JP2011017393A

JP2011017393A - ベルト伝動システム

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Publication number: JP2011017393A
Application number: JP2009162782A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Okuda; 一眞奥田; Yohei Maruyama; 陽平丸山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: JP5317867B2

Abstract

【課題】エンジンの始動後であっても伝達効率の低下を抑制することができるベルト伝動システムを提供する。
【解決手段】エンジン１に始動用動力を伝達するモータジェネレータ２のモータプーリ５と、モータジェネレータ２の始動用動力をエンジン１に伝達するとともにエンジン１の回転動力をモータプーリ５に伝達するクランクプーリ４と、モータプーリ５とクランクプーリ４に巻き掛けられた無端状のベルト６と、収縮と拡張に伴ってベルト６に張力を付与するベルト張力調整装置７と、を備えたベルト伝動システム１０Ａ、１０Ｂであって、ベルト張力調整装置７は、エンジン１が駆動している際に張り側となるスパンに配置され、モータジェネレータ２を発電機として用いる際に、ベルト張力調整装置７の収縮を抑制する収縮抑制装置１２を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンの始動時、及びエンジンによる補機駆動時の回転力をベルトによって伝達するベルト伝動システムに関する。

この種の従来技術として、エンジンのクランク軸に取り付けられたクランクプーリと、エンジンの周辺に配された各補機にそれぞれ取り付けられたプーリと、始動兼発電電動機（以下、モータジェネレータと呼ぶ。）に取り付けられたプーリとをベルトで連結して、このモータジェネレータによりベルトを介してエンジンを始動させるとともに、エンジン始動後はエンジンによってベルトを介して各補機を駆動するベルト伝動システムが知られている（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載のベルト伝動システム１００においては、図２３に示すように、モータジェネレータによってエンジンを始動する時に、エンジンのプーリ１０１とモータジェネレータのプーリ１０２に対しベルト１０３に生じる緩みが最大となるベルト最緩み側のスパンにベルト張力を調整する張力調整装置１０４を配置し、エンジンによってその他の補機を駆動する時に、エンジンのプーリ１０１と張力調整装置１０４のプーリ１０５との間でベルト１０３の張り側となるスパンにその他の補機プーリ１０６を配置している。

特許第３１９５２８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のベルト伝動システム１００は、エンジンの始動時には有効であるが、エンジンの始動後、エンジンの動力によりモータジェネレータを発電機として用いる場合には、張力調整装置１０４がベルト張り側に位置するため張力調整装置１０４がベルト１０３により押し縮められて伝達効率が低下するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジンの始動後であっても伝達効率の低下を抑制することができるベルト伝動システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
エンジン（例えば、後述の実施形態のエンジン１）に始動用動力を伝達する電動発電機（例えば、後述の実施形態のモータジェネレータ２）の電動発電機プーリ（例えば、後述の実施形態のモータプーリ５）と、
前記電動発電機の始動用動力を前記エンジンに伝達するとともに前記エンジンの回転動力を前記電動発電機プーリに伝達するエンジンプーリ（例えば、後述の実施形態のクランクプーリ４）と、
前記電動発電機プーリと前記エンジンプーリに巻き掛けられた無端状のベルト（例えば、後述の実施形態のベルト６）と、
収縮と拡張に伴って前記ベルトに張力を付与するベルト張力調整装置（例えば、後述の実施形態のベルト張力調整装置７）と、を備えたベルト伝動システム（例えば、後述の実施形態のベルト伝動システム１０Ａ、１０Ｂ）であって、
前記ベルト張力調整装置は、前記エンジンが駆動している際に張り側となるスパンに配置され、前記電動発電機を発電機として用いる際に、前記ベルト張力調整装置の収縮を抑制する収縮抑制装置（例えば、後述の実施形態の収縮抑制装置１２）を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、
前記ベルトを介して伝達される前記エンジンプーリからの動力を補機に伝達する補機プーリ（例えば、後述の実施形態の補機プーリ１１）をさらに有し、
前記ベルト張力調整装置は、前記電動発電機プーリと前記補機プーリとの間に配置されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクに応じて作動することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成に加えて、
前記電動発電機の発電が、前記収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間を経過した後に行なわれることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加えて、
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクが所定負荷トルク（例えば、後述の実施形態の閾値、閾値１）より低い場合は作動せず、前記所定負荷トルクより高い場合に作動するように構成され、
前記電動発電機への発電要求が、前記所定負荷トルクより低い負荷トルクから高い負荷トルクへ変更された場合は、前記収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間は負荷トルクをキャンセルし、前記所定時間経過後前記電動発電機による発電を高い負荷トルクへ変更させることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加えて、
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクが所定負荷トルクより低い場合は作動せず、前記所定負荷トルクより高い場合に作動するように構成され、
前記電動発電機への発電要求が、前記所定負荷トルクより低い負荷トルクから高い負荷トルクへ変更された場合は、前記収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間は前記電動発電機を力行駆動させ、前記所定時間経過後に前記電動発電機による発電を高い負荷トルクへ変更させることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項３〜６のいずれか１項に記載の構成に加えて、
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクが所定負荷トルクより低い場合は作動せず、前記所定負荷トルクより高い場合に作動するように構成され、
前記所定負荷トルクにヒステリシスを設けたことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項に記載の構成に加えて、
前記電動発電機は該電動発電機のコイル温度を検出するコイル温度検出部を有し、
前記所定時間は、前記コイル温度に応じて補正されることを特徴とする。

