JP2007016729A - 内燃機関の補機取付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
エンジンユニット４の全長および全幅を維持しつつ、内燃機関２の運転状態に影響されずに補機３０を駆動させることが可能な内燃機関の補機取付け構造を提供する。
【解決手段】
クランク軸９を有する内燃機関２と、内燃機関２の第１の側面１３に接続されている変速装置３と、第１の側面１３と、変速装置３の側面１６を有する空間８に第１の補機２０と、第２の補機３０が設けられている内燃機関の補機取付け構造であって、第１の補機２０は、動力を発生することが可能な補機であり、第１の補機２０と、第２の補機３０との間の動力の伝達が可能な第１の動力伝達手段４０と、クランク軸９の動力を第１の動力伝達手段４０、第１の補機２０または第２の補機３０のいずれかに伝達が可能な第２の動力伝達手段５０と、を備え、第２の動力伝達手段５０は、動力の伝達を断続する動力断続機構６０を備えていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の補機取付け構造に関する。

従来、内燃機関に取付けられる補機を、内燃機関に直列に接続される変速装置の円周方向に沿って補機を取付けている内燃機関の補機取付け構造が知られている（特許文献１）。この従来の補機取付け構造では、補機を変速装置の円周方向に沿って補機を取付けているので、内燃機関と変速装置との間に形成されるデッドスペースを有効に活用することができ、内燃機関と変速装置とを接続したエンジンユニットの全長および全幅を短縮することができる。
特開平６−３４６７５４号公報

信号待ち等の停車期間中に内燃機関を停止させる装置や、車両減速時に内燃機関を停止させる装置を搭載して、内燃機関の燃料消費量を少なくするという要望がある。

上記従来の補機取付け構造では、補機を変速装置の円周方向に沿って取付け、デッドスペースを有効に活用し上記ユニットを小さくしているものの、各補機（オルタネータ、エアコン用コンプレッサ等）は、クランク軸からの動力によって駆動する構造となっている。

しかし、このような構造では、上記要望を達成するために内燃機関が停止すると、各補機も停止してしまい、この補機を使用しているシステムの作動も停止してしまう。例えば、エアコン用コンプレッサが停止すると、エアコンの作動が停止してしまい、結果、運転者ならびに同乗者が不快な思いをする。

この事実を踏まえ、エアコン用コンプレッサの駆動をクランク軸の駆動力に頼らず、電動モータにて駆動することが考えられる。しかし、車両に搭載されるバッテリの容量には限度があるので、コンプレッサを常に電動モータにて駆動させることは困難であった。

また、運転者および同乗者の居住スペースを広げるために、内燃機関や変速装置の収納スペースを可能な限り小さくしたいという別の要望がある。内燃機関はその運転状態によってクランク軸の回転が変動するので、例えば、エアコン用コンプレッサは、クランク軸が低回転で回転していても冷房能力を確保するために、ある程度の冷媒吐出容量を確保する必要がある。また、オルタネータは、クランク軸が低回転で回転していてもある程度の電力を発生することができる程度の大きさを確保する必要がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、第１の目的は、エンジンユニットの全長および全幅を維持しつつ、内燃機関の運転状態に影響されずに補機を駆動させることが可能な内燃機関の補機取付け構造を提供することにあり、また第２の目的は、エンジンユニットを可能な限り小型化することができる内燃機関の補機取付け構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明では、クランク軸を有する内燃機関と、内燃機関の第１の側面に接続されている変速装置と、第１の側面と変速装置の側面とを有する空間に、第１の補機と第２の補機とが設けられている内燃機関の補機取付け構造であって、第１の補機は、少なくとも動力を発生することが可能な補機であり、前記空間には、第１の補機と第２の補機との間の動力の伝達が可能な第１の動力伝達手段と、クランク軸の動力を第１の動力伝達手段または第１の補機または第２の補機のいずれかに伝達が可能な第２の動力伝達手段と、が設けられており、第２の動力伝達手段は、動力の伝達を断続する動力断続機構を備えていることを特徴としている。

この構成によれば、少なくとも駆動可能な第１の補機は第１の動力伝達手段によって第２の補機と接続されている。そして、クランク軸と、第１の動力伝達手段または第１の補機または第２の補機は、第２の動力伝達手段によって接続されている。そしてさらに、第２の動力伝達手段は、動力の伝達を断続する動力断続機構を備えている。これにより、エンジンユニットの全長および全幅を維持しつつ、内燃機関や補機の運転状態に影響されずに補機や内燃機関を駆動させるという本発明の第１の目的を達成することができる。

