(57)【要約】【課題】運転者の操作に対する追従性（ドライバビリティ）を向上させると共に、燃費を向上させることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】動力伝達装置１は、内燃機関ＥＮＧと、電動機ＭＧと、プラネタリギヤ機構ＰＧと、出力部材４とを備える。プラネタリギヤ機構ＰＧの３つの要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素Ｓａ、第２要素Ｃａ、第３要素Ｒａとして、第１要素Ｓａに内燃機関ＥＮＧの駆動力を解除自在に伝達する第１伝達機構Ｃ１と、第２要素Ｃａに内燃機関ＥＮＧの駆動力を解除自在に伝達する第２伝達機構Ｃ２と、第１要素Ｓａに出力部材４を解除自在に連結する第１連結機構Ｓ１と、第２要素Ｃａに出力部材４を解除自在に連結する第２連結機構Ｓ２とを備え、第３要素Ｒａに電動機ＭＧのロータＭＧｂを接続する。【選択図】図１
2011016428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に入力された内燃機関の駆動力を複数段に変速して出力部材に伝達する動力伝達装置であって、
ステータとロータとを有する電動機と、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を有するプラネタリギヤ機構とを備え、
前記プラネタリギヤ機構の各要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素、第３要素として、
第１要素に前記入力軸を解除自在に連結する第１連結機構と、
第２要素に前記入力軸を解除自在に連結する第２連結機構と、
第１要素に前記出力部材を解除自在に連結する第３連結機構と、
第２要素に前記出力部材を解除自在に連結する第４連結機構とを備え、
第３要素に前記電動機のロータを接続したことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力伝達装置において、
前記第１〜第４連結機構を制御するコントローラを備え、
該コントローラは、前記第１連結機構及び前記第２連結機構を連結状態にすると共に、前記電動機を駆動させて、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１記載の動力伝達装置において、
前記第１〜第４連結機構を制御するコントローラを備え、
該コントローラは、前記第３連結機構及び前記第４連結機構を連結状態として、前記電動機の駆動力を前記出力部材に伝達させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項４】
請求項３記載の動力伝達装置において、前記コントローラは、前記第１連結機構と前記第２連結機構のうち回転速度の小さい方を徐々に係合させることにより、前記内燃機関を始動させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項５】
請求項１記載の動力伝達装置において、
前記第１〜第４連結機構を制御するコントローラを備え、
該コントローラは、前記第１連結機構と前記第４連結機構とを連結状態とし、又は、前記第２連結機構と前記第３連結機構とを連結状態とし、前記内燃機関の駆動力を上げると共に、前記電動機で発電させることにより、前記出力部材に駆動力を伝達させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項６】
請求項５記載の動力伝達装置において、
前記コントローラは、二次電池の充電率が所定値未満である場合には、開放状態にある前記第１連結機構又は前記第２連結機構を半係合させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１記載の動力伝達装置において、
前記第１〜第４連結機構を制御するコントローラを備え、
