KR100504622B1 - 모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치 - Google Patents

모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100504622B1
KR100504622B1 KR10-2003-0059867A KR20030059867A KR100504622B1 KR 100504622 B1 KR100504622 B1 KR 100504622B1 KR 20030059867 A KR20030059867 A KR 20030059867A KR 100504622 B1 KR100504622 B1 KR 100504622B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
stator
pulley piece
crankshaft
lamp plate
Prior art date
Application number
KR10-2003-0059867A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040023514A (ko
Inventor
사카모토도모카즈
다나카구니히코
Original Assignee
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 filed Critical 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20040023514A publication Critical patent/KR20040023514A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100504622B1 publication Critical patent/KR100504622B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/04—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
    • F16H63/06—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions
    • F16H63/062—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions electric or electro-mechanical actuating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/04—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
    • F16H63/06—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions
    • F16H63/067—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions mechanical actuating means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 모터 ACG 부착 엔진의 소형화와 발전량 과대에 의한 마찰 증대를 억제한다.
V벨트식 무단변속기의 구동측 풀리(11)의 외주에 자석(18)을 마련하고 이 풀리를 모터 ACG(33)의 로우터(39)로 한다. 로우터(39)의 둘레에는 스테이터(19)를 배치한다. 엔진 회전수 증대에 따라 스테이터(19)에 대한 로우터(39) 즉 풀리의 가동 풀리편(112)의 위치가 변화하여 스테이터(19)와 로우터(39)와의 대향부 면적이 감소하고, 발전량의 증대에 비해 저감한다.

Description

모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치{ENGINE GENERATOR HAVING A MOTOR, AND CONTROL UNIT THEREOF}
본 발명은, 모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치에 관한 것으로, 특히 엔진 고회전시의 발전 마찰을 저감할 수가 있는 모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치에 관한 것이다.
엔진을 시동시키기 위해서, 엔진의 크랭크축에 결합되는 시동 모터가 이용된다. 이 시동 모터는 엔진이 자립 운전을 시작한 뒤에도, 발전기로서 사용할 수 있도록, 엔진과의 결합이 유지된다. 이와 같이 발전기와 겸용된 모터는, 엔진의 시동 모터로서 뿐만 아니라, 엔진과 모터를 병용하는 소위 하이브리드형 자동차의 구동원으로서도 사용된다.
일본국 특개평8-251708호 공보에는, 무단변속기의 입력축에 모터의 로우터를 결합시키는 동시에, 모터의 로우터를 클러치를 통해 엔진에 결합한 하이브리드형 자동차가 개시되어 있다. 이 하이브리드형 자동차에서는, 모터만의 구동을 가능하게 하기 위해서 클러치가 마련되고 있다.
모터 겸용 발전기를 구비한 엔진에서는, 엔진의 고회전시에 발전량이 과잉으로 되어, 발전 마찰이 증대한다. 그 결과, 엔진의 운전 효율의 저하를 초래한다.
또한, 모터 겸용 발전기의 로우터는 무단변속기와 결합되거나, 무단변속기와 함께, 엔진의 크랭크축에 결합된다. 즉, 엔진의 크랭크축의 연장선상에 모터 겸용 발전기와 무단변속기가 일렬로 배열되기 때문에, 크랭크축 방향으로 길어져, 엔진을 포함하는 구동부의 폭이 커진다고 하는 과제가 있다.
본 발명의 목적은, 상기 요망에 비추어, 엔진 고회전시에 발전 마찰을 저감하고, 또한 엔진을 포함하는 구동부의 폭을 작게 할 수가 있는 모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 크랭크축에 결합되는 구동측 풀리를 포함하는 V벨트식 무단변속기를 갖는 모터 겸용 발전기 부착 엔진에 있어서, 상기 구동측 풀리가, 상기 크랭크축에 대하여 일체로 결합된 고정 풀리편과, 상기 크랭크축에 대하여 축방향으로 변위 자유롭게 결합된 가동 풀리편으로 이루어져, 상기 크랭크축의 회전에 따른 원심력의 작용으로 상기 가동 풀리편을 상기 고정 풀리편측으로 변위시키는 탄성 지지수단과, 상기 가동 풀리편의 외주면에 형성된 자석과, 상기 자석에 대향하여 배치된 자극 및 스테이터 코일로 이루어지는 스테이터를 구비한 점에 제1 특징이 있다.
