(57)【要約】【課題】回転電機の作動が禁止されている場合の運転性の低下を抑制することができる動力伝達装置を提供すること。【解決手段】遊星歯車機構１０と、係合状態で遊星歯車機構のサンギア１１の回転を規制するブレーキ４と、係合状態で遊星歯車機構のキャリア１４とサンギアとを一体回転させるドグクラッチ４と、ワンウェイクラッチ５とを備え、遊星歯車機構のリングギア１３には駆動輪が、キャリアにはエンジン１および変速機２が、サンギアには回転電機３がそれぞれ接続され、ワンウェイクラッチは、車両の前進時のリングギアの回転方向を正方向としてサンギアの回転数がキャリアの回転数よりも高くなることを規制する。【選択図】図２
2013122298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊星歯車機構と、
係合状態で前記遊星歯車機構のサンギアの回転を規制するブレーキと、
係合状態で前記遊星歯車機構のキャリアと前記サンギアとを一体回転させるドグクラッチと、
ワンウェイクラッチとを備え、
前記遊星歯車機構のリングギアには駆動輪が、前記キャリアにはエンジンおよび変速機が、前記サンギアには回転電機がそれぞれ接続され、
前記ワンウェイクラッチは、車両の前進時の前記リングギアの回転方向を正方向として前記サンギアの回転数が前記キャリアの回転数よりも高くなることを規制する
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記ブレーキを係合し、かつ前記ドグクラッチを解放した状態から前記ブレーキを解放して前記ドグクラッチを係合する場合、前記エンジンのトルクを低減して前記ブレーキを解放し、前記エンジンの回転数の上昇を抑制する制御を実行して前記ワンウェイクラッチを係合させて前記ドグクラッチを係合する
請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記ブレーキを係合し、かつ前記ドグクラッチを解放した状態から前記ブレーキを解放して前記ドグクラッチを係合する場合、前記回転電機の作動が禁止されているときは、前記エンジンのトルクを低減して前記ブレーキを解放し、前記エンジンの回転数の上昇を抑制する制御を実行して前記ワンウェイクラッチを係合させて前記ドグクラッチを係合し、前記回転電機の作動が禁止されていないときは、前記エンジンのトルクを低減して前記ブレーキを解放すること、および前記エンジンの回転数の上昇を抑制する制御を実行して前記ワンウェイクラッチを係合させて前記ドグクラッチを係合することを実施しない
請求項１または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、動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機と接続された遊星歯車機構を有する変速機構が公知である。例えば、特許文献１には、遊星歯車式変速機の第１構成要素は切換変速機に結合され、第２構成要素は駆動機械に結合され、第３構成要素は少なくとも１つの電気機械に結合され、クラッチ継手は、遊星歯車式変速機を迂回するためにキャリアと太陽歯車との固い結合が存在する第１切換位置と、キャリアと太陽歯車との結合が中断される第２切換位置とを有している、電気力学的駆動システムおよび変速ステップの細分化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２０８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機の作動が禁止されている場合、変速機構の変速が困難となり、運転性の低下を招く虞がある。回転電機の作動が禁止されている場合の運転性の低下を抑制できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、回転電機の作動が禁止されている場合の運転性の低下を抑制することができる動力伝達装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の動力伝達装置は、遊星歯車機構と、係合状態で前記遊星歯車機構のサンギアの回転を規制するブレーキと、係合状態で前記遊星歯車機構のキャリアと前記サンギアとを一体回転させるドグクラッチと、ワンウェイクラッチとを備え、前記遊星歯車機構のリングギアには駆動輪が、前記キャリアにはエンジンおよび変速機が、前記サンギアには回転電機がそれぞれ接続され、前記ワンウェイクラッチは、車両の前進時の前記リングギアの回転方向を正方向として前記サンギアの回転数が前記キャリアの回転数よりも高くなることを規制することを特徴とする。
【０００７】
上記動力伝達装置において、前記ブレーキを係合し、かつ前記ドグクラッチを解放した状態から前記ブレーキを解放して前記ドグクラッチを係合する場合、前記エンジンのトルクを低減して前記ブレーキを解放し、前記エンジンの回転数の上昇を抑制する制御を実行して前記ワンウェイクラッチを係合させて前記ドグクラッチを係合することが好ましい。
【０００８】
