JP2002192968A - 動力伝達装置 - Google Patents

動力伝達装置

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JP2002192968A JP2000400854A JP2000400854A JP2002192968A JP 2002192968 A JP2002192968 A JP 2002192968A JP 2000400854 A JP2000400854 A JP 2000400854A JP 2000400854 A JP2000400854 A JP 2000400854A JP 2002192968 A JP2002192968 A JP 2002192968A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク伝達効率に優れ、しかも低速・高トル
ク出力を可能として特に車両に適用した場合に、発進・
クリープ走行やヒルホールドを行うことが可能な動力伝
達装置を提供することを主たる目的とし、さらに、車載
性の向上を図り、また、コンパクトな構成で、エンジン
などの駆動手段の始動やエネルギ回生が可能とするこ
と。 【解決手段】 エンジンからトルク伝達される入力軸１
と自動変速機にトルク出力する出力軸２との間に設けら
れ、リングギヤ３３がユニットハウジングに固定された
遊星歯車３と、遊星歯車３のキャリア３２と入力軸１と
の間に設けられた第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌと、キャリア
３２と出力軸２との間に設けられた第２クラッチＢ−Ｃ
／Ｌと、遊星歯車３のサンギヤ３１と入力軸１との間に
設けられた第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌと、を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の動力源と変
速機との間で動力伝達を行うのに好適な動力伝達装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般的に、自動変速機を備えた自
動車では、動力源としてのエンジンと自動変速機との間
の動力伝達装置としてトルクコンバータを用いている。
このような技術は、例えば、自動車工学全書第９巻（昭
和５５年１１月２０日（株）山海堂発行）の第１４９頁
に記載されている。また、他の動力伝達手段としては、
クラッチが知られており、操作の簡易性要求から必要に
応じて自動的にクラッチを断接させる自動クラッチシス
テムも提案されており、このような構成としては、乾式
の単板クラッチを用いたものが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トルク
コンバータは、流体を介して動力伝達を行うために、滑
りによるパワーロスが生じ、燃費が悪いという問題があ
る。一方、クラッチを用いた手段は、パワーロスは生じ
にくいが、トルクコンバータの利点である低速・高トル
ク伝達が難しい。すなわち、低速・高トルク伝達を行う
ためには、摩擦面を滑らせてトルク伝達をおこなうこと
になるが、このようにすると発熱するため、エンジンの
アイドリング回転によりじわじわ進むいわゆるクリーピ
ング走行や、上り坂で止まるいわゆるヒルホールドを実
行することが難しい。そこで、ヒルホールドを達成する
ために、ブレーキ装置において自動的に制動力を発生さ
せることが提案されている。しかしながら、この場合、
能動的に制動力を発生できる装置を搭載する必要があ
り、車両のコストアップを招く。
【０００４】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
成されたもので、トルク伝達効率に優れ、しかも低速・
高トルク出力を可能として特に車両に適用した場合に、
発進・クリープ走行やヒルホールドを行うことが可能な
動力伝達装置を提供することを主たる目的とし、さら
に、車載性の向上を図り、また、コンパクトな構成で、
エンジンなどの駆動手段の始動やエネルギ回生が可能と
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明の動力伝達装置は、動力源からトルク伝達さ
れる駆動軸とトルク出力する出力軸との間に設けられ、
リングギヤがハウジングに固定された遊星歯車と、この
遊星歯車のキャリアと前記駆動軸との間に設けられた第
１クラッチと、前記キャリアと出力軸との間に設けられ
た第２クラッチと、前記遊星歯車のサンギヤと駆動軸と
の間に設けられた第３クラッチと、を備えていることを
特徴とする。
【０００６】なお、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の動力伝達装置において、前記駆動軸が車両のエ
ンジンからトルク入力され、前記出力軸は車両の変速機
へトルク出力されていることを特徴とする。また、請求
項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の動力伝
達装置において、前記各クラッチには、多板クラッチ
と、この多板クラッチに隣設されて多板クラッチを押圧
可能な第２リングおよびこの第２リングと回転方向に相
対変位可能な第１リングと、これら両リングの間に設け
られて両リングが回転方向に相対変位するのに伴って軸
方向に倍力出力して第１リングに対して第２リングが軸
方向に相対移動して多板クラッチを押圧して締結させる
コントロールカムと、電磁ソレノイドによる吸引力を受
けて第１リングの回転を停止させるパイロットクラッチ
と、が設けられていることを特徴とする。
【０００７】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
ないし３に記載の動力伝達装置において、前記ハウジン
