JP2001047881A - ハイブリッド車 - Google Patents

ハイブリッド車

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JP2001047881A JP11224165A JP22416599A JP2001047881A JP 2001047881 A JP2001047881 A JP 2001047881A JP 11224165 A JP11224165 A JP 11224165A JP 22416599 A JP22416599 A JP 22416599A JP 2001047881 A JP2001047881 A JP 2001047881A
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planetary gear
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耕治郎 倉持
Shuji Nagano
周二 永野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド車における無段変速機の動力伝
達効率を向上させる。 【解決手段】 エンジン１のトルクが無段変速機２を経
由して車輪３３に伝達されるように構成され、エンジン
１と車輪３３との間のトルク伝達経路に対してモータ・
ジェネレータ１５のトルクを入力することが可能に構成
されているハイブリッド車において、無段変速機２から
出力されたトルクに対して、モータ・ジェネレータ１５
のトルクを遊星歯車機構１７を経由して付加するギヤ２
７，２８，２９および第１中空シャフト１９が設けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、駆動力源のトル
クが変速機を経由して車輪に伝達されるように構成され
ている車両に関し、特に、駆動力源と車輪との間のトル
ク伝達経路に対して、他の駆動力源のトルクを入力する
ことの可能なハイブリッド車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように内燃機関は、空気と燃料と
を混合して燃焼させることにより、機械エネルギーを出
力するものである。このため内燃機関では不可避的に排
ガスを生じる。その排ガスの成分や量は、内燃機関の運
転状態に依存し、一般的な傾向としてスロットル開度を
増大した高負荷運転時には排ガスの清浄度が低下しやす
く、また燃費も低下しやすい。これに対して最近では、
内燃機関を搭載した車両の排ガスに対する清浄度の要求
が高くなってきており、このような要望に応えるべく、
エンジンおよび電動機ならびに変速機を搭載したハイブ
リッド車が開発されている。このようなハイブリッド車
においては、アクセル開度および車速などに基づいて走
行状態が判断され、その判断結果に応じてエンジンおよ
び電動機の駆動・停止あるいは変速機の変速比などが制
御される。
【０００３】このように、エンジンおよび電動機ならび
に変速機を搭載したハイブリッド車の一例が、特開平９
−３７４１１号公報に記載されている。この公報に記載
された車両においては、エンジンのトルクが遊星歯車機
構を経由して無段変速機に入力されるように構成されて
いる。また、無段変速機の出力側と車輪とがトルク伝達
可能に接続されている。無段変速機は、入力回転部材お
よび出力回転部材ならびに円板を有している。入力回転
部材および出力回転部材には、円弧形状面が形成されて
いる。そして、入力用回転部材の円弧形状面と、出力回
転部材の円弧形状面とに対して、円板が接触している。
この無段変速機は、いわゆるトロイダル式の無段変速機
である。また、出力回転部材と車輪とがトルク伝達可能
に接続されている。
【０００４】前記遊星歯車機構は、サンギヤおよびリン
グギヤと、サンギヤおよびリングギヤに噛み合うピニオ
ンギヤを保持するキャリヤとを有する。そして、エンジ
ンとリングギヤとがトルク伝達可能に接続され、キャリ
ヤと入力回転部材とがトルク伝達可能に接続されてい
る。また、サンギヤと電動機とがトルク伝達可能に接続
されている。そして、遊星歯車機構の回転要素のうち、
エンジンのトルクが入力されるリングギヤが入力要素と
なる。このリングギヤが回転する際には、電動機のトル
クが入力されるサンギヤが反力要素となり、そのトルク
がキャリヤから出力される。キャリヤから出力されたト
ルクは、無段変速機に入力される。無段変速機において
は、円板と入力回転部材との接触点と半径と、円板と出
力回転部材との接触点との半径との比に基づく変速比が
設定される。したがって、無段変速機に入力されたトル
クは、この変速比に応じて減速ないしは増速されて車輪
に伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載されたハイブリッド車においては、遊星歯車機
構により減速あるいは合成された大きなトルクが無段変
速機に入力されるように構成されている。このため、無
段変速機の入力側と出力側との間でトルク伝達をおこな
うトルク伝達部材同士、具体的には、入力回転部材およ
び出力回転部材と円板との間で滑りが発生する可能性が
あり、動力の伝達効率が低下する可能性があった。ま
た、この滑りを防止するには、より大きな力で入出力部
材と円板とを接触させる必要がある。そして、この接触
圧力の上昇により、動力の伝達効率が低下する可能性が
あった。
【０００６】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたものであり、変速機の動力伝達効率を向上させるこ
とが可能であり、かつ、コンパクト化を図ることのでき
るハイブリッド車を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、第１駆動力源
のトルクが変速機を経由して車輪に伝達されるように構
成されているとともに、前記駆動力源と前記車輪との間
のトルク伝達経路に対して第２駆動力源のトルクを入力
することが可能に構成されているハイブリッド車におい
て、前記変速機から出力されたトルクに対して、前記第
２駆動力源のトルクを遊星歯車機構を経由して付加する
トルク付加経路が設けられていることを特徴とするもの
である。
【０００８】ここで、トルクの付加形態としては、第２
駆動力源のトルクを利用して変速機の出力トルクを間接
的に増幅する形態と、第２駆動力源のトルクと変速機の
出力トルクとを加算して、車輪に伝達するトルクを直接
的に増加する形態とが例示される。
【０００９】請求項１の発明によれば、変速機から出力
されるトルクが、第２駆動力源および遊星歯車機構の機
能により増幅または増加される。したがって、第１駆動
力源から変速機に入力されるトルクを可及的に小さくす
ることができる。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記遊星歯車機構が、同一軸線上に配置された複数
のプラネタリギヤユニットを有していることを特徴とす
るものである。請求項２の発明においては、変速機から
出力されるトルクが、第２駆動力源および複数の遊星歯
車機構の機能により増幅または増加され、請求項１の発
明と同様の作用が生じる。
【００１１】請求項３の発明は請求項１の構成に加え
て、前記遊星歯車機構が、第１プラネタリギヤユニット
および第２プラネタリギヤユニットを有し、第１プラネ
タリギヤユニットが、第１サンギヤおよびリングギヤ
と、前記第１サンギヤに噛合した第１ピニオンギヤと、
この第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに噛合され
た第２ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤおよび第
２ピニオンギヤを保持したキャリヤとを有し、前記第２
プラネタリギヤユニットが第２サンギヤを有し、この第
２サンギヤが前記第２ピニオンギヤに噛合されていると
ともに、前記変速機の出力側と前記第１サンギヤとがト
ルク伝達可能に接続され、前記第２サンギヤと前記第２
駆動力源の出力側とがトルク伝達可能に接続され、前記
キャリヤと前記車輪側とがトルク伝達可能に接続されて
いることを特徴とするものである。
【００１２】請求項３の発明によれば、変速機から出力
されるトルクが第１サンギヤを経由してキャリヤに伝達
される。そして、第２サンギヤに第２駆動力源のトルク
が伝達されると、第２サンギヤが反力要素として機能す
るため、第１サンギヤの回転速度がキャリヤに対して減
速伝達される。したがって、請求項１の発明と同様の作
用が生じる。
【００１３】請求項４の発明は請求項１の構成に加え
て、前記遊星歯車機構が、相互に同心状に配置された第
１プラネタリギヤユニットおよび第２プラネタリギヤユ
ニットを有し、前記第１プラネタリギヤユニットが、第
１サンギヤおよび第１リングギヤと、この第１サンギヤ
および第１リングギヤに噛合する第１ピニオンギヤを保
持する第１キャリヤとを備え、前記第２プラネタリギヤ
ユニットが、第２サンギヤおよび第２リングギヤと、こ
の第２サンギヤおよび第２リングギヤに噛合する第２ピ
ニオンギヤを保持する第２キャリヤとを備えているとと
もに、前記変速機の出力側と前記第１サンギヤおよび第
