(57)【要約】  本発明の目的は、専用の始動電動機を用いることなく原動機の始動が可能であり、大型クラッチも不要な車両の原動機始動装置および始動方法を提供することにある。原動機始動装置は、原動機１と、前記原動機の駆動力を変速する変速機３と、前記変速機の入力軸と前記原動機を締結・開放できる噛合いクラッチ３１と、前期変速機入力軸に接続された走行用電動機２とを有する車両に用いられる。噛合いクラッチ３１には、すべり摩擦結合部材８１が並列に接続されている。駆動装置３３は、走行用電動機２による走行中に、すべり摩擦結合部材８１を結合して、原動機２を始動する。
2007072539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機(1)と、前記原動機の駆動力を変速する変速機(3)と、前記変速機の入力軸と前記原動機を締結・開放できる噛合いクラッチ(31)と、前期変速機入力軸に接続された走行用電動機(2)とを有する車両に用いられ、
前記噛合いクラッチに並列に設けられたすべり摩擦結合部材(81)と、
前記走行用電動機による走行中に、前記すべり摩擦結合部材を結合する駆動手段(33)とを備え、
前記駆動手段により、前記摩擦結合部材を結合して、前記原動機を始動することを特徴とする車両の原動機始動装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の原動機始動装置において、
前記すべり摩擦結合部材は、多板クラッチであることを特徴とする車両の原動機始動装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両の原動機始動装置において、
前記すべり摩擦結合部材は、前記噛合いクラッチ内に設けられたシンクロナイザリングであることを特徴とする車両の原動機始動装置。
【請求項４】
原動機(1)と、前記原動機の駆動力を変速する変速機(3)と、前記変速機の入力軸と前記原動機を締結・開放できる噛合いクラッチ(31)と、前期変速機入力軸に接続された走行用電動機(2)とを有する車両に用いられ、
前記走行用電動機による走行中に、前記噛合いクラッチに並列に設けられたすべり摩擦結合部材(81)を結合して、前記原動機を始動することを特徴とする車両の原動機始動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の原動機始動装置に係り、特に原動機の他に電動機を付加して原動機及び電動機による駆動力の切り換え、或いは原動機による走行中における電動機による駆動力のアシスト或いは電動機による減速時の車両運動エネルギの回生、さらには電動機の駆動トルクによる有段変速機の変速といった機能を備えた車両用動力伝達装置における、車両の原動機始動装置および始動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止や車両の燃費改善の手段として、駆動力源として原動機と電動機の両方を有する、いわゆるパラレルハイブリッド車両が開発、生産されている。このパラレルハイブリッド車両は、電動機のみで走行したり、減速時に車両の運動エネルギで発電してバッテリに回生したり、車両停止状態に原動機を自動停止させて発進時に始動するアイドリングストップを行ったりして、総合消費エネルギを抑制して燃料消費量を低減できることから、普及する傾向にある。【０００３】
このような車両は電動機のみでの走行中にバッテリの充電量が低下したり、より高トルクで加速する必要がある場合は、原動機を始動させて原動機と電動機の併用駆動または原動機のみの駆動に移行しなければならない。このため、原動機の自動始動機能が必要である。【０００４】
従来、原動機の自動始動方式としては、次のものが知られている。（１）走行用電動機とは別に始動用電動機を備えている場合には、始動用電動機で始動している。（２）例えば、特開平１０−８９４５６号公報に記載のように、走行用電動機とは別に始動用電動機を備えておらず、走行用電動機が変速機側に備え付けられている場合には、原動機と変速機間に備え付けられた摩擦クラッチにより走行用電動機のトルクを原動機に伝えて始動している。（３）走行用電動機とは別に始動用電動機を備えておらず、走行用電動機が原動機側に備え付けられており、走行用電動機のみによる走行が可能である場合は、走行用電動機により原動機を始動している。（４）走行用電動機とは別に始動用電動機を備えておらず、走行用電動機が原動機側に備え付けられており、走行用電動機のみによる走行が不可能である場合は、車両停止時の始動のみ、走行用電動機により原動機を始動している。【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８９４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パラレルハイブリッド車両においては、原動機を頻繁に停止・自動始動するので、従来の車両に対して原動機の始動回数が大幅に増加する。