(57)【要約】【課題】補機を駆動する専用の電動機や、その電動機に電力を供給する回路を不要とし、レイアウトの自由度を向上することができると共に、コストダウンを図ることができるハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及びハイブリッドシステムの動力伝達方法を提供する。【解決手段】エンジン１０と電動発電機２１を有するハイブリッドシステム２において、エンジン１０のクランク軸１５にＣＶＴ（電動発電機用動力伝達機構）１６を設け、ＣＶＴ１６に電動発電機２１を連結すると共に、電動発電機２１の駆動軸２１ａにエアコンプレッサ（補機）２７を連結して構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動発電機を有するハイブリッドシステムにおいて、前記内燃機関のクランク軸に電動発電機用動力伝達機構を設け、該電動発電機用動力伝達機構に前記電動発電機を連結すると共に、
前記電動発電機の駆動軸に補機を連結することを特徴とするハイブリッドシステム。
【請求項２】
前記電動発電機の前記駆動軸に補機用動力伝達機構を設け、該補機用動力伝達機構を介して前記電動発電機の前記駆動軸と前記補機の補機用駆動軸を連結することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
【請求項３】
前記電動発電機の前記駆動軸に、前記補機の補機用駆動軸を直結することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
【請求項４】
前記電動発電機と前記補機との間に補機用動力断接装置を設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッドシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッドシステムを搭載することを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドシステムとハイブリッド車両に関し、より詳細には、エアコンプレッサなどの補機を内燃機関、又は走行をアシストする電動発電機により駆動することができるハイブリッドシステムとハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されているエアコンプレッサなどの補機を電動駆動する場合には、専用の電動モータを設ける必要があると共に、その電動モータを駆動するための４８Ｖ以上の高電圧回路を設ける必要がある。
【０００３】
これに関して、エンジンとバッテリにより駆動されるモータ部の２つの駆動源を選択し、電磁クラッチを介して圧縮部の回転軸を駆動するとき、電磁クラッチをオンすることによりエンジンからの動力を回転にともなってモータ部のロータを連れ回りさせてバッテリに充電し、電磁クラッチをオフすることによりバッテリから給電されたモータ部が回転されるように構成された装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、この装置でも、エアコンプレッサを電動駆動する専用の電動モータが必要であり、また、その電動モータを駆動するための４８Ｖ以上の高電圧回路が必要となるため、コストが高くなる。また、電動モータと高圧回路を設けるため、装置が大型化及び複雑化するので、レイアウトが限られてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−８７６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その課題は、補機を駆動する専用の電動機や、その電動機に電力を供給する回路を不要とし、レイアウトの自由度を向上することができると共に、コストダウンを図ることができるハイブリッドシステムとハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための本発明のハイブリッドシステムは、内燃機関と電動発電機を有するハイブリッドシステムにおいて、前記内燃機関のクランク軸に電動発電機用動力伝達機構を設け、該電動発電機用動力伝達機構に前記電動発電機を連結すると共に、前記電動発電機の駆動軸に補機を連結するように構成される。
【０００８】
なお、ここでいう補機とは、補機を駆動するための電動機、室内用のエアコンプレッサ、冷凍室用のエアコンプレッサ、パワーステアリングポンプ、ウォータポンプ、及びバキュームポンプなどの補機用駆動軸を回転することで駆動するもののことをいう。
【０００９】
この構成によれば、補機を内燃機関と電動発電機のそれぞれで駆動することができるので、補機を駆動させるために、専用の電動機やその電動機に電力を供給するための回路を不要とすることができる。これにより、電気回路の引き回しが不要になることで、レイアウトの自由度が増して、車両への搭載性を向上することができると共に、既存のハイブリッド車両にも搭載することができる。また、専用の電動機や高圧回路が不要になることで、コストダウンを図ることができる。
