JP2011098635A

JP2011098635A - 車載動力伝達システム

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Publication number: JP2011098635A
Application number: JP2009254231A
Authority: JP
Inventors: Eitaro Tanaka; 田中　　栄太郎; Takahiro Narita; 隆大成田; Tetsuya Nagata; 哲也永田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2009-11-05
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: US20130288851A1; US20110106359A1; EP2319718A2; EP2319718A3; JP4947124B2; US8702545B2; EP2319718B1; US8496553B2

Abstract

【課題】回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイール３０、エンジン１０、およびオルタネータ３２の動力を分割するための動力分割機構２４を備えるものにあって、フライホイールに蓄えられた回転エネルギを電気エネルギに適切に変換することが困難となるおそれがあること。
【解決手段】エンジン１０と動力分割機構２４を構成する遊星歯車機構のキャリアＣとの間には、これらの機械的な連結を解除するクラッチ２０と、キャリアＣの回転を禁止するロック機構２２とが設けられている。車両走行中にフライホイール３０の回転エネルギをオルタネータ３２によって電気エネルギに変換する際には、クラッチ２０が解除され、キャリアＣがロック機構２２によってロックされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイール、内燃機関、および回転電機の動力を分割するための動力分割機構を備える車載動力伝達システムに関する。

この種の動力伝達システムとしては、例えば下記特許文献１に見られるように、駆動輪に連結された変速装置および内燃機関間の回転軸の動力と、フライホイールの動力と、発電機の動力とが遊星歯車機構によって分割されるものも提案されている。これによれば、駆動輪の回転力を変速装置を介してフライホイールや発電機に蓄えることができる。

国際公開第２００９／０１０８１９号

ただし、上記システムの場合、車両走行時において、フライホイールに蓄えられた回転エネルギを発電機によって電気エネルギに変換してバッテリを充電しようとしても、駆動輪の回転速度の影響を受けるため、充電を適切に行なうことができなくなるおそれがあった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイール、内燃機関、および回転電機の動力を分割するための動力分割機構を備えるものにあって、フライホイールに蓄えられた回転エネルギを電気エネルギにより好適に変換することのできる車載動力伝達システムを提供することにある。より大きくは、本発明の目的は、回生エネルギをより好適に利用することのできる車載動力伝達システムを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイール、内燃機関、および回転電機の動力を分割するための動力分割機構を備える車載動力伝達システムにおいて、前記内燃機関と車両の駆動輪との間で動力の伝達がなされる状況下、前記動力分割機構を介して前記フライホイールの回転エネルギを前記回転電機に伝達する際に前記フライホイールおよび前記回転電機と前記内燃機関および前記駆動輪との間の動力の伝達を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、遮断手段を備えるために、内燃機関と駆動輪との間で動力の伝達がなされる状況下、動力分割機構を介してフライホイールの回転エネルギを回転電機に伝達させる際に、内燃機関や駆動輪の回転速度による制約を受けないようにすることができる。このため、フライホイールの回転エネルギを電気エネルギにより好適に変換することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記動力分割機構は、前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれに機械的に連結される各別の回転体である第１の回転体、第２の回転体および第３の回転体を備えて且つ、これらの３つの回転体のトルクが互いに比例関係を有するものであり、前記遮断手段は、前記内燃機関と前記第２の回転体との機械的な連結を解除するクラッチを備え、前記第２の回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、第１〜第３の回転体のトルクが互いに比例関係を有するため、上記クラッチが解除状態とされる場合には、第１〜第３の回転体を介して動力を伝達することができない。上記発明では、この点に鑑み制限手段を備えることで第２の回転体にトルクを付与することが可能となり、ひいては第１の回転体および第３の回転体間で回転エネルギの伝達が可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記動力分割機構のうち前記フライホイールに機械的に連結される回転体と前記フライホイールとの機械的な連結を解除するクラッチを更に備えることを特徴とする。

上記発明では、フライホイールとの機械的な連結を解除するクラッチを備えることで、動力分割機構とフライホイールとの間の動力の伝達を遮断することができる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記動力分割機構は、前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれに機械的に連結される各別の回転体である第１の回転体、第２の回転体および第３の回転体を備えて且つ、これらの３つの回転体のトルクが互いに比例関係を有するものであり、前記第１の回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、第１〜第３の回転体のトルクが互いに比例関係を有するため、上記フライホイールと第１の回転体との連結が解除される場合には、第１〜第３の回転体を介して動力を伝達することができない。上記発明では、この点に鑑み制限手段を備えることで第１の回転体にトルクを付与することが可能となり、ひいては第２の回転体および第３の回転体間の動力伝達が可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記動力分割機構は、前記フライホイールに機械的に連結される回転体を備え、該回転体と前記フライホイールとは、前記フライホイールに機械的に連結される回転体の回転速度を増速する手段を介して機械的に連結されていることを特徴とする。

上記発明では、フライホイールに機械的に連結される上記回転体の回転速度よりもフライホイールの回転速度を高速化することができるため、同一の回転エネルギをフライホイールに蓄える場合、増速する手段を備えない場合と比較してフライホイールを小型化することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記動力分割機構は、前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれに機械的に連結される各別の回転体である第１の回転体、第２の回転体および第３の回転体を備えて且つ、これらの３つの回転体のトルクが互いに比例関係を有するものであり、前記第３の回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする。

第１〜第３の回転体のトルクが互いに比例関係を有する場合、回転電機を駆動しない状況下にあっては、第１の回転体および第２の回転体間の動力伝達ができなくなるおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、制限手段を備えることで、回転電機を駆動しない場合であっても第３の回転体にトルクを付与することが可能となり、ひいては第１の回転体および第２の回転体間の動力伝達が可能となる。

請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記第３の回転体の回転を制限する制限手段から出力される熱エネルギを回収する熱エネルギ回収手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、第３の回転体が回転している際に制限手段を用いて回転を制限する場合に生じた熱エネルギを回収することでエネルギ利用効率を向上させることができる。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記動力分割機構は、前記回転電機に機械的に連結される回転体を備えて且つ、該回転体には、前記回転電機とは別に、車載補機が更に機械的に連結されていることを特徴とする。

上記発明では、回転電機に機械的に連結される回転体を、車載補機の駆動源とすることができる。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の発明において、前記車載補機には、前記フライホイールのハウジング内部を減圧するための減圧手段が含まれることを特徴とする。

上記発明では、減圧手段を駆動することで、フライホイールの回転エネルギの蓄積量を増加させたり、回転エネルギの減衰を抑制したりすることができる。

請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記回転電機がオルタネータであることを特徴とする。

上記発明では、動力分割機構を備えることで、車載主機を内燃機関のみとする通常の車両におけるエネルギ利用効率を向上させることができる。

請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記動力分割機構は、前記回転電機としてのオルタネータが機械的に連結される回転体を備え、該回転体には、前記オルタネータに加えてスタータが機械的に連結されていることを特徴とする。

上記発明では、スタータを稼動させることで、オルタネータが機械的に連結される回転体の入力回転エネルギを正とすることができる。

請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発明において、前記内燃機関の回転軸のうち駆動輪との接続側ではない側が前記動力分割機構に機械的に連結されていることを特徴とする。

