(57)【要約】【課題】ＣＶＴ２１を備えて動力循環を生じさせる電気自動車にあっては、ＣＶＴ２１のベルトが切れた場合等に、車両を発進させることができなくなること。【解決手段】動力分割機構２０を構成する遊星歯車機構（ダブルピニオンタイプ）のキャリアＣには、駆動輪（図示略）が機械的に連結されている。また、サンギアＳおよびリングギアＲは、ＣＶＴ２１およびクラッチＣ１を介して機械的に連結されている。ＣＶＴ２１のうちサンギアＳ側には、モータジェネレータ１２が機械的に連結され、ＣＶＴ２１のうちリングギアＲ側には、モータジェネレータ１０が機械的に連結されている。サンギアＳから入力される動力の一部をリングギアＲから出力する動力循環モードにおいて、モータジェネレータ１０，１２の出力制御によって、ＣＶＴ２１に加わるトルクを低減する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載主機として回転機（１０，１２）を備える車両において、
前記車両は、少なくとも一方が前記主機である一対の回転機を備え、
前記一対の回転機および前記車両の駆動輪の間の動力を分割する動力分割用回転体（Ｓ，Ｒ，Ｃ）を備え、
前記動力分割用回転体は、一対の回転体を備え、
該一対の回転体のそれぞれには、前記一対の回転機のそれぞれが機械的に連結されており、
前記一対の回転機の少なくとも一方の動力を前記動力分割用回転体のうち前記一対の回転体以外の回転体を介して前記駆動輪に出力することで、前記車両の発進制御を行なうに際し、前記一対の回転機のそれぞれに接続される一対の回転体のそれぞれから対応する回転機へと動力が出力される場合を負と定義した場合、前記一対の回転体のそれぞれで前記動力の符号が逆となる動力循環が生じるようにしたことを特徴とする車載動力伝達装置。
【請求項２】
前記車両は、車載主機として内燃機関を備えないことを特徴とする請求項１記載の車載動力伝達装置。
【請求項３】
前記一対の回転体の一方および前記一対の回転機の一方間について、それらの締結状態および解除状態を切り替える第１締結手段（Ｃ１）を備え、
該第１締結手段に連結された前記回転機の回転軸と、前記駆動輪との間に、それらの締結状態および解除状態を切り替える第２締結手段（Ｃ２，Ｃ４）を備える
ことを特徴とする請求項１または２記載の車載動力伝達装置。
【請求項４】
前記一対の回転体と、前記発進制御に際して前記駆動輪に動力を出力する回転体とのそれぞれのトルクに、比例関係が成立することを特徴とする請求項３記載の車載動力伝達装置。
【請求項５】
前記車両の発進制御を行なうに際し、前記一対の回転機の一方を力行制御して且つ他方を回生制御する動力循環制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車載動力伝達装置。
【請求項６】
前記一対の回転体と、前記発進制御に際して前記駆動輪に動力を出力する回転体とのそれぞれのトルクに、比例関係が成立し、
前記一対の回転体は、それらの間の動力の伝達手段として、前記３つの回転体を迂回した経路を有しないことを特徴とする請求項５記載の車載動力伝達装置。
【請求項７】
前記一対の回転体の一方の回転速度と他方の回転速度との比を可変として且つ、前記一対の回転体間を機械的に連結する変速装置を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車載動力伝達装置。
【請求項８】
前記変速装置に加わるトルクが規定値以上となるか否かを判断する判断手段と、
該判断手段によって規定値以上となると判断される場合、前記変速装置に加わるトルクを低減するように、前記一対の回転機の少なくとも一方の制御量を制御する低減制御手段を備えることを特徴とする請求項７記載の車載動力伝達装置。
【請求項９】
前記変速装置の異常時において、前記一対の回転機の双方を駆動することで車両を走行させるフェールセーフ手段を備えることを特徴とする請求項７または８記載の車載動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載主機としての回転機と駆動輪との間で動力を分割する動力分割用回転体を備える車載動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、遊星歯車機構のサンギアおよびキャリア間を無段変速装置（ＣＶＴ）によって接続するとともに、キャリアにモータジェネレータを機械的に連結し、リングギアを駆動輪に機械的に連結した電気自動車が提案されている。ここで、車両の発進時には、モータジェネレータの動力をサンギアから入力するとともに、サンギアから入力される動力の一部をキャリアから出力することで、サンギアおよびキャリア間で動力循環を生じさせる。これにより、モータジェネレータから駆動輪までの変速比を非常に大きくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−７２７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記装置の場合、ＣＶＴのベルトが切れた場合等にあっては、車両を発進させることができない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、車載主機としての回転機と駆動輪との間で動力を分割する動力分割用回転体を備える新たな車載動力伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。