原動機の出力軸と変速機の入力軸の間に摩擦クラッチが備えられ、変速機側に走行用電動機が備え付けられたパラレルハイブリッド車両において、前記自動始動方式の（１）の始動用電動機が備え付けられている車両の場合には、始動用電動機の劣化を早めることになる。特に始動用電動機として多く使用されている直流ブラシ付電動機の場合、１走行に１回の使用回数を前提に設計されているので、パラレルハイブリッド車両のように使用頻度が格段に多い場合には寿命が著しく短くなる。このため、パラレルハイブリッド車は、専用の始動用電動機を設けることになるが、そのような耐久性の高い始動用電動機は高価である。【０００７】
また、前記自動始動方式の（２）で始動用電動機が無く、走行用電動機で始動する車両の場合には、摩擦クラッチは原動機トルクの最大値を担う能力を持つ必要があるので、大型のクラッチが必要である。【０００８】
本発明の目的は、専用の始動電動機を用いることなく原動機の始動が可能であり、大型クラッチも不要な車両の原動機始動装置および始動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、前記原動機の駆動力を変速する変速機と、前記変速機の入力軸と前記原動機を締結・開放できる噛合いクラッチと、前期変速機入力軸に接続された走行用電動機とを有する車両に用いられ、前記噛合いクラッチに並列に設けられたすべり摩擦結合部材と、前記走行用電動機による走行中に、前記すべり摩擦結合部材を結合する駆動手段とを備え、前記駆動手段により、前記摩擦結合部材を結合して、前記原動機を始動するようにしたものである。  
かかる構成により、専用の始動電動機を用いることなく原動機の始動が可能であり、大型クラッチも不要とし得るものとなる。【００１０】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記すべり摩擦結合部材は、多板クラッチである。【００１１】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記すべり摩擦結合部材は、前記噛合いクラッチ内に設けられたシンクロナイザリングである。【００１２】
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、前記原動機の駆動力を変速する変速機と、前記変速機の入力軸と前記原動機を締結・開放できる噛合いクラッチと、前期変速機入力軸に接続された走行用電動機とを有する車両に用いられ、前記走行用電動機による走行中に、前記噛合いクラッチに並列に設けられたすべり摩擦結合部材を結合して、前記原動機を始動するようにしたものである。  
かかる方法により、専用の始動電動機を用いることなく原動機の始動が可能であり、大型クラッチも不要とし得るものとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、専用の始動電動機を用いることなく原動機の始動が可能であり、大型クラッチも不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの構成を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの動作原理図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの動作原理図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの動作原理図である。
【図７】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置の制御内容を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置による制御内容を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【図１５】本発明の第７の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【図１６】本発明の第８の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。
【符号の説明】
【００１５】
１…走行用原動機
２…走行用電動機
３…変速機
４…駆動輪
５…電動機接続装置
８，８Ａ…結合装置
２２…摩擦クラッチ駆動装置
３３…噛合いクラッチ駆動装置
５１…始動制御装置
８１…シンクロナイザリング
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図７を用いて、本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置の構成及び動作について説明する。  
