WO2016147216A1 - 車両の駆動装置およびその車両 - Google Patents

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正登 小林
章洋 三好
光義 大場
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株式会社Tbk
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle drive device and the vehicle. More specifically, the present invention relates to a vehicle drive device including an auxiliary motor that assists driving and braking of an engine, and the vehicle.
  • Patent Document 1 proposes a technique in which a belt is wound around a crankshaft pulley of a crankshaft, auxiliary machinery pulleys of auxiliary machinery, and a drive shaft of an auxiliary motor to transmit the rotational force of the auxiliary motor to the engine and the auxiliary machinery. ing.
  • an object of the present invention is to increase the transmission efficiency of an auxiliary motor in a vehicle drive device equipped with an auxiliary motor that assists driving or braking of the engine and the vehicle.
  • a vehicle drive device includes a crankshaft rotated by an engine, and an auxiliary motor capable of assisting rotation or braking of the crankshaft.
  • the rotating shaft of the motor is arranged on the same axis.
  • the auxiliary motor is attached to the end of the crankshaft on the engine auxiliary side.
  • the crankshaft is disposed between the propeller shaft and the auxiliary machine, and the “end on the auxiliary machine side” means the end of the crankshaft closer to the auxiliary machine. .
  • the auxiliary motor may be an outer rotor type motor or an inner rotor type motor.
  • the “outer rotor type motor” means a motor having a structure in which a magnet that generates magnetic lines of the rotor is arranged outside the stator
  • the “inner rotor type motor” means a rotor. This means a motor having a structure in which magnets that generate magnetic field lines are arranged on the inner side of the stator.
  • the auxiliary motor may have a groove around the outer peripheral surface of the rotor for winding a belt for rotationally driving an auxiliary machine of the engine.
  • the “outer peripheral surface of the rotor” means the outer peripheral surface of the rotor widely, and is not necessarily limited to the outermost peripheral surface.
  • the vehicle drive device includes an accelerator pedal detector that detects depression of the accelerator pedal, an engine rotation detector that detects the number of revolutions of the engine, the accelerator pedal that is depressed, and the number of revolutions of the engine.
  • a drive assist controller may be provided that starts or maintains the rotation of the auxiliary motor when the rotation speed is equal to or lower than the predetermined rotation speed, and then stops the rotation of the auxiliary motor when the rotation speed of the engine exceeds the predetermined rotation speed.
  • the vehicle drive device includes a brake pedal detection unit that detects depression of the brake pedal, and braking that stops rotation of the auxiliary motor so as to generate a regenerative braking force when the brake pedal is depressed. And an assist control unit.
  • the above-mentioned “depression detection” means that the driver depresses or releases the accelerator pedal or the brake pedal.
  • the vehicle according to the present invention may be a vehicle equipped with the vehicle drive device according to the present invention.
  • the auxiliary motor since the rotation shaft of the crankshaft and the rotation shaft of the auxiliary motor are arranged coaxially, the auxiliary motor can be compactly mounted. The transmission efficiency of rotational force can be increased.
  • the auxiliary motor when the auxiliary motor is attached to the end of the crankshaft on the engine auxiliary side, the auxiliary motor is disposed near the auxiliary machine. Therefore, the rotation of the auxiliary motor can be efficiently transmitted to the auxiliary machine.
  • the auxiliary motor when the accelerator pedal is depressed and the engine speed is equal to or lower than the predetermined speed, the auxiliary motor starts or maintains rotation, and then the engine
  • a drive assist control unit for stopping the rotation of the auxiliary motor is provided when the rotational speed of the engine exceeds a predetermined rotational speed, the drive assist of the engine by the auxiliary motor can be performed at the time of start or restart. Therefore, for example, when the engine is stopped and the vehicle is stopped and started or restarted, the auxiliary motor can rotate the engine to assist driving of the engine.
  • the auxiliary motor when the brake pedal is depressed, includes a braking assist control unit that generates a regenerative braking force.
  • the engine can be brake-assisted by a motor.
  • FIG. 1 is a structural diagram showing a part of a vehicle 100 in which a drive device 1 according to an embodiment of the present invention is mounted
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a part of the vehicle 100 as seen from the side
  • FIG. It is a figure which shows typically a part in the vehicle 100 seen more.
  • the vehicle 100 includes an engine 110 that is an internal combustion engine, a propeller shaft 120 that rotates drive wheels W, a drive clutch 130 that connects or disconnects the engine 110 and the propeller shaft 120, and a driver's A clutch pedal 140 that freely opens and closes the drive clutch 130 and the drive device 1 that is an embodiment of the present invention are provided.
  • engine 110 that is an internal combustion engine
  • propeller shaft 120 that rotates drive wheels W
  • drive clutch 130 that connects or disconnects the engine 110 and the propeller shaft 120
  • a driver's A clutch pedal 140 that freely opens and closes the drive clutch 130 and the drive device 1 that is an embodiment of the present invention are provided.
  • the engine 110 includes a crankshaft 111, a connecting rod 112 connected to the crankshaft 111, and a piston 113 connected to the connecting rod 112.
