WO2015041331A1

WO2015041331A1 - ハイブリッドシステムとハイブリッド車両

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Publication number: WO2015041331A1
Application number: PCT/JP2014/074889
Authority: WO
Inventors: 晃浩稲村
Original assignee: いすゞ自動車株式会社
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2014-09-19
Publication date: 2015-03-26
Also published as: JP2015058864A

Abstract

　内燃機関と電動発電機における補機を駆動するための馬力を軽減するために補機を電動駆動し、各補機の駆動効率を高めることができると共に、補機の電動駆動化によって増加するコストを抑制することができるハイブリッドシステムは、エンジン（１０）と電動発電機（２１）を有するハイブリッドシステム（２）において、エンジン（１０）のクランク軸（１５）に電動発電機用動力伝達機構（１６）を設け、電動発電機用動力伝達機構（１６）に電動発電機（２１）を連結すると共に、電動発電機（２１）で発電された電力で駆動する補機用電動機（２７）に補機用動力伝達機構（２８）を設け、補機用動力伝達機構（２８）に複数の補機（２６Ａ～２６Ｅ）を連結し、補機用動力伝達機構（２８）の補機用電動機（２７）との回転比が、補機（２６Ａ～２６Ｅ）ごとに定められるように構成したものである。

Description

ハイブリッドシステムとハイブリッド車両

　本発明は、ハイブリッドシステムとハイブリッド車両に関する。

　車両に搭載されている冷却ファン、冷却水ポンプ、潤滑油ポンプ、エアコンプレッサ、及びパワーステアリングポンプなどの補機を電動駆動する場合には、各補機を駆動する専用の電動モータを設ける必要があると共に、その電動モータを駆動するための回路を設ける必要がある。

　これに関して、例えば日本出願の特開２００８－１５５７１９号公報（特許文献１）に記載されているように、エンジンと電動発電機の駆動力により車輪を駆動するハイブリッド車両において、冷却水ポンプ、潤滑油ポンプ、エアコンプレッサ、及びパワーステアリングポンプなどの補機を電動発電機とは別に設けた二つの電動機による電動駆動とし、各電動機の駆動力でそれらの補機を駆動する装置が提案されている。

　しかし、この装置では、補機を補機の回転数や駆動効率などの使用条件から二つに分類し、例えば、高回転の電動機に高回転の補機を、低回転の電動機に低回転の補機をそれぞれ直結するために、回転数の異なる少なくとも二つの電動機を必要とする。

　また、各電動機に各補機を直結する構成のため、従来のレイアウトを大幅に変更する必要があると共に、使用条件から分類した補機の中でも最適な回転数が異なるものについては、減速機を介在させる必要があり、その分、装置全体の構成が複雑化する。

日本出願の特開２００８－１５５７１９号公報

　本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、内燃機関と電動発電機における回転駆動補機を駆動するための馬力を軽減するために補機を電動駆動しても、各補機の駆動効率を高めることができると共に、補機の電動駆動化によって増加するコストを抑制することができるハイブリッドシステムとハイブリッド車両を提供することである。

　上記の課題を解決するための本発明のハイブリッドシステムは、内燃機関と電動発電機を有するハイブリッドシステムにおいて、前記内燃機関のクランク軸に電動発電機用動力伝達機構を設け、該電動発電機用動力伝達機構に前記電動発電機を連結すると共に、前記電動発電機で発電された電力で駆動する補機用電動機に補機用動力伝達機構を設け、該補機用動力伝達機構に複数の補機を連結し、前記補機用動力伝達機構の前記補機用電動機との回転比が、前記補機ごとに定められるように構成される。

　なお、ここでいう補機とは、冷却ファン、冷却水ポンプ、潤滑油ポンプ、室内用のエアコンプレッサ、パワーステアリングポンプ、バキュームポンプ、及び冷凍室用のコンプレッサなどの補機用駆動軸を回転することで駆動するもののことをいう。

