(57)【要約】【課題】変速機の容量を低減するとともに、エンジン以外の動力源の動力を用いて負荷を駆動する場合の最大出力を増大させる。【解決手段】電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を係合した状態で、スタータジェネレータ１６のトルク及び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。そして、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２を解放し且つクラッチＣ３を係合した状態で、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２と駆動輪４０との間で伝達される動力を制御する動力伝達制御を実行する。【選択図】図１
2008195281.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、
エンジンからの動力を利用して電気エネルギーを生成可能であるとともに、電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第１回転電機と、
第１回転電機が生成する電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第２回転電機と、
エンジンと第１回転電機との結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第１断続機構と、
第１回転電機と負荷との変速機を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第２断続機構と、
第１回転電機及び第２回転電機の駆動制御を行う制御装置と、
を有し、
伝達機構は、エンジンからのトルクと第２回転電機からのトルクとをそれらのトルク比が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機構であり、
制御装置は、
第１断続機構によりエンジンと第１回転電機とを結合し且つ第２断続機構により第１回転電機と負荷とを変速機を介して結合した状態で、第１回転電機のトルク及び第２回転電機のトルクを制御することにより、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、
第１断続機構によるエンジンと第１回転電機との結合を解除し且つ第２断続機構による第１回転電機と負荷との変速機を介した結合を解除した状態で、第１回転電機及び第２回転電機と負荷との間で伝達される動力を制御する動力伝達制御と、
のいずれかを選択的に実行する、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回転電機と負荷との伝達機構を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第３断続機構をさらに有し、
制御装置は、第３断続機構により第１回転電機と負荷とを伝達機構を介して結合した状態で、前記動力配分制御と前記動力伝達制御とのいずれかを選択的に実行する、動力伝達システム。
【請求項３】
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、エンジンからのトルクが伝達可能な入力側回転要素と、第２回転電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、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、
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、動力伝達システム。
【請求項５】
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、
エンジンからの動力を利用して油圧エネルギーを生成可能であるとともに、油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第１油圧ポンプモータと、
第１油圧ポンプモータが生成する油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第２油圧ポンプモータと、
エンジンと第１油圧ポンプモータとの結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第１断続機構と、
第１油圧ポンプモータと負荷との変速機を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第２断続機構と、
第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータの駆動制御を行う制御装置と、
を有し、
伝達機構は、エンジンからのトルクと第２油圧ポンプモータからのトルクとをそれらのトルク比が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機構であり、
制御装置は、
第１断続機構によりエンジンと第１油圧ポンプモータとを結合し且つ第２断続機構により第１油圧ポンプモータと負荷とを変速機を介して結合した状態で、第１油圧ポンプモータのトルク及び第２油圧ポンプモータのトルクを制御することにより、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、
第１断続機構によるエンジンと第１油圧ポンプモータとの結合を解除し且つ第２断続機構による第１油圧ポンプモータと負荷との変速機を介した結合を解除した状態で、第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータと負荷との間で伝達される動力を制御する動力伝達制御と、
のいずれかを選択的に実行する、動力伝達システム。
【請求項６】
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、
エンジンと変速機との間に配置され、エンジンからの動力を利用して電気エネルギーを生成可能であるとともに、電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第１回転電機と、
第１回転電機が生成する電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第２回転電機と、
第２回転電機からの動力を減速機構により減速して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、
エンジンと第１回転電機との結合及びその解除を選択的に行うことが可能な断続機構と、
第１回転電機及び第２回転電機の駆動制御を行う制御装置と、
を有し、
制御装置は、
断続機構によりエンジンと第１回転電機とを結合した状態で、第１回転電機が電気エネルギーを生成し且つ第２回転電機が動力を発生するよう第１回転電機及び第２回転電機の駆動制御を行うことにより、変速機に伝達される動力と減速機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、
断続機構によるエンジンと第１回転電機との結合を解除した状態で、変速機を介して第１回転電機と負荷との間で伝達される動力と、減速機構を介して第２回転電機と負荷との間で伝達される動力と、を制御する動力伝達制御と、
のいずれかを選択的に実行する、動力伝達システム。
【請求項７】
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、
エンジンと変速機との間に配置され、エンジンからの動力を利用して油圧エネルギーを生成可能であるとともに、油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第１油圧ポンプモータと、
第１油圧ポンプモータが生成する油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第２油圧ポンプモータと、
第２油圧ポンプモータからの動力を減速機構により減速して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、
エンジンと第１油圧ポンプモータとの結合及びその解除を選択的に行うことが可能な断続機構と、
第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータの駆動制御を行う制御装置と、
を有し、
制御装置は、
断続機構によりエンジンと第１油圧ポンプモータとを結合した状態で、第１油圧ポンプモータが油圧エネルギーを生成し且つ第２油圧ポンプモータが動力を発生するよう第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータの駆動制御を行うことにより、変速機に伝達される動力と減速機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、
断続機構によるエンジンと第１油圧ポンプモータとの結合を解除した状態で、変速機を介して第１油圧ポンプモータと負荷との間で伝達される動力と、減速機構を介して第２油圧ポンプモータと負荷との間で伝達される動力と、を制御する動力伝達制御と、
のいずれかを選択的に実行する、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、動力伝達システムに関し、特に、エンジンからの動力を変速して負荷へ伝達することが可能であるとともに、エンジン以外の動力源により負荷を駆動することが可能な動力伝達システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンからの動力を変速して負荷へ伝達することが可能な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】
また、エンジン以外の動力源により負荷を駆動することが可能な動力出力システムの関連技術が下記特許文献３，４に開示されている。特許文献３による動力出力システムは、エンジン、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータ、及び遊星歯車を備えたハイブリッド型の動力出力システムであり、エンジン及び第１モータジェネレータが遊星歯車のキャリア及びサンギアにそれぞれ結合されている。そして、遊星歯車のリングギア及び第２モータジェネレータが出力軸に結合されている。エンジンの動力は、出力軸及び第１モータジェネレータに分割されて伝達される。第２モータジェネレータの動力も出力軸に伝達されるため、エンジンの動力と第２モータジェネレータの動力の両方により出力軸に連結された駆動輪の駆動を行うことができる。その際には、第１モータジェネレータの発電電力を利用して第２モータジェネレータの駆動を行うことができる。エンジンの回転速度と出力軸の回転速度との比（変速比）は、第１モータジェネレータの回転速度に応じて変化する。
