JP2008120315A - 車両のパワートレーン - Google Patents

Abstract

【課題】車速が高い状態においてＭＧの回転数を低くする。
【解決手段】車両のパワートレーンは、エンジン１００と、エンジン１００に連結されるＣＶＴ３００と、ＣＶＴ３００の出力軸に連結されるＭＧ４００と、ＣＶＴ３００を介さずにエンジン１００に連結されるリングギヤ（Ｒ）５０１、ＣＶＴ３００の出力軸に連結されるキャリア（Ｃ）５０２および車両の駆動軸６００に連結されるサンギヤ（Ｓ）５０３を有するプラネタリギヤ５００と、エンジン１００とリングギヤ（Ｒ）５０１とを遮断した状態およびエンジン１００とリングギヤ（Ｒ）５０１とを連結した状態のいずれか一方の状態をとり得るＣ２クラッチ８０２とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のパワートレーンに関し、特に、駆動源として内燃機関および電動機を有する車両のパワートレーンに関する。

従来より、駆動源として内燃機関および電動機を有するハイブリッド自動車が知られている。ハイブリッド自動車においては、電動機により内燃機関をアシストしたり、電動機からの駆動力のみで車両を走行させたり、電動機を発電機として利用してエネルギを回生したりして、エネルギ効率を向上させている。このようなハイブリッド自動車のパワートレーンにおいては、車両の用途に応じた最適な特性を有するように、種々の形式で内燃機関と電動機とが組み合わされる。

特開２００１−７８３０７号公報（特許文献１）は、エンジンと、エンジンの起動やアシスト等を行なうサブモータと、エンジンの出力軸に連結されたプラネタリギヤと、プラネタリギヤの出力軸に連結されたＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）と、ギヤを介して最終減速機に連結されるメインモータ（電動機）とを含む、ハイブリッド自動車の動力伝達系を開示する。
特開２００１−７８３０７号公報

しかしながら、特開２００１−７８３０７号公報に記載のハイブリッド自動車の動力伝達系のように、変速機を介さずに電動機の駆動力を車輪に伝達するようにした場合、車速が高くなるにつれ、電動機の回転数を高くしなければならない。電動機の出力軸回転が高くなると、それだけ電動機の回転子を回転させるために必要なエネルギが大きくなり、エネルギ効率が悪化し得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車速が高い状態において電動機の回転数を低くすることができる車両のパワートレーンを提供することである。

第１の発明に係る車両のパワートレーンは、内燃機関と、内燃機関に連結される変速機と、変速機の出力軸に連結される電動機と、変速機を介さずに内燃機関に連結される第１の回転要素、変速機の出力軸に連結される第２の回転要素および車両の駆動軸に連結される第３の回転要素を有する遊星歯車機構と、内燃機関と第１の回転要素とを遮断した状態および内燃機関と第１の回転要素とを連結した状態のいずれか一方の状態をとり得る連結部材とを含む。

第１の発明によると、内燃機関に変速機が連結される。変速機の出力軸には、電動機が連結される。遊星歯車機構の第１の回転要素が変速機を介さずに内燃機関に連結される。遊星歯車機構の第２の回転要素が変速機の出力軸に連結される。遊星歯車機構の第３の回転要素が車両の駆動軸に連結される。連結部材は、内燃機関と第１の回転要素とを遮断した状態および内燃機関と第１の回転要素とを連結した状態のいずれか一方の状態をとり得る。内燃機関と第１の回転要素とを遮断した状態においては、内燃機関の駆動力は変速機を介して駆動軸に伝達される。そのため、車速を高くするには、変速機の出力軸回転数を高くする必要がある。したがって、車速が上昇するにつれ、変速機の出力軸に連結された電動機の回転数が上昇される。一方、内燃機関と第１の回転要素とを連結した状態においては、内燃機関の駆動力は変速を介さずとも駆動軸に伝達され得る。また、内燃機関の回転数と変速機の出力軸回転数との差は、遊星歯車機構において吸収される。したがって、変速機の出力軸回転数を高くしなくても、内燃機関の回転数を上昇させて車速を高くすることができる。そのため、変速機の出力軸回転数、すなわち電動機の回転数を低くすることができる。その結果、車速が高い状態において電動機の回転数を低くすることができる車両のパワートレーンを提供することができる。

