(57)【要約】【課題】コストの増大を抑制しつつ、内燃機関の始動性及びモータ・ジェネレータの発電効率を向上することができる車両用動力伝達装置を提供すること。【解決手段】モータ・ジェネレータ４の回転トルクは、第１ワンウェイクラッチ４１を介してのみ、駆動軸３０を介して内燃機関１に伝達される。このとき、モータ・ジェネレータ４の回転トルクは、プラネタリギア４４により減速された回転速度（キャリア４４ｃの回転速度）で内燃機関１に伝達される。一方、内燃機関１の歯車式有段変速機３を介した回転トルクは、第２ワンウェイクラッチ４３を介してのみ、モータ・ジェネレータ４に伝達される。このとき、内燃機関１の回転トルクは、プラネタリギア４４においてそのままの回転速度（サンギア４４ａの回転速度）でモータ・ジェネレータ４に伝達される。【選択図】　　　図１
2004074990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変速段に切替可能な歯車式有段変速機と、
回転軸を備えるモータ・ジェネレータと、
前記歯車式有段変速機の入力軸と内燃機関の出力軸との間を連結・遮断するクラッチ機構と、
前記歯車式有段変速機の入力軸と同軸上且つ前記入力軸と相対回転可能に配されるとともに前記内燃機関の出力軸と直結する駆動軸と、
前記駆動軸と前記モータ・ジェネレータの回転軸との間の動力伝達経路中に配設され、前記モータ・ジェネレータの回転トルクを内燃機関へ伝達するとともに、内燃機関の回転トルクを前記モータ・ジェネレータの回転軸へ伝達しないように機能する第１ワンウェイクラッチと、
前記入力軸と前記モータ・ジェネレータの回転軸との間の動力伝達経路中に配設され、内燃機関の回転トルクを前記モータ・ジェネレータの回転軸に伝達するとともに、前記モータ・ジェネレータの回転トルクを前記入力軸に伝達しないように機能する第２ワンウェイクラッチとを備えたことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記モータ・ジェネレータの回転軸にはプラネタリギアが設けられ、
前記第１ワンウェイクラッチは、前記モータ・ジェネレータの前記プラネタリギアによる第１回転速度比に応じた回転トルクを内燃機関へ伝達し、
前記第２ワンウェイクラッチは、内燃機関の回転トルクを前記プラネタリギアによる第２回転速度比に応じて前記モータ・ジェネレータの回転軸に伝達することを特徴とする、請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記モータ・ジェネレータの回転軸は前記プラネタリギアのサンギアに取り付けられており、前記モータ・ジェネレータによる回転トルクは、前記サンギアから前記プラネタリギアのキャリア、前記第１ワンウェイクラッチ及び前記駆動軸を介して前記内燃機関に伝達されるとともに、前記内燃機関による回転トルクは、前記歯車式有段変速機の入力軸から前記第２ワンウェイクラッチ、前記キャリア及び前記サンギアを介して前記モータ・ジェネレータの回転軸に伝達される
ことを特徴とする、請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記第２ワンウェイクラッチは前記歯車式有段変速機にギア連結され、該歯車式有段変速機は入力軸と同期回転する変速段切り替え用のギアを共用したことを特徴とする、請求項１から請求項３に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記入力軸は中空円筒状を呈し、その内径側に前記駆動軸を配設することを特徴とする、請求項１から請求項４に記載の車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力源として内燃機関とモータ・ジェネレータとを併せ備えた車両用動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低排気ガス、低燃費を目的とし動力源として内燃機関及びモータ・ジェネレータを併せ備えたいわゆるハイブリット車両の開発が進んでいる。こうした車両では、車両の駆動及びエネルギー回生用のモータ・ジェネレータが追加された結果、従来の内燃機関始動用のモータ（スタータ）、バッテリ充電用のオルタネータと併せて大きなモータ等を３個備えることになり、車両搭載の困難さに加えてコストの増大を余儀なくされている。
【０００３】
