JP2015010668A

JP2015010668A - 動力伝達機構

Info

Publication number: JP2015010668A
Application number: JP2013137075A
Authority: JP
Inventors: 雷太中西; Raita Nakanishi
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2015-01-19

Abstract

【課題】エンジンのフリクションやポンピングロスによる減速力を低減できる、動力伝達機構を提供する。
【解決手段】車両１のコースト走行時には、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が切断されて、ドッグクラッチ６５が継合される。これにより、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒから変速機３の入力軸７に伝達される動力は、Ｍ／Ｇ軸６２を介して、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。このとき、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒからの動力は、減速されて、入力軸７に伝達される。そのため、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転数が変速機３の入力軸７の回転数よりも低くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンと変速機との間で動力を伝達するための機構に関する。

従来、車両の燃費を向上させるための制御として、フューエルカット制御が知られている。フューエルカット制御は、車両のコースト走行（惰性走行）時に、エンジンの回転数が自立復帰（スタータレス始動）可能な最低の回転数に低下するまで、エンジンに対する燃料の供給を停止（フューエルカット）する制御である。

フューエルカット制御による燃費の向上効果は、フューエルカット時間が長いほど大きくなるので、エンジンの回転数の低下を可及的に遅らせることが好ましい。そのため、フューエルカット中は、エンジンと自動変速機との間に介裝されるトルクコンバータのロックアップクラッチが継合されて、駆動輪の回転がエンジンに伝達される。また、車速の低下に伴って、自動変速機の変速比が増大される。

特開２０１２−８６８０８号公報

ところが、ロックアップクラッチが継合された状態でのコースト走行時には、車両にエンジンのフリクションやポンピングロスによる減速力が生じる。この減速力が運転者の想定以上に大きいと、減速度を弱めるために、運転者がアクセルペダルを操作し、不必要な燃料の消費が発生する。とくに、高車速でのコースト走行時は、エンジンの回転数が高いので、エンジンのフリクションやポンピングロスによる減速力が大きく、アクセルペダルが操作されやすい。

本発明の目的は、エンジンのフリクションやポンピングロスによる減速力を低減できる、動力伝達機構を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明の一の局面に係る動力伝達機構は、エンジン、モータジェネレータ、変速機およびオイルポンプを搭載した車両に適用され、エンジンと変速機との間で動力を伝達する動力伝達機構であって、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に設けられた第１クラッチと、第１クラッチを迂回してエンジンの出力軸と変速機の入力軸とに連結され、かつ、モータジェネレータに連結されたＭ／Ｇ軸と、エンジンの出力軸とＭ／Ｇ軸との間に設けられた第２クラッチと、Ｍ／Ｇ軸に設けられ、第２クラッチが継合された状態において、エンジンの出力軸の回転数を変速機の入力軸の回転数よりも低くするための減速機構とを含み、変速機の入力軸に、オイルポンプが設けられている。

この構成によれば、車両のコースト走行時には、第１クラッチが切断されて、第２クラッチが継合される。これにより、駆動輪から変速機の入力軸に伝達される動力は、Ｍ／Ｇ軸を介して、エンジンの出力軸に伝達される。このとき、減速機構の機能により、エンジンの出力軸の回転数が変速機の入力軸の回転数よりも低くなる。よって、車両のコースト走行時に、エンジンの回転数を変速機の入力軸の回転数よりも下げることができ、エンジンのフリクションやポンピングロスを低減することができる。その結果、車両の燃費を向上させることができる。また、高車速でのコースト走行時には、エンジンのフリクションやポンピングロスが低減されることにより、車両に生じる減速力を低減することができる。その結果、車両の減速度を弱めるための不必要なアクセル操作を抑制することができ、車両の燃費を向上させることができる。

高車速でのコースト走行時には、駆動輪から変速機の入力軸に伝達される動力により、オイルポンプが駆動される。そのため、オイルポンプを高回転数で駆動することができ、オイルポンプで十分な油圧を発生させることができる。

低車速でのコースト走行時に、車速の低下に伴って、オイルポンプの発生油圧が必要とされる油圧よりも低くなると、モータジェネレータがモータとして駆動され、モータジェネレータからの動力がＭ／Ｇ軸を介して変速機の入力軸に伝達される。これにより、オイルポンプの回転数を上げることができ、オイルポンプの発生油圧を必要な油圧以上に確保することができる。

低車速でのコースト走行時に、モータジェネレータがモータとして駆動され、モータジェネレータからの動力がエンジンの出力軸に伝達されて、エンジンの回転数が自立復帰可能な最低の回転数以上に確保されてもよい。この場合、エンジンに対する燃料の供給が停止されていても、燃料の供給が再開されて、エンジンの点火プラグがスパークされることにより、エンジンを速やかに再始動させることができる。

低車速でのコースト走行時、モータジェネレータがモータとして駆動されずに、エンジンの回転数が自立復帰可能な最低の回転数よりも低下してもよい。この場合、エンジンのフリクションやポンピングロスをさらに低減することができ、車両の燃費を一層向上させることができる。

また、車両の加速時に、第１クラッチが継合され、第２クラッチが切断されて、モータジェネレータがモータとして駆動されることにより、モータジェネレータからの動力がＭ／Ｇ軸を介して変速機の入力軸に伝達されてもよい。この動力により、車両の加速をアシストすることができる。よって、車両を良好に加速させることができ、ドライバビリティが向上する。また、モータジェネレータが発電機（ジェネレータ）として駆動されてもよい。このとき、変速機の入力軸の動力を電力に回生することができ、車両の燃費をさらに向上させることができる。また、モータジェネレータがモータ／発電機として適宜切り替えて駆動されてもよい。これにより、エンジンの回転数とエンジンが発生する動力との関係をエンジンの最適燃費線に近づけることができ、車両の燃費をさらに向上させることができる。