上記動力伝達装置において、前記ブレーキを係合し、かつ前記ドグクラッチを解放した状態から前記ブレーキを解放して前記ドグクラッチを係合する場合、前記回転電機の作動が禁止されているときは、前記エンジンのトルクを低減して前記ブレーキを解放し、前記エンジンの回転数の上昇を抑制する制御を実行して前記ワンウェイクラッチを係合させて前記ドグクラッチを係合し、前記回転電機の作動が禁止されていないときは、前記エンジンのトルクを低減して前記ブレーキを解放すること、および前記エンジンの回転数の上昇を抑制する制御を実行して前記ワンウェイクラッチを係合させて前記ドグクラッチを係合することを実施しないことが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る動力伝達装置は、遊星歯車機構と、係合状態で遊星歯車機構のサンギアの回転を規制するブレーキと、係合状態で遊星歯車機構のキャリアとサンギアとを一体回転させるドグクラッチと、ワンウェイクラッチとを備える。遊星歯車機構のリングギアには駆動輪が、キャリアにはエンジンおよび変速機が、サンギアには回転電機がそれぞれ接続され、ワンウェイクラッチは、車両の前進時のリングギアの回転方向を正方向としてサンギアの回転数がキャリアの回転数よりも高くなることを規制する。本発明に係る動力伝達装置によれば、ワンウェイクラッチが反力を取ることで変速が可能となり、回転電機の作動が禁止されている場合の運転性の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る動力伝達装置の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態に係る車両の概略構成図である。
【図３】図３は、遊星歯車機構の共線図である。
【図４】図４は、実施形態の第１変形例に係る車両の概略構成図である。
【図５】図５は、実施形態の第２変形例に係る共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態に係る動力伝達装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
［実施形態］
図１から図３を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、動力伝達装置に関する。図１は、実施形態に係る動力伝達装置の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態に係る車両の概略構成図である。
【００１３】
図２に示す車両１００は、エンジン１、変速機２、回転電機３、ドグクラッチ４、ワンウェイクラッチ５、遊星歯車機構１０および差動機構６を備える。また、本実施形態の動力伝達装置１−１は、ドグクラッチ４、ワンウェイクラッチ５および遊星歯車機構１０を備える。
【００１４】
本実施形態の車両１００は、追加変速部３０を備える。追加変速部３０は、回転電機３、ドグクラッチ４および遊星歯車機構１０を有しており、変速機２による変速とは独立して追加的に変速を行うことができる。追加変速部３０は、車両１００の有段変速機２と直列に回転電機（原動機）３と遊星歯車機構１０を配置し、遊星歯車機構１０の回転要素の一つまたは二つを０回転固定や要素同士接続することで変速させる。追加変速部３０は、変速の際に回転電機３のトルク・回転数を制御することでトルク反力を取りながら段付感を低減できる。ここで、回転電機３の作動が禁止されている場合、回転要素の回転数制御ができなくなり、追加変速部３０の変速ができなくなる虞がある。
【００１５】
本実施形態では、追加変速部３０がワンウェイクラッチ５を備えている。ワンウェイクラッチ５は、サンギア１１の回転数がキャリア１４の回転数よりも高くなることを規制するものである。ワンウェイクラッチ５を備えることにより、回転電機３の作動が禁止されている場合であっても、ワンウェイクラッチ５によって反力を取り、追加変速部３０のダウン変速が可能となる。ダウン変速では、ドグクラッチ４において図２のＨｉ状態からＬｏ状態への切り替えがなされる。このときに、回転電機３に代えてワンウェイクラッチ５が反力を取ることで、サンギア１１の回転数をキャリア１４の回転数と同期させることができる。
【００１６】
更に、本実施形態では、回転電機３の作動が禁止されている場合のダウン変速では、ドグクラッチ４の係合部の負荷をエンジントルク低減により小さくして解放可能とする。ドグクラッチ４の係合部が解放された後は、ワンウェイクラッチ５が係合したと判定されるまでエンジン１による回転数緩上昇制御を実施する。これにより、ワンウェイクラッチ５が係合するときの負荷が軽減される。また、ワンウェイクラッチ５が係合した状態で、ドグクラッチ４により遊星歯車機構１０の回転要素同士が接続される。これにより、ワンウェイクラッチ５の使用環境が低負荷化され、小型化が実現される。
【００１７】
エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを回転軸１ａの回転運動に変換して出力する。変速機２は、複数のギア対を有する有段式の変速機である。本実施形態では、変速機２が有段式の手動変速機（ＭＴ）である場合を例に説明する。変速機２は、クラッチ２１、ギア対２２，２３，２４，２５、出力ギア２６、入力軸２７および出力軸２８を有する。クラッチ２１は、運転者によって操作されて係合あるいは解放するクラッチ装置である。クラッチ２１は、入力軸２７に配置されており、エンジン１と各ギア対２２，２３，２４，２５とを断接する。ギア対２２，２３，２４，２５は、互いに変速比が異なる。運転者のシフト操作によって選択されるいずれかのギア対を介して入力軸２７と出力軸２８との動力の伝達がなされる。出力ギア２６は出力軸２８に配置されている。変速機２は、選択されたギア対の変速比でエンジン１の回転を変速して出力ギア２６から出力することができる。
