(57)【要約】【課題】エンジンとしての搭載性を維持しつつ、エンジンから補機への動力伝達をより円滑に行うことのできる動力伝達機構及び、該機構を用いた動力伝達方法を提供する。【解決手段】エンジンの高回転域における動力伝達経路として、第１の歯付プーリ５２とカムスプロケット８０との間に張架されたタイミングベルトＴＢを介してクランクシャフト５０の回転動力をカムシャフトに伝達するタイミングベルトシステムを採用する。また、エンジンの低回転域における動力伝達経路として、各々電磁クラッチ５１ａ及び６１ａを有する第１駆動プーリ５１及び第２駆動プーリ６１に張架される補機ベルトＶＢを介してクランクシャフト５０の回転動力を車載補機類の駆動軸に伝達する補機ベルトシステムを採用する。そして、エンジンの低回転域と高回転域とで各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａを選択的にオンとする。【選択図】図１
2010248951.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの内部にあってその出力軸であるクランクシャフトの回転動力を同シャフトに設けられた第１の歯付プーリとカムシャフトに設けられたカムスプロケットとの間に張架されたタイミングベルトを介してカムシャフトに伝達するタイミングベルトシステムと、
前記クランクシャフトのエンジン外部に延出された先端部に設けられたプーリであって前記第１の歯付プーリよりも径の大きい電磁クラッチ付の第１の駆動プーリと、
前記第１の歯付プーリ以上の径を有してかつ、エンジン内部の前記タイミングベルトの回転移動経路に設けられた回転軸に装着されてタイミングベルトの回転移動に伴い回転する第２の歯付プーリと、
前記回転軸のエンジン外部に延出された先端部に設けられたプーリであって前記第２の歯付プーリよりも径が大きく前記第１の駆動プーリよりも径の小さい電磁クラッチ付の第２の駆動プーリと、
前記第１及び第２の駆動プーリと車載補機類の駆動軸に設けられたプーリとの間に張架された補機ベルトを介して前記クランクシャフトの回転動力を車載補機類の駆動軸に伝達する補機ベルトシステムとを備え、
エンジンの低回転域と高回転域とで前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを選択的にオンとする動力伝達機構。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達機構を用いて前記クランクシャフトの回転動力の車載補機類の駆動軸に対する伝達態様を可変とする動力伝達方法であって、
前記第１の駆動プーリの回転速度を検出する第１の回転速度センサと、前記第２の駆動プーリの回転速度を検出する第２の回転速度センサとを設け、
前記エンジンのアイドル回転速度からの回転速度の上昇に伴い、
ａ．前記アイドル回転速度からの一定の上昇期間は前記第１の駆動プーリの電磁クラッチをオン、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチをオフとする手順、
ｂ．その後、前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを共にオフとし、前記第２の回転速度センサにより検出される第２の駆動プーリの回転速度とエンジン回転速度から求まる前記第２の歯付プーリの回転速度とが等しくなった時点で、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチのみをオンとする手順、
を含んで前記車載補機類に対する動力伝達を行う
ことを特徴とする動力伝達方法。
【請求項３】
請求項１に記載の動力伝達機構を用いて前記クランクシャフトの回転動力の車載補機類の駆動軸に対する伝達態様を可変とする動力伝達方法であって、
前記第１の駆動プーリの回転速度を検出する第１の回転速度センサと、前記第２の駆動プーリの回転速度を検出する第２の回転速度センサとを備え、
前記エンジンの高回転域からの回転速度の下降に伴い、
ａ．前記エンジンの高回転域からの一定の下降期間は前記第１の駆動プーリの電磁クラッチをオフ、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチをオンとする手順、
ｂ．その後、前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを共にオフとし、前記第１の回転速度センサにより検出される第１駆動プーリの回転速度とエンジンの回転速度から求まる前記第１歯付プーリの回転速度とが等しくなった時点で、前記第１の駆動プーリの電磁クラッチのみをオンとする手順、
を含んで前記車載補機類に対する動力伝達を行う
ことを特徴とする動力伝達方法。
【請求項４】
請求項１に記載の動力伝達機構を用いて前記クランクシャフトの回転動力の車載補機類の駆動軸に対する伝達態様を可変とする動力伝達方法であって、
前記第１の駆動プーリの回転速度を検出する第１の回転速度センサと、前記第２の駆動
プーリの回転速度を検出する第２の回転速度センサとを備え、
前記エンジンの高回転域からの回転速度の下降に伴い、
ａ．エンジンの高回転域からの一定の下降期間は前記第１の駆動プーリの電磁クラッチをオフ、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチをオンとする手順、
ｂ．その後、前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを共にオフとし、前記第１の回転速度センサの検出による第１の駆動プーリの回転速度が前記車載補機類の駆動の維持に必要な最低必要回転速度となったときに前記第１の駆動プーリの電磁クラッチの伝達トルクを制御することにより第１の駆動プーリの回転速度を前記最低必要回転速度以上に維持し、前記第１の回転速度センサにより検出される第１駆動プーリの回転速度とエンジンの回転速度から求まる前記第１歯付プーリの回転速度とが等しくなった時点で、前記第１の駆動プーリの電磁クラッチのみをオンとする手順、