また、本発明の他の局面に係る動力伝達機構は、エンジン、モータジェネレータ、変速機およびオイルポンプを搭載した車両に適用され、エンジンと変速機との間で動力を伝達する動力伝達機構であって、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に設けられた第１クラッチと、第１クラッチを迂回してエンジンの出力軸と変速機の入力軸とに連結され、かつ、モータジェネレータに連結されたＭ／Ｇ軸と、エンジンの出力軸とＭ／Ｇ軸との間に設けられた第２クラッチと、変速機の入力軸とＭ／Ｇ軸との間に設けられた第３クラッチと、Ｍ／Ｇ軸に設けられ、第２クラッチおよび第３クラッチが継合された状態において、エンジンの出力軸の回転数を変速機の入力軸の回転数よりも低くするための減速機構とを含み、Ｍ／Ｇ軸に、オイルポンプが設けられている。

この構成によれば、車両のコースト走行時には、第１クラッチが切断されて、第２クラッチおよび第３クラッチが継合される。これにより、駆動輪から変速機の入力軸に伝達される動力は、Ｍ／Ｇ軸を介して、エンジンの出力軸に伝達される。このとき、減速機構の機能により、エンジンの出力軸の回転数が変速機の入力軸の回転数よりも低くなる。よって、車両のコースト走行時に、エンジンの回転数を変速機の入力軸の回転数よりも下げることができ、エンジンのフリクションやポンピングロスを低減することができる。その結果、車両の燃費を向上させることができる。また、高車速でのコースト走行（高速コースト走行）時には、エンジンのフリクションやポンピングロスが低減されることにより、車両に生じる減速力を低減することができる。その結果、車両の減速度を弱めるための不必要なアクセル操作を抑制することができ、車両の燃費を向上させることができる。

高車速でのコースト走行時には、駆動輪から変速機の入力軸に伝達される動力により、Ｍ／Ｇ軸が回転し、Ｍ／Ｇ軸の回転により、オイルポンプが駆動される。そのため、オイルポンプを高回転数で駆動することができ、オイルポンプで十分な油圧を発生させることができる。

高車速でのコースト走行時に、オイルポンプの回転数が高くなりすぎるのを防止するため、第３クラッチが切断されてもよい。この場合、モータジェネレータがモータとして駆動され、モータジェネレータからの動力により、オイルポンプが駆動されることにより、オイルポンプの発生油圧が必要な油圧以上に確保されるとよい。これにより、オイルポンプの回転数が高くなりすぎることによる過剰損失の発生を防止できながら、オイルポンプの発生油圧を必要な油圧以上に確保することができる。

低車速でのコースト走行（低速コースト走行）時に、車速の低下に伴って、オイルポンプの発生油圧が必要とされる油圧よりも低くなると、モータジェネレータがモータとして駆動されてもよい。この場合、モータジェネレータからの動力により、オイルポンプを駆動することができる。これにより、オイルポンプの発生油圧を必要な油圧以上に確保することができる。

本発明によれば、車両のコースト走行時に、エンジンの回転数を変速機の回転数よりも下げることができ、エンジンのフリクションやポンピングロスを低減することができる。その結果、車両の燃費を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る動力伝達機構が組み込まれた車両の駆動系統の構成を概念的に示す図である。図１に示されるエンジンの始動およびオイルポンプの発生油圧の立ち上げの際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１に示される車両の走行開始の際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１に示される車両の加速時における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１に示されるエンジンの最適燃費線の一例を示す図である。図１に示される車両の高速コースト走行中における動力の伝達の様子を図解的に示す図（その１）である。図１に示される車両の高速コースト走行中における動力の伝達の様子を図解的に示す図（その２）である。図１に示される車両の高速コースト走行中にエンジンが再始動されるときの動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１に示される車両の低速コースト走行中にオイルポンプの発生油圧が変速機に必要な油圧以上に確保される際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１に示される車両の低速コースト走行中にエンジンの回転数が最低回転数以上に維持される際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。本発明の第２実施形態に係る動力伝達機構が組み込まれた車両１の駆動系統の構成を概念的に示す図である。図１１に示されるエンジンの始動およびオイルポンプの発生油圧の立ち上げの際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１１に示される車両の走行開始の際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１１に示される車両の加速時における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図１および図１１に示されるＥ／Ｇ出力軸とＭ／Ｇ軸との間での動力の伝達のための他の構成（プーリ・ベルト機構）を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る動力伝達機構が組み込まれた車両１の駆動系統の構成を概念的に示す図である。

車両１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）２を動力源とする自動車である。車両１は、変速機３を備えている。

変速機３は、たとえば、Ｖベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously
Variable Transmission）であり、プライマリプーリ４と、セカンダリプーリ５と、プライマリプーリ４とセカンダリプーリ５とに巻き掛けられたＶベルト６とを備えている。プライマリプーリ４を支持する入力軸７には、エンジン２からの動力が入力される。セカンダリプーリ５を支持する出力軸８には、ファイナルギヤ９が保持されている。ファイナルギヤ９は、ディファレンシャルギヤ１０と噛合している。

変速機３の入力軸７に入力される動力は、プライマリプーリ４、Ｖベルト６、セカンダリプーリ５、出力軸８、ファイナルギヤ９およびディファレンシャルギヤ１０を介して、ディファレンシャルギヤ１０から左右に延びるドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒに伝達される。これにより、ドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒが回転し、ドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒとともに、それぞれ駆動輪１２Ｌ，１２Ｒが回転する。