グ内に、ステータとロータとを有してステータとロータ
の間でエネルギの授受が可能に構成された発電電動機が
設けられ、前記ロータが、前記サンギヤと第３クラッチ
との間に設けられてサンギヤと共に回転する回転体に取
り付けられ、一方、前記ステータが前記ロータと対向し
て前記ハウジングに支持されていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の動力
伝達装置において、前記第１クラッチ、第２クラッチお
よび第３クラッチの締結と開放を切り替えるとともに前
記発電電動機の作動を切り替える制御手段が設けられ、
この切替制御手段は、駆動手段始動時に第１クラッチの
みを締結させて発電電動機を電動機として作動させる始
動時制御を実行することを特徴とする。また、請求項６
に記載の発明は、請求項５に記載の動力伝達装置におい
て、前記制御手段は、前記駆動手段が駆動しているとき
に、第２クラッチおよび第３クラッチを締結させる一
方、第１クラッチを解放させるトルク増大制御を実行す
ることを特徴とする。また、請求項７に記載の発明は、
請求項６に記載の動力伝達装置において、前記制御手段
は、第１クラッチおよび第２クラッチを締結させる一
方、第３クラッチを解放させて定常制御を実行すること
を特徴とする。また、請求項８に記載の発明は、請求項
５ないし７に記載の動力伝達装置において、前記制御手
段は、第２クラッチのみを締結させて発電電動機を発電
作動させる減速時回生制御を実行することを特徴とす
る。また、請求項９に記載の発明は、請求項５ないし８
に記載の動力伝達装置において、前記制御手段は、第１
クラッチおよび第２クラッチを締結させる一方、第３ク
ラッチを解放させて、発電電動機を発電作動させる第２
減速時回生制御を実行することを特徴とする。また、請
求項１０に記載の発明は、請求項５ないし９に記載の動
力伝達装置において、前記制御手段は、第２クラッチお
よび第３クラッチを締結させる一方、第１クラッチを解
放させ、かつ、発電電動機を必要に応じて発電作動ある
いは電動機作動させるヒルホールド制御を実行すること
を特徴とする。
【０００８】
【発明の作用および効果】本発明では、第１クラッチお
よび第２クラッチを締結させ、第３クラッチを解放させ
た状態で駆動手段を駆動させると、駆動手段からのトル
クが出力軸から遊星歯車のキャリアからそのまま、第２
クラッチを介して出力軸に伝達される。したがって、入
力軸トルクは１：１で出力軸に伝達される。
【０００９】一方、第２クラッチおよび第３クラッチを
締結させ、第１クラッチを解放させて駆動手段を駆動さ
せると、駆動手段からのトルクが出力軸から、遊星歯車
のサンギヤに入力されてキャリアから出力される。この
サンギヤ入力キャリア出力の場合、減速される。したが
って、低速・高トルクで出力される。なお、この場合の
減速比は、遊星歯車の各要素における歯数に基づいて決
定される。このように、本発明では、駆動手段のトルク
をそのまま出力軸から出力させて滑りによるパワーロス
の防止を図ることと、クラッチを滑らせるような発熱と
制御に不利な手段を用いること無しに、低速・高トルク
に変換して出力させることとの両立を図ることができる
新規な動力伝達装置を提供することができるという効果
が得られる。したがって、請求項２に記載の発明のよう
に、本発明装置を車両のエンジンと変速機との間に配置
させた場合、燃費の向上を図ることを可能とするととも
に、クリープ走行やヒルホールドの実行を可能とすると
いう効果が得られる。
【００１０】請求項３に記載の発明では、第１〜第３各
クラッチを締結させる場合には、電磁ソレノイドに通電
して吸引力を発生させる。これに伴いパイロットクラッ
チが締結されて第１リングの回転が制限され、第１リン
グと第２リングとの相対回転変位が生じる。これによ
り、両リングの間のコントロールカムにおいて、軸方向
に倍力出力されて第２リングが多板クラッチを軸方向に
押圧して多板クラッチが締結される。このように、請求
項３に記載の発明では、第１〜第３各クラッチの締結時
に、電磁ソレノイドの吸引力がコントロールカムによる
倍力作用により増大されて多板クラッチに伝達されるた
め、小さな電磁ソレノイドを用いても大きな締結力を得
ることが可能となり、電磁ソレノイドの小型化を図るこ
と、ならびにクラッチの小径化を図ることが可能となっ
て、全体をコンパクトに構成して、車載性の向上を図る
ことができるという効果が得られる。
【００１１】請求項４に記載の発明では、上述して駆動
手段の駆動力の１：１出力、および低速・高トルクに加
えて、以下の作動が可能となる。すなわち、第１クラッ
チのみを締結させた状態で発電電動機を電動機駆動させ
ると、発電電動機のトルクが遊星歯車のサンギヤに入力
され、減速されてキャリアから出力され、第１クラッチ
を介して駆動軸に伝達される。したがって、駆動手段が
非駆動状態であるときに、この駆動力により駆動手段の
始動を行うことができる。また、第２クラッチのみを締
結させた状態で発電電動機を電動機として駆動させる
と、発電電動機の出力トルクが上記と同じく遊星歯車の
サンギヤに入力されてキャリアから減速して出力され、
キャリアから第２クラッチを介して出力軸に出力され
る。したがって、発電電動機のトルクが小さくても出力
軸から出力して、例えば請求項２以降に記載されている
車両において、小型の発電電動機で走行することも可能
となる。あるいは、駆動手段が駆動している状態で第２
クラッチに加え第３クラッチを締結させた場合には、駆
動手段の駆動を発電電動機により補助することができ
る。
【００１２】また、第２クラッチのみを締結した状態で
は、出力軸側から入力があったときに、サンギヤととも
に回転体が増速回転される。したがって、このとき発電
電動機を発電機として作動させれば、エネルギ回生する
ことができる。すなわち、請求項２以降に記載されてい
る車両にあっては、減速時に、第２クラッチのみを締結