第２の発明に係る車両のパワートレーンにおいては、第１の発明の構成に加え、連結部材は、車速が予め定められた車速より低い場合に内燃機関と第１の回転要素とを遮断し、車速が予め定められた車速以上である場合に内燃機関と第１の回転要素とを連結するように制御される。

第２の発明によると、連結部材は、車速が予め定められた車速より低い場合に内燃機関と第１の回転要素とを遮断し、車速が予め定められた車速以上である場合に内燃機関と第１の回転要素とを連結するように制御される。これにより、車速が低いために、電動機の出力軸回転数を高くする必要がない場合は、内燃機関と第１の回転要素とを遮断して、内燃機関の駆動力を変速機を介して駆動軸に伝達することができる。そのため、たとえば変速機の変速比を大きくして、良好な加速性を得ることができる。一方、車速が高い状態においては、内燃機関と第１の回転要素とを連結して、電動機の回転数を低くすることができる。そのため、エネルギ効率の悪化を抑制することができる。

第３の発明に係る車両のパワートレーンは、第１または２の発明の構成に加え、内燃機関に連結される発電機と、内燃機関および変速機を遮断する遮断部材とをさらに含む。

第３の発明によると、内燃機関には発電機が連結される。内燃機関および変速機は、遮断部材により遮断される。これにより、内燃機関の駆動力を変速機には伝達しない状態で、内燃機関により発電機を作動することができる。そのため、たとえば内燃機関のエネルギ効率が悪い低車速状態においては、内燃機関を用いて発電した電力により電動機のみを駆動源として車両を走行させることができる。そのため、エネルギ効率を向上することができる。

第４の発明に係る車両のパワートレーンにおいては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、パワートレーンは、車両の後進時において第１の回転要素を固定する固定部材をさらに含む。連結部材は、車両の後進時において内燃機関と第１の回転要素とを遮断するように制御される。

第４の発明によると、車両の後進時において第１の回転要素が固定部材により固定される。連結部材は、車両の後進時において内燃機関と第１の回転要素とを遮断するように制御される。これにより、遊星歯車機構の差動機能により車両を後進させることができる。

第５の発明に係る車両のパワートレーンにおいては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、変速機は、無段変速機である。

第５の発明によると、無段変速機を用いたパワートレーンにおいて、車速が高い状態で電動機の回転数を低くすることができる。

第６の発明に係る車両のパワートレーンにおいては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、変速機は、予め定められた間隔ごとにギヤ比が変化する変速機である。

第６の発明によると、予め定められた間隔ごとにギヤ比が変化する変速機を用いたパワートレーンにおいて、車速が高い状態で電動機の回転数を低くすることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係るパワートレーンを搭載したハイブリッド自動車について説明する。このハイブリッド自動車は、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、ＣＶＴ３００と、ＭＧ（Motor Generator）４００と、プラネタリギヤ５００と、駆動軸６００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７００とを含む。本実施の形態に係るパワートレーンは、エンジン１００、トルクコンバータ２００、ＣＶＴ３００、ＭＧ４００、プラネタリギヤ５００および駆動軸６００から構成される。

エンジン１００の出力軸、すなわちクランクシャフトは、トルクコンバータ２００に連結される。トルクコンバータ２００の出力軸は、ＣＶＴ３００のプライマリプーリ３０２に連結される。

