆動軸１７は
前記隔壁３ｂを貫通しているが、電磁クラッチ１０２ｄ
は乾燥室内に構成されているため、隔壁３ｂと駆動軸１
７の間にはオイルシール７ａが構成されている。前記ロ
ックアップピストン１６は駆動軸１７上をスライド可能
なセレーション結合されている。また、駆動軸１７内に
は油路２２が設けてあり、この油路２２がトルクコンバ
ータ１０２ａのトルコン作動圧を供給している。

【００３６】また、駆動軸１７は出力軸１３に設けられ
た位置決め孔７０に相対回転可能に支持されているが、
ベアリング等を介した固定ではなく、エンジンのクラン
クシャフト等の振動が伝達されない構造となっている。

【００３７】図３にセレーション結合された結合部の拡
大断面図を示す。前記ロックアップピストン１６は入力
プレート４０及び出力プレート４１から構成され、この
２つのプレート４０，４１はトーションスプリング１５
を介して結合されている。また、この２つのプレート４
０，４１は捻り振動を吸収するために相対回動する。相
対回動時に入力トルクを捻り角特性にヒステリシスを与
えるために、皿ばね３８及び摩擦プレート３７が設けて
ある。

【００３８】これにより２つのプレート４０，４１を連
結するトーションスプリング１５の伸縮方向が規定さ
れ、急激なトルク変動を正確に吸収している。出力プレ
ート４１は駆動軸１７にセレーション結合されており、
通常時はスプリング３９によりロックアップ解除の状態
を保持するよう構成されている。

【００３９】駆動軸１７は内側ハウジング３０のステー
タ固定軸３０ｂを貫通し、モータ室３２へと出力されて
いる。この時、モータ室３２はロータ８の回転を妨げな
いために乾燥室となっている。このモータ室３２部分の
駆動軸１７にはロータ支持部材８ａが連結されており、
駆動軸１７の駆動によりこのロータ支持部材８ａに設け
られた発電電動機１０２ｂのロータ８が回転する。ま
た、このロータ８に対向して発電電動機１０２ｂのステ
ータ１が外側ハウジング５に固定されている。前記ロー
タ支持部材８ａにはフィン６が設けられており、ロータ
支持部材８ａの回転によってロータ８やステータ１の空
冷を行うことができる。前記ロータ支持部材８ａを構成
することにより、ロータ８の径方向長さを確保し、か
つ、トルクコンバータ１０２ａの径方向外側にロータ８
部分を位置することが可能となるために、ユニット全体
の軸方向長さをさほど延長することなくロータ８の軸方
向長さを確保することが可能となり、発電電動機１０２
ｂの電動機および発電機としての能力を高く設定するこ
とができる。

【００４０】外側ハウジング５外側には、発電電動機１
０２ｂに電源を供給、または回収するための電源部４４
が設置されている。ステータ１及びコイル２がこのハウ
ジング５内周面に沿って固定されている。また、外側ハ
ウジング５とステータ１の固定接触面には水冷却もしく
は冷媒封入のヒートパイプ冷却を行うためのジャケット
が設けられており、電源部４４及びステータ１近傍の冷
却を同時に行うことができるよう構成されている。駆動
軸１７は外側ハウジング５を貫通し、変速装置１０５の
入力軸１０５ａと一体に連結されている。

【００４１】前後進切換機構部１０３は、プラネタリギ
ヤにより構成されているものでリングギヤ２５とこのリ
ングギヤ２５内に設けられたクラッチ２９と、ピニオン
ギヤ２６及びこのピニオンギヤ２６を固定するためのク
ラッチ２８と、回転軸３３に連結されたサンギヤ２７か
ら構成されており、駆動軸１７から伝達された駆動力は
リングギヤ２５に伝達される。ここでクラッチ２８，２
９の接続パターンによって後進状態、ニュートラル状
態、前進状態を決定し、回転軸３３を介して変速機構部
１０４へと駆動力を伝達する。本実施の形態１では変速
機構部１０４として無段変速機を用いており、プライマ
リープーリ３４に伝達された駆動力は、ベルト３６を介
してセカンダリープーリ３５へ伝達され、図外のアイド
ラギヤ、ファイナルギヤ、デファレンシャルギヤを介し
て駆動輪へと伝達され、車輪を駆動する。なお、本実施
の形態１においては、変速装置に供給される油圧は、内
蔵オイルポンプ４によってすべて供給するものではな
く、エンジン停止時においても、別途アキュムレータ等
が装備されており、これにより変速装置への油圧の供給
は妨げられないものである。

【００４２】図４には、本発明の実施の形態１における
コントロールユニットＣ１を示す。このコントロールユ
ニットＣ１は、イグニッションスイッチＳ１に接続さ
れ、車速センサＳ２、ブレーキセンサＳ３、アクセル開
度センサＳ４、ＡＴポジションセンサＳ５、電圧計Ｓ
６、エンジン回転数センサＳ７、の各センサ信号が入力
され、このセンサ信号を元に、各種演算を行い、電磁ク
ラッチ１０２ｄの電磁クラッチ部分、発電電動機１０２
ｂ、電磁弁４３、エンジンコントロールユニットＣ２に
制御信号を出力する。なお、エンジンコントロールユニ
ットＣ２は、エンジン２３の駆動をコントロールするも
のであり、本実施の形態では、前記コントロールユニッ
トＣ１からの信号を元に、後述する可変動弁機構部Ａ
１、燃料噴射装置Ａ２、点火装置Ａ３等に制御信号を出
力する。

【００４３】次に、実施の形態１のコントロールユニッ
トＣ１による制御の内容についてフローチャートに基づ
いて説明する。図５には、本発明の実施の形態１におけ
る停車状態からのエンジン始動処理４００のフローチャ
ートを示す。ステップ４０１で車速が０ｋｍ／ｈである
かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ４０２に進
み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ４０２
でイグニッションがＯＮであるかどうかをを判断し、Ｙ
ＥＳであればステップ４０３に進み、ＮＯであればこの
処理を終了する。ステップ４０３でブレーキがＯＮであ
るかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ４０４に
進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ４０
４でアクセルがＯＦＦであるかどうかを判断し、ＹＥＳ
であればステップ４０５に進み、ＮＯであればこの処理
を終了する。ステップ４０５でＡＴポジションがＰレン
ジにあるかどうかを確認し、Ｐレンジであればステップ
４０６に進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステ
ップ４０６で電磁クラッチ１０２ｄを締結する。ステッ
プ４０７で発電電動機１０２ｂを電動機として作動させ
る。ステップ４０８でエンジン始動完了を確認する。ス
テップ４０９で発電電動機１０２ｂの電動機としての作
動を停止する。ステップ４１０で電磁クラッチ１０２ｄ
の締結を解除する。

【００４４】すなわち、このエンジン始動制御にあって
は、車速が０ｋｍ／ｈで、イグニッションがＯＮ、ブレ
ーキがＯＮ、アクセルはＯＦＦ、ＡＴのポジションがパ
ーキング位置にあることを確認し、図１５のタイムチャ
ートに示すように、トルクコンバータ１０２ａをロック
アップ状態として発電電動機１０２ｂを電動機として駆
動させる。この駆動によりエンジン２３の出力軸１３が
回転してエンジン２３が始動する。エンジン始動完了を
確認した後、発電電動機１０２ｂを停止し、電磁クラッ
チ１０２ｄの締結を解除する。