このモータ等の個数を少なくする試みとして、例えば特開２００２−１１４０４８号公報に記載された車両用動力伝達装置が知られている。同公報記載の装置は、上記内燃機関始動用のモータとモータ・ジェネレータとを兼用することでモータ等の個数削減を実現している。
【０００４】
すなわち、この車両用動力伝達装置は、手動変速機で採用されている伝達効率に優れた歯車式有段変速機に、内燃機関及び歯車式有段変速機間のクラッチ操作（接続・遮断）を自動化する機構とシフト操作（変速段の切り替え）を自動化する機構とを追加した変速機を備えている。そして、この変速機とモータ・ジェネレータとを組み合せることで、内燃機関始動用のモータとの兼用を実現している。
【０００５】
つまり、この変速機に周知のシフト装置に類似した機構を介してモータ・ジェネレータを取り付け、これを用いて動力の入力時と出力時とでその伝達経路を切り替えている。これにより、時にはギアを介して変速機の入力軸とモータ・ジェネレータの回転軸とを連結する。そして、例えばモータ・ジェネレータを駆動してその回転トルクを変速機の入力軸からクラッチを介して内燃機関に伝達し、同機関を始動する。若しくは、内燃機関の回転トルクをクラッチから変速機の入力軸を介してモータ・ジェネレータの回転軸に伝達し、発電を行う。
【０００６】
また、時には、ギアを介してモータ・ジェネレータの回転軸と車両の駆動輪に繋がる変速機の出力軸とを連結し、車両の駆動若しくはエネルギー回生を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この車両用動力伝達装置では、モータ・ジェネレータの回転軸と変速機の入力軸（若しくは出力軸）とは、モータ・ジェネレータの駆動・発電に関わらずそれぞれ所定のギア比に基づく共通の回転速度比で連結されている。従って、例えば変速機の入力軸とモータ・ジェネレータの回転軸とを連結して内燃機関の始動又は発電をさせようとすると、効率等の悪い状態での使用を余儀なくされる。
【０００８】
また、この車両用動力伝達装置では、内燃機関の停止状態からモータ・ジェネレータを駆動して内燃機関を始動する場合には、クラッチ操作によって内燃機関の出力軸と歯車式有段変速機の入力軸とを連結しなければならず、このクラッチ操作により迅速な内燃機関の始動が抑制されている。
【０００９】
そこで本発明は、コストの増大を抑制しつつ、内燃機関の始動性及びモータ・ジェネレータの発電効率を向上することができる車両用動力伝達装置を提供することを技術的課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、複数の変速段に切替可能な歯車式有段変速機と、回転軸が該歯車式有段変速機の歯車と係合可能であるモータ・ジェネレータと、前記歯車式有段変速機の入力軸と内燃機関の出力軸との間を連結・遮断するクラッチ機構と、前記歯車式有段変速機の入力軸と同軸上且つ前記入力軸と相対回転可能に配されるとともに前記内燃機関の出力軸と直結する駆動軸と、前記駆動軸と前記モータ・ジェネレータの回転軸との間に配設され、前記モータ・ジェネレータの回転トルクを内燃機関へ伝達するとともに、内燃機関の回転トルクを前記モータ・ジェネレータの回転軸へ伝達しない第１ワンウェイクラッチと、前記入力軸と前記モータ・ジェネレータの回転軸との間に配設され、内燃機関の回転トルクを前記モータ・ジェネレータの回転軸に伝達するとともに、前記モータ・ジェネレータの回転トルクを前記入力軸に伝達しない第２ワンウェイクラッチとを備えたことを特徴とする車両用動力伝達装置とした。
【００１１】
請求項１によると、クラッチ機構が歯車式有段変速機の入力軸と内燃機関の出力軸との間を連結している場合において内燃機関の回転トルク（駆動トルク）がモータ・ジェネレータの回転トルクより大きい状況下では、内燃機関の回転トルク（駆動トルク）が、入力軸及び第２ワンウェイクラッチを介してモータ・ジェネレータの回転軸に伝達される。このとき、内燃機関の回転トルクは第１ワンウェイクラッチを介してはモータ・ジェネレータに伝達されない。また、内燃機関の回転トルクよりモータ・ジェネレータの回転トルクが大きい状況下では、クラッチ機構による歯車式有段変速機の入力軸と内燃機関の出力軸との間の連結・遮断の状態に関係なく、モータ・ジェネレータの回転トルクは第１ワンウェイクラッチ、駆動軸を介して内燃機関の出力軸に伝達される。このとき、モータ・ジェネレータの回転トルクは第２ワンウェイクラッチを介しては内燃機関に伝達されない。
【００１２】