【０００４】
特許文献４による動力出力システムは、エンジン、第１モータ、第２モータ、トルクコンバータ、及び無段変速機を備えたハイブリッド型の動力出力システムである。トルクコンバータはエンジンの出力軸の一端に連結されており、エンジンの動力は、トルクコンバータを介して無段変速機の入力軸に伝達され、無段変速機で変速されてから無段変速機の出力軸に伝達される。無段変速機の出力軸に伝達された動力は、無段変速機の出力軸とドライブシャフトとの間に配置された中間軸を介してドライブシャフト（駆動輪）へ伝達される。また、第１モータは中間軸に連結されており、第１モータの動力は中間軸を介してドライブシャフトへ伝達される。また、第２モータはエンジンの出力軸の他端に連結されており、第２モータを駆動することでエンジンを始動することができる。
【０００５】
その他にも、下記特許文献５〜８による動力伝達システムが開示されている。
【０００６】
【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】特開２００３−１２７６８１号公報
【特許文献４】特開平１１−１０７７９９号公報
【特許文献５】特表平１１−５０４４１５号公報
【特許文献６】特開２００２−４８２１３号公報
【特許文献７】特開２００３−２４７６２３号公報
【特許文献８】特開２００６−３２７５７０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】
【０００７】
エンジンからの動力を変速機で変速して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ためには、変速機の変速比に関係なく変速機以外の伝達機構を介して負荷へ動力を伝達できるとともに、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できることが望ましい。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、変速機の容量低減を実現することが困難である。
【０００８】
また、エンジン以外の動力源（例えばモータ）が複数設けられた動力伝達システムにおいて、エンジン以外の動力源の動力を用いて負荷を駆動する場合の最大出力を増大させるためには、これら複数の動力源の動力を用いて負荷を駆動できることが望ましい。特許文献３においては、第１モータジェネレータの動力及び第２モータジェネレータの動力の両方を用いて駆動輪を駆動することが困難であり、エンジン以外の動力源の動力を用いて駆動輪を駆動する場合の最大出力を増大させることが困難である。また、特許文献４においては、エンジンの動力を用いずに第１モータの動力及び第２モータの動力の両方を用いて駆動輪を駆動しようとすると、第２モータの回転に連動してエンジンが回転することで引き摺り損失が増大する。したがって、エンジン以外の動力源の動力を用いて駆動輪を駆動する場合の最大出力を増大させることが困難である。
【０００９】
本発明は、変速機の容量を低減することができるとともに、エンジン以外の動力源の動力を用いて負荷を駆動する場合の最大出力を増大させることができる動力伝達システム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】
【００１０】
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。
【００１１】
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、エンジンからの動力を利用して電気エネルギーを生成可能であるとともに、電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第１回転電機と、第１回転電機が生成する電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第２回転電機と、エンジンと第１回転電機との結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第１断続機構と、第１回転電機と負荷との変速機を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第２断続機構と、第１回転電機及び第２回転電機の駆動制御を行う制御装置と、を有し、伝達機構は、エンジンからのトルクと第２回転電機からのトルクとをそれらのトルク比が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機構であり、制御装置は、第１断続機構によりエンジンと第１回転電機とを結合し且つ第２断続機構により第１回転電機と負荷とを変速機を介して結合した状態で、第１回転電機のトルク及び第２回転電機のトルクを制御することにより、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、第１断続機構によるエンジンと第１回転電機との結合を解除し且つ第２断続機構による第１回転電機と負荷との変速機を介した結合を解除した状態で、第１回転電機及び第２回転電機と負荷との間で伝達される動力を制御する動力伝達制御と、のいずれかを選択的に実行することを要旨とする。
【００１２】
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、エンジンからの動力を利用して油圧エネルギーを生成可能であるとともに、油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第１油圧ポンプモータと、第１油圧ポンプモータが生成する油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第２油圧ポンプモータと、エンジンと第１油圧ポンプモータとの結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第１断続機構と、第１油圧ポンプモータと負荷との変速機を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能な第２断続機構と、第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータの駆動制御を行う制御装置と、を有し、伝達機構は、エンジンからのトルクと第２油圧ポンプモータからのトルクとをそれらのトルク比が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機構であり、制御装置は、第１断続機構によりエンジンと第１油圧ポンプモータとを結合し且つ第２断続機構により第１油圧ポンプモータと負荷とを変速機を介して結合した状態で、第１油圧ポンプモータのトルク及び第２油圧ポンプモータのトルクを制御することにより、変速機に伝達される動力と伝達機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、第１断続機構によるエンジンと第１油圧ポンプモータとの結合を解除し且つ第２断続機構による第１油圧ポンプモータと負荷との変速機を介した結合を解除した状態で、第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータと負荷との間で伝達される動力を制御する動力伝達制御と、のいずれかを選択的に実行することを要旨とする。
【００１３】
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、エンジンと変速機との間に配置され、エンジンからの動力を利用して電気エネルギーを生成可能であるとともに、電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第１回転電機と、第１回転電機が生成する電気エネルギーを利用して動力を発生可能な第２回転電機と、第２回転電機からの動力を減速機構により減速して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、エンジンと第１回転電機との結合及びその解除を選択的に行うことが可能な断続機構と、第１回転電機及び第２回転電機の駆動制御を行う制御装置と、を有し、制御装置は、断続機構によりエンジンと第１回転電機とを結合した状態で、第１回転電機が電気エネルギーを生成し且つ第２回転電機が動力を発生するよう第１回転電機及び第２回転電機の駆動制御を行うことにより、変速機に伝達される動力と減速機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、断続機構によるエンジンと第１回転電機との結合を解除した状態で、変速機を介して第１回転電機と負荷との間で伝達される動力と、減速機構を介して第２回転電機と負荷との間で伝達される動力と、を制御する動力伝達制御と、のいずれかを選択的に実行することを要旨とする。
【００１４】
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、エンジンと変速機との間に配置され、エンジンからの動力を利用して油圧エネルギーを生成可能であるとともに、油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第１油圧ポンプモータと、第１油圧ポンプモータが生成する油圧エネルギーを利用して動力を発生可能な第２油圧ポンプモータと、第２油圧ポンプモータからの動力を減速機構により減速して負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、エンジンと第１油圧ポンプモータとの結合及びその解除を選択的に行うことが可能な断続機構と、第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータの駆動制御を行う制御装置と、を有し、制御装置は、断続機構によりエンジンと第１油圧ポンプモータとを結合した状態で、第１油圧ポンプモータが油圧エネルギーを生成し且つ第２油圧ポンプモータが動力を発生するよう第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータの駆動制御を行うことにより、変速機に伝達される動力と減速機構に伝達される動力との配分を制御する動力配分制御と、断続機構によるエンジンと第１油圧ポンプモータとの結合を解除した状態で、変速機を介して第１油圧ポンプモータと負荷との間で伝達される動力と、減速機構を介して第２油圧ポンプモータと負荷との間で伝達される動力と、を制御する動力伝達制御と、のいずれかを選択的に実行することを要旨とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、変速機の変速比に関係なく変速機以外の伝達機構を介して負荷へ動力を伝達することができるとともに、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できる。さらに、第１回転電機の動力及び第２回転電機の動力（あるいは第１油圧ポンプモータの動力及び第２油圧ポンプモータの動力）を用いて負荷を駆動することができる。したがって、変速機の容量を低減することができるとともに、エンジン以外の動力源の動力を用いて負荷を駆動する場合の最大出力を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