【００４５】なお、ここで始動後の作動についても説明
すると、エンジン２３がアイドリング状態となると、エ
ンジン２３の出力軸１３から出力される駆動力は、発電
電動ユニット１０２に設けられたトルクコンバータ１０
２ａのコンバータカバー３にクランク軸曲げ振動を抑制
するために設けられたフレキプレート１４を介して伝達
され、コンバータカバー３を回転駆動する。コンバータ
カバー３にはオイルポンプ駆動軸３ａが連結されている
ため、オイルポンプ４が油圧を発生する。

【００４６】同時に、コンバータカバー３内部に固定さ
れたポンプインペラ１０が回転駆動され、コンバータカ
バー３内のオイルを撹拌する。このオイルはステータブ
レード１１にぶつかり流れる方向が変更される。この変
更されたオイルの流れには、エンジントルクとステータ
ブレード１１の反力が合計されることによるトルク増大
作用があり、この増大されたトルクはタービンランナ１
２を介して駆動軸１７に駆動力として伝達される。

【００４７】駆動軸１７の回転によりエンジン始動時は
スタータとして作用したモータ部分であるロータ８及び
ロータ支持部材８ａは、エンジンからの駆動力により回
転駆動されることでジェネレータとして機能することが
できる。また、駆動軸１７の駆動力により前後進切換機
構部１０３のリングギヤ２５が駆動される。この時、ク
ラッチ２８，２９を開放していると変速装置１０４に駆
動力が伝達されることはない。

【００４８】図６にはエンジンクリープ処理５００のフ
ローチャートを示す。ステップ５０１でＡＴポジション
がＤレンジにあるかどうかを判断し、ＹＥＳであればス
テップ５０２に進み、ＮＯであればこの処理を終了す
る。ステップ５０２でブレーキがＯＦＦかどうかを判断
し、ＹＥＳであればステップ５０３に進み、ＮＯであれ
ばこの処理を終了する。ステップ５０３でアクセルがＯ
ＦＦかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ５０４
に進み、ＮＯであれば通常のアクセル加速処理を行う。
ステップ５０４で通常のエンジンクリープ動作を行う。
このエンジンクリープとは、エンジン２３を駆動させて
トルクコンバータ１０２ａによるクリープ力により、僅
かに駆動力を出力するものである。なお、Ｄレンジでは
クラッチ２９が締結される。

【００４９】前進する場合には、運転者はブレーキを踏
み、セレクトレバーをＤレンジに入れる。この時、前後
進切換機構部１０３のクラッチ２９が接続される。運転
者はブレーキを踏んでいるので、駆動軸１７は固定さ
れ、エンジン出力軸１３から伝達された駆動力は、コン
バータカバー３内のポンプインペラ１０を回転すること
で、トルクコンバータ１０２ａ内にクリープ力として蓄
積される。よって、運転者がブレーキを放すと、このク
リープ力により僅かに推進される。

【００５０】図７には発電電動機１０２ｂを用いたモー
タクリープ処理６００のフローチャートを示す。ステッ
プ６０１で車速が３．５ｋｍ／ｈ以下であり、かつ、バ
ッテリの充電状態を表す量、例えばバッテリ出力電圧等
（以下ＳＯＣと表記する。）が設定値よりも大きい値で
あるかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ６０２
へ進み、ＮＯであればステップ５００へ進み、エンジン
クリープ処理を行う。ステップ６０２でエンジン２３を
停止する。ステップ６０３でＡＴポジションがＤレンジ
にあるかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ６０
４に進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ
６０４でブレーキがＯＦＦかどうかを判断し、ＹＥＳで
あればステップ６０５に進み、ＮＯであればこの処理を
終了する。ステップ６０５でアクセルがＯＦＦかどうか
を判断し、ＹＥＳであればステップ６０６へ進み、ＮＯ
であればステップ７００へ進み、モータクリープからの
加速処理を行う。ステップ６０６で発電電動機１０２ｂ
による発電を停止する。ステップ６０７で発電電動機１
０２ｂを電動機として作動させる。ステップ６０８でＳ
ＯＣが設定値より大きいかどうか、すなわちバッテリ電
圧が充分に高いか否かを判断し、ＹＥＳであればこの処
理を終了し、ＮＯであればステップ８００へ進み、モー
タクリープからエンジンクリープへの切替処理を行う。

【００５１】モータクリープとは、発電電動機１０２ｂ
を駆動させて、僅かに駆動力を出力するもので、すなわ
ち、車速が３．５ｋｍ／ｈ以下でＳＯＣが設定値以上で
あれば、エンジン２３を停止してモータクリープ処理を
行い、この条件を満たさなければエンジンクリープ処理
を行う。モータクリープ処理は、ＳＯＣが設定値以上で
あることに加えて、ＡＴポジションがＤレンジで、ブレ
ーキがＯＦＦ、アクセルがＯＦＦであれば、発電電動機
１０２ｂによる発電を停止して、電動機として作動させ
てクリープ作動を行う。なお、このモータクリープ実行
途中でＳＯＣが設定値以下になったときにはエンジンク
リープへの切替処理を行う。なお、図１６（ａ）には、
上述のエンジンのアイドリング停止からモータクリープ
に移行する際のタイムチャートが示してある。

【００５２】図８に、モータクリープからの加速処理７
００のフローチャートを示す。ステップ７０１でアクセ
ル開度から緩加速か急加速かを判定し、急加速であれば
ステップ７０２へ進み、緩加速であればステップ１２０
０へ進んで後述のエンジン再始動処理を行う。ステップ
７０２で発電電動機１０２ｂの電動機としての回転数を
上昇させる。ステップ７０３で電動機としてのドライブ
回転数が１４００ｒｐｍ以上であるかどうかを判断し、
ＹＥＳであればステップ７０４に進み、ＮＯであればこ
の処理を終了する。ステップ７０４で電磁クラッチ１０
２ｄを締結する。ステップ７０５でエンジン回転数から
エンジン始動を確認する。ステップ７０６で発電電動機
１０２ｂの電動機としての作動を停止する。

【００５３】すなわち、このクリープからの加速時に
は、アクセル開度から緩加速か急加速かを判定し、エン
ジン再始動処理を行う。急加速と判定された場合、発電
電動機１０２ｂのモータとしての駆動回転数を上昇させ
て、車速を上昇させ、さらに、この回転数が１４００ｒ
ｐｍ以上になると、電磁クラッチ１０２ｄを締結させ、
これによりエンジンを始動する。エンジン回転数からエ
ンジン始動を確認後、発電電動機１０２ｂの電動機とし
ての作動を停止する。急加速要求時には、エンジン２３
を始動させずに、まず、発電電動機１０２ｂの回転数を
上昇させ、応答性の確保を図っている。

【００５４】図９には、モータクリープからエンジンク
リープへの切替処理８００のフローチャートを示す。ス
テップ８０１で電磁クラッチ１０２ｄを締結する。ステ
ップ８０２でエンジン始動が完了されたかどうかを確認
し、始動完了を確認するまでこのステップを繰り返す。
ステップ８０３で発電電動機１０２ｂの電動機としての
作動を停止する。ステップ８０４で電磁クラッチ１０２
ｄの締結を解除する。モータクリープ作動時は、電磁ク
ラッチ１０２ｄは開放状態として発電電動機１０２ｂを
電動機として作動させているため、まず、電磁クラッチ
１０２ｄを締結し、これにより電動機の駆動力をエンジ
ン２３に入力してエンジンを始動させ、エンジン始動を
確認後、発電電動機１０２ｂの電動機として動作を停止
し、電磁クラッチ１０２ｄを切断する。図１９に上記制
御フローのタイムチャートを示す。これによりスムーズ
な切替処理が行われる。