  • the engine 110 may be based on natural intake or may be equipped with a turbocharger.
  • the drive clutch 130 is a drive clutch flywheel 131 connected to the propeller shaft 120 side, a drive clutch disc 132 connected to the crankshaft 111, a drive clutch flywheel 131, and a drive clutch bearing that rotatably holds the drive clutch disc 132. 133 is provided.
  • the drive clutch 130 connects the propeller shaft 120 and the crankshaft 111 by closing the drive clutch flywheel 131 and the drive clutch disc 132. Then, the drive clutch 130 disconnects the propeller shaft 120 and the crankshaft 111 by releasing the drive clutch flywheel 131 and the drive clutch disc 132.
  • the propeller shaft 120 and the crankshaft 111 are arranged so that the rotation axis AX1 of the propeller shaft 120 and the rotation axis AX2 of the crankshaft 111 are coaxial.
  • the drive clutch flywheel 131 rotates about the rotation axis AX1, and the drive clutch disk 132 rotates about the rotation axis AX2. Therefore, the drive clutch 130 is also arranged so that its central axis is coaxial with the rotation axis AX1 and the rotation axis AX2.
  • the clutch pedal 140 releases the drive clutch 130 when the driver depresses the clutch pedal 140, and closes the drive clutch 130 when the driver releases the clutch pedal 140.
  • the vehicle 100 includes an auxiliary machine 200 of the engine 110 on the opposite side of the propeller shaft 120 of the engine 110.
  • the auxiliary machine 200 drives a vacuum pump 150 that drives a vacuum boosting mechanism of a service brake, an alternator 160 that generates electric power to be supplied to electrical components of the vehicle 100, a battery 170 that stores electric power generated by the alternator 160, and an air conditioner. It comprises a compressor 180 and a fan 190 that cools the cooling water.
  • the auxiliary machine 200 widely includes peripheral devices that operate the engine 110, and is not limited to the auxiliary machine described above.
  • the drive device 1 will be described. As shown in FIG. 1, the drive device 1 includes an auxiliary motor 2 attached to the auxiliary machine 200 side of the crankshaft 111, an auxiliary motor battery 3 charged with driving power of the auxiliary motor 2, and rotation of the auxiliary motor 2. Is provided with a control device 7 for controlling.
  • the auxiliary motor 2 includes a rotor 21 that rotates about the rotation axis AX3 and a stator 22 that is disposed inside the rotor 21.
  • the auxiliary motor 2 is an outer rotor type motor.
  • the auxiliary motor 2 may be an inner rotor type motor.
  • the control device 7 converts the DC power charged in the auxiliary motor battery 3 into AC power using an inverter (not shown), and rotates the auxiliary motor 2 using the AC power.
  • the auxiliary motor 2 is arranged so that the rotation axis AX3 of the rotor 21 is coaxial with the rotation axis AX1 and the rotation axis AX2.
  • the crankshaft 111 includes a crankshaft pulley 111a at the end of the rotor 21 on the auxiliary machine 200 side.
  • the crankshaft pulley 111a and the rotor 21 are fixed integrally.
  • the auxiliary motor 2 rotates the crankshaft 111 by rotating the crankshaft pulley 111a.
  • the belt B for transmitting the rotation of the crankshaft pulley 111a to the auxiliary machine 200 is wound around the crankshaft pulley 111a.
  • the belt B is wound around pulleys attached to the vacuum pump 150, the alternator 160, the compressor 180, and the fan 190, respectively. That is, when the crankshaft pulley 111a rotates, the auxiliary machine 200 is driven and its operation performance is ensured.
  • the belt B is a known timing belt or the like.
  • the auxiliary motor 2 is arranged coaxially with the crankshaft 111. Therefore, the auxiliary motor 2 can be disposed in the vicinity of the crankshaft 111. Further, since the rotational force of the auxiliary motor 2 can be transmitted to the crankshaft 111 without using a belt, maintenance costs due to belt replacement can be reduced.
  • the control device 7 includes a vehicle speed detection circuit 71 that detects the speed of the vehicle 100, an accelerator pedal sensor 72 that detects depression or release of an unillustrated accelerator pedal, and a brake pedal sensor 73 that detects depression or release of an unillustrated brake pedal.
  • the cooling water temperature sensor 74 that detects the temperature of the cooling water
  • the engine rotation detection circuit 75 that detects the number of revolutions of the engine 110
  • the engine brake sensor 76 that detects whether the engine brake is on or off, and information from these various sensors.
  • a control circuit 77 is provided that outputs control commands to the auxiliary motor 2 and the drive clutch actuator 6 based on the input information.
  • the vehicle speed detection circuit 71 detects the speed of the vehicle 100 based on a detection signal (for example, a vehicle speed pulse signal) from a vehicle speed detection sensor (not shown) provided in the vehicle 100.
  • the control apparatus 7 can also control rotation of the engine 110 by adjusting the fuel supply to the engine 110 by functioning as a known ECU (Engine Control Unit).