最初に、図１を用いて、本実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成について説明する。【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。【００１８】
原動機１の出力軸７と変速装置３の入力軸９との間には、結合装置８が接続されている。結合装置８は、シンクロナイザ付き噛合いクラッチ３１を備えている。シンクロナイザ付き噛合いクラッチ３１の一方の噛合い爪は原動機１の出力軸に接続され、他方の噛合い爪は変速機３の入力軸に接続されている。また、この変速機３の入力軸には走行用電動機２が電動機接続装置５を介して接続されている。電動機接続装置５は一般的にはギアで構成されるが、チェーン等の伝導方式でもよいものである。変速機３の出力軸６は、車輪４に連結されている。変速装置３は、入力軸と出力軸の締結が内部で開放できる、ニュートラル状態が可能である。【００１９】
原動機１が動作し、結合装置８のクラッチ３１が締結しているときは、原動機１の駆動力を変速機３の入力軸９に伝達して原動機１により車輪４を駆動して走行することができる。また、原動機１が停止し、結合装置８のクラッチ３１が開放しているときは、走行用電動機２の駆動力を変速機３の入力軸９に伝達して走行用電動機２のみによる走行が可能な、いわゆるパラレルハイブリッドシステムを構成する。電動機接続装置５は、一般的にはギアで構成されるが、チェーン等の伝導方式でもよいものである。【００２０】
結合装置８は、シンクロナイザ付き噛合いクラッチ３１の他に、噛合いクラッチ締結用シフトフォーク３２と、噛合いクラッチ駆動装置３３と、原動機出力軸回転速度検出センサ５２と、シフトフォーク位置検出センサ６０とを備えている。噛合いクラッチ駆動装置３３によりシフトフォーク３２により推力を与えることで、シフトフォーク３２は付勢され、クラッチ３１を締結・開放する。原動機出力軸回転速度検出センサ５２は、原動機１の出力軸の回転速度を検出する。シフトフォーク位置検出センサ６０は、シフトフォーク３２の位置を検出する。【００２１】
始動制御装置５１は、噛合いクラッチ駆動装置３３を制御して、シンクロナイザ付き噛合いクラッチ３１の締結・開放を制御する。始動制御装置５１には、原動機出力軸回転速度検出センサ５２の出力信号から原動機１の回転速度を算出する原動機回転速度算出装置５３，走行用電動機２の回転数を検出する走行用電動機回転速度検出センサ５４の出力信号から走行用電動機２の回転速度を算出する走行用電動機回転速度算出装置５５，変速機６の入力軸の回転数を検出する変速機入力軸回転速度検出センサ５６の出力信号から変速機６の入力軸の回転速度を算出する変速機入力回転速度算出装置５７，車輪４の速度を検出する駆動輪速度検出センサ５８の出力信号から車輪４の速度を算出する駆動輪速度算出装置５９，シフトフォーク位置検出センサ６０の出力信号からシフトフォーク３２の位置を算出するシフトフォーク位置算出装置６１，原動機１の始動の完了を検出する原動機始動完了検出装置７１，原動機１の潤滑油の温度を算出する原動機潤滑油温度算出装置７２，アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１０１，ブレーキが踏まれたことを検出するブレーキスイッチ１０２，走行レンジを選択する走行レンジセレクタ１０３からの信号が入力する。【００２２】
また、始動制御装置５１は、噛合いクラッチ駆動装置３３の他に、走行用電動機２を制御する走行用電動機制御装置７３に制御信号を出力する。【００２３】
原動機１の回転速度は、原動機回転速度検出センサ５２によって検出され、原動機回転速度算出装置５３に入力される。走行用電動機２の回転速度は走行用電動機回転速度検出センサ５４によって検出され、走行用電動機回転速度算出装置５５に入力される。変速機３の入力回転速度は変速機回転速度検出センサ５６によって検出され、変速機入力回転速度算出装置５７に入力される。駆動輪４の速度は駆動輪速度検出センサ５８によって検出され、駆動速度算出装置５９に入力される。シフトフォークの軸方向位置は、シフトフォーク位置検出センサ６０によって検出され、シフトフォーク位置算出装置６１に入力される。【００２４】
次に、図２〜図６を用いて、本実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチ３１の構成について説明する。  
図２は、本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの構成を示す分解斜視図である。図３は、本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの構成を示す要部断面図である。図４〜図６は、本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置に用いるシンクロナイザ付き噛合いクラッチの動作原理図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。【００２５】
