JP4707072B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用動力伝達装置、特に、アイドルストップが可能な車両用動力伝達装置に関する。

近年、停車時などにエンジンへの燃料の供給を停止してエンジンのアイドリング運転を停止するアイドリングストップ車や、走行中にエンジン駆動とモータ駆動とを適宜切り替えるハイブリッド車が普及してきている。このようなアイドリングストップ車やハイブリッド車において、エアコン用コンプレッサやウォータポンプなど、エンジンのクランク軸の回転に連動して動作する補機類をエンジン停止時にも動作状態に維持しておきたいとする要望がある。

そこで従来、エンジン停止時に補機類を駆動する際には、エンジンのクランク軸およびモータジェネレータの回転軸ならびに補機類の回転軸の間で回転を伝達する伝達部材からエンジンのクランク軸を分離するように構成した車両用動力伝達装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された車両用動力伝達装置は、図２５に示すように、エンジン１と、トランスミッション２と、モータおよび発電機として機能するモータジェネレータ３と、を備えている。エンジン１のクランク軸とモータジェネレータ３の回転軸とは、ベルト１０およびプーリ１１、１２を介して連結されている。また、モータジェネレータ３は、インバータ７を介してバッテリー６に接続されている。インバータ７は、バッテリー６からモータジェネレータ３に供給される電力を調整し、モータジェネレータ３を回転数可変に駆動する。

上記構成の車両用動力伝達装置では、モータジェネレータ３を駆動してエンジン１を始動させ、エンジン１が始動された後は、モータジェネレータ３を発電機として機能させている。インバータ７は、モータジェネレータ３で発電された電力をバッテリー６へ充電する。尚、インバータ７の動作はコントローラ９により制御されている。

エアコン用コンプレッサ４およびパワーステアリング用オイルポンプ５の回転軸は、ベルト１０およびプーリ１３、１４を介してエンジン１のクランク軸およびモータジェネレータ３の回転軸に連結されている。コンプレッサ４およびオイルポンプ５は、エンジン１の運転時にはエンジン１により駆動され、また、エンジン１の停止時にはモータジェネレータ３により駆動される。

そして、エンジン１のクランク軸とプーリ１１との間には電磁クラッチ８が介在しており、この電磁クラッチ８の断続はコントローラ９により制御されている。エンジン１の停止時にあってモータジェネレータ３によりコンプレッサ４およびオイルポンプ５を駆動する際には、電磁クラッチ８が切断され、ベルト１０からエンジン１のクランク軸が分離される。

特開平１１−１４７４２４号公報

上記特許文献１に開示されたような車両用動力伝達装置において、エンジンのクランク軸およびモータジェネレータの回転軸ならびに補機類の回転軸の間で回転を伝達する伝達部材からエンジンのクランク軸を分離するクラッチには、少なくとも下記（１）〜（４）の動作条件が要求される。
（１）モータジェネレータによるエンジン始動時に、エンジンのクランク軸を上記伝達部材に接続する。
（２）エンジン運転時にあってエンジンによりモータジェネレータおよび補機類を駆動する際に、エンジンのクランク軸を上記伝達部材に接続する。
（３）エンジンを停止させる際に、エンジンのクランク軸を上記伝達部材に接続する。
（４）エンジン停止時にあってモータジェネレータにより補機類を駆動する際に、エンジンのクランク軸を上記伝達部材から分離する。
尚、上記（３）の動作条件は、エンジンを停止させる際に、エンジンを瞬時に停止させて車両の共振ポイントを速やかに通過させるために、モータジェネレータおよび補機類を負荷としてエンジンを停止させるためのものである。

上記（１）〜（３）の動作条件によれば、エンジンとモータジェネレータとの間で駆動側と従動側とが適宜入れ替わる。そのため、クラッチは、どちらが駆動側となった場合でも接続可能であることが求められる。さらに上記（４）の動作条件によれば、クラッチは、少なくともモータジェネレータが駆動側となる回転方向に切断可能であることが求められる。

電磁クラッチは、その断続の設定自由度が高く、上記（１）〜（４）の動作条件を比較的容易に満足することができる。しかしながら、電磁クラッチでは、制御用のコントローラや電動アクチュエータが必要となる。これらのコントローラや電動アクチュエータを含めると、電磁クラッチは、そのサイズが大きくなり、また、コストも嵩む。特に、エンジンルームはスペースの制約が多く、サイズが大きいクラッチはエンジンルームへの搭載に支障をきたす。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でエンジン停止時にモータジェネレータにより補機類を駆動可能な車両用動力伝達装置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に記載の発明の車両用動力伝達装置（例えば、後述の実施形態の車両用動力伝達装置１００）は、
エンジン（例えば、後述の実施形態のエンジン１０２）と、
前記エンジンのクランク軸（例えば、後述の実施形態のクランク軸１０９）に連結されるクランクプーリ（例えば、後述の実施形態のクランクプーリ１２１）と、
モータジェネレータ（例えば、後述の実施形態のモータジェネレータ１０３）と、
前記モータジェネレータの入出力軸（例えば、後述の実施形態の入出力軸１１０）に連結され、かつ、前記モータジェネレータの入出力軸上に併設された第１のプーリ（例えば、後述の実施形態のクランク連結用プーリ１２３）及び第２のプーリ（例えば、後述の実施形態の補機駆動用プーリ１２４）とで構成されるモータジェネレータプーリ（例えば、後述の実施形態のモータジェネレータプーリ１２２）と、
補機（例えば、後述の実施形態のウォータポンプ１１１及び/又はエアコン用コンプレッサ１１２）と、
前記補機の入力軸（例えば、後述の実施形態のウォータポンプ１１１の入力軸１１７及び/又はエアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８）に連結される補機プーリ（例えば、後述の実施形態のウォータポンプ駆動用プーリ１２６及び/又はエアコン駆動用プーリ１２７）と、
少なくとも前記クランクプーリ及び前記第１のプーリとの間に第１の伝達部材（例えば、後述の実施形態のエンジンベルト１３０）を掛け回して動力を伝達する第１の動力伝達手段（例えば、後述の実施形態の第１の動力伝達手段１０４Ａ）と、
少なくとも前記第２のプーリ及び前記補機プーリとの間に第２の伝達部材（例えば、後述の実施形態の補機ベルト１３１）を掛け回して動力を伝達する第２の動力伝達手段（例えば、後述の実施形態の第２の動力伝達手段１０４Ｂ）と、を備えた車両用動力伝達装置であって、
前記第１のプーリは、前記モータジェネレータの入出力軸と相対回転可能に接続されており、前記第２のプーリは、前記モータジェネレータの入出力軸とに直結されており、
前記モータジェネレータプーリを構成する前記第１のプーリ及び第２のプーリ同士を接続または開放するクラッチ（例えば、後述の実施形態のクラッチ１０５）が前記モータジェネレータプーリの内部に設けられるとともに、
前記クラッチにおいて前記第１のプーリと前記第２のプーリの少なくともいずれか一方が駆動側のときに接続を禁止するように前記クラッチを切り替える切替手段（例えば、後述の実施形態の切替手段１３２）が前記モータジェネレータプーリの内部に設けられ、
前記第２のプーリは、前記第１のプーリ側に向かって軸方向に延出する延出部（例えば、後述の実施形態の延出部１２４ｂ）を備え、前記延出部は複数のカム面（例えば、後述の実施形態のカム面１４１）を備え、
前記第１のプーリの内径面（例えば、後述の実施形態の内径面１４５）と前記第２のプーリの前記延出部との間には空洞が形成され、
前記カム面と前記第１のプーリの内径面との間に回転体（例えば、後述の実施形態の回転体１５０）を保持する保持器（例えば、後述の実施形態の保持器１５１）が設けられ、 前記カム面と、前記第１のプーリの内径面と、前記保持器により前記クラッチを構成し、
前記クラッチを切り替える前記切替手段がアクチュエータ（例えば、後述の実施形態のアクチュエータ１８０）により構成され、
前記アクチュエータが前記モータジェネレータの入出力軸の内部に設けられ、 前記第１の伝達部材の外周側から前記第１の伝達部材に張力を付加するアイドルプーリ（例えば、後述の実施形態のアイドルプーリ１２５）とテンショナープーリ（例えば、後述の実施形態のテンショナープーリ１２８）とを備え、
前記アイドルプーリは、前記補機プーリと同軸上に、且つ、前記補機プーリと相対回転可能に配置され、
前記テンショナープーリは、前記第１の伝達部材に対し前記補機プーリと反対側に設けられ、
前記補機プーリは、前記補機の入力軸端部に向かって延出する補機プーリ延出部（例えば、後述の実施形態の延出部１２６ｂ）を備え、前記アイドルプーリは、前記補機プーリの前記補機プーリ延出部に軸受（例えば、後述の実施形態の軸受１３７）を介して支持され、
前記第１のプーリと前記第２のプーリは略同一径であり、前記補機プーリと前記アイドルプーリは略同一径であることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明の車両用動力伝達装置において、前記切替手段は、前記延出部の少なくとも一部と、前記少なくとも一部に対応する前記保持器の一部に、それぞれ軸方向に延びる溝（例えば、後述の実施形態の溝１４２、１５２）を設けると共に、前記延出部と前記保持器の両溝を移動可能な爪（例えば、後述の実施形態の爪１７０）を備え、
前記爪が、前記両溝に挿入されることで前記保持器の位置を固定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明の車両用動力伝達装置は、前記切替手段は前記回転体が前記カム面の中点位置（例えば、後述の実施形態の中点位置１４１ｃ）となるように前記爪が前記保持器の位置を固定することにより、前記第１のプーリと前記第２のプーリ同士の接続を禁止することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明の車両用動力伝達装置は、前記切替手段は前記回転体が前記カム面の中点位置よりいずれか一方に偏寄した位置（例えば、後述の実施形態の端部１４１ａ、１４１ｂ）となるように前記爪が前記保持器の位置を固定し、前記第１のプーリと前記第２のプーリのいずれか一方が駆動側のときに接続を禁止することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明の車両用動力伝達装置は、前記保持器の溝の周方向両端に前記爪の挿入を案内する案内傾斜面（例えば、後述の実施形態の案内傾斜面１５４）を備え、前記案内傾斜面と対応する前記爪の先端部の周方向両側には前記案内傾斜面に対応する傾斜面（例えば、後述の実施形態の傾斜面１７１）を備えたことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明の車両用動力伝達装置は、前記第１のプーリは、前記延出部の先端部と、前記第２のプーリの基部に設けられた２つの軸受（例えば、後述の実施形態の軸受１３５、１３６）によって前記第２のプーリに軸支されており、
前記第１のプーリは、径方向において第２のプーリの少なくとも一部とラップしていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明の車両用動力伝達装置によれば、電磁クラッチを用いずに、クラッチにより第１及び第２のプーリを接続することで、モータジェネレータでエンジンを始動することができ、エンジン始動後は、駆動側と従動側の関係が逆転し、モータジェネレータが発電し、アイドリングストップ中は、切替手段によって第１及び第２のプーリ同士の接続を禁止することで、補機のみを駆動させるという電磁クラッチを用いたときと同様の構成を達成することができる。また、クラッチをプーリ内部に収納することができるため、サイズを小さくすることができる。さらに、クラッチをローラクラッチで構成したことにより、簡易な構成とすることができ、アクチュエータをモータジェネレータの入出力軸に配置することで、第１及び第２のプーリの径を大きくすることなく、プーリ同士の接続・解放を行うことができる。
第１の伝達部材の外周側からアイドルプーリとテンショナープーリにより第１の伝達部材に張力を付加するので、第１の伝達部材を最短にすることができる。また、アイドルプーリを補機プーリと同軸上に軸方向位置をずらして配置することで、補機プーリとの干渉を避けて補機の入力軸をアイドルプーリの回転軸として兼用することができる。
また、アイドルプーリが補機プーリの延出部に軸受を介して支持されるので、簡単な構成で補機プーリとアイドルプーリが相対回転可能となる。
さらに、クラッチが締結し第１のプーリと第２のプーリが一体回転するとき補機プーリとアイドルプーリは同方向に回転し、第１のプーリと第２のプーリ、及び、補機プーリとアイドルプーリがそれぞれ同一径であればこれらに回転差が生じず、補機プーリとアイドルプーリ間に設けられた軸受における摩擦抵抗の発生を抑制することができる。

