JP2008105550A - 動力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 動力装置の駆動効率と、被駆動部の動力を用いて発電を行うときの発電効率とを高めることができる動力装置を提供する。
【解決手段】 動力装置１では、内燃機関３の出力軸３ａが被駆動部ＤＷ，ＤＷに連結され、内燃機関３の出力軸３ａと被駆動部ＤＷ，ＤＷの間に変速機２０が連結され、遊星歯車装置３０の第１〜第３の要素３１、３２、３４の１つが、内燃機関３の出力軸３ａと変速機２０の間に連結され、第１〜第３の要素３１、３２、３４の他の１つが、発電電動機４０の出力部４２に連結され、第１〜第３の要素３１、３２、３４の残りの１つが、被駆動部ＤＷ，ＤＷに連結されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被駆動部を駆動するための動力装置に関し、特に、駆動源として内燃機関および発電電動機を備える動力装置に関する。

従来のこの種の動力装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この動力装置は、車両の駆動輪を駆動するためのものであり、駆動源としての内燃機関および発電電動機と、この駆動輪に動力を伝達するための無段変速機および遊星歯車装置を備えている。遊星歯車装置は、サンギヤ、リングギヤおよびキャリアを有する一般的なシングルピニオンタイプのもので、これらのサンギヤおよびリングギヤは、ハイクラッチおよびロークラッチをそれぞれ介して駆動輪に連結されている。内燃機関は、主軸を介して上記のキャリアに連結されており、この主軸は、無段変速機の入力プーリに連結されている。また、発電電動機、無段変速機の出力プーリおよびサンギヤは、副軸を介して互いに連結されている。

以上の構成の動力装置は、その動作モードの１つとして、主として低速走行中に用いられるトルク循環モードを有している。このトルク循環モードでは、上記のハイクラッチを遮断することによりサンギヤと駆動輪の間を遮断し、ロークラッチを接続することによりリングギヤと駆動輪の間を接続する。以上により、発電電動機のトルクは、副軸、無段変速機および主軸を介してキャリアに伝達される。また、キャリアに伝達されたトルクは、リングギヤとサンギヤに分配され、リングギヤに分配されたトルクは駆動輪に伝達される。一方、サンギヤに分配されたトルクは、副軸に伝達され、発電電動機のトルクと合成された後、無段変速機および主軸を介してキャリアに伝達される。以上のように、トルク循環モードでは、発電電動機の動力は、無段変速機および遊星歯車装置を循環しながら、駆動輪に伝達される。

上述したように、従来の動力装置では、トルク循環モードによる運転中、発電電動機から駆動輪への動力の伝達が、無段変速機を必ず経由して行われるので、無段変速機における動力の伝達ロスによって、動力装置の駆動効率が低くなってしまう。また、例えば、トルク循環モードによる運転中、駆動輪の動力を用いて発電電動機により発電を行った場合にも、駆動輪から発電電動機への動力の伝達が、無段変速機を必ず経由して行われるので、無段変速機における動力の伝達ロスによって、十分な発電効率を得ることができない。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、動力装置の駆動効率と、被駆動部の動力を用いて発電を行うときの発電効率とを高めることができる動力装置を提供することを目的とする。

特開２００４−１７５３２０号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、被駆動部（実施形態における（以下、本項において同じ）駆動輪ＤＷ、ＤＷ）を駆動するための動力装置１であって、出力軸（クランク軸３ａ）を有し、出力軸が被駆動部に連結された内燃機関３と、内燃機関３の出力軸と被駆動部の間に連結され、内燃機関３の動力を変速し、被駆動部に伝達するための変速機（無段変速機２０）と、出力部（ロータ４２）を有する発電電動機４０と、第１〜第３の要素（サンギヤ３１、リングギヤ３２、キャリア３４）を有し、第１〜第３の要素の１つが、内燃機関３の出力軸と変速機の間に連結され、第１〜第３の要素の他の１つが、発電電動機４０の出力部に連結され、第１〜第３の要素の残りの１つが、被駆動部に連結された遊星歯車装置３０と、を備えることを特徴とする。

この動力装置によれば、内燃機関が変速機を介して被駆動部に連結されており、遊星歯車装置の第１〜第３の要素（以下「３要素」という）のうちの１つが内燃機関と変速機の間に、他の１つが発電電動機に、残りの１つが被駆動部に、それぞれ連結されている。このように、発電電動機および被駆動部は互いに、３要素の前記他の１つ、前記１つおよび変速機を介して連結されるとともに（以下、これらの要素を「第１経路」という）、３要素の前記他の１つおよび前記残りの１つを介して連結されている（以下、これらの要素を「第２経路」という）。このように、発電電動機と被駆動部を連結する経路として、変速機を含む第１経路に加え、変速機を含まない第２経路を有するので、発電電動機と被駆動部の間の動力の伝達を必ず変速機を介して行う前述した従来の場合と比較して、変速機における動力の伝達ロスを抑制することができる。したがって、発電電動機による被駆動部の駆動効率と、被駆動部の動力を用いた発電電動機による発電効率とを高めることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力装置１において、変速機は、変速比を無段階に変更可能な無段変速機２０で構成されていることを特徴とする。

上述したように、内燃機関は、遊星歯車装置の３要素の１つおよび変速機を介して被駆動部に連結され、発電電動機は、３要素の他の１つおよび被駆動部に連結されている。すなわち、内燃機関、発電電動機、変速機および被駆動部は、互いに連結されている。この構成によれば、変速機として無段変速機を用いるので、被駆動部に対する内燃機関および発電電動機の回転速度比を無段階に任意に制御でき、したがって、内燃機関および発電電動機の良好な効率が得られるように、それらの出力を制御しながら、被駆動部を駆動することが可能になる。したがって、動力装置全体としての駆動効率を高めることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の動力装置１において、第１〜第３の要素の１つと被駆動部との間を接続・遮断するクラッチＣＬ３をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、クラッチにより、内燃機関と変速機の間に連結された３要素の１つと被駆動部との間を遮断することによって、前述した変速機を含む第１経路が遮断される。これにより、発電電動機と被駆動部の間の動力の伝達を、前述した第２経路のみを介して、すなわち変速機をまったく介さずに行うことができる。したがって、変速機における動力の伝達ロスを完全に回避でき、発電電動機の駆動効率および発電効率をさらに高めることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の動力装置１において、遊星歯車装置３０の第１要素は、サンギヤ３１で構成され、第３要素はリングギヤ３２で構成され、第２要素は、サンギヤ３１およびリングギヤ３２に噛み合うプラネタリギヤ３３を回転自在に支持するキャリア３４で構成されており、サンギヤ３１およびリングギヤ３２の一方が、内燃機関３の出力軸と変速機の間に連結され、サンギヤ３１およびリングギヤ３２の他方が、発電電動機４０の出力部に連結され、キャリア３４が被駆動部に連結されていることを特徴とする。

