JP3861803B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動力源または電動機の少なくとも一方のトルクを車輪に伝達することのできる車両用動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンと車輪との間に、クラッチおよび変速機が設けられている車両においては、変速機で変速を実行する場合に、クラッチのトルク容量を低下する制御が知られている。このように、変速機の変速時にクラッチのトルク容量を低下させると、エンジンから車輪に伝達されるトルクが低下して、加速度が変動する問題があった。そこで、変速機の変速時にクラッチのトルク容量が低下されても、加速度の低下を抑制することのできる技術が知られており、その技術の一例が、下記の特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載されている車両においては、エンジンの動力が、クラッチを経由して変速機に伝達されるように構成されている。変速機は、入力軸および出力軸を有し、入力軸がクラッチに連結され、出力軸は差動装置を介して車輪に連結されている。また、モーターが、入力軸または出力軸に連結される。さらに、バッテリーの電力が、コントローラーを経由してモーターに供給されるように構成されている。そして、変速機の変速時にクラッチが解放されるとともに、モーターに電流を供給して出力軸を駆動し、加速感を維持するとされている。なお、エンジンまたは電動機のうち、少なくとも一方のトルクを車輪に伝達することができる動力伝達装置の技術は、上記特許文献１の他に、下記特許文献２にも記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４１６６５号公報（特許請求の範囲、段落番号００１６ないし段落番号００４１、図１ないし図３）
【特許文献２】
特開２００１−３０７７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されているように、変速機で変速が実行される場合にモーターを駆動するためには、モーターに電力を供給する電源が大型化する問題があった。
【０００６】
この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、電動機に電力を供給する電源が大型化することを、可及的に抑制することのできる車両用動力伝達装置を提供することを目的とするものである。
【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、駆動力源のトルクが、クラッチおよび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、電動機のトルクが車輪に伝達されるように構成され、前記変速機で変速を実行する場合に、前記電動機から車輪に伝達されるトルクを高める車両用動力伝達装置において、前記駆動力源により駆動され、かつ、前記電動機に供給する電力を発生する発電機と、この発電機と前記駆動力源との間の動力伝達経路に配置され、前記駆動力源の動力を前記発電機に伝達する場合に、その回転速度を増速する増速機構とを備えており、この増速機構には、第１の回転要素ないし第３の回転要素を有する遊星歯車機構が含まれており、前記第１の回転要素が前記駆動力源に連結され、前記第２の回転要素が前記発電機に連結され、前記第３の回転要素が前記クラッチの入力側に連結されているとともに、前記変速機で変速が実行される場合は、前記第３の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量が高められる。また、請求項１の発明によれば、変速機で変速が実行される場合は、クラッチに伝達されるトルクが抑制される。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第３の回転要素の回転を規制する第１のブレーキと、前記第３の回転要素に伝達されるトルクにより駆動される補機とが設けられており、前記第１のブレーキの係合力を高めるか、または前記補機の負荷を高めることにより、前記第３の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。この請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる。
【００１０】
請求項３の発明は、駆動力源のトルクが、クラッチおよび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、電動機のトルクが前記車輪に伝達されるように構成され、前記変速機で変速を実行する場合に、前記電動機から前記車輪に伝達されるトルクを高める車両用動力伝達装置において、前記駆動力源により駆動され、かつ、前記電動機に供給する電力を発生する発電機と、この発電機と前記駆動力源との間の動力伝達経路に配置され、前記駆動力源の動力を前記発電機に伝達する場合に、その回転速度を増速する増速機構とを備えており、この増速機構には、第１の回転要素ないし第３の回転要素を有する遊星歯車機構が含まれており、前記第１の回転要素が前記駆動力源に連結され、前記第２の回転要素が前記発電機に連結され、前記第３の回転要素が前記クラッチの入力側に連結されているとともに、前記変速機で変速が実行されない場合は、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量が高められるとともに、変速機で変速が実行されない場合は、発電機の温度上昇が抑制される。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記変速機で変速が実行されない場合は、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。この請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、変速機で変速が実行されない場合は、発電機の温度上昇が抑制される。