【００１８】
遊星歯車機構１０は、シングルピニオン式であり、サンギア１１、ピニオンギア１２、リングギア１３、およびキャリア１４を有する。リングギア１３は、サンギア１１と同軸上に配置され、かつサンギア１１の径方向外側に配置されている。ピニオンギア１２は、リングギア１３とサンギア１１との間に配置されており、リングギア１３およびサンギア１１とそれぞれ噛み合っている。キャリア１４は、サンギア１１と同軸上に回転自在に支持されており、ピニオンギア１２を回転自在に支持している。従って、ピニオンギア１２は、ピニオンギア１２の中心軸線周りに回転（自転）可能であると共に、キャリア１４の中心軸線周りに回転（公転）可能である。
【００１９】
遊星歯車機構１０のサンギア１１には、回転電機３が接続されている。回転電機３は、サンギア１１と同軸上に配置されている。回転電機３の回転軸３ａは、サンギア１１と接続されている。回転電機３は、モータ（電動機）としての機能と、発電機としての機能とを備えている。回転電機３は、インバータを介してバッテリと接続されている。回転電機３は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力することができると共に、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換することができる。回転電機３によって発電された電力は、バッテリに蓄電可能である。回転電機３としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。
【００２０】
キャリア１４には、カウンタドリブンギア１５が連結されている。カウンタドリブンギア１５は、サンギア１１と同軸上に配置されており、キャリア１４と一体回転する。カウンタドリブンギア１５は、出力ギア２６と噛み合っている。つまり、キャリア１４は、カウンタドリブンギア１５、出力ギア２６、変速機２を介してエンジン１と接続されている。リングギア１３の外周面には、伝達ギア１６が形成されている。伝達ギア１６は、差動機構６のリングギア６ａと噛み合っている。伝達ギア１６から差動機構６に入力される動力は、駆動軸７を介して駆動輪に伝達される。リングギア１３は、伝達ギア１６、差動機構６および駆動軸７を介して駆動輪と接続されている。
【００２１】
ドグクラッチ４は、後述するＬｏの係合状態でサンギア１１とキャリア１４とリングギア１３とを一体回転させるドグクラッチとして機能する。本実施形態のドグクラッチ４は、サンギア１１とキャリア１４とを連結することで遊星歯車機構１０を一体回転させるが、これに限らず、他の回転要素同士を連結することで遊星歯車機構１０を一体回転させるものであってもよい。また、ドグクラッチ４は、後述するＨｉの係合状態でサンギア１１の回転を規制するブレーキとして機能する。
【００２２】
ドグクラッチ４は、ドグ４ａ、第一クラッチホイール４ｂ、第二クラッチホイール４ｃおよび第三クラッチホイール４ｄを有する。第一クラッチホイール４ｂは、キャリア１４と同軸上に配置され、キャリア１４と接続されている。第二クラッチホイール４ｃは、サンギア１１と同軸上に配置され、回転軸３ａと接続されている。第三クラッチホイール４ｄは、サンギア１１と同軸上に配置され、車体に対して回転不能に接続されている。
【００２３】
各クラッチホイール４ｂ，４ｃ，４ｄは、この順番でサンギア１１の軸方向に隣接して配置されている。第一クラッチホイール４ｂは最も遊星歯車機構１０側に位置し、第三クラッチホイール４ｄは最も回転電機３側に位置している。また、各クラッチホイール４ｂ，４ｃ，４ｄは、同径であり、それぞれ外周面にクラッチ歯が形成されている。クラッチ歯は、サンギア１１の軸方向に延在している。
【００２４】
ドグ４ａは、円筒形状であり、内周面にはクラッチ歯に係合するドグ歯を有している。ドグ４ａは、図示しないアクチュエータによって駆動されてサンギア１１の軸方向に移動することができる。ドグクラッチ４は、サンギア１１の軸方向におけるドグ４ａの位置に応じて、Ｌｏ状態、中立状態、Ｈｉ状態に切り替わる。
【００２５】
Ｌｏ状態は、ドグ４ａが第一クラッチホイール４ｂおよび第二クラッチホイール４ｃの両方と係合している状態である。図２において、回転電機３の回転軸３ａよりも上側には、ドグクラッチ４のＬｏ状態が示されている。Ｌｏ状態では、キャリア１４とサンギア１１とがドグクラッチ４を介して接続されて一体回転する。つまり、Ｌｏ状態では、ドグ４ａは、キャリア１４およびサンギア１１の２つの回転要素を接続して同期回転させるクラッチとして機能する。ドグ４ａ、第一クラッチホイール４ｂおよび第二クラッチホイール４ｃが、キャリア１４とサンギア１１とを一体回転させるドグクラッチとして機能することができる。
【００２６】
本明細書では、ドグ４ａによって第一クラッチホイール４ｂと第二クラッチホイール４ｃとを接続することを「ドグクラッチ４を係合する」とも記載し、ドグ４ａが第一クラッチホイール４ｂと第二クラッチホイール４ｃとを接続している状態を「ドグクラッチ４の係合状態」とも記載する。また、ドグクラッチ４の係合状態から、ドグ４ａを第三クラッチホイール４ｄに向けて移動させて第一クラッチホイール４ｂと第二クラッチホイール４ｃとの接続を解除することを「ドグクラッチ４を解放する」とも記載し、ドグ４ａが第一クラッチホイール４ｂと係合していない状態を「ドグクラッチ４の解放状態」とも記載する。