제1 특징에 의하면, 무단변속기의 풀리의 외주에 자석을 마련하는 것에 의해, 모터 겸용 발전기의 로우터가 형성된다. 따라서, 무단변속기와는 별개로 모터 겸용 발전기의 로우터를 마련하는 일이 없게 되어, 부품 수가 삭감되는 동시에, 풀리의 외주에 스테이터가 배치되기 때문에, 크랭크축의 축방향 치수가 단축된다.
또한 엔진 회전수의 증대에 따라 가동 풀리편이 변위하고, 그것에 따라서 로우터가 스테이터에 대하여 탈출하여, 로우터와 스테이터와의 대향 면적이 작게 되기 때문에, 엔진 회전수가 증대한 것에 비해서는 발전량이 증대하지 않는다. 따라서, 발전량의 과대에 의한 엔진의 마찰이 증대하는 것이 억제된다.
또한, 본 발명은, 상기 탄성 지지수단이, 상기 크랭크축에 대하여 일체로 결합된 램프 플레이트와, 상기 램프 플레이트 및 상기 가동 풀리편에 의해서 외주 근처에서 간격이 좁아지도록 형성된 테이퍼면에 끼워진 웨이트 롤러로 이루어지고, 상기 램프 플레이트의, 상기 웨이트 롤러와는 반대측의 면에 형성된 센서용 자석과, 상기 센서용 자석에 대향하여 배치되고, 상기 램프 플레이트의 회전각도를 검출하는 각도 센서를 구비한 점에 제2 특징이 있다.
제2 특징에 의하면, 램프 플레이트의 회전각도에 따라서 각도 센서에 대한 센서용 자석의 자력이 변화하고, 그 자력에 따라서 램프 플레이트의 회전 각도, 즉 크랭크축의 각도가 검출된다.
또한, 본 발명은, 상기 자극 및 코일이, 스테이터의 원주방향에서 소정 범위에만 마련되고, 상기 소정 범위를 제외하는 스테이터의 원주방향의 범위에, 상기 가동 풀리편에 형성된 자석에 대향하여 배치되고, 상기 가동 풀리편의 회전각도를 검출하는 각도 센서를 구비한 점에 제3 특징이 있다.
제3 특징에 의하면, 로우터의 일부를 이루는 자석을 각도 센서에 직접 작용시킬 수 있고, 롤러에 대하여, 보다 외주에서 각도를 검출할 수 있기 때문에 높은 각도 검출 정밀도가 얻어진다.
또한, 본 발명은, 상기 탄성 지지수단이, 상기 크랭크축에 대하여 일체로 결합된 램프 플레이트와, 상기 램프 플레이트 및 상기 가동 풀리편에 의해서 외주 근처에서 간격이 좁아지도록 형성된 테이퍼면에 끼워진 웨이트 롤러로 이루어지고, 상기 램프 플레이트에 형성된 센서용 자석과, 상기 센서용 자석에 대향하여 배치되어, 상기 램프 플레이트의 회전각도를 검출하는 각도 센서를 구비하는 동시에, 상기 스테이터가, 원주방향의 소정 범위에만 마련되고 있는 점에 제4 특징이 있다.
제4 특징에 의하면, 스테이터의 크기를 작게 할 수가 있기 때문에, 무단변속기의 구동측 풀리 주변의 케이스 등의 구성의 융통성이 있기 쉽다.
또한, 본 발명은, 엔진의 제어장치에 있어서, 엔진에 대한 가속 조작을 검출하는 가속검출수단과, 상기 가속검출수단의 출력에 응답하여 스테이터 코일에 통전하여 상기 자석의 자속방향과 동일 방향의 자속을 발생시키는 통전수단을 구비한 점에 제5 특징이 있다.
제5 특징에 의하면, 통전에 의해서 스테이터 및 로우터 사이에 자기흡인력이 작용한다. 따라서, 무단변속기의 가동 풀리편이 축방향으로 변위하는 것이 억제되어, 변속특성이 로우측 특성에 머문다. 그 결과, 높은 엔진 회전수에서의 가속이 가능해져, 급가속에 의한 토오크 부족을 해소하여 가속 성능이 개선된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은, 본 발명의 모터 겸용 발전기 부착 엔진을 포함하는 파워 유닛의 단면도, 도 2는 모터 겸용 발전기(이하, 「모터 ACG」라고 말한다)의 분해 정면도(도 2의 커버(30)를 떼어낸 도면)이다. 엔진(1)의 크랭크축(2)은 크랭크 케이스(3)에 끼워진 베어링(4, 5)으로 지지된다. 크랭크축(2)에는 크랭크 핀(6)을 통해 커넥팅 로드(7)가 연결된다. 크랭크축(2)의 일단에는 냉각 팬(8)이 고정되고, 냉각 팬(8)과 베어링(4) 사이에는 캠 구동용 스프로켓(9)과 도시하지 않은 오일펌프를 구동하기 위한 기어(10)가 고정된다.