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３または４の構成に加えて、前記第２の回転要素の回転を規制する第２のブレーキが設けられており、この第２のブレーキを係合することにより、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。この請求項５の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の作用が生じる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図１には、この発明の制御装置の対象例である車両Ｖｅのパワートレーンが示され、図２には車両Ｖｅの制御系統が示されている。図１に示すパワートレーンにおいては、車両Ｖｅの駆動力源１のトルクが、クラッチ２、変速機３、デファレンシャル４を経由して車輪（前輪）５に伝達されるように構成されている。駆動力源１としては、例えば、内燃機関、具体的には、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。
【００１５】
以下、駆動力源１としてガソリンエンジンを用いる場合について説明し、便宜上、駆動力源１を“エンジン１”と記す。このエンジン１は、燃料噴射装置（図示せず）、点火装置（図示せず）、クランクシャフト６などを有している。クランクシャフト６とクラッチ２との間の動力伝達経路には、プラネタリギヤ７０が設けられている。このプラネタリギヤ７０は、シングルピニオン形式のプラネタリギヤであり、プラネタリギヤ７０は、サンギヤ７１と、サンギヤ７１と同心状に配置されたリングギヤ７２と、サンギヤ７１およびリングギヤ７２に噛合するピニオンギヤ７３を保持するキャリヤ７４とを有している。このキャリヤ７４とクランクシャフト６とが一体回転するように連結されている。
【００１６】
また、第１のモータ・ジェネレータ３４が設けられており、第１のモータ・ジェネレータ３４の出力軸７５とサンギヤ７１とが一体回転するように連結されている。さらに、サンギヤ７２の回転を規制する第１のブレーキ７６が設けられているとともに、出力軸７５およびサンギヤ７１の回転を規制する第２のブレーキ７７が設けられている。上記クランクシャフト６とプラネタリギヤ７０と第１のモータ・ジェネレータ３４とは同心状に配置されている。具体的には、リングギヤ７２は有底円筒部材９０の内周に形成され、有底円筒部材９０の内部に、第１のモータ・ジェネレータ３４、サンギヤ７１、キャリヤ７４が配置されている。
【００１７】
一方、前記クラッチ２としては、摩擦クラッチ、電磁クラッチなどを用いることができる。このクラッチ２は、第１のクラッチ板７８および第２のクラッチ板７９を有しており、第１のクラッチ板７８とリングギヤ７２とが、シャフト８０により一体回転するように連結されている。シャフト８０にはギヤ８１が形成されている。また、補機８２が設けられており、補機８２の回転軸８３にはギヤ８４が形成されている。補機８２としては、エアコン用コンプレッサなどが挙げられる。そして、ギヤ８４とギヤ８１とが噛合されている。
【００１８】
前記変速機３は、入力軸７および出力軸８を有しており、クラッチ２の第２のクラッチ板７９と入力軸７とが一体回転するように連結されている。さらに、前記入力軸７と出力軸８とは相互に平行に、かつ、車両Ｖｅの幅方向（左右方向）に配置されている。入力軸７には、第１速用ドライブギヤ１０、第２速用ドライブギヤ１１、第３速用ドライブギヤ１２、第４速用ドライブギヤ１３、第５速用ドライブギヤ１４、後進用ドライブギヤ１５が設けられている。ここで、第１速用ドライブギヤ１０および第２速用ドライブギヤ１１および後進用ドライブギヤ１５と、入力軸７とは一体回転するように構成されている。これに対して、第３速用ドライブギヤ１２および第４速用ドライブギヤ１３および第５速用ドライブギヤ１４と、入力軸７とが相対回転可能となるように構成されている。
【００１９】
さらに、出力軸８には、第１速用ドリブンギヤ１６、第２速用ドリンギヤ１７、第３速用ドリブンギヤ１８、第４速用ドリブンギヤ１９、第５速用ドリブンギヤ２０、後進用ドリブンギヤ２１が設けられている。ここで、第４速用ドリブンギヤ１９および第５速用ドリブンギヤ２０と、出力軸８とは一体回転するように構成されている。これに対して、第１速用ドリブンギヤ１６および第２速用ドリブンギヤ１７および第３速用ドリブンギヤ１８および後進用ドリブンギヤ２１と、出力軸８とが相対回転可能となるように構成されている。
【００２０】
そして、第１速用ドライブギヤ１０と第１速用ドリブンギヤ１６とが噛合され、第２速用ドライブギヤ１１と第２速用ドリブンギヤ１７とが噛合され、第３速用ドライブギヤ１２と第３速用ドリブンギヤ１８とが噛合され、第４速用ドライブギヤ１３と第３速用ドリブンギヤ１９とが噛合され、第５速用ドライブギヤ１４と第５速用ドリブンギヤ２０とが噛合されている。さらに、中間ギヤ２２が設けられており、中間ギヤ２２と後進用ドライブギヤ１５とが噛合されている。
【００２１】
さらに、入力軸７と、第３速用ドライブギヤ１２または第４速用ドライブギヤ１３とを選択的に連結するシンクロナイザ機構２３が設けられている。さらに、入力軸７と、第５速用ドライブギヤ１４とを選択的に連結するシンクロナイザ機構２４が設けられている。さらに、出力軸８と、第１速用ドリブンギヤ１６または第２速用ドリブンギヤ１７または後進用ドリブンギヤ２１および中間ギヤ２２とを後進用とを選択的に連結するシンクロナイザ機構２５が設けられている。シンクロナイザ機構２５は、さらに、出力軸８と、第３速用ドリブンギヤ１８とを選択的に連結するシンクロナイザ機構６２が設けられている。
【００２２】
一方、前記デファレンシャル４は、デフケース２７と、デフケース２７に対してピニオンシャフト２８を介して取り付けたピニオンギヤ２９と、ピニオンギヤ２９に噛合されたサイドギヤ３０とを有している。また、サイドギヤ３０と車輪５とがドライブシャフト３１により連結されている。また、デフケース２７にはリングギヤ３２が形成されている。さらに、前記出力軸８にはギヤ３３が形成されており、ギヤ３２とリングギヤ３３とが噛合されている。