【００１０】
また、クランク軸と電動発電機との間の動力の伝達する電動発電機用動力伝達機構に無段変速機構を用いた場合には、内燃機関のクランク軸の回転数の変動に依存することなく、電動発電機の回転数を電動発電機の発電又は駆動に適した回転数に、及び補機の回転数を駆動に適した回転数に制御することができる。
【００１１】
そのため、電動発電機における回転数と補機の回転数の使用回転域が限定されることにより、電気的特性の効率が高い状態で電動発電機を、駆動効率の高い状態で補機を使用することが可能となり、エネルギー効率を高めることができる。
【００１２】
特に、補機が、補機を電気駆動した場合に４８Ｖ以上の高電圧を必要とする高電圧補機である場合に効果的であり、負荷の高い補機、例えば、室内用のエアコンプレッサや冷凍室用のエアコンプレッサを、内燃機関と電動発電機のそれぞれで駆動することができるので、専用の電動機や高電圧回路を不要とすることができる。
【００１３】
また、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記電動発電機の前記駆動軸に補機用動力伝達機構を設け、該補機用動力伝達機構を介して前記電動発電機の前記駆動軸と前記補機の補機用駆動軸を連結するように構成されると、電動発電機の効率の良い回転数と、補機の効率の良い回転数との間に差がある場合でも、補機用動力伝達機構の回転比を調節することで、電動発電機と補機の両方を高効率で駆動することができる。
【００１４】
あるいは、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記電動発電機の前記駆動軸に、前記補機の補機用駆動軸を直結するように構成されると、電動発電機の駆動軸と、補機の補機用駆動軸とが同軸上に配置されることで、駆動ロスを低減して、エネルギー効率を高めることができる。
【００１５】
加えて、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記電動発電機と前記補機との間に補機用動力断接装置を設けて構成されると、電動発電機のアシスト中に補機との間の動力伝達を行わないようにしたり、補機の非作動時に補機との間の動力伝達を行わないようにしたりして、補機によるフリクションを低減することができる。
【００１６】
なお、上記の構成に加えて、クランク軸と電動発電機との間にクランク軸用動力断接装置を設けることが望ましい。この構成によれば、アイドルストップなどの内燃機関の停止時には、クランク軸用動力断接装置を断状態にすると共に、電動発電機を力行駆動することで、電動発電機で補機を駆動することができる。
【００１７】
そして、上記の課題を解決するための本発明のハイブリッド車両は、上記のハイブリッドシステムを搭載して構成される。この構成によれば、補機類を含めたハイブリッドシステムを自由なレイアウトで搭載することができると共に、コストダウンを図ることができるハイブリッド車両を提供することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、補機を内燃機関と電動発電機のそれぞれで駆動することができるので、補機を駆動させるために、専用の電動機やその電動機に電力を供給するための回路を不要として、レイアウトの自由度を向上することができると共に、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る第一の実施の形態のハイブリッドシステム及びハイブリッド車両の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る第二の実施の形態のハイブリッドシステム及びハイブリッド車両の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステムとハイブリッド車両について説明する。なお、以下の実施の形態では、４８Ｖ以上の電圧を高電圧、４８Ｖよりも低い電圧を低電圧と区別することとする。また、電動発電機用動力伝達機構として、エンジン（内燃機関）のクランク軸にＣＶＴ（無段変速機構：レシオ可変機構）を設けた構成を例に説明するが、本発明はこれに限定されずに、エンジンのクランク軸と電動発電機との間で動力を伝達させる機構であればよい。例えば、クランク軸と電動発電機の駆動軸のそれぞれに固定プーリーを設け、それらの固定プーリーに無端状のベルト又はチェーンを掛けた機構にも適用することができる。
【００２１】