該コントローラは、前記第１連結機構と前記第３連結機構とを連結状態とし、又は、前記第２連結機構と前記第４連結機構とを連結状態とし、前記内燃機関の駆動力を前記入力軸を介して前記出力部材に伝達させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項８】
請求項７記載の動力伝達装置において、
前記コントローラは、二次電池の充電率が所定値未満である場合には、開放状態にある前記第１連結機構又は前記第２連結機構を連結状態とし、前記電動機で発電させて前記二次電池に充電させる回生を実行させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項９】
請求項７記載の動力伝達装置において、
前記コントローラは、二次電池の充電率が所定値以上であり且つ要求駆動力が所定値以上である場合には、開放状態にある前記第１連結機構又は前記第２連結機構を連結状態とし、前記電動機を駆動させて内燃機関の駆動力を補助させることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１０】
請求項１記載の動力伝達装置において、
前記第１〜第４連結機構を制御するコントローラを備え、
該コントローラは、車両が停車状態にある場合には、前記第１〜第４連結機構を開放状態とすることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項１１】
請求項１記載の動力伝達装置において、
前記内燃機関を始動させるセルモータと、前記第１〜第４連結機構を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記セルモータにより前記内燃機関を始動させる場合には、前記第１及び第２連結機構を開放状態とすることを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両用の動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のものは、デュアル・クラッチ・トランスミッション（ＤＣＴ）を用いて、変速比順位で奇数番目の変速段で走行中の場合は、変速比順位で偶数番目の変速段の何れか１のギヤ列を用いて、電動機を適切な回転数で回転させて回生又はアシストを行い、変則比順位で偶数番目の変速段で走行中の場合は、変速比順位で奇数番目の変速段の何れか１のギヤ列を用いて、電動機を適切な回転数で回転させて回生又はアシストを行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６４７３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の動力伝達装置は、例えば、急発進ができるように、発進時において大きな駆動力を出せるように発進段のギヤ列のギヤ比を設定すると、発進時の燃費が悪くなる。逆に、発進時において燃費が向上されるように発進段のギヤ列のギヤ比を設定すると、大きな駆動力が出し難くなり、運転者の操作に対する追従性（ドライバビリティ）が低下する。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、運転者の操作に対する追従性（ドライバビリティ）を向上させると共に、燃費を向上させることができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、入力軸に入力された内燃機関の駆動力を複数段に変速して出力部材に伝達する動力伝達装置であって、ステータとロータとを有する電動機と、サンギヤ、キャリア及びリングギヤからなる３つの要素を有するプラネタリギヤ機構とを備え、前記プラネタリギヤ機構の各要素を、速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に夫々第１要素、第２要素、第３要素として、第１要素に前記入力軸を解除自在に連結する第１連結機構と、第２要素に前記入力軸を解除自在に連結する第２連結機構と、第１要素に前記出力部材を解除自在に連結する第３連結機構と、第２要素に前記出力部材を解除自在に連結する第４連結機構とを備え、第３要素に前記電動機のロータを接続したことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、第１連結機構又は第２連結機構を連結させることにより、内燃機関の駆動力を入力軸を介して第１要素又は第２要素に選択的に伝達させることができる。又、第３連結機構又は第４連結機構を係合させることにより、出力部材を第１要素又は第２要素に選択的に連結させることができる。