　また、ここでいう補機用動力伝達機構とは、補機用電動機と各補機のそれぞれの駆動軸に直結した複数のプーリーに無端状のベルトやチェーンを掛け回したものや、補機用電動機と補機のそれぞれの駆動軸に直結したギヤ同士を噛み合わせたものなどである。

　この構成によれば、内燃機関と電動発電機における補機を駆動するための馬力を軽減するために、電動発電機とは別に設けた一つの補機用電動機から補機用動力伝達機構を介して複数の補機を電動駆動することができる。

　これにより、第一に、各補機を駆動させるために、補機ごとに専用の電動機やその電動機に電力を供給するための回路を不要とすることができ、補機の電動駆動化によって増加するコストを抑制することができる。

　第二に、補機用電動機から、補機ごとに定められる回転比を設けた補機用動力伝達機構を介して動力を伝達し、補機用電動機の回転を補機ごとに変速して伝達することができるので、一つの補機用電動機で、効率のいい回転数が異なる各補機を駆動しても、補機用電動機と各補機の両方を駆動効率の高い回転数で駆動することができる。

　第三に、従前のクランク軸の一方に変速機が、他方に補機が配置されたレイアウトを変更せずに、クランク軸の他方に連結されていた補機をそのまま利用することができる。これにより、大幅なレイアウトを変更する必要が無くなるので、補機を電動駆動化することによって増加するコストを抑制することができる。

　また、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記補機用動力伝達機構の前記補機ごとに定められる前記補機用電動機と前記補機との回転比を、前記補機の回転数を前記補機ごとに定められた高効率回転領域内の回転数にする高効率回転比とするように構成されると、補機用電動機と各補機の両方を、最も効率いい回転数で駆動することができるので、エネルギー効率を向上することができる。

　そして、上記の課題を解決するための本発明のハイブリッド車両は、上記のハイブリッドシステムを搭載して構成される。この構成によれば、補機類を含めたハイブリッドシステムのエネルギー効率を向上することができると共に、コストダウンを図ることができるハイブリッド車両を提供することができる。

　本発明によれば、内燃機関と電動発電機における補機を駆動するための馬力を軽減するために、複数の補機を、電動発電機とは別に設けた一つの補機用電動機から補機用動力伝達機構を介して電動駆動することで、補機用電動機と各補機の両方を駆動効率の高い回転数で駆動することができると共に、各補機を電動駆動化することによって増加するコストを抑制することができる。

図１は、本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステム及びハイブリッド車両の構成を示す図である。

　以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及びハイブリッドシステムの動力伝達方法について説明する。なお、以下の実施の形態では、電動発電機用動力伝達機構として、エンジン（内燃機関）のクランク軸にＣＶＴ（無段変速機構：レシオ可変機構）を設けた構成を例に説明するが、本発明はこれに限定されずに、エンジンのクランク軸と電動発電機との間で動力を伝達させる機構であればよい。例えば、クランク軸と電動発電機の駆動軸のそれぞれに固定プーリーを設け、それらの固定プーリーに無端状のベルト又はチェーンを掛けた機構にも適用することができる。

　図１に示すように、この実施の形態のハイブリッドシステム２は、エンジン（内燃機関）１０と電動発電機（Ｍ／Ｇ）２１を有するハイブリッドシステムである。なお、ここでは、このハイブリッドシステム２はハイブリッド車両（ＨＥＶ：以下車両とする）１に搭載されているものとして説明するが、必ずしも、車両に搭載されるものに限定されない。

　図１の例に示すように、ハイブリッドシステム２のエンジン１０は、エンジン本体（ＥＮＧ）１１と排気通路１２とターボ過給器１３と、排気通路１２に設けられた排気ガス浄化装置（後処理装置）１４を備えている。この排気ガス浄化装置１４により、エンジン１０から排出される排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（微粒子状物質）等を浄化処理している。この浄化処理された排気ガスは、マフラー（図示しない）等を経由して大気中に放出される。