本発明の請求項２に記載の発明では、動力断続機構は、少なくともクランク軸からの第１の動力伝達手段または第１の補機または第２の補機への動力の伝達を許可し、第１の動力伝達手段または第１の補機または第２の補機からクランク軸への動力の伝達を不許可とすることを特徴としている。

この構成によれば、少なくとも、クランク軸と、第１の動力伝達手段、第１の補機または第２の補機との間の動力伝達の許可、不許可を上述のようにしているので、例えば、内燃機関が停止したときであっても、第１の補機によって第２の補機を駆動させることができる。

本発明の請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の動力断続機構は、具体的には、一方向クラッチであることを特徴としている。この構造では、動力断続機構に一方向クラッチを使用することで簡素な構造で本発明の第１の目的を達成することができる。

本発明の請求項４に記載の発明では、動力断続機構は、電磁クラッチであることを特徴としている。また、請求項５に記載の発明では、動力断続機構は、遊星歯車機構と該遊星歯車機構を制御する係合機構とからなっていることを特徴としている。

内燃機関には、燃料噴射量を学習制御する際、内燃機関にとって余計な駆動負荷（エアコン用コンプレッサの駆動負荷等）を切離して燃料噴射量の学習制御を実施したいという要望がある。これらの構成によれば、内燃機関が運転している最中であっても、動力断続機構を作動させ、補機の駆動負荷のクランク軸への伝達を遮ることができるので、本発明の第１の目的に加え、内燃機関は、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施することもできる。

また、内燃機関停止時に、第１の補機とクランク軸間の動力の伝達を許可するように動力断続機構を作動させ、第１の補機を駆動すれば、第１の補機で内燃機関をアイドルストップから始動させることができる。

特に、請求項５に記載されているように、遊星歯車機構を使用して内燃機関を始動すれば、遊星歯車機構は、減速側で作用するので、第１の補機の負荷を低く抑えることが可能となり、第１の補機の体格を小さくすることができる。

本発明の請求項６に記載の発明では、第２の動力伝達手段は、動力断続機構と、変速比を変化させることが可能な第１の変速機構と、を備えていることを特徴としている。この構成によれば、第２の動力伝達手段は、動力断続機構に加え、第１の変速機構を備えているので、第１の変速機構の変速比を調整することで、クランク軸が低回転であっても第１、第２補機を高回転駆動させることが可能となる。結果、補機の体格を小さくすることが可能となり、エンジンユニットを小型化することができる。本発明の第２の目的も同時に達成することができる。また、各補機を運転効率が高い回転数で運転させることができる。

本発明の請求項７に記載の発明では、第１の変速機構は、無段変速機構であることを特徴としている。この構成によれば、第１の変速機構は、変速比を無段階に変化させることができるので、各補機の回転数を運転効率が高い回転数に精度よく合わせることができる。

本発明の請求項８に記載の発明では、動力断続機構は、リングコーン式の無段変速機構であることを特徴としている。リングコーン式の無段変速機構は、周知の他の無段変速機構（ベルト式、ハーフトロイダル式）と違い、変速比を０（ゼロ）にすることができる特性を有している。リングコーン式の無段変速機構を動力断続機構として使用すれば、請求項５から請求項７に記載の発明と同様な効果を一つの構成要素で達成することができる。

本発明の請求項９に記載の発明では、第１の補機は、動力および電力を発生することが可能な回転電機であることを特徴としている。この構成によれば、第１の補機をいわゆるモータジェネレータとすることで、第２の補機を駆動していないときは第１の補機で電力を発生することに使用し、内燃機関を始動するときは第１の補機をスタータモータとして使用することができるので、内燃機関に取付ける補機の数を減らすことができる。

本発明の請求項１０に記載の発明では、クランク軸を有する内燃機関と、内燃機関の第１の側面に接続されている変速装置と、第１の側面と変速装置の側面とを有する空間に、第１の補機と第２の補機とが設けられている内燃機関の補機取付け構造であって、第１の補機と第２の補機とは、クランク軸の動力を駆動源としており、第１の補機と第２の補機とに、クランク軸の動力を伝達することが可能な第３の動力伝達手段を備え、第３の動力伝達手段は、変速比を変化させることが可能な第２の変速機構を備えていることを特徴としている。