「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（第１回転電機）１６、遊星歯車機構２０、モータジェネレータ（第２回転電機）２２、電子制御装置４２、及びクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３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（機械的動力）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。
【００１８】
エンジン１０の発生する動力は、クラッチＣ１，Ｃ２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、カウンタギア３８（中間軸３９）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。なお、エンジン１０の出力軸１０−１にはダンパ１１が設けられている。
【００１９】
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（入力回転部材）３０、出力軸３６に連結されたセカンダリプーリ（出力回転部材）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に伝達されたエンジン１０からの動力を変速してセカンダリプーリ３２からカウンタギア３８を介して駆動輪４０へ伝達する。そして、ベルト式無段変速機１４は、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。
【００２０】
スタータジェネレータ１６は、エンジン１０の出力軸１０−１と変速機１４の入力軸２６との間に設けられており、エンジン１０からの動力を利用して回転駆動されることで電気エネルギーを生成する回生運転（発電運転）を行うことが可能である。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、バッテリ等の蓄電装置に蓄積される。さらに、スタータジェネレータ１６は、蓄電装置に蓄積された電気エネルギーを利用して動力（機械的動力）を発生する力行運転を行うことも可能である。このように、スタータジェネレータ１６は、発電機（被動機）及び電動モータ（原動機）の両方の機能を有する。なお、スタータジェネレータ１６のトルクについては、電子制御装置４２により制御することができる。
【００２１】
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、クラッチＣ３を介してスタータジェネレータ１６と結合可能であり、スタータジェネレータ１６からのトルクが伝達可能である。さらに、リングギアＲは、クラッチＣ３，Ｃ１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、カウンタギア３８（中間軸３９）を介して駆動輪４０及び変速機１４の出力軸３６と結合されている。
【００２２】
モータジェネレータ２２は、スタータジェネレータ１６が発生する電気エネルギーや蓄電装置に蓄積された電気エネルギーを利用して回転駆動されることで動力（機械的動力）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利用して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、蓄電装置に蓄積される。なお、モータジェネレータ２２のトルクについては、電子制御装置４２により制御することができる。また、モータジェネレータ２２の最大出力は、スタータジェネレータ１６の最大出力と等しく（あるいはほぼ等しく）設定されている。
【００２３】
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（０＜ρ＜１を満たす定数）である。図２の共線図では、駆動輪４０（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及びスタータジェネレータ１６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Ｃ１，Ｃ３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。
【００２４】
クラッチＣ１は、エンジン１０の出力軸１０−１とスタータジェネレータ１６との間に設けられている。クラッチＣ１の係合／解放により、エンジン１０の出力軸１０−１とスタータジェネレータ１６との結合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチＣ２は、スタータジェネレータ１６と変速機１４の入力軸２６（プライマリプーリ３０）との間に設けられている。クラッチＣ２の係合／解放により、スタータジェネレータ１６と変速機１４の入力軸２６との結合及びその解除を選択的に行うことが可能であり、スタータジェネレータ１６と駆動輪４０との変速機１４を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能である。そのため、クラッチＣ１，Ｃ２の係合／解放により、エンジン１０と変速機１４の入力軸２６との結合及びその解除を選択的に行うことが可能であり、エンジン１０と駆動輪４０との変速機１４を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能である。クラッチＣ３は、スタータジェネレータ１６と遊星歯車機構２０のリングギアＲとの間に設けられている。クラッチＣ３の係合／解放により、スタータジェネレータ１６とリングギアＲとの結合及びその解除を選択的に行うことが可能であり、スタータジェネレータ１６と駆動輪４０との遊星歯車機構２０を介した結合及びその解除を選択的に行うことが可能である。そのため、クラッチＣ１，Ｃ３の係合／解放により、エンジン１０とリングギアＲとの結合及びその解除を選択的に行うことが可能であり、エンジン１０と駆動輪４０との遊星歯車機構２０を介した結合及びその解除を選択的に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の各々は、例えば油圧力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る。なお、図１は、クラッチＣ１，Ｃ２が湿式多板クラッチ等の摩擦クラッチであり、クラッチＣ３が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である例を示している。
【００２５】
図１に示すように、変速機１４のプライマリプーリ３０の回転中心軸は、エンジン１０の回転中心軸と一致している。そして、スタータジェネレータ１６、モータジェネレータ２２、及び遊星歯車機構２０が、プライマリプーリ３０の回転中心軸方向に沿って並んで配置された状態で、図示しないケーシング内、より具体的にはエンジン１０とプライマリプーリ３０との間の空間内に収容されている。スタータジェネレータ１６の回転中心軸、モータジェネレータ２２の回転中心軸、及び遊星歯車機構２０の中心軸は、プライマリプーリ３０の回転中心軸及びエンジン１０の回転中心軸と一致している。図１では、モータジェネレータ２２がスタータジェネレータ１６及び遊星歯車機構２０よりもエンジン１０側に配置されており、遊星歯車機構２０がモータジェネレータ２２とスタータジェネレータ１６との間に配置されている。つまり、エンジン１０側からプライマリプーリ３０側へ、モータジェネレータ２２、遊星歯車機構２０、スタータジェネレータ１６の順に配置されている。
【００２６】
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を示す信号、エンジン１０の回転速度を示す信号、変速機１４の出力軸回転速度を示す信号、スタータジェネレータ１６の回転速度を示す信号、及びモータジェネレータ２２の回転速度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、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、スタータジェネレータ１６の駆動制御を行うためのスタータ制御信号、モータジェネレータ２２の駆動制御を行うためのモータ制御信号、及びクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３の各々の係合状態を制御するためのクラッチ制御信号等が出力ポートを介して出力されている。
【００２７】
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Ｃ１，Ｃ２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Ｃ１，Ｃ３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、が設けられている。そして、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３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。
【００２８】
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。また、以下の説明においては、説明の便宜上、動力の損失が無いものとして説明する。
【００２９】