【００５５】図１０には、定常走行処理９００のフロー
チャートを示す。ステップ９０１でＡＴポジションがＤ
レンジにあるかどうかを確認する。ステップ９０２では
ブレーキがＯＦＦかどうかを判断し、ＹＥＳであればス
テップ９０３に進み、ＮＯであればこの処理を終了す
る。ステップ９０３ではアクセル開度が定常状態である
かどうかを判断し、定常であればステップ９０４へ進
み、加速であればステップ１０００へ進んで加速処理を
行う。ステップ９０４ではエンジン回転数が１０００〜
３０００ｒｐｍ（尚、回転数範囲はエンジンの熱効率の
良いところを選択すればよい。）の間にあるかどうかを
判断し、ＹＥＳであればステップ９０５へ進み、ＮＯで
あればステップ９０６に進む。ステップ９０５では、Ｓ
ＯＣが設定値内かどうかを判断し、ＹＥＳであれば、ス
テップ９０７へ進み、ＮＯであればステップ９０６へ進
む。ステップ９０６では、発電電動機１０２ｂの発電を
停止する◎。

【００５６】ステップ９０７では、発電電動機１０２ｂ
の発電を作動する。ステップ９０８では、電子制御スロ
ットルによる発電分減速補正を行う。

【００５７】すなわち、定常走行時、すなわち、アクセ
ル開度が定常状態であると判定した場合には、エンジン
回転数が１０００〜３０００ｒｐｍの範囲で、ＳＯＣが
設定値内であれば、発電電動機１０２ｂをオルタネータ
として発電作動させ、この発電作動により損失したトル
クを電子制御スロットルにより減速補正することで運転
者に違和感を与えることなく発電動作を行う。図１７
に、定常走行処理のタイムチャートを示す。

【００５８】図１１には、定常走行からの加速処理時の
フローチャートを示す。ステップ１００１では、発電電
動機１０２ｂの発電を停止する。

【００５９】定常走行時にアクセル開度から加速要求と
判断された場合、直ちに発電電動機１０２ｂによる発電
動作を停止し、通常のエンジンによる加速動作に移る。
これによりエンジン出力等が小さい場合においても、運
転者の要求を損なうことなく加速動作を行うことができ
る。

【００６０】図１２には、可変動弁機構（以下、ＶＥＬ
と表記する）６０がエンジン２３に備えられている場合
の定常走行処理のフローチャートを示す。ここでまず、
ＶＥＬ６０の構成を図２１により説明する。図において
５１は吸気弁であって（実際には吸気弁の上端部を示し
ている）、この吸気弁５１は図外のスプリングからバル
ブリフタ５０に入力される付勢力により閉弁方向に付勢
されている。また、図において５２はカムシャフトで、
このカムシャフト５２が回転すると、カムシャフト５２
に一体に設けられたカム４９が回転する。このカム４９
が回転すると、これに伴って揺動アーム４７の図中左側
端部が上下し、揺動アーム４７は、図中右側端部がこれ
とは逆に上下するように制御軸４５を中心に振り子運動
を繰り返す。そして、これに伴って揺動カム４８の上端
部が上下する。したがって、揺動カム４８が下方に変位
した時に、バルブリフタ５０が下方に押されて吸気弁５
１が開弁する。なお、図中５３は揺動カム４８を反時計
回り方向に揺動付勢する捻りスプリングである。

【００６１】前記制御軸４５は、図中Ｐ２で示す点を軸
心として回動可能に支持され、この回動を図４に示した
ＶＥＬアクチュエータ（電磁アクチュエータ）Ａ１によ
り行うように構成されている。すなわち、ＶＥＬアクチ
ュエータＡ１により制御軸４５を回動させて厚肉部が移
動すると揺動アーム４７による揺動カム４８の押し下げ
量が変更されることによって、動弁機構の開閉時期とバ
ルブリフト量を変更している。これにより、機関低速低
負荷時における燃費の改善や安定した運転性、並びに高
速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な
出力を確保する等のために、吸気・排気バルブの開閉時
期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御す
るものである。本実施の形態１では、いわゆるアトキン
ソンサイクルとすることにより燃焼効率の向上を図って
いる。

【００６２】さらに、本実施の形態１にあっては、上記
のＶＥＬアクチュエータＡ１の駆動に基づいて吸気弁５
１が全く開弁しない状態、すなわち弁停止状態を形成可
能に構成されている。このように弁停止させた場合、エ
ンジン２３のシリンダ内の空気が密閉されて気体の流入
流出に伴う移動エネルギの損失（尚、これをポンプ損失
という。）が無くなる。

【００６３】以下に、図１２のフローチャートについて
説明する。ステップ１１０１ではＡＴポジションがＤレ
ンジにあるかどうかを確認する。ステップ１１０２では
ブレーキがＯＦＦかどうかを判断し、ＹＥＳであればス
テップ１１０３に進み、ＮＯであればこの処理を終了す
る。ステップ１１０３ではアクセル開度が定常状態であ
るかどうかを判断し、定常であればステップ１１０４へ
進み、加速であればステップ１０００へ進んで加速処理
を行う。ステップ１１０４ではエンジン回転数が１００
０〜３０００ｒｐｍの間にあるかどうかを判断し、ＹＥ
Ｓであればステップ１１０４へ進み、ＮＯであればステ
ップ１１０６へ進む。ステップ１１０５では、ＳＯＣが
設定値内かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１
１０７へ進み、ＮＯであればステップ１１０６へ進む。
ステップ１１０６では、発電電動機１０２ｂの発電を停
止する。ステップ１１０７では、発電電動機１０２ｂの
発電を作動する。ステップ１１０８では、ＶＥＬによる
吸排気弁位相制御によりアトキンソンサイクルにする。

【００６４】この定常走行処理にあっては基本的な制御
フローは前述の図１０における制御と同じであるが、本
制御では、電子制御スロットルによる回生分減速補正を
行うのではなく、ＶＥＬ６０により、吸排気弁位相をア
トキンソンサイクルにすることによって、燃焼効率の向
上を図り、その燃焼効率向上分を発電するようにしてい
る点で異なる。

【００６５】図１３には、エンジン再始動処理１３００
のフローチャートを示す。ステップ１２０１では、車速
を判断し、０ｋｍ／ｈであればステップ１２０２へ進
み、０ｋｍ／ｈ＜車速＜３．５ｋｍ／ｈであればステッ
プ１２０３へ進み、３．５ｋｍ／ｈ＜車速＜４０ｋｍ／
ｈであればステップ１３１５へ進んで減速中再加速処理
１３１５を行う。

【００６６】ステップ１２０２では、ブレーキがＯＦＦ
かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１２０４に
進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ１２
０３では、アクセルがＯＮかどうかを判断し、ＹＥＳで
あればステップ１２０４に進み、ＮＯであればこの処理
を終了する。ステップ１２０４では、ＳＯＣが設定値以
上かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１２０５
に進み、ＮＯであればこの処理を終了する。

【００６７】ステップ１２０５では、アクセル開度から
緩加速か急加速かどうかを判断し、緩加速であればステ
ップ１２０６へ進み、急加速であればステップ７００へ
進んでモータクリープからの加速処理７００を行う。ス
テップ１２０６では、前後進切換機構部１０３において
Ｎレンジに切替る信号を出力する。ステップ１２０７で
は、電磁クラッチ１０２ｄの電磁クラッチ部分を締結す
る。ステップ１２０８では、発電電動機１０２ｂを電動
機として作動させる。ステップ１２０９では、エンジン
回転数からエンジン始動を確認する。ステップ１２１０
では、発電電動機１０２ｂの電動機としての作動を停止
させる。ステップ１２１１では、電磁クラッチ１０２ｄ
の締結を解除する。ステップ１２１２では、前後進切換
機構部１０３においてＤレンジに切替る信号を出力す
る。