この構成によれば、内燃機関を発電電動機でアシストした場合に、内燃機関および発電電動機のトルクが、被駆動部に次のようにして伝達される。すなわち、発電電動機からサンギヤおよびリングギヤの他方を介してキャリアに伝達されるトルクに釣り合うように、変速機に伝達される内燃機関のトルクの一部が抜き取られ、サンギヤおよびリングギヤの一方を介してキャリアに伝達される（以下、このように抜き取られるトルクを「抜き取りトルクという」）。このように、キャリアには、発電電動機のトルクと抜き取りトルクとを合成した合成トルクが伝達され、この合成トルクは、被駆動部に伝達される。また、被駆動部には、この合成トルクに加え、内燃機関のトルクから抜き取りトルクを差し引いた残りのトルクが伝達される。その結果、内燃機関および発電電動機のトルクの和と等しい大きさのトルクが、被駆動部に伝達される。

以上のように、発電電動機によるアシスト中、上記の抜き取りトルクの分、変速機を介さずに動力を被駆動部に伝達できるので、変速機における動力の伝達ロスを抑制でき、動力装置全体としての駆動効率をさらに高めることができる。また、上記の抜き取りトルクの分、変速機に伝達されるトルクを低減できるため、低減された伝達トルクに見合った変速機を採用することによって、変速機の高効率化と小型化を図ることができ、ひいては、動力装置全体としての駆動効率のさらなる向上と小型化を達成できる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の動力装置１において、サンギヤ３１およびリングギヤ３２の一方と被駆動部との間を接続・遮断するクラッチＣＬ３をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、クラッチにより、サンギヤおよびリングギヤの一方と被駆動部の間を遮断することによって、発電電動機と被駆動部の間を連結するサンギヤおよびリングギヤの一方と変速機から成る経路を遮断できる。これにより、発電電動機と被駆動部の間の動力の伝達を、サンギヤおよびリングギヤの他方とキャリアのみを介して、すなわち変速機をまったく介さずに行うことができる。したがって、変速機における動力の伝達ロスを完全に回避でき、発電電動機の駆動効率および発電効率をさらに高めることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の動力装置１において、サンギヤ３１およびリングギヤ３２の一方が内燃機関３の出力軸と逆回りに回転するのを阻止または制限するためのブレーキ機構（ワンウェイクラッチＣＬ１）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、ブレーキ機構によって、内燃機関に連結されたサンギヤおよびリングギヤの一方が内燃機関の出力軸と逆回りに回転することが、制限または阻止される。このことと、上述したクラッチでサンギヤおよびリングギヤの一方と被駆動部との間を遮断することによって、サンギヤおよびリングギヤの他方に伝達された発電電動機の動力を、両ギヤの一方を支点とし、キャリアを介して被駆動部に伝達することができる。したがって、サンギヤおよびリングギヤの一方に連結された内燃機関の出力軸の逆回転を制限または阻止しながら、被駆動部を発電電動機の動力で適切に駆動することができる。

請求項７に係る発明は、請求項５に記載の動力装置１において、キャリア３４を回転不能に保持するためのロック機構（電磁ブレーキＣＬ２）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、ロック機構でキャリアを回転不能に保持することによって、発電電動機の動力を、キャリアを支点として、被駆動部を駆動することなく、サンギヤおよびリングギヤの一方に伝達できる。また、サンギヤおよびリングギヤの一方は、回転不能に保持されたキャリアに被駆動部を介して連結されているのに対し、クラッチによりサンギヤおよびリングギヤの一方と被駆動部との間を遮断することによって、上記のように両ギヤの一方に伝達される発電電動機の動力により内燃機関の出力軸を回転させることができる。さらに、この場合、発電電動機の出力部を内燃機関の出力軸の回転方向と逆方向に回転させることによって、内燃機関の出力軸を正転方向に回転させることができる。以上により、被駆動部を駆動することなく、発電電動機によって内燃機関を始動させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、図面中の断面を示す部分については、ハッチングを適宜、省略するものとする。図１は、本実施形態による動力装置１を概略的に示している。この動力装置１は、車両（図示せず）の駆動輪ＤＷ，ＤＷ（被駆動部）を駆動するためのものであり、駆動源である内燃機関３および発電電動機４０と、駆動力を駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達するための無段変速機２０、遊星歯車装置３０、差動ギヤ機構９、および駆動軸１０，１０とを備えている。

内燃機関（以下「エンジン」という）３は、例えばガソリンエンジンであり、このエンジン３のクランク軸３ａ（出力軸）には、第１主軸４がフライホイール５を介して連結されている。この第１主軸４は、軸受け４ａによって、クランク軸３ａと同心状に回転自在に支持されている。また、第１主軸４には、ワンウェイクラッチＣＬ１（ブレーキ機構）が設けられており、ワンウェイクラッチＣＬ１は、第１主軸４がクランク軸３ａの回転方向と同方向に回転する場合にのみ、その回転を許容し、第１主軸４がクランク軸３ａの回転方向と逆方向に回転しないように構成されている。

無段変速機２０は、いわゆるベルト式のものであり、駆動プーリ２１、従動プーリ２２、伝達ベルト２３、プーリ幅可変機構２４などによって構成されている。

駆動プーリ２１は、互いに対向する円錐台形状のＤＲ可動部２１ａおよびＤＲ固定部２１ｂを有している。ＤＲ可動部２１ａは、第１主軸４に、その軸線方向に移動可能でかつ相対的に回転不能に取り付けられており、ＤＲ固定部２１ｂは、第１主軸４に固定されている。また、ＤＲ可動部２１ａおよびＤＲ固定部２１ｂの互いの対向面はそれぞれ、斜面状に形成され、それにより、ＤＲ可動部２１ａとＤＲ固定部２１ｂの間に、伝達ベルト２３を巻き掛けるためのＶ字状のベルト溝が形成されている。

従動プーリ２２は、上記駆動プーリ２１と同様に構成されている。すなわち、従動プーリ２２は、互いに対向する円錐台形状のＤＮ可動部２２ａおよびＤＮ固定部２２ｂを有している。ＤＮ可動部２２ａは、副軸７に、その軸線方向に移動可能にかつ回転不能に取り付けられており、ＤＮ固定部２２ｂは、副軸７に固定されている。この副軸７は、一対の軸受け７ａ，７ａに回転自在に支持されており、上述した第１主軸４と平行に延びている。また、ＤＮ可動部２２ａおよびＤＮ固定部２２ｂの対向面は斜面状に形成され、それにより、ＤＮ可動部２２ａとＤＮ固定部２２ｂの間に、Ｖ字状のベルト溝が形成されている。伝達ベルト２３は、金属製のものであり、２つのプーリ２１，２２に、それらのベルト溝に嵌った状態で巻き掛けられている。

