(57)【要約】【課題】  エンジンの小型化を図る構成を備える、エンジンと連動する各種装置および部材を駆動するシステムを提案する。【解決手段】  クランクシャフトを備える熱機関（エンジン）と連動する発電機１１によって、電気装置および用品を駆動するシステムを提供する。クランクシャフトに固定されたプーリに架け渡されたベルトによって駆動される電気装置３１〜３４は、エンジンによって機械的に駆動されている１以上の発電機１１を備える電力系統に、電気的に接続されて電力供給されている。【選択図】  図２
2009508058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械動力伝達経路（３）が接続されるクランクシャフト（２）を備える熱機関（１）と連動する発電機により、各種装置および用品を駆動するシステムであって、発電機のみが、熱機関によって生成される機械力に機械的に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
１以上の発電機（１１）は、クランクシャフト（２）の下流に位置する動力伝達経路（３）のある地点に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
動力伝達経路（３）は、第１の軸（７）を備えるギヤボックス（６）と連動する慣性フライホイール（４）を備え、１以上の発電機は、慣性フライホイール（４）、第１の軸（７）、または慣性フライホイール（４）と第１の軸（７）との中間点に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
熱機関（１）は、電力系統に接続された電磁弁駆動部（３４）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
少なくとも１つの発電機（１１．２）は、可変比率駆動手段（３６）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械動力伝達経路に接続された熱機関（エンジン）と連動する各種装置および部品を駆動するシステムに関し、例えば自動車における諸装置を駆動するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車内における快適さを追求する中で、種々の車載装置および部品が開発されていることは、よく知られている。その例としては、冷房装置のコンプレッサや、パワーステアリング装置に油圧油を供給するポンプを挙げることができる。これらの装置は、ウォータポンプや発電機等の従来装置に加えて搭載されている。
【０００３】
従来、これらの装置やある種の部品は、エンジンのクランクシャフトの一端に固定されたプーリに架け渡したベルトによって回転させられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さらに、外側寸法を大とすることなく、車内における使用可能なスペースを増やすために、エンジンブロックとエンジン室の壁の間に最低限の距離を持たせることが必要であるという安全基準を満たしつつ、エンジンボンネットの下方の小型化を図ることは知られている。しかし、クランクシャフトと連動するベルトによって駆動させるために、クランクシャフトが延出するエンジンの端近くに装置を設置することは、上述の小型化には反している。
【０００５】
また、様々な理由により、自動車の電力系統に接続された電動機を用いて、ある種の装置を駆動することも知られている。特に、対応する装置を、ステアリングリンク機構の近くに設けることができるようになっている電気補助ステアリングを提供する方法が知られている。しかし、これらは、個立した構成であり、エンジンブロックと連動する装置により占有されるスペースを、実質的に減らすものではない。
【０００６】
本発明の目的の１つは、エンジンの小型化を図った構成を備える、エンジンと連動する各種装置および部材を駆動するシステムを提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係るシステムは、機械動力伝達経路が接続されるクランクシャフトを備える熱機関（エンジン）と連動する発電装置によって、各種装置および用品を駆動し、発電装置のみが、エンジンによって生成される機械力に機械的に接続されていることを特徴としている。
【０００８】
発電装置とは、機械的な力から電力を生成するあらゆる発電機または発電機の組を指し、ギヤボックス、車輪、後輪軸等の自動車の動きに寄与する、エンジンならびにあらゆる機械的構成要素が挙げられる。エンジンの外部のエネルギを消費する装置または部材は、オルタネータやオルタネータスタータ等の、エンジンによって機械的に駆動される１以上の発電機を備える電力系統に接続して、電力供給されている。
【０００９】
このように、エンジンの直近には発電機のみが配置され、これによって、エンジン全体としての必要なスペースを、大きく減らすことができる。装置または部材を駆動する電動機は、自動車における必要な位置に配置することができ、これによって、電動機がエンジンに近接することによる熱応力を防ぐことができる。
【００１０】
さらに、クランクシャフトと連動するベルトの機械的駆動では、装置の回転速度は、エンジンの回転速度に依存し、これらの寸法を、それに応じて決める必要があるが、電動機によって、装置および部材を駆動することにより、電動機の回転速度に拘わらず、対応する装置や部材に、最適な動作条件に応じた電動機の駆動速度を採用することが可能となる。