２サンギヤとがトルク伝達可能に接続され、前記第２駆
動力源の出力側と第２リングギヤとがトルク伝達可能に
接続され、前記第１リングギヤおよび前記第２キャリヤ
と前記車輪側とがトルク伝達可能に接続されていること
を特徴とするものである。
【００１４】請求項４の発明によれば、変速機から出力
されるトルクが第２サンギヤに伝達される。そして、第
２駆動力源のトルクが第２リングギヤに伝達されると、
第２リングギヤが反力要素として機能し、第２サンギヤ
のトルクが第２キャリヤに対して減速伝達される。した
がって、請求項１の発明と同様の作用が生じる。
【００１５】請求項５の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記遊星歯車機構が、相互に同心状に配置されたサ
ンギヤおよびリングギヤと、このサンギヤおよびリング
ギヤに噛合するピニオンギヤを保持するキャリヤとを有
し、前記第２駆動力源の出力側と前記サンギヤとがトル
ク伝達可能に接続され、前記変速機の出力側と前記キャ
リヤとがトルク伝達可能に接続されていることを特徴と
するものである。
【００１６】請求項５の発明によれば、第２駆動力源の
トルクが増幅されて変速機の出力側に伝達されるため、
変速機の出力トルクと第２駆動力源のトルクとが加算さ
れて車輪に伝達される。したがって、請求項１の発明と
同様の作用が生じる。
【００１７】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図面を参照し
ながら具体的に説明する。図１は、請求項１ないし請求
項３の発明に対応するハイブリッド車の実施形態を示す
スケルトン図である。車両にはエンジン１が搭載されて
おり、このエンジン１としては内燃機関、具体的にはガ
ソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧ
エンジンが用いられる。ここでは、便宜上、エンジン１
としてガソリンエンジンが搭載されている場合について
説明するものであり、このエンジン１は、吸排気装置、
潤滑装置、冷却装置、燃料噴射装置、点火装置、始動装
置などを備えた公知のものを用いることができる。
【００１８】そして、エンジン１の出力側には無段変速
機（ＣＶＴ）２が設けられている。この無段変速機２は
中空のケーシングＫ１の内部に設けられている。無段変
速機２は、相互に平行に配置されたインプットシャフト
３およびインターミディエイトシャフト４を有してい
る。また、前記エンジン１はクランクシャフト５を有
し、クランクシャフト５とインプットシャフト３とが同
一軸線上に配置されている。そして、クランクシャフト
５とインプットシャフト３との間のトルク伝達経路に
は、発進クラッチＣ１が設けられている。この発進クラ
ッチＣ１は、複数のクラッチプレート（図示せず）およ
び複数のクラッチディスク（図示せず）と、リターンス
プリング（図示せず）および油圧サーボ機構（図示せ
ず）とを有する油圧式の湿式多板クラッチである。
【００１９】前記無段変速機２は、駆動側プーリ６およ
び従動側プーリ７を有している。駆動側プーリ６はイン
プットシャフト３側に設けられており、従動側プーリ７
はインターミディエイトシャフト４側に設けられてい
る。駆動側プーリ６は、固定シーブ８および可動シーブ
９を有している、固定シーブ８はインプットシャフト３
に固定されており、可動シーブ９はインプットシャフト
３の軸線方向に移動できるように構成されている。ま
た、この可動シーブ９をインプットシャフト３の軸線方
向に動作させる油圧アクチュエータ１０が設けられてい
る。この油圧アクチュエータ１０は、インプットシャフ
ト３の軸線方向に動作するピストン（図示せず）および
リターンスプリング（図示せず）などを備えた公知のも
のである。
【００２０】一方、従動側プーリ７は、固定シーブ１１
および可動シーブ１２を有している。固定シーブ１１は
インターミディエイトシャフト４に固定されており、可
動シーブ１２はインターミディエイトシャフト４の軸線
方向に移動できるように構成されている。また、この可
動シーブ１２をインターミディエイトシャフト４の軸線
方向に動作させる油圧アクチュエータ１３が設けられて
いる。この油圧アクチュエータ１３は、インターミディ
エイトシャフト４の軸線方向に動作するピストン（図示
せず）およびリターンスプリング（図示せず）などを備
えた公知のものである。さらに、駆動側プーリ６および
従動側プーリ７に対してベルト１４が巻き掛けられてい
る。つまり、駆動側プーリ６と従動側プーリ７との間で
は、ベルト１４を介して、摩擦力によりトルクの伝達が
おこなわれる。
【００２１】また、ケーシングＫ１の内部には、モータ
・ジェネレータ１５およびトルク付加経路１６が設けら
れている。モータ・ジェネレータ１５は、機械エネルギ
と電気エネルギとを相互に変換する機能を備えている。
具体的には、供給される電力の電流値に応じたトルクを
出力する電動機としての機能（力行機能）と、外部から
入力される動力により電気エネルギを発生する発電機と
しての機能（回生機能）とを兼備している。
【００２２】前記トルク付加経路１６は、モータ・ジェ
ネレータ１５のトルクを無段変速機２の出力側に伝達す
るためのものであり、トルク付加経路１６は遊星歯車機
構１７を有している。この遊星歯車機構１７は、２つの
プラネタリギヤユニットを組み合わせて構成された、い
わゆるラビニヨ型遊星歯車機構である。この遊星歯車機
構１７は、第１サンギヤ１８および第１中空シャフト１
９を有している。この第１サンギヤ１８はインターミデ
ィエイトシャフト４に設けられている。第１中空シャフ
ト１９は、インターミディエイトシャフト４の外周に対
して、このインターミディエイトシャフト４と相対回転
可能な状態で取り付けられている。この第１中空シャフ
ト１９には第２サンギヤ２０が設けられている。また、
インターミディエイトシャフト４と第１中空シャフト１
９との間のトルク伝達状態を制御するクラッチＣ２が設
けられている。さらに、ケーシングＫ１側には、第１中
空シャフト１９の回転・停止を制御する第１のブレーキ
Ｂ１が設けられている。
【００２３】一方、第１サンギヤ１８の外側にはリング
ギヤ２１が配置されており、このリングギヤ２１および
第２サンギヤ２０に噛み合う第２ピニオンギヤ２２が設
けられている。また、この第２ピニオンギヤ２２および
第１サンギヤ１８に噛み合う第１ピニオンギヤ２３が設
けられている。さらに、インターミディエイトシャフト
４の外周には、このインターミディエイトシャフト４と
相対回転可能に構成された第２中空シャフト２４が設け
られている。また、第２ピニオンギヤ２２および第１ピ
ニオンギヤ２３を保持するキャリヤ２５が設けられてお
り、キャリヤ２５と第２中空シャフト２４とがトルク伝
達可能に連結されている。さらに、ケーシングＫ１側に
は、リングギヤ２１の回転・固定を制御するリバースブ
レーキＢＲが設けられている。さらにまた、第２中空シ
ャフト２４にはギヤ２６が形成されている。
【００２４】ところで、前記第１中空シャフト１９の外
周にはギヤ２７が設けられており、モータ・ジェネレー
タ１５の出力軸１５Ａにはギヤ２８が設けられている。
また、インターミディエイトシャフト４と相互に平行な
シャフト２９Ａが設けられており、シャフト２９Ａには
ギヤ２９が形成されている。そして、ギヤ２７およびギ
ヤ２８とギヤ２９とが噛み合わされている。
【００２５】一方、インターミディエイトシャフト４と
相互に平行なアウトプットシャフト３０が設けられてい
る。このアウトプットシャフト３０も、ケーシングＫ１
の内部に設けられている。アウトプットシャフト３０に
はギヤ３１およびギヤ３２が設けられている。そして、
ギヤ３１とギヤ２６とが噛合され、ギヤ３２と車輪３３
とが、差動装置（図示せず）により、トルク伝達可能に
接続されている。
【００２６】つぎに図１に示すシステムを有する車両の
制御系統を、図２のブロック図に基づいて説明する。ま
ず、電子制御装置（ＥＣＵ）３４が設けられている。こ
の電子制御装置３４は、エンジン１および無段変速機２
ならびに摩擦係合装置（前述した各種のブレーキやクラ
ッチなど）を制御するためのものである。
【００２７】この電子制御装置３４は、演算処理装置
（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよび
ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とする
マイクロコンピュータにより構成されている。この電子
制御装置３４に対して、エンジン回転数センサ３５の信
号、アクセル開度センサ３６の信号、スロットル開度セ
ンサ３７の信号、ブレーキスイッチ３８の信号、シフト
レバー（図示せず）の操作状態を検出するシフトポジシ
ョンセンサ３９の信号、駆動側プーリ６の回転数を検出
する入力回転数センサ４０の信号、従動側プーリ７の回
転数を検出する出力回転数センサ４１の信号、アウトプ
ットシャフト３０の回転数を検出するアウトプットシャ
フト回転数センサ４２の信号などが入力されている。こ
のアウトプットシャフト回転数センサ４２の信号に基づ
いて、車速が演算される。
【００２８】さらに電子制御装置３４に対しては、燃料
噴射装置４３および点火時期制御装置４４ならびに油圧
制御装置４５が信号通信可能に接続されている。この油