プーリ幅可変機構２４は、２つのプーリ２１，２２のプーリ幅を変更することによって、２つのプーリ２１，２２の有効径を変化させるものである。プーリ幅可変機構２４は、ＤＲ可動部２１ａの内部およびＤＮ可動部２２ａの内部にそれぞれ形成されたＤＲ油室２４ａおよびＤＮ油室２４ｂと、油圧ポンプ（図示せず）から両油室２４ａ，２４ｂに供給される油圧をそれぞれ制御するためのＤＲ電磁弁２４ｃおよびＤＮ電磁弁２４ｄとを有している。両電磁弁２４ｃ，２４ｄの弁開度は、後述するＥＣＵ２により制御される（図２参照）。

以上の構成の無段変速機２０では、ＥＣＵ２による２つの電磁弁２４ｃ，２４ｄの弁開度の制御によって、２つの油室２４ａ，２４ｂに供給される油圧がそれぞれ制御されることで、２つの可動部２１ａ，２２ａが軸線方向にそれぞれ駆動される。これにより、２つのプーリ２１，２２の有効径が無段階に変更されることによって、無段変速機２０の変速比が無段階に制御される。

また、上述した副軸７には、ギヤ７ｂが固定されており、このギヤ７ｂは、アイドラ軸８に固定された第１アイドラギヤ８ａに噛み合っている。このアイドラ軸８は、一対の軸受け８ｄ，８ｄに回転自在に支持されている。また、アイドラ軸８には、第２アイドラギヤ８ｂが固定されており、この第２アイドラギヤ８ｂは、差動ギヤ機構９のギヤ９ａに噛み合っている。差動ギヤ機構９は、駆動軸１０，１０を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。

以上の構成により、エンジン３のクランク軸３ａは、第１主軸４、無段変速機２０、副軸７、ギヤ７ｂ、第１アイドラギヤ８ａ、アイドラ軸８、第２アイドラギヤ８ｂ、ギヤ９ａ、差動ギヤ機構９、および駆動軸１０，１０を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。したがって、無段変速機２０を制御することによって、エンジン３の動力は、無段階に変速され、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。以下、上記の第１主軸４から駆動軸１０，１０までの一連の構成要素を、適宜、「第１動力伝達経路」という。

また、副軸７の従動プーリ２２とギヤ７ｂの間には、クラッチＣＬ３が設けられている。このクラッチＣＬ３は、摩擦式多板クラッチであり、その締結度合がＥＣＵ２により制御されることによって、無段変速機２０と駆動輪ＤＷ，ＤＷの間を接続・遮断する。

前記遊星歯車装置３０は、第１主軸４に一体に同心状に設けられたサンギヤ３１（第１要素、第２要素、第３要素）と、このサンギヤ３１の外周に回転自在に設けられた、サンギヤ３１よりも歯数の多いリングギヤ３２（第１要素、第２要素、第３要素）と、両ギヤ３１，３２に噛み合う複数（例えば３つ）のプラネタリギヤ３３（２つのみ図示）と、プラネタリギヤ３３を回転自在に支持するキャリア３４（第１要素、第２要素、第３要素）とを有している。このキャリア３４は、第２主軸６に一体に同心状に設けられている。この第２主軸６は、中空に形成されるとともに、一対の軸受け６ａ，６ａに回転自在に支持されており、その内側には、第１主軸４が同心状に回転自在に嵌合している。この構成により、キャリア３４は、第２主軸６と一体に回転自在になっている。

また、第２主軸６には、電磁ブレーキＣＬ２（ロック機構）が設けられており、この電磁ブレーキＣＬ２は、ＥＣＵ２によりＯＮまたはＯＦＦされ、ＯＮ状態のときに、第２主軸６を回転不能に保持するとともに、ＯＦＦ状態のときに、第２主軸６の回転を許容する。さらに、第２主軸６には、ギヤ６ｂが固定されており、このギヤ６ｂは、アイドラ軸８に固定された第３アイドラギヤ８ｃに噛み合っている。この構成により、遊星歯車装置３０のキャリア３４は、第２主軸６、ギヤ６ｂ、第３アイドラギヤ８ｃ、アイドラ軸８、第２アイドラギヤ８ｂ、ギヤ９ａ、差動ギヤ機構９、および駆動軸１０，１０を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに連結されている。以下、上記の第２主軸６から駆動軸１０，１０までの一連の構成要素を、適宜、「第２動力伝達経路」という。

前記発電電動機４０は、３相ブラシレスＤＣモータであり、遊星歯車装置３０に一体に設けられている。発電電動機４０は、３ｎ個の電機子４１ａで構成されたステータ４１と、このステータ４１に対向するように配置されたロータ４２（出力部）とを有している。各電機子４１ａは、鉄芯４１ｂと、この鉄芯４１ｂに巻き回されたコイル４１ｃで構成されており、ケースＣＡに固定され、第１主軸４の周方向にほぼ等間隔で並んでいる。３ｎ個のコイル４１ｃは、ｎ組のＵ相、Ｖ相およびＷ相の３相コイルを構成している。また、電機子４１ａには、ＰＤＵ４５を介してバッテリ４６とＥＣＵ２が接続されており（図２参照）、ＰＤＵ４５は、インバータなどの電気回路で構成されている。

ロータ４２は、第１主軸４の周方向にほぼ等間隔で並んだｎ個の永久磁石４２ａを有しており、隣り合う各２つの永久磁石４２ａの極性は、互いに異なっている。各永久磁石４２ａは、軟磁性体（例えば鉄）で構成されたリング状の固定部４２ｂを介して、遊星歯車装置３０のリングギヤ３２の外周面に取り付けられている。この構成により、ロータ４２は、リングギヤ３２と一体に回転自在になっている。

以上の構成の発電電動機４０では、バッテリ４６から電機子４１ａに電力が供給されると、ロータ４２が回転するとともに、ＥＣＵ２により、電機子４１ａへの電流の大きさおよび周波数が制御されることによって、ロータ４２のトルクおよび回転数がそれぞれ制御される。また、電機子４１ａへの電力供給を停止した状態で、外力によりロータ４２が回転している場合に、ＥＣＵ２によりＰＤＵ４５を制御することによって、電機子４１ａにおいて誘導起電力が発生し、発電が行われる。

また、図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ５１から、クランク軸３ａのクランク角度位置を表す検出信号が出力される。ＥＣＵ２は、このクランク角度位置に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出する。さらに、ＥＣＵ２には、ＤＲプーリ回転数センサ５２から駆動プーリ２１の回転数である駆動側プーリ回転数ＮＤＲを表す検出信号が、ＤＮプーリ回転数センサ５３から従動プーリ２２の回転数である従動側プーリ回転数ＮＤＮを表す検出信号が、出力される。ＥＣＵ２は、駆動側プーリ回転数ＮＤＲおよび従動側プーリ回転数ＮＤＮに基づいて、無段変速機２０の変速比ＲＡＴＩＯ（＝ＮＤＲ／ＮＤＮ）を算出する。

