JP6852338B2 - Drive power generator - Google Patents
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Description
本発明は、駆動力を発生するとともに発電を行う駆動発電装置に関する。 The present invention relates to a drive power generation device that generates driving force and generates power.
従来から、例えば、下記特許文献１及び下記特許文献２に示されたスタータジェネレータ装置は知られている。又、下記特許文献３に示されたスタータ機能を有する振動低減装置も知られている。下記特許文献１、下記特許文献２及び下記特許文献３に示された装置（以下、「従来装置」と称呼する。）では、サンギア、ピニオンギア、リングギア及びキャリアからなる遊星歯車機構を備え、モータジェネレータ（モータ）が遊星歯車機構を介してエンジンの出力軸及びトランスミッションの入力軸に接続されるようになっている。
Conventionally, for example, the starter generator device shown in the following Patent Document 1 and the following
下記特許文献１に示された従来装置（以下、「第一従来装置」と称呼する。）及び下記特許文献２に示された従来装置（以下、「第二従来装置」と称呼する。）では、遊星歯車機構に対して二つのワンウェイクラッチが設けられている。そして、第一従来装置及び第二従来装置においては、二つのワンウェイクラッチにより、モータジェネレータの回転トルクが遊星歯車機構を介して出力軸に伝達されてエンジンを始動させる。又、第一従来装置及び第二従来装置においては、二つのワンウェイクラッチにより、遊星歯車機構を介してエンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸とが直結される。これにより、第一従来装置及び第二従来装置のモータジェネレータは、遊星歯車機構を介して回転トルクが伝達されて発電するようになっている。
The conventional device shown in Patent Document 1 below (hereinafter referred to as "first conventional device") and the conventional device shown in
下記特許文献３に示された従来装置（以下、「第三従来装置」と称呼する。）では、遊星歯車機構を構成するキャリアとサンギアとの間に、キャリアとサンギアとを断接させるクラッチが設けられている。そして、第三従来装置においては、クラッチを接状態とすることにより、キャリアとサンギアとを直結させてモータの回転トルクをエンジンの出力軸に伝達し、エンジンを始動させる。又、第三従来装置においては、エンジンから伝達される振動を減衰させるフライホイールがトランスミッションの入力軸に設けられている。第三従来装置では、エンジンから伝達される振動と***振するように、クラッチを断状態としてモータの回転方向を振動的に変化させることにより、フライホイールに伝達される振動を低減するようになっている。
In the conventional device shown in
ところで、上記第三従来装置のように、エンジンとトランスミッションとの間には、フライホイール（フライホイールダンパ）が設けられる。又、トランスミッションが自動変速機である場合には、エンジンとトランスミッションとの間にトルクコンバータが設けられる場合がある。このため、上記第一従来装置、上記第二従来装置及び上記第三従来装置をエンジンとトランスミッションとの間に配置する場合、別体のフライホイール（フライホイールダンパ）やトルクコンバータ等とともに配置する必要がある。従って、上記第一従来装置、上記第二従来装置及び上記第三従来装置を配置する場合には、例えば、スペース確保の難しいエンジンルーム内において、エンジンとトランスミッションとの間の間隔を広げる必要がある。このため、エンジンとトランスミッションとの間に配置される装置には、機能を集約した多機能化が望まれるとともに、出力軸又は入力軸の軸方向にて小型化の実現が望まれている。 By the way, like the third conventional device, a flywheel (flywheel damper) is provided between the engine and the transmission. Further, when the transmission is an automatic transmission, a torque converter may be provided between the engine and the transmission. Therefore, when the first conventional device, the second conventional device, and the third conventional device are arranged between the engine and the transmission, it is necessary to arrange them together with a separate flywheel (flywheel damper), torque converter, or the like. There is. Therefore, when the first conventional device, the second conventional device, and the third conventional device are arranged, it is necessary to widen the distance between the engine and the transmission, for example, in an engine room where it is difficult to secure a space. .. For this reason, it is desired that the device arranged between the engine and the transmission be multifunctional with integrated functions, and that the device be miniaturized in the axial direction of the output shaft or the input shaft.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、多機能化及び小型化を実現することができる駆動発電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a drive power generation device capable of realizing multi-functionality and miniaturization.
上記の課題を解決するため、請求項１に係る駆動発電装置の発明は、車両のエンジンによるエンジントルクが出力される出力軸と、車両のトランスミッションに少なくともエンジントルクを含む回転トルクを入力する入力軸と、の間に配設されて、車両の車体に固定されたハウジングと、ハウジング内に収容されて、出力軸及び入力軸に対して回転トルクを出力するとともに出力軸及び入力軸から回転トルクを入力して発電するモータジェネレータと、ハウジング内に収容されて、太陽回転要素、太陽回転要素の周囲を自転しながら公転する遊星回転要素、遊星回転要素が内周側へ当接するアウター回転要素、及び、遊星回転要素を回転自在に支持するキャリア回転要素を有し、出力軸、入力軸及びモータジェネレータの回転軸と回転連結される遊星減速機構と、を含み、遊星減速機構の太陽回転要素、アウター回転要素及びキャリア回転要素のうちの二つの回転要素について、二つの回転要素のうちの一方の回転要素が出力軸に回転連結され、二つの回転要素のうちの他方の回転要素が入力軸に回転連結されるとともに、遊星減速機構の太陽回転要素、アウター回転要素及びキャリア回転要素のうち、一方の回転要素及び他方の回転要素とは異なる回転要素にモータジェネレータの回転軸が回転連結されるように、構成された駆動発電装置であって、ハウジング内に収容されて、二つの回転要素を直結する接状態と、二つの回転要素の直結を解除する断状態と、に切り替えられる接断クラッチと、ハウジング内に収容されて、二つの回転要素の間に設けられ、接状態に切り替えられた接断クラッチによって二つの回転要素が直結されたとき、二つの回転要素の間に生じた回転方向の振動を抑制する弾性部材と、ハウジングと入力軸との間に設けられて、モータジェネレータが遊星減速機構の異なる回転要素及び一方の回転要素を介して出力軸に回転トルクを出力してエンジンを始動させるとき、出力軸の回転方向に一致する正回転方向には入力軸の前記ハウジングに対する回転を許容し、正回転方向と逆転した逆回転方向には入力軸のハウジングに対する回転を禁止する第一のワンウェイクラッチと、を備える。 In order to solve the above problems, the invention of the drive power generation device according to claim 1 has an output shaft from which the engine torque of the vehicle engine is output and an input shaft for inputting a rotational torque including at least the engine torque to the vehicle transmission. A housing fixed to the vehicle body and housed in the housing to output rotational torque to the output shaft and input shaft, and to output rotational torque from the output shaft and input shaft. A motor generator that inputs and generates power, a solar rotating element, a planetary rotating element that revolves around the sun rotating element while rotating around the sun rotating element, an outer rotating element in which the planetary rotating element abuts on the inner peripheral side, and A planetary deceleration mechanism that has a carrier rotating element that rotatably supports the planetary rotating element and is rotationally connected to the output shaft, the input shaft, and the rotating shaft of the motor generator, and includes the solar rotating element of the planetary deceleration mechanism, the outer For two rotating elements of the rotating element and the carrier rotating element, one of the two rotating elements is rotationally connected to the output shaft, and the other rotating element of the two rotating elements rotates to the input shaft. In addition to being connected, the rotation shaft of the motor generator is rotationally connected to a rotation element different from one of the rotation elements, the outer rotation element, and the carrier rotation element of the planetary deceleration mechanism. , A connection / disconnection clutch that is housed in a housing and can be switched between a contact state in which the two rotating elements are directly connected and a disconnection state in which the direct connection between the two rotating elements is released. Rotational vibration generated between the two rotating elements when the two rotating elements are directly connected by a contact / disconnection clutch that is housed in the housing and is provided between the two rotating elements and switched to the contact state. A motor generator is provided between the housing and the input shaft, and the motor generator outputs rotational torque to the output shaft via different rotating elements of the planetary deceleration mechanism and one of the rotating elements to start the engine. When, the first one-way that allows the input shaft to rotate with respect to the housing in the forward rotation direction corresponding to the rotation direction of the output shaft, and prohibits the rotation of the input shaft with respect to the housing in the reverse rotation direction opposite to the forward rotation direction. It is equipped with a clutch.