【００６８】すなわち、エンジン再始動処理を行う場
合、すなわち、走行中にエンジン２３を停止してからエ
ンジン２３を再始動する場合は、次の３つの状況があ
る。１つは車速３．５〜４０ｋｍ／ｈで減速状態の場合
で、ＡＴポジションがＤレンジで、エンジン２３が停止
している状態であり、これは減速再加速処理のステップ
１３１５に移行する。

【００６９】２つめは、車速０〜３．５ｋｍ／ｈの場合
でＡＴポジションがＤレンジで、エンジン２３が停止し
ている状態であり、これはモータクリープ処理を実行し
ている状態である。この時は、アクセルがＯＮ、ＳＯＣ
＞設定値である時は、アクセル開度から緩加速か急加速
かを判定し、急加速であれば図８に示したモータクリー
プからの加速処理７００に移行する。ここで再度ＳＯＣ
＞設定値の判断を行うのは、バックグラウンドジョブが
行われて、そこに定周期割り込み処理やイベント割り込
み処理が繰り返されているためであり、クリープ処理を
行っている時にも、他の処理に移行し、再度クリープ処
理に戻ってくるという状況も想定されるからである。つ
まり、各処理はそれぞれ独立して各自状況確認ができる
ようにすることで、モータクリープで走っていても、モ
ータクリープ処理以外の処理が順々に処理されている状
態を考慮したものである。

【００７０】緩加速であれば、前後進切換機構部１０３
に対してＤレンジからＮレンジに切替る信号を出力し、
一旦駆動軸１７と変速装置１０４との接続を解除する。
次に電磁クラッチ１０２ｄを接続し、発電電動機１０２
ｂをスタータとして作動（電動機として作動）させ、エ
ンジン２３を始動し、エンジン回転数からエンジン始動
を確認した後、発電電動機１０２ｂのスタータとしての
機能を停止させ、電磁クラッチ１０２ｄの接続を解除
し、前後進切換機構部１０３に対してＮレンジからＤレ
ンジへ切替る信号を出力し、駆動軸１７と変速装置１０
４とを接続し、通常のエンジン走行状態に移行する。図
１６（ｂ）にこの制御フローのタイムチャートを示す。
ここで、エンジン始動時に前後進切換機構部１０３にお
いてＤ→Ｎ→Ｄと切替るのは、エンジン始動のためのト
ルク等の変動が駆動輪に伝達されることにより、運転者
に違和感を与えることがないよう配慮したためである。

【００７１】図２２には、前後進切換機構部１０３にお
いてＤ→Ｎ→Ｄ切替を行うシフトバルブ４２部分の構成
を示す。このシフトバルブ４２は図外のシフトレバーに
接続されており、このシフトレバーの操作に基づき、
Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，２，１の各ポジションに切り換わる。
シフトバルブ４２が、Ｄレンジに位置している時には図
中Ｄに示す油路にライン圧が供給され、また、Ｒレンジ
に位置している時には図中Ｒで示す油路に油路が供給さ
れて、この油圧信号を受けて、前後進切換機構部１０３
が前後進を切替るように構成されている。また、Ｎレン
ジの際にはどの油路にもライン圧が供給されない。

【００７２】また、Ｄの油路の途中には電磁弁４３が設
けられ、電磁弁４３の非駆動時にはＤの油路がライン圧
が供給されるが、電磁弁４３の駆動時にはこのＤの油路
が塞がれて前後進切換機構部１０３に対してはＮレンジ
の信号が出力されている状態となる。そこで、ステップ
１２０６および１２１２の処理により変速レンジをＤ→
Ｎ→Ｄに変更する場合、Ｄ→Ｎの切り換えは電磁弁４３
を駆動させ、Ｎ→Ｄの切り換えは電磁弁４３の駆動を停
止させることで行う。電磁弁４３を設けたことにより、
応答性の高いＤ→Ｎ→Ｄ切替が可能となる。

【００７３】３つめは、モータクリープ状態に移行した
状態で、ブレーキをＯＮし、車速０ｋｍ／ｈになった直
後、ブレーキをＯＦＦした状態であり、ＡＴポジション
がＤレンジで、エンジン２３が停止している状態が考え
られる。この時は、再度ＳＯＣ＞設定値であることを確
認後、前記モータクリープからの再始動処理時と同様の
処理が行われる。

【００７４】図１４には、減速状態から加速状態に切り
替わる際の減速再加速処理のフローチャートを示す。ス
テップ１３０１では、アクセルがＯＦＦかどうかを判断
し、ＹＥＳであればステップ１３０２に進み、ＮＯであ
ればこの処理を終了する。ステップ１３０２では、エン
ジン２３への燃料噴射をカットする。ステップ１３０３
では、車速が４０ｋｍ／ｈ以下かどうかを判断し、ＹＥ
Ｓであればステップ１３１１へ進み、ＮＯであればステ
ップ１３０４へ進む。ステップ１３０４では、ＶＥＬ６
０による弁停止を行う。ステップ１３０５では、発電電
動機１０２ｂによる回生作動を行う。ステップ１３０６
では、ＳＯＣが設定値内かどうかを判断しＹＥＳであれ
ばステップ１３０７へ進み、ＮＯであればステップ１３
１４へ進む。ステップ１３０７では、アクセルがＯＮか
どうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１３０８に進
み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ１３０
８では、発電電動機１０２ｂによる回生動作を停止す
る。ステップ１３０９では、エンジン２３の燃料噴射を
再開する。ステップ１３１０では、通常のエンジン２３
によるアクセル加速を行う。

【００７５】ステップ１３１１では、電磁クラッチ１０
２ｄの接続を解除する。ステップ１３１２では、発電電
動機１０２ｂによる回生作動を行う。ステップ１３１３
では、ＳＯＣが設定値内かどうかを判断しＹＥＳであれ
ばステップ１３１５へ進み、ＮＯであればステップ１３
１４へ進む。ステップ１３１４では、発電電動機１０２
ｂによる回生作動を停止する。

【００７６】ステップ１３１５ではアクセル開度から急
加速か緩加速かを判断し、緩加速であればステップ１３
２２へ進み、急加速であればステップ１３１６へ進む。
ステップ１３１６では、発電電動機１０２ｂによる回生
作動を停止する。ステップ１３１７では、電磁クラッチ
１０２ｄを接続する。ステップ１３１８では発電電動機
１０２ｂを電動機として作動させる。ステップ１３１９
では、エンジン回転数からエンジン始動を確認する。ス
テップ１３２０では発電電動機１０２ｂの電動機として
の作動を停止する。ステップ１３２１では、通常のエン
ジン２３によるアクセル加速を行う。

【００７７】ステップ１３２２では、発電電動機１０２
ｂによる回生作動を停止する。ステップ１３２３では、
前後進切換機構部１０３においてＮレンジに切替る信号
を出力する。ステップ１３２４では、電磁クラッチ１０
２ｄを接続する。ステップ１３２５では、発電電動機１
０２ｂを電動機として作動させる。ステップ１３２６で
は、エンジン回転数からエンジン２３の始動を確認す
る。ステップ１３２７では、発電電動機１０２ｂの電動
機としての作動を停止させる。ステップ１３２８では、
前後進切換機構部１０３においてＤレンジに切替る信号
を出力する。ステップ１３２９では、通常のエンジン２
３によるアクセル加速を行う。