  • FIG. 4 is a sectional structural view of the auxiliary motor 8 which is an outer rotor type motor.
  • the rotor 81 rotates about the rotation axis AX3.
  • the rotor 81 is attached to the rotor main body 811 via the rotor main body 811, the buffer member 812 attached to the outer peripheral surface of the rotor main body 811, and the buffer member 812, and the pulley part around which the belt B (FIG. 1) is wound.
  • a magnet 814 that is a magnetic source mounted on the rotor body 811 is provided.
  • the rotor body 811 is made of a thin metal plate. Further, as shown in FIG. 4, the rotor body 811 has a central portion 811a near the rotation axis AX3 and a concave portion 811b near the periphery. And the rotor main body 811 is being fixed to the edge part 42a of the crankshaft 111 with the center part 811a with the screw
  • the magnet 814 is provided around the outer surface of the recess 811 b with a predetermined interval.
  • the magnet 814 need not be limited to those mounted on the outer surface of the recess 811b, and may be built in the outer surface of the recess 811b.
  • the magnet 814 is a permanent magnet, but may be an electromagnet.
  • the buffer member 812 avoids collision between the rotor body 811 and the pulley portion 813 during rotation. Therefore, the buffer member 812 is not particularly limited as long as it has a buffering property. For example, a rubber damper or a resin damper may be used.
  • the pulley section 813 is for winding the belt B (FIG. 1).
  • the pulley portion 813 has a groove 813a around which the belt B (FIG. 1) is wound. Further, as shown in FIG. 4, a plurality of protrusions may be formed in the groove 813a in order to increase the frictional force with the belt B (FIG. 1), but it may be flat.
  • the stator 82 includes a stator core 821 made of an iron core and an electromagnetic coil 822 wound around the stator core 821.
  • Stator core 821 is fixed to crankcase 114 of engine 110 with screws. As shown in FIG. 4, the stator 82 is disposed so as to be accommodated in the recess 811 b of the rotor body 811.
  • FIG. 5 is a sectional structural view of the auxiliary motor 9 which is an inner rotor type motor.
  • the auxiliary motor 9 is obtained by making the auxiliary motor 8 into an inner rotor type. Therefore, the components of the auxiliary motor 9 are the same as those of the auxiliary motor 8, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the auxiliary motor 9 constitutes an inner rotor type motor by surrounding the magnet 814 around the inner surface of the recess 811 b of the rotor body 811 with a predetermined interval.
  • the auxiliary motor 8 and the auxiliary motor 9 have a structure in which the stator 82 is accommodated in the recess 811b. Therefore, the dimension in the direction of the rotation axis AX3 is smaller than that of the auxiliary motor 2 in FIG. Can be Further, the auxiliary motor 8 and the auxiliary motor 9 are provided with a pulley portion 813 so that the rotor 81 functions also as the crankshaft pulley 111a of FIG. 1, thereby making the auxiliary motor 8 and the crankshaft pulley 111a of FIG. However, it is not necessary to separately provide a crankshaft pulley, so that the weight can be reduced and the size in the direction of the rotation axis AX3 can be further reduced. Further, the outer rotor type auxiliary motor 8 can generate a large torque as compared with the inner rotor type auxiliary motor 9 because the operating point of the stator 82 is located on the outer peripheral side.
  • the drive device 1 can mainly use the auxiliary motor 2 for driving assistance when the vehicle 100 starts or restarts, and braking assistance when braking.
  • the rotation of the auxiliary motor 2 is a state in which the rotor 21 generates a rotational force, and includes a state in which the rotational force is generated and rotation is started.
  • the stop of the auxiliary motor 2 is a state in which the rotor 21 does not generate a rotational force, and includes a state in which the rotor 21 does not generate a rotational force and is idling.
  • control circuit 77 functions as a drive assist control unit in the claims.
  • FIG. 6 shows that the accelerator pedal, the engine 110, and the auxiliary motor 2 rotate or stop when the engine 110 is started from cold and the accelerator pedal is depressed from a state where the engine 110 maintains idling speed. It is a figure which shows each timing of.
  • the rotation speed at which the rotation of the auxiliary motor 2 is stopped is not particularly limited.
  • the rising speed of the turbocharger specifically about 1000 to 1200 rpm, may be set.
  • FIG. 7 is a flowchart showing drive assist control by the drive device 1.
  • the control device 7 confirms that the voltage of the auxiliary motor battery 3 is equal to or higher than a predetermined lower limit voltage in order to confirm whether the auxiliary motor 2 can be driven (ST1).
  • the driving motor is not assisted and the auxiliary motor battery 3 is charged.
  • the charging of the auxiliary motor battery 3 is obtained by regeneration of the auxiliary motor 2 by braking assist described later.
  • the control circuit 77 functions as a braking assist control unit in the claims.
  • FIG. 8 is a diagram showing timings of depression of the brake pedal, opening / closing of the drive clutch 130, rotation of the engine 110, and generation of regenerative braking force by the auxiliary motor 2 when the vehicle 100 is running.