【０００７】
請求項１記載の発明は、車載主機として回転機（１０，１２）を備える車両において、前記車両は、少なくとも一方が前記主機である一対の回転機を備え、前記一対の回転機および前記車両の駆動輪の間の動力を分割する動力分割用回転体（Ｓ，Ｒ，Ｃ）を備え、前記動力分割用回転体は、一対の回転体を備え、該一対の回転体のそれぞれには、前記一対の回転機のそれぞれが機械的に連結されており、前記一対の回転機の少なくとも一方の動力を前記動力分割用回転体のうち前記一対の回転体以外の回転体を介して前記駆動輪に出力することで、前記車両の発進制御を行なうに際し、前記一対の回転機のそれぞれに接続される一対の回転体のそれぞれから対応する回転機へと動力が出力される場合を負と定義した場合、前記一対の回転体のそれぞれで前記動力の符号が逆となる動力循環が生じるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記発明では、動力循環を利用することで、上記少なくとも一方に対する駆動輪の変速比を大きくすることができる。このため、駆動輪の極低速回転領域における駆動輪の要求トルクの最大値によって、回転機のステータ巻線に生じる制約を緩和することができる。しかも、一対の回転体のそれぞれに各別の回転機が機械的に連結されるため、動力分割用回転体を迂回して且つ、これら一対の回転体を機械的に連結する経路に加わるトルクを低減したり、この経路の有無にかかわらず動力循環を生じさせたりすることができる。
【０００９】
なお、本発明にかかる以下の代表的な実施形態に関する概念の拡張については、代表的な実施形態の後の「その他の実施形態」の欄に記載してある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる動力伝達態様を例示する図。
【図３】同実施形態にかかる動力伝達態様を例示する図。
【図４】同実施形態にかかる低減制御の手順を示す流れ図。
【図５】上記低減制御を示す図。
【図６】上記実施形態にかかるフェールセーフ処理を示す図。
【図７】第２の実施形態にかかるシステム構成図。
【図８】同実施形態にかかる動力伝達態様を例示する図。
【図９】同実施形態にかかる動力伝達態様を例示する図。
【図１０】同実施形態にかかる動力伝達態様を例示する図。
【図１１】第３の実施形態にかかるシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる車載動力伝達装置の第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図示される車載主機としてのモータジェネレータ１０，１２は、いずれも３相交流の電動機兼発電機であり、本実施形態では誘導機を想定している。一方、動力分割機構２０は、これらモータジェネレータ１０，１２、および駆動輪１４間の動力を分割する装置である。
【００１３】
動力分割機構２０は、１の遊星歯車機構からなり、動力分割用回転体としてのサンギアＳ，キャリアＣ、およびリングギアＲを備えている。本実施形態にかかる遊星歯車機構は、サンギアＳとリングギアＲとの回転速度の符号が同一である場合にキャリアＣの回転速度がゼロとなり得るいわゆるダブルピニオンを有するものである。
【００１４】
上記動力分割機構２０のリングギアＲには、ギアＧ１、クラッチＣ１およびギアＧ４を介してモータジェネレータ１０の回転軸１０ａが機械的に連結されている。また、サンギアＳには、無段変速装置（ＣＶＴ２１）、クラッチＣ１、およびギアＧ１を介してリングギアＲが機械的に連結されている。このため、モータジェネレータ１０も、ギアＧ４およびＣＶＴ２１を介してサンギアＳに機械的に連結されている。すなわち、モータジェネレータ１０とサンギアＳとは、互いに連動して回転するための機械的な結合経路として、動力分割機構２０を構成するほかの動力分割用回転体を備えない経路を有している。ちなみに、ＣＶＴ２１として、本実施形態では、機械式のものを想定している。詳しくは、金属ベルトやゴムベルトを用いたベルト式のものを想定している。また、ギアＧ１、Ｇ４は、入力側と出力側との回転速度の比を固定された比率で変換する手段であって且つ入力側と出力側との回転速度の符号を反転させない手段（正転ギア）である。さらに、クラッチＣ１は、入力側および出力側間の締結状態および解除状態を切り替えるべく油圧駆動される電子制御式の締結手段である。なお、入力側、出力側は、それぞれエネルギの入力側とエネルギの出力側とを意味するが、これは、入力側と出力側とで構造が相違することを意味するものではない。
【００１５】
動力分割機構２０のキャリアＣには、駆動輪１４が機械的に連結されている。詳しくは、キャリアＣには、ギアＧ２およびディファレンシャルギア２４を介して駆動輪１４が機械的に連結されている。ここで、ギアＧ２は、入力側と出力側との回転速度の比を固定された比率で変換する手段であって且つ入力側と出力側とで回転速度の符号を反転させる手段（カウンタギア）である。
【００１６】