【０００８】
これにより、大きな駆動力を得たい場合には、第１連結機構を連結状態として、内燃機関の駆動力をプラネタリギヤ機構の第１要素に伝達し、電動機を駆動させてプラネタリギヤ機構の第３要素に電動機の駆動力を伝達させ、第４連結機構を連結して第２要素から出力部材に駆動力を伝達させれば、内燃機関の駆動力と電動機の駆動力とが合成されて大きな駆動力を得ることができる。
【０００９】
逆に、燃費を向上させたい場合には、第２連結機構を係合させて、内燃機関の駆動力をプラネタリギヤ機構の第２要素に伝達し、第３連結機構を連結して第１要素から出力部材に駆動力を伝達させると共に、電動機で発電させれば、内燃機関の負荷を上げて燃焼効率の良い状態で内燃機関を駆動させることができる。電動機で発電された電力は二次電池に充電され、後に二次電池の電力を用いて電動機を駆動させ、内燃機関の駆動力を補助するために利用することができる。従って、動力伝達装置全体として、燃費を向上させることができる。
【００１０】
以上のように、本発明の動力伝達装置によれば、車両の走行状態に応じて、駆動力重視型と燃費重視型とを切り換えることができ、運転者の操作に対する追従性（ドライバビリティ）の向上と燃費の向上とを兼ね備えることができる。
【００１１】
本発明においては、第１〜第４連結機構を制御するコントローラにより、第１連結機構及び第２連結機構を連結状態にすると共に、電動機を駆動させて、内燃機関を始動させることが好ましい。
【００１２】
第１連結機構と第２連結機構とを連結状態とすることにより、プラネタリギヤ機構の第１要素と第２要素とが共に内燃機関に連結され、何れかの要素が空回りすることを防止し、電動機の駆動力を内燃機関に伝達できるようになる。従って、エンジン用のスタータを用いることなく、電動機により内燃機関を始動させることができる。
【００１３】
又、本発明は、コントローラにより、第３連結機構及び第４連結機構を連結状態として、電動機の駆動力を出力部材に伝達させることが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、第３連結機構及び第４連結機構を連結状態とすることにより、プラネタリギヤ機構の第１要素と第２要素とが共に出力部材に連結され、何れかの要素が空回りすることを防止し、電動機の駆動力を出力軸に伝達できるようになる。従って、電動機の駆動力によるＥＶ（Electric  Vehicle）走行が可能となる。
【００１５】
又、ＥＶ走行中に内燃機関を始動させる場合には、コントローラにより、第１連結機構と第２連結機構のうち回転速度の小さい方を徐々に係合させることにより、電動機の駆動力を内燃機関に伝達させて、内燃機関を始動させることが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、第１連結機構又は第２連結機構を連結状態とする際にショックを発生させること無く、内燃機関を始動させることができる。
【００１７】
本発明においては、第１〜第４連結機構を制御するコントローラにより、第１連結機構と第４連結機構とを連結した状態とし、又は、第２連結機構と第３連結機構とを連結した状態とし、内燃機関の駆動力を上げると共に、電動機で発電させることにより、出力部材に駆動力を伝達させることが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、電動機により回生しつつ発進することができる。
【００１９】
又、コントローラは、二次電池の充電率が所定値未満である場合には、開放状態にある前記第１連結機構又は前記第２連結機構を半係合させることにより、回生量を増加させることができる。
