JP2000287303A - 発電電動ユニット - Google Patents

発電電動ユニット

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九五 浜井
Osamu Yanai
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のパワートレーンを利用可能であるとと
もに既存の生産ラインを利用可能な安価な構成とするこ
とができ、かつ、スタータとオルタネータを廃止させる
ことが可能であるとともに、発電容量の向上および回生
能力の向上を図ることができる、新規な発電電動ユニッ
トを提供すること。 【解決手段】 エンジンと、変速装置との間に介在され
る発電電動ユニットであって、トルクコンバータａと、
このトルクコンバータａの周囲を覆うハウジングｃと、
トルクコンバータａのロックアップ状態を形成可能に並
列に設けられた油圧クラッチａ１および電磁クラッチａ
２と、ハウジングｃの内側に固定されたステータｂ１、
およびこのステータｂ１と対向してトルクコンバータａ
の回転要素に取り付けられたロータｂ２を備え、トルク
コンバータａの回転要素との間でトルクを授受可能に設
けられた発電電動機ｂとを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと変速機
との間に介在されたトルクコンバータの回転要素との間
でトルクを授受可能に構成された発電電動機を有した発
電電動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車において環境および有限資
源に対する考慮から燃費の向上が望まれている。この燃
費向上を図る技術の１つとして、エンジンの駆動力伝達
系に発電電動機を設け、例えば、走行エネルギを電力と
して取り出す回生を行ったり、電動機の出力トルクによ
りエンジントルクをアシストするなどする技術が提案さ
れている。
【０００３】このような従来技術として、例えば、特開
平７−１２３５０９号公報記載の技術や、特開平１０−
２２５０５８号公報記載の技術が知られている。前者の
従来技術は、エンジンの出力軸とトルクを授受可能に発
電電動機が設けられており、バッテリ残量に余裕がある
場合には、発電電動機をモータとして機能させてエンジ
ンの駆動力をアシストし、また、制動時には、発電電動
機を発電機として機能させてバッテリ容量を超えない範
囲で走行エネルギを電力として回生するものである。こ
れにより、従来のパワートレーンを用いながら燃費の向
上を図ることができる。
【０００４】後者の従来技術は、いわゆるハイブリッド
カーと呼ばれる技術であって、これはエンジンとクラッ
チモータとアシストモータとを備え、これらの駆動を制
御することにより、走行エネルギの発生、走行中の発
電、制動時の回生を効率よく行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術にあっては、以下に述べるような解決すべき課
題を有していた。すなわち、前者の従来技術にあって
は、既存のパワートレーンに対する変更は少ないもの
の、変速装置として手動変速機が用いられており、減速
時に回生を行おうとした場合、エンジンブレーキ分の制
動力に回生分の制動力が加わって制動力が大きくなり違
和感を感じてしまう。また、変速装置として現在主流と
なっているトルクコンバータを有した自動変速機を適用
した場合、減速時にあっては、変速装置の入力軸に接続
されるタービンランナと、エンジンの出力軸に接続され
るコンバータカバーとの間で駆動輪側からの入力トルク
の伝達がなされず、回生を行うことができない。また、
この前者の従来技術にあっては、エンジンの始動を行う
スタータと、車両が使用する電力を発電するオルタネー
タが別途必要であり、車両重量の増加を招く。さらに、
このオルタネータは常時エンジンの負荷となっており、
バッテリの電圧が充分な時にも発電を行うため、燃費を
向上する上で不利である。さらに、近年のハイテク化に
より車両に搭載される電装部品が急激に増加していると
ともに、燃費の向上を図るために従来エンジンのクラン
ク軸にベルト等を介して動力を得ていたエアコンやパワ
ーステアリング等においても、電磁アクチュエータによ
って作動させる提案がなされており、バッテリの負荷が
大きくなる傾向にあり、これに対応するためにバッテリ
電圧を１２Ｖから４２Ｖ程度の高電圧に高めることが予
期されている。このためオルタネータの容量を大きくす
る必要があるが、発電電動機と別途オルタネータの容量
を大きくすることは非合理的であり、かつ、大容量のオ
ルタネータを常時エンジンで作動させると、燃費の悪化
を招くという問題があった。
【０００６】上記のような前者の従来技術の問題に対し
て、後者の従来技術は、エンジンとクラッチモータとア
シストモータの運転を制御することにより、モータ駆動
による走行およびエンジンアシスト・回生・発電を効率
よく行うことができる。しかしながら、この後者の従来
技術は、既存のエンジンと変速装置とを有したパワート
レーンとは全く異なる構成であって、既存のパワートレ
ーンを利用したり、既存の生産ラインを利用するするこ
とができないため、非常に高価になってしまうという問
題を有している。
【０００７】本発明は上述の従来の問題点に着目してな
されたもので、既存のパワートレーンを利用可能である
とともに既存の生産ラインを利用可能な安価な構成とす
ることができ、かつ、スタータとオルタネータを廃止さ
せることが可能であるとともに、発電容量の向上および
回生能力の向上を図ることができる、新規な発電電動ユ
ニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、図１のクレーム対応図
に示すように、エンジンの出力軸と、ニュートラル状
態，前後進状態，および変速比を変更可能な変速装置の
入力軸と、の間に介在される発電電動ユニットであっ
て、前記エンジンの出力軸と変速装置の入力軸との間で
駆動力伝達を行うトルクコンバータａと、このトルクコ
ンバータａの周囲を覆うハウジングｃと、前記トルクコ
ンバータａのロックアップ状態を形成可能に並列に設け
られた油圧クラッチａ２および電磁クラッチａ１と、前
記ハウジングｃの内側に固定されたステータｂ１、およ
びこのステータｂ１と対向して前記トルクコンバータａ
の回転要素に取り付けられたロータｂ２を備え、前記ト
ルクコンバータａの回転要素との間でトルクを授受可能
に設けられた発電電動機ｂとを設けた。
【０００９】したがって、エンジンを始動させる場合に
は、発電電動機ｂを電動機として機能させる。この場
合、発電電動機ｂが、両クラッチａ１，ａ２よりもエン
ジンの出力軸側に設けられている場合には、両クラッチ
ａ１，ａ２の締結の有無にかかわらず、エンジンの出力
軸が発電電動機ｂにより回転され、一方、発電電動機ｂ
が、両クラッチａ１，ａ２よりも変速装置の入力軸側に
設けられている場合には、電磁クラッチａ１を締結させ
ることにより発電電動機ｂのトルクがエンジンの出力軸
に伝達されて回転される。このように発電電動機ｂがエ
ンジンの出力軸を回転させてエンジンを始動させること
ができるものであり、すなわち、スタータとして作動す
る。
【００１０】また、エンジンが駆動している時に、発電
電動機ｂを発電機として機能させればオルタネータとし
て使用でき、また、電動機として機能させれば、エンジ
ンの駆動力をアシストすることができる。なお、エンジ
ンの駆動時においてトルクコンバータａをロックアップ
状態とする場合、油圧クラッチａ２と電磁クラッチａ１
の両方を締結させれば、高い締結力を得ることができ
る。
【００１１】また、走行中に回生を行う場合、発電電動
機ｂが、両クラッチａ１，ａ２よりもエンジンの出力軸
側に設けられている場合には、少なくとも電磁クラッチ
ａ１を締結させれば発電電動機ｂにトルク入力され、回
生エネルギを取り出すことができる。一方、発電電動機
ｂが、両クラッチａ１，ａ２よりも変速装置の入力軸側
に設けられている場合には、両クラッチａ１，ａ２の締
結を解除することにより、変速装置の入力軸から入力さ
れる駆動輪トルクを全て発電電動機ｂにより回生するこ
とができる。
【００１２】請求項２に記載の発明においては、前記油
圧クラッチおよび電磁クラッチは、フェージング面が共
用されていることとした。したがって、電磁クラッチを
既存のトルクコンバータ内に設置するのが容易である。
【００１３】請求項３に記載の発明においては、前記発
電電動機のロータが、トルクコンバータにおいて両クラ
ッチよりも変速機の入力軸側に設けられていることとし
た。したがって、発電電動機をスタータとして用いる場
合は、電磁クラッチを締結させてトルクコンバータをロ
ックアップ状態とすることで、発電電動機の駆動トルク
がトルクコンバータからエンジンの駆動軸に伝達され
る。なお、回生作動時には、両クラッチの締結の有無に
かかわらず、駆動輪側からトルクコンバータに入力され
る駆動トルクにより発電電動機のロータが回転されて回
生エネルギを得ることができる。そして、この時、両ク
ラッチの締結を解除しておけば、エンジン負荷分を回生