また、ＥＣＵ２には、回転角度位置センサ５４から、発電電動機４０のロータ４２の回転角度位置を表す検出信号が出力される。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、ロータ４２の回転速度（以下「ロータ回転速度」という）ＶＲを算出する。さらに、ＥＣＵ２には、電流電圧センサ５５から、バッテリ４６に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、出力される。ＥＣＵ２は、この検出信号に基づいて、バッテリ４６の残存容量ＳＯＣを算出する。

また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ５６から車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量であるアクセル開度ＡＰを表す検出信号が、車速センサ５７から車速ＶＰを表す検出信号が、出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ５１〜５７からの検出信号に応じ、動力装置１の動作を制御する。

次に、車両の発進時や走行中におけるＥＣＵ２による動力装置１の制御について説明する。まず、車両のクリープ運転中および発進時における制御について説明する。このクリープ運転中には、基本的に、発電電動機４０のみを車両の駆動源として用いる。また、電磁ブレーキＣＬ２をＯＦＦ状態に制御することによって、第２主軸６およびこれと一体のキャリア３４の回転を許容し、クラッチＣＬ３を遮断することによって、無段変速機２０と駆動輪ＤＷ，ＤＷの間を遮断する。さらに、発電電動機４０のロータ４２を、遊星歯車装置３０のリングギヤ３２とともに、クランク軸３ａの回転方向と同方向に回転させるように制御する。

前述したように、ワンウェイクラッチＣＬ１により、サンギヤ３１が第１主軸４とともにクランク軸３ａと逆回りに回転することが阻止されているので、発電電動機４０のトルクは、サンギヤ３１を支点として、図３に示すように、リングギヤ３２およびプラネタリギヤ３３を介してキャリア３４に伝達された後、前述した第２動力伝達経路を介して、無段変速機２０を介さずに駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、発電電動機４０のトルクは、キャリア３４をクランク軸３ａの回転方向に回転させるように作用し、駆動輪ＤＷ，ＤＷを正転させる方向に作用する。さらに、発電電動機４０のトルクは、キャリア３４の回転速度が非常に小さくなるように制御され、それにより、車速ＶＰが非常に小さなクリープ運転が行われる。なお、図３および後述するトルクの伝達状況を示す他の図では、矢印付きの太い破線はトルクの流れを示している。

さらに、この状態から、発電電動機４０のトルクを増大させることにより、図４に実線で示すように、リングギヤ３２の回転速度をほぼ値０（同図に破線で図示）から上昇させることによって、キャリア３４の回転速度も上昇し、車両が発進する。なお、図４の速度線図は、クランク軸３ａの回転方向を正転方向として、サンギヤ３１を「Ｓ」、キャリア３４を「Ｃ」、リングギヤ３２を「Ｒ」でそれぞれ表している。このことは、後述する速度線図においても同様である。

また、車両の発進後、エンジン３の始動が次のようにして行われる。すなわち、クラッチＣＬ３を接続し、駆動輪ＤＷ，ＤＷと無段変速機２０の間を接続する。これにより、図５に示すように、発電電動機４０のトルクの一部が、アイドラ軸８から、副軸７、および無段変速機２０を介して第１主軸４に伝達された後、さらにその一部がサンギヤ３１を介してキャリア３４に伝達され、その残りがエンジン３に伝達される。その状態で、ロータ回転速度ＶＲを制御することにより、図６（ａ）に実線で示すように、リングギヤ３２の回転速度を、キャリア３４の回転速度がそのときの値に保持されるように、クラッチＣＬ３の接続前の状態（同図の破線）から低下させることによって、サンギヤ３１の回転速度が上昇し、サンギヤ３１と一体のクランク軸３ａの回転速度、すなわちエンジン回転数ＮＥも上昇する。その状態で、前記クランク角度位置に応じ、エンジン３の燃料噴射弁や点火プラグ（いずれも図示せず）の点火動作を制御することによって、エンジン３が始動される。

また、このエンジン３の始動の際、発電電動機４０のトルクは、駆動輪ＤＷ，ＤＷおよびエンジン３にトルクが十分に伝達されるように制御される。さらに、クラッチＣＬ３を接続する際、その締結力を漸増させるように制御する。これにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクが急減するのを防止でき、したがって、良好なドライバビリティを確保することができる。また、無段変速機２０の変速比ＲＡＴＩＯは、エンジン回転数ＮＥ、車速ＶＰおよびロータ回転速度ＶＲに応じ、遊星歯車装置３０の各ギヤ比で定まるサンギヤ３１とキャリア３４とリングギヤ３２の間の回転速度の関係が保たれるように制御される。

さらに、図６（ｂ）に実線で示すように（同図の破線：クラッチＣＬ３の締結前）、キャリア３４の回転速度、すなわち車速ＶＰが比較的高い場合でも、内燃機関および発電電動機を直結したタイプと異なり、上述した変速比ＲＡＴＩＯおよびロータ回転速度ＶＲの制御によって、サンギヤ３１の回転速度、すなわちエンジン回転数ＮＥを比較的低い状態に保ちながら、エンジン３を始動することができる。したがって、始動時のエンジン３のトルク変動を抑制でき、エンジン始動に伴って発生する振動やノイズを抑制できるので、商品性を向上させることができる。

次に、エンジン３の始動後における車両走行中の制御について説明する。この場合にも、上述したエンジン３の始動時と同様、電磁ブレーキＣＬ２をＯＦＦ状態に制御するとともに、クラッチＣＬ３を接続する。また、基本的には、エンジン３のみを車両の駆動源として用い、エンジン３の動力を、無段変速機２０で変速するとともに、前述した第１動力伝達経路を介して駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達する。エンジン３の動作や無段変速機２０の変速比ＲＡＴＩＯは、エンジン回転数ＮＥやアクセル開度ＡＰなどに応じて制御される。

一方、次の条件（ａ）および（ｂ）の一方が成立しているときには、エンジン３を発電電動機４０でアシストする。
（ａ）要求トルクＰＭＣＭＤ＞所定の上限値ＰＭＨ
（ｂ）残存容量ＳＯＣ＞第１所定値ＳＯＣＬ
ここで、要求トルクＰＭＣＭＤは、車両に要求されるトルクであり、車速ＶＰおよびアクセル開度ＡＰに応じて算出される。上限値ＰＭＨは、無段変速機２０の伝達可能な上限トルクよりも若干小さな値に設定されている。第１所定値ＳＯＣＬは、バッテリ４６が過放電にならないような値に設定されている。このように、発電電動機４０によるアシストは、要求トルクＰＭＣＭＤが無段変速機２０の伝達可能な上限トルクに近い値のときに、またはバッテリ４６の電力が十分に残っているときに行われる。