エンジン２の出力軸（以下、「Ｅ／Ｇ出力軸」という。）１３と変速機３の入力軸７との間には、トルクコンバータ１４および前後進切替機構１５が介装されている。

トルクコンバータ１４は、トルコン入力軸２１、トルコン出力軸２２、ポンプインペラ２３、タービンランナ２４およびロックアップクラッチ２５を備えている。トルコン入力軸２１およびトルコン出力軸２２は、Ｅ／Ｇ出力軸１３と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。トルコン入力軸２１には、Ｅ／Ｇ出力軸１３が連結されている。ポンプインペラ２３は、トルコン入力軸２１と一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ２４は、トルコン出力軸２２と一体的に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ２５が継合されると、ポンプインペラ２３とタービンランナ２４とが直結され、その継合が解除されると、ポンプインペラ２３とタービンランナ２４とが分離される。

ロックアップクラッチ２５が切断された状態において、Ｅ／Ｇ出力軸１３からトルコン入力軸２１に動力が入力されると、トルコン入力軸２１およびポンプインペラ２３が回転する。ポンプインペラ２３が回転すると、ポンプインペラ２３からタービンランナ２４に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ２４で受けられて、タービンランナ２４が回転する。そして、タービンランナ２４の回転による動力がトルコン出力軸２２から出力される。

ロックアップクラッチ２５が継合された状態において、Ｅ／Ｇ出力軸１３からトルコン入力軸２１に動力が入力されると、トルコン入力軸２１、ポンプインペラ２３およびタービンランナ２４が一体となって回転する。そして、タービンランナ２４の回転による動力がトルコン出力軸２２から出力される。

前後進切替機構１５は、変速機３の入力軸７とトルクコンバータ１４のトルコン出力軸２２との間に介装されている。前後進切替機構１５は、遊星歯車機構４１、逆転クラッチ４２および前進ブレーキ４３を備えている。

遊星歯車機構４１は、サンギヤ４４、プラネタリギヤ４５、キャリア４６およびリングギヤ４７を備えている。サンギヤ４４は、トルコン出力軸２２に保持されている。サンギヤ４４の外周面には、ギヤ歯が形成されている。プラネタリギヤ４５は、たとえば、複数設けられ、サンギヤ４４の周囲に等角度間隔で配置されている。各プラネタリギヤ４５の外周面には、ギヤ歯が形成されている。各プラネタリギヤ４５は、サンギヤ４４と噛合している。キャリア４６は、各プラネタリギヤ４５を回転可能に一括して保持している。リングギヤ４７は、円環状をなし、サンギヤ４４およびプラネタリギヤ４５の周囲を取り囲むように配置されている。リングギヤ４７は、変速機３の入力軸７に保持されている。リングギヤ４７の内周面には、ギヤ歯が形成されている。リングギヤ４７は、各プラネタリギヤ４５と噛合している。

逆転クラッチ４２は、トルコン出力軸２２とキャリア４６との間に介装されている。逆転クラッチ４２が締結されると、トルコン出力軸２２とキャリア４６とが連結されて、それらが一体的に回転可能になる。逆転クラッチ４２が切断されると、トルコン出力軸２２とキャリア４６とが分離されて、それらが個別に回転可能になる。

前進ブレーキ４３は、作動状態（オン）でキャリア４６の回転を停止させ、非作動状態でキャリア４６の回転を許容するブレーキ機構である。

逆転クラッチ４２が切断され、前進ブレーキ４３が作動している状態において、Ｅ／Ｇ出力軸１３からの動力がトルコン出力軸２２に伝達されると、サンギヤ４４がトルコン出力軸２２とともに回転する。そして、サンギヤ４４の回転がプラネタリギヤ４５を介してリングギヤ４７に伝達され、リングギヤ４７がサンギヤ４４と逆方向に回転する。このとき、リングギヤ４７の回転は、変速機３、ファイナルギヤ９およびディファレンシャルギヤ１０を介して、ドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒに伝達され、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒを車両１の前進方向に回転させる。

逆転クラッチ４２が継合され、前進ブレーキ４３が作動していない状態において、Ｅ／Ｇ出力軸１３からの動力がトルコン出力軸２２に伝達されると、サンギヤ４４およびプラネタリギヤ４５がトルコン出力軸２２とともに回転する。プラネタリギヤ４５の回転がリングギヤ４７に伝達され、リングギヤ４７がサンギヤ４４と同方向に回転する。このとき、リングギヤ４７の回転は、変速機３、ファイナルギヤ９、ディファレンシャルギヤ１０およびドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒに伝達され、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒを車両１の後進方向に回転させる。

また、Ｅ／Ｇ出力軸１３には、フライホイール５１が保持されている。フライホイール５１の外周には、ギヤ歯（アウタリングギヤ）が形成されている。

さらにまた、トルコン出力軸２２には、伝達ギヤ５２が保持されている。

車両１は、モータジェネレータ６１を備えている。

モータジェネレータ６１には、Ｍ／Ｇ軸６２が連結されている。Ｍ／Ｇ軸６２は、モータジェネレータ６１の回転軸であってもよいし、その回転軸と一体回転可能に連結された軸であってもよい。