しても、違和感なく回生することができる。
【００１４】請求項４に記載の発明においては、エンジ
ン始動時に、前記電磁クラッチを締結し前記発電電動機
をスタータとして機能させ、回生時に、油圧クラッチの
締結解除条件の成立状態において電磁クラッチの締結を
解除させるとともに、エンジンの駆動を停止させる制御
手段を設けたこととした。
【００１５】請求項５に記載の発明においては、前記発
電電動機のロータが、トルクコンバータにおいて両クラ
ッチよりもエンジンの駆動軸側に設けられていることと
した。したがって、発電電動機をスタータとして用いる
場合は、両クラッチを締結することなく発電電動機の駆
動トルクがエンジンの駆動軸に伝達される。一方、回生
作動時には、両クラッチの少なくとも一方を締結させれ
ば、駆動輪側からトルクコンバータに入力される駆動ト
ルクが発電電動機のロータに入力されて回生エネルギを
得ることができる。
【００１６】請求項６に記載の発明においては、エンジ
ン始動時に、前記電磁クラッチを締結させることなく前
記モータをスタータとして機能させ、回生時に、電磁ク
ラッチを締結させる制御手段を設けたこととした。
【００１７】請求項７に記載の発明においては、前記発
電電動機のロータにフィンを設けたこととした。したが
って、ロータが回転するのに伴ってハウジング内に空気
の流れが生じて発電電動機が冷却され、熱による発電電
動機の機能低下を防止できる。
【００１８】請求項８に記載の発明においては、前記エ
ンジンの出力軸とトルクコンバータとの間に、出力軸の
曲げ振動を吸収する吸収プレートが設けられ、前記トル
クコンバータの両クラッチの締結面よりも変速機側の部
材と変速機の入力軸との間に、捻り振動を吸収するダン
パが設けられていることとした。したがって、トルクコ
ンバータをロックアップ状態とした時に、エンジン側と
変速機側とから曲げ振動や捻じれ振動がトルクコンバー
タに入力されても、これらの振動を吸収プレートとダン
パにより吸収することができる。よって、トルクコンバ
ータの回転要素とハウジングとの間で軸直交方向の相対
変位が生じ難くなり、これにより発電電動機においてロ
ータとステータとの間隔を狭くしても両者が干渉し難く
なり、発電電動機の入出力効率を向上させることができ
る。
【００１９】請求項９に記載の発明においては、前記ハ
ウジングにおいて発電電動機のステータの固定面に冷媒
が通るジャケットが設けられていることとした。したが
って、発電電動機のステータが冷却されて発電電動機の
熱による機能低下を防止できる。
【００２０】請求項１０に記載の発明においては、前記
ユニット内にオイルポンプが内蔵されていることとし
た。したがって、外部にオイルポンプ設ける必要がな
く、構成をコンパクトにすることができる。
【００２１】請求項１１に記載の発明においては、前記
エンジンに可変動弁機構が設けられ、前記制御手段は、
回生作動時において、前記トルクコンバータがロックア
ップ状態である場合には、前記可変動弁機構により弁作
動停止させ、前記エンジンのシリンダ内の空気を密閉す
ることで気体の流入流出に伴う移動エネルギの損失を防
止してその損失分のエネルギを回生するよう構成されて
いることとした。したがって、エンジンと変速装置とが
直結されている場合でも、可変動弁機構によりエンジン
のエネルギ損失を抑えた分だけエンジン側の抵抗を落と
して、この抵抗を落とした分だけ回生することにより、
違和感なく回生を行うことができる。すなわち、従来、
エンジンと変速装置とが直結された状態では、回生作動
を行うと、通常のエンジンブレーキ相当の制動力に加え
て回生分の制動力が発生するため、制動力がまして違和
感を感じる。しかしながら、この請求項１１の発明で
は、エンジンと変速装置とが直結された状態において、
エンジンのエネルギ損失を抑えてエンジンブレーキ分の
制動力を低下させ、この低下分を回生するからトータル
の制動力はエンジンブレーキ分となって違和感が生じな
い。
【００２２】
【実施の形態】以下本願発明における各実施の形態をよ
り詳しく説明する。 （実施の形態１）図２は、本発明の実施の形態１の発電
電動ユニット１０２を示す断面図である。この発電電動
ユニット１０２は、エンジン２３の出力軸１３と変速装
置１０５の入力軸１０５ａとの間に介在されている。
【００２３】前記エンジン２３は例えばガソリンにより
運転され、このエンジン２３のクランク軸１８から出力
される回転力がエンジン出力軸１３を介してエンジン２
３の側面に固定された発電電動ユニット１０２に出力さ
れる。また、変速装置１０５は、周知の無段変速装置で
あり、プラネタリギヤから構成された前後進切換部１０
３とベルト・プーリ式の変速機構部１０４とから構成さ
れている。
【００２４】発電電動ユニット１０２は、外側ハウジン
グ（請求の範囲のハウジングに相当する）５及び内側ハ
ウジング３０により独立した２室に構成され、外側ハウ
ジング５と内側ハウジング３０によって区画されたモー
タ室３２には、電動機及び発電機として機能する発電電
動機（後述のフローチャートではＳＴＲ／ＡＬＴと表記
する。）１０２ｂが設けられており、内側ハウジング３
０内にはトルクコンバータ１０２ａが設けられ、トルク
コンバータ１０２ａには、ロックアップ用の電磁／油圧
クラッチ１０２ｃが設けられている。なお、電磁／油圧
クラッチ１０２ｃは、ロックアップピストン１６が油圧
により締結および締結解除作動を行うとともに、図外の
コイルに対する通電および通電カットにより締結および
締結解除作動を行うよう構成されている。ちなみに、電
磁／油圧クラッチ１０２ｃの油圧による作動は従来のト
ルクコンバータのロックアップ条件と同じプログラムに
より実行されるように構成されている。
【００２５】前記コンバータカバー３はオイルポンプ駆
動軸３ａに連結されており、コンバータカバー３の回転
によってオイルポンプ駆動軸３ａに回転力が入力され内
蔵オイルポンプ４を駆動し油圧を発生する。この時コン
バータカバー３と内側ハウジング３０とにより区画され
る空間は、コンバータカバー３の回転を妨げないために
乾燥室としてあり、オイルポンプケース３０ａとオイル
ポンプ駆動軸３ａの間にはオイルシール７が設けられて
いる。
【００２６】内側ハウジング３０は、エンジン２３に固
定支持されており、オイルポンプケース３０ａ及びステ
ータ固定軸３０ｂにより構成されている。ステータ固定
軸３０ｂは中空軸構造を取っており、この中空軸内には
駆動軸１７が貫通支持されている。また、前記ステータ
固定軸３０ｂには前記オイルポンプ駆動軸３ａが回転可
能に支持されると共に、ステータブレード１１がワンウ
ェイクラッチ９を介して固定支持されている。このワン
ウェイクラッチ９はステータブレード１１がコンバータ
カバー３の回転方向と同じ方向には回転しないが、反対
方向に油圧によるトルクが発生したときは、ステータブ
レード１１がその方向に回転可能に支持するものであ
る。
【００２７】前記ステータ固定軸３０ｂに貫通支持され
た駆動軸１７には、タービンランナ１２及びロックアッ
プピストン１６が結合されており、ロックアップピスト
ン１６は駆動軸１７上をスライド可能なセレーション結
合されている。
【００２８】図３にセレーション結合された結合部の拡
大断面図を示す。前記ロックアップピストン１６は入力
プレート４０及び出力プレート４１から構成され、この
２つのプレート４０，４１はトーションスプリング１５
を介して結合されている。また、この２つのプレート４
０，４１は捻り振動を吸収するために相対回動する。相
対回動時に入力トルクにヒステリシス特性を与えるため
に、皿ばね３８及び摩擦プレート３７が設けてある。
【００２９】これにより２つのプレート４０，４１を連
結するトーションスプリング１５の伸縮方向が規定さ
れ、急激なトルク変動を正確に吸収している。出力プレ
ート４１は駆動軸１７にセレーション結合されており、
通常時はスプリング３９によりロックアップ解除の状態
を保持するよう構成されている。また、駆動軸１７内に
は油路２２が設けてあり、この油路２２が図２に示す油
圧室２１の油圧を調整可能としている。これにより電磁
／油圧クラッチ１０２ｃが油圧ロックアップクラッチと
しての締結力を発生する。
【００３０】駆動軸１７は内側ハウジング３０のステー
タ固定軸３０ａを貫通し、モータ室３２へと出力されて
いる。この時、モータ室３２はロータ８の回転を妨げな
いために乾燥室となっている。このモータ室３２部分の
駆動軸１７にはロータ支持部材８ａが連結されており、
駆動軸１７の駆動によりこのロータ支持部材８ａに設け
られた発電電動機１０２ｂのロータ８が回転する。ま
た、このロータ８に対向して発電電動機１０２ｂのステ
ータ１が外側ハウジング５に固定されている。前記ロー
タ支持部材８ａにはフィン６が設けられており、ロータ
支持部材８ａの回転によってロータ８やステータ１の空
冷を行うことができる。前記ロータ支持部材８ａを構成
することにより、ロータ８の径方向長さを確保し、か
つ、トルクコンバータ１０２ａの径方向外側にロータ８
部分を位置することが可能となるために、ユニット全体
の軸方向長さをさほど延長することなくロータ８の軸方
向長さを確保することが可能となり、発電電動機１０２