この発電電動機４０によるアシスト中、図７に示すように、発電電動機４０のトルクは、リングギヤ３２を介してキャリア３４に伝達される。それに伴い、キャリア３４を支点としてサンギヤ３１とリングギヤ３２の間でトルクが釣り合うように、無段変速機２０に伝達されるエンジン３のトルクの一部が抜き取られ、サンギヤ３１を介してキャリア３４に伝達される。このように、キャリア３４には、発電電動機４０のトルクとエンジン３のトルクの一部とを合成した合成トルクが伝達される。

また、上記の合成トルクおよび無段変速機２０に伝達されたエンジン３の残りのトルクは、アイドラ軸８において合成された後、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。その結果、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクは、エンジン３のトルクと発電電動機４０のトルクとの和に等しくなる。さらに、エンジン３および発電電動機４０の出力は、要求トルクＰＭＣＭＤを発生できる範囲で、最良の効率が得られるように制御される。

また、無段変速機２０の変速比ＲＡＴＩＯは、次のようにして制御される。まず、要求トルクＰＭＣＭＤおよび車速ＶＰに応じ、ＮＥＣＭＤマップおよびＶＲＣＭＤマップ（何れも図示せず）を検索することなどによって、目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤおよび目標ロータ回転速度ＶＲＣＭＤをそれぞれ算出する。これらのマップでは、ＮＥＣＭＤ値およびＶＲＣＭＤ値は、そのときの要求トルクＰＭＣＭＤおよび車速ＶＰに対して、エンジン３および発電電動機４０の最良の効率が得られるように、かつ遊星歯車装置３０の各ギヤ比で定まるサンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４の間の回転速度の関係が保たれるような値に設定されている。次いで、エンジン回転数ＮＥおよびロータ回転速度ＶＲが算出されたＮＥＣＭＤ値およびＶＲＣＭＤ値にそれぞれなるように、変速比ＲＡＴＩＯを制御する。

一方、次の条件（ｃ）および（ｄ）がいずれも成立しているときには、ＰＤＵ４５を制御することによって、発電電動機４０で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ４６に充電する。この発電は、無段変速機２０、アイドラ軸８、第２主軸６、キャリア３４、およびリングギヤ３２を介して発電電動機４０に伝達されるエンジン３の動力を用いて行われる。以下、この発電を「駆動時発電」という。
（ｃ）要求トルクＰＭＣＭＤ≦所定の発電可能上限値ＰＭＥＨ
（ｄ）残存容量ＳＯＣ＜第２所定値ＳＯＣＨ
ここで、発電可能上限値ＰＭＥＨは、前述した上限値ＰＭＨよりも小さな値に設定されている。第２所定値ＳＯＣＨは、バッテリ４６が過充電にならないような値に設定されている。すなわち、駆動時発電は、要求トルクＰＭＣＭＤおよび残存容量ＳＯＣが比較的小さいときに行われる。

図８に示すように、駆動時発電中、エンジン３のトルクの一部が、キャリア３４およびリングギヤ３２を介して発電電動機４０に伝達されるのに伴い、キャリア３４を介してサンギヤ３１にも、リングギヤ３２とサンギヤ３１の間でトルクが釣り合うように、エンジン３のトルクの一部が伝達される。すなわち、キャリア３４に伝達されたエンジン３のトルクが、発電電動機４０およびサンギヤ３１に分配される。

さらに、無段変速機２０には、上記のようにサンギヤ３１に分配されたトルクとエンジン３のトルクとを合成した合成トルクが伝達される。また、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルクは、この合成トルクから、上記のようにキャリア３４を介して発電電動機４０およびサンギヤ３１に分配されるトルクの総和を差し引いた大きさになり、すなわち、エンジン３のトルクから発電電動機４０に伝達されるトルクを差し引いた大きさになる。

また、無段変速機２０の変速比ＲＡＴＩＯは、上述したアシスト時と同様に制御される。なお、この場合、目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤおよび目標ロータ回転速度ＶＲＣＭＤを検索するためのマップとして、アシスト時とは異なるマップが用いられる。

図９は、上述した発電電動機４０によるアシスト中および駆動時発電中、供給された混合気の燃焼により発生するエンジン３のトルク（以下「エンジントルク」という）ＴＥＮＧを一定とした場合において、駆動輪ＤＷ，ＤＷや無段変速機２０などに伝達されるトルクを、エンジントルクＴＥＮＧに対する比で表したものである。同図に示すように、アシスト中、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達されるトルク（以下「足軸駆動トルク」という）ＴＤＲＤＷは、エンジントルクＴＥＮＧと発電電動機４０のトルク（以下「アシストトルク」という）ＴＡＳとの和に等しく、アシストトルクＴＡＳが大きいほど、より大きくなる。

また、前述したように、このアシストトルクＴＡＳがキャリア３４に伝達されるのに伴い、リングギヤ３２とサンギヤ３１の間でトルクが釣り合うように、無段変速機２０に伝達されるエンジントルクＴＥＮＧの一部が、抜き取られ、サンギヤ３１を介してキャリア３４に伝達される（以下、この抜き取られるトルクを「抜き取りトルク」という）。したがって、図９に示すように、アシストトルクＴＡＳが大きいほど、キャリア３４に伝達されるトルク（以下「キャリア伝達トルク」という）ＴＣＡは、より大きくなる。また、アシストトルクＴＡＳが大きいほど、上記の抜き取りトルクがより大きくなることによって、無段変速機２０に伝達されるトルク（以下「ＣＶＴ伝達トルク」という）ＴＣＶＴは、より小さくなる。

図９において、中抜きの矢印ＡおよびＢは、車両の最大出力時における足軸駆動トルクＴＤＲＤＷおよびＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴをそれぞれ表している。無段変速機２０をエンジン３に直結した場合、エンジントルクＴＥＮＧが無段変速機２０にそのまま伝達されるのに対し、本実施形態によれば、上記の抜き取りトルクの分、図９に中抜きの矢印Ｃで示すように、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴを低減することができる。

また、図９に示すように、駆動時発電中、足軸駆動トルクＴＤＲＤＷは、発電に伴って発電電動機４０に伝達されるトルク（以下「発電トルク」という）ＴＥＭをエンジントルクＴＥＮＧから差し引いた大きさになり、発電トルクＴＥＭが大きいほど、すなわち発電する電力量が大きいほど、より小さくなる。さらに、前述したように、キャリア伝達トルクＴＣＡが発電電動機４０およびサンギヤ３１に分配されることから、キャリア伝達トルクＴＣＡは、発電トルクＴＥＭが大きいほど、より大きくなる。また、サンギヤ３１に分配されたトルクとエンジントルクＴＥＮＧとの合成トルクが無段変速機２０に伝達されることと、発電トルクＴＥＭが大きいほど、このサンギヤ３１に分配されるトルクがより大きくなることから、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴは、発電トルクＴＥＭが大きいほど、より大きくなる。また、図９の中抜きの矢印ＤおよびＥは、通常の駆動時発電中における足軸駆動トルクＴＤＲＤＷおよびＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴをそれぞれ表している。