さらに、請求項２に記載の発明の車両用動力伝達装置によれば、カム面の一部を加工して軸方向に移動可能な爪により切替手段を構成したことで、別のクラッチを設けることなく簡易な構成とすることができる。

さらに、請求項３に記載の発明の車両用動力伝達装置によれば、簡易な構成でクラッチにおいて第１及び第２のプーリ同士の接続を禁止することができる。

さらに、請求項４に記載の発明の車両用動力伝達装置によれば、簡易な構成でクラッチにおいて第１のプーリと第２のプーリのいずれか一方が駆動側のときにのみ接続を禁止することができる。また、このいずれか一方の接続のみを禁止した状態で例え切替手段が故障した場合であっても、他方は接続されているためモータジェネレータを用いて発電することができる。

さらに、請求項５に記載の発明の車両用動力伝達装置によれば、保持器の溝に案内傾斜面を設け、爪にも傾斜面を設けたことで、爪を容易に保持器の溝に導入することができ、プーリ同士の接続・解放を容易に行うことができる。

さらに、請求項６に記載の発明の車両用動力伝達装置によれば、第１のプーリの一部が第２のプーリの内部に入り込んでベアリングを介して軸支されているので、確実に２つのプーリを保持することができる。

本発明に係る車両用動力伝達装置を適用可能な車両の一実施形態であるアイドリング停止車両の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用動力伝達装置を適用可能な車両の他の実施形態であるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図である。 本発明に係る車両用動力伝達装置の一実施形態を示す斜視図である。 ウォータポンプの入力軸周りを説明する一部を切り欠いた斜視図である。 ウォータポンプと補機プーリの組付けを説明する分解斜視図である。 クラッチの全体構成を示す断面図である。 クラッチを構成するシャフトの部材構成を説明する説明図である。 クラッチを構成するプーリの部材構成を説明する説明図である。 クラッチを構成するシャフトの部材及びプーリの部材の組み付けを説明する説明図である。 切替ＯＦＦ（クラッチ締結）時のクラッチの要部斜視図である。 切替ＯＦＦ（クラッチ締結）時のクラッチの軸方向要部断面図である。 切替ＯＦＦ（クラッチ締結）時のクラッチの径方向要部断面図である。 切替ＯＮ（クラッチ開放）時のクラッチの要部斜視図である。 切替ＯＮ（クラッチ開放）時のクラッチの軸方向要部断面図である。 切替ＯＮ（クラッチ開放）時のクラッチの径方向要部断面図である。 エンジンの回転数、およびモータジェネレータの回転数の変化を示すグラフである。 第１実施形態における、図１６の区間Ａ〜Ｄのクラッチ、ウォータポンプ、およびエアコン用コンプレッサの動作状態を示す模式図である。 車両停車時におけるＥＣＵによるエンジンの始動・停止判断ルーチンの一例を示すフロー図である。 車両走行時におけるＥＣＵによるエンジンの始動・停止判断ルーチンの一例をフロー図である。 第１実施形態における、ＥＣＵにおいてエンジンの停止許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。 第１実施形態における、ＥＣＵにおいてエンジン停止不許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。 第２実施形態における、図１６の区間Ａ〜Ｄのクラッチ、ウォータポンプ、およびエアコン用コンプレッサの動作状態を示す模式図である。 第２実施形態における、ＥＣＵにおいてエンジン停止許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。 第２実施形態における、ＥＣＵにおいてエンジン停止不許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。 特許文献１に記載の車両用動力伝達装置を示すブロック図である。