베어링(5)의 외측에는 V벨트식 무단변속기(이하, 간단히 「무단변속기」라고 말한다)의 구동측 풀리(11)가 마련된다. 구동측 풀리(11)는 고정 풀리편(111)과 가동 풀리편(112)을 포함한다. 고정 풀리편(111)은 크랭크축(2)의 단부 근처에 고정되어, 크랭크축(2)에 대하여 회전방향 및 축방향의 어느 쪽으로나 이동이 규제된다. 한편, 가동 풀리편(112)은 크랭크축(2)에 대하여, 회전방향의 움직임은 규제되어 있지만, 축방향(스러스트방향)으로는 소정 범위로 이동가능하게 결합된다. 가동 풀리편(112)에는, 램프 플레이트(12)가 미끄럼가능하게 맞물린다.
램프 플레이트(12)는 크랭크축(2)에 결합되어 일체로 회전한다. 램프 플레이트(12)는, 가동 풀리편(112)의 내측 경사(램프)와의 조합으로, 외주방향을 향해서 좁아지는 롤러 웨이트(13)의 테이퍼 형상 가이드를 형성한다. 램프 플레이트(12)에 대향하는 변속기 케이스(14)의 면에는 램프 플레이트(12)의 회전각도, 즉 크랭크축(2)의 회전 각도를 검출하기 위한 각도 센서(15)가 마련된다. 램프 플레이트(12)에는 각도 센서(15)에 자기 작용하는 센서용 자석(16)이 마련된다.
가동 풀리편(112)의 외주에는 요크(17)가 마련되고, 요크(17)의 외주에는 다수의 자석(18)이 마련된다. 가동 풀리편(112)의 외주에는, 또한 상기 자석(18)과의 사이에 공극을 두고 스테이터(19)가 배치된다. 스테이터(19)는 볼트(200)로 변속기 케이스(14)에 고정된다. 스테이터(19)는 자극을 형성하는 다수(여기서는 18개)의 티스(191, teeth)를 구비한 요크(192)와 티스(191)에 권회된 3상의 스테이터 코일(193)로 이루어진다. 이와 같이, 자석(18) 및 요크(17)를 구비한 가동 풀리편(112)은 로우터(39)를 이루고, 스테이터(19)와 함께 모터 ACG(33)를 구성한다.
상기 구동측 풀리(11)와 쌍이 되어 무단변속기를 구성하는 종동측 풀리(20)가 마련된다. 변속기 케이스(14)에 끼워진 베어링(21)과 도시하지 않은 다른 하나의 베어링에 의해서, 종동축(22)이 회전자유롭게 지지되고, 이 종동축(22)에 종동측 풀리(20)가 고정된다. 종동측 풀리(20)는 종동축(22)에 베어링(23, 24)으로 회전자유롭게 지지되는 한편, 종동축(22)의 축방향으로 이동이 규제된 고정 풀리편(201)을 갖는다. 또한, 고정 풀리편(201)을 통해 종동축(22)의 축방향으로 미끄럼가능하게 지지된 가동 풀리편(202)을 갖는다.
고정 풀리편(201)에는, 원심력으로 외주방향으로 편의(偏倚)하는 클러치 슈(25)를 지지하는 슈 지지 플레이트(27)가 마련된다. 종동축(22)에는 클러치 슈(25)가 접하는 내주면을 갖는 컵 형상부재(28)가 고정된다. 이 컵 형상부재(28)와 클러치 슈(25)와의 조합으로 원심 클러치를 구성한다. 상기 가동 풀리편(202)은, 이 슈 지지 플레이트(27)에 일단이 유지된 코일용수철(28)의 타단에서 탄성 지지되어 고정 풀리편(201)측으로 항상 탄성 지지된다.
구동측 풀리(11)와 종동측 풀리(20)는 어느 것이나 V자형 풀리이고, 양자 사이에는 V벨트(29)가 걸쳐져 있다. 종동축(22)은 감속 기어(26)를 포함하는 감속기를 통해 구동륜, 예컨대 자동이륜차의 후륜에 연결된다. 무단변속기에는, 커버(30)가 덮혀지고, 이 커버(30)에는, 킥 스타터(31)가 지지된다.