本発明の駆動発電装置では、遊星減速機構を構成する太陽回転要素、アウター回転要素及びキャリア回転要素のうちから選択された二つの回転要素の間に弾性部材を設けることができる。このため、駆動発電装置は、エンジンを始動させる機能及び発電する機能に加えて、接断クラッチによって二つの回転要素が直結された状態において出力軸から入力軸に伝達される振動を抑制する機能をも発揮することができる。又、別体のフライホイール（フライホイールダンパ）を配置する場合に比して、本発明の駆動発電装置では、同一の機能を発揮しつつエンジンの出力軸とトランスミッションの入力軸間（即ち、軸方向）における寸法を小型化することができる。従って、駆動発電装置を多機能化と小型化とを実現することができる。 In the drive power generation device of the present invention, an elastic member can be provided between two rotating elements selected from the solar rotating element, the outer rotating element, and the carrier rotating element constituting the planetary deceleration mechanism. Therefore, in addition to the function of starting the engine and the function of generating electricity, the drive power generation device has a function of suppressing vibration transmitted from the output shaft to the input shaft when the two rotating elements are directly connected by the connection / disconnection clutch. Can also be demonstrated. Further, as compared with the case where a separate flywheel (flywheel damper) is arranged, in the drive power generation device of the present invention, the output shaft of the engine and the input shaft of the transmission (that is, the shaft) while exhibiting the same function are exhibited. The dimensions in the direction) can be reduced. Therefore, it is possible to realize multi-functionality and miniaturization of the drive power generation device.
以下、本発明の第一実施形態に係る駆動発電装置１０（以下、単に「本装置１０」とも称呼する。）を説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る本装置１０が搭載された車両１の構成を示している。尚、第一実施形態においては、車両１として、停車中及び停車直前の極低速時にエンジンを停止させるとともに停止したエンジンを再始動させる車両（所謂、アイドリングストップ車）を採用する。このような車両１に搭載される本装置１０は、車両１のエンジンを始動させるとともに発電を行う「スタータジェネレータ機能」を発揮する。
Hereinafter, the drive power generation device 10 (hereinafter, also simply referred to as “the
車両１は、エンジン２（「Ｅｎｇ２」と称呼する場合がある。）、トランスミッション３（「Ｔ／Ｍ３」と称呼する場合がある。）と、を備えている。エンジン２は、出力軸としてのクランクシャフト２ａを備えている。尚、エンジン２は、ガソリン及び軽油等の炭化水素系燃料を使用し、エンジントルク（駆動力）をクランクシャフト２ａに出力するものであり、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。トランスミッション３は、入力軸としてのトランスミッションシャフト３ａを備えている。トランスミッション３は、トルクコンバータを備えない多段変速機であり、例えば、運転者によるシフトレバー操作によらず車両１の走行状態に応じてアクチュエータの駆動力により変速作動が自動的に実行され得る形式のオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（ＡＭＴ）である。ＡＭＴの構成及び作動については、本発明に関係しないので、その詳細な説明を省略する。尚、第一実施形態においては、トランスミッション３として、トルクコンバータを備えないＡＭＴを例示するが、トルクコンバータを備えるとともに車両１の走行状態に応じた変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂、オートマチック・トランスミッション（ＡＴ））であってもよい。
The vehicle 1 includes an engine 2 (sometimes referred to as "Eng2") and a transmission 3 (sometimes referred to as "T / M3"). The
エンジン２のクランクシャフト２ａとトランスミッション３のトランスミッションシャフト３ａとの間には、駆動発電装置１０が配設される。駆動発電装置１０は、クランクシャフト２ａとトランスミッションシャフト３ａとを互いに同軸且つ相対回転可能に連結している。
A drive
（駆動発電装置１０の構成）
駆動発電装置１０は、図２に示すように、車両１の車体側に固定されたハウジング１１を備えている。ハウジング１１は、内部にモータジェネレータ２０、遊星減速機構としての遊星歯車機構３０、接断クラッチ４０、及び、振動抑制機構５０を収容するように構成されている。
(Configuration of drive power generation device 10)
As shown in FIG. 2, the drive
モータジェネレータ２０は、クランクシャフト２ａ（出力軸）及びトランスミッションシャフト３ａ（入力軸）に対して回転トルクを出力するとともに、クランクシャフト２ａ（出力軸）及びトランスミッションシャフト３ａ（入力軸）から回転トルクを入力して発電する。具体的に、第一実施形態においては、モータジェネレータ２０は、車両１の停車中及び停車直前の極低速時において作動を停止しているエンジン２を始動させる（クランキングさせる）ための回転トルクをクランクシャフト２ａに伝達するモータ（セルモータ）として作動する。又、モータジェネレータ２０は、作動しているエンジン２からクランクシャフト２ａを介して伝達されたエンジントルク及び走行中におけるトランスミッション３のトランスミッションシャフト３ａを介して伝達された回転トルクによって発電するジェネレータ（オルタネータ）として作動する。尚、第一実施形態におけるモータジェネレータ２０は、例えば、４８Ｖ以下の電圧（低電圧）で作動するようになっている。
The
モータジェネレータ２０は、ハウジング１１内に固定されたステータ２１とロータ２２とを備えている。尚、以下の説明において、モータジェネレータ２０を「ＭＧ２０」と称呼する場合がある。ステータ２１には、コイルが巻回されている。ロータ２２は、回転プレート２２ａを介して、ハウジング１１に対してベアリング２３によって回転可能に設けられている。回転プレート２２ａには、モータジェネレータ２０の回転軸２２ｂが形成されている。図１に示すように、モータジェネレータ２０には、インバータ／コンバータ回路２４を介してバッテリ（図１にて「ＢＡＴ」と示す。）２５が電気的に接続されている。インバータ／コンバータ回路２４は、制御部２６からの制御信号に基づいて、バッテリ２５から供給される直流電流を交流電流に変換してステータ２１に供給する。又、インバータ／コンバータ回路２４は、発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ２５を充電する。尚、バッテリ２５は、モータジェネレータ２０の作動電圧に合わせて、例えば、４８Ｖ以下の電圧（低電圧）を出力するようになっている。
The