  • the regenerative braking force by the auxiliary motor 2 means that the auxiliary motor 2 that is stopped is rotated to convert AC power generated by regeneration of the auxiliary motor 2 into DC power by an inverter (not shown), and the auxiliary motor battery 3 is charged. This is the braking force obtained.
  • the control device 7 can control regeneration of the auxiliary motor 2 by controlling an inverter (not shown).
  • FIG. 9 is a flowchart showing braking assist by the driving device 1.
  • the control device 7 confirms that the voltage of the auxiliary motor battery 3 is less than a predetermined upper limit voltage (ST30). If the voltage of the auxiliary motor battery 3 is equal to or higher than a predetermined upper limit voltage, braking assist is not performed.
  • the auxiliary motor 2 and the crankshaft 111 are coaxially arranged, the auxiliary motor 2 can be mounted in a compact manner, and the transmission efficiency of the auxiliary motor 2 can be improved. Further, since the rotational force of the auxiliary motor 2 can be transmitted to the crankshaft without using a belt, the maintenance cost can be reduced.
  • the auxiliary motor 8 or the auxiliary motor 9 can be used to reduce the size of the auxiliary motor in the direction of the rotation axis AX3. Furthermore, by making the rotor 81 function as a crankshaft pulley by the pulley portion 813, the number of parts can be reduced and the size and weight can be reduced. Further, the auxiliary motor 8 can generate a larger torque than the auxiliary motor 9.
  • the auxiliary motor 2 can be used as a driving assist for the engine 110 by rotating the auxiliary motor 2 at the time of starting or restarting, and assists in the torque shortage of the engine 110 at the time of low rotation. At the same time, fuel efficiency can be improved.
  • the auxiliary motor 2 can be used for assisting the braking of the engine 110 by generating a regenerative braking force in the auxiliary motor 2 during braking.
  • the drive device and the vehicle of the present invention are not particularly limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

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Abstract

　エンジンの回転および制動を補助する補助モータを搭載した駆動装置およびその車両において、補助モータの伝達効率を向上させるために、駆動装置（１）が、エンジン（１１０）により回転されるクランクシャフト（１１１）と、クランクシャフト（１１１）の回転または制動をアシスト可能な補助モータ（２）とを備え、前記クランクシャフト（１１１）の回転軸（ＡＸ２）と前記補助モータ（２）の回転軸（ＡＸ３）とが同軸上に配置されている。

Description

車両の駆動装置およびその車両
　本発明は車両の駆動装置およびその車両に関する。より詳しくは、エンジンの駆動および制動を補助する補助モータを備えた車両の駆動装置およびその車両に関する。
　近年、車両の燃費改善の要求が益々高まっている。特に、ディーゼルエンジンを搭載した商用車両に対する燃費改善の要求が著しい。燃費改善の技術としては、モータによりエンジンを回転または制動させて排気量を減少させるハイブリッド車両等が知られている。
