(57)【要約】【課題】  小型化および製造コストの削減を達成すること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、動力を互いに伝達可能な少なくとも第１、第２、第３および第４の要素Ｒ１、Ｃ１、Ｓ２、Ｓ１、Ｃ２、Ｒ２を有し、第１〜第４の要素Ｒ１、Ｃ１、Ｓ２、Ｓ１、Ｃ２、Ｒ２は、回転数が共線関係を満たし、かつ、共線関係を表す共線図において順に並ぶように構成されており、第２要素Ｃ１、Ｓ２および第３要素Ｓ１、Ｃ２が原動機３および被駆動部ＤＷ，ＤＷにそれぞれ連結された動力伝達機構ＰＳ１、ＰＳ２と、入力部２２および出力部２３を有し、入力部２２に入力された動力を作動流体を介して出力部２３に出力するとともに、入力部２２および出力部２３が第１要素Ｒ１および第４要素Ｒ２にそれぞれ連結された流体継手２０と、を備える。【選択図】  図１
2008286316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機の動力を被駆動部に伝達する動力伝達装置であって、
動力を互いに伝達可能な少なくとも第１、第２、第３および第４の要素を有し、当該第１〜第４の要素は、回転数が共線関係を満たし、かつ、当該共線関係を表す共線図において順に並ぶように構成されており、前記第２要素および前記第３要素が前記原動機および前記被駆動部にそれぞれ連結された動力伝達機構と、
入力部および出力部を有し、前記入力部に入力された動力を作動流体を介して前記出力部に出力するとともに、前記入力部および前記出力部が前記第１要素および前記第４要素にそれぞれ連結された流体継手と、
を備えることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記動力伝達機構は、
第１サンギヤ、第１リングギヤ、前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤに噛み合う第１プラネタリギヤを回転自在に支持する第１キャリアを有する第１遊星歯車装置と、
第２サンギヤ、第２リングギヤ、前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤに噛み合う第２プラネタリギヤを回転自在に支持する第２キャリアを有する第２遊星歯車装置と、を有し、
前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤの一方が前記第１要素であり、前記第１キャリアと前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤの一方とが前記第２要素であり、前記第２キャリアと前記第１サンギヤおよび前記第１リングギヤの他方とが前記第３要素であり、前記第２サンギヤおよび前記第２リングギヤの他方が前記第４要素であることを特徴とする、請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第１リングギヤが前記第１要素であり、前記第１キャリアおよび前記第２サンギヤが前記第２要素であり、前記第１サンギヤおよび前記第２キャリアが前記第３要素であり、前記第２リングギヤが前記第４要素であることを特徴とする、請求項２に記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機の動力を被駆動部に伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の動力伝達装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この動力伝達装置は、車両に搭載された内燃機関の動力を無段階に変速して駆動輪に伝達するものであり、動力伝達機構と、ベルト式の無段変速機を備えている。この動力伝達機構は、ダブルピニオンタイプの遊星歯車装置とシングルピニオンタイプの遊星歯車装置を組み合わせ、リングギヤおよびキャリアを共通化したものであり、これらのリングギヤおよびキャリアと、第１および第２のサンギヤの４つの回転要素を有している。キャリアは内燃機関のクランク軸に連結され、第１サンギヤは、無段変速機の第２プーリに連結されるとともに、低速クラッチを介して駆動輪に連結されている。また、第２サンギヤは無段変速機の第１プーリに連結されるとともに、高速クラッチを介して駆動輪に連結されている。
【０００３】
この従来の動力伝達装置では、車両の低速走行中、低速クラッチが接続されるとともに、高速クラッチが遮断される。これにより、キャリアに伝達された内燃機関のトルクは、第１および第２のサンギヤに分配され、この第２サンギヤに分配されたトルクは、第１プーリを介して第２プーリに伝達されるとともに、第１サンギヤに分配されたトルクと合成された後、低速クラッチを介して駆動輪に伝達される。一方、車両の高速走行中には、低速クラッチが遮断されるとともに、高速クラッチが接続される。これにより、キャリアを介して第１および第２のサンギヤに分配された内燃機関のトルクのうち、第１サンギヤに分配されたトルクは、第２プーリを介して第１プーリに伝達されるとともに、第２サンギヤに分配されたトルクと合成された後、高速クラッチを介して駆動輪に伝達される。また、上記の低速および高速走行中、無段変速機の変速比の制御によって、内燃機関の動力が変速され、駆動輪に伝達される。以上により、上述した従来の動力伝達装置では、無段変速機を通過するトルクを低減し、無段変速機を小型化するようにしている。
【０００４】