Ｍ／Ｇ軸６２には、第１ギヤ６３、第２ギヤ６４およびドッグクラッチ６５が保持されている。

第１ギヤ６３は、Ｍ／Ｇ軸６２に相対回転可能に設けられている。第１ギヤ６３は、フライホイール５１のアウタリングギヤと噛合している。

第２ギヤ６４は、Ｍ／Ｇ軸６２に相対回転不能に設けられている。第２ギヤ６４は、伝達ギヤ５２と噛合している。

ドッグクラッチ６５は、Ｍ／Ｇ軸６２に沿って、第１ギヤ６３に継合した状態と第１ギヤ６３から離間した状態とに移動可能に設けられている。ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に継合することにより、Ｍ／Ｇ軸６２と第１ギヤ６３とが相対回転不能に連結される。そして、この連結により、変速機３の入力軸７とＥ／Ｇ出力軸１３とは、入力軸７側から、トルコン出力軸２２、伝達ギヤ５２、第２ギヤ６４、Ｍ／Ｇ軸６２、ドッグクラッチ６５、第１ギヤ６３およびフライホイール５１を介して、動力を伝達可能に連結される。

また、ドッグクラッチ６５には、ワンウェイクラッチ６６が内蔵されている。ワンウェイクラッチ６６は、変速機３の入力軸７からＥ／Ｇ出力軸１３への動力の伝達を許容し、Ｅ／Ｇ出力軸１３から変速機３の入力軸７への動力の伝達を阻止するように構成されている。

なお、ドッグクラッチ６５は、油圧アクチュエータなどの駆動源を含む駆動機構により、Ｍ／Ｇ軸６２に沿って移動される。

さらに、車両１は、オイルポンプ７１を備えている。

オイルポンプ７１は、トルコン出力軸２２に設けられている。具体的には、トルコン出力軸２２には、前後進切替機構１５よりもエンジン２側の位置に、オイルポンプ７１の入力軸がトルコン出力軸２２と同軸に設けられている。これにより、オイルポンプ７１のポンプ軸は、トルコン出力軸２２と一体的に回転し、オイルポンプ７１は、トルコン出力軸２２の回転によって駆動される。オイルポンプ７１からオイルが送り出される。オイルポンプ７１から送り出されるオイルは、変速機３に供給される。

なお、オイルポンプ７１は、伝達ギヤ５２よりもエンジン２側に設けられていてもよいし、前後進切替機構１５よりもエンジン２側であれば、伝達ギヤ５２よりも変速機３側に設けられていてもよい。

図２は、エンジン２の始動およびオイルポンプ７１の発生油圧の立ち上げの際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

エンジン２の始動の際には、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５および前後進切替機構１５の逆転クラッチ４２が切断される。また、前後進切替機構１５の前進ブレーキ４３が非作動状態にされる。さらに、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に継合される。

そして、モータジェネレータ６１が制御され、モータジェネレータ６１がモータとして駆動される。これにより、モータジェネレータ６１で発生する動力がＭ／Ｇ軸６２、ドッグクラッチ６５、第１ギヤ６３およびフライホイール５１を介してＥ／Ｇ出力軸１３に伝達される。その結果、Ｅ／Ｇ出力軸１３が回転し、エンジン２がクランキングを経て始動する。エンジン２の始動直後、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に噛合した状態で、エンジン２の発生動力および回転数が上昇したときに、ワンウェイクラッチ６６は、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転がフライホイール５１、第１ギヤ６３およびドッグクラッチ６５を介してＭ／Ｇ出力軸１３に伝達されることを防止する。

また、モータジェネレータ６１で発生する動力がＭ／Ｇ軸６２、第２ギヤ６４および伝達ギヤ５２を介してトルコン出力軸２２に伝達されて、トルコン出力軸２２が回転する。トルコン出力軸２２の回転により、オイルポンプ７１が駆動され、オイルポンプ７１の発生油圧が上昇する。このとき、前進ブレーキ４３が非作動状態であるので、トルコン出力軸２２の回転は、変速機３の入力軸７には伝達されない。

図３は、車両１の走行開始の際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

エンジン２の始動後、運転者によってアクセルペダルが操作されて、車両１が発進される際には、前後進切替機構１５の前進ブレーキ４３が非作動状態から作動状態にされる。このとき、キャリア４６の回転の状態によっては、前進ブレーキ４３が非作動状態から作動状態に徐々に変えられてもよい。また、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３から離間されて、Ｅ／Ｇ出力軸１３とＭ／Ｇ軸６２との連結が解除される。

ロックアップクラッチ２５が切断されているので、Ｅ／Ｇ出力軸１３の動力により、トルコン入力軸２１およびポンプインペラ２３が回転する。ポンプインペラ２３が回転すると、ポンプインペラ２３からタービンランナ２４に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ２４で受けられて、タービンランナ２４が回転する。そして、タービンランナ２４の回転による動力がトルコン出力軸２２から出力される。

前後進切替機構１５の逆転クラッチ４２が切断され、前進ブレーキ４３が作動しているので、トルコン出力軸２２の動力は、遊星歯車機構４１のサンギヤ４４を介してプラネタリギヤ４５に伝達され、プラネタリギヤ４５を回転させる。そして、プラネタリギヤ４５の回転がリングギヤ４７に伝達され、リングギヤ４７が回転することにより、トルコン出力軸２２の動力が変速機３の入力軸７に伝達される。このとき、キャリア４６が固定されているので、トルコン出力軸２２の動力は、減速および反転されて、入力軸７に伝達される。

入力軸７の動力は、プライマリプーリ４、Ｖベルト６、セカンダリプーリ５、出力軸８、ファイナルギヤ９およびディファレンシャルギヤ１０を介して、ドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒに伝達され、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒを車両１の前進方向に回転させる。これにより、車両１が発進する。