　特許文献１には、クランクシャフトのクランクシャフトプーリ、補機類の補機プーリ、補助モータの駆動軸にベルトを巻き掛けて、エンジンおよび補機に補助モータの回転力を伝達させる技術が提案されている。
特開２００４－１９５８０号公報
　しかしながら、補助モータのみでエンジン、すなわちクランクシャフトを回転させるには、いわゆるストロングハイブリッド方式のような高出力で大型のモータを搭載する必要がある。近年では、排気のクリーン化を実現するため、多連式のターボチャージャや、排気を再循環させるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置の搭載要求もあり、大型の補助モータを搭載することが困難になっている。また、特許文献１のように、ベルトを介して補助モータの回転力をエンジンに伝達させる方式では、伝達効率の低下やベルトの摩耗によるメンテナンス費用が増加する虞もある。
　本発明の目的は、上記事情に鑑み、エンジンの駆動または制動を補助する補助モータを搭載した車両の駆動装置およびその車両において、補助モータの伝達効率を高めることである。
　上記課題を解決するため、本発明に係る車両の駆動装置は、エンジンにより回転されるクランクシャフトと、クランクシャフトの回転または制動をアシスト可能な補助モータとを備え、クランクシャフトの回転軸と前記補助モータの回転軸とが、同軸上に配置されていることを特徴とする。
　また、本発明に係る車両の駆動装置において、補助モータは、クランクシャフトの、エンジンの補機側の端部に取り付けられていることが望ましい。ここで、上記「クランクシャフト」はプロペラシャフトと補機の間に配置されるものであり、上記「補機側の端部」とは、補機に近い方のクランクシャフトの端部を意味する。
　また、本発明に係る車両の駆動装置において、補助モータは、アウターロータ型のモータであってもよく、インナーロータ型のモータであってもよい。
　ここで、上記「アウターロータ型のモータ」とは、ロータの磁力線を発生する磁石が、ステータよりも外側に配置された構造のモータを意味し、上記「インナーロータ型のモータ」とは、ロータの磁力線を発生する磁石が、ステータよりも内側に配置された構造のモータを意味する。
　また、本発明に係る車両の駆動装置において、補助モータが、ロータの外周面上に、エンジンの補機を回転駆動するベルトを巻き掛ける溝を有するものであってもよい。ここで、上記「ロータの外周面」とは、ロータの外側の円周面を広く意味するものであり、必ずしも最外の円周面に限定されるものではない。
　また、本発明に係る車両の駆動装置は、アクセルペダルの踏み込みを検出するアクセルペダル検出部と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転検出部と、アクセルペダルが踏み込まれ、且つエンジンの回転数が所定回転数以下であるとき、補助モータの回転を開始または維持させ、その後、エンジンの回転数が所定回転数を越えると補助モータの回転を停止させる駆動アシスト制御部とを備えてもよい。
　また、本発明に係る車両の駆動装置は、ブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキペダル検出部と、プレーキペダルが踏み込まれたときに、回生制動力を発生するように補助モータの回転を停止させる制動アシスト制御部とを備えてもよい。
　ここで、上記「踏み込みを検出」とは、運転者によるアクセルペダルまたはブレーキペダルの踏み込み、または開放を検出することを意味する。また、本発明に係る車両は、本発明に係る車両の駆動装置を搭載した車両であってもよい。
　本発明に係る車両の駆動装置およびその車両によれば、クランクシャフトの回転軸と、補助モータの回転軸とがそれぞれ同軸上に配置されるため、補助モータをコンパクトに搭載でき、補助モータからの回転力の伝達効率を高めることができる。
　また、本発明に係る車両の駆動装置およびその車両によれば、補助モータが、クランクシャフトの、エンジンの補機側の端部に取り付けられている場合に、補助モータが補機の近くに配置されるため、補助モータの回転を効率良く補機にも伝達できる。
　また、本発明に係る車両の駆動装置およびその車両によれば、アクセルペダルが踏み込まれ、且つエンジンの回転数が所定回転数以下であるとき、補助モータの回転を開始または維持させ、その後、エンジンの回転数が所定回転数を越えると補助モータの回転を停止させる駆動アシスト制御部を備えた場合に、発進時や再発進時において、補助モータによるエンジンの駆動アシストができる。したがって、たとえばエンジンの回転を停止させ、車両が停止した後に発進や再発進を行う際、補助モータにより、エンジンを回転させてエンジンの駆動アシストが可能となる。
　また、本発明に係る車両の駆動装置およびその車両によれば、ブレーキペダルが踏み込まれたときに、補助モータに回生制動力を発生させる制動アシスト制御部を備えた場合に、制動時において、補助モータによるエンジンの制動アシストができる。
車両内の一部を示す構造図 車両内の一部を示す模式側面図 車両内の一部を示す模式正面図 アウターロータ型の補助モータの断面構造図 インナーロータ型の補助モータの断面構造図 駆動アシストのタイミングチャート 駆動アシストのフローチャート 制動アシストのタイミングチャート 制動アシストのフローチャート
　以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態である駆動装置１が搭載された車両１００内の一部分を示す構造図、図２は側面より見た車両１００内の一部分を模式的に示す図、図３は正面より見た車両１００内の一部分を模式的に示す図である。