して発電電動機を発電機として作動させると、駆動輪か
ら出力軸に伝達されるトルクが、遊星歯車により増速さ
れて発電電動機により回生されるものであり、１：１の
トルク伝達で回生を行うものよりも、効率よく回生する
ことができる。あるいは、この減速時に、第２クラッチ
に加えて第１クラッチも締結した場合には、出力軸から
入力されたトルクが、上述のように増速されて回転体に
伝達されるのと同時に、第１クラッチから駆動軸に１：
１で伝達される。したがって、発電電動機で回生された
エネルギの残りは、エンジンブレーキとして作用するも
のであり、回生量を調整することでエンジンブレーキに
よる制動力を調節することができる。減速回生時におい
て、前者は、車速が低く出力軸回転が低い場合、発電電
動機を増速し発電効率を高めるものであり、一方、後者
は、車速が高く出力軸回転が高い場合、十分に発電効率
が高いことから減速比１：１で回生するものである。さ
らに、駆動手段が駆動中に、第２クラッチならびに第３
クラッチを締結させて減速出力して、クリープ走行やヒ
ルホールドが可能な状態としているときに、同時に発電
電動機を発電機として作動させると、駆動手段からの伝
達トルクの一部が発電電動機によりエネルギ回生され
て、出力軸の出力トルクを調整して、クリープ速度の調
整やヒルホールド状態の調整が可能となる。
【００１３】請求項５ないし１０に記載の発明は、制御
手段の制御により上述した発電電動機の駆動によりエン
ジンを始動させる始動制御、発進やクリープ走行やヒル
ホールドが可能なトルク増大制御、駆動手段の駆動トル
クを出力軸に１：１で伝達する定常制御、車両の減速時
に駆動輪トルクを発電電動機により回生する減速時回生
制御、同じく車両の減速時にエンジンブレーキを作用さ
せながら回生を行う第２減速時回生、さらに、上り坂に
おいて駆動手段を駆動させた状態で停止させるヒルホー
ルド制御を実行することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。 （実施の形態１）まず、構成について説明する。本願全
請求項に記載の発明に対応した実施の形態１の動力伝達
装置を適用した発電電動ユニットＭＧＵは、図２に示す
ようにトランスミッションＴＭ内に設けられ、エンジン
ＥＧとトランスミッションＴＭの前後進機構部９１との
間の動力伝達経路の途中、すなわち一般的な自動変速機
においてトルクコンバータが配置される位置に設けられ
ている。なお、図において９２は変速機構部であり、こ
の変速機構９２と前記前後進機構部９１とは、いわゆる
自動変速機を構成するものである。また、これら前後進
機構部９１，変速機構９２の構成としては手動変速機や
ＣＶＴなどを用いることもできる。
【００１５】図３は前記発電電動ユニットＭＧＵの上半
分を示す断面図あり、この発電電動ユニットＭＧＵは、
エンジンＥＧあるいはトランスミッションＴＭの図外の
ブロックハウジングに結合されるユニットハウジングＵ
Ｈと、エンジンＥＧのエンジン出力軸（図示省略）に連
結される入力軸（特許請求の範囲の駆動軸に相当する）
１と、トランスミッションＴＭの入力軸（図示省略）に
連結される出力軸２と、この出力軸２と入力軸１との間
でトルク伝達を行う遊星歯車３と、この遊星歯車３に連
結された回転要素との間で電力の授受を行う発電電動機
ＭＧと、後述する３つの湿式多板クラッチである第１ク
ラッチＡ−Ｃ／Ｌ、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌ、第３クラ
ッチＣ−Ｃ／Ｌを備えている。
【００１６】前記入力軸１は、一端が図外のエンジン出
力軸に連結される一方で、他端が振動吸収手段５を介し
て中心軸６に連結されている。なお、前記振動吸収手段
５は、回転方向の剛性が高く、かつ曲げ方向の剛性が低
い曲げ振動吸収用の弾性プレート５１と、逆に回転方向
の剛性が低く、曲げ方向の剛性が高いダンパプレート５
２とを備え、両プレート５１，５２の外周端縁部が一体
に結合され、また、弾性プレート５１の内周部が入力軸
１の他端に結合され、ダンパプレート５２の内周部が第
１クラッチＡ−Ｃ／Ｌの中心軸６に結合されている。し
たがって、図外のエンジン出力軸から入力軸１にトルク
が入力されると、そのトルクは弾性プレート５１とダン
パプレート５２を順次介して中心軸６に伝達され、この
とき曲げ振動や捻り振動は弾性プレート５１とダンパプ
レート５２により吸収される。ちなみに、ダンパプレー
ト５２は、周知の捻りダンパにより構成することができ
る。この周知のダンパプレートは、捻れを吸収するスプ
リング状のダンパ本体を挟んで相対的に回転方向に変位
可能な外側プレートと内側プレートとを備え、外側プレ
ートの外周を弾性プレート５１の外周に結合させ、内側
プレートの内周を中心軸６に結合させた構成として、ダ
ンパ本体の弾性分だけ外側プレートと内側プレートとが
回転方向に相対変位するものである。
【００１７】前記遊星歯車３は、サンギヤ３１、キャリ
ア３２、リングギヤ３３を備え、前記リングギヤ３３
は、ユニットハウジングＵＨの内周に固着されている。
前記サンギヤ３１の内周には、第１回転体１１と第２回
転体１２との軸部分が前記入力軸１および出力軸２と同
軸に内外二重に設けられ、前記サンギヤ３１は、第２回
転体１２の軸部１２ａの外周に固定されている。前記第
１回転体１１は、軸心部に中心軸１１ｆを備え、この中
心軸１１ｆの図中左端部に設けられた挿入軸１１ｇが前
記中心軸６に挿入されている一方、前記中心軸１１ｆの
図中右端部に設けられた挿入穴１１ｈに前記出力軸２に
設けられた挿入軸２ａが挿入され、この第１回転体１１
は、前記中心軸６および出力軸２と相対回転が可能に構
成されている。また、第１回転体１１にあっては、中心
軸１１ｆの図中右端部に一体に結合された円盤１１ｊが
前記キャリア３２に結合されて、キャリア３２と共に回
転する。
【００１８】前記キャリア３２に対して一体回転する第
