(57)【要約】【課題】動力伝達効率を向上させることができる動力伝達システムを提供する。【解決手段】エンジン１０の動力を変速機１４で変速して負荷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の動力を伝動装置２８を介して負荷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。クラッチＣ１は前後進切替機構２１のサンギアＳ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り、クラッチＣ２は前後進切替機構２１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る。噛み合いクラッチＳＣ１は、前後進切替機構２１と伝動装置２８の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、前後進切替機構２１のリングギアＲの回転を拘束する第２係合状態と、前後進切替機構２１と伝動装置２８の間の動力伝達を遮断し且つリングギア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。【選択図】図１
2007270923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源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、
動力源からの動力を前記変速機を介さずに負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、
逆転用回転要素の回転を拘束するか否かを切り替えることで、変速機と第２動力伝達部のいずれかを介して動力源と負荷の間でトルクが伝達されるときにトルクの方向を逆転させるか否かを切り替えることが可能な前後進切替機構と、
第１動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第１係合機構と、
第２動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第２係合機構と、
逆転用回転要素の回転の拘束／許容を切り替えることが可能な第３係合機構と、
を有し、
第２係合機構と第３係合機構のいずれか１つ以上が噛合式係合機構であ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２係合機構及び第３係合機構が、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、逆転用回転要素の回転を拘束する第２係合状態と、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を遮断し且つ逆転用回転要素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な共通の噛合式係合機構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３】
動力源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、
動力源からの動力を前記変速機を介さずに負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、
第１動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第１係合機構と、
第２動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第２係合機構と、
を有し、
第１係合機構と第２係合機構のいずれか１つ以上が噛合式係合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、
逆転用回転要素の回転を拘束するか否かを切り替えることで、変速機と第２動力伝達部のいずれかを介して動力源と負荷の間でトルクが伝達されるときにトルクの方向を逆転させるか否かを切り替えることが可能な前後進切替機構を有し、
第２係合機構は、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、逆転用回転要素の回転を拘束する第２係合状態と、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を遮断し且つ逆転用回転要素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な噛合式係合機構であ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、
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、
第２動力伝達部は、動力源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伝達機構を含み、
制御装置は、第１係合機構及び第２係合機構により第１動力伝達部及び第２動力伝達部の両方を介して動力源と負荷の間で動力が伝達されるときに、原動機のトルクを制御することで、第１動力伝達部に伝達される動力と第２動力伝達部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６】
請求項５に記載の動力伝達システムであって、
伝達機構は、動力源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７】
請求項６に記載の動力伝達システムであって、
第２係合機構は、出力側回転要素と負荷の間における動力の断続を行うことが可能な噛合式係合機構であることを特徴とする動力伝達システム。
【請求項８】
請求項６に記載の動力伝達システムであって、
第１動力伝達部を介して配分用回転要素と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第４係合機構を有し、
伝達機構は、出力側回転要素の回転が拘束されることで動力源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、
第２係合機構は、出力側回転要素と負荷の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、出力側回転要素の回転を拘束する第２係合状態と、出力側回転要素と負荷の間の動力伝達を遮断し且つ出力側回転要素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な噛合式係合機構であり、
制御装置は、第２係合機構を前記第２係合状態に切り替え且つ第４係合機構により第１動力伝達部を介した配分用回転要素と負荷の間の動力伝達を許容することで、動力源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９】
請求項５〜８のいずれか１に記載の動力伝達システムであって、