このようにして、請求項１の車両用動力伝達装置ではモータ・ジェネレータの駆動時と発電時との動力伝達経路が異なるので、異なるギア比にてモータ・ジェネレータの駆動と発電とがなされるようにすることが可能になる。これにより、効率等の良い状態でのモータ・ジェネレータの使用が可能になる。
【００１３】
また、モータ・ジェネレータの回転トルクはクラッチ機構を介することなく内燃機関の出力軸に直結される駆動軸に伝達されるので、内燃機関の停止状態からモータ・ジェネレータを駆動させて内燃機関を始動する場合に、クラッチ機構の連結・遮断の操作が不要となる。これによって、迅速に内燃機関を始動させることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１において、前記モータ・ジェネレータの回転軸にはプラネタリギアが設けられ、前記第１ワンウェイクラッチは、前記モータ・ジェネレータの前記プラネタリギアによる第１回転速度比に応じた回転トルクを内燃機関へ伝達し、前記第２ワンウェイクラッチは、内燃機関の回転トルクを前記プラネタリギアによる第２回転速度比に応じて前記モータ・ジェネレータの回転軸に伝達するようにしたことである。
【００１５】
請求項２によると、モータ・ジェネレータの回転トルクは、プラネタリギアによる第１回転速度比に応じた回転速度で内燃機関に伝達される。一方、内燃機関の回転トルクは、クラッチ機構が内燃機関の出力軸と歯車式有段変速機の入力軸とを連結した状態において、第２ワンウェイクラッチを介してのみ、モータ・ジェネレータに伝達される。このとき、内燃機関の回転トルクは、プラネタリギアによる第２回転速度比に応じた回転速度でモータ・ジェネレータに伝達される。従って、例えば第１回転速度比を小さくしてモータ・ジェネレータの回転を減速し、より大きな回転トルクで内燃機関を低回転域で始動する。
【００１６】
あるいは、第２回転速度比を大きくして内燃機関の回転を増速し、モータ・ジェネレータを高回転域で発電させる。以上により、コストの増大を抑制しつつ、内燃機関の始動性及びモータ・ジェネレータの発電効率が向上する。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２において、前記モータ・ジェネレータの回転軸は前記プラネタリギアのサンギアに取り付けられており、前記モータ・ジェネレータによる回転トルクは、前記サンギアから前記プラネタリギアのキャリア、前記第１ワンウェイクラッチ及び前記駆動軸を介して前記内燃機関に伝達されるとともに、前記内燃機関による回転トルクは、前記歯車式有段変速機の入力軸から前記第２ワンウェイクラッチ、前記キャリア及び前記サンギアを介して前記モータ・ジェネレータの回転軸に伝達されるようにしたことである。
【００１８】
請求項３によると、内燃機関の歯車式有段変速機を介した回転トルクは、第２ワンウェイクラッチ、プラネタリギアのキャリア及びサンギアを介して増速されてモータ・ジェネレータに伝達される。従って、モータ・ジェネレータはより高回転域で発電し、その効率を向上する。また、モータ・ジェネレータによる回転トルクは、プラネタリギアのサンギア及びキャリアを介して減速されて、第１ワンウェイクラッチ及び駆動軸を介して内燃機関に伝達される。従って、大きな回転トルクで内燃機関を低速回転で始動でき、好適である。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３において、前記第２ワンウェイクラッチは前記歯車式有段変速機にギア連結され、該歯車式有段変速機は入力軸と同期回転する変速段切り替え用のギアを共用したことである。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、第２ワンウェイクラッチは歯車式有段変速機にギア連結され、同歯車式有段変速機は入力軸と同期回転する変速段切り替え用のギアが共用される。従って、例えば歯車式有段変速機に専用のギアを設けて第２ワンウェイクラッチとギア連結する場合に比べ、部品点数の増大が抑制される。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４において、前記入力軸は中空円筒状を呈し、その内径側に前記駆動軸を配設するようにしたことである。
【００２２】