【００７８】すなわち、減速状態においてアクセルがＯ
ＦＦの時は、燃料噴射をカットし、車速が４０ｋｍ／ｈ
以上の状態であれば、ＶＥＬ６０による弁停止、つまり
吸気弁５１を塞ぐこととし、エンジン２３のシリンダ内
を密閉状態に保つ。それにより、いわゆるエンジンブレ
ーキ状態となって出力軸１３→クランク軸１８と動力が
伝達され、ピストンが駆動された際、シリンダ内の空気
の出入りがなくなるため、気体の移動によるエネルギ損
失分がなくなって、エンジンブレーキ分の制動力が低下
する。その分を発電電動機１０２ｂにより回生すること
により、違和感なく回生を行うことができる。ＳＯＣが
設定値内でなければ、発電電動機１０２ｂによる回生動
作は停止する。ＳＯＣが設定値内で、アクセルがＯＮで
あるときは、つまり加速状態に移行すると、回生動作を
停止し、エンジン燃料噴射を再開し、通常のエンジン駆
動時と同様アクセルで加速する。図２０に上記制御フロ
ーにおけるタイムチャートを示す。

【００７９】また、減速状態において、車速が４０ｋｍ
／ｈ以下の時は、電磁クラッチ１０２ｄの締結を解除し
て、発電電動機１０２ｂにより回生作動を行う。この
時、エンジン２３と発電電動機１０２ｂの連結が失われ
ているため、エンジンブレーキ分の回生が可能である。
この減速状態から加速状態に移行する際、アクセル開度
から急加速か緩加速かを判定し、急加速と判定した場
合、発電電動機１０２ｂの回生動作を停止させ、電磁ク
ラッチ１０２ｄを接続する。この段階で発電電動機１０
２ｂを電動機として作動し、エンジン２３のスタータと
しての機能を果たす。エンジン回転数からエンジン始動
を確認後、発電電動機１２０ｂの電動機（スタータ）と
しての機能を停止させ、通常のエンジン駆動時と同様ア
クセルで加速する。この制御は、基本的に図８で示した
モータクリープから加速処理の急加速時と同じものであ
る。なお、本実施の形態１においては、回生時エンジン
を停止させるものとし、この場合、変速装置１０５等に
必要な油圧は別途設けられた油圧発生手段により供給さ
れるものとし、エンジン停止を行わない場合（フューエ
ルカットにとどめる場合）においては、前記油圧発生手
段は不要である。

【００８０】緩加速と判定した場合、発電電動機１０２
ｂによる回生動作を停止し、前後進切換機構部１０３に
おいてＮレンジに切替、駆動軸１７との接続を解除した
状態で、電磁クラッチ１０２ｄを接続し、発電電動機１
０２ｂをスタータとして作動し、エンジン始動を確認
後、発電電動機１０２ｂのスタータとしての作動を停止
し、前後進切換機構部１０３においてＤレンジに切替、
駆動軸１７との接続を行い、通常のエンジンによるアク
セル加速を行う。このＤ→Ｎ→Ｄ切替は、前述の図１３
のステップ１２０５〜ステップ１２１２の制御フローと
基本的に同じである。図１８に上記ステップ１３２２〜
ステップ１３２９の制御フローのタイムチャートを示
す。

【００８１】以上説明したように、本発明の実施の形態
１では、トルクコンバータ１０２ａをロックアップ状態
とするクラッチとして電磁クラッチ１０２ｄを設け、ト
ルクコンバータ１０２ａの外側ハウジング５内に、発電
電動機１０２ｂを設けた構成としたため、トルクコンバ
ータ１０２ａを有したこのトルクコンバータ１０２ａよ
りも変速装置１０５側に発電電動機１０２ｂが設けられ
ている構成にもかかわらず、必要に応じて電磁クラッチ
部分を締結させることにより、エンジン２３側と発電電
動機１０２ｂと連結させることができ、発電電動機１０
２ｂをスタータ・オルタネータ・駆動アシスト・回生手
段のいずれの機能も発揮させることができ、しかも、既
存のパワートレーンの構成を大幅に変更することが不要
であるとともに、生産ラインも大幅な変更が不要で、低
コストの手段とすることができる。よって、スタータ・
オルタネータ・駆動アシスト・回生の機能を有した発電
電動ユニットを安価に提供することができる。さらに、
トルクコンバータ１０２ａのハウジングとして既存品を
そのまま用いることができるため、パワートレーンとし
て、既存のトルクコンバータ１０２ａをそのまま用いる
仕様と、本発明の発電電動ユニットを用いた仕様と２通
りの仕様の設定が可能となり、設計自由度の向上を図る
ことができる。

【００８２】また、トルクコンバータ１０２ａをロック
アップ状態とした時に、エンジン側と変速機側とから曲
げ振動や捻じれ振動がトルクコンバータ１０２ａに入力
されても、これらの振動をフレキプレート１４とトーシ
ョンスプリング１５により吸収することができる。よっ
て、トルクコンバータ１０２ａから出力される駆動軸１
７に連結されたロータ８と外側ハウジング５との間で軸
直交方向の相対変位が生じ難くなり、これにより発電電
動機１０２ｂにおいてロータ８とステータ１との間隔を
狭くしても両者が干渉し難くなり、発電電動機１０２ｂ
の入出力効率を向上させることができる。また、ロータ
支持部材８ａを設けたことにより、発電電動機１０２ｂ
の径方向及び軸方向の長さを確保でき、駆動容量及び回
生容量を大きくすることが可能となる。また、ロータ支
持部材８ａにフィン６を設けたことにより、ステータ１
およびロータ８が冷却されて発電電動機１０２ｂの熱に
よる機能低下を防止でき、しかも、外側ハウジング５に
は冷媒を流すジャケットを設けているため、これによっ
てもステータ１を冷却でき、熱による機能低下を防止で
きる。また、内蔵オイルポンプ４を設けたことにより、
外部にオイルポンプを設ける必要がなく、構成をコンパ
クトにすることができる。また、電磁クラッチ１０２ｄ
によりエンジン２３側と発電電動機１０２ｂが設けられ
ている駆動軸１７とが直結されている場合でも、ＶＥＬ
６０による弁停止によりエンジン２３のエネルギ損失を
抑えた分だけエンジン側の抵抗を落として、この抵抗を
落とした分だけ回生することにより、違和感なく回生を
行うことができ、回生能力の向上を図ることができる。
すなわち、従来、エンジン２３と発電電動機１０２ｂ側
とが直結された状態では、回生作動を行うと、通常のエ
ンジンブレーキ相当の制動力に加えて回生分の制動力が
発生するため、制動力が増して違和感を感じる。しかし
ながら、この実施の形態１では、この直結状態におい
て、エンジン２３のエネルギ損失を抑えてエンジンブレ
ーキの制動力を低下させ、この低下分を回生するからト
ータルの制動力はエンジンブレーキ分となって違和感が
生じない。

【００８３】（実施の形態２）図２３は、本願発明の実
施の形態２を示す断面図である。この実施の形態２は、
トルクコンバータ１０２ａ及び内側ハウジング３０の構
成が実施の形態１と異なるだけで基本的構成は実施の形
態１と同じであるので、同じ構成には同じ符号を付ける
ことで説明を省略し、相違点のみを説明する。