ＣＶＴ３００は、プライマリプーリ３０２とセカンダリプーリ３０４とを連結する金属ベルト３０６を含む。プライマリプーリ３０２およびセカンダリプーリ３０４の幅が変化されることにより、変速比が連続的に変化される。なお、ＣＶＴ３００の代わりに、プラネタリギヤユニットから構成され、予め定められた変速比ごとにステップ的に変速比が変化する変速機を用いるようにしてもよい。ＣＶＴ３００のセカンダリプーリ３０４、すなわちＣＶＴ３００の出力軸には、ＭＧ４００が連結される。

ＭＧ４００は、三相交流モータである。ＭＧ４００は、バッテリ（図示せず）に蓄えられた電力により駆動する。ＭＧ４００は、エンジン１００をアシストして車両を走行させたり、ＭＧ４００からの駆動力のみにより車両を走行させたりする。

一方、ハイブリッド自動車の回生制動時には、ＭＧ４００が発電機として作動させられる。これによりＭＧ４００は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。ＭＧ４００により発電された電力は、バッテリに蓄えられる。

ＣＶＴ３００の出力軸には、プラネタリギヤ５００が連結される。プラネタリギヤ５００は、リングギヤ（Ｒ）５０１、キャリア（Ｃ）５０２およびサンギヤ（Ｓ）５０３を含む。

なお、本実施の形態においては、リングギヤ（Ｒ）５０１が前述の第１の発明における第１の回転要素に対応し、キャリア（Ｃ）５０２が第２の回転要素に対応し、サンギヤ（Ｓ）５０３が第３の回転要素に対応する。

リングギヤ（Ｒ）５０１は、ピニオンギヤ５０４と係合する。リングギヤ（Ｒ）５０１は回転自在であるように支持される。キャリア（Ｃ）５０２は、ＣＶＴ３００の出力軸に連結される。キャリア（Ｃ）５０２は、リングギヤ（Ｒ）５０１およびサンギヤ（Ｓ）５０３に係合するピニオンギヤ５０４を回転自在に支持する。本実施の形態におけるピニオンギヤ５０４はダブルピニオンギヤである。サンギヤ（Ｓ）５０３は、車両の駆動軸６００に連結される。駆動軸６００は、最終的には車輪（図示せず）に連結される。

このパワートレーンには、ブレーキ８００、Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２、Ｃ３クラッチ８０３の４つの摩擦係合要素が設けられる。ブレーキ８００は、係合状態である場合において、リングギヤ（Ｒ）５０１を固定する。すなわち、リングギヤ（Ｒ）５０１の回転が制限される。

Ｃ１クラッチ８０１は、リングギヤ（Ｒ）５０１とキャリア（Ｃ）５０２とを連結する。Ｃ１クラッチ８０１が係合した場合、リングギヤ（Ｒ）５０１とキャリア（Ｃ）５０２との相対回転が制限される。すなわち、プラネタリギヤ５００の差動機能が制限される。

Ｃ２クラッチ８０２は、リングギヤ（Ｒ）５０１とギヤ（Ｂ）９００とを連結する。Ｃ２クラッチ８０２が係合した場合、リングギヤ（Ｒ）５０１とギヤ（Ｂ）９００とが一体的に回転する。すなわち、Ｃ２クラッチ８０２が係合した場合、リングギヤ（Ｒ）５０１がＣＶＴ３００を介さずにエンジン１００に連結された状態になる。ギヤ（Ｂ）９００は、トルクコンバータ２００の出力軸と一体的に回転するギヤ（Ａ）９０２に係合している。Ｃ２クラッチ８０２が解放された場合、リングギヤ（Ｒ）５０１とギヤ（Ｂ）９００、すなわちエンジン１００とが遮断される。

Ｃ３クラッチ８０３は、ギヤ（Ａ）９０２とＣＶＴ３００との間に設けられる。Ｃ３クラッチ８０３が解放された場合、ギヤ（Ａ）９０２とＣＶＴ３００、すなわちエンジン１００とＣＶＴ３００とが遮断される。Ｃ３クラッチ８０３が係合した場合、エンジン１００とＣＶＴ３００とが連結される。