ｂの電動機および発電機としての能力を高く設定するこ
とができる。
【００３１】外側ハウジング５外側には、発電電動機１
０２ｂに電源を供給、または回収するための電源部４４
が設置されている。ステータ１及びコイル２がこのハウ
ジング５内周面に沿って固定されている。また、外側ハ
ウジング５とステータ１の固定接触面には水冷却もしく
は冷媒封入のヒートパイプ冷却を行うためのジャケット
が設けられており、電源部４４及びステータ１近傍の冷
却を同時に行うことができるよう構成されている。駆動
軸１７は外側ハウジング５を貫通し、変速装置１０５の
入力軸１０５ａと一体に連結されている。
【００３２】前後進切換機構部１０３は、プラネタリギ
ヤにより構成されているものでリングギヤ２５とこのリ
ングギヤ２５内に設けられたクラッチ２９と、ピニオン
ギヤ２６及びこのピニオンギヤ２６を固定するためのク
ラッチ２８と、回転軸３３に連結されたサンギヤ２７か
ら構成されており、駆動軸１７から伝達された駆動力は
リングギヤ２５に伝達される。ここでクラッチ２８，２
９の接続パターンによって後進状態、ニュートラル状
態、前進状態を決定し、回転軸３３を介して変速機構部
１０４へと駆動力を伝達する。本実施の形態１では変速
機構部１０４として無段変速機を用いており、プライマ
リープーリ３４に伝達された駆動力は、ベルト３６を介
してセカンダリープーリ３５へ伝達され、図外のアイド
ラギヤ、ファイナルギヤ、デファレンシャルギヤを介し
て駆動輪へと伝達され、車輪を駆動する。
【００３３】図４には、本発明の実施の形態１における
コントロールユニットＣ１を示す。このコントロールユ
ニットＣ１は、イグニッションスイッチＳ１に接続さ
れ、車速センサＳ２、ブレーキセンサＳ３、アクセル開
度センサＳ４、ＡＴポジションセンサＳ５、電圧計Ｓ
６、エンジン回転数センサＳ７、の各センサ信号が入力
され、このセンサ信号を元に、各種演算を行い、電磁／
油圧クラッチ１０２ｃの電磁クラッチ部分、発電電動機
１０２ｂ、電磁弁４３、エンジンコントロールユニット
Ｃ２に制御信号を出力する。なお、エンジンコントロー
ルユニットＣ２は、エンジン２３の駆動をコントロール
するものであり、本実施の形態では、前記コントロール
ユニットＣ１からの信号を元に、後述する可変動弁機構
部Ａ１、燃料噴射装置Ａ２、点火装置Ａ３等に制御信号
を出力する。
【００３４】次に、実施の形態１のコントロールユニッ
トＣ１による制御の内容についてフローチャートに基づ
いて説明する。図５には、本発明の実施の形態１におけ
る停車状態からのエンジン始動処理４００のフローチャ
ートを示す。ステップ４０１で車速が０ｋｍ／ｈである
かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ４０２に進
み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ４０２
でイグニッションがＯＮであるかどうかをを判断し、Ｙ
ＥＳであればステップ４０３に進み、ＮＯであればこの
処理を終了する。ステップ４０３でブレーキがＯＮであ
るかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ４０４に
進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ４０
４でアクセルがＯＦＦであるかどうかを判断し、ＹＥＳ
であればステップ４０５に進み、ＮＯであればこの処理
を終了する。ステップ４０５でＡＴポジションがＰレン
ジにあるかどうかを確認し、Ｐレンジであればステップ
４０６に進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステ
ップ４０６で電磁／油圧クラッチ１０２ｃの電磁クラッ
チの部分を締結する。ステップ４０７で発電電動機１０
２ｂを電動機として作動させる。ステップ４０８でエン
ジン始動完了を確認する。ステップ４０９で発電電動機
１０２ｂの電動機としての作動を停止する。ステップ４
１０で電磁／油圧クラッチ１０２ｃの電磁クラッチの部
分の締結を解除する。
【００３５】すなわち、このエンジン始動制御にあって
は、車速が０ｋｍ／ｈで、イグニッションがＯＮ、ブレ
ーキがＯＮ、アクセルはＯＦＦ、ＡＴのポジションがパ
ーキング位置にあることを確認し、図１５のタイムチャ
ートに示すように、トルクコンバータ１０２ａをロック
アップ状態として発電電動機１０２ｂを電動機として駆
動させる。この駆動によりエンジン２３の出力軸１３が
回転してエンジン２３が始動する。エンジン始動完了を
確認した後、発電電動機１０２ｂを停止し、電磁／油圧
クラッチ１０２ｃの締結を解除する。
【００３６】なお、ここで始動後の作動についても説明
すると、エンジン２３がアイドリング状態となると、エ
ンジン２３の出力軸１３から出力される駆動力は、発電
電動ユニット１０２に設けられたトルクコンバータ１０
２ａのコンバータカバー３にクランク軸曲げ振動を抑制
するために設けられたフレキプレート１４を介して伝達
され、コンバータカバー３を回転駆動する。コンバータ
カバー３にはオイルポンプ駆動軸３ａが連結されている
ため、オイルポンプ４が油圧を発生する。
【００３７】同時に、コンバータカバー３内部に固定さ
れたポンプインペラ１０が回転駆動され、コンバータカ
バー３内のオイルを撹拌する。このオイルはステータブ
レード１１にぶつかり流れる方向が変更される。この変
更されたオイルの流れには、エンジントルクとステータ
ブレード１１の反力が合計されることによるトルク増大
作用があり、この増大されたトルクはタービンランナ１
２を介して駆動軸１７に駆動力として伝達される。
【００３８】駆動軸１７の回転によりエンジン始動時は
スタータとして作用したモータ部分であるロータ８及び
ロータ支持部材８ａは、エンジンからの駆動力により回
転駆動されることでジェネレータとして機能することが
できる。また、駆動軸１７の駆動力により前後進切換機
構部１０３のリングギヤ２５が駆動される。この時、ク
ラッチ２８，２９を開放していると変速装置１０４に駆
動力が伝達されることはない。
【００３９】図６にはエンジンクリープ処理５００のフ
ローチャートを示す。ステップ５０１でＡＴポジション
がＤレンジにあるかどうかを判断し、ＹＥＳであればス
テップ５０２に進み、ＮＯであればこの処理を終了す
る。ステップ５０２でブレーキがＯＦＦかどうかを判断
し、ＹＥＳであればステップ５０３に進み、ＮＯであれ
ばこの処理を終了する。ステップ５０３でアクセルがＯ
ＦＦかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ５０４
に進み、ＮＯであれば通常のアクセル加速処理を行う。
ステップ５０４で通常のエンジンクリープ動作を行う。
このエンジンクリープとは、エンジン２３を駆動させて
トルクコンバータ１０２ａによるクリープ力により、僅
かに駆動力を出力するものである。なお、Ｄレンジでは
クラッチ２９が締結される。
【００４０】前進する場合には、運転者はブレーキを踏
み、セレクトレバーをＤレンジに入れる。この時、前後
進切換機構部１０３のクラッチ２９が接続される。運転
者はブレーキを踏んでいるので、駆動軸１７は固定さ
れ、エンジン出力軸１３から伝達された駆動力は、コン
バータカバー３内のポンプインペラ１０を回転すること
で、トルクコンバータ１０２ａ内にクリープ力として蓄
積される。よって、運転者がブレーキを放すと、このク
リープ力により僅かに推進される。
【００４１】図７には発電電動機１０２ｂを用いたモー
タクリープ処理６００のフローチャートを示す。ステッ
プ６０１で車速が３．５ｋｍ／ｈ以下であり、かつ、バ
ッテリ電圧の充電状態を表す量、例えばバッテリ出力電
圧等（以下ＳＯＣと表記する。）が設定値よりも大きい
値であるかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ６
０２へ進み、ＮＯであればステップ５００へ進み、エン
ジンクリープ処理を行う。ステップ６０２でエンジン２
３を停止する。ステップ６０３でＡＴポジションがＤレ
ンジにあるかどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ
６０４に進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステ
ップ６０４でブレーキがＯＦＦかどうかを判断し、ＹＥ
Ｓであればステップ６０５に進み、ＮＯであればこの処
理を終了する。ステップ６０５でアクセルがＯＦＦかど
うかを判断し、ＹＥＳであればステップ６０６へ進み、
ＮＯであればステップ７００へ進み、モータクリープか
らの加速処理を行う。ステップ６０６で発電電動機１０
２ｂによる発電を停止する。ステップ６０７で発電電動
機１０２ｂを電動機として作動させる。ステップ６０８
でＳＯＣが設定値より大きいかどうか、すなわちバッテ
リ電圧が充分に高いか否かを判断し、ＹＥＳであればこ
の処理を終了し、ＮＯであればステップ８００へ進み、
モータクリープからエンジンクリープへの切り替え処理
を行う。
【００４２】モータクリープとは、発電電動機１０２ｂ