【００２３】
つぎに、車両Ｖｅの電気系統について説明する。第２のモータ・ジェネレータ３５が設けられており、第２のモータ・ジェネレータ３５の出力軸６６にはギヤ６７が形成されている。そして、ギヤ６７と第３速用ドリブンギヤ１８とが噛合されている。前記第１のモータ・ジェネレータ３４および第２のモータ・ジェネレータ３５は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備している。この実施例では、第１のモータ・ジェネレータ３４および第２のモータ・ジェネレータ３５として、３相交流型のモータ・ジェネレータを用いた場合について説明する。第１のモータ・ジェネレータ３４には、インバータ４２を介してバッテリ４３が接続されている。さらに、第２のモータ・ジェネレータ３５には、インバータ４４を介してバッテリ４３が接続されている。第１のモータ・ジェネレータ３４と第２のモータ・ジェネレータ３５とは、バッテリ４３に対して相互に並列に接続されている。
【００２４】
上記のインバータ４２，４４およびバッテリ４３を有する電気回路Ａ１において、バッテリ４３の電力を第２のモータ・ジェネレータ３５に供給して、第２のモータ・ジェネレータ３５を電動機として駆動させることができる。また、第１のモータ・ジェネレータ３４を発電機として機能させ、発生した電力をバッテリ４３に充電することもできる。さらに、第１のモータ・ジェネレータ３４で発生した電力を、バッテリ４３を経由させるか、またはバッテリ４３を経由させることなく、第２のモータ・ジェネレータ３５に供給することもできる。
【００２５】
つぎに、車両Ｖｅの制御系統について説明する。車両Ｖｅの全体を制御する電子制御装置４５が設けられており、この電子制御装置４５は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）および入出力インタ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４５には、車両に対する加速要求（例えばアクセル開度）検知センサ、車両に対する制動要求検知センサ、シフトポジションセンサ、車速センサ、スロットル開度センサ、エンジン回転数センサ、変速機３の入力軸７の回転数センサ、車輪５の回転数センサなど、各種のセンサの検知信号が入力される。これに対して、電子制御装置４５からは、エンジン出力を制御する信号、第１のアクチュエータ９および第２のアクチュエータ２６および第３のアクチュエータ８５を制御する信号、インバータ４２，４４および第１のモータ・ジェネレータ３４および第２のモータ・ジェネレータ３５を制御する信号、補機８２の負荷を制御する信号などが出力される。
【００２６】
第１のアクチュエータ９は、クラッチ２のトルク容量を制御する装置であり、第２のアクチュエータ２６は、各シンクロナイザ機構２３，２４，２５，６２を制御する装置であり、第３のアクチュエータ８５は、第１のブレーキ７６および第２のブレーキ７７を制御する装置である。各アクチュエータとしては、油圧式アクチュエータ、電気式アクチュエータなどを用いることができる。
【００２７】
そして、電子制御装置４５に入力される信号、および電子制御装置４５に記憶されているデータに基づいて、エンジン１が運転されるとともに、第１のブレーキ７６が解放され、かつ、クラッチ２が係合された場合は、エンジントルクが、キャリヤ７４、サンギヤ７２、シャフト８０、クラッチ２を経由して、変速機３の入力軸７に伝達される。電子制御装置４５においては、シフトポジション、車速、加速要求などの信号に基づいて、変速機３の変速判断をおこない、その判断結果に基づいて、変速制御信号が出力される。図１に示す変速機３においては、前進ポジションが選択されている場合に、第１速ないし第５速を選択できる。このように、変速機３は、いわゆる有段式の変速機である。
【００２８】
前進ポジションが選択され、かつ、第１速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２５が制御されて、第１速用ドリブンギヤ１６と出力軸８とが動力伝達可能に連結される。この第１速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第１速用ドライブギヤ１０および第１速用ドリブンギヤ１６を経由して、出力軸８に伝達される。また、前進ポジションが選択され、かつ、第２速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２５が制御されて、第２速用ドリブンギヤ１７と出力軸８とが動力伝達可能に連結される。この第２速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第２速用ドライブギヤ１１および第２速用ドリブンギヤ１７を経由して、出力軸８に伝達される。
【００２９】
また、前進ポジションで第３速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２３が制御されて、第３速用ドライブギヤ１２と入力軸７とが動力伝達可能に連結されるとともに、シンクロナイザ機構６２が制御されて、第３速用ドリブンギヤ１８と出力軸８とが動力伝達可能に連結される。この第３速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第３速用ドライブギヤ１２および第３速用ドリブンギヤ１８を経由して、出力軸８に伝達される。
【００３０】
また、前進ポジションで第４速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２３が制御されて、第４速用ドライブギヤ１３と入力軸７とが動力伝達可能に連結される。この第４速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第４速用ドライブギヤ１３および第４速用ドリブンギヤ１９を経由して、出力軸８に伝達される。さらに、前進ポジションで第５速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２４が制御されて、第５速用ドライブギヤ１４と入力軸７とが動力伝達可能に連結される。この第５速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第５速用ドライブギヤ１４および第５速用ドリブンギヤ２０を経由して、出力軸８に伝達される。