また、駆動時発電中、発電トルクＴＥＭすなわち発電する電力量は、所定の上限値以下に制御される。さらに、前述したように、駆動時発電は、要求トルクＰＭＣＭＤが発電可能上限値ＰＭＥＨ以下のときに行われ、このＰＭＥＨ値は、発電トルクＴＥＭが上記の所定の上限値の場合に、上記の合成トルクが無段変速機２０の伝達可能な上限トルクよりも若干、小さくなるように設定されている。以上により、駆動時発電の実行中、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴがこの上限トルクを超えるのを防止でき、したがって、過大なトルクが伝達されることによる無段変速機２０の故障を防止することができる。

次に、車両の減速走行中の制御について説明する。前述したエンジン３の始動時や走行中の場合と同様、電磁ブレーキＣＬ２をＯＦＦ状態に制御するとともに、クラッチＣＬ３を接続する。また、第２動力伝達経路およびキャリア３４を介して発電電動機４０に伝達される駆動輪ＤＷ，ＤＷの動力を電力に変換し、発電を行い、発電した電力をバッテリ４６に充電する。以下、この発電を「減速時発電」という。

図１０および図１１に示すように、減速時発電中、キャリア３４に伝達された駆動輪ＤＷ，ＤＷのトルクは、上述した駆動時発電の場合と同様、リングギヤ３２すなわち発電電動機４０とサンギヤ３１に分配される。図１０は、駆動輪ＤＷ，ＤＷのトルクに対する、エンジン３に伝達される駆動輪ＤＷ，ＤＷのトルクの割合が小さい場合を示している。この場合、同図に示すように、駆動輪ＤＷ，ＤＷのトルク（以下「足軸入力トルク」という）ＴＤＷの全部が、第２動力伝達経路を介してキャリア３４に伝達されるとともに、キャリア３４を介して上記のようにサンギヤ３１に分配されたトルクの一部が、無段変速機２０、副軸７、アイドラ軸８、および第２主軸６を介して、キャリア３４にさらに伝達される。このように、キャリア３４には、足軸入力トルクＴＤＷの全部とサンギヤ３１に分配されたトルクの一部とを合成した合成トルクが伝達される。また、サンギヤ３１に分配されたトルクの残りは、エンジン３に伝達される。以上の結果、発電電動機４０およびエンジン３に伝達されるトルクの総和は、足軸入力トルクＴＤＷと等しくなる。

また、足軸入力トルクＴＤＷに対する、エンジン３に伝達される足軸入力トルクＴＤＷ（以下「エンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧ」という）の割合（ＴＤＲＥＮＧ／ＴＤＷ）が大きい場合には、図１１に示すように、足軸入力トルクＴＤＷの一部が第２動力伝達経路を介してキャリア３４に伝達され、足軸入力トルクＴＤＷの残りは、副軸７および無段変速機２０を介して第１主軸４に伝達される。また、この第１主軸４に伝達された足軸入力トルクＴＤＷの残りは、サンギヤ３１に分配されるトルクと合成された後、エンジン３に伝達される。以上の結果、発電電動機４０およびエンジン３に伝達されるトルクの総和は、足軸入力トルクＴＤＷと等しくなる。

また、無段変速機２０の変速比ＲＡＴＩＯは、前述した駆動時発電の場合と同様に制御される。

図１２は、以上の減速時発電中、足軸入力トルクＴＤＷを一定とした場合において、エンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧやＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴなどを、足軸入力トルクＴＤＷに対する比で表したものである。同図の領域αは、足軸入力トルクＴＤＷに対するエンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧの割合が小さく、上述したように足軸入力トルクＴＤＷの全部とサンギヤ３１に分配されたトルクの一部とを合成した合成トルクがキャリア３４に伝達される場合について示している。また、同図の領域βは、足軸入力トルクＴＤＷに対するエンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧの割合が大きく、上述したようにキャリア３４に足軸入力トルクＴＤＷの一部が伝達される場合について示している。

図１２に示すように、発電トルクＴＥＭは、足軸入力トルクＴＤＷとエンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧとの差に等しく、このエンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧが大きいほど、より小さくなる。また、前述した駆動時発電の場合と同様、発電トルクＴＥＭが大きいほど、キャリア伝達トルクＴＣＡはより大きくなる。さらに、図１２の領域αでは、前述したように、サンギヤ３１に分配されたトルクの一部が無段変速機２０に伝達されるため、サンギヤ３１に分配されたトルクの一部が大きいほど、すなわち、発電トルクＴＥＭが大きいほど、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴは、より大きくなる。この場合、サンギヤ３１から、すなわちエンジン３側から無段変速機２０にトルクが伝達されるため、そのことを表すために、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴを負値で示している。

さらに、図１２の領域βでは、足軸入力トルクＴＤＷの一部および残りが、キャリア３４および無段変速機２０にそれぞれ伝達されるため、発電トルクＴＥＭが大きく、キャリア伝達トルクＴＣＡが大きいほど、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴは、より小さくなる。また、キャリア伝達トルクＴＣＡが足軸入力トルクＴＤＷと等しい場合（同図の点Ｐ）には、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴは値０になる。また、図１２の中抜きの矢印ＦおよびＧは、通常の減速時発電中における足軸入力トルクＴＤＷおよびＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴをそれぞれ表している。

また、車両の減速走行中の制御を次のようにして行ってもよい。すなわち、クラッチＣＬ３を遮断するとともに、エンジン回転数ＮＥを値０に制御し、その状態で駆動輪ＤＷ，ＤＷの動力を用いて発電電動機４０により発電を行ってもよい。これにより、図１３に示すように、足軸入力トルクＴＤＷをすべて、無段変速機２０を介さずに、第２動力伝達経路およびキャリア３４を介し、サンギヤ３１を支点としてリングギヤ３２に、すなわち発電電動機４０に伝達できるとともに、駆動輪ＤＷ，ＤＷの動力をすべて電力に変換し、発電することができる。