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、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を係合状態に制御する。すなわち、図３に示すように、クラッチＣ１によりエンジン１０とスタータジェネレータ１６とが結合され、クラッチＣ２によりスタータジェネレータ１６及びエンジン１０と駆動輪４０とが変速機１４を介して結合され、クラッチＣ３によりスタータジェネレータ１６及びエンジン１０と駆動輪４０とが遊星歯車機構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のトルク及びスタータジェネレータ１６のトルクを制御する。
【００３０】
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、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。
【００３１】
【数１】
2008195281.tif 000003
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、その一部がスタータジェネレータ１６の回生運転による発電電力Ｐgeに変換されるとともに、その残りが変速機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−Ｐge−Ｐinは、変速機１４により変速されて駆動輪４０に伝達される。
【００３５】
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。そして、スタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）を変化させることで、スタータジェネレータ１６の発電電力Ｐgeを変化させることができ、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐge−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及びスタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）Ｔgeを制御することで、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐge−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−Ｐge−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及びスタータジェネレータ１６の発電電力Ｐge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。動力損失を無視して考えると、モータジェネレータ２２の動力Ｐmgがスタータジェネレータ１６の発電電力Ｐgeに等しいときは、駆動輪４０に伝達される動力がエンジン１０の動力Ｐengに等しくなる。また、モータジェネレータ２２の動力Ｐmgがスタータジェネレータ１６の発電電力Ｐgeよりも大きいときは、駆動輪４０に伝達される動力がエンジン１０の動力Ｐengよりも大きくなり、モータジェネレータ２２の動力Ｐmgがスタータジェネレータ１６の発電電力Ｐgeよりも小さいときは、駆動輪４０に伝達される動力がエンジン１０の動力Ｐengよりも小さくなる。モータジェネレータ２２の動力Ｐmgとスタータジェネレータ１６の発電電力Ｐgeとの間に差が生じているときは、蓄電装置の充電または放電によってその差分が吸収される。
【００３６】
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は力行運転となる（電動モータとして機能する）。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は回生運転となる（発電機として機能する）。そのため、動力配分制御については、主に高車速時に行うことが好ましい。
【００３７】
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）は、電子制御装置４２は、図６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６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７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、スタータジェネレータ１６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スタータジェネレータ１６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、スタータジェネレータ１６に伝達される。なお、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２に伝達された動力は、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２の回生運転による発電電力にそれぞれ変換される。
【００３８】
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、スタータジェネレータ１６のトルク制御により変速機１４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及びスタータジェネレータ１６のトルクＴge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及びスタータジェネレータ１６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及びスタータジェネレータ１６の発電電力に変換することができる。
【００３９】
なお、モータジェネレータ２２及びスタータジェネレータ１６の回生運転により車両の運動エネルギーを回生するときは、クラッチＣ１を解放してエンジン１０とスタータジェネレータ１６との結合を解除することもできる。さらに、車両の運動エネルギーを回生するときは、クラッチＣ１，Ｃ２を解放してエンジン１０とスタータジェネレータ１６との結合、及びスタータジェネレータ１６と変速機１４の入力軸２６との結合を解除することもできる。ただし、クラッチＣ１，Ｃ２を解放した場合は、駆動輪４０の動力は遊星歯車機構２０を介してスタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２に分配されて伝達される。また、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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に基づいてスタータジェネレータ１６のトルクＴge及び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の減少に対してスタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）Ｔge及びモータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させることで、変速機１４に伝達される動力の配分を減少させるとともに遊星歯車機構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。
【００４２】
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に基づいてスタータジェネレータ１６のトルクＴge及び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スタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）Ｔge及びモータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させることで、変速機１４に伝達される動力の配分を減少させるとともに遊星歯車機構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に基づいてスタータジェネレータ１６のトルクＴge及び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に基づいてスタータジェネレータ１６のトルクＴge及び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。
【００４３】
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（所定量）を超えないように、スタータジェネレータ１６のトルクＴge及び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−Ｔge−Ｔinが変速機１４の最大トルク伝達容量を下回るようにスタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）Ｔge及び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。この制御によって、エンジン１０のトルクが大きい高負荷走行状態において変速機１４に伝達されるトルクを低減することができ、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。
【００４４】
なお、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、変速機１４の伝達効率も向上する。よって、エンジン１０のトルクが小さい低負荷走行状態では、遊星歯車機構２０に動力を伝達させずに、変速機１４による動力伝達を行った方が動力伝達効率が最適となる場合がある。元々変速機１４への伝達トルクが小さくなる低負荷走行状態においては、動力配分制御により変速機１４に伝達されるトルクをさらに低下させると、変速機１４の伝達効率が低下した結果、動力伝達システム全体での伝達効率がかえって低下する場合も生じるためである。そこで、電子制御装置４２は、エンジン１０のトルクＴｅが設定値（変速機１４の最大トルク伝達容量より十分小さい値）より小さいと判定したときは、動力配分制御を行わずに（遊星歯車機構２０による動力伝達を行わずに）、変速機１４による動力伝達を行うことが好ましい。つまり、電子制御装置４２は、エンジン１０のトルクＴｅが設定値以上であると判定したときに、動力配分制御を行うことが好ましい。
【００４５】
