(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に始動用動力を供給する第１の回転電機及び第２の回転電機と、
これら回転電機にそれぞれ接続され前記内燃機関に前記始動用動力を伝達する第１の回転電機用プーリ及び第２の回転電機用プーリと、
前記始動用動力を前記内燃機関に伝達するとともに内燃機関の回転動力を補機に伝達する内燃機関用プーリと、
この内燃機関用プーリからの動力で回転して前記補機を駆動する補機用プーリと、
オートテンショナプーリを押圧するオートテンショナと、
前記内燃機関用プーリ、前記第１の回転電機用プーリ、前記第２の回転電機用プーリ、前記オートテンショナプーリ及び前記補機用プーリに連続して巻き掛けされたベルトと
を備えたベルト伝動装置において
前記内燃機関用プーリから前記ベルトの移動方向に向かって、前記第１の回転電機用プーリ、前記第２の回転電機用プーリ、前記オートテンショナプーリ、及び前記補記用プーリの順にそれぞれが配置されて前記ベルトは駆動されることを特徴とする
ベルト伝動装置。
【請求項２】
前記第１の回転電機と前記第２の回転電機とは、それぞれ回転数・トルク特性が異なる請求項１に記載のベルト伝動装置。
【請求項３】
前記内燃機関は車両用内燃機関である請求項１または請求項２に記載のベルト伝動装置。
【請求項４】
前記第１の回転電機及び前記第２の回転電機は、始動電動機である請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のベルト伝動装置。
【請求項５】
前記第１の回転電機及び前記第２の回転電機は、電動発電機である請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のベルト伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の始動時、及び内燃機関による補機駆動時の回転力をベルトを用いて伝動するベルト伝動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−１４１４５号公報には、内燃機関のクランク軸に取り付けられたクランクプーリと、内燃機関の周辺に配された各補機にそれぞれ取り付けられたプーリと、始動電動機に取り付けられたプーリとをベルトで連結して、始動電動機によりベルトを介して内燃機関を始動させるとともに、内燃機関始動後は内燃機関によってベルトを介して各補機を駆動するベルト伝動装置が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
始動電動機によりベルトを介して内燃機関を始動する時には、始動電動機のプーリで大きな回転力を伝達しなければならないので、ベルトスリップが発生し易く、それを回避するためにはベルトに高い張力を掛ける必要がある。そのため、内燃機関始動後も必要以上に大きいベルト張力が継続して掛かるので、ベルトの寿命が著しく低下するという問題点があった。
また、その大きなベルト張力が他の補機に取り付けられたプーリに加わり、補機の軸及び軸受、その支持構造の強度増を招き、補機の大型化、高コスト化を招くという問題点もあった。
さらに、始動時の大きな伝達トルクに合わせて、ベルトスリップの発生を低下させるためにベルト幅を大きくした場合には、それに伴って、クランクプーリ、各補機のプーリ、固定テンショナのプーリ、オートテンショナのプーリの幅も大きくなり、ベルト伝動装置の装着スペースの増大化、あるいは装着困難等の問題点もあった。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、ベルトスリップの発生を低減できるとともに、ベルトの寿命が延び、また小型化及び低コスト化を図ることができるベルト伝動装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るベルト伝動装置は、内燃機関に始動用動力を供給する第１の回転電機及び第２の回転電機と、これら回転電機にそれぞれ接続され前記内燃機関に前記始動用動力を伝達する第１の回転電機用プーリ及び第２の回転電機用プーリと、前記始動用動力を前記内燃機関に伝達するとともに内燃機関の回転動力を補機に伝達する内燃機