を含んで前記車載補機類に対する動力伝達を行う
ことを特徴とする動力伝達方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの回転動力をプーリ及びベルトにより補機に伝達して補機の駆動を行う動力伝達機構、及び該機構を用いた動力伝達方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように自動車等においては、例えば、エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、冷却水ポンプ、パワーステアリング用のオイルポンプ等の補機が搭載されている。そしてこれらの補機は、エンジンの出力軸であるクランクシャフトを駆動源として、その回転動力がベルトやプーリを介して伝達されることによって駆動される。
【０００３】
一方、これらの補機は、一般に一定速度で駆動されることが望ましいものの、上記クランクシャフトを駆動源とするためにエンジンの回転速度の変化による影響を受け易く、補機の作動速度がエンジンの回転速度に相関することとなる。すなわち、こうした補機が搭載される自動車は、その走行状態によって、エンジンの回転速度が１０００ｒｐｍ未満のアイドリング時からその数倍の最高回転速度までの範囲で大きく変化することとなり、アイドリング時には補機に伝達される回転速度が不足し、エンジンの高速回転時には補機に伝達される回転速度が過多になる。このため、補機に対して特に過多な回転速度が伝達されるような場合には、ベアリング等での摩擦抵抗に伴うフリクションロスも生じやすい。
【０００４】
そこで、こうした問題を解決すべく、例えば特許文献１に記載の動力伝達機構あっては、クランクシャフトの回転動力が補機に伝達されるまでの経路に伝達比の異なる第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とを設け、これらをエンジンの運転状態に応じて選択的に切り替えるようにしている。図５にその概略構成として、簡単のためチェーン駆動をベルト駆動に置き換えた場合の構成例を示す。なお、図５（ａ）は、この動力伝達機構の側面構造を、また、図５（ｂ）は、同機構の正面構造をそれぞれ模式的に示している。
【０００５】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、この動力伝達機構の駆動源となるクランクシャフト１０の端部には、コンプレッサやオルタネータ等の補機を駆動する補機駆動用の第１クランクプーリ１１がスプライン嵌合されているとともに、補機としての過給機を駆動するための第２クランクプーリ１２がベアリングを介して回動可能に設けられている。このうち第２クランクプーリ１２は、クランクシャフト１０との接続と切り離しとを切り替え可能な第１電磁クラッチ１７をその内部に備えている。
【０００６】
一方、クランクシャフト１０の側部近傍には、このクランクシャフト１０に平行に中間軸１８が設けられている。この中間軸１８は、エンジン本体の前壁部に回転自在に支持された第１中間軸１８ａと、この第１中間軸１８ａに連結部材を介して連結されてエンジン本体の前壁部を覆うカバー（図示省略）の前方に突出する第２中間軸１８ｂとに分割されている。そしてこの第２中間軸１８ｂの先端部には、上記過給機を駆動するための中間プーリ２０がベアリングを介して回動可能に設けられている。こうした中間プーリ２０は、第２中間軸１８ｂとの接続あるいは切り離しとを切り替え可能な第２電磁クラッチ２４をその内部に備えている。また、上記第１中間軸１８ａとクランクシャフト１０との間には、同クランクシャフト１０の回転を第１中間軸１８ａに常時伝達する動力伝達部材２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）が設けられている。この動力伝達部材２２は、エンジン本体の前壁部とこの前壁部を覆う上記カバーとの間に配置されているとともに、クランクシャフト１０に固定されたスプロケット２２ａと、第１中間軸１８ａに固定されたスプロケット２２ｂと、これら各スプロケット２２ａ、２２ｂ間に巻き掛けられたチェーン２２ｃとによって構成されている。
【０００７】
ここで、このようにして構成される動力伝達機構においては、上記クランクシャフト１０側のスプロケット２２ａの径に比べて第２中間軸１８ｂ側のスプロケット２２ｂの径が大きく設定されており、クランクシャフト１０の回転速度が減速されて第２中間軸１８ｂに伝達される。
【０００８】
そしてここでは、まず、上記第１電磁クラッチ１７によりクランクシャフト１０と第２クランクプーリ１２とが一旦切り離されるとともに、上記第２電磁クラッチ２４により第２中間軸１８ｂと中間プーリ２０とが接続されることによって、上記第１動力伝達経路が構成される。この第１動力伝達経路は、上記動力伝達部材２２により第１中間軸１８ａに伝達されるクランクシャフト１０の回転を中間プーリ２０および伝動ベルト２６を介して過給機の入力軸５ａに固定された補機プーリ５ｂに伝達する経路である。
【０００９】
また一方、上記第２電磁クラッチ２４により第２中間軸１８ｂと中間プーリ２０とが一旦切り離されるとともに、上記第１電磁クラッチ１７によりクランクシャフト１０と第２クランクプーリ１２とが接続されることによって、上記第２動力伝達経路が構成される。この第２動力伝達経路は、クランクシャフト１０の回転を第２クランクプーリ１２及び伝動ベルト２６を介して過給機の入力軸５ａに固定された補機プーリ５ｂに伝達する経路である。
【００１０】