【００１１】
本発明の望ましい態様によると、発電機は、クランクシャフトの下流に位置する動力伝達経路のある地点に接続されている。これによって、クランクシャフトの端に固定するプーリを省略することができ、エンジンの寸法をさらに小さく抑えることができる。
【００１２】
本発明の望ましい態様によると、エンジンは、電磁弁用の電磁駆動部を備えている。これにより、配電路および対応するピニオンを省くことができ、エンジンのさらなる小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明の変形例によると、少なくとも１つの発電機は、可変比率駆動手段を備えている。これにより、エンジンの駆動に望ましい降圧率を採用し、必要電力に応じたエンジンの最適化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、包括的に符号３で示される機械動力伝達経路が接続されるクランクシャフト２を備える熱機関（エンジン）１と連動する、各種装置を駆動するシステムに関する。機械動力伝達経路３は、図示の実施形態においては、慣性フライホイール４と、クラッチ５と、第１の軸７および第２の軸８を備えるギヤボックス６と、自動車の車輪１０を機械的に駆動する後車軸９とを備えている。
【００１５】
図示の動力伝達経路は、機械的構成部のみを備えているが、本発明に係る「機械動力伝達経路」は、自動ギヤボックスにおけるコンバータや電磁クラッチ等の油圧構成部を備える動力伝達経路をも包含するものである。
【００１６】
本発明のシステムは、図２に示す１以上の発電機１１を備えている。図１に１１．１、１１．２、１１．３等と示してあるのは、機械駆動モードで発電機を配置可能な箇所である。詳細には、発電機１１．１は、エンジンブロックの側面に固定され、クランクシャフト２に固定されたプーリ１３に架け渡されたベルト１２によって、従来の方式で回転駆動されている。
【００１７】
発電機１１．２は、エンジンブロックに固定され、エンジンの回転速度に応じて、図示しない制御装置によって制御される可変比率ギヤボックス３６と連動するピニオン１４により駆動されている。これにより、発電機１１．２は、エンジンの回転速度に拘わらず、最適な速度範囲で機能することができる。ピニオン１４は、慣性フライホイール４に固定された歯付きリング１５と噛み合っている。
【００１８】
発電機１１．３は、ウエハ状の発電機であり、そのロータは、慣性フライホイール４に固定され、スタータは、エンジンブロックに固定されている。発電機１１．４は、ギヤボックスに固定され、慣性フライホイール４に固定されたプーリ１７に架け渡されたベルト１６によって駆動される。
【００１９】
発電機１１．５もウエハ状の発電機であり、そのロータはギヤボックス６の入力軸に固定され、スタータは、ギヤボックス６に固定されている。
【００２０】
発電機１１．６は、第１の軸７に支えられたピニオン１９と噛み合うピニオン１８によって駆動される。発電機１１．７は、第２の軸８に支えられたピニオン２１と噛み合うピニオン２０によって駆動される。発電機１１．８は、軸９と噛み合うピニオン２２によって駆動される。発電機１１．９は、車輪軸上に載置され、発電機１１．１０は、車輪と一体化されている。
【００２１】
図２に示す本発明の実施形態によると、１以上の発電機１１が、高圧バッテリ２４と、低圧バッテリ２６に接続された直流−直流可逆コンバータ２５とに、公知の要領で接続されたダイオードブリッジ２３を備える電力系統に接続されている。この電力系統は、さらに図示しない制御装置を備えており、この系統に接続される装置から送られる指示に応じて、系統を機能させることができる。
【００２２】
本発明によると、１つ以上の発電機１１は、ランプ２７、オーディオ２８、ワイパ２９、スタータ３５、座席暖房３０等の従来から電動の装置だけでなく、従来から機械的に駆動されている可動部材を備える装置、特にウォータポンプ３１、パワーステアリング３２、車内冷房装置に一体化されたコンプレッサ３３、また望ましくは、電磁弁駆動部３４等の外部装置にも電力供給している。
【００２３】
装置の数は、図示されている数に限定されるものではなく、高圧で電力供給される系統の一部として、あるいは低圧で電力供給される系統の一部として、さらに装置を追加することも可能である。
【００２４】
１以上の発電機１１の位置は、エンジン・トランスミッション組立体を小型化できるように選択されることが望ましい。特に、本発明では、図１において、発電機１１．１は、エンジンブロックに対して突出するように延出するクランクシャフト２の一端に固定されたプーリ１３によって駆動されるが、プーリ１３を省略できるよう、クランクシャフトの下流の動力伝達経路のある地点に配置するのが望ましい。
【００２５】
また、１以上の発電機は、慣性フライホイール４、ギヤボックスの第１の軸７、あるいは慣性フライホイールと第１の軸との中間点に接続され、停車時であっても、エンジンを始動させるとすぐに、発電機の駆動を有効利用できることが望ましい。この点で、本発明に係るシステムは、エンジンブロックを小型化できるだけではなく、エンジンの回転速度に関わらず最適な速度で装置を機能させることができる。これにより、個々の装置の効率を向上させ、その寸法を小さく抑えることができる。
【００２６】
さらに、個々の装置への電源供給によって、これらの装置を、その機能的に、あるいはその冷却要件を考慮して、最適な位置に配置することができる。したがって、通常、ボンネット下の温度上昇に起因する劣化の危険性を最小限に抑えることができる。