動力分割機構２０のリングギアＲには、ギアＧ１、クラッチＣ１，Ｃ２およびギアＧ３，Ｇ２を介してキャリアＣが機械的に連結されている。ここで、ギアＧ３は、入力側と出力側との回転速度の比を固定された比率で変換する手段であって且つ入力側と出力側との回転速度の符号を反転させる手段（カウンタギア）である。また、クラッチＣ２は、入力側および出力側間の締結状態および解除状態を切り替えるべく油圧駆動される電子制御式の締結手段である。なお、クラッチＣ１とクラッチＣ２とは、その入力側および出力側のいずれか一方が同一の１の回転軸に直結されている。
【００１７】
なお、ギアＧ１、Ｇ２、Ｇ３，Ｇ４は、実際には、複数の歯車を備えて入力側と出力側との回転速度の比を固定された比率で変換する手段であってもよい。
【００１８】
上記モータジェネレータ１０は、電力変換回路２３を介して主機バッテリ２６との間で電気エネルギの授受を行なう。また、モータジェネレータ１２は、電力変換回路２２を介して主機バッテリ２６との間で電気エネルギの授受を行なう。主機バッテリ２６の電力は、ＤＣＤＣコンバータ２８を介して補機バッテリ３０に供給される。
【００１９】
一方、制御装置５０は、上記動力伝達装置を制御対象とする制御装置である。制御装置５０は、補機バッテリ３０を電力供給源とするものである。
【００２０】
詳しくは、制御装置５０は、クラッチＣ１，Ｃ２やＣＶＴ２１に操作信号ｍｓ３，ｍｓ４，ｍｓ５を出力してこれらを操作することで、動力伝達態様を制御する処理を行なう。また、制御装置５０は、電力変換回路２３への操作信号ｍｓ１の出力によりこれを操作することで、モータジェネレータ１０の制御量を制御する処理や、電力変換回路２２への操作信号ｍｓ２の出力によりこれを操作することで、モータジェネレータ１２の制御量を制御する処理を行う。
【００２１】
特に、制御装置５０は、クラッチＣ１が締結状態であって且つクラッチＣ２が解除状態であるモード１と、クラッチＣ１が解除状態であって且つクラッチＣ２が締結状態であるモード２とのいずれかの状態を実現する処理を行う。以下では、「モード１」に特有の処理を説明した後、「モード２」に特有の処理について説明し、次に、「モード１、モード２の切り替えを行なうメリット」について説明し、最後に、「ＣＶＴ２１に加わるトルクの低減制御」および「フェールセーフ処理」について説明する。
「モード１」
図２に、本実施形態にかかるモータジェネレータ１２による車両の発進処理について説明する。ここで、図２（ａ）に、発進時における動力伝達経路を示し、図２（ｂ）に、このときの動力分割機構２０の共線図を示す。なお、図２（ｂ）において、キャリアＣの回転速度の負方向を前進と定義しているが、これは、ギアＧ２がカウンタギアであるためである。また、共線図において、矢印は、トルクの向きを示すものである。
【００２２】
図示されるように、この場合には、上記クラッチＣ２を解除状態とし、クラッチＣ１を締結状態とする。この図では、モータジェネレータ１０を停止状態とする例を示す。この場合、動力分割機構２０が備える動力分割用回転体の回転速度は、モータジェネレータ１２の回転速度と、ＣＶＴ２１の変速比とによって制御される。すなわち、共線図において、サンギアＳの回転速度、リングギアＲの回転速度およびキャリアＣの回転速度は、一直線上に並ぶ。このため、サンギアＳの回転速度とリングギアＲの回転速度とを定めることで、残りの回転体であるキャリアＣの回転速度が一義的に定まることとなる。
【００２３】
ここで、本実施形態では、モード１において、図２（ｃ）に示すように、動力分割機構２０を構成するキャリアＣ以外の一対の回転体であるサンギアＳおよびリングギアＲの動力（パワー）の符号が互いに相違し、サンギアＳおよびリングギアＲ間で動力循環が生じる。すなわち、リングギアＲから出力される動力がギアＧ１、クラッチＣ１およびＣＶＴ２１を備える経路を介してサンギアＳに流入する。動力循環が生じる場合、モータジェネレータ１０を稼働した状態で、駆動輪１４の回転速度をゼロとするギアードニュートラル状態を実現したり、回転速度の符号を反転させたりすることができる。そして、特に駆動輪１４の回転速度を極低速にすることで、駆動輪１４に付与されるトルクを高トルクとすることができる。このため、モータジェネレータ１２を大型化することなく、モータジェネレータ１２による発進に際して高トルクが生成可能となる。ちなみに、各動力分割用回転体の動力の符号は、当該動力分割用回転体が動力分割機構２０の外部に対して仕事をする場合を正と定義する。
【００２４】
なお、モード１において、モータジェネレータ１０のみ駆動したり、モータジェネレータ１０，１２の双方を駆動したりすることも可能である。
「モード２」
図３（ａ）に、モード２において、特にモータジェネレータ１０のみによって車両を走行させる場合の動力伝達経路を示す。
【００２５】
図示されるように、この場合には、動力分割機構２０を介すことなく、ギアＧ４、クラッチＣ２、ギアＧ３を介してモータジェネレータ１０および駆動輪１４間で動力が伝達される。これは、キャリアＣ、サンギアＳおよびリングギアＲのトルクが互いに比例関係にあることから、リングギアＲにトルクが加わらない場合、サンギアＳおよびキャリアＣについてもトルクが加わらないためである。
【００２６】
この状態では、モータジェネレータ１０の動力がＣＶＴ２１を介すことなくダイレクトに駆動輪１４に伝達されるため、動力損失を低減することができる。もっとも、モード２において、モータジェネレータ１２を併せて駆動したり、モータジェネレータ１２のみを駆動したりすることも可能であり、この場合、モータジェネレータ１２は、ＣＶＴ２１を介して駆動輪１４に動力を伝達することとなる。