前記動力源はエンジンであり、前記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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源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】
動力伝達効率の向上や変速機の伝達容量の低減を図るために、変速機（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、動力源（エンジン）の動力を変速機と伝動装置のいずれか１つ以上を介して負荷へ伝達可能とする技術が提案されている（例えば下記特許文献１〜３）。以下、特許文献１の動力伝達システムについて、図１１を用いて説明する。
【０００３】
図１１に示す特許文献１の動力伝達システムでは、ブレーキ１０８及びクラッチ１２２を解放し且つクラッチ１０７を係合することで、前後進切替機構（遊星歯車機構）１２１は、サンギア１０４とキャリア１０６とリングギア１０５が一体で回転可能な直結状態となる。入力軸１０３に入力された動力源からの動力は、直結状態の前後進切替機構１２１を介して無段変速機（ベルト式無段変速機）１１４に伝達され、無段変速機１１４は、この伝達された動力を変速して出力軸１３６へ出力する。出力軸１３６に伝達された動力は、ディファレンシャルギア１３８を介して負荷へ伝達されることで、例えば車両の前進駆動等の負荷の正転駆動に用いられる。
【０００４】
一方、クラッチ１０７，１２２を解放し且つブレーキ１０８を係合することで、前後進切替機構１２１は、サンギア１０４に伝達された動力源からのトルクをキャリア１０６にその方向を逆転させて伝達する。この場合は、無段変速機１１４で変速されてから出力軸１３６に伝達された動力は、車両の後進駆動等の負荷の逆転駆動に用いられる。
【０００５】
また、無段変速機１１４の変速比がほぼ最小変速比にある等、無段変速機１１４の効率が低下する場合は、クラッチ１０７及びブレーキ１０８を解放し且つクラッチ１２２を係合する。この場合は、入力軸１０３に入力された動力源からの動力は、カウンタギア１１７、伝動装置１１８、及びディファレンシャルギア１３８を介して固定変速比で負荷へ伝達され、車両の前進駆動等の負荷の正転駆動に用いられる。なお、クラッチ１０７，１２２及びブレーキ１０８は、湿式多板クラッチ等の摩擦クラッチにより構成される。
【０００６】
その他にも、下記特許文献４，５及び非特許文献１の動力伝達システムが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２４７６２３号公報
【特許文献２】特表平１１−５０４４１５号公報
【特許文献３】特開２００２−４８２１３号公報
【特許文献４】特表２００２−５１３１１８号公報
【特許文献５】特表２００２−５４３３４０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】
【０００８】
特許文献１においては、動力源からの動力を無段変速機１１４で変速して負荷へ伝達することで負荷を正転駆動（車両を前進駆動）する場合は、ブレーキ１０８及びクラッチ１２２を解放し且つクラッチ１０７を係合する。しかし、その場合は、摩擦クラッチにより構成されたブレーキ１０８及びクラッチ１２２に引き摺り損失が発生する。一方、負荷を逆転駆動（車両を後進駆動）する場合は、クラッチ１０７，１２２を解放し且つブレーキ１０８を係合する。しかし、その場合は、摩擦クラッチにより構成されたクラッチ１０７，１２２に引き摺り損失が発生する。また、動力源からの動力をカウンタギア１１７及び伝動装置１１８を介して固定変速比で負荷へ伝達することで負荷を正転駆動（車両を前進駆動）する場合は、クラッチ１０７及びブレーキ１０８を解放し且つクラッチ１２２を係合する。しかし、その場合は、クラッチ１０７及びブレーキ１０８に引き摺り損失が発生する。このように、特許文献１においては、引き摺り損失の発生によって動力伝達効率の低下を招くことになる。
【０００９】
本発明は、動力伝達効率を向上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、動力源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、動力源からの動力を前記変速機を介さずに負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、逆転用回転要素の回転を拘束するか否かを切り替えることで、変速機と第２動力伝達部のいずれかを介して動力源と負荷の間でトルクが伝達されるときにトルクの方向を逆転させるか否かを切り替えることが可能な前後進切替機構と、第１動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第１係合機構と、第２動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第２係合機構と、逆転用回転要素の回転の拘束／許容を切り替えることが可能な第３係合機構と、を有し、第２係合機構と第３係合機構のいずれか１つ以上が噛合式係合機構であることを要旨とする。
【００１２】
本発明によれば、第２係合機構と第３係合機構のいずれか１つ以上が噛合式係合機構であることで、噛合式係合機構の解放時における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、動力伝達効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明の一態様では、第２係合機構及び第３係合機構が、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、逆転用回転要素の回転を拘束する第２係合状態と、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を遮断し且つ逆転用回転要素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な共通の噛合式係合機構により構成されていることが好適である。こうすれば、第２係合機構及び第３係合機構を共通の噛合式係合機構に統合することができるので、システムの小型化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る動力伝達システムは、動力源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、動力源からの動力を前記変速機を介さずに負荷へ伝達することが可能な第２動力伝達部と、第１動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第１係合機構と、第２動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第２係合機構と、を有し、第１係合機構と第２係合機構のいずれか１つ以上が噛合式係合機構であることを要旨とする。
【００１５】