さらに、エンジン３の始動、クリープ運転、および車両の発進を、前述した手法に代えて、次のようにして行ってもよい。まず、エンジン３の始動について説明する。具体的には、前述した始動時の制御と異なり、電磁ブレーキＣＬ２をＯＮ状態に制御することによりキャリア３４を回転不能に保持し、クラッチＣＬ３を遮断するとともに、発電電動機４０のロータ４２を回転させる。これにより、図１４に示すように、発電電動機４０のトルクは、リングギヤ３２、プラネタリギヤ３３、およびサンギヤ３１を介して、エンジン３に伝達される。この場合、図１５に示すように、ロータ４２をリングギヤ３２とともに、クランク軸３ａの回転方向と逆方向に回転させることによって、サンギヤ３１をクランク軸３ａとともに、クランク軸３ａの回転方向と同方向に回転させる。その状態で、エンジン３の燃料噴射弁や点火プラグの点火動作を制御することによって、エンジン３が始動される。

クリープ運転中の制御は、上述したエンジン３の始動に続いて次のようにして行われる。すなわち、電磁ブレーキＣＬ２をＯＦＦ状態に制御することによりキャリア３４を回転可能にし、クラッチＣＬ３を遮断するとともに、リングギヤ３２を介して発電電動機４０に伝達されるエンジン３の動力の一部を電力に変換し、発電を行う。

この発電に伴い、クランク軸３ａの回転方向と逆方向に回転するリングギヤ３２には、発電した電力量に応じた制動トルクが作用する。この制動トルクが反力として作用することによって、エンジントルクＴＥＮＧの一部が、リングギヤ３２を支点として、キャリア３４に伝達されるとともに、キャリア３４をクランク軸３ａの回転方向と同方向に回転させるように作用する。また、図１６に示すように、キャリア３４に伝達されたエンジントルクＴＥＮＧは、第２動力伝達経路を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達され、駆動輪ＤＷ，ＤＷを正転させる方向に作用する。さらに、発電する電力量は、キャリア３４の回転速度が非常に小さくなるように制御され、それにより、クリープ運転が行われる。

上記のように、このクリープ運転では、エンジントルクＴＥＮＧの一部を駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達するので、駆動輪ＤＷ，ＤＷから大きな反力がエンジン３に作用するのを防止でき、したがって、エンジンストールを生じることなく、クリープ運転を行うことができる。なお、以上のエンジン３の動力を用いたクリープ運転は、主として、残存容量ＳＯＣが小さいときや登坂時などに行われる。

車両の発進時の制御は、上記のクリープ運転中の制御に続いて次のようにして行われる。すなわち、電磁ブレーキＣＬ２およびクラッチＣＬ３を上述したクリープ運転の場合と同様に制御するとともに、発電電動機４０により発電する電力量を増大させることによって、クランク軸３ａの回転方向と逆方向に回転するリングギヤ３２の回転速度を、値０になるように制御する。そして、リングギヤ３２の回転速度が値０になった後には、発電電動機４０に電力を供給し、リングギヤ３２をクランク軸３ａの回転方向に回転させる（図１７参照）。その結果、図１８に示すように、発電電動機４０およびエンジン３のトルクがキャリア３４で合成された後、第２動力伝達経路を介して車輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。以上により、図１７に実線で示すように、キャリア３４の回転速度が、それまでのほぼ値０の状態（同図の破線）から上昇し、車両が発進する。この場合、発電電動機４０のトルクは、エンジントルクＴＥＮＧに釣り合うように制御される。そして、車速ＶＰが適当に上昇した後には、クラッチＣＬ３を接続し、前述した車両の走行中の制御を実行する。

以上のように、本実施形態によれば、発電電動機４０および駆動輪ＤＷ，ＤＷが互いに、リングギヤ３２、プラネタリギヤ３３、サンギヤ３１、および無段変速機２０を含む第１動力伝達経路を介して連結されるとともに、リングギヤ３２、プラネタリギヤ３３、キャリア３４、および無段変速機２０を含まない第２動力伝達経路を介して連結されている。これにより、発電電動機と駆動輪の間の動力の伝達を必ず変速機を介して行う前述した従来の場合と比較して、無段変速機２０における動力の伝達ロスを抑制することができる。したがって、発電電動機４０による駆動輪ＤＷ，ＤＷの駆動効率と、駆動輪ＤＷ，ＤＷの動力を用いた発電効率とを高めることができる。

例えば、図３および図１３を用いて説明したように、発電電動機４０のみを駆動源として用いる場合や減速時発電中に、クラッチＣＬ３を遮断することによって、発電電動機４０と駆動輪ＤＷ，ＤＷの間の動力の伝達を、第２動力伝達経路、キャリア３４、プラネタリギヤ３３およびリングギヤ３２を介して、すなわち無段変速機２０をまったく介さずに行うことができる。したがって、無段変速機２０における動力の伝達ロスを完全に回避でき、発電電動機４０の駆動効率および発電効率をさらに高めることができる。

また、発電電動機４０によるアシスト中、エンジン回転数ＮＥおよびロータ回転速度ＶＲが、エンジン３および発電電動機４０の最良の効率が得られるように設定されたＮＥＣＭＤ値およびＶＲＣＭＤ値にそれぞれなるように、無段変速機２０の変速比ＲＡＴＩＯを制御する。これにより、エンジン３および発電電動機４０の最良の効率が得られるように、それらの出力を制御しながら、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動することができる。したがって、動力装置１全体としての駆動効率を高めることができる

さらに、アシスト中、前述した抜き取りトルクの分、無段変速機２０を介さずに動力を駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達できるので、無段変速機２０における動力の伝達ロスを抑制でき、動力装置１全体としての駆動効率をさらに高めることができる。さらに、抜き取りトルクの分、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴを低減できるので、低減されたＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴに見合った無段変速機を採用することによって、無段変速機２０の高効率化と小型化を図ることができ、ひいては、動力装置１全体としての駆動効率のさらなる向上と小型化を達成できる。

さらに、ワンウェイクラッチＣＬ１により、クランク軸３ａに連結されたサンギヤ３１がクランク軸３ａと逆回りに回転することが阻止される。したがって、図３および図４を用いて説明したように、クランク軸３ａをサンギヤ３１とともに逆回転させることなく、駆動輪ＤＷ，ＤＷを発電電動機４０の動力で適切に駆動することができる。

また、図１４および図１５を用いて説明したように、電磁ブレーキＣＬ２でキャリア３４を回転不能に保持し、クラッチＣＬ３を遮断するとともに、発電電動機４０のロータ４２をクランク軸３ａの回転方向と逆方向に回転させる。これにより、駆動輪ＤＷ，ＤＷを駆動することなく、発電電動機４０によってエンジン３を始動させることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、本実施形態では、遊星歯車装置３０の第１〜第３の要素、すなわち、サンギヤ３１、リングギヤ３２およびキャリア３４を、エンジン３と無段変速機２０の間、発電電動機４０、および駆動輪ＤＷ，ＤＷにそれぞれ連結しているが、遊星歯車装置３０の３要素とそれらに対する連結先との連結関係は、任意に変更することが可能である。