なお、Ｃ２クラッチ８０２が、前述の第１の発明における連結部材に対応する。Ｃ３クラッチ８０３が、前述の第３の発明における遮断部材に対応する。ブレーキ８００が、前述の第４の発明における固定部材に対応する。

ＥＣＵ７００には、車速センサ７０２から車速を表わす信号が入力される。ＥＣＵ７００は、車速センサ７０２から送信された信号、メモリ７０４に保存されたマップおよびプログラムなどに基づいて、車両が所望の運転状態となるように、エンジン１００、ＣＶＴ３００、ＭＧ４００、Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３を制御する。

本実施の形態において、図２の作動表に示す組合せで、ブレーキ８００、Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３が作動される。作動表における低速モードとは、車速が予め定められた車速よりも低い状態で実行されるモードである。高速モードとは、車速が予め定められた車速以上の状態で実行されるモードである。ＥＶモードとは、ＭＧ４００の駆動力のみで車両を走行させるモードである。なお、図２の作動表に示す組合せとは異なる組合せでブレーキ８００、Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３を作動するようにしてもよい。

Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３は、油圧により作動する。ＥＣＵ７００は、Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３に供給する油圧をリニアソレノイドバルブ（図示せず）などを用いて制御することにより、Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３を制御する。ブレーキ８００には、たとえばマニュアルバルブを介して油圧が供給される。すなわち、ブレーキ８００には、運転者の操作により油圧が供給される。

図３を参照して、ＥＣＵ７００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ７００の機能は、ソフトウェアにより実現してもよく、ハードウェアにより実現してもよい。

ＥＣＵ７００は、エンジン制御部７１０と、ＣＶＴ制御部７１２と、ＭＧ制御部７１４と、油圧制御部７１６とを含む。

エンジン制御部７１０は、エンジン１００を制御する。ＣＶＴ制御部７１２は、低速モード時において車速が高いほど変速比が小さくなるようにＣＶＴ３００を制御し、高速モード時において車速が高いほど変速比が大きくなるようにＣＶＴ３００を制御する。

ＭＧ制御部７１４は、ＭＧ４００を制御する。油圧制御部７１６は、Ｃ１クラッチ８０１、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３に供給する油圧を制御する。

図４および５を参照して、本実施の形態に係るパワートレーンを制御するＥＣＵ７００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ７００は、車両を前進させるか否かを判別する。車両を前進させるか否かは、たとえば運転者により操作されるシフトレバーのポジションにより判別される。車両を前進させる場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ７００は、ＥＶモードで車両を前進させるか否かを判別する。たとえば車両に設けられたＥＶスイッチがオンである場合、ＥＶモードで車両を前進させると判別される。ＥＶモードで車両を前進させる場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ７００は、Ｃ１クラッチ８０１を係合状態にし、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３を解放状態にする。その後、この処理は終了する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ７００は、車速センサ７０２から送信された信号に基づいて車速を検出する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ７００は、車速が予め定められた車速より低いか否かを判別する。車速が予め定められた車速より低いと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１２０に移される。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ７００は、Ｃ１クラッチ８０１およびＣ３クラッチ８０３を係合状態にする。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ７００は、車速が高いほどＣＶＴ３００の変速比をより小さくする。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ７００は、リングギヤ（Ｒ）５０１およびギヤ（Ｂ）９００の回転数が同じになるように、エンジン１００、ＣＶＴ３００、ＭＧ４００を制御する。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ７００は、Ｃ２クラッチ８０２を係合状態にする。Ｓ１２４にて、ＥＣＵ７００は、Ｃ１クラッチ８０１を解放状態にする。Ｓ１２６にて、ＥＣＵ７００は、車速が高いほどＣＶＴ３００の変速比をより大きくする。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るパワートレーンの動作について説明する。