以下、本発明に係る車両用動力伝達装置の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係る車両用動力伝達装置を適用可能な車両の一実施形態であるアイドリング停止車両の概略構成を示すブロック図、図２は本発明に係る車両用動力伝達装置を適用可能な車両の他の実施形態であるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図、図３は本発明に係る車両用動力伝達装置の一実施形態を示す斜視図であり、図４はウォータポンプの入力軸周りを説明する一部を切り欠いた斜視図であり、図５はウォータポンプと補機プーリの組付けを説明する分解斜視図であり、図６はクラッチの全体構成を示す断面図、図７はクラッチを構成するシャフトの部材構成を説明する説明図、図８はクラッチを構成するプーリの部材構成を説明する説明図、図９はクラッチを構成するシャフトの部材及びプーリの部材の組み付けを説明する説明図、図１０は切替ＯＦＦ（クラッチ締結）時のクラッチの要部斜視図であり、図１１は切替ＯＦＦ（クラッチ締結）時のクラッチの軸方向要部断面図、図１２は切替ＯＦＦ（クラッチ締結）時のクラッチの径方向要部断面図、図１３は切替ＯＮ（クラッチ開放）時のクラッチの要部斜視図であり、図１４は切替ＯＦＦ（クラッチ開放）時のクラッチの軸方向要部断面図、図１５は切替ＯＦＦ（クラッチ開放）時のクラッチの径方向要部断面図である。

図１に示す本発明に係る車両用動力伝達装置を適用可能な車両１０１Ａは、いわゆるアイドリング停止車両であって、エンジン１０２と、モータジェネレータ１０３と、エンジン１０２のクランク軸１０９とモータジェネレータ１０３の入出力軸１１０との間で回転を伝達する第１の動力伝達手段１０４Ａと、補機としてウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２と、モータジェネレータ１０３の入出力軸１１０と補機の入力軸（ウォータポンプ１１１の入力軸１１７及びエアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８）との間で回転を伝達する第２の動力伝達手段１０４Ｂと、第１の動力伝達手段１０４Ａと第２の動力伝達手段１０４Ｂとの間に介在するクラッチ１０５と、クラッチを切り替える切替手段１３２と、モータジェネレータ１０３の動作を制御するＥＣＵ１０６（制御手段）と、を備えている。

また、図２に示す本発明に係る車両用動力伝達装置を適用可能な他の車両１０１Ｂは、いわゆるハイブリッド車両である。なお、前述したアイドリング停止車両１０１Ａと同一部分には同一符号又は相当符号を付する。

図２に示すハイブリッド車両１０１Ｂは、エンジン１０２と、エンジン１０２をアシスト可能なモータ１１９と、エンジン１０２とモータ１１９との断接を行なうクラッチを含む減速機１２０と、モータジェネレータ１０３と、エンジン１０２のクランク軸１０９とモータジェネレータ１０３の入出力軸１１０との間で回転を伝達する第１の動力伝達手段１０４Ａと、補機としてウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２と、モータジェネレータ１０３の入出力軸１１０と補機の入力軸（ウォータポンプ１１１の入力軸１１７及びエアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８）との間で回転を伝達する第２の動力伝達手段１０４Ｂと、第１の動力伝達手段１０４Ａと第２の動力伝達手段１０４Ｂとの間に介在するクラッチ１０５と、クラッチを切り替える切替手段１３２と、モータ１１９及びモータジェネレータ１０３の動作を制御するＥＣＵ１０６（制御手段）と、を備えている。なお、ハイブリッド車両１０１Ｂにおいては、モータ１１９は、インバータ１０８Ｂを介して高電圧バッテリー１０７から電力の供給を受けて駆動され、また、エンジン１０２の動力により入出力軸１１０が回転されることにより発電可能であり、モータ１１９で発電された電力はインバータ１０８Ｂを介して高電圧バッテリー１０７に充電される。

以下、これらのアイドリング停止車両１０１Ａ及びハイブリッド車両１０１Ｂに適用可能な本発明に係る車両用動力伝達装置を車両用動力伝達装置１００として説明する。本発明に係る車両用動力伝達装置１００においては、共通して、アイドルストップが可能であり、エンジン１０２のクランク軸１０９とモータジェネレータ１０３の入出力軸１１０との間で回転を伝達する第１の動力伝達手段１０４Ａと、モータジェネレータ１０３の入出力軸１１０と補機の入力軸との間で回転を伝達する第２の動力伝達手段１０４Ｂと、第１の動力伝達手段１０４Ａと第２の動力伝達手段１０４Ｂとの間に介在するクラッチ１０５と、クラッチを切り替える切替手段１３２と、が設けられている。

また、ウォータポンプ１１１の入力軸１１７が第２の動力伝達手段１０４Ｂに直接接続されており、よって、ウォータポンプ１１１は、エンジン１０２が運転され、またはモータジェネレータ１０３が駆動されている間は、常に駆動され、動作状態に維持される。また、エアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８と第２の動力伝達手段１０４Ｂとの間にはコンプレッサクラッチ１１３が介在しており、エアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８は、コンプレッサクラッチ１１３の断続を制御することにより第２の動力伝達手段１０４Ｂに適宜接続される。尚、コンプレッサクラッチ１１３としては、例えば電磁クラッチなどを用いることができ、ＥＣＵ１０６がその断続を制御している。

ＥＣＵ１０６は、インバータ１０８Ａにおけるスイッチング制御を行い、モータジェネレータ１０３に供給される電力を調整してモータジェネレータ１０３を回転数可変に駆動する。そして、ＥＣＵ１０６は、モータジェネレータ１０３を駆動し、エンジン１０２を始動させる。また、ＥＣＵ１０６は、エンジン１０２が始動した後には、エンジン１０２にモータジェネレータ１０３を従動させ、モータジェネレータ１０３に発電させる。モータジェネレータ１０３で発電された電力は、インバータ１０８Ａを介して高電圧バッテリー１０７に充電される。

なお、車両用動力伝達装置１００はスタータモータ１１４を備え、モータジェネレータ１０３に電力を供給する高電圧バッテリー１０７の電力量が不足する場合にも、確実にエンジン１０２を始動することができる。尚、スタータモータ１１４に電力を供給する低電圧バッテリー１１５は、高電圧バッテリー１０７に接続されたコンバータ１１６により充電されており、常時十分な電力量に保たれている。

本発明に係る車両用動力伝達装置１００は、図３に示すように、エンジン１０２のクランク軸１０９に連結されるクランクプーリ１２１と、エンジン１０２の斜め上方に位置するモータジェネレータ１０３と、モータジェネレータ１０３の入出力軸１１０上に配置されたモータジェネレータプーリ１２２と、を備える。モータジェネレータプーリ１２２には車両用動力伝達装置１００の外側から順にクランク連結用プーリ１２３（第１のプーリ）と、補機駆動用プーリ１２４（第２のプーリ）の２つのプーリがモータジェネレータ１０３の入出力軸１１０に並置されている。ここで、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４は略同一径を有し、互いに相対回転可能に構成されている。

また、車両用動力伝達装置１００は、エンジン冷却用のウォータポンプ１１１がモータジェネレータ１０３の下方に配置され、エアコン用コンプレッサ１１２がウォータポンプ１１１の下方に配置されている。ウォータポンプ１１１の入力軸１１７には車両用動力伝達装置１００の外側から順にアイドルプーリ１２５と、ウォータポンプ駆動用プーリ１２６の２つのプーリがその軸線上に並置され、エアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８にはエアコン駆動用プーリ１２７が設けられている。また、補機駆動用プーリ１２４の左右方向の斜め下方には、それぞれテンショナープーリ１２８，１２９が設けられている。

ウォータポンプ駆動用プーリ１２６とアイドルプーリ１２５は略同一径を有し、互いに相対回転可能に構成されている。より具体的には、図４に示すように、ウォータポンプ駆動用プーリ１２６には、入力軸１１７に沿って軸方向内側に形成されたベルト張架面１２６ａと、ベルト張架面１２６ａから軸方向外側に向かって小径となるように延設された延出部１２６ｂとが設けられ、延出部１２６ｂには円筒状の軸受保持部１２６ｃと円板状の接続部１２６ｄが設けられている。アイドルプーリ１２５は、そのベルト張架面１２５ａがウォータポンプ駆動用プーリ１２６のベルト張架面１２６ａの軸方向外側に並置され、ウォータポンプ駆動用プーリ１２６の軸受保持部１２６ｃに外嵌された軸受１３７を介してウォータポンプ駆動用プーリ１２６に相対回転可能に支持されている。そして、図５に示すように、ウォータポンプ１１１の入力軸１１７の軸端に設けられた円板部１１７ａにウォータポンプ駆動用プーリ１２６の接続部１２６ｄがボルト１３８で固定され、ウォータポンプ駆動用プーリ１２６とアイドルプーリ１２５間に軸受１３７を嵌合することで構成されている。なお、図４及び図５に示すアイドルプーリ１２５は、軸受１３７の外輪と一体成形したものを記載しているが、これに限らず別体で構成し、ウォータポンプ駆動用プーリ１２６の軸受保持部１２６ｃに軸受１３７を装着した状態で内周面の軸方向外側にのみ突起を有するアイドルプーリを圧入して構成してもよい。