　このエンジン１０のクランク軸１５に直結してＣＶＴ（電動発電機用動力伝達機構）１６を設け、このＣＶＴ１６に電動発電機２１を連結する。つまり、エンジン１０のクランク軸１５にＣＶＴ１６の電動発電機用第１プーリー１６ａを設けると共に、電動発電機２１にＣＶＴ１６の電動発電機用第２プーリー１６ｂを設けて構成し、電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用第２プーリー１６ｂを介してクランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行うように構成する。

　この電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用第２プーリー１６ｂとの間には無端状のベルト又はチェーン（電動発電機用動力伝達部材）１６ｃが掛けられており、クランク軸１５から電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用動力伝達部材１６ｃと電動発電機用第２プーリー１６ｂを経由して電動発電機２１に、また逆に、電動発電機２１から電動発電機用第２プーリー１６ｂと電動発電機用動力伝達部材１６ｃと電動発電機用第１プーリー１６ａを経由してクランク軸１５に、動力が伝達される。

　このＣＶＴ１６では、２個一組の電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用第２プーリー１６ｂにＶ字形状の電動発電機用動力伝達部材１６ｃをかけ、個々のプーリー１６ａ、１６ｂの幅を変えることにより、プーリー１６ａ、１６ｂと電動発電機用動力伝達部材１６ｃの接する位置を変えるようにしており、電動発電機用動力伝達部材１６ｃの接する位置の直径が内側になれば小さくなり、逆に外側になれば大きくなるように構成されている。そして、電子制御による油圧又は電動機構（図示しない）で２個のプーリー１６ａ、１６ｂの幅の拡縮が互いに逆になるように変化させる制御をすることにより、電動発電機用動力伝達部材１６ｃをたるませることなく、変速を連続的に行うことができる。

　このＣＶＴ１６を、エンジン１０において、クランク軸１５の一方に変速機３１が接続されており、クランク軸１５の他方にＣＶＴ１６が接続されているように構成すると、ＣＶＴ１６が、エンジン１０に関して、変速機３１とは反対側のクランク軸１５に設けられていることになる。これにより、エンジン１０と変速機３１の間にＣＶＴ１６を設ける必要がなくなる。そのため、ハイブリッドシステムを考慮していない、既存のエンジンと変速機との組み合わせ（パワートレイン）に対しても、電動発電機を容易に設けることができ、ハイブリッドシステムを搭載できるパワートレインの種類を拡大することが容易にできる。

　また、クランク軸１５と電動発電機用第１プーリー１６ａとの間に、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力の伝達を断接するクランク軸用クラッチ１７を設けて構成する。

　このクランク軸用クラッチ１７はハイブリッドシステム用制御装置４１により制御される。このクランク軸用クラッチ１７は、エンジン１０のクランク軸１５の動力で電動発電機２１を発電する場合や電動発電機２１の駆動力でエンジン１０の駆動力をアシストする場合には、接状態にして、クランク軸１５と電動発電機２１の間での動力の伝達を行う。

　一方、電動発電機２１での発電が不要な場合にはクランク軸用クラッチ１７を断状態にして、エンジン１０と電動発電機２１間の動力伝達を切る。これにより、エンジン１０のクランク軸１５に電動発電機２１側及びＣＶＴ１６側のフリクションが加わることを回避することができるので、燃費を向上することができる。

　そして、電力システム２０の一部である電動発電機２１は、発電機として、エンジン１０の駆動力を受けて発電をしたり、又は、車両１のブレーキ力等の回生力発生による回生発電をしたり、モータとして駆動して、その駆動力をエンジン１０のクランク軸１５に伝達して、エンジン１０の駆動力をアシストしたりする。

　なお、発電して得た電力は、配線２２Ａを経由してインバータ（ＩＮＶ）２３で変換して第１バッテリ（充電器：Ｂ１）２４Ａに充電される。また、電動発電機２１を駆動するときは、第１バッテリ２４Ａに充電された電力をインバータ２３で変換して電動発電機２１に供給する。