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へ伝達させずにスタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の少なくとも一方により車両を駆動するＥＶ（Electric Vehicle）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、クラッチＣ１，Ｃ２を解放状態且つクラッチＣ３を係合状態に制御するとともに、エンジン１０の運転を停止する。すなわち、図８に示すように、クラッチＣ１によるエンジン１０とスタータジェネレータ１６との結合が解除され、クラッチＣ２によるスタータジェネレータ１６と駆動輪４０との変速機１４を介した結合が解除され、クラッチＣ３によりスタータジェネレータ１６と駆動輪４０とが遊星歯車機構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、スタータジェネレータ１６のトルクＴge及びモータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２と駆動輪４０との間で伝達される動力を制御するＥＶ走行制御（動力伝達制御）を実行する。このＥＶ走行制御については、主に低車速時に行うことが好ましい。
【００４６】
車両を前進方向に駆動するときは、電子制御装置４２は、図９に示すように、スタータジェネレータ１６のトルク制御によりリングギアＲに正転方向のトルクＴgeを作用させるとともに、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。遊星歯車機構２０は、リングギアＲに伝達されたスタータジェネレータ１６からのトルクＴge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Ｔge／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。これによって、駆動輪４０が正転方向に回転駆動する。なお、図９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、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２は力行運転となる。一方、図９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、スタータジェネレータ１６は力行運転でモータジェネレータ２２は回生運転となる。
【００４７】
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１０に示すように、スタータジェネレータ１６のトルク制御によりリングギアＲに逆転方向のトルクＴgeを作用させるとともに、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。遊星歯車機構２０は、キャリアＣＲに伝達された駆動輪からのトルクＴoutを、リングギアＲ及びサンギアＳにそれらのトルク比Ｔge／Ｔmgが所定比１／ρとなる状態で分配してスタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２へそれぞれ伝達する。これによって、駆動輪４０の動力がスタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２の発電電力に変換される。このように、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２の係合／解放を切り替えることで、動力配分制御とＥＶ走行制御とのいずれかを選択的に実行することができる。
【００４８】
なお、スタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力を利用してＥＶ走行を行う場合は、蓄電装置からスタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２への放電が行われることで、蓄電装置の蓄電量が低下する。そのため、電子制御装置４２は、蓄電装置の蓄電状態（例えばバッテリのＳＯＣ）が設定量以上であるときに、クラッチＣ１，Ｃ２を解放し且つクラッチＣ３を係合した状態でスタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２と駆動輪４０との間で伝達される動力を制御するＥＶ走行制御を行うことが好ましい。さらに、電子制御装置４２は、ＥＶ走行制御の実行中に蓄電装置の蓄電状態（バッテリのＳＯＣ）が設定量より低下したときは、クラッチＣ１の締結力を徐々に増大させてクラッチＣ１を徐々に係合することで、図１１に示すようにエンジン１０とスタータジェネレータ１６とを結合し、スタータジェネレータ１６の力行運転によりスタータジェネレータ１６の動力をエンジン１０へ伝達することで、停止状態のエンジン１０を始動することもできる。エンジン１０の始動後にサンギアＳの回転がリングギアＲの回転と同方向であるときは、スタータジェネレータ１６の回生運転及びモータジェネレータ２２の力行運転を行うことで、モータジェネレータ２２の動力を利用して車両を駆動することができるとともに、エンジン１０の動力を利用してスタータジェネレータ１６の発電を行って蓄電装置の充電を行うことができる。一方、エンジン１０の始動後にサンギアＳの回転がリングギアＲの回転と逆転するときは、スタータジェネレータ１６の力行運転及びモータジェネレータ２２の回生運転を行うことで、スタータジェネレータ１６の動力を利用して車両を駆動することができるとともに、エンジン１０の動力を利用してモータジェネレータ２２の発電を行って蓄電装置の充電を行うことができる。なお、バッテリの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の電流及びバッテリの電圧に基づいて推定することができる。
【００４９】
また、電子制御装置４２は、ＥＶ走行を行う場合は、クラッチＣ１，Ｃ３を解放状態且つクラッチＣ２を係合状態に制御することもできる。すなわち、図１２に示すように、クラッチＣ１によるエンジン１０とスタータジェネレータ１６との結合が解除され、クラッチＣ３によるスタータジェネレータ１６と駆動輪４０との遊星歯車機構２０を介した結合が解除され、クラッチＣ２によりスタータジェネレータ１６と駆動輪４０とが変速機１４を介して結合された状態に制御することもできる。その状態で、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６のトルクＴgeを制御することで、スタータジェネレータ１６と駆動輪４０との間で伝達される動力を制御することもできる。これによって、モータジェネレータ２２の動力を用いずにスタータジェネレータ１６の動力を用いて車両を駆動することができる。
【００５０】
ここでは、例えば駆動輪４０の要求トルクＴｗｒに基づいて、スタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の両方を用いてＥＶ走行を行うか、モータジェネレータ２２の動力を用いずにスタータジェネレータ１６の動力を用いてＥＶ走行を行うかを選択することができる。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の絶対値が閾値Ｔｗ０（Ｔｗ０＞０）よりも大きいときは、スタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の両方を用いてＥＶ走行を行う方を選択する。その場合は、クラッチＣ１，Ｃ２を解放状態且つクラッチＣ３を係合状態（図８に示す状態）に制御する。これによって、スタータジェネレータ１６及び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の絶対値が閾値Ｔｗ０以下であるときは、モータジェネレータ２２の動力を用いずにスタータジェネレータ１６の動力を用いてＥＶ走行を行う方を選択する。その場合は、クラッチＣ１，Ｃ３を解放状態且つクラッチＣ２を係合状態（図１２に示す状態）に制御する。なお、駆動輪４０の要求トルクＴｗｒについては、例えばアクセル開度及び車速に基づいて設定することができる。
【００５１】
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（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Ｃ１，Ｃ２を解放状態且つクラッチＣ３を係合状態（図８に示す状態）に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６のトルク制御によりリングギアＲに正転方向のトルクＴgeを作用させるとともに、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、車両を前進方向に発進させる。これによって、エンジン１０の運転を停止した状態で、車両を前進方向に発進させることができる。
【００５２】
また、電子制御装置４２は、発進動作を行う場合は、エンジン１０の運転が行われている状態でクラッチＣ２を解放状態且つクラッチＣ１，Ｃ３を係合状態（図１１に示す状態）に制御することもできる。駆動輪４０の回転が停止している状態では、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、スタータジェネレータ１６の力行運転及びモータジェネレータ２２の回生運転を行うことで、車両を前進方向に発進させる。これによって、スタータジェネレータ１６の動力を利用して車両を駆動することができるとともに、エンジン１０の動力を利用してモータジェネレータ２２の発電を行って蓄電装置の充電を行うことができる。
【００５３】
なお、電子制御装置４２は、発進動作を実行する場合には、例えば駆動輪４０の要求トルクＴｗｒに基づいて、エンジン１０の運転を行うか否かを選択することができる。より具体的には、電子制御装置４２は、発進動作を実行する場合に駆動輪４０の要求トルクＴｗｒの絶対値が閾値Ｔｗ１（Ｔｗ１＞０）以下のときは、エンジン１０の運転を停止する方を選択する。その場合は、クラッチＣ１，Ｃ２を解放状態且つクラッチＣ３を係合状態（図８に示す状態）に制御する。一方、電子制御装置４２は、発進動作を実行する場合に駆動輪４０の要求トルクＴｗｒの絶対値が閾値Ｔｗ１よりも大きいときは、エンジン１０の運転を行う方を選択する。その場合は、クラッチＣ２を解放状態且つクラッチＣ１，Ｃ３を係合状態（図１１に示す状態）に制御する。これによって、スタータジェネレータ１６の電流が増大する場合に、モータジェネレータ２２の発電による蓄電装置の充電を行うことができ、蓄電装置の充電状態（バッテリのＳＯＣ）の低下を抑えることができる。また、車両の急発進時に、エンジン１０の動力を用いた走行を速やかに行うことができる。