上記発明では、内燃機関および駆動輪間と動力分割機構とを機械的に連結させる場合と比較して構成を簡素化することができる。

請求項１３記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発明において、前記内燃機関と駆動輪との機械的な連結経路と前記動力分割機構とが機械的に連結されていることを特徴とする。

上記発明では、内燃機関を介すことなく回生エネルギをフライホイール等に伝達させることができる。

請求項１４記載の発明は、請求項１２または１３記載の発明において、前記内燃機関と前記駆動輪との間に入力側および出力側間の変速比を可変とする変速装置が備えられていることを特徴とする。

請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記動力分割機構は、サンギア、キャリア、およびリングギアの３つの回転体を備える遊星歯車機構を備え、前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれには、前記遊星歯車機構の前記３つの回転体が割り振られていることを特徴とする。

以下の発明は、パラレルシリーズハイブリッド車における回生エネルギの利用効率が必ずしも高くないという課題を解決するためのものである。

請求項１６記載の発明は、第１の回転電機、駆動輪、および内燃機関の動力を分割して且つ、前記第１の回転電機に機械的に連結される回転体、前記駆動輪に機械的に連結される回転体および前記内燃機関に機械的に連結される回転体を各別に備える第１動力分割機構と、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイール、第２の回転電機、および前記第１動力分割機構の動力を分割して且つ、前記フライホイールに機械的に連結される回転体、前記第２の回転電機に機械的に連結される回転体および前記第１動力分割機構の備える回転体に機械的に連結される回転体を各別に備える第２動力分割機構とを備えることを特徴とする。

上記発明では、第２動力分割機構やフライホイールを備えることで、第２動力分割機構を第２の回転電機に代える場合と比較して、回生エネルギを力学的エネルギのまま蓄えることができることから、回生エネルギの利用効率を向上させることができる。

請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の発明において、前記第１動力分割機構の前記３つの回転体のトルクは、互いに比例関係を有し、前記内燃機関に機械的に連結される回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする。

内燃機関を停止させると、第１動力分割機構の上記３つの回転体のトルクが互いに比例関係にあるため、これら３つの回転体にトルクが加わらず、動力を伝達することができなくなる。上記発明では、この点に鑑み、制限手段を備えることで、内燃機関を停止させても内燃機関に機械的に連結される回転体にトルクを加えることが可能となり、ひいてはこれら３つの回転体を介した動力伝達が可能となる。

請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の発明において、車両の減速回生時において、前記フライホイールと前記第２の回転電機との間で動力循環が生じる場合、前記制限手段により前記内燃機関に機械的に連結される回転体の回転を制限した状態で前記第１の回転電機による発電制御を行なうことを特徴とする。

上記発明において、第２の回転電機とフライホイールとの間で動力循環が生じる場合には、回生制御のエネルギ効率が低下する。この点、上記発明では、こうした状況下、第１の回転電機によって発電制御を行う。ただし、この際、内燃機関が停止状態とされると、第１動力分割機構を介してトルクを伝達することができなくなるおそれがある。そこで上記発明では、制限手段を用いることで内燃機関と機械的に連結される回転体にトルクを付与することが可能となり、ひいては動力分割機構を介した動力の伝達が可能となる。

なお、上記発明において、前記第２動力分割機構は、サンギア、キャリア、およびリングギアの３つの回転体を備える遊星歯車機構を備えて且つ、前記サンギアおよび前記リングギアに前記フライホイールおよび前記第２の回転電機が割り振られており、車両の減速回生時において、前記サンギア、キャリアおよびリングギアの回転速度を共線図に表現した場合に前記フライホイールに対応する回転速度を正として前記第２の回転電機の回転速度が規定値以下でないことを条件に、前記第２の回転電機を駆動することを特徴としてもよい。

請求項１９記載の発明は、請求項１７または１８記載の発明において、前記内燃機関の動力を用いることなく車両を走行させる状況下、前記フライホイールの回転速度に基づき、前記第２の回転電機を駆動するか否かを決定する決定手段を備えることを特徴とする。

フライホイールの回転速度が小さい場合、フライホイールと第２の回転電機とによって車両を走行させることには、困難が生じたり不都合が生じたりするおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、第２の回転電機の駆動の有無を決定する。

なお、上記発明において、前記第２動力分割機構は、サンギア、キャリア、およびリングギアの３つの回転体を備える遊星歯車機構を備えて且つ、前記サンギアおよび前記リングギアに前記フライホイールおよび前記第２の回転電機が割り振られていることを特徴としてもよい。

請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の発明において、前記決定手段は、前記第２の回転電機と前記フライホイールとの間で動力循環が生じると判断される場合、前記第２の回転電機を駆動しないことを決定することを特徴とする。

上記発明において、第２の回転電機とフライホイールとの間で動力循環が生じる場合には、回生制御のエネルギ効率が低下する。この点、上記発明では、決定手段によってこうした事態が生じることを抑制または回避することができる。

なお、上記発明において、前記第２動力分割機構は、サンギア、キャリア、およびリングギアの３つの回転体を備える遊星歯車機構を備えて且つ、前記サンギアおよび前記リングギアに前記フライホイールおよび前記第２の回転電機が割り振られており、前記内燃機関の動力を用いることなく車両を走行させる状況下、前記サンギア、キャリアおよびリングギアの回転速度を共線図に表現した場合に前記フライホイールに対応する回転速度を正として前記第２の回転電機の回転速度が規定値以下でないことを条件に、前記第２の回転電機を駆動することを特徴としてもよい。

請求項２１記載の発明は、請求項１９または２０記載の発明において、前記第１動力分割機構の前記３つの回転体のトルクは、互いに比例関係を有し、前記決定手段により前記第２の回転電機を駆動しないことが決定される場合、前記制限手段により前記内燃機関に機械的に連結される回転体の回転を制限しつつ前記第１の回転電機による力行制御を行なうことを特徴とする。

上記発明では、内燃機関が停止状態とされると第１動力分割機構を介してトルクを伝達することができなくなるおそれがあることに鑑み、制限手段を用いることで内燃機関と機械的に連結される回転体にトルクを付与することが可能となり、ひいては動力分割機構を介した動力の伝達が可能となる。

請求項２２記載の発明は、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の発明において、前記フライホイールに機械的に連結される回転体と前記フライホイールとの機械的な連結を解除するクラッチを更に備えることを特徴とする。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。同実施形態にかかる動力分割機構が備える回転体の回転速度の共線図。第２の実施形態にかかるシステム構成図。第３の実施形態にかかるシステム構成図。第４の実施形態にかかるシステム構成図。第５の実施形態にかかるシステム構成図。第６の実施形態にかかるシステム構成図。第７の実施形態にかかるシステム構成図。同実施形態にかかる動力分割機構が備える回転体の回転速度の共線図。同実施形態にかかる回生制御時の共線図。同実施形態にかかる回生制御の処理手順を示す流れ図。同実施形態にかかるＥＶ走行時の共線図。同実施形態にかかるＥＶ走行時の処理手順を示す流れ図。同実施形態にかかる動力分割機構が備える回転体の回転速度の共線図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる車載動力伝達システムを車載主機として内燃機関のみを搭載する車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１（ａ）に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。