「モード１、モード２の切り替えを行なうメリット」
上記のように、本実施形態では、モード１、モード２の２つの走行モードを有することで、モータジェネレータ１０，１２の低出力化や、主機バッテリ２６の低電圧化、さらにはエネルギ利用効率の向上が可能となっている。
【００２７】
すなわち、車両には、発進時において要求されるトルクの最大値に下限が設けられる。この下限は、たとえば、規定の傾斜角を有する登坂路での発進を可能とするとの要求等によって定まる。
【００２８】
ここで、仮に、モータジェネレータ１０，１２と駆動輪１４との間の変速比を可変とする手段を備えない場合、モータジェネレータ１０，１２の極低速回転領域において発進制御がなされることとなる。このため、電力変換回路２２，２３の許容最大電流をモータジェネレータ１０，１２に流した場合に生じるトルクが上記下限以上の値に対応したトルクとなるようにステータ巻線の設定がなされることとなる。ここでステータ巻線のターン数が多いほど同一の電流を流した場合に生成されるトルクが大きくなる。ただし、極低速領域におけるトルクを大きくすべくターン数を大きくする場合、高回転速度領域における誘起電圧が大きくなる。そしてこれに打ち勝つ電圧を電力変換回路２２，２３によってモータジェネレータ１０，１２に印加する要求が生じることから、電力変換回路２２，２３の入力電圧が増大する。
【００２９】
これに対し、本実施形態では、モード１において車両を発進させるため、駆動輪１４の回転速度がゼロまたは極低速度であっても、モータジェネレータ１０，１２の回転速度を大きくすることができる。そしてこの際、モータジェネレータ１０，１２に要求されるトルクの最大値は、モータジェネレータ１０，１２の回転速度が高いほど小さくなる。このため、車両の発進に際してモータジェネレータ１０，１２の回転速度がある程度高くなる制御を行なうことで、モータジェネレータ１０，１２のステータ巻線のターン数を低減することが可能となる。そしてこれにより、高回転領域における誘起電圧を低減できることから、電力変換回路２２，２３の入力電圧として要求される値も低くなる。このため、主機バッテリ２６の端子電圧として要求される値が低くなる。
【００３０】
特に本実施形態では、主機バッテリ２６の充電率が通常の使用領域の値となるときの開放端電圧が１００Ｖ未満となるように設定されている。そしてこれにより、主機バッテリ２６を車体から絶縁しない構成を実現した。ちなみに、先の図１には、主機バッテリ２６の負極電位と、補機バッテリ３０の負極電位とが等しいことを明記してある。
【００３１】
上記のようにステータ巻線のターン数の低減に成功したのは、モード１において変速比を極めて大きくすることができたことによる。ただし、モード１においては動力循環が生じる関係上、動力の伝達損失が大きくなる。また、駆動輪１４の回転速度が大きくなる場合、変速比をこれに対応したハイギアとすることが困難となる。これに対し、駆動輪１４の回転速度が大きくなることでモード２に切り替えることによって、駆動輪１４の回転速度が高回転速度となる高回転速度領域の運転に対処することができる。そしてこの場合、動力循環が解消することから、動力の伝達効率が向上し、ひいてはエネルギの利用効率が向上する。特に、モータジェネレータ１０を用いる場合には、ＣＶＴ２１を介すことなく駆動輪１４に動力を伝達することができるため、エネルギ利用効率を極めて高くすることができる。
【００３２】
なお、モード１においては動力循環が生じることで動力伝達損失が大きくなるものの、駆動輪１４の回転速度が小さいにもかかわらず、モータジェネレータ１０，１２の回転速度を上昇させることができることから、モータジェネレータ１０，１２を効率の高い運転領域において駆動することができるというメリットはある。これは、モータジェネレータ１０，１２の効率が、極低速領域と比較してある程度回転速度が大きい領域の方が高くなる傾向にあるためである。
「ＣＶＴ２１に加わるトルクの低減制御」
ところで、モード１においては、ＣＶＴ２１に加わるトルクが過度に大きくなる懸念がある。こうした状況下、本実施形態では、モータジェネレータ１０，１２のそれぞれをＣＶＴ２１の一方の軸および他方の軸に機械的に連結した構成を有することを利用して、ＣＶＴ２１に加わるトルクの低減制御を行なう。
【００３３】
図４に、上記低減制御の手順を示す。この処理は、制御装置５０によって、たとえば所定周期で繰り返し実行される。
【００３４】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、走行モードがモード１であるか否かを判断する。そしてステップＳ１０において肯定判断される場合、ステップＳ１２において、先の図１に示した速度センサ５２，５４によって検出されるＣＶＴ２１の両端の回転速度Ｎ１，Ｎ２を取得する。続くステップＳ１４においては、ＣＶＴ２１に過度に大きいトルクがかかっているか否かを判断する。これは、回転速度Ｎ１，Ｎ２から定まる変速比と、ＣＶＴ２１の操作によって定まる変速比との乖離が大きいか否かによって判断することができる。すなわち、ＣＶＴ２１に加わるトルクが過度に大きくなる場合、ベルトにすべりが生じるため、ＣＶＴ２１の変速比の操作と実際の操作との間にずれが生じる。ステップＳ１４において肯定判断される場合、ステップＳ１６において、モータジェネレータ１０，１２によって、ＣＶＴ２１に加わるトルクの低減制御を行なう。