車両を前進させる場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）において、さらにＥＶモードで車両を前進させる場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、Ｃ１クラッチ８０１が係合状態にされ、Ｃ２クラッチ８０２およびＣ３クラッチ８０３が解放状態にされる（Ｓ１０４）。

これにより、エンジン１００の駆動力を駆動軸に伝達しないで、ＭＧ４００の駆動力のみを用いて車両を前進走行させることができる。

ＥＶモードで車両を前進走行させない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、すなわち、少なくともエンジン１００の駆動力を用いて車両を走行させる場合、車速センサ７０２から送信された信号に基づいて車速が検出される（Ｓ１１０）。

車速が予め定められた車速より低いと（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、Ｃ１クラッチ８０１およびＣ３クラッチ８０３が係合状態にされる（Ｓ１１４）。この状態では、エンジン１００の駆動力がＣＶＴ３００に伝達される。さらに、プラネタリギヤ５００の差動機能が制限される。

そのため、図６に示すように、駆動軸６００の回転数、すなわちサンギヤ（Ｓ）５０３の回転数は、ＣＶＴ３００の出力軸回転数、すなわちＭＧ４００の回転数と同じになる。この状態では、車速が低いために、ＭＧ４００の回転数が低い。したがって、回転数が低いほど出力トルクが大きくなるという特性を有するＭＧ４００を用いて、良好な加速性を得ることができる。

このような走行状態においては、車速が高いほどＣＶＴ３００の変速比がより小さくされる（Ｓ１１６）。そのため、エンジン１００の回転数が過度に上昇することを抑制することができる。そのため、良好な加速性を得ることができる。

ところで、車速が高くなると、ＭＧ４００の回転数も合わせて高くなる。ＭＧ４００の回転数が過度に高くなると、ＭＧ４００の回転子を回転させるために必要なエネルギが大きくなる。この場合、エネルギ効率が悪化する。

車速が予め定められた車速以上であると（Ｓ１１２にてＮＯ）、図７に示すように、リングギヤ（Ｒ）５０１、すなわちＭＧ４００の回転数およびギヤ（Ｂ）９００の回転数が同じになるようにエンジン１００、ＣＶＴ３００、ＭＧ４００が制御される（Ｓ１２０）。この状態で、Ｃ２クラッチ８０２が係合状態にされる（Ｓ１２２）。さらにＣ１クラッチ８０１が解放状態にされる（Ｓ１２４）。

この状態では、エンジン１００の駆動力は、ＣＶＴ３００を介して駆動軸６００に伝達される経路とＣＶＴ３００を介さずに駆動軸６００に伝達される経路に分割される。さらに、エンジン１００の回転数とＣＶＴ３００の出力軸回転数との差、すなわちリングギヤ（Ｒ）５０１の回転数とキャリア（Ｃ）５０２の回転数との差は、プラネタリギヤ５００の差動機能により吸収される。

そこで、車速が高いほどＣＶＴ３００の変速比がより大きくされる（Ｓ１２６）。これにより、図８に示すように、ＣＶＴ３００の出力軸回転数、すなわちＭＧ４００の回転数を低くすることができる。そのため、エネルギ効率の悪化を抑制することができる。また、ＭＧ４００の回転数が低いと、ＭＧ４００の出力トルクが高くなるため、ＭＧ４００を用いて良好な加速性を得ることができる。したがって、ＭＧ４００の使用領域を高車速領域まで拡大することができる。