モータジェネレータ６１は、車両１の発進前から継続して、モータとして駆動される。モータジェネレータ６１で発生する動力は、Ｍ／Ｇ軸６２、第２ギヤ６４および伝達ギヤ５２を介してトルコン出力軸２２に伝達される。これにより、トルコン出力軸２２の回転がモータジェネレータ６１からの動力でアシストされる。そのため、車両１がもたつき感なく良好に発進する。このとき、Ｅ／Ｇ出力軸１３とＭ／Ｇ軸６２との連結が解除されているので、モータジェネレータ６１で発生する動力は、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達されない。

また、トルコン出力軸２２の回転により、オイルポンプ７１が駆動され、オイルポンプ７１の発生油圧がさらに上昇する。

図４は、車両１の加速時における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。図５は、エンジン２の最適燃費線の一例を示す図である。

車両１の発進後、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が継合される。ロックアップクラッチ２５が継合されると、Ｅ／Ｇ出力軸１３からトルコン入力軸２１に入力される動力により、ポンプインペラ２３およびタービンランナ２４が一体となって回転する。これにより、トルコン入力軸２１に入力される動力は、速度変化なく、トルコン出力軸２２に伝達される。トルコン出力軸２２から駆動輪１２Ｌ，１２Ｒへの動力の伝達経路は、ロックアップクラッチ２５の継合前から変わらないので、その説明を省略する。

車両１の走行中に、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれると、エンジン２に発生動力（トルク）の増大が要求される。

このとき、モータジェネレータ６１がモータとして駆動されると、モータジェネレータ６１で発生する動力は、トルコン出力軸２２に伝達され、トルコン出力軸２２の回転をアシストする。その結果、車両の加速がアシストされるので、ドライバビリティが向上する。一方、モータジェネレータ６１が発電機として駆動されると、モータジェネレータ６１より、トルコン出力軸２２から伝達ギヤ５２、第２ギヤ６４およびＭ／Ｇ軸６２を介してモータジェネレータ６１に伝達される動力が電力に回生される。これにより、車両１の燃費が向上する。

図５に示されるように、エンジン２は、燃費が最良となるような回転数と発生動力との関係を示す最適燃費線を有している。エンジン２の回転数および発生動力がエンジン２の最適燃費線に近づくように、モータジェネレータ６１がモータ／発電機として適宜切り替えて駆動されてもよい。これにより、車両１の良好な加速を確保しつつ、車両１の燃費を向上させることができる。

図６および図７は、車両１の高速コースト走行中における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなくなると、フューエルカット制御が行われて、エンジン２に対する燃料の供給が停止され、車両１が高車速でのコースト走行（高速コースト走行）状態となる。

このとき、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒからの動力がそれぞれドライブシャフト１１Ｌ，１１Ｒを介してディファレンシャルギヤ１０に伝達される。そして、その動力は、ディファレンシャルギヤ１０からファイナルギヤ９を介して、変速機３の出力軸８に伝達され、セカンダリプーリ５、Ｖベルト６およびプライマリプーリ４をさらに介して、変速機３の入力軸７に伝達される。このとき、出力軸８から入力軸７に伝達される動力は、所定の変速比で変速される。

車両１の高速コースト走行中は、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が切断される。ロックアップクラッチ２５が切断された状態では、図６に示されるように、トルコン出力軸２２の動力がトルコン入力軸２１に伝達されず、トルコン入力軸２１からＥ／Ｇ出力軸１３に動力が入力されない。そのため、エンジン２は、惰性で回転する。

また、車両１の高速コースト走行中、オイルポンプ７１の発生油圧が変速機３に必要な油圧以上に確保されるように、トルコン出力軸２２の回転数、つまりオイルポンプ７１の回転数が調整される。この回転数の調整は、変速機３の変速比およびモータジェネレータ６１の制御によってなされる。すなわち、オイルポンプ７１の回転数が変速機３に必要とされる油圧以上の油圧を発生可能な回転数（たとえば、１４００ｒｐｍ）となるように、変速機３の変速比が調整されつつ、モータジェネレータ６１がモータ／発電機として適宜切り替えて駆動される。

エンジン２の回転数が自立復帰可能な最低の回転数（たとえば、３００ｒｐｍ）付近まで低下すると、エンジン２の回転数をその最低回転数以上に維持するため、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に継合されて、Ｅ／Ｇ出力軸１３とＭ／Ｇ軸６２とが連結される。これにより、図７に示されるように、トルコン出力軸２２の動力が伝達ギヤ５２、第２ギヤ６４、Ｍ／Ｇ軸６２、ドッグクラッチ６５、第１ギヤ６３およびフライホイール５１を介してＥ／Ｇ出力軸１３に伝達される。トルコン出力軸２２の動力は、伝達ギヤ５２と第２ギヤ６４とのギヤ比および第１ギヤ６３とフライホイール５１のアウタリングギヤとのギヤ比により、減速されて、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。

図８は、車両１の高速コースト走行中にエンジン２が再始動されるときの動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

車両１の高速コースト走行中に、運転者によってアクセル操作がなされると、エンジン２が再始動される。エンジン２は、その回転数が自立復帰可能な最低回転数以上に維持されているので、エンジン２に対する燃料の供給が再開されて、エンジン２の点火プラグがスパークされることにより、エンジン２が駆動状態に復帰する。そして、エンジン２の回転数をモータジェネレータ６１の動力によって最低回転数以上に維持する必要がなくなると、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３から離間される。