制御部２６は、インバータ／コンバータ回路２４を介して、モータジェネレータ２０を、車両１のエンジン２を作動させる際には回転トルクを発生させるように制御するとともに、バッテリ２５を充電する際にはモータジェネレータ２０に入力される回転トルクによって発電作動するように制御する。制御部２６は、エンジン２のクランクシャフト２ａに設けられたクランク角センサ２６ａからクランクシャフト２ａの回転角を取得する。又、制御部２６は、モータジェネレータ２０に設けられたレゾルバセンサ２６ｂからモータジェネレータ２０の回転角を取得する。更に、制御部２６は、バッテリ２５に設けられたＳＯＣセンサ２６ｃからバッテリ２５の充電率（＝充電率／電気容量）を取得する。
The
ここで、図２に示すように、遊星歯車機構３０、接断クラッチ４０及びワンウェイクラッチ６０は、モータジェネレータ２０を構成するロータ２２の内部に配置されている。具体的に、遊星歯車機構３０、接断クラッチ４０及びワンウェイクラッチ６０は、ロータ２２の半径方向の内側、且つ、ロータ２２の回転軸２２ｂに沿った方向におけるロータ２２の幅Ｗの内側に配置される。
Here, as shown in FIG. 2, the
遊星歯車機構３０は、図２及び図３に示すように、太陽回転要素としてのサンギア３１、遊星回転要素としてのプラネタリギア３２、アウター回転要素としてのリングギア３３、及び、キャリア回転要素としてのキャリア３４を有している。尚、以下の説明において、サンギア３１を「Ｓ３１」、リングギア３３を「Ｒ３３」、キャリア３４を「Ｃ３４」と称呼する場合がある。尚、図３において、サンギア３１、プラネタリギア３２及びリングギア３３は、便宜的に円で表現している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、第一実施形態において、「サンギア３１、リングギア３３及びキャリア３４のうちの二つの回転要素」について、「二つの回転要素のうちの一方の回転要素」はリングギア３３であり、「二つの回転要素のうちの他方の回転要素」はキャリア３４である。又、「サンギア３１、リングギア３３及びキャリア３４のうち一方の回転要素及び他方の回転要素とは異なる回転要素」はサンギア３１である。又、以下の説明において、車両１のエンジン２を始動させるとき及びエンジン２が作動しているときのクランクシャフト２ａ、トランスミッションシャフト３ａ及びモータジェネレータ２０の回転軸２２ｂの回転方向を正回転方向とし、正回転方向と逆転した回転方向を逆回転方向（「負回転方向」とも称呼する。）とする。
Here, in the first embodiment, regarding "two rotating elements of the
サンギア３１は、モータジェネレータ２０の回転軸２２ｂに回転連結されており、回転軸２２ｂと一体回転する。プラネタリギア３２は、サンギア３１に噛合して複数（第一実施形態においては四つ）配設されており、サンギア３１の周囲を自転しながら公転する。リングギア３３は、内周側にインナーギア３３ａが形成されている。インナーギア３３ａにはプラネタリギア３２が噛合（当接）する。リングギア３３は、回転プレート３５を介してエンジン２のクランクシャフト２ａに回転連結されており、クランクシャフト２ａと一体回転する。キャリア３４は、複数のプラネタリギア３２を回転自在に支持する。キャリア３４は、トランスミッションシャフト３ａに回転連結されており、トランスミッションシャフト３ａと一体回転する。
The
接断クラッチ４０は、図２に示すように、遊星歯車機構３０のキャリア３４に連結されてキャリア３４と一体回転する第一クラッチ部４１と、後述する振動抑制機構５０のプレート部材５３に連結されてプレート部材５３と一体回転する第二クラッチ部４２と、を備えている。接断クラッチ４０は、ノーマルオープンタイプにクラッチであり、図示しない制御装置による制御に従って、油圧等により機械的に作動するもの、又は、電磁的に作動するものを採用することができる。
As shown in FIG. 2, the
接断クラッチ４０は、接状態において、第一クラッチ部４１と第二クラッチ部４２とを直結する。又、接断クラッチ４０は、断状態において、第一クラッチ部４１と第二クラッチ部４２との直結を解除する。ここで、第一クラッチ部４１はキャリア３４と一体回転し、第二クラッチ部４２は後述するようにプレート部材５３を介してリングギア３３と一体回転する。即ち、接断クラッチ４０は、「一方の回転要素」であるリングギア３３と、「他方の回転要素」であるキャリア３４との間に設けられる。従って、接断クラッチ４０は、接状態において「一方の回転要素」であるリングギア３３と「他方の回転要素」であるキャリア３４とを直結し、断状態において「一方の回転要素」であるリングギア３３と「他方の回転要素」であるキャリア３４との直結を解除する。
The contact /
振動抑制機構５０は、ハウジング１１に収容されており、収容部５１と、弾性部材としてのダンパースプリング５２と、プレート部材５３と、を備えている。収容部５１は、リングギア３３の外周側にて、リングギア３３と一体形成されている。収容部５１は、図４に示すように、リングギア３３の径方向に延設された内壁５１ａを有しており、リングギア３３の周方向に沿って複数形成される。ダンパースプリング５２は、収容部５１に収容される。ダンパースプリング５２の一端は収容部５１の内壁５１ａに固定され、ダンパースプリング５２の他端はプレート部材５３に固定される。図２に示すように、プレート部材５３は、円環状であり、その内周側がベアリング５４を介して回転可能に固定されている。プレート部材５３は、ダンパースプリング５２を介してリングギア３３と連結されており、リングギア３３と一体回転可能に設けられる。これにより、接断クラッチ４０が接状態によりプレート部材５３とキャリア３４とを直結するので、ダンパースプリング５２は、「一方の回転要素」であるリングギア３３と、「他方の回転要素」であるキャリア３４との間に設けられる。更に、振動抑制機構５０は、リングギア３３の外周側に形成された収容部５１内に、マス５５が設けられている。
The
又、駆動発電装置１０は、ハウジング１１とトランスミッションシャフト３ａとの間に設けられた第一のワンウェイクラッチとしてのワンウェイクラッチ６０を備えている。ワンウェイクラッチ６０は、円環状のアウターレース６１と、アウターレース６１の内周側に配設されるインナーレース６２と、を備えている。アウターレース６１は、その外周面がハウジング１１に回転不能に固定されている。インナーレース６２は、その内周面がトランスミッションシャフト３ａに回転不能に固定されている。ワンウェイクラッチ６０は、インナーレース６２のアウターレース６１に対する正回転方向への相対回転を許容し（フリー状態）、インナーレース６２のアウターレース６１に対する逆回転方向への相対回転を禁止する（ロック状態）。これにより、ワンウェイクラッチ６０は、エンジン２を始動させるとき（エンジン２が始動しているとき）、クランクシャフト２ａの回転方向に一致する正回転方向にはトランスミッションシャフト３ａのハウジング１１に対する回転を許容し、正回転方向と逆転した逆回転方向にはトランスミッションシャフト３ａのハウジング１１に対する回転を禁止する。
Further, the drive
次に、上記のように構成された駆動発電装置１０の作動を説明する。
Next, the operation of the drive
（エンジン２の始動時）
駐車された車両１のエンジン２を始動させる場合においては、冷間時始動となる。この冷間時始動においては、例えば、エンジン２のピストン及びシリンダー間の摩擦抵抗が大きくなるので、クランクシャフト２ａに大きな回転トルクを与えてエンジン２を始動させる必要がある。この場合、駐車された車両１においては、トランスミッション３も作動を停止している。又、モータジェネレータ２０は、例えば、車両１に搭載された補機類等を作動させること以外、少なくとも車両１を走行させるための回転トルク（駆動力）を発生していない。更に、この場合においては、ノーマルオープンタイプの接断クラッチ４０は、何ら作動制御がなされていない。従って、この場合には、接断クラッチ４０は、断状態であるので、第一クラッチ部４１（即ち、キャリア３４）と第二クラッチ部４２（即ち、プレート部材５３及びリングギア３３）との間の相対回転を許容する。
(When starting engine 2)
When the
ところで、第一のワンウェイクラッチであるワンウェイクラッチ６０のインナーレース６２は、トランスミッションシャフト３ａに固定されている。このため、キャリア３４及びトランスミッションシャフト３ａは、フリー状態のワンウェイクラッチ６０によって正回転方向への回転が許容される。一方、キャリア３４及びトランスミッションシャフト３ａは、ロック状態のワンウェイクラッチ６０によって逆回転方向への回転が禁止される。
By the way, the
