(57)【要約】【課題】エンジンの動力を負荷へ伝達する動力伝達システムにおいて、変速機の容量を低減するとともに動力伝達効率を向上させる。【解決手段】変速機１４に対し並列に設けられた遊星歯車機構２０は、リングギアＲに伝達されたエンジン１０からのトルクとサンギアＳに伝達されたモータジェネレータ２２からのトルクを、それらのトルク比が所定比となる状態で合成してキャリアＣＲから駆動輪４０へ伝達する。クラッチＣ１及びブレーキＢ１を解放しクラッチＣ２，Ｃ３を係合した状態で変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行うときに、モータジェネレータ２２のトルクを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御することができる。【選択図】図３
2006327570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を変速機により変速して負荷へ伝達することが可能な第１動力伝達部と、
エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝達機構を介して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、
発生するトルクの制御が可能な原動機と、
原動機のトルクを制御する制御装置と、
を有し、
伝達機構は、エンジンからのトルクと原動機からのトルクをそれらのトルク比が第１所定比となる状態で合成して負荷へ伝達するトルク合成動作を行うことが可能な機構であり、
制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われるときに、原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２】
請求項１に記載の動力伝達システムであって、
第１動力伝達部は、エンジンと負荷の変速機を介した結合及びその解除を行うことが可能な第１断続機構を含み、
第２動力伝達部は、エンジンと負荷の伝達機構を介した結合及びその解除を行うことが可能な第２断続機構を含み、
制御装置は、第１断続機構によりエンジンと負荷を変速機を介して結合し且つ第２断続機構によりエンジンと負荷を伝達機構を介して結合した状態で、前記動力配分制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３】
請求項２に記載の動力伝達システムであって、
伝達機構は、エンジンからのトルクが伝達可能な入力側回転要素と、原動機からのトルクが伝達可能な配分用回転要素と、入力側回転要素に伝達されたトルクと配分用回転要素に伝達されたトルクをそれらのトルク比が第１所定比となる状態で合成して負荷へ伝達することが可能な出力側回転要素と、を含み、且つ２自由度の回転自由度を有する機構であることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項４】
請求項３に記載の動力伝達システムであって、
第２動力伝達部は、入力側回転要素の回転の拘束及びその解除が可能な第１回転拘束機構を含み、
制御装置は、第１回転拘束機構により入力側回転要素の回転を拘束した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する原動機動力制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項５】
請求項３に記載の動力伝達システムであって、
第２動力伝達部は、入力側回転要素の回転の拘束及びその解除が可能な第１回転拘束機構を含み、
第２断続機構は、エンジンと入力側回転要素の結合及びその解除を行うことが可能な機構であり、
制御装置は、第１断続機構によりエンジンと負荷を変速機を介して結合し且つ第２断続機構によるエンジンと入力側回転要素の結合を解除した状態でエンジンと負荷の間で動力伝達を行うときに、第１回転拘束機構により入力側回転要素の回転を拘束した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する動力補助制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、第２断続機構によりエンジンと負荷を伝達機構を介して結合し且つ配分用回転要素の回転が入力側回転要素の回転と逆転する状態で、配分用回転要素にその回転が停止する向きのトルクが加わるように原動機のトルクを制御することで、エンジンから入力側回転要素に伝達された動力を原動機の動力に変換するとともに負荷にトルクを作用させる動力変換制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
伝達機構は、サンギアとキャリアとリングギアを回転要素として含む遊星歯車機構を有し、
入力側回転要素と配分用回転要素と出力側回転要素が、前記遊星歯車機構の回転要素により構成されていることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
エンジンと出力側回転要素の結合及びその解除を行うことが可能な第３断続機構を有し、
制御装置は、第３断続機構によりエンジンと出力側回転要素を結合することで、エンジンと負荷の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝動装置を介して所定変速比で負荷へ伝達することが可能な第３動力伝達部を有し、
第３動力伝達部は、エンジンと負荷の伝動装置を介した結合及びその解除を行うことが可能な第３断続機構を含み、
制御装置は、第３断続機構によりエンジンと負荷を伝動装置を介して結合することで、伝動装置を介してエンジンと負荷の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の動力伝達システムであって、
変速機は、そのトルク伝達容量が制御装置により制御可能であり、
制御装置は、前記定変速比伝達制御を実行するときには、変速機のトルク伝達容量を制御することで、変速機に伝達される動力と伝動装置に伝達される動力の配分を制御することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の動力伝達システムであって、
変速機は、変速用伝動部材が入出力回転部材に押圧された状態で、変速用伝動部材を介して入出力回転部材間で動力伝達を行うことが可能な無段変速機であり、
制御装置は、前記定変速比伝達制御を実行するときには、前記変速機のトルク伝達容量として変速用伝動部材の入出力回転部材への押圧力を制御することで、変速機に伝達される動力と伝動装置に伝達される動力の配分を制御することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１２】
請求項１または２に記載の動力伝達システムであって、
伝達機構は、前記トルク合成動作と、エンジンからのトルクを負荷及び原動機へそれらのトルク比が第２所定比となる状態で分配して伝達するトルク分配動作と、を選択的に行うことが可能な機構であり、
制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われ且つ伝達機構により前記トルク合成動作または前記トルク分配動作を行うことが可能なときに、前記動力配分制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の動力伝達システムであって、
伝達機構は、エンジンからのトルクが伝達可能な入力側回転要素と、原動機からのトルクが伝達可能な第１及び第２配分用回転要素と、負荷へトルクを伝達することが可能な出力側回転要素と、を含み、且つ２自由度の回転自由度を有する機構であり、
第２動力伝達部は、原動機と第１及び第２配分用回転要素の結合状態を切り替える結合機構を含み、
出力側回転要素は、結合機構により原動機が第１配分用回転要素に結合されているときに、入力側回転要素に伝達されたトルクと第１配分用回転要素に伝達されたトルクをそれらのトルク比が第１所定比となる状態で合成して負荷へ伝達することが可能であり、
入力側回転要素は、結合機構により原動機が第２配分用回転要素に結合されているときに、エンジンから伝達されたトルクを出力側回転要素及び第２配分用回転要素へそれらのトルク比が第２所定比となる状態で分配することが可能であることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、結合機構により原動機を第１及び第２配分用回転要素の両方に結合することで、伝達機構を介してエンジンと負荷の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の動力伝達システムであって、
伝達機構は、各々がサンギアとキャリアとリングギアを回転要素として含む複数の遊星歯車により構成された遊星歯車機構であって、該遊星歯車機構が２自由度の回転自由度を有するように各遊星歯車の回転要素のいずれかが他の遊星歯車の回転要素のいずれかと結合または共用化された遊星歯車機構を有し、
入力側回転要素と第１及び第２配分用回転要素と出力側回転要素が、前記遊星歯車機構の回転要素により構成されていることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
原動機に動力を発生させるためのエネルギーを蓄積するエネルギー蓄積装置を有し、
制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、エネルギー蓄積装置のエネルギー蓄積状態に基づいて、前記トルク合成動作と前記トルク分配動作のいずれを行うかを選択することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１７】
請求項３に記載の動力伝達システムであって、
配分用回転要素と負荷の変速機を介した結合及びその解除を行うことが可能な第４断続機構を有し、
第２動力伝達部は、出力側回転要素の回転の拘束及びその解除が可能な第２回転拘束機構を含み、
第２断続機構は、出力側回転要素と負荷の結合及びその解除を行うことが可能な機構であり、
伝達機構は、第２回転拘束機構により出力側回転要素の回転が拘束されている場合に、エンジンから入力側回転要素に伝達されたトルクを配分用回転要素へその方向を逆転させて伝達することが可能な機構であり、
制御装置は、第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、第２回転拘束機構により出力側回転要素の回転を拘束し、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを伝達機構でその方向を逆転させてから負荷へ伝達することが可能であることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の動力伝達システムであって、
第２動力伝達部は、伝達機構を入力側回転要素と配分用回転要素と出力側回転要素が一体で回転可能な直結状態に切り替えることが可能な直結機構を含み、
制御装置は、第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、直結機構により伝達機構を前記直結状態に切り替え、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを負荷へ伝達することが可能であることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、停止状態の負荷を逆転方向に駆動する場合に、
第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合するとともに、負荷に逆転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第１逆転駆動制御と、
第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、第２回転拘束機構により出力側回転要素の回転を拘束し、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを伝達機構でその方向を逆転させてから負荷へ伝達するとともに、負荷に逆転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第２逆転駆動制御と、
のいずれかを選択的に実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、停止状態の負荷を正転方向に駆動する場合に、
第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合するとともに、負荷に正転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第１正転駆動制御と、
第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、直結機構により伝達機構を前記直結状態に切り替え、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを負荷へ伝達するとともに、負荷に正転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第２正転駆動制御と、
のいずれかを選択的に実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、停止状態の負荷を逆転方向に駆動する場合に、
変速機への入力要求トルクまたは負荷の要求トルクを設定し、
この設定した要求トルクの絶対値が設定値以下のときは、前記第１逆転駆動制御を実行する方を選択し、
この設定した要求トルクの絶対値が前記設定値よりも大きいときは、前記第２逆転駆動制御を実行する方を選択することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、停止状態の負荷を正転方向に駆動する場合に、
変速機への入力要求トルクまたは負荷の要求トルクを設定し、
この設定した要求トルクの絶対値が前記設定値以下のときは、前記第１正転駆動制御を実行する方を選択し、
この設定した要求トルクの絶対値が前記設定値よりも大きいときは、前記第２正転駆動制御を実行する方を選択することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２３】
請求項１８〜２２のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、直結機構により伝達機構を前記直結状態に切り替え、原動機の動力をエンジンへ伝達することでエンジンを始動するエンジン始動制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
原動機を変速機の入力側または出力側に選択的に結合することが可能な切替機構を有し、
制御装置は、切替機構により原動機を変速機の入力側に結合した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する入力側動力制御と、切替機構により原動機を変速機の出力側に結合した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する出力側動力制御と、のいずれかを選択的に実行することが可能であることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２５】
請求項２４に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、
原動機から負荷へ動力伝達を行うときは、前記入力側動力制御を実行する方を選択し、
負荷から原動機へ動力伝達を行うときは、前記出力側動力制御を実行する方を選択することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２６】
請求項２４に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、負荷の要求トルクに基づいて前記入力側動力制御と前記出力側動力制御のいずれを実行するかを選択することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２７】
請求項２４に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、前記入力側動力制御による原動機の効率と前記出力側動力制御による原動機の効率とを予測し、該予測した原動機の効率に基づいて前記入力側動力制御と前記出力側動力制御のいずれを実行するかを選択することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、エンジンのトルクに基づいて原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項２９】
請求項２８に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、エンジンのトルクの減少に対して原動機のトルクを増大させることで、伝達機構に伝達される動力の配分を増大させることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３０】
請求項１〜２９のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速機に伝達されるトルクが所定値を超えないように原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３１】
請求項１〜３０のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
変速機は、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比を変化させることで変速比を変更する無段変速機であり、
制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比に基づいて原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３２】
請求項３１に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比が１から離れるのに対して原動機のトルクを増大させることで、伝達機構に伝達される動力の配分を増大させることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３３】
請求項３１または３２に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比として変速機の変速比に基づいて原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３４】
請求項２〜８のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
制御装置は、停止状態の負荷を駆動するときには、第１断続機構によるエンジンと負荷の変速機を介した結合を解除し且つ第２断続機構によりエンジンと負荷を伝達機構を介して結合した状態で、原動機のトルクを制御することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３５】
請求項１〜３４のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
原動機は、電動モータまたは油圧モータであることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３６】
エンジンからの動力を変速機により変速して負荷へ伝達することが可能な第１動力伝達部と、
エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝達機構を介して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、
発生するトルクの制御が可能な被動機と、
被動機のトルクを制御する制御装置と、
を有し、
伝達機構は、エンジンからのトルクを負荷及び被動機へそれらのトルク比が第２所定比となる状態で分配して伝達するトルク分配動作を行うことが可能な機構であり、
制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われるときに、被動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３７】
請求項３６に記載の動力伝達システムであって、
被動機は、発電機またはポンプであることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３８】
エンジンからの動力をトルク伝達容量の制御が可能な変速機により変速して負荷へ伝達することが可能な第１動力伝達部と、
エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝達機構を介して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、
変速機のトルク伝達容量を制御する制御装置と、
を有し、
制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われるときに、変速機のトルク伝達容量を制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【請求項３９】
請求項３８に記載の動力伝達システムであって、
変速機は、変速用伝動部材が入出力回転部材に押圧された状態で、変速用伝動部材を介して入出力回転部材間で動力伝達を行うことが可能な無段変速機であり、
制御装置は、前記変速機のトルク伝達容量として変速用伝動部材の入出力回転部材への押圧力を制御することで、前記動力配分制御を実行することを特徴とする動力伝達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと負荷の間で動力伝達を行う動力伝達システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達システムの関連技術が下記特許文献１，２及び非特許文献１に開示されている。特許文献１，２及び非特許文献１においては、エンジンの動力を変速して負荷へ伝達する無段変速機に対し並列に遊星歯車機構が設けられており、無段変速機の入出力軸及びフライホイールが遊星歯車機構の異なる回転要素に結合されている。そして、無段変速機の変速動作が行われるときには、エンジンとフライホイールの間で動力の送受が行われる。例えばダウンシフト時には、フライホイールの回転エネルギーが放出されてエンジンの回転上昇に用いられる。一方、アップシフト時には、エンジンの動力がフライホイールに吸収される。このように、特許文献１，２及び非特許文献１においては、フライホイールの回転エネルギーを利用して無段変速機の変速動作のアシストを行っている。
【０００３】
その他にも、下記特許文献３〜５の動力伝達システムが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５１３１１８号公報
【特許文献２】特表２００２−５４３３４０号公報
【特許文献３】特表平１１−５０４４１５号公報
【特許文献４】特開２００２−４８２１３号公報
【特許文献５】特開２００３−２４７６２３号公報
【非特許文献１】Shuiwen Shen,Alex Serrarens,Maarten Steinbuch,Frans Veldpaus,"Coordinated control of a mechanical hybrid driveline with a continuously variable transmission",JSAE Review 22,2001,pp.453-461
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２及び非特許文献１においては、フライホイールの回転エネルギーの放出または吸収は、変速機の変速比が変化したときに受動的に行われ、遊星歯車機構への動力伝達も受動的に行われる。そのため、遊星歯車機構に伝達される動力を、変速機の変速制御と独立して能動的に制御することはできない。さらに、特許文献１，２及び非特許文献１には、変速機に伝達される動力と遊星歯車機構に伝達される動力の配分を能動的に制御しようとする思想について何ら示されていない。したがって、特許文献１，２及び非特許文献１においては、変速機に伝達される動力と遊星歯車機構に伝達される動力の配分を適切に制御することが困難であり、変速機の容量低減及び動力伝達効率の向上を実現することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、エンジンの動力を互いに並列に設けられた変速機及び伝達機構の両方を介して負荷へ伝達することが可能な動力伝達システムにおいて、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を能動的に制御することを可能とし、これにより、変速機の容量を低減するとともに動力伝達効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る動力伝達システムは、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００８】
本発明に係る動力伝達システムは、エンジンからの動力を変速機により変速して負荷へ伝達することが可能な第１動力伝達部と、エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝達機構を介して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、発生するトルクの制御が可能な原動機と、原動機のトルクを制御する制御装置と、を有し、伝達機構は、エンジンからのトルクと原動機からのトルクをそれらのトルク比が第１所定比となる状態で合成して負荷へ伝達するトルク合成動作を行うことが可能な機構であり、制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われるときに、原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することを要旨とする。