【００５４】
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、クラッチＣ１，Ｃ２を解放状態且つクラッチＣ３を係合状態（図８に示す状態）に制御する。その状態で、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６のトルク制御によりリングギアＲに逆転方向のトルクＴgeを作用させるとともに、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を作用させることで、車両を後退させる。このように、ＥＶ走行により車両を後退させる。
【００５５】
また、本実施形態に係る動力出力システムにおいて、停止状態のエンジン１０を始動するエンジン始動動作を実行するときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ１を係合してエンジン１０とスタータジェネレータ１６とを結合し、スタータジェネレータ１６の力行運転によりスタータジェネレータ１６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。ここでのエンジン始動動作については、車両停止時に行うこともできるし、車両走行時（ＥＶ走行時）に行うこともできる。車両停止時にエンジン始動動作を行う場合は、クラッチＣ２，Ｃ３を解放状態に制御する。これによって、エンジン１０のクランキング時には、起震源のエンジン１０と振動要素を有する遊星歯車機構２０とが切り離されているため、エンジン１０のクランキング時の振動・騒音を低減することができる。一方、ＥＶ走行時にエンジン始動動作を行う場合は、クラッチＣ２を解放状態且つクラッチＣ３を係合状態に制御し、クラッチＣ１の締結力を徐々に増大させてクラッチＣ１を徐々に係合する。
【００５６】
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、×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。
【００５７】
【表１】
2008195281.tif 000004
【００５８】
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、スタータジェネレータ１６のトルクＴge及び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−Ｐge−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、スタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）Ｔge及びモータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させて、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐge−Ｐinの配分を減少させるとともに遊星歯車機構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、スタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）Ｔge及びモータジェネレータ２２のトルクＴmgを増大させて、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐge−Ｐinの配分を減少させるとともに遊星歯車機構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−Ｐge−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。さらに、スタータジェネレータ１６の発電電力Ｐgeを利用してモータジェネレータ２２に動力Ｐmgを発生させることができるため、蓄電装置の充電状態（バッテリのＳＯＣ）が低いときでも、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐge−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、スタータジェネレータ１６の最大出力をモータジェネレータ２２の最大出力と等しく（あるいはほぼ等しく）設定することで、スタータジェネレータ１６の発電電力をモータジェネレータ２２の動力に効率よく用いることができる。そのため、バッテリのＳＯＣが低いときでも、スタータジェネレータ１６の発電電力Ｐge及びモータジェネレータ２２の動力Ｐmgを増大させて、変速機１４に伝達される動力Ｐeng−Ｐge−Ｐinの配分を減少させるとともに遊星歯車機構２０に伝達される動力Ｐinの配分を増大させることができ、動力伝達効率を向上させることができる。
【００５９】
なお、特許文献５〜７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５〜７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。
【００６０】
また、変速機１４の最大トルク伝達容量を低減する効果を向上させるためには、スタータジェネレータ１６の最大トルク（最大回生トルク）及びモータジェネレータ２２の最大トルクを増大させて、エンジン１０から変速機１４へ伝達される最大トルクを減少させることが望ましい。ただし、スタータジェネレータ１６の最大トルク及びモータジェネレータ２２の最大トルクを増大させると、スタータジェネレータ１６の外径及びモータジェネレータ２２の外径も増大するため、システムの大型化を招きやすくなる。また、遊星歯車機構２０の中心軸をモータジェネレータ２２の回転中心軸からずらして配置すると、モータジェネレータ２２と遊星歯車機構２０との間の動力伝達効率が低下しやすくなる。これに対し、変速機１４の入力軸２６上や出力軸３６上は、プライマリプーリ３０やセカンダリプーリ３２がすでに配置され、その外径がすでに同軸上の径方向の面積を占有しているため、新たにスタータジェネレータ１６、モータジェネレータ２２、及び遊星歯車機構２０を配置することによる搭載性悪化は相対的に低い。ただし、変速機１４の出力軸３６には増幅されたトルクが伝達されるため、変速機１４の出力軸３６側に設けるベアリングやギアについては、その幅を増大させる必要がある。そのため、変速機１４の出力軸３６上にスタータジェネレータ１６、モータジェネレータ２２、及び遊星歯車機構２０を配置すると、出力軸３６方向の長さが大幅に増大する。
【００６１】
これに対して本実施形態では、スタータジェネレータ１６、モータジェネレータ２２、及び遊星歯車機構２０を、それらの中心軸をプライマリプーリ３０の回転中心軸及びエンジン１０の回転中心軸と一致させた状態で、エンジン１０とプライマリプーリ３０との間の空間内に配置している。この配置によって、モータジェネレータ２２と遊星歯車機構２０との間の動力伝達効率を向上させることができるとともに、スタータジェネレータ１６の外径（最大トルク）及びモータジェネレータ２２の外径（最大トルク）を増大させることができる。そのため、変速機１４の最大トルク伝達容量を低減する効果を向上させることができ、変速機１４の軸方向長さを低減することができる。さらに、変速機１４の入力軸２６方向の長さを大幅に増大させることなく、スタータジェネレータ１６、モータジェネレータ２２、及び遊星歯車機構２０を図示しないケーシング内に収容することができる。このように、本実施形態によれば、スタータジェネレータ１６、モータジェネレータ２２、及び遊星歯車機構２０の搭載性を悪化させることなく、スタータジェネレータ１６の最大トルク及びモータジェネレータ２２の最大トルクを増大させることができ、変速機１４の最大トルク伝達容量を低減する効果を向上させることができる。その結果、システム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をスタータジェネレータ１６及び遊星歯車機構２０よりもエンジン１０側に配置することで、モータジェネレータ２２の外径をさらに増大させることができ、モータジェネレータ２２の最大トルクをさらに増大させることができる。
【００６２】
また、本実施形態においては、クラッチＣ１，Ｃ２を解放し且つクラッチＣ３を係合した状態で、エンジン１０の動力を用いずにスタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の両方を用いて駆動輪４０を駆動するＥＶ走行を行うことができる。したがって、ＥＶ走行により駆動輪４０を駆動する場合の最大出力を増大させることができる。その結果、ＥＶ走行を行う頻度を増大させることができ、燃費向上を図ることができる。そして、ＥＶ走行の際には、クラッチＣ１を解放することでエンジン１０の引き摺り損失を無くすことができる。さらに、変速機（無段変速機）１４を介することなく駆動輪４０への動力伝達を行うことができる。したがって、ＥＶ走行時の動力伝達効率を向上させることができる。さらに、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２の両方を用いて車両の運動エネルギーを回生することができるので、回生可能な最大電力を増大させることができる。このように、本実施形態に係る動力出力システムは、ＥＶ走行を行う頻度を増大させることができるので、車両外部の電源から蓄電装置に充電（プラグイン充電）するプラグインハイブリッド車両にも好適である。
【００６３】
さらに、発進動作時にもスタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２により車両の駆動力を十分に確保することができるので、トルクコンバータ等の発進装置をエンジン１０と変速機１４との間に設ける必要がなくなる。さらに、リバース走行動作時にもスタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２により車両の駆動力を十分に確保することができるので、エンジン１０のトルクの方向を逆転させるか否かを切り替える前後進切替機構をエンジン１０と変速機１４との間に設ける必要がなくなる。その結果、システムの小型化を図ることができる。
【００６４】
次に、本実施形態の他の構成例について説明する。
【００６５】