図２および図３において、シンクロナイザリング８１は原動機側ギア８２のテーパ部の上に乗っており、自由に回転できる。シンクロナイザリング８１の底面には細い溝が切ってあり、ギア８２のテーパ部と適度の摩擦力を発生するようにしてある。溝付スリーブ８３の内側には溝があり、そこに噛合ったシンクロナイザキー８４が環状バネ８５で溝付スリーブ８３に押し付けられている。溝付スリーブ８３とハブ８６は、常時締結しており、溝付スリーブ８３はハブ８６上を、軸方向に移動が可能である。ハブ８６は前述の変速装置３の入力軸９に接続されている。つまり、溝付スリーブ８３はハブ８６と前述の電動機接続装置５を介して前述の走行用電動機２に接続されているので、走行用電動機２のトルクが溝付スリーブ８３に伝達される。【００２６】
図４は、ギア開放状態を示している。そして、図５に示すように、シフトフォーク３２に図の左方向の推力を与えると、溝付スリーブ８３と溝で結合されたシンクロナイザキー８４が左に移動し、シンクロナイザリング８１を原動機側ギア８２のテーパ部に押し付け、シンクロナイザリング８１と溝付スリーブ８３の歯が接触する。そうするとシンクロナイザリング８１の底面と原動機側ギア８２のテーパ部の接触圧が高まり、摩擦力が生じる。この摩擦力により原動機はクランキングされて、原動機側ギア８２はシンクロナイザリング８１と同速度となる。このとき、シンクロナイザキー８４は溝付スリーブ８３から下方にはずれ、環状バネ８５によって、溝付スリーブ８３の下面に押し付けられている。【００２７】
図６に示すように、さらにシフトフォーク３２を左方向に推力を与えると、溝付スリーブ８３はさらに左方向へ移動し、原動機側ギア８２と締結する。この結果、ハブ８６と原動機側ギア８２、つまり、走行用電動機２と原動機１が接続されるのである。【００２８】
すなわち、図５の状態では、シンクロナイザリング８１により走行用電動機２の駆動力を原動機１に伝達するすべり摩擦結合部材として動作し、原動機１をクランキングできる。また、図６に示す状態では、噛合いクラッチ３１は締結しており、原動機１の駆動力を変速機３を介して車輪４に伝達することができる。【００２９】
原動機１が停止して、結合装置８のシンクロナイザ付き噛合いクラッチ３１が図４示すように開放状態で、走行用電動機２のみにより車両が走行しているときに、図５に示すように、原動機側ギア８２とシンクロナイザリング８１との間に摩擦力を発生されると、このすべり摩擦結合部材により走行用電動機２のトルクを原動機軸７に伝達できるので、原動機１はクランキングされ始動する。暖機状態における原動機のクランキングトルクは、通常数十Ｎｍであるので、すべり摩擦結合部材の伝達トルクはせいぜい数十〜百数十Ｎｍである。走行用電動機２のみによる走行時の走行用電動機２の出力に余裕がある場合には、すべり摩擦結合部材を締結しつつ走行用電動機２のトルクを増加させることによって、車両の駆動力を変動させることなく原動機１を始動できる。【００３０】
原動機１の始動後は、図６に示すように、噛合いクラッチ３１を締結する。その後原動機１の出力を高めつつ走行用電動機２のトルクを低減すると、滑らかに走行電動機２のみによる走行から原動機１のみの走行に切り替わる。【００３１】
次に、図７及び図８を用いて、本実施形態による車両の原動機始動装置の制御内容について説明する。  
図７及び図８は、本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置の制御内容を示すフローチャートである。なお、図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に続いている。【００３２】
走行用電動機２のみでの走行中に原動機１を始動する場合には、始動制御装置５１は、ステップＳ１において、駆動輪速度算出装置５９から駆動輪４の速度を読込む。【００３３】
次に、ステップＳ２において、原動機回転速度算出装置５３から原動機１の回転速度を読込む。【００３４】
次に、ステップＳ３において、読込んだ駆動輪４の速度と原動機１の速度から、走行用電動機２のみによる走行状態かつ原動機１が停止状態であることの正否を判定する。なお、この判定に、走行状態の判定にアクセル開度１０１やブレーキスイッチ１０２や自動変速機の場合には走行レンジセレクタ１０３を加えてもよいものである。【００３５】
ステップＳ３の判定が否であるならば、原動機１の始動は行わずに終了する。ステップＳ３の判定が正であるならば、原動機１の始動を行うために、次のステップ４へ進む。【００３６】
ステップＳ４において、シフトフォーク位置算出装置６１から、シフトフォーク３２の位置を読込み、ステップＳ５において、シフトフォーク３２が変速機３側に位置し、噛合いクラッチ３１が開放されていることの正否を判定する。【００３７】