【００２０】
本発明においては、コントローラは、第１連結機構と第３連結機構とを連結した状態、又は、第２連結機構と第４連結機構とを連結した状態とし、内燃機関の駆動力を入力軸を介して出力部材に伝達させるように構成することが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、第１要素又は第２要素が開放状態となるため、開放された要素が空回りすることで、電動機のロータの回転を抑制させることができ、電動機の引き摺り損失を低減させることができる。
【００２２】
コントローラは、二次電池の充電率が所定値未満である場合には、開放状態にある第１連結機構又は第２連結機構を連結状態とし、電動機で発電させて二次電池に充電させる回生を実行させることが好ましい。
【００２３】
又、コントローラは、二次電池の充電率が所定値以上であり且つ要求駆動力が所定値以上である場合には、開放状態にある第１連結機構又は第２連結機構を連結状態とし、電動機を駆動させて内燃機関の駆動力を補助させることが好ましい。
【００２４】
本発明において、コントローラは、車両が停車状態にある場合には、第１〜第４連結機構を開放状態とすることが好ましい。かかる構成によれば、内燃機関及び電動機の駆動力が駆動輪に伝達されず、利用者の意図しない車両の発進を防止することができる。
【００２５】
本発明において、内燃機関を始動させるセルモータを備え、コントローラは、セルモータにより内燃機関を始動させる場合には、第１及び第２連結機構を開放状態とすることが好ましい。かかる構成によれば、セルモータにより始動する内燃機関の動力が伝達されず、内燃機関の始動時のショックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の動力伝達装置の実施形態を示すスケルトン図。
【図２】実施形態の動力伝達装置のプラネタリギヤ機構の第１の１速段の速度線図。
【図３】実施形態の動力伝達装置のプラネタリギヤ機構の第２の１速段の速度線図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照して、本発明の動力伝達装置の実施形態を説明する。実施形態の動力伝達装置１は、エンジンから成る内燃機関ＥＮＧの駆動力を入力する入力軸２と、ディファレンシャルギヤＤＦを介して駆動輪たる左右の前輪３，３に駆動力を出力する出力ギヤたる出力部材４と、モータ・ジェネレータから成る電動機ＭＧと、プラネタリギヤ機構ＰＧとを備える。出力部材４及びプラネタリギヤ機構ＰＧは、入力軸２と同一軸線上に配置されている。
【００２８】
プラネタリギヤ機構ＰＧは、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、サンギヤＳａ及びリングギヤＲａに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるシングルピニオン型で構成される。
【００２９】
プラネタリギヤ機構ＰＧのサンギヤＳａ、キャリアＣａ、リングギヤＲａの３つの要素の回転速度は、速度線図（図２、図３参照）により直線で表すことができる。そして、サンギヤＳａ、キャリアＣａ及びリングギヤＲａから成る３つの要素を、図２及び図３の速度線図におけるギヤ比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギヤＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギヤＲａになる。
【００３０】
ここで、サンギヤＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギヤＲａ間の間隔との比は、プラネタリギヤ機構ＰＧのギヤ比（リングギヤＲａの歯数／サンギヤＳａの歯数）をｈとして、ｈ：１に設定される。
【００３１】