本発明によれば、第１係合機構と第２係合機構のいずれか１つ以上が噛合式係合機構であることで、噛合式係合機構の解放時における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、動力伝達効率を向上させることができる。
【００１６】
本発明の一態様では、逆転用回転要素の回転を拘束するか否かを切り替えることで、変速機と第２動力伝達部のいずれかを介して動力源と負荷の間でトルクが伝達されるときにトルクの方向を逆転させるか否かを切り替えることが可能な前後進切替機構を有し、第２係合機構は、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、逆転用回転要素の回転を拘束する第２係合状態と、前後進切替機構と第２動力伝達部の間の動力伝達を遮断し且つ逆転用回転要素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な噛合式係合機構であることが好適である。こうすれば、第２動力伝達部を介して動力源と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な係合機構と、逆転用回転要素の回転の拘束／許容を切り替えることが可能な係合機構とを共通の噛合式係合機構に統合することができるので、システムの小型化を図ることができる。
【００１７】
本発明の一態様では、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、第２動力伝達部は、動力源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伝達機構を含み、制御装置は、第１係合機構及び第２係合機構により第１動力伝達部及び第２動力伝達部の両方を介して動力源と負荷の間で動力が伝達されるときに、原動機のトルクを制御することで、第１動力伝達部に伝達される動力と第２動力伝達部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好適である。こうすれば、変速機の変速比に関係なく第１動力伝達部に伝達される動力と第２動力伝達部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ので、動力伝達効率をさらに向上させることができる。
【００１８】
本発明の一態様では、伝達機構は、動力源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。この態様では、第２係合機構は、出力側回転要素と負荷の間における動力の断続を行うことが可能な噛合式係合機構であることが好適である。また、この態様では、第１動力伝達部を介して配分用回転要素と負荷の間で伝達される動力の断続を行うことが可能な第４係合機構を有し、伝達機構は、出力側回転要素の回転が拘束されることで動力源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、第２係合機構は、出力側回転要素と負荷の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、出力側回転要素の回転を拘束する第２係合状態と、出力側回転要素と負荷の間の動力伝達を遮断し且つ出力側回転要素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な噛合式係合機構であり、制御装置は、第２係合機構を前記第２係合状態に切り替え且つ第４係合機構により第１動力伝達部を介した配分用回転要素と負荷の間の動力伝達を許容することで、動力源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。
【００１９】
本発明の一態様では、前記動力源はエンジンであり、前記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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
「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、以下に説明するエンジン（動力源）１０、変速機１４、前後進切替機構２１、伝動装置２８、電子制御装置４２、クラッチ（係合機構）Ｃ１，Ｃ２、及び噛み合いクラッチ（噛合式係合機構）ＳＣ１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な第１動力伝達経路と、エンジン１０からの動力を変速機１４を介さずに伝動装置２８を介して負荷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。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。
【００２２】
エンジン１０の発生する動力は、前後進切替機構２１及びクラッチＣ１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。
【００２３】
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。
【００２４】
前後進切替機構２１は、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遊星歯車機構（ダブ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、クラッチＣ１を介して変速機１４の入力軸２６と結合可能である。キャリアＣＲは、エンジン１０の出力軸１０−１と結合されている。リングギアＲは、噛み合いクラッチＳＣ１を介してボディ１５と伝動装置２８のいずれか１つに選択的に結合可能である。ここでの前後進切替機構２１は、リングギアＲの回転を拘束するか否かを切り替えることで、キャリアＣＲに伝達されたエンジン１０からのトルクをサンギアＳへその方向を逆転させて伝達するか否かを切り替えることが可能である。伝動装置２８は、例えばカウンタギアにより構成することができ、駆動輪４０（変速機１４の出力軸３６）と結合されている。
【００２５】
クラッチＣ１は、その係合／解放により、前後進切替機構２１のサンギアＳ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Ｃ１により、変速機１４（第１動力伝達経路）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。また、クラッチＣ２は、その係合／解放により、前後進切替機構２１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る。このクラッチＣ２の係合により、前後進切替機構（遊星歯車機構）２１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と連動させて一体で回転させる、つまり前後進切替機構２１を直結状態に切り替えることが可能である。ここでのクラッチＣ１，Ｃ２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の各々の締結力を調整することもできる。