しかし、ベルト式の無段変速機は、体積あたりのトルク伝達容量が比較的小さいため、大きなトルクを伝達するためには、大型のものを用いる必要がある。上述した従来の動力伝達装置では、そのようなベルト式の無段変速機を用いているため、装置全体の大型化を招いてしまう。また、ベルト式の無段変速機は、上述した構成上、プーリおよび伝達ベルトの互いに当接する当接面の表面粗さを小さく設定しなければならない。さらに、プーリが伝達ベルトを押圧する力を負荷に応じてきめ細かく制御する必要があるため、この制御を行うための補機のコストが高い。以上から、無段変速機の製造コストは極めて高く、このことが、上述した従来の動力伝達装置のコストを押し上げる要因になる。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、小型化および製造コストの削減を達成することできる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３２９３３８号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、原動機（実施形態における（以下、本項において同じ）内燃機関３）の動力を被駆動部（駆動輪ＤＷ，ＤＷ）に伝達する動力伝達装置１であって、動力を互いに伝達可能な少なくとも第１、第２、第３および第４の要素（第１要素：第１リングギヤＲ１、第２要素：第１キャリアＣ１、第２サンギヤＳ２、第３要素：第１サンギヤＳ１、第２キャリアＣ２、第４要素：第２リングギヤＲ２）を有し、第１〜第４の要素は、回転数が共線関係を満たし、かつ、共線関係を表す共線図において順に並ぶように構成されており、第２要素および第３要素が原動機および被駆動部にそれぞれ連結された動力伝達機構（第１遊星歯車装置ＰＳ１、第２遊星歯車装置ＰＳ２）と、入力部（ポンプインペラ２２）および出力部（タービンランナ２３）を有し、入力部に入力された動力を作動流体を介して出力部に出力するとともに、入力部および出力部が第１要素および第４要素にそれぞれ連結された流体継手（トルクコンバータ２０）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この動力伝達装置によれば、動力を互いに伝達可能に、かつ、回転数が共線関係を満たすように構成された第１〜第４の要素が、この共線関係を表す共線図において順に並んでおり、これらの第２および第３の要素が原動機および被駆動部にそれぞれ連結されている。また、これらの第１および第４の要素に、流体継手の入力部および出力部がそれぞれ連結されている。したがって、原動機、被駆動部、入力部および出力部の回転数の共線図は、例えば図１０のように示される。
【０００９】
流体継手は、入力部から出力部への動力の伝達を、入力部と出力部の間で回転差がある状態で行うことができる。このため、上記の構成によれば、出力部の回転数が図１０に示すように入力部よりも低く、被駆動部の回転数が原動機よりも低いときに、原動機の動力を無段階に減速して、被駆動部に伝達することができる。また、前述した従来の場合のようにベルト式の無段変速機を用いたときには、その変速比を、被駆動部と原動機の回転差に応じて制御しなければならないのに対し、本発明によれば、そのような制御はまったく不要である。
【００１０】
また、流体継手は、ベルト式の無段変速機と比較して、体積当たりのトルク伝達容量が大きいことから、そのサイズを小さくすることが可能である。したがって、本発明によれば、そのような流体継手を用いることによって、動力伝達装置を小型化することができる。また、流体継手は、入力部から出力部に作動流体を介して動力を伝達するという構成上、ベルト式の無段変速機と比較して、精度の高い加工を必要としないため、より安価に製造できる。したがって、本発明によれば、前述したベルト式の無段変速機を用いる従来の場合と比較して、動力伝達装置の製造コストを削減することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力伝達装置１において、動力伝達機構は、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１に噛み合う第１プラネタリギヤＰ１を回転自在に支持する第１キャリアＣ１を有する第１遊星歯車装置ＰＳ１と、第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２に噛み合う第２プラネタリギヤＰ２を回転自在に支持する第２キャリアＣ２を有する第２遊星歯車装置ＰＳ２と、を有し、第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１の一方が第１要素であり、第１キャリアＣ１と第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２の一方とが第２要素であり、第２キャリアＣ２と第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１の他方とが第３要素であり、第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２の他方が第４要素であることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、第１サンギヤおよび第１リングギヤの一方（以下「一方の第１ギヤ」という）が、前記第１要素として、流体継手の入力部に連結されており、第１キャリアと第２サンギヤおよび第２リングギヤの一方（以下「一方の第２ギヤ」という）が、前記第２要素として、原動機に連結されている。さらに、第２キャリアと第１サンギヤおよび第１リングギヤの他方（以下「他方の第１ギヤ」という）が、前記第３要素として、被駆動部に連結されており、第２サンギヤおよび第２リングギヤの他方（以下「他方の第２ギヤ」という）が、前記第４要素として、流体継手の出力部に連結されている。