図１及び図２に示すように、第一及び第二の実施の形態のハイブリッドシステム２、２Ａは、エンジン（内燃機関）１０と電動発電機（Ｍ／Ｇ）２１を有するハイブリッドシステムである。なお、ここでは、このハイブリッドシステム２、２Ａはハイブリッド車両（ＨＥＶ：以下車両とする）１、１Ａに搭載されているものとして説明するが、必ずしも、車両に搭載されるものに限定されない。
【００２２】
図１の例に示すように、第一の実施の形態のハイブリッドシステム２のエンジン１０は、エンジン本体（ＥＮＧ）１１と排気通路１２とターボ過給器１３と、排気通路１２に設けられた排気ガス浄化装置（後処理装置）１４を備えている。この排気ガス浄化装置１４により、エンジン１０から排出される排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（微粒子状物質）等を浄化処理している。この浄化処理された排気ガスは、マフラー（図示しない）等を経由して大気中に放出される。
【００２３】
このエンジン１０のクランク軸１５に直結してＣＶＴ（電動発電機用動力伝達機構）１６を設け、このＣＶＴ１６に電動発電機２１を連結する。つまり、エンジン１０のクランク軸１５にＣＶＴ１６の電動発電機用第１プーリー１６ａを設けると共に、電動発電機２１にＣＶＴ１６の電動発電機用第２プーリー１６ｂを設けて構成し、電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用第２プーリー１６ｂを介してクランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行うように構成する。
【００２４】
この電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用第２プーリー１６ｂとの間には無端状のベルト又はチェーン（電動発電機用動力伝達部材）１６ｃが掛けられており、クランク軸１５から電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用動力伝達部材１６ｃと電動発電機用第２プーリー１６ｂを経由して電動発電機２１に、また逆に、電動発電機２１から電動発電機用第２プーリー１６ｂと電動発電機用動力伝達部材１６ｃと電動発電機用第１プーリー１６ａを経由してクランク軸１５に、動力が伝達される。
【００２５】
このＣＶＴ１６では、２個一組の電動発電機用第１プーリー１６ａと電動発電機用第２プーリー１６ｂにＶ字形状の電動発電機用動力伝達部材１６ｃをかけ、個々のプーリー１６ａ、１６ｂの幅を変えることにより、プーリー１６ａ、１６ｂと電動発電機用動力伝達部材１６ｃの接する位置を変えるようにしており、電動発電機用動力伝達部材１６ｃの接する位置の直径が内側になれば小さくなり、逆に外側になれば大きくなるように構成されている。そして、電子制御による油圧又は電動機構（図示しない）で２個のプーリー１６ａ、１６ｂの幅の拡縮が互いに逆になるように変化させる制御をすることにより、電動発電機用動力伝達部材１６ｃをたるませることなく、変速を連続的に行うことができる。
【００２６】
このＣＶＴ１６を、エンジン１０において、クランク軸１５の一方に変速機３１が接続されており、クランク軸１５の他方にＣＶＴ１６が接続されているように構成すると、ＣＶＴ１６が、エンジン１０に関して、変速機３１とは反対側のクランク軸１５に設けられていることになる。これにより、エンジン１０と変速機３１の間にＣＶＴ１６を設ける必要がなくなる。そのため、ハイブリッドシステムを考慮していない、既存のエンジンと変速機との組み合わせ（パワートレイン）に対しても、電動発電機を容易に設けることができ、ハイブリッドシステムを搭載できるパワートレインの種類を拡大することが容易にできる。
【００２７】
また、クランク軸１５と電動発電機用第１プーリー１６ａとの間に、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力の伝達を断接するクランク軸用クラッチ１７（クランク軸用動力断接装置）を設けて構成する。
【００２８】
このクランク軸用クラッチ１７はハイブリッドシステム用制御装置４１により制御される。このクランク軸用クラッチ１７は、エンジン１０のクランク軸１５の動力で電動発電機２１を発電する場合や電動発電機２１の駆動力でエンジン１０の駆動力をアシストする場合には、接状態にして、クランク軸１５と電動発電機２１の間での動力の伝達を行う。
【００２９】
尚、エンジン１０の搭載方式によっては、エンジン本体１１から車輪３５までの動力の伝達経路は異なってもよい。
【００３０】
一方、電動発電機２１での発電が不要な場合にはクランク軸用クラッチ１７を断状態にして、エンジン１０と電動発電機２１間の動力伝達を切る。これにより、エンジン１０のクランク軸１５に電動発電機２１側及びＣＶＴ１６側のフリクションが加わることを回避することができるので、燃費を向上することができる。
【００３１】