【００２６】
噛み合いクラッチＳＣ１は、例えばドッグクラッチやシンクロクラッチ等により構成され、歯の噛み合いによって係合を行うことができる。ここでの噛み合いクラッチＳＣ１は、前後進切替機構２１のリングギアＲと伝動装置２８を結合して前後進切替機構２１と伝動装置２８（第２動力伝達経路）の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、リングギアＲとボディ１５を結合してリングギアＲの回転を拘束する第２係合状態と、リングギアＲをボディ１５及び伝動装置２８に対し解放して前後進切替機構２１と伝動装置２８の間の動力伝達を遮断し且つリングギア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。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、伝動装置２８（第２動力伝達経路）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。
【００２７】
図２〜４に、噛み合いクラッチＳＣ１の構成例を示す。カウンタギアにより構成された伝動装置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。
【００２８】
図２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３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４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。
【００２９】
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、及び変速機１４の出力軸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、及びクラッチＣ１，Ｃ２と噛み合いクラッチＳＣ１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。
【００３０】
次に、本実施形態に係る動力出力システムの動作、特に、エンジン１０の動力により負荷（車両）を駆動する動作について説明する。
【００３１】
まずエンジン１０の動力を変速機１４で変速して駆動輪４０へ伝達することで車両を前進方向に駆動する（駆動輪４０を正転方向に回転駆動する）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とともにシンクロクラッチ（噛み合いクラッチ）ＳＣ１を解放状態に制御する。つまり、前後進切替機構２１のサンギアＳと変速機１４の入力軸２６を結合し、前後進切替機構２１のリングギアＲの回転を許容し、前後進切替機構２１を直結状態に切り替える。これによって、変速機１４を介してエンジン１０と駆動輪４０の間でトルクを伝達することができる。その際には、直結状態の（リングギアＲの回転が許容されている）前後進切替機構２１は、トルクの伝達をその方向を逆転させずに行い、駆動輪４０が正転方向に回転駆動する。この場合、伝動装置２８を介したエンジン１０と駆動輪４０の間のトルク伝達は、シンクロクラッチＳＣ１の解放によって遮断される。なお、本実施形態では、クラッチＣ２を係合し且つシンクロクラッチＳＣ１を解放した状態でクラッチＣ１の締結力を徐々に増大させることで、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）発進動作を行うことができる。
【００３２】
また、車両を後進方向に駆動する（駆動輪４０を逆転方向に回転駆動する）場合は、電子制御装置４２は、クラッチＣ１を係合状態、クラッチＣ２を解放状態、シンクロクラッチＳＣ１を第２係合状態に制御する。つまり、前後進切替機構２１のサンギアＳと変速機１４の入力軸２６を結合し、前後進切替機構２１のリングギアＲの回転を拘束する。これによって、変速機１４を介してエンジン１０と駆動輪４０の間でトルクを伝達することができる。その際には、リングギアＲの回転が拘束された前後進切替機構２１は、トルクの伝達をその方向を逆転させて行い、駆動輪４０が逆転方向に回転駆動する。この場合も、伝動装置２８を介したエンジン１０と駆動輪４０の間のトルク伝達は遮断される。なお、本実施形態では、クラッチＣ２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Ｃ１の締結力を徐々に増大させることで、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Ｃ１を係合する制御方法を統一化することができる。
【００３３】
また、エンジン１０の回転速度と出力軸３６の回転速度の比（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Ｃ２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を直結状態の前後進切替機構２１及び伝動装置２８を介して結合することができる。これによって、伝動装置２８を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を固定変速比で伝達することができる。なお、クラッチＣ２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ができる変速比γについては、例えば伝動装置（カウンタギア）２８のギア比により設定することができる。例えば変速比γが１より小さい増速状態でクラッチＣ２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ができるように伝動装置２８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向上させることができる。
【００３４】
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、○は係合、空欄は解放を表す。そして、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。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
前述の特許文献１では、動力源からの動力を無段変速機１１４で変速して負荷へ伝達することで負荷を正転駆動（車両を前進駆動）する場合は、解放状態のブレーキ１０８及びクラッチ１２２の両方に引き摺り損失が発生する。これに対して本実施形態では、エンジン１０の動力を変速機１４で変速して駆動輪４０へ伝達することで車両を前進駆動する（駆動輪４０を正転駆動する）場合は、クラッチＣ１，Ｃ２は係合されており、クラッチＣ１，Ｃ２の引き摺り損失は発生しない。そして、シンクロクラッチＳＣ１は解放状態でも引き摺り損失は発生しない。本実施形態では、車両を前進駆動する場合における引き摺り損失を特許文献１よりも減少させることができる。