この判定が否ならば、一度、噛合いクラッチ３１を開放するために、ステップＳ６において、噛合いクラッチ駆動装置３３を逆駆動させてシフトフォーク３２を変速機３側に移動させる。【００３８】
次に、ステップＳ７において、シフトフォーク３２の位置を読込み、ステップＳ８で噛合いクラッチ３１が開放されたことの正否を判定する。この判定が正になるまでステップＳ６〜Ｓ８を繰り返し、正になれば、ステップＳ９で噛合いクラッチ３３を停止する。【００３９】
この様に噛合いクラッチ３１の開放がステップＳ５またはステップＳ８で確認された後、ステップＳ１０において、噛合いクラッチ駆動装置３３を駆動してシフトフォーク３２を原動機１側に前進させる。【００４０】
次に、ステップＳ１１において、シフトフォーク位置検出装置６１からシフトフォーク３２の位置を読込み、ステップＳ１２において、シフトフォーク３２が噛合いクラッチ３１のギアが締結始め直前の位置である事の正否を判定する。この判定が正になるまでステップＳ１０〜Ｓ１２を繰り返す。【００４１】
ステップＳ１２の判定が正になれば、ステップＳ１３において、噛合いクラッチ駆動装置３３を停止させ、噛合いクラッチ３１が締結し始める直前の状態を保つ。この状態で、噛合いクラッチ３１の原動機側ギア８２とシンクロナイザリング８１との摩擦により走行用電動機２のトルクの一部が原動機１に伝わるとことにより、原動機１の回転速度が上昇して始動することができる
次に、。ステップＳ１４において、原動機始動完了検出装置７１を読込み、ステップＳ１５において、原動機１が始動した事の正否を判定する。この判定が正になるまでステップＳ１４〜Ｓ１５を繰り返す。【００４２】
この判定が正になり、原動機１が始動された後、原動機１の出力を走行に用いるか否かをステップＳ１６で判断する。原動機１の出力を走行に用いない場合には、噛合いクラッチ３１を切断するので、ステップＳ１７において、噛合いクラッチ駆動装置３３を逆駆動して、ステップＳ１８において、シフトフォーク位置算出装置６１を読込み、ステップＳ１９において、噛合いクラッチ３１が開放された事の正否を判定する。この判定が正になるまでステップＳ１７〜Ｓ１９を繰り返す。【００４３】
ステップＳ１９が正になり、噛合いクラッチ３１が開放されれば、ステップＳ２０で噛合いクラッチ駆動装置３３を停止させ、終了する。【００４４】
原動機１の始動後、ステップＳ１６において、原動機１の出力を走行に用いると判断した場合には、ステップＳ２１において、原動機１の回転速度を調節して変速機入力軸９の回転速度に近づけ、ステップＳ２２において、両者の回転速度がほぼ一致する事を判定する。この判定が正になるまでステップＳ２１〜Ｓ２２を繰り返す。【００４５】
ステップＳ２２の判定が正になり、原動機１の回転速度と変速機入力軸９の回転速度がほぼ一致したら、噛合いクラッチ３１を締結させるために、ステップＳ２３において、噛合いクラッチ駆動装置３３を駆動させて、シフトフォーク３２を前進させる。【００４６】
次に、ステップＳ２４において、シフトフォーク位置算出装置６１を読込み、ステップＳ２５において、噛合いクラッチ３１が完全に締結したことを判定する。この判定が正になるまでステップＳ２３〜Ｓ２５を繰り返す。【００４７】
ステップＳ２５の判定が正となり、噛合いクラッチ３１が完全に締結されたら、ステップＳ２６において、噛合いクラッチ駆動装置３３を停止させ、終了する。【００４８】
なお、ステップＳ１６の判断が正で、走行に原動機１の出力を使用する場合に、ステップＳ２１の前に、ステップＳ１７〜２０を入れて噛合いクラッチ３１を一旦切断してもよいものである。【００４９】
次に、図９を用いて、本実施形態による車両の原動機始動装置による電動機のの制御内容について説明する。  
図９は、本発明の第１の実施形態による車両の原動機始動装置による制御内容を示すタイミングチャートである。図９（Ａ）の縦軸は、原動機１の回転速度を示し、図９（Ｂ）の縦軸は、駆動用電動機２の回転速度を示している。図９（Ｃ）の縦軸は、駆動用電動機２のトルクを示し、図９（Ｄ）の縦軸は、車体の加速度を示している。なお、横軸は時間を示している。また、実線は、本実施形態の原動機始動装置５１によって駆動用電動機２のトルクを制御した場合を示し、破線は、駆動用電動機２のトルクを制御しない場合を示している。【００５０】
原動機１の潤滑油温度が低い場合には原動機１の始動時の抵抗が大きい。従って、駆動用電動機２によって原動機１を始動しようとすると、図９（Ｃ）に破線で示すように、駆動用電動機２のトルクを一定のままでは、電動機２によって原動機１をクランキングした際、図９（Ｂ）に破線で示すように電動機２の回転速度が変動し、図９（Ｄ）に破線で示すように、車体加速度が変化し、運転者や同乗者が意図しない減速感や振動を感じることになる。【００５１】