도 3은, 엔진제어장치의 주요부를 도시한 블록도이다. ECU(32)는, 모터 ACG(33)의 3상 출력 교류를 직류로 변환하고, 배터리(34)에 적합한 전압으로 조정하는 AC/DC 컨버터(35)와 레귤레이터(36)를 갖는다. 전압이 조정된 직류로 배터리(34)는 충전된다. 또한, ECU(32)에는 배터리(34)로부터 공급되는 직류를 모터 ACG(33)의 구동용 교류로 변환하는 MOS-FET로 이루어지는 1세트의 3상 브릿지 회로로 형성되는 모터 구동회로(42)를 구비한다.
또한, ECU(32)는 스로틀 개도를 검출하는 스로틀 센서(37)의 출력에 따라서 가속 판단하고, 무단변속기의 변속 특성을 제어하는 변속 특성 제어부(38)를 구비한다. ECU(32)는 이들 이외에 엔진의 점화 제어부나 공연비 제어부 등, 엔진의 구동에 필요한 기능을 구비하지만, 이들은 본 발명에 특유의 것이 아니고, 주지의 구성을 채용할 수가 있기 때문에 설명을 생략한다.
동작시에는, 우선, 모터 ACG(33)는 모터로서 작동한다. 각도 센서(15)에서 검출되는 회전각도에 따라서, 모터 구동회로(42)에 의해서 스테이터 코일(193)에 차례로 전류를 공급하는 것에 의해, 자석(18)을 구비한 가동 풀리편(112)으로 이루어지는 로우터(39)가 구동된다. 엔진(1)의 크랭크축은 모터 ACG(33)의 로우터에 결합되어 있기 때문에, 로우터(39)의 회전에 의해서 크랭킹되어, 착화 회전수에 도달하였으면 엔진(1)은 점화되어 자립 운전을 시작한다. 자립 운전 개시후에는 제어 계통이 발전기측으로 바뀌어지고, 모터 ACG(33)는 엔진 발전기로서 작용한다.
엔진 회전수가 증대함에 따라서 롤러 웨이트(13)는 원심력으로 외주방향으로 탄성 지지되어, 가동 풀리편(112)은 고정 풀리편(111)측으로 편의된다. 이것에 의해, V벨트(29)는 구동측 풀리(11)에 대하여 감기 직경이 커지는 한편, 종동측 풀리(20)에 대하여 감기 직경이 작아진다. 즉, 감속비가 작아져 종동측 풀리(20)의 속도가 증가한다. 종동측 풀리(20)의 회전이 원심 클러치의 접속 회전수를 초과하면, 클러치 슈(25)가 컵 형상부재(28)에 소정 압력으로 접하여 종동축(22)으로 회전이 전달된다.
일반적으로, 발전기의 출력 전압은 회전수의 증대에 따라 증대한다. 그러나, 본 실시형태에서는, 모터 ACG를 구동하는 엔진(1)의 회전수가 증대하면, 로우터(39)를 구성하는 가동 풀리편(112)이 스테이터(19)에 대하여 편의하기 때문에, 회전수가 증대하는 것에 비해서는 발전량은 증대하지 않는다. 즉, 엔진 회전수의 증대의 정도에 비하여 발전량의 증대의 정도는 낮게 억제된다. 따라서, 엔진 회전수의 증대에 따른 발전 마찰의 증가도 억제된다.
변속 특성 제어부(38)의 가속검출부(40)는 스로틀 센서(37)의 출력치의 변화 비율을 감시하고, 그 비율에 따라서 예정치 이상의 가속이 검출되었을 때에 가속검출신호를 출력한다. 통전제어부(41)는 가속검출신호에 응답하여 스테이터 코일(193)에 전류를 공급하기 위한 듀티(duty)비를 모터 구동회로(42)에 출력한다. 모터 구동회로(42)는 공급되는 듀티비에 따라서 스테이터 코일(193)에 통전한다. 여기서는, 자석(18)의 자속방향과 같은 방향으로 자속을 발생시키도록 설정된 전류를 공급하여, 모터 ACG의 마찰이 증대하지 않도록 한다.
도 4는 엔진 회전수가 증대하였을 때의 구동측 풀리의 위치를 도시한 단면도이고, 도 1과 동일 부호는 동일 또는 동등 부분을 도시한다. 엔진 회전수가 증대하면, 화살표(S)로 도시하는 바와 같이 가동 풀리편(112)이 고정 풀리편(111)측으로 편의하여, V벨트(29)의 감기 직경은 커지고 있다. 그리고, 로우터(39)는 스테이터(19)로부터 탈출하고 있다. 따라서, 엔진 회전수가 증대함에 따라서 편의량은 커지게 되고, 마찰은 저감한다.