【００２７】
Ｈｉ状態は、ドグ４ａが第二クラッチホイール４ｃおよび第三クラッチホイール４ｄの両方と係合している状態である。図２において回転電機３の回転軸３ａよりも下側には、ドグクラッチ４のＨｉ状態が示されている。Ｈｉ状態では、サンギア１１が車体側に接続されてサンギア１１の回転が規制される。従って、ドグクラッチ４は、Ｈｉ状態となることでサンギア１１の回転を規制するブレーキとしての機能を有する。ドグ４ａ、第二クラッチホイール４ｃおよび第三クラッチホイール４ｄがブレーキとして機能することができる。
【００２８】
本明細書では、ドグ４ａによって第二クラッチホイール４ｃと第三クラッチホイール４ｄとを接続することを「ブレーキを係合する」とも記載し、ドグ４ａが第二クラッチホイール４ｃと第三クラッチホイール４ｄとを接続している状態を「ブレーキの係合状態」とも記載する。また、ブレーキの係合状態から、ドグ４ａを第一クラッチホイール４ｂに向けて移動させて第二クラッチホイール４ｃと第三クラッチホイール４ｄとの接続を解除することを「ブレーキを解放する」とも記載し、ドグ４ａが第三クラッチホイール４ｄと係合していない状態を「ブレーキの解放状態」とも記載する。
【００２９】
中立状態は、ドグ４ａが第一クラッチホイール４ｂと第三クラッチホイール４ｄとの間にある状態である。中立状態では、サンギア１１の回転は規制されず、かつサンギア１１はキャリア１４に対して相対回転可能である。
【００３０】
図３は、遊星歯車機構１０の共線図である。図３において、Ｓ軸は、サンギア１１および回転電機３の回転数を示す。Ｃ軸は、キャリア１４（エンジン伝達軸）の回転数を示す。Ｒ軸は、リングギア１３（出力軸）の回転数を示す。遊星歯車機構１０の各回転要素に、出力軸、エンジン直達軸、回転電機３（追加原動機）がそれぞれ接続されていることで、変速の際に動力遮断が生じない構成とされている。
【００３１】
図３に示すように、Ｌｏ状態では、サンギア１１とキャリア１４とリングギア１３とが一体回転する。つまり、遊星歯車機構１０は、エンジン１からキャリア１４に入力される回転を変速せずにリングギア１３から出力する。Ｌｏ状態は、遊星歯車機構１０が入力回転数に対して出力回転数を増速しないＬｏ段である。
【００３２】
Ｈｉ状態では、サンギア１１の回転が規制されており、サンギア１１の回転数は０である。従って、Ｈｉ状態は、遊星歯車機構１０がエンジン１からキャリア１４に入力される回転を増速してリングギア１３から出力するＨｉ段である。言い換えると、Ｈｉ状態では、変速機２の変速比よりも更に高速側の変速比でエンジン１の回転を駆動輪に伝達することができる。これにより、変速機２の再高速段のギア比に対して更に小さなギア比での走行が可能となり、高速走行中の燃費を低減することが可能なギヤトレーンが実現される。
【００３３】
車両１００には、ＥＣＵ５０が搭載されている。ＥＣＵ５０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ５０は、エンジン１、ドグクラッチ４および回転電機３とそれぞれ接続されており、エンジン１、ドグクラッチ４および回転電機３を制御する。
【００３４】
（Ｌｏ→Ｈｉ変速）
Ｌｏ状態からＨｉ状態へ変速する場合、第一クラッチホイール４ｂと係合したドグ４ａを移動させて第一クラッチホイール４ｂとの係合を解放し、次いでドグ４ａを第三クラッチホイール４ｄと係合させてＨｉ状態とする。Ｌｏ状態で走行しているときには、ドグクラッチ４の係合部に負荷が入力されている。従って、ドグクラッチ４を解放するためには負荷に対する反力を抜く必要がある。ＥＣＵ５０は、回転電機３のトルクにより、ドグクラッチ４の係合部の反力を低下させる。このときに回転電機３が出力するトルクは、正のトルクである。ここで、正のトルクとは、車両１００の前進時のリングギア１３の回転方向を正方向とした場合の正方向のトルクである。回転電機３が正のトルクを出力することにより、エンジン１側から第一クラッチホイール４ｂに入力されるトルクと、回転電機３から第二クラッチホイール４ｃに入力されるトルクとのトルク差が減少し、ドグクラッチ４の係合部の反力が低減する。これにより、ドグクラッチ４を解放することが可能となる。
【００３５】
ドグクラッチ４の解放後、Ｈｉ状態とするためには、第二クラッチホイール４ｃの回転を第三クラッチホイール４ｄの回転と同期させる必要がある。すなわち、第二クラッチホイール４ｃの回転を停止する必要がある。ＥＣＵ５０は、回転電機３によって第二クラッチホイール４ｃの回転を停止させ、ドグ４ａを第三クラッチホイール４ｄに係合させてＨｉ状態を実現する。ここで、ドグクラッチ４が中立状態である場合、キャリア１４に入力されるトルクをリングギア１３から出力するためには、回転電機３によって反力を取る必要がある。従って、回転電機３は、負トルクを発生させてエンジントルクに対する反力トルクを発生させながら回転数を低下させて第二クラッチホイール４ｃを停止させる。このように回転電機３によって反力トルクを受け持つことにより、変速中のトルク抜けを生じることなくＬｏ→Ｈｉ変速を実行することができる。また、変速比を無段階に変化させることができ、段付感のない滑らかな変速を行うことができる。回転電機３は、反力を発生させる際にそのエネルギーをバッテリ等の蓄エネ装置に貯める（もしくは放電してエネルギーを発生する）ことでショックを抑制することができる。