以上のように、本実施の形態に係るパワートレーンによれば、エンジンにＣＶＴが連結される。ＣＶＴの出力軸には、ＭＧが連結される。プラネタリギヤのリングギヤ（Ｒ）がＣＶＴを介さずにエンジンに連結される。プラネタリギヤのキャリア（Ｃ）がＣＶＴの出力軸に連結される。プラネタリギヤのサンギヤ（Ｓ）が車両の駆動軸に連結される。Ｃ２クラッチは、エンジンとリングギヤ（Ｒ）とを遮断した状態およびエンジンとリングギヤ（Ｒ）とを連結した状態のいずれか一方の状態をとり得る。エンジンとリングギヤ（Ｒ）とを遮断した状態においては、エンジンの駆動力はＣＶＴを介して駆動軸に伝達される。そのため、車速を高くするためには、ＣＶＴの出力軸回転数を高くする必要がある。したがって、車速が高くなるにつれ、ＣＶＴの出力軸回転数、すなわちＭＧの回転数が高くされる。一方、エンジンとリングギヤ（Ｒ）とを連結した状態においては、エンジンの駆動力はＣＶＴを介さずとも駆動軸に伝達され得る。また、エンジンの回転数とＣＶＴの出力軸回転数との差は、プラネタリギヤの差動機能により吸収される。したがって、ＣＶＴの出力軸回転数を高くせずとも、エンジンの回転数を上昇させて車速を高くすることができる。そのため、ＣＶＴの出力軸回転数、すなわちＭＧの回転数を低くすることができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＭＧを２つ備えた点で前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

図９に示すように、本実施の形態に係るパワートレーンは、ＣＶＴ３００のセカンダリプーリ３０４に連結されたＭＧ４００に加えて、エンジン１００とＣ３クラッチ８０３との間に設けられたＭＧ４０２を含む。さらに具体的には、ＭＧ４０２は、トルクコンバータ２００とギヤ（Ａ）９０２との間に設けられる。

このようにすれば、前述の第１の実施の形態における作用効果に加えて、エンジン１００を用いてＭＧ４０２を発電機として作動させることができる。そのため、ＭＧ４０２で発電した電力を用いてＭＧ４００を作動させるシリーズハイブリッドとしての機能を有することができる。そのため、たとえば駆動源としてエンジン１００を用いた場合はエネルギ効率が悪い低車速時において、エンジン１００により発電した電力を用いてＭＧ４００により車両を走行させることができる。そのため、エネルギ効率を向上することができる。

また、前述した低速モードから高速モードへの以降時にギヤ（Ｂ）９００の回転数とリングギヤ（Ｒ）５０１の回転数とを同じにする際、エンジン１００よりも制御性に優れたＭＧ４０２を用いて、より精度よくギヤ（Ｂ）９００の回転数とリングギヤ（Ｒ）５０１の回転数とを同じにすることができる。

そのため、たとえばＣ１クラッチ８０１およびＣ２クラッチ８０２にドグクラッチを用いるなどして、Ｃ１クラッチ８０１およびＣ２クラッチ８０２の構成を簡素化することができる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、プラネタリギヤのピニオンギヤがシングルピニオンギヤである点で前述の第１の実施の形態と相違する。

図１０を参照して、本実施の形態に係るパワートレーンを搭載したハイブリッド自動車について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ構造については、同じ符号を付してある。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

このハイブリッド自動車のパワートレーンにおけるプラネタリギヤ５３０は、キャリア（Ｃ）５３１、リングギヤ（Ｒ）５３２およびサンギヤ（Ｓ）５３３を含む。

なお、本実施の形態においては、キャリア（Ｃ）５３１が前述の第１の発明における第１の回転要素に対応し、リングギヤ（Ｒ）５３２が第２の回転要素に対応し、サンギヤ（Ｓ）５３３が第３の回転要素に対応する。

キャリア（Ｃ）５３１は、リングギヤ（Ｒ）５３２およびサンギヤ（Ｓ）５３３に係合するピニオンギヤ５３４を回転自在に支持する。本実施の形態におけるピニオンギヤ５３４はシングルピニオンギヤである。

リングギヤ（Ｒ）５３２は、ピニオンギヤ５３４と係合する。リングギヤ（Ｒ）５３２は、ＣＶＴ３００の出力軸に連結される。サンギヤ（Ｓ）５３３は、車両の駆動軸６００に連結される。