圧制御装置４５は、各種のソレノイドバルブ４６および
ソレノイドバルブ４７を有している。各種のソレノイド
バルブ４６は、シフトレバーの操作状態、またはその他
の条件に基づいて、発進クラッチＣ１、クラッチＣ２、
ブレーキＢ１、リバースブレーキＢＲに作用する油圧を
制御するためのものである。また、ソレノイドバルブ４
７は、油圧アクチュエータ１０，１３に作用する油圧を
制御するためのものである。
【００２９】また、電子制御装置３４には前記モータ・
ジェネレータ用電子制御装置（コントローラ）４８が信
号通信可能に接続されている。一方、前記モータ・ジェ
ネレータ１５には、インバータ４９を介してバッテリ５
０が電気的に接続されている。さらに、モータ・ジェネ
レータ用電子制御装置４８と、モータ・ジェネレータ１
５およびインバータ４９ならびにバッテリ５０とが信号
通信可能に接続されている。そして、モータ・ジェネレ
ータ用電子制御装置４８は、バッテリ５０からモータ・
ジェネレータ１５に供給される電力の電流値を検出、か
つ、制御する機能と、モータ・ジェネレータ１５により
発電される電気エネルギの電流値を検出する機能とを備
えている。また、モータ・ジェネレータ用電子制御装置
４８は、モータ・ジェネレータ１５の回転数を制御する
機能と、バッテリ５０の充電状態（ＳＯＣ：state of c
harge）を検出および制御する機能とを備えている。
【００３０】ここで、上記実施形態の構成と、この発明
の構成との対応関係を説明する。すなわち、エンジン１
がこの発明の第１駆動力源に相当し、クランクシャフト
５とインプットシャフト３とインターミディエイト４と
アウトプットシャフト３０とにより、この発明のトルク
伝達経路が構成されている。また、モータ・ジェネレー
タ１５がこの発明の第２駆動力源に相当し、ギヤ２７，
２８，２９および第１中空シャフト１９により、この発
明のトルク付加経路が構成されている。また、第１サン
ギヤ１８、第１ピニオンギヤ２２、第２ピニオンギヤ２
３、リングギヤ２１、キャリヤ２５により、この発明の
第１プラネタリギヤユニットが構成されている。さら
に、第２サンギヤ２０、第１ピニオンギヤ２２、リング
ギヤ２１、キャリヤ２５により、この発明の第２プラネ
タリギヤユニットが構成されている。
【００３１】つぎに、上記構成を有するハイブリッド車
の動作および制御について説明する。まず、シフトレバ
ーの操作により、エンジン１またはモータ・ジェネレー
タ１５の少なくとも一方のトルク（言い換えれば動力）
を車輪３３に伝達させるための状態を設定する走行ポジ
ションと、エンジン１およびモータ・ジェネレータ１５
のトルクがいずれも車輪３３に伝達されない状態を設定
する非走行ポジションとを選択することができる。走行
ポジションとしては、例えば、ドライブポジション、リ
バースポジションなどがあり、非走行ポジションとして
は、例えばニュートラルポジション、パーキングポジシ
ョンなどがある。このドライブポジションは車両を前進
させるためのポジションであり、リバースポジションは
車両を後退させるためのポジションである。
【００３２】そして、走行ポジションが選択された場合
は、車両の状態、例えば、車速およびアクセル開度もし
くはスロットル開度あるいはシフトポジションに基づい
て、、各種の走行パターンが選択され、その走行パター
ンに対応する制御がおこなわれる。この走行パターンに
は、図３に示すように、クリープ走行、通常発進、通常
走行、回生ブレーキ、後退の各パターンがある。そし
て、シフトレバーによりドライブポジションが選択され
ている場合は、クリープ走行、通常発進、通常走行、回
生ブレーキの各パターンのいずれかを選択することがで
きる。また、リバースポジションが選択されている場合
は、後退パターンが選択される。
【００３３】以下、各走行パターンに対応する制御を、
図３および図４を参照しながら説明する。この図３に
は、各走行パターンと、クラッチやブレーキなどの摩擦
係合装置の状態との対応関係が示されている。また、図
３には、各走行パターンにおける駆動手段（車両の駆動
力源）が併記されている。図３において、「○」印は摩
擦係合装置が係合されることを意味し、空欄は摩擦係合
装置が解放されることを意味し、「（△）」印は、車両
が急発進する場合（例えば、アクセル開度大の時）に摩
擦係合装置が係合されることを意味している。これに対
して、図４は、各走行パターンにおいて、第１サンギヤ
１８と第２サンギヤ２０とキャリヤ２５とリングギヤ２
１との状態を示す共線図である。なお、図４において、
「矢印」は回転方向を意味している。
【００３４】まず、クリープ走行パターンは、イグニッ
ションキー（図示せず）の操作以外の所定条件に基づい
て、エンジン１の運転・停止を制御することのできる、
いわゆるエコランシステムの起動中に選択される。具体
的には、エンジン停止条件が成立してエンジン１が自動
停止している際に、このエンジン１を運転状態に復帰さ
せる復帰条件が成立した場合に、クリープ走行パターン
が選択される。より具体的には、エンジン１の停止中に
復帰条件が成立してからエンジン１が始動されるまでの
間、車輪３３の駆動力を確保する目的で、クリープ走行
パターンが選択される。ここで、エンジン停止条件は、
例えば、アクセル開度が全閉であり、かつ、車速が零で
あり、かつ、ブレーキスイッチ３８がオンされた場合に
成立する。また、復帰条件は、エンジン停止条件のうち
の少なくとも１つが欠落した場合に成立する。
【００３５】このクリープ走行制御では、クラッチＣ２
が係合され、他のクラッチおよびブレーキが解放され
る。つまり、第２サンギヤ２０と第１サンギヤ１８とが
直結状態になる。このため、モータ・ジェネレータ１５
から出力されたトルクが、ギヤ２８，２９，２７を経由
して第１サンギヤ１８および第２サンギヤ２０に伝達さ
れるとともに、図４に示すように、第１サンギヤ１８お
よび第２サンギヤ２０とキャリヤ２５とが一体回転す
る。このキャリヤ２５のトルクが第２中空シャフト２４
およびギヤ２６を経由してアウトプットシャフト３０に
伝達される。そして、アウトプットシャフト３０のトル
クが車輪３３に伝達され、駆動力が発生する。このよう
に、クリープ走行パターンが選択された場合は、モータ
・ジェネレータ１５を駆動手段として車両が走行する。
【００３６】つぎに、通常発進パターンについて説明す
る。この実施形態では、車両が停止し、かつ、エンジン
１の運転中において、発進要求が生じた場合に、通常発
進パターンが選択される。発進要求の有無は、アクセル
開度センサ３６の信号およびブレーキスイッチ３８の信
号などに基づいて判断される。この通常発進パターンが
選択されると、発進クラッチＣ１が係合され、その他の
クラッチおよびブレーキが解放される。すると、エンジ
ン１のクランクシャフト５から出力されたトルクが、無
段変速機２のインプットシャフト３に伝達される。イン
プットシャフト３のトルクは、駆動側プーリ６およびベ
ルト１４ならびに従動側プーリ７を経由してインターミ
ディエイトシャフト４に伝達される。
【００３７】上記のようにしてインターミディエイトシ
ャフト４に伝達されたトルクは、第１サンギヤ１８およ
び第１ピニオンギヤ２３を経由してキャリヤ２５に伝達
される。一方、モータ・ジェネレータ１５のトルクが、
ギヤ２８，２９，２７を経由して第２サンギヤ２０に伝
達されている。このため、第２サンギヤ２０が反力要素
となり、第１サンギヤ１８の回転速度が減速されてキャ
リヤ２５から出力される。キャリヤ２５のトルクは、第
２中空シャフト２４およびギヤ２６を経由してアウトプ
ットシャフト３０に伝達される。
【００３８】図５は、車速と車両の駆動力との関係を示
す駆動力線図である。この線図においては、車両の走行
抵抗と、エンジントルクに変速比を乗算した値に相当す
る駆動力（基本駆動力）と、この基本駆動力をモータ・
ジェネレータ１５によりアシストした領域（斜線で示す
領域）とが示されている。この図５の駆動力線図に示す
ように、基本駆動力は、車速の上昇にともなって増加す
るとともに、所定車速を越えた時点から減少する特性を
備えている。
【００３９】そこで、通常発進パターンを選択すること
により、所定車速未満における車両の駆動力を、アシス
ト領域の範囲で増加することができる。このように増加
した状態の駆動力は、エンジンと無段変速機との間のト
ルク伝達経路に、いわゆるトルクコンバータが設けられ
ているハイブリッド車とほぼ同様な状態になる。言い換
えれば、モータ・ジェネレータ１５および遊星歯車機構
１７により、トルクコンバータによるトルク増幅機能と
同等のトルク増幅機能が得られる。
【００４０】つまり、通常発進パターンが選択された場
合は、エンジン１の回転速度がモータ・ジェネレータ１
５のトルクにより減速され、その増幅されたトルクが車
輪３３に伝達されて駆動力が発生する。言い換えれば、
通常発進パターンが選択された場合は、エンジン１およ
びモータ・ジェネレータ１５が、車両の駆動手段にな
る。
【００４１】また、発生した発進要求が、急発進要求で
ある場合は、発進クラッチＣ１のほかにブレーキＢ１が
係合される。この急発進要求の有無は、単位時間あたり
のアクセル開度の変化率（言い換えれば、変化割合）
が、所定値以上であるか否かなどに基づいて判断され
る。このようにブレーキＢ１が係合された場合は、図４