この構成によれば、第３の動力伝達手段は、変速比を変化させることが可能な第２の変速機構を備えているので、第２の変速機構の変速比を調整することで、クランク軸が低回転であっても第１、第２補機を高回転駆動させることが可能となる。結果、補機の体格を小さくすることが可能となり、エンジンユニットを小型化することができる。また、各補機を運転効率が高い回転数で運転させることができる。

本発明の請求項１１に記載の発明では、第２の変速機構は、無段変速機であることを特徴としている。この構成によれば、第２の変速機構は、変速比を無段階に変化させることができるので、各補機の回転数を運転効率が高い回転数に精度よく合わせることができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１から図３に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態によるエンジンユニットをエンジンルームに設置した状態を示す平面図である。図２は、図１のエンジンユニットの正面図である。図３は、図２エンジンユニットの側面図である。

本実施形態では、内燃機関（以下、エンジンと省略していう）２と変速装置（以下、トランスミッションという）３とが接続されたエンジンユニット４を横置きの状態でエンジンルーム５に設置した場合について説明する。横置きの状態で設置するとは、エンジン２のクランク軸（以下、クランクシャフトという）９が車軸６と平行となるようにエンジンルーム５に設置することをいう。

車両１の前方（図中、下側）には、エンジンルーム５が形成されており、エンジンルーム５の車幅方向の側面には前輪７が設けられている。エンジンルーム５には、エンジンユニット４、車軸６、が収納されている。車軸６は、その一方がエンジンユニット４に接続され、もう一方が前輪７に接続されており、エンジンユニット４の動力を前輪７に伝達する。

エンジンユニット４は、エンジン２、トランスミッション３およびエンジン２の動力を駆動源とする各種補機からなっている。各種補機は、例えば、第１の補機としてのモータジェネレータ２０、第２の補機としてのエアコン用コンプレッサ３０、オイルポンプ、ウォータポンプ等がある。

図２に示すように、エンジン２は、シリンダヘッド１０、シリンダブロック１１およびクランクケース１２からなっており、クランクケース１２には、クランクシャフト９が収納されており、エンジン２の動力を外部に伝達する。エンジン２には、その他、吸気管、排気管、燃料供給装置等が設けられているが、ここでは説明を省略する。本実施形態では、クランクシャフト９の軸方向をエンジン２の全長方向といい、その方向に直交する方向を全幅方向という。

請求項１に記載のエンジン２の第１の側面に該当するエンジン２の全長方向の一方の端面１３には、トランスミッション３が接続されており、クランクシャフト９の動力が伝達されるようになっている。

次に、各種補機の取付け構造について説明する。ここでは、モータジェネレータ２０およびコンプレッサ３０のみの取付け構造について説明する（これらを適宜、補機という）。他の補機（オイルポンプ、ウォータポンプ等）の取付け構造については、以下に説明するモータジェネレータ２０、コンプレッサ３０の取付け構造と同様なので説明を省略する。

モータジェネレータ２０は、動力や、電力を発生する補機である。モータジェネレータ２０は、図示しない制御装置からの駆動信号により、回転軸を駆動（以下、モータ動作という）し、ギヤ２１に動力を発生し、またはギヤ２１からの動力により電力を発生する（以下、発電動作という）。コンプレッサ３０は、図示しないエアコンシステムの一構成要素であり、ギヤ３１からの動力により駆動され、冷媒を圧縮し送出する。

図２に示すように、モータジェネレータ２０およびコンプレッサ３０は、上記端面１３とトランスミッション４の上面（側面）１６を有する空間８に配置されている。これらの補機２０、３０は、ブラケット（図示せず）を介して、端面１３やトランスミッション３の上面１６に固定されている。

各補機２０、３０は、クランクシャフト９の動力によって駆動される。エンジン２とトランスミッション３との間には、クランクシャフト９と一体に回転するリングギヤ１４が設けられ、クランクシャフト９の動力はこのリングギヤ１４から取り出されるようになっている。図３に示すように、リングギヤ１４は、フライホイール１５の外周にギヤが形成されたものであり、クランクシャフト９と常に噛合って接続されている。