【００８４】発電電動ユニット１０２は、外側ハウジン
グ５及び内側ハウジング３０により独立した２室に構成
され、外側ハウジング５と内側ハウジング３０によって
区画されたモータ室３２には、電動機及び発電機として
機能する発電電動機１０２ｂが設けられており、内側ハ
ウジング３０内にはトルクコンバータ１０２ａが設けら
れ、トルクコンバータ１０２ａには、ロックアップ用の
油圧クラッチ１０２ｃが設けられている。なお、油圧ク
ラッチ１０２ｃは、ロックアップピストン１６が油圧に
より締結および締結解除作動を行う。ちなみに、油圧ク
ラッチ１０２ｃの油圧による作動は従来のトルクコンバ
ータのロックアップ条件と同じプログラムにより実行さ
れるように構成されている。

【００８５】コンバータカバー３と内側ハウジング３０
とにより区画される空間は、コンバータカバー３の回転
を妨げないために乾燥室としてある。

【００８６】前記ステータ固定軸３０ｂに貫通支持され
た駆動軸１７には、タービンランナ１２及びロックアッ
プピストン１６が結合されており、ロックアップピスト
ン１６は駆動軸１７上をスライド可能なセレーション結
合されている。

【００８７】また、駆動軸１７内には油路２２が設けて
あり、この油路２２が図２に示す油圧室２１の油圧を調
整可能としている。これにより油圧クラッチ１０２ｃが
ロックアップクラッチとしての締結力を発生する。

【００８８】また、電動オイルポンプ８０が発電電動ユ
ニット１０２の外部に設けられており、この電動オイル
ポンプ８０から必要な油圧が発電電動モジュール１０２
及び変速装置１０５に供給される。

【００８９】図２４には、本発明の実施の形態１におけ
るコントロールユニットＣ１を示す。このコントロール
ユニットＣ１は、イグニッションスイッチＳ１に接続さ
れ、車速センサＳ２、ブレーキセンサＳ３、アクセル開
度センサＳ４、ＡＴポジションセンサＳ５、電圧計Ｓ
６、エンジン回転数センサＳ７、の各センサ信号が入力
され、このセンサ信号を元に、各種演算を行い、発電電
動機１０２ｂ、電磁弁４３、エンジンコントロールユニ
ットＣ２に制御信号を出力する。なお、エンジンコント
ロールユニットＣ２は、エンジン２３の駆動をコントロ
ールするものであり、本実施の形態では、前記コントロ
ールユニットＣ１からの信号を元に、後述する可変動弁
機構部Ａ１、燃料噴射装置Ａ２、点火装置Ａ３等に制御
信号を出力する。実施の形態１では、電磁クラッチへの
制御信号が出力されていたが、本実施の形態２には電磁
クラッチへの出力信号が無い点で異なる。

【００９０】次に、実施の形態１のコントロールユニッ
トＣ１による制御の内容について説明する。本発明の実
施の形態２における制御フローは電動オイルポンプ８０
を有することから、実施の形態１における電磁クラッチ
１０２ｄの働きを油圧クラッチ１０２ｃにそのまま適用
することが可能となり、それにより実施の形態１と同じ
制御をすることが可能となる。

【００９１】以上説明したように、本発明の実施の形態
２では、トルクコンバータ１０２ａをロックアップ状態
とするクラッチとして油圧クラッチを設け、トルクコン
バータ１０２ａの外側ハウジング５内に、発電電動機１
０２ｂを設けた構成とし、外部に電動オイルポンプ８０
を設けたため、このトルクコンバータ１０２ａよりも変
速装置１０５側に発電電動機１０２ｂが設けられている
構成にもかかわらず、必要に応じて油圧クラッチ部分を
締結させることにより、エンジン２３側と発電電動機１
０２ｂと連結させることができ、発電電動機１０２ｂを
スタータ・オルタネータ・駆動アシスト・回生手段のい
ずれの機能も発揮させることができ、しかも、既存のパ
ワートレーンの構成を大幅に変更することが不要である
とともに、生産ラインも大幅な変更が不要で、低コスト
の手段とすることができる。また、実施の形態１におい
ては、変速装置１０３に油圧を供給する別途手段を必要
としたが、本実施の形態２において電動オイルポンプ８
０を設けたことにより、エンジンの運転、停止に関わら
ず、油圧を供給することが可能となり、前記別途手段を
必要としない。これにより、構成を簡略化することが可
能となる。

【００９２】（実施の形態３）図２５は、本願発明の実
施の形態３を示す断面図である。この実施の形態３は、
トルクコンバータ１０２ａ及び内側ハウジング３０の構
成が実施の形態１と異なるだけで基本的構成は実施の形
態１と同じであるので、同じ構成には同じ符号を付ける
ことで説明を省略し、相違点のみを説明する。

【００９３】内側ハウジング３０内には油圧クラッチ１
０２ｃのみが設けられている。なお、油圧クラッチ１０
２ｃは、ロックアップピストン１６が油圧により締結お
よび締結解除作動を行う。

【００９４】この油圧クラッチ１０２ｃのクラッチケー
ス３ｃはオイルポンプ駆動軸３ａに連結されており、ク
ラッチケース３ｃの回転によってオイルポンプ駆動軸３
ａに回転力が入力され内蔵オイルポンプ４を駆動し油圧
を発生する。この時クラッチケース３ｃと内側ハウジン
グ３０とにより区画される空間は、クラッチケース３ｃ
の回転を妨げないために乾燥室としてあり、オイルポン
プケース３０ａとオイルポンプ駆動軸３ａの間にはオイ
ルシール７が設けられている。

【００９５】内側ハウジング３０は、エンジン２３に固
定支持されており、オイルポンプケース３０ａ及びステ
ータ固定軸３０ｂにより構成されている。ステータ固定
軸３０ｂは中空軸構造を取っており、この中空軸内には
駆動軸１７が貫通支持されている。また、前記ステータ
固定軸３０ｂには前記オイルポンプ駆動軸３ａが回転可
能に支持されるものである。

【００９６】前記ステータ固定軸３０ｂに貫通支持され
た駆動軸１７には、ロックアップピストン１６が結合さ
れており、ロックアップピストン１６は駆動軸１７上を
スライド可能なセレーション結合されている。また、駆
動軸１７内には油路２２が設けてあり、この油路２２が
図２に示す油圧室２１の油圧を調整可能としている。こ
れにより油圧クラッチ１０２ｃが締結力を発生する。

【００９７】本発明の実施の形態３のコントロールユニ
ットは、実施の形態２と同じであるため図２４を参照さ
れたい。

【００９８】次に、実施の形態３における制御フローを
説明する。この制御フローも、実施の形態１との相違点
のみ説明する。

【００９９】エンジン始動時、図外のスタータによりエ
ンジンが始動される。エンジン始動後の作動について説
明すると、エンジン２３がアイドリング状態となると、
エンジン２３の出力軸１３から出力される駆動力は、発
電電動ユニット１０２に設けられた油圧クラッチ１０２
ｃのクラッチケース３ｃにクランク軸曲げ振動を抑制す
るために設けられたフレキプレート１４を介して伝達さ
れ、クラッチケース３ｃを回転駆動する。クラッチケー
ス３にはオイルポンプ駆動軸３ａが連結されているた
め、内蔵オイルポンプ４が油圧を発生する。油圧室２１
の油圧を駆動軸１７内に設けられた油路２２により制御
することで油圧クラッチ１０２ｃを締結し、駆動軸１７
に駆動力が伝達される。