を駆動させて、僅かに駆動力を出力するもので、すなわ
ち、車速が３．５ｋｍ／ｈ以下でＳＯＣが設定値以上で
あれば、エンジン２３を停止してモータクリープ処理を
行い、この条件を満たさなければエンジンクリープ処理
を行う。モータクリープ処理は、ＳＯＣが設定値以上で
あることに加えて、ＡＴポジションがＤレンジで、ブレ
ーキがＯＦＦ、アクセルがＯＦＦであれば、発電電動機
１０２ｂによる発電を停止して、電動機として作動させ
てクリープ作動を行う。なお、このモータクリープ実行
途中でＳＯＣが設定値以下になったときにはエンジンク
リープへの切り替え処理を行う。なお、図１６（ａ）に
は、上述のエンジンのアイドリング停止からモータクリ
ープに移行する際のタイムチャートが示してある。
【００４３】図８に、モータクリープからの加速処理７
００のフローチャートを示す。ステップ７０１でアクセ
ル開度から緩加速か急加速かを判定し、急加速であれば
ステップ７０２へ進み、緩加速であればステップ１２０
０へ進んで後述のエンジン再始動処理を行う。ステップ
７０２で発電電動機１０２ｂの電動機としての回転数を
上昇させる。ステップ７０３で電動機としてのドライブ
回転数が１４００ｒｐｍ以上であるかどうかを判断し、
ＹＥＳであればステップ７０４に進み、ＮＯであればこ
の処理を終了する。ステップ７０４で電磁／油圧クラッ
チ１０２ｃを、油圧部分と電磁部分の両方を締結する。
ステップ７０５でエンジン回転数からエンジン始動を確
認する。ステップ７０６で発電電動機１０２ｂの電動機
としての作動を停止する。
【００４４】すなわち、このクリープからの加速時に
は、アクセル開度から緩加速か急加速かを判定し、エン
ジン再始動処理を行う。急加速と判定された場合、発電
電動機１０２ｂのモータとしての駆動回転数を上昇させ
て、車速を上昇させ、さらに、この回転数が１４００ｒ
ｐｍ以上になると、電磁／油圧クラッチ１０２ｃを締結
させ、これによりエンジンを始動する。エンジン回転数
からエンジン始動を確認後、発電電動機１０２ｂの電動
機としての作動を停止する。急加速要求時には、エンジ
ン２３を始動させずに、まず、発電電動機１０２ｂの回
転数を上昇させ、応答性の確保を図っている。また、こ
の急加速要求時には、トルクコンバータ１０２ａをロッ
クアップさせるにあたり、電磁／油圧クラッチ１０２ｃ
におて油圧部分と電磁部分の両方を締結させることで、
応答性の確保と締結力の確保を行っている。
【００４５】図９には、モータクリープからエンジンク
リープへの切り替え処理８００のフローチャートを示
す。ステップ８０１で電磁／油圧クラッチ１０２ｃを締
結する。ステップ８０２でエンジン始動が完了されたか
どうかを確認し、始動完了を確認するまでこのステップ
を繰り返す。ステップ８０３で発電電動機１０２ｂの電
動機としての作動を停止する。ステップ８０４で電磁ク
ラッチ１０２ｃの締結を解除する。モータクリープ作動
時は、電磁／油圧クラッチ１０２ｃは開放状態として発
電電動機１０２ｂを電動機として作動させているため、
まず、電磁／油圧クラッチ１０２ｃを締結し、これによ
り電動機の駆動力をエンジン２３に入力してエンジンを
始動させ、エンジン始動を確認後、発電電動機１０２ｂ
の電動機として動作を停止し、電磁／油圧クラッチ１０
２ｃを切断する。図１９に上記制御フローのタイムチャ
ートを示す。これによりスムーズな切り替え処理が行わ
れる。
【００４６】図１０には、定常走行処理９００のフロー
チャートを示す。ステップ９０１でＡＴポジションがＤ
レンジにあるかどうかを確認する。ステップ９０２では
ブレーキがＯＦＦかどうかを判断し、ＹＥＳであればス
テップ９０３に進み、ＮＯであればこの処理を終了す
る。ステップ９０３ではアクセル開度が定常状態である
かどうかを判断し、定常であればステップ９０４へ進
み、加速であればステップ１０００へ進んで加速処理を
行う。ステップ９０４ではエンジン回転数が１０００〜
３０００ｒｐｍの間にあるかどうかを判断し、ＹＥＳで
あればステップ９０５へ進み、ＮＯであればステップ９
０６に進む。ステップ９０５では、ＳＯＣが設定値内か
どうかを判断し、ＹＥＳであれば、ステップ９０７へ進
み、ＮＯであればステップ９０６へ進む。ステップ９０
６では、発電電動機１０２ｂの発電を停止する。ステッ
プ９０７では、発電電動機１０２ｂの発電を作動する。
ステップ９０８では、電子制御スロットルによる発電分
減速補正を行う。
【００４７】すなわち、定常走行時、すなわち、アクセ
ル開度が定常状態であると判定した場合には、エンジン
回転数が１０００〜３０００ｒｐｍの範囲で、ＳＯＣが
設定値内であれば、発電電動機１０２ｂをオルタネータ
として発電作動させ、この発電作動により損失したトル
クを電子制御スロットルにより減速補正することで運転
者に違和感を与えることなく発電動作を行う。図１７
に、定常走行処理のタイムチャートを示す。
【００４８】図１１には、定常走行からの加速処理時の
フローチャートを示す。ステップ１００１では、発電電
動機１０２ｂの発電を停止する。
【００４９】定常走行時にアクセル開度から加速要求と
判断された場合、直ちに発電電動機１０２ｂによる発電
動作を停止し、通常のエンジンによる加速動作に移る。
これによりエンジン出力等が小さい場合においても、運
転者の要求を損なうことなく加速動作を行うことができ
る。
【００５０】図１２には、可変動弁機構（以下、ＶＥＬ
と表記する）６０がエンジン２３に備えられている場合
の定常走行処理のフローチャートを示す。ここでまず、
ＶＥＬ６０の構成を図２１により説明する。図において
５１は吸気弁であって（実際には吸気弁の上端部を示し
ている）、この吸気弁５１は図外のスプリングからバル
ブリフタ５０に入力される付勢力により閉弁方向に付勢
されている。また、図において５２はカムシャフトで、
このカムシャフト５２が回転すると、カムシャフト５２
に一体に設けられたカム４９が回転する。このカム４９
が回転すると、これに伴って揺動アーム４７の図中左側
端部が上下し、揺動アーム４７は、図中右側端部がこれ
とは逆に上下するように制御軸４５を中心に振り子運動
を繰り返す。そして、これに伴って揺動カム４８の上端
部が上下する。したがって、揺動カム４８が下方に変位
した時に、バルブリフタ５０が下方に押されて吸気弁５
１が開弁する。なお、図中５３は揺動カム４８を反時計
回り方向に揺動付勢する捻りスプリングである。
【００５１】前記制御軸４５は、図中Ｐ２で示す点を軸
心として回動可能に支持され、この回動を図４に示した
ＶＥＬアクチュエータ（電磁アクチュエータ）Ａ１によ
り行うように構成されている。すなわち、ＶＥＬアクチ
ュエータＡ１により制御軸４５を回動させて圧肉部が移
動すると揺動アーム４７による揺動カム４８の押し下げ
量が変更されることによって、動弁機構の開閉時期とバ
ルブリフト量を変更している。これにより、機関低速低
負荷時における燃費の改善や安定した運転性、並びに高
速高負荷時における吸気の充填効率の向上による十分な
出力を確保する等のために、吸気・排気バルブの開閉時
期とバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変制御す
るものである。本実施の形態１では、いわゆるアトキン
ソンサイクルとすることにより燃焼効率の向上を図って
いる。
【００５２】さらに、本実施の形態１にあっては、上記
のＶＥＬアクチュエータＡ１の駆動に基づいて吸気弁５
１が全く開弁しない状態、すなわち弁停止状態を形成可
能に構成されている。このように弁停止させた場合、エ
ンジン２３のシリンダ内の空気が密閉されて気体の流入
流出に伴う移動エネルギの損失が無くなる。
【００５３】以下に、図１２のフローチャートについて
説明する。ステップ１１０１ではＡＴポジションがＤレ
ンジにあるかどうかを確認する。ステップ１１０２では
ブレーキがＯＦＦかどうかを判断し、ＹＥＳであればス
テップ１１０３に進み、ＮＯであればこの処理を終了す
る。ステップ１１０３ではアクセル開度が定常状態であ
るかどうかを判断し、定常であればステップ１１０４へ
進み、加速であればステップ１０００へ進んで加速処理
を行う。ステップ１１０４ではエンジン回転数が１００
０〜３０００ｒｐｍの間にあるかどうかを判断し、ＹＥ
Ｓであればステップ１１０４へ進み、ＮＯであればステ
ップ１１０６へ進む。ステップ１１０５では、ＳＯＣが
設定値内かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１
１０７へ進み、ＮＯであればステップ１１０６へ進む。
ステップ１１０６では、発電電動機１０２ｂの発電を停
止する。ステップ１１０７では、発電電動機１０２ｂの
発電を作動する。ステップ１１０８では、ＶＥＬによる
吸排気弁位相制御によりアトキンソンサイクルにする。
【００５４】この定常走行処理にあっては基本的な制御
フローは前述の図１０における制御と同じであるが、本
制御では、電子制御スロットルによる回生分減速補正を
行うのではなく、ＶＥＬ６０により、吸排気弁位相をア
トキンソンサイクルにすることによって、燃焼効率の向
上を図り、その燃焼効率向上分を発電するようにしてい
る点で異なる。
