JP2003097402A - 車両用伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方向クラッチが結合する時の衝撃トルクを
小さくすることができる車両用伝動装置を提供する。 【解決手段】 電動機／発電機としての回転電機４と、
回転電機切換制御手段７０と、回転電機用プーリ１４
と、補機用プーリ１６と、クランクシャフト２４に対し
て相対回転および一体回転するクランクプーリ１５と、
クランクプーリ１５と連結されたサンギヤ１８と、サン
ギヤ１８の外周を自転および公転するプラネタリーギヤ
１９と、プラネタリーギヤ１９を支持し、かつクランク
シャフト２４に連結されたキャリア２３と、プラネタリ
ーギヤ１９と噛み合うインターナルギヤ２０と、インタ
ーナルギヤ２０を拘束状態および非拘束状態に切り換え
る電磁クラッチ２１と、電磁クラッチ切換制御手段７０
と、インターナルギヤ２０とキャリア２３との間に設け
られた一方向クラッチ２２とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両用伝動装置
に関し、特に回転電機によるエンジンの始動時とエンジ
ンによる補機駆動時において、それぞれ適切な変速比が
得られる車両用伝動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平２−２６４１５３号公報
には、始動電動機の回転軸に設けられたプーリと、エン
ジンのクランク軸に遊星歯車機構を介して連結されたク
ランクプーリとをベルトで連結して相互に駆動力の伝達
を行い、かつ、キャリアとサンギヤ間に設けられた一方
向クラッチと、インターナルギヤを係止・開放するラチ
ェット機構とそれを付勢するアクチュエータにより、始
動時と発電時とで変速比を変化させる技術が提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の従来
の車両用伝動装置においては、始動時、始動電動機の回
転動力が、始動電動機のプーリ、ベルト、クランクプー
リに伝達され、次に、クランクプーリから遊星歯車機構
を介してクランクシャフトに減速して伝達されてエンジ
ンが始動される。

【０００４】この時、クランクプーリに連結されたサン
ギヤはクランクシャフトに連結したキャリアに対して回
転速度が高く、相対回転しているが、エンジン始動後
は、ラチェット機構に係止されていたインターナルギヤ
が開放され、かつ、始動電動機が発電機に切り換えられ
るので、クランクプーリに連結されたサンギヤは回転速
度が下がり、逆にクランクシャフトに連結されたキャリ
アは回転速度が上昇し、そしてキャリアの回転速度がサ
ンギヤの回転速度を上回ろうとした時点でキャリアとサ
ンギヤ間に設けられた一方向クラッチが結合し、一体に
回転する。

【０００５】このキャリアとサンギヤが一方向クラッチ
で結合する時に、キャリアとサンギヤの相対回転速度が
大きい為に結合時の衝撃トルクも大きく、一方向クラッ
チの寿命に著しい悪影響をもたらすという問題があっ
た。

【０００６】また、インターナルギヤをラチェット機構
で係止する場合には、何らかの原因によりインターナル
ギヤに過大なトルクが加わった場合の衝撃を吸収あるい
は逃がす部分がなく、ギヤ部が破損するという問題があ
った。

【０００７】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたものであって、エンジン始動後、一方
向クラッチが結合する時の衝撃トルクを小さくすること
ができ、さらに、インターナルギヤ係止時にインターナ
ルギヤに過大なトルクが加わった場合でも衝撃を逃がす
作用が働いてギヤ部が破損することがない車両用伝動装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用伝
動装置は、電動機および発電機として動作する回転電機
と、回転電機を電動機および発電機に切り換える回転電
機切換制御手段と、回転電機の回転軸に取り付けられた
回転電機用プーリと、補機の回転軸に連結されて補機に
動力を伝達する補機用プーリと、エンジンのクランクシ
ャフトに対して相対回転および一体回転可能に切り換え
られて動力を入出力可能に伝達するクランクプーリと、
回転電機用プーリ、補機用プーリ、およびクランクプー
リと相互に連結し、回転動力を伝達する動力伝達手段
と、クランクプーリと連結され、かつベアリングを介し
て回転自在に支持されたサンギヤと、サンギヤの外周を
ベアリングを介して自転および公転可能に支持されたプ
ラネタリーギヤと、プラネタリーギヤを自転および公転
可能に支持し、かつクランクシャフトに連結されたキャ
リアと、内周側でプラネタリーギヤと噛み合うインター
ナルギヤと、インターナルギヤを拘束状態および非拘束
状態に切り換える電磁クラッチと、電磁クラッチをオン
／オフする電磁クラッチ切換制御手段と、インターナル
ギヤとキャリアとの間に設けられた一方向クラッチとを
備えている。

【０００９】また、インターナルギヤと一方向クラッチ
との間に設けられた弾性部材を有し一方向クラッチ結合
時の衝撃トルクを緩和する周方向緩衝器をさらに備えて
いる。

【００１０】また、クランクプーリ、サンギヤ、プラネ
タリーギヤ、キャリア、インターナルギヤ、一方向クラ
ッチおよび周方向緩衝器が一体に組み立てられてなるア
センブリーを備え、キャリアの軸線上にキャリアを貫通
するように設けられ、キャリアをクランクシャフトに締
結することにより、アセンブリーをエンジンに固定する
ボルトをさらに備えている。