１回転体１１と中心軸６との間に第１クラッチＡ−Ｃ／
Ｌが設けられている。この第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌは、
前記第１回転体１１の中心軸１１ｆにおいて図中左端部
に結合された略有底筒状を成すクラッチケース１１ａ
と、中心軸６の外周面ならびにクラッチケース１１ａの
内周面にそれぞれ形成されたスプラインにそれぞれ結合
されて交互に配置された内側クラッチ板１１ｄおよび外
側クラッチ板１１ｅから成る第１多板クラッチ１ＣＬ
と、押圧部材１１ｐとを備え、内外クラッチ板１１ｄ，
１１ｅが押圧部材１１ｐにより押し付けられると、中心
軸６すなわち入力軸１とキャリア３２との間でトルク伝
達が成されるよう構成されている。
【００１９】上述した押圧部材１１ｐの押圧作動は、第
１電磁ソレノイド7ならびに第１コントロールカム８に
より行われる。前記第１電磁ソレノイド７は、前記ユニ
ットハウジングＵＨの一端に設けられている円盤状のプ
レート６１に支持されている。なお、前記中心軸６は、
このプレート６１ならびに第１電磁ソレノイド７の内周
に軸受６２，６３を介して支持されている。
【００２０】前記第１コントロールカム８は、入力トル
クに応じて軸方向の押圧力を発生させるもので、この第
１コントロールカム８は、中心軸６の外周に固定された
環状部材８０との間にオイルを介在してフローティング
支持されて中心軸６に連れ回り可能であるとともに軸方
向の移動が規制された第１リング８ａと、同様に中心軸
６に固定された環状部材８０にフローティング支持され
かつ軸方向に移動可能な第２リング８ｂと、これら第１
リング８ａに装着されたスラストローラ８ｅと、このス
ラストローラ８ｅの対向面に形成されたカム溝８ｄとを
備えている。そして、この第１コントロールカム８は、
第１リング８ａと第２リング８ｂとの間に相対回転方向
のトルクが生じると、そのトルクに応じてスラストロー
ラ８ｅがカム溝８ｄの傾斜面を乗り上げ、その結果、第
１リング８ａと第２リング８ｂとが軸方向に押し離され
て、第１，第２リング８ａ，８ｂの間に生じたトルク
を、カム溝８ｄの傾斜面に応じた倍率で増幅し、軸方向
の押圧力に変換することができる構造となっている。こ
れについて説明を加えると、前記スラストローラ８ｅ
は、円柱形状を成し、第１リング８ａの内周部に設置さ
れているもので、図４に示すように、放射状に複数配置
されている。これらのスラストローラ８ｅは、図４のＳ
５−Ｓ５断面図に対応した図５に示すように、第１リン
グ８ａの端面に放射状に形成された収納溝８ｍに一部を
収納され、さらに、第１リング８ａの端面に当接して装
着された板状の保持板８ｃに形成された穴８ｎから一部
を突出させるとともに、外周縁部分が前記穴８ｎの周縁
に係合されて第１リング８ａから脱落しないように保持
されている。一方、前記第２リング８ｂには、放射状に
カム溝８ｄと平坦部８ｈとが交互に形成されている。な
お、図４においてｏｉｌは、第２リング８ｂをフローテ
ィング状態とするオイルを示している。また、第２リン
グ８ｂは、図示は省略するが、例えば環状部材８０との
間に設けられた付勢手段としての板ばね状のリターンス
プリングの弾発力Ｆｓｐにより図５（ａ）に示すよう
に、第１リング８ａと当接する方向に付勢されている。
この図５において（ａ）が両リング８ａ，８ｂが相対回
転していない初期位置状態を示しており、この初期位置
状態から同図（ｂ）に示すように両リング８ａ，８ｂが
相対回転すると、第２リング８ｂのカム溝８ｄがスラス
トローラ８ｅに乗り上げ、これにより図示のように相対
変位ｓｈが生じ、押圧力（推進力）Ｆｐが発生するカム
作動が成される。
【００２１】図３に戻り説明を続けると、第２リング８
ｂは、前記押圧部材１１ｐに対面しているとともに、両
者の間に操作ロッド９が設けられ、第２リング８ｂが軸
方向に移動すると操作ロッド９を介して押圧部材１１ｐ
を押す構造となっている。なお、この操作ロッド９は、
複数設けられ、それぞれが後述する円盤状のプレート６
４ａを貫通して軸方向に設けられており、両端にはボー
ル９ａが取り付けられている。さらに、第１リング８ａ
の外周面と、これに対面する前記円盤６１と一体の円筒
６１ｂの内周面には、それぞれスプラインが設けられ、
これらの各スプラインに複数枚のミニクラッチ板８ｆ，
８ｇが係合され、ミニクラッチ板８ｇの隣に、前記電磁
ソレノイド７により吸引されるアマチュア７ａが軸方向
に移動可能に円筒６４ｂに支持されている。したがっ
て、第１電磁ソレノイド７に通電してアマチュア７ａが
吸引されると、ミニクラッチ板８ｆ，８ｇが圧接されて
第１リング８ａの回転が規制され、これにより両リング
８ａ，８ｂの間に回転方向のトルクが発生して第１コン
トロールカム８が上述したカム作動を実行して第２リン
グ８ｂに軸方向の押圧力が発生して操作ロッド９を介し
て押圧部材１１ｐを押すことにより、上述のクラッチ板
１１ｄ，１１ｅの締結が成される。
【００２２】第１コントロールカム８において、第１電
磁ソレノイド７において発生した吸引力により発生する
押圧力Ｆｐの倍力率は、倍力率＝（押圧力Ｆｐ）／（第
１電磁ソレノイド７の吸引力）＝（トルク伝達量）／
（該１電磁ソレノイド７のフリクショントルク）で表さ
れる。また、この第１コントロールカム８におけるトル
ク伝達特性は、図７に示す特性となる。なお、スラスト
ローラ８ｅは、円柱状に形成されているが、このスラス
トローラ８ｅに替えて球状の部材用いるとともに、第１
リング８ａにも、前記カム溝８ｄと同様のカム溝を形成
しても、両カムリング８ａ，８ｂが相対回転方向にトル
クが入力されたときに、球状部材が両カム溝８ｄに押さ
れて本実施の形態と同様の作用を得ることができる。ま
た、前記操作ロッド９の両端に設けられているボール９
ａに替えて、スラストローラを用いることもできる。