【００３６】
（Ｈｉ→Ｌｏ変速）
Ｈｉ状態からＬｏ状態へ変速する場合、第三クラッチホイール４ｄと係合したドグ４ａを移動させて第三クラッチホイール４ｄとの係合を解放し、次いでドグ４ａを第一クラッチホイール４ｂと係合させてＬｏ状態とする。つまり、Ｈｉ→Ｌｏ変速では、ブレーキを係合し、かつドグクラッチ４を解放した状態から、ブレーキを解放してドグクラッチ４を係合する。ここで、Ｈｉ状態で走行しているときには、ドグクラッチ４の係合部に負荷が入力されている。従って、ブレーキを解放するためには負荷に対する反力を抜く必要がある。ＥＣＵ５０は、回転電機３のトルクにより、ドグクラッチ４の係合部の反力を低下させる。このときに回転電機３が出力するトルクは、負のトルクである。サンギア１１から第二クラッチホイール４ｃに入力されるトルクを回転電機３のトルクによって打ち消し、ドグクラッチ４の係合部の反力を低減させることができる。これにより、サンギア１１に対するブレーキを解放することが可能となる。
【００３７】
ドグクラッチ４の解放後、Ｌｏ状態とするためには、第二クラッチホイール４ｃの回転を第一クラッチホイール４ｂの回転と同期させる必要がある。ＥＣＵ５０は、回転電機３によって第二クラッチホイール４ｃの回転数を制御し、第二クラッチホイール４ｃの回転を第一クラッチホイール４ｂの回転と同期させる。ここで、ドグクラッチ４が中立状態である場合、回転電機３によって反力を取ることにより、キャリア１４に入力されるトルクをリングギア１３から出力することができる。ＥＣＵ５０は、回転電機３に負トルクを発生させてエンジントルクに対する反力を受けさせながら回転電機３の回転数を上昇させる。これにより、変速中のトルク抜けを生じることなくＨｉ→Ｌｏ変速を実行することができる。
【００３８】
ここで、走行中に回転電機３が使用できない状態となることがある。例えば、出力制限やフェールにより、回転電機３の作動が禁止される場合が挙げられる。回転電機３の作動が禁止され、回転電機３によって必要な反力トルクを発生させることができない場合、Ｌｏ状態とＨｉ状態とを切り替える変速が不可能となってしまう。
【００３９】
これに対して、本実施形態の動力伝達装置１−１は、ワンウェイクラッチ５を備えている。ワンウェイクラッチ５は、キャリア１４とサンギア１１とを接続している。ワンウェイクラッチ５は、車両１００の前進時のリングギア１３の回転方向を正方向としてサンギア１１がキャリア１４に対して正方向に相対回転することを規制する。言い換えると、ワンウェイクラッチ５は、サンギア１１の回転数がキャリア１４の回転数よりも正方向の高回転となることを規制する。これにより、Ｈｉ状態からＬｏ状態へのダウン変速においてワンウェイクラッチ５にて反力を取ることができる。
【００４０】
ワンウェイクラッチ５は、例えば、内輪と、外輪と、スプラグとを有する。内輪は、サンギア１１と連結され、外輪は、キャリア１４と連結される。スプラグは、内輪と外輪との間に配置される。スプラグは、サンギア１１がキャリア１４に対して正方向に相対回転しようとすると、内輪と外輪とを接続する係合状態となり、サンギア１１とキャリア１４との相対回転を規制する。一方、スプラグは、キャリア１４がサンギア１１に対して正方向に相対回転しようとすると、内輪と外輪との接続を解除して解放状態となり、キャリア１４とサンギア１１との相対回転を許容する。
【００４１】
回転電機３が使用不可の場合、Ｈｉ状態からブレーキを解放してドグクラッチ４を中立状態とすると、キャリア１４を介して入力されるエンジントルクによって、サンギア１１はキャリア１４と同方向に回転し始める。サンギア１１の回転が上昇してキャリア１４の回転と同期し、サンギア１１の回転数がキャリア１４の回転数を上回ろうとすると、ワンウェイクラッチ５が係合する。これにより、キャリア１４とサンギア１１とが連結されて一体回転する。言い換えると、ワンウェイクラッチ５によって、キャリア１４の回転とサンギア１１の回転とが同期した状態が維持される。ワンウェイクラッチ５は、エンジントルクに対する反力を取る。この状態でドグ４ａを駆動して第一クラッチホイール４ｂと係合させることで、Ｌｏ状態への変速が完了する。
【００４２】
このように、本実施形態の動力伝達装置１−１は、回転電機３の駆動が許可されない場合であっても、ワンウェイクラッチ５が反力を取ることにより、Ｈｉ状態からＬｏ状態へ変速して運転者の要求する加速出力を実現することができる。
【００４３】
また、本実施形態の動力伝達装置１−１は、以下に図１を参照して説明するように、Ｈｉ→Ｌｏ変速時のショックを抑制することができる。図１に示す制御フローは、繰り返し実行されるものであり、例えば、走行中に所定の間隔で繰り返し実行される。
【００４４】
ステップＳ１では、ＥＣＵ５０により、ＭＧ制御不可であるか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、例えば、回転電機３のフェール検知結果に基づいてステップＳ１の判定を行う。例えば、バッテリの充電状態や回転電機３の温度等に基づいて回転電機３の作動が禁止されている場合、ステップＳ１で肯定判定がなされる。ステップＳ１の判定の結果、ＭＧ制御不可であると判定された場合（ステップＳ１−Ｙ）にはステップＳ２に進み、そうでない場合（ステップＳ１−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００４５】