請求項１及び２に記載の発明によれば、ベルト張力調整装置は、エンジンが駆動している際に張り側となるスパン、即ち電動発電機によるエンジン始動時の緩み側となるスパンに配置されるので、ベルト張力調整装置を低い張力に設定することができ、各軸の軸受やベルトに掛かる負荷を小さくすることができる。
また、電動発電機を発電機として用いる際に、ベルト張力調整装置が配置されている側が張り側になるが、ベルト張力調整装置の収縮を抑制する収縮抑制装置を備えるので、電動発電機が発電するときベルトが張ることによりベルト張力調整装置が押し縮められて伝達効率が低下することを抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、収縮抑制装置の作動時間を短縮することができ、省電力化を図ることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、電動発電機の発電は、収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間を経過した後に行なわれるので、収縮抑制装置が開弁状態から閉弁状態に移行する間に発電が開始するのを防止することができ、ベルトに適切な張力が付与された状態で発電することで発電効率を向上させることができる。

さらに、請求項５に記載の発明によれば、電動発電機への発電要求が、所定負荷トルクより低い負荷トルクから高い負荷トルクへ変更された場合は、収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間は負荷トルクをキャンセルするので、発電負荷による張力増加に起因するベルト張力調整装置の収縮を復元させベルト張力を回復させることができる。そして、所定時間経過後に電動発電機による発電を高い負荷トルクへ変更させるので、ベルト張力が高まった後に発電負荷が加わり動力伝達がより確実に行なわれる。

さらに、請求項６に記載の発明によれば、電動発電機への発電要求が、所定負荷トルクより低い負荷トルクから高い負荷トルクへ変更された場合は、収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間は電動発電機を力行駆動させるので、発電負荷による張力低下に起因するベルト張力調整装置の収縮が復元し、さらに力行駆動により積極的にベルト張力調整装置が伸張されベルト張力を高くすることができる。そして、所定時間経過後に電動発電機による発電を高い負荷トルクへ変更させるので、ベルト張力が高まった後に発電負荷が加わり動力伝達がより確実に行なわれる。

さらに、請求項７に記載の発明によれば、所定負荷トルクにヒステリシスを設けたので、発電要求が閾値付近にあるときに車体電装負荷変化などに伴って収縮抑制装置の作動が繰り返し行なわれることを防止することができる。これにより、各軸の軸受やベルトに掛かる負荷を小さくし、且つ、ドライバビリティの悪化を最低限に抑えることができる。

さらに、請求項８に記載の発明によれば、電動発電機は電動発電機のコイル温度を検出するコイル温度検出部を有し、所定時間がコイル温度に応じて補正されるので、電動発電機の応答遅れによる影響を最小限に留めることができる。これにより、回生をとりきることができ、また、空走時間も最低限にすることによりドライバビリティへの影響を抑えることができる。