【００２３】次に、前記第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌについ
て説明する。この第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌは、前記第１
回転体１１と出力軸２との間に設けられている。すなわ
ち、前記出力軸２の外周には、有底円筒形状の円筒部材
２２が一体的に設けられ、この円筒部材２２の外周にス
プライン２２ｃが形成されている。一方、第１回転体１
１にも、円盤１１ｊの外周部に円筒部材１１ｋが設けら
れ、この円筒部材１１ｋの内周に前記スプライン２２ｃ
に対向してスプライン１１ｍが形成されている。そし
て、両スプライン２２ｃ，１１ｍにそれぞれ複数の内側
クラッチ板２２ａおよび外側クラッチ板２２ｂが係合さ
れて第２多板クラッチ２ＣＬが構成されている。
【００２４】この第２多板クラッチ２ＣＬの結合は、第
２コントロールカム１３ならびに第２電磁ソレノイド１
４により成される。前記第２コントロールカム１３も、
前記第１コントロールカム８と同様に、第１リング１３
ａ、第２リング１３ｂ、スラストローラ１３ｃを備えて
いる。前記第１リング１３ａは、円筒部材の外周に相対
回転可能にフローティング支持され、かつスラストロー
ラ１３ｃが装着され、さらに、ミニクラッチ板１３ｄお
よびアマチュア１３ｆが一体的に設けられている。な
お、ミニクラッチ板１３ｄに対向して、ミニクラッチ板
１３ｇが、ユニットハウジングＵＨに支持されている。
また、前記第２リング１３ｂには、前記スラストローラ
１３ｃと対向する位置にカム溝１３ｈが形成され、か
つ、この第２リング１３ｂは、図中左側の端面で前記内
側クラッチ板２２ａを押圧可能に構成されている。した
がって、第２電磁ソレノイド１４に通電して吸引力が発
生すると、第２コントロールカム１３が作動して、第１
リング１３ａが図中右方向に移動してミニクラッチ板１
３ｄ，１３ｇが締結され、これにより両リング１３ａ，
１３ｂに回転方向にトルクが生じ、カム溝１３ｈがスラ
ストローラ１３ｃに乗り上げるように変位することで増
幅機能が得られて軸方向の作動力が発生し、これにより
第２リング１３ｂが内側クラッチ板２２ａを押して第２
クラッチ（第２多板クラッチ２ＣＬ）Ｂ−Ｃ／Ｌが締結
されるものである。
【００２５】次に、前記第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌについ
て説明する。この第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌは、前記第１
クラッチＡ−Ｃ／Ｌと同軸に第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌの
外径方向に配置されて、前記サンギヤ３１と中心軸６と
の間に設けられている。すなわち、前記中心軸６と一体
に、円盤状のプレート６４ａと、このプレート６４ａの
外周端に結合された円筒６４ｂとからなる第３回転体６
４が設けられ、この第３回転体６４の円筒６４ｂの外周
にスプラインが形成されている。一方、前記サンギヤ３
１と一体に設けられている第２回転体１２の外周円筒部
材１２ｄの内周にもスプラインが形成され、これらスプ
ラインに内側クラッチ板１５ａと外側クラッチ板１５ｂ
が軸方向に移動可能に設けられて、第３多板クラッチ３
ＣＬが構成されている。この第３多板クラッチ３ＣＬの
締結は、第３コントロールカム１６ならびに第３電磁ソ
レノイド１７により成される。前記第３コントロールカ
ム１６も、第１コントロールカム８と同様に、第１リン
グ１６ａ、第２リング１６ｂ、スラストローラ１６ｃ、
ミニクラッチ板１６ｄ，１６ｄを備えている。そして、
第３電磁ソレノイドＣ−Ｃ／Ｌに通電されて吸引力が発
生し、アマチュア１７ａが軸方向に移動してミニクラッ
チ板１６ｄを締結させると、第３コントロールカム１６
が作動して、増幅機能が得られて軸方向の作動力が発生
し、これにより第２リング１６ｂが内側クラッチ板１５
ａを押して第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌ（第３多板クラッチ
３ＣＬ）を締結させる構成となっている。前記発電電動
機ＭＧは、ロータ７１とステータ７２を備えている。前
記ロータ７１は、前記第２回転体１２の円筒部材１２ｄ
の外周に取り付けられており、また、このロータ７１の
外周に対向して、前記ユニットハウジングＵＨの内周に
ステータ７２が取り付けられている。したがって、ステ
ータ７２に通電してロータ７１側に回転力を与えたり、
ロータ７１が回転したときにステータ７２に誘導電流を
生じさせて発電を行ったりすることができる。
【００２６】図２に示すように、以上説明してきた各ク
ラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌの作動は制
御手段としてのクラッチ制御ユニット９３により制御さ
れ、また、発電電動ユニットＭＧＵの作動は発電電動制
御ユニット９４により制御される。ここで発電電動制御
ユニット９４は、インバータ９５を介して発電電動ユニ
ットＭＧＵに接続され、また、インバータ９５はバッテ
リ９６に接続されている。また、発電電動ユニットＭＧ
Ｕの構成を模式図で示すと、図１のようになる。
【００２７】次に、発電電動ユニットＭＧＵの作動を説
明する。 （エンジン始動時）エンジンを始動させる際には、第１
クラッチＡ−Ｃ／Ｌを締結させ、かつ、第２・第３クラ
ッチＢ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを解放させた状態とし、発
電電動機ＭＧを電動機として駆動させる。したがって、
発電電動機ＭＧの駆動力がサンギヤ３１に入力され、キ
ャリア３２から第１回転体１１および第１クラッチＡ−
Ｃ／Ｌを経て入力軸１に出力され、エンジンＥＧが始動
される。この場合、リングギヤ３３が固定されているた