【００１３】
上記の場合、原動機の動力は、例えば次のようにして被駆動部に伝達される。すなわち、図１１に示すように、原動機の動力の一部は、第１キャリアに伝達され、残りは一方の第２ギヤに伝達される。第１キャリアに伝達された原動機の動力は、一方の第１ギヤと他方の第１ギヤに分配され、他方の第１ギヤに分配された動力は、被駆動部に伝達され、一方の第１ギヤに分配された動力は、流体継手を介して、他方の第２ギヤに伝達される。また、この他方の第２ギヤに伝達された動力と、一方の第２ギヤに上記のように伝達された原動機の動力は、合成された後、第２キャリアを介して被駆動部に伝達される。なお、図１１中の矢印付きの太い実線は、動力の流れを示している。
【００１４】
以上のような動力の分配・合成により、流体継手を通過する動力を低減できるので、その分、流体継手を小型化でき、動力伝達装置をさらに小型化できる。また、流体継手は、作動流体を介して動力を伝達するため、例えばギヤで動力を伝達する場合よりも伝達効率が低い。本発明によれば、上記のように流体継手を通過する動力を低減できるので、流体継手における動力の伝達ロスを低減でき、動力伝達装置の伝達効率を高めることができる。また、動力伝達機構を、一般的な第１および第２の遊星歯車装置で構成するので、格別の装置を用いることなく、動力伝達装置を容易かつより安価に構成することができる。さらに、遊星歯車装置は、そのサイズに対するトルク伝達容量が比較的大きいという特性を有するので、本発明によれば、動力伝達装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の動力伝達装置１において、第１リングギヤＲ１が第１要素であり、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が第２要素であり、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２が第３要素であり、第２リングギヤＲ２が第４要素であることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、第１および第２の遊星歯車装置の外周部にそれぞれ配置された第１および第２のリングギヤに、流体継手が連結されているので、この流体継手の連結、ひいては、動力伝達装置の組立を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本実施形態による動力伝達装置１を適用した車両（図示せず）の駆動系を概略的に示している。この車両は、動力源として内燃機関３（原動機）を備えており、この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、ガソリンエンジンである。
【００１８】
動力伝達装置１は、エンジン３の動力を車両の前側の左右の駆動輪ＤＷ，ＤＷ（被駆動部）に伝達するものであり、第１遊星歯車装置ＰＳ１（動力伝達機構）と、第２遊星歯車装置ＰＳ２（動力伝達機構）と、これらの第１遊星歯車装置ＰＳ１と第２遊星歯車装置ＰＳ２の間に設けられたトルクコンバータ２０（流体継手）と、左右の駆動軸ＤＳ，ＤＳを介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結された差動ギヤ機構９とを備えている。
【００１９】
第１遊星歯車装置ＰＳ１は、一般的なタイプのものであり、第１サンギヤＳ１と、この第１サンギヤＳ１の外周に設けられた、第１サンギヤＳ１よりも歯数の多い第１リングギヤＲ１と、両ギヤＳ１，Ｒ１に噛み合う複数（例えば３つ）の第１プラネタリギヤＰ１（２つのみ図示）と、第１プラネタリギヤＰ１を回転自在に支持する第１キャリアＣ１とを有している。以下、第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１および第１キャリアＣ１を総称して、「第１遊星歯車装置ＰＳ１の３要素」という。また、第２遊星歯車装置ＰＳ２は、第１遊星歯車装置ＰＳ１と同様に構成されており、第２サンギヤＳ２と、第２リングギヤＲ２と、両ギヤＳ２，Ｒ２に噛み合う複数（例えば３つ）の第２プラネタリギヤＰ２（２つのみ図示）と、第２プラネタリギヤＰ２を回転自在に支持する第２キャリアＣ２とを有している。以下、第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２および第２キャリアＣ２を総称して、「第２遊星歯車装置ＰＳ２の３要素」という。
【００２０】
本実施形態では、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１と第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１との比（ＺＳ１／ＺＲ１）（以下「第１歯数比α」という）は、例えば値０．２５に設定されている。また、第２サンギヤＳ２の歯数ＺＳ２と第２リングギヤＲ２の歯数ＺＲ２との比（ＺＳ２／ＺＲ２）（以下「第２歯数比β」という）は、例えば値０．５に設定されている。
【００２１】