関用プーリと、この内燃機関用プーリからの動力で回転して前記補機を駆動する補機用プーリと、オートテンショナプーリを押圧するオートテンショナと、前記内燃機関用プーリ、前記第１の回転電機用プーリ、前記第２の回転電機用プーリ、前記オートテンショナプーリ及び前記補機用プーリに連続して巻き掛けされたベルトとを備えたベルト伝動装置において前記内燃機関用プーリから前記ベルトの移動方向に向かって、前記第１の回転電機用プーリ、前記第２の回転電機用プーリ、前記オートテンショナプーリ、及び前記補記用プーリの順にそれぞれが配置されて前記ベルトは駆動されるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の車両用ベルト伝動装置の平面図、図２は図１の各プーリにおけるベルト張力の値を示す図、図３は図１の２台の始動電動機のそれぞれの回転数・トルク特性とその合成トルク特性を示す図である。
このベルト伝動装置は、内燃機関１のクランク軸に取り付けられた内燃機関用プーリであるクランクプーリ２と、第１の補機（図示せず）、第２の補機（図示せず）に取り付けられた補機用プーリ３，４と、固定テンショナプーリ５，６と、オートテンショナプーリ７と、第１の回転電機用プーリである第１の始動電動機用プーリ８と、第２の回転電機用プーリである第２の始動電動機用プーリ９と、図１においてクランクプーリ２から反時計回りに、固定テンショナプーリ５、補機用プーリ３，４、オートテンショナプーリ７、第２の始動電動機用プーリ９、固定テンショナプーリ６及び第１の始動電動機用プーリ８の順に巻き掛けられた１本のベルト１０とを備えている。
【０００７】
固定テンショナプーリ５，６は、クランクプーリ２、補機用プーリ３、第１の始動電動機用プーリ８、第２の始動電動機用プーリ９に掛かるベルト１０のベルト巻き角を大きくしてベルトスリップが発生しないようにしている。
オートテンショナ（図示せず）は、同様にオートテンショナプーリ７を用いて補機用プーリ４、第２の始動電動機用プーリ９のベルト巻き角を大きくすると共に ベルト１０の張力を予め設定した一定張力に維持する働きがある。
クランクプーリ２、第１の始動電動機用プーリ８、第２の始動電動機用プーリ９の外周に示した矢印Ａの方向は、それぞれのプーリ２，８，９の回転方向を示している。
【０００８】
次に、上記構成の車両用ベルト伝動装置の動作について説明する。
図１において、内燃機関１が停止した状態から内燃機関１を始動させる時、第１の回転電機である第１の始動電動機１０８及び第２の回転電機である第２の始動電動機１０９によって、第１の始動電動機用プーリ８及び第２の始動電動機用プーリ９が矢印Ａの方向に回転させられる。この回転動力がベルト１０を介してクランクプーリ２に伝達され、クランクプーリ２が回転して内燃機関１が始動する。
内燃機関１の始動後は内燃機関１の回転動力がクランクプーリ２、ベルト１０を介して補機用プーリ３，４を回転させ、第１の補機、第２の補機を駆動する。
【０００９】
なお、外部信号である内燃機関回転数信号、内燃機関始動信号、車速信号等はＣＰＵ１００に伝えられ、ＣＰＵ１００で信号処理、演算処理される。処理された制御信号が、第１のインバータ１０１、第２のインバータ１０２を介して出力軸に第１の始動電動機用プーリ８が固定された第１の始動電動機１０８、及び出力軸に第２の始動電動機用プーリ９が固定された第２の始動電動機１０９に伝えられて、第１の始動電動機１０８及び第２の始動電動機１０９は駆動制御される。
【００１０】
図２において、Ｔａは第１の始動電動機用プーリ８のベルト張り側と緩み側の張力差、Ｔｂは第２の始動電動機用プーリ９のベルト張り側と緩み側の張力差である。
Ｔｃは第１の始動電動機用プーリ８及び第２の始動電動機用プーリ９で第１の補機、第２の補機及び内燃機関１を始動駆動するのに必要な、ベルト張り側（クランクプーリ２と第１の始動電動機用プーリ８との間のベルト１０の領域Ｂ）とベルト緩み側（補機用プーリ４と第２の始動電動機用プーリ９との間のベルト１０の領域Ｃ）との張力差である。
【００１１】
第１の補機、第２の補機及び内燃機関１を始動駆動するには、ベルト張力差Ｔｃが必要である。この図からも分かるように、この実施の形態では、この張力差Ｔｃを得るに当たっては、第１の始動電動機１０８及び第２の始動電動機１０９によって分担し合っているので、第１の始動電動機用プーリ８及び第２の始動電動機用プーリ９のそれぞれのベルト張り側とベルト緩み側との張力差Ｔａ，Ｔｂが小さくてすむ。