このように、エンジンの運転状態に応じて補機への動力伝達経路を選択的に切り替え可能としたことによって、エンジンの低負荷低回転の領域では、第１動力伝達経路によりクランクシャフト１０の回転速度が減速されて過給機に伝達されるようになる。また一方、エンジンの高負荷高回転の領域では、第２動力伝達経路を介してクランクシャフト１０の回転速度が減速されることなく過給機に伝達されるようになる。このため、補機の回転速度の範囲が適正に維持されることとなり、ひいては、過多な回転速度が補機に伝達されることによる上述したフリクションロスなども好適に抑制されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−６６１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記動力伝達機構には、補機への動力を選択的に切り替え可能な動力伝達経路Ａ及びＢが設けられてはいるものの、これらの動力伝達経路Ａ及びＢを構成する動力伝達部材２２は、クランクシャフト１０の軸方向に延設されるかたちで構成されている。すなわち、図５（ａ）に示すように、動力伝達部材２２を構成するスプロケット２２ａがクランクシャフト１０の軸方向に突出するかたちで設けられるため、この動力伝達部材２２が必要とされる分だけエンジンの幅が拡大されることとなり、自動車に対するエンジンの搭載性も悪化する。
【００１３】
また、同動力伝達機構では、エンジンの運転状態に応じて第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とが切り替えられる際には、エンジンが稼働している状態で、上記第１電磁クラッチ１７や第２電磁クラッチ２４の接続あるいは切り離しが行われる。このため、エンジンの回転速度と補機の回転速度との推移例として図６に示すように、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路とが切り替えられる際には、エンジンの回転速度と補機プーリ５ｂの回転速度との速度差に起因してプーリとベルトとの間でスリップが生じやすくなる。そして、このことが原因でベルト耐用寿命が著しく短くなったり、異音が発生したりするなどの不都合も無視できないものとなる。
【００１４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンとしての搭載性を維持しつつ、エンジンから補機への動力伝達をより円滑に行うことのできる動力伝達機構及び、該機構を用いた動力伝達方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、エンジンの内部にあってその出力軸であるクランクシャフトの回転動力を同シャフトに設けられた第１の歯付プーリとカムシャフトに設けられたカムスプロケットとの間に張架されたタイミングベルトを介してカムシャフトに伝達するタイミングベルトシステムと、前記クランクシャフトのエンジン外部に延出された先端部に設けられたプーリであって前記第１の歯付プーリよりも径の大きい電磁クラッチ付の第１の駆動プーリと、前記第１の歯付プーリ以上の径を有してかつ、エンジン内部の前記タイミングベルトの回転移動経路に設けられた回転軸に装着されてタイミングベルトの回転移動に伴い回転する第２の歯付プーリと、前記回転軸のエンジン外部に延出された先端部に設けられたプーリであって前記第２の歯付プーリよりも径が大きく前記第１の駆動プーリよりも径の小さい電磁クラッチ付の第２の駆動プーリと、前記第１及び第２の駆動プーリと車載補機類の駆動軸に設けられたプーリとの間に張架された補機ベルトを介して前記クランクシャフトの回転動力を車載補機類の駆動軸に伝達する補機ベルトシステムとを備え、エンジンの低回転域と高回転域とで前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを選択的にオンとすることを要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、エンジンの低回転域と高回転域とで第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを選択的にオンとすることで、エンジンの回転速度に応じてエンジンから補機に伝達される回転速度の伝達比を切り替え可能な動力伝達経路が構成される。このうち、第１の駆動プーリの電磁クラッチがオン、第２の駆動プーリの電磁クラッチがオフとされることで構成される動力伝達経路では、第１の駆動プーリがクランクシャフトの回転動力を伝達する駆動源とされることによって、エンジンの回転速度が増大されて車載補機類の駆動軸に伝達される。一方、第１の駆動プーリの電磁クラッチがオフ、かつ第２の駆動プーリの電磁クラッチがオンとされることで構成される動力伝達経路では、第１歯付プーリとこの第１歯付プーリよりも径の大きな第２歯付プーリとを順に介して駆動される第２駆動プーリが、回転動力を伝達する駆動源とされることによってエンジンの回転動力が低減されて補機に伝達される。
【００１７】
このように上記構成によれば、エンジンの低回転領域では、補機に伝達される回転速度が増大されるようになるため、補機に伝達される回転動力が必要十分に確保されるようになる。一方、エンジンの高回転領域では、補機に伝達される回転動力が低減されることから、過多な回転動力が補機に伝達されることが抑制されるようになる。これにより、低回転域と高回転域とでエンジンの回転速度の変化に応じた動力が補機に伝達されるようになり、エンジンから補機への動力伝達を円滑に行うことができるようになる。
【００１８】
また、上記構成では、タイミングベルトを用いることにより、エンジン本体とは別途に動力伝達経路を形成することなく上記２つの動力伝達経路を構成することとが可能となる。これにより、エンジンから補機への動力伝達の円滑化を図る上でエンジンの幅が拡大されるがことなく、エンジンとしての搭載性が維持されるようにもなる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動力伝達機構を用いて前記クランクシャフトの回転動力の車載補機類の駆動軸に対する伝達態様を可変とする動力伝達方法であって、前記第１の駆動プーリの回転速度を検出する第１の回転速度センサと、前記第２の駆動プーリの回転速度を検出する第２の回転速度センサとを設け、前記エンジンのアイドル回