【００３７】
また、特許文献１では、負荷を逆転駆動（車両を後進駆動）する場合は、解放状態のクラッチ１０７，１２２の両方に引き摺り損失が発生する。これに対して本実施形態では、車両を後進駆動する（駆動輪４０を逆転駆動する）場合は、係合状態のクラッチＣ１、及び第２係合状態のシンクロクラッチＳＣ１においては、いずれも引き摺り損失は発生しない。この場合は、解放状態のクラッチＣ２のみに引き摺り損失が発生する。本実施形態では、車両を後進駆動する場合における引き摺り損失を特許文献１よりも減少させることができる。
【００３８】
また、特許文献１では、動力源からの動力をカウンタギア１１７及び伝動装置１１８を介して固定変速比で負荷へ伝達することで負荷を正転駆動（車両を前進駆動）する場合は、解放状態のクラッチ１０７及びブレーキ１０８の両方に引き摺り損失が発生する。さらに、クラッチ１０７が解放されて前後進切替機構（遊星歯車機構）１２１が直結状態にないため、前後進切替機構１２１においても動力損失が発生する。これに対して本実施形態では、伝動装置２８を介してエンジン１０と駆動輪４０の間で動力を固定変速比で伝達する場合は、係合状態のクラッチＣ２、及び第１係合状態のシンクロクラッチＳＣ１においては、いずれも引き摺り損失は発生しない。そして、クラッチＣ２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ができる変速比に変速機１４の変速比γを制御することで、解放状態のクラッチＣ１においても引き摺り損失は発生しない。さらに、クラッチＣ２が係合されて前後進切替機構（遊星歯車機構）２１が直結状態にあるため、前後進切替機構２１において動力損失はほとんど発生しない。本実施形態では、動力を固定変速比で伝達する場合における引き摺り損失を特許文献１よりも減少させることができる。さらに、前後進切替機構２１での動力損失を特許文献１よりも減少させることができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、前進駆動、後進駆動、及び固定変速比伝達の各動作において、特許文献１よりも引き摺り損失の発生を抑えることができる。したがって、動力伝達効率を向上させることができる。
【００４０】
さらに、本実施形態では、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ためのクラッチと、リングギアＲの回転の拘束／許容を切り替えるためのブレーキと、を１つの噛み合いクラッチ（シンクロクラッチ）ＳＣ１に統合することで、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。なお、特許文献１では、前進駆動と固定変速比伝達を切り替えるときは、動力遮断を防止するために、クラッチ１０７の係合状態とクラッチ１２２の係合状態をオーバーラップさせる必要がある。その一方で、ニュートラル状態では、クラッチ１０７，１２２の両方を解放状態に保つ必要もある。そのため、特許文献１では、クラッチ１０７，１２２を１つの噛み合いクラッチに統合することは困難である。
【００４１】
また、特許文献１では、クラッチ１０７を係合して車両を前進駆動し、ブレーキ１０８を係合して車両を後進駆動するので、トルクコンバータを省略するためには、クラッチ１０７を前進方向の発進時の発進クラッチとして用い、ブレーキ１０８を後進方向の発進時の発進クラッチとして用いる必要がある。このように、特許文献１では、前進方向の発進時と後進方向の発進時とで発進クラッチが異なるため、クラッチ１０７及びブレーキ１０８の両方を発進クラッチとして強化する必要があり、システムの大型化を招くことになる。これに対して本実施形態では、クラッチＣ１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ができるので、クラッチＣ１のみを発進クラッチとして強化すればよく、システムの小型化を図ることができる。さらに、発進クラッチ（クラッチＣ１）を係合する制御方法を統一化することができるので、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。
【００４２】
本実施形態では、クラッチＣ１を例えば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（噛合式係合機構）により構成することで、クラッチＣ１の解放時の引き摺り損失を減少させることもできる。また、本実施形態では、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ためのクラッチと、リングギアＲの回転の拘束／許容を切り替えるためのブレーキとを、別々の噛み合いクラッチ及び噛み合いブレーキにより構成することもできる。さらに、これらのクラッチ及びブレーキのいずれか１つを噛み合いクラッチ（あるいは噛み合いブレーキ）により構成することもできる。ただし、これらのクラッチ及びブレーキを１つの噛み合いクラッチＳＣ１に統合した方が、システムの小型化を図ることができる。
【００４３】
「実施形態２」
図５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。
【００４４】
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ダブ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、エンジン１０の出力軸１０−１と結合されており、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、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、噛み合いクラッチＳＣ１を介してボディ１５と伝動装置２８のいずれか１つに選択的に結合可能である。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。
【００４５】
モータジェネレータ２２は、バッテリ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発生してキャリアＣＲ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、キャリアＣＲ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。
【００４６】
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６の共線図に示す共線関係にある。ただし、図６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６の共線図では、変速機１４の出力軸３６に結合可能なリングギアＲが、モータジェネレータ２２に結合されたキャリアＣＲと、エンジン１０に結合されたサンギアＳ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（キャリアＣＲに伝達される動力）を決定することで、サンギアＳに伝達されたエンジン１０からの動力をリングギアＲから出力して、噛み合いクラッチＳＣ１を介して駆動輪４０へ伝達することができる。