図示されるように、エンジン１０は、車載主機としての内燃機関である。エンジン１０のクランク軸１０ａは、変速装置１２やディファレンシャル１４を介して駆動輪１６に機械的に連結されている。なお、クランク軸１０ａには、これに初期回転を付与する初期回転付与手段（スタータ１８）が設けられている。

エンジン１０のクランク軸１０ａのうち変速装置１２に連結されない側は、クラッチ２０およびロック機構２２を介して動力分割機構２４に機械的に連結されている。ここで、動力分割機構２４は、互いに連動して回転する回転体であって且つ、エンジン１０、フライホイール３０およびオルタネータ３２間の動力を分割する複数の動力分割用回転体を備える。詳しくは、動力分割機構２４は、１つの遊星歯車機構によって構成されており、そのサンギアＳにフライホイール３０が機械的に連結され、キャリアＣにエンジン１０が機械的に連結され、リングギアＲにオルタネータ３２が機械的に連結されている。なお、図１（ｂ）に、動力分割機構２４の断面構成等を示す。

上記フライホイール３０は、入力される回転エネルギを運動エネルギのまま蓄えるエネルギ蓄積手段である。オルタネータ３２は、スタータ１８等の車載補機の電源としての機能や補機バッテリ３６を充電する機能等を有する発電手段である。クラッチ２０は、エンジン１０と動力分割機構２４（キャリアＣ）との機械的な連結を解除することで、エンジン１０と動力分割機構２４（キャリアＣ）との間の動力伝達を遮断する遮断手段である。ロック機構２２は、エンジン１０に機械的に連結される回転体（キャリアＣ）の回転を禁止するための機構である。ロック機構２６は、フライホイール３０に機械的に連結される回転体（サンギアＳ）の回転を禁止する機構である。クラッチ２８は、フライホイール３０と動力分割機構２４（サンギアＳ）との機械的な連結を解除することで、フライホイール３０と動力分割機構２４（サンギアＳ）との間の動力伝達を遮断する遮断手段である。

制御装置３４は、車両を制御対象とする制御装置である。詳しくは、エンジン１０、スタータ１８、クラッチ２０、ロック機構２２、ロック機構２６、クラッチ２８およびオルタネータ３２等を操作することで、車両の駆動力等を制御する。

図２に、制御装置３４によって実現される動力分割機構２４の３つの回転体（サンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲ）の回転速度の共線図を、エンジン１０の回転速度とともに示す。なお、矢印は、トルクの向きを示すものである。トルクの向きは、回転速度と同様、図中上側を正としており、これにより、動力分割機構２４にエネルギが入力される場合の回転エネルギを正と定義している。以下、図２（ａ）〜図２（ｆ）の順に説明していく。

図２（ａ）：車両の停止時
車両停止時であってフライホイール３０に回転エネルギが十分ある場合（i）には、この回転エネルギをオルタネータ３２によって電気エネルギに変換して補機バッテリ３６に入力させる。この際、エンジン１０は、停止状態とされており、先の図１に示したクラッチ２０は遮断状態である。このため、ロック機構２２によってキャリアＣの回転を禁止している。これは、キャリアＣにトルクを付与するための処理である。すなわち、遊星歯車機構のサンギアＳのトルクＴｓ、キャリアＣのトルクＴｃおよびリングギアＲのトルクＴｒの関係は、リングギアＲのギア数Ｚｒに対するサンギアＳのギア数Ｚｓの比ρ（Ｚｓ／Ｚｒ）を用いて、以下の式（ｃ１）、（ｃ２）にて表現される。

Ｔｒ＝−Ｔｃ／（１＋ρ） …（ｃ１）
Ｔｓ＝−ρＴｃ／（１＋ρ） …（ｃ２）
このため、ロック機構２２をロックしない場合には、キャリアＣのトルクＴｃがゼロとなることから、リングギアＲおよびサンギアＳにトルクが付与されない。そしてこの場合には、リングギアＲおよびサンギアＳ間で動力を伝達することができなくなる。これに対し、ロック機構２２によってキャリアＣをロックすることで、オルタネータ３２がリングギアＲに付与するトルクによってフライホイール３０からオルタネータ３２へと伝達される回転エネルギを制御することができる。ちなみに、サンギアＳ，キャリアＣおよびリングギアＲの回転速度は一直線上に並ぶため、キャリアＣの回転速度をゼロに固定する場合、フライホイール３０（サンギアＳ）の回転速度によってオルタネータ３２（リングギアＲ）の回転速度が一義的に定まる。

一方、車両の停止時であってフライホイール３０の回転速度がゼロである場合（ii）には、動力分割機構２４の３つの回転体は、すべて停止状態となる。

図２（ｂ）：エンジン１０の始動時
エンジン１０の始動に際してフライホイール３０の回転エネルギが十分である場合（i）には、スタータ１８を用いることなく、フライホイール３０の回転エネルギを利用してエンジン１０のクランク軸１０ａに初期回転を付与する。この際オルタネータ３２を発電制御する。これは、上記の式（ｃ１）、（ｃ２）の関係より、動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とするための処理である。

これに対し、エンジン１０の始動に際してフライホイール３０の回転エネルギが不十分である場合（ii）には、スタータ１８によってエンジン１０を始動させる。この際、オルタネータ３２による発電は行なわない。このため、動力分割機構２４を介した動力伝達はなされない。なお、この際、クラッチ２８を解除状態として且つロック機構２６によってサンギアＳをロックする。これは、クラッチ２８を締結する際にその入力側と出力側との回転速度の相違が大きくなることを回避するためのものである。なお、クラッチ２８を締結状態として且つロック機構２６を解除状態としてもよい。

図２（ｃ）：発進・軽負荷走行時（ＥＶ走行）
フライホイール３０に回転エネルギが十分にある場合（i）、エンジン１０を使用せずフライホイール３０の回転エネルギを利用して走行する。この際、オルタネータ３２の発電制御を行なうことでリングギアＲにトルクが付与されることから、動力分割機構２４を介した動力伝達が可能となる。

これに対し、フライホイール３０の回転エネルギが不十分である場合（ii）には、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ３２の発電制御を行いつつ、エンジン１０の駆動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、エンジン１０の回転エネルギがフライホイール３０に供給されることを回避した状態で動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とし、ひいてはオルタネータ３２の発電制御を可能とするための設定である。これに対し、ロック機構２６を用いない場合には、エンジン１０の回転エネルギの一部がフライホイール３０に供給されることとなる。なお、オルタネータ３２の発電制御を停止している場合には、ロック機構２６によるサンギアＳのロック処理を行わなくてもよい。これは、動力分割機構２４を介した動力伝達が不可能となるためである。

図２（ｄ）：定常走行時
フライホイール３０に回転エネルギを蓄える場合（i）、エンジン１０を駆動しつつオルタネータ３２を発電させる。ここでオルタネータ３２の発電は、エンジン１０の回転エネルギを動力分割機構２４を介してフライホイール３０に伝達させるために不可欠である。

これに対し、フライホイール３０へのエネルギの蓄積およびフライホイール３０からのエネルギの放出のいずれも行なわない場合（ii）、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ３２の発電制御を行いつつ、エンジン１０の駆動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、エンジン１０の回転エネルギがフライホイール３０に供給されることを回避した状態で動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とし、ひいてはオルタネータ３２の発電制御を可能とするための設定である。なお、オルタネータ３２の発電制御を停止している場合には、ロック機構２６によるサンギアＳのロック処理を行わなくてもよい。これは、動力分割機構２４を介した動力伝達が不可能となるためである。