具体的には、各補機２０、３０とリングギヤ１４との間には、第１の動力伝達手段としての中間第１ギヤ４０、第２の動力伝達手段としての中間第２ギヤ５０、および動力断続機構としてのワンウェイクラッチ６０が設けられている。リングギヤ１４の動力は、中間第２ギヤ５０、ワンウェイクラッチ６０、中間第１ギヤ４０を介して各補機２０、３０のギヤ２１、３１に伝達され、各補機２０、３０が駆動される。

次に、中間第１、第２ギヤ４０、５０およびワンウェイクラッチ６０の配置および動作について説明する。これらの部品もまた、各補機２０、３０と同様、エンジン２の端面１３と、トランスミッション３の上面１６とを有する空間８に設けられている。この空間８の全長方向の距離は、全幅方向の距離に比べ長いので、各補機２０、３０の他に中間第１、第２ギヤ４０、５０およびワンウェイクラッチ６０等の付属部品を設けられる。

中間第２ギヤ５０は、エンジン２の端面１３に、リングギヤ１４と噛合うようにして設けられている。さらに、中間第２ギヤ５０の回転軸には、ワンウェイクラッチ６０が設けられている。そしてさらに、ワンウェイクラッチ６０の外周には、中間第１ギヤ４０が設けられている。中間第１ギヤ４０には、モータジェネレータ２０の動力が中間第１ギヤ４０を介してコンプレッサ３０に伝達されるようにそれぞれのギヤ２１、３１が噛合っている。

ワンウェイクラッチ６０は、中間第２ギヤ５０から中間第１ギヤ４０への動力の伝達を許可し、中間第１ギヤ４０から中間第２ギヤ５０への動力の伝達を不許可とするように中間第２ギヤ５０の回転軸に取付けられている。このように、各補機２０、３０とクランクシャフト９との間の動力の伝達経路を構成することにより、次に述べる動作が行えるようになる。

（エンジン動作時）
エンジン２が動作しているときは、ワンウェイクラッチ６０は、中間第２ギヤ５０から中間第１ギヤ４０への動力の伝達を許可しているので、クランクシャフト９の動力は、リングギヤ１４、中間第２ギヤ５０、ワンウェイクラッチ６０、中間第１ギヤ４０、各補機２０、３０のギヤ２１、３１を経て各補機２０、３０に伝達される（図３中の実線矢印参照）。このとき、モータジェネレータ２０は、発電動作している。

（エンジン停止時）
ここでいうエンジン停止とは、信号待ちで車両が停止しているときにエンジン２を停止させているとき（アイドルストップ）、もしくは車両減速時にエンジン２を停止させているときの状態をいう。

エンジン２が停止すると、各補機２０、３０の動作は停止してしまうので、制御装置は、モータジェネレータ２０をモータ動作させる。モータジェネレータ２０のギヤ２１は、コンプレッサ３０のギヤ３１と中間第１ギヤ４０で接続されているので、モータジェネレータ２０の動力は、コンプレッサ３０に伝達される（図３中の破線矢印参照）。

このとき、中間第１ギヤ４０に伝達される動力は、ワンウェイクラッチ６０が設けられているため中間第２ギヤ５０には伝達されない。これにより、エンジン２が停止している状態であっても、モータジェネレータ２０をモータ動作させることにより、コンプレッサ３０の動作を継続させることができる。

このように本実施形態の補機取付け構造では、各補機２０、３０、中間第１、第２ギヤ４０、５０、ワンウェイクラッチ６０を空間８に配置しているので、従来技術のエンジンユニットのようにエンジンユニット４の全長（Ｌｂ）および全幅（Ｌａ）を維持しつつ、エンジン２の運転状態に影響されずにコンプレッサ３０を駆動させることができる。

クランクシャフト９の動力は、中間第１、第２ギヤ４０、５０によってではなく、チェーンやベルトにて各補機２０、３０に伝達する構造としても良い。

また、クランクシャフト９の動力は、中間第２ギヤ５０およびワンウェイクラッチ６０を介して中間第１ギヤ４０に伝達されるのではなく、中間第２ギヤ５０およびワンウェイクラッチ６０を介して直接、ギヤ２１やギヤ３１に伝達されるようになっていても良い。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図４に基づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一機能物および同一処理は、同一符号を付す。ここでは、第１の実施形態と相違する特徴点のみを説明する。図４は、本発明の第２の実施形態によるエンジンユニットの側面図である。