또한, 로우터(39)가 스테이터(19)에 대하여 편의하는 구조를 이용하여 무단변속기의 변속특성을 제어할 수가 있다. 도 5는 스로틀 완전 개방시에 있어서 엔진회전수(Ne)와 차속(V) 즉 무단변속기의 출력과의 관계를 도시하는 도면이다. 동일 도면에 있어서, 스로틀 밸브가 완전 개방 조작되면, 엔진회전수(Ne)가 증대하고, 그에 따라 차속(V)도 증대한다. 이 때의 엔진회전수(Ne) 및 차속(V)의 상승 특성은 로우측 특성에 따른다. 그리고, 엔진회전수가 N1에 도달한 곳에서 하이(high)측 특성으로 이행하여, 이 하이측 특성을 따라 차속(V)은 증대한다.
이 변속 특성을, 로우터(39)와 스테이터(19)와의 자기흡인력(도 4 참조)을 제어하여 변화시킬 수 있다. 자기 흡인력은 스테이터 코일(193)에 통전함으로써 변화시킬 수 있다. 예컨대, 자기흡인력을 부여하여 가속시에 알맞은 변속 특성을 얻는다.
도 6은 자기흡인력을 제어하여 가속특성을 향상시킨 경우의 엔진회전수(Ne)와 차속(V)과의 관계를 도시하는 도면이다. 이 도면에 도시하는 바와 같이, 스로틀 밸브를 급작(갑자기) 개방하였을 때에는, 엔진회전수(Ne)가 상기 회전수(N1)보다 낮은 회전수(N2)에서 하이측 특성으로 이행한다. 이것을 방치하면 낮은 엔진 회전수인 채로 하이측 특성으로 이행한다. 하이측 특성에서는, 출력 토오크가 로우(low)측 특성일 때보다 작기 때문에, 극단적인 스로틀 갑자기 개방을 하면, 출력 토오크 부족을 발생시키는 일이 있다. 여기서는, 스로틀 밸브의 갑자기 개방이 검출되었을 때에 가동 풀리편(112)의 편의를 억제하는 힘이 가해지기 때문에, 급격히 하이측 특성으로 이행하는 것이 방지된다.
즉, 엔진회전수(Ne)가 회전수(N2)로 되면, 가동 풀리편(112)은 고정 풀리편(111)측으로 약간만 편의하여, 엔진 회전수(Ne)와 차속(V)과의 특성은 중간의 특성이 된다. 그리고, 이 중간 특성에 따라서 엔진회전수(Ne)가 증대하고, 차속(V)도 증대한다. 또한, 엔진회전수(Ne)가 증대하여, 제어가능영역의 상한 회전수(NLMT)에 도달하면, 변속 특성이 하이측 특성으로 이행하고, 그 후, 스테이터 코일(193)로의 통전을 정지한다. 이렇게 해서, 시동시에 스로틀 밸브가 갑자기 개방될 때에, 적정한 토오크가 얻어지도록 특성의 이동이 행하여지고, 매끄럽게 차량을 가속시킬 수 있다. 제어가능영역은 모터 ACG(33)에 의해 가동 풀리편(112)에 작용시킬 수 있는 스러스트방향의 힘에 따라서 설정된다.
도 7은, 운행 상태에서 스로틀 밸브를 급작(갑자기) 개방한 경우의 변속 특성을 도시하는 도면이다. 엔진 회전수(N3)에서 운행 상태시, 스로틀 밸브를 갑자기 개방하면, 소정의 변속특성에 따라서 엔진회전수는 상승한다. 그리고, 엔진회전수(N1)에 도달하였을 때에 하이측 특성으로 이행하여 서서히 가속된다.
한편, 자기 흡인력에 의한 제어를 행한 경우, 자기 흡인력에 의해, 변속특성은 엔진회전수의 증대에 대한 차속(V)의 증대에 비해 작은 특성 즉 로우측 특성 쪽으로 변화한다. 엔진회전수(Ne)가 제어가능영역의 상한(NLMT)에 도달하였을 때에 스테이터 코일(193)로의 통전을 정지하면, 하이측 특성으로 이행하여 변속이 행하여진다. 이와 같이, 스로틀 밸브의 갑자기 개방시에는 높은 엔진회전수에서의 가속, 즉 고 토오크에서의 가속이 가능하게 된다.