図１３に示す構成例では、図１に示す構成例と比較して、クラッチＣ２にドッグクラッチやシンクロクラッチ等の噛み合いクラッチが用いられている。また、図１４に示す構成例では、図１に示す構成例と比較して、スタータジェネレータ１６がモータジェネレータ２２及び遊星歯車機構２０よりもエンジン１０側に配置されており、遊星歯車機構２０がスタータジェネレータ１６とモータジェネレータ２２との間に配置されている。つまり、エンジン１０側からプライマリプーリ３０側へ、スタータジェネレータ１６、遊星歯車機構２０、モータジェネレータ２２の順に配置されている。クラッチＣ２は、モータジェネレータ２２とプライマリプーリ３０との間に配置されており、クラッチＣ３は、スタータジェネレータ１６と遊星歯車機構２０との間に配置されている。この構成例によれば、スタータジェネレータ１６の外径をさらに増大させることができ、スタータジェネレータ１６の最大トルクをさらに増大させることができる。また、図１５に示す構成例では、図１４に示す構成例と比較して、クラッチＣ２に噛み合いクラッチが用いられている。
【００６６】
「実施形態２」
図１６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。以下の実施形態２の説明では、実施形態１と同様の構成または対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６７】
本実施形態では、実施形態１（図１に示す構成例）と比較して、クラッチＣ３が省略されており、遊星歯車機構２０のリングギアＲは、ケーシング１５に固定されていることで、その回転が拘束されている。そのため、遊星歯車機構２０は、サンギアＳに伝達されたモータジェネレータ２２からの動力を減速してキャリアＣＲから駆動輪４０へ伝達する減速機構として機能する。そして、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Ｃ１，Ｃ２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、モータジェネレータ２２からの動力を遊星歯車機構２０を介して（減速機構により減速して）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。
【００６８】
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。
【００６９】
まずエンジン１０の動力を駆動輪４０へ伝達させずにスタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の少なくとも一方により車両を駆動するＥＶ走行を行う場合の動作について説明する。このＥＶ走行を行う場合、電子制御装置４２は、クラッチＣ１を解放状態且つクラッチＣ２を係合状態に制御するとともに、エンジン１０の運転を停止する。すなわち、図１７に示すように、クラッチＣ１によるエンジン１０とスタータジェネレータ１６との結合が解除され、クラッチＣ２によりスタータジェネレータ１６と駆動輪４０とが変速機１４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、スタータジェネレータ１６のトルクＴge及び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を介してスタータジェネレータ１６と駆動輪４０との間で伝達される動力、及び遊星歯車機構２０を介してモータジェネレータ２２と駆動輪４０との間で伝達される動力を制御するＥＶ走行制御（動力伝達制御）を実行する。
【００７０】
車両を前進方向に駆動するときは、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６の力行運転及びモータジェネレータ２２の力行運転を行う。これによって、スタータジェネレータ１６の動力が変速機１４で変速されて駆動輪４０へ伝達されるとともに、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０で減速されて駆動輪４０へ伝達されるため、スタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の両方を用いて車両を駆動することができる。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、スタータジェネレータ１６の回生運転及びモータジェネレータ２２の回生運転を行う。これによって、駆動輪４０の動力が、変速機１４を介してスタータジェネレータ１６に伝達されてスタータジェネレータ１６の発電電力に変換されるとともに、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。
【００７１】
また、電子制御装置４２は、ＥＶ走行を行う場合は、クラッチＣ２を解放状態に制御することで、スタータジェネレータ１６と駆動輪４０との変速機１４を介した結合が解除された状態に制御することもできる。その状態で、モータジェネレータ２２のトルクＴmgを制御することで、遊星歯車機構２０を介してモータジェネレータ２２と駆動輪４０との間で伝達される動力を制御することもできる。これによって、スタータジェネレータ１６の動力を用いずにモータジェネレータ２２の動力を用いて車両を駆動することができる。その際には、エンジン１０の運転を停止することもできるし、エンジン１０の運転を行うこともできる。エンジン１０の運転を停止する場合は、クラッチＣ１は、解放状態であってもよいし、係合状態であってもよい。一方、エンジン１０の運転を行う場合は、クラッチＣ１を係合状態に制御し、スタータジェネレータ１６の力行運転によりスタータジェネレータ１６の動力をエンジン１０へ伝達することで、エンジン１０を始動する。エンジン１０の始動後は、スタータジェネレータ１６の回生運転によりエンジン１０の動力をスタータジェネレータ１６の発電電力に変換し、この発電電力を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の動力に変換することができる。
【００７２】
ここでは、例えば駆動輪４０の要求トルクＴｗｒに基づいて、スタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の両方を用いてＥＶ走行を行うか、スタータジェネレータ１６の動力を用いずにモータジェネレータ２２の動力を用いてＥＶ走行を行うかを選択することができる。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の絶対値が閾値Ｔｗ２（Ｔｗ２＞０）よりも大きいときは、スタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の両方を用いてＥＶ走行を行う方を選択する。その場合は、クラッチＣ１を解放状態且つクラッチＣ２を係合状態に制御する。一方、電子制御装置４２は、駆動輪４０の要求トルクＴｗｒの絶対値が閾値Ｔｗ２以下であるときは、スタータジェネレータ１６の動力を用いずにモータジェネレータ２２の動力を用いてＥＶ走行を行う方を選択する。その場合は、クラッチＣ２を解放状態に制御する。
【００７３】
次に、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、クラッチＣ１，Ｃ２を係合状態に制御する。すなわち、図１８に示すように、クラッチＣ１によりエンジン１０とスタータジェネレータ１６とが結合され、クラッチＣ２によりスタータジェネレータ１６と駆動輪４０とが変速機１４を介して結合された状態に制御する。これによって、エンジン１０の動力が変速機１４により変速されてから駆動輪４０へ伝達され、エンジン１０の動力により車両を駆動することができる。
【００７４】
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、クラッチＣ１，Ｃ２を係合状態（図１８に示す状態）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。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。
【００７５】
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はモータジェネレータ２２の力行運転を行うことで、モータジェネレータ２２の動力が遊星歯車機構２０により減速されて駆動輪４０に伝達される。それとともに、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はモータジェネレータ２２の回生運転を行うことで、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。
【００７６】
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）には、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６の回生運転及びモータジェネレータ２２の回生運転を行う。これによって、駆動輪４０の動力が、変速機１４を介してスタータジェネレータ１６に伝達されてスタータジェネレータ１６の発電電力に変換されるとともに、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。その際には、クラッチＣ１を解放することもできる。なお、車両の運動エネルギーを回生するときには、クラッチＣ２を解放した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。
【００７７】
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、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２の駆動制御により、変速機１４に伝達される動力と遊星歯車機構２０に伝達される動力との配分を制御することができる。その場合、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２を係合状態（図１８に示す状態）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。その状態で、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６がエンジン１０の動力を利用して電気エネルギーを生成するようスタータジェネレータ１６の回生運転を行うとともに、モータジェネレータ２２がこの電気エネルギーを利用して動力を発生するようモータジェネレータ２２の力行運転を行う。これによって、図１９に示すように、エンジン１０の動力をスタータジェネレータ１６の発電電力と変速機１４へ伝達される動力とに分配することができるとともに、モータジェネレータ２２の動力を遊星歯車機構２０を介して駆動輪４０へ伝達することができる。したがって、電子制御装置４２は、スタータジェネレータ１６の発電電力及びモータジェネレータ２２の動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に伝達される動力と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、電子制御装置４２は、クラッチＣ１の係合／解放を切り替えることで、動力配分制御とＥＶ走行制御とのいずれかを選択的に実行することができる。