【０００９】
本発明の一態様では、第１動力伝達部は、エンジンと負荷の変速機を介した結合及びその解除を行うことが可能な第１断続機構を含み、第２動力伝達部は、エンジンと負荷の伝達機構を介した結合及びその解除を行うことが可能な第２断続機構を含み、制御装置は、第１断続機構によりエンジンと負荷を変速機を介して結合し且つ第２断続機構によりエンジンと負荷を伝達機構を介して結合した状態で、前記動力配分制御を実行することが好適である。
【００１０】
また、本発明の一態様では、伝達機構は、エンジンからのトルクが伝達可能な入力側回転要素と、原動機からのトルクが伝達可能な配分用回転要素と、入力側回転要素に伝達されたトルクと配分用回転要素に伝達されたトルクをそれらのトルク比が第１所定比となる状態で合成して負荷へ伝達することが可能な出力側回転要素と、を含み、且つ２自由度の回転自由度を有する機構であることが好適である。
【００１１】
また、本発明の一態様では、第２動力伝達部は、入力側回転要素の回転の拘束及びその解除が可能な第１回転拘束機構を含み、制御装置は、第１回転拘束機構により入力側回転要素の回転を拘束した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する原動機動力制御を実行することが好適である。
【００１２】
また、本発明の一態様では、第２動力伝達部は、入力側回転要素の回転の拘束及びその解除が可能な第１回転拘束機構を含み、第２断続機構は、エンジンと入力側回転要素の結合及びその解除を行うことが可能な機構であり、制御装置は、第１断続機構によりエンジンと負荷を変速機を介して結合し且つ第２断続機構によるエンジンと入力側回転要素の結合を解除した状態でエンジンと負荷の間で動力伝達を行うときに、第１回転拘束機構により入力側回転要素の回転を拘束した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する動力補助制御を実行することが好適である。
【００１３】
また、本発明の一態様では、制御装置は、第２断続機構によりエンジンと負荷を伝達機構を介して結合し且つ配分用回転要素の回転が入力側回転要素の回転と逆転する状態で、配分用回転要素にその回転が停止する向きのトルクが加わるように原動機のトルクを制御することで、エンジンから入力側回転要素に伝達された動力を原動機の動力に変換するとともに負荷にトルクを作用させる動力変換制御を実行することが好適である。
【００１４】
また、本発明の一態様では、伝達機構は、サンギアとキャリアとリングギアを回転要素として含む遊星歯車機構を有し、入力側回転要素と配分用回転要素と出力側回転要素が、前記遊星歯車機構の回転要素により構成されていることが好適である。
【００１５】
また、本発明の一態様では、エンジンと出力側回転要素の結合及びその解除を行うことが可能な第３断続機構を有し、制御装置は、第３断続機構によりエンジンと出力側回転要素を結合することで、エンジンと負荷の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することが好適である。
【００１６】
また、本発明の一態様では、エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝動装置を介して所定変速比で負荷へ伝達することが可能な第３動力伝達部を有し、第３動力伝達部は、エンジンと負荷の伝動装置を介した結合及びその解除を行うことが可能な第３断続機構を含み、制御装置は、第３断続機構によりエンジンと負荷を伝動装置を介して結合することで、伝動装置を介してエンジンと負荷の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することが好適である。この態様では、変速機は、そのトルク伝達容量が制御装置により制御可能であり、制御装置は、前記定変速比伝達制御を実行するときには、変速機のトルク伝達容量を制御することで、変速機に伝達される動力と伝動装置に伝達される動力の配分を制御することが好適である。さらに、変速機は、変速用伝動部材が入出力回転部材に押圧された状態で、変速用伝動部材を介して入出力回転部材間で動力伝達を行うことが可能な無段変速機であり、制御装置は、前記定変速比伝達制御を実行するときには、前記変速機のトルク伝達容量として変速用伝動部材の入出力回転部材への押圧力を制御することで、変速機に伝達される動力と伝動装置に伝達される動力の配分を制御することが好適である。
【００１７】
また、本発明の一態様では、伝達機構は、前記トルク合成動作と、エンジンからのトルクを負荷及び原動機へそれらのトルク比が第２所定比となる状態で分配して伝達するトルク分配動作と、を選択的に行うことが可能な機構であり、制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われ且つ伝達機構により前記トルク合成動作または前記トルク分配動作を行うことが可能なときに、前記動力配分制御を実行することが好適である。
【００１８】
また、本発明の一態様では、伝達機構は、エンジンからのトルクが伝達可能な入力側回転要素と、原動機からのトルクが伝達可能な第１及び第２配分用回転要素と、負荷へトルクを伝達することが可能な出力側回転要素と、を含み、且つ２自由度の回転自由度を有する機構であり、第２動力伝達部は、原動機と第１及び第２配分用回転要素の結合状態を切り替える結合機構を含み、出力側回転要素は、結合機構により原動機が第１配分用回転要素に結合されているときに、入力側回転要素に伝達されたトルクと第１配分用回転要素に伝達されたトルクをそれらのトルク比が第１所定比となる状態で合成して負荷へ伝達することが可能であり、入力側回転要素は、結合機構により原動機が第２配分用回転要素に結合されているときに、エンジンから伝達されたトルクを出力側回転要素及び第２配分用回転要素へそれらのトルク比が第２所定比となる状態で分配することが可能であることが好適である。この態様では、制御装置は、結合機構により原動機を第１及び第２配分用回転要素の両方に結合することで、伝達機構を介してエンジンと負荷の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することが好適である。また、この態様では、伝達機構は、各々がサンギアとキャリアとリングギアを回転要素として含む複数の遊星歯車により構成された遊星歯車機構であって、該遊星歯車機構が２自由度の回転自由度を有するように各遊星歯車の回転要素のいずれかが他の遊星歯車の回転要素のいずれかと結合または共用化された遊星歯車機構を有し、入力側回転要素と第１及び第２配分用回転要素と出力側回転要素が、前記遊星歯車機構の回転要素により構成されていることが好適である。
【００１９】
また、本発明の一態様では、原動機に動力を発生させるためのエネルギーを蓄積するエネルギー蓄積装置を有し、制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、エネルギー蓄積装置のエネルギー蓄積状態に基づいて、前記トルク合成動作と前記トルク分配動作のいずれを行うかを選択することが好適である。
【００２０】
また、本発明の一態様では、配分用回転要素と負荷の変速機を介した結合及びその解除を行うことが可能な第４断続機構を有し、第２動力伝達部は、出力側回転要素の回転の拘束及びその解除が可能な第２回転拘束機構を含み、第２断続機構は、出力側回転要素と負荷の結合及びその解除を行うことが可能な機構であり、伝達機構は、第２回転拘束機構により出力側回転要素の回転が拘束されている場合に、エンジンから入力側回転要素に伝達されたトルクを配分用回転要素へその方向を逆転させて伝達することが可能な機構であり、制御装置は、第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、第２回転拘束機構により出力側回転要素の回転を拘束し、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを伝達機構でその方向を逆転させてから負荷へ伝達することが可能であることが好適である。
【００２１】
また、本発明の一態様では、第２動力伝達部は、伝達機構を入力側回転要素と配分用回転要素と出力側回転要素が一体で回転可能な直結状態に切り替えることが可能な直結機構を含み、制御装置は、第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、直結機構により伝達機構を前記直結状態に切り替え、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを負荷へ伝達することが可能であることが好適である。
【００２２】
また、本発明の一態様では、制御装置は、停止状態の負荷を逆転方向に駆動する場合に、第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合するとともに、負荷に逆転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第１逆転駆動制御と、第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、第２回転拘束機構により出力側回転要素の回転を拘束し、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを伝達機構でその方向を逆転させてから負荷へ伝達するとともに、負荷に逆転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第２逆転駆動制御と、のいずれかを選択的に実行することが好適である。
【００２３】
また、本発明の一態様では、制御装置は、停止状態の負荷を正転方向に駆動する場合に、第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合するとともに、負荷に正転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第１正転駆動制御と、第２断続機構による出力側回転要素と負荷の結合を解除し、直結機構により伝達機構を前記直結状態に切り替え、且つ第４断続機構により配分用回転要素と負荷を変速機を介して結合することで、エンジンからのトルクを負荷へ伝達するとともに、負荷に正転方向のトルクが作用するように原動機のトルクを制御する第２正転駆動制御と、のいずれかを選択的に実行することが好適である。
【００２４】
また、本発明の一態様では、制御装置は、停止状態の負荷を逆転方向に駆動する場合に、変速機への入力要求トルクまたは負荷の要求トルクを設定し、この設定した要求トルクの絶対値が設定値以下のときは、前記第１逆転駆動制御を実行する方を選択し、この設定した要求トルクの絶対値が前記設定値よりも大きいときは、前記第２逆転駆動制御を実行する方を選択することが好適である。
【００２５】
また、本発明の一態様では、制御装置は、停止状態の負荷を正転方向に駆動する場合に、変速機への入力要求トルクまたは負荷の要求トルクを設定し、この設定した要求トルクの絶対値が前記設定値以下のときは、前記第１正転駆動制御を実行する方を選択し、この設定した要求トルクの絶対値が前記設定値よりも大きいときは、前記第２正転駆動制御を実行する方を選択することが好適である。
【００２６】
また、本発明の一態様では、制御装置は、直結機構により伝達機構を前記直結状態に切り替え、原動機の動力をエンジンへ伝達することでエンジンを始動するエンジン始動制御を実行することが好適である。
【００２７】
また、本発明の一態様では、原動機を変速機の入力側または出力側に選択的に結合することが可能な切替機構を有し、制御装置は、切替機構により原動機を変速機の入力側に結合した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する入力側動力制御と、切替機構により原動機を変速機の出力側に結合した状態で原動機と負荷の間で伝達される動力を制御する出力側動力制御と、のいずれかを選択的に実行することが可能であることが好適である。この態様では、制御装置は、原動機から負荷へ動力伝達を行うときは、前記入力側動力制御を実行する方を選択し、負荷から原動機へ動力伝達を行うときは、前記出力側動力制御を実行する方を選択することが好適である。また、この態様では、制御装置は、負荷の要求トルクに基づいて前記入力側動力制御と前記出力側動力制御のいずれを実行するかを選択することが好適である。また、この態様では、制御装置は、前記入力側動力制御による原動機の効率と前記出力側動力制御による原動機の効率とを予測し、該予測した原動機の効率に基づいて前記入力側動力制御と前記出力側動力制御のいずれを実行するかを選択することが好適である。
【００２８】
また、本発明の一態様では、制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、エンジンのトルクに基づいて原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することが好適である。この態様では、制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、エンジンのトルクの減少に対して原動機のトルクを増大させることで、伝達機構に伝達される動力の配分を増大させることが好適である。
【００２９】
また、本発明の一態様では、制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速機に伝達されるトルクが所定値を超えないように原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することが好適である。
【００３０】
また、本発明の一態様では、変速機は、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比を変化させることで変速比を変更する無段変速機であり、制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比に基づいて原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することが好適である。この態様では、制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比が１から離れるのに対して原動機のトルクを増大させることで、伝達機構に伝達される動力の配分を増大させることが好適である。また、この態様では、制御装置は、前記動力配分制御を実行するときには、変速用伝動部材の入出力回転部材への接触径比として変速機の変速比に基づいて原動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御することが好適である。
【００３１】
また、本発明の一態様では、制御装置は、停止状態の負荷を駆動するときには、第１断続機構によるエンジンと負荷の変速機を介した結合を解除し且つ第２断続機構によりエンジンと負荷を伝達機構を介して結合した状態で、原動機のトルクを制御することが好適である。
【００３２】
また、本発明の一態様では、原動機は、電動モータまたは油圧モータであることが好適である。
【００３３】
また、本発明に係る動力伝達システムは、エンジンからの動力を変速機により変速して負荷へ伝達することが可能な第１動力伝達部と、エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝達機構を介して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、発生するトルクの制御が可能な被動機と、被動機のトルクを制御する制御装置と、を有し、伝達機構は、エンジンからのトルクを負荷及び被動機へそれらのトルク比が第２所定比となる状態で分配して伝達するトルク分配動作を行うことが可能な機構であり、制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われるときに、被動機のトルクを制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することを要旨とする。
【００３４】
本発明の一態様では、被動機は、発電機またはポンプであることが好適である。
【００３５】
また、本発明に係る動力伝達システムは、エンジンからの動力をトルク伝達容量の制御が可能な変速機により変速して負荷へ伝達することが可能な第１動力伝達部と、エンジンからの動力を変速機に対し並列に設けられた伝達機構を介して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、変速機のトルク伝達容量を制御する制御装置と、を有し、制御装置は、変速機及び伝達機構の両方を介してエンジンと負荷の間で動力伝達が行われるときに、変速機のトルク伝達容量を制御することで、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することを要旨とする。
【００３６】
本発明の一態様では、変速機は、変速用伝動部材が入出力回転部材に押圧された状態で、変速用伝動部材を介して入出力回転部材間で動力伝達を行うことが可能な無段変速機であり、制御装置は、前記変速機のトルク伝達容量として変速用伝動部材の入出力回転部材への押圧力を制御することで、前記動力配分制御を実行することが好適である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、エンジンの動力を互いに並列に設けられた変速機及び伝達機構の両方を介して負荷へ伝達することが可能な動力伝達システムにおいて、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力の配分を能動的に制御することができる。その結果、変速機の容量を低減することができるとともに動力伝達効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００３９】
「実施形態１」
図１は、本発明の実施形態１に係る動力伝達システムを備えた動力出力システムの概略構成を示す図である。本実施形態に係る動力出力システムは、ハイブリッド型の動力出力システムであり、以下に説明するエンジン１０、変速機１４、スタータジェネレータ１６、バッテリ１８、遊星歯車機構２０、モータジェネレータ２２、電子制御装置４２、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、及びブレーキＢ１を備えている。そして、本実施形態に係る動力出力システムは、以下に説明するように、エンジン１０からの動力を変速機１４により変速して負荷へ伝達することが可能であるとともに、エンジン１０からの動力を遊星歯車機構２０を介して負荷へ伝達することも可能である。なお、本実施形態に係る動力出力システムは、例えば車両の駆動に用いられるものである。
【００４０】
エンジン１０の発生する動力は、クラッチＣ３を介して変速機１４の入力軸２６へ伝達可能である。変速機１４は、入力軸２６に伝達された動力を変速して出力軸３６へ伝達する。変速機１４の出力軸３６に伝達された動力は、ディファレンシャルギア３８を介して車両の駆動輪４０へ伝達されることで、例えば車両の駆動等の負荷の駆動に用いられる。
【００４１】
なお、図１では、変速機１４の一例として、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を示している。ベルト式無段変速機１４は、入力軸２６に連結されたプライマリプーリ３０、出力軸３６に連結されたセカンダリプーリ３２、及びプライマリプーリ３０とセカンダリプーリ３２とに巻き掛けられた無端ベルト３４を備えており、プライマリプーリ３０及びセカンダリプーリ３２への無端ベルト３４の掛かり径を例えば油圧力により変化させることで変速比γ（＝入力軸２６の回転速度／出力軸３６の回転速度）を変更する。ただし、ここでの変速機１４の種類は特に限定されるものではなく、例えばトロイダル式無段変速機であってもよいし、多段式の自動変速機（ＡＴ）であってもよい。
【００４２】
スタータジェネレータ１６は、チェーン等の伝動装置１７を介してエンジン１０の出力軸１０−１と結合されており、バッテリ１８等の蓄電装置に蓄積された電気エネルギーを基に動力を生成して停止状態のエンジン１０を始動することが可能である。さらに、スタータジェネレータ１６は、エンジン１０の発生する動力の一部を基に電気エネルギーを生成する回生運転（発電運転）を行うことも可能である。スタータジェネレータ１６の回生運転により生成された電気エネルギーは、バッテリ１８に蓄積される。
【００４３】
遊星歯車機構２０は、変速機１４に対し並列して設けられており、サンギアＳ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲを回転要素として有するシングルピニオン遊星歯車により構成されている。サンギアＳは、モータジェネレータ２２と結合されており、モータジェネレータ２２からのトルクが伝達可能である。リングギアＲは、チェーン等の伝動装置１９及びクラッチＣ２を介してエンジン１０の出力軸１０−１と結合可能であり、エンジン１０からのトルクが伝達可能である。キャリアＣＲは、変速機１４の出力軸３６と結合されており、さらに、変速機１４に対し並列して設けられたカウンタギア２１及びクラッチＣ１を介してエンジン１０の出力軸１０−１と結合可能である。なお、図１は、遊星歯車機構２０の中心軸が変速機１４の出力軸３６と一致する位置に遊星歯車機構２０が配置された例を示している。
【００４４】
モータジェネレータ２２は、バッテリ１８に蓄積された電気エネルギーを基に動力を発生してサンギアＳへ出力する力行運転を行うことが可能である。さらに、モータジェネレータ２２は、サンギアＳに伝達された動力を基に電気エネルギーを生成する回生運転（発電運転）を行うことも可能である。このように、モータジェネレータ２２は、電動モータ（原動機）及び発電機（被動機）の両方の機能を有する。モータジェネレータ２２の回生運転により生成された電気エネルギーは、バッテリ１８に蓄積される。なお、モータジェネレータ２２の発生トルクについては、電子制御装置４２により制御することができる。
【００４５】
遊星歯車機構２０において、サンギアＳ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの３つの回転要素の回転速度は、図２の共線図に示す共線関係にある。ただし、図２の共線図において、ρはサンギアＳとリングギアＲの歯数比（定数）である。図２の共線図では、変速機１４の出力軸３６に結合されたキャリアＣＲが、モータジェネレータ２２に結合されたサンギアＳと、エンジン１０に結合可能なリングギアＲとの間に配置されている。そして、遊星歯車機構２０は２自由度の回転自由度を有する機構であり、サンギアＳ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの３つの回転要素のうち２つの回転要素の回転速度が決まると、残りの１つの回転要素の回転速度も決まる。そのため、モータジェネレータ２２の動力（サンギアＳに伝達される動力）を決定することで、クラッチＣ２を介してリングギアＲに伝達されたエンジン１０からの動力を、キャリアＣＲから出力して駆動輪４０へ伝達することができる。
【００４６】
クラッチＣ１は、その係合／解放により、エンジン１０の出力軸１０−１とキャリアＣＲの結合及びその解除を行うことが可能である。このクラッチＣ１により、エンジン１０と駆動輪４０のカウンタギア２１を介した結合及びその解除を行うことが可能である。また、クラッチＣ２は、その係合／解放により、エンジン１０の出力軸１０−１とリングギアＲの結合及びその解除を行うことが可能である。このクラッチＣ２により、エンジン１０と駆動輪４０の遊星歯車機構２０を介した結合及びその解除を行うことが可能である。また、クラッチＣ３は、その係合／解放により、エンジン１０の出力軸１０−１と変速機１４の入力軸２６の結合及びその解除を行うことが可能である。このクラッチＣ３により、エンジン１０と駆動輪４０の変速機１４を介した結合及びその解除を行うことが可能である。また、ブレーキＢ１は、その係合／解放により、リングギアＲの回転の拘束及びその解除を行うことが可能である。ここで、動力断続機構として機能するクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１の各々は、例えば油圧や電磁力を利用してその係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１の各々に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１の各々の締結力を調整することもできる。
【００４７】
電子制御装置４２は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、を備える。この電子制御装置４２には、図示しない各センサにより検出されたスロットル開度Ａを示す信号、エンジン１０の回転速度ωengを示す信号、変速機１４の出力軸回転速度ωoutを示す信号、及びモータジェネレータ２２の回転速度ωmgを示す信号等が入力ポートを介して入力されている。一方、電子制御装置４２からは、変速機１４の変速比γを制御するための変速制御信号ＣＳ＿γ、エンジン１０の運転状態を制御するためのエンジン制御信号ＣＳ＿ＥＮＧ、スタータジェネレータ１６の運転状態を制御するためのスタータ制御信号ＣＳ＿ＳＧ、モータジェネレータ２２の運転状態を制御するためのモータ制御信号ＣＳ＿ＭＧ、及びクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３とブレーキＢ１の各々の締結力を制御するための締結力制御信号ＣＳ＿Ｃ１，ＣＳ＿Ｃ２，ＣＳ＿Ｃ３，ＣＳ＿Ｂ１等が出力ポートを介して出力されている。
【００４８】
以上のように構成された本実施形態に係る動力出力システムにおいては、エンジン１０からの動力をクラッチＣ３及び変速機１４を介して駆動輪４０へ伝達することが可能な第１動力伝達経路と、エンジン１０からの動力をクラッチＣ２及び遊星歯車機構２０を介して駆動輪４０へ伝達することが可能な第２動力伝達経路と、エンジン１０からの動力をクラッチＣ１及びカウンタギア２１を介して所定変速比で駆動輪４０へ伝達することが可能な第３動力伝達経路と、が設けられている。そして、クラッチＣ２，Ｃ３の両方が係合された状態では、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方（第１動力伝達経路及び第２動力伝達経路の両方）を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行うことが可能である。