そして、電力システム２０の一部である電動発電機２１は、発電機として、エンジン１０の駆動力を受けて発電をしたり、又は、車両１のブレーキ力等の回生力発生による回生発電をしたり、モータとして駆動して、その駆動力をエンジン１０のクランク軸１５に伝達して、エンジン１０の駆動力をアシストしたりする。
【００３２】
なお、発電して得た電力は、配線２２を経由してインバータ（ＩＮＶ）２３で変換して第１バッテリ（充電器：Ｂ１）２４Ａに充電される。また、電動発電機２１を駆動するときは、第１バッテリ２４Ａに充電された電力をインバータ２３で変換して電動発電機２１に供給する。
【００３３】
図１の構成では、更に、ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＣＯＮ）２５と第２バッテリ（Ｂ２）２４Ｂを第１バッテリ２４Ａに直列に設けて、第１バッテリ２４Ａの、例えば、一般的な１２Ｖや２４Ｖ以上の高い電圧の電力を、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５で、例えば、１２Ｖに電圧降下させて、第２バッテリ２４Ｂに充電して、この第２バッテリ２４Ｂから補機の冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃ等に電力を供給するように構成している。
【００３４】
このハイブリッドシステム２を搭載したハイブリッド車両（以下車両）１においては、エンジン１０の動力は、動力伝達システム３０の変速機（トランスミッション）３１に伝達され、更に、変速機３１より推進軸（プロペラシャフト）３２を介して作動装置（デファレンシャルギア）３３に伝達され、作動装置３３より駆動軸（ドライブシャフト）３４を介して車輪３５に伝達される。これにより、エンジン１０の動力が車輪３５に伝達され、車両１が走行する。
【００３５】
一方、電動発電機２１の動力に関しては、第１バッテリ２４Ａに充電された電力がインバータ２３を介して電動発電機２１に供給され、この電力により電動発電機２１が駆動され動力を発生する。この電動発電機２１の動力は、ＣＶＴ１６を介してクランク軸１５に伝達されて、エンジン１０の動力伝達経路を伝達して、車輪３５に伝達される。
【００３６】
これにより、電動発電機２１の動力がエンジン１０の動力と共に車輪３５に伝達され、車両１が走行する。なお、回生時には、逆の経路で、車輪３５の回生力、又はエンジン１０の回生力が電動発電機２１に伝達されて、電動発電機２１で発電が可能となる。
【００３７】
また、ハイブリッドシステム用制御装置４１が設けられ、エンジン１０の回転数Ｎｅや負荷Ｑ等の運転状態や電動発電機２１の回転数Ｎｍ等の運転状態や第１バッテリ２４Ａ、第２バッテリ２４Ｂの充電量（ＳＯＣ）の状態をモニターしながら、ＣＶＴ１６や電動発電機２１、インバータ２３、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５等を制御する。このハイブリッドシステム用制御装置４１は、通常は、エンジン１０や車両１を制御する全体制御装置４０に組み込まれて構成される。この全体制御装置４０は、エンジン１０の制御では、シリンダ内燃焼やターボ過給器１３や排気ガス浄化装置１４や補機の冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、潤滑油ポンプ２６Ｃなどを制御している。
【００３８】
従来技術では、エンジンに関して、クランク軸の一方側に変速機が、他方側に補機が配置されている。つまり、冷却ファンや冷却水ポンプや潤滑油ポンプ等の補機は、変速機とは反対側に配置され、クランク軸から駆動力を得ている。一方、このハイブリッドシステム２は、冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、及び潤滑油ポンプ２６Ｃなどの補機を電動化して、クランク軸１５から直接駆動力を得ることなく、電動発電機２１で発電した電力で駆動されるように構成する。これにより、補機類のレイアウトに関して自由性が増し、更には状況に応じて補機による負荷損失のないエンジン出力を駆動力に活用できるというメリットが生じる。
【００３９】
冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、及び潤滑油ポンプ２６Ｃは、１２Ｖの低電圧で駆動可能な低電圧補機であるが、高電圧補機のエアコンプレッサ２７を電動化しようとすると４８Ｖ以上の高電圧が必要となるので、エアコンプレッサ２７を駆動するためのモータを別途備える必要があり、また、そのモータを駆動するための４８Ｖ以上の高電圧の回路が必要となる。
【００４０】
そこで、第一の実施の形態のハイブリッドシステム２は、電動発電機２１の駆動軸にエアコンプレッサ２７を連結するように構成される。詳しくは、電動発電機２１の駆動軸２１ａに補機用動力伝達機構２８を設け、その補機用動力伝達機構２８にエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａを連結して構成される。