【００２７】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなく、設計変更を加えることが可能である。
【００２８】
以上本発明を、図１に示す複数の発電機を例に説明したが、状況によっては、その内のいくつかのみに適用することが可能である。
【００２９】
特に、本発明を図２に示す複数の発電機を例に説明し、これによって、自動車の動作状況に応じて制御される、様々な位置に配置される小型の発動機を実現可能であるが、より高い全体効率を有用する１つの発電機のみを使用することも可能である。
【００３０】
以上本発明を、弁が電磁駆動部によって制御されるエンジンとの関連で説明したが、本発明に係るシステムを、弁がカムシャフトによって、従来の方式で制御されるエンジンに適用することも可能である。これにより、配電路によるカムシャフトの駆動によってエンジンを小型化することができる。
【００３１】
発電機の位置は、上記の配置例に限定されるものではなく、またこれらの発電機の駆動手段についても、上記の例に限定されるものではない。さらに、各発電機のそれぞれの位置に応じた可変駆動率を適用することができ、その駆動率は、個別的にあるいは連続的に可変である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】機械動力伝達経路に接続されたエンジンに対して、発電機を配置可能な位置を示す概略図である。
【図２】本発明に係るシステムに関連する電力系統の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  熱機関（エンジン）
７  ギヤボックス
１１  発電機
２４  高圧バッテリ
２５  直流−直流コンバータ
２６  低圧バッテリ
２７  ランプ
２８  オーディオ
２９  ワイパ
３０  座席暖房
３１  ウォータポンプ
３２  パワーステアリング
３３  コンプレッサ駆動部
３４  弁駆動部
３５  スタータ
【図１】
2009508058.tif 000003
【図２】
2009508058.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月13日(2008.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械動力伝達経路（３）が接続されるクランクシャフト（２）を備える熱機関（１）と連動する発電機により、各種装置および用品を駆動するシステムであって、発電機のみが、熱機関によって生成される機械力に機械的に接続されていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
１以上の発電機によって電力供給される電力網を備え、当該装置および部材の内、機械的駆動をおこなう装置および部材は、この電力網によって電力供給されるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
電力網は、１以上の発電機に接続され装置および部材が設けられた高圧網と、装置および部材が設けられた低圧網とを備え、低圧網と高圧網とは、電圧コンバータ（２５）によって接続されていることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
１以上の発電機（１１）は、クランクシャフト（２）の下流に位置する動力伝達経路（３）のある地点に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
動力伝達経路（３）は、第１の軸（７）を備えるギヤボックス（６）と連動する慣性フライホイール（４）を備え、１以上の発電機は、慣性フライホイール（４）、第１の軸（７）、または慣性フライホイール（４）と第１の軸（７）との中間点に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
熱機関（１）は、電力系統に接続された電磁弁駆動部（３４）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも１つの発電機（１１．２）は、可変比率駆動手段（３６）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
自動車の熱機関（１）と連動する発電機（１１）であって、熱機関は、機械動力伝達経路（３）が接続されるクランクシャフト（２）を備え、発電機は、熱機関によって生成される機械力に機械的に接続され、発電機は、当該装置および用品の内、機械的駆動をおこなう各種装置および用品に電力供給可能であることを特徴とする発電機（１１）。
【請求項９】
発電機（１１）は、低圧網と高圧網とを備える電力網に電力供給し、低圧網と高圧網とは、電圧コンバータ（２５）によって接続されていることを特徴とする、請求項８に記載の発電機（１１）。
【請求項１０】
請求項８に記載の発電機を備える電力網であって、高圧網には、発電機が接続され装置および用品が設けられ、低圧網には、装置および用品が設けられ、低圧網と高圧網とは、電圧コンバータ（２５）によって接続されていることを特徴とする電力網。
【国際調査報告】
2009508058.tif 000005
2009508058.tif 000006
2009508058.tif 000007
2009508058.tif 000008