また、エンジン１０の駆動力によって車両を走行させた状態でフライホイール３０のエネルギをオルタネータ３２によって電気エネルギに変換する場合（iii）、ロック機構２２によってキャリアＣをロックしつつオルタネータ３２による発電制御を行なう。この際、クラッチ２０を解除状態とすることで、エンジン１０側と動力分割機構２４側との動力伝達を遮断する。ここで、ロック機構２２によってキャリアＣをロックするのは、フライホイール３０の回転エネルギを動力分割機構２４を介してオルタネータ３２に伝達可能とするための設定である。

図２（ｅ）：加速時
エンジン１０の回転エネルギに加えてフライホイール３０の回転エネルギを利用する場合（i）、オルタネータ３２の発電制御を行なう。ここで、オルタネータ３２の発電制御は、フライホイール３０の回転エネルギを動力分割機構２４を介して伝達させるうえで必要である。

これに対し、フライホイール３０の回転エネルギを利用しない場合（ii）、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ３２の発電制御を行いつつ、エンジン１０の回転エネルギで走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、動力分割機構２４を介したエネルギの伝達を可能とするための設定である。このため、オルタネータ３２の発電制御を停止する場合には、ロック機構２６によるロック制御を行なわなくてもよい。

図２（ｆ）：回生時
この場合、エンジン１０を停止させ、オルタネータ３２の発電制御を行なう。これにより、キャリアＣに入力された回転エネルギは、サンギアＳおよびリングギアＲのそれぞれからフライホイール３０およびオルタネータ３２のそれぞれに出力される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）エンジン１０と車両の駆動輪１６との間で動力の伝達がなされる状況下、動力分割機構２４を介してフライホイール３０からオルタネータ３２に回転エネルギを伝達する際（図２（ｄ），（iii））、動力分割機構２４とエンジン１０との間の動力の伝達を遮断するクラッチ２０を備えた。これにより、フライホイール３０の回転エネルギを電気エネルギにより好適に変換することができる。

（２）エンジン１０に機械的に連結される回転体（キャリアＣ）を固定するロック機構２２を備えた。これにより、クラッチ２０を解除状態とした場合であっても、動力分割機構２４を介した回転エネルギの伝達が可能となる。

（３）フライホイール３０に機械的に連結される回転体（サンギアＳ）とフライホイール３０との機械的な連結を解除するクラッチ２８を備えた。これにより、動力分割機構２４とフライホイール３０との間の動力の伝達を遮断することができる。

（４）フライホイール３０に機械的に連結される回転体（サンギアＳ）を固定するロック機構２６を備えた。これにより、クラッチ２８を解除状態とした場合であっても、動力分割機構２４を介した動力の伝達が可能となる。

（５）エンジン１０のクランク軸１０ａのうち駆動輪１６との接続側ではない側を動力分割機構２４に機械的に連結した。これにより、エンジン１０および駆動輪１６間と動力分割機構２４とを機械的に連結させる場合と比較して構成を簡素化することができる。

（６）動力分割機構２４に機械的に連結される回転電機をオルタネータ３２とし、動力分割機構２４を備えた。これにより、車載主機をエンジン１０のみとする通常の車両におけるエネルギ利用効率を向上させることができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図３に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図３において、先の図１に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、スタータ１８を、リングギアＲに機械的に連結する。これにより、フライホイール３０の回転エネルギを利用することなくエンジン１０を始動させる場合、ロック機構２６によってサンギアＳをロックさせた状態でスタータ１８を起動しエンジン１０に初期回転を付与することができる。ちなみに、リングギアＲおよびキャリアＣの回転速度は、図２（ｂ）（ii）に示したものと同様となる。

以上詳述した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の上記（１）〜（６）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（７）オルタネータ３２に機械的に連結される回転体（リングギアR）にスタータ１８を機械的に連結した。これにより、スタータ１８を稼動させることで、オルタネータ３２が機械的に連結される回転体の入力回転エネルギを正とすることができるため、回生時においてリングギアRが取りうる回転速度領域を拡大することなどにより、エネルギ利用効率を向上させることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図４に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図４において、先の図１に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、動力分割機構２４とフライホイール３０との間に、動力分割機構２４側の回転速度を増大させてフライホイール３０側に出力する増速機構４０を備えた。ここで、増速機構４０は、１つの遊星歯車機構にて構成されており、そのキャリアＣが動力分割機構２４側に機械的に連結され、サンギアＳがフライホイール３０側に機械的に連結されている。そして、リングギアＲは固定されている。

（８）フライホイール３０に機械的に連結される回転体（リングギアＲ）とフライホイール３０との間に、増速機構４０を介在させた。これにより、同一のエネルギをフライホイール３０に蓄える場合に増速機構４０を備えない場合と比較してフライホイール３０を小型化することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図５において、先の図１に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、エンジン１０と変速装置１２とを連結する回転軸に動力分割機構２４を機械的に連結する。すなわち、動力分割機構２４によって、エンジン１０および駆動輪１６間の動力と、フライホイール３０の動力と、オルタネータ３２の動力とを分割する。さらに、クラッチ２０に加えて、エンジン１０と変速装置１２との機械的な連結を解除するクラッチ４２を備える。

（９）エンジン１０と駆動輪１６との間に動力分割機構２４を機械的に連結した。これにより、エンジン１０を介すことなく回生エネルギをフライホイール３０やオルタネータ３２に伝達させることができる。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図６において、先の図１に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、オルタネータ３２が機械的に連結される回転体（リングギアＲ）に、さらにオルタネータ３２以外の車載補機を機械的に連結する。詳しくは、車載空調装置のコンプレッサ４４と、真空ポンプ４５とを機械的に連結する。ここで、真空ポンプ４５は、クラッチ４６を介してリングギアＲに機械的に連結される。真空ポンプ４５は、フライホイール３０が周囲の気体から受ける抵抗を低減すべく、フライホイール３０のハウジングと回転体との間の空間の圧力を減圧するものである。

こうした構成によれば、回生エネルギが大きいにもかかわらずオルタネータ３２のトルクの制約から回生エネルギを十分に動力分割機構２４に伝達させることができない場合等において、オルタネータ３２がリングギアＲに付与するトルクを真空ポンプ４５等によってアシストすることができる。このため、フライホイール３０に入力される単位時間当たりの回転エネルギを増大させることができる。

なお、回生エネルギを回収するうえでリングギアＲに付与することが要求されるトルクがオルタネータ３２の最大トルク以下である場合等においては、クラッチ４６を解除状態とし、動力分割機構２４から真空ポンプ４５への動力伝達を遮断してもよい。

（１０）オルタネータ３２に機械的に連結される回転体（リングギアＲ）に、オルタネータ３２以外の車載補機を機械的に連結した。これにより、リングギアＲを、車載補機の駆動源とすることができる。