転速度からの回転速度の上昇に伴い、
ａ．前記アイドル回転速度からの一定の上昇期間は前記第１の駆動プーリの電磁クラッチをオン、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチをオフとする手順、
ｂ．その後、前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを共にオフとし、前記第２の回転速度センサにより検出される第２の駆動プーリの回転速度とエンジン回転速度から求まる前記第２の歯付プーリの回転速度とが等しくなった時点で、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチのみをオンとする手順、を含んで前記車載補機類に対する動力伝達を行うことを要旨とする。
【００２０】
上述のように、径の異なるプーリを介してエンジンから車載補機類への動力伝達経路を切り替える際には、各プーリの径の相違に起因するプーリの回転速度差が生じる。そして、この回転速度差に起因して各プーリとベルトとの間でスリップが生じるようになる。
【００２１】
この点、上記構成によれば、エンジンのアイドル回転速度からの一定の上昇期間において各プーリの回転速度差の影響が最も顕著となる時点、すなわち第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチのオン／オフの切り替えに際し、第２の駆動プーリの回転速度と第２の歯付プーリの回転速度とが等しくなるまで各電磁クラッチが一旦オフとされる。この結果、空転状態とされた第１の駆動プーリ及び第２の駆動プーリ、換言すれば車載補機類が慣性によって回転するものの次第にその回転速度が低下し、第２の駆動プーリの回転速度と第２の歯付プーリの回転速度との回転速度差、すなわちエンジンの回転速度と車載補機類の回転速度との乖離が自ずと解消されることとなる。これにより、エンジンのアイドル回転速度からの回転速度の上昇時に上記各電磁クラッチによる動力伝達経路の切り替えを行う上で、こうしたエンジンと車載補機類との回転速度差に起因するスリップや各プーリとベルトとの摩擦が抑制されることとなり、ひいては、エンジンの回転速度に応じた円滑な動力伝達を行うことができるようになる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の動力伝達機構を用いて前記クランクシャフトの回転動力の車載補機類の駆動軸に対する伝達態様を可変とする動力伝達方法であって、前記第１の駆動プーリの回転速度を検出する第１の回転速度センサと、前記第２の駆動プーリの回転速度を検出する第２の回転速度センサとを備え、前記エンジンの高回転域からの回転速度の下降に伴い、
ａ．前記エンジンの高回転域からの一定の下降期間は前記第１の駆動プーリの電磁クラッチをオフ、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチをオンとする手順、
ｂ．その後、前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを共にオフとし、前記第１の回転速度センサにより検出される第１駆動プーリの回転速度とエンジンの回転速度から求まる前記第１歯付プーリの回転速度とが等しくなった時点で、前記第１の駆動プーリの電磁クラッチのみをオンとする手順、
を含んで前記車載補機類に対する動力伝達を行うことを要旨とする。
【００２３】
上記構成によれば、エンジンのアイドル回転速度からの一定の下降期間において、各プーリの回転速度差の影響が最も顕著となる時点、すなわち第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチのオン／オフの切り替えに際し、第１の駆動プーリの回転速度と第１の歯付プーリの回転速度とが等しくなるまで各電磁クラッチが一旦オフとされる。この結果、空転状態とされた第１の駆動プーリあるいは第２の駆動プーリを駆動源とする車載補機類が慣性によって回転するものの、次第にその回転速度が低下し、第１の駆動プーリの回転速度と第１の歯付プーリの回転速度との回転速度差、すなわちエンジンの回転速度と車載補機類の回転速度との乖離が自ずと解消されることとなる。これにより、エンジンの高回転域からの回転速度の下降時に上記各電磁クラッチによる動力伝達経路の切り替えを行う上で、こうしたエンジンと車載補機類との回転速度差に起因するスリップや各プーリとベルトとの摩擦が抑制されることとなり、ひいては、エンジンの回転速度に応じた円滑な動力
伝達を行うことができるようになる。
【００２４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の動力伝達機構を用いて前記クランクシャフトの回転動力の車載補機類の駆動軸に対する伝達態様を可変とする動力伝達方法であって、前記第１の駆動プーリの回転速度を検出する第１の回転速度センサと、前記第２の駆動プーリの回転速度を検出する第２の回転速度センサとを備え、前記エンジンの高回転域からの回転速度の下降に伴い、
ａ．エンジンの高回転域からの一定の下降期間は前記第１の駆動プーリの電磁クラッチをオフ、前記第２の駆動プーリの電磁クラッチをオンとする手順、