第１要素たるサンギヤＳａと入力軸２とは、湿式多板クラッチからなる第１連結機構Ｃ１により解除自在に連結される。即ち、第１連結機構Ｃ１は、内燃機関ＥＮＧの駆動力を第１要素たるサンギヤＳａに解除自在に伝達する。
【００３２】
第１要素たるサンギヤＳａと出力部材４とは、同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）からなる第３連結機構Ｓ１により解除自在に連結される。
【００３３】
入力軸２には、第１駆動ギヤＧ１ａが固定されている。第１駆動ギヤＧ１ａには、第１従動ギヤＧ１ｂが第１アイドルギヤＧ１ｃを介して噛合されている。実施形態では、第１駆動ギヤＧ１ａ、第１従動ギヤＧ１ｂ及び第１アイドルギヤＧ１ｃを纏めて、第１ギヤ列Ｇ１と定義する。
【００３４】
プラネタリギヤ機構ＰＧのキャリアＣａには、第２駆動ギヤＧ２ａが同軸上に固定されている。第２駆動ギヤＧ２ａには、第２従動ギヤＧ２ｂが第２アイドルギヤＧ２ｃを介して噛合されている。実施形態では、第２駆動ギヤＧ２ａ、第２従動ギヤＧ２ｂ及び第２アイドルギヤＧ２ｃを纏めて、第２ギヤ列Ｇ２と定義する。
【００３５】
第２従動ギヤＧ２ｂは、第１ギヤ列Ｇ１の第１従動ギヤＧ１ｂと同一軸線上に配置されている。第１従動ギヤＧ１ｂと第２従動ギヤＧ２ｂとは、湿式多板クラッチからなる第２連結機構Ｃ２により解除自在に連結される。即ち、第２連結機構Ｃ２は、内燃機関ＥＮＧの駆動力を、第１ギヤ列Ｇ１及び第２ギヤ列Ｇ２を介して、第２要素たるキャリアＣａに解除自在に伝達する。
【００３６】
第２従動ギヤＧ２ｂの同一軸線上には、第３駆動ギヤＧ３ａが配置されている。第２従動ギヤＧ２ｂと第３駆動ギヤＧ３ａとは、同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）からなる第４連結機構Ｓ２により解除自在に連結される。
【００３７】
第３駆動ギヤＧ３ａには、出力部材４（出力ギヤ）の回転軸たる出力軸４ａに固定された第３従動ギヤＧ３ｂが、第３アイドルギヤＧ３ｃを介して噛合されている。実施形態では、第３駆動ギヤＧ３ａ、第３従動ギヤＧ３ｂ及び第３アイドルギヤＧ３ｃを纏めて、第３ギヤ列Ｇ３と定義する。
【００３８】
電動機ＭＧは、ステータＭＧａとロータＭＧｂとを備え、ロータＭＧｂは、第３要素たるリングギヤＲａの外周に連結されている。又、連結機構Ｃ１，Ｃ２，Ｓ１，Ｓ２、電動機ＭＧを制御するコントローラＥＣＵを備える。
【００３９】
次いで、上記の如く構成される動力伝達装置１の作動を説明する。
【００４０】
先ず、車両が駐車状態にある場合には、連結機構Ｃ１，Ｃ２，Ｓ１，Ｓ２は、全て開放状態とされる。
【００４１】
コントローラＥＣＵは、図外の二次電池の充電率ＳＯＣ（state  of  charge）が所定値未満である場合や外気温が所定温度未満である場合等の第１内燃機関始動条件を満たす場合には、図外のセルモータで内燃機関ＥＮＧを始動させる。このとき、コントローラＥＣＵは、連結機構Ｃ１，Ｃ２を開放状態とし、内燃機関ＥＮＧの始動によるショックの発生を防止する。
【００４２】
又、コントローラＥＣＵは、二次電池の充電率ＳＯＣが所定値以上であり、外気温が所定温度以上である場合であっても、内燃機関ＥＮＧの始動要求がある場合には、電動機ＭＧにより内燃機関ＥＮＧを始動させる。
【００４３】
このとき、第１連結機構Ｃ１を連結状態とするだけでは、プラネタリギヤ機構ＰＧのサンギヤＳａは内燃機関ＥＮＧに連結されて回転抵抗を受けるため回転し難いが、キャリアＣａは自由に回転できる状態となる。このため、キャリアＣａが空回りして電動機ＭＧの駆動力を内燃機関ＥＮＧに伝達させ難い。
【００４４】
逆に、第２連結機構Ｃ２を連結状態とするだけでは、プラネタリギヤ機構ＰＧのキャリアＣａが内燃機関ＥＮＧに連結されて回転抵抗を受けるため回転し難いが、サンギヤＳａは自由に回転できる状態となる。従って、この場合においても、サンギヤＳａが空回りして電動機ＭＧの駆動力を内燃機関ＥＮＧに伝達させ難い。
【００４５】
そこで、電動機ＭＧにより内燃機関ＥＮＧを始動させる場合には、第１連結機構Ｃ１及び第２連結機構Ｃ２を連結状態とする。
【００４６】