に示すように、第２サンギヤ２０が固定される。このた
め、インターミディエイトシャフト４に伝達されるトル
クが急激に増大した場合でも、反力要素である第２サン
ギヤ２０の回転を確実に防止することができ、車輪３３
の駆動力を確保することができる。また、ブレーキＢ１
は、その解放・係合の他にスリップ状態に制御すること
ができる。このブレーキＢ１のスリップ状態で反力を受
けることにより、モータ・ジェネレータ１５と協働して
無段変速機２を変速させることができる。
【００４２】さらに、車両が発進し、かつ、所定車速以
上になった場合は、通常走行パターンが選択される。こ
の通常走行パターンが選択されると、発進クラッチＣ１
およびクラッチＣ２が係合され、他のクラッチおよびブ
レーキが解放される。このため、エンジントルクが前述
と同様にしてインターミディエイトシャフト４に伝達さ
れると、第１サンギヤ１８および第２サンギヤ２０なら
びにキャリヤ２５が、図４に示すように一体回転する。
そして、このキャリヤ２５のトルクが、前述と同様にし
て車輪３３に伝達される。したがって、この通常走行パ
ターン選択された場合は、無段変速機２の変速比を制御
することにより、図４の領域Ａ１の範囲で、アウトプッ
トシャフト３０の回転数を制御することができる。
【００４３】ここで、無段変速機２の変速比の制御につ
いて説明する。無段変速機２は、油圧アクチュエータ１
０に作用する油圧を制御することにより、固定シーブ８
と可動シーブ９との間の距離、すなわち溝幅が調整され
る。その結果、駆動側プーリ６におけるベルト１４の巻
き掛け半径が変化し、無段変速機２の変速比（つまり、
インプットシャフト３の回転数をインターミディエイト
シャフト４の回転数で除した値）が、無段階（連続的）
に制御される。また、これにともない油圧アクチュエー
タ１３に作用する油圧を制御することにより、固定シー
ブ１１と可動シーブ１２との間の溝幅が調整され、ベル
ト１４の張力（言い換えれば、無段変速機２のトルク容
量）が制御される。
【００４４】一方、前記電子制御装置３４には、各種の
センサから信号が入力されており、電子制御装置３４は
入力信号およびその他のデータに基づいて、エンジン１
および無段変速機２ならびに各種の摩擦係合装置を制御
する。このため、電子制御装置３４には、各種のデータ
が予め記憶されている。例えば、無段変速機用変速マッ
プおよびエンジン用最適燃費線などが記憶されている。
無段変速機用変速マップは、無段変速機２の変速比を制
御するためのもので、車両状態、例えばアクセル開度
（またはスロットル開度）および車速などに対応する無
段変速機２の変速比が設定されている。
【００４５】また、エンジン最適燃費曲線は、エンジン
トルクおよびエンジン回転数などの条件をパラメータと
して、燃費の良否を判断するためのものである。そし
て、車速およびアクセル開度などに基づいて加速要求を
判断し、その判断結果に基づいて目標エンジン出力を求
める。この演算結果および最適燃費曲線に基づいて、目
標エンジン回転数を求め、実際のエンジン回転数を目標
エンジン回転数に近づけるように、無段変速機２の変速
比が制御される。このような無段変速機２の変速制御お
よびエンジン回転数の制御は、通常発進パターンまたは
通常走行パターンに適用される。
【００４６】前記後退パターンが選択された場合は、発
進クラッチＣ１およびリバースブレーキＢＲが係合さ
れ、その他のブレーキおよびクラッチが解放される。つ
まり、リングギヤ２１が固定された状態になる。このた
め、インターミディエイトシャフト４のトルクが第１ピ
ニオンギヤ２３に伝達されると、リングギヤ２１が反力
要素になるとともに、キャリヤ２５が、ほかの走行パタ
ーンの場合とは逆方向に回転する。なお、モータ・ジェ
ネレータ１５からトルクは伝達されていない。このよう
に、後退パターンが選択された場合は、エンジン１が車
両の駆動手段になる。
【００４７】つぎに回生ブレーキパターンの制御を説明
する。この回生ブレーキパターンは、車両の減速時、具
体的には車両が惰力走行する場合に選択される。この回
生ブレーキパターンが選択された場合は、クラッチＣ２
が係合され、そのほかのクラッチおよびブレーキが解放
される。そして、惰力走行にともなって車輪３３の動力
（言い換えれば運動エネルギ）がギヤ３２およびアウト
プットシャフト３０ならびにギヤ３１を経由してギヤ２
６に伝達される。また、ギヤ２６の動力がキャリヤ２５
を経由して第１サンギヤ１８および第２サンギヤ２０に
伝達される。
【００４８】ここで、クラッチＣ２の係合により、第１
サンギヤ１８および第２サンギヤ２０が直結状態になっ
ているため、第１サンギヤ１８および第２サンギヤ２０
の動力が、共にギヤ２７，２９，２８を経由してモータ
・ジェネレータ１５に伝達される。そして、モータ・ジ
ェネレータ１５が発電機として機能し、発生した電気エ
ネルギがインバータ４９を経由してバッテリ５０に充電
される。
【００４９】以上のように、図１ないし図５の実施形態
によれば、無段変速機２から出力されるトルクを、モー
タ・ジェネレータ１５および遊星歯車機構１７により増
幅してから車輪３３に伝達することができる。言い換え
れば、無段変速機２の変速比の制御幅が見かけ上拡大さ
れていることになる。このため、加速要求に応じて車輪
３３に伝達するべきトルクに対して、エンジン１から無
段変速機２に入力されるトルクを可及的に小さくするこ
とができる。したがって、無段変速機２の駆動側プーリ
６および従動側プーリ７とベルト１４との接触部分の滑
りが抑制され、無段変速機２における動力の伝達効率が
向上し、かつ、無段変速機２の耐久性が向上する。さら
に別の見方をすれば、無段変速機２により伝達するべき
トルクが小さくなることにより、駆動側プーリ６および
従動側プーリ７ならびにベルト１４のコンパクト化を図
ることができる。
【００５０】また、車両の発進時における駆動力を、モ
ータ・ジェネレータ１５および遊星歯車機構１７の機能
により増加（言い換えれば、アシスト）することがで
き、車両の発進性能が向上する。このモータ・ジェネレ
ータ１５によるアシスト領域は、加速要求、例えばアク
セル開度および車速などに基づいて決定される。さら
に、回生ブレーキパターンが選択された場合は、車輪３
３の動力によりモータ・ジェネレータ１５を発電機とし
て機能させ、発生した電気エネルギを回収することがで
きる。さらにまた、車輪３３に対して、モータ・ジェネ
レータ１５と無段変速機２とが並列的に配置されてお
り、かつ、回生ブレーキ制御時には、発進クラッチＣ１
が解放される。
【００５１】このため、車輪３３の動力がエンジン１に
伝達さなくなり、車輪３３の動力がエンジン１の引きず
りに浪費されることがない。したがって、モータ・ジェ
ネレータ１５による発電効率、すなわち電気エネルギ回
収効率を向上させることができる。また、クラッチＣ２
が係合された場合は、第１サンギヤ１８と第２サンギヤ
２０とが一体回転するため、減速時のアウトプットシャ
フト３０の回転数に応じた回転数で、モータ・ジェネレ
ータ１５を発電機として機能させることができる。
【００５２】また、モータ・ジェネレータ１５が、遊星
歯車機構１７の第２サンギヤ２０に対してトルクを伝達
することができるように、遊星歯車機構１７とは別にギ
ヤ２７，２８，２９が設けられている。このため、無段
変速機２および遊星歯車機構１７を有する既存のシステ
ムに対して、モータ・ジェネレータ１５およびギヤ２
７，２８，２９を新規に追加するだけで、図１のシステ
ムを構成することができる。つまり、既存のシステム
と、その構成部品を共通化することができ、既存のシス
テムの一部を変更するだけで済む。さらには、モータ・
ジェネレータ１５が無段変速機２および遊星歯車機構１
７の外部に別対で取り付けられるように構成されてい
る。したがって、量産性のよいモータ・ジェネレータを
用いることができる。このような理由により、ハイブリ
ッド車の製造コストを抑制することができる。
【００５３】また、通常発進パターンまたは通常走行パ
ターンのように、ブレーキＢ１またはクラッチＣ２のい
ずれかを係合させることにより、遊星歯車機構１７の変
速比を２段階に制御することができる。
【００５４】図６は、請求項１および４の発明に対応す
るハイブリッド車の実施形態を示すスケルトン図であ
る。図６の構成のうち、図１の構成と同様の構成につい
ては、図１と同じ符号を付してその説明を省略する。無
段変速機２の出力側には中空シャフト５１が設けられて
おり、中空シャフト５１の内部には、中空シャフト５１
と相互に相対回転可能なシャフト５２が設けられてい
る。また、シャフト５２と相互に平行なシャフト５３が
設けられている。
【００５５】前記従動側プーリ７の固定シーブ１１は、
中空シャフト５１に固定されており、可動シーブ１２は
中空シャフト５１の軸線方向に移動可能に設けられてい
る。また、可動シーブ１２を中空シャフト５１の軸線方
向に動作させる油圧アクチュエータ１３が設けられてい
る。
【００５６】一方、前記中空シャフト５１とシャフト５
３との間のトルク伝達状態を制御する遊星歯車機構５４
が設けられている。無段変速機２および遊星歯車機構５
４は、ケーシングＫ２の内部に設けられている。この遊
星歯車機構５４は、同一軸線上に配置された第１プラネ
タリギヤユニット５５および第２プラネタリギヤユニッ