め、図６の変速線図に示されるように、キャリア３２に
おいて減速され、発電電動機ＭＧのトルクが増大されて
エンジンＥＧに出力される。ちなみに、この場合の減速
比Ｎｓ／Ｎｃは、Ｎｓ／Ｎｃ＝（ｎｓ＋ｎｒ）／ｎｓで
表すことができ（ただし、ｎｓ；サンギヤの歯数、ｎ
ｒ；リングギヤの歯数である）、本実施の形態にあって
は、Ｎｓ／Ｎｃ＝１／３となる設定としている。よっ
て、発電電動機ＭＧにおいてエンジンＥＧを始動させる
のに必要な駆動トルクを、減速比が得られない場合に比
べて低くすることができ、発電電動機ＭＧを小型にする
ことができる。すなわち、本実施の形態にあっては、従
来、自動変速機においてトルクコンバータが設置されて
いた限られたスペースに発電電動ユニットＭＧＵを設置
しようとしており、このため、発電電動機ＭＧを回転体
の外側に配置させた構造でありながら、全体としてでき
る限りコンパクトな構成とすることを目指しており、こ
のような構造において、発電電動機ＭＧの必要駆動トル
クを低減させることは、コンパクト化の上で非常に有効
なものとなる。
【００２８】（発進時・クリープ走行時）エンジンＥＧ
を始動させた後の発進時、ならびにアクセルを踏まない
状態でじわじわと前進あるいは後進させるクリープ走行
時には、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌならびに第３クラッチ
Ｃ−Ｃ／Ｌを締結させて、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを解
放させる。したがって、エンジンＥＧの駆動力が入力軸
１から第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌおよび第２回転体１２を
介してサンギヤ３１に入力されてキャリア３２から第２
クラッチＢ−Ｃ／Ｌを介して出力軸２に出力される。こ
の場合も、図６の変速線図に示されるように、サンギヤ
３１に入力されたトルクが減速されてキャリア３２から
出力されるものであり、駆動トルクが増大される。よっ
て、発進をスムーズに行うことができるとともに、クリ
ープ走行もスムーズに行うことができる。すなわち、い
ずれかのクラッチにおいて発熱を招く滑りを行うことな
く、トルクを増大させて発進およびクリープ走行を行う
ことができるという効果が得られる。
【００２９】加えて、このように、遊星歯車３におい
て、減速比を得ることができるため、発進の際に、第２
クラッチＢ−Ｃ／Ｌのみを締結させて発電電動機ＭＧを
電動機として駆動させた場合、発電電動機ＭＧの駆動ト
ルクがサンギヤ３１に入力されて減速されてキャリア３
２から出力軸に出力されるものであり、発電電動機ＭＧ
のみの駆動力で発進やクリープ走行を行うことも可能と
なるものであり、バッテリ９６に十分に充電されている
場合に、このように発電電動機ＭＧにより発進やクリー
プ走行を行って燃費の向上を図ることも可能となる。
【００３０】（定常走行時・加速時）上述のようにして
発進を行った後は、エンジンＥＧを駆動させている状態
で、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌならびに第２クラッチＢ−
Ｃ／Ｌを締結させるとともに第３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを
解放させる。したがって、エンジンＥＧの駆動力は、入
力軸１から中心軸６、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌ、第１回
転体１１、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌを経て、出力軸２に
出力される。この場合、エンジントルクはそのまま出力
軸２に出力されるため、１：１の減速比となる。
【００３１】（減速回生）減速時に回生を行う場合、エ
ンジンＥＧを停止させ、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌのみを
締結させ、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌおよび第３クラッチ
Ｃ−Ｃ／Ｌを解放させる。したがって、駆動輪から出力
軸２に入力されたトルクは、キャリア３２に入力されて
増速されてサンギヤ３１に出力され、第２回転体１２と
共にロータ７１が増速（３倍）回転されて、発電電動機
ＭＧにおいて充電される。このように発電電動機ＭＧ
は、３倍に増速されて回転して充電されるため、高い充
電効率を得ることができる。
【００３２】また、この減速回生時に、バッテリ９６の
充電容量が高く、充電量が多く必要ない場合には、エン
ジンＥＧを駆動させたままで、第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌ
に加えて第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌも締結させる。したが
って、出力軸２から第１回転体１１に入力されたトルク
の一部は、そのまま第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌを介して入
力軸１からエンジンＥＧに入力されて、エンジンブレー
キが作用する。
【００３３】（ヒルホールド）車両を上り坂で車速０ｋ
ｍ／ｈに保たせるヒルホールドを行う際には、前述した
発進時およびクリープ時と同様に、第１クラッチＡ−Ｃ
／Ｌを解放させ、かつ第２クラッチＢ−Ｃ／Ｌおよび第
３クラッチＣ−Ｃ／Ｌを締結させ、遊星歯車３において
減速して出力させる。さらに、同時に、必要に応じて発
電電動機ＭＧを所定量だけ電動機として駆動させて入力
トルクを電気エネルギに変換させて、エンジンＥＧの出
力エネルギの一部をバッテリ９６に回収する動力循環回