この実施形態の特徴は、第１の実施形態で設けられているワンウェイクラッチ６０を電磁クラッチ７０としたところにある。図４に示すように、電磁クラッチ７０は、中間第２ギヤ５０に設けられ、このクラッチ７０を操作することにより、中間第１ギヤ４０と中間第２ギヤ５０との動力の伝達を操作することができる。

中間第２ギヤ５０は、エンジン２の端面１３に、リングギヤ１４と噛合うようにして設けられている。さらに、中間第２ギヤ５０の内側には、電磁コイル７１が設けられている。中間第２ギヤ５０の回転軸には、ベアリング７２を介して中間第１ギヤ４０が設けられている。中間第１ギヤ４０の回転は、中間第２ギヤ５０には拘束されておらず、独立して自在に回転することが可能である。中間第１ギヤ４０には、モータジェネレータ２０の動力が中間第１ギヤ４０を介してコンプレッサ３０に伝達されるように、ギヤ２１、３１が噛合っている。

電磁コイル７１に電流を供給すると、電磁コイル７１に磁力が発生し、中間第１ギヤ４０は、中間第２ギヤ５０に引き寄せられる。すると、中間第１ギヤ４０と中間第２ギヤ５０は接触し、一体となる。中間第１、第２ギヤ４０、５０が一体となれば、リングギヤ１４の動力は、各補機２０、３０に伝達される。一方、電磁コイル７１への電流の供給を停止すると、電磁コイル７１の磁力が消滅し、中間第１ギヤ４０と中間第２ギヤ５０とは非接触状態となる。中間第１、第２ギヤ４０、５０が非接触状態となれば、クランクシャフト９の動力は、各補機２０、３０へ伝達されなくなる。

このように、各補機２０、３０とクランクシャフト９との間の動力の伝達経路を構成することにより、次に述べる動作が行えるようになる。

（エンジン動作時）
モータジェネレータ２０を発電動作させ、コンプレッサ３０を作動させる場合は、電磁コイル７１に電流を供給し、中間第１、第２ギヤ４０、５０を一体的に回転させる。すると、クランクシャフト９の動力は、中間第１、第２ギヤ４０、５０を介して各補機２０、３０に伝達され、その動力によって、各補機２０、３０は作動する。

エンジン２には、燃料噴射量を学習制御する際、エンジン２にとって余計な駆動負荷（エアコン用コンプレッサの駆動負荷等）を切離して燃料噴射量の学習制御を実施したいという要望がある。本実施形態の構造によれば、燃料噴射量の学習制御を行う際、電磁クラッチ７１を操作することで、エンジン２にかかる各補機２０、３０の駆動負荷を容易に切離すことが可能となる。これにより、エンジン２は、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施することができる。

具体的には、電磁コイル７１への電流の供給を停止させ、中間第１、第２ギヤ４０、５０を非接触状態とすることで、各補機２０、３０の駆動負荷がエンジン２に伝達されないようにすることができる。

（エンジン停止時）
アイドルストップ等でエンジン２が停止すると、各補機２０、３０の動作は停止してしまうので、制御装置は、モータジェネレータ２０をモータ動作させる。モータジェネレータ２０のギヤ２１は、コンプレッサ３０のギヤ３１と中間第１ギヤ４０で接続されているので、モータジェネレータ２０の動力は、コンプレッサ３０に伝達される。

このとき、電磁コイル７１への電流の供給を停止し、中間第１ギヤ４０に伝達される動力を中間第２ギヤ５０に伝達させないようにする。これにより、エンジン２が停止している状態であっても、モータジェネレータ２０をモータ動作させることにより、コンプレッサ３０の動作を継続させることができる。

また、アイドルストップ等が終了し、再びエンジン２を始動する際は、電磁コイル７１へ電流を供給し、モータジェネレータ２０をモータ動作させる。すると、モータジェネレータ２０の動力が中間第１ギヤ４０、中間第２ギヤ５０、リングギヤ１４を介してクランクシャフト９に伝達される。これにより、エンジン２を始動することができる。また、これにより、スタータモータを別に必要としないので、エンジン２に取付ける補機の数を減らすことができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図５に基づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一機能物および同一処理は、同一符号を付す。ここでは、第１の実施形態と相違する特徴点のみを説明する。図５は、本発明の第３の実施形態によるエンジンユニットの側面図である。