계속해서, 변형예를 설명한다. 상기 실시형태에서는, 램프 플레이트(12)에 자석(16)을 마련하여 각도 센서(15)에 작용시켰다. 제1 변형예에서는, 이 자석(16)을 배제하도록 고안하였다. 도 8은 제1 변형예에 따른 모터 ACG의 정면도이고, 번잡을 회피하기 위해서 로우터(39)는 간략히 도시한다. 동일 도면에 있어서, 모터 ACG(33)는 15개의 티스(191)를 갖는 스테이터(19)로 이루어지고, 티스(191)는 20°간격으로 배치된다. 따라서, 티스(191)의 배치 범위는 로우터(39)의 전체 원주에 걸쳐 있지 않고, 일부에 큰 공간(중심각60。)을 발생시킨다. 그리고, 이 공간에 각도 센서(15)를 배치한다. 각도 센서(15)는 티스(191)와 동일 간격으로 로우터 자석(18)에 외주로부터 대향하도록 배치되어, 브래킷(40)에 의해서 요크(192)에 고정된다.
이 제1 변형예에 의하면, 센서용 자석(16)을 전용으로 마련하지 않고, 로우터의 자석(18)으로 직접 로우터 각도를 검출할 수 있기 때문에 부품 수의 삭감이 도모된다. 또한, 로우터(39)의 최외주에 마련되는 자석(18)의 위치를 검출하기 때문에, 검출 정밀도가 향상한다.
다음에, 제2 변형예를 설명한다. 도 9는 제2 변형예에 따른 발전기의 정면도, 도 10은 동 단면도이다. 도 10에서는, 번잡을 회피하기 위해서, 로우터는 간략히 도시한다. 양 도면에 있어서, 발전기(33a)의 스테이터(19)는 로우터(39)의 외주의 전역에 마련되어 있지 않고, 제1 변형예보다 더 자극이 적다. 즉, 티스(191)는 6개만 마련되고, 로우터(39) 외주의 부분적인 범위(중심각 100。 범위)에 대향하여 마련된다. 이 제2 변형예에 의하면, 스테이터(19)와 로우터(39)에서 모터로서는 기능할 수 없지만, 발전기로서는 기능할 수 있다. 따라서, 엔진 시동때는 킥 스타터(31)로 크랭크축(2)을 회동시키도록 한다. 이와 같이, 시동 모터로서의 기능은 없게 되지만, 발전기의 소형화, 경량화를 달성할 수 있다.
청구항 1의 발명에 의하면, 무단변속기와는 별개로 모터 겸용 발전기의 로우터를 마련하지 않기 때문에 부품 수가 삭감되어, 비용 절감이 도모된다. 또한, 풀리의 외주에 스테이터가 배치되기 때문에, 크랭크축의 축방향 치수가 단축된다. 따라서, 무단변속기를 포함하는 모터 겸용 발전기 부착 엔진의 소형·경량화가 도모되는 동시에 관성질량이 감소한다. 또한, 엔진 회전수가 증대하는 것에 비해서는 발전량이 증대하지 않기 때문에, 발전량의 증가에 의해서 엔진의 마찰이 증대하는 것이 억제된다.
또한, 청구항 2의 발명에 의하면, 로우터의 회전각도를 검출하는 각도 센서 및 센서용 자석을 무단변속기 내에 조밀하게 수용할 수 있다.
또한, 청구항 3의 발명에 의하면, 로우터의 일부를 이루는 자석을 각도 센서에 직접 작용시킬 수 있고, 크랭크축에 대하여, 보다 외주에서 각도를 검출할 수 있기 때문에 높은 각도 검출 정밀도가 얻어진다.
또한, 청구항 4의 발명에 의하면, 스테이터의 크기를 작게 할 수 있기 때문에, 무단변속기의 구동측 풀리 주변의 케이스 등의 구성의 융통성이 있기 쉽고, 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 청구항 5의 발명에 의하면, 통전에 의해서 스테이터로부터 로우터가 급격히 탈출하고자 하는 것을 억제하는 자기흡인력이 작용한다. 그 결과, 급가속에 의한 토오크 부족 등을 해소하여 가속 성능을 높이는 것 같은 변속 특성이 얻어진다.
도 1은 본 발명의 위치 실시형태에 따른 모터 겸용 발전기 부착 엔진을 포함하는 파워 유닛의 단면도이다.
도 2는 모터 겸용 발전기의 분해 정면도이다.
도 3은 엔진제어장치의 주요부를 도시한 블록도이다.
도 4는 엔진회전수가 증대하였을 때의 구동측 풀리의 위치를 도시한 단면도이다.