【００７８】
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（所定量）を超えないように、スタータジェネレータ１６のトルクＴge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−Ｔgeが変速機１４の最大トルク伝達容量を下回るようにスタータジェネレータ１６のトルク（回生トルク）Ｔgeを制御することが好ましい。そして、スタータジェネレータ１６の回生トルクＴgeによる駆動輪４０への伝達トルクの低下分をモータジェネレータ２２の力行トルクＴmgにより補償する。
【００７９】
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Ｃ１を解放し且つクラッチＣ２を係合した状態（図１７に示す状態）で、スタータジェネレータ１６及び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とで、車両を前進方向に発進させる。ただし、クラッチＣ２を解放した状態で、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とによっても、車両を前進方向に発進させることができる。
【００８０】
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、クラッチＣ１を解放し且つクラッチＣ２を係合した状態（図１７に示す状態）で、スタータジェネレータ１６及び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とで、車両を後退させる。ただし、クラッチＣ２を解放した状態で、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とによっても、車両を後退させることができる。
【００８１】
また、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ときは、電子制御装置４２は、クラッチＣ１を係合し、スタータジェネレータ１６の力行運転によりスタータジェネレータ１６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。ここでのエンジン始動動作については、車両停止時に行うこともできるし、車両走行時（ＥＶ走行時）に行うこともできる。
【００８２】
以上説明した本実施形態においては、エンジン１０と駆動輪４０の間で動力伝達を行うときに、スタータジェネレータ１６の回生運転及びモータジェネレータ２２の力行運転により、変速機１４の変速比γの値に関係なく遊星歯車機構２０を介して駆動輪４０へ動力を伝達することができるとともに、変速機１４を介して伝達される動力と遊星歯車機構２０を介して伝達される動力との配分を制御することができる。その結果、エンジン１０から変速機１４へ伝達される最大トルクを減少させることができ、変速機１４の最大トルク伝達容量の低減及び動力伝達効率の向上を図ることができる。さらに、スタータジェネレータ１６の最大出力をモータジェネレータ２２の最大出力と等しく（あるいはほぼ等しく）設定することで、スタータジェネレータ１６の発電電力をモータジェネレータ２２の動力に効率よく用いることができる。
【００８３】
また、本実施形態においては、クラッチＣ１を解放し且つクラッチＣ２を係合した状態で、エンジン１０の動力を用いずにスタータジェネレータ１６の動力及びモータジェネレータ２２の動力の両方を用いて駆動輪４０を駆動するＥＶ走行を行うことができる。したがって、ＥＶ走行により駆動輪４０を駆動する場合の最大出力を増大させることができる。その結果、ＥＶ走行を行う頻度を増大させることができ、燃費向上を図ることができる。そして、ＥＶ走行の際には、クラッチＣ１を解放することでエンジン１０の引き摺り損失を無くすことができ、動力伝達効率を向上させることができる。さらに、スタータジェネレータ１６及びモータジェネレータ２２の両方を用いて車両の運動エネルギーを回生することができるので、回生可能な最大電力を増大させることができる。
【００８４】
以上説明した実施形態１，２においては、電動モータ（原動機）及び発電機（被動機）として機能するスタータジェネレータ１６の代わりに、油圧モータ（原動機）及び油圧ポンプ（被動機）として機能する第１油圧ポンプモータを設け、電動モータ及び発電機として機能するモータジェネレータ２２の代わりに、油圧モータ及び油圧ポンプとして機能する第２油圧ポンプモータを設けることもできる。ここでの第１油圧ポンプモータは、エンジン１０からの動力を利用して回転駆動されることで、油圧エネルギー（作動油のエネルギー）を生成することが可能であり、第１油圧ポンプモータにより生成された油圧エネルギーは、アキュムレータに蓄積される。さらに、第１油圧ポンプモータは、アキュムレータに蓄積された油圧エネルギーを利用して動力を発生することも可能である。また、第２油圧ポンプモータは、第１油圧ポンプモータが生成する油圧エネルギーやアキュムレータに蓄積された油圧エネルギーを利用して回転駆動されることで、動力を発生して遊星歯車機構２０へ出力することが可能である。さらに、第２油圧ポンプモータは、遊星歯車機構２０から伝達された動力を利用して回転駆動されることで、油圧エネルギーを生成してアキュムレータに蓄積することも可能である。そして、第２油圧ポンプモータの最大出力は、第１油圧ポンプモータの最大出力と等しく（あるいはほぼ等しく）設定されている。ここでの第１油圧ポンプモータ及び第２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、第１油圧ポンプモータの容量及び第２油圧ポンプモータの容量をそれぞれ制御することで、第１油圧ポンプモータのトルク及び第２油圧ポンプモータのトルクをそれぞれ制御することができる。
【００８５】
実施形態１では、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を係合した状態で、第１油圧ポンプモータのトルク及び第２油圧ポンプモータのトルクを制御することにより、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制御する動力配分制御を実行することができる。そして、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２を解放し且つクラッチＣ３を係合した状態で、第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータと駆動輪４０との間で伝達される動力を制御する動力伝達制御を実行することができる。つまり、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２の係合／解放を切り替えることで、動力配分制御と動力伝達制御とのいずれかを選択的に実行することができる。
【００８６】
実施形態２では、電子制御装置４２は、クラッチＣ１，Ｃ２を係合した状態で、第１油圧ポンプモータが油圧エネルギーを生成し且つ第２油圧ポンプモータが動力を発生するよう第１油圧ポンプモータ及び第２油圧ポンプモータの駆動制御を行うことにより、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制御する動力配分制御を実行することができる。そして、電子制御装置４２は、クラッチＣ１を解放し且つクラッチＣ２を係合した状態で、変速機１４を介して第１油圧ポンプモータと駆動輪４０との間で伝達される動力、及び遊星歯車機構２０を介して第２油圧ポンプモータと駆動輪４０との間で伝達される動力を制御する動力伝達制御を実行することができる。つまり、電子制御装置４２は、クラッチＣ１の係合／解放を切り替えることで、動力配分制御と動力伝達制御とのいずれかを選択的に実行することができる。
【００８７】
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】
【００８８】
【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共線図である。
【図７】実施形態１における動力配分制御を説明する図である。
【図８】実施形態１におけるＥＶ走行を説明する図である。
【図９】実施形態１におけるＥＶ走行を説明する共線図である。
【図１０】実施形態１におけるＥＶ走行を説明する共線図である。
【図１１】実施形態１においてＥＶ走行時にエンジンを始動する動作を説明する図である。
【図１２】実施形態１におけるＥＶ走行を説明する図である。
【図１３】実施形態１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１４】実施形態１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１５】実施形態１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１６】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１７】実施形態２におけるＥＶ走行を説明する図である。
【図１８】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１９】実施形態２における動力配分制御を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０  エンジン、１４  変速機、１５  ケーシング、１６  スタータジェネレータ、２０  遊星歯車機構、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、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  クラッチ、ＣＲ  キャリア、Ｒ  リングギア、Ｓ  サンギア。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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