この実施形態の特徴は、第２の実施形態で設けられている電磁クラッチ７０を遊星歯車機構としてのプラネタリギヤ８０とこのプラネタリギヤ８０を制御する係合機構としてのブレーキ８５としたところにある。図５に示すように、プラネタリギヤ８０は、ブレーキ８５を操作することにより、クランクシャフト９と各補機２０、３０の動力の伝達および遮断を操作することができる。

プラネタリギヤ８０は、プラネタリキャリア８１、ピニオンギヤ８２、サンギヤ８３および内歯ギヤ８４からなっている。プラネタリキャリア８１の外周にはギヤが形成されており、リングギヤ１４と常時噛合っている。内歯ギヤ８４の外周には、内歯ギヤ８４の回転を制御するブレーキ８５が設けられている。このブレーキ８５は、トランスミッション３を操作する油圧で駆動されている。トランスミッション３を操作する油圧を利用してブレーキ８５を駆動しているので、ブレーキ８５を操作するための駆動源を別に設ける必要が無くなる。

サンギヤ８３の回転軸には、モータジェネレータ２０とギヤ２１とが設けられている。このギヤ２１には、チェーン４１がかけられており、チェーン４１は、コンプレッサ３０のギヤ３１にかかっている。このため、サンギヤ８３に伝達される動力は、ギヤ２１、チェーン４１、ギヤ３１を介してコンプレッサ３０に伝達される。

ブレーキ８５を作動させ、内歯ギヤ８４の回転を拘束すると、クランクシャフト９の動力は、リングギヤ１４、キャリア８１、サンギヤ８３を介して各補機２０、３０に伝達される。ブレーキ８５を解除させ、内歯ギヤ８４の回転を許可すると、キャリア８１とサンギヤ８３との動力の伝達は遮断される。

このように、各補機２０、３０とクランクシャフト９との間の動力の伝達経路を構成することにより、次に述べる動作が行えるようになる。

（エンジン動作時）
モータジェネレータ２０を発電動作させ、コンプレッサ３０を作動させる場合は、ブレーキ８５を作動させ、内歯ギヤ８４の回転を拘束する。すると、クランクシャフト９の動力は、リングギヤ１４、キャリア８１、サンギヤ８３を介して各補機２０、３０に伝達され、その動力によって、各補機２０、３０は作動される。

燃料噴射量を学習制御する場合は、ブレーキ８５を解除させ、内歯ギヤ８４の回転を許可する。すると、キャリア８１とサンギヤ８３との動力の伝達は遮断される。これにより、第２の実施形態で説明したように、エンジン２にかかる各補機２０、３０の駆動負荷を容易に切離すことが可能となる。結果、エンジン２は、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施することができる。

（エンジン停止時）
アイドルストップ等でエンジン２が停止すると、各補機２０、３０の動作は停止してしまうので、制御装置は、モータジェネレータ２０をモータ動作させる。モータジェネレータ２０のギヤ２１は、コンプレッサ３０のギヤ３１とチェーン４１で接続されているので、モータジェネレータ２０の動力は、コンプレッサ３０に伝達される。

このとき、ブレーキ８５を解除させ、内歯ギヤ８４の回転を許可し、サンギヤ８３の動力をキャリア８１に伝達させないようにする。これにより、エンジン２が停止している状態であっても、モータジェネレータ２０をモータ動作させることにより、コンプレッサ３０の動作を継続させることができる。

また、アイドルストップ等が終了し、再びエンジン２を始動する際は、ブレーキ８５を作動させ、内歯ギヤ８４の回転を拘束し、モータジェネレータ２０をモータ動作させる。すると、モータジェネレータ２０の動力がサンギヤ８３、キャリア８１、リングギヤ１４を介してクランクシャフト９に伝達される。これにより、エンジン２を始動することができる。

モータジェネレータ２０をモータ動作させ、エンジン２を始動する際、プラネタリギヤ８０は減速側で作用する。これにより、モータジェネレータ２０の負荷を低く抑えることが可能となり、モータジェネレータ２０の体格を小さくすることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を図６に基づいて説明する。なお、第１の実施形態と同一機能物および同一処理は、同一符号を付す。ここでは、第１の実施形態と相違する特徴点のみを説明する。図６は、本発明の第４の実施形態によるエンジンユニットの側面図である。