【００５５】図１３には、エンジン再始動処理１２００
のフローチャートを示す。ステップ１２０１では、車速
を判断し、０ｋｍ／ｈであればステップ１２０２へ進
み、０ｋｍ／ｈ＜車速＜３．５ｋｍ／ｈであればステッ
プ１２０３へ進み、３．５ｋｍ／ｈ＜車速＜４０ｋｍ／
ｈであればステップ１３１５へ進んで減速中再加速処理
１３１５を行う。
【００５６】ステップ１２０２では、ブレーキがＯＦＦ
かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１２０４に
進み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ１２
０３では、アクセルがＯＮかどうかを判断し、ＹＥＳで
あればステップ１２０４に進み、ＮＯであればこの処理
を終了する。ステップ１２０４では、ＳＯＣが設定値以
上かどうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１２０５
に進み、ＮＯであればこの処理を終了する。
【００５７】ステップ１２０５では、アクセル開度から
緩加速か急加速かどうかを判断し、緩加速であればステ
ップ１２０６へ進み、急加速であればステップ７００へ
進んでモータクリープからの加速処理７００を行う。ス
テップ１２０６では、前後進切換機構部１０３において
Ｎレンジに切り替える信号を出力する。ステップ１２０
７では、電磁／油圧クラッチ１０２ｃの電磁クラッチ部
分を締結する。ちなみに、この時はエンジン２３が停止
していてオイルポンプ４が駆動していないから電磁／油
圧クラッチ１０２ｃの油圧クラッチの部分は締結されな
い。ステップ１２０８では、発電電動機１０２ｂを電動
機として作動させる。ステップ１２０９では、エンジン
回転数からエンジン始動を確認する。ステップ１２１０
では、発電電動機１０２ｂの電動機としての作動を停止
させる。ステップ１２１１では、電磁／油圧クラッチ１
０２ｃの締結を解除する。ステップ１２１２では、前後
進切換機構部１０３においてＤレンジに切り替える信号
を出力する。
【００５８】すなわち、エンジン再始動処理を行う場
合、すなわち、走行中にエンジン２３を停止してからエ
ンジン２３を再始動する場合は、次の３つの状況があ
る。１つは車速３．５〜４０ｋｍ／ｈで減速状態の場合
で、ＡＴポジションがＤレンジで、エンジン２３が停止
している状態であり、これは減速再加速処理のステップ
１３１５に移行する。
【００５９】２つめは、車速０〜３．５ｋｍ／ｈの場合
でＡＴポジションがＤレンジで、エンジン２３が停止し
ている状態であり、これはモータクリープ処理を実行し
ている状態である。この時は、アクセルがＯＮ、ＳＯＣ
＞設定値である時は、アクセル開度から緩加速か急加速
かを判定し、急加速であれば図８に示したモータクリー
プからの加速処理７００に移行する。ここで再度ＳＯＣ
＞設定値の判断を行うのは、バックグラウンドジョブが
行われて、そこに定周期割り込み処理やイベント割り込
み処理が繰り返されているためであり、クリープ処理を
行っている時にも、他の処理に移行し、再度クリープ処
理に戻ってくるという状況も想定されるからである。つ
まり、各処理はそれぞれ独立して各自状況確認ができる
ようにすることで、モータクリープで走っていても、モ
ータクリープ処理以外の処理が順々に処理されている状
態を考慮したものである。
【００６０】緩加速であれば、前後進切換機構部１０３
に対してＤレンジからＮレンジに切り替える信号を出力
し、一旦駆動軸１７と変速装置１０４との接続を解除す
る。次に電磁／油圧クラッチ１０２ｃを接続し、発電電
動機１０２ｂをスタータとして作動（電動機として作
動）させ、エンジン２３を始動し、エンジン回転数から
エンジン始動を確認した後、発電電動機１０２ｂのスタ
ータとしての機能を停止させ、電磁／油圧クラッチ１０
２ｃの接続を解除し、前後進切換機構部１０３に対して
ＮレンジからＤレンジへ切り替える信号を出力し、駆動
軸１７と変速装置１０４とを接続し、通常のエンジン走
行状態に移行する。図１６（ｂ）にこの制御フローのタ
イムチャートを示す。ここで、エンジン始動時に前後進
切換機構部１０３においてＤ→Ｎ→Ｄと切り替えるの
は、エンジン始動のためのトルク等の変動が駆動輪に伝
達されることにより、運転者に違和感を与えることがな
いよう配慮したためである。
【００６１】図２２には、前後進切換機構部１０３にお
いてＤ→Ｎ→Ｄ切り替えを行うシフトバルブ４２部分の
構成を示す。このシフトバルブ４２は図外のシフトレバ
ーに接続されており、このシフトレバーの操作に基づ
き、Ｐ，Ｒ，Ｎ，ｄ，２，１の各ポジションに切り換わ
る。シフトバルブ４２が、Ｄレンジに位置している時に
は図中Ｄに示す油路にライン圧が供給され、また、Ｒレ
ンジに位置している時には図中Ｒで示す油路に油路が供
給されて、この油圧信号を受けて、前後進切換機構部１
０３が前後進を切り替えるように構成されている。ま
た、Ｎレンジの際にはどの油路にもライン圧が供給され
ない。
【００６２】また、Ｄの油路の途中には電磁弁４３が設
けられ、電磁弁４３の非駆動時にはＤの油路がライン圧
が供給されるが、電磁弁４３の駆動時にはこのＤの油路
が塞がれて前後進切換機構部１０３に対してはＮレンジ
の信号が出力されている状態となる。そこで、ステップ
１２０６および１２１２の処理により変速レンジをＤ→
Ｎ→Ｄに変更する場合、Ｄ→Ｎの切り換えは電磁弁４３
を駆動させ、Ｎ→Ｄの切り換えは電磁弁４３の駆動を停
止させることで行う。電磁弁４３を設けたことにより、
応答性の高いＤ→Ｎ→Ｄ切り替えが可能となる。
【００６３】３つめは、モータクリープ状態に移行した
状態で、ブレーキをＯＮし、車速０ｋｍ／ｈになった直
後、ブレーキをＯＦＦした状態であり、ＡＴポジション
がＤレンジで、エンジン２３が停止している状態が考え
られる。この時は、再度ＳＯＣ＞設定値であることを確
認後、前記モータクリープからの再始動処理時と同様の
処理が行われる。
【００６４】図１４には、減速状態から加速状態に切り
替わる際の減速再加速処理のフローチャートを示す。ス
テップ１３０１では、アクセルがＯＦＦかどうかを判断
し、ＹＥＳであればステップ１３０２に進み、ＮＯであ
ればこの処理を終了する。ステップ１３０２では、エン
ジン２３への燃料噴射をカットする。ステップ１３０３
では、車速が４０ｋｍ／ｈ以上かどうかを判断し、ＹＥ
Ｓであればステップ１３１１へ進み、ＮＯであればステ
ップ１３０４へ進む。ステップ１３０４では、ＶＥＬ６
０による弁停止を行う。ステップ１３０５では、発電電
動機１０２ｂによる回生作動を行う。ステップ１３０６
では、ＳＯＣが設定値内かどうかを判断しＹＥＳであれ
ばステップ１３１５へ進み、ＮＯであればステップ１３
１４へ進む。ステップ１３０７では、アクセルがＯＮか
どうかを判断し、ＹＥＳであればステップ１３０８に進
み、ＮＯであればこの処理を終了する。ステップ１３０
８では、発電電動機１０２ｂによる回生動作を停止す
る。ステップ１３０９では、エンジン２３の燃料噴射を
再開する。ステップ１３１０では、通常のエンジン２３
によるアクセル加速を行う。
【００６５】ステップ１３１１では、電磁／油圧クラッ
チ１０２ｃの接続を解除する。ステップ１３１２では、
発電電動機１０２ｂによる回生作動を行う。ステップ１
３１３では、ＳＯＣが設定値内かどうかを判断しＹＥＳ
であればステップ１３１５へ進み、ＮＯであればステッ
プ１３１４へ進む。ステップ１３１４では、発電電動機
１０２ｂによる回生作動を停止する。
【００６６】ステップ１３１５ではアクセル開度から急
加速か緩加速かを判断し、緩加速であればステップ１３
２２へ進み、急加速であればステップ１３１６へ進む。
ステップ１３１６では、発電電動機１０２ｂによる回生
作動を停止する。ステップ１３１７では、電磁／油圧ク
ラッチ１３１７を接続する。この場合、電磁部分と油圧
部分の両方を締結する。ステップ１３１８では発電電動
機１０２ｂを電動機として作動させる。ステップ１３１
９では、エンジン回転数からエンジン始動を確認する。
ステップ１３２０では発電電動機１０２ｂの電動機とし
ての作動を停止する。ステップ１３２１では、通常のエ
ンジン２３によるアクセル加速を行う。
【００６７】ステップ１３２２では、発電電動機１０２
ｂによる回生作動を停止する。ステップ１３２３では、
前後進切換機構部１０３においてＮレンジに切り替える
信号を出力する。ステップ１３２４では、電磁／油圧ク
ラッチ１０２ｃを接続する。ステップ１３２５では、発
電電動機１０２ｂを電動機として作動させる。ステップ
１３２６では、エンジン回転数からエンジン２３の始動
を確認する。ステップ１３２７では、発電電動機１０２
ｂの電動機としての作動を停止させる。ステップ１３２
８では、前後進切換機構部１０３においてＤレンジに切
り替える信号を出力する。ステップ１３２９では、通常
のエンジン２３によるアクセル加速を行う。
【００６８】すなわち、減速状態においてアクセルがＯ
ＦＦの時は、燃料噴射をカットし、車速が４０ｋｍ／ｈ
以上の状態であれば、ＶＥＬ６０による弁停止、つまり
吸気弁５１を塞ぐこととし、エンジン２３のシリンダ内
を密閉状態に保つ。それにより、いわゆるエンジンブレ