　図１の構成では、更に、ＤＣ－ＤＣコンバータ（ＣＯＮ）２５と第２バッテリ（Ｂ２）２４Ｂを第１バッテリ２４Ａに直列に設けて、第１バッテリ２４Ａの、例えば、一般的な１２Ｖや２４Ｖ以上の高い電圧の電力を、ＤＣ－ＤＣコンバータ２５で、例えば、１２Ｖに電圧降下させて、第２バッテリ２４Ｂに充電して、この第２バッテリ２４Ｂから図示しない補機の前照灯等に電力を供給するように構成している。

　従来技術では、エンジンに関して、クランク軸の一方側に変速機が、他方側に補機が配置されている。つまり、冷却ファンや冷却水ポンプや潤滑油ポンプ等の補機は、変速機とは反対側に配置され、クランク軸から駆動力を得ている。一方、このハイブリッドシステム２では、冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ、エアコンプレッサ２６Ｄ、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅなどの補機を電動化して、クランク軸１５から直接駆動力を得ることなく、それらの補機２６Ａ～２６Ｅを、電動発電機２１で発電した電力で駆動する一つの補機用電動機２７で駆動するように構成する。これにより、補機による負荷損失のないエンジン１０の出力、及び電動発電機２１の出力を駆動力に活用できるというメリットが生じる。

　詳しくは、冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ、エアコンプレッサ２６Ｄ、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅなどの補機を電動駆動化するために、このハイブリッドシステム２は、補機用電動機２７に直結して補機用動力伝達機構２８を設け、補機用動力伝達機構２８に冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ、エアコンプレッサ２６Ｄ、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅを連結すると共に、補機用動力伝達機構２８の補機用電動機２７との回転比が、冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ、エアコンプレッサ２６Ｄ、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅごとに定められるように構成される。

　つまり、補機用電動機２７に補機用動力伝達機構２８の主プーリー２８ｍを設けると共に、冷却ファン２６Ａに第１プーリー２８ａを、冷却水ポンプ２６Ｂに第２プーリー２８ｂを、潤滑油ポンプ２６Ｃに第３プーリー２８ｃを、エアコンプレッサ２６Ｄに第４プーリー２８ｄを、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅに第５プーリー２８ｅを、それぞれ設けて構成し、この主プーリー２８ｍと第１プーリー２８ａから第５プーリー２８ｅまでの全てのプーリーとの間に掛けられた無端状のベルト又はチェーン（動力伝達部材）２８ｆを介して補機用電動機２７と各補機２６Ａ～２６Ｅとの間の動力伝達を行うように構成する。

　補機用動力伝達機構２８は、主プーリー２８ｍと各補機２６Ａ～２６Ｅに設けた各プーリー２８ａ～２８ｅとのプーリー比により、補機用電動機２７の回転を補機２６Ａ～２６Ｅごとに変速して伝達する。また、この補機用動力伝達機構２８は、図示しないテンショナーやアイドラーを設けて、動力伝達部材２８ｆに掛かる張力を調節するようにするとよい。

　詳しくは、補機用電動機２７の回転数Ｎａを予め定めた高効率回転領域Ａａに限定するように駆動した場合に、主プーリー２８ｍと第１プーリー２８ａとのプーリー比Ｒｆを、冷却ファン２６Ａの回転数Ｎｆを予め定められた高効率回転領域Ａｆに限定するように構成する。同様に、主プーリー２８ｍと第２プーリー２８ｂとのプーリー比Ｒｗを、冷却水ポンプ２６Ｂの回転数Ｎｗを高効率回転領域Ａｗに、主プーリー２８ｍと第３プーリー２８ｃとのプーリー比Ｒｏを、潤滑油ポンプ２６Ｃの回転数Ｎｏを高効率回転領域Ａｏに、主プーリー２８ｍと第４プーリー２８ｄとのプーリー比Ｒｃを、エアコンプレッサ２６Ｄの回転数Ｎｃを高効率回転領域Ａｃに、及び主プーリー２８ｍと第５プーリー２８ｅとのプーリー比Ｒｐを、パワーステアリングポンプ２６Ｅの回転数Ｎｐを高効率回転領域Ａｐに、それぞれ限定するように構成する。