【００４１】
つまり、電動発電機２１の駆動軸２１ａに補機用動力伝達機構２８の補機用第１プーリー２８ａを設けると共に、エアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａに補機用動力伝達機構２８の補機用第２プーリー２８ｂを設けて構成し、この補機用第１プーリー２８ａと補機用第２プーリー２８ｂとの間に掛けられた無端状のベルト又はチェーン（補機用動力伝達部材）２８ｃを介して駆動軸２１ａと補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を行うように構成する。
【００４２】
また、この補機用動力伝達機構２８の補機用第１プーリー２８ａと補機用第２プーリー２８ｂとのプーリー比を、エアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを、エアコンプレッサ２７の駆動に適した高効率回転領域Ｒｃに限定するように設定する。詳しくは、補機用動力伝達機構２８のプーリー比を、その電動発電機２１の高効率回転領域Ｒｍと、エアコンプレッサ２７の高効率回転領域Ｒｃの比に基づいて定める。
【００４３】
高効率回転領域Ｒｃは、エアコンプレッサ２７の駆動効率が高くなるように最適化された回転領域であり、エアコンプレッサ２７の容量や圧縮率などの特性によって定められる回転領域である。
【００４４】
電動発電機２１の回転数Ｎｍは、ＣＶＴ１６のプーリー比を変えることで、エンジン１０のクランク軸１５の回転数Ｎｅの変動に依存することなく、電動発電機２１の発電又は駆動に適した、つまり電気的特性の効率の高い高効率回転領域Ｒｍに限定されている。なお、電動発電機２１の高効率回転領域Ｒｍは、電動発電機２１の回生効率及び駆動効率に基づいて、それらの電気的特性の効率が高くなるように最適化された回転領域であり、電動発電機２１の最大トルクや最大馬力などの特性によって定められる回転領域である。
【００４５】
電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間に補機用動力伝達機構２８を介すことで、電動発電機２１の高効率回転領域Ｒｍと、エアコンプレッサ２７の高効率回転領域Ｒｃに差がある場合でも、補機用動力伝達機構２８のプーリー比を調節することで、電動発電機２１とエアコンプレッサ２７の両方を高効率で駆動することができる。
【００４６】
また、このハイブリッドシステム２は、第２プーリー２８ｂとエアコンプレッサ２７との間に、駆動軸２１ａと補機用駆動軸２７ａとの間の動力の伝達を断接する補機用クラッチ（補機用動力断接装置）２９を設けて構成する。
【００４７】
この補機用クラッチ２９はハイブリッドシステム用制御装置４１により制御される。この補機用クラッチ２９は、エアコンプレッサ２７を駆動する場合には、接状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａの間での動力の伝達を行う。
【００４８】
そして、この第一の実施の形態のハイブリッドシステム２の動力伝達方法は、エンジン１０のクランク軸１５に直結したＣＶＴ１６を介して、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行うと共に、電動発電機２１の駆動軸２１ａに連結したエアコンプレッサ２７との間の動力伝達を行うことを特徴とする方法である。
【００４９】
詳しくは、クランク軸１５と電動発電機２１との間に設けたクランク軸用クラッチ１７により、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行う場合は、エンジン１０によりエアコンプレッサ２７を駆動し、クランク軸用クラッチ１７により、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行わない場合は、電動発電機２１によりエアコンプレッサ２７を駆動する。
【００５０】
エンジン１０の駆動中に、エアコンプレッサ２７を駆動する場合は、クランク軸用クラッチ１７を接状態にして、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行うと共に、補機用クラッチ２９を接状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を行う。これにより、エンジン１０の駆動力によって、エアコンプレッサ２７を駆動する。
【００５１】
このとき、電動発電機２１が駆動されている場合には、電動発電機２１の回転数Ｎｍを高効率回転領域Ｒｍに限定するように、ＣＶＴ１６のプーリー比を可変する。電動発電機２１の回転数Ｎｍを高効率回転領域Ｒｍに限定すると、補機用動力伝達機構２８のプーリー比により、エアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを高効率回転領域Ｒｃに限定することができる。