도 5는 스로틀 완전 개방시에 있어서 엔진회전수(Ne)와 차속(V)과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 자기흡인력을 제어하여 가속 특성이 향상되었을 때의 엔진회전수(Ne)와 차속(V)과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7은 가속특성이 향상되었을 때의 운행 상태에서 엔진회전수(Ne)와 차속(V)과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 8은 제1 변형예에 따른 모터 ACG의 정면도이다.
도 9는 제2 변형예에 따른 발전기의 정면도이다.
도 10은 제2 변형예에 따른 발전기의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진 2 : 크랭크축,
3 : 크랭크 케이스 11 : 구동측 풀리
12 : 램프 플레이트(ramp plate)13 : 롤러 웨이트(roller weight)
15 : 각도 센서 16 : 센서용 자석
17 : 요크 18 : 자석
19 : 스테이터 32 : ECU
33 : 모터 ACG 37 : 스로틀 센서
38 : 변속특성제어부 39 : 로우터
40 : 가속검출부 41 : 통전제어부
42 : 모터 구동회로 111 : 고정 풀리편
112 : 가동 풀리편 191 : 자극
193 : 스테이터 코일

Claims (5)

  1. 크랭크축에 결합되는 구동측 풀리를 포함하는 V벨트식 무단변속기를 갖는 모터 겸용 발전기 부착 엔진에 있어서,
    상기 구동측 풀리가, 상기 크랭크축에 대하여 일체로 결합된 고정 풀리편과, 상기 크랭크축에 대하여 축방향으로 변위 자유롭게 결합된 가동풀리편으로 이루어지고,
    상기 크랭크축의 회전에 따른 원심력의 작용으로 상기 가동 풀리편을 상기 고정 풀리편측으로 변위시키는 탄성 지지수단과,
    상기 가동 풀리편의 외주면에 형성된 자석과,
    상기 자석에 대향하여 배치된 자극 및 스테이터 코일로 이루어지는 스테이터를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 겸용 발전기 부착 엔진.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 지지수단이, 상기 크랭크축에 대하여 일체로 결합된 램프 플레이트와,
    상기 램프 플레이트 및 상기 가동 풀리편에 의해서 외주 근처에서 간격이 좁아지도록 형성된 테이퍼면에 끼워진 웨이트 롤러로 이루어지고,
    상기 램프 플레이트의, 상기 웨이트 롤러와는 반대측의 면에 형성된 센서용 자석과,
    상기 센서용 자석에 대향하여 배치되고, 상기 램프 플레이트의 회전각도를 검출하는 각도 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 겸용 발전기 부착 엔진.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 자극 및 코일이, 스테이터의 원주방향에서 소정 범위에만 마련되고,
    상기 소정 범위를 제외하는 스테이터의 원주방향의 범위에, 상기 가동 풀리편에 형성된 자석에 대향하여 배치되고, 상기 가동 풀리편의 회전각도를 검출하는 각도 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 겸용 발전기 부착 엔진.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 지지수단이, 상기 크랭크축에 대하여 일체로 결합된 램프 플레이트와,
    상기 램프 플레이트 및 상기 가동 풀리편에 의해서 외주 근처에서 간격이 좁아지도록 형성된 테이퍼면에 끼워진 웨이트 롤러로 이루어지고,
    상기 램프 플레이트에 형성된 센서용 자석과,
    상기 센서용 자석에 대향하여 배치되어, 상기 램프 플레이트의 회전각도를 검출하는 각도 센서를 구비하는 동시에,
    상기 스테이터가, 원주방향의 소정 범위에만 마련되고 있는 것을 특징으로 하는 모터 겸용 발전기 부착 엔진.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 모터 겸용 발전기 부착 엔진의 제어장치에 있어서,
    상기 엔진에 대한 가속 조작을 검출하는 가속검출수단과,
    상기 가속검출수단의 출력에 응답하여 상기 스테이터 코일에 통전하여 상기 자석의 자속방향과 동일 방향의 자속을 발생시키는 통전수단을 구비한 것을 특징으로 하는 모터 겸용 발전기 부착 엔진의 제어장치.