請求項５によると、駆動軸は入力軸の内径側に配されることで、駆動軸と入力軸とが軸方向に関して重なり合って位置することになり、車両用動力伝達装置の小型化に対して好適である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図１に従って説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態が適用されるハイブリッド車両用の動力伝達装置を示すシステム構成図である。この装置は、出力を調整可能な電子スロットルアクチュエータを備える内燃機関１と、クラッチ装置としてのクラッチ２と、歯車式有段変速機３と、モータ・ジェネレータ４と、インバータ５と、バッテリ６とを備える。
【００２５】
上記クラッチ２は、内燃機関１及び歯車式有段変速機３の間に配装されており、内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト１１に固定されたフライホイール１２と、クラッチディスク１３とを有する。クラッチ２は、上記内燃機関１及び歯車式有段変速機３間の動力の接続・遮断を切り替える。なお、本実施形態では、クラッチ２による上記動力の接続・遮断を図示しないコントローラによって駆動制御されるアクチュエータにて行っている。そして、コントローラにより検出等された各種状態（内燃機関１の運転状態、走行状態、バッテリ６の蓄電状態など）に応じ、上記動力の接続・遮断が自動的に切り替えられるようになっている。
【００２６】
上記歯車式有段変速機３は、複数の変速段に切り替え可能であって、入力軸１４と、同入力軸１４に略平行に配置された出力軸１５とを有する。入力軸１４には、上記クラッチディスク１３がスプライン等で軸線方向に摺動自在に、周方向に回動不能に連結されている。入力軸１４は中空円筒状を呈しており、その内径側には内燃機関１のフライホイール１２に直結する駆動軸３０が入力軸１４と相対回転可能に配されている。そして、この入力軸１４には、一側（クラッチ２側である図１の左側）から１速用駆動ギア１６、後退用駆動ギア１７、２速用駆動ギア１８が一体的に設けられている。また、入力軸１４には、２速用駆動ギア１８に隣接して一側（図１の左側）から３速用駆動ギア１９、４速用駆動ギア２０、５速用駆動ギア２１が空転可能に装着されている。
【００２７】
そして、入力軸１４の他側（クラッチ２の反対側である図１の右側）端からは駆動軸３０の端部が突出しており、この駆動軸３０の端部には前記モータ・ジェネレータ４に噛合連結されたギア４１ａを外周部に有する第１ワンウェイクラッチ４１が設けられている。
【００２８】
出力軸１５には、一側（図１の左側）においてディファレンシャル装置２２の従動ギア２２ａに噛合連結された駆動ギア２３が一体的に設けられている。従って、出力軸１５が回転すると、回転トルクが駆動ギア２３を介してディファレンシャル装置２２（従動ギア２２ａ）に伝達され、車両の両駆動輪と連結されたシャフト２２ｂ，２２ｃを駆動する。
【００２９】
また、出力軸１５には、入力軸１４に対応して一側（図１の左側）から１速用従動ギア２４、２速用従動ギア２５が空転可能に装着され、３速用従動ギア２６、４速用従動ギア２７、５速用従動ギア２８が一体的に設けられている。そして、これら従動ギア２４〜２８は、対応する駆動ギア１６，１８〜２１に噛合連結されている。
【００３０】
出力軸１５において、１速用及び２速用従動ギア２４，２５間には、外周にスプラインが設けられたハブ部材３１が同出力軸１５と一体的に回転するように設けられている。そして、１速及び２速用従動ギア２４，２５には、それぞれハブ部材３１側において同ハブ部材３１と同様のスプラインを有する突出部２４ａ，２５ａが設けられている。
【００３１】
一方、入力軸１４において、３速及び４速用駆動ギア１９，２０間及び５速用駆動ギア２１の他側（クラッチ２の反対側である図１の右側）には、それぞれ外周にスプラインが設けられたハブ部材３２，３３が同入力軸１４と一体的に回転するように設けられている。そして、３速〜５速用駆動ギア１９〜２１には、それぞれハブ部材３２，３３側において同ハブ部材３２，３３と同様のスプラインを有する突出部１９ａ，２０ａ，２１ａが設けられている。
【００３２】
そして、ハブ部材３１〜３３の外周側には、同ハブ部材３１〜３３のスプラインと係合するとともに対応する突出部１９ａ〜２１ａ，２４ａ，２５ａのスプラインと選択的に係合可能なスプラインを内周側に有するスリーブ３４，３５，３６が配設されている。これらスリーブ３４〜３６は、図示しないフォーク部材により軸線方向に移動されてハブ部材３１〜３３と対応する突出部１９ａ〜２１ａ，２４ａ，２５ａ（ギア１９〜２１，２４，２５）とを連結し、或いは中立位置に配置（中立状態）されて連結を解除する。
