JP6053533B2

JP6053533B2 - 車両

Info

Publication number: JP6053533B2
Application number: JP2013011064A
Authority: JP
Inventors: 雅司桑田; 栗本　隆志; 隆志栗本
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: JP2014141933A

Description

本発明は、車両に関する。

エンジンは、クランキングによって始動する。そのため、エンジンが搭載された車両には、クランキングのためのスタータが必要である。

また、車両には、スタータなどの補機の駆動電力を蓄えておくためのバッテリが搭載されている。そして、そのバッテリを充電するために、オルタネータが搭載されている。エンジンの駆動力でオルタネータが発電し、オルタネータからバッテリに電力が供給されることにより、バッテリが充電される。

車両によっては、エアコンディショナのコンプレッサを駆動するためのモータ、負圧ポンプを駆動するためのモータ、油圧ポンプを駆動するためのモータなど、負荷駆動用のモータがさらに搭載されている。

特表２０１０−５１３７７１号公報

このように、車両には、スタータ、オルタネータおよび負荷駆動用のモータなどの複数のモータ類が搭載されている。そのため、車両のコストが高くつく。また、車体内に複数のモータ類を配置するスペースを確保しなければならない。また、モータ類の振動対策を講じたマウントが必要になる。

本発明の目的は、１つのモータにより、エンジンを始動させることができ、ポンプを駆動することができる、車両を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両は、ポンプと、エンジンと、前記エンジンに駆動力を伝達し、前記エンジンから駆動力が伝達される伝達部と、正逆回転可能なモータと、前記モータと前記ポンプとの間の駆動力の伝達経路に介装され、前記モータの正転による駆動力を遮断し、前記モータの逆転による駆動力を前記ポンプに伝達するように機能する第１クラッチと、前記モータと前記伝達部との間の駆動力の伝達経路に介装され、前記モータの逆転による駆動力の伝達を遮断し、前記モータの正転による駆動力を前記伝達部に伝達するように機能する第２クラッチとを備え、前記第１クラッチまたは前記第２クラッチの少なくとも一方には、ワンウェイクラッチが用いられている。

この構成によれば、伝達部は、エンジンとの間で駆動力を伝達可能に設けられている。モータとポンプとの間の駆動力の伝達経路には、第１クラッチが介装されている。モータと伝達部との間の駆動力の伝達経路には、第２クラッチが介装されている。

モータの正転時には、第１クラッチの機能により、モータからポンプへの駆動力の伝達が遮断され、第２クラッチの機能により、モータの駆動力が伝達部に伝達される。そして、モータの駆動力は、伝達部からエンジンに伝達されて、エンジンをクランキングさせる。そのため、モータの正転時には、ポンプが負荷となることを防止しつつ、モータをエンジンのスタータとして機能させて、エンジンを始動させることができる。

モータの逆転時には、第１クラッチの機能により、モータの駆動力がポンプに伝達され、第２クラッチの機能により、モータから伝達部への駆動力の伝達が遮断される。そのため、モータの逆転時には、エンジンが負荷となることを防止しつつ、ポンプを駆動させることができる。

よって、１つのモータにより、ポンプが負荷となることを防止しつつ、エンジンを始動させることができ、エンジンが負荷となることを防止しつつ、ポンプを駆動することができる。その結果、エンジン始動およびポンプ駆動の各々に専用のモータが設けられる構成と比較して、コストの低減および軽量化を図ることができる。また、軽量化および電気負荷の減少により、燃費（電費）を向上させることができる。さらには、車体内の空きスペースを増大させることができ、また、モータのマウント構造を簡素化することができる。

そして、第１クラッチまたは第２クラッチの少なくとも一方には、ワンウェイクラッチが採用されている。ワンウェイクラッチは、他の種類のクラッチ（たとえば、電磁クラッチなどの断接クラッチ）よりも安価である。したがって、第１クラッチまたは第２クラッチの少なくとも一方にワンウェイクラッチを採用することにより、コストの低減を図ることができる。