本発明のベルト伝動システムの一例を示す模式図である。本発明のベルト伝動システムの他の例を示す模式図である。ベルト張力調整装置の作動を説明するベルト張力調整装置の断面図である。発電負荷トルクの水準分けを説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。ヒステリシスを説明するグラフである。なまし制御を説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御の一例を説明するグラフである。コイル温度と、遅れ時間、ゼロ発電時間、力行駆動時間との関係を示すグラフである。コイル温度と、遅れ時間、ゼロ発電時間、力行駆動時間との関係を示すグラフである。図５における制御において、（ａ）はコイル温度が高い場合を示すグラフであり、（ｂ）はコイル温度が低い場合を示すグラフである。図６における制御において、（ａ）はコイル温度が高い場合を示すグラフであり、（ｂ）はコイル温度が低い場合を示すグラフである。図７における制御において、（ａ）はコイル温度が高い場合を示すグラフであり、（ｂ）はコイル温度が低い場合を示すグラフである。図８における制御において、（ａ）はコイル温度が高い場合を示すグラフであり、（ｂ）はコイル温度が低い場合を示すグラフである。ベルト張力調整装置と電動発電機の制御フローを示すフロー図である。目標発電トルク演算のフロー図である。特許文献１のベルト伝動システムの一例を示す模式図である。

以下、本発明のベルト伝動システムの一実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は本発明のベルト伝動システムの一例を示す模式図である。
本実施形態のベルト伝動システム１０Ａは、エンジン１と、エンジン１に始動用動力を伝達するモータジェネレータ２を備える動力伝達装置３Ａに用いられ、エンジン１のクランク軸に取り付けられたクランクプーリ４とモータジェネレータ２に取り付けられたモータプーリ５に無端状のベルト６が巻き掛けられてクランクプーリ４とモータプーリ５との間にベルト張力調整装置７（図中、テンショナと呼ぶ。）のテンショナプーリ８が設けられている。ベルト張力調整装置７は、モータジェネレータ２がエンジン１を始動する際の緩み側となるスパン、言い換えると、エンジン１が駆動してモータジェネレータ２が発電する際の張り側となるスパンに配設されている。

図２は本発明のベルト伝動システムの他の例を示す模式図である。
本実施形態のベルト伝動システム１０Ｂは、エンジン１と、エンジン１に始動用動力を伝達するモータジェネレータ２と、少なくとも１つ以上の補機９（例えば、オイルポンプ、空調装置のコンプレッサなど）を備える動力伝達装置３Ｂに用いられ、エンジン１のクランク軸に取り付けられたクランクプーリ４とモータジェネレータ２に取り付けられたモータプーリ５と補機９に取り付けられた補機プーリ１１に無端状のベルト６が巻き掛けられてモータプーリ５と補機プーリ１１の間にベルト張力調整装置７のテンショナプーリ８が設けられている。ベルト張力調整装置７は、モータジェネレータ２がエンジン１を始動する際に緩み側となるスパン、言い換えると、エンジン１が駆動してモータジェネレータ２が発電する際の張り側となるスパンに配設されている。なお、ベルト伝動システム１０Ａ，１０Ｂが用いられる動力伝達装置３Ａ、３Ｂは、電子制御ユニットを備えており、ベルト張力調整装置７の作動を制御するとともに、モータコントローラおよびインバータを介してモータジェネレータ２の作動を制御している。

次にこのベルト伝動システム１０Ａ、１０Ｂのベルト張力調整装置７について説明する。
図３に示すように、ベルト張力調整装置７の本体７０は、互いに対向配置された第１ハウジング７１と第２ハウジング７２とを伸縮自在なベローズ７３で直列に接続したもので、第１ハウジング７１の中心に一体又は別体に形成されたピストン７４が第２ハウジング７２の中心に一体又は別体で形成されたシリンダ７５に摺動自在に嵌合する。ピストン７４には軸方向に貫通する第１連通路Ｐ１が形成されており、この第１連通路Ｐ１の下端に絞り７４ａが形成される。

第１ハウジング７１および第２ハウジング７２は、その内部に収納したスプリング７６によって相互に離反する方向、つまり本体７０が伸長する方向に付勢されており、本体７０の伸長によりテンショナプーリ８がベルト６に張力を付与するようになっている