　車両１００は、図１乃至３に示されるように、内燃機関であるエンジン１１０、駆動輪Ｗを回転させるプロペラシャフト１２０、エンジン１１０とプロペラシャフト１２０とを接続または遮断する駆動クラッチ１３０、運転者による駆動クラッチ１３０の開閉を自在にさせるクラッチペダル１４０、および本発明の実施形態である駆動装置１を備えている。
　エンジン１１０は、クランクシャフト１１１、クランクシャフト１１１に接続されたコンロッド１１２、コンロッド１１２に接続されたピストン１１３を備えている。エンジン１１０は、自然吸気によるものでもよく、ターボチャージャを搭載するものであってもよい。
　駆動クラッチ１３０は、プロペラシャフト１２０側に連結された駆動クラッチフライホイール１３１、クランクシャフト１１１に連結された駆動クラッチディスク１３２、駆動クラッチフライホイール１３１および駆動クラッチディスク１３２を回転自在に保持する駆動クラッチベアリング１３３を備えている。
　駆動クラッチ１３０は、駆動クラッチフライホイール１３１および駆動クラッチディスク１３２を閉じることにより、プロペラシャフト１２０とクランクシャフト１１１を接続する。そして、駆動クラッチ１３０は、駆動クラッチフライホイール１３１および駆動クラッチディスク１３２を開放することにより、プロペラシャフト１２０とクランクシャフト１１１を遮断する。
　また、プロペラシャフト１２０およびクランクシャフト１１１は、図１に示すように、プロペラシャフト１２０の回転軸ＡＸ１とクランクシャフト１１１の回転軸ＡＸ２が同軸となるように配置されている。
　そして、駆動クラッチフライホイール１３１は回転軸ＡＸ１回りに回転し、駆動クラッチディスク１３２は回転軸ＡＸ２回りに回転するものである。したがって、駆動クラッチ１３０も、その中心軸が回転軸ＡＸ１および回転軸ＡＸ２と同軸となるように、配置されている。
　クラッチペダル１４０は、運転者がクラッチペダル１４０を踏み込むことにより、駆動クラッチ１３０を開放し、運転者がクラッチペダル１４０を開放することにより、駆動クラッチ１３０を閉じるものである。
　また、車両１００は、図１に示すように、エンジン１１０のプロペラシャフト１２０の反対側に、エンジン１１０の補機２００を備えている。補機２００は、サービスブレーキの真空倍力機構を駆動させるバキュームポンプ１５０、車両１００の電装品に供給する電力を発生させるオルタネータ１６０、オルタネータ１６０で発生した電力を蓄電するバッテリ１７０、エアコンを駆動させるコンプレッサ１８０、冷却水を冷却するファン１９０からなる。なお、補機２００は、エンジン１１０を稼働させる周辺機器を広く含むものであり、上記の補機に限定されるものではない。
　駆動装置１について説明する。駆動装置１は、図１に示すように、クランクシャフト１１１の補機２００側に取り付けられた補助モータ２、補助モータ２の駆動電力が充電されている補助モータ用バッテリ３、補助モータ２の回転を制御する制御装置７を備えている。
　補助モータ２は、回転軸ＡＸ３回りに回転するロータ２１およびロータ２１の内側に配置されたステータ２２を備えている。このように、補助モータ２はアウターロータ型のモータである。詳細は後述するが、補助モータ２はインナーロータ型のモータであってもよい。
　制御装置７は、補助モータ用バッテリ３に充電されている直流電力を不図示のインバータにより交流電力に変換し、その交流電力を用いて補助モータ２を回転させる。また、補助モータ２は、ロータ２１の回転軸ＡＸ３が回転軸ＡＸ１および回転軸ＡＸ２と同軸となるように、配置されている。
　クランクシャフト１１１は、ロータ２１の補機２００側の端部にクランクシャフトプーリ１１１ａを備えている。クランクシャフトプーリ１１１ａとロータ２１とは、一体的に固定されている。補助モータ２は、クランクシャフトプーリ１１１ａを回転させることにより、クランクシャフト１１１を回転させる。
　クランクシャフトプーリ１１１ａには、クランクシャフトプーリ１１１ａの回転を補機２００に伝達するベルトＢが巻き掛けられている。そして、ベルトＢは、バキュームポンプ１５０、オルタネータ１６０、コンプレッサ１８０、ファン１９０にそれぞれ取り付けられた各プーリに巻き掛けられている。すなわちクランクシャフトプーリ１１１ａが回転することにより、補機２００が駆動され、その動作性能が確保される。なお、ベルトＢは、公知のタイミングベルト等である。
　このように、駆動装置１においては、補助モータ２がクランクシャフト１１１と同軸上に配置されている。したがって、補助モータ２をクランクシャフト１１１の近傍に配置できる。また、補助モータ２の回転力は、ベルトを用いずにクランクシャフト１１１に伝達できるため、ベルト交換によるメンテナンス費用も低減できる。
　制御装置７は、車両１００の速度を検出する車速検出回路７１、不図示のアクセルペダルの踏み込みまたは開放を検出するアクセルペダルセンサ７２、不図示のブレーキペダルの踏み込みまたは開放を検出するブレーキペダルセンサ７３、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ７４、エンジン１１０の回転数を検出するエンジン回転検出回路７５、エンジンブレーキのオンまたはオフを検出するエンジンブレーキセンサ７６、これらの各種センサからの情報が入力され、これらの情報に基づいて、補助モータ２および駆動クラッチアクチュエータ６に制御指令を出力する制御回路７７を備える。
　ここで、車速検出回路７１は、車両１００が備える不図示の車速検出センサからの検出信号（たとえば車速パルス信号）に基づいて、車両１００の速度を検出するものである。また、制御装置７は、公知のＥＣＵ（Engine Control Unit）として機能することで、エンジン１１０への燃料供給を調整してエンジン１１０の回転を制御することもできる。
　補助モータについて、さらに詳細に説明する。図４はアウターロータ型のモータである補助モータ８の断面構造図である。ロータ８１は回転軸ＡＸ３回りに回転する。そして、ロータ８１は、ロータ本体８１１、ロータ本体８１１の外側周面に取り付けられた緩衝部材８１２、緩衝部材８１２を介してロータ本体８１１に取り付けられ、ベルトＢ（図１）が巻き掛けられるプーリ部８１３、ロータ本体８１１に実装された磁力源である磁石８１４を備える。