　高効率回転領域Ａａは、補機用電動機２７の駆動効率が高くなるように最適化された回転領域であり、補機用電動機２７の最大トルクや最大馬力などの特性によって定められる回転領域である。同様に、高効率回転領域Ａｆ、高効率回転領域Ａｗ、高効率回転領域Ａｏ、高効率回転領域Ａｃ、及び高効率回転領域Ａｐについても、各補機２６Ａ～２６Ｅの駆動効率が高くなるように最適化された回転領域であり、各補機２６Ａ～２６Ｅの特性によって定められる回転領域である。

　エンジン１０が始動するなどした場合に、第１バッテリ２４Ａに充電された電力をインバータ２３で変換し、配線２２Ｂを経由して、補機用電動機２７に供給して、補機用電動機２７を駆動する。そして、補機用電動機２７の駆動力を、補機用動力伝達機構２８を経由させて各補機２６Ａ～２６Ｅに伝達し、各補機２６Ａ～２６Ｅを駆動する。このとき、補機用電動機２７の回転数Ｎａを高効率回転領域Ａａに限定すると共に、各回転駆動補機２６Ａ～２６Ｅの回転数Ｎｆ、Ｎｗ、Ｎｏ、Ｎｃ、及びＮｐを、回転駆動補機ごとに設定された高効率回転領域Ａｆ、Ａｗ、Ａｏ、Ａｃ、及びＡｐに限定する。

　また、このハイブリッドシステム２は、冷却水ポンプ２６Ｂと第２プーリー２８ｂとの間に、冷却水ポンプ２６Ｂと補機用動力伝達機構２８との間の動力の伝達を断接する冷却水ポンプ用クラッチ２９Ａを、エアコンプレッサ２６Ｄと第４プーリー２８ｄとの間に、エアコンプレッサ２６Ｄと補機用動力伝達機構２８との間の動力の伝達を断接するエアコンプレッサ用クラッチ２９Ｂを、設けて構成する。

　これらの補機用クラッチ２９Ａ及び２９Ｂはハイブリッドシステム用制御装置４１により制御される。これらの補機用クラッチ２９Ａ及び２９Ｂは、冷却水ポンプ２６Ｂ及びエアコンプレッサ２６Ｄを駆動する場合には、接状態にして、補機用動力伝達機構２８との間での動力の伝達を行う。

　例えば、エンジン１０の暖気が必要な場合は、冷却水ポンプ用クラッチ２９Ａを断状態にして、冷却水ポンプ２６Ｂと補機用電動機２７との間の動力伝達を行わないようにする。また、エアコンプレッサ２６Ｄの非作動時にも、同様に、エアコンプレッサ用クラッチ２９Ｂを断状態にして、エアコンプレッサ２６Ｄと補機用電動機２７との間の動力伝達を行わないようにする。これにより、補機用電動機２７のフリクションを低減することができる。

　このハイブリッドシステム２を搭載したハイブリッド車両（以下車両）１においては、エンジン１０の動力は、動力伝達システム３０の変速機（トランスミッション）３１に伝達され、更に、変速機３１より推進軸（プロペラシャフト）３２を介して作動装置（デファレンシャルギヤ）３３に伝達され、作動装置３３より駆動軸（ドライブシャフト）３４を介して車輪３５に伝達される。これにより、エンジン１０の動力が車輪３５に伝達され、車両１が走行する。

　一方、電動発電機２１の動力に関しては、第１バッテリ２４Ａに充電された電力がインバータ２３を介して電動発電機２１に供給され、この電力により電動発電機２１が駆動され動力を発生する。この電動発電機２１の動力は、ＣＶＴ１６を介してクランク軸１５に伝達されて、エンジン１０の動力伝達経路を伝達して、車輪３５に伝達される。