また、上記の第１キャリアＣ１は、第１連結軸４に一体に設けられている。この第１連結軸４は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、その一端部が、エンジン３のクランク軸（図示せず）に同心状に連結されるとともに、他端部が、ニュートラルクラッチＮＣを介して、第２連結軸５に同心状に連結されている。この第２連結軸５は、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されており、第２連結軸５には、第２サンギヤＳ２が一体に設けられている。上記のニュートラルクラッチＮＣは、摩擦式多板クラッチであり、その締結度合が後述するＥＣＵ２（図２参照）により制御されることによって、第１連結軸４と第２連結軸５の間を接続・遮断する。以上の構成により、ニュートラルクラッチＮＣの接続時、第２サンギヤＳ２は、第１キャリアＣ１およびクランク軸に連結される。
【００２２】
上記の第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２は、第３連結軸６に一体に設けられている。第３連結軸６は、中空に形成されており、その内側に、上記の第２連結軸５が回転自在に嵌合している。また、第３連結軸６には、ギヤ６ａが一体に設けられており、このギヤ６ａは、アイドラギヤ（図示せず）を介して、差動ギヤ機構９のギヤ９ａに噛み合っている。
【００２３】
以上のように、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２は、第３連結軸６を介して、互いに連結されるとともに、ギヤ６ａや差動ギヤ機構９などを介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。
【００２４】
トルクコンバータ２０は、その内部に充填された作動油を用いて動力を伝達する一般的なものである。具体的には、トルクコンバータ２０は、ケース状のカバー２１と、カバー２１に一体に設けられたポンプインペラ２２（入力部）と、タービンランナ２３（出力部）と、ステータ２４と、ロックアップクラッチ２５を有している。
【００２５】
これらのポンプインペラ２２、タービンランナ２３およびステータ２４はいずれも、羽根車で構成されており、軸受け（図示せず）に回転自在に支持されている。ポンプインペラ２２とタービンランナ２３は、若干の隙間を介して対向するようにカバー２１内に配置されており、両者２２，２３の内周部間に、ステータ２４が設けられている。上記のロックアップクラッチ２５は、その締結度合が供給される油圧により制御される摩擦式のものであり、カバー２１とタービンランナ２３の間に設けられている。このロックアップクラッチ２５には、エンジン３を動力源とするオイルポンプが油路（いずれも図示せず）を介して接続されており、この油路には、油圧制御弁２５ａが設けられている。この油圧制御弁２５ａは、ＥＣＵ２で制御されることによって、ロックアップクラッチ２５に供給される油圧を制御する。これにより、ロックアップクラッチ２５の締結度合が制御されることによって、カバー２１とタービンランナ２３の間が接続・遮断される。
【００２６】
以上の構成のトルクコンバータ２０では、ロックアップクラッチ２５の遮断中、ポンプインペラ２２に伝達された動力は、作動油を介してタービンランナ２３に伝達される。図３は、このロックアップクラッチ２５の遮断中における、ポンプインペラ２２に伝達されたトルク（以下「ポンプ吸収トルクＴＰ」という）と、タービンランナ２３に伝達されるトルク（以下「タービントルクＴＴ」という）と、ポンプインペラ２２の回転数（以下「ポンプ回転数ＮＰ」という）と、タービンランナ２３の回転数（以下「タービン回転数ＮＴ」という」）との関係を示している。
【００２７】
同図に示すように、タービン回転数ＮＴとポンプ回転数ＮＰとの比（ＮＴ／ＮＰ）が、所定値（例えば０．９）以上でかつ値１以下であり、タービン回転数ＮＴがポンプ回転数ＮＰとほぼ等しいときには、タービントルクＴＴとポンプトルクＴＰとの比（ＴＴ／ＴＰ）は値１になる。また、タービン回転数ＮＴがポンプ回転数ＮＰよりも低いときには、ステータ２４によって、ポンプ吸収トルクＴＰが増幅された状態でタービンランナ２３に伝達され、その増幅度合は、タービン回転数ＮＴがポンプ回転数ＮＰよりも低いほど、より大きい。このため、ＮＴ／ＮＰ値が小さいほど、ＴＴ／ＴＰ値は大きくなる。さらに、ＮＴ／ＮＰが値０のとき、すなわち、ポンプインペラ２２が回転しているものの、タービンランナ２３が回転していないときには、ＴＴ／ＴＰ値は、値１よりも大きな最大値（例えば２．０）になる。
【００２８】
さらに、カバー２１およびタービンランナ２３には、入力軸７および出力軸８がそれぞれ一体に同心状に設けられている。これらの入力軸７および出力軸８には、ギヤ７ａ，８ａがそれぞれ一体に設けられており、これらのギヤ７ａ，８ａは、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２の外周面にそれぞれ形成されたギヤＲ１ａ，Ｒ２ａにそれぞれ噛み合っている。以上のように、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２は、トルクコンバータ２０を介して互いに連結されている。
【００２９】
また、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ３１から、クランク軸のクランク角度位置を表す検出信号が出力される。ＥＣＵ２は、このクランク角度位置に基づいて、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。さらに、ＥＣＵ２には、ポンプ回転数センサ３２からポンプ回転数ＮＰを表す検出信号が、タービン回転数センサ３３からタービン回転数ＮＴを表す検出信号が、出力される。
【００３０】