　ロータ本体８１１は金属製の薄円板からなる。また、ロータ本体８１１は、図４に示すように、回転軸ＡＸ３付近の中央部８１１ａと、周縁の近傍に凹部８１１ｂとを有している。そして、ロータ本体８１１は、中央部８１１ａをネジにより、クランクシャフト１１１の端部４２ａに固定されている。
　磁石８１４は、図４に示すように、凹部８１１ｂの外側面に所定間隔を空けて周設されている。磁石８１４は、凹部８１１ｂの外側面に表面実装されるものに限定される必要はなく、凹部８１１ｂの外側面に内蔵されるものであってもよい。また、本実施形態において、磁石８１４は、永久磁石であるが、電磁石であってもよい。
　緩衝部材８１２は、回転中、ロータ本体８１１とプーリ部８１３との衝突を回避させるものである。したがって、緩衝部材８１２は、緩衝性を有するものであれば、特に限定されるものではない、たとえばゴムダンパや樹脂製ダンパを用いてもよい。
　プーリ部８１３はベルトＢ（図１）を巻き掛けるものである。そして、プーリ部８１３は、ベルトＢ（図１）を巻き掛ける溝８１３ａを有している。また、溝８１３ａには、図４に示すように、ベルトＢ（図１）との摩擦力を高めるために、複数の突起を形成してもよいが、平坦であってもよい。
　ステータ８２は、鉄心からなるステータコア８２１、ステータコア８２１に巻装された電磁コイル８２２とからなる。ステータコア８２１は、エンジン１１０のクランクケース１１４にネジにより固定されている。ステータ８２は、図４に示すように、ロータ本体８１１の凹部８１１ｂに収容されるように、配置されている。
　図５はインナーロータ型のモータである補助モータ９の断面構造図である。補助モータ９は、補助モータ８をインナーロータ型にしたものである。したがって、補助モータ９の構成部品は補助モータ８と同じあり、同じ構成部品には同じ番号を付してその説明は省略する。補助モータ９は、図５に示すように、磁石８１４をロータ本体８１１の凹部８１１ｂの内側面に所定間隔を空けて周設することにより、インナーロータ型のモータを構成している。
　補助モータ８および補助モータ９は、図４および図５に示すように、凹部８１１ｂ内にステータ８２を収容する構造であるため、図１の補助モータ２よりも、回転軸ＡＸ３方向の寸法を小型化できる。さらに、補助モータ８および補助モータ９は、プーリ部８１３を備えることにより、ロータ８１を図１のクランクシャフトプーリ１１１ａとしても機能させることにより、図１の補助モータ２およびクランクシャフトプーリ１１１ａの構成よりも、クランクシャフトプーリを別途設ける必要がなく軽量化できるともに、さらに回転軸ＡＸ３方向の寸法を小型化できる。また、アウターロータ型の補助モータ８は、インナーロータ型の補助モータ９と比較して、ステータ８２の作用点が外周側に位置するため、大きなトルクを発生させることができる。
　次に制御装置７による駆動装置１の制御について説明する。駆動装置１は、主に補助モータ２を、車両１００の発進時または再発進時の駆動アシスト、制動時の制動アシストに利用できる。
　以下の説明においては、補助モータ２を用いて説明するが、補助モータ８または補助モータ９であってもよい。また、補助モータ２の回転とは、ロータ２１が回転力を発生させている状態であり、回転力を発生させて回転を開始する状態を含んでいる。また、補助モータ２の停止とは、ロータ２１が回転力を発生させていない状態であり、回転力を発生させず、空転している状態も含んでいる。
　最初に、駆動装置１によるエンジン１１０の駆動アシストについて説明する。駆動アシストにおいて、制御回路７７は特許請求の範囲の駆動アシスト制御部として機能する。
　図６は、エンジン１１０が冷間より始動され、エンジン１１０の回転数がアイドリングを維持している状態からアクセルペダルが踏み込まれる場合における、アクセルペダル、エンジン１１０の回転、補助モータ２の回転または停止の各タイミングを示す図である。
　図６に示すように、アクセルペダルが開放されているとき（期間Ｔ１）、エンジン１１０は暖気運転によりアイドリング回転数を維持している。また、補助モータ２は停止している。
　そして、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれると（期間Ｔ２）、補助モータ２が回転を開始してエンジン１１０の駆動アシストを開始する。これにより、エンジン１１０の回転数がアイドリング回転数から徐々に増加する。
　エンジン１１０の回転数が所定の回転数を越えると（期間Ｔ３）、エンジン１１０により十分な回転トルクが得られるものとして、補助モータ２の回転を停止させて駆動アシストを終了する。
　補助モータ２の回転を停止させる回転数は、特に限定されるものでない。たとえば、車両１００がターボチャージャ搭載車であれば、ターボチャージャの立ち上がり回転数、具体的に１０００～１２００ｒｐｍ程度に設定してもよい。
　図７は駆動装置１による駆動アシストの制御を示すフローチャートである。駆動アシストにおいて、制御装置７は、補助モータ２が駆動可能であるかを確認するため、補助モータ用バッテリ３の電圧が所定の下限電圧以上であることを確認する（ＳＴ１）。
　そして、補助モータ用バッテリ３の電圧が所定の下限電圧未満であるときは、駆動アシストは行わず、補助モータ用バッテリ３の充電を行う。なお、補助モータ用バッテリ３の充電は、後述する制動アシストによる補助モータ２の回生により得られる。
　次に、運転者によりアクセルペダルの踏み込みが行われたかを確認する（ＳＴ２）。そして、アクセルペダルが開放されている場合は待機する。そして、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれると、補助モータ２を回転させる（ＳＴ３）。