【００４９】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作、特に、負荷（車両）を駆動する動作について説明する。なお、以下の説明において、遊星歯車機構２０のサンギアＳ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの回転方向については、車両が前進するときのキャリアＣＲの回転方向（図２の共線図の上向き）を正転方向とし、車両が後退するときのキャリアＣＲの回転方向（図２の共線図の下向き）を逆転方向とする。
【００５０】
まず変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う場合の動作について説明する。その場合、電子制御装置４２は、図３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２，Ｃ３を係合状態に制御する。すなわち、クラッチＣ３によりエンジン１０と駆動輪４０が変速機１４を介して結合され且つクラッチＣ２によりエンジン１０と駆動輪４０が遊星歯車機構２０を介して結合された状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクを制御する。
【００５１】
ここで、モータジェネレータ２２のトルク（サンギアＳのトルク）をＴmg、リングギアＲのトルクをＴin、キャリアＣＲのトルクをＴout、モータジェネレータ２２の回転速度（サンギアＳの回転速度）をωmg、エンジン１０の回転速度（リングギアＲの回転速度）をωeng、出力軸３６の回転速度（キャリアＣＲの回転速度）をωout、モータジェネレータ２２の動力（サンギアＳの動力）をＰmg、リングギアＲの動力をＰin、キャリアＣＲの動力をＰoutとすると、図２の共線図から以下の（１）〜（４）式が成立する。
【００５２】
【数１】
2006327570.tif 000003
【００５３】
（１）、（２）式から、リングギアＲのトルクＴinは、モータジェネレータ２２のトルクＴmgにより決まり、リングギアＲの動力Ｐinは、モータジェネレータ２２のトルクＴmgに応じて変化する。したがって、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを変化させることで、リングギアＲの動力Ｐinを変化させることができる。
【００５４】
また、（３）式から、キャリアＣＲのトルクＴoutは、リングギアＲのトルクＴinとモータジェネレータ２２のトルク（サンギアＳのトルク）Ｔmgを、それらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比１／ρとなる状態で合成したトルクとなる。そして、（４）式から、キャリアＣＲの動力Ｐoutは、リングギアＲの動力Ｐinとモータジェネレータ２２の動力（サンギアＳの動力）Ｐmgを合成した動力となる。
【００５５】
エンジン１０の動力Ｐengにより車両を前進方向に駆動する（駆動輪４０を正転方向に駆動する）ときは、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに正転方向（図２の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、エンジン１０の動力Ｐengは、図４に示すように、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方に分配されて伝達される。エンジン１０から遊星歯車機構２０に伝達された動力Ｐinは、モータジェネレータ２２の動力Ｐmgと合成され、この合成された動力Ｐoutが駆動輪４０に伝達される。このとき、リングギアＲに伝達されたエンジン１０からのトルクＴinとサンギアＳに伝達されたモータジェネレータ２２からのトルクＴmgを、それらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比１／ρとなる状態で合成してキャリアＣＲから駆動輪４０へ伝達するトルク合成動作が遊星歯車機構２０により行われる。また、エンジン１０から変速機１４に伝達された動力Ｐeng−Ｐinは、変速機１４により変速されて駆動輪４０に伝達される。
【００５６】
前述したように、モータジェネレータ２２のトルクを変化させることで、遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinを変化させることができる。そこで、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐinと遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を制御する動力配分制御を実行することができる。その際には、変速機１４の変速比γに関係なく、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐinと遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を能動的に制御することができる。さらに、モータジェネレータ２２の動力Ｐmgにより、駆動輪４０に伝達される動力を制御することもできる。
【００５７】
なお、図５の共線図における上側の共線に示すように、サンギアＳの回転がリングギアＲの回転と同方向であるときは（主に高車速時）、モータジェネレータ２２は力行運転となり（電動モータとして機能し）、エネルギーの流れはバッテリ１８から遊星歯車機構２０へ向かう流れとなる。このとき、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６を回生運転することで、エンジン１０の動力の一部をスタータジェネレータ１６の発電電力に変換することもできる。そして、この発電電力を用いてモータジェネレータ２２の力行運転を行うこともできる。一方、図５の共線図における下側の共線に示すように、サンギアＳの回転がリングギアＲの回転と逆転するときは（主に低車速時）、モータジェネレータ２２は回生運転となり（発電機として機能し）、エネルギーの流れは遊星歯車機構２０からバッテリ１８へ向かう流れとなる。また、各動力伝達経路における動力の流れは、図６に示すようになる。ただし、図６では、モータジェネレータ２２が力行運転となる場合を示しており、Ｔｅはエンジン１０のトルクである。
【００５８】
一方、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）は、電子制御装置４２は、図７の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに逆転方向（図７の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、駆動輪４０の動力は、図８に示すように、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方に分配されて伝達される。駆動輪４０から遊星歯車機構２０に伝達された動力は、エンジン１０及びモータジェネレータ２２に分配されて伝達される。このとき、キャリアＣＲに伝達された駆動輪４０からのトルクＴoutを、リングギアＲ及びサンギアＳにそれらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比１／ρとなる状態で分配してエンジン１０及びモータジェネレータ２２へそれぞれ伝達するトルク分配動作が遊星歯車機構２０により行われる。また、駆動輪４０から変速機１４に伝達された動力は、エンジン１０に伝達される。なお、モータジェネレータ２２に伝達された動力は、モータジェネレータ２２の回生運転による発電電力に変換される。
【００５９】
車両の運動エネルギーを回生するときでも、モータジェネレータ２２のトルク制御により遊星歯車機構２０に伝達される動力を能動的に制御することができる。したがって、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することができる。さらに、モータジェネレータ２２の回生運転により駆動輪４０の動力をモータジェネレータ２２の発電電力に変換することができる。なお、電子制御装置４２は、例えば図示しないセンサにより検出された車両のアクセルペダルの操作量やブレーキペダルの操作量に基づいて、車両の運動エネルギーが回生されるときか否か（車両の減速運転時であるか否か）を判定することができる。
【００６０】
次に、電子制御装置４２により動力配分制御を実行するときの好適な具体例について説明する。
【００６１】
ここで、変速機（ＣＶＴ）１４を介して動力伝達を行うよりも遊星歯車機構２０を介して動力伝達を行う方が動力伝達効率を向上させることができる。また、変速機１４に伝達されるトルクが小さいときは、変速機１４における動力伝達効率が低下する。そこで、電子制御装置４２は、動力配分制御を実行するときには、エンジン１０のトルクＴｅに基づいてモータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御する、すなわち変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御することが好ましい。より具体的には、電子制御装置４２は、エンジン１０のトルクＴｅの減少に対してモータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させることで、遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を増大させることが好ましい。なお、エンジン１０のトルクＴｅについては、例えば図示しないセンサにより検出されたスロットル開度Ａ及びエンジン１０の回転速度ωengから推定することができる。
【００６２】
また、無端ベルト３４のプライマリプーリ３０及びセカンダリプーリ３２への接触径比ｒ１／ｒ２を変化させることで変速比γを変更する無段変速機１４においては、接触径比ｒ１／ｒ２が１から離れるにつれて動力伝達効率が低下する。そこで、電子制御装置４２は、動力配分制御を実行するときには、接触径比ｒ１／ｒ２に基づいてモータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御することが好ましい。より具体的には、電子制御装置４２は、接触径比ｒ１／ｒ２が１から離れるのに対してモータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させることで、遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を増大させることが好ましい。ここでの接触径比ｒ１／ｒ２については、例えば変速比γ（＝エンジン１０の回転速度ωeng／出力軸３６の回転速度ωout）から求めることができる。そこで、電子制御装置４２は、変速比γに基づいてモータジェネレータ２２のトルクＴmg（変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分）を制御することができる。なお、変速機１４がローラの入出力ディスクへの接触径比ｒ１／ｒ２を変化させることで変速比γを変更するトロイダル式無段変速機である場合でも、電子制御装置４２は、動力配分制御を実行するときには、接触径比ｒ１／ｒ２に基づいてモータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することが好ましい。ここでの接触径比ｒ１／ｒ２については、例えば変速比γやローラ傾転角から求めることができる。
【００６３】
また、変速機１４の最大トルク伝達容量を低減してエンジン１０の最大トルクより小さく設定した場合において、エンジン１０から変速機１４に伝達されるトルクが変速機１４の最大トルク伝達容量を超えるときは、変速機１４に滑りが発生することになる。そこで、電子制御装置４２は、動力配分制御を実行するときには、エンジン１０から変速機１４に伝達されるトルクが変速機１４の最大トルク伝達容量を超えないように、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御することが好ましい。より具体的には、電子制御装置４２は、エンジン１０のトルクＴｅが変速機１４の最大トルク伝達容量より大きいと判定したときは、エンジン１０から変速機１４に伝達されるトルクＴｅ−Ｔinが変速機１４の最大トルク伝達容量を下回るようにモータジェネレータ２２のトルクＴmg（＝ρ×Ｔin）を制御することが好ましい。
【００６４】
また、本実施形態に係る動力出力システムにおいては、エンジン１０の動力を駆動輪４０へ伝達させずにモータジェネレータ２２の動力により車両を駆動するＥＶ走行を行うこともできる。このＥＶ走行を行う場合、電子制御装置４２は、図９に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を解放状態に制御するとともにブレーキＢ１を係合状態に制御する。すなわち、エンジン１０と駆動輪４０の変速機１４及び遊星歯車機構２０を介した結合が解除され且つリングギアＲの回転がロックされた状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御するＥＶ走行制御を実行する。
【００６５】
モータジェネレータ２２の動力により車両を前進方向に駆動するときは、電子制御装置４２は、図１０の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに正転方向（図１０の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の力行運転が行われ、図１１に示すように、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０により変速（減速）されて駆動輪４０に伝達される。一方、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）は、電子制御装置４２は、図１２の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに逆転方向（図１２の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の回生運転が行われ、図１３に示すように、駆動輪４０の動力が遊星歯車機構２０を介してモータジェネレータ２２に伝達されてモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。
【００６６】
なお、電子制御装置４２は、ＥＶ走行制御を実行するときには、エンジン１０の運転を停止することができる。あるいは、電子制御装置４２は、ＥＶ走行制御を実行するときには、スタータジェネレータ１６によりエンジン１０を始動した後に、スタータジェネレータ１６を回生運転することで、エンジン１０の動力の一部をスタータジェネレータ１６の発電電力に変換することもできる。そして、この発電電力を用いてモータジェネレータ２２の力行運転を行うこともできる。
【００６７】
また、本実施形態に係る動力出力システムにおいては、エンジン１０の動力により車両を駆動するときに、モータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることもできる。その場合、電子制御装置４２は、図１４に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２を解放状態に制御するとともにクラッチＣ３を係合状態に制御する。すなわち、エンジン１０と駆動輪４０が変速機１４を介して結合され且つエンジン１０と駆動輪４０の遊星歯車機構２０を介した結合が解除された状態に制御することで、変速機１４を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う。さらに、電子制御装置４２は、図１４に示すように、ブレーキＢ１を係合状態に制御することで、リングギアＲの回転がロックされた状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する動力補助制御を実行する。この動力補助制御の実行時には、電子制御装置４２は、エンジン１０の動力が高効率運転可能な所定値になるようにエンジン１０の運転状態を制御するとともに、車両（負荷）の要求動力とエンジン１０の動力との偏差をモータジェネレータ２２の動力により補償することができる。
【００６８】
エンジン１０の動力により車両を前進方向に駆動するときに車両の要求動力がエンジン１０の動力より大きい場合は、電子制御装置４２は、図１０の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに正転方向（図１０の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の力行運転が行われ、図１５に示すように、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０により変速（減速）されて駆動輪４０に伝達される。それとともに、図１５に示すように、エンジン１０の動力が変速機１４により変速されて駆動輪４０に伝達される。一方、車両の要求動力がエンジン１０の動力より小さい場合は、電子制御装置４２は、図１２の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに逆転方向（図１２の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の回生運転が行われ、駆動輪４０の動力が遊星歯車機構２０を介してモータジェネレータ２２に伝達されてモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。
【００６９】
また、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）にも、電子制御装置４２は、図１２の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに逆転方向のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の回生運転が行われ、図１６に示すように、駆動輪４０の動力が遊星歯車機構２０を介してモータジェネレータ２２に伝達されてモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。それとともに、図１６に示すように、駆動輪４０の動力が変速機１４を介してエンジン１０に伝達される。
【００７０】
また、本実施形態に係る動力出力システムにおいて、停止状態の車両を前進方向に駆動する発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、図１７に示すように、エンジン１０が回転駆動している（エンジン１０の運転が行われている）状態で、クラッチＣ１，Ｃ３及びブレーキＢ１を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２を係合状態に制御する。すなわち、エンジン１０とリングギアＲが結合され且つエンジン１０と駆動輪４０の変速機１４を介した結合が解除された状態に制御する。車両（キャリアＣＲの回転）が停止しているときは、サンギアＳの回転がリングギアＲの回転と逆転している。その状態で、電子制御装置４２は、図１８の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに正転方向（図１８の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、キャリアＣＲから駆動輪４０にトルクを作用させることができ、車両を発進させることができる。その際には、サンギアＳの回転がリングギアＲの回転と逆転しており、サンギアＳには逆転方向の回転が停止する向きのトルクＴmgが加わることで、モータジェネレータ２２は回生運転状態に制御される。そのため、図１９に示すように、エンジン１０から遊星歯車機構２０のリングギアＲに伝達された動力は、モータジェネレータ２２に伝達されてモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。それとともに、キャリアＣＲには、エンジン１０からリングギアＲに伝達されたトルクＴinを受けるためのモータジェネレータ２２のトルクＴmgを増幅させたトルクが作用し、この増幅トルクが駆動輪４０に伝達される。このように、本実施形態においては、エンジン１０の動力を用いてモータジェネレータ２２を回生運転する制御を行うことで、トルクを増幅させて駆動輪４０へ伝達する電気式トルクコンバータ機能を実現することができる。
【００７１】
また、本実施形態に係る動力出力システムにおいて、車両を後退させるリバース走行動作を行うときは、電子制御装置４２は、まずエンジン１０が回転駆動している状態で、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を解放状態に制御するとともにブレーキＢ１を係合状態に制御する。その状態から、電子制御装置４２は、図２０に示すように、クラッチＣ１の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０と駆動輪４０をカウンタギア２１を介して結合する。この結合によって、キャリアＣＲに逆転方向のトルクが作用して、図２１に示すように、エンジン１０の動力が遊星歯車機構２０のキャリアＣＲを介して駆動輪４０に所定変速比で伝達される。なお、リバース走行時の変速比については、カウンタギア２１のギア比により設定することができる。
【００７２】
以上説明した本実施形態の各動作において、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１の係合／解放をまとめると下表に示すようになる。ただし、下表において、○は係合、空欄は解放を表す。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
以上説明した本実施形態においては、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行うときに、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐinと遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を能動的に制御することができる。例えば入力軸２６のトルクが小さい状態や無端ベルト３４のプライマリプーリ３０及びセカンダリプーリ３２への接触径比ｒ１／ｒ２が１から大きく離れた状態等の変速機１４の動力伝達効率が低下する状態では、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させて遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を増大させることで、動力伝達効率を向上させることができる。また、エンジン１０のトルクＴｅが変速機１４の最大トルク伝達容量より大きくなる状態では、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させて遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を増大させることで、変速機１４の最大トルク伝達容量を小さく設定しても変速機１４の滑りを抑制することができる。このように、本実施形態によれば、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐinと遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を適切に制御することができるので、変速機１４の最大トルク伝達容量を低減することができるとともに動力伝達効率を向上させることができる。
【００７５】
なお、特許文献３〜５においては、無段変速機の入出力軸間を他の伝動装置（例えばギアやチェーン等）により連結可能とし、エンジンの動力を無段変速機及び伝動装置の両方を介して負荷へ伝達可能にしている。しかし、特許文献３〜５においては、無段変速機の変速比が特定の値にあるときしか伝動装置を介した動力伝達を行うことができない。これに対して本実施形態においては、変速機１４の変速比γの値に関係なく遊星歯車機構２０を介した動力伝達を行うことができる。したがって、広範囲の変速比γにおいて動力伝達効率を向上させることができる。
【００７６】
また、本実施形態においては、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を解放し且つブレーキＢ１を係合した状態で、エンジン１０の動力を駆動輪４０へ伝達させずにモータジェネレータ２２の動力により車両を駆動するＥＶ走行を行うことができる。また、クラッチＣ１，Ｃ２を解放し且つクラッチＣ３及びブレーキＢ１を係合した状態で、エンジン１０の動力により車両を駆動するとともに、モータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることができる。このように、モータジェネレータ２２の動力により駆動輪４０に伝達される動力を制御することができるので、ハイブリッド型の動力出力システムの機能を持たせることができるとともに電気系依存度を低減することができる。
【００７７】
また、本実施形態においては、クラッチＣ２を係合し且つサンギアＳの回転がリングギアＲの回転と逆転する状態で、サンギアＳにその回転が停止する向きのトルクが加わるようにモータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、キャリアＣＲから駆動輪４０にトルクを作用させることができ、車両を発進させることができる。その際には、エンジン１０の動力を用いてモータジェネレータ２２の発電を行うことができるとともに、トルクを増幅させて駆動輪４０へ伝達する電気式トルクコンバータ機能を実現することができる。そのため、流体を介してトルク伝達を行う流体式トルクコンバータが不要となり、システムの小型化を実現することができる。さらに、バッテリ１８に蓄積された電気エネルギーが少ない場合でも、エンジン１０の動力を用いてモータジェネレータ２２により発電を行いながら車両を駆動することができる。