【００３１】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、シンクロナイザ機構２５が制御されて、中間ギヤ２２と後進用ドライブギヤ１５および後進用ドリブンギヤ２１とが噛合される。その結果、入力軸７のトルクは、後進用ドライブギヤ１５、中間ギヤ２２、後進用ドリブンギヤ２１を経由して出力軸８に伝達される。なお、前進ポジションが選択された場合と、後進ポジションが選択された場合とでは、出力軸８の回転方向が逆になる。
【００３２】
このようにして、エンジントルクが、入力軸７を経由して出力軸８に伝達されると、そのトルクは、デファレンシャル４およびドライブシャフト３１を経由して左右の車輪５に伝達される。また、車速、加速要求（アクセル開度）、制動要求、変速要求などに基づいて、ドライバーの要求トルクが判断され、その判断結果に基づいてエンジンで負担するべき要求トルクが判断される。また、エンジンで負担するべき要求トルクに加えて、第２のモータ・ジェネレータ３５で負担するべき要求トルクも判断される。
【００３３】
第２のモータ・ジェネレータ３５を電動機として駆動する場合は、第２のモータ・ジェネレータ３５に電力を供給する。第２のモータ・ジェネレータ３５を駆動する場合は、シンクロナイザ機構２３またはシンクロナイザ機構６２を制御して、第２のモータ・ジェネレータ３５と、入力軸７または出力軸８とを連結する。したがって、第２のモータ・ジェネレータ３５のトルクは、出力軸８およびデファレンシャル４を経由して車輪５に伝達される。
【００３４】
また、変速機５で変速を実行する場合は、クラッチ２のトルク容量が低下されるとともに、変速前の変速段を設定するシンクロナイザ機構、および変速後の変速段を設定するシンクロナイザ機構が動作して変速が完了され、クラッチ２が係合される。このように、変速機２で変速が実行され、かつ、クラッチ２が解放された場合は、エンジン１から車輪５に伝達されるトルクが低下する。そこで、第２のモータ・ジェネレータ３５から車輪５に伝達されるトルクを増加して、駆動力の低下を抑制する。したがって、変速機３が有段変速機でありながら、無段変速機を搭載した車両のような駆動力特性を得ることができる。
【００３５】
このように、変速機３で変速を実行し、かつ、第２のモータ・ジェネレータ３５から車輪５に伝達されるトルクを増加する場合において、第２のモータ・ジェネレータ３５に対する電力の供給に関する制御を説明する。まず、変速機３で変速が実行される前におけるエンジン回転速度、クラッチ２の第１のクラッチ板（リングギヤ）の回転速度、第１のモータ・ジェネレータ（ＭＧ１）３４の回転速度を、図３に示す。図３は、第１のブレーキ７６が解放され、かつ、第２のブレーキ７７が係合され、かつ、補機８２の負荷が低い場合に相当する。
【００３６】
この図３の速度線図に示すように、エンジン１が正方向に回転するとともに、第１のモータ・ジェネレータ３４が停止して反力要素となり、リングギヤ７２が正方向に回転する。エンジン回転速度よりも、リングギア７２の回転速度の方が高速となる。また、第１のモータ・ジェネレータ３４では発電が実行されない。したがって、第１のモータ・ジェネレータ３４の発熱量の増加を抑制できる。このようにして、第２のブレーキ７６において、
ρ／（１＋ρ）・Ｔｅ
に相当するパワーを受けている。さらに、リングギヤ７２には、
１／（１＋ρ）・Ｔｅ
のパワーが伝達される。ここで、ρはプラネタリギヤ７０の変速比であり、Ｔｅはエンジントルクである。
【００３７】
つぎに、変速機３で変速が実行される場合におけるエンジン回転速度、リングギヤ７２の回転速度、第１のモータ・ジェネレータ３４の回転速度を、図４に示す。図４は、第１のブレーキ７６がスリップ（または係合）されているか、または補機８２の負荷が高負荷であり、第２のブレーキ７７が解放されている場合に相当する。この図４の速度線図に示すように、エンジン１が正方向に回転するとともに、リングギヤ７２がエンジン１よりも低回転速度となり、かつ、反力要素となり、第１のモータ・ジェネレータ３４が正方向に高速回転する。第１のモータ・ジェネレータ３４は発電機として駆動し、その電力が第２のモータ・ジェネレータ３５に供給される。この第１のモータ・ジェネレータ３４の回転速度は、エンジン回転速度よりも高速となっている。
【００３８】
このように、リングギヤ７２において、
１／（１＋ρ）・Ｔｅ
に相当するトルクが受け止められ、第１のモータ・ジェネレータ３４には、
ρ／（１＋ρ）・Ｔｅ
に相当するトルクが吸収される。
【００３９】
このように、エンジントルクにより第１のモータ・ジェネレータ３４を駆動させて発電する場合に、第１のモータ・ジェネレータ３４の回転数が高められて、第１のモータ・ジェネレータ３４の発電量を可及的に増加することができる。したがって、第２のモータ・ジェネレータ３５に電力を供給するバッテリ４３の大型化を抑制できる。また、変速機３で変速を実行する場合は、第１のブレーキ７６の係合力を高めるか、または補機８２の負荷を高めることにより、エンジン１からクラッチ２に伝達されるトルクを、クラッチ２を解放可能なトルクまで低下させることができる。クラッチ２に伝達されるトルクが低下した後、クラッチ２を解放すると、第１のクラッチ板７８の回転速度が急激に上昇することを抑制できる。
【００４０】
さらに、この実施例においては、エンジン１が運転されている場合は、エンジン１からシャフト８０に伝達されたトルクにより、補機８２を駆動することができる。これに対して、エンジン１が停止している場合でも、第１のモータ・ジェネレータ３４を電動機として駆動するとともに、第１のモータ・ジェネレータ３４のトルクを、リングギヤ７２、シャフト８０を経由させて補機８２に伝達することにより、補機８２を駆動することができる。さらに、第２のモータ・ジェネレータ３５に電力を供給する蓄電装置（電源）として、バッテリに代えてキャパシタを用いることもできる。