また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ３４から車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを表す検出信号が、車速センサ３５から車速ＶＰを表す検出信号が、出力される。
【００３１】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ３１〜３５からの検出信号に応じ、エンジン３や動力伝達装置１の動作を制御する。
【００３２】
次に、車両の停止中や走行中における動力伝達装置１の動作について説明する。まず、エンジン３のアイドル運転中の動作について説明する。なお、エンジン３のクランク軸の回転方向は駆動輪ＤＷ，ＤＷの正転方向と同じになっており、以下、動力伝達装置１中のすべての回転要素および駆動輪ＤＷ，ＤＷについて、クランク軸の回転方向と同方向を「正転方向」、逆方向を「逆転方向」といい、正転方向および逆転方向の回転をそれぞれ、「正転」および「逆転」という。
【００３３】
アイドル運転中には、ニュートラルクラッチＮＣを遮断することによって、エンジン３と第２サンギヤＳ２の間を遮断する。この場合、第１サンギヤＳ１に作用する駆動輪ＤＷ，ＤＷのフリクションがトルクコンバータ２０のフリクションよりも非常に大きいので、第１キャリアＣ１に伝達されたエンジン３の動力は、第１サンギヤＳ１を支点とし、第１プラネタリギヤＰ１を介して、第１リングギヤＲ１に伝達される。また、第１リングギヤＲ１に伝達された動力は、トルクコンバータ２０を介して、第２リングギヤＲ２に伝達される。この場合、上記のようにエンジン３と第２サンギヤＳ２の間が遮断されていることと、第２キャリアＣ２に作用する駆動輪ＤＷ，ＤＷのフリクションが第２サンギヤＳ２のフリクションよりも非常に大きいことから、第２リングギヤＲ２に上記のように伝達された動力は、第２キャリアＣ２を支点とし、第２プラネタリギヤＰ２を介して、第２サンギヤＳ２に伝達される。
【００３４】
以上の結果、図４に示すように、アイドル運転中、車速ＶＰ、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数はいずれも値０になり、第１キャリアＣ１、第１リングギヤＲ１および第２リングギヤＲ２はいずれも正転方向に空転し、第２サンギヤＳ２は逆転方向に空転する。
【００３５】
この図４は、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の３要素の回転数の関係を表す共線図である。この共線図は、これらの３要素を横軸方向に並べて示し、それらの回転数を縦軸に示すとともに、３要素の横軸方向の間隔を、第１遊星歯車装置ＰＳ１の３要素については第１サンギヤＳ１および第１リングギヤＲ１の歯数ＺＳ１，ＺＲ１に基づいて、第２遊星歯車装置ＰＳ２の３要素については第２サンギヤＳ２および第２リングギヤＲ２の歯数ＺＳ２，ＺＲ２に基づいて、それぞれ規定したものである。
【００３６】
図４に示すように、この共線図において、第１サンギヤＳ１と第１キャリアＣ１の間の距離は、値１であり、第１キャリアＣ１と第１リングギヤＲ１の間の距離は、前述した第１歯数比α（ＺＳ１／ＺＲ１）である。また、第２サンギヤＳ２と第２キャリアＣ２の間の距離は、値１であり、第２キャリアＣ２と第２リングギヤＲ２の間の距離は、前述した第２歯数比β（ＺＳ２／ＺＲ２）である。また、前述した連結関係から明らかなように、第１キャリアＣ１の回転数はエンジン回転数ＮＥと等しく、各ギヤによる変速などを無視すれば、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数は車速ＶＰと等しく、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２の回転数は、ポンプ回転数ＮＰおよびタービン回転数ＮＴとそれぞれ等しい。また、以上の点は、後述する他の共線図についても同様である。
【００３７】
次に、上述したアイドル運転中から車両を発進させる際の動作について説明する。この車両の発進時には、アイドル運転中に遮断されていたニュートラルクラッチＮＣを、徐々に接続する。
【００３８】
これにより、車両の発進時、エンジン３のトルクの一部が第２サンギヤＳ２に伝達されることによって、図５に実線で示すように、第２サンギヤＳ２の回転数が、同図に破線で示すアイドル運転中の状態から上昇し、第２サンギヤＳ２が正転する。また、第２サンギヤＳ２に上記のように伝達されたトルクが、第２リングギヤＲ２に対して逆転させるように作用することによって、第２リングギヤＲ２の回転数が、アイドル運転中の状態から低下し、第１リングギヤＲ１の回転数よりも低くなる。それに伴い、タービン回転数ＮＴがポンプ回転数ＮＰよりも低くなる結果、前述したトルクコンバータ２０の特性から明らかなように、タービントルクＴＴが増大し、第２リングギヤＲ２に伝達されるトルクが増大する。また、第２キャリアＣ２には、そのように増大した第２リングギヤＲ２の伝達トルクと第２サンギヤＳ２に上記のように伝達されたトルクとを合成した合成トルクが伝達される。さらに、エンジン３のトルクの残りは、第１キャリアＣ１に伝達された後、第１リングギヤＲ１および第１サンギヤＳ１に分配される。また、第２キャリアＣ２および第１サンギヤＳ１に上記のように伝達されたトルクは、第３連結軸６において合成された後、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、図５に実線で示すように、車速ＶＰ、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２の回転数がいずれも値０から上昇し、車両が発進する。