ステップＳ２では、ＥＣＵ５０により、Ｈｉ段走行であるか否かが判定される。Ｈｉ段走行は、ドグ４ａがＨｉ状態でサンギア１１の回転を停止して走行する走行モードである。ステップＳ２の判定の結果、Ｈｉ段走行であると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）にはステップＳ１２に進む。
【００４６】
ステップＳ３では、ＥＣＵ５０により、追加変速部３０の変速判断がなされる。ＥＣＵ５０は、予め定められた条件に基づいて、追加変速部３０の変速を行うか否かを判断する。例えば、ＥＣＵ５０は、回転電機３の作動が不可であり、Ｈｉ段走行をしている場合、追加変速部３０においてＬｏ状態への変速を行うと判断することができる。これに限らず、運転者の要求トルクや要求駆動力、車両１００の走行状態等に基づいてステップＳ３の判断がなされてもよい。ステップＳ３が実行されると、ステップＳ４に進む。
【００４７】
ステップＳ４では、ＥＣＵ５０により、Ｈｉ→Ｌｏの変速が必要か否かが判定される。ＥＣＵ５０は、ステップＳ３の変速判断の結果に基づいて、ステップＳ４の判定を行う。その判定の結果、Ｈｉ→Ｌｏの変速が必要と判定された場合（ステップＳ４−Ｙ）にはステップＳ５に進み、そうでない場合（ステップＳ４−Ｎ）には本制御フローは終了する。
【００４８】
ステップＳ５では、ＥＣＵ５０により、エンジントルク低減制御がなされる。ＥＣＵ５０は、Ｈｉ→Ｌｏ変速に際し、エンジン１の出力トルクを低減する。これにより、ドグクラッチ４のドグ歯にかかる反力を低減させ、ドグクラッチ４においてブレーキを解放するために必要なドグ４ａに対する駆動力を低減することが可能となる。エンジントルク低減制御では、例えば、車両１００に対して要求される駆動力から決定される要求エンジントルクよりもエンジントルクが低減される。一例として、エンジン１をアイドル状態とするようにエンジントルクが低減される。例えば、エンジントルク低減制御においてエンジン１のトルクを略０とした場合、ドグ歯の反力を０とすることが可能である。ステップＳ５が実行されると、ステップＳ６に進む。
【００４９】
ステップＳ６では、ＥＣＵ５０により、ドグ歯が解放される。ＥＣＵ５０は、ドグクラッチ４のアクチュエータを作動させて、Ｈｉ状態のドグ４ａを中立状態の位置に移動させる。エンジントルク低減制御がなされて、ドグ歯にかかる負荷が軽減していることから、ドグクラッチ４は駆動指令に対して速やかにドグ４ａを移動させることができる。ブレーキを解放するタイミングは、例えば、エンジントルク低減制御によってエンジントルクが予め定められた所定トルクまで低下したタイミングとされる。所定トルクは、例えば、ドグクラッチ４のアクチュエータが発生させることのできるドグ４ａに対する駆動力に基づいて定められる。
【００５０】
なお、ブレーキを解放するタイミングは、これに限定されるものではない。例えば、エンジントルク低減制御の開始と同時にブレーキが解放されてもよく、エンジントルク低減制御中のその他のタイミングでブレーキが解放されてもよい。ステップＳ６が実行されると、ステップＳ７に進む。
【００５１】
ステップＳ７では、ＥＣＵ５０により、エンジン１の回転数制御がなされる。ＥＣＵ５０は、エンジン回転数を調節することによってサンギア１１の回転数を制御する。具体的には、サンギア１１の回転数の上昇率を抑制することでワンウェイクラッチ５が係合するときのワンウェイクラッチ５の負荷を軽減し、ショックを抑制できるように、エンジン１の回転数が調節される。ＥＣＵ５０は、エンジン１の回転数の上昇を抑制する制御、例えばエンジン回転数の上昇率や上昇速度を抑制する制御を実行する。エンジン回転数が上昇してキャリア１４およびサンギア１１の回転がリングギア１３の回転と同期すると、ワンウェイクラッチ５が係合する。ＥＣＵ５０は、ワンウェイクラッチ５が係合するまで、すなわちサンギア１１の回転がキャリア１４の回転と同期するまでのエンジン回転数の上昇率を抑制する。
【００５２】
例えば、ＥＣＵ５０は、サンギア１１の回転をキャリア１４の回転に同期させる場合、サンギア１１の回転をキャリア１４の回転に同期させる場合以外と比較してエンジン回転数の上昇率を小さくする。あるいは、ＥＣＵ５０は、回転電機３の作動が禁止されている場合、回転電機３の作動が許可されている場合よりも、サンギア１１の回転をキャリア１４の回転に同期させる場合のエンジン回転数の上昇率を小さくする。あるいは、ＥＣＵ５０は、サンギア１１の回転をキャリア１４の回転に同期させる場合、サンギア１１の回転がキャリア１４の回転と同期した後よりもエンジン回転数の上昇率を小さくする。
【００５３】
エンジン回転数の上昇率を抑制する制御では、制御を開始してからワンウェイクラッチ５が係合するまでの期間（以下、単に「制御実行期間」と記載する。）のエンジン回転数の上昇率を一定としてもよい。あるいは、これに代えて、制御実行期間の後半のエンジン回転数の上昇率を制御実行期間におけるその他の期間のエンジン回転数の上昇率よりも小さくするようにしてもよい。例えば、キャリア１４の回転数とサンギア１１の回転数との差回転が縮小するに従ってエンジン回転数の上昇率を低減させるようにしてもよい。その他、ワンウェイクラッチ５の係合時の負荷を軽減し、ショックを抑制できるように、エンジン回転数の上昇率や上昇速度等の上昇度合いを抑制する制御が実行可能である。