【００１１】また、電磁クラッチは、インターナルギヤ
に嵌合する外周ブラケットに連結するアマチュアを、通
電されることにより吸引して、インターナルギヤを拘束
状態とし、アマチュアには、アマチュアを吸引と反対方
向である外周ブラケット側に付勢して、インターナルギ
ヤを非拘束状態とする弾性体が設けられ、外周ブラケッ
トとアマチュアとの間に緩衝材が設けられている。

【００１２】また、エンジン停止状態から回転電機でエ
ンジンを始動するさい、回転電機から回転電機用プー
リ、動力伝達手段およびクランクプーリを介して伝達さ
れた回転動力は、クランクプーリとクランクシャフトと
の間に設けられた減速機構によって減速されて伝達され
る。

【００１３】また、エンジンの運転時に、クランクプー
リは、クランクシャフトに対して変速比１にてエンジン
側から駆動される。

【００１４】また、エンジンの運転時に、回転電機およ
び補機は、クランクプーリ、動力伝動手段、回転電機用
プーリあるいは補機用プーリを介してエンジンにて駆動
され、回転電機は、発電機として動作する。

【００１５】また、エンジンの停止時に、回転電機にて
補機を駆動するさい、回転電機からクランクプーリに伝
達された動力は、一方向クラッチが非結合状態となるこ
とにより、クランクプーリからクランクシャフトに伝達
されない。

【００１６】また、エンジンの回転負荷が大きい場合に
エンジンを始動するスタータをさらに備えている。

【００１７】さらに、スタータは、エンジンが所定時間
連続して停止していた後の最初のエンジンの始動、ある
いはエンジンの冷却水が所定値以下の時のエンジンの始
動に対して動作する。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
車両用伝動装置を含むエンジンの周辺機器のシステム構
成図である。図１において、１は、エンジン、２は、ロ
ックアップ機構付のトルクコンバータ、３は、オートマ
チックトランスミッション（以下Ａ／Ｔと略す）、４
は、回転センサ４ａが装着され電動機および発電機とし
て動作する回転電機としての電動発電機である。

【００１９】５は、始動時に電動発電機用プーリ（回転
電機用プーリ）１４、ベルト（動力伝達手段）１７、ク
ランクプーリ１５を介して伝達された電動発電機４の回
転動力を減速してクランクシャフト２４に伝えてエンジ
ン１を始動し、一方、エンジン１の始動後はエンジン１
の回転動力を等速でクランクプーリ１５に伝える変速伝
動装置である。そして、伝達されたエンジン１の回転動
力は、クランクプーリ１５、ベルト１７、補機用プーリ
１６あるいは電動発電機用プーリ１４を介して、それぞ
れ補機６、電動発電機４を駆動する。

【００２０】７は、従来と同じように配設されたスター
タであり、本発明においては、所定時間エンジン１の停
止が連続して続いた後の最初のエンジン１の始動、ある
いはエンジン冷却水が所定値以下の時のエンジン１の始
動の時のみに使用される。スタータ７の動作指令に関し
ては、エンジン冷却水および連続エンジン停止時間を検
知する図示しない検知手段が設けられ、その出力に基づ
いてスタータ７が動作する。

【００２１】８は、エンジン１の始動時、高圧バッテリ
９の直流電力を三相交流電力に変換して電動発電機４に
給電し、電動発電機４を電動機として駆動制御し、一
方、エンジン始動後は、エンジン１の回転動力で発電機
として駆動される電動発電機４が発電した交流電力を直
流電力に変換して高圧バッテリ９に充電するインバータ
である。

【００２２】１０は、１２Ｖバッテリ１１と高圧バッテ
リ９の間の電力を電圧変換してやり取りする為のＤＣ／
ＤＣコンバータである。

【００２３】１２は、エンジン１の停止時に、機械式オ
イルポンプの替わりにトルクコンバータ２の油圧あるい
はＡ／Ｔを駆動制御する油圧を供給する電動オイルポン
プであり、１３は、供給された油圧を必要部位に分配す
る油圧制御部である。

【００２４】５０は、エンジンを最適に制御するための
エンジン用ＥＣＵ、６０は、電動オイルポンプ１２およ
び油圧制御部１３を制御するＡ／Ｔ用ＥＣＵ、７０は、
回転センサ４ａからの回転位置情報と、高圧バッテリ９
の温度、充放電電流量情報に基づいて充電状態（ＳＯＣ
＝State of charge）を検出し、インバータ８を制御す
る電動発電機用ＥＣＵ（切換制御手段）、８０はエンジ
ン用ＥＣＵ、Ａ／Ｔ用ＥＣＵ、電動発電機用ＥＣＵを統
合制御するＥＣＵである。

【００２５】次に、変速電動装置５の詳細な構造につい
て説明する。図２は本実施の形態の伝動装置の側面断面
図である。図３は図２のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図であ
る。図２および図３において、クランクプーリ１５の中
心孔は、略円筒状のサンギヤ１８のシャフト部１８ｂに
挿嵌され、クランクプーリ１５の内側端面は、サンギヤ
１８のシャフト部１８ｂに嵌合されたベアリング３６の
内輪の一端面に当接し、クランクプーリ１５の外側端面
はサンギヤ１８のネジ部１８ｃにネジ嵌合したナット２
６によって軸方向に締め付け固定されている。このよう
な構成により、クランクプーリ１５、サンギヤ１８、ベ
アリング３６の内輪およびナット２６は一体的に回転す
る。