【００５２】
一方、電動発電機２１が駆動されていない場合には、エアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを高効率回転領域Ｒｃに限定するように、ＣＶＴ１６のプーリー比を可変する。
【００５３】
アイドルストップ時などのエンジン１０の停止中に、エアコンプレッサ２７を駆動する場合は、クランク軸用クラッチ１７を断状態にして、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を終了する。そして、電動発電機２１を力行駆動すると共に、補機用クラッチ２９を接状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を行う。これにより、電動発電機２１の駆動力によって、エアコンプレッサ２７を駆動する。
【００５４】
このとき、電動発電機２１の回転数Ｎｍを高効率回転領域Ｒｍに限定するように、電動発電機２１を駆動すると、補機用動力伝達機構２８のプーリー比により、エアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを高効率回転領域Ｒｃに限定することができる。
【００５５】
また、エンジン１０の停止中に、第１バッテリ２４Ａの電力が無くなり、電動発電機２１を駆動できなくなった場合は、エンジン１０を始動すると共に、クランク軸用クラッチ１７を接状態にして、エンジン１０の駆動力によりエアコンプレッサ２７を駆動する。
【００５６】
電動発電機２１のアシスト中や、エアコンプレッサ２７を停止する場合は、補機用クラッチ２９を断状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を終了する。これにより、エンジン１０や電動発電機２１のフリクションを低減することができる。
【００５７】
次に、第二の実施の形態のハイブリッドシステム及びハイブリッド車両について説明する。図２に示すように、この第二の実施の形態のハイブリッドシステム２Ａ、及びハイブリッド車両１Ａは、電動発電機２１の駆動軸２１ａに、エアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａを直結して構成する。
【００５８】
詳しくは、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａを同軸上に配置すると共に、その間に補機用クラッチ（補機用動力断接装置）２９Ａを設けて構成する。つまり、第一の実施の形態の補機用動力伝達機構２８を介さずに、エアコンプレッサ２７を直接駆動するように構成する。
【００５９】
電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとを直結することで、電動発電機２１の駆動軸２１ａからの駆動力がエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａに直接伝達されるので、エネルギー効率を高めることができる。
【００６０】
この第二の実施の形態では、電動発電機２１の高効率回転領域Ｒｍとエアコンプレッサ２７の高効率回転領域Ｒｃが同じになるように構成されることが望ましい。
【００６１】
エンジン１０の駆動中に、エアコンプレッサ２７を駆動する場合は、クランク軸用クラッチ１７を接状態にして、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を行うと共に、補機用クラッチ２９Ａを接状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を行う。これにより、エンジン１０の駆動力によって、エアコンプレッサ２７を駆動する。
【００６２】
このとき、電動発電機２１が駆動されている場合には、電動発電機２１の回転数Ｎｍを高効率回転領域Ｒｍに限定するように、ＣＶＴ１６のプーリー比を可変する。電動発電機２１の高効率回転領域Ｒｍとエアコンプレッサ２７の高効率回転領域Ｒｃが同じになるように構成されることで、エアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを高効率回転領域Ｒｃに限定
することができる。
【００６３】
一方、電動発電機２１が駆動されていない場合には、エアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを高効率回転領域Ｒｃに限定するように、ＣＶＴ１６のプーリー比を可変する。
【００６４】