ト５６を有している。第１プラネタリギヤユニット５５
は、第２プラネタリギヤユニット５６よりも無段変速機
２に近い位置に配置されている。第１プラネタリギヤユ
ニット５５は、第１サンギヤ５７と、第１サンギヤ５７
の外側に設けられた第１リングギヤ５８と、第１サンギ
ヤ５７および第２リングギヤ５８に噛合された第１ピニ
オンギヤ５９を保持する第１キャリヤ６０とを有してい
る。
【００５７】また、第２プラネタリギヤユニット５６
は、第２サンギヤ６１と、第２サンギヤ６１の外側に設
けられた第２リングギヤ６２と、第２サンギヤ６１およ
び第２リングギヤ６２に噛合された第２ピニオンギヤ６
３を保持する第２キャリヤ６４とを有している。さら
に、第１リングギヤ５８および第２リングギヤ６２の外
側にはコネクティングドラム６５が設けられており、こ
のコネクティングドラム６５と第１リングギヤ５８およ
び第２キャリヤ６４とが一体的に連結されている。ま
た、シャフト５２の一端がコネクティングドラム６５の
内部に配置されている。このシャフト５２におけるコネ
クティングドラム６５の内部側の端部と第２リングギヤ
６２とが一体的に連結されている。また、第１キャリヤ
６０と中空シャフト５１との間のトルク伝達状態を制御
するクラッチＣ２が設けられている。さらに、ケーシン
グＫ２側には、第１キャリヤ６０の回転・固定を制御す
るリバースブレーキＢＲが設けられている。
【００５８】コネクティングドラム６５の外端部には、
シャフト５２と同一軸線上に設けられたシャフト６６が
取り付けられている。このシャフト６６にはギヤ６７が
形成されている。前記シャフト５３にはギヤ６８および
ギヤ６９が形成されており、ギヤ６８とギヤ６７とが噛
合されている。そして、ギヤ６９が、差動装置（図示せ
ず）を介して車輪３３側にトルク伝達可能に接続されて
いる。
【００５９】一方、ケーシングＫ２の他端、つまり駆動
側プーリ６の配置位置とは反対側の位置には、モータ・
ジェネレータ１５が設けられており、モータ・ジェネレ
ータ１５の出力軸７０とシャフト５３とが相互に平行に
配置されている。出力軸７０にはギヤ７１が形成されて
いる。またケーシングＫ２側には、出力軸７０の回転・
停止を制御するブレーキＢ１が設けられている。前記シ
ャフト５２にはギヤ７２が形成されており、シャフト５
２および出力軸７０と相互に平行なシャフト７３が設け
られている。シャフト７３にはギヤ７４が形成され、ギ
ヤ７４とギヤ７２およびギヤ７１とが噛合されている。
この図６のシステムの制御系統としては、図２の制御系
統を用いることができる。
【００６０】ここで、図６の実施形態とこの発明との対
応関係を説明する。すなわち、インプットシャフト３、
中空シャフト５１、シャフト６６、アウトプットシャフ
ト５３、ギヤ６７，６８，６９により、この発明のトル
ク伝達経路が構成されている。また、出力軸７０および
ギヤ７１，７４，７２ならびにシャフト５２，７３など
の構成により、この発明のトルク付加経路が形成されて
いる。
【００６１】図６のシステムで選択される走行パターン
は、図３の各走行パターンと同じである。そこで、図６
のシステムの制御内容を、図７を参照しながら説明す
る。図７は、各走行パターンにおいて、第１サンギヤ５
７と第２サンギヤ６１と第１キャリヤ６０と第１リング
ギヤ５８および第２キャリヤ６４と第２リングギヤ６２
との状態を示す共線図である。なお、図７において、
「矢印」は回転方向を意味している。
【００６２】まず、クリープ走行パターンが選択された
場合は、クラッチＣ２が係合され、他のブレーキおよび
クラッチが解放されるとともに、モータ・ジェネレータ
１５のトルクが、ギヤ７１，７４，７２を経由してシャ
フト５２に伝達される。すると、図７に示すように、第
２サンギヤ６１および第２キャリヤ６４ならびに第２リ
ングギヤ６２が一体回転し、そのトルクがコネクティン
グドラム６５を経由してシャフト６６に伝達される。シ
ャフト６６のトルクは、ギヤ６７，６８を経由してアウ
トプットシャフト５３に伝達され、アウトプットシャフ
ト５３のトルクが車輪３３に伝達されて駆動力を発生す
る。なお、このクリープ走行パターンにおいては、未だ
エンジン１のトルクはインプットシャフト３には伝達さ
れていない。したがって、図６の実施形態においても、
クリープ走行パターンが選択された場合は、モータ・ジ
ェネレータ１５が車両の駆動手段になる。
【００６３】つぎに、通常発進パターンが選択された場
合は、発進クラッチＣ１が係合され、その他のクラッチ
およびブレーキが解放される。すると、エンジン１のク
ランクシャフト５から出力されたトルクが、無段変速機
２を経由して中空シャフト５１および第２サンギヤ６１
に伝達される。また、モータ・ジェネレータ１５のトル
クが、シャフト５２を経由して第２サンギヤ６３に伝達
される。すると、図７に示すように、第２リングギヤ６
２が固定されて反力要素となる。このため、車両が発進
する瞬間に第２リングギヤ６２が固定されて反力要素と
なり、第２サンギヤ６１の回転速度が減速されて第２キ
ャリヤ６４から出力される。
【００６４】このように、モータ・ジェネレータ１５の
トルクにより、アウトプットシャフト５３の回転数（出
力回転数）を領域Ｄ１の範囲で制御することができる。
なお、急発進時などのように、無段変速機２を経由して
中空シャフト５１に伝達されるトルクが急激に増大する
場合は、ブレーキＢ１を係合することにより、第２リン
グギヤ６２を確実に固定することができる。
【００６５】さらに、通常走行パターンが選択された場
合は、発進クラッチＣ１およびクラッチＣ２が係合さ
れ、他のクラッチおよびブレーキが解放される。このた
め、エンジントルクが前述と同様にして中空シャフト５
１に伝達されると、図７のように、第１サンギヤ５７お
よび第１キャリヤ６１ならびに第１リングギヤ５８が一
体回転する。したがって、この通常走行パターンが選択
された場合は、無段変速機２の変速比を制御することに
より、領域Ｅ１の範囲で出力回転数を制御することがで
きる。
【００６６】また、通常走行パターンが選択された場合
は、加速要求の程度に応じて、モータ・ジェネレータ１
５のトルクを第２リングギヤ６２を経由して第２キャリ
ヤ６４に伝達することにより、無段変速機２の出力トル
クに対して、モータ・ジェネレータ１５のトルクを加算
することができる。このように、通常走行パターンが選
択された場合は、車両の駆動手段として、少なくともエ
ンジン１が用いられる。
【００６７】さらにまた、後退パターンが選択された場
合は、発進クラッチＣ１およびリバースブレーキＢＲが
係合され、その他のブレーキおよびクラッチが解放され
る。つまり、第１キャリヤ６０が固定された状態にな
る。このため、無段変速機２の出力トルクが第１サンギ
ヤ５７に伝達されると、図７に示すように、第１サンギ
ヤ５７の回転速度が逆転減速されて第１サンギヤ５８に
伝達される。このため、アウトプットシャフト５３の回
転方向は、他の走行パターンの場合とは逆方向になり、
車両が後退する。なお、後退パターンが選択された場合
は、モータ・ジェネレータ１５からトルクが出力されな
い。このように、後退パターンが選択された場合は、車
両の駆動手段がエンジン１になる。
【００６８】つぎに、車両が惰力走行状態になり、回生
ブレーキパターンが選択された場合は、クラッチＣ２が
係合され、そのほかのクラッチおよびブレーキが解放さ
れる。そして、車輪３３の動力がギヤ６９およびアウト
プットシャフト５３ならびにギヤ６８，６７を経由して
シャフト６６に伝達される。そして、シャフト６６のト
ルクがコネクティングドラム６５に伝達されると、第２
キャリヤ６４および第２リングギヤ６２ならびに第２サ
ンギヤ６１が一体回転する。そして、シャフト５１のト
ルクがギヤ７２，７４，７１を経由してモータ・ジェネ
レータ１５に伝達される。すると、モータ・ジェネレー
タ１５が発電機として機能する。発生した電気エネルギ
がインバータ４９を経由してバッテリ５０に充電され
る。
【００６９】以上のように、図６の実施形態において
も、無段変速機２から出力されるトルクを、モータ・ジ
ェネレータ１５および遊星歯車機構５４の機能により増
幅してから車輪３３に伝達することができる。したがっ
て、図６の実施形態においても、図１ないし図５の実施
形態と同様の効果を得られる。また、その他に図６の実
施形態で得られる効果は、図１ないし図５の実施形態と
同様である。なお、図１ないし図７の実施形態は、ＦＦ
車（エンジン前置き前輪駆動車）またはＦＲ（エンジン
前置き後輪駆動車）のいずれにも適用することができ
る。
【００７０】ところで、従来、車両の走行時に、エンジ
ンの出力を、電動機の機能により補助（アシスト）する
ことのできるハイブリッド車が提案されている。このよ
うなハイブリッド車においては、エンジンの出力側に電
動機が配置され、電動機と車輪との間のトルク伝達経路
に変速機が設けられている。また、このハイブリッド車
においては、車両の減速時に、車輪から入力される動力
を電動機に伝達して、電動機を発電機として機能させる
ことにより、発生した電気エネルギを回収することも可
能である。
【００７１】このようなハイブリッド車において、電動
機を可及的に小型化する一方、大きなアシストトルクを
得ようとすると、変速機の減速比を大きく設定する必要
がある。しかしながら、変速機の減速比を大きく設定し