【００３９】
そして、車両の発進後の走行中には、ニュートラルクラッチＮＣが、完全に接続される。それにより、第２サンギヤＳ２は、エンジン３のクランク軸および第１キャリアＣ１に完全に連結され、第２サンギヤＳ２の回転数が、第１キャリアＣ１の回転数およびエンジン回転数ＮＥと等しくなる。
【００４０】
図６は、車両の走行中、ニュートラルクラッチＮＣを完全に接続するとともに、ロックアップクラッチ２５を遮断した状態におけるエンジン３の動力（以下「エンジン動力ＷＥ」という）の伝達状況を示している。以下、この状態における車両の走行を「トルコン走行」という。図６に示すように、エンジン動力ＷＥの一部は、第１キャリアＣ１に伝達されるとともに、残りは第２サンギヤＳ２に伝達される。この第１キャリアＣ１に伝達された動力は、第１リングギヤＲ１および第１サンギヤＳ１に分配され、第１リングギヤＲ１に分配された動力は、トルクコンバータ２０を介して第２リングギヤＲ２に伝達される。この第２リングギヤＲ２に伝達された動力は、第２サンギヤＳ２に上記のように伝達された動力と合成された後、第２キャリアＣ２に伝達される。この合成動力と、第１サンギヤＳ１に上記のように分配された動力は、第３連結軸６において合成された後、駆動輪ＤＷ、ＤＷに伝達される。
【００４１】
したがって、トルコン走行中、以上のようなエンジン動力ＷＥの分配・合成によって、トルクコンバータ２０を通過する動力を低減することができるので、トルクコンバータ２０における動力の伝達ロスを低減でき、動力伝達装置１の伝達効率を高めることができる。なお、図６中の矢印付の太い破線は、動力の流れを示している。
【００４２】
図７は、トルコン走行中における第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の３要素の回転数、エンジン回転数ＮＥ、車速ＶＰ、ポンプ回転数ＮＰ、およびタービン回転数ＮＴの関係の一例を、車両の加速時において示している。トルコン走行中、ニュートラルクラッチＮＣは完全に接続され、それにより、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が互いに連結されるので、図７に示すように、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２によって、回転数が互いに共線の関係にある４つの回転要素が構成される。本実施形態では、第１リングギヤＲ１が第１要素に、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２が第２要素に、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２が第３要素に、第２リングギヤＲ２が第４要素に、それぞれ相当する。
【００４３】
また、図７に示すように、トルコン走行中における車両の加速時、ロックアップクラッチ２５を遮断した状態では、車速ＶＰは、上昇したエンジン回転数ＮＥに対してすぐには上昇せず、エンジン回転数ＮＥよりも低くなる。さらに、タービン回転数ＮＴは、ポンプ回転数ＮＰよりも低くなり、ポンプインペラ２２に伝達されたトルクが増大されて、タービンランナ２３に伝達される。以上の結果、エンジン動力ＷＥは、無段階に減速されて駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。このように、本実施形態によれば、エンジン動力ＷＥを無段階に減速して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達することができる。
【００４４】
また、この場合、例えば、ポンプ回転数ＮＰおよびタービン回転数ＮＴに応じ、ロックアップクラッチ２５の締結度合を制御することにより、ポンプ回転数ＮＰとタービン回転数ＮＴとの回転差を制御することによって、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるエンジン動力ＷＥの減速度合を制御することができる。
【００４５】
ここで、トルコン走行中において、トルクコンバータ２０を通過して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される動力をトルコンパス仕事率ＷＴとすると、このトルコンパス仕事率ＷＴとエンジン動力ＷＥとの比（ＷＴ／ＷＥ）の最大値（ＷＴ／ＷＥ）ＭＡＸは、トルクコンバータ２０などにおける動力の伝達ロスを無視すれば、次式（１）で表される。
【００４６】
【数１】
2008286316.tif 000003
【００４７】
この式（１）から明らかなように、第１歯数比αおよび／または第２歯数比βが大きいほど、この最大値（ＷＴ／ＷＥ）ＭＡＸは、より小さくなり、すなわち、トルコンパス仕事率ＷＴはより小さくなる。このことから、トルクコンバータ２０を通過する動力の低減によりトルクコンバータ２０における動力の伝達ロスを低減するという観点からは、第１および／または第２の歯数比α，βをより大きな値に設定するのが好ましい。
【００４８】
一方、第１および第２の歯数比α，βをより大きな値に設定すると、トルコン走行中、例えば、次のような不具合が生じるおそれがある。すなわち、上述した図７に示す共線図から明らかなように、ポンプインペラ２２とタービンランナ２３の回転差（以下「ポンプ／タービン回転差」という）が過大になることにより、トルクコンバータ２０の作動油の温度が非常に高くなることやポンプインペラ２２およびタービンランナ２３の振動が大きくなることによって、両者２２，２３を支持する軸受けなどの焼き付きや損傷を招くおそれがある。