ｂ．その後、前記第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチを共にオフとし、前記第１の回転速度センサの検出による第１の駆動プーリの回転速度が前記車載補機類の駆動の維持に必要な最低必要回転速度となったときに前記第１の駆動プーリの電磁クラッチの伝達トルクを制御することにより第１の駆動プーリの回転速度を前記最低必要回転速度以上に維持し、前記第１の回転速度センサにより検出される第１駆動プーリ５１の回転速度とエンジンの回転速度から求まる前記第１歯付プーリ５２の回転速度とが等しくなった時点で、前記第１の駆動プーリの電磁クラッチのみをオンとする手順、
を含んで前記車載補機類に対する動力伝達を行うことを要旨とする。
【００２５】
上記構成によれば、エンジンのアイドル回転速度からの回転速度の下降期間において、各プーリの速度差の影響が最も顕著となる時点、すなわち第１及び第２の駆動プーリの各電磁クラッチのオン／オフの切り替えに際し、第１の駆動プーリの回転速度と第１の歯付プーリの回転速度とが等しくなるまで各電磁クラッチが一旦オフとされる。この結果、空転状態とされた第１の駆動プーリ及び第２の駆動プーリ、換言すれば車載補機類が慣性によって回転するものの、次第にその回転速度が低下し、第１の駆動プーリの回転速度と第１の歯付プーリの回転速度との回転速度差、すなわちエンジンの回転速度と車載補機類の回転速度との乖離が自ずと解消されることとなる。そしてこの際、各電磁クラッチがオフとされることによって車載補機類の回転速度、換言すれば電磁クラッチがオフとされた第１の駆動プーリの回転速度が上記最低必要回転速度となった場合には、この第１の駆動プーリの電磁クラッチがデューティ制御されることで車載補機類の駆動源としての第１駆動プーリの回転速度が最低必要回転速度以上に維持されるようになる。これにより、上記各電磁クラッチをオフとすることでエンジンと車載補機類との回転速度差に起因するスリップや各プーリとベルトとの摩擦等の抑制を図る上で、車載補機類の駆動を好適に維持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる動力伝達機構について、（ａ）は、その側面構造を模式的に示す断面図、（ｂ）は、同機構の正面構造を模式的に示す正面図。
【図２】同実施の形態の動力伝達機構を用いた動力伝達方法について、エンジンの回転速度に対する車載補機類の回転速度の推移例を示した図。
【図３】同実施の形態の動力伝達機構を用いた動力伝達方法について、エンジンの回転速度に対する車載補機類の回転速度の推移例を示した図。
【図４】同実施の形態の動力伝達機構を用いた動力伝達方法について、エンジンの回転速度に対する車載補機類の回転速度の推移例を示した図。
【図５】従来の動力伝達機構について、（ａ）は、その側面構造を模式的に示す断面図、（ｂ）は、同機構の正面構造を模式的に示す正面図。
【図６】従来の動力伝達機構を用いた動力伝達方法について、エンジンの回転速度に対する車載補機類の回転速度の推移例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本実施の形態にかかる動力伝達機構、及び該機構を用いた動力伝達方法について
図１〜図４を参照して説明する。なお、図１（ａ）は、この動力伝達機構の側面構造を、また、図１（ｂ）は、同機構の正面構造をそれぞれ模式的に示している。
【００２８】
図１に示されるように、本実施の形態の動力伝達機構も、自動車に搭載されてエンジンの出力軸であるクランクシャフトを駆動源としてその回転動力を例えばエアコンのコンプレッサ、オルタネータ、冷却水ポンプ、パワーステアリング用のオイルポンプ等の補機に伝達するものである。
【００２９】
まず、図１（ａ）に示すように、この動力伝達機構の駆動源となるクランクシャフト５０には、エンジン本体の前壁部を覆うエンジンカバーＫから突出する先端部にコンプレッサやオルタネータ等の車載補機類を駆動する補機駆動用の第１駆動プーリ５１がスプライン嵌合されている。また、エンジンカバーＫ内であってクランクシャフト５０の途中には、第１駆動プーリ５１よりも径の小さい第１歯付プーリ５２が設けられている。このうち第１駆動プーリ５１は、クランクシャフト５０との接続と切り離しとを切り替え可能な第１電磁クラッチ５１ａをその内部に有しており、この第１電磁クラッチ５１ａがオンとされることでエンジンの出力が第１駆動プーリ５１に伝達され、第１電磁クラッチ５１ａがオフとされることでクランクシャフト５０と第１駆動プーリ５１とが切り離された状態となる。
【００３０】
一方、エンジン内部の回転移動経路に設けられた回転軸６０には、エンジンカバーＫから突出する先端部に同じく上記車載補機類を駆動する第２駆動プーリ６１が上記第１駆動プーリ５１と並行にスプライン嵌合されている。また、エンジンカバーＫ内であって回転軸６０の途中には、第２駆動プーリ６１よりも径が小さく、かつ、上記歯付プーリ５２よりも径の大きい第２歯付プーリ６２が上記第１歯付プーリ５２と並行に設けられている。このうち第２歯付プーリ６２は、回転軸６０との接続と切り離しとを切り替え可能な第２電磁クラッチ６１ａをその内部に有しており、この第２電磁クラッチ６１ａがオンとされることでエンジンの出力が第２駆動プーリ６１に伝達され、第２電磁クラッチ６１ａがオフとされることで回転軸６０と第２駆動プーリ６１とが切り離された状態となる。
【００３１】
また、これら歯付プーリ５２及び６２の一直線上には、カムシャフトに設けられたカムスプロケット８０が設けられている。
そして、図１（ｂ）に示すように、こうした第１駆動プーリ５１及び第２駆動プーリ６１と車載補機類の駆動軸に設けられた各種プーリ７３及び７４との間に張架された補機ベルトＶＢを介してクランクシャフト５０の回転動力を車載補機類に伝達する補機ベルトシステムが構成されている。
【００３２】