この実施形態の特徴は、第２、第３の実施形態で設けられている電磁クラッチ７０およびプラネタリギヤ８０、ブレーキ８５をリングコーン式無段変速機（以下、省略して変速機という）９０としたところにある。図６に示すように、この変速機９０は、周知の変速機であり、変速比を無段階に変化させることが可能なことは勿論のこと、変速比を０（ゼロ）とすることも可能な変速機である。

変速機９０の入力軸側は、中間第２ギヤ５０が接続されている。この中間第２ギヤ５０は、クランクシャフト９に接続されているリングギヤ１４と、常時噛合っている。そして、変速機９０の出力軸側は、モータジェネレータ２０のギヤ２１と接続されている。このギヤ２１は、チェーン４１を介してコンプレッサ３０のギヤ３１と接続されている。変速機９０を操作し、変速比を０（ゼロ）とすることにより、クランクシャフト９と各補機２０、３０の動力の伝達をクラッチ機構なしに遮断することが可能となる。

このように、各補機２０、３０とクランクシャフト９との間に動力の伝達経路を構成することにより、次に述べる動作が行えるようになる。

（エンジン動作時）
モータジェネレータ２０を発電動作させ、コンプレッサ３０を作動させる場合は、変速機９０の出力側の回転数が、入力側の回転数よりも高く、かつ各補機２０、３０が高効率で運転することができる回転数となるように変速比を操作する。これにより、エンジン２の運転状態が変化し、クランクシャフト９が低回転で駆動していたり、回転数が変動していたりしても各補機２０、３０を高回転で、かつ、運転効率が高い回転数で運転させることができる。結果、各補機２０、３０の体格を小さくすることが可能となり、エンジンユニット４を小型化することができる。また、変速比を無段階に変速しているので、多段階で変速する形式の変速機よりも、各補機２０、３０の回転数を、運転効率が高い回転数に精度よく合わせることができる。

燃料噴射量を学習制御する場合は、変速機９０の変速比を０（ゼロ）にする操作を行う。すると、クランクシャフト９とギヤ２１との動力の伝達は遮断される。これにより、第２の実施形態で説明したように、エンジン２にかかる各補機２０、３０の駆動負荷を容易に切離すことが可能となる。結果、エンジン２は、精度の高い燃料噴射量の学習制御を実施することができる。

（エンジン停止時）
アイドルストップ等でエンジン２が停止すると、各補機２０、３０の動作は停止してしまうので、制御装置は、モータジェネレータ２０をモータ動作させる。モータジェネレータ２０のギヤ２１は、コンプレッサ３０のギヤ３１とチェーン４１で接続されているので、モータジェネレータ２０の動力は、コンプレッサ３０に伝達される。

このとき、変速機９０の変速比は０（ゼロ）に操作し、モータジェネレータ２０のギヤ２１の動力を中間第２ギヤ５０に伝達させないようにする。これにより、エンジン２が停止している状態であっても、モータジェネレータ２０をモータ動作させることにより、コンプレッサ３０の動作を継続させることができる。

また、アイドルストップ等が終了し、再びエンジン２を始動する際は、変速機９０を、クランクシャフト９がスタート可能な回転数となるような変速比となるように操作し、モータジェネレータ２０をモータ動作させる。すると、モータジェネレータ２０の動力が変速機９０、中間第２ギヤ５０、リングギヤ１４を介してクランクシャフト９に伝達される。これにより、エンジン２を始動することができる。

本実施形態では、変速機としてリングコーン式無段変速機９０を採用した例で説明したが、リングコーン式無段変速機９０にかえてベルト式無段変速機やハーフトロイダル式無段変速機を使用しても良い。これによっても、各補機２０、３０の体格を小型化できるので、少なくともエンジンユニット４を小型化することができる。

しかしながら、これらの変速機は変速比を０（ゼロ）とすることができないので、クランクシャフト９とギヤ２１との動力の伝達を遮断することができず、エンジン停止時にコンプレッサ３０等を駆動させたり、精度の高い燃料噴射量の学習制御を行ったりすることができない。コンプレッサ３０を駆動させたいまたは、精度の高い学習制御を行いたい場合は、クランクシャフト９とギヤ２１との動力の伝達を遮断することが可能な、電磁クラッチ７０やプラネタリギヤ８０およびブレーキ８５等のクラッチ機構を設ける必要がある。