そこで、本実施形態では、原動機始動装置５１は、電動機制御装置７３に制御指令を出力し、始動時の走行用電動機２のトルクを増加させる制御を実行する。走行用電動機２のみでの走行中に原動機１を始動する時に、図９（Ｄ）に実線で示すように、車体加速度を一定に保つように、図９（Ｃ）に実線で示すように、走行用電動機２の出力トルクを制御する。これによって、図７（Ｂ）に実線で示すように、電動機の回転速度の変化を少なくでき、図９（Ｄ）に実線で示すように、運転者や同乗者が意図しない減速感や振動を感じさせないことができる。【００５２】
走行用電動機２のトルクの増加制御は、例えば、次のような式で始動トルクを計算する。  
始動トルク＝（駆動輪加速度−目標駆動輪加速度）×係数＋前回の始動トルク
以上説明したように、本実施形態によれば、原動機を始動するのは噛合いクラッチに内蔵したシンクロナイザリングの摩擦力でよく、始動後の大きな原動機トルクはすべて噛合いクラッチを通るので、結合装置８を小型軽量に作ることができる。【００５３】
また、原動機に始動用電動機を設ける必要がないため製造コスト低減と重量低減を図ることができる。【００５４】
また、駆動装置は、噛合いクラッチ駆動装置３３のみでよく、別途摩擦クラッチ駆動装置が必要なくなるので、さらにコストと重量を低減することができる。【００５５】
次に、図１０を用いて、本発明の第２の実施形態による車両の原動機始動装置の構成及び動作について説明する。  
図１０は、本発明の第２の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。【００５６】
本実施形態では、図１に示した実施形態に対して、走行用電動機２は、電動機接続装置５を介さずに入力軸９の同軸上に直接取付けたものである。結合装置８を用いた原動機１の電動機２による始動方法は、図１と同じである。【００５７】
本実施形態によっても、原動機を始動するのは噛合いクラッチに内蔵したシンクロナイザリングの摩擦力でよく、始動後の大きな原動機トルクはすべて噛合いクラッチを通るので、結合装置８を小型軽量に作ることができる。【００５８】
また、原動機に始動用電動機を設ける必要がないため製造コスト低減と重量低減を図ることができる。【００５９】
また、駆動装置は、噛合いクラッチ駆動装置３３のみでよく、別途摩擦クラッチ駆動装置が必要なくなるので、さらにコストと重量を低減することができる。【００６０】
次に、図１１を用いて、本発明の第３の実施形態による車両の原動機始動装置の構成及び動作について説明する。  
図１１は、本発明の第３の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。【００６１】
原動機１の出力軸７に、摩擦クラッチと噛合いクラッチを並列に接続した結合装置８Ａが設けられている。結合装置８Ａの出力は、変速装置３の入力軸９に接続されている。結合装置８Ａの摩擦クラッチと噛合いクラッチは、それぞれ個別に締結開放できるよう、摩擦クラッチ駆動装置２２および噛合いクラッチ駆動装置３３で操作される。これらの駆動装置２２，３３は、油圧，空気圧，電動機いずれの方式であってもよいものである。【００６２】
変速装置３の入力軸９には、さらに電動機接続装置５を介して走行用電動機２が接続されている。原動機１が停止し、結合装置８の２つのクラッチが両方とも開放しているときに変速機３の入力軸９を付勢して走行用電動機のみによる走行が可能な、いわゆるパラレルハイブリッドシステムを構成する。電動機接続装置５は、一般的にはギアで構成されるが、チェーン等の伝導方式でもよいものである。変速装置３は、入力軸と出力軸の締結が内部で開放できる、ニュートラル状態が可能である。【００６３】
結合装置８Ａの噛合いクラッチは、原動機出力軸７に設けられた噛合い爪１２と噛合いスリーブ１６で結合する。噛合いスリーブ１６は、変速装置３の入力軸９に固定されたハブ１３の上を軸方向にスライドして噛合い爪１２に噛合うのであるが、スライドする推力は、後述するクラッチドラム２１の穴を貫通する連結棒１５を介して溝付スリーブ１４から与えられる。さらに、溝付スリーブ１４は、その溝に嵌合したシフトフォーク３２により推力を与えられ、シフトフォーク３２は噛合いクラッチ駆動装置３３により付勢される。【００６４】
一方、摩擦クラッチは、原動機出力軸７に設けられたクラッチドラム２０と、前記ハブ１３に固定されたクラッチドラム２１にそれぞれ設けられたクラッチディスクをクラッチピストン２５で圧縮することで摩擦力を得る多板クラッチである。クラッチピストン２５は、スラストベアリング２４を介してレバー２３により推力を与えられ、レバー２３は摩擦クラッチ駆動装置２２により付勢される。【００６５】