このうち、車載補機類を構成するオルタネータプーリ７３はオルタネータの駆動軸にベアリングを介して回動可能に設けられ、同じく車載補機類を構成するエアコンプーリ７４は車両に搭載されるエアコンの駆動軸にベアリングを介して回動可能に設けられている。そして、第１駆動プーリ５１あるいは第２駆動プーリ６１、さらに補機ベルトＶＢを介して、オルタネータプーリ７３及びエアコンプーリ７４にクランクシャフト５０の回転動力が伝達されることによって、エンジンの回転動力がオルタネータ及びエアコンに伝達される。なお、本実施の形態では、こうした車載補機類に回転動力を伝達する第１駆動プーリ５１及び第２駆動プーリ６１の回転速度を検出すべく、それらの近傍に第１回転速度センサＳ１及び第２回転速度センサＳ２が各別に設けられている。
【００３３】
また、こうしたベルトシステムにおける第１駆動プーリ５１と第２駆動プーリ６１との間には、アイドラプーリ７１が設けられるとともに第２駆動プーリ６１とオルタネータプーリ７３との間にはオートテンショナプーリ７２が設けられており、これらアイドラプーリ７１及びオートテンショナプーリ７２によって補機ベルトＶＢの張り調整が行われる。
【００３４】
このようにして構成されるベルトシステムでは、エンジンのアイドル回転速度からの一定の上昇期間において、第１電磁クラッチ５１ａがオンとされるとともに第２電磁クラッチ６１ａがオフとされる。これにより、エンジンからの回転動力が、クランクシャフト５０→第１駆動プーリ５１→補機ベルトＶＢを順に介してオルタネータプーリ７３やエアコンプーリ７４に伝達されることによってオルタネータやエアコンが駆動されるようになる。そしてこのとき、これらベルトシステムを構成する各プーリのうち径の最も大きな第１駆動プーリ５１を介してクランクシャフト５０の回転動力が補機ベルトＶＢに伝達されることにより、クランクシャフト５０の回転動力が増大される態様でオルタネータプーリ７３やエアコンプーリ７４に伝達されるようになる。これにより、エンジンの回転動力を駆動源としてオルタネータやエアコンを駆動する上で回転速度が不足する低回転域においても、必要十分な回転動力がオルタネータプーリ７３やエアコンプーリ７４に伝達されるようになる。
【００３５】
一方、エンジンの高回転域では、これらオルタネータプーリ７３やエアコンプーリ７４を介してオルタネータやエアコンに伝達される回転動力が過多となるため、これら車載補機類に対して過多な回転動力が伝達されるような場合には、ベアリング等での摩擦抵抗に伴うフリクションロスも生じやくなる。
【００３６】
そこで本実施の形態においては、エンジンの回転動力をタイミングベルトＴＢを介してカムシャフトに伝達するタイミングベルトシステムをエンジンの高回転域での動力伝達経路として採用する。そして、エンジンの高回転域では、このタイミングベルトシステムを介してオルタネータプーリ７３及びエアコンプーリ７４にエンジンの回転動力を伝達することによって、これらオルタネータプーリ７３及びエアコンプーリ７４に伝達される回転動力を低減させる。
【００３７】
こうしたタイミングベルトシステムを構成するタイミングベルトＴＢは、カムスプロケット８０、第１歯付プーリ５２、第２歯付プーリ６２等に張架されている。そして、エンジンの高回転域においては、第１電磁クラッチ５１ａがオフとされるとともに第２電磁クラッチ６１ａがオンとされることによって、クランクシャフト５０→第１歯付プーリ５２→タイミングベルトＴＢ→第２歯付プーリ６２→第２駆動プーリ６１→補機ベルトＶＢを順に介してオルタネータプーリ７３やエアコンプーリ７４にエンジンからの回転動力が伝達される。そしてこのとき、第２歯付プーリ６２の径が第１歯付プーリ５２よりも大きく形成されたことにより、また、第２駆動プーリ６１の径が第１駆動プーリ５１よりも小さく形成されたことにより、クランクシャフト５０の回転動力が低減されてオルタネータプーリ７３やエアコンプーリ７４に伝達されるようになる。これにより、エンジンの高回転域においては、クランクシャフト５０の回転動力が一旦低減されてオルタネータプーリ７３及びエアコンプーリ７４に伝達されるようになり、車載補機類に過多な回転動力が伝達されることが抑制されるようになる。
【００３８】
このように本実施の形態では、エンジンの回転速度に応じて第１電磁クラッチ５１ａと第２電磁クラッチ６１ａとを選択的にオンとすることによって、エンジンの回転速度に応じたエンジンから車載補機類への伝達経路の切り替えが行われるようになる。
【００３９】
また、エンジンの高回転域における伝達経路として、カムシャフトに設けられたカムスプロケット８０との間に張架されたタイミングベルトＴＢを介してカムシャフトに伝達するタイミングベルトシステムを用いることとした。このため、エンジンの高回転域における伝達経路をクランクシャフト５０の軸方向に延設して別途に形成する必要もなく、エンジンの幅が拡大されることもない。このように上記動力伝達機構によれば、エンジンとしての搭載性を維持しつつ、エンジンから車載補機類への動力伝達をより円滑に行うことが
できるようになる。
【００４０】
次に、このような前提のもとに本動力伝達機構を用いた動力伝達方法について図２〜図４を参照して説明する。なお、図２は、エンジンの回転速度の上昇時のエンジンの回転速度に対する車載補機類の回転速度の推移を、図３及び図４は、エンジンの回転速度の下降時のエンジンの回転速度に対する車載補機類の回転速度の推移をそれぞれ示したものである。また、これら図２〜図４において、二点鎖線で示す直線Ｌ１は、第１電磁クラッチ５１ａをオンとするとともに第２電磁クラッチ６１ａをオフとした場合、すなわち第１駆動プーリ５１を駆動源とした場合の車載補機類の回転速度の推移をしている。また一方、二点鎖線で示す直線Ｌ２は、第１電磁クラッチ５１ａをオフとするとともに第２電磁クラッチ６１ａをオンとした場合、すなわち第２駆動プーリ６１を駆動源とした場合の車載補機類の回転速度の推移をしている。
【００４１】
まず、図２に示すように、エンジンの回転速度の上昇時においては、エンジンの駆動後（ｔ０）、そしてアイドル回転速度から一定期間内（ｔ１−ｔ２）では、第１電磁クラッチ５１ａがオンとされるとともに第２電磁クラッチ６１ａがオフとされる。そしてこの間、エンジンの回転動力が増大されて車載補機類に伝達されることによって、この図２からも明らかなように車載補機類の回転速度はエンジンの回転速度よりも速くなり、必要十分な回転動力が車載補機類に伝達されるようになる。