【００７８】
また、発進動作の際には、クラッチＣ３によるエンジン１０と駆動輪４０の変速機１４を介した結合が解除された状態で、モータジェネレータ２２のトルク制御によってエンジン１０から遊星歯車機構２０を介して駆動輪４０へ動力伝達が行われる。そのため、発進動作の際に変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γを最大変速比（最減速状態）に制御する必要がなくなる。したがって、車両停止直前に変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γを最大変速比（最減速状態）までダウンシフトする必要がなくなり、車両一時停止の際の変速比維持も行う必要がなくなる。これによって、変速機１４の変速動作に要する油圧負荷を低減することができ、変速機１４の効率を向上させることができる。
【００７９】
また、本実施形態においては、クラッチＣ２，Ｃ３及びブレーキＢ１を解放した状態からクラッチＣ１の締結力を徐々に増大させることで、車両を後退させることができる。そのため、前後進切替装置を設ける必要がなくなり、システムの小型化を実現することができる。
【００８０】
「実施形態２」
図２２は、本発明の実施形態２に係る動力伝達システムを備えた動力出力システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、実施形態１と比較して、変速機１４に対し並列して設けられた遊星歯車機構２０が、シングルピニオン遊星歯車とダブルピニオン遊星歯車でキャリア及びリングギアが共用化されたラビニオ（Ravigneaux）型遊星歯車機構により構成され、このラビニオ型遊星歯車機構は、サンギアＳＡ，ＳＢ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲを回転要素として有する。サンギアＳＡ，ＳＢは、クラッチＣ５，Ｃ４をそれぞれ介してモータジェネレータ２２と結合可能であり、モータジェネレータ２２からのトルクが伝達可能である。リングギアＲは、チェーン等の伝動装置１９及びクラッチＣ２を介してエンジン１０の出力軸１０−１と結合可能である。キャリアＣＲは、変速機１４の出力軸３６と結合されており、さらに、カウンタギア２１及びクラッチＣ１を介してエンジン１０の出力軸１０−１と結合可能である。なお、図２２では、停止状態のエンジン１０を始動するスタータの図示を省略している。また、図２２は、遊星歯車機構２０の中心軸が変速機１４の出力軸３６と一致する位置に遊星歯車機構２０が配置された例を示している。
【００８１】
クラッチＣ４は、サンギアＳＢとモータジェネレータ２２との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。一方、クラッチＣ５は、サンギアＳＡとモータジェネレータ２２との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。各クラッチＣ４，Ｃ５は、例えば油圧や電磁力を利用して係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、電子制御装置４２からの締結力制御信号ＣＳ＿Ｃ４，ＣＳ＿Ｃ５により各クラッチＣ４，Ｃ５に供給する油圧力や電磁力を制御することで、各クラッチＣ４，Ｃ５の締結力を制御することもできる。
【００８２】
ラビニオ型遊星歯車機構において、サンギアＳＡ，ＳＢ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの４つの回転要素の回転速度は、図２３の共線図に示す共線関係にある。図２３の共線図では、ラビニオ型遊星歯車機構の各回転要素がサンギアＳＡ、リングギアＲ、キャリアＣＲ、サンギアＳＢの順に配列されていることで、エンジン１０に結合可能なリングギアＲ及び変速機１４の出力軸３６に結合されたキャリアＣＲがモータジェネレータ２２に結合可能なサンギアＳＡ，ＳＢ間に配置されている。そして、ラビニオ型遊星歯車機構は２自由度の回転自由度を有する機構であり、サンギアＳＡ，ＳＢ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの４つの回転要素のうち２つの回転要素の回転速度が決まると、残りの２つの回転要素の回転速度も決まる。そのため、モータジェネレータ２２をサンギアＳＡ，ＳＢのいずれか一方に結合した状態でモータジェネレータ２２の動力を決定することで、クラッチＣ２を介してリングギアＲに伝達されたエンジン１０からの動力を、キャリアＣＲから出力して駆動輪４０へ伝達することができる。なお、他の構成については実施形態１と同様であるため説明を省略する。
【００８３】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作について説明する。ただし、説明を省略する動作については実施形態１と同様である。また、以下の説明においても、遊星歯車機構２０のサンギアＳＡ，ＳＢ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの回転方向については、車両が前進するときのキャリアＣＲの回転方向（図２３の共線図の上向き）を正転方向とし、車両が後退するときのキャリアＣＲの回転方向（図２３の共線図の下向き）を逆転方向とする。
【００８４】
変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う場合は、電子制御装置４２は、図２４に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２，Ｃ３を係合状態に制御する。さらに、電子制御装置４２は、図２４に示すように、クラッチＣ５を解放状態に制御するとともにクラッチＣ４を係合状態に制御する。すなわち、クラッチＣ４によりサンギアＳＢとモータジェネレータ２２が結合された状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することができる。
【００８５】
エンジン１０の動力Ｐengにより車両を前進方向に駆動するときは、電子制御装置４２は、図２５の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに正転方向（図２５の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、エンジン１０の動力Ｐengは、図２６に示すように、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方に分配されて伝達される。エンジン１０から遊星歯車機構２０に伝達された動力Ｐinは、モータジェネレータ２２の動力Ｐmgと合成され、この合成された動力Ｐoutが駆動輪４０に伝達される。このとき、リングギアＲに伝達されたエンジン１０からのトルクＴinとサンギアＳＢに伝達されたモータジェネレータ２２からのトルクＴmgを、それらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比１／ρ2となる状態で合成してキャリアＣＲから駆動輪４０へ伝達するトルク合成動作が遊星歯車機構２０により行われる。ただし、ρ2はサンギアＳＢとリングギアＲの歯数比（定数）である。また、エンジン１０から変速機１４に伝達された動力Ｐeng−Ｐinは、変速機１４により変速されて駆動輪４０に伝達される。
【００８６】
このとき、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐin、リングギアＲに伝達される動力Ｐin、モータジェネレータ２２の動力（サンギアＳＢに伝達される動力）Ｐmg、キャリアＣＲに伝達される動力Ｐoutは、それぞれ以下の（５）〜（８）式で表される。
【００８７】
Ｐeng−Ｐin＝（Ｔｅ−Ｔmg／ρ2）×ωeng      （５）
Ｐin＝Ｔmg／ρ2×ωeng      （６）
Ｐmg＝Ｔmg／ρ2×（１／γ＋ρ2／γ−１）×ωeng      （７）
Ｐout＝Ｔmg／ρ2×（１／γ＋ρ2／γ）×ωeng      （８）
【００８８】
一方、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）は、電子制御装置４２は、図２７の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに逆転方向（図２７の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、駆動輪４０の動力は、実施形態１の図８と同様に、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方に分配されて伝達され、遊星歯車機構２０に伝達された動力は、エンジン１０及びモータジェネレータ２２に分配されて伝達される。このとき、キャリアＣＲに伝達された駆動輪４０からのトルクＴoutを、リングギアＲ及びサンギアＳＢにそれらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比１／ρ2となる状態で分配してエンジン１０及びモータジェネレータ２２へそれぞれ伝達するトルク分配動作が遊星歯車機構２０により行われる。また、駆動輪４０から変速機１４に伝達された動力は、エンジン１０に伝達される。なお、モータジェネレータ２２に伝達された動力は、モータジェネレータ２２の回生運転による発電電力に変換される。
【００８９】
さらに、本実施形態において動力配分制御を実行するときには、電子制御装置４２は、図２８に示すように、クラッチＣ４の代わりにクラッチＣ５を係合状態に制御してもよい。すなわち、クラッチＣ５によりサンギアＳＡとモータジェネレータ２２が結合された状態に制御してもよい。その状態でモータジェネレータ２２のトルクを制御することによっても、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御することができる。
【００９０】
より具体的には、電子制御装置４２は、図２９の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＡに逆転方向（図２９の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、エンジン１０の動力Ｐengは、図３０に示すように、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方に分配されて伝達される。エンジン１０から遊星歯車機構２０に伝達された動力Ｐinは、駆動輪４０及びモータジェネレータ２２に分配されて伝達される。このとき、リングギアＲに伝達されたエンジン１０からのトルクＴinを、キャリアＣＲ及びサンギアＳＡにそれらのトルク比Ｔout／Ｔmgが所定比（１−ρ1）／ρ1となる状態で分配して駆動輪４０及びモータジェネレータ２２へそれぞれ伝達するトルク分配動作が遊星歯車機構２０により行われる。ただし、ρ1はサンギアＳＡとリングギアＲの歯数比（定数）である。また、エンジン１０から変速機１４に伝達された動力Ｐeng−Ｐinは、変速機１４により変速されて駆動輪４０に伝達される。なお、モータジェネレータ２２に伝達された動力は、モータジェネレータ２２の回生運転による発電電力に変換される。すなわち、モータジェネレータ２２は、発電機（被動機）として機能する。
【００９１】
このとき、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐin、リングギアＲに伝達される動力Ｐin、モータジェネレータ２２の動力（サンギアＳＢに伝達される動力）Ｐmg、キャリアＣＲに伝達される動力Ｐoutは、それぞれ以下の（９）〜（１２）式で表される。
【００９２】
Ｐeng−Ｐin＝（Ｔｅ−Ｔmg／ρ1）×ωeng      （９）
Ｐin＝Ｔmg／ρ1×ωeng      （１０）
Ｐmg＝Ｔmg／ρ1×（１−１／γ＋ρ1／γ）×ωeng      （１１）
Ｐout＝Ｔmg／ρ1×（１／γ−ρ1／γ）×ωeng      （１２）
【００９３】
クラッチＣ４によりサンギアＳＢとモータジェネレータ２２が結合された状態で動力配分制御を実行しながらエンジン１０の動力Ｐengにより車両を駆動する場合は、サンギアＳＢの回転がリングギアＲの回転と同方向であるときにモータジェネレータ２２は力行運転となり（電動モータとして機能し）、バッテリ１８の放電が行われる。一方、クラッチＣ５によりサンギアＳＡとモータジェネレータ２２が結合された状態で動力配分制御を実行しながらエンジン１０の動力Ｐengにより車両を駆動する場合は、モータジェネレータ２２は回生運転となり（発電機として機能し）、バッテリ１８の充電が行われる。そこで、電子制御装置４２は、動力配分制御を実行するときには、クラッチＣ４，Ｃ５のいずれかを係合するか、すなわちモータジェネレータ２２をサンギアＳＡ，ＳＢのいずれに結合するかを、モータジェネレータ２２に動力を発生させるための電気エネルギーを蓄積するバッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）に基づいて選択することが好ましい。
【００９４】
例えば動力配分制御を実行するときにバッテリ１８のＳＯＣが所定量より高い場合は、電子制御装置４２は、クラッチＣ４を係合する（モータジェネレータ２２をサンギアＳＢに結合する）方を選択する。これによって、エンジン１０からのトルクＴinとモータジェネレータ２２からのトルクＴmgを、それらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比１／ρ2となる状態で合成して駆動輪４０へ伝達するトルク合成動作が遊星歯車機構２０により行われる。一方、動力配分制御を実行するときにバッテリ１８のＳＯＣが所定量より低い場合は、電子制御装置４２は、クラッチＣ５を係合する（モータジェネレータ２２をサンギアＳＡに結合する）方を選択する。これによって、エンジン１０からのトルクＴinを、駆動輪４０及びモータジェネレータ２２へそれらのトルク比Ｔout／Ｔmgが所定比（１−ρ1）／ρ1となる状態で分配して伝達するトルク分配動作が遊星歯車機構２０により行われる。ここでのバッテリ１８のＳＯＣについては、例えば図示しないセンサにより検出されたバッテリ１８の電流及びバッテリ１８の電圧に基づいて推定することができる。なお、モータジェネレータ２２に結合するサンギアＳＡ，ＳＢの切り替えについては、例えば係合された一方のクラッチの締結力を徐々に低下させるとともに解放された他方のクラッチの締結力を徐々に増大させることで行うことができる。また、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御する（動力配分制御を実行する）ときの好適な具体例については、実施形態１で述べた制御を適用することができる。
【００９５】
また、本実施形態では、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比（変速機１４の変速比γ）が所定比であるときには、サンギアＳＡ，ＳＢ同士の回転が同期する。そのときには、電子制御装置４２は、図３１に示すように、クラッチＣ４，Ｃ５の両方を係合してモータジェネレータ２２をサンギアＳＡ，ＳＢの両方に結合することで、サンギアＳＡ，ＳＢ同士をクラッチＣ４，Ｃ５を介して結合することができる。このサンギアＳＡ，ＳＢ同士の結合によって、図３２の共線図に示すように、サンギアＳＡ，ＳＢ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲは一体となって回転する。さらに、図３１に示すように、クラッチＣ２によりエンジン１０と駆動輪４０が遊星歯車機構２０を介して結合された状態では、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することなく、図３３に示すように、遊星歯車機構２０を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することができる。ただし、図３３は、エンジン１０の動力により車両を駆動する場合を示している。なお、サンギアＳＡ，ＳＢ同士の回転が同期するときの変速比γについては、例えばクラッチＣ２とリングギアＲの間に設けられる伝動装置１９のギア比により設定することができる。
【００９６】
図３１では、クラッチＣ３の解放によりエンジン１０と駆動輪４０の変速機１４を介した結合が解除された状態で、定変速比伝達制御を実行する場合を示している。ただし、本実施形態では、クラッチＣ３の係合によりエンジン１０と駆動輪４０が変速機１４を介して結合された状態でも、定変速比伝達制御を実行することができる。そして、変速機１４のトルク伝達容量が電子制御装置４２により制御可能な場合は、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時に、変速機１４のトルク伝達容量を制御することで、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することなく変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御することができる。
【００９７】
例えば、無端ベルト３４を介してプライマリプーリ３０とセカンダリプーリ３２の間で動力伝達を行うことが可能なベルト式無段変速機１４においては、プライマリプーリ３０またはセカンダリプーリ３２へ供給する油圧力によってベルト挟圧力を発生させ、このベルト挟圧力によって無端ベルト３４をプライマリプーリ３０及びセカンダリプーリ３２に押圧した状態で動力伝達を行う。そして、ベルト式無段変速機１４においては、電子制御装置４２は、このベルト挟圧力（無端ベルト３４のプライマリプーリ３０及びセカンダリプーリ３２への押圧力）を制御することで、ベルト式無段変速機１４のトルク伝達容量を制御することができる。すなわち、ベルト式無段変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御することができる。より具体的には、ベルト挟圧力を減少させることで、ベルト式無段変速機１４のトルク伝達容量を減少させることができ、遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を増大させることができる。一方、ベルト挟圧力を増大させることで、ベルト式無段変速機１４のトルク伝達容量を増大させることができ、遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を減少させることができる。なお、ベルト挟圧力の制御により動力配分を制御する際には、電子制御装置４２は、ベルト式無段変速機１４の変速比γをサンギアＳＡ，ＳＢ同士の回転が同期するときの所定比に精度よく制御する必要がある。そのためには、プライマリプーリ３０の可動シーブの入力軸２６方向における位置またはセカンダリプーリ３２の可動シーブの出力軸３６方向における位置をセンサ（図示せず）により検出し、この検出した位置に基づいてベルト式無段変速機１４の変速比γを制御することが好ましい。
【００９８】
また、変速機１４がローラを介して入出力ディスク間で動力伝達を行うことが可能なトロイダル式無段変速機である場合は、ローラが入出力ディスク間に押圧された状態で動力伝達が行われる。その場合、電子制御装置４２は、ローラの入出力ディスクへの押圧力を制御することで、トロイダル式無段変速機のトルク伝達容量を制御することができる。その際には、ローラ傾転角をセンサにより検出し、この検出したローラ傾転角に基づいてトロイダル式無段変速機の変速比γを制御することが好ましい。
【００９９】
なお、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時には、クラッチＣ３の締結力を制御してクラッチＣ３のトルク伝達容量を制御することによっても、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御することができる。
【０１００】
また、エンジン１０の動力を駆動輪４０へ伝達させずにモータジェネレータ２２の動力により車両を駆動するＥＶ走行を行う場合、電子制御装置４２は、図３４に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を解放状態に制御するとともにブレーキＢ１を係合状態に制御する。さらに、電子制御装置４２は、図３４に示すように、クラッチＣ５を解放状態に制御するとともにクラッチＣ４を係合状態に制御することで、サンギアＳＢとモータジェネレータ２２が結合された状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御するＥＶ走行制御を実行する。
【０１０１】
モータジェネレータ２２の動力により車両を前進方向に駆動するときは、電子制御装置４２は、図３５の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに正転方向（図３５の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。一方、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）は、電子制御装置４２は、図３６の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに逆転方向（図３６の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。なお、車両の運動エネルギーを回生するときは、電子制御装置４２は、ブレーキＢ１の代わりにクラッチＣ５を係合してサンギアＳＡ，ＳＢ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲが一体となって回転する状態で、モータジェネレータ２２の回生運転を行うこともできる。
【０１０２】
また、エンジン１０の動力により車両を駆動するときにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストする場合、電子制御装置４２は、図３７に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２を解放状態に制御するとともにクラッチＣ３を係合状態に制御して、変速機１４を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う。さらに、電子制御装置４２は、図３７に示すように、クラッチＣ５を解放状態に制御するとともにクラッチＣ４及びブレーキＢ１を係合状態に制御することで、リングギアＲの回転がロックされ且つサンギアＳＢとモータジェネレータ２２が結合された状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する動力補助制御を実行する。
【０１０３】
エンジン１０の動力により車両を前進方向に駆動するときに車両の要求動力がエンジン１０の動力より大きい場合は、電子制御装置４２は、図３５の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに正転方向（図３５の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。一方、車両の要求動力がエンジン１０の動力より小さい場合は、電子制御装置４２は、図３６の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに逆転方向（図３６の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。また、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）にも、電子制御装置４２は、図３６の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに逆転方向のトルクＴmgを作用させる。なお、車両の運動エネルギーを回生するときは、電子制御装置４２は、ブレーキＢ１の代わりにクラッチＣ５を係合してサンギアＳＡ，ＳＢ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲが一体となって回転する状態で、モータジェネレータ２２の回生運転を行うこともできる。
【０１０４】
また、停止状態の車両を前進方向に駆動する発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、図３８に示すように、エンジン１０が回転駆動している状態で、クラッチＣ１，Ｃ３及びブレーキＢ１を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２を係合状態に制御する。さらに、電子制御装置４２は、図３８に示すように、クラッチＣ５を解放状態に制御するとともにクラッチＣ４を係合状態に制御することで、サンギアＳＢとモータジェネレータ２２が結合された状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、図３９の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳＢに正転方向（図３９の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させることで車両を発進させる。
【０１０５】
また、車両を後退させるリバース走行動作を行うときは、電子制御装置４２は、エンジン１０が回転駆動し、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を解放し且つブレーキＢ１を係合している状態から、図４０に示すように、クラッチＣ１の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０と駆動輪４０をカウンタギア２１を介して結合する。この結合によって、キャリアＣＲに逆転方向のトルクが作用して、エンジン１０の動力が遊星歯車機構２０のキャリアＣＲを介して駆動輪４０に所定変速比で伝達される。