【００４１】
ここで、この実施例の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン１がこの発明の駆動力源に相当し、第２のモータ・ジェネレータ３５が、この発明の電動機に相当し、第１のモータ・ジェネレータ３４が、この発明の発電機に相当し、プラネタリギヤ７０が、この発明の増速機構および遊星歯車機構に相当し、キャリヤ７４が、この発明の第１の回転要素に相当し、サンギヤ７１が、この発明の第２の回転要素に相当し、リングギヤ７２が、この発明の第３の回転要素に相当する。
【００４２】
さらに、この発明において、増速機構として、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いることもできる。この場合は、エンジン１がリングギヤに連結され、第１のモータ・ジェネレータ３４がサンギヤに連結され、シャフト８０がキャリヤに連結される。すなわち、リングギヤが第１の回転要素に相当し、サンギヤが第２の回転要素に相当し、キャリヤが第３の回転要素に相当する。
【００４３】
なお、図１に示されたパワートレーンにおいては、同じ車輪５に、エンジン１および第２のモータ・ジェネレータ３５が動力伝達可能に連結されているが、エンジン１および第２のモータ・ジェネレータ３５が異なる車輪に連結されているパワートレーン、例えば、エンジンが前輪に連結され、第２のモータ・ジェネレータが後輪に連結されているパワートレーン、または、エンジンが後輪に連結され、第２のモータ・ジェネレータが前輪に連結されているパワートレーンにも、この発明を適用できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量を高めることができる。したがって、電動機に電力を供給する電源の大型化を抑制できる。また、請求項１または２の発明によれば、変速機で変速が実行される場合は、クラッチに伝達されるトルクを抑制できる。したがって、クラッチを解放し易くなる。
【００４５】
請求項３の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量を高めることができる。したがって、電動機に電力を供給する電源の大型化を抑制できる。また、請求項３の発明によれば、変速機で変速が実行されない場合に、発電機の温度上昇を抑制できる。
【００４６】
請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、変速機で変速が実行されない場合に、発電機の温度上昇を抑制できる。また、請求項５の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の対象となる車両のパワートレーンを示すスケルトン図である。
【図２】 図１に示す車両の電気系統および制御系統を示す概念図である。
【図３】 図１に示す車両において、エンジン回転速度と、第２のモータ・ジェネレータの回転速度と、リングギヤの回転速度との関係を示す速度線図である。
【図４】 図１に示す車両において、エンジン回転速度と、第２のモータ・ジェネレータの回転速度と、リングギヤの回転速度との関係を示す速度線図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…クラッチ、 ３…変速機、 ５…車輪、 ３４…第１のモータ・ジェネレータ、 ３５…第２のモータ・ジェネレータ、 ７０…プラネタリギヤ、 ７１…サンギヤ、 ７２…リングギヤ、 ７４…キャリヤ、 Ｖｅ…車両。
【発明の属する技術分野】
この発明は、駆動力源または電動機の少なくとも一方のトルクを車輪に伝達することのできる車両用動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンと車輪との間に、クラッチおよび変速機が設けられている車両においては、変速機で変速を実行する場合に、クラッチのトルク容量を低下する制御が知られている。このように、変速機の変速時にクラッチのトルク容量を低下させると、エンジンから車輪に伝達されるトルクが低下して、加速度が変動する問題があった。そこで、変速機の変速時にクラッチのトルク容量が低下されても、加速度の低下を抑制することのできる技術が知られており、その技術の一例が、下記の特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載されている車両においては、エンジンの動力が、クラッチを経由して変速機に伝達されるように構成されている。変速機は、入力軸および出力軸を有し、入力軸がクラッチに連結され、出力軸は差動装置を介して車輪に連結されている。また、モーターが、入力軸または出力軸に連結される。さらに、バッテリーの電力が、コントローラーを経由してモーターに供給されるように構成されている。そして、変速機の変速時にクラッチが解放されるとともに、モーターに電流を供給して出力軸を駆動し、加速感を維持するとされている。なお、エンジンまたは電動機のうち、少なくとも一方のトルクを車輪に伝達することができる動力伝達装置の技術は、上記特許文献１の他に、下記特許文献２にも記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４１６６５号公報（特許請求の範囲、段落番号００１６ないし段落番号００４１、図１ないし図３）
【特許文献２】
特開２００１−３０７７４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されているように、変速機で変速が実行される場合にモーターを駆動するためには、モーターに電力を供給する電源が大型化する問題があった。
【０００６】
この発明は、上記の事情を背景にしてなされたものであり、電動機に電力を供給する電源が大型化することを、可及的に抑制することのできる車両用動力伝達装置を提供することを目的とするものである。