【００５４】
エンジン回転数の上昇率を抑制する制御は、エンジン１のアイドリング回転数の範囲でなされることができる。すなわち、運転者の要求トルクや目標（要求）エンジントルクにかかわらず、ワンウェイクラッチ５が係合するまではエンジン回転数をアイドリング回転数の範囲に制御するようにしてもよい。ステップＳ７が実行されると、ステップＳ８に進む。
【００５５】
ステップＳ８では、ＥＣＵ５０により、Ｓ−Ｃ回転数が同期したか否かが判定される。ＥＣＵ５０は、サンギア１１の回転数とキャリア１４の回転数が同期したか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、例えば、回転電機３の回転数と車速とに基づいてステップＳ８の判定を行うことができる。ステップＳ８の判定の結果、Ｓ−Ｃ回転数が同期したと判定された場合（ステップＳ８−Ｙ）にはステップＳ９に進み、そうでない場合（ステップＳ８−Ｎ）には本制御フローは終了する。上記のエンジン回転数の上昇率を抑制する制御は、少なくともステップＳ８で肯定判定がなされるまで継続して実行することができる。これにより、エンジン１の回転数の上昇を抑制する制御を実行してワンウェイクラッチ５を係合させることができる。
【００５６】
ステップＳ９では、ＥＣＵ５０は、エンジントルクを要求トルクに復帰させる。ＥＣＵ５０は、エンジントルク低減制御によって低減されていたエンジントルクを増加させて、運転者の要求するエンジントルクに復帰させる。ステップＳ９が実行されると、ステップＳ１０に進む。
【００５７】
ステップＳ１０では、ＥＣＵ５０により、ドグクラッチ４が係合される。ＥＣＵ５０は、中立状態であったドグ４ａをアクチュエータによって第一クラッチホイール４ｂに向けて駆動し、第一クラッチホイール４ｂと係合させてＬｏ状態とする。ドグクラッチ４が係合することでワンウェイクラッチ５の負荷が軽減され、ワンウェイクラッチ５の使用環境が低負荷化される。その結果、ワンウェイクラッチ５の小型化が実現可能となる。ステップＳ１０が実行されると、ステップＳ１１に進む。
【００５８】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ５０により、Ｌｏ段走行が実行される。Ｌｏ段走行は、ドグ４ａがＬｏ状態でサンギア１１とキャリア１４とが同期回転して走行する走行モードである。Ｌｏ段走行では、変速機２の本来の変速比でエンジントルクを駆動輪に伝達することができ、運転者の加速要求に応えることができる。ステップＳ１１が実行されると、本制御フローは終了する。
【００５９】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ５０により、Ｈｉ段への変速が禁止される。ＥＣＵ５０は、予め定められたＨｉ段への変速条件が成立したか否かにかかわらず、ドグ４ａをＨｉ状態とする変速を禁止する。これにより、回転電機３の作動が禁止されている場合、ドグクラッチ４をＨｉ状態とすることが禁止されることで、運転性を向上させることができる。ステップＳ１２が実行されると、本制御フローは終了する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の動力伝達装置１−１によれば、ワンウェイクラッチ５を備えることにより、回転電機３をバックアップする新たな動力を追加することなく、Ｈｉ→Ｌｏ変速用のトルク反力を取ることが可能である。また、ワンウェイクラッチ５を備えることで、応答性が要求されるダウン変速（例えば、Ｈｉ段走行中のＷＯＴ加速）における性能向上が見込まれる。
【００６１】
また、本実施形態の動力伝達装置１−１は、Ｈｉ状態からＬｏ状態に切り替える場合、回転電機３の作動が禁止されているときは、エンジントルク低減制御を行ってブレーキを解放し、エンジン回転数の上昇率を抑制する制御を実行してワンウェイクラッチ５を係合させてドグクラッチ４を係合する。これにより、回転電機３の作動が禁止されている場合にワンウェイクラッチ５の負荷を軽減することができる。一方、動力伝達装置１−１は、回転電機３の作動が禁止されていないときは、エンジントルク低減制御を行ってブレーキを解放することを実施せず、またエンジン回転数の上昇率を抑制する制御を実行してワンウェイクラッチ５を係合させてドグクラッチ４を係合することも実施しない。
【００６２】
なお、変速機２は、手動変速機には限定されず、自動変速機であってもよい。また、変速機２は、有段変速機には限定されず、無段変速機であってもよい。例えば、変速機２は、ＭＭＴ（Multi−mode  Manual  Transmission）、ＡＴ、ＤＣＴ（Dual  Clutch  Transmission）、ＣＶＴ（Continuously  Variable  Transmission）等の公知の変速機であってもよい。
【００６３】
本実施形態では、ドグクラッチ４が、キャリア１４とサンギア１１とを一体回転させるドグクラッチと、サンギア１１の回転を規制するブレーキとを兼ねているが、これに限らず、ブレーキとドグクラッチとが独立して設けられていてもよい。