【０１００】駆動軸１７の回転によりモータ部分である
ロータ８及びロータ支持部材８ａは、エンジンからの駆
動力により回転駆動されることでジェネレータとして機
能することができる。また、駆動軸１７の駆動力により
前後進切換機構部１０３のリングギヤ２５が駆動され
る。この時、クラッチ２８，２９を開放していると変速
装置１０４に駆動力が伝達されることはない。

【０１０１】前進する場合には、運転者はブレーキを踏
み、セレクトレバーをＤレンジに入れる。この時、前後
進切換機構部１０３のクラッチ２９が接続される。運転
者はブレーキを踏んでいるので、駆動軸１７は固定さ
れ、エンジン出力軸１３から伝達された駆動力は、クラ
ッチケース３ｃを回転し、この段階で油圧クラッチ１０
２ｃは解除された状態である。好ましくは、ブレーキＯ
ＦＦで油圧クラッチ１０２ｃを半クラッチ状態とするこ
とでクリープ状態を形成する。よって、運転者がブレー
キを放すと、このクリープ力により僅かに推進される。

【０１０２】次に、モータクリープ作動からエンジンク
リープ作動への切替処理について説明すると、モータク
リープ作動時は、油圧クラッチ１０２ｃは開放状態とし
て発電電動機１０２ｂを電動機として作動させているた
め、まず、図外のスタータによりエンジンを始動させ、
エンジン始動を確認後、油圧クラッチ１０２ｃを締結
し、発電電動機１０２ｂの電動機としての動作を停止す
る。これによりスムーズな切替処理が行われる。

【０１０３】次に、エンジン再始動作動について説明す
ると、エンジン再始動作動を行う場合、すなわち、走行
中にエンジン２３を停止してからエンジン２３を再始動
する場合は、次の３つの状況がある。１つは車速３．５
〜４０ｋｍ／ｈで減速状態の場合で、ＡＴポジションが
Ｄレンジで、エンジン２３が停止している状態であり、
これは減速再加速作動に移行する。

【０１０４】２つめは、車速０〜３．５ｋｍ／ｈの場合
でＡＴポジションがＤレンジで、エンジン２３が停止し
ている状態であり、これはモータクリープ作動を実行し
ている状態である。この制御も基本的には実施の形態１
と同じである。

【０１０５】緩加速であれば、前後進切換機構部１０３
に対してＤレンジからＮレンジに切替る信号を出力し、
一旦駆動軸１７と変速装置１０４との接続を解除する。
次に油圧クラッチ１０２ｃを接続し、発電電動機１０２
ｂをスタータとして作動（電動機として作動）させ、エ
ンジン２３を始動し、エンジン回転数からエンジン始動
を確認した後、発電電動機１０２ｂのスタータとしての
機能を停止させ、前後進切換機構部１０３に対してＮレ
ンジからＤレンジへ切替る信号を出力し、駆動軸１７と
変速装置１０４とを接続し、通常のエンジン走行状態に
移行する。ここで、実施の形態１においては、油圧クラ
ッチ１０２ｃの締結を解除していたが、本実施の形態３
においては、エンジン駆動力は油圧クラッチ１０２ｃの
みを介して伝達されるため、油圧クラッチ１０２ｃを解
除することはない。

【０１０６】３つめは、モータクリープ状態に移行した
状態で、ブレーキをＯＮし、車速０ｋｍ／ｈになった直
後、ブレーキをＯＦＦした状態であり、ＡＴポジション
がＤレンジで、エンジン２３が停止している状態が考え
られる。この時は、再度ＳＯＣ＞設定値であることを確
認後、前記モータクリープからの再始動処理時と同様の
処理が行われる。

【０１０７】以上説明したように、本発明の実施の形態
３では、油圧クラッチ１０２ｃのみを設け、外側ハウジ
ング５内に、発電電動機１０２ｂを設けた構成としたた
め、基本的な動作能力を確保しながらも、実施の形態１
において用いられたトルクコンバータ１０２ａを廃止し
たことにより、低コストで、伝達効率を向上させること
ができる。また、トルクコンバータ１０２ａがないた
め、非常にコンパクトな構成をとることが可能となり、
適用可能な車種の範囲を広げることができる。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本願全請求項
に記載の発明によれば、エンジンと変速装置の間にクラ
ッチを設け、このクラッチと前記変速装置の間に発電電
動機を設けた構成としたために、発電電動機をスタータ
・オルタネータ・駆動アシスト・回生手段のいずれの機
能も発揮させることができ、しかも、既存のパワートレ
ーンの構成を大幅に変更することが不要であるととも
に、生産ラインも大幅な変更が不要で、低コストの手段
とすることができる。よって、スタータ・オルタネータ
・駆動アシスト・回生・の機能を有した発電電動ユニッ
トを安価に提供することができるという効果が得られ
る。さらに、トルクコンバータのハウジングとして既存
品をそのまま用いることができる場合、パワートレーン
として、既存のトルクコンバータをそのまま用いる仕様
と、本発明の発電電動ユニットを用いた仕様と２通りの
仕様の設定が可能となり、設計自由度の向上を図ること
ができる。

【０１０９】請求項２に記載の発明によれば、発電電動
機の乾燥室を確保しつつ、内側ハウジング内を乾式クラ
ッチ、湿式クラッチまたはトルクコンバータもしくはこ
れらの組み合わせのどれを用いてもよく、設計自由度を
与えることができる。

【０１１０】請求項３に記載の発明によれば、回生作動
時には、油圧クラッチの締結の有無にかかわらず、駆動
輪側から入力される駆動トルクにより発電電動機のロー
タが回転されて回生エネルギを得ることができる。そし
て、この時、油圧クラッチの締結を解除しておけば、エ
ンジン負荷分を回生しても、違和感なく回生することが
できる。また、油圧クラッチのみより、非常にコンパク
トな構成をとることが可能となり、適用可能な車種の範
囲を広げることができる。

【０１１１】請求項４に記載の発明によれば、エンジン
の出力が小さな車両においても、発進トルク等を十分発
生することが可能となり、また、回生作動時には、前記
ロックアップクラッチの締結の有無にかかわらず、駆動
輪側からトルクコンバータに入力される駆動トルクによ
り発電電動機のロータが回転されて回生エネルギを得る
ことができる。そして、この時、前記ロックアップクラ
ッチの締結を解除しておけば、エンジン負荷分を回生し
ても、違和感なく回生することができる。

【０１１２】請求項６に記載の発明によれば、発電電動
機をスタータとして用いる場合は、電磁クラッチを締結
させてトルクコンバータをロックアップ状態とすること
で、発電電動機の駆動トルクがトルクコンバータからエ
ンジンの駆動軸に伝達される。これによりエンジンスタ
ータを廃止することができる。

【０１１３】請求項７に記載の発明によれば、ロータが
回転するのに伴ってハウジング内に空気の流れが生じて
発電電動機が冷却され、熱による発電電動機の機能低下
を防止できる。

【０１１４】請求項８に記載の発明によれば、前記クラ
ッチを直結状態とした時に、エンジン側と変速装置側と
から曲げ振動や捻じれ振動が前記クラッチに入力されて
も、これらの振動を吸収プレートとダンパにより吸収す
ることができる。よって、前記クラッチの回転要素と前
記内側及び外側ハウジングとの間で軸直交方向の相対変
位が生じ難くなり、これにより発電電動機においてロー
タとステータとの間隔を狭くしても両者が干渉し難くな
り、発電電動機の入出力効率を向上させることができ
る。