【００４９】
このため、第１および第２の歯数比α，βを、ポンプ／タービン回転差が過大にならないような、かつ、トルクコンバータ２０を通過する動力を十分に低減できるような値に設定するのが好ましい。本実施形態では、このような技術的観点に基づき、第１および第２の歯数比α，βが、前述した値０．２５および値０．５にそれぞれ設定されている。これにより、本実施形態によれば、上記式（１）から明らかなように、トルコンパス仕事率ＷＴとエンジン動力ＷＥとの比の最大値（ＷＴ／ＷＥ）ＭＡＸは、０．５９であり、すなわち、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される動力に対するトルクコンバータ２０を通過する動力の割合は、最大で５９％である。
【００５０】
また、図８は、動力伝達装置１を用いてトルコン走行を行った場合のシミュレーション結果を示している。このシミュレーションは、エンジン回転数ＮＥが高い所定回転数ＮＥＲＥＦ（例えば６０００ｒｐｍ）で、かつ、車速ＶＰが高い所定速度ＶＰＲＥＦ（例えば１８０ｋｍ／ｈ）であること、すなわち、ポンプ／タービン回転差がほぼ最大となるような過渡時であることを条件として行った。その結果によれば、ポンプ／タービン回転差を、上述した不具合が生じないような所定値（例えば４８００ｒｐｍ）に抑えられることが確認できた。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、前述した第１および第２の歯数比α，βの設定によって、トルクコンバータ２０における動力の伝達ロスを低減でき、動力伝達装置１の伝達効率を高めることができるとともに、ポンプ／タービン回転差の過大化による不具合の発生を防止することができる。
【００５２】
また、トルコン走行中、例えば、ロックアップクラッチ２５の締結度合の制御により、ポンプ／タービン回転差を、トルコンパス仕事率ＷＴとエンジン動力ＷＥとの比（ＷＴ／ＷＥ）がその最大値（ＷＴ／ＷＥ）ＭＡＸにならないように制御することによって、トルクコンバータ２０を通過するエンジン動力ＷＥをさらに低減することができ、動力伝達装置１の伝達効率をさらに高めることができる。具体的には、式（１）のただし書きから明らかなように、ＮＰ／ＮＴ≠｛［α・（１＋α）］／［β・（１＋β）］｝1/2 となるように、ポンプ／タービン回転差を制御する。
【００５３】
さらに、ロックアップクラッチ２５の締結度合の制御により、ポンプ／タービン回転差が所定値を超えないように、すなわち過大にならないように制御することによって、ポンプ／タービン回転差の過大化による不具合を防止できるので、第１および第２の歯数比α，βを積極的により大きな値に設定することが可能となる。それにより、動力伝達装置１の伝達効率をより一層、高めることができる。
【００５４】
また、車両の走行中、車速ＶＰが所定のロックアップ速度（例えば６０ｋｍ／ｈ）よりも高いときには、ロックアップクラッチ２５を完全に接続することによって、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２を互いに連結する。これにより、図９に示すように、エンジン回転数ＮＥ、車速ＶＰ、ポンプ回転数ＮＰ、およびタービン回転数ＮＴは互いに等しくなり、エンジン動力ＷＥは、変速されずに駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。この場合にも、図６を用いて説明したような動力の分配・合成が行われるのは、もちろんである。したがって、トルコン走行中およびロックアップクラッチ２５を完全に接続した車両の走行中のいずれにおいても、トルクコンバータ２０を通過する動力を低減できるので、その分、トルクコンバータ２０を小型化でき、動力伝達装置１を小型化することができる。
【００５５】
なお、トルコン走行中であっても、例えば定速走行の継続によって、ポンプ／タービン回転差が値０となる場合には、エンジン動力ＷＥが変速されずに駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されることは、もちろんである。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、トルクコンバータ２０を用いるので、ベルト式の無段変速機を用いる従来の場合と異なり、駆動輪ＤＷ，ＤＷとエンジン３の回転差に応じた無段変速機の変速比制御が、まったく不要である。また、同じ理由により、ベルト式の無段変速機を用いる従来の場合と比較して、動力伝達装置１の小型化および製造コストの削減を達成することができる。
【００５７】
さらに、一般的な第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２を用いるので、格別の装置を用いることなく、動力伝達装置１を容易かつより安価に構成することができるとともに、動力伝達装置１のさらなる小型化を図ることができる。また、第１および第２のリングギヤＲ１，Ｒ２に、トルクコンバータ２０が連結されているので、このトルクコンバータ２０の連結、ひいては、動力伝達装置１の組立を容易に行うことができる。