アイドルストップ時などのエンジン１０の停止中に、エアコンプレッサ２７を駆動する場合は、クランク軸用クラッチ１７を断状態にして、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を終了する。そして、電動発電機２１を力行駆動すると共に、補機用クラッチ２９Ａを接状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を行う。これにより、電動発電機２１の駆動力によって、エアコンプレッサ２７を駆動する。
【００６５】
このとき、電動発電機２１の回転数Ｎｍを高効率回転領域Ｒｍに限定するように、電動発電機２１を駆動すると、エアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを高効率回転領域Ｒｃに限定することができる。
【００６６】
また、エンジン１０の停止中に、第１バッテリ２４Ａの電力が無くなり、電動発電機２１を駆動できなくなった場合は、エンジン１０を始動すると共に、クランク軸用クラッチ１７を接状態にして、エンジン１０の駆動力によりエアコンプレッサ２７を駆動する。
【００６７】
電動発電機２１のアシスト中や、エアコンプレッサ２７を停止する場合は、補機用クラッチ２９Ａを断状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を終了する。これにより、エンジン１０や電動発電機２１のフリクションを低減することができる。
【００６８】
第一及び第二の実施の形態のハイブリッドシステム２、２Ａ、ハイブリッド車両１、１Ａ、及びその動力伝達方法によれば、エアコンプレッサ２７をエンジン１０と電動発電機２１のどちらか一方を選択して、駆動することができるので、エアコンプレッサ２７を駆動させるための、専用の電動機やその電動機に電力を供給するための高電圧回路を不要とすることができる。
【００６９】
高電圧回路の配線の引き回しが不要になることで、レイアウトの自由度が増して、ハイブリッドシステム２、２Ａのハイブリッド車両１、１Ａへの搭載性を向上することができると共に、既存のハイブリッド車両にも搭載することができる。また、専用の電動機や高電圧回路が不要になることで、コストダウンを図ることができる。
【００７０】
特に、本発明のハイブリッドシステム２、２Ａは、エアコンプレッサ２７などの電動化した際に、４８Ｖ以上の高電圧の電力の供給が必要な高電圧補機を、エンジン１０と電動発電機２１のそれぞれで駆動するように構成することで、より効果的である。
【００７１】
また、この実施の形態のように電動発電機用動力伝達機構としてＣＶＴ１６を用いた場合には、エンジン１０のクランク軸１５の動力をＣＶＴ１６を介して電動発電機２１に伝達するので、エンジン１０のクランク軸１５の回転数Ｎｅの変動に依存することなく、電動発電機２１の回転数Ｎｍを電動発電機２１の発電又は駆動に適した回転数に、及びエアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを駆動に適した回転数に制御することができる。
【００７２】
そのため、電動発電機２１における回転数Ｎｍとエアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃの使用回転域が限定されることにより、電気的特性の効率が高い状態で電動発電機２１を、駆動効率の高い状態でエアコンプレッサ２７をそれぞれ使用することが可能となり、エネルギー効率を高めることができる。
【００７３】
加えて、クランク軸用クラッチ１７を設けることで、アイドルストップ時などのエンジン１０の停止中にも、電動発電機２１を力行駆動することで、エアコンプレッサ２７を駆動することができ、運転室内を快適な状態に保つことができる。
【００７４】
更に、電動発電機２１のアシスト中や、エアコンプレッサ２７を使用しない場合には、補機用クラッチ２９、２９Ａを断状態にして、電動発電機２１の駆動軸２１ａとエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａとの間の動力伝達を終了することで、エンジン１０や電動発電機２１のフリクションを低減することができる。
【００７５】
なお、上記の実施の形態のハイブリッドシステム２、２Ａのエンジン１０は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンに適用することができ、その気筒数や配列は限定されない。
【００７６】
また、電動発電機２１は、一般的なスタータモータなどに用いられる高回転になるに従ってトルクが低下する直巻きＤＣモータとは異なり、力行運転により駆動力をアシストしたり、余剰な駆動力により回生運転されると、発電したりできるモータであって、ある回転までは一定のトルクを発生する誘導モータや同期モータが望ましい。
【００７７】