【００３３】
このフォーク部材を介したスリーブ３４〜３６の移動によりハブ部材３１〜３３と対応する突出部１９ａ〜２１ａ，２４ａ，２５ａ（ギア１９〜２１，２４，２５）とが選択的に連結・解除され、歯車式有段変速機３における複数の変速段が実現されている。
【００３４】
なお、スリーブ３４の外周側には、後退用従動ギア３７が設けられている。そして、入力軸１４及び出力軸１５と平行に配置された軸３８には、軸線方向に移動可能なアイドラギア３９が設けられている。このアイドラギア３９は、軸線方向の位置に応じて上記後退用駆動ギア１７及び後退用従動ギア３７に噛合連結されることで後退の変速段を実現する。それ以外の変速段では、アイドラギア３９は中立位置に配置されて連結が解除され、空転する。
【００３５】
本実施形態では、フォーク部材を介したスリーブ３４〜３６の移動等を図示しないコントローラによって駆動制御されるアクチュエータにて行っている。そして、コントローラにより検出等された各種状態（内燃機関１の運転状態、走行状態、バッテリ６の蓄電状態など）に応じ、変速段が自動的に切り替えられるようになっている。
【００３６】
上記モータ・ジェネレータ４は、外力にてその回転軸４２が回転駆動されることで発電等を行うとともに給電により回転軸４２を回転させる周知の交流機であって、歯車式有段変速機３に並設されている。このモータ・ジェネレータ４は、回転軸４２の一側（図１の左側）に第２ワンウェイクラッチ４３が設けられている。この第２ワンウェイクラッチ４３は、前記入力軸１４の２速用駆動ギア１８に噛合連結されたギア４３ａを外周部に有しており、入力軸１４（２速用駆動ギア１８）が一側（図１における回転方向Ａ）に回転駆動される場合のみその回転トルクをギア４３ａを介して回転軸４２に伝達する。そして、回転軸４２は、入力軸１４に対し２速用駆動ギア１８及びギア４３ａのギア比に応じた回転速度にて他側（図１における回転方向Ａと反対の回転方向Ｂ）に回転する。
【００３７】
また、モータ・ジェネレータ４は、回転軸４２の他側（図１の右側）においてこれと同軸にプラネタリギア４４のサンギア４４ａが設けられている。従って、回転軸４２の回転速度はサンギア４４ａの回転速度と一致する。このプラネタリギア４４のリングギア４４ｂは不動部（例えば、歯車式有段変速機３を収容するハウジング）に固着されており、ダブルピニオン構造を有するキャリア４４ｃには、前記第１ワンウェイクラッチ４１のギア４１ａに噛合連結されたギア４５が一体的に設けられている。上記第１ワンウェイクラッチ４１は、キャリア４４ｃ（ギア４５）が他側（図１における回転方向Ｂ）に回転駆動される場合のみその回転トルクをギア４１ａを介して駆動軸３０に伝達する。従って、キャリア４４ｃは、回転軸４２に対しプラネタリギア４４での減速比（第１回転速度比）に応じた回転速度にて回転する。そして、駆動軸３０は、キャリア４４ｃに対しギア４５，４１ａのギア比に応じた回転速度にて一側（図１における回転方向Ａ）に回転する。
【００３８】
なお、内燃機関１の駆動により駆動軸３０が一側（図１における回転方向Ａ）に回転駆動されるとき、上記第１ワンウェイクラッチ４１は空転するように配置されている。従って、駆動軸３０の一側への回転トルクは、第１ワンウェイクラッチ４１においてギア４１ａへと伝達されない。また、回転軸４２（キャリア４４ｃ）が他側（図１における回転方向Ｂ）に回転駆動されるとき、上記第２ワンウェイクラッチ４３は空転するように配置されている。従って、回転軸４２（キャリア４４ｃ）の他側への回転トルクは、第２ワンウェイクラッチ４３において入力軸１４（２速用駆動ギア１８）へと伝達されない。
【００３９】
上記インバータ５は、図示しないコントローラにて駆動制御されており、バッテリ６からの直流電力を交流電力に変換してモータ・ジェネレータ４に給電し、あるいはモータ・ジェネレータ４において発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ６を充電する。
【００４０】
次に、この動力伝達装置の動作について説明する。
【００４１】