【００２６】尚、サンギヤ１８のシャフト部１８ｂのベ
アリング３６が嵌合された側と反対側の端部には、ベア
リング３８の内輪が嵌合されており、かつ、ベアリング
３６、３８の各外輪はそれぞれキャリア２３の内周面に
嵌合支承されている。

【００２７】プラネタリーギヤ１９は、ベアリング１９
ｃを介してキャリア２３に嵌合固定されたシャフト１９
ｂに自転可能に支承されており、かつ、サンギヤ１８の
シャフト部１８ｂとキャリア２３の内周面に嵌合された
ベアリング３６、３８を介して、サンギヤ１８の外周を
シャフト部１８ｂと同軸的に公転可能に支持されてい
る。

【００２８】キャリア２３は、一端に設けられた円筒部
２３ａとクランクシャフト２４の結合シャフト部２４ａ
とが挿嵌され、キー３５で円周方向に固定され、ボルト
４０でクランクシャフト２４に軸方向に固定されてお
り、キャリア２３はクランクシャフト２４に一体に固定
され、キャリア２３とクランクシャフト２４は相互に回
転動力を伝達することができる。

【００２９】キャリア２３の他端であるクランクプーリ
１５側の外周面にはベアリング３７の内輪が嵌合され、
その外輪には外周ブラケット２７が嵌合されている。こ
の外周ブラケット２７の内周面には、まず、インターナ
ルギヤ２０が挿嵌され、さらに緩衝器ブラケット２５０
が挿嵌され、次に、ピン２８が緩衝器ブラケット２５０
の端面および外周ブラケット２７の内周面とインターナ
ルギヤ２０の外周面の間に圧入されて、これら緩衝器ブ
ラケット２５０、外周ブラケット２７、インターナルギ
ヤ２０が一体に固定されている。

【００３０】図３に示されるように、緩衝器ブラケット
２５０には、断面円弧状のポケット２５０ａが全周にわ
たって等間隔に複数設けられており、このポケット２５
０ａ内の中央には緩衝器プレート２５１から軸方向に立
設する軸方向突起２５１ａが挿入されている。そして、
ポケット２５０ａ内において、軸方向突起２５１ａの周
方向両側には、例えばゴムで作製された弾性部材として
の緩衝材２５２が圧縮して収納されている。ポケット２
５０ａを設けた緩衝器ブラケット２５０、軸方向突起２
５１ａを備えた緩衝器プレート２５１、緩衝材２５２に
よって、周方向緩衝器２５が構成されている。

【００３１】緩衝器プレート２５１の円筒部２５１ｂの
内周面とキャリア２３の外周面には一方向クラッチ２２
が接続されている。すなわち、一方向クラッチ２２の外
輪２２ａは緩衝器プレートの円筒部２５１ｂの内周に嵌
合され、内輪２２ｂはキャリア２３の外周面に圧入され
ている。一方向クラッチ２２は、外輪２２ａと内輪２２
ｂとの間に、ローラ２２ｃおよびリティナ２２ｄを有し
一方向にのみ回転力を伝達する。

【００３２】尚、一方向クラッチ２２は、図３におい
て、内輪２２ｂに対して外輪２２ａが相対的に時計回り
方向に回転した場合に結合状態となり、逆に、反時計回
りに回転する場合は非結合状態（すなわち空回り状態）
になる。

【００３３】エンドプレート２９は、止め輪３０によっ
て軸方向に規制されると共に、緩衝器プレート２５１を
軸方向に押して緩衝材２５２の軸方向の逃げを防止して
いる。さらに、エンドプレート２９の内周面はベアリン
グ３９の外輪に圧入され、外周面は外周ブラケット２７
の内周面に嵌合されており、ベアリング３９、エンドプ
レート２９を介して外周ブラケット２７をキャリア２３
に対して回転可能に支承している。

【００３４】電磁クラッチ２１の励磁回路部は、フィー
ルドコア２１ａに界磁コイル２１ｃが巻回され、磁路を
形成するための外周コア２１ｂがフィールドコア２１ａ
の外周に圧嵌固定された構造になっており、取付プレー
ト４１を介して取付ブラケット４２に固定されている。

【００３５】フィールドコア２１ａの取付プレート４１
の反対側端面に、わずかなギャップを介して対峙してい
るアマチュア２１ｄは、弾性体としての板バネ３１の外
周端にリベット３２で固定され、一方、該板バネ３１の
内周端は外周ブラケット２７のフランジ部２７ａとリベ
ット３３で固定されている。板バネ３１は、アマチュア
２１ｄをフィールドコア２１ａから離れる方向に付勢し
ている。

【００３６】電磁クラッチ２１がオンすると、アマチュ
ア２１ｄはフィールドコア２１ａに吸引される。一方、
電磁クラッチ２１がオフすると、アマチュア２１ｄは板
バネ３１の弾性力でフランジ部２７ａ側に引き戻され
る。アマチュア２１ｄとフランジ部２７ａの間には、例
えばゴムで作製された緩衝材３４が設けられている。緩
衝材３４は、電磁クラッチ２１がオフしたとき、アマチ
ュア２１ｄが板バネ３１の弾性力でフランジ部２７ａ側
に引き戻されることにより発生する、アマチュア２１ｄ
とフランジ部２７ａの衝突音を防止する。

【００３７】尚、先に説明した電動発電機用ＥＣＵ７０
は、インバータ８を介して電動発電機４を電動機および
発電機に切り換える回転電機切換制御手段としての動作
をするとともに、上述の電磁クラッチ２１をオン／オフ
制御してインターナルギヤ２０を拘束状態（係止状態す
なわち回転不可能状態）および非拘束状態（開放状態す
なわち回転可能状態）に切り換える電磁クラッチ切換制
御手段としての動作をする。

【００３８】次に、本実施の形態の車両用伝動装置の動
作について説明する。まず、エコラン動作を開始する条
件が成立すると、エンジン用ＥＣＵ５０は、エンジン１
の各気筒への燃料の噴射を停止させる信号を出力し、エ
ンジンを停止させる。ここで、エコラン動作を開始する
条件としては、車速がゼロで、かつ、シフトレバーのレ
ンジがＲ（後進）にないこと、さらに、アクセルペダル
の踏み込み量がゼロであることなどが一例として考えら
れる。

【００３９】エコラン動作にてエンジンを停止した場合
には、電動発電機４を電動機として動作させ、電動発電
機用プーリ１４、ベルト１７、補機用プーリ１６を介し
て、補機６が負荷に応じた回転速度とトルクで最適に駆
動される。この時の変速伝動装置５の電磁クラッチ２１
はオフされており、アマチュア２１ｄは非拘束状態とな
っている。尚、この場合の補機６としては、車両停止時
でも使用が必要とされるＡ／Ｃコンプレッサーやパワー
ステアリング用オイルポンプなどが当てはまる。

【００４０】図１の電動発電機用プーリ１４の主面側か
ら見て、時計回り方向に電動発電機４が回転するなら
ば、ベルト１７で連結されたクランクプーリ１５も時計
回りに回転し、さらにクランクプーリ１５と一体に固定
されたサンギヤ１８も時計回りに回転する。一方、サン
ギヤ１８と噛み合っているプラネタリーギヤ１９は反時
計回りに自転するが、停止しているエンジン１のクラン
クシャフト２４に一体に連結されているキャリア２３は
停止したままでサンギヤ１８の周りを公転しないので、
非拘束状態にあるアマチュア２１ｄに連結している外周
ブラケット２７に嵌合固定されているインターナルギヤ
２０は反時計回りに回転する。

【００４１】この場合、キャリア２３に嵌合している一
方向クラッチ２２の内輪２２ｂに対して、緩衝器プレー
ト２５１、緩衝材２５２、緩衝器ブラケット２５０を介
して外周ブラケット２７に連結されている一方向クラッ
チの外輪２２ａは反時計回りに相対回転するので、一方
向クラッチ２２は非結合状態となり空回りする。

【００４２】すなわち、エンジン停止時に電磁クラッチ
２１をオフし、電動発電機４を電動機として作動させて
も、その回転動力はベルト１７を介して補機６にのみ伝
達され、クランクプーリ１５、変速伝動装置５は空回り
してクランクシャフト２４には電動発電機４の回転動力
は伝達されない。

【００４３】次に、エコラン動作によるエンジン停止状
態から、電動発電機４によってエンジン１を再始動させ
る場合の動作について説明する。エンジン再始動条件が
成立すると、まず、変速伝動装置５の電磁クラッチ２１
がオンされ、次に電動発電機４が電動機として時計回り
に回転し、電動発電機用プーリ１４、ベルト１７を介し
てクランクプーリ１５に回転動力が伝達される。

【００４４】そして、電磁クラッチ２１がオンしている
為、アマチュア２１ｄがフィールドコア２１ａに吸着さ
れて拘束されるので、板バネ３１、外周ブラケット２７
を介してインターナルギヤ２０が拘束され、その結果、
クランクプーリ１５に伝達された回転動力は、サンギヤ
１８、プラネタリーギヤ１９、キャリア２３を介して減
速されてクランクシャフト２４に伝達され、エンジンが
始動される。尚、この時、インターナルギヤ２０は拘束
されており、キャリア２３は時計回りに回転するので、
一方向クラッチ２２は非結合状態となり空回りしてい
る。

【００４５】このような電動発電機４によるエンジン１
の再始動においては、電動発電機４の回転動力は、ま
ず、電動発電機用プーリ１４とクランクプーリ１５のプ
ーリ比で減速され、さらに変速伝動装置５によりさらに
減速されるので、比較的小型な電動発電機４であっても
エンジン始動に必要な大きなトルクを発生させることが
できる。

【００４６】エンジン始動後、エンジン１の回転速度が
所定回転速度に達したことを検知して電磁クラッチ２１
がオフされると、アマチュア２１ｄが非拘束となるので
インターナルギヤ２０も非拘束状態となり、サンギヤ１
８とキャリア２３はそれぞれ独立した回転が可能とな
り、相互に動力を伝達することは無い。