このような誘導モータや同期モータを電動発電機２１として用いる場合は、前述したように、ＣＶＴ１６のプーリー比を変化させることにより、電動発電機２１の回転数Ｎｍを電気的特性の効率の良い高効率回転領域Ｒｍに限定する、及びエアコンプレッサ２７の回転数Ｎｃを駆動効率のよい高効率回転領域Ｒｃに限定することで、常に電動発電機２１の駆動効率や回生効率を、及びエアコンプレッサ２７の駆動効率を向上することができる。
【００７８】
加えて、上記の実施の形態では、補機としてエアコンプレッサ２７を駆動する構成を例に説明したが、本発明はこれに限定されずに、例えば、冷凍車のコンプレッサなどを駆動する構成とすることもできる。また、エアコンプレッサ２７や冷凍車のコンプレッサなどの高電圧補機に限らずに、低電圧補機の冷却ファン２６Ａ、冷却水ポンプ２６Ｂ、及び潤滑油ポンプ２６Ｃを駆動する電動機を駆動する構成としてもよい。
【００７９】
加えて、上記のハイブリッドシステム２、２Ａは、電動発電機２１に別の電動発電機を直列に配置して、電動発電機を複数設けるように構成することができる。複数の電動発電機を設けることで、設計の自由度が増加するので、多様な仕様に対応することができる。また、標準仕様で電動発電機２１の１個にした場合でも、オプションとして容易に、後から別の電動発電機を追加できるので、基本レイアウトを同一とすることができ、部品点数、重量、コストを削減することができる。
【００８０】
その場合は、複数の電動発電機の間に動力断接装置を設け、その動力断接装置と別の電動発電機との間に補機用動力伝達機構２８を設ける、あるいはまた、複数の電動発電機の間に動力断接装置を設け、別の電動発電機の駆動軸にエアコンプレッサ２７の補機用駆動軸２７ａを直結するようにすると、電動発電機２１でアシストしながら、別の電動発電機でエアコンプレッサ２７を駆動することができる。
【００８１】
更に、クランク軸用クラッチ１７は、エンジン１０のクランク軸１５と、電動発電機２１の駆動軸とを切り離すことが可能な装置であればよく、例えば、摩擦式クラッチ、電磁式クラッチ（パウダークラッチ）の他に、流体継手などを用いることができる。このクランク軸用クラッチ１７は、変速機３１に設けられ、エンジン１０と変速機３１との間の動力伝達を断接するクラッチとは別に設けられたものである。
【００８２】
このクランク軸用クラッチ１７は、上記の実施の形態では、エンジン１０とＣＶＴ１６との間に設けられたが、本発明はこれに限定されずに、例えば、ＣＶＴ１６と電動発電機２１との間に設けることもできる。クランク軸用クラッチ１７を、エンジン１０とＣＶＴ１６との間に設けると、クランク軸１５と電動発電機２１との間の動力伝達を切断したときに、エンジン１０にＣＶＴ１６側のフリクションが加わることを回避できる。一方、ＣＶＴ１６と電動発電機２１との間に設けると、電動発電機２１でエアコンプレッサ２７を駆動する場合にフリクションを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のハイブリッドシステム及びハイブリッドシステムの動力伝達方法は、補機を内燃機関と電動発電機のそれぞれで駆動することができるので、補機を駆動させるために、専用の電動機やその電動機に電力を供給するための回路を不要として、レイアウトの自由度を向上することができると共に、コストダウンを図ることができるので、特に、電動化した場合に高電圧を必要とする補機を備えたハイブリット車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１、１Ａ  車両（ハイブリッド車両：ＨＥＶ）
２、２Ａ  ハイブリッドシステム
１０  エンジン（内燃機関）
１１  エンジン本体
１２  排気通路
１３  ターボ過給器
１４  排気ガス浄化装置
１５  クランク軸
１６  ＣＶＴ（無段変速機構：電動発電機用動力伝達機構）
１７  クランク軸用クラッチ（クランク軸用動力断接装置）
２０  電力システム
２１  電動発電機（Ｍ/Ｇ）
２２  配線
２３  インバータ（ＩＮＶ）
２４Ａ  第１バッテリ（Ｂ）
２４Ｂ  第２バッテリ（Ｂ）
２５  ＤＣ−ＤＣコンバータ（ＣＯＮ）
２６Ａ  冷却ファン（補機）
２６Ｂ  冷却水ポンプ（補機）
２６Ｃ  潤滑油ポンプ（補機）
２７  エアコンプレッサ（補機）
２８  補機用動力伝達機構
２９  補機用クラッチ（補機用動力断接装置）
３０  動力伝達システム
３１  変速機（トランスミッション）
３２  推進軸（プロペラシャフト）
３３  差動装置（デファレンシャルギア）
３４  駆動軸（ドライブシャフト）
３５  車輪
４０  全体制御装置
４１  ハイブリッドシステム用制御装置
【図１】
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【図２】
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