【００４２】
こうしてエンジンの回転速度が上昇することによってエンジンの回転速度がアイドル回転速度以上となると、クラッチ切り替え指示が入力され（ｔ２）、第１電磁クラッチ５１ａと第２電磁クラッチ６１ａとが共にオフとされる。そしてこの間、各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａが共にオフとされることで車載補機類とその駆動源であるエンジンとの接続は一旦切り離されるものの、車載補機類はその慣性によって駆動し、その回転速度が次第に下降するようになる（ｔ２−ｔ３）。そして、上記第２回転速度センサＳ２により検出される第２駆動プーリ６１の回転速度とエンジン回転速度から求まる第２歯付プーリ６２の回転速度とが等しくなった時点、すなわち、車載補機類の回転速度とエンジンの高回転域における動力伝達源としての第２歯付プーリ６２の回転速度との乖離が解消された時点で、第２電磁クラッチ６１ａのみをオンとする（ｔ３）。そしてこれにより、エンジンの低回転域から高回転域にかけて各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａにより動力伝達の経路を切り換える際の、エンジンと車載補機類との回転速度差に起因するスリップや各プーリとタイミングベルトＴＢ及び補機ベルトＶＢとの摩擦が抑制されるようになる。
【００４３】
こうしてエンジンの回転速度が高回転域に至ると、この図２からも明らかなようにエンジンの回転動力が低減されて車載補機類に伝達されるようになり、この車載補機類に過多な回転動力が伝達されることが抑制され、ベアリング等での摩擦抵抗に伴うフリクションロスが抑制されるようになる。
【００４４】
次に、図３に示すように、エンジンの回転速度の下降時においては、まずエンジンの高回転域では、第１電磁クラッチ５１ａがオフとされるとともに第２電磁クラッチ６１ａがオンとされることによって、エンジンの回転動力が一旦低減されて車載補機類に伝達されるようになる（ｔ４−ｔ３）。
【００４５】
こうしてエンジンの回転速度が下降することによってエンジンの回転速度がアイドル回転速度付近に至ると、クラッチ切り替え指示が入力され（ｔ３）、第１電磁クラッチ５１ａと第２電磁クラッチ６１ａとが共にオフとされる。そしてこの間、各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａが共にオフとされることにより車載補機類とその駆動源であるエンジンとの接続が一旦切り離され、車載補機類はその慣性によって駆動し、その回転速度が緩やかに下降するようになる（ｔ３−ｔ２）。そして、上記第１回転速度センサＳ１により検出さ
れる第１駆動プーリ５１の回転速度とエンジン回転速度から求まる第１歯付プーリ５２の回転速度とが等しくなった時点、すなわち、車載補機類の回転速度とエンジンの低回転域における動力伝達源としての第１歯付プーリ５２の回転速度との乖離が解消された時点で、第１電磁クラッチ５１ａのみをオンとする（ｔ２）。そしてこれにより、エンジンの高回転域から低回転域にかけて各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａにより動力伝達の経路を切り替える際にも、エンジンと車載補機類との回転速度差に起因するスリップや各プーリとタイミングベルトＴＢ及び補機ベルトＶＢとの摩擦が抑制されるようになる。
【００４６】
こうしてエンジンの回転速度が低回転域に至ると、この図３からも明らかなようにエンジンの回転動力が増大されて車載補機類に伝達されるようになり、この車載補機類に必要十分な回転動力が伝達されるようになる（ｔ２−ｔ１）。
【００４７】
ところで、こうしたエンジンの回転速度の下降時においては、上記各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａが共にオフとされてから第１駆動プーリ５１の回転速度と第１歯付プーリ５２の回転速度とが等しくなるまでの間の車載補機類の回転速度の下降に伴い、その回転速度が車載補機類の駆動を確保する上で最低限必要な最低必要回転速度Ｒｍｉｎを下回る虞がある。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａが共にオフとされている間の車載補機類の回転速度を最低必要回転速度Ｒｍｉｎ以上に維持すべく、第１駆動プーリ５１と第１歯付プーリ５２との回転速度が一致するまでの間、デューティ制御を実行することにより第１電磁クラッチ５１ａの伝達トルクを制御する。
【００４９】
すなわち、図４に示すように、エンジンの回転速度の下降に伴って動力伝達経路の切り替え指示が入力されることで各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａが共にオフとされると、車載補機類の回転速度が慣性によって緩やかに下降するようになる（ｔ４−ｔ３）。そして、この車載補機類の回転速度の下降に伴ってその回転速度が最低必要回転速度Ｒｍｉｎとなると（ｔ３）、ここで車載補機類の回転速度を最低必要回転速度Ｒｍｉｎ以上に維持すべく第１電磁クラッチ５１ａのデューティ制御が実行される。これにより、車載補機類の回転速度が最低必要回転速度Ｒｍｉｎ以上に維持されるようになり、車載補機類の駆動状態が維持されるようになる（ｔ３−ｔ２）。
【００５０】