【０１０６】
以上説明した本実施形態の各動作において、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５及びブレーキＢ１の係合／解放をまとめると下表に示すようになる。ただし、下表においても、○は係合、空欄は解放を表す。
【０１０７】
【表２】
2006327570.tif 000005
【０１０８】
以上説明した本実施形態においても、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルク制御により、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐinと遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を能動的に制御することができる。そして、ハイブリッド型の動力出力システムの機能を実現することができるとともに電気系依存度を低減することができる。
【０１０９】
さらに、本実施形態において、動力分配制御を実行するときには、モータジェネレータ２２をサンギアＳＡ，ＳＢのいずれに結合するかを切り替えることで、モータジェネレータ２２の回生運転と力行運転を切り替えることができる。例えばバッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）に基づいてモータジェネレータ２２をサンギアＳＡ，ＳＢのいずれに結合するかを選択することで、バッテリ１８に蓄積される電気エネルギーを適切に制御することができる。
【０１１０】
また、本実施形態において、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比が所定比であるときには、サンギアＳＡ，ＳＢ同士をクラッチＣ４，Ｃ５を介して結合することで、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することなく、遊星歯車機構２０を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行うことができる。例えば変速比が１より小さい増速状態でサンギアＳＡ，ＳＢ同士が結合可能となるように伝動装置１９のギア比を設定することで、軽負荷運転時における動力伝達効率をさらに向上させることができる。さらに、クラッチＣ３が係合された状態では、変速機１４のトルク伝達容量（例えばベルト挟圧力やローラの入出力ディスクへの押圧力）を制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御することができる。
【０１１１】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【０１１２】
図４１は、遊星歯車機構２０の中心軸が変速機１４の入力軸２６と出力軸３６の間となる位置に遊星歯車機構２０が配置された例を示している。遊星歯車機構２０のキャリアＣＲは、チェーン等の伝動装置２３を介して変速機１４の出力軸３６と結合されている。なお、図４１に示す構成例の動作については、図２２に示す構成例と同様である。
【０１１３】
また、各回転要素の回転速度が共線関係にある２自由度の遊星歯車機構２０については、以上に説明したラビニオ型遊星歯車機構の他に、複数の遊星歯車を組み合わせた様々な構成を採り得ることができる。例えば遊星歯車機構を２つの遊星歯車を組み合わせて構成する場合は、一方の遊星歯車における２つの回転要素が他方の遊星歯車における２つの回転要素とそれぞれ結合されていることによっても、４つの回転要素の回転速度が共線関係にある２自由度の遊星歯車機構を得ることができる。このように、本実施形態の遊星歯車機構については、遊星歯車機構が２自由度の回転自由度を有するように、各遊星歯車の回転要素のいずれかが他の遊星歯車の回転要素のいずれかと結合または共用化された構成を採り得ることができる。
【０１１４】
また、本実施形態では、サンギアＳＢを省略して遊星歯車機構２０をダブルピニオン遊星歯車で構成するとともに、クラッチＣ４，Ｃ５を省略してモータジェネレータ２２をサンギアＳＡに結合することもできる。その場合は、エンジン１０からのトルクが駆動輪４０及びモータジェネレータ２２に分配されるため、モータジェネレータ２２は発電機（被動機）として機能する。そして、エンジン１０の出力軸１０−１に連結されたモータジェネレータを別に設けて電動モータ（原動機）として機能させることもできる。
【０１１５】
「実施形態３」
図４２は、本発明の実施形態３に係る動力伝達システムを備えた動力出力システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、実施形態１と比較して、クラッチＣ１は、エンジン１０の出力軸１０−１とキャリアＣＲ（駆動輪４０）の伝動装置２５を介した結合及びその解除を行うことが可能である。ここでの伝動装置２５は、例えばチェーン等により構成することができ、変速機１４に対し並列して設けられている。このように、本実施形態では、エンジン１０からの動力をクラッチＣ１及び伝動装置２５を介して所定変速比で駆動輪４０へ伝達することが可能な第３動力伝達経路が設けられている。なお、他の構成については実施形態１と同様である。
【０１１６】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作について説明する。ただし、説明を省略する動作については実施形態１，２と同様である。
【０１１７】
変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う場合は、電子制御装置４２は、図４３に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２，Ｃ３を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルクを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することができる。
【０１１８】
また、本実施形態では、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比（変速機１４の変速比γ）が所定比であるときには、電子制御装置４２は、図４４に示すように、クラッチＣ１を係合することでエンジン１０とキャリアＣＲ（駆動輪４０）を伝動装置２５を介して結合することができる。この結合によって、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することなく、伝動装置２５を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することができる。そして、本実施形態では、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時には、ブレーキＢ１の係合によりリングギアＲの回転をロックした状態でモータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることもできる。なお、クラッチＣ１が係合可能となる変速比γについては、例えばクラッチＣ１とキャリアＣＲ（変速機１４の出力軸３６）の間に設けられる伝動装置２５のギア比により設定することができる。
【０１１９】
図４４では、クラッチＣ３の解放によりエンジン１０と駆動輪４０の変速機１４を介した結合が解除された状態で、定変速比伝達制御を実行する場合を示している。ただし、本実施形態でも、クラッチＣ３の係合によりエンジン１０と駆動輪４０が変速機１４を介して結合された状態で、定変速比伝達制御を実行することができる。そして、変速機１４のトルク伝達容量が電子制御装置４２により制御可能な場合は、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時に、変速機１４のトルク伝達容量を制御することで、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することなく変速機１４に伝達される動力と伝動装置２５に伝達される動力の配分を制御することができる。ここでの変速機１４のトルク伝達容量の制御の具体例については、実施形態２と同様である。また、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時には、クラッチＣ３の締結力を制御してクラッチＣ３のトルク伝達容量を制御することによっても、変速機１４に伝達される動力と伝動装置２５に伝達される動力の配分を制御することができる。
【０１２０】
また、エンジン１０の動力を駆動輪４０へ伝達させずにモータジェネレータ２２の動力により車両を駆動するＥＶ走行を行う場合、電子制御装置４２は、図４５に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を解放状態に制御するとともにブレーキＢ１を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御するＥＶ走行制御を実行する。
【０１２１】
また、エンジン１０の動力により車両を駆動するときにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストする場合、電子制御装置４２は、図４６に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２を解放状態に制御するとともにクラッチＣ３及びブレーキＢ１を係合状態に制御して、変速機１４を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う。その状態で、電子制御装置４２は、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する動力補助制御を実行する。
【０１２２】
また、停止状態の車両を前進方向に駆動する発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、図４７に示すように、エンジン１０が回転駆動している状態で、クラッチＣ１，Ｃ３及びブレーキＢ１を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに正転方向のトルクＴmgを作用させることで車両を発進させる。
【０１２３】
また、車両を後退させるリバース走行動作を行うときは、電子制御装置４２は、図４５に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を解放状態に制御するとともにブレーキＢ１を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、図４８の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりサンギアＳに逆転方向（図４８の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させることで、車両を後退させる。このように、本実施形態では、ＥＶ走行制御によりリバース走行動作を行う。
【０１２４】
以上説明した本実施形態の各動作において、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１の係合／解放をまとめると下表に示すようになる。ただし、下表においても、○は係合、空欄は解放を表す。
【０１２５】
【表３】
2006327570.tif 000006
【０１２６】
以上説明した本実施形態においても、実施形態１，２と同様に、モータジェネレータ２２のトルク制御により、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御することができる。そして、ハイブリッド型の動力出力システムの機能を実現することができるとともに電気系依存度を低減することができる。
【０１２７】
さらに、本実施形態において、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比が所定比であるときには、クラッチＣ１の係合により、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することなく、伝動装置２５を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行うことができる。例えば変速比が１より小さい増速状態でクラッチＣ１が係合可能となるように伝動装置２５のギア比を設定することで、軽負荷運転時における動力伝達効率をさらに向上させることができる。さらに、クラッチＣ３が係合された状態では、変速機１４のトルク伝達容量（例えばベルト挟圧力やローラの入出力ディスクへの押圧力）を制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御することができる。
【０１２８】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【０１２９】
図４９は、伝動装置２５としてカウンタギアを用いた例を示している。また、図５０は、遊星歯車機構２０の中心軸が変速機１４の入力軸２６と出力軸３６の間となる位置に遊星歯車機構２０が配置された例を示している。ここで、クラッチＣ１と変速機１４の出力軸３６の間に設けられた伝動装置２５については、カウンタギア及びチェーンを用いて構成されている。なお、図４９，５０に示す構成例の動作については、図４２に示す構成例と同様である。
【０１３０】
「実施形態４」
図５１は、本発明の実施形態４に係る動力伝達システムを備えた動力出力システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、実施形態１と比較して、遊星歯車機構２０は、サンギアＳ１、キャリアＣＲ１、及びリングギアＲ１を回転要素として有するダブルピニオン遊星歯車により構成されている。そして、遊星歯車機構２０は、変速機１４に対し並列に設けられたチェーン等の伝動装置２７を介して遊星歯車機構５０に結合されている。遊星歯車機構５０は、サンギアＳ２、キャリアＣＲ２、及びリングギアＲ２を回転要素として有するシングルピニオン遊星歯車により構成されている。キャリアＣＲ１は、モータジェネレータ２２と結合されており、モータジェネレータ２２からのトルクが伝達可能である。サンギアＳ１は、クラッチＣ２を介してエンジン１０の出力軸１０−１と結合可能であり、エンジン１０からのトルクが伝達可能である。リングギアＲ１は、伝動装置２７を介してサンギアＳ２と結合されている。キャリアＣＲ２は、変速機１４の出力軸３６と結合されている。サンギアＳ２は、クラッチＣ６を介して変速機１４の出力軸３６及びキャリアＣＲ２と結合可能である。なお、遊星歯車機構２０，５０は、ともに２自由度の回転自由度を有する機構である。また、図５１は、遊星歯車機構２０の中心軸が変速機１４の入力軸２６と一致する位置に遊星歯車機構２０が配置され、遊星歯車機構５０の中心軸が変速機１４の出力軸３６と一致する位置に遊星歯車機構５０が配置された例を示している。
【０１３１】
クラッチＣ１は、その係合／解放により、エンジン１０の出力軸１０−１とリングギアＲ１（サンギアＳ２）の結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ２は、その係合／解放により、エンジン１０の出力軸１０−１とサンギアＳ１の結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ３は、その係合／解放により、エンジン１０の出力軸１０−１と変速機１４の入力軸２６の結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ６は、その係合／解放により、キャリアＣＲ２とサンギアＳ２の結合及びその解除を行うことが可能である。ブレーキＢ１は、その係合／解放により、サンギアＳ１の回転の拘束及びその解除を行うことが可能である。ブレーキＢ２は、その係合／解放により、リングギアＲ２の回転の拘束及びその解除を行うことが可能である。ここでのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６及びブレーキＢ１，Ｂ２の各々は、例えば油圧や電磁力を利用して係合／解放を切り替えることが可能である。さらに、電子制御装置４２からの締結力制御信号ＣＳ＿Ｃ１，ＣＳ＿Ｃ２，ＣＳ＿Ｃ３，ＣＳ＿Ｃ６，ＣＳ＿Ｂ１，ＣＳ＿Ｂ２によりクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６及びブレーキＢ１，Ｂ２の各々に供給する油圧力や電磁力を制御することで、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６及びブレーキＢ１，Ｂ２の各々の締結力を制御することもできる。
【０１３２】
このように、本実施形態では、エンジン１０からの動力をクラッチＣ２と遊星歯車機構２０と伝動装置２７と遊星歯車機構５０を介して駆動輪４０へ伝達することが可能な第２動力伝達経路と、エンジン１０からの動力をクラッチＣ１と伝動装置２７と遊星歯車機構５０を介して所定変速比で駆動輪４０へ伝達することが可能な第３動力伝達経路と、が設けられている。なお、他の構成については実施形態１と同様である。
【０１３３】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作について説明する。ただし、説明を省略する動作については実施形態１〜３と同様である。
【０１３４】
変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う場合は、電子制御装置４２は、図５２に示すように、クラッチＣ１及びブレーキＢ１，Ｂ２を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ６を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を制御する動力配分制御を実行することができる。
【０１３５】
エンジン１０の動力により車両を前進方向に駆動するときは、電子制御装置４２は、図５３の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に正転方向（図５３の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、エンジン１０の動力は、図５４に示すように、変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方に分配されて伝達され、遊星歯車機構２０に伝達された動力はモータジェネレータ２２の動力と合成される。そして、この合成された動力が、サンギアＳ２とキャリアＣＲ２とリングギアＲ２とが一体となって回転する遊星歯車機構５０を介して駆動輪４０に伝達される。その際には、サンギアＳ１に伝達されたエンジン１０からのトルクとキャリアＣＲ１に伝達されたモータジェネレータ２２からのトルクを、それらのトルク比が所定比ρ1／（１−ρ1）となる状態で合成してリングギアＲ１から駆動輪４０へ伝達するトルク合成動作が遊星歯車機構２０により行われる。なお、図５３の共線図において、ρ1はサンギアＳ１とリングギアＲ１の歯数比（定数）、ωr1はリングギアＲ１の回転速度、γredはサンギアＳ２とリングギアＲ１の歯数比（定数）である。一方、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に逆転方向（図５３の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。さらに、本実施形態において動力配分制御を実行するときには、電子制御装置４２は、クラッチＣ６の代わりにブレーキＢ２を係合状態に制御してもよい。その場合は、リングギアＲ１からサンギアＳ２に伝達された動力は、図５５の共線図に示すように、変速比（１＋ρ2）／ρ2で変速（減速）されてから変速機１４の出力軸３６に伝達される。ただし、ρ2はサンギアＳ２とリングギアＲ２の歯数比（定数）である。
【０１３６】
また、本実施形態では、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比（変速機１４の変速比γ）が所定比（１＋ρ2）／ρ2×γredであるときには、電子制御装置４２は、図５６に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２及びブレーキＢ２を係合することで、エンジン１０と変速機１４の出力軸３６（駆動輪４０）を伝動装置２７及び遊星歯車機構５０を介して結合することができる。この結合によって、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することなく、伝動装置２７及び遊星歯車機構５０を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することができる。この定変速比伝達制御の実行時にエンジン１０の動力により車両を駆動する場合は、図５７，５８に示すように、エンジン１０の動力ＴE×ωr1は、所定変速比（１＋ρ2）／ρ2×γredで変速機１４の出力軸３６に伝達されてから駆動輪４０に伝達される。さらに、本実施形態では、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比が所定比γredであるときにも、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ６を係合することで、図５９に示すように、エンジン１０の動力ＴE×ωr1を伝動装置２７及び遊星歯車機構５０を介して変速機１４の出力軸３６に所定変速比γredで伝達することができる。すなわち、定変速比伝達制御を実行することができる。
【０１３７】
図５６では、クラッチＣ３の解放によりエンジン１０と駆動輪４０の変速機１４を介した結合が解除された状態で、定変速比伝達制御を実行する場合を示している。ただし、本実施形態でも、クラッチＣ３の係合によりエンジン１０と駆動輪４０が変速機１４を介して結合された状態で、定変速比伝達制御を実行することができる。そして、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時に、変速機１４のトルク伝達容量を制御することで、変速機１４に伝達される動力と伝動装置２７（遊星歯車機構５０）に伝達される動力の配分を制御することができる。ここでの変速機１４のトルク伝達容量の制御の具体例については、実施形態２と同様である。また、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時には、クラッチＣ３のトルク伝達容量を制御することによっても、変速機１４に伝達される動力と伝動装置２７に伝達される動力の配分を制御することができる。
【０１３８】
また、エンジン１０の動力を駆動輪４０へ伝達させずにモータジェネレータ２２の動力により車両を駆動するＥＶ走行を行う場合、電子制御装置４２は、図６０に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６を解放状態に制御するとともにブレーキＢ１，Ｂ２を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御するＥＶ走行制御を実行する。
【０１３９】
モータジェネレータ２２の動力により車両を前進方向に駆動するときは、電子制御装置４２は、図６１の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に正転方向（図６１の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の力行運転が行われ、図６２に示すように、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０，５０により変速（減速）されて駆動輪４０に伝達される。一方、車両の運動エネルギーを回生するとき（車両の減速運転時）は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に逆転方向（図６１の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。さらに、本実施形態においてＥＶ走行制御を実行するときには、電子制御装置４２は、ブレーキＢ２の代わりにクラッチＣ６を係合状態に制御してもよい。その場合は、図６３の共線図に示すように、遊星歯車機構５０のサンギアＳ２とキャリアＣＲ２とリングギアＲ２は一体となって回転する。
【０１４０】
また、エンジン１０の動力により車両を駆動するときにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストする場合、電子制御装置４２は、図６４に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ６を解放状態に制御するとともにクラッチＣ３及びブレーキＢ１，Ｂ２を係合状態に制御して、変速機１４を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する動力補助制御を実行する。
【０１４１】
エンジン１０の動力により車両を前進方向に駆動するときに車両の要求動力がエンジン１０の動力より大きい場合は、電子制御装置４２は、図６１の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に正転方向（図６１の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の力行運転が行われ、図６５に示すように、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０，５０により変速（減速）されて駆動輪４０に伝達される。一方、車両の要求動力がエンジン１０の動力より小さい場合や車両の運動エネルギーを回生する場合は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に逆転方向（図６１の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。さらに、本実施形態において動力補助制御を実行するときには、電子制御装置４２は、ブレーキＢ２の代わりにクラッチＣ６を係合状態に制御してもよい。その場合は、図６３の共線図に示すように、遊星歯車機構５０のサンギアＳ２とキャリアＣＲ２とリングギアＲ２は一体となって回転する。