　次にエンジン１１０の回転数が所定の回転数以上であるかを確認する（ＳＴ４）。エンジン１１０の回転数が、所定回転数未満であれば補助モータ２の回転を継続させ、所定回転数以上であれば、補助モータ２を停止させて駆動アシストを終了する（ＳＴ５）。
　次に駆動装置１によるエンジン１１０の制動アシストについて説明する。制動アシストにおいて、制御回路７７は特許請求の範囲における制動アシスト制御部として機能する。
　図８は、走行中の車両１００の制動時における、ブレーキペダルの踏み込み、駆動クラッチ１３０の開閉、エンジン１１０の回転、補助モータ２による回生制動力の発生の各タイミングを示す図である。
　補助モータ２による回生制動力とは、停止中の補助モータ２を回転させることにより、補助モータ２の回生による交流電力を不図示のインバータにより直流電力に変換し、補助モータ用バッテリ３を充電することで得られる制動力である。制御装置７は、不図示のインバータを制御することにより、補助モータ２の回生を制御できる。
　運転者によりブレーキペダルが開放されているとき（期間Ｔ２０）、補助モータ２は停止しており、回生制動力を発生させていない。そして、運転者によりブレーキぺダルが踏み込まれると（期間Ｔ２１）、エンジンブレーキが作動するとともに、不図示のインバータにより補助モータ２の回生による回生制動力を発生する。
　図９は駆動装置１による制動アシストを示すフローチャートである。制御装置７は、補助モータ用バッテリ３を充電可能であるかを確認するため、補助モータ用バッテリ３の電圧が所定の上限電圧未満であることを確認する（ＳＴ３０）。補助モータ用バッテリ３の電圧が所定の上限電圧以上であれば、制動アシストを行わない。
　次にブレーキペダルが踏み込まれたかを確認する（ＳＴ３１）。ブレーキペダルが踏み込まれたときには、エンジン１１０によるエンジンブレーキを作動させる（ＳＴ３２）。そして、インバータにより補助モータ２に回生制動力を発生させる（ＳＴ３３）。なお、ブレーキペダルが踏み込まれていないときは、制動アシストは行わない。
　以上に説明した通り、上記の実施形態によれば、補助モータ２およびクランクシャフト１１１が同軸上に配置されるため、補助モータ２のコンパクトに搭載でき、補助モータ２の伝達効率を高められる。また、補助モータ２の回転力を、ベルトを用いずにクランクシャフトに伝達できるため、メンテナンス費用も低減できる。
　また、上記実施形態によれば、補助モータ８または補助モータ９を用いることで、補助モータの回転軸ＡＸ３方向の小型化も実現できる。さらに、プーリ部８１３により、ロータ８１をクランクシャフトプーリとしても機能させることにより、部品点数を削減して小型化および軽量化を実現する。また、補助モータ８は、補助モータ９に比べて大きなトルクを発生できる。
　また、上記実施形態によれば、発進時または再発進時に補助モータ２を回転させることにより、補助モータ２をエンジン１１０の駆動アシストとしても利用でき、低回転時のエンジン１１０のトルク不足を補助するとともに燃費を改善できる。
　また、上記実施形態によれば、制動時に補助モータ２に回生制動力を発生させることにより、補助モータ２をエンジン１１０の制動アシストにも利用できる。
　なお、本発明の駆動装置および車両は、以上に説明した実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することもできる。

Claims (8)

  1. 　エンジンにより回転されるクランクシャフトと、
    　該クランクシャフトの回転または制動をアシスト可能な補助モータとを備え、
    　前記クランクシャフトの回転軸と前記補助モータの回転軸とが、同軸上に配置されていることを特徴とする車両の駆動装置。
  2. 　前記補助モータが、前記クランクシャフトの、前記エンジンの補機側の端部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動装置。
  3. 　前記補助モータが、アウターロータ型のモータであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動装置。
  4. 　前記補助モータが、インナーロータ型のモータであることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動装置。
  5. 　前記補助モータが、ロータの外周面上に、前記エンジンの補機を回転駆動するベルトを巻き掛ける溝を有するものであることを特徴とする請求項３または４に記載の車両の駆動装置。
  6. 　アクセルペダルの踏み込みを検出するアクセルペダル検出部と、
    　前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転検出部と、
    　前記アクセルペダルが踏み込まれ、且つ前記エンジンの回転数が所定回転数以下であるとき、前記補助モータの回転を開始または維持させ、その後、前記エンジンの回転数が前記所定回転数を越えると前記補助モータの回転を停止させる駆動アシスト制御部とを備えたことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の車両の駆動装置。
  7. 　ブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキペダル検出部と、
    　前記プレーキペダルが踏み込まれたときに、回生制動力を発生するように前記補助モータの回転を停止させる制動アシスト制御部とを備えたことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の車両の駆動装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の車両の駆動装置を搭載したことを特徴とする車両。

     
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