本実施の形態に係るパワートレーンには、ブレーキ８３０、Ｃ１クラッチ８３１、Ｃ２クラッチ８３２の３つの摩擦係合要素が設けられる。ブレーキ８３０は、係合状態である場合において、キャリア（Ｃ）５３１を固定する。すなわち、キャリア（Ｃ）５３１の回転が制限される。

Ｃ１クラッチ８３１は、キャリア（Ｃ）５３１とサンギヤ（Ｓ）５３３とを連結する。Ｃ１クラッチ８３１が係合した場合、キャリア（Ｃ）５３１とサンギヤ（Ｓ）５３３との相対回転が制限される。すなわち、プラネタリギヤ５００の差動機能が制限される。

Ｃ２クラッチ８３２は、キャリア（Ｃ）５３１とギヤ（Ｂ）９００とを連結する。Ｃ２クラッチ８３２が係合した場合、キャリア（Ｃ）５３１とギヤ（Ｂ）９００とが一体的に回転する。

なお、本実施の形態において、Ｃ２クラッチ８３２が、前述の第１の発明における連結部材に対応する。ブレーキ８３０が、前述の第４の発明における固定部材に対応する。

本実施の形態において、図１１の作動表に示す組合せで、ブレーキ８３０、Ｃ１クラッチ８３１およびＣ２クラッチ８３２が作動される。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、プラネタリギヤのピニオンギヤがシングルピニオンギヤである点で前述の第１の実施の形態と相違する。

図１２を参照して、本実施の形態に係るパワートレーンを搭載したハイブリッド自動車について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ構造については、同じ符号を付してある。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。

このハイブリッド自動車のパワートレーンにおけるプラネタリギヤ５４０は、キャリア（Ｃ）５４１、サンギヤ（Ｓ）５４２およびリングギヤ（Ｒ）５４３を含む。

なお、本実施の形態においては、キャリア（Ｃ）５４１が前述の第１の発明における第１の回転要素に対応し、サンギヤ（Ｓ）５４２が第２の回転要素に対応し、リングギヤ（Ｒ）５４３が第３の回転要素に対応する。

キャリア（Ｃ）５４１は、サンギヤ（Ｓ）５４２およびリングギヤ（Ｒ）５４３に係合するピニオンギヤ５４４を回転自在に支持する。本実施の形態におけるピニオンギヤ５４４はシングルピニオンギヤである。

サンギヤ（Ｓ）５４２は、ＣＶＴ３００の出力軸に連結される。サンギヤ（Ｓ）５４２は、ピニオンギヤ５４４と係合する。リングギヤ（Ｒ）５４３は、車両の駆動軸６００に連結される。

本実施の形態に係るパワートレーンには、ブレーキ８４０、Ｃ１クラッチ８４１、Ｃ２クラッチ８４２の３つの摩擦係合要素が設けられる。ブレーキ８４０は、係合状態である場合において、キャリア（Ｃ）５４１を固定する。すなわち、キャリア（Ｃ）５４１の回転が制限される。

Ｃ１クラッチ８４１は、キャリア（Ｃ）５４１とサンギヤ（Ｓ）５４２とを連結する。Ｃ１クラッチ８４１が係合した場合、キャリア（Ｃ）５４１とサンギヤ（Ｓ）５４２との相対回転が制限される。すなわち、プラネタリギヤ５００の差動機能が制限される。

Ｃ２クラッチ８４２は、キャリア（Ｃ）５４１とギヤ（Ｂ）９００とを連結する。Ｃ２クラッチ８４２が係合した場合、キャリア（Ｃ）５４１とギヤ（Ｂ）９００とが一体的に回転する。