このように構成された車両用動力伝達装置１００において、クランクプーリ１２１とクランク連結用プーリ１２３との間にはエンジンベルト１３０（第１の伝達部材）が掛けまわされ、エンジンベルト１３０に対し互いに反対側に配置されたテンショナー１２８とアイドルプーリ１２５によりエンジンベルト１３０の外周側から張力が付加され、これによりクランクプーリ１２１とクランク連結用プーリ１２３とが互いに動力を伝達可能なエンジン駆動力伝達手段である第１の動力伝達手段１０４Ａが構成されている。一方、補機駆動用プーリ１２４とウォータポンプ駆動用プーリ１２６とエアコン駆動用プーリ１２７との間には補機ベルト１３１（第２の伝達部材）が掛けまわされ、補機ベルト１３１の内周側からテンショナー１２９により張力が付加され、補機駆動用プーリ１２４からの動力がウォータポンプ駆動用プーリ１２６とエアコン駆動用プーリ１２７に伝達可能なモータジェネレータ駆動力伝達手段である第２の動力伝達手段１０４Ｂが構成されている。なお、クランクプーリ１２１の回転方向は、モータジェネレータ１０３の正転方向と同方向であり、図３の方向から見て時計回りに設定されている。

上記の構成において、エンジン１０２とモータジェネレータ１０３との間で駆動側と従動側とが適宜入れ替わる。そこで、第１の動力伝達手段１０４Ａと第２の動力伝達手段１０４Ｂとの間に介在するクラッチ１０５は、エンジン１０２を駆動側としモータジェネレータ１０３を従動側としても、また、モータジェネレータ１０３を駆動側としエンジン１０２を従動側としても動力を伝達可能に構成されたクラッチ１０５であり、モータジェネレータプーリ１２２の内部に設けられている。また、クラッチ１０５において、エンジン１０２（クランク連結用プーリ１２３）とモータジェネレータ１０３（補機駆動用プーリ１２４）の少なくともいずれか一方が駆動側のときに接続を禁止するため必要に応じてクラッチ１０５を切り替えることを可能とする切替手段１３２が、モータジェネレータプーリ１２２の内部に設けられている。

このクラッチ１０５によりモータジェネレータ１０３を駆動してエンジン１０２を従動させることにより、エンジン１０２をクランキング点火することができ、また、エンジン１０２を駆動してモータジェネレータ１０３を従動させることにより、エンジン１０２の動力によりモータジェネレータ１０３を発電させ、さらにエンジン１０２の駆動力により補機を駆動することができる。また、切替手段１３２により、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の動力伝達が行なわれないように制御することで、エンジン１０２とは独立してモータジェネレータ１０３により補機を駆動することができる。

以下、クラッチ１０５及び切替手段１３２について詳細に説明する。
図６に示すように、モータジェネレータ１０３の入出力軸１１０は、後述するアクチュエータ１８０を内蔵するシャフト１８７がモータハウジング１３３に対し回転可能に軸受１３４に支持され、補機駆動用プーリ１２４はモータジェネレータ１０３の入出力軸１１０に一体回転可能に取り付けられている。補機駆動用プーリ１２４の基部１２４ａからはクランク連結用プーリ１２３側に向かって延出する、円筒状の延出部１２４ｂが入出力軸１１０の外周を囲むように設けられている。

クランク連結用プーリ１２３は、補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂの外側に少なくとも一部がラップして設けられ、クランク連結用プーリ１２３の内径面と延出部１２４ｂとの間には、円筒状の空洞が形成されるようにクランク連結用プーリ１２３の内径面が窪んで形成されている。また、クランク連結用プーリ１２３は、延出部１２４ｂの先端に設けられた軸受１３５と補機駆動用プーリ１２４の基部１２４ａであって空洞の補機駆動用プーリ１２４側端部に設けられた軸受１３６により、補機駆動用プーリ１２４と相対回転可能に支持されている。

延出部１２４ｂには、周方向に複数のカム面１４１が形成され、各カム面１４１は径方向断面視で平坦な面とされている（図８、１２、１５参照）。延出部１２４ｂとクランク連結用プーリ１２３の間に形成された空洞には、複数の回転体１５０を備えた保持器１５１が設けられ、保持器１５１は各カム面１４１とクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５との間にそれぞれ回転体１５０を保持している（図１２、１５参照）。図１２に示すように、回転体１５０がカム面１４１のいずれかの端部にあるときは、環状の内径面１４５とカム面１４１との間に回転体１５０が噛み込むように構成され、これによりクランク連結用プーリ１２３が駆動側で補機駆動用プーリ１２４が従動側であっても、補機駆動用プーリ１２４が駆動側でクランク連結用プーリ１２３が従動側であっても動力を伝達可能な２方向クラッチとなっている。

補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂのカム面１４１とカム面１４１の間には軸対称に２つの溝１４２が設けられている。また、保持器１５１にも補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂに形成された２つの溝１４２に対応する内径部に２つの溝１５２が設けられ、延出部１２４ｂの溝１４２には軸方向に移動可能な爪１７０が設けられている。保持器１５１の各溝１５２の周方向両側には４５°に切りかかれた案内傾斜面１５４が形成
され、爪１７０の保持器１５１側先端部の両側には４５°に切りかかれた傾斜面１７１が
形成され、延出部１２４ｂの溝１４２を移動する爪１７０が保持器１５１の溝１５２に挿入される際に、保持器１５１の案内傾斜面１５４に爪１７０の傾斜面１７１が当接することで爪１７０の挿入が容易になるように構成されている。

保持器１５１はそのポケット１５６に複数の回転体１５０を保持し（図１０、１３参照）、保持器１５１とクランク連結用プーリ１２３との間には、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の回転差を吸収する摩擦プレート１５８が取り付けられている。また、補機駆動用プーリ１２４の溝１４２は爪１７０がバネ１７３により保持器１５１とは反対方向に付勢され、爪１７０が径方向に外れるのを防止するガイド１７５が軸受１３６に隣接して設けられている。

爪１７０が保持器１５１の溝１５２に挿入されると、爪１７０により保持器１５１と延出部１２４ｂが一体となる。このとき、保持器１５１の位置が固定されることで、カム面１４１における回転体１５０の位置が決まる。後述する第１実施形態では、回転体１５０の位置をカム面１４１の中点位置となるように爪１７０が保持器１５１の位置を固定することにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４はどちらが駆動側であってもクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の接続を禁止するクラッチ開放状態を実現し、後述する第２実施形態では、回転体１５０の位置をカム面１４１のいずれか一方に偏寄した位置となるように爪１７０が保持器１５１の位置を固定することにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４は補機駆動用プーリ１２４が駆動側のときにのみクランク連結用プーリ１２３への接続を禁止する１方向クラッチを実現する。

モータジェネレータ１０３の入出力軸１１０は、その内部に爪１７０を軸方向に移動させるアクチュエータ１８０（挿入手段）を備える。切替手段１３２は、このアクチュエータ１８０により、爪１７０を保持器１５１の溝１５２に挿入することにより構成される。図６に示すように、アクチュエータ１８０はロッド１８１の先端部にロッドホルダ１８２がロッドナット１８３により固定され、ロッドホルダ１８２の外側にはピストン１８４が外嵌され、ロッド１８１のモータジェネレータ１０３側にはインナーチューブ１８５が取り付けられている。レバー１８６はモータジェネレータ１０３の入出力軸１１０のレバーピン１８９により取り付けられ、レバーピン１８９を中心に回転可能に支持されている。このように構成された切替手段１３２は、アクチュエータ１８０が軸方向に移動してレバー１８６と当接し押圧することにより、レバー１８６がレバーピン１８９を中心に回転し、バネ１７３の付勢力に抗して爪１７０を保持器１５１側に向かって押す。これにより、爪１７０の傾斜面が保持器１５１の傾斜案内面１５４に案内され、爪１７０が溝１５２に挿入され保持器１５１の位置が固定される。なお、アクチュエータ１８０は任意の制御方法、例えば、油圧制御、電磁制御により、制御することができる。