第２クラッチには、ワンウェイクラッチが用いられることが好ましい。

エンジンを始動させるには、高トルクが必要である。そのため、第２クラッチに電磁クラッチなどの断接クラッチを用いる場合、第２クラッチでの滑りを防止するため、大型の断接クラッチを用いなければならず、コスト、サイズおよび重量が大きくなる。第２クラッチにワンウェイクラッチが用いられることにより、断接クラッチが用いられる場合よりも、安価、小型および軽量な構成で、モータから出力される高トルクを伝達部に良好に伝達することができる。

第２クラッチにワンウェイクラッチが用いられる場合、モータと伝達部との間の駆動力の伝達経路に、伝達部からモータへ駆動力を伝達／遮断するための第３クラッチが介装されることが好ましい。

エンジンの駆動力が伝達部に伝達されても、その駆動力をワンウェイクラッチである第２クラッチを介してモータに伝達することはできない。エンジンの駆動中に、第３クラッチが繋がれることにより、エンジンの駆動力を伝達部からモータに伝達することができ、モータをオルタネータ（発電機）として機能させることができる。この発電のためにモータに入力されるトルクは、比較的小さいので、第３クラッチとしては、安価で小型かつ軽量の電磁クラッチなどの断接クラッチを用いることができる。

よって、第２クラッチにワンウェイクラッチが用いられ、第３クラッチに安価で小型かつ軽量の電磁クラッチなどが用いられることにより、第２クラッチに大型の断接クラッチが用いられた構成と比較して、コスト、サイズおよび重量を低減することができる。

本発明によれば、１つのモータにより、ポンプが負荷となることを防止しつつ、エンジンを始動させることができ、エンジンが負荷となることを防止しつつ、ポンプを駆動することができるとともに、ワンウェイクラッチの採用により、コストを低減することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の要部構成を図解的に示す図である。エンジン、モータ、負圧ポンプおよび電磁クラッチの動作状態を示す表である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両の要部構成を図解的に示す図である。

車両１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）２および走行用モータ（図示せず）を走行用駆動源として搭載したハイブリッドカーである。

エンジン２には、クランクシャフト３が設けられている。クランクシャフト３の一端部は、エンジン２の外部に突出しており、その突出した部分には、クランクプーリ４が取り付けられている。

車両１には、モータ５が備えられている。モータ５は、回転軸６がクランクシャフト３の一端部（クランクプーリ４が取り付けられている部分）と平行をなすように配置されている。

回転軸６の一端部には、プーリ７が設けられている。クランクプーリ４およびプーリ７には、ベルト８が巻き掛けられている。これにより、クランクシャフト３の回転がクランクプーリ４およびベルト８を介してプーリ７に伝達され、プーリ７の回転がベルト８およびクランクプーリ４を介してクランクシャフト３に伝達される。

回転軸６とプーリ７との間には、ワンウェイクラッチ９および電磁クラッチ１０が介装されている。

ワンウェイクラッチ９の内輪は、回転軸６に外嵌固定されている。ワンウェイクラッチ９の外輪は、プーリ７に内嵌固定されている。モータ５の正転時には、ワンウェイクラッチ９の内輪および外輪が一体的に回転し、ワンウェイクラッチ９は、回転軸６の回転をプーリ７に伝達する。一方、モータ５の逆転時には、ワンウェイクラッチ９の外輪が静止したまま、内輪が回転し、ワンウェイクラッチ９は、回転軸６の回転をプーリ７に伝達しない。また、回転軸６が静止した状態で、クランクシャフト３の回転がプーリ７に伝達されたときには、ワンウェイクラッチ９の内輪が静止したまま、外輪が回転し、ワンウェイクラッチ９は、プーリ７の回転を回転軸６に伝達しない。

電磁クラッチ１０は、たとえば、回転軸６に固定されたフィールドコア１１と、プーリ７に設けられたアーマチュア１２とを備えている。フィールドコア１１に内蔵されたコイル１３に通電されると、アーマチュア１２がフィールドコア１１に吸着されて（接続状態）、回転軸６とプーリ７とが一体回転可能に結合される。コイル１３への通電が停止されると、アーマチュア１２がフィールドコア１１から分離し（切断状態）、回転軸６とプーリ７との間での駆動力の伝達が遮断される。