ピストン７４およびシリンダ７５間に区画された第１液室７７と、第１ハウジング７１、第２ハウジング７２およびベローズ７３間に区画された第２液室７８とが、ピストン７４内を軸方向に貫通する第１連通路Ｐ１と第２ハウジング７２に形成した第２連通路Ｐ２を介して接続されており、第１液室７７の全部および第２液室７８の下部に液体が封入される。本体７０が収縮すると第１液室７７の容積が縮小し、本体７０が伸長すると第１液室７７の容積が拡大する。

第１液室７７が第２連通路Ｐ２に連通する部分にチェックバルブ７９が設けられる。チェックバルブ７９は、シリンダ７５の下端に固定された弁座８０と、この弁座８０に上方から着座可能なボールよりなる弁体８１とで構成されるもので、第１液室７７から第２液室７８への液体の移動を阻止し、第２液室７８から第１液室７７への液体の移動を許容するように機能する。

図３から明らかなように、第１ハウジング７１の側面にはアクチュエータ９が設けられており、このアクチュエータ９によって第１ハウジング７１の内部に設けた制御バルブ８４が開閉制御される。このアクチュエータ９と制御バルブ８４により収縮抑制装置１２が構成される。アクチュエータ９はアクチュエータハウジング９２の内部に収納されたソレノイド９３と、ソレノイド９３により作動するアマチュア９４と、アマチュア９４を右向きに付勢するスプリング９５とからなる。アマチュア９４に固定された弁体８５が弁座８６に着座可能に対向する。この弁体８５および弁座８６によって制御バルブ８４が構成される。

次に、上記構成を備えた本発明のベルト張力調整装置７の作用を説明する。
先ず、車両の停止時は、収縮抑制装置１２のアクチュエータ９のソレノイド９３は消磁状態にあり、アマチュア９４がスプリング９５の弾発力で右動して弁体８５が弁座８６から離反することで、制御バルブ８４は開弁状態となっている。この状態から、エンジン１を始動すべくモータジェネレータ２を駆動してモータプーリ５をクランクプーリ４が図中矢印で示す方向に回転するように回転させると（図１、２参照）、ベルト張力調整装置７の位置でベルト６の張力が急減するが、チェックバルブ７９が第２液室７８から第１液室７７への液体の移動を許容するので第２連通路Ｐ２を介して第１液室７７の容積が拡大しベルト張力調整装置７が伸長する。これによりベルト６に張力が付与され、エンジン１を始動することができる。

そして、エンジン１の通常の運転時にも収縮抑制装置１２のアクチュエータ９のソレノイド９３は消磁状態にあり、制御バルブ８４は開弁状態となっている。従って、車両の加減速に応じてベルト張力調整装置７は、ベルト６の張力が減少するとチェックバルブ７９が第２液室７８から第１液室７７への液体の移動を許容するので、スプリング７６の付勢力で第１液室７７の容積が拡大し第２連通路Ｐ２を介して第２液室７８から第１液室７７に液体が移動する。このときベルト張力調整装置７が伸長し、ベルト６に張力が付与される。一方、ベルト６の張力が増加するとチェックバルブ７９が第１液室７７から第２液室７８への液体の移動を遮断するが、制御バルブ８４が第２液室７８から第１液室７７への液体の移動を許容するので、スプリング７６の付勢力に抗して第１液室７７の容積が縮小する。このとき、第１液室７７の液体はピストン７４の絞り７４ａ、第２連通路Ｐ２、開弁した制御バルブ８４を介して第２液室７８に流入し、ベルト６の張力の増加が抑制される。その際に液体がピストン７４の絞り７４ａを通過することで減衰力が発生する。

このように、ベルト６の張力が増減すると、それを補償するようにベルト張力調整装置７の本体７０が伸縮することにより、ベルト６の張力を略一定に保持して安定した動力伝達を可能にすることができる。

ところで、ベルト張力調整装置７の本体７０が伸縮してベルト６の張力調整機能を発揮しているとき、モータジェネレータ２を発電機として駆動すると、ベルト張力調整装置７の位置でベルト６の張力が急増する。このとき、その絞り７４ａにおいて発生する液体の流通抵抗だけでは本体７０が容易に収縮してしまい、モータジェネレータ２の発電に伴う大きな負荷でベルト６にスリップが発生する虞がある。