た場合は、変速機の変速比が大きい状態で高速走行する
と、電動機の回転数が許容回転数を超えて、電動機が過
熱するなどの問題が生じる。
【００７２】また、変速機には、湿式多板クラッチやバ
ンドブレーキなどのように、油圧制御により動作する摩
擦係合装置が設けられている。このため、前述のよう
に、変速機の変速比を大きく設定するためには、これら
の摩擦係合装置を含むシステムの構造が、複雑化および
大重量化する問題がある。また、摩擦係合装置の係合・
解放の切り換えタイミングや油圧制御などが複雑にな
る。したがって、これらの摩擦係合装置の係合・解放お
よび油圧を制御するために設けられている電子制御装置
の制御回路が必要になる。これらの理由により製造コス
トが上昇する可能性がある。そこで、これらの課題を解
決することのできるハイブリッド車の実施形態を図８に
基づいて説明する。
【００７３】図８は、請求項１および５の発明に対応す
る実施形態であり、図８に示すハイブリッド車は、ＦＦ
形式（エンジン前置き前輪駆動）の車両である。そし
て、エンジン１のクランクシャフト５にはフライホイー
ル７５が設けられている。そして、図８においては、ク
ランクシャフト５を車両の幅方向に配置した、いわゆる
エンジン横置き形式が採用されている。また、クランク
シャフト５と同一軸線上にはインプットシャフト７６が
設けられている。このインプットシャフト７６とフライ
ホイール７５との間のトルク伝達経路には、ダンパ７７
が設けられている。
【００７４】このインプットシャフト７６に対応する第
１遊星歯車機構７８が設けられている。第１遊星歯車機
構７８はケーシングＫ３の内部に設けられている。第１
遊星歯車機構７８は、インプットシャフト７６に形成さ
れたサンギヤ７９と、サンギヤ７９の外側に設けられた
リングギヤ８０と、サンギヤ７９に噛み合わされた第１
ピニオンギヤ８１と、第１ピニオンギヤ８１およびリン
グギヤ８０に噛み合わされた第２ピニオンギヤ８２と、
第１ピニオンギヤ８１および第２ピニオンギヤ８２を保
持したキャリヤ８３とを有している。つまり、第１遊星
歯車機構７８は、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車
機構である。
【００７５】また、第１遊星歯車機構７８に対応して、
ケーシングＫ３側には、クラッチＣ０およびブレーキＢ
０が設けられている。クラッチＣ０は、キャリヤ８３と
インプットシャフト７６との間のトルク伝達状態を制御
するものであり、ブレーキＢ０は、リングギヤ８０の回
転・固定を制御するものである。このように、第１遊星
歯車機構７８は、第１ピニオンギヤ８１および第２ピニ
オンギヤ８２を有する、いわゆるダブルピニオン形式の
遊星歯車機構である。
【００７６】さらに、キャリヤ８３には中空シャフト８
４が連結されており、中空シャフト８４はインプットシ
ャフト７６の外側に取り付けられている。この中空シャ
フト８４とインプットシャフト７６とは相対回転可能で
ある。一方、インプットシャフト７６と相互に平行なイ
ンターミディエイトシャフト８５が設けられている。そ
して、ケーシングＫ３の内部には、インプットシャフト
７６とインターミディエイトシャフト８５との間で相互
にトルク伝達をおこなうための無段変速機２が設けられ
ている。図８の無段変速機２の構成のうち、図１の無段
変速機２の構成と同じ部分については、図１と同じ符号
を付してその説明を省略する。
【００７７】駆動側プーリ６の固定シーブ８は、中空シ
ャフト８４に固定されている。また、駆動側プーリ６の
可動シーブ９は、中空シャフト８４の軸線方向に移動可
能である。一方、従動側プーリ７の固定シーブ１１は、
インターミディエイトシャフト８５に固定されている。
また、従動側プーリ７の可動シーブ１２は、インターミ
ディエイトシャフト８５の軸線方向に移動可能である。
【００７８】さらに、ケーシングＫ３の内部には、イン
ターミディエイトシャフト８５と同一軸線上にモータ・
ジェネレータ１５が設けられている。また、インターミ
ディエイトシャフト８５とモータ・ジェネレータ１５と
の間のトルク伝達経路には第２遊星歯車機構８６が設け
られている。この第２遊星歯車機構８６は、モータ・ジ
ェネレータ１５の出力軸８７に形成されたサンギヤ８８
と、サンギヤ８８の外側に配置されたリングギヤ８９
と、サンギヤ８８およびリングギヤ８９に噛合されたピ
ニオンギヤ９０を保持したキャリヤ９１とを有してい
る。このキャリヤ９１が、インターミディエイトシャフ
ト８５の一方の軸端に連結されている。
【００７９】また、リングギヤ８９はコネクティングド
ラム９２の内周に形成されている。そして、第１一方向
クラッチＦ１の内輪がインターミディエイトシャフト８
５に取り付けられ、第１一方向クラッチＦ１の外輪がコ
ネクティングドラム９２に取り付けられている。さら
に、第２一方向クラッチＦ２の内輪がコネクティングド
ラム９２に取り付けられている。ケーシングＫ３側に
は、第２一方向クラッチＦ２の外輪の回転・固定を制御
するブレーキＢ１が設けられている。
【００８０】前記インターミディエイトシャフト８５に
おけるエンジン１側の端部にはギヤ９３が形成されてい
る。さらにケーシングＫ３の内部には、インターミディ
エイトシャフト８５と相互に平行なアウトプットシャフ
ト９４が設けられている。このアウトプットシャフト９
４にはギヤ９５およびギヤ９６が形成されている。そし
て、ギヤ９３とギヤ９５とが噛合されている。
【００８１】一方、ケーシングＫ３の内部には、デファ
レンシャル９７が設けられており、このデファレンシャ
ル９７のリングギヤ９８とギヤ９６とが噛合されてい
る。デファレンシャル９７は、デフケース、ピニオンギ
ヤ、サイドギヤなどを有する公知のものである。このデ
ファレンシャル９７の出力側には、左右のフロントドラ
イブシャフト９９が連結されている。各フロントドライ
ブシャフト９９は、ケーシングＫ３の外部に露出してい
る。この各フロントドライブシャフト９９には左右の車
輪（つまり前輪）３３が別個に連結されている。図８の
システムに対しても、図２の制御系統を適用することが
できる。この場合は、図２に示す油圧制御装置４５によ
り、クラッチＣ０、ブレーキＢ０，Ｂ１に作用する油圧
が制御される。
【００８２】ここで、図８の実施形態の構成と、この発
明の構成との対応関係を説明する。第２遊星歯車機構８
６がこの発明の遊星歯車機構に相当する。また、インプ
ットシャフト７６、インターミディエイトシャフト８
５、シャフト９４、デファレンシャル９７、フロントド
ライブシャフト９９により、この発明のトルク伝達経路
が形成されている。さらに、出力軸８７およびコネクテ
ィングドラム９２ならびにインターミディエイトシャフ
ト８５などの構成により、この発明のトルク付加経路が
形成されている。
【００８３】つぎに、図８の実施形態に対応する制御
を、図９の図表に基づいて説明する。図９は、各種の走
行パターンと、摩擦係合装置の状態および駆動・被駆動
手段との関係を示す図表である。図８の実施形態におい
ても、車両の走行状態に基づいて、クリープ走行、通常
発進走行、通常走行、回生ブレーキ、後退などの各走行
パターンに対応する制御をおこなうことができる。これ
らの各走行パターンと車両の走行状態との関係は、図３
の場合と同様である。この図９において、「○」印は摩
擦係合装置が係合されることを意味し、「△」印は急発
進時に摩擦係合装置が係合されることを意味し、空欄は
摩擦係合装置が解放されることを意味している。
【００８４】まず、クリープ走行パターンが選択された
場合は、ブレーキＢ１および第２一方向クラッチＦ２が
係合され、その他のクラッチおよびブレーキが解放され
る。つまり、リングギヤ８９が固定された状態になる。
また、クラッチＣ０およびブレーキＢ０が解放されてお
り、エンジン１と無段変速機２との間のトルク伝達経路
が遮断される。この状態において、モータ・ジェネレー
タ１５のトルクがサンギヤ８８に伝達されると、リング
ギヤ８９が反力要素として機能するため、サンギヤ８８
の回転速度がキャリヤ９１に対して減速伝達されるとと
もに、ついで、このトルクがインターミディエイトシャ
フト８５に伝達される。つまり、第２遊星歯車機構８６
は、モータ・ジェネレータ１５の回転速度を減速する、
いわゆる変速機としての機能を有している。
【００８５】このインターミディエイトシャフト８５の
トルクは、ギヤ９３，９５およびアウトプットシャフト
９４ならびにギヤ９６を経由してデファレンシャル９７
に伝達される。そして、デファレンシャル９７に伝達さ
れたトルクがフロントドライブシャフト９９により左右
の車輪３３に伝達され、駆動力が発生する。このよう
に、クリープ走行時にはモータ・ジェネレータ１５が車
両の駆動手段となる。
【００８６】また、通常発進パターンが選択された場合
は、ブレーキＢ１および第２一方向クラッチＦ２ならび
にクラッチＣ０が係合され、その他のクラッチおよびブ
レーキが解放される。この状態でエンジン１のトルクが
インプットシャフト７６に伝達されると、サンギヤ７９
およびキャリヤ８３が一体的に回転することにより、そ
のトルクが中空シャフト８４を経由して無段変速機２に
伝達される。無段変速機２に入力されたトルクは、駆動
側プーリ６およびベルト１４ならびに従動側プーリ７を
経由してインターミディエイトシャフト８５に伝達され