まず、モータ・ジェネレータ４による内燃機関１の始動について説明する。このとき、クラッチ２を動力の接続状態にするとともにコントローラによりスリーブ３４〜３６及びアイドラギア３９を中立状態にして歯車式有段変速機３をニュートラルの状態にする。そして、インバータ５を駆動してモータ・ジェネレータ４に交流電力を給電し、回転軸４２を回転方向Ｂに駆動する。回転軸４２の回転トルクは、プラネタリギア４４を介した減速に伴い増大されてそのキャリア４４ｃに伝達される。駆動軸３０が従動側であり、第１ワンウェイクラッチ４１がロック状態となることから、キャリア４４ｃの回転トルクはギア４５，４１ａを介した減速に伴い更に増大されて駆動軸３０に伝達される。なお、ギア４５，４１ａは、内燃機関１の始動に十分な回転トルクが得られるようその減速比を大きくしている。そして、駆動軸３０の回転トルクはクラッチ２を介することなくフライホイール１２に伝達され、クランクシャフト１１が回転を開始する。クランクシャフト１１の回転速度が上昇し、例えば２００ｒｐｍ程度の回転速度に達すると内燃機関１の始動が可能になる。
【００４２】
内燃機関１が始動してクラッチ２及び歯車式有段変速機３（駆動軸３０）とともに回転速度が上昇し、例えば６００ｒｐｍ程度の回転速度に達すると、駆動軸３０の回転速度がギア４１ａの回転速度を上回る。そして、第１ワンウェイクラッチ４１のロック状態は自然に解放される。同時に、２速用駆動ギア１８を介したギア４３ａの回転速度が回転軸４２の回転速度を上回る。これにより、第２ワンウェイクラッチ４３がロック状態になり、ギア４３ａを介した２速用駆動ギア１８の回転トルクが、回転軸４２に伝達される。なお、２速用駆動ギア１８及びギア４３ａは、内燃機関１の全回転域においてモータ・ジェネレータ４が過回転しない程度で減速比を小さくしている。そして、内燃機関１の動力によってモータ・ジェネレータ４の回転軸４２が回転駆動される。このように、内燃機関１が高速回転しているときは、負荷としてモータ・ジェネレータ４に発電させ、インバータ５を介してバッテリ６の充電が可能になる。すなわち、この状態におけるモータ・ジェネレータ４は、いわゆるオルタネータとしての役目を果たしている。
【００４３】
ここで、モータ・ジェネレータ４の発電について更に説明する。モータ・ジェネレータ４を無通電状態にし、クラッチ２の接続・遮断状態に関わらず、入力軸１４の回転方向Ａへの回転トルクを２速用駆動ギア１８、ギア４３ａに伝達する。このとき、モータ・ジェネレータ４が無通電状態であることから、第２ワンウェイクラッチ４３はロック状態となり回転軸４２は回転方向Ｂに回転させられる。従って、回転方向Ｂに対して負荷となるようにモータ・ジェネレータ４を制御することで、その発電が可能になる。
【００４４】
特に、車両停止時では、歯車式有段変速機３をニュートラルの状態にする。そして、クラッチ２を接続状態にして内燃機関１のアイドル回転を同様に回転軸４２に伝達することで発電が可能になる。
【００４５】
また、例えばバッテリ６の充電容量が十分の状態で、内燃機関１が比較的低速で回転している場合には、モータ・ジェネレータ４を電動機として力行させて駆動軸３０を回転駆動させることで内燃機関１の出力を補い、車両の加速を助けることもできる。従って、内燃機関１の駆動力による走行中に更にモータ・ジェネレータ４を駆動すれば、モータ・ジェネレータ４の駆動力が第１ワンウェイクラッチ４１を介して内燃機関１に加味され内燃機関１のみによる走行よりも力強い走行が可能となって、登坂路走行や追越し加速時に利用できる。
【００４６】
さらに、バッテリ６の充電容量が通常状態では、モータ・ジェネレータ４の発電量を内燃機関１に加える負荷として制御する。これにより、内燃機関１を燃焼効率がよりよい状態で駆動させ、燃料消費率を向上できる。
【００４７】
さらにまた、車両の減速時では、歯車式有段変速機３がニュートラル以外のいずれかの変速段にある状態においてクラッチ２の動力伝達を遮断し、モータ・ジェネレータ４を発電機としてその発電量（負荷）を制御する。これにより、モータ・ジェネレータ４での発電とともに車輪側に制動力（いわゆるエンジンブレーキに相当）を付加し、車輪側の運動エネルギーを回生することもできる。このとき、第１ワンウェイクラッチ４１が空転して駆動軸３０の回転駆動力はモータ・ジェネレータ４には伝達されず、更にクラッチ２が遮断されていることから、車輪側の運動エネルギーが内燃機関１での機械的損失として浪費されることを防止できる。以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
【００４８】