こうして車載補機類の回転速度が維持されている間に第１駆動プーリ５１の回転速度と第１歯付プーリ５２の回転速度との乖離が解消されると（ｔ２）、第１電磁クラッチ５１ａのみがオンとされることによってエンジンの回転動力が増大されて車載補機類に伝達されるようになり、この車載補機類に必要十分な回転動力が伝達されるようになる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態にかかる動力伝達機構、及び該機構を用いた動力伝達方法によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）エンジンから車載補機類への動力伝達経路として、エンジンの低回転域では上記補機ベルトシステムを用いるとともに、エンジンの高回転域では上記タイミングベルトシステムを用いることとした。これにより、エンジンから車載補機類への動力伝達の円滑化を図る上でエンジン本体と別途に動力伝達経路を構成する必要がないため、エンジンの幅が拡大されることなく動力伝達経路を確保することが可能となる。
【００５２】
（２）エンジンの回転速度の上昇時において、エンジンの回転速度が低回転域から高回転域に推移するときに第１電磁クラッチ５１ａと第２電磁クラッチ６１ａとを共にオフとし、第２駆動プーリ６１と第２歯付プーリ６２との回転速度差が解消された時点で第２電磁クラッチ６１ａのみをオンとすることとした。このため、エンジンの回転速度の上昇に伴って動力伝達経路を切り替える際のエンジンと車載補機類との回転速度差に起因するス
リップや、各プーリとタイミングベルトＴＢ及び補機ベルトＶＢとの摩擦が抑制されるようになる。
【００５３】
（３）エンジンの回転速度の下降時において、エンジンの回転速度が高回転域から低回転域に推移するときに第１電磁クラッチ５１ａと第２電磁クラッチ６１ａとを共にオフとし、第１駆動プーリ５１と第１歯付プーリ５２との回転速度差が解消された時点で第１電磁クラッチ５１ａのみをオンとすることとした。これにより、エンジンの回転速度の下降に伴って動力伝達経路を切り替える際においても、エンジンと車載補機類との回転速度差に起因するスリップや各プーリとタイミングベルトＴＢ及び補機ベルトＶＢとの摩擦が抑制されるようになる。
【００５４】
（４）エンジンの回転速度の下降時において、第１電磁クラッチ５１ａと第２電磁クラッチ６１ａとが共にオフとされてから第１駆動プーリ５１と第１歯付プーリ５２との回転速度差が解消されるまでの間、車載補機類の回転速度を最低必要回転速度Ｒｍｉｎ以上に維持すべく第１駆動プーリ５１のデューティ制御を実行することとした。これにより、上記動力伝達切り替えを行う上で、車載補機類に伝達される回転動力が好適に維持されるようになる。
【００５５】
なお、上記実施の形態は、以下のような形態をもって実施することもできる。
・上記第２歯付プーリ６２の径を第１歯付プーリ５２の径よりも大きく設定したが、第１駆動プーリ５１の径と第２駆動プーリ６１の径との大小関係に応じた伝達比によりエンジンの回転速度に応じて車載補機類の駆動軸に伝達される回転動力を可変とする場合には、第２歯付プーリ６２の径と第１歯付プーリ５２の径とが同一であってもよい。
【００５６】
・上記実施の形態では、第１歯付プーリ５２及び第２歯付プーリ６２の回転速度をエンジンの回転速度から求めることとしたが、これら第１歯付プーリ５２及び第２歯付プーリ６２の回転速度を検出する回転センサを各別に設け、それらの検出に基づき第１歯付プーリ５２及び第２歯付プーリ６２の回転速度を求めるようにしてもよい。
【００５７】
・上記実施の形態では、車載補機類としてオルタネータ及びエアコンを用いることとし、これらオルタネータ及びエアコンの駆動軸に設けられたオルタネータプーリ７３及びエアコンプーリ７４を介してエンジンの回転動力をオルタネータ及びエアコンに伝達することとした。車載補機類としては、この他、過給機等であってもよく、オルタネータ及びエアコンに限らず上記動力伝達機構に採用することは可能である。
【００５８】
・上記実施の形態では、車載補機類の駆動軸に対する回転動力の伝達態様の切り換えに際し、図２〜図４に例示したように、第１電磁クラッチ５１ａ及び第２電磁クラッチ６１ａが共にオフとされる期間を設けることとした。これに限らず、エンジンと車載補機類との回転速度差が、同回転速度差に起因するスリップや各プーリとベルトとの摩擦を抑制し得る範囲内である場合には、上記各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａが共にオフとされる期間を割愛するようにしてもよい。要は、上記動力伝達機構を用いて、エンジンの低回転域と高回転域とで各電磁クラッチ５１ａ及び６１ａを選択的にオンとするものであればよく、上記動力伝達機構を用いた車載補機類の駆動軸に対する回転動力の伝達態様の切り換え態様はこれらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５９】
５…過給機、５ａ…入力軸、５ｂ…補機プーリ、１０…クランクシャフト、１１…第１クランクプーリ、１２…第２クランクプーリ、１７…第１電磁クラッチ、１８…中間軸、１８ａ…第１中間軸、１８ｂ…第２中間軸、２０…中間プーリ、２２…動力伝達部材、２２ａ…スプロケット、２２ｂ…スプロケット、２２ｃ…チェーン、２４…第２電磁クラッ
チ、２６…伝動ベルト、５０…クランクシャフト、５１…第１駆動プーリ、５１ａ…第１電磁クラッチ、５２…第１歯付プーリ、６０…回転軸、６１…第２駆動プーリ、６１ａ…第２電磁クラッチ、６２…第２歯付プーリ、７１…アイドラプーリ、７２…オートテンショナプーリ、７３…オルタネータプーリ、７４…エアコンプーリ、８０…カムスプロケット、Ｋ…エンジンカバー、Ｓ１…第１回転速度センサ、Ｓ２…第２回転速度センサ、ＴＢ…タイミングベルト、ＶＢ…補機ベルト。
【図１】
2010248951.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010248951.tif 000007
【図６】
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