【００６４】
［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。上記実施形態では、追加変速部３０が変速機２よりも駆動輪側に配置されたが、これに代えて、追加変速部が変速機２よりもエンジン１側に配置されてもよい。図４は、実施形態の第１変形例に係る車両の概略構成図である。
【００６５】
図４に示すように、本変形例の追加変速部４０は、変速機２の入力軸２７に配置されている。具体的には、追加変速部４０は、エンジン１の回転軸１ａとクラッチ２１との間に介在している。追加変速部４０は、回転電機３、遊星歯車機構１０、ドグクラッチ４１およびワンウェイクラッチ４２を備えている。また、出力ギア２６の回転は、カウンタドリブンギア８およびドライブピニオンギア９を介してリングギア６ａに伝達される。
【００６６】
遊星歯車機構１０は、上記実施形態の遊星歯車機構１０と同様のシングルピニオン式のものである。上記実施形態と同様に、遊星歯車機構１０のキャリア１４には、エンジン１が接続されている。一方、本変形例の遊星歯車機構１０では、サンギア１１に変速機２の入力軸２７が、リングギア１３に回転電機３が接続されている。遊星歯車機構１０は、エンジン１の回転軸１ａおよび変速機２の入力軸２７と同軸上に配置されている。回転電機３の回転軸３ａには、リダクションギア３ｂが配置されている。リダクションギア３ｂは、遊星歯車機構１０の伝達ギア１６と噛み合っている。リダクションギア３ｂは、伝達ギア１６よりも小径であり、回転電機３のトルクは増幅されて伝達ギア１６に対して伝達される。
【００６７】
ドグクラッチ４１は、ドグ４１ａ、第一クラッチホイール４１ｂ、第二クラッチホイール４１ｃおよび第三クラッチホイール４１ｄを有する。第一クラッチホイール４１ｂは、キャリア１４と接続されている。第二クラッチホイール４１ｃは、リングギア１３および伝達ギア１６と接続されている。第三クラッチホイール４１ｄは、車体に対して回転不能に接続されている。
【００６８】
各クラッチホイール４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは、この順番でサンギア１１の軸方向に隣接して配置されている。第三クラッチホイール４１ｄは、最も回転電機３側に位置している。ドグ４１ａは、Ｌｏ状態、Ｈｉ状態あるいは中立状態に切り替え可能である。Ｌｏ状態は、第一クラッチホイール４１ｂと第二クラッチホイール４１ｃとを連結する状態である。Ｈｉ状態は、第二クラッチホイール４１ｃと第三クラッチホイール４１ｄとを連結する状態である。中立状態は、第二クラッチホイール４１ｃを第一クラッチホイール４１ｂとを連結せず、かつ第二クラッチホイール４１ｃと第三クラッチホイール４１ｄとを連結しない状態である。
【００６９】
追加変速部４０は、上記実施形態の追加変速部３０と同様に、Ｈｉ状態とすることで、変速機２の変速比に対して、更に変速比をＨｉ側にシフトさせることができる。ワンウェイクラッチ４２は、車両１００の前進時のサンギア１１の回転方向を正方向としてリングギア１３がキャリア１４に対して正方向に相対回転することを規制する。これにより、回転電機３の作動が禁止されている場合であっても、ワンウェイクラッチ４２が反力を取ることで、Ｈｉ状態からＬｏ状態への変速が可能となる。なお、回転電機３の作動が禁止されている状態でＨｉ→Ｌｏ変速を行う場合、上記実施形態と同様に、エンジントルク低減制御およびエンジン１の回転数の上昇を抑制する制御がなされることが好ましい。
【００７０】
［実施形態の第２変形例］
実施形態の第２変形例について説明する。追加変速部３０，４０の遊星歯車機構は、４要素プラネタリとされてもよい。図５は、本変形例に係る共線図の一例である。遊星歯車機構１０に対して、更に、第二遊星歯車機構が配置される。図５の符号Ｓ’、Ｃ’、Ｒ’は、第二遊星歯車機構のサンギア、キャリア、リングギアをそれぞれ示す。遊星歯車機構１０のキャリア１４と第二遊星歯車機構のリングギアとが接続されており、遊星歯車機構１０のリングギア１３と第二遊星歯車機構のサンギアとが接続されている。
【００７１】
回転電機３は、遊星歯車機構１０のサンギア１１に代えて、第二遊星歯車機構のキャリアに接続されている。上記実施形態と同様に、ドグクラッチ４は、遊星歯車機構１０のサンギア１１とキャリア１４とを接続するＬｏ状態、サンギア１１の回転を規制するＨｉ状態、あるいは中立状態のいずれかに切り替え可能である。また、ワンウェイクラッチ５は、サンギア１１がキャリア１４に対して正方向に相対回転することを規制する。なお、遊星歯車機構は、ラビニヨ式の４要素プラネタリであってもよい。
【００７２】
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１−１  動力伝達装置
１  エンジン
２  変速機（変速部）
３  回転電機
４  ドグクラッチ
５  ワンウェイクラッチ
１０  遊星歯車機構
１１  サンギア
１２  ピニオンギア
１３  リングギア
１４  キャリア
３０，４０  追加変速部
１００  車両
【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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