このシステムにおいて、走行用電動機２のみによる走行中に原動機１を始動するには、次のように行う。原動機１が停止して、結合装置８の噛合いクラッチも摩擦クラッチも開放状態で、走行用電動機２のみにより車両が走行しているときに、原動機始動装置５１が摩擦クラッチ駆動装置２２を付勢すると、摩擦クラッチが走行用電動機２のトルクを原動機軸７に伝達するので、原動機１はクランキングされ始動する。暖機状態における原動機のクランキングトルクは、通常数十Ｎｍであるので、摩擦クラッチの伝達トルクはせいぜい数十〜百数十Ｎｍである。走行用電動機２のみによる走行時の走行用電動機２の出力に余裕がある場合には、摩擦クラッチを締結しつつ走行用電動機２のトルクを増加させることによって、車両の駆動力を変動させることなく原動機１を始動できる。【００６６】
原動機１の始動後、原動機始動装置５１は、すぐに摩擦クラッチを開放して始動直後の原動機１の回転速度変動が車両の駆動力に影響することを防止する。その後、原動機始動装置５１は、車速に応じて回転中の噛合いスリーブ１６に噛合い爪１２を同期させるよう原動機１の回転速度を調整し、同期したときに原動機始動装置５１は、噛合いクラッチ駆動装置３３を付勢して、噛合いスリーブ１６を図の左方向にスライドさせて噛合い爪１２に結合させる。その後原動機１の出力を高めつつ走行用電動機２のトルクを低減すると、滑らかに走行電動機２のみによる走行から原動機１のみの走行に切り替わる。【００６７】
原動機１を使用した走行中は常に噛合いクラッチが結合しているので、原動機１のトルクはすべて噛合いクラッチを通して変速機に伝達される。したがって摩擦クラッチにはクランキングトルク以上のトルクは印加されない。【００６８】
本実施形態によれば、原動機１を始動するのは小容量の摩擦クラッチでよく、始動後の大きな原動機１のトルクはすべて噛合いクラッチを通るので、結合装置８を小型軽量に作ることができる。【００６９】
また、原動機に始動用電動機を設ける必要がないため製造コスト低減と重量低減を図ることができる。【００７０】
次に、図１２を用いて、本発明の第４の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成及び動作について説明する。  
図１２は、本発明の第４の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１１と同一符号は、同一部分を示している。【００７１】
本実施形態では、図１１に示した実施形態に対して、走行用電動機２は、電動機接続装置５を介さずに入力軸９の同軸上に直接取付けたものである。結合装置８を用いた原動機１の電動機２による始動方法は、図１１と同じである。【００７２】
本実施形態によっても、原動機１を始動するのは小容量の摩擦クラッチでよく、始動後の大きな原動機１のトルクはすべて噛合いクラッチを通るので、結合装置８を小型軽量に作ることができる。【００７３】
また、原動機に始動用電動機を設ける必要がないため製造コスト低減と重量低減を図ることができる。【００７４】
次に、図１２を用いて、本発明の第５の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成及び動作について説明する。  
図１２は、本発明の第５の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１や図１１と同一符号は、同一部分を示している。【００７５】
本実施形態では、図１や図１１に示した実施形態における変速機として、ＣＶＴを適用したものである。原動機１の出力軸は結合装置８（若しくは結合装置８Ａ）に接続され、その内部で摩擦クラッチ（あるいはシンクロナイザリング）と噛合いクラッチの並列接続したもので変速機入力軸９に接続されている。変速機入力軸９には接続装置５を介して走行用電動機２が接続されている。原動機１を停止し結合装置８（８Ａ）を開放した状態で、走行用電動機２を付勢すると変速機入力軸９が駆動されて車両は走行用電動機のみによる走行を行う。この状態で結合装置８内の摩擦クラッチ（あるいはシンクロナイザリング）を摩擦結合状態にすると、原動機１がクランキングされて始動することができる。【００７６】
次に、図１３を用いて、本発明の第６の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成及び動作について説明する。  
図１３は、本発明の第６の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１や図１１と同一符号は、同一部分を示している。【００７７】
本実施形態では、図１や図１１に示した実施形態における変速機として、自動化手動変速機を適用したものである。原動機１の出力軸は結合装置８（若しくは結合装置８Ａ）に接続され、その内部で摩擦クラッチ（あるいはシンクロナイザリング）と噛合いクラッチの並列接続したもので変速機入力軸９に接続されている。変速機入力軸９には接続装置５を介して走行用電動機２が接続されている。原動機１を停止し結合装置８（８Ａ）を開放した状態で、走行用電動機２を付勢すると変速機入力軸９が駆動されて車両は走行用電動機のみによる走行を行う。この状態で結合装置８内の摩擦クラッチ（あるいはシンクロナイザリング）を摩擦結合状態にすると、原動機１がクランキングされて始動することができる。【００７８】