【０１４２】
さらに、本実施形態において動力補助制御を実行するときには、電子制御装置４２は、図６６に示すように、クラッチＣ６やブレーキＢ２の代わりにクラッチＣ１を係合状態に制御することで、リングギアＲ１と変速機１４の入力軸２６（エンジン１０の出力軸１０−１）を結合することもできる。車両の要求動力がエンジン１０の動力より小さい場合は、電子制御装置４２は、図６７の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に逆転方向（図６７の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の回生運転が行われ、図６８に示すように、エンジン１０の動力の一部が遊星歯車機構２０を介してモータジェネレータ２２に伝達されてモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。一方、車両の要求動力がエンジン１０の動力より大きい場合は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に正転方向（図６７の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の力行運転が行われ、図６８に示すように、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０を介して変速機１４に伝達され、エンジン１０の動力とともに変速されて駆動輪４０に伝達される。
【０１４３】
また、停止状態の車両を前進方向に駆動する発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、図６９に示すように、エンジン１０が回転駆動している状態で、クラッチＣ１，Ｃ３，Ｃ６及びブレーキＢ１を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２及びブレーキＢ２を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、図７０の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に正転方向（図７０の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、リングギアＲ１から遊星歯車機構５０を介して駆動輪４０にトルクを作用させて車両を発進させる。その際に、リングギアＲ１からサンギアＳ２に伝達された動力は、図７０の共線図に示すように、変速比（１＋ρ2）／ρ2で変速（減速）されてから変速機１４の出力軸３６に伝達されるため、駆動輪４０のトルクを増大させることができる。また、図７１に示すように、エンジン１０から遊星歯車機構２０のサンギアＳ１に伝達された動力は、モータジェネレータ２２に伝達されてモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。
【０１４４】
また、車両を後退させるリバース走行動作を行うときは、電子制御装置４２は、図６０に示すように、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６を解放状態に制御するとともにブレーキＢ１，Ｂ２を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に逆転方向のトルクＴmgを作用させることで、車両を後退させる。このように、本実施形態では、ＥＶ走行制御によりリバース走行動作を行う。さらに、本実施形態においてリバース走行動作を行うときには、電子制御装置４２は、ブレーキＢ２の代わりにクラッチＣ６を係合状態に制御してもよい。
【０１４５】
また、本実施形態では、車両が停止した状態でエンジン１０の動力を用いてモータジェネレータ２２の発電を行う停止発電動作を実行することもできる。この停止発電動作を実行する場合、電子制御装置４２は、図７２に示すように、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ６及びブレーキＢ２を解放状態に制御するとともにクラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、図７３の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に逆転方向（図７３の共線図の下向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の回生運転が行われ、図７４に示すように、エンジン１０の動力が遊星歯車機構２０を介してモータジェネレータ２２に伝達されてモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。
【０１４６】
また、本実施形態では、モータジェネレータ２２の動力を用いて停止状態のエンジン１０を始動するエンジン始動動作を実行することもできる。このエンジン始動動作を実行する場合、電子制御装置４２は、図７２に示すように、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ６及びブレーキＢ２を解放状態に制御するとともにクラッチＣ１及びブレーキＢ１を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、図７５の共線図の矢印に示すように、モータジェネレータ２２のトルク制御によりキャリアＣＲ１に正転方向（図７５の共線図の上向き）のトルクＴmgを作用させる。これによって、モータジェネレータ２２の力行運転が行われ、図７６に示すように、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０にて変速（減速）されてからエンジン１０に伝達されることで、エンジン１０のクランキングが行われる。
【０１４７】
以上説明した本実施形態の各動作において、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ６及びブレーキＢ１，Ｂ２の係合／解放をまとめると下表に示すようになる。ただし、下表においても、○は係合、空欄は解放を表す。
【０１４８】
【表４】
2006327570.tif 000007
【０１４９】
以上説明した本実施形態においても、実施形態１〜３と同様に、モータジェネレータ２２のトルク制御により、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御することができる。そして、ハイブリッド型の動力出力システムの機能を実現することができるとともに電気系依存度を低減することができる。
【０１５０】
さらに、本実施形態においては、クラッチＣ６とブレーキＢ２のいずれを係合するかを切り替えることで、遊星歯車機構５０における変速比を変化させることができる。例えば発進動作の際には、ブレーキＢ２の方を係合することで、リングギアＲ１からサンギアＳ２に伝達された動力を減速して駆動輪４０へ伝達することができるので、発進時における駆動輪４０のトルクを増大させることができる。さらに、クラッチＣ６とブレーキＢ２のいずれを係合するかを選択することで、定変速比伝達制御を実行するときの変速比を選択することができる。
【０１５１】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【０１５２】
図７７に示す構成例においては、図５１に示す構成例と比較して、遊星歯車機構５０とクラッチＣ６とブレーキＢ２が省略されており、遊星歯車機構２０（リングギアＲ１）が伝動装置２７を介して変速機１４の出力軸３６と結合されている。これによって、エンジン１０からの動力をクラッチＣ２と遊星歯車機構２０と伝動装置２７を介して駆動輪４０へ伝達することが可能な第２動力伝達経路と、エンジン１０からの動力をクラッチＣ１と伝動装置２７を介して所定変速比で駆動輪４０へ伝達することが可能な第３動力伝達経路と、が配設される。なお、他の構成については図５１に示す構成例と同様である。
【０１５３】
図７７に示す構成例の各動作におけるクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１の係合／解放については、下表に示すようになる。ただし、下表においても、○は係合、空欄は解放を表す。図７７に示す構成例によれば、実施形態３と比較して、変速機１４に対し並列に設けられる伝動装置の数を削減することができる。なお、モータジェネレータ２２の制御等のクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１の係合／解放以外の制御については、図５１に示す構成例と同様である。
【０１５４】
【表５】
2006327570.tif 000008
【０１５５】
「実施形態５」
図７８は、本発明の実施形態５に係る動力伝達システムを備えた動力出力システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、実施形態１と比較して、エンジン１０の出力軸１０−１が遊星歯車機構２０のリングギアＲに結合されており、エンジン１０からのトルクがリングギアＲに伝達される。そして、クラッチＣ２は、その係合／解放により、遊星歯車機構２０のキャリアＣＲと駆動輪４０（変速機１４の出力軸３６）の結合及びその解除を行うことが可能である。このクラッチＣ２により、エンジン１０と駆動輪４０の遊星歯車機構２０を介した結合及びその解除を行うことが可能である。本実施形態においても、エンジン１０からの動力をクラッチＣ３及び変速機１４を介して駆動輪４０へ伝達することが可能な第１動力伝達経路と、エンジン１０からの動力を遊星歯車機構２０及びクラッチＣ２を介して駆動輪４０へ伝達することが可能な第２動力伝達経路と、が設けられている。
【０１５６】
さらに、本実施形態においては、クラッチＣ７，Ｃ８及びブレーキＢ３が設けられている。ここでのクラッチＣ７，Ｃ８及びブレーキＢ３の各々についても、例えば油圧や電磁力を利用して係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチＣ７，Ｃ８及びブレーキＢ３の各々に供給する油圧力や電磁力を制御することで、クラッチＣ７，Ｃ８及びブレーキＢ３の各々の締結力を制御することもできる。
【０１５７】
クラッチＣ７は、その係合／解放により、遊星歯車機構２０のサンギアＳ（モータジェネレータ２２）と変速機１４の入力軸２６の結合及びその解除を行うことが可能である。このクラッチＣ７により、サンギアＳ（モータジェネレータ２２）と駆動輪４０の変速機１４を介した結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ８は、その係合／解放により、遊星歯車機構２０のキャリアＣＲとリングギアＲの結合及びその解除を行うことが可能である。このクラッチＣ８の係合により、遊星歯車機構２０のサンギアＳとキャリアＣＲとリングギアＲをエンジン１０及びモータジェネレータ２２と連動させて一体で回転させる、つまり遊星歯車機構２０を直結状態に切り替えることが可能である。そして、電子制御装置４２は、クラッチＣ２を介したキャリアＣＲと駆動輪４０の結合を解除し、クラッチＣ８の係合により遊星歯車機構２０を直結状態に切り替え、且つクラッチＣ７の係合によりサンギアＳと駆動輪４０を変速機１４を介して結合することで、エンジン１０からのトルクを変速機１４で変速して駆動輪４０へ伝達することができる。
【０１５８】
ブレーキＢ３は、その係合／解放により、キャリアＣＲの回転の拘束及びその解除を行うことが可能である。遊星歯車機構２０は、ブレーキＢ３の係合によりキャリアＣＲの回転が拘束されている場合に、エンジン１０からリングギアＲに伝達されたトルクをサンギアＳへその方向を逆転させて伝達することができる。そして、電子制御装置４２は、クラッチＣ２を介したキャリアＣＲと駆動輪４０の結合を解除し、ブレーキＢ３の係合によりキャリアＣＲの回転を拘束し、且つクラッチＣ７の係合によりサンギアＳと駆動輪４０を変速機１４を介して結合することで、エンジン１０からのトルクを遊星歯車機構２０でその方向を逆転させてから変速機１４を介して駆動輪４０へ伝達することができる。このように、本実施形態では、遊星歯車機構２０を前後進切替機構として機能させることができる。なお、他の構成については実施形態１と同様である。
【０１５９】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作について説明する。ただし、説明を省略する動作については実施形態１〜４と同様である。
【０１６０】
変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う場合は、電子制御装置４２は、クラッチＣ７，Ｃ８及びブレーキＢ３を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２，Ｃ３を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルクを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御する（動力配分制御を実行する）ことができる。
【０１６１】
また、本実施形態では、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比（変速機１４の変速比γ）が所定比であるときには、電子制御装置４２は、クラッチＣ８を係合し（遊星歯車機構２０を直結状態に切り替え）且つクラッチＣ２を係合することで、エンジン１０と駆動輪４０を直結状態の遊星歯車機構２０を介して結合することができる。この結合によって、電子制御装置４２は、遊星歯車機構２０を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することができる。そして、電子制御装置４２は、定変速比伝達制御の実行時には、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、モータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることもできる。なお、クラッチＣ２，Ｃ８が係合可能となる変速比γについては、例えば遊星歯車機構２０（キャリアＣＲ）と変速機１４の出力軸３６の間に設けられる伝動装置（カウンタギア２８，２９）のギア比により設定することができる。
【０１６２】
また、停止状態の車両を前進方向に駆動する（停止状態の駆動輪４０を正転方向に駆動する）発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ８及びブレーキＢ３を解放状態に制御するとともにクラッチＣ７を係合状態に制御する。つまり、モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６に結合し、モータジェネレータ２２と駆動輪４０を変速機１４を介して結合する。その状態で、電子制御装置４２は、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する第１正転駆動制御を実行することで、車両を前進方向に発進させることができる。車両の発進後は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する（ＥＶ走行制御を実行する）ことで、ＥＶ走行を行うことができる。本実施形態では、モータジェネレータ２２の動力を変速機１４で変速（減速）して駆動輪４０へ伝達することができるので、発進時やＥＶ走行時に駆動輪４０のトルクを増大させることができる。
【０１６３】
本実施形態では、車両を前進方向に駆動する発進動作を行うときには、モータジェネレータ２２のトルクの他にエンジン１０のトルクも利用することもできる。その場合、電子制御装置４２は、エンジン１０が回転駆動している状態で、クラッチＣ２，Ｃ３及びブレーキＢ３を解放状態に制御するとともにクラッチＣ８を係合状態に制御する。つまり、クラッチＣ２を介したキャリアＣＲと駆動輪４０の結合を解除し、且つ遊星歯車機構２０を直結状態に切り替えてサンギアＳとキャリアＣＲとリングギアＲをエンジン１０及びモータジェネレータ２２と連動させて一体で回転させる。その状態で、電子制御装置４２は、クラッチＣ７の締結力を徐々に増大させてサンギアＳと駆動輪４０を変速機１４を介して結合することで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する第２正転駆動制御を実行する。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して車両を前進方向に発進させることができる。車両の発進後は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する（動力補助制御を実行する）ことで、エンジン１０の動力により車両を駆動するとともにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることができる。この場合は、エンジン１０及びモータジェネレータ２２の動力を変速機１４で変速（減速）して駆動輪４０へ伝達することができるので、発進時やアシスト時に駆動輪４０のトルクを増大させることができる。
【０１６４】
次に、電子制御装置４２により発進動作を行う場合の好適な具体例について、図７９のフローチャートを用いて説明する。図７９のフローチャートは、発進動作が行われる度に実行される。
【０１６５】
まずステップＳ１０１では、電子制御装置４２は、変速機１４の入力軸２６の要求トルク（変速機１４への入力要求トルク）Ｔｒｅｑの絶対値が設定値Ｔｍａｘ（Ｔｍａｘ＞０）以下であるか否かを判定する。ここでの要求トルクＴｒｅｑについては、例えば図示しないセンサにより検出されたアクセル開度及び車速（駆動輪４０の回転速度）から設定することができる。そして、ここでの設定値Ｔｍａｘについては、モータジェネレータ２２が出力可能なトルクの最大値として設定することができ、例えばバッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）から設定することができる。要求トルクＴｒｅｑの絶対値が設定値Ｔｍａｘ以下である場合（ステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０２に進む。一方、要求トルクＴｒｅｑの絶対値が設定値Ｔｍａｘよりも大きい場合（ステップＳ１０１の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１０３に進む。
【０１６６】
ステップＳ１０２では、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクのみで発進動作を行うことが可能であると判定し、前述の第１正転駆動制御を実行することで発進動作を行う方を選択する。つまり、ここでは、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ８及びブレーキＢ３を解放状態に制御する。さらに、クラッチＣ７をスリップさせることなく係合状態に制御する。その状態で、モータジェネレータ２２のトルク制御により駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させる。これによって、エンジン１０のトルクを用いることなくモータジェネレータ２２のトルクのみを用いて発進動作を行う。
【０１６７】
一方、ステップＳ１０３では、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２のトルクのみで発進動作を行うことが困難であると判定し、前述の第２正転駆動制御を実行することで発進動作を行う方を選択する。つまり、ここでは、クラッチＣ２，Ｃ３及びブレーキＢ３を解放状態に制御し、クラッチＣ８を係合状態に制御する。その状態で、クラッチＣ７のスリップ制御を行いながらクラッチＣ７の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、モータジェネレータ２２のトルク制御により駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させる。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を用いて発進動作を行う。このように、本実施形態では、発進動作を行う場合に、変速機１４の入力軸２６の要求トルクＴｒｅｑに基づいて第１正転駆動制御と第２正転駆動制御のいずれか１つを選択的に実行することができる。なお、図７９のフローチャートでは、変速機１４の入力軸２６の要求トルクＴｒｅｑを設定して用いる代わりに、駆動輪４０の要求トルクを設定して用いることもできる。駆動輪４０の要求トルクについても、例えばアクセル開度及び車速から設定することができる。
【０１６８】
また、停止状態の車両を後進方向に駆動する（停止状態の駆動輪４０を逆転方向に駆動する）リバース発進動作を行うときにも、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ８及びブレーキＢ３を解放状態に制御するとともにクラッチＣ７を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する第１逆転駆動制御を実行することで、車両を後進方向にリバース発進させることができる。車両のリバース発進後は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する（ＥＶ走行制御を実行する）ことで、ＥＶ走行によるリバース走行を行うことができる。本実施形態では、モータジェネレータ２２の動力を変速機１４で変速（減速）して駆動輪４０へ伝達することができるので、リバース発進時やリバース走行時に駆動輪４０のトルクを増大させることができる。
【０１６９】
本実施形態では、リバース発進動作を行うときにも、モータジェネレータ２２のトルクの他にエンジン１０のトルクも利用することもできる。その場合、電子制御装置４２は、エンジン１０が回転駆動している状態で、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ８を解放状態に制御するとともにブレーキＢ３を係合状態に制御する。つまり、クラッチＣ２を介したキャリアＣＲと駆動輪４０の結合を解除し、且つキャリアＣＲの回転を拘束する。その状態で、電子制御装置４２は、クラッチＣ７の締結力を徐々に増大させてサンギアＳと駆動輪４０を変速機１４を介して結合することで、エンジン１０のトルクを遊星歯車機構２０でその方向を逆転させてから駆動輪４０へ伝達するとともに、駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する第２逆転駆動制御を実行する。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して車両を後進方向にリバース発進させることができる。車両のリバース発進後は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する（動力補助制御を実行する）ことで、エンジン１０の動力によりリバース走行を行うとともにモータジェネレータ２２の動力によりリバース走行をアシストすることができる。この場合は、エンジン１０及びモータジェネレータ２２の動力を変速機１４で変速（減速）して駆動輪４０へ伝達することができるので、リバース発進時やアシスト時に駆動輪４０のトルクを増大させることができる。なお、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ８が解放され且つクラッチＣ７及びブレーキＢ３が係合された状態では、エンジン１０の動力のみを用いてリバース走行を行うこともできる。
【０１７０】
このように、本実施形態では、クラッチＣ７を係合することで、発進動作及びリバース発進動作の両方を行うことが可能となる。つまり、発進動作を行う場合とリバース発進動作を行う場合とで、係合させるクラッチを共通化することができる。したがって、発進動作を行う場合とリバース発進動作を行う場合とで、クラッチＣ７を係合する制御方法を統一化することができる。したがって、電子制御装置４２によりリバース発進動作を行う場合の好適な具体例については、図７９のフローチャートと同様の処理を適用することができる。
【０１７１】
より具体的には、電子制御装置４２は、変速機１４の入力軸２６の要求トルク（変速機１４への入力要求トルク）Ｔｒｅｑの絶対値が設定値Ｔｍａｘ以下であるときは、前述の第１逆転駆動制御を実行する方を選択する。つまり、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ８及びブレーキＢ３を解放状態に制御する。さらに、クラッチＣ７をスリップさせることなく係合状態に制御する。その状態で、モータジェネレータ２２のトルク制御により駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させる。これによって、エンジン１０のトルクを用いることなくモータジェネレータ２２のトルクのみを用いてリバース発進動作を行う。
【０１７２】
一方、電子制御装置４２は、変速機１４の入力軸２６の要求トルクＴｒｅｑの絶対値が設定値Ｔｍａｘよりも大きいときは、前述の第２逆転駆動制御を実行する方を選択する。つまり、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ８を解放状態に制御し、ブレーキＢ３を係合状態に制御する。その状態で、クラッチＣ７のスリップ制御を行いながらクラッチＣ７の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを遊星歯車機構２０でその方向を逆転させてから駆動輪４０に伝達するとともに、モータジェネレータ２２のトルク制御により駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させる。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を用いてリバース発進動作を行う。このように、本実施形態では、リバース発進動作を行う場合に、変速機１４の入力軸２６の要求トルクＴｒｅｑに基づいて第１逆転駆動制御と第２逆転駆動制御のいずれか１つを選択的に実行することができる。なお、変速機１４の入力軸２６の要求トルクＴｒｅｑを設定して用いる代わりに、駆動輪４０の要求トルクを設定して用いることもできる。