KR10-2003-0059867A 2002-09-11 2003-08-28 모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치 KR100504622B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2002-00265659 2002-09-11
JP2002265659A JP3844229B2 (ja) 2002-09-11 2002-09-11 モータ兼用発電機付きエンジンおよびその制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040023514A KR20040023514A (ko) 2004-03-18
KR100504622B1 true KR100504622B1 (ko) 2005-08-03

Family

ID=31986595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0059867A KR100504622B1 (ko) 2002-09-11 2003-08-28 모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP3844229B2 (ko)
KR (1) KR100504622B1 (ko)
CN (1) CN1263619C (ko)
FR (1) FR2845040B1 (ko)
IT (1) ITTO20030665A1 (ko)
TW (1) TWI281965B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006290295A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Yamaha Motor Co Ltd 鞍乗型車両
JP5089892B2 (ja) 2005-08-05 2012-12-05 ヤマハ発動機株式会社 回転電機
JP4802014B2 (ja) 2005-08-05 2011-10-26 ヤマハ発動機株式会社 回転電機を搭載する鞍乗型車両
CN100526113C (zh) * 2005-09-28 2009-08-12 孙为红 一种电动车用贮能型双轴变速电机
TWI394360B (zh) * 2010-05-18 2013-04-21 Kwang Yang Motor Co Three - phase motor control system for electric vehicle and its control method
CN102684381A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 湖南华强电气有限公司 汽车空调用电动压缩机的发电机
CN102678298A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 湖南华强电气有限公司 一种汽车空调用电动压缩机的发电机
CN102678291A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 湖南华强电气有限公司 汽车用空调发电机机组
CN102678308A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 湖南华强电气有限公司 一种汽车发动机
JP2012207758A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Honda Motor Co Ltd ベルト式変速機付き電動パワーユニット
TWI465030B (zh) 2012-10-30 2014-12-11 Ind Tech Res Inst 多驅動裝置及其驅動電路
EP2951042A1 (de) * 2013-03-05 2015-12-09 Siemens Aktiengesellschaft Verbrennungskraftmaschine mit elektrischem antrieb an der kurbelwelle
KR101846874B1 (ko) * 2016-10-24 2018-04-09 현대자동차 주식회사 파워트레인

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH580240A5 (ko) * 1973-12-11 1976-09-30 Ghielmetti Ag
JP3011045B2 (ja) * 1995-03-15 2000-02-21 トヨタ自動車株式会社 電気自動車
DE19915370C2 (de) * 1999-04-06 2002-08-08 Bernd-Robert Hoehn Antriebsanordnung
JP3709971B2 (ja) * 2000-03-07 2005-10-26 本田技研工業株式会社 車両用ｖベルト式自動変速機

Also Published As

Publication number Publication date
FR2845040A1 (fr) 2004-04-02
TWI281965B (en) 2007-06-01
FR2845040B1 (fr) 2007-04-06
JP3844229B2 (ja) 2006-11-08
CN1263619C (zh) 2006-07-12
JP2004104943A (ja) 2004-04-02
KR20040023514A (ko) 2004-03-18
CN1495059A (zh) 2004-05-12
TW200409860A (en) 2004-06-16
ITTO20030665A1 (it) 2004-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100504622B1 (ko) 모터 겸용 발전기 부착 엔진 및 그 제어장치
US6821223B2 (en) Combination starter-generator
CA2659768C (en) Accessory drive system
EP1625962B1 (en) Power Switchover Apparatus for a hybrid vehicle
JP4311754B2 (ja) 車両用駆動装置
KR100671252B1 (ko) 무단 변속기의 변속 제어 장치
CN107070083B (zh) 带旋转电机的动力传递装置
JP3095992B2 (ja) 補機駆動装置
US6803747B2 (en) Internal combustion driven automotive alternator having inertial torque change control circuit
JP6713865B2 (ja) トルクコンバータ
CN108457791B (zh) 混合动力模块、混合动力单元和机动车辆以及内燃发动机的起动方法
JP2002332938A (ja) エンジン始動装置
JP6714458B2 (ja) トルクコンバータ、及び動力伝達装置
JP3938747B2 (ja) 同期発電機の出力制御装置
JP4154848B2 (ja) 車両用交流発電機装置
US10170958B2 (en) Belt pulley arrangement for a belt drive for driving auxiliary units of a motor vehicle, and a method for driving a motor vehicle auxiliary unit that is connected by means of a belt pulley arrangement
JP2019054559A (ja) ビークル
JP2004239155A (ja) 内燃機関用補機駆動装置
JP2005030348A (ja) 内燃機関の補機駆動制御装置
JP3741442B2 (ja) エンジンのオルタネータ駆動装置及びそれに用いるエンジン補機用オルタネータ
KR100569411B1 (ko) 밸런스 샤프트 연결장치
JP2000116197A (ja) 車両用交流発電機の充電システム
KR100245872B1 (ko) 출력 소모 저감형 알터내이터 구조
JP2004044435A (ja) ベルト駆動型エンジン起動装置
JPH05115150A (ja) 車両用回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090514

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee