(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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２に記載の車両用伝動装置。
【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。
【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。
【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。
【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、前記動力伝達手段、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。
【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、前記電磁クラッチはオフされて前記インターナルギヤは非拘束状態とされており、かつ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。
【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。
【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。
【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、動力伝達手段、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、電磁クラッチはオフされてインターナルギヤは非拘束状態とされており、かつ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２６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１９ｃを介してキャリア２３に嵌合固定されたシャフト１９ｂ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２５０ａ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２５０ａを設けた緩衝器ブラケット２５０、軸方向突起２５１ａ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２２ｂ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１８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２５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２３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１８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】
0003590600.tif 000002
【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、動力伝達手段、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、電磁クラッチはオフされてインターナルギヤは非拘束状態とされており、かつ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  ＤＣ／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、２１  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、２２ｃ  ローラ、２２ｄ  リティナ、２３  キャリア、２４  クランクシャフト、２４ａ  結合シャフト部、２４ｂ  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、４４  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。
【図１】
0003590600.tif 000003
【図２】
0003590600.tif 000004
【図３】
0003590600.tif 000005