る。ここで、無段変速機２の制御内容は、図１の実施形
態と同様である。
【００８７】一方、第２一方向クラッチＦ２およびブレ
ーキＢ１が係合されているため、クリープ走行制御時と
同様にして、モータ・ジェネレータ１５の回転速度がイ
ンターミディエイトシャフト８５に対して減速伝達され
る。このため、無段変速機２の出力トルクに対して、モ
ータ・ジェネレータ１５のトルクを付加したトルクが加
算され、この加算されたトルクがアウトプットシャフト
９４に伝達される。このように、通常発進時において
は、エンジン１およびモータ・ジェネレータ１５が車両
の駆動手段になっている。
【００８８】さらに通常走行パターンが選択された場合
は、ブレーキＢ１およびクラッチＣ０が係合され、その
他のクラッチおよびブレーキが解放される。そして、エ
ンジン１のトルクが、通常発進パターン時と同様にして
無段変速機２に入力されるとともに、無段変速機２から
出力されたトルクがアウトプットシャフト９４に伝達さ
れる。この場合には、モータ・ジェネレータ１５からト
ルクは出力されず、車両の駆動手段がエンジン１のみに
なる。これに対して、加速要求が所定値以上になった場
合は、モータ・ジェネレータ１５が駆動され、そのトル
クがリングギヤ８９に伝達されて第２一方向クラッチＦ
２が係合される。その結果、リングギヤ８９が反力要素
として機能し、モータ・ジェネレータ１５の回転速度
が、インターミディエイトシャフト８５に対して減速伝
達される。つまり、通常走行パターンが選択された場合
も、通常発進パターンが選択された場合と同様に、エン
ジン１およびモータ・ジェネレータ１５が車両の駆動手
段になる。
【００８９】また、後退パターンが選択された場合は、
ブレーキＢ０が係合され、その他のブレーキおよびクラ
ッチが解放される。このためエンジン１のトルクがイン
プットシャフト７６に伝達されると、リングギヤ８２が
反力要素として機能し、キャリヤ８３が前進時とは逆方
向に回転する。以下、キャリヤ８３から出力されたトル
クの伝達経路は、通常発進時と同様であり、車輪３３に
トルクが伝達されて車両を後退させる駆動力が発生す
る。なお、この後退時には、インターミディエイトシャ
フト８５の回転が第２遊星歯車機構８６を経由してモー
タ・ジェネレータ１５にも伝達される。しかし、ブレー
キＢ１が解放されているために、モータ・ジェネレータ
１５を停止することができる。ただし、モータ・ジェネ
レータ１５の駆動力が必要な場合は、モータ・ジェネレ
ータ１５を前述とは逆方向に回転させることにより、第
２遊星歯車機構８６の第１一方向クラッチＦ１が係合さ
れ、モータ・ジェネレータ１５とインターミディエイト
シャフト８５とが直結状態になる。
【００９０】さらに回生ブレーキパターンが選択された
場合は、また、油圧制御装置４５によりブレーキＢ１が
継続して係合されるが、その他のブレーキおよびクラッ
チが解放され、モータ・ジェネレータ１５が発電機とし
て起動される。一方、車輪３３の動力がデファレンシャ
ル９７を経由してインターミディエイトシャフト８５に
伝達される。
【００９１】すると、第１一方向クラッチＦ１が係合さ
れて、インターミディエイトシャフト８５のトルクによ
り、リングギヤ８９およびキャリヤ９１ならびにサンギ
ヤ８８が一体回転し、インターミディエイトシャフト８
５と出力軸８７とが直結状態になる。このようにして、
インターミディエイトシャフト８５からモータ・ジェネ
レータ１５に動力が入力されて、モータ・ジェネレータ
１５により得られた電気エネルギがバッテリ５０に充電
される。このように、回生ブレーキパターンが選択され
た場合は、モータ・ジェネレータ１５が被駆動手段にな
る。上記のように、一方向クラッチＦ１，Ｆ２は、一方
の回転要素が所定方向に回転した場合のみ係合されて他
方の回転要素にトルクを伝達する役割と、所定の回転要
素が回転する場合に他の回転要素を反力要素として機能
させる役割とを果たしている。
【００９２】以上のように、図８および図９の実施形態
によれば、モータ・ジェネレータ１５のトルクが、第２
遊星歯車機構８６により増幅されてから無段変速機２の
出力側に伝達される。このため、無段変速機２のトルク
とモータ・ジェネレータ１５のトルクとが加算されて車
輪３３に伝達される。このため、車輪３３に伝達するべ
きトルクに対して、エンジン１から無段変速機２に入力
されるトルクが可及的に小さなる。したがって、図８お
よび図９の実施形態においても、図１ないし図３の実施
形態と同様の理由により、無段変速機２の動力伝達効率
および耐久性を向上させることができる。
【００９３】また、無段変速機２から出力されたトルク
に対して、モータ・ジェネレータ１５のトルクが付加さ
れるように構成されている。このため、モータ・ジェネ
レータ１５をコンパクトにするために、無段変速機２の
減速比を大きく設定した場合でも、高速走行時にモータ
・ジェネレータ１５の回転数が上昇しすぎて許容回転数
を超えることもない。したがって、モータ・ジェネレー
タ１５の過熱を防止し、その耐久性を向上することがで
きる。
【００９４】さらに、図８および図９の実施形態によれ
ば、モータ・ジェネレータ１５の制御状態を、電動機
（力行）と発電機（回生）とで相互に切り換えることに
より、第１一方向クラッチＦ１が係合・解放される。そ
して、力行時と回生時とで、第２遊星歯車機構８６の入
力側と出力側との変速比を異ならせる（つまり複数の変
速段を設定する）ことができる。このため、アウトプッ
トシャフト３０にトルク伝達可能に連結され、かつ、モ
ータ・ジェネレータ１５のトルクを減速するための第２
遊星歯車機構８６を、格別の制御システムによる制御な
しに、減速状態と直結状態とを相互に切り換えることが
できるとともに、その切り換えタイミングや油圧を制御
する必要もない。したがって、システムの簡略化および
製造コストの抑制を図ることができる。
【００９５】また、上記実施形態において、ベルト式の
無段変速機以外の無段変速機を用いることもできる。た
とえば、円弧形状の摩擦面を備えたディスクと、このデ
ィスクに液体を介して接触するパワーローラとを有する
トロイダル形式の無段変速機に用いることができる。こ
のトロイダル形式の無段変速機においては、いわゆるト
ラクション伝動によりトルクが伝達される。さらに、図
１，図６，図８の実施形態において、発進クラッチＣ１
または発進クラッチ７５に代えて、トルクコンバータを
用いることもできる。
【００９６】ここで、上記の具体例に基づいて開示し
た、この発明の特徴的な構成を列挙すれば以下のとおり
である。すなわち、第１の手段は、駆動力源のトルクが
変速機を経由して車輪に伝達されるように構成されてい
るとともに、前記駆動力源と前記車輪との間のトルク伝
達経路に対して電動機のトルクを入力することが可能で
あるとともに、変速機が、入力されたトルクを摩擦力な
どにより出力側に伝達する複数のトルク伝達部材を備え
ているハイブリッド車において、前記変速機から出力さ
れたトルクに対して、前記電動機のトルクを遊星歯車機
構を経由して付加するトルク付加経路が設けられている
ことを特徴とするハイブリッド車。
【００９７】この第１手段において、無段変速機がベル
ト式無段変速機である場合は、駆動側プーリおよび従動
側プーリならびにベルトが、複数のトルク伝達部材に相
当する。また、無段変速機がトロイダル形式の無段変速
機である場合は、パワーローラおよびディスクが複数の
トルク伝達部材に相当する。また無段変速機が、油圧ポ
ンプモータおよび油圧駆動モータにより動力の伝達をお
こなう形式の油圧式変速機である場合は、油圧ポンプモ
ータおよび油圧駆動モータが複数の伝達部材に相当す
る。この場合は、油圧式変速機の入力トルクが大きい
と、油圧回路のオイル漏れなどにより動力の伝達効率が
低下する可能性がある。
【００９８】第２の手段は、駆動力源のトルクが第１変
速機（無段変速機２に相当）を経由して車輪に伝達され
るように構成されているとともに、前記駆動力源と前記
車輪との間のトルク伝達経路に対して、発電機としての
機能と電動機としての機能を有するモータ・ジェネレー
タがトルク伝達可能に接続されているとともに、駆動力
源のトルクを車輪に伝達する際に、モータ・ジェネレー
タのトルクを第１変速機の出力側に伝達する制御と、車
両の減速時に、車輪の動力をモータ・ジェネレータに入
力してモータ・ジェネレータを発電機として機能させる
制御とをおこなうことのできるハイブリッド車におい
て、前記第１変速機から出力されたトルクに対して、前
記モータ・ジェネレータのトルクを第２変速機（第２遊
星歯車機構８６に相当）を経由して付加するトルク付加
経路が設けられていることを特徴とするハイブリッド
車。
【００９９】前記第２の手段において、第２変速機のト
ルク伝達経路を切り換える切換手段としての複数の摩擦
係合装置（第１一方向クラッチＦ１および第２一方向ク
ラッチＦ２に相当）が設けられており、各摩擦係合装置
の係合・解放状態を切り換えることにより、第２変速機
の変速比が複数段階に制御されるように構成されている
ハイブリッド車。
【０１００】前記第２の手段において、モータ・ジェネ
レータを発電機として機能させる場合と電動機として機
能させる場合とでは、第２変速機の変速比が異なること
を特徴とするハイブリッド車。前記第２の手段におい
て、第２変速機が、サンギヤおよびリングギヤと、サン