ここで、図７〜９を参照して本発明の車両用動力伝達装置１００のプーリ部及びアクチュエータ１８０の組み付けを説明する。

図７に示すように、初めに、アクチュエータ１８０はロッド１８１の先端部にロッドホルダ１８２をロッドナット１８３により固定し、ロッドホルダ１８２の外側にピストン１８４を外嵌する。これを、モータジェネレータ１０３の入出力軸１１０を構成するシャフト１８７内に挿入し、他端にインナーチューブ１８５を取り付ける。続いて、シャフト１８７内に軸直交方向両側に形成されたレバー用開口１８７ｂからレバー１８６を挿入し、レバーカラー１８８を下にしてレバー１８６、１８６を上下に同軸に配置し、シャフト１８７の上方に形成されたピン用開口１８７ａからレバーピン１８９を挿入する。

また、図８に示すように、保持器１５１の各ポケット１５６に回転体１５０を挿入し、ポケット１５６の開口側に摩擦プレート１５８を取り付ける。一方、補機駆動用プーリ１２４には、基部１２４ａに軸受１３６を取り付け、溝１４２内に爪１７０と爪１７０をプーリ側に付勢するバネ１７３を取り付け、爪１７０が外側に外れるのを防止するガイド１７５を軸受１３６に隣接して外嵌する。これらを、保持器１５１の溝１５２と補機駆動用プーリ１２４の溝１４２が一致するように組み付け、延出部１２４ｂの先端部とクランク連結用プーリ１２３の間に軸受１３５を取り付ける。

このように組み付けられたクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４をシャフト１８７へ取り付ける際には、図９に示すように、レバー１８６をシャフト１８７内に収納し、レバー用開口１８７ｂと補機駆動用プーリ１２４の溝１４２及び保持器１５１の溝１５２の位置をあわせて取り付ける。最後に、先端にシャフト用ナット１９０でクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４が軸方向に移動しないように固定し、本発明の車両用動力伝達装置１００のプーリ部及びアクチュエータ１８０が組み付けられる。

次に、図１０〜１５を参照して、クラッチ１０５及び切替手段１３２によるクラッチ動作について説明する。図１０〜１２は切替ＯＦＦ時、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４との係合がなされている場合を示している。
アクチュエータ１８０はレバー１８６と当接しているが、バネ１７３の付勢力がアクチュエータ１８０の押圧力より大きく、爪１７０が溝１５２に挿入されることはない。このとき、保持器１５１に保持される各回転体１５０はカム面１４１の両端部を移動可能となり、クラッチ１０５は２方向クラッチの状態となっている。また、回転体１５０がカム面１４１の端部にあるときに、爪１７０の傾斜面１７１が保持器１５１の案内傾斜面１５４と当接可能に設定されている。

この状態で、エンジン１０２が駆動側、モータジェネレータ１０３が従動側となる場合、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度はクランク連結用プーリ１２３の方が早いため、回転方向を図１２の矢印の方向とすると、外径側に位置するクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５が補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂより早く移動し、回転体１５０はクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と回転方向のカム面１４１の端部１４１ａとの間で噛み合う。これにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４が一体に回転する。このとき、クランク連結用プーリ１２３の駆動力が回転体１５０を介してカム面１４１に伝達されるとともに、爪１７０の回転方向とは反対側の傾斜面１７１が保持器１５１の案内傾斜面１５４と当接し押圧することで、同時に、回転体１５０から保持器１５１、爪１７０、入出力軸１１０を介して補機駆動用プーリ１２４に伝達される。

一方、モータジェネレータ１０３が駆動側、エンジン１０２が従動側となる場合、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度は補機駆動用プーリ１２４の方が早いため、内径側の補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂがクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５より早く移動し、回転体１５０はクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と回転方向とは反対側のカム面１４１の端部１４１ｂとの間で噛み合う。これにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４が一体に回転する。このとき、補機駆動用プーリ１２４の駆動力が回転体１５０を介してカム面１４１に伝達されるとともに、爪１７０の回転方向の傾斜面１７１が保持器１５１の案内傾斜面１５４と当接し押圧することでも、同時に、クランク連結用プーリ１２３に伝達される。

このように、切替ＯＦＦ時、すなわち、切替手段１３２がアクチュエータ１８０により爪１７０を保持器１５１の溝１５２に挿入しないとき、クラッチ１０５は回転方向に対しクランク連結用プーリ１２３が補機駆動用プーリ１２４を連れまわす態様と、回転方向に対し補機駆動用プーリ１２４がクランク連結用プーリ１２３を連れまわす態様との２つの態様を実現する２方向クラッチとなっている。

図１３〜１５は切替ＯＮ時、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４との係合がなされていない場合を示している。
アクチュエータ１８０はレバー１８６と当接し、バネ１７３の付勢力よりも大きな力でレバー１８６を押圧することによりレバー１８６がレバーピン１８９回りを僅かに回転し、これにより爪１７０が保持器１５１の溝１５２に挿入される。このとき、爪１７０により保持器１５１が微小角度回転しその位置が固定される。保持器１５１の位置が固定されることで、カム面１４１における回転体１５０の位置が決まる。ここで、回転体１５０の位置をカム面１４１の中点位置１４１ｃとなるように爪１７０が保持器１５１の位置を固定することにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４はどちらが駆動側であってもクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の接続を禁止するクラッチ開放状態を実現する場合を第１実施形態とする。また、回転体１５０の位置をカム面１４１のいずれか一方に偏寄した位置となるように爪１７０が保持器１５１の位置を固定することにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４は補機駆動用プーリ１２４が駆動側のときにのみクランク連結用プーリ１２３への接続を禁止する１方向クラッチを実現する場合を第２実施形態として、以下に説明する。

〈第１実施形態〉
図１５は第１実施形態の回転体１５０の位置をカム面１４１の中点位置１４１ｃとなるように爪１７０が保持器１５１の位置を固定する場合を示す断面図である。
このとき、平坦なカム面１４１上の回転体１５０と環状の内径面１４５との間に僅かな隙間が形成されており、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の間で駆動力が伝達されることはない。すなわち、エンジン１０２とモータジェネレータ１０３のどちらが駆動側、従動側であっても、回転体１５０は中点位置１４１ｃに固定され、回転体１５０がクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４とに噛み合うことがない。このように切替手段１３２により、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４はどちらが駆動側であっても接続を禁止するクラッチ開放状態が実現される。

ここで、図１６および図１７を参照して、車両用動力伝達装置１００の第１実施形態におけるエンジン１０２、モータジェネレータ１０３、クラッチ１０５、ウォータポンプ１１１、およびエアコン用コンプレッサ１１２の動作を説明する。図１６は、エンジンの回転数、およびモータジェネレータの回転数の変化を示すグラフ、図１７は、図１６の区間Ａ〜Ｄそれぞれにおけるクラッチ１０５、ウォータポンプ１１１、およびエアコン用コンプレッサ１１２の動作状態を示す模式図である。尚、図１６において、エンジン１０２の回転数は実線で示されており、モータジェネレータ１０３の回転数は一点鎖線で示されている。尚、図１７において、（Ｂ）〜（Ｄ２）については（Ａ）と構成は同様であるので、参照符号を省略する。

区間Ａは、モータジェネレータ１０３によりエンジン１０２を始動する過程を示す。図１７（Ａ）に示すように、エアコン用コンプレッサ１１２のコンプレッサクラッチ１１３を切り、負荷を低減した状態で、切替手段１３２をＯＦＦにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５の締結を可能にする。そして、モータジェネレータ１０３を駆動し、モータジェネレータ１０３をエンジン始動回転数ω１まで上昇させ、エンジン１０２を従動させることで点火させる。このとき、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度は補機駆動用プーリ１２４の方が早いため、内径側の補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂがクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５より早く移動するため、回転体１５０はクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と回転方向とは反対側のカム面１４１の端部１４１ｂとの間で噛み合うことで一体に回転する。