　これにより、電動発電機２１の動力がエンジン１０の動力と共に車輪３５に伝達され、車両１が走行する。なお、回生時には、逆の経路で、車輪３５の回生力、又はエンジン１０の回生力が電動発電機２１に伝達されて、電動発電機２１で発電が可能となる。

　尚、エンジン１０の搭載方式によっては、エンジン本体１１から車輪３５までの動力の伝達経路は異なってもよい。

　また、ハイブリッドシステム用制御装置４１が設けられ、エンジン１０の回転数Ｎｅや負荷Ｑ等の運転状態や電動発電機２１の回転数Ｎｍ等の運転状態や第１バッテリ２４Ａ、第２バッテリ２４Ｂの充電量（ＳＯＣ）の状態をモニターしながら、ＣＶＴ１６や電動発電機２１、インバータ２３、ＤＣ－ＤＣコンバータ２５等を制御する。このハイブリッドシステム用制御装置４１は、通常は、エンジン１０や車両１を制御する全体制御装置４０に組み込まれて構成される。この全体制御装置４０は、エンジン１０の制御では、シリンダ内燃焼やターボ過給器１３や排気ガス浄化装置１４や補機の冷却ファン２６Ａ、などを制御している。また、補機用電動機２７の駆動や補機用クラッチ２９Ａ及び２９Ｂの断接を制御して、冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ、エアコンプレッサ２６Ｄ、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅを制御している。

　本発明の実施の形態のハイブリッドシステム２とハイブリッド車両１によれば、エンジン１０と電動発電機２１における各補機２６Ａ～２６Ｅを駆動するための馬力を軽減するために、各補機２６Ａ～２６Ｅを、電動発電機２１とは別に設けた一つの補機用電動機２７から補機用動力伝達機構２８を介して電動駆動することができる。

　これにより、第一に、各補機２６Ａ～２６Ｅを駆動させるために、補機２６Ａ～２６Ｅごとに専用の電動機やその電動機に電力を供給するための回路を不要とすることができ、各補機２６Ａ～２６Ｅの電動駆動化によって増加するコストを抑制することができる。

　第二に、補機用電動機２７から補機用動力伝達機構２８を介して動力を伝達し、補機用電動機２７の回転を補機２６Ａ～２６Ｅごとに変速して伝達することができる。詳しくは、補機用電動機２７と各補機２６Ａ～２６Ｅの各回転数Ｎａ、Ｎｆ、Ｎｗ、Ｎｏ、Ｎｃ、及びＮｐをそれぞれ駆動効率の高い高効率回転領域Ａａ、Ａｆ、Ａｗ、Ａｏ、Ａｃ、及びＡｐに限定するので、一つの補機用電動機２７で効率のいい回転数が異なる各補機２６Ａ～２６Ｅを駆動しても、補機用電動機２７と各補機２６Ａ～２６Ｅを、最も効率いい回転数で駆動することができるので、エネルギー効率を向上することができる。

　第三に、従前のクランク軸の一方に変速機が、他方に補機が配置されたレイアウトを変更せずに、クランク軸の他方に連結されていた補機２６Ａ～２６Ｅをそのまま利用することができる。これにより、大幅なレイアウトを変更する必要が無くなるので、補機２６Ａ～２６Ｅを電動駆動化することによって増加するコストを抑制することができる。

　つまり、クランク軸１５に直結してＣＶＴ１６を設け、そのＣＶＴ１６に電動発電機２１を連結すると共に、電動発電機２１で発電された電力で駆動する補機用電動機２７を設け、クランク軸１５に代えて、補機用電動機２７に従前の補機用動力伝達機構の各プーリー比を前述の各プーリー比Ｒｆ、Ｒｗ、Ｒｏ、Ｒｃ、及びＲｐとなるように変更した補機用動力伝達機構２８を直結するように構成する。

　これにより、従前の補機２６Ａ～２６Ｅをそのまま利用することで、大幅なレイアウトを変更する必要が無くなるので、補機２６Ａ～２６Ｅを電動駆動化することによって増加するコストを抑制することができる。