ここで、本実施形態では、モータジェネレータ２の負荷トルクに応じて収縮抑制装置１２のアクチュエータ９のソレノイド９３を励磁させて制御バルブ８４を閉弁状態にする。これにより、モータジェネレータ２の発電に伴ってベルト６の張力が一時的に増加しても、本体７０を一時的に収縮抑制することでベルト張力調整装置７が押し縮められることがなく、ベルト６の張力を維持してスリップを未然に防止することができ、エンジン１からモータジェネレータ２への動力伝達を安定させることができる。

このとき、図４に示すように、発電負荷トルクに閾値を設けて高水準側と低水準側に分けて、モータジェネレータ２の発電負荷トルクが低水準側にあるときには、制御バルブ８４の開弁状態を維持し、モータジェネレータ２の発電負荷トルクが閾値を越えて低水準側から高水準側に移行すると同時にアクチュエータ９のソレノイド９３を励磁させて制御バルブ８４を閉弁状態にしてもよい。モータジェネレータ２の発電負荷トルクが低水準側ではベルト６の張力増加が比較的少なくスリップの発生が少ないため、モータジェネレータ２の発電時にも本体７０が押し縮められることなくベルト張力が維持される。これにより、発電時の駆動力伝達が確実に行なわれるとともに、ソレノイド９３の省電力化を図ることができる。

図５〜図９、１２〜１４は、本体７０の収縮抑制とモータジェネレータ２の発電を発電要求に応じて制御する制御方法を示している。
図５は、電子制御ユニットからの発電要求から所定の時間遅れを設け、電子制御ユニットからの発電要求から所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を開始する場合を示している。このとき収縮抑制装置１２は、発電要求と同時に発電開始に先行して流路を遮断（収縮抑制実施）する。これにより、アクチュエータ９のソレノイド９３を励磁させて制御バルブ８４が開弁状態から閉弁状態に移行する間に発電を開始するのを防止することができ、本体７０の収縮を防止しベルト６に適切な張力が付与された状態で発電を行なうことで発電効率を向上させることができる。

図６は、発電負荷トルクが閾値より低い低水準側で発電している最中に電子制御ユニットから低水準側から高水準側に閾値を跨ぐ発電要求があったときに、発電要求から所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を高水準側に移行する場合を示している。このとき収縮抑制装置１２は、発電要求と同時に流路を遮断（収縮抑制実施）する。これにより、本体７０が押し縮められることを防止しベルト６に適切な張力が付与された状態で発電を行なうことで発電効率を向上させるとともにソレノイド９３の省電力化を図ることができる。

図７は、発電負荷トルクが閾値より低い低水準側で発電している最中に電子制御ユニットから低水準側から高水準側に閾値を跨ぐ発電要求があったときに、発電要求から所定時間は、発電負荷トルクをキャンセル（ゼロ発電）し、所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を高水準側に移行する場合を示している。このとき収縮抑制装置１２は、発電要求と同時に流路を遮断（収縮抑制実施）する。発電負荷トルクを一度キャンセルすることで、ベルト張力調整装置７の位置でベルト６の張力が低減し、それにより本体７０が伸長する。そして制御バルブ８４を予め閉弁状態にしておくことでさらに本体７０の伸張が維持され、この状態でモータジェネレータ２が発電することで発電効率を向上させることができる。

図８は、発電負荷トルクが閾値より低い低水準側で発電している最中に電子制御ユニットから低水準側から高水準側に閾値を跨ぐ発電要求があったときに、発電要求から所定時間は、モータジェネレータ２を力行駆動し、所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を高水準側に移行する場合を示している。このとき収縮抑制装置１２は、発電要求と同時に流路を遮断（収縮抑制実施）する。モータジェネレータ２を一度力行駆動することで、ベルト張力調整装置７の位置でベルト６の張力がさらに低減し、それにより本体７０が伸張する。そして制御バルブ８４を予め閉弁状態にしておくことでさらに本体７０の伸張が維持され、この状態でモータジェネレータ２が発電することで発電効率を向上させることができる。