区間Ｂは、エンジン１０２によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動する状態を示す。エンジン１０２が点火した後、区間Ｂでは、区間Ａに対してエンジン１０２及びモータジェネレータ１０３の駆動側・従動側の関係が逆転する。すなわち、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度はクランク連結用プーリ１２３の方が早くなる。このとき、図１７（Ｂ）に示すように、切替手段１３２をＯＦＦにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を締結可能にしているので、外径側に位置するクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５が補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂより早く移動し、回転体１５０はクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と回転方向のカム面１４１の端部１４１ａとの間で噛み合うことでクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４が一体に回転する。従って、エンジン１０２によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動するとともに、モータジェネレータ１０３を発電させる。また、停車時においても、発電が必要なときなどはエンジン１０２にてウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動する。

区間Ｃは、モータジェネレータ１０３によりエンジン１０２を減速させ停止させる過程を示す。図１７（Ｃ）に示すように、停車及びモータ駆動による走行に入ったときは、エンジン１０２を停止する。このとき、切替手段１３２をＯＦＦにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を締結可能にしているので、モータジェネレータ１０３を発電させることができる。その際、エンジン１０２の停止時に車両の共振ポイントを速やかに通過し振動を低減するため、モータジェネレータ１０３による発電量を上昇させエンジン１０２の回転数の低下を早め、エンジン１０２を速やかに停止する。尚、図１７（Ｃ）に示す例では、コンプレッサクラッチ１１３が切断され、コンプレッサ１１２の入力軸１１８が第２の動力伝達手段１０４Ｂから分離されているが、コンプレッサクラッチ１１３が接続されてエアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８が第２の動力伝達手段１０４Ｂに接続されていてもよい。その場合には、エアコン用コンプレッサ１１２を負荷として、エンジン１０２の停止に要する時間の一層の短縮を図ることができる。

区間Ｄは、エンジン停止時において、モータジェネレータ１０３によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２の駆動をする状態を示す。停車時のエンジン停止時、いわゆるアイドリングストップ時、又は、モータジェネレータ１０３による走行中のエンジン停止時は、切替手段１３２をＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を開放状態にする。これにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４はどちらが駆動側、従動側であっても互いの接続が禁止されるので、図１７（Ｄ１）に示すように、エンジン１０２とは独立してモータジェネレータ１０３によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動し、又は、図１７（Ｄ２）に示すように、エアコン用コンプレッサ１１２のコンプレッサクラッチ１１３を切り、エンジン１０２とは独立してモータジェネレータ１０３によりウォータポンプ１１１を駆動する。

上述のように構成された車両用動力伝達装置１００において、ＥＣＵ１０６は、フットブレーキの動作状態、シフトポジション、車速、エンジン１０２の回転数、スロットル開度、高電圧バッテリー１０７の電力量を検出し、それに基づいてエンジン１０２の始動・停止を判断する。車両停車時におけるＥＣＵ１０６によるエンジン１０２の始動・停止判断ルーチンの一例を図１８に示す。

図１８に示すように、ＥＣＵ１０６は、フットブレーキの動作状態を検出する（ステップＳ１）。これは、運転者の停車意思を確認するものである。フットブレーキがかけられていない場合に、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

フットブレーキがかけられている場合には、次いでＥＣＵ１０６は、シフトポジションを検出する（ステップＳ２）。これは、運転者の停車意思が、信号待ちや一時停止などの一時的な停車であって、アイドリングでの長時間の駐車などでないことを確認するものでる。シフトポジションがＤポジションなどの走行ポジションにない場合に、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

シフトポジションがＤポジションなどの走行ポジションにある場合に、次いでＥＣＵ１０６は、車速を検出する（ステップＳ３）。これは、極低速Ｖ０での走行ではないことを確認し、アイドリングストップが可能な状態になったかを確認するものである。車速ＶがＶ０以下となっていない場合に、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

車速ＶがＶ０以下となっている場合に、次いでＥＣＵ１０６は、エンジン１０２の回転数Ｎｅを検出する（ステップＳ４）。これは、通常の補機動作状態でのエンジン１０２のアイドリング回転数をＮｅ１（例えば７５０ｒｐｍ）として、エンジン１０２の暖気中である場合や、エアコン等の使用で補機による負荷が非常に高くなっている場合などで、エンジン１０２の回転数ＮｅがＮｅ１を上回っている場合に、エンジン１０２の運転を継続するためである。エンジン１０２の回転数ＮｅがＮｅ１以下となっていない場合には、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

エンジン１０２の回転数ＮｅがＮｅ１以下となっている場合に、次いでＥＣＵ１０６は、スロットル開度θを検出する（ステップＳ５）。これは、スロットル開度がアクセル操
作に連動することから、運転者の停車意思を確認するものである。スロットル開度θが所
定の開度θ１以下となっていない場合に、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断す
る。

そして、スロットル開度θがθ１以下となっている場合に、次いでＥＣＵ１０６は、高
電圧バッテリー１０７の電力量Ｐｖを検出する（ステップＳ６）。モータジェネレータ１０３を駆動してエンジン１０２を始動する際に必要となる電力量よりも若干高い電力量をＰｖ１として、高電圧バッテリー１０７の電力量ＰｖがＰｖ１未満の場合には、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断し、エンジン１０２を始動させ、あるいはエンジン１０２の運転を継続する。そして、ＥＣＵ１０６は、モータジェネレータ１０３に発電させ、高電圧バッテリー１０７に充電する。一方、高電圧バッテリー１０７の電力量ＰｖがＰｖ１以上の場合には、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止許可と判断する。

次に、車両走行時におけるＥＣＵ１０６によるエンジン１０２の始動・停止判断ルーチンの一例を図１９に示す。

図１９に示すように、ＥＣＵ１０６は、加速度を検出する（ステップＳ７）。これは、モータ走行による許容加速度をモータ走行許容加速度Ｇ１として、Ｇ１より大きな加速度での走行ではないことを確認し、モータ走行が可能な状態になったかどうかを確認するものである。加速度ＧがＧ１以下となっていない場合に、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

加速度ＧがＧ１以下となっている場合に、次いでＥＣＵ１０６は、車速を検出する（ステップＳ８）。これは、モータによるクルーズ走行の上限速度をモータクルーズ走行上限速度Ｖｅｖｍａｘとして、Ｖｅｖｍａｘより速い走行ではないことを確認し、モータ走行が可能な状態になったかどうかを確認するものである。車速ＶがＶｅｖｍａｘ以下となっていない場合に、ＥＣＵ１０６は、減速加速度を検出（ステップＳ１１）する。

車速ＶがＶｅｖｍａｘ以下となっている場合に、次いでＥＣＵ１０６は、高電圧バッテリー１０７の電力量を検出する（ステップＳ９）。モータジェネレータ１０３を駆動してモータ走行をする際に必要となる電力量よりも若干高い電力量をモータ走行可能電池充電率Ｐｖ１として、高電圧バッテリー１０７の電力量ＰｖがＰｖ１未満の場合には、ＥＣＵ１０６は、減速加速度を検出する（ステップＳ１１）。

電圧バッテリー１０７の電力量ＰｖがＰｖ１以上の場合には、ＥＣＵ１０６は、モータ走行を許可し（ステップＳ１０）、エンジン停止許可と判断する。

ステップＳ１１では、減速加速度を検出する。これは、ステップ７〜９において、モータ走行が不可能と判断された後に、エンジンブレーキによる運転者の減速意思を確認するものである。減速加速度Ｇがモータ走行許容減速加速度Ｇ２以下となっていない場合には、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

減速加速度ＧがＧ２以下となっている場合に、ＥＣＵ１０６は、高電圧バッテリー１０７の電力量を検出する（ステップＳ１２）。モータジェネレータ１０３を発電機として使用する際の高電圧バッテリー１０７の許容充電率を減速回生受け入れ可能電池充電率Ｐｖ２として、高電圧バッテリー１０７の電力量ＰｖがＰｖ２より大きい場合には、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

高電圧バッテリー１０７の電力量ＰｖがＰｖ２以下の場合には、ＥＣＵ１０６は、車速を検出する（ステップＳ１３）。これは車速Ｖがモータジェネレータ１０３を発電機として使用するのに必要な車速を減速時エンジン停止下限速度Ｖｋｉｍｉｎとして、車速ＶがＶｋｉｍｉｎより小さい場合には、ＥＣＵ１０６は、エンジン停止不許可と判断する。