【００３５】
図５に、低減制御を例示する。今、リングギアＲから出力される動力を動力Ｐａとすると、モータジェネレータ１０が停止している場合には、動力ＰａがＣＶＴ２１を通過する。ここで、モータジェネレータ１０を回生制御して動力Ｐｃを発電に用いる場合、ＣＶＴ２１を通過する動力は、「Ｐａ−Ｐｃ」に減少する。ただし、キャリアＣ、リングギアＲおよびサンギアＳに加わるトルクには比例関係があるため、駆動輪１４の回転速度が定まっている場合、サンギアＳに入力される動力Ｐｂは、モータジェネレータ１０を発電制御する以前における値と同等である必要がある。このため、モータジェネレータ１２の出力する動力を増加させる。図では、この増加量を模式的に動力Ｐｃとした。しかし実際には、リングギアＲから出力された動力ＰａがＣＶＴ２１を通過する際に失われる伝達損失に起因して、増加量が動力Ｐｃよりも小さくなり得る。
【００３６】
なお、先の図４のステップＳ１６の処理が完了する場合や、ステップＳ１０，Ｓ１４において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
「フェールセーフ処理」
上記低減制御は、究極的にはＣＶＴ２１のベルト切れが生じる等、ＣＶＴ２１が動力を伝達することができなくなった場合に、モード１による走行を可能とするフェールセーフ処理として利用可能である。図６に、フェールセーフ処理の態様を示す。ここでは、モータジェネレータ１０を回生制御して且つモータジェネレータ１２を力行制御することで、サンギアＳから入力された動力の一部をリングギアＲから出力するようにしている。
【００３７】
以下、本実施形態の効果のいくつかを記載する。
【００３８】
（１）モータジェネレータ１０，１２の少なくとも一方の動力を駆動輪１４に出力することで車両の発進制御を行なうに際し、動力分割用回転体の１つ（サンギアＳ）から入力された動力の一部をリングギアＲから出力させた。これにより、サンギアＳから入力される動力がキャリアＣを介して駆動輪１４に出力される動力よりも大きくなる動力循環が生じるため、変速比を極めて大きくすることが可能となる。そしてこれにより、
駆動輪１４の極低速領域における要求トルクの最大値を満たすうえで、ステータ巻線のターン数を大きくする必要性を生じさせなくすることができる。
【００３９】
（２）クラッチＣ１，Ｃ２を備えた。これにより、駆動輪１４の低速度領域においてクラッチＣ１を締結して変速比を大きくして且つ、高速度領域においてＣ２を締結して変速比を小さくすることができる。これにより、モータジェネレータ１０，１２を、常時、効率の良い動作点で駆動することができ、また、モード２を利用することで動力伝達効率を向上させることもできる。
【００４０】
（３）ＣＶＴ２１に加わるトルクが規定値以上となる場合、ＣＶＴ２１に加わるトルクを低減させる低減制御を実行した。これにより、駆動輪１４に過度に大きいトルクが要求される状況下等においても、ＣＶＴ２１の信頼性を維持することができる。また、ＣＶＴ２１の許容最大トルクを、駆動輪１４に要求される最大トルクから想定される値よりも小さく設定したとしても、上記低減制御によって車両を発進させることができる。そしてこの場合には、ＣＶＴ２１の小型化が可能となる。
【００４１】
（４）ＣＶＴ２１の異常時において、モータジェネレータ１０，１２の双方を駆動することで、モード１において車両を走行させるフェールセーフ処理を行った。これにより、リンプホーム運転を、大きい変速比にて行なうことができる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００４２】
図７に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図７において、先の図１に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。
【００４３】
本実施形態にかかる動力分割機構２０は、１の遊星歯車機構からなり、この遊星歯車機構は、サンギアＳとキャリアＣとの回転速度の符号が同一である場合にリングギアＲの回転速度がゼロとなり得るいわゆるシングルピニオンタイプのものである。
【００４４】
そして、本実施形態では、図示されるように、リングギアＲにギアＧ６を介して駆動輪１４を機械的に連結する。また、サンギアＳに、ギアＧ１およびクラッチＣ１を介してモータジェネレータ１０を機械的に連結する。さらに、キャリアＣにギアＧ７を介してモータジェネレータ１２を機械的に連結する。なお、ギアＧ６は、入力側と出力側との回転速度の比を固定された比率で変換する手段であって且つ入力側と出力側との回転速度の符号を反転させる手段（カウンタギア）である。また、ギアＧ１，Ｇ３，Ｇ７は、入力側と出力側との回転速度の比を固定された比率で変換する手段であって且つ入力側と出力側との回転速度の符号を同一とする手段（正転ギア）である。ちなみに、ギアＧ７は、モータジェネレータ１２の回転速度を減速してキャリアＣの回転速度とするための減速手段である。
【００４５】