（１１）車載補機に、フライホイール３０のハウジング内部を減圧するための真空ポンプ４５を含めた。これにより、回生エネルギをより好適に蓄積することができる。

（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図７に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図７において、先の図１に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では動力分割機構２４のうちのオルタネータ３２に機械的に連結される回転体（リングギアＲ）にトルクを負荷するトルク付加機構４７を備える。さらに、トルク付加機構４７がリングギアＲにトルクを負荷する際に生じる熱エネルギをエンジン１０の冷却系によって回収する。なお、トルク付加機構４７は、例えば摩擦板などのブレーキ等で容易に構成することができる。

（１２）オルタネータ３２に機械的に連結される回転体（リングギアＲ）にトルクを付加するトルク付加機構４７を備えた。これにより、補機バッテリ３６が満充電となるなど、オルタネータ３２の発電制御ができない状況下において、回生エネルギをフライホイール３０に選択的に供給することができる。

（１３）トルク付加機構４７の熱エネルギを冷却系によって回収した。これにより、例えば回生制御中にオルタネータ３２の発電制御を停止し、これに機械的に連結される回転体（リングギアＲ）の回転を止める側にトルク付加機構４７によってトルクを付加する場合等に生じる大きな熱エネルギを有効利用することができる。なお、この熱エネルギは、例えば車両の暖房に用いることができる。

（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図８（ａ）に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図８において、先の図１に示した部材に対応する部材については便宜上同一の符号を付している。

本実施形態では、パラレルシリーズハイブリッド車においてフライホイール３０を新たに搭載することで、回収された回転エネルギを電気エネルギに変換することなく回転エネルギとして利用する機会を設ける。

図８（ａ）に示されるように、第１動力分割機構５４には、エンジン１０、第１モータジェネレータ５０ａおよび第２動力分割機構５８が機械的に連結されている。詳しくは、動力分割機構５４は、１つの遊星歯車機構よりなり、そのサンギアＳに第１モータジェネレータ５０ａが機械的に連結され、キャリアＣにロック機構５６を介してエンジン１０が機械的に連結され、リングギアＲに第２動力分割機構５８が機械的に連結されている。また、リングギアＲには、ディファレンシャル１４を介して駆動輪１６が機械的に連結されている。

第２動力分割機構５８には、第１動力分割機構５４に加えて、第２モータジェネレータ５０ｂおよびフライホイール３０が機械的に連結されている。詳しくは、第２動力分割機構５８は、１つの遊星歯車機構からなり、そのサンギアＳにクラッチ６０および増速機構４０を介してフライホイール３０が機械的に連結され、キャリアＣに第１動力分割機構５４が機械的に連結され、リングギアＲに第２モータジェネレータ５０ｂが機械的に連結されている。図８（ｂ）に、第１動力分割機構５４や第２動力分割機構５８等の断面構成を示す。

上記第１モータジェネレータ５０ａおよび第２モータジェネレータ５０ｂは、それぞれインバータ５２ａ，５２ｂを介して高電圧バッテリ７０に電気的に接続されている。ここで、高電圧バッテリ７０は、その端子電圧が、補機バッテリ３６の電圧（例えば数Ｖ〜十数Ｖ）よりも高電圧（例えば数百Ｖ）であるものである。そして、制御装置３４では、インバータ５２ａ，５２ｂを操作することで、第１モータジェネレータ５０ａおよび第２モータジェネレータ５０ｂの制御量を制御する。ちなみに、第１モータジェネレータ５０ａ、第２モータジェネレータ５０ｂ、インバータ５２ａ，５２ｂ、および高電圧バッテリ７０は、車載低電圧システムから絶縁された車載高電圧システムを構成している。このため、制御装置３４は、フォトカプラ等の絶縁手段を介してインバータ５２ａ，５２ｂを操作する。

ここで、第２動力分割機構５８、フライホイール３０および第２モータジェネレータ５０ｂは、回転エネルギを電気エネルギに変換することなく蓄えることを可能とするための機械的回生システムＭＲＳである。このシステムを、第２モータジェネレータ５０ｂに置き換えることで、従来のパラレルシリーズハイブリッド車となる。

図９に、制御装置３４によって実現される第１動力分割機構５４および第２動力分割機構５８のそれぞれの３つの回転体（サンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲ）の回転速度の共線図を示す。なお、矢印は、トルクの向きを示すものである。トルクの向きは、回転速度と同様、図中上側を正としており、これにより、動力分割機構２４にエネルギが入力される場合の回転エネルギを正と定義している。

車両停止時
この場合、第１動力分割機構５４の回転体は停止している。一方、フライホイール３０に回転エネルギが蓄えられ、その回転速度がゼロでないため、第２モータジェネレータ５０ｂは非駆動状態であるにもかかわらずその回転速度もゼロではない。これは、第２動力分割機構５８のサンギアＳ，キャリアＣおよびリングギアＲの回転速度が共線図において一直線上に並ぶこと、および駆動輪１６に機械的に連結される回転体（キャリアＣ）の回転速度がゼロとされることのためである。

発進・軽負荷走行時（ＥＶ走行）
この場合、第１モータジェネレータ５０ａおよびエンジン１０は非駆動状態とされ、第１動力分割機構５４は回転エネルギの伝達に寄与しない。ここでは、第２モータジェネレータ５０ｂが電動機となり、その回転エネルギとフライホイール３０の回転エネルギとによって、駆動輪１６に回転エネルギが付与される。

定常走行時
ここでは、エンジン１０を駆動し、第１モータジェネレータ５０ａを発電機、第２モータジェネレータ５０ｂを電動機として機能させる。ここで、第２モータジェネレータ５０ｂのトルクによって、フライホイール３０から駆動輪１６へと供給される単位時間当たりの回転エネルギ量を制御することができる。なお、第１モータジェネレータ５０ａの回転速度を共線図において負の領域とすることで、第１モータジェネレータ５０ａを電動機とすることもできる。

加速時
ここでも、エンジン１０を駆動し、第１モータジェネレータ５０ａを発電機、第２モータジェネレータ５０ｂを電動機として機能させる。ここでは、駆動輪１６は、主にエンジン１０によって駆動されることとなるが、状況に応じて第２モータジェネレータ５０ｂやフライホイール３０によってアシストされる。なお、第２モータジェネレータ５０ｂの出力が大きくなるほど、高電圧バッテリ７０の電力消費を補うべく、第１モータジェネレータ５０ａの発電量を増量することが望ましい。

回生時
ここでは、第１モータジェネレータ５０ａおよびエンジン１０は非駆動状態とされ、第１動力分割機構５４は回転エネルギの伝達に寄与しない。ここでは、第２モータジェネレータ５０ｂと、フライホイール３０とが、回生エネルギを回収する。

このように、本実施形態では、回生エネルギを第２モータジェネレータ５０ｂによって電気エネルギに変換するのに加えて、フライホイール３０によって回転エネルギのまま蓄積する。このため、その後の発進時等において、フライホイール３０の回転エネルギを駆動力として利用することで、回生エネルギの利用効率を向上させることができる。

これは、第２モータジェネレータ５０ｂを機械的回生システムＭＲＳに置き換えたために実現したものである。ただし、機械的回生システムＭＲＳ内で動力循環が生じる場合には、エネルギのロスが増大し、エネルギ利用効率が低下する懸念が生じる。そこで本実施形態では、図１０〜図１３に示す処理を行なう。