（１）本実施形態では、モータ・ジェネレータ４の回転トルクは、プラネタリギア４４により減速された回転速度（キャリア４４ｃの回転速度）で内燃機関１に伝達される。一方、内燃機関１の回転トルクは、プラネタリギア４４においてそのままの回転速度（サンギア４４ａの回転速度）でモータ・ジェネレータ４に伝達される。従って、モータ・ジェネレータ４の回転を減速し、より大きな回転トルクで内燃機関１を低回転域で始動することができる。あるいは、内燃機関１を高速で回転し、モータ・ジェネレータ４を高回転域で発電させることができる。以上により、コストの増大を抑制しつつ、内燃機関１の始動性及びモータ・ジェネレータ４の発電効率を向上することができる。
【００４９】
（２）本実施形態では、モータ・ジェネレータ４の回転トルクはクラッチ２を介することなく内燃機関１に直結される駆動軸３０に伝達されるので、内燃機関１の停止状態からモータ・ジェネレータ４を駆動させて内燃機関１を始動する場合に、クラッチ２の連結・遮断の操作が不要となる。これによって、迅速に内燃機関１を始動させることができる。
【００５０】
（３）本実施形態では、プラネタリギア４４のリングギア４４ｂは、不動部に固着されている。従って、例えばリングギアにブレーキを設けてプラネタリギアの動作制御（回転速度比の制御）を行う場合に比べ、その構造を簡易化できる。
【００５１】
（４）本実施形態では、第２ワンウェイクラッチ４３は歯車式有段変速機３にギア連結される。このギア連結において、歯車式有段変速機３は入力軸１４と一体回転（同期回転）する変速段切り替え用のギア（２速用駆動ギア１８）が共用される。従って、例えば歯車式有段変速機３に専用のギアを設けて第２ワンウェイクラッチ４３とギア連結する場合に比べ、部品点数の増大を抑制できる。
【００５２】
（５）本実施形態では、モータ・ジェネレータ４を従来のスタータ及びオルタネータの代用として内燃機関１の始動及びバッテリ６の充電をできる。従って、これらスタータ及びオルタネータを廃止することができ、部品点数とコストの削減が可能となる。また、車両への搭載性も向上することができる。
【００５３】
（６）本実施形態では、モータ・ジェネレータ４により走行エネルギーを効率よく回生して電力を得ることができる。このため、内燃機関１による駆動で行うモータ・ジェネレータ４での発電頻度が低減され、燃料消費率を向上することができる。
【００５４】
（７）本実施形態では、構造体である第１及び第２ワンウェイクラッチ４１，４３及びプラネタリギア４４等を追加するのみの極めて簡易な構成で、内燃機関１の始動性及びモータ・ジェネレータ４の発電効率を向上することができる。
【００５５】
（８）本実施形態では、従来の歯車式有段変速機３を流用してその機能を一部追加するのみで実現することができる。また、例えばモータ・ジェネレータの出力方向を切り替える特別な機構を付加する必要はなく、コストの増大を抑制できる。
【００５６】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態について図２に従って説明する。なお、説明の便宜上、前記第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を一部省略する。
【００５７】
図２は、本実施形態において歯車式有段変速機３に連結されるモータ・ジェネレータ５０を示す構成図である。同図に示されるように、モータ・ジェネレータ５０の回転軸５１は略円筒状に形成されており、その一側（図２の右側）にプラネタリギア５２のサンギア５２ａが設けられている。このプラネタリギア５２のリングギア５２ｂは不動部（例えば、歯車式有段変速機３を収容するハウジング）に固着されており、シングルピニオン構造を有するキャリア５２ｃは上記回転軸５１に回転自在に挿入されている。そして、このキャリア５２ｃの一側（図２の右側）に前記第１ワンウェイクラッチ４１のギア４１ａに噛合連結された第１実施形態と同様のギア４５が一体的に設けられている。また、キャリア５２ｃの他側（図１の左側）に第１実施形態と同様の第２ワンウェイクラッチ４３が設けられている。
【００５８】
次に、この動力伝達装置の動作について説明する。なお、モータ・ジェネレータ５０による内燃機関１の始動については第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
内燃機関１が回転して第１ワンウェイクラッチ４１のロック状態が解放されるとともに第２ワンウェイクラッチ４３がロック状態になると、２速用駆動ギア１８の回転が、ギア４３ａを介してキャリア５２ｃに伝達される。そして、キャリア５２ｃの回転はサンギア５２ａを介して更に増速されて回転軸５１に伝達される。以上により、内燃機関１の動力によってモータ・ジェネレータ５０の回転軸５１が回転駆動される。これにより、負荷としてモータ・ジェネレータ５０に発電させ、インバータ５を介してバッテリ６への充電が可能になる。