これにより、第１ギヤ列Ｇ１のギヤ比（第１従動ギヤＧ１ｂの歯数／第１駆動ギヤＧ２ａの歯数）をｉ、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比（第２従動ギヤＧ２ｂの歯数／第２駆動ギヤＧ２ａの歯数）をｊ、サンギヤＳａの回転速度をＮｓ、キャリアＣａの回転速度をＮｃとすると、サンギヤＳａの回転速度Ｎｓは、（ｊ／ｉ）×Ｎｃとなる。
【００４７】
そして、電動機ＭＧによって回転されるリングギヤＲａの回転速度をＮｍとすると、サンギヤＳａは、｛ｈｊ／（ｈｉ−ｊ＋１）｝×Ｎｍで回転し、電動機ＭＧの駆動力により内燃機関ＥＮＧが始動される。これにより、セルモータを用いることなく内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。
【００４８】
コントローラＥＣＵは、図外の二次電池の充電率ＳＯＣが所定値以上であり、且つ、車両がクリープ走行状態である場合、要求駆動力が所定駆動力以下で且つ発進要求や駆動力の増加要求がある場合などのＥＶ発進条件を満たす場合には、ＥＶ発進を行う。
【００４９】
ここで、第３連結機構Ｓ１を連結状態とするだけでは、プラネタリギヤ機構ＰＧのサンギヤＳａは駆動輪３，３に連結されるため、走行反力を受けて回転し難いため、自由に回転可能なキャリアＣａが空回りして電動機ＭＧの駆動力を駆動輪３，３に伝達させることができない。そこで、ＥＶ発進する場合には、第３連結機構Ｓ１と共に、第４連結機構Ｓ２も連結状態とする。
【００５０】
これにより、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比（第２従動ギヤＧ２ｂの歯数／第２駆動ギヤＧ２ａの歯数）をｊ、第３ギヤ列Ｇ３のギヤ比（第３従動ギヤＧ３ｂの歯数／第３駆動ギヤＧ３ａの歯数）をｋ、サンギヤＳａの回転速度をＮｓ、キャリアＣａの回転速度をＮｃとすると、サンギヤＳａの回転速度Ｎｓは、ｊｋ×Ｎｃとなる。
【００５１】
そして、電動機ＭＧによって回転されるリングギヤＲａの回転速度をＮｍとすると、サンギヤＳａは、｛ｈｊｋ／（ｈ−ｊｋ＋１）｝×Ｎｍで回転し、電動機ＭＧの駆動力が駆動輪３，３に伝達されて、ＥＶ発進することができる。
【００５２】
尚、Ｎｓ＝Ｎｃとなるように（換言すれば、ｊｋ＝１となるように）、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比ｊと第３ギヤ列Ｇ３のギヤ比ｋを設定すれば、両連結機構Ｓ１，Ｓ２を連結状態とすることにより、プラネタリギヤ機構ＰＧの各要素が相対回転不能なロック状態となり、電動機ＭＧの駆動力をそのまま出力部材４に伝達させることができる。
【００５３】
ＥＶ発進によって車両が発進した後に、前記ＥＶ発進条件が満たされなくなった場合には、コントローラＥＣＵは、内燃機関ＥＮＧを始動させる。
【００５４】
このとき、コントローラＥＣＵは、前記内燃機関始動条件を満たしている場合には、セルモータを用いて内燃機関ＥＮＧを始動させる。
【００５５】
又、コントローラＥＣＵは、車速が所定速度以上であり、且つ二次電池の充電率ＳＯＣが所定値以上の状態である押しがけ条件を満たす場合には、２つの連結機構Ｃ１，Ｃ２のうち、回転速度の低い方を徐々に係合させて、内燃機関ＥＮＧを始動させる。これによれば、セルモータを用いることなく内燃機関ＥＮＧを始動させることができる。
【００５６】
コントローラＥＣＵは、内燃機関ＥＮＧを始動させた後に車両を発進させる場合であって、要求駆動力が所定駆動力以上であるときには、第１連結機構Ｃ１を連結状態、第２連結機構Ｃ２を開放状態、第３連結機構Ｓ１を開放状態、第４連結機構Ｓ２を連結状態とする。そして、内燃機関ＥＮＧの駆動力を上昇させると共に、電動機ＭＧで発電させて二次電池に充電する回生を行う。
【００５７】
ここで、内燃機関ＥＮＧの駆動力を上昇させただけでは、図２に点線で示すように、出力部材４に連結されたキャリアＣａは走行反力（車両の走行抵抗）により０回転のままであり、電動機ＭＧが連結されたリングギヤＲａは、マイナス回転（後進回転）となる。