図１０は、回生時の処理である。すなわち、回生制御が継続される場合、図１０（ａ）に示す状態から図１０（ｂ）に示す状態に移行する。回生制御が継続されると、フライホイール３０の回転速度が上昇する一方、第２モータジェネレータ５０ｂの回転速度が低下していくと考えられる。ここで、第２モータジェネレータ５０ｂの回転速度の符号が変化すると、第２モータジェネレータ５０ｂは、力行制御となる。このため、第２モータジェネレータ５０ｂの出力する回転エネルギがフライホイール３０に蓄えられる動力循環が生じる。

こうした事態を回避すべく、図１０（ｂ）に示すように、フライホイール３０の回転速度を正として、第２モータジェネレータ５０ｂの回転速度が規定速度ＮＬ以下となることで、第２モータジェネレータ５０ｂを非駆動状態とし、第１モータジェネレータ５０ａを回生制御する。ここで、第２モータジェネレータ５０ｂを非駆動状態とすることで、第２動力分割機構５８は動力伝達に寄与しなくなる。なお、この際、ロック機構５６によって第１動力分割機構５４のキャリアＣがロックされるが、これは、エンジン１０を非稼動状態としつつも、第１動力分割機構５４を介した動力伝達を可能とするための設定である。

図１１に、本実施形態にかかる回生制御の処理手順を示す。この処理は、制御装置３４によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、回生モードであるか否かを判断する。そして回生モードであると判断される場合、ステップＳ１２において、第２モータジェネレータ５０ｂの回転速度Ｎｍ２を検出する。続くステップＳ１４では、回転速度Ｎｍ２が規定速度ＮＬ以下であるか否かを判断する。この処理は、機械的回生システムＭＲＳ内で動力循環が生じ、これを用いたのではエネルギの利用効率が低下するか否かを判断するものである。なお、上記規定速度ＮＬは、ゼロ又は負の値に設定される。

そして規定速度ＮＬ以下でない場合には、ステップＳ１６に移行し、第１モータジェネレータ５０ａを駆動状態とし、フライホイール３０等によって回生エネルギを回収する。

これに対し、ステップＳ１４において規定速度ＮＬ以下であると判断される場合には、ステップＳ１８において、エンジン１０の回転速度Ｎｅを検出する。続くステップＳ２０では、回転速度Ｎｅがゼロであるか否かを判断する。そして、回転速度Ｎｅがゼロとなることで、ステップＳ２２に移行し、ロック機構５６をロックさせ第１モータジェネレータ５０ｂを回生制御させる。

なお、ステップＳ１０，Ｓ２０において否定判断される場合や、ステップＳ１６，Ｓ２４の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図１２は、エンジン１０を用いずに車両を走行させるＥＶ走行時を示す。ここで、第２モータジェネレータ５０ｂおよびフライホイール３０の回転エネルギを利用して車両を走行させると、これらの回転速度は図１２（ａ）に示す状態から図１２（ｂ）に示す状態へと推移する。車両を走行させることで、第２モータジェネレータ５０ｂやフライホイール３０の回転速度が低下していく。ここで、第２モータジェネレータ５０ｂの回転速度の符号が反転すると、第２モータジェネレータ５０ｂが回生制御となり、フライホイール３０の回転エネルギが第２モータジェネレータ５０ｂに供給される動力循環が生じる。

そこで、図１２（ｂ）に示すように、力行時の回転速度を正として、第２モータジェネレータ５０ｂの回転速度が規定速度Ｎｍｔｈ以下となる場合、第２モータジェネレータ５０ｂを非駆動状態とする。さらに、第１モータジェネレータ５０ａを力行制御することで、車両を駆動させる。

図１３に、上記処理の手順を示す。この処理は、制御装置３４によって例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、ＥＶ走行時であるか否かを判断する。そして、ＥＶ走行時であると判断される場合、ステップＳ３２において、フライホイール３０の回転速度Ｎｆを検出する。続くステップＳ３４では、回転速度Ｎｆが規定速度Ｎｆｔｈ以上であるか否かを判断する。この処理は、フライホイール３０の回転エネルギを車両の駆動エネルギとして利用することが可能か否かを判断するためのものである。そして規定速度Ｎｆｔｈ以上であると判断される場合、フライホイール３０の回転エネルギを車両の駆動エネルギとして利用可能と判断し、ステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６においては、第２モータジェネレータ５０ｂの回転速度Ｎｍ２を検出する。続くステップＳ３８においては、回転速度Ｎｍ２が規定速度Ｎｍｔｈ以下であるか否かを判断する。この処理は、第２モータジェネレータ５０ｂを駆動することでエネルギの利用効率が低下するか否かを判断するものである。そして、規定速度Ｎｍｔｈ以下でないと判断される場合、ステップＳ４０において、第２モータジェネレータ５０ｂを駆動し、フライホイール３０の回転エネルギを車両の駆動エネルギとして利用する。

これに対し、ステップＳ３８において規定速度Ｎｍｔｈ以下であると判断される場合、ステップＳ４２においてエンジン１０の回転速度Ｎｅを検出する。続くステップＳ４４では、回転速度Ｎｅがゼロであるか否かを判断する。そして、ゼロであると判断される場合、ステップＳ４６に移行し、ロック機構５６をロックさせる。次にステップＳ４８に移行し、第１モータジェネレータ５０ａによる力行制御を行なう。

なお、ステップＳ３０、Ｓ４４において否定判断される場合や、ステップＳ４０，Ｓ４８の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。

なお、本実施形態にかかる制御は、先の図９に示したもの等に限らず、例えば図１４に示すものもある。

図１４（ａ）は、車両停止時間が長い場合の処理である。この場合、フライホイール３０の回転エネルギが徐徐に減衰することを回避すべく、第２モータジェネレータ５０ｂを回生制御する。なお、第２動力分割機構５８のキャリアＣは、駆動輪１６がブレーキによって固定されるため固定されている。

図１４（ｂ）は、車両の停止時において、補機バッテリ３６や高電圧バッテリ７０の残存容量（ＳＯＣ）が少ない場合の制御である。この場合、エンジン１０を駆動状態とし、その回転エネルギを第１モータジェネレータ５０ａの回生制御によって回収する。なお、こうして回収されるエネルギは高電圧バッテリ７０を充電するものであるが、補機バッテリ３６の残存容量が少ない場合には、図示しない降圧コンバータを用いて高電圧バッテリ７０の電力を補機バッテリ３６に供給すればよい。

図１４（ｃ）は、フライホイール３０の回転エネルギが不十分である場合にエンジン１０を始動する制御である。この場合、第１モータジェネレータ５０ａを力行制御することで、エンジン１０のクランク軸１０ａに初期回転を付与する。

図１４（ｄ）は、車両の後退時の制御である。ここでは、エンジン１０を停止しロック機構５６によって第１動力分割機構５４のキャリアＣをロックした状態で第１モータジェネレータ５０ａを力行制御する。これにより、第１動力分割機構５４のリングギアＲの回転速度を駆動輪１６の後退側の速度とすることができる。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１４）第１モータジェネレータ５０ａおよび第２モータジェネレータ５０ｂとエンジン１０との動力を１つの遊星歯車機構によって分割するパラレルシリーズハイブリッド車における第２モータジェネレータ５０ｂを機械的回生システムＭＲＳに置換した。これにより、回生エネルギを力学的エネルギのまま蓄えることができることから、回生エネルギの利用効率を向上させることができる。