図９は、ゼロから高水準側に閾値１を跨ぐ発電要求があったときに、所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を開始し、以降発電負荷トルクを発電要求に追従させる場合を示している。
ここで、図９、図１２〜１４において、閾値１は図４で説明した発電負荷トルクが低水準側から高水準側に移行する際の閾値であり、閾値２は反対に発電負荷トルクが高水準側から低水準側に移行する際の閾値であり、閾値１と閾値２にはヒステリシスが設けてある。そして、収縮抑制装置１２は、発電要求が閾値１を低水準側から高水準側に跨ぐと同時に本体１０の収縮を抑制するため流路を遮断（収縮抑制実施）し、発電要求２を高水準側から低水準側に跨ぐと同時に本体１０の収縮を許容するため流路を開放している。

ここで、図１０を参照してヒステリシスを設ける意義について説明すると、発電要求が閾値１を低水準側から高水準側に跨いだ後、閾値２を高水準側から低水準側に跨ぐ間に、閾値１を高水準側から低水準側に跨ぐが閾値２を跨がずに再度閾値１を低水準側から高水準側に跨ぐ場合、ヒステリシスがなければ、収縮抑制装置１２は遮断・開放を２度繰り返すことになる。しかしながら、閾値１と閾値２との間にヒステリシスを設けることで、発電要求が閾値１を跨いでから閾値２を跨ぐまでの間、収縮抑制装置１２は収縮を抑制し続ける。これにより、発電要求が閾値付近にあるときの車体電装負荷変化などに伴って収縮抑制装置１２の遮断・開放が繰り返し行なわれることを防止することができる。これにより、各軸の軸受やベルト６に掛かる負荷を小さくし、且つ、ドライバビリティの悪化を最低限に抑えることができる。

また、図９においては、発電負荷トルクが負荷されていない状態から所定の時間遅れ後にモータジェネレータ２の発電を発電要求まで上げる際に、発電指令に対しなまし制御を行って実発電指令を発している。

図１１は、なまし制御を説明するグラフである。
図１１に示すように、発電指令がステップ状に変化したとき、これに即座に追従するように制御するとドライバビリティーが悪化する。このため、モータジェネレータ２の発電負荷トルクを発電要求まで上げる際及び発電要求まで下げる際に、発電要求にゆっくり追従するようになまし制御を行なうことにより、乗員に不快な慣性力がかかるのを抑制し、ドライバビリティを向上させることができる。

図１２は、発電要求がゼロから高水準側に閾値１を跨ぐときに、モータジェネレータ２の発電負荷トルクを閾値１までは発電要求に追従させ、閾値１で所定時間発電負荷トルクを維持し、所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を高水準側に移行し、以降発電負荷トルクを発電要求に追従させる場合を示している。この場合にも、閾値１で所定時間だけ発電負荷トルクを維持することで、アクチュエータ９のソレノイド９３を励磁させて制御バルブ８４が開弁状態から閉弁状態に移行する間に高水準側で発電を開始するのを防止することができ、本体７０の収縮を防止しベルト６に適切な張力が付与された状態で高水準側の発電を行なうことで発電効率を向上させることができる。なお、高水準側への移行時には、上述のなまし制御を行なっている。

図１３は、発電要求がゼロから高水準側に閾値１を跨ぐときに、モータジェネレータ２の発電負荷トルクが閾値１までは発電要求に追従させ、閾値１に到達後、発電負荷トルクを所定時間キャンセル（ゼロ発電）し、所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を高水準に移行し、以降発電負荷トルクを発電要求に追従させる場合を示している。この場合にも、図７で説明したように、閾値１に到達後、発電負荷トルクを一度キャンセルすることで、より大きなベルト張力が付与される。この状態で制御バルブ８４を閉弁状態にしてモータジェネレータ２で発電することで、発電効率を向上させることができる。なお、閾値１に到達後、発電負荷トルクを一度キャンセルする時及びキャンセル後発電負荷トルクを高水準側へ移行する時には、上述のなまし制御を行なっている。

図１４は、発電要求がゼロから高水準側に閾値１を跨ぐときに、モータジェネレータ２の発電負荷トルクが閾値１までは発電要求に追従させ、閾値１に到達後、モータジェネレータ２を力行駆動し、所定時間経過後にモータジェネレータ２の発電を高水準に移行し、以降発電負荷トルクを発電要求に追従させる場合を示している。この場合にも、図８で説明したように、閾値１に到達後、モータジェネレータ２を力行駆動することで、さらに大きなベルト張力が付与される。この状態で制御バルブ８４を閉弁状態にしてモータジェネレータ２で発電することで、発電効率をさらに向上させることができる。なお、閾値１に到達後、モータジェネレータ２を力行駆動する時及び力行駆動後発電負荷トルクを高水準側へ移行する時には、上述のなまし制御を行なっている。