【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、駆動力源のトルクが、クラッチおよび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、電動機のトルクが車輪に伝達されるように構成され、前記変速機で変速を実行する場合に、前記電動機から車輪に伝達されるトルクを高める車両用動力伝達装置において、前記駆動力源により駆動され、かつ、前記電動機に供給する電力を発生する発電機と、この発電機と前記駆動力源との間の動力伝達経路に配置され、前記駆動力源の動力を前記発電機に伝達する場合に、その回転速度を増速する増速機構とを備えており、この増速機構には、第１の回転要素ないし第３の回転要素を有する遊星歯車機構が含まれており、前記第１の回転要素が前記駆動力源に連結され、前記第２の回転要素が前記発電機に連結され、前記第３の回転要素が前記クラッチの入力側に連結されているとともに、前記変速機で変速が実行される場合は、前記第３の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量が高められる。また、請求項１の発明によれば、変速機で変速が実行される場合は、クラッチに伝達されるトルクが抑制される。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第３の回転要素の回転を規制する第１のブレーキと、前記第３の回転要素に伝達されるトルクにより駆動される補機とが設けられており、前記第１のブレーキの係合力を高めるか、または前記補機の負荷を高めることにより、前記第３の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。この請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる。
【００１０】
請求項３の発明は、駆動力源のトルクが、クラッチおよび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、電動機のトルクが前記車輪に伝達されるように構成され、前記変速機で変速を実行する場合に、前記電動機から前記車輪に伝達されるトルクを高める車両用動力伝達装置において、前記駆動力源により駆動され、かつ、前記電動機に供給する電力を発生する発電機と、この発電機と前記駆動力源との間の動力伝達経路に配置され、前記駆動力源の動力を前記発電機に伝達する場合に、その回転速度を増速する増速機構とを備えており、この増速機構には、第１の回転要素ないし第３の回転要素を有する遊星歯車機構が含まれており、前記第１の回転要素が前記駆動力源に連結され、前記第２の回転要素が前記発電機に連結され、前記第３の回転要素が前記クラッチの入力側に連結されているとともに、前記変速機で変速が実行されない場合は、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量が高められるとともに、変速機で変速が実行されない場合は、発電機の温度上昇が抑制される。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記変速機で変速が実行されない場合は、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。この請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、変速機で変速が実行されない場合は、発電機の温度上昇が抑制される。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項３または４の構成に加えて、前記第２の回転要素の回転を規制する第２のブレーキが設けられており、この第２のブレーキを係合することにより、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とするものである。この請求項５の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の作用が生じる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図１には、この発明の制御装置の対象例である車両Ｖｅのパワートレーンが示され、図２には車両Ｖｅの制御系統が示されている。図１に示すパワートレーンにおいては、車両Ｖｅの駆動力源１のトルクが、クラッチ２、変速機３、デファレンシャル４を経由して車輪（前輪）５に伝達されるように構成されている。駆動力源１としては、例えば、内燃機関、具体的には、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。
【００１５】
以下、駆動力源１としてガソリンエンジンを用いる場合について説明し、便宜上、駆動力源１を“エンジン１”と記す。このエンジン１は、燃料噴射装置（図示せず）、点火装置（図示せず）、クランクシャフト６などを有している。クランクシャフト６とクラッチ２との間の動力伝達経路には、プラネタリギヤ７０が設けられている。このプラネタリギヤ７０は、シングルピニオン形式のプラネタリギヤであり、プラネタリギヤ７０は、サンギヤ７１と、サンギヤ７１と同心状に配置されたリングギヤ７２と、サンギヤ７１およびリングギヤ７２に噛合するピニオンギヤ７３を保持するキャリヤ７４とを有している。このキャリヤ７４とクランクシャフト６とが一体回転するように連結されている。
【００１６】
また、第１のモータ・ジェネレータ３４が設けられており、第１のモータ・ジェネレータ３４の出力軸７５とサンギヤ７１とが一体回転するように連結されている。さらに、サンギヤ７２の回転を規制する第１のブレーキ７６が設けられているとともに、出力軸７５およびサンギヤ７１の回転を規制する第２のブレーキ７７が設けられている。上記クランクシャフト６とプラネタリギヤ７０と第１のモータ・ジェネレータ３４とは同心状に配置されている。具体的には、リングギヤ７２は有底円筒部材９０の内周に形成され、有底円筒部材９０の内部に、第１のモータ・ジェネレータ３４、サンギヤ７１、キャリヤ７４が配置されている。
【００１７】