　なお、上記の実施の形態のハイブリッドシステム２のエンジン１０は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンに適用することができ、その気筒数や配列は限定されない。

　また、電動発電機２１は、一般的なスタータモータなどに用いられる高回転になるに従ってトルクが低下する直巻きＤＣモータとは異なり、力行運転により駆動力をアシストしたり、余剰な駆動力により回生運転されると、発電したりできるモータであって、ある回転までは一定のトルクを発生する誘導モータや同期モータが望ましい。

　このような誘導モータや同期モータを電動発電機２１として用いる場合は、ＣＶＴ１６のプーリー比を変化させることにより、電動発電機２１の回転数Ｎｍを電気的特性の効率の良い高効率回転領域Ａｍに限定することで、常に電動発電機２１の駆動効率や回生効率を向上することができる。

　加えて、上記のハイブリッドシステム２は、電動発電機２１に別の電動発電機を直列に配置して、電動発電機を複数設けるように構成することができる。複数の電動発電機を設けることで、設計の自由度が増加するので、多様な仕様に対応することができる。また、標準仕様で電動発電機２１の１個にした場合でも、オプションとして容易に、後から別の電動発電機を追加できるので、基本レイアウトを同一とすることができ、部品点数、重量、コストを削減することができる。

　更に、上記のハイブリッドシステム２では、クランク軸１５と電動発電機２１との間にクランク軸用クラッチ１７を設けた構成を例に説明したが、クランク軸用クラッチ１７を設けなくともよい。また、クランク軸用クラッチ１７は、エンジン１０のクランク軸１５と、電動発電機２１の駆動軸とを切り離すことが可能な装置であればよく、例えば、摩擦式クラッチ、電磁式クラッチ（パウダークラッチ）の他に、流体継手などを用いることができる。このクランク軸用クラッチ１７は、変速機３１に設けられ、エンジン１０と変速機３１との間の動力伝達を断接するクラッチとは別に設けられたものである。

　このクランク軸用クラッチ１７は、上記の実施の形態では、エンジン１０とＣＶＴ１６との間に設けられたが、本発明はこれに限定されずに、例えば、ＣＶＴ１６と電動発電機２１との間に設けることもできる。クランク軸用クラッチ１７を、エンジン１０とＣＶＴ１６との間に設けると、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を切断したときに、エンジン１０にＣＶＴ１６側のフリクションが加わることを回避できる。

　その上、上記の実施の形態では、補機として冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ、エアコンプレッサ２６Ｄ、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅを駆動する構成を例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、冷凍車のコンプレッサやバキュームポンプなどを追加することもできる。

　また、冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ、エアコンプレッサ２６Ｄ、及びパワーステアリングポンプ２６Ｅの全てを電動駆動しなくてもよく、例えば、単体で電動化すると４８Ｖ以上の高い電圧を必要とする高負荷のエアコンプレッサ２６Ｄなどは、補機用電動機２７に連結せずに、電動発電機２１に連結するように構成してもよい。

　詳しくは、電動発電機２１の駆動軸に直結してエアコンプレッサ用動力伝達機構を設け、エアコンプレッサ用動力伝達機構にエアコンプレッサ２６Ｄの駆動軸を直結する、あるいは、電動発電機２１の駆動軸に、エアコンプレッサ２６Ｄの駆動軸を直結するように構成する。

　この構成によれば、負荷の高い回転駆動補機をエンジン１０と電動発電機２１のそれぞれで駆動することができるので、補機用電動機２７の出力を小さくして、補機用電動機２７を小型化することができる。この場合は、電動発電機２１の回転数Ｎｍを電気的特性の効率の良い高効率回転領域Ａｍに限定すると共に、エアコンプレッサ２６Ｄの回転数Ｎｃを駆動効率の良い高効率回転領域Ａｃに限定するようにＣＶＴ１６のプーリー比を変化させるとよい。