従って、図５に示すように、エンジン２の始動時においては、制御部２６は、モータジェネレータ２０を逆回転（負回転）させる。これにより、サンギア３１もモータジェネレータ２０のロータ２２とともに負回転し、サンギア３１に噛合しているプラネタリギア３２を介してキャリア３４も逆回転（負回転）しようとする。ところが、ワンウェイクラッチ６０はキャリア３４の逆回転（負回転）を禁止するので、キャリア３４は固定要素となる。これにより、リングギア３３は、サンギア３１の回転方向（負回転方向）とは逆回転して、正回転する。このとき、サンギア３１の回転はプラネタリギア３２によって減速されてリングギア３３に伝達されるので、リングギア３３の回転トルクは増幅される。従って、リングギア３３に回転連結されたクランクシャフト２ａは大きな回転トルクで回転するので、エンジン２の回転数を、例えば、アイドル回転数程度まで増加させることによりエンジン２は着火して始動する。
Therefore, as shown in FIG. 5, when the
（車両１の走行時）
エンジン２が始動すると、車両１はエンジン２によるエンジントルク（駆動力）によって走行する。従って、エンジン２の始動後は、クランクシャフト２ａからトランスミッションシャフト３ａにエンジントルクを伝達するために、接断クラッチ４０は接状態に切り替えられる。このように、接断クラッチ４０が接状態とされると、遊星歯車機構３０のリングギア３３とキャリア３４とは振動抑制機構５０のダンパースプリング５２を介して連結（直結）される。そして、リングギア３３は、収容部５１の内壁５１ａとプレート部材５３との間でダンパースプリング５２を圧縮しながら回転することにより、エンジントルクをキャリア３４に伝達する。これにより、キャリア３４は、リングギア３３と一体回転し、回転連結されたトランスミッションシャフト３ａを回転させる。
(When the vehicle 1 is running)
When the
ところで、エンジン２によるエンジントルクには、エンジン２の作動に伴うトルク変動が周期的に生じる。エンジントルクのトルク変動は、クランクシャフト２ａを介して、リングギア３３に伝達される。このように伝達されたトルク変動は、リングギア３３の回転方向における振動となる。リングギア３３とキャリア３４とは、接状態の接断クラッチ４０により、振動抑制機構５０のダンパースプリング５２及びプレート部材５３を介して連結（直結）される。従って、リングギア３３の回転方向における振動は、ダンパースプリング５２の伸縮によって抑制されて、プレート部材５３を介してキャリア３４に伝達される。即ち、キャリア３４は、振動抑制機構５０によってリングギア３３にエンジントルクとともに入力される回転方向の振動成分が抑制（減衰）された後のエンジントルクが伝達される。これにより、キャリア３４に回転連結されたトランスミッションシャフト３ａには、トルク変動の小さいエンジントルクが伝達されるので、トランスミッション３を介してエンジントルクの伝達される車両１の駆動輪は滑らかに駆動する。
By the way, in the engine torque by the
ここで、リングギア３３及びマス５５を有する収容部５１は、それらの重量がマスとなって、イナーシャーが作用する。これにより、リングギア３３の回転方向の振動の発生が抑制される。又、キャリア３４及びプレート部材５３は、それらの重量がマスとなって、イナーシャーが作用する。これにより、ダンパースプリング５２によって抑制（減衰）されてキャリア３４に伝達される振動がより抑制される。
Here, in the
（モータジェネレータ２０による振動制振作動）
振動抑制機構５０によって、エンジントルクのトルク変動に伴うリングギア３３及びキャリア３４の回転方向の振動は抑制される。ところで、車両１が走行中の場合、接断クラッチ４０が接状態とされている。これにより、サンギア３１は、リングギア３３と一体回転するキャリア３４の回転によってプラネタリギア３２が自転するので、正回転する。モータジェネレータ２０のロータ２２は、サンギア３１と一体回転するので、車両１の走行中においては、モータジェネレータ２０は発電している。
(Vibration damping operation by motor generator 20)
The
上述したように、振動抑制機構５０のダンパースプリング５２が遊星歯車機構３０の「二つの回転要素」であるリングギア３３とキャリア３４との間に配置されることにより、リングギア３３に生じた回転方向の振動を抑制してプラネタリギア３２にエンジントルクを伝達する。この場合、エンジントルクのトルク変動に伴ってリングギア３３に発生する回転方向の振動を抑制することで、キャリア３４に伝達される振動をより低減することができる。そこで、制御部２６は、図６に示すように、モータジェネレータ２０の発電作動において、リングギア３３に発生する回転方向の振動を抑制するように、モータジェネレータ２０の回転数、換言すれば、リングギア３３に付与する負荷（抵抗）を変化させる。
As described above, the rotation generated in the
具体的に、制御部２６は、エンジン２のクランクシャフト２ａの回転角を検出するクランク角センサ２６ａから出力される信号に基づき、クランクシャフト２ａの回転角変化（変動）を取得する。又、制御部２６は、モータジェネレータ２０の回転角を検出するレゾルバセンサ２６ｂから出力される信号に基づき、モータジェネレータ２０の回転角を検出する。更に、制御部２６は、バッテリ２５の充電率を検出するＳＯＣセンサ２６ｃからバッテリ２５の充電率を取得する。そして、制御部２６は、バッテリ２５の充電率に基づいてバッテリ２５が充電可能な状態において、モータジェネレータ２０の回転数を周期的に変動させて発電量を周期的に変動させる（所謂、揺動発電させる）。
Specifically, the
具体的に、制御部２６は、図７に示すように、クランクシャフト２ａの回転角の変化方向（変動方向）に対して、この変化（変動）を低減する方向、即ち、クランクシャフト２ａの回転角の変動周期の位相に対して逆位相となる負荷がリングギア３３に付与されるように、インバータ／コンバータ回路２４を介してモータジェネレータ２０の回転数を周期的に変動させる。これにより、モータジェネレータ２０は、発電量を周期的に変動させて揺動発電する。モータジェネレータ２０が揺動発電することにより、サンギア３１の回転はリングギア３３の振動を抑制するように、周期的に回転数が変動する。サンギア３１の回転はプラネタリギア３２を介してリングギア３３に伝達されるので、エンジントルクのトルク変動に起因してリングギア３３に発生した回転方向の振動が抑制される。その結果、リングギア３３に発生した回転方向の振動が抑制された上で、更に、ダンパースプリング５２によって回転方向の振動が抑制される。従って、リングギア３３からキャリア３４には、回転方向の振動が抑制された回転トルクが伝達されるので、図７に示すように、トランスミッションシャフト３ａに生じる回転方向の振動が大幅に抑制される。
Specifically, as shown in FIG. 7, the
（エンジン２の再始動）
走行中の車両１のエンジン２を再始動させる場合においては、ワンウェイクラッチ６０のフリー状態により、トランスミッション３のトランスミッションシャフト３ａは正回転している。トランスミッションシャフト３ａの回転はキャリア３４に伝達されており、キャリア３４の正回転はプラネタリギア３２を介してサンギア３１及びリングギア３３に伝達される。又、エンジン２を再始動させる場合においては、接断クラッチ４０は、接状態から断状態に切り替えられることにより、第一クラッチ部４１（即ち、キャリア３４）と第二クラッチ部４２（即ち、プレート部材５３）との間の相対回転を許容する。
(Restarting engine 2)
When restarting the
この場合、接断クラッチ４０が接状態にあるときは、サンギア３１は、プラネタリギア３２を介して伝達された回転トルクによって回転し、回転連結されたモータジェネレータ２０のロータ２２を回転させている。一方で、リングギア３３は、作動停止中のエンジン２のクランクシャフト２ａに回転連結されているので、回転しない。図８に示すように、サンギア３１及びロータ２２が無負荷状態でフリー回転している状態において、接断クラッチ４０が断状態に切り替えらえるとともに制御部２６がインバータ／コンバータ回路２４を介してモータジェネレータ２０に発電させる（所謂、回生発電させる）と、発電に伴って発生する負荷がサンギア３１及びロータ２２に発生する。これにより、回生発電によって負荷の発生したサンギア３１は、無負荷状態の回転数に比して回転数が低下する。
In this case, when the engagement /
サンギア３１の回転数が低下するのに伴って、サンギア３１の回りをキャリア３４と一体回転しているプラネタリギア３２を介してリングギア３３に回転が伝達される。又、プラネタリギア３２を介してキャリア３４の回転が減速されてリングギア３３に伝達されることにより、リングギア３３に伝達される回転トルクが増大される。これにより、リングギア３３はクランクシャフト２ａとともに回転し、クランクシャフト２ａの回転数が、例えば、アイドル回転数程度まで上昇すると、着火によりエンジン２が再始動する。