また、本実施形態では、ＣＶＴ２１を備えない。また、キャリアＣにクラッチＣ３を介して車載空調装置のコンプレッサ４０を機械的に連結する。ここで、クラッチＣ３は、入力側および出力側間の締結状態および解除状態を切り替えるべく油圧駆動される電子制御式の締結手段である。さらに、本実施形態では、モータジェネレータ１０の定格出力Ｒ１を、モータジェネレータ１２の定格出力Ｒ２よりも大きくする。これは、モータジェネレータ１２を駆動輪１４に動力を出力する駆動源として利用しないことに鑑みた設定である。
【００４６】
図８は、先の図２に対応するものであり、モード１を示す。この場合、モータジェネレータ１０の動力は、クラッチＣ１およびギアＧ１を介してサンギアＳに入力される。そして、サンギアＳから入力された動力は、キャリアＣとリングギアＲとから出力される。この場合、サンギアＳから入力された動力の一部がキャリアＣから出力され、電力変換回路２２，２３を介してモータジェネレータ１０から出力される動力循環が生じる。このため、モータジェネレータ１０を入力とし駆動輪１４を出力とするに際して、その変速比を非常に大きくすることができる。なお、この際、モータジェネレータ１０の動力（パワー）の絶対値は、モータジェネレータ１２の動力（パワー）の絶対値よりも大きい。
【００４７】
図９は、先の図３に対応し、モード２を示す。この場合、モータジェネレータ１０の動力がクラッチＣ２およびギアＧ３，Ｇ６を介して駆動輪１４に出力される。この際、モータジェネレータ１２は、駆動輪１４に動力を出力しない。
【００４８】
図１０は、モード２において、車載空調装置のコンプレッサ４０に動力を供給する場合を示す。この場合、モータジェネレータ１２の動力ＰがクラッチＣ３を介してコンプレッサ４０に伝達される。ちなみに、コンプレッサ４０の要求動力の最大値は、駆動輪１４のそれよりも小さいため、モータジェネレータ１２にこの際要求される出力の最大値は、モータジェネレータ１０にモード２において要求される出力の最大値よりも小さい。こうした点に鑑み、本実施形態では、モータジェネレータ１０の定格出力をモータジェネレータ１２の定格出力よりも大きくしている。
【００４９】
なお、モード１において車載空調装置のコンプレッサ４０を駆動することも可能であり、この場合、コンプレッサ４０の要求動力に応じてモータジェネレータ１２の発電電力を低減すればよい。もっとも、コンプレッサ４０の要求動力が大きい場合には、サンギアＳの回転速度を上昇させるなどしてサンギアＳから入力される動力を増加させることで対処する。
【００５０】
以上説明した本実施形態によれば、上記の効果（２）に加えて、さらに以下の効果が得られる。
【００５１】
（５）モード１において、モータジェネレータ１０を力行制御して且つモータジェネレータ１２を発電制御することで、動力循環を生じさせた。これにより、変速比を極めて大きくすることが可能となる。そしてこれにより、駆動輪１４の極低速領域における要求トルクの最大値を満たすうえで、モータジェネレータ１０，１２のステータ巻線のターン数を大きくする必要性を生じさせなくすることができる。
【００５２】
（６）モータジェネレータ１２の定格出力Ｒ２をモータジェネレータ１０の定格出力よりも小さくした。これにより、モータジェネレータ１２の定格出力を不必要に大きくすることを回避し、ひいてはモータジェネレータ１２を小型化することが容易となる。特に、これに伴って電力変換回路２２の定格出力も小さくするなら、電力変換回路２２を小型化することもできる。
【００５３】
（７）モータジェネレータ１２側に車載補機（コンプレッサ４０）を機械的に連結した。これにより、コンプレッサ４０専用の電動機を備えることなく、モード２においても動力の伝達が容易となる。
【００５４】
（８）クラッチＣ１，Ｃ２を、モード１において駆動輪１４に動力を出力するモータジェネレータ１０と、駆動輪１４や動力分割機構２０との締結状態および解除状態を切り替えるものとした。これにより、モード１からモード２へと移行させるに際し、モータジェネレータ１０の力行駆動を継続することができる。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００５５】
図１１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図１１において、先の図７に示した部材に対応するものについては、便宜上同一の符号を付している。
【００５６】
図示されるように、本実施形態では、モータジェネレータ１０の回転軸１０ａとモータジェネレータ１２の回転軸１２ａとを、ギアＧ７およびクラッチＣ４を介して機械的に連結する。ここで、クラッチＣ４は、入力側および出力側間の締結状態および解除状態を切り替えるべく油圧駆動される電子制御式の締結手段である。
【００５７】
また、本実施形態では、電力変換回路２３の入力端子に接続される主機バッテリ２６ａと、電力変換回路２２の入力端子に接続される主機バッテリ２６ｂとを、各別のバッテリとする。そして、これらの間での電力の授受は、コンバータ６０を介して行われるようにする。
【００５８】
こうした設定によれば、まず第１に、モード２において、クラッチＣ１を解除状態として且つクラッチＣ２を締結状態とすることに加えて、クラッチＣ４を締結状態とすることで、モータジェネレータ１２の動力を駆動輪１４に出力することも可能となる。
【００５９】