次に、図１５を用いて、本発明の第７の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成及び動作について説明する。  
図１５は、本発明の第７の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１や図１１と同一符号は、同一部分を示している。【００７９】
本実施形態では、図１や図１１に示した実施形態における変速機として、手動変速機を適用したものである。原動機１の出力軸は結合装置８（若しくは結合装置８Ａ）に接続され、その内部で摩擦クラッチ（あるいはシンクロナイザリング）と噛合いクラッチの並列接続したもので変速機入力軸９に接続されている。変速機入力軸９には接続装置５を介して走行用電動機２が接続されている。原動機１を停止し結合装置８（８Ａ）を開放した状態で、走行用電動機２を付勢すると変速機入力軸９が駆動されて車両は走行用電動機のみによる走行を行う。この状態で結合装置８内の摩擦クラッチ（あるいはシンクロナイザリング）を摩擦結合状態にすると、原動機１がクランキングされて始動することができる。【００８０】
次に、図１６を用いて、本発明の第８の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成及び動作について説明する。  
図１６は、本発明の第８の実施形態による車両の原動機始動装置を搭載した車両の構成を示すシステムブロック図である。なお、図１や図１１と同一符号は、同一部分を示している。【００８１】
本実施形態は、図１あるいは図１１に示した原動機始動方式を、本出願人による特開２００４−１９０７０５号公報で示された自動車用変速機に適用したものである。原動機１の出力軸は、ドライブギア１１０に接続され、ドリブンギア１１１，１１２を付勢する。これらのドリブンギア１１１，１１２は、それぞれ、第一入力軸１１３および第二入力軸１１４上に回転自在に設置され、これらの軸上に固定された噛合いクラッチ１１５，１１６と結合可能である。これらの噛合いクラッチの少なくとも一方には、図２に示したシンクロナイザリング８１が内蔵されており、摩擦伝達ができるものである。【００８２】
変速ギア列は、１，３，５速の奇数段ギアが第一入力軸１１３上に配置され、Ｒ，４，６，２の偶数段ギアが第二入力軸１１４上に配置されている。これらはいわゆるツインクラッチ型変速機として、一般的に知られているので詳しい説明は省略する。【００８３】
ただ、一般的なツインクラッチ変速機は、第一，第二入力軸はそれぞれ摩擦クラッチを介して原動機１の出力軸に接続されているに対し、本方式では噛合いクラッチ１１５，１１６を介して原動機１の出力軸に接続されている点が異なる。【００８４】
本方式においては、走行用電動機の接続方法にも特徴がある。走行用電動機２は、接続ギア１１，１０を介して遊星歯車１１７のキャリアに接続される。遊星歯車１１７のサンギアは、第一入力軸１１３に直接接続されている。遊星歯車１１７のリングギアは、接続ギア１１８，１１９を介して第二入力軸１１４に接続されている。【００８５】
このような構成にすることで、変速動作を走行用電動機２で行うことができると共に、パラレルハイブリッド車としても動作できる。なお、変速動作については本発明の主旨に直接関係ないので、説明を省略する。【００８６】
パラレルハイブリッド車として走行用電動機のみによる走行を行うときは、入力噛合いクラッチ１１５，１１６を両方とも開放した状態で、奇数段ギアの一つと偶数段ギアの一つをそれぞれの軸に結合させると、走行用電動機２と出力軸６が接続される。走行用電動機２と出力軸６の間のギア比は、結合された奇数段ギアのギア比と結合された偶数段ギアのギア比の差になる。ただし、遊星歯車は差動ギアとして動作するよう、リングギアへの接続ギア１１８，１１９のギア比および走行用電動機への接続ギア１１、１０のギア比が設定されているものとする。【００８７】
原動機１が停止し、入力噛合いクラッチ１１５，１１６の両方とも開放され、例えば１速ギアと６速ギアがそれぞれの軸に結合されて走行用電動機のみによる走行をしているときに、入力噛合いクラッチ１１５の溝付スリーブを移動させると、内蔵したシンクロナイザリングが、図４で説明したように摩擦結合状態になり、原動機１がクランキングされて始動する。【００８８】
以上のように、本実施形態によれば、原動機１と変速機３の間に元々噛合いクラッチ１１５，１１６が存在するので、改めて噛合いクラッチを設ける必要がなく、システム全体をさらに小型軽量に構成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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