本発明の第１の実施形態によるエンジンユニットをエンジンルームに設置した状態を示す平面図である。 図１のエンジンユニットの正面図である。 図２のエンジンユニットの側面図である。 本発明の第２の実施形態によるエンジンユニットの側面図である。 本発明の第３の実施形態によるエンジンユニットの側面図である。 本発明の第４の実施形態によるエンジンユニットの側面図である。

符号の説明

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
３ トランスミッション（変速装置）
４ エンジンユニット
５ エンジンルーム
６ 車軸
７ 前輪
８ 空間
９ クランクシャフト
１０ シリンダヘッド
１１ シリンダブロック
１２ クランクケース
１３ 端面（第１の側面）
１４ リングギヤ
１５ フライホイール
１６ 上面（変速装置の側面）
２０ モータジェネレータ（第１の補機）
２１ ギヤ（モータジェネレータの）
３０ エアコン用コンプレッサ（第２の補機）
３１ ギヤ（コンプレッサの）
４０ 中間第１ギヤ（第１の動力伝達手段）
４１ チェーン
５０ 中間第２ギヤ（第２の動力伝達手段）
６０ ワンウェイクラッチ（動力断続機構）
７０ 電磁クラッチ（動力断続機構）
７１ 電磁コイル
７２ ベアリング
８０ プラネタリギヤ（動力断続機構、遊星歯車機構）
８１ プラネタリキャリア
８２ ピニオンギヤ
８３ サンギヤ
８４ 内歯ギヤ
８５ ブレーキ（動力断続機構、係合機構）
９０ リングコーン式無段変速機（動力断続機構）

Claims (11)

1. クランク軸を有する内燃機関と、
   前記内燃機関の第１の側面に接続されている変速装置と、
   前記第１の側面と前記変速装置の側面とを有する空間に、第１の補機と第２の補機とが設けられている内燃機関の補機取付け構造であって、
   前記第１の補機は、少なくとも動力を発生することが可能な補機であり、
   前記空間には、
   前記第１の補機と前記第２の補機との間の動力の伝達が可能な第１の動力伝達手段と、
   前記クランク軸の動力を前記第１の動力伝達手段または前記第１の補機または前記第２の補機のいずれかに伝達が可能な第２の動力伝達手段と、が設けられており、
   前記第２の動力伝達手段は、動力の伝達を断続する動力断続機構を備えていることを特徴とする内燃機関の補機取付け構造。
2. 前記動力断続機構は、
   少なくとも前記クランク軸からの前記第１の動力伝達手段または前記第１の補機または前記第２の補機への動力の伝達を許可し、
   前記第１の動力伝達手段または前記第１の補機または前記第２の補機から前記クランク軸への動力の伝達を不許可とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の補機取付け構造。
3. 前記動力断続機構は、一方向クラッチであることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機取付け構造。
4. 前記動力断続機構は、電磁クラッチであることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機取付け構造。
5. 前記動力断続機構は、遊星歯車機構と該遊星歯車機構を制御する係合機構とからなっていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の補機取付け構造。
6. 前記第２の動力伝達手段は、前記動力断続機構と、変速比を変化させることが可能な第１の変速機構とを備えていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の補機取付け構造。
7. 前記第１の変速機構は、無段変速機構であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の補機取付け構造。
8. 前記動力断続機構は、リングコーン式の無段変速機構であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の補機取付け構造。
9. 前記第１の補機は、動力および電力を発生することが可能な回転電機であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の内燃機関の補機取付け構造。
10. クランク軸を有する内燃機関と、
    前記内燃機関の第１の側面に接続されている変速装置と、
    前記第１の側面と前記変速装置の側面とを有する空間に、第１の補機と第２の補機とが設けられている内燃機関の補機取付け構造であって、
    前記第１の補機と前記第２の補機とは、前記クランク軸の動力を駆動源としており、
    前記第１の補機と前記第２の補機とに、前記クランク軸の動力を伝達することが可能な第３の動力伝達手段を備え、
    前記第３の動力伝達手段は、変速比を変化させることが可能な第２の変速機構を備えていることを特徴とする内燃機関の補機取付け構造。
11. 前記第２の変速機構は、無段変速機であることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関の補機取付け構造。

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