また、車両１には、負圧ポンプ１４が備えられている。負圧ポンプ１４は、たとえば、ブレーキシステムのブレーキブースタで倍力に利用される負圧を発生させるためのものである。負圧ポンプ１４の入力軸１５は、ワンウェイクラッチ１６を介して、回転軸６に結合されている。ワンウェイクラッチ１６の機能により、モータ５の正転時には、回転軸６の回転が入力軸１５に伝達されず、モータ５の逆転時には、回転軸６の回転が入力軸１５に伝達される。

図２は、エンジン、モータ、負圧ポンプおよび電磁クラッチの動作状態を示す表である。

モータ５は、エンジン２を始動させるためのスタータとして機能させることができる。エンジン２の始動時には、電磁クラッチ１０が切断状態（ＯＦＦ）にされて、モータ５が正転駆動される。モータ５の正転による回転軸６の回転は、ワンウェイクラッチ９の機能により、プーリ７に伝達される。そして、プーリ７の回転がベルト８およびクランクプーリ４を介してクランクシャフト３に伝達され、エンジン２がクランキングによって始動する。

このとき、ワンウェイクラッチ１６の機能により、回転軸６の回転は、負圧ポンプ１４の入力軸１５に伝達されない。したがって、負圧ポンプ１４は、駆動されず、モータ５の負荷にならない。

また、モータ５は、エンジン２の運転中に、オルタネータとして機能（発電動作）させることができる。モータ５の発電動作のために、電磁クラッチ１０が接続状態（ＯＮ）にされ、回転軸６とプーリ７とが結合される。これにより、クランクシャフト３の回転がクランクプーリ４、ベルト８およびプーリ７を介して回転軸６に伝達され、モータ５により、回転軸６の回転が電力に変換される。

このときにも、ワンウェイクラッチ１６の機能により、回転軸６の回転は、負圧ポンプ１４の入力軸１５に伝達されない。したがって、負圧ポンプ１４は、駆動されず、モータ５の負荷にならない。

さらにまた、モータ５は、エンジン２の停止中に、負圧ポンプ１４の駆動源として使用される。負圧ポンプ１４の駆動時には、電磁クラッチ１０が切断状態（ＯＦＦ）にされて、モータ５が逆転駆動される。モータ５に逆転による回転軸６の回転は、ワンウェイクラッチ１６の機能により、負圧ポンプ１４の入力軸１５に伝達される。これにより、負圧ポンプ１４が駆動される。

このとき、ワンウェイクラッチ９は、その機能により、回転軸６の回転をプーリ７に伝達しない。また、電磁クラッチ１０が切断状態にされているので、回転軸６の回転が電磁クラッチ１０を介してプーリ７に伝達されることもない。したがって、エンジン２が始動されることはなく、エンジン２がモータ５の負荷にならない。

以上のように、クランクプーリ４、プーリ７およびベルト８は、エンジン２との間で駆動力を伝達可能に設けられている。モータ５とプーリ７との間の駆動力の伝達経路には、ワンウェイクラッチ９が介装されている。モータ５と負圧ポンプ１４との間の駆動力の伝達経路には、ワンウェイクラッチ１６が介装されている。

モータ５の正転時には、ワンウェイクラッチ１６の機能により、モータ５から負圧ポンプ１４への駆動力の伝達が遮断され、ワンウェイクラッチ９の機能により、モータ５の駆動力がプーリ７に伝達される。そして、モータ５の駆動力は、プーリ７、ベルト８およびプーリ４を介してエンジン２に伝達されて、エンジン２をクランキングさせる。そのため、モータ５の正転時には、負圧ポンプ１４が負荷となることを防止しつつ、モータ５をエンジン２のスタータとして機能させて、エンジン２を始動させることができる。

モータ５の逆転時には、ワンウェイクラッチ９の機能により、モータ５からプーリ７への駆動力の伝達が遮断され、ワンウェイクラッチ１６の機能により、モータ５の駆動力が負圧ポンプ１４の入力軸１５に伝達される。そのため、モータ５の逆転時には、エンジン２が負荷となることを防止しつつ、負圧ポンプ１４を駆動させることができる。