生を行ったり、発電電動機ＭＧを駆動させずに車速が０
ｋｍ／ｈとなるようにエンジン出力を制御したり、ある
いは、発電電動機ＭＧを電動機として駆動させてエンジ
ン出力にさらに発電電動機ＭＧの出力を加えて出力した
りすることができる。
【００３４】以上説明してきたように、本実施の形態１
にあっては、トルクコンバータを使用せずに遊星歯車３
および各クラッチＡ−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌ
を用いてトルク伝達を行うため、トルク伝達効率に優れ
る。しかも、このように遊星歯車３および各クラッチＡ
−Ｃ／Ｌ，Ｂ−Ｃ／Ｌ，Ｃ−Ｃ／Ｌを用いた手段であり
ながら、遊星歯車３において減速してトルク伝達を行う
ようにしたため、クラッチを滑らせるような発熱を伴う
手段を用いることなく、低速・高トルク出力を可能とす
ることができる。したがって、車両に適用した本実施の
形態１にあっては、発進・クリープ走行やヒルホールド
を行うことが可能となる。さらに、発電電動機ＭＧによ
りエンジンＥＧを始動させる構成でありながら、始動時
には、遊星歯車３において増速してエンジンＥＧに発電
電動機ＭＧのトルクを伝達可能なため、発電電動機ＭＧ
の小型化を図ることができる。特に、本実施の形態１に
あっては、発電電動機ＭＧを第２回転体１２の外周に取
り付けて、全体の軸方向寸法を抑えた構成を採用してお
り、この構造において、発電電動機ＭＧとして大きな出
力トルクが必要であると、外形寸法が大きくなって、大
型化ならびに重量増を招くが、これを抑えることができ
る。加えて、第１クラッチＡ−Ｃ／Ｌと第３クラッチＣ
−Ｃ／Ｌを、同軸で内外に配置させたため、軸方向寸法
を抑えたコンパクトな構成とすることができ、これによ
っても車載性の向上を図ることができる。
【００３５】（実施の形態２）図８は実施の形態２の要
部である、第１コントロールカム２０８の要部を示す断
面図である。この実施の形態２では、第１リング２０８
ａと第２リング２０８ｂとの両方にスラストローラ２０
８ｃ，２０８ｄが、それぞれ保持部材２０８ｅ，２０８
ｆにより保持されている。したがって、両リング２０８
ａ，２０８ｂが相対回転すると、両スラストローラ２０
８ｃ，２０８ｄの表面がそれぞれカム面として当たり、
同図（ｂ）に示すように軸方向に相対変位ｓｈが生じて
押し付け力Ｆが発生する。
【００３６】この実施の形態２にあっては、実施の形態
１に比べて、第１コントロールカム２０８における回転
方向変位に対する軸方向変位が大きくなり、実施の形態
１よりも高い応答性が得られる。
【００３７】なお、この実施の形態２の第１コントロー
ルカム２０８の構成を、実施の形態１の第２コントロー
ルカム１３および第３コントロールカム１６にも適用す
ることができる。また、実施の形態２において、他の構
成は実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００３８】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計の変更などがあっても本発明に含まれる。例え
ば、実施の形態では、自動車においてエンジンＥＧとト
ランスミッションＴＭとの間のトルク伝達を行うことに
適用した例を示したが、自動車以外の産業機器における
トルク伝達に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の形態１の動力伝達装置を適用した
発電電動ユニットの構成を示す模式図である。
【図２】実施の形態１の全体構成図である。
【図３】実施の形態１の断面図である。
【図４】実施の形態１の要部を示す正面から見た説明図
である
【図５】実施の形態１における要部の構成および作用の
説明図である。
【図６】実施の形態１における変速線図である。
【図７】実施の形態１の第１コントロールカムにおける
トルク伝達特性図である。
【図８】実施の形態２における要部の構成および作用の
説明図である。
【符号の説明】
１ 入力軸 １ＣＬ 第１多板クラッチ ２ 出力軸 ２ａ 挿入軸 ２ＣＬ第２多板クラッチ ３ 遊星歯車 ３ＣＬ 第３多板クラッチ ５ 振動吸収手段 ６ 中心軸 ７ 第１電磁ソレノイド ７ａ アマチュア ８ 第１コントロールカム ８ａ 第１リング ８ｂ 第２リング ８ｃ 保持板 ８ｄ カム溝 ８ｅ スラストローラ ８ｆ ミニクラッチ板 ８ｇ ミニクラッチ板 ８ｈ 平坦部 ９ 操作ロッド ９ａ ボール １１ 第１回転体 １１ａ クラッチケース １１ｄ 内側クラッチ板 １１ｅ 外側クラッチ板 １１ｆ 中心軸 １１ｇ 挿入軸 １１ｈ 挿入穴 １１ｊ 円盤 １１ｋ 円筒部材 １１ｍ スプライン １１ｐ 押圧部材 １２ 第２回転体 １２ａ 軸部 １２ｄ 外周円筒部材 １３ 第２コントロールカム １３ａ 第１リング １３ｂ 第２リング １３ｃ スラストローラ １３ｄ ミニクラッチ板 １３ｆ アマチュア １３ｇ ミニクラッチ板 １３ｈ カム溝 １４ 第２電磁ソレノイド １５ａ 内側クラッチ板 １５ｂ 外側クラッチ板 １６ コントロールカム １６ａ 第１リング １６ｂ 第２リング １６ｃ スラストローラ １６ｄ ミニクラッチ板 １７ 第３電磁ソレノイド １７ａ アマチュア ２２ 円筒部材 ２２ａ 内側クラッチ板 ２２ｂ 外側クラッチ板 ２２ｃ スプライン ３１ サンギヤ ３２ キャリア ３３ リングギヤ ５１ 弾性プレート ５２ ダンパプレート ６１ プレート ６１ｂ 円筒 ６２，６３ 軸受 ６４ 第３回転体 ６４ａ プレート ６４ｂ 円筒 ７１ ロータ ７２ ステータ ９１前後進機構部 ９２変速機構 ９３ クラッチ制御ユニット ９４ 発電電動制御ユニット ９５ インバータ ９６ バッテリ ２０８第１コントロールカム ２０８ａ第１リング ２０８ｂ第２リング ２０８ｃ，２０８ｄ スラストローラ ２０８ｅ，２０８ｆ 保持部材 Ａ−Ｃ／Ｌ第１クラッチ Ｂ−Ｃ／Ｌ第２クラッチ Ｃ−Ｃ／Ｌ第３クラッチ ＥＧ エンジン（駆動源） ＭＧ 発電電動機 ＭＧＵ 発電電動ユニット ＴＭ トランスミッション ＵＨ ユニットハウジング