【００６０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果に加えて以下に示す効果が得られるようになる。
【００６１】
（１）本実施形態では、内燃機関１の駆動時において、内燃機関１の回転は入力軸１４の２速用駆動ギア１８を介して第２ワンウェイクラッチ４３からキャリア５２ｃに伝達される。そして、キャリア５２ｃの回転はプラネタリギア５２（サンギア５２ａ）を介してモータ・ジェネレータ５０に伝達される。従って、内燃機関１の駆動時において、キャリア５２ｃの回転速度は２速用駆動ギア１８により内燃機関１の回転速度に対して減速される。内燃機関１に対して減速されたキャリア５２ｃは、プラネタリギア５２によって増速され、モータ・ジェネレータ５０（回転軸５１）に伝達される。つまり、キャリア５２ｃによりモータ・ジェネレータ５０を駆動させる場合に、前記第１実施形態に比べてより高速にモータ・ジェネレータ５０を回転させることができる。
【００６２】
これによると、一般に発電効率に優れた高速回転域でモータ・ジェネレータ５０を発電機として作用させることが可能になる。また、バッテリ６が十分に充電され且つ内燃機関１が低速回転のときにおいて、モータ・ジェネレータ５０として力行させて車両の出力を補う際に、モータ・ジェネレータ５０を発電から力行へ移行させる際にモータ・ジェネレータ５０の回転速度を大きくさせる必要がなく、好適である。
【００６３】
（２）本実施形態では、従来ギア（２速用駆動ギア１８）とプラネタリギア５２とを使用することで減速比を確保でき、モータ・ジェネレータ５０の小型化が可能となる分、コストを低減できる。また、車両搭載性も向上することができる。
【００６４】
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
【００６５】
・前記各実施形態においては、歯車式有段変速機３とモータ・ジェネレータ４，５０とを２速用駆動ギア１８及びギア４３ａを介してギア連結した。これに対し、歯車式有段変速機３とモータ・ジェネレータ４，５０とは、入力軸１４と常時一体的に回転（同期回転）するギア、すなわち１速用駆動ギア１６、１速及び２速用従動ギア２４，２５のいずれかを介してギア連結してもよい。例えば、２速用駆動ギア１８とギア４３ａとを直接噛み合わせた構成に代えて、２速用従動ギア２５を経由してギア連結してもよい。これにより、装置全体での配置場所に自由度が増し、車両搭載性が向上する。
【００６６】
・前記各実施形態においては、歯車式有段変速機３及びモータ・ジェネレータ４，５０をギア連結したが、例えばベルトやチェーン連結を採用してもよい。
【００６７】
・前記各実施形態において、動力伝達の構成は一例であって、本発明を逸脱しない範囲において変更を加えてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によると、コストの増大を抑制しつつ、内燃機関の始動性及びモータ・ジェネレータの発電効率を向上することができる。
【００６９】
また、モータ・ジェネレータの回転トルクはクラッチ機構を介することなく内燃機関の出力軸に直結される駆動軸に伝達されるので、内燃機関の停止状態からモータ・ジェネレータを駆動させて内燃機関を始動する場合に、クラッチ機構の連結・遮断の操作が不要となる。これによって、迅速に内燃機関を始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態のシステム構成図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態のシステム構成図の一部である。
【符号の説明】
１　内燃機関
２　クラッチ（クラッチ機構）
３　歯車式有段変速機
４，５０　モータ・ジェネレータ
１１　クランクシャフト（内燃機関の出力軸）
１４　入力軸
１８　２速用駆動ギア（変速段切り替え用のギア）
３０　駆動軸
４１　第１ワンウェイクラッチ
４２，５１　回転軸
４３　第２ワンウェイクラッチ
４４，５２　プラネタリギア
４４ａ，５２ａ　サンギア
４４ｂ，５２ｂ　リングギア
４４ｃ，５２ｃ　キャリア
【図１】
2004074990.tif 000003
【図２】
2004074990.tif 000004