その後、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が半クラッチ状態を経て継合される。半クラッチ状態を経ることにより、ロックアップクラッチ２５の継合によるショックの発生を抑制できる。ロックアップクラッチ２５の継合後の動力の伝達の様子は、車両１の加速時（図４参照）と同様である。

また、車両１のコースト走行が再び開始され、高速コースト走行状態から低車速（たとえば、２０ｋｍ／ｈ以下）でのコースト走行状態になる。この低速コースト走行中は、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が切断される。車両１の低速コースト走行中の動力の伝達の様子は、車両１の高速コースト走行中（図６参照）と同様である。

図９は、車両１の低速コースト走行中にオイルポンプ７１の発生油圧が変速機３に必要な油圧以上に確保される際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

車両１の低速コースト走行により、車両１の車速が低下すると、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒからトルコン出力軸２２に伝達される動力のみによっては、オイルポンプ７１の発生油圧を変速機３に必要な油圧以上に確保できなくなる。この場合、前進ブレーキ４３が非作動状態にされると、変速機３の入力軸７からトルコン出力軸２２への動力の伝達がなくなる。そして、モータジェネレータ６１がモータとして駆動される。これにより、モータジェネレータ６１で発生する動力は、トルコン出力軸２２に伝達され、オイルポンプ７１の回転数が変速機３に必要とされる油圧以上の油圧を発生可能な回転数に調整される。その結果、オイルポンプ７１の発生油圧が変速機３に必要な油圧、たとえば、プライマリプーリ４およびセカンダリプーリ５に対するＶベルト６の挟圧力が確保可能な油圧以上に確保される。

図１０は、車両１の低速コースト走行中にエンジン２の回転数が最低回転数以上に維持される際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

また、車両１の低速コースト走行中に、エンジン２の回転数が自立復帰可能な最低の回転数付近まで低下すると、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に継合されて、Ｅ／Ｇ出力軸１３とＭ／Ｇ軸６２とが連結される。そして、モータジェネレータ６１がモータとして駆動される。これにより、モータジェネレータ６１で発生する動力は、トルコン出力軸２２に伝達されるとともに、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。その結果、オイルポンプ７１の発生油圧が変速機３に必要な油圧以上に確保されるとともに、エンジン２の回転数が自立復帰可能な最低回転数以上に維持される。

車両１の低速コースト走行中に、運転者によってアクセル操作がなされると、エンジン２が再始動される。

エンジン２の回転数が自立復帰可能な最低回転数以上に維持されている場合、エンジン２に対する燃料の供給が再開されて、エンジン２の点火プラグがスパークされることにより、エンジン２が駆動状態に復帰する。

一方、エンジン２の回転数が自立復帰可能な最低回転数未満に低下している場合、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に継合される。そして、モータジェネレータ６１が制御され、モータジェネレータ６１がモータとして駆動される。これにより、モータジェネレータ６１で発生する動力がＥ／Ｇ出力軸１３に伝達される（図２参照）。その結果、Ｅ／Ｇ出力軸１３が回転し、エンジン２がクランキングを経て始動する。

以上のように、車両１のコースト走行時には、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が切断されて、ドッグクラッチ６５が継合される。これにより、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒから変速機３の入力軸７に伝達される動力は、Ｍ／Ｇ軸６２を介して、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。このとき、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒからの動力は、減速されて、入力軸７に伝達される。そのため、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転数が変速機３の入力軸７の回転数よりも低くなる。よって、車両１のコースト走行時に、エンジン２の回転数を変速機３の入力軸７の回転数よりも下げることができ、エンジン２のフリクションやポンピングロスを低減することができる。その結果、車両１の燃費を向上させることができる。また、高速コースト走行時には、エンジン２のフリクションやポンピングロスが低減されることにより、車両１に生じる減速力を低減することができる。その結果、車両１の減速度を弱めるための不必要なアクセル操作を抑制することができ、車両１の燃費を向上させることができる。

高速コースト走行時には、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒから変速機３の入力軸７に伝達される動力により、オイルポンプ７１が駆動される。そのため、オイルポンプ７１を高回転数で駆動することができ、オイルポンプ７１で十分な油圧を発生させることができる。

低速コースト走行時に、車速の低下に伴って、オイルポンプ７１の発生油圧が必要とされる油圧よりも低くなると、モータジェネレータ６１がモータとして駆動され、モータジェネレータ６１からの動力がＭ／Ｇ軸６２を介して変速機３の入力軸７に伝達される。これにより、オイルポンプ７１の回転数を上げることができ、オイルポンプ７１の発生油圧を必要な油圧以上に確保することができる。

低速コースト走行時に、モータジェネレータ６１がモータとして駆動され、モータジェネレータ６１からの動力がＥ／Ｇ出力軸１３に伝達されて、エンジン２の回転数が自立復帰可能な最低の回転数以上に確保されてもよい。この場合、エンジン２に対する燃料の供給が停止されていても、燃料の供給が再開されて、エンジン２の点火プラグがスパークされることにより、エンジン２を速やかに再始動させることができる。

低速コースト走行時、モータジェネレータ６１がモータとして駆動されずに、エンジン２の回転数が自立復帰可能な最低の回転数よりも低下してもよい。この場合、エンジン２のフリクションやポンピングロスをさらに低減することができ、車両１の燃費を一層向上させることができる。