（１５）エンジン１０に機械的に連結される回転体（キャリアＣ）を固定するロック機構５６を備えた。これにより、エンジン１０を非稼動状態とした場合であっても、第１動力分割機構５４を介した動力伝達が可能となる。

（１６）フライホイール３０と第２モータジェネレータ５０ｂとの間で動力循環が生じる場合、第２モータジェネレータ５０ｂを停止させ、ロック機構５６によって第１動力分割機構５４のキャリアＣをロックした状態で第１モータジェネレータ５０ａによって回生制御を行った。これにより、エネルギ利用効率の低下を抑制することができる。

（１７）ＥＶ走行時、フライホイール３０の回転速度に基づき、第２モータジェネレータ５０ｂを駆動するか否かを決定した。これにより、フライホイール３０の回転エネルギを好適に利用することができる。

（１８）ＥＶ走行時、フライホイール３０と第２モータジェネレータ５０ｂとの間で動力循環が生じる場合、第２モータジェネレータ５０ｂを停止させ、ロック機構５６によって第１動力分割機構５４のキャリアＣをロックした状態で第１モータジェネレータ５０ａによって力行制御を行った。これにより、エネルギ利用効率の低下を抑制することができる。

（１９）フライホイール３０に機械的に連結される回転体（サンギアＳ）とフライホイール３０との機械的な連結を解除するクラッチ６０を備えた。これにより、第２動力分割機構５８とフライホイール３０との間の動力の伝達を遮断することができる。

（２０）フライホイール３０に機械的に連結される回転体（サンギアＳ）とフライホイール３０との間に、増速機構４０を介在させた。これにより、同一のエネルギをフライホイール３０に蓄える場合に増速機構４０を備えない場合と比較してフライホイール３０を小型化することができる。

（第１〜第６の実施形態特有の変形例）
＜動力分割機構２４とフライホイール３０との機械的な連結態様について＞
上記各実施形態では、フライホイール３０、エンジン１０、およびオルタネータ３２のそれぞれに動力分割機構２４を構成する遊星歯車機構のサンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲを機械的に連結したがこれに限らない。例えば、オルタネータ３２、エンジン１０、およびフライホイール３０のそれぞれに動力分割機構２４を構成する遊星歯車機構のサンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲを機械的に連結してもよい。
＜動力分割機構２４の構成について＞
動力分割機構２４としては、１つの遊星歯車機構によって構成されるものに限らない。例えば、先の図８に示した第１動力分割機構５４と第２動力分割機構５８とを備えて構成してもよい。この場合であっても、第１動力分割機構５４と第２動力分割機構５８との間にクラッチを備えるなら、上記第１の実施形態の上記（１）の効果等を得ることができる。また例えば、一対の遊星歯車機構のうちの一方のサンギア、キャリアおよびリングギアのいずれか２つと他方のサンギア、キャリアおよびリングギアのいずれか２つとが機械的に連結されるものであってもよい。この場合、共線図上において互いに相違する回転速度となりうる回転体が４つあることになるが、そのうちの３つに、フライホイール３０、エンジン１０、およびオルタネータ３２をそれぞれ機械的に連結すればよい。なお、この際、上記４つの回転体のうちの３つの回転体のみを用いるものに限らず、例えば４つの回転体のうちの２つの回転体のそれぞれに各別の発電機を機械的に連結するようにしたり、各別のフライホイールを機械的に連結するようにしてもよい。この場合において、例えば、特定の遊星歯車機構の回転体にフライホイールおよび２つのオルタネータを機械的に連結することで、ロック機構２２を備えなくても上記特定の動力分割機構を介してフライホイール３０およびオルタネータ間で動力を伝達させることが可能となる。また例えば、４つの回転体のうちの特定の遊星歯車機構の３つの回転体に各別の発電機およびエンジン１０を割り振る場合には、ロック機構２６を備えなくても、動力分割機構を介してエンジン１０とオルタネータとの間で動力を伝達させることができる。

動力分割機構２４としては、遊星歯車機構を備えて構成されるものに限らず、例えばデフギアを備えて構成されるものであってもよい。
＜動力分割機構２４を動力源とする補機について＞
動力分割機構２４を動力源とする補機としては、車載空調装置の備えるコンプレッサ４４および真空ポンプ４５に限らない。例えば、これらのうちの一方であってもよい。また例えば、エンジン１０の冷却水を循環させるウォーターポンプであってもよい。さらに例えば、変速装置１２の潤滑油を循環させるためのオイルポンプであってもよい。
＜動力分割機構２４による動力分割の対象となる回転電機について＞
この種の回転電機としては、オルタネータ３２やスタータ１８に限らない。モータジェネレータであってもよい。この場合、エンジン始動時や、ＥＶ走行時、加速時、回生時等において、モータジェネレータを力行制御してもよい。このモータジェネレータとしては、補機バッテリ３６から絶縁された車載高電圧バッテリの電圧が印加されるものであることが望ましい。
＜そのほか＞
・上記第１〜４，６の実施形態において、エンジン１０および動力分割機構２４間に変速装置１２を備えるようにしてもよい。

・上記第１の実施形態に対する第２の実施形態の変更点によって、第３〜６の実施形態を変更してもよい。

・上記第１の実施形態に対する第３の実施形態の変更点によって、第４〜６の実施形態を変更してもよい。

・上記第１の実施形態に対する第４の実施形態の変更点によって、第５，６の実施形態を変更してもよい。

・上記第１の実施形態に対する第５の実施形態の変更点によって、第６の実施形態を変更してもよい。

・クラッチ２８を備えなくても上記第１の実施形態の上記（１）の効果等を得ることはできる。

・先の図２（ａ）の（i）では、車両停止時においてフライホイール３０に回転エネルギが蓄積されている場合には、オルタネータ３２によって電気エネルギに変換することとしたが、これに限らない。例えば車両の次回の発進処理までの時間が短いと予測される場合には、オルタネータ３２によって電気エネルギに変換しないようにしてもよい。これにより、回転エネルギを電気エネルギに変換する際等に生じるエネルギロスを回避して、フライホイール３０の回転エネルギを駆動輪１６の駆動力として利用することができる。ちなみに車両停止時であってもオルタネータ３２による発電制御を行なわないのに適した状況としては、アイドルストップ制御を行なう機能を有する車両において、エンジン１０の自動停止処理がなされる状況がある。

（第７の実施形態特有の変形例）
＜第２動力分割機構５８とフライホイール３０等の連結態様について＞
例えばサンギアＳに第２モータジェネレータ５０ｂを機械的に連結して且つ、リングギアＲにフライホイール３０を機械的に連結してもよい。
＜第１動力分割機構５４と第１モータジェネレータ５０ａ等の連結態様について＞
例えばサンギアＳに第２動力分割機構５８を機械的に連結して且つ、リングギアＲに第１モータジェネレータ５０ａを機械的に連結してもよい。
＜第１動力分割機構５４および第２動力分割機構５８について＞
動力分割機構としては、遊星歯車機構を備えて構成されるものに限らず、例えばデフギアを備えて構成されるものであってもよい。
＜そのほか＞
・クラッチ６０と第２動力分割機構５８との間にロック機構を備えるようにしてもよい。これにより、フライホイール３０の回転を禁止する状況下、第２動力分割機構５８を介した動力の伝達が可能となる。