ーキ状態となって出力軸１３→クランク軸１８と動力が
伝達され、ピストンが駆動された際、シリンダ内の空気
の出入りがなくなるため、気体の移動によるエネルギ損
失分がなくなって、エンジンブレーキ分の制動力が低下
する。その分を発電電動機１０２ｂにより回生すること
により、違和感なく回生を行うことができる。ＳＯＣが
設定値内でなければ、発電電動機１０２ｂによる回生動
作は停止する。ＳＯＣが設定値内で、アクセルがＯＮで
あるときは、つまり加速状態に移行すると、回生動作を
停止し、エンジン燃料噴射を再開し、通常のエンジン駆
動時と同様アクセルで加速する。図２０に上記制御フロ
ーにおけるタイムチャートを示す。
【００６９】また、減速状態において、車速が４０ｋｍ
／ｈ以下の時は、電磁／油圧クラッチ１０２ｃの締結を
解除して、発電電動機１０２ｂにより回生作動を行う。
この時、エンジン２３と発電電動機１０２ｂの連結が失
われているため、エンジンブレーキ分の回生が可能であ
る。この減速状態から加速状態に移行する際、アクセル
開度から急加速か緩加速かを判定し、急加速と判定した
場合、発電電動機１０２ｂの回生動作を停止させ、電磁
／油圧クラッチ１０２ｃを接続する。この段階で発電電
動機１０２ｂを電動機として作動し、エンジン２３のス
タータとしての機能を果たす。エンジン回転数からエン
ジン始動を確認後、発電電動機１２０ｂの電動機（スタ
ータ）としての機能を停止させ、通常のエンジン駆動時
と同様アクセルで加速する。この制御は、基本的に図８
で示したモータクリープから加速処理の急加速時と同じ
ものである。なお、本実施の形態１においては、回生時
エンジン２３を停止させるものとし、この場合、変速装
置１０５等に必要な油圧は別途設けられた油圧発生手段
により供給されるものとし、エンジン停止を行わない場
合（フューエルカットにとどめる場合）においては、前
記油圧発生手段は不要である。また、油圧発生手段とし
ては、モータにより駆動されるポンプや或いは、油圧を
貯留するアキュムレータなどを用いることができる。
【００７０】緩加速と判定した場合、発電電動機１０２
ｂによる回生動作を停止し、前後進切換機構部１０３に
おいてＮレンジに切り替え、駆動軸１７との接続を解除
した状態で、電磁／油圧ラッチ１０２ｂを接続し、発電
電動機１０２ｂをスタータとして作動し、エンジン始動
を確認後、発電電動機１０２ｂのスタータとしての作動
を停止し、前後進切換機構部１０３においてＤレンジに
切り替え、駆動軸１７との接続を行い、通常のエンジン
によるアクセル加速を行う。このＤ→Ｎ→Ｄ切り替え
は、前述の図１３のステップ１２０５〜ステップ１２１
２の制御フローと基本的に同じであるが、減速再加速処
理におけるステップ１３２４で電磁／油圧クラッチ１０
２ｃを接続している点で異なり、これは、走行中に十分
な油圧が確保されていることによる。図１８に上記ステ
ップ１３２２〜ステップ１３２９の制御フローのタイム
チャートを示す。
【００７１】以上説明したように、本発明の実施の形態
１では、トルクコンバータ１０２ａをロックアップ状態
とするクラッチとして油圧クラッチと電磁クラッチとを
並列に設けた電磁／油圧クラッチ１０２ｃを設け、トル
クコンバータ１０２ａの外側ハウジング５内に、発電電
動機１０２ｂを設けた構成としたため、トルクコンバー
タ１０２ａを有したこのトルクコンバータ１０２ａより
も変速装置１０５側に発電電動機１０２ｂが設けられて
いる構成にもかかわらず、電磁／油圧クラッチ１０２ｃ
の油圧クラッチ部分が締結しない条件下においても必要
に応じて電磁クラッチ部分を締結させることにより、エ
ンジン２３側と発電電動機１０２ｂと連結させることが
でき、発電電動機１０２ｂをスタータ・オルタネータ・
駆動アシスト・回生手段のいずれの機能も発揮させるこ
とができ、しかも、既存のパワートレーンの構成を大幅
に変更することが不要であるとともに、生産ラインも大
幅な変更が不要で、低コストの手段とすることができ
る。よって、スタータ・オルタネータ・駆動アシスト・
回生の機能を有した発電電動ユニットを安価に提供する
ことができる。さらに、トルクコンバータ１０２ａのハ
ウジングとして既存品をそのまま用いることができるた
め、パワートレーンとして、既存のトルクコンバータ１
０２ａをそのまま用いる仕様と、本発明の発電電動ユニ
ットを用いた仕様と２通りの仕様の設定が可能となり、
設計自由度の向上を図ることができる。
【００７２】また、トルクコンバータ１０２ａをロック
アップ状態とした時に、エンジン側と変速機側とから曲
げ振動や捻じれ振動がトルクコンバータ１０２ａに入力
されても、これらの振動をフレキプレート１４とトーシ
ョンスプリング１５により吸収することができる。よっ
て、トルクコンバータ１０２ａから出力される駆動軸１
７に連結されたロータ８と外側ハウジング５との間で軸
直交方向の相対変位が生じ難くなり、これにより発電電
動機１０２ｂにおいてロータ８とステータ１との間隔を
狭くしても両者が干渉し難くなり、発電電動機１０２ｂ
の入出力効率を向上させることができる。また、ロータ
支持部材８ａを設けたことにより、発電電動機１０２ｂ
の径方向及び軸方向の長さを確保でき、駆動容量及び回
生容量を大きくすることが可能となる。また、ロータ支
持部材８ａにフィン６を設けたことにより、ステータ１
およびロータ８が冷却されて発電電動機１０２ｂの熱に
よる機能低下を防止でき、しかも、外側ハウジング５に
は冷媒を流すジャケットを設けているため、これによっ
てもステータ１を冷却でき、熱による機能低下を防止で
きる。また、内蔵オイルポンプ４を設けたことにより、
外部にオイルポンプ設ける必要がなく、構成をコンパク
トにすることができる。また、電磁／油圧クラッチ１０
２ｃによりエンジン２３側と発電電動機１０２ｂが設け
られている駆動軸１７とが直結されている場合でも、Ｖ
ＥＬ６０による弁停止によりエンジン２３のエネルギ損
失を抑えた分だけエンジン側の抵抗を落として、この抵
抗を落とした分だけ回生することにより、違和感なく回
生を行うことができ、回生能力の向上を図ることができ
る。すなわち、従来、エンジン２３と発電電動機１０２
ｂ側とが直結された状態では、回生作動を行うと、通常
のエンジンブレーキ相当の制動力に加えて回生分の制動
力が発生するため、制動力が増して違和感を感じる。し
かしながら、この実施の形態１では、この直結状態にお
いて、エンジン２３のエネルギ損失を抑えてエンジンブ
レーキの制動力を低下させ、この低下分を回生するから
トータルの制動力はエンジンブレーキ分となって違和感
が生じない。
【００７３】（実施の形態２）図２３は、本願発明の実
施の形態２を示す断面図である。この実施の形態２は、
発電電動機１０２ｂを設ける位置が実施の形態１と異な
るだけで基本的構成は実施の形態１と同じであるので、
同じ構成には同じ符号を付けることで説明を省略し、相
違点のみを説明する。
【００７４】発電電動機１０２ｂのロータ８は、トルク
コンバータ１０２ａのコンバータケース３に設けられて
いる。また、オイルポンプ４は、外側ハウジング５に設
置している。したがって、実施の形態２では、内側ハウ
ジング３０を設ける必要がなく、構成を簡略化すること
ができるため、従来の車両に用いられていたトルクコン
バータ１０２ａを構成するモジュール部分の軸方向長さ
を変更することなく、従来車両に搭載可能である。
【００７５】次に、実施の形態２における制御フローを
説明する。この制御フローも、実施の形態１との相違点
のみ説明する。
【００７６】図２４には、本発明の実施の形態２におけ
るエンジン始動処理のフローチャートを示す。実施の形
態２では、発電電動機１０２ｂのロータ８がコンバータ
カバー３に設けられており発電電動機１０２ｂとエンジ
ン２３とが直結された構成となっている。したがって、
エンジン２３を始動する場合、ステップ４０１〜４０５
において車速が０ｋｍ／ｈで、イグニッションがＯＮ、
ブレーキがＯＮ、アクセルはＯＦＦ、ＡＴのポジション
がＰレンジにあることを確認すると、発電電動機１０２
ｂを電動機として駆動させてスタータとして機能させ
る。エンジン始動完了を確認した後、発電電動機１０２
ｂの電動機作動を停止する。よって、実施の形態１のエ
ンジン始動処理と比較すると、ステップ４０６及びステ
ップ４１０は排除されたフローとなっている。実施の形
態１と２で、もっとも異なる点は、発電電動機１０２ｂ
をスタータとして機能させる際、ロックアップクラッチ
を接続する必要がない点である。これは、コンバータカ
バー３外側に一体に発電電動機１０２ｂが構成されてい
るためである。
【００７７】図２５には、エンジン再始動処理のフロー
チャートを示す。実施の形態１の図１３に示したステッ
プと異なる部分について説明すると、ステップ２３０１
で、発電電動機１０２ｂを電動機として作動する。ステ
ップ２３０２では、エンジン出力軸１３の回転数が１４
００ｒｐｍ以上かどうかを判断し、ＹＥＳであればステ
ップ２３０３に進み、ＮＯであればこの処理を終了す
る。ステップ２３０３では、エンジン回転数からエンジ
ン始動を確認する。ステップ２３０４では、発電電動機
１０２ｂの電動機としての作動を停止させる。