【００５８】
この状態で、電動機ＭＧで発電させて回生すれば、図２に実線で示すように、リングギヤＲａの回転速度が０回転側に移行して、キャリアＣａに駆動力が伝達され、車両が発進する。
【００５９】
又、二次電池の充電率ＳＯＣが所定値未満である場合には、第２連結機構Ｃ２を半係合させることにより、回生量を増加させることができる。
【００６０】
又、電動機ＭＧを正回転側（前進回転側）に駆動させれば、図２に一点鎖線で示すように、サンギヤＳａに伝達される内燃機関ＥＮＧの駆動力（トルク）と、リングギヤＲａに伝達される電動機ＭＧの駆動力（トルク）とがキャリアＣａで合成され、合成された駆動力（トルク）が出力部材４に伝達されて、車両が発進する。
【００６１】
これによれば、内燃機関ＥＮＧの駆動力（トルク）と電動機ＭＧの駆動力（トルク）とが合成されるため、大きな駆動力を得ることができる。実施形態の動力伝達装置１においては、この図２の実線及び一点鎖線で示す状態が第１の１速段に相当する。
【００６２】
コントローラＥＣＵは、内燃機関ＥＮＧを始動させた後に車両を発進させる場合であって、要求駆動力が所定駆動力未満であるときには、第１連結機構Ｃ１を開放状態、第２連結機構Ｃ２を連結状態、第３連結機構Ｓ１を連結状態、第４連結機構Ｓ２を開放状態とする。
【００６３】
そして、図３の実線に示すように、内燃機関ＥＮＧの駆動力を上昇させると共に、電動機ＭＧで発電させて二次電池に充電する回生を行うことにより、キャリアＣａに伝達される内燃機関ＥＮＧの駆動力（トルク）が、出力部材４に連結するサンギヤＳａと電動機ＭＧに連結するリングギヤＲａとに分散される。
【００６４】
又、図３の速度線図において、リングギヤＲａの歯数はサンギヤＳａの歯数よりも多いため、キャリアＣａとサンギヤＳａとの間の間隔は、キャリアＣａとリングギヤＲａとの間の間隔よりも広くなる（即ち、ｈ＞１となる）。このため、キャリアＣａからプラネタリギヤ機構ＰＧに入力される内燃機関ＥＮＧの駆動力（トルク）は、リングギヤＲａと比較して、サンギヤＳａに伝達され難い。従って、内燃機関ＥＮＧの駆動力（トルク）をサンギヤＳａに連結する出力部材４に出し難くすることができる。
【００６５】
又、電動機ＭＧで発電させることにより、内燃機関ＥＮＧの負荷を増加させることができ、燃焼効率の良い状態で内燃機関ＥＮＧを駆動させて、燃費を向上させることができる。電動機ＭＧで発電された電力は、二次電池ＢＡＴＴに充電され、後に電動機ＭＧを駆動させる際に利用することができる。実施形態の動力伝達装置１においては、この図３の実線で示す状態が第２の１速段に相当する。
【００６６】
尚、図３の点線は、内燃機関ＥＮＧのみを駆動させた状態を示している。この場合、駆動輪に連結されたサンギヤＳａは走行反力（走行抵抗）により回転できない。この状態から電動機ＭＧで発電させて回生を行うことにより、ロータＭＧｂの回転速度が下がり、サンギヤＳａに駆動力が伝達される。
【００６７】
２速段を確立する場合には、コントローラＥＣＵは、第２連結機構Ｃ２と第４連結機構Ｓ２とを連結状態とし、第３連結機構Ｓ１を開放状態とする。そして、二次電池の充電率ＳＯＣが所定値以上であり、回生不要の場合には、第１連結機構Ｃ１を開放状態とする。
【００６８】
これにより、サンギヤＳａが切り離されて略自由に回転することができるようになり、電動機ＭＧのロータＭＧｂの回転を０に近付けることができる。従って、電動機ＭＧの引き摺り損失を低減させ、伝達効率を向上させることができる。
【００６９】
内燃機関ＥＮＧの回転速度をＮｅとすると、出力部材４の回転速度は、Ｎｅ／ｉｋとなる。
【００７０】
２速段において、二次電池の充電率ＳＯＣが所定値未満になった場合、エアコン等の補機による負荷が増加した場合、車両が要求する電力が増加した場合、車両が要求する駆動力が大きくなった場合には、２速段のＩＭＡモードに移行する。
【００７１】
既に、通常の２速段で走行中の状態から２速段のＩＭＡモードに移行する場合では、先ず、電動機ＭＧを用いてサンギヤＳａの回転速度と、入力軸２の回転速度とを合わせてから、第１連結機構Ｃ１を係合させる。これにより、第１連結機構Ｃ１の係合によるショックの発生を抑制させることができる。