・クラッチ６０を備えなくてもよい。

・増速機構４０を備えなくてもよい。

・第１動力分割機構５４および第２動力分割機構５８間にクラッチを設けてもよい。

・先の図１０（ａ）に示した回生制御の初期においても、第１動力分割機構５４のキャリアＣをロック機構５６によってロックしてもよい。これにより、エンジン１０が第１動力分割機構５４のキャリアＣによってつれまわされることを回避することができる。

・先の図１２（ａ）に示すＥＶ走行初期においても、第１動力分割機構５４のキャリアＣをロック機構５６によってロックしてもよい。これにより、エンジン１０が第１動力分割機構５４のキャリアＣによってつれまわされることを回避することができる。

（第１〜第７の実施形態に共通の変形例）
＜増速手段について＞
１つの遊星歯車機構によって構成される増速手段としては、リングギアＲが固定されるものに限らず、例えばキャリアが固定されるものであってもよい。この場合、フライホイールをサンギアに機械的に連結することが望ましい。

また、増速手段としては、１つの遊星歯車機構にて構成されるものに限らず、例えば１つのデフギアにて構成されるもの等であってもよい。
＜遊星歯車機構について＞
遊星歯車機構としては、リングギアＲおよびサンギアＳの回転速度がゼロで無いとの条件下、キャリアＣの回転速度がゼロとなるための必要条件が、リングギアＲの回転速度およびサンギアＳの回転速度の符号が互いに相違するとの条件となるものに限らない。例えば、リングギアＲの回転速度およびサンギアＳの回転速度の符号が互いに同一であるとの条件となるものであってもよい。この遊星歯車機構は、いわゆるダブル遊星ギアタイプの遊星歯車機構（例えば特開２００１−１０８０７３号公報参照）によって実現できる。

１０…エンジン、１６…駆動輪、２４…動力分割機構、３０…フライホイール、３２…オルタネータ。

Claims

回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイール、内燃機関、および回転電機の動力を分割するための動力分割機構を備える車載動力伝達システムにおいて、
前記内燃機関と車両の駆動輪との間で動力の伝達がなされる状況下、前記動力分割機構を介して前記フライホイールの回転エネルギを前記回転電機に伝達する際に前記フライホイールおよび前記回転電機と前記内燃機関および前記駆動輪との間の動力の伝達を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする車載動力伝達システム。
前記動力分割機構は、前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれに機械的に連結される各別の回転体である第１の回転体、第２の回転体および第３の回転体を備えて且つ、これらの３つの回転体のトルクが互いに比例関係を有するものであり、
前記遮断手段は、前記内燃機関と前記第２の回転体との機械的な連結を解除するクラッチを備え、
前記第２の回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の車載動力伝達システム。
前記動力分割機構のうち前記フライホイールに機械的に連結される回転体と前記フライホイールとの機械的な連結を解除するクラッチを更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の車載動力伝達システム。
前記動力分割機構は、前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれに機械的に連結される各別の回転体である第１の回転体、第２の回転体および第３の回転体を備えて且つ、これらの３つの回転体のトルクが互いに比例関係を有するものであり、
前記第１の回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする請求項３記載の車載動力伝達システム。
前記動力分割機構は、前記フライホイールに機械的に連結される回転体を備え、該回転体と前記フライホイールとは、前記フライホイールに機械的に連結される回転体の回転速度を増速する手段を介して機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。
前記動力分割機構は、前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれに機械的に連結される各別の回転体である第１の回転体、第２の回転体および第３の回転体を備えて且つ、これらの３つの回転体のトルクが互いに比例関係を有するものであり、
前記第３の回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。
前記第３の回転体の回転を制限する制限手段から出力される熱エネルギを回収する熱エネルギ回収手段を更に備えることを特徴とする請求項６記載の車載動力伝達システム。
前記動力分割機構は、前記回転電機に機械的に連結される回転体を備えて且つ、該回転体には、前記回転電機とは別に、車載補機が更に機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。
前記車載補機には、前記フライホイールのハウジング内部を減圧するための減圧手段が含まれることを特徴とする請求項８記載の車載動力伝達システム。
前記回転電機がオルタネータであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。
前記動力分割機構は、前記回転電機としてのオルタネータが機械的に連結される回転体を備え、該回転体には、前記オルタネータに加えてスタータが機械的に連結されていることを特徴とする請求項１０記載の車載動力伝達システム。
前記内燃機関の回転軸のうち駆動輪との接続側ではない側が前記動力分割機構に機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。
前記内燃機関と駆動輪との機械的な連結経路と前記動力分割機構とが機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。
前記内燃機関と前記駆動輪との間に入力側および出力側間の変速比を可変とする変速装置が備えられていることを特徴とする請求項１２または１３記載の車載動力伝達システム。
前記動力分割機構は、サンギア、キャリア、およびリングギアの３つの回転体を備える遊星歯車機構を備え、
前記フライホイール、前記内燃機関、および前記回転電機のそれぞれには、前記遊星歯車機構の前記３つの回転体が割り振られていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。
第１の回転電機、駆動輪、および内燃機関の動力を分割して且つ、前記第１の回転電機に機械的に連結される回転体、前記駆動輪に機械的に連結される回転体および前記内燃機関に機械的に連結される回転体を各別に備える第１動力分割機構と、
回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイール、第２の回転電機、および前記第１動力分割機構の動力を分割して且つ、前記フライホイールに機械的に連結される回転体、前記第２の回転電機に機械的に連結される回転体および前記第１動力分割機構の備える回転体に機械的に連結される回転体を各別に備える第２動力分割機構とを備えることを特徴とする車載動力伝達システム。
前記第１動力分割機構の前記３つの回転体のトルクは、互いに比例関係を有し、
前記内燃機関に機械的に連結される回転体の回転を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする請求項１６記載の車載動力伝達システム。
車両の減速回生時において、前記フライホイールと前記第２の回転電機との間で動力循環が生じる場合、前記制限手段により前記内燃機関に機械的に連結される回転体の回転を制限した状態で前記第１の回転電機による発電制御を行なうことを特徴とする請求項１７記載の車載動力伝達システム。
前記内燃機関の動力を用いることなく車両を走行させる状況下、前記フライホイールの回転速度に基づき、前記第２の回転電機を駆動するか否かを決定する決定手段を備えることを特徴とする請求項１７または１８記載の車載動力伝達システム。
前記決定手段は、前記第２の回転電機と前記フライホイールとの間で動力循環が生じると判断される場合、前記第２の回転電機を駆動しないことを決定することを特徴とする請求項１９記載の車載動力伝達システム。
前記第１動力分割機構の前記３つの回転体のトルクは、互いに比例関係を有し、
前記決定手段により前記第２の回転電機を駆動しないことが決定される場合、前記制限手段により前記内燃機関に機械的に連結される回転体の回転を制限しつつ前記第１の回転電機による力行制御を行なうことを特徴とする請求項１９または２０記載の車載動力伝達システム。
前記フライホイールに機械的に連結される回転体と前記フライホイールとの機械的な連結を解除するクラッチを更に備えることを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の車載動力伝達システム。