【０１７３】
なお、本実施形態では、クラッチＣ３を係合することによっても、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して発進動作を行うことができる。その場合、電子制御装置４２は、エンジン１０が回転駆動している状態で、クラッチＣ２，Ｃ８及びブレーキＢ３を解放状態に制御するとともにクラッチＣ７を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、クラッチＣ３の締結力を徐々に増大させてエンジン１０と駆動輪４０を変速機１４を介して結合することで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する。これによって、車両を前進方向に発進させることができる。車両の発進後は、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する（動力補助制御を実行する）ことで、エンジン１０の動力により車両を駆動するとともにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることができる。この場合も、エンジン１０及びモータジェネレータ２２の動力を変速機１４で変速（減速）して駆動輪４０へ伝達することができるので、発進時やアシスト時に駆動輪４０のトルクを増大させることができる。
【０１７４】
また、本実施形態では、モータジェネレータ２２の動力を用いて停止状態のエンジン１０を始動するエンジン始動制御を実行することもできる。このエンジン始動制御を実行する場合、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ７及びブレーキＢ３を解放状態に制御するとともに、クラッチＣ８を係合状態に制御することで遊星歯車機構２０を直結状態に切り替える。その状態で、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２の力行運転によりモータジェネレータ２２の動力をエンジン１０へ伝達することで、エンジン１０のクランキングを行う。これによって、エンジン１０の始動を行うことができる。
【０１７５】
以上説明した本実施形態の各動作において、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ７，Ｃ８及びブレーキＢ３の係合／解放をまとめると下表に示すようになる。ただし、下表においても、○は係合、空欄は解放を表す。そして、△→○は、クラッチのスリップ制御を行いながらクラッチを徐々に係合させる場合を表す。
【０１７６】
【表６】
2006327570.tif 000009
【０１７７】
リバース発進時やリバース走行時に駆動輪４０のトルクを増大させるためには、トルクの方向を逆転させることが可能な前後進切替機構（遊星歯車機構）を設け、エンジン１０のトルクを前後進切替機構でその方向を逆転させて変速機（ＣＶＴ）１４を介して駆動輪４０へ伝達できることが望ましい。しかし、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路に伝達される動力の配分を調整するための遊星歯車機構２０とは別に前後進切替機構を設けると、システムの構成の複雑化を招き、車両への搭載性が悪化する。これに対して本実施形態では、動力配分を調整するための遊星歯車機構２０に前後進切替機構の機能も持たせる、つまり動力配分を調整するための機構と前後進切替機構を１つの遊星歯車機構２０に集約することができる。したがって、リバース発進時やリバース走行時に駆動輪４０のトルクを増大させることができるとともに、システムの構成の簡素化を図ることができ、車両への搭載性を向上させることができる。
【０１７８】
また、本実施形態では、モータジェネレータ２２のトルクを利用して前進方向の発進動作及び後進方向のリバース発進動作を行うことができるが、バッテリ１８のＳＯＣが低い場合や変速機１４の入力軸２６の要求トルクＴｒｅｑの絶対値がモータジェネレータ２２が出力可能なトルクを超える場合は、モータジェネレータ２２のトルクに加えてエンジン１０のトルクも利用して発進動作及びリバース発進動作を行うことが要求される。本実施形態では、クラッチＣ７（あるいはクラッチＣ３）を発進クラッチとして用いることで、エンジン１０のトルクを利用して発進動作及びリバース発進動作を行うことができる。したがって、発進動作時及びリバース発進動作時における駆動輪４０のトルクを増大させることができるとともに、トルクコンバータ等の発進装置を設ける必要がなくなる。さらに、クラッチＣ７を発進動作時及びリバース発進動作時の発進クラッチとして用いることで、発進動作を行う場合とリバース発進動作を行う場合とで、発進クラッチを共通化することができるので、発進クラッチ（クラッチＣ７）を係合する制御方法を統一化することができる。その結果、制御ロジックの簡素化が図れ、電子制御装置４２の容量を低減できる他、メンテナンスもしやすくなる。
【０１７９】
また、本実施形態では、クラッチＣ８を係合することで、車両の駆動が可能な大容量のモータジェネレータ２２の動力を利用してエンジン１０を始動することができる。例えば冷寒時等のエンジン１０が始動しにくい条件のときにモータジェネレータ２２の動力を利用してエンジン１０を始動することで、スタータジェネレータ１６の容量を小さくすることができる。
【０１８０】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【０１８１】
図８０に示す構成例においては、図７８に示す構成例と比較して、エンジン１０の出力軸１０−１が遊星歯車機構２０のサンギアＳに結合され、モータジェネレータ２２が遊星歯車機構２０のリングギアＲに結合されている。クラッチＣ８は、その係合／解放により遊星歯車機構２０のキャリアＣＲとサンギアＳの結合及びその解除を行うことが可能であり、クラッチＣ８の係合により遊星歯車機構２０を直結状態に切り替えることが可能である。
【０１８２】
また、図８１に示す構成例においては、図７８に示す構成例と比較して、遊星歯車機構２０がダブルピニオン遊星歯車により構成されており、エンジン１０の出力軸１０−１が遊星歯車機構２０のキャリアＣＲに結合されている。クラッチＣ２は、その係合／解放により遊星歯車機構２０のリングギアＲと駆動輪４０の結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ８は、その係合／解放により遊星歯車機構２０のサンギアＳとリングギアＲの結合及びその解除を行うことが可能であり、クラッチＣ８の係合により遊星歯車機構２０を直結状態に切り替えることが可能である。ブレーキＢ３は、その係合／解放によりリングギアＲの回転の拘束及びその解除を行うことが可能である。
【０１８３】
また、図８２に示す構成例においては、図８１に示す構成例と比較して、エンジン１０の出力軸１０−１が遊星歯車機構２０のサンギアＳに結合され、モータジェネレータ２２が遊星歯車機構２０のキャリアＣＲに結合されている。クラッチＣ８は、その係合／解放により遊星歯車機構２０のキャリアＣＲとリングギアＲの結合及びその解除を行うことが可能であり、クラッチＣ８の係合により遊星歯車機構２０を直結状態に切り替えることが可能である。なお、図８０〜８２に示す構成例の動作については、図７８に示す構成例と同様である。
【０１８４】
「実施形態６」
図８３は、本発明の実施形態６に係る動力伝達システムを備えた動力出力システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、実施形態５の図７８に示す構成例と比較して、クラッチＣ８の代わりにクラッチＣ９，Ｃ１０が設けられている。クラッチＣ９は、その係合／解放により、モータジェネレータ２２と遊星歯車機構２０のキャリアＣＲの結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ１０は、その係合／解放により、モータジェネレータ２２と遊星歯車機構２０のサンギアＳの結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ１０の係合により、モータジェネレータ２２のトルクをサンギアＳへ伝達することができる。ここでのクラッチＣ９，Ｃ１０の各々についても、例えば油圧や電磁力を利用して係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチＣ９，Ｃ１０の各々に供給する油圧力や電磁力を制御することで、クラッチＣ９，Ｃ１０の各々の締結力を制御することもできる。
【０１８５】
本実施形態では、クラッチＣ２，Ｃ７，Ｃ９により、モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６（入力側）または変速機１４の出力軸３６（出力側）に選択的に結合することができる。より具体的には、クラッチＣ７を係合し且つクラッチＣ２を解放することで、モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６に結合する方を選択することができ、変速機１４を介してモータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で動力伝達を行うことができる。一方、クラッチＣ２，Ｃ９を係合し且つクラッチＣ７を解放することで、モータジェネレータ２２を変速機１４の出力軸３６に結合する方を選択することができ、変速機１４を介さずにモータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で動力伝達を行うことができる。また、本実施形態では、クラッチＣ９，Ｃ１０の両方を係合することで、遊星歯車機構２０のサンギアＳとキャリアＣＲとリングギアＲをエンジン１０及びモータジェネレータ２２と連動させて一体で回転させる（遊星歯車機構２０を直結状態に切り替える）ことができる。なお、他の構成については実施形態５と同様である。
【０１８６】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作について説明する。ただし、説明を省略する動作については実施形態１〜５と同様である。
【０１８７】
変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う場合は、電子制御装置４２は、クラッチＣ７，Ｃ９及びブレーキＢ３を解放状態に制御するとともにクラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ１０を係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルクを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御する（動力配分制御を実行する）ことができる。
【０１８８】
また、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比（変速機１４の変速比γ）が所定比であるときには、電子制御装置４２は、クラッチＣ９，Ｃ１０を係合し（遊星歯車機構２０を直結状態に切り替え）且つクラッチＣ２を係合することで、エンジン１０と駆動輪４０を直結状態の遊星歯車機構２０を介して結合することができる。これによって、電子制御装置４２は、遊星歯車機構２０を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することができる。
【０１８９】
本実施形態では、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６に結合した状態で、変速機１４を介してモータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する入力側動力制御を実行することができる。この入力側動力制御を実行するときには、電子制御装置４２は、クラッチＣ７を係合し且つクラッチＣ２を解放することで、モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６に結合する方を選択する。ここでは、クラッチＣ３，Ｃ９，Ｃ１０及びブレーキＢ３を解放してＥＶ走行を行うこともできるし、クラッチＣ９，Ｃ１０及びブレーキＢ３を解放し且つクラッチＣ３を係合することでエンジン１０の動力により車両を駆動するとともにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることもできる。また、ここでは、クラッチＣ３及びブレーキＢ３を解放し且つクラッチＣ９，Ｃ１０を係合することによっても、エンジン１０の動力により車両を駆動するとともにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることができる。
【０１９０】
さらに、本実施形態では、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２を変速機１４の出力軸３６に結合した状態で、変速機１４を介さずにモータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で伝達される動力を制御する出力側動力制御を実行することもできる。この出力側動力制御を実行するときには、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ９を係合し且つクラッチＣ７を解放することで、モータジェネレータ２２を変速機１４の出力軸３６に結合する方を選択する。ここでは、クラッチＣ３，Ｃ１０及びブレーキＢ３を解放してＥＶ走行を行うこともできるし、クラッチＣ１０及びブレーキＢ３を解放し且つクラッチＣ３を係合することでエンジン１０の動力により車両を駆動するとともにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることもできる。
【０１９１】
このように、本実施形態では、入力側動力制御と出力側動力制御のいずれか１つを選択的に実行することが可能である。以下、電子制御装置４２により入力側動力制御または出力側動力制御を選択する場合の好適な具体例について説明する。
【０１９２】
モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６に結合する場合は、モータジェネレータ２２の動力を変速機１４で減速（変速）して駆動輪４０へ伝達することができるので、駆動輪４０のトルクを増大させることができる。その結果、モータジェネレータ２２の最大トルクを小さく設定することができ、モータジェネレータ２２の小型化を図ることができる。さらに、変速機１４の変速比γの制御によって、モータジェネレータ２２の効率が高効率状態になるようにモータジェネレータ２２の運転状態（回転速度ωmg及びトルクＴmg）を設定することができる。ただし、この場合は、変速機（ＣＶＴ）１４を介して動力伝達が行われるため、変速機１４で生じる動力損失分、動力伝達効率が低下する。例えばモータジェネレータ２２の回生運転により駆動輪４０の動力の一部をモータジェネレータ２２の発電電力に変換してバッテリ１８へ回収するときは、駆動輪４０から変速機１４を介してモータジェネレータ２２へ動力伝達が行われるため、回生効率が低下する。
【０１９３】
一方、モータジェネレータ２２を変速機１４の出力軸３６に結合する場合は、変速機１４を介さずにモータジェネレータ２２と駆動輪４０の間で動力伝達を行うことができるので、動力伝達効率を向上させることができる。例えばモータジェネレータ２２の回生運転により駆動輪４０の動力の一部をバッテリ１８へ回収するときは、変速機１４を介さずに駆動輪４０からモータジェネレータ２２へ動力伝達が行われるため、回生効率を向上させることができる。ただし、この場合は、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間の変速比が固定されるので、駆動輪４０のトルクを増大させるためにモータジェネレータ２２の最大トルクを大きく設定する必要があり、モータジェネレータ２２の大型化を招きやすくなる。さらに、モータジェネレータ２２の運転状態が高効率状態から外れやすくなる。
【０１９４】
そこで、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２の力行運転時、つまりモータジェネレータ２２から駆動輪４０へ動力伝達を行うときには、入力側動力制御を実行する方を選択する。一方、電子制御装置４２は、モータジェネレータ２２の回生運転時、つまり駆動輪４０からモータジェネレータ２２へ動力伝達を行うときには、出力側動力制御を実行する方を選択する。これによって、モータジェネレータ２２の力行運転時における駆動輪４０のトルクを増大させることができるので、モータジェネレータ２２の最大トルクを小さく設定することができ、モータジェネレータ２２の小型化を図ることができる。さらに、モータジェネレータ２２の回生運転時における回生効率を向上させることができる。なお、電子制御装置４２は、例えば図示しないセンサにより検出されたアクセル開度やブレーキ操作量やモータジェネレータ２２の電流に基づいて、モータジェネレータ２２と駆動輪４０の間の動力伝達方向を判定することができる。
【０１９５】
また、電子制御装置４２は、例えばアクセル開度及び車速から駆動輪４０の要求トルクＴｗｒを設定し、この設定した駆動輪４０の要求トルクＴｗｒに基づいて入力側動力制御と出力側動力制御のいずれを実行するかを選択することもできる。より具体的には、電子制御装置４２は、駆動輪４０の要求トルクＴｗｒが閾値Ｔｗ０（Ｔｗ０は駆動輪４０の正転方向を正とし、Ｔｗ０＞０）よりも大きいときは、入力側動力制御を実行する方を選択する。これによって、モータジェネレータ２２の大型化を招くことなく駆動輪４０のトルクを増大させることができる。一方、電子制御装置４２は、駆動輪４０の要求トルクＴｗｒが閾値Ｔｗ０以下であるときは、出力側動力制御を実行する方を選択する。これによって、駆動輪４０の要求トルクＴｗｒが小さいときの動力伝達効率を向上させることができる。
【０１９６】
また、電子制御装置４２は、入力側動力制御によるモータジェネレータ２２の効率ηｉｎと出力側動力制御によるモータジェネレータ２２の効率ηｏｕｔとを予測し、この予測したモータジェネレータ２２の効率ηｉｎ，ηｏｕｔを比較することで、入力側動力制御と出力側動力制御のいずれを実行するかを選択することもできる。ここで、モータジェネレータ２２の効率については、モータジェネレータ２２の運転状態（回転速度ωmg及びトルクＴmg）から算出することができる。そのため、入力側動力制御によるモータジェネレータ２２の効率ηｉｎについては、例えば駆動輪４０の要求トルクＴｗｒ、変速機１４の出力軸回転速度ωout（車速）、及び変速機１４の変速比γに基づいて算出することができる。そして、出力側動力制御によるモータジェネレータ２２の効率ηｏｕｔについては、例えば駆動輪４０の要求トルクＴｗｒ及び変速機１４の出力軸回転速度ωoutに基づいて算出することができる。
【０１９７】
より具体的には、電子制御装置４２は、入力側動力制御によるモータジェネレータ２２の予測効率ηｉｎと出力側動力制御によるモータジェネレータ２２の予測効率ηｏｕｔとの差ηｉｎ−ηｏｕｔが設定値Δη以上である条件が成立するときには、入力側動力制御を実行する方を選択する。ここでの設定値Δη（Δη≧０）については、変速機（ＣＶＴ）１４の効率を考慮して設定することができ、例えば変速機１４の変速比γに基づいて設定することができる。一方、電子制御装置４２は、この差ηｉｎ−ηｏｕｔが設定値Δη以上である条件が成立しないときには、出力側動力制御を実行する方を選択する。これによって、モータジェネレータ２２の効率が高くなるように入力側動力制御と出力側動力制御のいずれを実行するかを選択することができるので、システムの効率を向上させることができる。
【０１９８】
また、本実施形態において、停止状態の車両を前進方向に駆動する発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ９，Ｃ１０及びブレーキＢ３を解放状態、クラッチＣ７を係合状態に制御し、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第１正転駆動制御を実行する）。これによって、モータジェネレータ２２のトルクを利用して車両を前進方向に発進させることができる。また、発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３及びブレーキＢ３を解放し且つクラッチＣ９，Ｃ１０を係合した状態で、クラッチＣ７の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第２正転駆動制御を実行する）こともできる。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して車両を前進方向に発進させることができる。なお、発進動作を行う場合に、第１正転駆動制御と第２正転駆動制御のいずれを実行するかを選択する処理については、実施形態５で述べた処理を適用することができる。
【０１９９】
また、本実施形態において、停止状態の車両を後進方向に駆動するリバース発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ９，Ｃ１０及びブレーキＢ３を解放状態、クラッチＣ７を係合状態に制御し、駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第１逆転駆動制御を実行する）。これによって、モータジェネレータ２２のトルクを利用して車両を後進方向に発進させることができる。また、リバース発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ９を解放し且つクラッチＣ１０及びブレーキＢ３を係合した状態で、クラッチＣ７の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを遊星歯車機構２０でその方向を逆転させてから駆動輪４０へ伝達するとともに、駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第２逆転駆動制御を実行する）こともできる。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して車両を後進方向に発進させることができる。このように、本実施形態でも、動力配分を調整するための遊星歯車機構２０に前後進切替機構の機能も持たせることができる。そして、発進動作を行う場合とリバース発進動作を行う場合とで、係合させるクラッチを共通化することができ、クラッチＣ７を係合する制御方法を統一化することができる。したがって、リバース発進動作を行う場合に、第１逆転駆動制御と第２逆転駆動制御のいずれを実行するかを選択する処理についても、実施形態５で述べた処理を適用することができる。
【０２００】
なお、本実施形態でも、クラッチＣ３を係合することによっても、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して発進動作を行うことができる。その場合、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ９，Ｃ１０及びブレーキＢ３を解放し且つクラッチＣ７を係合した状態で、クラッチＣ３の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する。また、ここでは、電子制御装置４２は、クラッチＣ７，Ｃ１０及びブレーキＢ３を解放し且つクラッチＣ２，Ｃ９を係合した状態で、クラッチＣ３の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御することもできる。
【０２０１】
また、本実施形態において、モータジェネレータ２２の動力を用いて停止状態のエンジン１０を始動するエンジン始動制御を実行する場合、電子制御装置４２は、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ７及びブレーキＢ３を解放状態、クラッチＣ９，Ｃ１０を係合状態（遊星歯車機構２０を直結状態）に制御し、モータジェネレータ２２の力行運転によりモータジェネレータ２２の動力をエンジン１０へ伝達する。これによって、エンジン１０の始動を行う。
【０２０２】
以上説明した本実施形態の各動作において、クラッチＣ２，Ｃ３，Ｃ７，Ｃ９，Ｃ１０及びブレーキＢ３の係合／解放をまとめると下表に示すようになる。ただし、下表においても、○は係合、空欄は解放を表す。そして、△→○は、クラッチのスリップ制御を行いながらクラッチを徐々に係合させる場合を表す。また、（○）は、係合／解放のどちらでもよい場合を表す。
【０２０３】
【表７】
2006327570.tif 000010
【０２０４】
以上説明した本実施形態では、モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６または出力軸３６に選択的に結合することで、モータジェネレータ２２の運転制御をより適切に行うことができる。例えばモータジェネレータ２２の力行運転時にモータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６に結合し、モータジェネレータ２２の回生運転時にモータジェネレータ２２を変速機１４の出力軸３６に結合することで、モータジェネレータ２２の小型化を図ることができるとともにモータジェネレータ２２の回生運転時における回生効率を向上させることができる。また、駆動輪４０の要求トルクＴｗｒが閾値Ｔｗ０よりも大きいときにモータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６に結合し、駆動輪４０の要求トルクＴｗｒが閾値Ｔｗ０以下であるときにモータジェネレータ２２を変速機１４の出力軸３６に結合することで、モータジェネレータ２２の小型化を図ることができるとともに駆動輪４０の要求トルクＴｗｒが小さいときの動力伝達効率を向上させることができる。また、モータジェネレータ２２を変速機１４の入力軸２６または出力軸３６に選択的に結合する際にモータジェネレータ２２の効率が高くなる方を選択することで、システムの効率を向上させることができる。