一方、前記クラッチ２としては、摩擦クラッチ、電磁クラッチなどを用いることができる。このクラッチ２は、第１のクラッチ板７８および第２のクラッチ板７９を有しており、第１のクラッチ板７８とリングギヤ７２とが、シャフト８０により一体回転するように連結されている。シャフト８０にはギヤ８１が形成されている。また、補機８２が設けられており、補機８２の回転軸８３にはギヤ８４が形成されている。補機８２としては、エアコン用コンプレッサなどが挙げられる。そして、ギヤ８４とギヤ８１とが噛合されている。
【００１８】
前記変速機３は、入力軸７および出力軸８を有しており、クラッチ２の第２のクラッチ板７９と入力軸７とが一体回転するように連結されている。さらに、前記入力軸７と出力軸８とは相互に平行に、かつ、車両Ｖｅの幅方向（左右方向）に配置されている。入力軸７には、第１速用ドライブギヤ１０、第２速用ドライブギヤ１１、第３速用ドライブギヤ１２、第４速用ドライブギヤ１３、第５速用ドライブギヤ１４、後進用ドライブギヤ１５が設けられている。ここで、第１速用ドライブギヤ１０および第２速用ドライブギヤ１１および後進用ドライブギヤ１５と、入力軸７とは一体回転するように構成されている。これに対して、第３速用ドライブギヤ１２および第４速用ドライブギヤ１３および第５速用ドライブギヤ１４と、入力軸７とが相対回転可能となるように構成されている。
【００１９】
さらに、出力軸８には、第１速用ドリブンギヤ１６、第２速用ドリンギヤ１７、第３速用ドリブンギヤ１８、第４速用ドリブンギヤ１９、第５速用ドリブンギヤ２０、後進用ドリブンギヤ２１が設けられている。ここで、第４速用ドリブンギヤ１９および第５速用ドリブンギヤ２０と、出力軸８とは一体回転するように構成されている。これに対して、第１速用ドリブンギヤ１６および第２速用ドリブンギヤ１７および第３速用ドリブンギヤ１８および後進用ドリブンギヤ２１と、出力軸８とが相対回転可能となるように構成されている。
【００２０】
そして、第１速用ドライブギヤ１０と第１速用ドリブンギヤ１６とが噛合され、第２速用ドライブギヤ１１と第２速用ドリブンギヤ１７とが噛合され、第３速用ドライブギヤ１２と第３速用ドリブンギヤ１８とが噛合され、第４速用ドライブギヤ１３と第３速用ドリブンギヤ１９とが噛合され、第５速用ドライブギヤ１４と第５速用ドリブンギヤ２０とが噛合されている。さらに、中間ギヤ２２が設けられており、中間ギヤ２２と後進用ドライブギヤ１５とが噛合されている。
【００２１】
さらに、入力軸７と、第３速用ドライブギヤ１２または第４速用ドライブギヤ１３とを選択的に連結するシンクロナイザ機構２３が設けられている。さらに、入力軸７と、第５速用ドライブギヤ１４とを選択的に連結するシンクロナイザ機構２４が設けられている。さらに、出力軸８と、第１速用ドリブンギヤ１６または第２速用ドリブンギヤ１７または後進用ドリブンギヤ２１および中間ギヤ２２とを後進用とを選択的に連結するシンクロナイザ機構２５が設けられている。シンクロナイザ機構２５は、さらに、出力軸８と、第３速用ドリブンギヤ１８とを選択的に連結するシンクロナイザ機構６２が設けられている。
【００２２】
一方、前記デファレンシャル４は、デフケース２７と、デフケース２７に対してピニオンシャフト２８を介して取り付けたピニオンギヤ２９と、ピニオンギヤ２９に噛合されたサイドギヤ３０とを有している。また、サイドギヤ３０と車輪５とがドライブシャフト３１により連結されている。また、デフケース２７にはリングギヤ３２が形成されている。さらに、前記出力軸８にはギヤ３３が形成されており、ギヤ３２とリングギヤ３３とが噛合されている。
【００２３】
つぎに、車両Ｖｅの電気系統について説明する。第２のモータ・ジェネレータ３５が設けられており、第２のモータ・ジェネレータ３５の出力軸６６にはギヤ６７が形成されている。そして、ギヤ６７と第３速用ドリブンギヤ１８とが噛合されている。前記第１のモータ・ジェネレータ３４および第２のモータ・ジェネレータ３５は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備している。この実施例では、第１のモータ・ジェネレータ３４および第２のモータ・ジェネレータ３５として、３相交流型のモータ・ジェネレータを用いた場合について説明する。第１のモータ・ジェネレータ３４には、インバータ４２を介してバッテリ４３が接続されている。さらに、第２のモータ・ジェネレータ３５には、インバータ４４を介してバッテリ４３が接続されている。第１のモータ・ジェネレータ３４と第２のモータ・ジェネレータ３５とは、バッテリ４３に対して相互に並列に接続されている。
【００２４】
上記のインバータ４２，４４およびバッテリ４３を有する電気回路Ａ１において、バッテリ４３の電力を第２のモータ・ジェネレータ３５に供給して、第２のモータ・ジェネレータ３５を電動機として駆動させることができる。また、第１のモータ・ジェネレータ３４を発電機として機能させ、発生した電力をバッテリ４３に充電することもできる。さらに、第１のモータ・ジェネレータ３４で発生した電力を、バッテリ４３を経由させるか、またはバッテリ４３を経由させることなく、第２のモータ・ジェネレータ３５に供給することもできる。
【００２５】
つぎに、車両Ｖｅの制御系統について説明する。車両Ｖｅの全体を制御する電子制御装置４５が設けられており、この電子制御装置４５は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）および入出力インタ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４５には、車両に対する加速要求（例えばアクセル開度）検知センサ、車両に対する制動要求検知センサ、シフトポジションセンサ、車速センサ、スロットル開度センサ、エンジン回転数センサ、変速機３の入力軸７の回転数センサ、車輪５の回転数センサなど、各種のセンサの検知信号が入力される。これに対して、電子制御装置４５からは、エンジン出力を制御する信号、第１のアクチュエータ９および第２のアクチュエータ２６および第３のアクチュエータ８５を制御する信号、インバータ４２，４４および第１のモータ・ジェネレータ３４および第２のモータ・ジェネレータ３５を制御する信号、補機８２の負荷を制御する信号などが出力される。
【００２６】