第２に、クラッチＣ１を解除状態として且つクラッチＣ２、Ｃ４の双方を締結状態とした状態で、モータジェネレータ１０，１２の双方を発電制御することが容易となる。これは、電力変換回路２３の入力端子に接続される主機バッテリ２６ａと、電力変換回路２２の入力端子に接続される主機バッテリ２６ｂとを各別のバッテリとしたために実現したことである。すなわち、これらが同一のバッテリの場合、電力変換回路２２，２３の双方を発電制御用に駆動したとしてもその入力端子の電圧に差が生じる場合、入力端子の電圧が高い方のみからバッテリに電力が供給されることとなる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００６０】
「一対の回転機について」
上記第２の実施形態（図７）において、モータジェネレータ１０，１２の定格出力を同一としてもよい。この場合、同一仕様のモータジェネレータの製造数が増大するため量産効果が見込める。
【００６１】
一対の回転機のそれぞれが電動機兼発電機として機能するものに限らない。たとえば上記第３の実施形態（図１１）において、モータジェネレータ１０については電動機としてのみ機能し、モータジェネレータ１２については発電機としてのみ機能するものとしてもよい。ただし、この場合、それらに各別の主機バッテリ２６ａ，２６ｂを与えるメリットはない。もっとも、主機バッテリ２６ａについてはこれを燃料電池とするなどする場合には、各別のものとするメリットも生じうる。
【００６２】
「回転機について」
主機としての回転機を１つ、または２つ備えるものに限らない。たとえば、上記第１の実施形態（図１）や第２の実施形態（図７）等において、クラッチＣ２と駆動輪１４との間にさらに第３のモータジェネレータを備えてもよい。
【００６３】
３相交流回転機としては、誘導モータに限らず、同期機であってもよい。回転機としては、３相の交流回転機に限らず、例えばブラシ付ＤＣモータ等であってもよい。
【００６４】
「補機に機械的に連結される動力分割用回転体について」
上記第２の実施形態（図７）において例示したものに限らない。たとえば、上記第２の実施形態（図７）において、クラッチＣ１およびクラッチＣ２間にコンプレッサ４０を機械的に連結してもよい。換言すれば、クラッチＣ１を介してサンギアＳに機械的に連結してもよい。この場合、モード１とモード２とのいずれであっても、モータジェネレータ１０の駆動力をコンプレッサ４０に伝達することができる。
【００６５】
「動力分割用回転体を動力源とする補機について」
上記第１の実施形態（図１）や第３の実施形態（図１１）においても、動力分割用回転体を駆動源とする補機を備えてもよい。
【００６６】
この補機としては、車載空調装置のコンプレッサ４０に限らない。たとえばクラッチＣ１，Ｃ２等に潤滑油を必要とする湿式のものを用いる場合等にあっては、オイルポンプとしてもよい。さらにたとえば、駆動輪１４に制動力を付与するための油圧を生成するブレーキポンプであってもよい。
【００６７】
「第１締結手段について」
たとえばモード１のみを有する車両においても、第１締結手段（クラッチＣ１）を設けることで、駆動輪１４等に過度のトルクが加わる事態を回避するための手段とすることはできる。もっとも、この手段としては、クラッチＣ１に限らない。すなわちたとえば、上記第１の実施形態（図１）において、クラッチＣ１、Ｃ２を備えず、ＣＶＴ２１をギアＧ１を介してリングギアＲに機械的に連結する構成において、キャリアＣとギアＧ２との間にクラッチを設けてもよい。
【００６８】
「第２締結手段（Ｃ２，Ｃ４）について」
上記第１の実施形態（図１）において、上記第３の実施形態（図１１）に例示したように、ＣＶＴ２１を迂回し、モータジェネレータ１２を駆動輪１４に直結するためのクラッチＣ４をさらに備えてもよい。
【００６９】
「基準電位について」
たとえば主機バッテリ２６，２６ａ，２６ｂの端子電圧が高くなる設定の場合、主機バッテリ２６，２６ａ、２６ｂを車体に対して絶縁してもよい。
【００７０】
「動力循環（モード１）の利用について」
上記各実施形態では、回転機（モータジェネレータ１０，１２）の回転速度の符号を固定しつつ駆動輪１４の回転速度を正、ゼロ、負に切り替えるために動力循環を利用したが、これに限らない。例えば、回転機の回転速度の符号を一定に保った状態における駆動輪１４の回転速度を、ゼロを境とする一方向の領域に限ってもよい。この場合、モータジェネレータ１０，１２を反転させることで駆動輪１４の回転速度の符号を反転させることができる。もっともこれに代えて、動力分割用回転体と回転機や駆動輪１４との機械的な連結態様を変更することで、モータジェネレータ１０の回転速度の符号を反転させること無く駆動輪１４の回転速度の符号を反転させてもよい。これは例えば、先の図１に示した構成において、サンギアＳとＣＶＴ２１との間にクラッチを設けるとともに、サンギアＳを固定する手段を備えることで行うことができる。
【００７１】