【００４７】しかしながら、本発明においては、インタ
ーナルギヤ２０とキャリア２３の間に、周方向緩衝器２
５を介して一方向クラッチ２２を設けているので、電磁
クラッチ２１がオフされた直後は、キャリア２３の回転
速度は、連結しているクランクシャフト２４の回転速度
と同じであり、一方、サンギヤ１８はキャリア２３の回
転速度の減速比倍で回転しているので、インターナルギ
ヤ２０はキャリア２３に対して反時計回りに相対回転す
ることになり、一方向クラッチ２２は非結合状態にな
る。

【００４８】そして、サンギヤ１８の回転はキャリア２
３とは独立した状態で減速し続け、逆に、キャリア２３
の回転速度がサンギヤ１８の回転速度を上回った時点
で、キャリア２３に対してインターナルギヤ２０が時計
回りに相対回転しはじめる。このとき、一方向クラッチ
２２は結合し、インターナルギヤ２０とキャリア２３が
一体に結合するので、プラネタリーギヤ１９およびサン
ギヤ１８も一体に固定されて、その結果、クランクシャ
フト２４とサンギヤ１８、クランクプーリ１５は１：１
の等速で回転することになる。そして、電動発電機４は
発電機として動作するように切り換えられる。

【００４９】その後もエンジン１の回転動力は、変速伝
動装置５の変速比が１の状態で、クランクシャフト２４
からキャリア２３、プラネタリーギヤ１９、サンギヤ１
８の経路と、キャリア２３、一方向クラッチ２２、周方
向緩衝器２５、インターナルギヤ２０、プラネタリーギ
ヤ１９、サンギヤ１８の経路の２経路に分散されて伝達
され、サンギヤ１８、クランクプーリ１５、ベルト１
７、補機用プーリ１６あるいは電動発電機用プーリ１４
を介して補機６あるいは電動発電機４（この場合は発電
機として動作している）を駆動する。

【００５０】但し、エンジン１の回転速度がアップダウ
ンされた場合、あるいはエンジン１の気筒内の燃料爆発
に伴いエンジン回転速度変動が発生している場合には、
サンギヤ１８（あるいはクランクプーリ１５）の回転速
度よりクランクシャフト２４の回転速度が上回ろうとし
た場合（すなわち、エンジン１の回転速度が上昇してい
る場合）に一方向クラッチ２２は結合し、変速伝動装置
５の変速比は１となるが、サンギヤ１８の回転速度より
もクランクシャフト２４の回転速度が下回った場合（す
なわち、エンジン１の回転速度が減速した場合）には一
方向クラッチ２２が非結合状態となり、サンギヤ１８は
キャリア２３とは独立した状態で回転し、再びサンギヤ
１８の回転速度よりもクランクシャフト２４の回転速度
が上回ろうとした場合に一方向クラッチ２２が結合して
変速伝動装置５の変速比が１となる。

【００５１】以上のように、エンジン１の回転速度にア
ップダウンの変動が生じている場合には、その変動毎に
一方向クラッチ２２の非結合状態と結合状態との繰り返
しが継続され、かつ、結合毎に衝撃的なトルクが一方向
クラッチ２２に作用する可能性が考えられる。このよう
な場合には、一方向クラッチ２２の寿命が著しく低下す
ることが懸念される。

【００５２】これに対して本発明は、インターナルギヤ
２０とキャリア２３との間に周方向緩衝器２５を介して
一方向クラッチ２２を設けたので、従来技術として引用
した特開平２−２６４１５３号公報に示されている、キ
ャリア２３とサンギヤ１８の間に一方向クラッチ２２を
設けた場合や、別案で考えられるインターナルギヤ２０
とサンギヤ１８の間に一方向クラッチ２２を設けた場合
に比べ、一方向クラッチに加わる結合時の衝撃トルクを
大幅に低減でき、一方向クラッチの寿命を著しく向上さ
せることができる。

【００５３】以下に、この理由を詳しく述べる。例え
ば、サンギヤ１８、インターナルギヤ２０の歯数をそれ
ぞれａ，ｂ（但し、b＞a）とし、サンギヤ１８に対する
キャリア２３の相対回転速度をＮs-cとした場合、サン
ギヤ１８とインターナルギヤ２０、キャリア２３とイン
ターナルギヤ２０との相対回転速度をそれぞれＮs-i，
Ｎc-iとすると、次のように表わせる。

【００５４】

【数１】

【００５５】すなわち、キャリア２３とインターナルギ
ヤ２０の間に一方向クラッチを設けた場合には、サンギ
ヤ１８とキャリア２３の間に一方向クラッチを設けた場
合に比べ、ａ／ｂ倍の小さな相対回転速度で結合し、同
じく、サンギヤ１８とインターナルギヤ２０の間に設け
た場合に比べ、ａ／（ａ＋ｂ）倍の小さな相対回転速度
で結合するので、一方向クラッチに加わる結合時の衝撃
トルクを大幅に低減できる。

【００５６】一例として、サンギヤの歯数ａを４１個、
インターナルギヤの歯数ｂを７９個とした場合には、そ
れぞれ、ａ／ｂ＝０．５２、ａ／（ａ＋ｂ）＝０．３４
となり、本願のように、キャリア２３とインターナルギ
ヤ２０の間に一方向クラッチを設けた方が、一方向クラ
ッチの寿命向上に非常に有利であることがわかる。

【００５７】加えて、本発明は、一方向クラッチとイン
ターナルギヤの間に周方向緩衝器２５を設けているの
で、一方向クラッチ結合時の衝撃トルクをさらに緩和す
ることができるという効果がある。

【００５８】

【発明の効果】この発明に係る車両用伝動装置は、電動
機および発電機として動作する回転電機と、回転電機を
電動機および発電機に切り換える回転電機切換制御手段
と、回転電機の回転軸に取り付けられた回転電機用プー
リと、補機の回転軸に連結されて補機に動力を伝達する
補機用プーリと、エンジンのクランクシャフトに対して
相対回転および一体回転可能に切り換えられて動力を入
出力可能に伝達するクランクプーリと、回転電機用プー
リ、補機用プーリ、およびクランクプーリと相互に連結
し、回転動力を伝達する動力伝達手段と、クランクプー
リと連結され、かつベアリングを介して回転自在に支持
されたサンギヤと、サンギヤの外周をベアリングを介し
て自転および公転可能に支持されたプラネタリーギヤ
と、プラネタリーギヤを自転および公転可能に支持し、
かつクランクシャフトに連結されたキャリアと、内周側
でプラネタリーギヤと噛み合うインターナルギヤと、イ
ンターナルギヤを拘束状態および非拘束状態に切り換え
る電磁クラッチと、電磁クラッチをオン／オフする電磁
クラッチ切換制御手段と、インターナルギヤとキャリア
との間に設けられた一方向クラッチとを備えている。そ
のため、一方向クラッチをインターナルギヤとキャリア
との間に配設したので、キャリアとサンギヤとの間に設
けた場合や、インターナルギヤとサンギヤとの間に設け
た場合に比べ、一方向クラッチに加わる結合時の衝撃ト
ルクを大幅に低減することができ、一方向クラッチの寿
命を著しく向上させる効果がある。また、インターナル
ギヤを拘束する手段として電磁クラッチを用いたので、
インターナルギヤに何らかの過大な衝撃トルクが加わっ
たときには、電磁クラッチの吸着面が滑り、ギヤが破損
するという不具合を回避できる効果がある。さらに、電
磁クラッチの界磁コイルに供給する界磁電流値を調節す
ることにより、滑りの許容限界を任意に設定できるとい
う効果がある。

【００５９】また、インターナルギヤと一方向クラッチ
との間に設けられた弾性部材を有し一方向クラッチ結合
時の衝撃トルクを緩和する周方向緩衝器をさらに備えて
いる。一方向クラッチとインターナルギヤとの間に周方
向緩衝器を設けたので、一方向クラッチ結合時の衝撃ト
ルクをさらに緩和することができ、一方向クラッチの寿
命を向上させる効果がある。

【００６０】また、クランクプーリ、サンギヤ、プラネ
タリーギヤ、キャリア、インターナルギヤ、一方向クラ
ッチおよび周方向緩衝器が一体に組み立てられてなるア
センブリーを備え、キャリアの軸線上にキャリアを貫通
するように設けられ、キャリアをクランクシャフトに締
結することにより、アセンブリーをエンジンに固定する
ボルトをさらに備えている。そのため、従来のクランク
プーリをクランクシャフトにボルトにて締付けて固定す
る方法と略同様に、組立て調整済みのアセンブリーのキ
ャリアを最後にボルトでクランクシャフトに締付け固定
して完成させるので、エンジンに組み付けるときの工数
が大幅に省ける効果がある。

【００６１】また、電磁クラッチは、インターナルギヤ
に嵌合する外周ブラケットに連結するアマチュアを、通
電されることにより吸引して、インターナルギヤを拘束
状態とし、アマチュアには、アマチュアを吸引と反対方
向である外周ブラケット側に付勢して、インターナルギ
ヤを非拘束状態とする弾性体が設けられ、外周ブラケッ
トとアマチュアとの間に緩衝材が設けられている。その
ため、電磁クラッチがオンからオフとなった時に、弾性
体の弾性力でアマチュアが外周ブラケット側に引き戻さ
れるが、その時にアマチュアが外周ブラケットに衝突し
て発音するのを防止する効果がある。

【００６２】また、エンジン停止状態から回転電機でエ
ンジンを始動するさい、回転電機から回転電機用プー
リ、動力伝達手段およびクランクプーリを介して伝達さ
れた回転動力は、クランクプーリとクランクシャフトと
の間に設けられた減速機構によって減速されて伝達され
る。そのため、回転電機用プーリとクランクプーリのプ
ーリ比による減速と、クランクプーリとクランクシャフ
ト間に設けられた減速機構としての遊星歯車装置による
減速を組み合わせることによって回転電機のトルクを大
幅に増幅することができ、回転電機の小型化やインバー
タ容量の低減が可能となり、小型、軽量、低コスト化を
実現できる効果がある。