【００７８】実施の形態２において、ＡＴポジションが
Ｄレンジに入った状態で車両のエンジン２３が停止する
場合とは、アイドリング状態で、ブレーキを踏み、車速
が０ｋｍ／ｈになったときである。この状態からブレー
キをＯＦＦし、アクセルがＯＮで、ＳＯＣが設定値より
も大きいときは、アクセル開度から急加速か緩加速かを
判定し、緩加速と判断したときは、前後進切換機構部１
０３においてＮレンジに切り替え、発電電動機１０２ｂ
をスタータとして作動させ、エンジン回転数からエンジ
ン始動を確認後、発電電動機１０２ｂのスタータとして
の作動を停止し、前後進切換機構部１０３においてＤレ
ンジに切り替え、エンジン再始動を終了する。ここで
も、実施の形態１におけるステップと異なるのは電磁／
油圧クラッチ１０２ｃを接続する必要がない点である。
また、発電電動機１０２ｂをスタータとして回転させた
とき、同時にポンプインペラ１０が回転することによっ
て、増大された発進トルクがタービンランナ１２に伝達
され、スムーズな発進を可能としている。
【００７９】急加速と判断したときには、発電電動機１
０２ｂをスタータとして作動させるとともに、初期の駆
動源としても活用し、トルクコンバータ１０２ａを介し
て十分なトルクを駆動軸１７に出力することができる。
エンジン出力軸１３の回転数が１４００ｒｐｍ以上にな
ると、エンジン回転数からエンジン始動を確認しＳＴＲ
／ＡＬＴ１０５ｂのスタータとしての作動を停止する。
これにより、急加速時に要求される応答性を損なうこと
なくスムーズに運転者の要求に応えることを可能として
いる。
【００８０】図２６には、減速状態から加速状態に切り
替わる際の減速再加速処理のフローチャートを示す。実
施の形態１と異なるステップについてのみ説明すると、
ステップ２４０１では、ＳＴＲ／ＡＬＴ１０５ｂによる
回生作動を停止する。ステップ２４０２では、エンジン
２３の燃料噴射を再開する。ステップ２４０３では、電
磁／油圧クラッチ１０２ｃを接続する。ステップ２４０
４では、通常のエンジン２３によるアクセル加速を行
う。ステップ２４０５では、発電電動機１０２ｂによる
回生作動を停止する。ステップ２４０６では、エンジン
２３の燃料噴射を再開する。ステップ２４０７では、電
磁／油圧クラッチ１０２ｃを接続する。ステップ２４０
８では、通常のエンジン２３によるアクセル加速を行
う。
【００８１】減速時において、燃料噴射をカットし、Ｖ
ＥＬ６０による弁停止を行いポンプ損失分を回収するた
めに発電電動機１０２ｂを回生作動させる点は、実施の
形態１と同じであるが、コンバータカバー３にロータ８
が設けられ、エンジン２３と発電電動機１０２ｂは常に
連結されているため、エンジンフリクション分の回生は
行われない。また、ロックアップ解除の制御は車速を基
準に行っており、車速によって電磁／油圧クラッチ１０
２ｃの締結が解除になるときと、締結されたままの状態
があり、締結状態では回生動作を続行するが、解除にな
った段階で回生動作は行われることはない。減速から加
速に移行する際、アクセル開度から急加速か緩加速かを
判断し、急加速であれば、発電電動機１０２ｂによる回
生動作を停止し、エンジン２３の燃料噴射を再開し、電
磁／油圧クラッチ１０２ｃを接続し、通常のエンジン２
３によるアクセル加速を行う。電磁／油圧クラッチ１０
２ｃが接続されたままの状態で、ステップ２４０７に至
った場合には、このステップを無視して次のステップ２
４０８に進む。また、電磁／油圧クラッチ１０２ｃを締
結するのは、急加速時における急激なトルク変動に確実
に対応するためである。
【００８２】緩加速であれば、発電電動機１０２ｂによ
る回生動作を停止し、エンジン２３の燃料噴射を再開
し、電磁／油圧クラッチ１０２ｃの油圧クラッチ部分の
みを接続し、通常のエンジン２３によるアクセル加速を
行う。ここでも、電磁／油圧クラッチ１０２ｃが接続さ
れたままの状態で、ステップ２４０３に至った場合は、
このステップを無視してステップ２４０４へ進む。緩加
速時には、急激なトルク変動が発生しないため、電磁／
油圧クラッチ１０２ｃの油圧クラッチ部分の締結のみで
十分に対応可能である。
【００８３】以上説明したように、本発明の実施の形態
２の構成を採用したことにより、発電電動ユニット１０
２の軸方向長さを、従来の車両に設けられているトルク
コンバータ１０２ａ部分と全く同じ大きさに形成するこ
とが可能となり、従来の車両に容易に搭載可能としてい
る。また、ハウジングが一つしかないことから、生産性
の面においてもコストを抑えることができる。
【００８４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本願全請求項
に記載の発明によれば、トルクコンバータをロックアッ
プ状態とするクラッチとして油圧クラッチと電磁クラッ
チとを並列に設け、トルクコンバータのハウジング内
に、発電電動機を設けた構成としたために、トルクコン
バータを有した構成であるにもかかわらず、発電電動機
を両クラッチよりもエンジンの出力軸側と変速機の入力
軸側のいずれに設けても、発電電動機をスタータ・オル
タネータ・駆動アシスト・回生手段のいずれの機能も発
揮させることができ、しかも、既存のパワートレーンの
構成を大幅に変更することが不要であるとともに、生産
ラインも大幅な変更が不要で、低コストの手段とするこ
とができる。よって、スタータ・オルタネータ・駆動ア
シスト・回生・の機能を有した発電電動ユニットを安価
に提供することができるという効果が得られる。さら
に、トルクコンバータのハウジングとして既存品をその
まま用いることができる場合、パワートレーンとして、
既存のトルクコンバータをそのまま用いる仕様と、本発
明の発電電動ユニットを用いた仕様と２通りの仕様の設
定が可能となり、設計自由度の向上を図ることができ
る。
【００８５】請求項２に記載の発明によれば、電磁クラ
ッチを既存のトルクコンバータ内に設置するのが容易で
ある。請求項３に記載の発明によれば、回生作動時に
は、両クラッチの締結の有無にかかわらず、駆動輪側か
らトルクコンバータに入力される駆動トルクにより発電
電動機のロータが回転されて回生エネルギを得ることが
でき、回生性能を向上させることができ、しかも、この
回生時時、両クラッチの締結を解除しておけば、エンジ
ン負荷分を回生しても、違和感なく回生することがで
き、品質向上を図ることができる。請求項５に記載の発
明によれば、発電電動機をスタータとして用いる場合
は、両クラッチを締結することなく発電電動機の駆動ト
ルクがエンジンの駆動軸に伝達される。一方、回生作動
時には、両クラッチの少なくとも一方を締結させれば、
駆動輪側からトルクコンバータに入力される駆動トルク
が発電電動機のロータに入力されて回生エネルギを得る
ことができる。
【００８６】請求項７に記載の発明によれば、ロータが
回転するのに伴ってハウジング内に空気の流れが生じて
発電電動機が冷却され、熱による発電電動機の機能低下
を防止できる。
【００８７】請求項８に記載の発明によれば、トルクコ
ンバータをロックアップ状態とした時に、エンジン側と
変速機側とから曲げ振動や捻じれ振動がトルクコンバー
タに入力されても、これらの振動を吸収プレートとダン
パにより吸収することができる。よって、トルクコンバ
ータの回転要素とハウジングとの間で軸直交方向の相対
変位が生じ難くなり、これにより発電電動機においてロ
ータとステータとの間隔を狭くしても両者が干渉し難く
なり、発電電動機の入出力効率を向上させることができ
る。請求項９に記載の発明によれば、発電電動機のステ
ータが冷却されて発電電動機の熱による機能低下を防止
できる。請求項１０に記載の発明によれば、外部にオイ
ルポンプ設ける必要がなく、構成をコンパクトにするこ
とができる。請求項１１に記載の発明によれば、エンジ
ンと変速装置とが直結されている場合でも、可変動弁機
構によりエンジンのエネルギ損失を抑えた分だけエンジ
ン側の抵抗を落として、この抵抗を落とした分だけ回生
することにより、違和感なく回生を行うことができ、回
生性能の向上を図ることができる。すなわち、従来、エ
ンジンと変速装置とが直結された状態では、回生作動を
行うと、通常のエンジンブレーキ相当の制動力に加えて
回生分の制動力が発生するため、制動力がまして違和感
を感じる。しかしながら、この請求項１１の発明では、
エンジンと変速装置とが直結された状態において、エン
ジンのエネルギ損失を抑えてエンジンブレーキ分の制動
力を低下させ、この低下分を回生するからトータルの制
動力はエンジンブレーキ分となって違和感が生じず、品
質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を示すクレーム対応図を示す。
【図２】本発明の実施の形態１の構成を示す断面図であ
る。
【図３】本発明の実施の形態１のセレーション結合部の
拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１のコントロールユニット
のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１のエンジン始動処理のフ
ローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１のエンジンクリープ処理
のフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１のモータクリープ処理の
フローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１のモータクリープからの
加速処理のフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１のモータクリープからエ
ンジンクリープへの切り替え処理のフローチャートであ
る。
【図１０】本発明の実施の形態１の定常走行処理のフロ
ーチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１の加速処理のフローチ
ャートである。
【図１２】本発明の実施の形態１の可変動弁機構がある
場合の定常走行処理のフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態１のエンジン再始動処理
のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態１の減速再加速処理のフ
ローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態１のエンジン始動時のタ
イムチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態１のアイドリング停止か
らモータクリープ及び始動発進加速を行う際のタイムチ
ャートである。
【図１７】本発明の実施の形態１の定常走行処理のタイ
ムチャートである。
【図１８】本発明の実施の形態１のエンジンブレーキ回
生中の減速再加速処理のタイムチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態１のモータクリープから
エンジンクリープへの切り替え処理のタイムチャートで
ある。
【図２０】本発明の実施の形態１のエンジンブレーキ回
生なしの減速再加速処理のタイムチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態１の可変動弁機構の拡大
断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態１のシフトバルブを示す
断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態２の全体構成を示す断面
図である。
【図２４】本発明の実施の形態２のエンジン始動処理の
フローチャートである。
【図２５】本発明の実施の形態２のエンジン再始動処理
のフローチャートである。
【図２６】本発明の実施の形態２の減速再加速処理のフ
ローチャートである。
【符号の説明】
１ ステータ ２ コイル ３ コンバータカバー ３ａ オイルポンプ駆動軸 ４ 内蔵オイルポンプ ５ 外側ハウジング ６ フィン ７ オイルシール ８ ロータ ８ａ ロータ支持部材 ９ ワンウェイクラッチ １０ ポンプインペラ １０ａ インペラシェル １０ｂ インペラブレード １１ ステータブレード １２ タービンランナ １３ 出力軸 １４ フレキプレート １５ トーションスプリング １６ ロックアップピストン １６ａ 摩擦材 １６ｂ コイル １７ 駆動軸 １８ クランク軸 １９ ４２Ｖ電磁ロックアップクラッチ用端子 １９ａ スリップリング ２１ 油圧室 ２２ 油路 ２３ エンジン ２４ ミッションケース ２５ リングギヤ ２６ ピニオンギヤ ２７ サンギヤ ２８ クラッチ ２９ クラッチ ３０ 内側ハウジング ３０ａ オイルポンプケース ３０ｂ ステータ固定軸 ３１ ロックアップピストン結合部 ３２ モータ室 ３３ 回転軸 ３４ プライマリープーリ ３５ セカンダリプーリ ３６ ベルト ３７ 摩擦プレート ３８ 皿ばね ３９ スプリング ４０ 入力プレート ４１ 出力プレート ４２ シフトバルブ ４３ 電磁弁 ４４ 電源部 ４５ 制御軸 ４６ 制御カム ４７ 揺動アーム ４８ 揺動カム ４９ カム ５０ バルブリフター ５１ 吸気弁 ５２ カムシャフト ６０ 可変動弁機構 １０２ 発電電動ユニット １０２ａ トルクコンバータ １０２ｂ 発電電動機 １０２ｃ 電磁／油圧クラッチ １０３ 前後進切換機構部 １０４ 変速機構部 １０５ 変速装置 １０５ａ 入力軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G092 AA11 AC02 CA01 CB02 DA01 DA02 DF04 GA00 GA01 GA10 HE01Z HF01X HF02Z HF08Z HF12Z HF15X HF21Z HF26Z 5H115 PA01 PA11 PC06 PG04 PI22 PI29 PU01 PU22 PU23 PU25 PU29 QE01 QI04 RE03 RE07 SE04 SE05 SE08 SE09 TB01 TE01 TE02 TI01 TI05 TO21 TO23 5H607 AA00 AA11 BB01 CC03 CC05 EE17 EE18 EE27 FF24

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの出力軸と、ニュートラル状態
    および前後進状態を切換可能であるとともに変速比を変
    更可能な変速装置の入力軸と、の間に介在される発電電
    動ユニットであって、 前記エンジンの出力軸と変速装置の入力軸との間で駆動
    力伝達を行うトルクコンバータと、 このトルクコンバータの周囲を覆うハウジングと、 前記トルクコンバータのロックアップ状態を形成可能に
    並列に設けられた油圧クラッチおよび電磁クラッチと、 前記ハウジングの内側に固定されたステータ、およびこ
    のステータと対向して前記トルクコンバータの回転要素
    に取り付けられたロータを備え、前記トルクコンバータ
    の回転要素との間でトルクを授受可能に設けられた発電
    電動機と、を備えていることを特徴とする発電電動ユニ
    ット。
  2. 【請求項２】 前記油圧クラッチおよび電磁クラッチ
    は、フェージング面が共用されていることを特徴とする
    請求項１記載の発電電動ユニット。
  3. 【請求項３】 前記発電電動機のロータが、トルクコン
    バータにおいて両クラッチよりも変速機の入力軸側に設
    けられていることを特徴とする請求項１または２に記載
    の発電電動ユニット。
  4. 【請求項４】 エンジン始動時に、前記電磁クラッチを
    締結し前記発電電動機をスタータとして機能させ、回生
    時に、油圧クラッチの締結解除条件の成立状態において
    電磁クラッチの締結を解除させるとともに、エンジンの
    駆動を停止させる制御手段を設けたことを特徴とする請
    求項３に記載の発電電動ユニット。
  5. 【請求項５】 前記発電電動機のロータが、トルクコン
    バータにおいて両クラッチよりもエンジンの駆動軸側に
    設けられていることを特徴とする請求項１または２に記
    載の発電電動ユニット。
  6. 【請求項６】 エンジン始動時に、前記電磁クラッチを
    締結させることなく前記モータをスタータとして機能さ
    せ、回生時に、電磁クラッチを締結させる制御手段を設
    けたことを特徴とする請求項５に記載の発電電動ユニッ
    ト。
  7. 【請求項７】 前記発電電動機のロータにフィンを設け
    たことを特徴とする請求項１ないし６に記載の発電電動
    ユニット。
  8. 【請求項８】 前記エンジンの出力軸とトルクコンバー
    タとの間に、出力軸の曲げ振動を吸収する吸収プレート
    が設けられ、 前記トルクコンバータの両クラッチの締結面よりも変速
    機側の部材と変速機の入力軸との間に、捻り振動を吸収
    するダンパが設けられていることを特徴とする請求項１
    ないし７に記載の発電電動ユニット。
  9. 【請求項９】 前記ハウジングにおいて発電電動機のス
    テータの固定面に冷媒が通るジャケットが設けられてい
    ることを特徴とする請求項１ないし８に記載の発電電動
    ユニット。
  10. 【請求項１０】 ユニット内にオイルポンプが内蔵され
    ていることを特徴とする請求項１ないし９に記載の発電
    電動ユニット。
  11. 【請求項１１】 前記エンジンに可変動弁機構が設けら
    れ、 前記制御手段は、回生作動時において、前記トルクコン
    バータがロックアップ状態である場合には、前記可変動
    弁機構により弁作動停止させ、前記エンジンのシリンダ
    内の空気を密閉することで気体の流入流出に伴う移動エ
    ネルギの損失を防止してその損失分のエネルギを回生す
    るよう構成されていることを特徴とする請求項４ないし
    １０に記載の発電電動ユニット。
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