As the rotation speed of the
以上の説明からも理解できるように、上記した第一実施形態の駆動発電装置１０は、車両１のエンジン２によるエンジントルクが出力されるクランクシャフト２ａと、車両１のトランスミッション３に少なくともエンジントルクを含む回転トルクを入力するトランスミッションシャフト３ａと、の間に配設されて、車両１の車体に固定されたハウジング１１と、ハウジング１１内に収容されて、クランクシャフト２ａ及びトランスミッションシャフト３ａに対して回転トルクを出力するとともにクランクシャフト２ａ及びトランスミッションシャフト３ａから回転トルクを入力して発電するモータジェネレータ２０と、ハウジング１１内に収容されて、サンギア３１、サンギア３１の周囲を自転しながら公転するプラネタリギア３２、プラネタリギア３２が内周側へ当接するリングギア３３、及び、プラネタリギア３２を回転自在に支持するキャリア３４を有し、クランクシャフト２ａ、トランスミッションシャフト３ａ及びモータジェネレータ２０の回転軸２２ｂと回転連結される遊星歯車機構３０と、を含み、遊星歯車機構３０のサンギア３１、リングギア３３及びキャリア３４のうちの二つの回転要素であるリングギア３３及びキャリア３４について、リングギア３３及びキャリア３４のうちの一方の回転要素であるリングギア３３がクランクシャフト２ａに回転連結され、リングギア３３及びキャリア３４のうちの他方の回転要素であるキャリア３４がトランスミッションシャフト３ａに回転連結されるとともに、遊星歯車機構３０のサンギア３１、リングギア３３及びキャリア３４のうち、リングギア３３及びキャリア３４とは異なる回転要素であるサンギア３１にモータジェネレータ２０の回転軸２２ｂが回転連結されるように、構成された駆動発電装置１０であって、ハウジング１１内に収容されて、リングギア３３及びキャリア３４を直結する接状態と、リングギア３３及びキャリア３４の直結を解除する断状態と、に切り替えられる接断クラッチ４０と、ハウジング１１内に収容されて、リングギア３３及びキャリア３４の間に設けられ、接状態に切り替えられた接断クラッチ４０によってリングギア３３及びキャリア３４が直結されたとき、リングギア３３及びキャリア３４の間に生じた回転方向の振動を抑制する弾性部材であるダンパースプリング５２と、ハウジング１１とトランスミッションシャフト３ａとの間に設けられて、モータジェネレータ２０が遊星歯車機構３０のサンギア３１及びリングギア３３を介してクランクシャフト２ａに回転トルクを出力してエンジン２を始動させるとき、クランクシャフト２ａの回転方向に一致する正回転方向にはトランスミッションシャフト３ａのハウジング１１に対する回転を許容し、正回転方向と逆転した逆回転方向にはトランスミッションシャフト３ａのハウジング１１に対する回転を禁止するワンウェイクラッチ６０と、を備える。
As can be understood from the above description, in the drive
これによれば、遊星歯車機構３０を構成するサンギア３１、リングギア３３及びキャリア３４のうちから選択されたリングギア３３とキャリア３４との間にダンパースプリング５２を設けることができる。このため、駆動発電装置１０は、エンジン２を始動させる機能及び発電する機能に加えて、接断クラッチ４０によってリングギア３３及びキャリア３４が直結された状態においてクランクシャフト２ａからトランスミッションシャフト３ａに伝達される振動を抑制する振動抑制機能をも発揮することができる。又、別体のフライホイール（フライホイールダンパ）を配置する場合に比して、駆動発電装置１０では、同一の機能を発揮しつつエンジン２のクランクシャフト２ａとトランスミッションのトランスミッションシャフト３ａとの間（即ち、軸方向）における寸法を小型化することができる。従って、駆動発電装置１０を多機能化と小型化とを実現することができる。
According to this, a
又、モータジェネレータ２０の発電作動を制御する制御部２６を備え、制御部２６は、接状態に切り替えられた接断クラッチ４０によってリングギア３３及びキャリア３４が直結され、サンギア３１を介して伝達された回転トルクによってモータジェネレータ２０に発電させるとき、クランクシャフト２ａからリングギア３３に伝達される振動であってクランクシャフト２ａの回転方向における振動の位相を検出し、検出した位相と逆位相となるように、モータジェネレータ２０の回転数を変動させる。
Further, a
これによれば、制御部２６は、モータジェネレータ２０に発電させるとき、エンジン２のクランクシャフト２ａの回転方向における振動の位相を検出し、検出した位相と逆位相となるようにモータジェネレータ２０の回転数を変動させることができる。即ち、モータジェネレータ２０は、制御部２６によって発電時における回転数が変動させられることにより、サンギア３１に対して検出された位相と逆位相となるように変動する回転トルクを伝達することができる。サンギア３１はリングギア３３に回転トルクを伝達することができる。これにより、クランクシャフト２ａとともにリングギア３３に生じた回転方向の振動に対してサンギア３１から逆位相となる回転トルクが伝達されるので、リングギア３３に生じた回転方向の振動を抑制することができる。
According to this, when the
リングギア３３とキャリア３４との間にはダンパースプリング５２が設けられているので、リングギア３３の回転方向の振動は、ダンパースプリング５２によって更に抑制（減衰）されてキャリア３４に伝達される。従って、リングギア３３とキャリア３４との間に生じた回転方向の振動をより抑制することができる。このため、駆動発電装置１０は、極めて良好な振動抑制機能を発揮することができる。
Since the
又、リングギア３３の外周側に形成されたダンパースプリング５２を収容する収容部５１と、ハウジング１１に収容されてハウジング１１に対してリングギア３３と一体回転可能に設けられたプレート部材５３と、を備え、収容部５１を形成する内壁であってリングギア３３の径方向に延設された内壁５１ａにダンパースプリング５２の一端が固定されるとともに、プレート部材５３にダンパースプリング５２の他端が固定され、接断クラッチ４０は、キャリア３４とプレート部材５３との間に設けられて、接状態においてリングギア３３及びプレート部材５３と、キャリア３４と、を直結し、断状態においてリングギア３３及びプレート部材５３と、キャリア３４と、の直結を解除する。
Further, an
これによれば、リングギア３３の外周側にダンパースプリング５２の収容部５１が設けられるので、エンジン２のクランクシャフト２ａとトランスミッション３のトランスミッションシャフト３ａとの間（即ち、軸方向）における駆動発電装置１０の寸法を小型化することができる。又、エンジン２のクランクシャフト２ａに回転連結されるリングギア３３の外周側に収容部５１が設けられるので、リングギア３３及び収容部５１（マス５５を含む）の重量がクランクシャフト２ａ側のマスとなり、動力伝達経路においてダンパースプリング５２前までのイナーシャーを作用させることができる。更に、接断クラッチ４０によってキャリア３４とプレート部材５３とが直結されることにより、キャリア３４及びプレート部材５３の重量がトランスミッションシャフト３ａ側のマスとなり、動力伝達経路においてダンパースプリング５２後のイナーシャーを作用させることができる。従って、リングギア３３とキャリア３４との間に生じた回転方向の振動を抑制することができる。これにより、キャリア３４に回転連結されたトランスミッションシャフト３ａは回転方向の振動が抑制されるので、例えば、車両１の乗員が不快な振動を知覚することを防止することができる。
According to this, since the
更に、遊星歯車機構３０、接断クラッチ４０、ダンパースプリング５２及びワンウェイクラッチ６０を、モータジェネレータ２０を構成するロータ２２の半径方向の内側、且つ、回転軸２２ｂに沿った方向におけるロータ２２の幅Ｗの内側に配置するように構成される。
Further, the
これによれば、モータジェネレータ２０のロータ２２内部に遊星歯車機構３０、接断クラッチ４０、ダンパースプリング５２及びワンウェイクラッチ６０を配置することができるので、エンジン２のクランクシャフト２ａとトランスミッション３のトランスミッションシャフト３ａとの間（即ち、軸方向）における駆動発電装置１０の寸法を大幅に小型化することができる。
According to this, since the
（第二実施形態）