【００６３】また、エンジンの運転時に、クランクプー
リは、クランクシャフトに対して変速比１にてエンジン
側から駆動される。エンジン始動後、逆にエンジンから
の回転動力が増速されてクランクプーリに出力される
と、クランクプーリ、ベルト、回転電機用プーリあるい
は補機用プーリを介して回転電機あるいは補機が許容回
転速度以上で過回転されるという問題があるが、エンジ
ン始動後はクランクシャフトとクランクプーリ間の変速
比を１にすることにより、回転電機あるいは補機を適正
な回転速度範囲で作動させることができるという効果が
ある。

【００６４】また、エンジンの運転時に、回転電機およ
び補機は、クランクプーリ、動力伝動手段、回転電機用
プーリあるいは補機用プーリを介してエンジンにて駆動
され、回転電機は、発電機として動作する。そのため、
回転電機でエンジンを始動した後、同じ回転電機を発電
機として動作させることにより、一台で電動機と発電機
の二役をこなすことができ、省スペースと軽量化を図る
ことができる効果がある。

【００６５】また、エンジンの停止時に、回転電機にて
補機を駆動するさい、回転電機からクランクプーリに伝
達された動力は、一方向クラッチが非結合状態となるこ
とにより、クランクプーリからクランクシャフトに伝達
されない。エンジンが停止しているので、回転電機の回
転動力がクランクプーリからクランクシャフトに伝達さ
れるとエンジンが大きな負荷となってしまうが、補機の
みに回転動力が伝わり、クランクシャフトには伝わらな
いようにすることによって、回転電機の負荷を軽減する
ことができ、省エネと共に、回転電機の小型化、インバ
ータ容量の低減、しいては低コスト化を実現できる効果
がある。

【００６６】また、エンジンの回転負荷が大きい場合に
エンジンを始動するスタータをさらに備えている。その
ため、低温時の最初の始動のようなエンジン始動時の回
転負荷が大きい場合にも回転電機によるエンジンの始動
を可能にするためには、大型の回転電機と電流容量の大
きなインバータが必要になり大幅なコストアップになる
という問題と、低温時には大きな回転動力をベルトスリ
ップ無くベルト伝達することが困難という問題があった
が、温度を検知して回転電機によるベルト始動が困難で
あることを判断した場合には、別途備えた従来のスター
タによってエンジンを始動させるように構成したので上
記のような問題が解消できるという効果がある。

【００６７】さらに、スタータは、エンジンが所定時間
連続して停止していた後の最初のエンジンの始動、ある
いはエンジンの冷却水が所定値以下の時のエンジンの始
動に対して動作する。エンジン冷却水および連続エンジ
ン停止時間を検知することにより、スタータ使用の判断
を簡便に判定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の車両用伝動装置を含むエンジンの
周辺機器のシステム構成図である。