【００４７】
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、変速機１４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。クラッチＣ７は、その係合／解放により、遊星歯車機構２０のキャリアＣＲ（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、変速機１４を介してモータジェネレータ２２（キャリアＣＲ）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。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。ここでのクラッチＣ３，Ｃ７，Ｃ８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Ｃ３，Ｃ７，Ｃ８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Ｃ３，Ｃ７，Ｃ８の各々の締結力を調整することもできる。
【００４８】
本実施形態では、噛み合いクラッチＳＣ１は、遊星歯車機構２０のリングギアＲと伝動装置２８を結合してリングギアＲと駆動輪４０の間の動力伝達を許容する第１係合状態と、リングギアＲとボディ１５を結合してリングギアＲの回転を拘束する第２係合状態と、リングギアＲをボディ１５及び伝動装置２８に対し解放してリングギアＲと駆動輪４０の間の動力伝達を遮断し且つリングギア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。ここでの噛み合いクラッチＳＣ１の構成例については、実施形態１（図２〜４）と同様である。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。電子制御装置４２は、噛み合いクラッチＳＣ１を第２係合状態に切り替え且つクラッチＣ７の係合により変速機１４を介したモータジェネレータ２２（キャリアＣＲ）と駆動輪４０の間の動力伝達を許容することで、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。
【００４９】
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からの動力を遊星歯車機構２０及び噛み合いクラッチＳＣ１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Ｃ３が係合状態、噛み合いクラッチＳＣ１が第１係合状態にある場合は、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。
【００５０】
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リングギアＲの回転方向（図６の共線図の上向き）を正転方向とし、車両が後進するときのリングギアＲの回転方向（図６の共線図の下向き）を逆転方向とする。
【００５１】
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、モータジェネレータ２２のトルクを制御する。
【００５２】
ここで、モータジェネレータ２２のトルク（キャリアＣＲのトルク）をＴmg、サンギアＳのトルクをＴin、リングギアＲのトルクをＴout、モータジェネレータ２２の回転速度（キャリアＣＲの回転速度）をωmg、エンジン１０の回転速度（サンギアＳの回転速度）をωeng、リングギアＲの回転速度をωout、モータジェネレータ２２の動力（キャリアＣＲの動力）をＰmg、サンギアＳの動力をＰin、リングギアＲの動力をＰoutとすると、図６の共線図から以下の（１）〜（４）式が成立する。
【００５３】
Ｔin＝Ｔmg×ρ／(１−ρ)      （１）
Ｐin＝Ｔin×ωeng＝Ｔmg×ρ／(１−ρ)×ωeng      （２）
Ｔout＝Ｔmg＋Ｔin＝(１＋ρ／(１−ρ))×Ｔmg      （３）
Ｐout＝Ｐmg＋Ｐin＝(１＋ρ／(１−ρ))×Ｔmg×ωout      （４）
【００５４】
（１）、（２）式から、サンギアＳ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、サンギアＳ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、サンギアＳの動力Ｐinを変化させることができる。
【００５５】
また、（３）式から、リングギアＲのトルクＴoutは、サンギアＳのトルクＴinとモータジェネレータ２２のトルク（キャリアＣＲのトルク）Ｔmgを、それらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比ρ／(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、リングギアＲの動力Ｐoutは、サンギアＳの動力Ｐinとモータジェネレータ２２の動力（キャリアＣＲの動力）Ｐmgを合成した動力となる。
【００５６】
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キャリアＣＲに正転方向（図６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。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、サンギアＳに伝達されたエンジン１０からのトルクＴinとキャリアＣＲ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ρ／(１−ρ)となる状態で合成してリングギアＲ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。
【００５７】
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。
【００５８】
なお、図８の共線図における上側の共線に示すように、キャリアＣＲの回転がサンギアＳの回転と同方向であるとき（主に高車速時）は、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モータジェネレータ２２から遊星歯車機構２０へ向かう流れとなる。一方、図８の共線図における下側の共線に示すように、キャリアＣＲの回転がサンギアＳの回転と逆転するとき（主に低車速時）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）、エネルギーの流れは遊星歯車機構２０からモータジェネレータ２２へ向かう流れとなる。
【００５９】