ここで、図５〜図９、図１２〜図１４における時間遅れ、ゼロ発電時間、力行駆動時間は、モータジェネレータ２のコイル温度を検出するコイル温度検出部（不図示）からの検出値に応じて補正することが好ましい。例えば、図１５に示すようにコイル温度に所定の閾値を設け、閾値より低温側であればこれら時間遅れ、ゼロ発電時間、力行駆動時間を長い所定時間を割り当て、閾値より高温側であれば短い所定時間を割り当てたり、図１６に示すように、予めマップを用意しておいて、検出値に応じてこれらの時間遅れ、ゼロ発電時間、力行駆動時間を設定してもよい。

図１７（ａ）及び（ｂ）は、図５の場合の時間遅れをコイル温度に応じて補正したものであり、コイル温度が高ければ図１７（ａ）に示すように時間遅れを短くし、コイル温度が低ければ図１７（ｂ）に示すように時間遅れを長く設定している。同様に、図１８（ａ）及び（ｂ）は図６の場合の時間遅れをコイル温度に応じて補正したものであり、図１９（ａ）及び（ｂ）は図７の場合のゼロ発電時間をコイル温度に応じて補正したものであり、図２０（ａ）及び（ｂ）は図８の場合の力行駆動時間をコイル温度に応じて補正したものである。このようにコイル温度に応じて発電するタイミングをずらすことで回生をとりきることができ、また、空走時間も最低限にすることによりドライバビリティへの影響を抑えることができる。

次に、上記構成を備えた本発明のベルト張力調整装置７の図９、図１２〜１４における発電時制御フローについて図２１及び図２２を参照して説明する。なお、図２１及び２２においては、図１５及び図１６で説明したコイル温度に応じた時間補正を加味している。

先ず、図２１に示すステップＳ１０１においては、収縮抑制装置１２の流路遮断状態を確認する。ステップＳ１０１の結果、流路が遮断されていない、即ち制御バルブ８４が開弁状態であれば、ステップＳ１０２において指示発電トルクが閾値１より大きいか否かを検出する。その結果、指示発電トルクが閾値１以下であれば収縮抑制装置１２の流路遮断の禁止を継続し制御バルブ８４の開弁を維持する（ステップＳ１０３）。一方、ステップＳ１０１の結果、流路が遮断されている、即ち制御バルブ８４が閉弁状態であれば、指示発電トルクが閾値２より小さい否かを検出し（ステップＳ１０４）、指示発電トルクが閾値２より小さい場合、収縮抑制装置１２の流路遮断を禁止し制御バルブ８４を開弁させる（ステップＳ１０３）。一方、指示発電トルクが閾値２以上の場合には、収縮抑制装置１２の流路遮断を継続（ステップＳ１０５）し、目標発電トルクの演算を行なう（ステップＳ１０６）。また、ステップＳ１０２において指示発電トルクが閾値１より大きい場合にも、収縮抑制装置１２の流路を遮断し（ステップＳ１０７）、目標発電トルクの演算を行なう（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０３において、収縮抑制装置１２の流路遮断を禁止し制御バルブ８４を開弁させる又は収縮抑制装置１２の流路遮断を禁止を継続し制御バルブ８４の開弁を維持する場合には、目標発電トルクを発電指示トルクに設定する（ステップＳ１０９）。

続いて、ステップＳ１０６、及びステップＳ１０８における目標発電トルクの演算は、図２２に示すように、先ず時間遅れ、ゼロ発電時間、力行駆動時間を決定するタイマ設定値をコイル温度にて検索する（ステップＳ２０１）。続いてタイマ設定値に基づいてタイマカウントし（ステップＳ２０２）、所定時間経過したかどうかを検出する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３において所定時間が経過していれば発電指示トルクを目標発電トルクに設定する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０３において所定時間が経過していなければ時間遅れのみか否かを検出し（ステップＳ２０５）、時間遅れのみであれば直前の発電トルクを目標発電トルクに設定し（ステップＳ２０６）、ゼロ発電モードであれば（ステップＳ２０７）、ゼロトルクを目標発電トルクに設定し（ステップＳ２０８）、力行モードであれば駆動トルクを目標発電トルクに設定する（ステップＳ２０９）。