【００５８】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態は、動力伝達機構の要素が４つの例であるが、これに限らず、その数を増やしてもよい。また、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２の各要素の連結関係は、本発明における第１〜第４の要素を構成できれば、実施形態のものに限らず任意である。例えば、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２を互いに連結するとともに、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２を互いに連結してもよく、また、第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２を互いに連結するとともに、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２を互いに連結してもよい。さらに、第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２を互いに連結するとともに、第１キャリアＣ１および第２リングギヤＲ２を互いに連結してもよい。
【００５９】
また、実施形態では、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２を互いに連結し、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２をニュートラルクラッチＮＣを介して互いに連結しているが、第１サンギヤＳ１および第２キャリアＣ２は、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されていれば、互いに連結されていなくてもよく、第１キャリアＣ１および第２サンギヤＳ２は、エンジン３のクランク軸に連結されていれば、互いに連結されていなくてもよい。
【００６０】
さらに、第１および第２の遊星歯車装置ＰＳ１，ＰＳ２に代えて、表面間の摩擦によって動力を伝達する複数のローラを有し、遊星歯車装置と同等の機能を有するような装置を用いてもよい。また、実施形態では、本発明の流体継手として、トルクコンバータ２０を用いているが、流体クラッチを用いてもよい。さらに、実施形態では、原動機として、ガソリンエンジンを用いているが、例えばディーゼルエンジンや外燃機関を用いてもよい。また、実施形態は、本発明を車両に適用した例であるが、本発明は、これに限らず、例えば船舶や航空機などに適用可能である。さらに、実施形態では、ロックアップクラッチ２５などを制御する制御装置として、ＥＣＵ２を用いているが、例えば、マイクロコンピュータを搭載した電気回路で構成してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態による動力伝達装置、およびこれを適用した車両の駆動系を概略的に示す図である。
【図２】動力伝達装置を制御するためのＥＣＵなどを示すブロック図である。
【図３】ロックアップクラッチの遮断中におけるポンプ吸収トルク、タービントルク、ポンプ回転数、およびタービン回転数の関係を示す図である。
【図４】第１および第２の遊星歯車装置の３要素の回転数、ポンプ回転数、エンジン回転数、車速、およびタービン回転数の関係の一例を、アイドル運転中において示す図である。
【図５】第１および第２の遊星歯車装置の３要素の回転数、ポンプ回転数、エンジン回転数、車速、およびタービン回転数の関係の一例を、車両の発進時において示す図である。
【図６】トルコン走行中におけるエンジンの動力の伝達状況を示している。
【図７】トルコン走行中かつ加速時における第１および第２の遊星歯車装置の３要素の回転数、ポンプ回転数、エンジン回転数、車速、およびタービン回転数の関係の一例を示す図である。
【図８】トルコン走行を行った場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】ニュートラルクラッチおよびロックアップクラッチをいずれも完全に接続した状態における第１および第２の遊星歯車装置の３要素の回転数、ポンプ回転数、エンジン回転数、車速、およびタービン回転数の関係の一例を、車両の走行中において示す図である。
【図１０】本発明の動力伝達装置における減速動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の動力伝達装置における被駆動部への原動機の動力の伝達を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  動力伝達装置
３  内燃機関（原動機）
ＤＷ  駆動輪（被駆動部）
ＰＳ１  第１遊星歯車装置（動力伝達機構）
Ｓ１  第１サンギヤ（第３要素）
Ｒ１  第１リングギヤ（第１要素）
Ｐ１  第１プラネタリギヤ
Ｃ１  第１キャリア（第２要素）
ＰＳ２  第２遊星歯車装置（動力伝達機構）
Ｓ２  第２サンギヤ（第２要素）
Ｒ２  第２リングギヤ（第４要素）
Ｐ２  第２プラネタリギヤ
Ｃ２  第２キャリア（第３要素）
２０  トルクコンバータ（流体継手）
２２  ポンプインペラ（入力部）
２３  タービンランナ（出力部）
【図１】
2008286316.tif 000004
【図２】
2008286316.tif 000005
【図３】
2008286316.tif 000006
【図４】
2008286316.tif 000007
【図５】
2008286316.tif 000008
【図６】
2008286316.tif 000009
【図７】
2008286316.tif 000010
【図８】
2008286316.tif 000011
【図９】
2008286316.tif 000012
【図１０】
2008286316.tif 000013
【図１１】
2008286316.tif 000014