次に、本発明の駆動発電装置に係る第二実施形態を詳細に説明する。第二実施形態においては、車両１がエンジン２によるエンジントルクとモータジェネレータ２０による回転トルクとを併用して走行するハイブリッド車両として説明する。又、第二実施形態における車両１もトランスミッション３としてトルクコンバータを備えない多段変速機を備えている。この場合、例えば、トルクコンバータを備えておらず、車両１の走行状態に応じた変速作動が自動的に実行される多段変速機又は無段変速機（所謂、オートマチック・トランスミッション（ＡＴ））が採用される。尚、以下、第二実施形態を詳細に説明するが、上記第一実施形態と同一部分に同一の符合を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the drive power generation device of the present invention will be described in detail. In the second embodiment, the vehicle 1 will be described as a hybrid vehicle in which the vehicle 1 travels by using the engine torque of the
第二実施形態においても、図１に示すように、エンジン２のクランクシャフト２ａとトランスミッション３のトランスミッションシャフト３ａとの間に駆動発電装置１０が配置される。ここで、第二実施形態においては、車両１がハイブリッド車両であるので、モータジェネレータ２０がエンジン２を始動させることに加えて、車両１を発進させるとともに走行させる。このため、第二実施形態における駆動発電装置１０を構成するモータジェネレータ２０は高電圧で作動して大きな回転トルクを出力することができるようになっている。尚、以下の説明においてモータジェネレータ２０が車両１を発進させることを「ＥＶ発進」と称呼し、モータジェネレータ２０が車両１を走行させることを「ＥＶ走行」と称呼する。
Also in the second embodiment, as shown in FIG. 1, the drive
第二実施形態においては、駆動発電装置１０は、ハウジング１１とクランクシャフト２ａとの間に設けられた第二のワンウェイクラッチとしてのワンウェイクラッチ７０を備えている。ワンウェイクラッチ７０は、円環状のアウターレース７１と、アウターレース７１の内周側に配設されるインナーレース７２と、を備えている。アウターレース７１は、その外周面がハウジング１１に回転不能に固定されている。インナーレース７２は、その内周面がクランクシャフト２ａに回転不能に固定されている。ワンウェイクラッチ７０は、インナーレース７２のアウターレース７１に対する正回転方向への相対回転を許容し（フリー状態）、インナーレース７２のアウターレース７１に対する逆回転方向への相対回転を禁止する（ロック状態）。これにより、ワンウェイクラッチ７０は、エンジン２が作動していて車両１が走行しているとき、正回転方向にはクランクシャフト２ａのハウジング１１に対する回転を許容し、正回転方向と逆転した逆回転方向にはクランクシャフト２ａのハウジング１１に対する回転を禁止する。
In the second embodiment, the drive
次に、上記のように構成された第二実施形態の駆動発電装置１０の作動を説明する。
Next, the operation of the drive
（ＥＶ発進時）
停車した車両１をＥＶ発進させる場合においては、エンジン２及びトランスミッション３は作動を停止している。又、モータジェネレータ２０は、例えば、車両１に搭載された補機類等を作動させること以外、少なくとも車両１を走行させるための駆動力を発生していない。更に、この場合においては、ノーマルオープンタイプの接断クラッチ４０は、何ら作動制御がなされていない。従って、この場合には、接断クラッチ４０は、断状態であるので、第一クラッチ部４１（即ち、キャリア３４）と第二クラッチ部４２（即ち、プレート部材５３及びリングギア３３）との間の相対回転を許容する。
(When starting EV)
When the stopped vehicle 1 is started from EV, the
ところで、ワンウェイクラッチ６０のインナーレース６２は、トランスミッションシャフト３ａに固定されている。このため、キャリア３４及びトランスミッションシャフト３ａは、フリー状態のワンウェイクラッチ６０によって正回転方向への回転が許容される一方で、ロック状態のワンウェイクラッチ６０によって逆回転方向への回転が禁止される。又、第二のワンウェイクラッチであるワンウェイクラッチ７０のインナーレース７２は、クランクシャフト２ａに固定されている。このため、リングギア３３及びクランクシャフト２ａは、フリー状態のワンウェイクラッチ７０によって正回転方向への回転が許容される一方で、ロック状態のワンウェイクラッチ７０によって逆回転方向への回転が禁止される。
By the way, the
ＥＶ発進時においては、制御部２６は、図１０に示すように、モータジェネレータ２０を正回転させる。従って、サンギア３１もモータジェネレータ２０のロータ２２とともに正回転し、サンギア３１に噛合しているプラネタリギア３２を介してキャリア３４も正回転する。一方、リングギア３３は、キャリア３４が正回転することにより、逆回転（負回転）しようとする。ところが、ワンウェイクラッチ７０は、ロック状態により、リングギア３３及びクランクシャフト２ａの逆回転（負回転）を禁止するので、リングギア３３は固定要素となる。これにより、エンジン２が逆回転（負回転）することが防止され、モータジェネレータ２０の回転トルクは、サンギア３１及びプラネタリギア３２を介して、キャリア３４に伝達される。
When the EV is started, the
このとき、サンギア３１の回転はプラネタリギア３２によって減速されてキャリア３４に伝達されるので、キャリア３４の回転トルクは増幅される。従って、キャリア３４に回転連結されたトランスミッションシャフト３ａは大きな回転トルクで回転するので、回転トルクはトランスミッション３及びディファレンシャルＤＦを介して駆動輪Ｒ，Ｌに伝達される。これにより、車両１はＥＶ発進し、モータジェネレータ２０の許容回転数未満では車両１はＥＶ走行することができる。
At this time, the rotation of the
ここで、車両１がＥＶ発進した後、及び、車両１がＥＶ走行しているときは、上記第一実施形態と同様に、作動停止しているエンジン２を始動させることができる。従って、エンジン２が始動した後は、接断クラッチ４０が接状態とされて、リングギア３３とキャリア３４とが直結状態とされる。これにより、エンジン２のエンジントルクがクランクシャフト２ａ、リングギア３３、キャリア３４、及び、トランスミッションシャフト３ａに伝達されるので、駆動輪Ｒ，Ｌはエンジントルクによって駆動される。この場合、ダンパースプリング５２は、上記第一実施形態と同様に、直結されたリングギア３３及びキャリア３４の間に発生した振動を抑制することができる。尚、エンジン２がエンジントルクを発生させている場合においても、モータジェネレータ２０は回転トルクを発生することができるのでエンジントルクをアシストする回転トルクを発生させることができる。又、モータジェネレータ２０にエンジントルクを伝達することができるので、モータジェネレータ２０は上記揺動発電を含む発電を行うこともできる。
Here, after the vehicle 1 has started the EV and when the vehicle 1 is traveling in the EV, the
（エンジン２作動時におけるＥＶ発進）
エンジン２が作動している状態で車両１が停止している場合、図１１に示すように、ワンウェイクラッチ７０は、フリー状態により、クランクシャフト２ａ及びリングギア３３の正回転を許容する。又、この場合において、接断クラッチ４０が断状態とされると、リングギア３３の正回転がプラネタリギア３２を介してキャリア３４に伝達されて、キャリア３４は逆回転しようとする。ここで、ワンウェイクラッチ６０は、ロック状態により、キャリア３４及びトランスミッションシャフト３ａの逆回転を禁止するので、トランスミッションシャフト３ａ及びキャリア３４は回転しない。一方、サンギア３１は、接断クラッチ４０が断状態とされると、プラネタリギア３２から回転トルクが伝達されて逆回転（負回転）する。従って、車両１が停止している場合においては、モータジェネレータ２０は、ロータ２２が負回転して発電する。
(EV start when
When the vehicle 1 is stopped while the