車速ＶがＶｋｉｍｉｎ以上となっている場合に、ＥＣＵ１０６はモータ回生を許可し（ステップＳ１４）、エンジン停止許可と判断する。

図２０は、第１実施形態における、ＥＣＵ１０６においてエンジン１０２の停止許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。図２０に示すように、まず、ＥＣＵ１０６は、エンジン１０２の停止許可を確認する（ステップＳＡ１）。エンジン１０２の停止許可がない場合には、ＥＣＵ１０６は、処理を終了する。

エンジン１０２の停止許可がある場合に、次いでＥＣＵ１０６は、エンジン１０２への燃料の供給を停止する（ステップＳＡ２）。このとき、図１６の区間Ｃおよび図１７（Ｃ）に示すように、モータジェネレータ１０３による発電量を上昇させモータジェネレータ１０３を強回生させ（ステップＳＡ３）、エンジン１０２の回転数の低下を早め、エンジン１０２を速やかに停止する。これにより、モータジェネレータ１０３が負荷となって、エンジン１０２の停止に要する時間の短縮が図られる。

次いで、切替手段１３２をＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を開放にする（ステップＳＡ４）。これにより、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の接続が禁止され、エンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力が断接される。

エンジン１０２が停止した後、ＥＣＵ１０６は、コンプレッサ１１２の作動要求の有無を検出する（ステップＳＡ５）。コンプレッサ１１２の作動要求がある場合には、コンプレッサクラッチ１１３を接続し、コンプレッサ１１２の入力軸１１８を第２の動力伝達手段１０４Ｂに接続する（ステップＳＡ６）。そして、ＥＣＵ１０６はモータジェネレータ１０３を所定の回転数（例えば７５０ｒｐｍ）以下で駆動する（ステップＳＡ７）。それにより、図１６の区間Ｄおよび図１７（Ｄ１）に示すように、エアコン用コンプレッサ１１２及びウォータポンプ１１１がモータジェネレータ１０３により駆動される。

コンプレッサ１１２の作動要求がない場合には、ＥＣＵはエアコン用コンプレッサ１１２のコンプレッサクラッチ１１３を開放する（ステップＳＡ８）。次いで、ＥＣＵ１０６はウォータポンプ１１１の運転の要否を確認する（ステップＳＡ９）。ウォータポンプ１１１の運転が必要ない場合には、ＥＣＵ１０６はモータジェネレータ１０３を停止する（ステップＳＡ１０）。一方、ウォータポンプ１１１の運転が必要な場合には、ＥＣＵ１０６はモータジェネレータ１０３を所定の回転数（例えば７５０ｒｐｍ）以下で駆動する（ステップＳＡ７）。それにより、図１６の区間Ｄおよび図１７（Ｄ２）に示すように、ウォータポンプ１１１がモータジェネレータ１０３により駆動される。

図２１は、第１実施形態における、ＥＣＵ１０６においてエンジン停止不許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。図２１に示すように、まず、ＥＣＵ１０６は、エンジン１０２が停止中であるか否かを検出する（ステップＳＢ１）。エンジン１０２が停止中でない場合には、ＥＣＵ１０６は、処理を終了する。

エンジン１０２が停止中である場合に、次いでＥＣＵ１０６は、コンプレンサ１１２の動作状態を検出する（ステップＳＢ２）。コンプレッサ１１２が運転されていない場合には、切替手段１３２をＯＦＦにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を２方向クラッチとする（ステップＳＢ４）。また、コンプレッサ１１２が運転されている場合には、ＥＣＵ１０６は、コンプレッサクラッチ１１３を切断してコンプレッサ１１２の入力軸１１８を第２の動力伝達手段１０４Ｂから分離した後（ステップＳＢ３）、切替手段１３２をＯＦＦにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を２方向クラッチとする。これによりクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の動力伝達が可能となる。

次いで、ＥＣＵ１０６は、モータジェネレータ１０３を駆動する（ステップＳＢ５）。次いで、エンジン１０２の燃料バルブを開いてエンジン１０２への燃料の供給を開始し（ステップＳＢ６）、図１６の区間Ａおよび図１７（Ａ）に示すように、エンジン１０２の始動回転数ω１まで上昇させ（ステップＳＢ７）、エンジン１０２のスパークプラグを点火してエンジン１０２を始動する（ステップＳＢ８）。

〈第２実施形態〉
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、回転体１５０の位置がカム面の中点位置１４１ｃから少しいずれか一方に偏寄した位置とする点で第１実施形態と相違する。
この偏寄した位置とは、エンジン１０２が駆動側、モータジェネレータ１０３が従動側の場合にクラッチ１０５が接続され、エンジン１０２が従動側、モータジェネレータ１０３が駆動側の場合にクラッチ１０５が切断される位置である。すなわち、エンジン１０２が駆動側、モータジェネレータ１０３が従動側の場合には、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度はクランク連結用プーリ１２３の方が早いため、回転体１５０がクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と回転方向のカム面端部との間で噛み合うことでクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４とが一体に回転する。一方、エンジン１０２が従動側、モータジェネレータ１０３が駆動側の場合には、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度は補機駆動用プーリ１２４の方が早いため、回転体１５０が外径側に位置するクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と接触しないことでクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４との間で動力伝達が行なわれない。第２実施形態ではこのような構成により、切替手段１３２により、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４との間で補機駆動用プーリ１２４が駆動側のときにのみクランク連結用プーリ１２３への接続を禁止され１方向クラッチが実現される。

ここで、図１６および図２２を参照して、第２実施形態における、車両用動力伝達装置１００のエンジン１０２、モータジェネレータ１０３、クラッチ１０５、ウォータポンプ１１１、およびエアコン用コンプレッサ１１２の動作を説明する。図２２は、図１６の区間Ａ〜Ｄそれぞれにおけるクラッチ１０５、ウォータポンプ１１１、およびエアコン用コンプレッサ１１２の動作状態を示す模式図である。

区間Ａは、モータジェネレータ１０３によりエンジン１０２を始動する過程を示す。図２２（Ａ）に示すように、エアコン用コンプレッサ１１２のコンプレッサクラッチ１１３を切り、負荷を低減した状態で、切替手段１３２をＯＦＦにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５の締結を可能にする。そして、モータジェネレータ１０３を駆動し、モータジェネレータ１０３をエンジン始動回転数ω１まで上昇させ、エンジン１０２を従動させることで点火させる。このとき、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度は補機駆動用プーリ１２４の方が早いため、内径側の補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂがクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５より早く移動するため、回転体１５０はクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と回転方向とは反対側のカム面１４１の端部１４１ｂとの間で噛み合うことで一体に回転する。

区間Ｂは、エンジン１０２によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動する状態を示す。エンジン１０２が点火した後、区間Ｂでは、区間Ａに対してエンジン１０２及びモータジェネレータ１０３の駆動側・従動側の関係が逆転する。すなわち、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４の相対速度はクランク連結用プーリ１２３の方が早くなる。このとき、図２２（Ｂ）に示すように、切替手段１３２をＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５をエンジン１０２が駆動側のときにのみ接続する１方向クラッチの状態にしているので、外径側に位置するクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５が補機駆動用プーリ１２４の延出部１２４ｂより早く移動し、回転体１５０はクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と回転方向のカム面１４１の端部１４１ａとの間で噛み合うことでクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４が一体に回転する。従って、エンジン１０２によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動するとともに、モータジェネレータ１０３を発電させる。また、停車時においても、発電が必要なときなどはエンジン１０２にてウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動する。

区間Ｃは、モータジェネレータ１０３によりエンジン１０２を減速させ停止させる過程を示す。図２２（Ｃ）に示すように、切替手段１３２をＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５をエンジン１０２が駆動側のときにのみ接続する一方向クラッチの状態にしているので、モータジェネレータ１０３を発電させることができる。その際、エンジン１０２の停止時に車両の共振ポイントを速やかに通過し振動を低減するため、モータジェネレータ１０３による発電量を上昇させエンジン１０２の回転数の低下を早め、エンジン１０２を速やかに停止する。尚、図２２（Ｃ）に示す例では、コンプレッサクラッチ１１３が切断され、コンプレッサ１１２の入力軸１１８が第２の動力伝達手段１０４Ｂから分離されているが、コンプレッサクラッチ１１３が接続されてエアコン用コンプレッサ１１２の入力軸１１８が第２の動力伝達手段１０４Ｂに接続されていてもよい。その場合には、エアコン用コンプレッサ１１２を負荷として、エンジン１０２の停止に要する時間の一層の短縮を図ることができる。