【００７２】
そして、車両の走行状態に応じて、電動機ＭＧを制御し、回生又は内燃機関ＥＮＧの駆動力のアシストを行う。
【００７３】
３速段を確立する場合には、コントローラＥＣＵは、第１連結機構Ｃ１と第３連結機構Ｓ１とを連結状態とし、第４連結機構Ｓ２を開放状態とする。そして、二次電池の充電率ＳＯＣが所定値以上であり、回生不要の場合には、第２連結機構Ｃ２を開放状態とする。
【００７４】
これにより、キャリアＣａが切り離されて略自由に回転することができるようになり、電動機ＭＧのロータＭＧｂの回転を略０とすることができる。従って、電動機ＭＧの引き摺り損失を低減させ、伝達効率を向上させることができる。
【００７５】
この場合、入力軸２と出力部材４とが直結された状態となるため、内燃機関ＥＮＧの回転速度Ｎｅがそのまま出力される。
【００７６】
３速段において、二次電池の充電率ＳＯＣが所定値未満になった場合、エアコン等の補機による負荷が増加した場合、車両が要求する電力が増加した場合、車両が要求する駆動力が大きくなった場合には、３速段のＩＭＡモードに移行する。
【００７７】
既に、通常の３速段で走行中の状態から３速段のＩＭＡモードに移行する場合では、先ず、第１ギヤ列Ｇ１の第１従動ギヤＧ１ｂの回転速度に、第２ギヤ列Ｇ２の第２従動ギヤＧ２ｂの回転速度が合うように、電動機ＭＧを用いてキャリアＣａの回転速度を制御してから、第２連結機構Ｃ２を係合させる。これにより、第２連結機構Ｃ１の係合によるショックの発生を抑制させることができる。
【００７８】
そして、車両の走行状態に応じて、電動機ＭＧを制御し、回生又は内燃機関ＥＮＧの駆動力のアシストを行う。
【００７９】
実施形態の動力伝達装置１によれば、第１の１速段を確立することにより、内燃機関ＥＮＧと電動機ＭＧとの駆動力（トルク）を合成して急発進することもでき、逆に、第２の１速段を確立することにより、燃費を向上させた発進をすることもできる。
【００８０】
これにより、運転者の要求に応じた発進を行うことができ、運転者の操作に対する追従性（ドライバビリティ）を向上させることができると共に、燃費を向上させることができる。
【００８１】
尚、実施形態の動力伝達装置１においては、プラネタリギヤ機構ＰＧをシングルピニオン式のものとしたが、サンギヤＳａと、リングギヤＲａと、互いに噛合すると共に一方がサンギヤＳａに噛合し、他方がリングギヤＲａに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなるダブルピニオン式のものとしてもよい。
【００８２】
この場合、例えば、第１要素をサンギヤＳａ、第２要素をリングギヤＲａ、第３要素をキャリアＣａとし、電動機ＭＧのロータＭＧｂを第３要素たるキャリアＣａに連結し、第２ギヤ列Ｇ２の第２駆動ギヤＧ２ａを第２要素たるリングギヤＲａに連結させればよい。
【００８３】
又、実施形態の動力伝達装置１においては、２速段を第２連結機構Ｃ２及び第４連結機構Ｓ２を連結状態とすることにより確立し、３速段を第１連結機構Ｃ１及び第３連結機構Ｓ１を連結状態とすることにより確立したが、各ギヤ比を変更して、第１連結機構Ｃ１及び第３連結機構Ｓ１を連結状態とすることにより２速段を確立し、第２連結機構Ｃ２及び第４連結機構Ｓ２を連結状態とすることにより３速段を確立するように構成してもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１…動力伝達装置、２…入力軸、３…駆動輪（前輪）、４…出力部材（出力ギヤ）、ＥＮＧ…内燃機関、ＭＧ…電動機、ＰＧ…プラネタリギヤ機構、Ｓａ…サンギヤ（第１要素）、Ｃａ…キャリア（第２要素）、Ｒａ…リングギヤ（第３要素）、Ｐａ…ピニオン、ＤＦ…ディファレンシャルギヤ、Ｇ１…第１ギヤ列、Ｇ２…第２ギヤ列、Ｇ３…第３ギヤ列。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011016428.tif 000005