例えば、サンギヤ３１およびリングギヤ３２の一方（以下「一方のギヤ」という）を発電電動機４０に、他方（以下「他方のギヤ」という）を駆動輪ＤＷ，ＤＷに、キャリア３４をエンジン３と無段変速機２０の間に、それぞれ連結した場合には、車両の走行中にエンジン３の動力を用いて発電電動機４０により発電を行ったときに、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴを低減することができる。

具体的には、発電に伴ってエンジントルクＴＥＮＧの一部が、キャリア３４および一方のギヤを介して発電電動機４０に伝達されると、キャリア３４を介して他方のギヤにも、一方のギヤと他方のギヤの間でトルクが釣り合うように、エンジントルクＴＥＮＧの一部が伝達される。無段変速機２０には、このように一方のギヤおよび他方のギヤに伝達されるエンジントルクＴＥＮＧを差し引いた残りのエンジントルクＴＥＮＧが、伝達される。したがって、エンジン３の動力を用いた発電中に、ＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴを低減することができる。

また、本実施形態では、変速機として無段変速機を用いているが、有段式の変速機を用いてもよいことはもちろんである。さらに、本実施形態では、クラッチＣＬ３を無段変速機２０と駆動輪ＤＷ，ＤＷの間に設けているが、第１主軸４の無段変速機２０とサンギヤ３１の間に設けてもよい。この場合、図５を用いて説明した車両の発進後のエンジン３の始動時において、クラッチＣＬ３の接続前に、本実施形態と異なり、無段変速機２０の両プーリ２１，２２に発電電動機４０の動力が伝達され、両プーリ２１，２２が回転するので、その変速比ＲＡＴＩＯを、両プーリ２１，２２および伝達ベルト２３の接触面が傷つくのを抑えながら、任意の値に制御することができる。それに加え、図１４を用いて説明した車両停止中のエンジン３の始動時に、無段変速機２０を引きずることなく、エンジン３を始動することができる。

また、本実施形態のワンウェイクラッチＣＬ１に代えて、サンギヤ３１がクランク軸３ａと逆回りに回転するのを制限する、例えばバンドブレーキまたは湿式多板クラッチで構成されたブレーキ機構を用いてもよい。さらに、本実施形態では、発電電動機４０を、遊星歯車装置３０と一体に設けているが、別体に設けてもよい。また、本実施形態では、動力装置１を制御するための制御装置を、ＥＣＵ２およびＰＤＵ４５で構成しているが、マイクロコンピュータを搭載した電気回路で構成してもよい。さらに、本実施形態は、本発明を車両に適用した例であるが、本発明は、これに限らず、例えば戦車や潜水艦、船舶、航空機などに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本実施形態による動力装置を概略的に示す図である。 動力装置を制御する制御装置を示すブロック図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、車両のクリープ運転中において示す図である。 車両の発進時におけるサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転速度の一例を示す速度線図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、エンジンの始動時において示す図である。 エンジン始動時におけるサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転速度の一例を、（ａ）車速が比較的低い場合において、（ｂ）車速が比較的高い場合において示す速度線図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、アシスト中において示す図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、駆動時発電中において示す図である。 アシスト中および駆動時発電中、エンジントルクＴＥＮＧを一定とした場合において、足軸駆動トルクＴＤＲＤＷやＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴなどを、エンジントルクＴＥＮＧに対する比で示す図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、減速時発電中、足軸入力トルクＴＤＷに対するエンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧの割合が小さい場合において示す図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、減速時発電中、足軸入力トルクＴＤＷに対するエンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧの割合が大きい場合において示す図である。 減速時発電中、足軸入力トルクＴＤＷを一定とした場合において、エンジン駆動トルクＴＤＲＥＮＧやＣＶＴ伝達トルクＴＣＶＴなどを、足軸入力トルクＴＤＷに対する比で示す図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、減速時発電中、クラッチを遮断するとともに、エンジン回転数を値０に制御した場合において示す図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、図５とは異なる手法によりエンジンを始動した場合において示す図である。 図１４と同じ手法によりエンジンを始動した場合におけるサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転速度の一例を示す速度線図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、図３とは異なる手法によりクリープ運転を行った場合において示す図である。 図４とは異なる手法により車両を発進させた場合におけるサンギヤ、キャリアおよびリングギヤの回転速度の一例を示す速度線図である。 動力装置におけるトルクの伝達状況を、図１７と同じ手法により車両を発進させた場合において示す図である。

符号の説明

１ 動力装置
３ 内燃機関
３ａ クランク軸（出力軸）
２０ 無段変速機（変速機）
３０ 遊星歯車装置
３１ サンギヤ（第１要素、第２要素、第３要素）
３２ リングギヤ（第１要素、第２要素、第３要素）
３３ プラネタリギヤ
３４ キャリア（第１要素、第２要素、第３要素）
４０ 発電電動機
４２ ロータ（出力部）
ＤＷ 駆動輪（被駆動部）
ＣＬ１ ワンウェイクラッチ（ブレーキ機構）
ＣＬ２ 電磁ブレーキ（ロック機構）
ＣＬ３ クラッチ

Claims (7)

1. 被駆動部を駆動するための動力装置であって、
   出力軸を有し、当該出力軸が前記被駆動部に連結された内燃機関と、
   当該内燃機関の出力軸と前記被駆動部の間に連結され、前記内燃機関の動力を変速し、前記被駆動部に伝達するための変速機と、
   出力部を有する発電電動機と、
   第１〜第３の要素を有し、当該第１〜第３の要素の１つが、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の間に連結され、前記第１〜第３の要素の他の１つが、前記発電電動機の出力部に連結され、前記第１〜第３の要素の残りの１つが、前記被駆動部に連結された遊星歯車装置と、
   を備えることを特徴とする動力装置。
2. 前記変速機は、変速比を無段階に変更可能な無段変速機で構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の動力装置。
3. 前記第１〜第３の要素の前記１つと前記被駆動部との間を接続・遮断するクラッチをさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の動力装置。
4. 前記遊星歯車装置の前記第１要素は、サンギヤで構成され、前記第３要素はリングギヤで構成され、前記第２要素は、前記サンギヤおよびリングギヤに噛み合うプラネタリギヤを回転自在に支持するキャリアで構成されており、
   前記サンギヤおよびリングギヤの一方が、前記内燃機関の出力軸と前記変速機の間に連結され、前記サンギヤおよびリングギヤの他方が、前記発電電動機の出力部に連結され、前記キャリアが前記被駆動部に連結されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の動力装置。
5. 前記サンギヤおよびリングギヤの前記一方と前記被駆動部との間を接続・遮断するクラッチをさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載の動力装置。
6. 前記サンギヤおよびリングギヤの前記一方が前記内燃機関の出力軸と逆回りに回転するのを阻止または制限するためのブレーキ機構をさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載の動力装置。
7. 前記キャリアを回転不能に保持するためのロック機構をさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載の動力装置。

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