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９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ＣＲに逆転方向（図９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、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、リングギアＲに伝達された駆動輪４０からのトルクＴoutを、サンギアＳ及びキャリアＣＲにそれらのトルク比Ｔin／Ｔmgが所定比ρ／(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。
【００６０】
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。
【００６１】
また、エンジン１０の回転速度と出力軸３６の回転速度の比（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。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。
【００６２】
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ことで、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。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。
【００６３】
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を係合状態に制御する。つまり、シンクロクラッチＳＣ１を介したリングギアＲと駆動輪４０の結合を解除し、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、クラッチＣ７の締結力を徐々に増大させてキャリアＣＲ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、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。
【００６４】
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。
【００６５】
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係合状態に制御する。つまり、シンクロクラッチＳＣ１を介したリングギアＲと駆動輪４０の結合を解除し、且つシンクロクラッチＳＣ１によりリングギアＲ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キャリアＣＲ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。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Ｃ３，Ｃ８が解放状態、シンクロクラッチＳＣ１が第２係合状態にあるときは、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、○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。
【００７０】
【表２】
2007270923.tif 000004
【００７１】
図１０に示すように、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クラッチＣ２と、リングギアＲの回転の拘束／許容を切り替えるブレーキＢ３と、をシンクロクラッチＳＣ１の代わりに設けることによっても、上記の各動作を行うことが可能である。ただし、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、動力伝達効率を向上させることができる。さらに、本実施形態では、図１０に示す構成例と比較して、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、本実施形態では、図１０に示す構成例と比較して、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、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。
【００７２】
本実施形態では、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ためのクラッチと、リングギアＲの回転の拘束／許容を切り替えるためのブレーキとを、別々の噛み合いクラッチ及び噛み合いブレーキにより構成することもできる。さらに、これらのクラッチ及びブレーキのいずれか１つを噛み合いクラッチ（あるいは噛み合いブレーキ）により構成することもできる。ただし、これらのクラッチ及びブレーキを１つの噛み合いクラッチＳＣ１に統合した方が、システムの小型化を図ることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、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。
【００７４】
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】
【００７５】
【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１，２の噛み合いクラッチの構成例を示す図である。
【図３】実施形態１，２の噛み合いクラッチの構成例を示す図である。
【図４】実施形態１，２の噛み合いクラッチの構成例を示す図である。
【図５】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６】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７】実施形態２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８】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９】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１０】実施形態２の比較例に係る動力出力システムの概略構成を示す図である。
【図１１】関連技術に係る動力伝達システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  エンジン、１４  変速機、２０  遊星歯車機構、２１  前後進切替機構、２２  モータジェネレータ、２６  入力軸、２８  伝動装置、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，Ｃ７，Ｃ８  クラッチ、ＳＣ１  噛み合いクラッチ（シンクロクラッチ）。
【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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