従って、第１の始動電動機用プーリ８、第２の始動電動機用プーリ９においてベルトスリップが発生しにくくなり、ベルト１０の幅を必要以上に大きくする必要性は無く、オートテンショナによってベルト１０の張力を大きくする必要性も無い。
【００１２】
このため、必要以上に大きいベルト張力を掛けることによるベルト１０の寿命の低下を防止でき、また補機の軸及び軸受、その支持構造の強度増による補機の大型化、高コスト化も防止できる。
【００１３】
また、図３に示すように、第１の始動電動機１０８の回転数・トルク特性は低速トルク重視形であり、第２の始動電動機１０９の回転数・トルク特性は高速トルク重視形である。そして、これらのトルク特性を合成した点線で示した合成トルクから分かるように、内燃機関１及び補機の始動用動力は、低速域でも高トルクが得られるとともに、高速域でも必要とするトルクが得られ、この始動用動力は、ベルト１０を介して内燃機関１及び第１及び第２の補機に伝達される。
【００１４】
なお、この実施の形態１では、標準的な始動電動機１０８，１０９及び小容量のインバータ１０１，１０２をそれぞれ２台用いている。
この実施の形態のようにすることで、大きな始動電動機と大容量のインバータをそれぞれ１台用いるものと比較して安価である。
【００１５】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２の車両用ベルト伝動装置の平面図であり、図１ないし図３と同一、または相当部分は同一符号を付してその説明は省略する。
この実施の形態２では、このベルト１０を押圧してベルト張力を２段階に設定可能なベルト張力調節手段２００が、ベルト最緩み領域Ｃに配置されている。張力調節手段２００は、ベルト１０が巻き掛けられるとともにベルト１０の移動で回転するオートテンショナプーリ２０１と、このオートテンショナプーリ２０１を押圧してオートテンショナプーリ２０１を介してベルト１０を押圧するオートテンショナ２０２とから構成されている。この張力調節手段２００は、第１の始動電動機１０８及び第２の始動電動機１０９で内燃機関１、補機を始動する時のベルト１０の張力が、内燃機関１の始動後の内燃機関１による補機の駆動時よりも大きく設定されるようになっている。
【００１６】
オートテンショナ２０２は、弾性変形されるスプリング（図示せず）と、そのときの反力でオートテンショナプーリ２０１を押圧するプッシュロッド２０３と、スプリングを弾性変形させる弾性変形手段とを備えている。
弾性変形手段は、電磁コイル（図示せず）と、この電磁コイルに通電されたときに生じる電磁吸引力で吸引されるとともにスプリングを押圧する可動電磁コア（図示せず）とを備えている。
ベルト１０の張力の設定張力の切り換え制御は、外部信号である内燃機関回転数信号、内燃機関始動信号、車速信号等がＣＰＵ１００に伝えられ、ＣＰＵ１００で信号処理、演算処理された制御信号が電磁コイル制御回路２１０に伝えられ、電磁コイル制御回路２１０からの制御信号に基づき行われるようになっている。
【００１７】
上記構成の車両用ベルト伝動装置では、内燃機関始動時の高トルク伝達が必要なときのみオートテンショナ２０２のプッシュロッド２０３がオートテンショナプーリ２０１のフランジ２０４を設定した押力で押圧して、オートテンショナプーリ２０１を支点２０５を中心にして時計回りに回動させてベルト１０を押圧し、ベルト１０を所定張力に調節する。
内燃機関１の始動後は、プッシュロッド２０３が後退してオートテンショナプーリ２０１は支点２０５を中心に反時計方向に回動して補機駆動のための通常の適正なベルト１０の張力に戻される。
【００１８】