　加えて、補機用クラッチ２９Ａ及び２９Ｂは、必ずしも設ける必要はないが、設けることで各補機の駆動を制御することができる。上記の実施の形態では、冷却水ポンプ２６Ｂとエアコンプレッサ２６Ｄに対して設けたが、本発明はこれに限定されず、駆動を制御したい補機２６Ａ～２６Ｅに補機用クラッチを設けてもよい。

　更に、上記の実施の形態では、補機用動力伝達機構２８として、各プーリー２８ｍ及び２８ａ～２８ｅとの間に無端状の動力伝達部材２８ｆを掛け回した構成を例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、補機用電動機２７に主ギヤを、各補機２６Ａ～２６Ｅに第１ギヤ～第５ギヤを設け、各ギヤ同士を噛み合わせた構成としてもよい。この場合も、主ギヤに対して各第１ギヤ～第５ギヤのギヤ比を、補機用電動機２７と各補機２６Ａ～２６Ｅを、最も効率いい回転数で駆動するように構成するとよい。

　本発明のハイブリッドシステムは、内燃機関と電動発電機における補機を駆動するための馬力を軽減するために電動駆動化する複数の補機を、電動発電機とは別に設けた一つの補機用電動機から補機用動力伝達機構を介して駆動することで、各補機を駆動効率の高い回転数で駆動することができると共に、補機を電動駆動化することによって増加するコストを抑制することができるので、特に、内燃機関のクランク軸に連結された補機を備えた従前の構成のハイブリット車両に利用することができる。

１　車両（ハイブリッド車両：ＨＥＶ）
２　ハイブリッドシステム
１０　エンジン（内燃機関）
１１　エンジン本体
１２　排気通路
１３　ターボ過給器
１４　排気ガス浄化装置
１５　クランク軸
１６　ＣＶＴ（無段変速機構：電動発電機用動力伝達機構）
１７　クランク軸用クラッチ（動力断接装置）
２０　電力システム
２１　電動発電機（Ｍ/Ｇ）
２２Ａ、２２Ｂ　配線
２３　インバータ（ＩＮＶ）
２４Ａ　第１バッテリ（Ｂ）
２４Ｂ　第２バッテリ（Ｂ）
２５　ＤＣ－ＤＣコンバータ（ＣＯＮ）
２６Ａ　冷却ファン（補機）
２６Ｂ　冷却水ポンプ（補機）
２６Ｃ　潤滑油ポンプ（補機）
２６Ｄ　エアコンプレッサ（補機）
２６Ｅ　パワーステアリングポンプ（補機）
２７　補機用電動機
２８　補機用動力伝達機構
２９Ａ　冷却水ポンプ用クラッチ（補機用動力断接装置）
２９Ｂ　エアコンプレッサ用クラッチ（補機用動力断接装置）
３０　動力伝達システム
３１　変速機（トランスミッション）
３２　推進軸（プロペラシャフト）
３３　差動装置（デファレンシャルギヤ）
３４　駆動軸（ドライブシャフト）
３５　車輪
４０　全体制御装置
４１　ハイブリッドシステム用制御装置

Claims

　内燃機関と電動発電機を有するハイブリッドシステムにおいて、前記内燃機関のクランク軸に電動発電機用動力伝達機構を設け、該電動発電機用動力伝達機構に前記電動発電機を連結すると共に、
　前記電動発電機で発電された電力で駆動する補機用電動機に補機用動力伝達機構を設け、該補機用動力伝達機構を介して複数の補機を連結し、
　前記補機用動力伝達機構の前記補機用電動機との回転比が、前記補機ごとに定められることを特徴とするハイブリッドシステム。
　前記補機用動力伝達機構の前記補機ごとに定められる前記補機用電動機との回転比を、前記補機の回転数を前記補機ごとに定められた高効率回転領域内の回転数にする高効率回転比とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
　請求項１又は２に記載のハイブリッドシステムを搭載することを特徴とするハイブリッド車両。