【図２】 本実施の形態の伝動装置の側面断面図であ
る。

【図３】 図２のＡ−Ａ線に沿う矢視断面図である。

【符号の説明】

１ エンジン、１ａ エンジンブラケット、２ トルク
コンバータ（トルコン）、３ Ａ／Ｔ（オートマチック
トランスミッション）、４ 電動発電機（回転電機）、
４ａ 回転センサ、５ 変速伝動装置、６ 補機、７
スタータ、８インバータ、９ 高圧バッテリ、１０ Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ、１１ １２Ｖバッテリ、１２ 電
動オイルポンプ、１３ 油圧制御部、１４ 電動発電機
用プーリ（回転電機用プーリ）、１５ クランクプー
リ、１６ 補機用プーリ、１７ベルト、１８ サンギ
ヤ、１８ａ サンギヤ部、１８ｂ シャフト部、１８ｃ
ネジ部、１８ｄ 中心貫通孔、１９ プラネタリーギ
ヤ、１９ａ プラネタリーギヤ部、１９ｂ シャフト
部、１９ｃ ベアリング、２０ インターナルギヤ、２
１ 電磁クラッチ、２１ａ フィールドコア、２１ｂ
外周コア、２１ｃ 界磁コイル、２１ｄ アマチュア、
２２ 一方向クラッチ、２２ａ 外輪、２２ｂ内輪、２
２ｃ ローラ、２２ｄ リティナ、２３ キャリア、２
４ クランクシャフト、２４ａ 結合シャフト部、２４
ｂ ネジ部、２５ 周方向緩衝器、２５０ 緩衝器ブラ
ケット、２５０ａ ポケット、２５１ 緩衝器プレー
ト、２５１ａ 軸方向突起、２５１ｂ 円筒部、２５２
緩衝材（弾性部材）、２６ ナット、２７ 外周ブラ
ケット、２７ａ フランジ部、２８ ピン、２９ エン
ドプレート、３０ 止め輪、３１ 板バネ（弾性体）、
３２ リベット、３３ リベット、３４ 緩衝材、３５
キー、３６ ベアリング、３７ ベアリング、３８
ベアリング、３９ ベアリング、４０ ボルト、４１
取付プレート、４２取付ブラケット、４３ ボルト、４
４ カバー、５０ エンジン用ＥＣＵ、６０ Ａ／Ｔ用
ＥＣＵ、７０ 電動発電機用ＥＣＵ（回転電機切換制御
手段、電磁クラッチ切換制御手段）、８０ ＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｆ０２Ｎ 11/08 Ｖ Ｆ１６Ｄ 41/07 Ｆ１６Ｄ 41/07 Ｚ Ｆ１６Ｈ 1/28 Ｆ１６Ｈ 1/28 Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｈ０２Ｋ 7/10 Ｃ Ｄ Ｆターム(参考） 3J027 FA37 FB01 GA01 GC13 GC22 GD03 GD09 GD12 GE03 5H607 AA04 BB01 BB02 BB05 CC03 CC09 DD03 EE04 EE33 FF11 FF22 FF24 GG02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機および発電機として動作する回転
   電機と、 前記回転電機を電動機および発電機に切り換える回転電
   機切換制御手段と、 前記回転電機の回転軸に取り付けられた回転電機用プー
   リと、 補機の回転軸に連結されて補機に動力を伝達する補機用
   プーリと、 エンジンのクランクシャフトに対して相対回転および一
   体回転可能に切り換えられて動力を入出力可能に伝達す
   るクランクプーリと、 前記回転電機用プーリ、前記補機用プーリ、および前記
   クランクプーリと相互に連結し、回転動力を伝達する動
   力伝達手段と、 前記クランクプーリと連結され、かつベアリングを介し
   て回転自在に支持されたサンギヤと、 前記サンギヤの外周をベアリングを介して自転および公
   転可能に支持されたプラネタリーギヤと、 前記プラネタリーギヤを自転および公転可能に支持し、
   かつ前記クランクシャフトに連結されたキャリアと、 内周側で前記プラネタリーギヤと噛み合うインターナル
   ギヤと、 前記インターナルギヤを拘束状態および非拘束状態に切
   り換える電磁クラッチと、 前記電磁クラッチをオン／オフする電磁クラッチ切換制
   御手段と、 前記インターナルギヤと前記キャリアとの間に設けられ
   た一方向クラッチとを備えたことを特徴とする車両用伝
   動装置。
2. 【請求項２】 前記インターナルギヤと前記一方向クラ
   ッチとの間に設けられた弾性部材を有し該一方向クラッ
   チ結合時の衝撃トルクを緩和する周方向緩衝器をさらに
   備えたことを特徴とする請求項１記載の車両用伝動装
   置。
3. 【請求項３】 前記クランクプーリ、前記サンギヤ、前
   記プラネタリーギヤ、前記キャリア、前記インターナル
   ギヤ、前記一方向クラッチおよび前記周方向緩衝器が一
   体に組み立てられてなるアセンブリーを備え、 前記キャリアの軸線上に該キャリアを貫通するように設
   けられ、該キャリアを前記クランクシャフトに締結する
   ことにより、前記アセンブリーを前記エンジンに固定す
   るボルトをさらに備えたことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の車両用伝動装置。
4. 【請求項４】 前記電磁クラッチは、前記インターナル
   ギヤに嵌合する外周ブラケットに連結するアマチュア
   を、通電されることにより吸引して、該インターナルギ
   ヤを拘束状態とし、前記アマチュアには、該アマチュア
   を前記吸引と反対方向である前記外周ブラケット側に付
   勢して、前記インターナルギヤを非拘束状態とする弾性
   体が設けられ、前記外周ブラケットと前記アマチュアと
   の間に緩衝材が設けられていることを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の車両用伝動装置。
5. 【請求項５】 エンジン停止状態から前記回転電機で前
   記エンジンを始動するさい、前記回転電機から前記回転
   電機用プーリ、前記動力伝達手段および前記クランクプ
   ーリを介して伝達された回転動力は、前記クランクプー
   リと前記クランクシャフトとの間に設けられた減速機構
   によって減速されて伝達されることを特徴とする請求項
   １から４のいずれかに記載の車両用伝動装置。
6. 【請求項６】 前記エンジンの運転時に、前記クランク
   プーリは、前記クランクシャフトに対して変速比１にて
   前記エンジン側から駆動されることを特徴とする請求項
   ５に記載の車両用伝動装置。
7. 【請求項７】 前記エンジンの運転時に、前記回転電機
   および前記補機は、前記クランクプーリ、前記動力伝動
   手段、前記回転電機用プーリあるいは前記補機用プーリ
   を介して前記エンジンにて駆動され、前記回転電機は、
   発電機として動作することを特徴とする請求項６に記載
   の車両用伝動装置。
8. 【請求項８】 前記エンジンの停止時に、前記回転電機
   にて前記補機を駆動するさい、前記回転電機から前記ク
   ランクプーリに伝達された動力は、前記一方向クラッチ
   が非結合状態となることにより、前記クランクプーリか
   ら前記クランクシャフトに伝達されないことを特徴とす
   る請求項７に記載の車両用伝動装置。
9. 【請求項９】 前記エンジンの回転負荷が大きい場合に
   前記エンジンを始動するスタータをさらに備えたことを
   特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の車両用伝
   動装置。
10. 【請求項１０】 前記スタータは、前記エンジンが所定
    時間連続して停止していた後の最初の該エンジンの始
    動、あるいは前記エンジンの冷却水が所定値以下の時の
    該エンジンの始動に対して動作することを特徴とする請
    求項９に記載の車両用伝動装置。