停止している車両１を発進させる場合、図１１に示すように、制御部２６は、インバータ／コンバータ回路２４を介して、負回転で発電しているモータジェネレータ２０の回転を減速させて正回転となるように制御する。これにより、サンギア３１は逆回転している状態から停止した後、正回転するようになる。この場合、エンジン２は作動しており、クランクシャフト２ａ及びリングギア３３は正回転している。これにより、サンギア３１が正回転すると、プラネタリギア３２を介してキャリア３４が正回転しようとする。ワンウェイクラッチ６０は、フリー状態により、トランスミッションシャフト３ａの正回転を許容するので、キャリア３４及びトランスミッションシャフト３ａは、正回転を開始する。
When starting the stopped vehicle 1, as shown in FIG. 11, the
このとき、サンギア３１の回転はプラネタリギア３２によって減速されてキャリア３４に伝達されるので、トランスミッションシャフト３ａに伝達される回転トルクは増幅される。増幅された回転トルクはトランスミッション３及びディファレンシャルＤＦを介して駆動輪Ｒ，Ｌに伝達される。これにより、制御部２６がモータジェネレータ２０の正回転方向への回転数を増加させると、キャリア３４及びトランスミッションシャフト３ａの回転数も緩やかに増加し、その結果、車両１は緩やかにＥＶ発進する。このように、制御部２６がモータジェネレータ２０の回転方向及び回転数を制御することにより、車両１を緩やかに且つ滑らかに発進させることができるので、駆動発電装置１０は、トルクコンバータ機能（電気トルクコンバータ機能）を発揮する。
At this time, the rotation of the
尚、駆動発電装置１０が電気トルクコンバータ機能を発揮して車両１がＥＶ発進し、エンジン２がエンジントルクを発生させている場合においても、モータジェネレータ２０は回転トルクを発生することができるのでエンジントルクをアシストする回転トルクを発生させることができる。又、駆動発電装置１０が電気トルクコンバータ機能を発揮して車両１がＥＶ発進し、エンジン２がエンジントルクを発生させている場合においても、モータジェネレータ２０にエンジントルクを伝達することができるので上記揺動発電を含む発電することもできる。
Even when the
以上の説明からも理解できるように、上記第二実施形態における駆動発電装置１０は車両１のエンジン２によるエンジントルクが出力されるクランクシャフト２ａと、車両１のトランスミッション３に少なくともエンジントルクを含む回転トルクを入力するトランスミッションシャフト３ａと、の間に配設されて、車両１の車体に固定されたハウジング１１と、ハウジング１１内に収容されて、クランクシャフト２ａ及びトランスミッションシャフト３ａに対して回転トルクを出力するとともにクランクシャフト２ａ及びトランスミッションシャフト３ａから回転トルクを入力して発電するモータジェネレータ２０と、ハウジング１１内に収容されて、サンギア３１、サンギア３１の周囲を自転しながら公転するプラネタリギア３２、プラネタリギア３２が内周側へ当接するリングギア３３、及び、プラネタリギア３２を回転自在に支持するキャリア３４を有し、クランクシャフト２ａ、トランスミッションシャフト３ａ及びモータジェネレータ２０の回転軸２２ｂと回転連結される遊星歯車機構３０と、を含み、遊星歯車機構３０のサンギア３１、リングギア３３及びキャリア３４のうちの二つの回転要素であるリングギア３３及びキャリア３４について、リングギア３３及びキャリア３４のうちの一方の回転要素であるリングギア３３がクランクシャフト２ａに回転連結され、リングギア３３及びキャリア３４のうちの他方の回転要素であるキャリア３４がトランスミッションシャフト３ａに回転連結されるとともに、遊星歯車機構３０のサンギア３１、リングギア３３及びキャリア３４のうち、リングギア３３及びキャリア３４とは異なる回転要素であるサンギア３１にモータジェネレータ２０の回転軸２２ｂが回転連結されるように、構成された駆動発電装置１０であって、ハウジング１１内に収容されて、リングギア３３及びキャリア３４を直結する接状態と、リングギア３３及びキャリア３４の直結を解除する断状態と、に切り替えられる接断クラッチ４０と、ハウジング１１内に収容されて、リングギア３３及びキャリア３４の間に設けられ、接状態に切り替えられた接断クラッチ４０によってリングギア３３及びキャリア３４が直結されたとき、リングギア３３及びキャリア３４の間に生じた回転方向の振動を抑制する弾性部材であるダンパースプリング５２と、ハウジング１１とトランスミッションシャフト３ａとの間に設けられて、モータジェネレータ２０が遊星歯車機構３０のサンギア３１及びリングギア３３を介してクランクシャフト２ａに回転トルクを出力してエンジン２を始動させるとき、クランクシャフト２ａの回転方向に一致する正回転方向にはトランスミッションシャフト３ａのハウジング１１に対する回転を許容し、正回転方向と逆転した逆回転方向にはトランスミッションシャフト３ａのハウジング１１に対する回転を禁止するワンウェイクラッチ６０と、ハウジング１１とクランクシャフト２ａとの間に設けられて、モータジェネレータ２０が遊星歯車機構３０のサンギア３１及びキャリア３４を介してトランスミッションシャフト３ａに回転トルクを出力して車両１を走行させるとき、ハウジング１１に対して正回転方向にはクランクシャフト２ａの回転を許容し、且つ、逆回転方向にはクランクシャフト２ａの回転を禁止するワンウェイクラッチ７０と、を備える。
As can be understood from the above description, in the drive
これによれば、遊星歯車機構３０が減速することによりモータジェネレータ２０の回転トルクをトランスミッションシャフト３ａに伝達して車両１を発進及び走行させるとき、ワンウェイクラッチ７０がエンジン２のクランクシャフト２ａの逆回転方向への回転を禁止することができる。これにより、モータジェネレータ２０の回転トルクを遊星歯車機構３０のリングギア３３に回転連結されたトランスミッションシャフト３ａに伝達することができるので、車両１をＥＶ発進及びＥＶ走行させることができる。又、エンジン２が作動している状態においても、車両１をＥＶ発進させることができるため、トルクコンバータ機能（電気トルクコンバータ機能）を発揮することができる。これにより、トランスミッション３が自動変速機の場合に設けられるトルクコンバータを省略することができる。
According to this, when the
これらの場合であっても、ワンウェイクラッチ７０は、クランクシャフト２ａの正回転方向への回転を許容するので、駆動発電装置１０はエンジン２を始動させる機能を発揮することができる。又、駆動発電装置１０は、接断クラッチ４０が接状態であって遊星歯車機構３０におけるリングギア３３及びキャリア３４が直結された場合において、クランクシャフト２ａ及びトランスミッションシャフト３ａからの回転トルクによって発電する機能も発揮することができる。更に、接断クラッチ４０が接状態であって遊星歯車機構３０におけるリングギア３３及びキャリア３４が直結された場合においては、ダンパースプリング５２がリングギア３３及びキャリア３４の間に生じた振動を抑制する機能も発揮することができる。
Even in these cases, the one-way clutch 70 allows the
従って、フライホイール（フライホイールダンパ）、車両を走行させるための駆動モータ及びトルクコンバータをそれぞれ配置する場合に比して、駆動発電装置１０では、同一の機能を発揮しつつエンジン２のクランクシャフト２ａとトランスミッション３のトランスミッションシャフト３ａとの間（即ち、軸方向）における寸法を小型化することができる。従って、駆動発電装置１０の多機能化と小型化とを実現することができる。
Therefore, compared to the case where the flywheel (flywheel damper), the drive motor for running the vehicle, and the torque converter are arranged, the drive
そして、この第二実施形態においても、その他の効果については上記第一実施形態と同一の効果を得ることができる。 Further, also in this second embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained with respect to other effects.
（その他の変形例）
本発明は、上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用可能である。
(Other variants)
The present invention is not limited to each of the above embodiments, and various modifications can be adopted within the scope of the present invention.