区間Ｄは、エンジン停止時において、モータジェネレータ１０３によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２の駆動をする状態を示す。停車時のエンジン停止時、いわゆるアイドリングストップ時、又は、モータジェネレータ１０３による走行中のエンジン停止時は、切替手段１３２をＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５をエンジン１０２が駆動側のときにのみ接続する１方向クラッチの状態にしている。これにより、エンジン１０２が駆動側とならないときには、回転体１５０が外径側に位置するクランク連結用プーリ１２３の内径面１４５と接触しないことでクランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４との間で動力伝達が行なわれない。すなわち、図２２（Ｄ１）に示すように、エンジン１０２とは独立してモータジェネレータ１０３によりウォータポンプ１１１およびエアコン用コンプレッサ１１２を駆動し、又は、図２２（Ｄ２）に示すように、エアコン用コンプレッサ１１２のコンプレッサクラッチ１１３を切り、エンジン１０２とは独立してモータジェネレータ１０３によりウォータポンプ１１１を駆動する。

図２３は、第２実施形態における、図１８及び図１９に基づいてＥＣＵ１０６においてエンジン１０２停止許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。図２０と同じ処理については、同じ符号を付して説明を省略する。
図２３に示す第２実施形態のフローでは、図２０の第１実施形態のステップＳＡ４に対応する工程がない点で第１実施形態と相違する。これは、第２実施形態では、切替手段１３２をＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を１方向クラッチにしているため、モータジェネレータ１０３が駆動する際には、クランク連結用プーリ１２３と補機駆動用プーリ１２４との間で動力伝達が行なわれない。したがって、図１６の区間Ｃから区間Ｄに移行する際には、第１実施形態のように、切替手段１３２をＯＦＦからＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を開放状態にする必要がない。

図２４は、第２実施形態における、ＥＣＵ１０６においてエンジン停止不許可の判断がなされた際の出力処理を示すフロー図である。図２１と同じ処理については、同じ符号を付して説明を省略する。
図２４に示す、第２実施形態では、図２１の第１実施形態の各ステップに加え、エンジン点火（ステップＳＢ８）後、切替手段１３２をＯＮにしてエンジン１０２とモータジェネレータ１０３の動力を断接するクラッチ１０５を１方向クラッチにする（ステップＳＢ８）。これにより、エンジン１０２の点火後、図１６の区間Ｂや区間Ｃのエンジン１０２が駆動側、モータジェネレータ１０３が従動側となるときは１方向クラッチにより動力が伝達され、図１６の区間Ｄのモータジェネレータ１０３が駆動側となるときは１方向クラッチによりエンジン１０２とモータジェネレータ１０３との間で動力が伝達されない構成となる。

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。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１００ 車両用動力伝達装置
１０１Ａ アイドリング停止車両
１０１Ｂ ハイブリッド車両
１０２ エンジン
１０３ モータジェネレータ
１０４Ａ 第１の動力伝達手段
１０４Ｂ 第２の動力伝達手段
１０５ クラッチ
１０６ ＥＣＵ
１０９ クランク軸
１１０ モータジェネレータ入出力軸
１１１ ウォータポンプ
１１２ エアコン用コンプレッサ
１１３ コンプレッサクラッチ
１１７ ウォータポンプの入力軸
１１８ エアコン用コンプレッサの入力軸
１２１ クランクプーリ
１２２ モータジェネレータプーリ
１２３ クランク連結用プーリ
１２４ 補機駆動用プーリ
１２４ａ 補機駆動用プーリの基部
１２４ｂ 補機駆動用プーリの延出部
１２６ ウォータポンプ駆動用プーリ
１２７ エアコン駆動用プーリ
１３０ エンジンベルト
１３１ 補機ベルト
１３２ 切替手段
１３５ 軸受
１３６ 軸受
１４１ カム面
１４１ｃ 中点位置
１４１ａ，ｂ 端部
１４２ 溝
１４５ クランク連結用プーリの内径面
１５０ 回転体
１５１ 保持器
１５２ 溝
１５４ 案内傾斜面
１７０ 爪
１７１ 爪の傾斜面
１８０ アクチュエータ

Claims (6)

1. エンジンと、
   前記エンジンのクランク軸に連結されるクランクプーリと、
   モータジェネレータと、
   前記モータジェネレータの入出力軸に連結され、かつ、前記モータジェネレータの入出力軸上に併設された第１のプーリ及び第２のプーリとで構成されるモータジェネレータプーリと、
   補機と、
   前記補機の入力軸に連結される補機プーリと、
   少なくとも前記クランクプーリ及び前記第１のプーリとの間に第１の伝達部材を掛け回して動力を伝達する第１の動力伝達手段と、
   少なくとも前記第２のプーリ及び前記補機プーリとの間に第２の伝達部材を掛け回して動力を伝達する第２の動力伝達手段と、を備えた車両用動力伝達装置であって、
   前記第１のプーリは、前記モータジェネレータの入出力軸と相対回転可能に接続されており、前記第２のプーリは、前記モータジェネレータの入出力軸とに直結されており、
   前記モータジェネレータプーリを構成する前記第１のプーリ及び第２のプーリ同士を接続または開放するクラッチが前記モータジェネレータプーリの内部に設けられるとともに、
   前記クラッチにおいて前記第１のプーリと前記第２のプーリの少なくともいずれか一方が駆動側のときに接続を禁止するように前記クラッチを切り替える切替手段が前記モータジェネレータプーリの内部に設けられ、
   前記第２のプーリは、前記第１のプーリ側に向かって軸方向に延出する延出部を備え、前記延出部は複数のカム面を備え、
   前記第１のプーリの内径面と前記第２のプーリの前記延出部との間には空洞が形成され、
   前記カム面と前記第１のプーリの内径面との間に回転体を保持する保持器が設けられ、
   前記カム面と、前記第１のプーリの内径面と、前記保持器により前記クラッチを構成し、
   前記クラッチを切り替える前記切替手段がアクチュエータにより構成され、
   前記アクチュエータが前記モータジェネレータの入出力軸の内部に設けられ、
   前記第１の伝達部材の外周側から前記第１の伝達部材に張力を付加するアイドルプーリとテンショナープーリとを備え、
   前記アイドルプーリは、前記補機プーリと同軸上に、且つ、前記補機プーリと相対回転可能に配置され、
   前記テンショナープーリは、前記第１の伝達部材に対し前記補機プーリと反対側に設けられ、
   前記補機プーリは、前記補機の入力軸端部に向かって延出する補機プーリ延出部を備え、
   前記アイドルプーリは、前記補機プーリ延出部に軸受を介して支持され、
   前記第１のプーリと前記第２のプーリは略同一径であり、前記補機プーリと前記アイドルプーリは略同一径であることを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記切替手段は、前記延出部の少なくとも一部と、前記少なくとも一部に対応する前記保持器の一部に、それぞれ軸方向に延びる溝を設けると共に、前記延出部と前記保持器の両溝を移動可能な爪を備え、
   前記爪が前記両溝に挿入されることで前記保持器の位置を固定することを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記切替手段は前記回転体が前記カム面の中点位置となるように前記爪が前記保持器の位置を固定することにより、前記第１のプーリと前記第２のプーリ同士の接続を禁止することを特徴とする請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記切替手段は前記回転体が前記カム面の中点位置よりいずれか一方に偏寄した位置となるように前記爪が前記保持器の位置を固定し、前記第１のプーリと前記第２のプーリのいずれか一方が駆動側のときに接続を禁止することを特徴とする請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
5. 前記保持器の溝の周方向両端に前記爪の挿入を案内する案内傾斜面を備え、前記案内傾斜面と対応する前記爪の先端部の周方向両側には前記案内傾斜面に対応する傾斜面を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置。
6. 前記第１のプーリは、前記延出部の先端部と、前記第２のプーリの基部に設けられた２つの軸受によって前記第２のプーリに軸支されており、
   前記第１のプーリは、径方向において第２のプーリの少なくとも一部とラップしていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置。

Images