このように、ＣＶＴ２１のギア比を操作することで駆動輪１４の回転速度の符号が反転するような利用をしない場合、モード１におけるＣＶＴ２１のギア比の操作に対するトータルギア比の変化量を小さくでき、ＣＶＴ２１の耐量を低減できることが発明者らによって見出されている。もっとも、この事情は、ＣＶＴ２１を備える場合に限らない。たとえば上記第２の実施形態（図７）や第３の実施形態（図１１）等においても、モータジェネレータ１０，１２がエネルギ利用効率の低い領域で使用されないように、極低速領域での稼動を回避する場合には、モータジェネレータ１０，１２によって形成される電気ＣＶＴの変速比の変化幅も制約を生じることとなる。そしてこの場合、電気ＣＶＴの変速比の変化幅に対するトータル変速比の変化量を低減することで、電気ＣＶＴ（モータジェネレータ１０，１２）に加わるトルクを低減する効果がある。
【００７２】
「動力分割機構について」
動力分割機構としては、上記各実施形態に例示したものに限らない。例えば、先の図１や、図７、図１１に例示した構成において、サンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲを入れ替えてもよい。この場合であっても、モータジェネレータ１０，１２や駆動輪１４と遊星歯車機構との間に介在するギアの設定によって、上記各実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。
【００７３】
「動力分割用回転体について」
１つの遊星歯車機構を構成するものに限らない。たとえば、２つの遊星歯車機構であって且つ、それらを構成する３つの回転体のうちの２つずつが互いに機械的に連結されたものであってもよい。
【００７４】
遊星歯車機構を構成する回転体（サンギアＳ、リングギアＲおよびキャリアＣ）にも限らず、例えばデフギアを構成するものであってもよい。
【００７５】
「変速装置の種類について」
機械式の無段変速装置としては、ベルト式のものに限らず、例えばトラクションドライブ式のものであってもよい。また、機械式のものに限らず、油圧式のものであってもよい。更に、無段変速装置にも限らず、有段変速装置であっても、これに加わる耐量を低下させるうえでは、その両端に回転機を備えることが有効である。
【００７６】
「フェールセーフ手段について」
上記第１の実施形態（図１）においては、リンプホーム運転時における低速走行時において、図６に示したようにモータジェネレータ１０を発電制御して且つ、モータジェネレータ１２を力行制御することで動力循環を生じさせるようにしたがこれに限らない。たとえば、リンプホーム運転時の走行速度を低速領域に制限するなら、リンプホーム処理時においては、モード２による運転を禁止し、図６に示した処理を常時行ってもよい。
【００７７】
また、たとえば、走行速度が上昇する場合、クラッチＣ１を締結状態として且つクラッチＣ２を解除状態としたうえで、モータジェネレータ１０を先の図２に示した方向とは逆回転させつつ、モータジェネレータ１０，１２の双方を力行制御してもよい。
【００７８】
もっとも、リンプホーム処理として、モード１を用いること自体、必須ではなく、発進制御を含め、モード２を利用した走行を行ってもよい。
【００７９】
「判断手段について」
先の図４のステップＳ１４において例示したものに限らない。たとえば駆動輪１４に要求されるトルクが規定値以上となるか否かに基づき、ＣＶＴ２１に加わるトルクが規定値以上であるか否かを判断するものであってもよい。これは、駆動輪１４に加わるトルクとＣＶＴ２１に加わるトルクとに正の相関があることに鑑みたものである。
【００８０】
「一対の回転機で主機バッテリが相違する構成について」
上記第３の実施形態（図１１）において、主機バッテリ２６ａの正極と主機バッテリ２６ｂの正極とを短絡する経路と、この経路を開閉する手段とを設けてもよい。換言すれば、ＤＣＤＣコンバータ６０を迂回し、主機バッテリ２６ａと主機バッテリ２６ｂとを接続する経路を設けてもよい。この場合、モード１において、モータジェネレータ１２による発電電力をモータジェネレータ１０に出力するに際し、電力変換回路２２から電力変換回路２３に電力を直接伝送することができるため、電力の伝送効率を向上させることができる。
【００８１】
「車載主機について」
回転機のみとなる車両に限らない。たとえば、先の第１の実施形態（図１）において、モータジェネレータ１２の回転軸１２ａにクランク軸が機械的に連結される内燃機関を備えてもよい。また、第２の実施形態（図７）において、モータジェネレータ１０の回転軸１０ａのうちのクラッチＣ１，Ｃ２とは逆側にＣＶＴを介して内燃機関を機械的に連結してもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０，１２…モータジェネレータ（一対の回転機の一実施形態）、２０…動力分割機構、Ｃ１…クラッチ（第１締結手段の一実施形態）、Ｃ２…クラッチ（第２締結手段の一実施形態）。
【図１】
2014013050.tif 000003
【図２】
2014013050.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014013050.tif 000006
【図５】
2014013050.tif 000007
【図６】
2014013050.tif 000008
【図７】
2014013050.tif 000009
【図８】
2014013050.tif 000010
【図９】
2014013050.tif 000011
【図１０】
2014013050.tif 000012
【図１１】
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