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｋ 41/02 ＺＨＶ Ｂ６０Ｌ 7/16 ＺＨＶ Ｂ６０Ｌ 7/16 ＺＨＶ 11/14 ＺＨＶ 11/14 ＺＨＶ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３２１Ｂ Ｆ０２Ｄ 29/02 ３２１ Ｆ１６Ｄ 27/12 Ａ Ｆ１６Ｄ 27/12 28/00 Ａ 28/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA04 AB27 AC03 AC07 AC37 AC39 AC44 AC50 AC74 AC78 AD06 3D041 AA21 AA28 AA30 AA34 AA44 AA45 AB00 AC01 AC10 AC11 AC15 AC18 AC19 AE02 AE16 AE22 3G093 AA07 BA15 BA19 BA21 CA01 CA08 CB02 CB05 CB07 CB10 EA02 EB01 EB08 EC02 EC03 FA11 FA12 3J057 AA01 BB04 FF20 GA11 GA17 GA44 HH01 JJ01 5H115 PA08 PA12 PC06 PG04 PI16 PI29 PO02 PO06 PO17 PU01 PU22 PU23 PU25 QE01 QE03 QE04 QE08 QE10 QE12 QI04 QI09 RB08 SE04 SE08 UI40

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 動力源からトルク伝達される駆動軸とト
    ルク出力する出力軸との間に設けられ、リングギヤがハ
    ウジングに固定された遊星歯車と、 この遊星歯車のキャリアと前記駆動軸との間に設けられ
    た第１クラッチと、 前記キャリアと出力軸との間に設けられた第２クラッチ
    と、 前記遊星歯車のサンギヤと駆動軸との間に設けられた第
    ３クラッチと、を備えていることを特徴とする動力伝達
    装置。
  2. 【請求項２】 前記駆動軸が車両のエンジンからトルク
    入力され、 前記出力軸は車両の変速機へトルク出力されていること
    を特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
  3. 【請求項３】 前記各クラッチには、多板クラッチと、
    この多板クラッチに隣設されて多板クラッチを押圧可能
    な第２リングおよびこの第２リングと回転方向に相対変
    位可能な第１リングと、これら両リングの間に設けられ
    て両リングが回転方向に相対変位するのに伴って軸方向
    に倍力出力して第１リングに対して第２リングが軸方向
    に相対移動して多板クラッチを押圧して締結させるコン
    トロールカムと、電磁ソレノイドによる吸引力を受けて
    第１リングの回転を停止させるパイロットクラッチと、
    が設けられていることを特徴とする請求項１または２に
    記載の動力伝達装置。
  4. 【請求項４】 前記ハウジング内に、ステータとロータ
    とを有してステータとロータの間でエネルギの授受が可
    能に構成された発電電動機が設けられ、 前記ロータが、前記サンギヤと第３クラッチとの間に設
    けられてサンギヤと共に回転する回転体に取り付けら
    れ、 一方、前記ステータが前記ロータと対向して前記ハウジ
    ングに支持されていることを特徴とする請求項１ないし
    ３に記載の動力伝達装置。
  5. 【請求項５】 前記第１クラッチ、第２クラッチおよび
    第３クラッチの締結と開放を切り替えるとともに前記発
    電電動機の作動を切り替える制御手段が設けられ、 この切替制御手段は、駆動手段始動時に第１クラッチの
    みを締結させて発電電動機を電動機として作動させる始
    動時制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の
    動力伝達装置。
  6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記駆動手段が駆動し
    ているときに、第２クラッチおよび第３クラッチを締結
    させる一方、第１クラッチを解放させるトルク増大制御
    を実行することを特徴とする請求項５に記載の動力伝達
    装置。
  7. 【請求項７】 前記制御手段は、第１クラッチおよび第
    ２クラッチを締結させる一方、第３クラッチを解放させ
    て定常制御を実行することを特徴とする請求項６に記載
    の動力伝達装置。
  8. 【請求項８】 前記制御手段は、第２クラッチのみを締
    結させて発電電動機を発電作動させる減速時回生制御を
    実行することを特徴とする請求項５ないし７に記載の動
    力伝達装置。
  9. 【請求項９】 前記制御手段は、第１クラッチおよび第
    ２クラッチを締結させる一方、第３クラッチを解放させ
    て、発電電動機を発電作動させる第２減速時回生制御を
    実行することを特徴とする請求項５ないし８に記載の動
    力伝達装置。
  10. 【請求項１０】 前記制御手段は、第２クラッチおよび
    第３クラッチを締結させる一方、第１クラッチを解放さ
    せ、かつ、発電電動機を必要に応じて発電作動あるいは
    電動機作動させるヒルホールド制御を実行することを特
    徴とする請求項５ないし９に記載の動力伝達装置。
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