例えば、上記各実施形態においては、リングギア３３にクランクシャフト２ａが回転連結され、キャリア３４にトランスミッションシャフト３ａが回転連結されるようにした。そして、接断クラッチ４０がリングギア３３及びキャリア３４を直結するようにした。この場合、「二つの回転要素」として、例えば、サンギア３１及びリングギア３３を選択したり、サンギア３１及びキャリア３４を選択したりすることも可能である。この場合においても、例えば、サンギア３１（キャリア３４）にクランクシャフト２ａが回転連結され、リングギア３３（サンギア３１）にトランスミッションシャフト３ａが回転連結され、接断クラッチ４０がサンギア３１（キャリア３４）及びリングギア３３（サンギア３１）を直結することにより、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
For example, in each of the above embodiments, the
又、上記各実施形態においては、遊星減速機構として、サンギア３１、プラネタリギア３２、リングギア３３及びキャリア３４を有する遊星歯車機構３０を採用した。この場合、遊星減速機構として、太陽回転要素としての太陽ローラー、遊星回転要素としての遊星ローラー、アウター回転要素としてのリングローラー、及び、キャリア回転要素としてのキャリアを有する遊星ローラー機構を採用することも可能である。このような遊星ローラー機構を採用した場合においても、上記各実施形態と同様の効果が得られる。
Further, in each of the above embodiments, as the planetary reduction mechanism, a
又、上記各実施形態においては、振動抑制機構５０の収容部５１にマス５５を設けるようにした。しかし、遊星歯車機構３０を構成するサンギア３１、プラネタリギア３２、リングギア３３及びキャリア３４の重量がイナーシャーを作用させるのに十分大きい場合には、マス５５は、省略することも可能である。この場合、マス５５を省略しても、例えば、リングギア３３に発生した振動を良好に抑制することができる。
Further, in each of the above embodiments, the
更に、上記第二実施形態においては、駆動発電装置１０を構成するモータジェネレータ２０による回転トルク（駆動力）によって車両１をＥＶ発進させるようにした。この場合、図１２に示すように、車両１の前輪側（従動輪側）に駆動発電装置１０を搭載し、車両１の後輪側（駆動輪側）に駆動用のモータジェネレータ８０を設けることも可能である。この場合には、駆動発電装置１０は、上記第一実施形態の場合と同様に、例えば、エンジン２の始動機能、発電機能及び振動抑制機能を発揮することができる。そして、車両１の発進及び走行については、後輪側（駆動輪側）に設けられたモータジェネレータ８０が回転トルク（駆動力）を出力することによって行うことができる。
Further, in the second embodiment, the vehicle 1 is EV-started by the rotational torque (driving force) of the
１…車両、２…エンジン、２ａ…クランクシャフト２ａ（出力軸）、３…トランスミッション、３ａ…トランスミッションシャフト（入力軸）、１０…駆動発電装置、１１…ハウジング、２０…モータジェネレータ、２１…ステータ、２２…ロータ、２２ａ…回転プレート、２２ｂ…回転軸、２６…制御部、３０…遊星歯車機構（遊星減速機構）、３１…サンギア、３２…プラネタリギア、３３…リングギア、３４…キャリア、４０…接断クラッチ、５１…収容部、５１ａ…内壁、５２…ダンパースプリング、５３…プレート部材、６０…ワンウェイクラッチ（第一のワンウェイクラッチ）、７０…ワンウェイクラッチ（第二のワンウェイクラッチ）、Ｗ…ロータの幅
1 ... vehicle, 2 ... engine, 2a ... crank
Claims (5)
前記車両の車体に固定されたハウジングと、
前記ハウジング内に収容されて、前記出力軸及び前記入力軸に対して回転トルクを出力するとともに前記出力軸及び前記入力軸から回転トルクを入力して発電するモータジェネレータと、
前記ハウジング内に収容されて、太陽回転要素、前記太陽回転要素の周囲を自転しながら公転する遊星回転要素、前記遊星回転要素が内周側へ当接するアウター回転要素、及び、前記遊星回転要素を回転自在に支持するキャリア回転要素を有し、前記出力軸、前記入力軸及び前記モータジェネレータの回転軸と回転連結される遊星減速機構と、を含み、
前記遊星減速機構の前記太陽回転要素、前記アウター回転要素及び前記キャリア回転要素のうちの二つの回転要素について、前記二つの回転要素のうちの一方の回転要素が前記出力軸に回転連結され、前記二つの回転要素のうちの他方の回転要素が前記入力軸に回転連結されるとともに、
前記遊星減速機構の前記太陽回転要素、前記アウター回転要素及び前記キャリア回転要素のうち、前記一方の回転要素及び前記他方の回転要素とは異なる回転要素に前記モータジェネレータの前記回転軸が回転連結されるように、構成された駆動発電装置であって、
前記ハウジング内に収容されて、前記二つの回転要素を直結する接状態と、前記二つの回転要素の直結を解除する断状態と、に切り替えられる接断クラッチと、
前記ハウジング内に収容されて、前記二つの回転要素の間に設けられ、前記接状態に切り替えられた前記接断クラッチによって前記二つの回転要素が直結されたとき、前記二つの回転要素の間に生じた回転方向の振動を抑制する弾性部材と、
前記ハウジングと前記入力軸との間に設けられて、前記モータジェネレータが前記遊星減速機構の前記異なる回転要素及び前記一方の回転要素を介して前記出力軸に回転トルクを出力して前記エンジンを始動させるとき、前記出力軸の回転方向に一致する正回転方向には前記入力軸の前記ハウジングに対する回転を許容し、前記正回転方向と逆転した逆回転方向には前記入力軸の前記ハウジングに対する回転を禁止する第一のワンウェイクラッチと、を備えた駆動発電装置。 It is arranged between an output shaft that outputs engine torque from the engine of the vehicle and an input shaft that inputs rotational torque including at least the engine torque to the transmission of the vehicle.
The housing fixed to the body of the vehicle and
A motor generator housed in the housing, which outputs rotational torque to the output shaft and the input shaft, and inputs rotational torque from the output shaft and the input shaft to generate power.
The solar rotating element, the planetary rotating element that revolves around the sun rotating element, the outer rotating element that the planetary rotating element abuts on the inner peripheral side, and the planetary rotating element that are housed in the housing. It has a carrier rotating element that rotatably supports, and includes the output shaft, the input shaft, and a planetary deceleration mechanism that is rotationally connected to the rotating shaft of the motor generator.
For two rotating elements of the sun rotating element, the outer rotating element, and the carrier rotating element of the planetary deceleration mechanism, one of the two rotating elements is rotationally connected to the output shaft, and the said. The other rotating element of the two rotating elements is rotationally connected to the input shaft, and at the same time,
The rotation shaft of the motor generator is rotationally connected to a rotation element different from the one rotation element and the other rotation element of the solar rotation element, the outer rotation element, and the carrier rotation element of the planetary deceleration mechanism. It is a drive power generation device configured to
A contact clutch that is housed in the housing and can be switched between a contact state in which the two rotating elements are directly connected and a disconnect state in which the direct connection between the two rotating elements is released.
When the two rotating elements are directly connected by the contact / disconnecting clutch housed in the housing and provided between the two rotating elements and switched to the contact state, between the two rotating elements. An elastic member that suppresses the generated vibration in the direction of rotation,
Provided between the housing and the input shaft, the motor generator outputs rotational torque to the output shaft via the different rotating elements and one of the rotating elements of the planetary deceleration mechanism to start the engine. In the forward rotation direction corresponding to the rotation direction of the output shaft, the rotation of the input shaft with respect to the housing is allowed, and the rotation of the input shaft with respect to the housing is allowed in the reverse rotation direction opposite to the forward rotation direction. Drive power generator equipped with the first one-way clutch, which is prohibited.
前記制御部は、
前記接状態に切り替えられた前記接断クラッチによって前記二つの回転要素が直結され、前記異なる回転要素を介して伝達された回転トルクによって前記モータジェネレータに発電させるとき、
前記出力軸から前記一方の回転要素に伝達される振動であって前記出力軸の回転方向における振動の位相を検出し、
前記検出した位相と逆位相となるように、前記モータジェネレータの回転数を変動させる請求項１又は請求項２に記載の駆動発電装置。 A control unit that controls the power generation operation of the motor generator is provided.
The control unit
When the two rotating elements are directly connected by the contact clutch switched to the contact state and the motor generator is generated by the rotational torque transmitted through the different rotating elements.
The vibration transmitted from the output shaft to the one rotating element, and the phase of the vibration in the rotation direction of the output shaft is detected.
The drive power generation device according to claim 1 or 2, wherein the rotation speed of the motor generator is changed so as to have a phase opposite to the detected phase.
前記他方の回転要素は、前記キャリア回転要素であり、
前記異なる回転要素は、前記太陽回転要素であり、
前記アウター回転要素の外周側に形成された前記弾性部材を収容する収容部と、
前記ハウジングに収容されて前記ハウジングに対して前記アウター回転要素と一体回転可能に設けられたプレート部材と、を備え、
前記収容部を形成する内壁であって前記アウター回転要素の径方向に延設された内壁に前記弾性部材の一端が固定されるとともに、前記プレート部材に前記弾性部材の他端が固定され、
前記接断クラッチは、
前記キャリア回転要素と前記プレート部材との間に設けられて、前記接状態において前記アウター回転要素及び前記プレート部材と、前記キャリア回転要素と、を直結し、
前記断状態において前記アウター回転要素及び前記プレート部材と、前記キャリア回転要素と、の直結を解除する請求項１乃至請求項３のうちの何れか一項に記載の駆動発電装置。 The one rotating element is the outer rotating element.
The other rotating element is the carrier rotating element.
The different rotating elements are the sun rotating elements,
An accommodating portion for accommodating the elastic member formed on the outer peripheral side of the outer rotating element, and
A plate member housed in the housing and provided so as to be rotatable integrally with the outer rotating element with respect to the housing.
One end of the elastic member is fixed to the inner wall forming the accommodating portion and extending in the radial direction of the outer rotating element, and the other end of the elastic member is fixed to the plate member.
The disconnection clutch
Provided between the carrier rotating element and the plate member, the outer rotating element, the plate member, and the carrier rotating element are directly connected in the contact state.
The drive power generation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the direct connection between the outer rotating element, the plate member, and the carrier rotating element is released in the disconnected state.
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