なお、本実施の形態において、Ｃ２クラッチ８４２が、前述の第１の発明における連結部材に対応する。ブレーキ８４０が、前述の第４の発明における固定部材に対応する。

本実施の形態において、図１３の作動表に示す組合せで、ブレーキ８４０、Ｃ１クラッチ８４１およびＣ２クラッチ８４２が作動される。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係るパワートレーンを示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るパワートレーンにおける摩擦係合要素の作動表を示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係るパワートレーンを制御するＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 本発明の第１の実施の形態に係るパワートレーンを制御するＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。 低速モードにおけるプラネタリギヤの共線図を示す図である。 低速モードから高速モードに移行する際のプラネタリギヤの共線図を示す図である。 高速モードにおけるプラネタリギヤの共線図を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るパワートレーンを示す概略構成図である。 本発明の第３の実施の形態に係るパワートレーンを示す概略構成図である。 本発明の第３の実施の形態に係るパワートレーンにおける摩擦係合要素の作動表を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るパワートレーンを示す概略構成図である。 本発明の第４の実施の形態に係るパワートレーンにおける摩擦係合要素の作動表を示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、３００ ＣＶＴ、３０２ プライマリプーリ、３０４ セカンダリプーリ、３０６ 金属ベルト、４００ ＭＧ、５００ プラネタリギヤ、５０１ リングギヤ（Ｒ）、５０２ キャリア（Ｃ）、５０３ サンギヤ（Ｓ）、５０４ ピニオンギヤ、５３０ プラネタリギヤ、５３１ キャリア（Ｃ）、５３２ リングギヤ（Ｒ）、５３３ サンギヤ（Ｓ）、５３４ ピニオンギヤ、５４０ プラネタリギヤ、５４１ キャリア（Ｃ）、５４２ サンギヤ（Ｓ）、５４３ リングギヤ（Ｒ）、５４４ ピニオンギヤ、６００ 駆動軸、７００ ＥＣＵ、７０２ 車速センサ、７１０ エンジン制御部、７１２ ＣＶＴ制御部、７１４ ＭＧ制御部、７１６ 油圧制御部、８００，８３０，８４０ ブレーキ、８０１，８３１，８４１ Ｃ１クラッチ、８０２，８３２，８４２ Ｃ２クラッチ、８０３ Ｃ３クラッチ、９００ ギヤ（Ｂ）、９０２ ギヤ（Ａ）。

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関に連結される変速機と、
   前記変速機の出力軸に連結される電動機と、
   前記変速機を介さずに前記内燃機関に連結される第１の回転要素、前記変速機の出力軸に連結される第２の回転要素および車両の駆動軸に連結される第３の回転要素を有する遊星歯車機構と、
   前記内燃機関と前記第１の回転要素とを遮断した状態および前記内燃機関と前記第１の回転要素とを連結した状態のいずれか一方の状態をとり得る連結部材とを含む、車両のパワートレーン。
2. 前記連結部材は、車速が予め定められた車速より低い場合に前記内燃機関と前記第１の回転要素とを遮断し、車速が前記予め定められた車速以上である場合に前記内燃機関と前記第１の回転要素とを連結するように制御される、請求項１に記載の車両のパワートレーン。
3. 前記パワートレーンは、
   前記内燃機関に連結される発電機と、
   前記内燃機関および前記変速機を遮断する遮断部材とをさらに含む、請求項１または２に記載の車両のパワートレーン。
4. 前記パワートレーンは、前記車両の後進時において前記第１の回転要素を固定する固定部材をさらに含み、
   前記連結部材は、前記車両の後進時において前記内燃機関と前記第１の回転要素とを遮断するように制御される、請求項１〜３のいずれかに記載の車両のパワートレーン。
5. 前記変速機は、無段変速機である、請求項１〜４のいずれかに記載の車両のパワートレーン。
6. 前記変速機は、予め定められた間隔ごとにギヤ比が変化する変速機である、請求項１〜４のいずれかに記載の車両のパワートレーン。

Images