【０１１５】請求項９に記載の発明によれば、発電電動
機のステータが冷却されて発電電動機の熱による機能低
下を防止できる。

【０１１６】請求項１０に記載の発明によれば、外部に
オイルポンプ設ける必要がなく、構成をコンパクトにす
ることができる。

【０１１７】請求項１１に記載の発明によれば、エンジ
ンの状態に関わらず、常に油圧を供給することが可能と
なり、これにより、油圧クラッチに電磁クラッチと同じ
働きをさせることが可能になり、しかも、変速装置等に
常に必要な油圧を供給することが可能なため、他の油圧
発生手段を設ける必要がないため、構成を簡略化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示すクレーム対応図を示す。

【図２】本発明の実施の形態１の構成を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態１のセレーション結合部の
拡大断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１のコントロールユニット
のブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態１のエンジン始動処理のフ
ローチャートである。

【図６】本発明の実施の形態１のエンジンクリープ処理
のフローチャートである。

【図７】本発明の実施の形態１のモータクリープ処理の
フローチャートである。

【図８】本発明の実施の形態１のモータクリープからの
加速処理のフローチャートである。

【図９】本発明の実施の形態１のモータクリープからエ
ンジンクリープへの切替処理のフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の形態１の定常走行処理のフロ
ーチャートである。

【図１１】本発明の実施の形態１の加速処理のフローチ
ャートである。

【図１２】本発明の実施の形態１の可変動弁機構がある
場合の定常走行処理のフローチャートである。

【図１３】本発明の実施の形態１のエンジン再始動処理
のフローチャートである。

【図１４】本発明の実施の形態１の減速再加速処理のフ
ローチャートである。

【図１５】本発明の実施の形態１のエンジン始動時のタ
イムチャートである。

【図１６】本発明の実施の形態１のアイドリング停止か
らモータクリープ及び始動発進加速を行う際のタイムチ
ャートである。

【図１７】本発明の実施の形態１の定常走行処理のタイ
ムチャートである。

【図１８】本発明の実施の形態１のエンジンブレーキ回
生中の減速再加速処理のタイムチャートである。

【図１９】本発明の実施の形態１のモータクリープから
エンジンクリープへの切替処理のタイムチャートであ
る。

【図２０】本発明の実施の形態１のエンジンブレーキ回
生なしの減速再加速処理のタイムチャートである。

【図２１】本発明の実施の形態１の可変動弁機構の拡大
断面図である。

【図２２】本発明の実施の形態１のシフトバルブを示す
断面図である。

【図２３】本発明の実施の形態２の構成を示す断面図で
ある。

【図２４】本発明の実施の形態２のコントロールユニッ
トのブロック図である。

【図２５】本発明の実施の形態３の構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ステータ２コイル３コンバータカバー３ａオイルポンプ駆動軸３ｂ隔壁３ｃクラッチケース４内蔵オイルポンプ５外側ハウジング６フィン７オイルシール８ロータ８ａロータ支持部材９ワンウェイクラッチ１０ポンプインペラ１０ａインペラシェル１０ｂインペラブレード１１ステータブレード１２タービンランナ１３出力軸１４フレキプレート１５トーションスプリング１６ロックアップピストン１６ａ摩擦材１６ｂコイル１７駆動軸１８クランク軸１９４２Ｖ電磁ロックアップクラッチ用端子１９ａスリップリング２１油圧室２２油路２３エンジン２４ミッションケース２５リングギヤ２６ピニオンギヤ２７サンギヤ２８クラッチ２９クラッチ３０内側ハウジング３０ａオイルポンプケース３０ｂステータ固定軸３１ロックアップピストン結合部３２モータ室３３回転軸３４プライマリープーリ３５セカンダリプーリ３６ベルト３７摩擦プレート３８皿ばね３９スプリング４０入力プレート４１出力プレート４２シフトバルブ４３電磁弁４４電源部４５制御軸４６制御カム４７揺動アーム４８揺動カム４９カム５０バルブリフター５１吸気弁５２カムシャフト６０可変動弁機構７０位置決め孔８０電動オイルポンプ１０２発電電動ユニット１０２ａトルクコンバータ１０２ｂ発電電動機１０２ｃ油圧クラッチ１０２ｄ電磁クラッチ１０３前後進切換機構部１０４変速機構部１０５変速装置１０５ａ入力軸

フロントページの続きＦターム(参考） 5H115 PA00 PA01 PA11 PA12 PC06 PG04 PI16 PI22 PI29 PI30 PO02 PU01 PU22 PU23 PU25 QE01 QE08 QE10 QE13 QH08 QI04 RB08 RE05 RE06 SE04 SE05 SE09 TB01 TE02 TI02 TO13 TO21 TO23 TO30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの出力軸と、ニュートラル状態
及び前後進状態を切替可能であるとともに変速比を変更
可能な変速装置の入力軸と、の間に介在される発電電動
ユニットであって、前記エンジンの出力軸と変速装置の入力軸との間で駆動
力の切断及び伝達を行うクラッチと、前記クラッチよりも前記変速装置の入力軸側に設けら
れ、前記クラッチとの間でトルクを授受可能に設けられ
た発電電動機と、を備えていることを特徴とする発電電
動ユニット。
【請求項２】前記発電電動ユニットを覆う外側ハウジ
ングと、この外側ハウジング内にもう一つの内側ハウジ
ングとが設けられ、この内側ハウジング内に前記クラッチが納められるとと
もに、前記内側ハウジング及び前記外側ハウジングによ
り区画される空間に前記発電電動機が設けられ、これにより前記発電電動ユニットが２室で構成されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の発電電動ユニッ
ト。
【請求項３】前記クラッチとして電磁クラッチが設け
られていることを特徴とする請求項１または２に記載の
発電電動ユニット。
【請求項４】前記クラッチとして油圧クラッチが設け
られていることを特徴とする請求項１または２に記載の
発電電動ユニット。
【請求項５】前記発電電動ユニットにトルクコンバー
タが設けられ、前記クラッチが、このトルクコンバータ
のロックアップ状態を形成可能に設けられたロックアッ
プクラッチであることを特徴とする請求項１ないし４に
記載の発電電動ユニット。
【請求項６】前記発電電動機が、前記外側ハウジング
の内側に固定されたステータ、及びこのステータと対向
して前記クラッチの回転要素に取り付けられたロータに
より構成される前記発電電動機において、前記ロータに
フィンを設けたことを特徴とする請求項１ないし５に記
載の発電電動ユニット。
【請求項７】前記エンジンの出力軸と前記クラッチと
の間に、出力軸の曲げ振動を吸収する吸収プレートが設
けられ、前記クラッチの締結面よりも変速装置側の部材と変速装
置の入力軸との間に、捻り振動を吸収するダンパが設け
られていることを特徴とする請求項１ないし６に記載の
発電電動ユニット。
【請求項８】前記外側ハウジングにおいて発電電動機
のステータの固定面に冷媒が通るジャケットが設けられ
ていることを特徴とする請求項１ないし７に記載の発電
電動ユニット。
【請求項９】前記発電電動ユニットに油圧クラッチの
締結力を供給するオイルポンプが内蔵されていることを
特徴とする請求項４ないし８に記載の発電電動ユニッ
ト。
【請求項１０】前記発電電動ユニットの外部に、前記
油圧クラッチの締結力及び前記変速装置の制御圧を供給
する電動オイルポンプを備えていることを特徴とする請
求項１ないし９に記載の発電電動ユニット。