従って、内燃機関１の始動時の高トルク伝達が必要なときのみベルト１０の張力を高くし、内燃機関１の始動後は補機駆動のための通常の適正なベルト１０の張力に戻されるので、ベルト１０の寿命を長くすることができ、またベルト張力により補機に与える悪影響も最小限に抑えることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態２では、スプリングを弾性変形させる弾性変形手段として、電磁力を用いたが、勿論このものに限定されない。例えば、弾性変形させるのに、圧油を用いてもよいし、発熱で生じるワックスの膨張力を用いてもよいし、さらに電動機の動力を用いてもよい。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、回転電機として始動電動機を用いて説明したが、勿論電動発電機であってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るベルト伝動装置によれば、内燃機関に始動用動力を供給する第１の回転電機及び第２の回転電機と、これら回転電機にそれぞれ接続され前記内燃機関に前記始動用動力を伝達する第１の回転電機用プーリ及び第２の回転電機用プーリと、前記始動用動力を前記内燃機関に伝達するとともに内燃機関の回転動力を補機に伝達する内燃機関用プーリと、この内燃機関用プーリからの動力で回転して前記補機を駆動する補機用プーリと、オートテンショナプーリを押圧するオートテンショナと、前記内燃機関用プーリ、前記第１の回転電機用プーリ、前記第２の回転電機用プーリ、前記オートテンショナプーリ及び前記補機用プーリに連続して巻き掛けされたベルトとを備え、前記内燃機関用プーリから前記ベルトの移動方向に沿って、前記第１の回転電機用プーリ、前記第２の回転電機用プーリ、前記オートテンショナプーリ、及び前記補記用プーリの順にそれぞれが配置されて前記ベルトは駆動されるようになっているので、第１の回転電機及び第２の回転電機によって内燃機関の始動に必要な大きな始動用動力が分担され、それだけ第１の回転電機用プーリ及び第２の回転電機用プーリの張り側ベルトと緩み側ベルトとの間での張力差が小さくなり、ベルト幅を大きくしなくてもベルトスリップの発生を低減できる。
また、第１及び第２の回転電機用プーリに掛かるベルトの張力を大きくしなくてもベルトスリップの発生を低減できるので、ベルトの寿命が延び、また補機の軸及び軸受、その支持構造の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、この発明に係るベルト伝動装置によれば、第１の回転電機及び第２の回転電機は、それぞれ回転数・トルク特性が異なるので、互いに補完する特性を組合せることによって、１台の回転電機では得られない所望のベルト伝動特性を得ることができる。
【００２３】
また、この発明に係るベルト伝動装置によれば、内燃機関は車両用内燃機関であるので、車両用ベルトの寿命が延び、また車両用補機の軸及び軸受、その支持構造の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２４】
また、この発明に係るベルト伝動装置によれば、第１の回転電機及び第２の回転電機は、始動電動機であるので、内燃機関に始動用動力を安定、確実に供給することができる。
【００２５】
また、この発明に係るベルト伝動装置によれば、第１の回転電機及び第２の回転電機は、電動発電機であるので、内燃機関に始動用動力を安定、確実に供給することができるとともに、内燃機関始動後には電動発電機により例えば補機に電気を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１のベルト伝動装置の平面図である。
【図２】  図１の各プーリにおけるベルト張力の値を示す図である。
【図３】  図１の２台の始動電動機のそれぞれの回転数・トルク特性とその合成トルク特性を示す図である。
【図４】  この発明の実施の形態２のベルト伝動装置の平面図である。
【符号の説明】
１  内燃機関、２  クランクプーリ（内燃機関用プーリ）、３，４  補機用プーリ、８  第１の始動電動機用プーリ（回転電機用プーリ）、９  第２の始動電動機用プーリ、１０  ベルト、１０８  第１の始動電動機、１０９  第２の始動電動機、２００  ベルト張力調節手段、２０１  オートテンショナプーリ、２０２  オートテンショナ、２０３  プッシュロッド。
【図１】
0003755643.tif 000002
【図２】
0003755643.tif 000003
【図３】
0003755643.tif 000004
【図４】
0003755643.tif 000005