また、車両１の加速時に、ロックアップクラッチ２５が継合され、ドッグクラッチ６５が切断されて、モータジェネレータ６１がモータとして駆動されることにより、モータジェネレータ６１からの動力がＭ／Ｇ軸６２を介して変速機３の入力軸７に伝達されてもよい。この動力により、車両１の加速をアシストすることができる。よって、車両１を良好に加速させることができ、ドライバビリティが向上する。また、モータジェネレータ６１が発電機（ジェネレータ）として駆動されてもよい。このとき、変速機３の入力軸７の動力を電力に回生することができ、車両１の燃費をさらに向上させることができる。また、モータジェネレータ６１がモータ／発電機として適宜切り替えて駆動されてもよい。これにより、エンジン２の回転数とエンジン２が発生する動力との関係をエンジン２の最適燃費線に近づけることができ、車両１の燃費をさらに向上させることができる。

図１１は、本発明の第２実施形態に係る動力伝達機構が組み込まれた車両１の駆動系統の構成を概念的に示す図である。図１１以降の各図において、図１に示される各部に相当する部分には、それらの各部と同一の参照符号が付されている。また、図１１に示される構成について、図１に示される構成との相違点のみを説明する。

図１１に示される構成の車両１では、オイルポンプ７１がＭ／Ｇ軸６２に設けられている。すなわち、オイルポンプ７１の入力軸は、Ｍ／Ｇ軸６２と同軸に設けられている。そして、第２ギヤ６４は、Ｍ／Ｇ軸６２に相対回転可能に設けられている。また、Ｍ／Ｇ軸６２には、ドッグクラッチ６７が保持されている。ドッグクラッチ６７は、Ｍ／Ｇ軸６２に沿って、第２ギヤ６４に継合した状態と第２ギヤ６４から離間した状態とに移動可能に設けられている。ドッグクラッチ６７が第２ギヤ６４に継合することにより、Ｍ／Ｇ軸６２と第２ギヤ６４とが相対回転不能に連結される。そして、この連結により、変速機３の入力軸７とＭ／Ｇ軸６２とは、入力軸７側から、トルコン出力軸２２、伝達ギヤ５２、第２ギヤ６４およびドッグクラッチ６７を介して、動力を伝達可能に連結される。

図１２は、図１１に示されるエンジン２の始動およびオイルポンプ７１の発生油圧の立ち上げの際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

エンジン２の始動の際には、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５および前後進切替機構１５の逆転クラッチ４２が切断される。また、前後進切替機構１５の前進ブレーキ４３が非作動状態にされる。さらに、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に継合され、ドッグクラッチ６７が第２ギヤ６４から離間される。

そして、モータジェネレータ６１が制御され、モータジェネレータ６１がモータとして駆動される。これにより、モータジェネレータ６１で発生する動力がＭ／Ｇ軸６２、ドッグクラッチ６５、第１ギヤ６３およびフライホイール５１を介してＥ／Ｇ出力軸１３に伝達される。その結果、Ｅ／Ｇ出力軸１３が回転し、エンジン２がクランキングを経て始動する。

また、モータジェネレータ６１で発生する動力により、Ｍ／Ｇ軸６２が回転され、Ｍ／Ｇ軸６２の回転により、オイルポンプ７１が駆動される。これにより、オイルポンプ７１の発生油圧が上昇する。

図１３は、図１１に示される車両１の走行開始の際の動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

前後進切替機構１５の逆転クラッチ４２が切断され、前進ブレーキ４３が作動しているので、トルコン出力軸２２の動力は、遊星歯車機構４１のサンギヤ４４を介してプラネタリギヤ４５に伝達され、プラネタリギヤ４５を回転させる。そして、プラネタリギヤ４５の回転がリングギヤ４７に伝達され、リングギヤ４７が回転することにより、トルコン出力軸２２の動力が変速機３の入力軸７に伝達される。このとき、キャリア４６が固定されているので、トルコン出力軸２２の動力は、減速されて、入力軸７に伝達される。

モータジェネレータ６１は、車両１の発進前から継続して、モータとして駆動される。これにより、オイルポンプ７１が駆動され、オイルポンプ７１の発生油圧がさらに上昇する。

図１４は、図１１に示される車両１の加速時における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

また、モータジェネレータ６１は、車両１の発進前から継続して、モータとして駆動される。これにより、オイルポンプ７１が駆動され続ける。

なお、図１１に示される車両１の高速コースト走行中および低速コースト走行中は、ドッグクラッチ６５が第１ギヤ６３に継合されている。また、モータジェネレータ６１の発生動力によるオイルポンプ７１の駆動時以外は、ドッグクラッチ６７が第２ギヤ６４に継合されている。図１１に示される車両１の高速コースト走行中および低速コースト走行中のその他の各動作については、図１に示される車両１の場合と同様である。

以上のように、車両１のコースト走行時には、ロックアップクラッチ２５が切断されて、ドッグクラッチ６５およびドッグクラッチ６７が継合される。これにより、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒから変速機３の入力軸７に伝達される動力は、Ｍ／Ｇ軸６２を介して、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。このとき、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒからの動力は、減速されて、入力軸７に伝達される。そのため、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転数が変速機３の入力軸７の回転数よりも低くなる。よって、車両１のコースト走行時に、エンジン２の回転数を変速機３の入力軸７の回転数よりも下げることができ、エンジン２のフリクションやポンピングロスを低減することができる。その結果、車両１の燃費を向上させることができる。また、高速コースト走行時には、エンジン２のフリクションやポンピングロスが低減されることにより、車両１に生じる減速力を低減することができる。その結果、車両１の減速度を弱めるための不必要なアクセル操作を抑制することができ、車両１の燃費を向上させることができる。

高速コースト走行時には、駆動輪１２Ｌ，１２Ｒから変速機３の入力軸７に伝達される動力により、Ｍ／Ｇ軸６２が回転し、Ｍ／Ｇ軸６２の回転により、オイルポンプ７１が駆動される。そのため、オイルポンプ７１を高回転数で駆動することができ、オイルポンプ７１で十分な油圧を発生させることができる。