よって、１つのモータ５により、負圧ポンプ１４が負荷となることを防止しつつ、エンジン２を始動させることができ、エンジン２が負荷となることを防止しつつ、負圧ポンプ１４を駆動することができる。その結果、エンジン２の始動および負圧ポンプ１４の駆動の各々に専用のモータが設けられる構成と比較して、コストの低減および軽量化を図ることができる。また、軽量化および電気負荷の減少により、燃費（電費）を向上させることができる。さらには、車体内の空きスペースを増大させることができ、また、モータ５のマウント構造を簡素化することができる。

ワンウェイクラッチ９，１６は、他の種類のクラッチ（たとえば、電磁クラッチなどの断接クラッチ）よりも安価である。したがって、ワンウェイクラッチ９，１６に代えて、他の種類のクラッチが採用された構成と比較して、コストの低減を図ることができる。

エンジン２を始動させるには、高トルクが必要である。そのため、ワンウェイクラッチ９に代えて、電磁クラッチなどの断接クラッチを用いる場合、滑りを防止するため、大型の断接クラッチを用いなければならず、コスト、サイズおよび重量が大きくなる。ワンウェイクラッチ９が用いられることにより、断接クラッチが用いられる場合よりも、安価、小型および軽量な構成で、モータ５から出力される高トルクをプーリ７、ベルト８およびクランクプーリ４に良好に伝達することができる。

エンジン２の駆動力がクランクプーリ４、ベルト８およびプーリ７に伝達されても、その駆動力をワンウェイクラッチ９を介してモータ５に伝達することはできない。エンジン２の駆動中に、電磁クラッチ１０が繋がれることにより、エンジン２の駆動力をクランクプーリ４、ベルト８およびプーリ７を介してモータ５に伝達することができ、モータ５をオルタネータ（発電機）として機能させることができる。この発電のためにモータ５に入力されるトルクは、比較的小さいので、電磁クラッチ１０としては、安価で小型かつ軽量の電磁クラッチを用いることができる。

よって、ワンウェイクラッチ９および安価で小型かつ軽量の電磁クラッチ１０が用いられることにより、ワンウェイクラッチ９および電磁クラッチ１０の代わりに大型の断接クラッチが用いられた構成と比較して、コスト、サイズおよび重量を低減することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、ポンプの一例として、ブレーキシステムの負圧ポンプ１４を取り上げたが、ポンプは、ブレーキシステム以外に用いられる負圧ポンプであってもよいし、油圧式パワーステアリング装置に用いられる油圧ポンプなど、負圧ポンプと種類の異なるポンプであってもよい。

ワンウェイクラッチ９および電磁クラッチ１０に代えて、高トルク対応型の電磁クラッチなどの断接クラッチが設けられてもよい。また、ワンウェイクラッチ１６に代えて、電磁クラッチなどの断接クラッチが設けられてもよい。

また、本発明は、ハイブリッドカーに限らず、ハイブリッドカー以外の車両に広く適用することができる。たとえば、アイドルストップ機能を有し、アイドルストップ中にモータの駆動力でポンプを駆動する構成の車両に、本発明を適用することができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１車両
２エンジン
４クランクプーリ（伝達部）
５モータ
７プーリ（伝達部）
８ベルト（伝達部）
９ワンウェイクラッチ（第２クラッチ）
１０電磁クラッチ（第３クラッチ）
１４負圧ポンプ（ポンプ）
１６ワンウェイクラッチ（第１クラッチ）

Claims

ポンプと、
エンジンと、
前記エンジンに駆動力を伝達し、前記エンジンから駆動力が伝達される伝達部と、
正逆回転可能なモータと、
前記モータと前記ポンプとの間の駆動力の伝達経路に介装され、前記モータの正転による駆動力を遮断し、前記モータの逆転による駆動力を前記ポンプに伝達するように機能する第１クラッチと、
前記モータと前記伝達部との間の駆動力の伝達経路に介装され、前記モータの逆転による駆動力の伝達を遮断し、前記モータの正転による駆動力を前記伝達部に伝達するように機能する第２クラッチと、
前記モータと前記伝達部との間の駆動力の伝達経路に介装され、前記モータの発電動作のために前記伝達部から前記モータへ駆動力を伝達し、前記モータの非発電動作時に前記伝達部から前記モータへの駆動力の伝達を遮断するように機能する第３クラッチとを備え、
前記第２クラッチには、ワンウェイクラッチが用いられている、車両。