そして、図２１に戻って、ステップ１０６、１０８によって目標発電トルクを演算後、若しくは、ステップＳ１０９において発電指示トルクを目標発電トルクに設定した後、目標発電トルクになまし処理を行い発電トルク指令値（実発電指令）に設定する（ステップＳ１１０）。

以上、説明したように本実施形態のベルト伝動システム１０Ａ、１０Ｂによれば、ベルト張力調整装置７が、エンジン１が駆動している際に張り側となるスパン、即ちモータジェネレータ２によるエンジン始動時の緩み側となるスパンに位置するので、ベルト張力調整装置７を低い張力に設定することができ、各軸の軸受やベルト６に掛かる負荷を小さくすることができる。

また、モータジェネレータ２を発電機として用いる際に、ベルト張力調整装置７が配置されている側が張り側になるが、ベルト張力調整装置７の収縮を抑制する収縮抑制装置１２を備えるので、モータジェネレータ２が発電するときベルト６が張ることによりベルト張力調整装置７が押し縮められて伝達効率が低下することを抑制することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１エンジン
２モータジェネレータ（電動発電機）
４クランクプーリ（エンジンプーリ）
５モータプーリ（電動発電機プーリ）
６ベルト
７ベルト張力調整装置
１０Ａ、１０Ｂベルト伝動システム
１１補機プーリ
１２収縮抑制装置

Claims

エンジンに始動用動力を伝達する電動発電機の電動発電機プーリと、
前記電動発電機の始動用動力を前記エンジンに伝達するとともに前記エンジンの回転動力を前記電動発電機プーリに伝達するエンジンプーリと、
前記電動発電機プーリと前記エンジンプーリに巻き掛けられた無端状のベルトと、
収縮と拡張に伴って前記ベルトに張力を付与するベルト張力調整装置と、を備えたベルト伝動システムであって、
前記ベルト張力調整装置は、前記エンジンが駆動している際に張り側となるスパンに配置され、前記電動発電機を発電機として用いる際に、前記ベルト張力調整装置の収縮を抑制する収縮抑制装置を備えることを特徴とするベルト伝動システム。
前記ベルトを介して伝達される前記エンジンプーリからの動力を補機に伝達する補機プーリをさらに有し、
前記ベルト張力調整装置は、前記電動発電機プーリと前記補機プーリとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のベルト伝動システム。
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクに応じて作動することを特徴とする請求項１又は２に記載のベルト伝動システム。
前記電動発電機の発電は、前記収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間を経過した後に行なわれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベルト伝動システム。
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクが所定負荷トルクより低い場合は作動せず、前記所定負荷トルクより高い場合に作動するように構成され、
前記電動発電機への発電要求が、前記所定負荷トルクより低い負荷トルクから高い負荷トルクへ変更された場合は、前記収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間は負荷トルクをキャンセルし、前記所定時間経過後に前記電動発電機による発電を高い負荷トルクへ変更させることを特徴とする請求項３に記載のベルト伝動システム。
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクが所定負荷トルクより低い場合は作動せず、前記所定負荷トルクより高い場合に作動するように構成され、
前記電動発電機への発電要求が、前記所定負荷トルクより低い負荷トルクから高い負荷トルクへ変更された場合は、前記収縮抑制装置の収縮抑制実施から所定時間は前記電動発電機を力行駆動させ、前記所定時間経過後に前記電動発電機による発電を高い負荷トルクへ変更させることを特徴とする請求項３に記載のベルト伝動システム。
前記収縮抑制装置は、前記電動発電機による発電負荷トルクが所定負荷トルクより低い場合は作動せず、前記所定負荷トルクより高い場合に作動するように構成され、
前記所定負荷トルクにヒステリシスを設けたことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載のベルト伝動システム。
前記電動発電機は該電動発電機のコイル温度を検出するコイル温度検出部を有し、
前記所定時間は、前記コイル温度に応じて補正されることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のベルト伝動システム。