ギヤおよびリングギヤに噛み合うピニオンギヤを保持す
るキャリヤとを有する遊星歯車機構を備えており、キャ
リヤが第１変速機の出力側に一方向クラッチを介してト
ルク伝達可能に接続されていることを特徴とするハイブ
リッド車。前記第２の手段において、前記遊星歯車機構
が、モータ・ジェネレータのトルクを第１変速機の出力
側に伝達する場合は、トルクが減速伝達されるように制
御され、前記遊星歯車機構が、車輪の動力をモータ・ジ
ェネレータに入力する場合は直結状態に制御されること
を特徴とするハイブリッド車。前記第２の手段におい
て、前記遊星歯車機構の減速状態と直結状態とが、２つ
の回転要素を連結する一方向クラッチの係合・解放によ
り、相互に切り換えられることを特徴とするハイブリッ
ド車。
【０１０１】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、車両の駆動力要求に応じたトルクを車輪に対して
伝達する際に、変速機の出力側から車輪に伝達されるト
ルクを、第２駆動力源および遊星歯車機構の機能によ
り、増加または増幅することができる。このため、第１
駆動力源から変速機に入力されるトルクを可及的に小さ
くすることができる。したがって、変速機の入力側と出
力側との間でトルクを伝達する部材同士の滑りが抑制さ
れ、この変速機の動力伝達効率が向上し、かつ、その耐
久性が向上する。
【０１０２】請求項２の発明によれば、変速機の出力側
から車輪に伝達されるトルクを、第２駆動力源および複
数のプラネタリギヤユニットの機能により、増加または
増幅することができる。したがって、請求項１の発明と
同様の効果を得られる。
【０１０３】請求項３の発明によれば、変速機から出力
されるトルクが第１サンギヤを経由してキャリヤに伝達
される。そして、第２サンギヤに電動機のトルクが伝達
されると、第２サンギヤが反力要素として機能するた
め、第１サンギヤの回転速度がキャリヤに対して減速伝
達される。したがって、車両の駆動力要求の変化に対し
て、第１駆動力源から変速機に入力されるトルクを可及
的に小さくすることができ、請求項１の発明と同様の効
果を得られる。
【０１０４】請求項４の発明によれば、変速機から出力
されるトルクが第２サンギヤに伝達される。そして、第
２駆動力源のトルクが第２リングギヤに伝達されると、
第２リングギヤが反力要素として機能し、第２サンギヤ
のトルクが第２キャリヤに対して減速伝達される。した
がって、車両の駆動力要求の変化に対して、第１駆動力
源から変速機に入力されるトルクを可及的に小さくする
ことができ、請求項１の発明と同様の効果を得られる。
【０１０５】請求項５の発明によれば、第２駆動力源の
トルクが増幅されてから変速機の出力側に伝達されるた
め、変速機の出力トルクと第２駆動力源のトルクとが加
算されて車輪に伝達される。したがって、車両の駆動力
要求の変化に対して、第１駆動力源から変速機に入力さ
れるトルクを可及的に小さくすることができ、請求項１
の発明と同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係るハイブリッド車の一実施形態
を示すスケルトン図である。
【図２】 図１のシステムに対応する制御系統を示すブ
ロック図である。
【図３】 図１に示された摩擦係合装置と、各走行パタ
ーンとの対応関係を示す図表である。
【図４】 図１の実施形態における遊星歯車機構の回転
要素の状態を示す共線図である。
【図５】 この発明の制御例において、車速と駆動力と
の関係を示す線図である。
【図６】 この発明に係るハイブリッド車の他の実施形
態を示すスケルトン図である。
【図７】 図６の実施形態における遊星歯車機構の回転
要素の状態を示す共線図である。
【図８】 この発明に係るハイブリッド車の他の実施形
態を示すスケルトン図である。
【図９】 図８に示されたシステムの摩擦係合装置と、
各制御との対応関係を示す図表である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…無段変速機、 ３，７６…インプ
ットシャフト、 ４，８５…インターミディエイトシャ
フト、 １５…モータ・ジェネレータ、 １６…トルク
付加経路、 １７，５４…遊星歯車機構、 １８…第１
サンギヤ、 １９…第１中空シャフト、 ２０…第２サ
ンギヤ、 ２１…リングギヤ、 ２２…第１ピニオンギ
ヤ、 ２３…第２ピニオンギヤ、 ２５…キャリヤ、
２７，２８，２９…ギヤ、 ３０…アウトプットシャフ
ト、 ３３…車輪、 ５２，５３，９４…シャフト、
５５…第１プラネタリギヤユニット、 ５６…第２プラ
ネタリギヤユニット、 ６７，６８，６９…ギヤ、 ８
６…第２遊星歯車機構、８７…出力軸、 ９２…コネク
ティングドラム、 ９７…デファレンシャル、９９…フ
ロントドライブシャフト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA03 AA04 AB27 AC01 AC03 AC21 AC34 AD06 AD53 3G093 AA06 AA07 AA16 AB00 AB01 BA00 BA21 BA22 DA06 DB05 DB11 3J028 EA27 EB10 EB23 EB44 EB62 EB63 EB66 FB05 FB13 FC13 FC16 FC19 FC23 FC24 FC63 FC64 FD17 GA01 5H115 PG04 PI16 PI29 PO17 PU01 PU25 QE01 QE08 QE10 QE13 QI04 QN03 RB08 SE04 SE05 SE08 TE02 TE03 TI01 TI06 TO12 TO21 TO30

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１駆動力源のトルクが変速機を経由し
    て車輪に伝達されるように構成されているとともに、前
    記駆動力源と前記車輪との間のトルク伝達経路に対して
    第２駆動力源のトルクを入力することが可能に構成され
    ているハイブリッド車において、 前記変速機から出力されたトルクに対して、前記第２駆
    動力源のトルクを遊星歯車機構を経由して付加するトル
    ク付加経路が設けられていることを特徴とするハイブリ
    ッド車。
  2. 【請求項２】 前記遊星歯車機構が、同一軸線上に配置
    された複数のプラネタリギヤユニットを有していること
    を特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
  3. 【請求項３】 前記遊星歯車機構が、第１プラネタリギ
    ヤユニットおよび第２プラネタリギヤユニットを有し、
    第１プラネタリギヤユニットが、第１サンギヤおよびリ
    ングギヤと、前記第１サンギヤに噛合した第１ピニオン
    ギヤと、この第１ピニオンギヤおよび前記リングギヤに
    噛合された第２ピニオンギヤと、前記第１ピニオンギヤ
    および第２ピニオンギヤを保持したキャリヤとを有し、
    前記第２プラネタリギヤユニットが第２サンギヤを有
    し、この第２サンギヤが前記第２ピニオンギヤに噛合さ
    れているとともに、前記変速機の出力側と前記第１サン
    ギヤとがトルク伝達可能に接続され、前記第２サンギヤ
    と前記第２駆動力源の出力側とがトルク伝達可能に接続
    され、前記キャリヤと前記車輪側とがトルク伝達可能に
    接続されていることを特徴とする請求項１に記載のハイ
    ブリッド車。
  4. 【請求項４】 前記遊星歯車機構が、相互に同心状に配
    置された第１プラネタリギヤユニットおよび第２プラネ
    タリギヤユニットを有し、前記第１プラネタリギヤユニ
    ットが、第１サンギヤおよび第１リングギヤと、この第
    １サンギヤおよび第１リングギヤに噛合する第１ピニオ
    ンギヤを保持する第１キャリヤとを備え、前記第２プラ
    ネタリギヤユニットが、第２サンギヤおよび第２リング
    ギヤと、この第２サンギヤおよび第２リングギヤに噛合
    する第２ピニオンギヤを保持する第２キャリヤとを備え
    ているとともに、前記変速機の出力側と前記第１サンギ
    ヤおよび第２サンギヤとがトルク伝達可能に接続され、
    前記第２駆動力源の出力側と第２リングギヤとがトルク
    伝達可能に接続され、前記第１リングギヤおよび前記第
    ２キャリヤと前記車輪側とがトルク伝達可能に接続され
    ていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド
    車。
  5. 【請求項５】 前記遊星歯車機構が、相互に同心状に配
    置されたサンギヤおよびリングギヤと、このサンギヤお
    よびリングギヤに噛合するピニオンギヤを保持するキャ
    リヤとを有し、前記第２駆動力源の出力側と前記サンギ
    ヤとがトルク伝達可能に接続され、前記変速機の出力側
    と前記キャリヤとがトルク伝達可能に接続されているこ
    とを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
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