【０２０５】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【０２０６】
図８４に示す構成例においては、図８３に示す構成例と比較して、遊星歯車機構２０がダブルピニオン遊星歯車により構成されており、エンジン１０の出力軸１０−１が遊星歯車機構２０のキャリアＣＲに結合されている。クラッチＣ２は、その係合／解放により遊星歯車機構２０のリングギアＲと駆動輪４０の結合及びその解除を行うことが可能である。クラッチＣ９は、その係合／解放によりモータジェネレータ２２と遊星歯車機構２０のリングギアＲの結合及びその解除を行うことが可能である。ブレーキＢ３は、その係合／解放によりリングギアＲの回転の拘束及びその解除を行うことが可能である。
【０２０７】
また、図８５に示す構成例においては、図８４に示す構成例と比較して、エンジン１０の出力軸１０−１が遊星歯車機構２０のサンギアＳに結合されている。クラッチＣ１０は、その係合／解放によりモータジェネレータ２２と遊星歯車機構２０のキャリアＣＲの結合及びその解除を行うことが可能である。なお、図８４，８５に示す構成例の動作については、図８３に示す構成例と同様である。
【０２０８】
「実施形態７」
図８６は、本発明の実施形態７に係る動力伝達システムを備えた動力出力システムの概略構成を示す図である。本実施形態においては、実施形態５の図８２に示す構成例と比較して、エンジン１０の出力軸１０−１にダンパ１１が設けられている。クラッチＣ８は、その係合／解放により遊星歯車機構２０のサンギアＳとキャリアＣＲの結合及びその解除を行うことが可能であり、クラッチＣ８の係合により遊星歯車機構２０を直結状態に切り替えることが可能である。なお、図８６では、スタータジェネレータ１６及びバッテリ１８の図示を省略しているが、実施形態５と同様の構成である。
【０２０９】
そして、本実施形態においては、クラッチＣ２及びブレーキＢ３の代わりに、ドッグクラッチやシンクロクラッチ等の歯の噛み合いによって係合を行う噛み合いクラッチ（噛合式係合機構）ＳＣ１が設けられている。ここでの噛み合いクラッチＳＣ１は、遊星歯車機構２０のリングギアＲと駆動輪４０を結合する第１係合状態と、リングギアＲの回転を拘束する第２係合状態と、リングギアＲと駆動輪４０を解放し且つリングギアＲの回転を許容する解放状態と、に選択的に切り替わることが可能である。
【０２１０】
図８７〜８９に、噛み合いクラッチＳＣ１の構成例を示す。カウンタギア２８の入力側ギア２８−１は、リングギアＲに連結された回転軸５４に対して回転可能に支持されている。スリーブ（可動部材）５２は、回転軸５４に対してその軸線方向（図の左右方向、以下回転軸方向とする）に並進移動可能に支持されている。電子制御装置４２によりアクチュエータ５６の駆動制御を行うことで、スリーブ５２を回転軸方向に移動させることができる。回転軸方向におけるスリーブ５２の両側には歯５２ａ，５２ｂが入力側ギア２８−１及びボディ１５とそれぞれ対向して設けられている。入力側ギア２８−１には歯２８ａがスリーブ５２の歯５２ａと対向して設けられており、アクチュエータ５６によりスリーブ５２を回転軸方向の一方側（図の右側）へ移動させることで、スリーブ５２の歯５２ａを入力側ギア２８−１の歯２８ａと噛み合わせることができる。ボディ１５には歯１５ａがスリーブ５２の歯５２ｂと対向して設けられており、アクチュエータ５６によりスリーブ５２を回転軸方向の他方側（図の左側）へ移動させることで、スリーブ５２の歯５２ｂをボディ１５の歯１５ａと噛み合わせることができる。
【０２１１】
図８７に示すように、スリーブ５２の歯５２ａが入力側ギア２８−１の歯２８ａと噛み合っておらず、且つスリーブ５２の歯５２ｂがボディ１５の歯１５ａと噛み合っていない場合は、リングギアＲと入力側ギア２８−１（駆動輪４０）が解放され、且つリングギアＲの回転が許容される。つまり、噛み合いクラッチＳＣ１が解放状態にある。このとき、スリーブ５２と入力側ギア２８−１の間、及びスリーブ５２とボディ１５の間に引き摺り損失は発生しない。一方、図８８に示すように、アクチュエータ５６の駆動によりスリーブ５２が回転軸方向の一方側へ移動して、スリーブ５２の歯５２ａが入力側ギア２８−１の歯２８ａと噛み合っている場合は、リングギアＲと駆動輪４０が結合される。つまり、噛み合いクラッチＳＣ１が第１係合状態にある。このとき、スリーブ５２の歯５２ｂはボディ１５の歯１５ａと噛み合っておらず、スリーブ５２とボディ１５の間に引き摺り損失は発生しない。また、図８９に示すように、アクチュエータ５６の駆動によりスリーブ５２が回転軸方向の他方側へ移動して、スリーブ５２の歯５２ｂがボディ１５の歯１５ａと噛み合っている場合は、リングギアＲの回転が拘束される。つまり、噛み合いクラッチＳＣ１が第２係合状態にある。このとき、スリーブ５２の歯５２ａが入力側ギア２８−１の歯２８ａと噛み合っておらず、スリーブ５２と入力側ギア２８−１の間に引き摺り損失は発生しない。
【０２１２】
噛み合いクラッチＳＣ１の第１係合状態／解放状態を切り替えることで、遊星歯車機構２０のリングギアＲと駆動輪４０の間における動力の断続を行うことが可能であり、遊星歯車機構２０及び伝動装置２８を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で伝達される動力の断続を行うことが可能である。そして、噛み合いクラッチＳＣ１の第２係合状態／解放状態を切り替えることで、リングギアＲの回転の拘束／許容を切り替えることが可能である。このように、本実施形態においては、実施形態５のクラッチＣ２及びブレーキＢ３を１つの噛み合いクラッチＳＣ１に統合することができる。なお、他の構成については実施形態５と同様である。
【０２１３】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作について説明する。ただし、説明を省略する動作については実施形態１〜５と同様である。
【０２１４】
変速機１４及び遊星歯車機構２０の両方を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行う場合は、電子制御装置４２は、クラッチＣ７，Ｃ８を解放状態、クラッチＣ３を係合状態、シンクロクラッチ（噛み合いクラッチ）ＳＣ１を第１係合状態に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、実施形態１と同様に、モータジェネレータ２２のトルクを制御することで、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力の配分を能動的に制御する（動力配分制御を実行する）ことができる。
【０２１５】
また、エンジン１０の回転速度ωengと出力軸３６の回転速度ωoutの比（変速機１４の変速比γ）が所定比であるときには、電子制御装置４２は、クラッチＣ８を係合状態、シンクロクラッチＳＣ１を第１係合状態に切り替えることで、エンジン１０と駆動輪４０を直結状態の遊星歯車機構２０を介して結合することができる。これによって、電子制御装置４２は、遊星歯車機構２０を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を所定変速比で伝達する定変速比伝達制御を実行することができる。
【０２１６】
また、停止状態の車両を前進方向に駆動する発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ３，Ｃ８及びシンクロクラッチＳＣ１を解放状態、クラッチＣ７を係合状態に制御し、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第１正転駆動制御を実行する）。これによって、モータジェネレータ２２のトルクを利用して車両を前進方向に発進させることができる。車両の発進後は、ＥＶ走行により車両の駆動を行うことができる。また、発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ３及びシンクロクラッチＳＣ１を解放状態、クラッチＣ８を係合状態に制御し、クラッチＣ７の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第２正転駆動制御を実行する）こともできる。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して車両を前進方向に発進させることができる。車両の発進後は、エンジン１０の動力により車両を駆動するとともにモータジェネレータ２２の動力により車両の駆動をアシストすることができる。なお、発進動作を行う場合に、第１正転駆動制御と第２正転駆動制御のいずれを実行するかを選択する処理については、実施形態５で述べた処理を適用することができる。
【０２１７】
また、停止状態の車両を後進方向に駆動するリバース発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ３，Ｃ８及びシンクロクラッチＳＣ１を解放状態、クラッチＣ７を係合状態に制御し、駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第１逆転駆動制御を実行する）。これによって、モータジェネレータ２２のトルクを利用して車両を後進方向に発進させることができる。車両のリバース発進後は、ＥＶ走行によるリバース走行を行うことができる。また、リバース発進動作を行うときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ３，Ｃ８を解放状態、シンクロクラッチＳＣ１を第２係合状態に制御し、クラッチＣ７の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを遊星歯車機構２０でその方向を逆転させてから駆動輪４０へ伝達するとともに、駆動輪４０に逆転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する（第２逆転駆動制御を実行する）こともできる。これによって、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して車両を後進方向に発進させることができる。車両のリバース発進後は、エンジン１０の動力によりリバース走行を行うとともにモータジェネレータ２２の動力によりリバース走行をアシストすることができる。このように、本実施形態でも、動力配分を調整するための遊星歯車機構２０に前後進切替機構の機能も持たせることができる。そして、発進動作を行う場合とリバース発進動作を行う場合とで、係合させるクラッチを共通化することができ、クラッチＣ７を係合する制御方法を統一化することができる。したがって、リバース発進動作を行う場合に、第１逆転駆動制御と第２逆転駆動制御のいずれを実行するかを選択する処理についても、実施形態５で述べた処理を適用することができる。
【０２１８】
なお、本実施形態でも、クラッチＣ３を係合することによっても、エンジン１０のトルク及びモータジェネレータ２２のトルクの両方を利用して発進動作を行うことができる。その場合、電子制御装置４２は、クラッチＣ８及びシンクロクラッチＳＣ１を解放状態、クラッチＣ７を係合状態に制御し、クラッチＣ３の締結力を徐々に増大させることで、エンジン１０のトルクを変速機１４を介して駆動輪４０に伝達するとともに、駆動輪４０に正転方向のトルクを作用させるようにモータジェネレータ２２のトルクを制御する。
【０２１９】
また、本実施形態において、モータジェネレータ２２の動力を用いて停止状態のエンジン１０を始動するエンジン始動制御を実行する場合、電子制御装置４２は、クラッチＣ３，Ｃ７及びシンクロクラッチＳＣ１を解放状態、クラッチＣ８を係合状態（遊星歯車機構２０を直結状態）に制御し、モータジェネレータ２２の力行運転によりモータジェネレータ２２の動力をエンジン１０へ伝達する。これによって、エンジン１０の始動を行う。
【０２２０】
以上説明した本実施形態の各動作において、クラッチＣ３，Ｃ７，Ｃ８及びシンクロクラッチＳＣ１の係合／解放をまとめると下表に示すようになる。ただし、下表においても、○は係合、空欄は解放を表す。そして、△→○は、クラッチのスリップ制御を行いながらクラッチを徐々に係合させる場合を表す。また、１はシンクロクラッチＳＣ１の第１係合状態、２はシンクロクラッチＳＣ１の第２係合状態を表す。
【０２２１】
【表８】
2006327570.tif 000011
【０２２２】
前述の実施形態５において、クラッチＣ２を湿式多板クラッチ等の摩擦クラッチで構成した場合は、例えばＥＶ走行時やリバース走行時等のクラッチＣ２の解放時にクラッチＣ２の引き摺り損失が発生する。同様に、ブレーキＢ３を湿式多板ブレーキ等の摩擦ブレーキで構成した場合は、例えば動力配分制御や定変速比伝達制御の実行時等のブレーキＢ３の解放時にブレーキＢ３の引き摺り損失が発生する。これに対して本実施形態では、クラッチＣ２及びブレーキＢ３の代わりに噛み合いクラッチ（シンクロクラッチ）ＳＣ１を用いることで、引き摺り損失の発生を防止することができる。したがって、動力伝達効率をさらに向上させることができる。さらに、遊星歯車機構２０と駆動輪４０の間で動力伝達を行うためにこれらの間に配設される伝動装置（カウンタギア）の数も減らすことができる。さらに、クラッチＣ２及びブレーキＢ３を１つの噛み合いクラッチＳＣ１に統合することで、実施形態５よりもクラッチの総数を減らすことができる。したがって、システムの小型化を図ることができる。
【０２２３】
以上説明した実施形態１〜７の各々においては、電動モータ（原動機）及び発電機（被動機）として機能するモータジェネレータ２２の代わりに、油圧モータ（原動機）及び油圧ポンプ（被動機）として機能する油圧ポンプモータを設けることもできる。その場合は、油圧ポンプモータに動力を発生させるための作動油のエネルギーを蓄積するアキュムレータを設ける。したがって、油圧ポンプモータは、油圧モータ（原動機）として機能するときは、アキュムレータに蓄積された作動油のエネルギーを基に動力を発生して遊星歯車機構２０へ出力する。一方、油圧ポンプモータは、油圧ポンプ（被動機）として機能するときは、遊星歯車機構２０から伝達された動力を基に作動油のエネルギーを生成してアキュムレータに蓄積する。ここでの油圧ポンプモータとしては、可変容量式のものを用いることができる。そして、電子制御装置４２は、油圧ポンプモータの容量を制御することで、油圧ポンプモータのトルクを制御することができる。
【０２２４】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】実施形態１に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図２】実施形態１の遊星歯車機構の各回転要素の回転速度を示す共線図である。
【図３】実施形態１における動力配分制御を説明する図である。
【図４】実施形態１に係る動力出力システムの動力の流れを説明する図である。
【図５】実施形態１における動力配分制御を説明する共線図である。
【図６】実施形態１における動力配分制御を説明する図である。
【図７】実施形態１における動力配分制御を説明する共線図である。
【図８】実施形態１における動力配分制御を説明する図である。
【図９】実施形態１におけるＥＶ走行制御を説明する図である。
【図１０】実施形態１におけるＥＶ走行制御を説明する共線図である。
【図１１】実施形態１におけるＥＶ走行制御を説明する図である。
【図１２】実施形態１におけるＥＶ走行制御を説明する共線図である。
【図１３】実施形態１におけるＥＶ走行制御を説明する図である。
【図１４】実施形態１における動力補助制御を説明する図である。
【図１５】実施形態１における動力補助制御を説明する図である。
【図１６】実施形態１における動力補助制御を説明する図である。
【図１７】実施形態１における発進動作を説明する図である。
【図１８】実施形態１における発進動作を説明する共線図である。
【図１９】実施形態１における発進動作を説明する図である。
【図２０】実施形態１におけるリバース走行動作を説明する図である。
【図２１】実施形態１におけるリバース走行動作を説明する図である。
【図２２】実施形態２に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図２３】実施形態２の遊星歯車機構の各回転要素の回転速度を示す共線図である。
【図２４】実施形態２における動力配分制御を説明する図である。
【図２５】実施形態２における動力配分制御を説明する共線図である。
【図２６】実施形態２における動力配分制御を説明する図である。
【図２７】実施形態２における動力配分制御を説明する共線図である。
【図２８】実施形態２における動力配分制御の他の例を説明する図である。
【図２９】実施形態２における動力配分制御の他の例を説明する共線図である。
【図３０】実施形態２における動力配分制御の他の例を説明する図である。
【図３１】実施形態２における定変速比伝達制御を説明する図である。
【図３２】実施形態２における定変速比伝達制御を説明する共線図である。
【図３３】実施形態２における定変速比伝達制御を説明する図である。
【図３４】実施形態２におけるＥＶ走行制御を説明する図である。
【図３５】実施形態２におけるＥＶ走行制御を説明する共線図である。
【図３６】実施形態２におけるＥＶ走行制御を説明する共線図である。
【図３７】実施形態２における動力補助制御を説明する図である。
【図３８】実施形態２における発進動作を説明する図である。
【図３９】実施形態２における発進動作を説明する共線図である。
【図４０】実施形態２におけるリバース走行動作を説明する図である。
【図４１】実施形態２に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図４２】実施形態３に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図４３】実施形態３における動力配分制御を説明する図である。
【図４４】実施形態３における定変速比伝達制御を説明する図である。
【図４５】実施形態３におけるＥＶ走行制御を説明する図である。
【図４６】実施形態３における動力補助制御を説明する図である。
【図４７】実施形態３における発進動作を説明する図である。
【図４８】実施形態３におけるリバース走行動作を説明する共線図である。
【図４９】実施形態３に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図５０】実施形態３に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図５１】実施形態４に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図５２】実施形態４における動力配分制御を説明する図である。
【図５３】実施形態４における動力配分制御を説明する共線図である。
【図５４】実施形態４における動力配分制御を説明する図である。
【図５５】実施形態４における動力配分制御の他の例を説明する共線図である。
【図５６】実施形態４における定変速比伝達制御を説明する図である。
【図５７】実施形態４における定変速比伝達制御を説明する共線図である。
【図５８】実施形態４における定変速比伝達制御を説明する図である。
【図５９】実施形態４における定変速比伝達制御の他の例を説明する共線図である。
【図６０】実施形態４におけるＥＶ走行制御を説明する図である。
【図６１】実施形態４におけるＥＶ走行制御を説明する共線図である。
【図６２】実施形態４におけるＥＶ走行制御を説明する図である。
【図６３】実施形態４におけるＥＶ走行制御の他の例を説明する共線図である。
【図６４】実施形態４における動力補助制御を説明する図である。
【図６５】実施形態４における動力補助制御を説明する図である。
【図６６】実施形態４における動力補助制御の他の例を説明する図である。
【図６７】実施形態４における動力補助制御の他の例を説明する共線図である。
【図６８】実施形態４における動力補助制御の他の例を説明する図である。
【図６９】実施形態４における発進動作を説明する図である。
【図７０】実施形態４における発進動作を説明する共線図である。
【図７１】実施形態４における発進動作を説明する図である。
【図７２】実施形態４における停止発電動作を説明する図である。
【図７３】実施形態４における停止発電動作を説明する共線図である。
【図７４】実施形態４における停止発電動作を説明する図である。
【図７５】実施形態４におけるエンジン始動動作を説明する共線図である。
【図７６】実施形態４におけるエンジン始動動作を説明する図である。
【図７７】実施形態４に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図７８】実施形態５に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図７９】発進動作を行う場合の処理の一例を説明するフローチャートである。
【図８０】実施形態５に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図８１】実施形態５に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図８２】実施形態５に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図８３】実施形態６に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図８４】実施形態６に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図８５】実施形態６に係る動力出力システムの他の概略構成を示す図である。
【図８６】実施形態７に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図８７】実施形態７の噛み合いクラッチの構成例を示す図である。
【図８８】実施形態７の噛み合いクラッチの構成例を示す図である。
【図８９】実施形態７の噛み合いクラッチの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０２２６】
１０  エンジン、１４  変速機、１６  スタータジェネレータ、１７，１９，２３，２５，２７  伝動装置、１８  バッテリ、２０，５０  遊星歯車機構、２１  カウンタギア、２２  モータジェネレータ、２６  入力軸、３０  プライマリプーリ、３２  セカンダリプーリ、３４  無端ベルト、３６  出力軸、４０  駆動輪、４２  電子制御装置、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３  ブレーキ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０  クラッチ、ＳＣ１  噛み合いクラッチ（シンクロクラッチ）。
【図１】
2006327570.tif 000012
【図２】
2006327570.tif 000013
【図３】
2006327570.tif 000014
【図４】
2006327570.tif 000015
【図５】
2006327570.tif 000016
【図６】
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【図７】
2006327570.tif 000018
【図８】
2006327570.tif 000019
【図９】
2006327570.tif 000020
【図１０】
2006327570.tif 000021
【図１１】
2006327570.tif 000022
【図１２】
2006327570.tif 000023
【図１３】
2006327570.tif 000024
【図１４】
2006327570.tif 000025
【図１５】
2006327570.tif 000026
【図１６】
2006327570.tif 000027
【図１７】
2006327570.tif 000028
【図１８】
2006327570.tif 000029
【図１９】
2006327570.tif 000030
【図２０】
2006327570.tif 000031
【図２１】
2006327570.tif 000032
【図２２】
2006327570.tif 000033
【図２３】
2006327570.tif 000034
【図２４】
2006327570.tif 000035
【図２５】
2006327570.tif 000036
【図２６】
2006327570.tif 000037
【図２７】
2006327570.tif 000038
【図２８】
2006327570.tif 000039
【図２９】
2006327570.tif 000040
【図３０】
2006327570.tif 000041
【図３１】
2006327570.tif 000042
【図３２】
2006327570.tif 000043
【図３３】
2006327570.tif 000044
【図３４】
2006327570.tif 000045
【図３５】
2006327570.tif 000046
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
2006327570.tif 000049
【図３９】
2006327570.tif 000050
【図４０】
2006327570.tif 000051
【図４１】
2006327570.tif 000052
【図４２】
2006327570.tif 000053
【図４３】
2006327570.tif 000054
【図４４】
2006327570.tif 000055
【図４５】
2006327570.tif 000056
【図４６】
2006327570.tif 000057
【図４７】
2006327570.tif 000058
【図４８】
2006327570.tif 000059
【図４９】
2006327570.tif 000060
【図５０】
2006327570.tif 000061
【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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