高速コースト走行時に、オイルポンプ７１の回転数が高くなりすぎるのを防止するため、ドッグクラッチ６７が切断されてもよい。この場合、モータジェネレータ６１がモータとして駆動され、モータジェネレータ６１からの動力により、オイルポンプ７１が駆動されることにより、オイルポンプ７１の発生油圧が必要な油圧以上に確保されるとよい。これにより、オイルポンプ７１の回転数が高くなりすぎることによる過剰損失の発生を防止できながら、オイルポンプ７１の発生油圧を必要な油圧以上に確保することができる。

低速コースト走行時に、車速の低下に伴って、オイルポンプ７１の発生油圧が必要とされる油圧よりも低くなると、モータジェネレータ６１がモータとして駆動されてもよい。この場合、モータジェネレータ６１からの動力により、オイルポンプ７１を駆動することができる。これにより、オイルポンプ７１の発生油圧を必要な油圧以上に確保することができる。

以上、本発明の２つの実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。

たとえば、Ｅ／Ｇ出力軸１３とＭ／Ｇ軸６２との間での動力の伝達は、第１ギヤ６３およびフライホイール５１のアウタリングギヤからなるギヤ機構に限らず、図１５に示されるように、Ｅ／Ｇ出力軸１３に保持されたプーリ８１と、Ｍ／Ｇ軸６２に保持されたプーリ８２と、プーリ８１およびプーリ８２に巻き掛けられたベルト８３とを含むプーリ・ベルト機構であってもよい。この場合、ドッグクラッチ６５に代えて、Ｍ／Ｇ軸６２におけるモータジェネレータ６１とプーリ８２との間の部分に、湿式・乾式単板型のクラッチなどの断接クラッチ８４が介装されて、断接クラッチ８４がドッグクラッチ６５と同様に断接させるとよい。

また、伝達ギヤ５２に代えて、トルコン出力軸２２にスプロケットが保持され、第２ギヤ６４に代えて、Ｍ／Ｇ軸６２にスプロケットが保持されて、それらのスプロケットにチェインが巻き掛けられた構成が採用されてもよい。

図１および図１１に示される構成において、ドッグクラッチ６５，６７に代えて、シンクロメッシュ機構付きのクラッチ、湿式・乾式単板型のクラッチなどの断接クラッチが設けられてもよい。

また、トルクコンバータ１４に代えて、湿式・乾式単板型のクラッチなどの断接クラッチが設けられて、その断接クラッチがロックアップクラッチ２５と同様に断接されてもよい。

また、前述の実施形態では、ドッグクラッチ６５にワンウェイクラッチ６６が内蔵された構成を例にとったが、この構成に限らず、Ｍ／Ｇ軸６２と第１ギヤ６３との回転数差に応じて一方向にトルクを伝達できる機能を有する構成であれば、たとえば、トルクダイオードが用いられてもよい。

さらにまた、変速機３として、Ｖベルト式の無段変速機を例示したが、変速機３は、Ｖベルト式以外の型式の無段変速機であってもよいし、無段変速機に限らず、有段変速機であってもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１車両
２エンジン
３変速機
７入力軸
１３Ｅ／Ｇ出力軸（エンジンの出力軸）
２５ロックアップクラッチ（第１クラッチ）
５１フライホイール（減速機構）
５２伝達ギヤ（減速機構）
６１モータジェネレータ
６２Ｍ／Ｇ軸
６３第１ギヤ（減速機構）
６４第２ギヤ（減速機構）
６５ドッグクラッチ（第２クラッチ）
６７ドッグクラッチ（第３クラッチ）
７１オイルポンプ

Claims

エンジン、モータジェネレータ、変速機およびオイルポンプを搭載した車両に適用され、前記エンジンと前記変速機との間で動力を伝達する動力伝達機構であって、
前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間に設けられた第１クラッチと、
前記第１クラッチを迂回して前記エンジンの出力軸と前記変速機の前記入力軸とに連結され、かつ、前記モータジェネレータに連結されたＭ／Ｇ軸と、
前記エンジンの前記出力軸と前記Ｍ／Ｇ軸との間に設けられた第２クラッチと、
前記Ｍ／Ｇ軸に設けられ、前記第２クラッチが継合された状態において、前記エンジンの前記出力軸の回転数を前記変速機の前記入力軸の回転数よりも低くするための減速機構とを含み、
前記変速機の前記入力軸に、前記オイルポンプが設けられている、動力伝達機構。
エンジン、モータジェネレータ、変速機およびオイルポンプを搭載した車両に適用され、前記エンジンと前記変速機との間で動力を伝達する動力伝達機構であって、
前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間に設けられた第１クラッチと、
前記第１クラッチを迂回して前記エンジンの出力軸と前記変速機の前記入力軸とに連結され、かつ、前記モータジェネレータに連結されたＭ／Ｇ軸と、
前記エンジンの前記出力軸と前記Ｍ／Ｇ軸との間に設けられた第２クラッチと、
前記変速機の前記入力軸と前記Ｍ／Ｇ軸との間に設けられた第３クラッチと、
前記Ｍ／Ｇ軸に設けられ、前記第２クラッチおよび前記第３クラッチが継合された状態において、前記エンジンの前記出力軸の回転数を前記変速機の前記入力軸の回転数よりも低くするための減速機構とを含み、
前記Ｍ／Ｇ軸に、前記オイルポンプが設けられている、動力伝達機構。