第１のアクチュエータ９は、クラッチ２のトルク容量を制御する装置であり、第２のアクチュエータ２６は、各シンクロナイザ機構２３，２４，２５，６２を制御する装置であり、第３のアクチュエータ８５は、第１のブレーキ７６および第２のブレーキ７７を制御する装置である。各アクチュエータとしては、油圧式アクチュエータ、電気式アクチュエータなどを用いることができる。
【００２７】
そして、電子制御装置４５に入力される信号、および電子制御装置４５に記憶されているデータに基づいて、エンジン１が運転されるとともに、第１のブレーキ７６が解放され、かつ、クラッチ２が係合された場合は、エンジントルクが、キャリヤ７４、サンギヤ７２、シャフト８０、クラッチ２を経由して、変速機３の入力軸７に伝達される。電子制御装置４５においては、シフトポジション、車速、加速要求などの信号に基づいて、変速機３の変速判断をおこない、その判断結果に基づいて、変速制御信号が出力される。図１に示す変速機３においては、前進ポジションが選択されている場合に、第１速ないし第５速を選択できる。このように、変速機３は、いわゆる有段式の変速機である。
【００２８】
前進ポジションが選択され、かつ、第１速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２５が制御されて、第１速用ドリブンギヤ１６と出力軸８とが動力伝達可能に連結される。この第１速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第１速用ドライブギヤ１０および第１速用ドリブンギヤ１６を経由して、出力軸８に伝達される。また、前進ポジションが選択され、かつ、第２速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２５が制御されて、第２速用ドリブンギヤ１７と出力軸８とが動力伝達可能に連結される。この第２速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第２速用ドライブギヤ１１および第２速用ドリブンギヤ１７を経由して、出力軸８に伝達される。
【００２９】
また、前進ポジションで第３速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２３が制御されて、第３速用ドライブギヤ１２と入力軸７とが動力伝達可能に連結されるとともに、シンクロナイザ機構６２が制御されて、第３速用ドリブンギヤ１８と出力軸８とが動力伝達可能に連結される。この第３速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第３速用ドライブギヤ１２および第３速用ドリブンギヤ１８を経由して、出力軸８に伝達される。
【００３０】
また、前進ポジションで第４速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２３が制御されて、第４速用ドライブギヤ１３と入力軸７とが動力伝達可能に連結される。この第４速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第４速用ドライブギヤ１３および第４速用ドリブンギヤ１９を経由して、出力軸８に伝達される。さらに、前進ポジションで第５速を設定する場合は、シンクロナイザ機構２４が制御されて、第５速用ドライブギヤ１４と入力軸７とが動力伝達可能に連結される。この第５速が設定された場合は、入力軸７のトルクが、第５速用ドライブギヤ１４および第５速用ドリブンギヤ２０を経由して、出力軸８に伝達される。
【００３１】
これに対して、後進ポジションが選択された場合は、シンクロナイザ機構２５が制御されて、中間ギヤ２２と後進用ドライブギヤ１５および後進用ドリブンギヤ２１とが噛合される。その結果、入力軸７のトルクは、後進用ドライブギヤ１５、中間ギヤ２２、後進用ドリブンギヤ２１を経由して出力軸８に伝達される。なお、前進ポジションが選択された場合と、後進ポジションが選択された場合とでは、出力軸８の回転方向が逆になる。
【００３２】
このようにして、エンジントルクが、入力軸７を経由して出力軸８に伝達されると、そのトルクは、デファレンシャル４およびドライブシャフト３１を経由して左右の車輪５に伝達される。また、車速、加速要求（アクセル開度）、制動要求、変速要求などに基づいて、ドライバーの要求トルクが判断され、その判断結果に基づいてエンジンで負担するべき要求トルクが判断される。また、エンジンで負担するべき要求トルクに加えて、第２のモータ・ジェネレータ３５で負担するべき要求トルクも判断される。
【００３３】
第２のモータ・ジェネレータ３５を電動機として駆動する場合は、第２のモータ・ジェネレータ３５に電力を供給する。第２のモータ・ジェネレータ３５を駆動する場合は、シンクロナイザ機構２３またはシンクロナイザ機構６２を制御して、第２のモータ・ジェネレータ３５と、入力軸７または出力軸８とを連結する。したがって、第２のモータ・ジェネレータ３５のトルクは、出力軸８およびデファレンシャル４を経由して車輪５に伝達される。
【００３４】
また、変速機５で変速を実行する場合は、クラッチ２のトルク容量が低下されるとともに、変速前の変速段を設定するシンクロナイザ機構、および変速後の変速段を設定するシンクロナイザ機構が動作して変速が完了され、クラッチ２が係合される。このように、変速機２で変速が実行され、かつ、クラッチ２が解放された場合は、エンジン１から車輪５に伝達されるトルクが低下する。そこで、第２のモータ・ジェネレータ３５から車輪５に伝達されるトルクを増加して、駆動力の低下を抑制する。したがって、変速機３が有段変速機でありながら、無段変速機を搭載した車両のような駆動力特性を得ることができる。
【００３５】
このように、変速機３で変速を実行し、かつ、第２のモータ・ジェネレータ３５から車輪５に伝達されるトルクを増加する場合において、第２のモータ・ジェネレータ３５に対する電力の供給に関する制御を説明する。まず、変速機３で変速が実行される前におけるエンジン回転速度、クラッチ２の第１のクラッチ板（リングギヤ）の回転速度、第１のモータ・ジェネレータ（ＭＧ１）３４の回転速度を、図３に示す。図３は、第１のブレーキ７６が解放され、かつ、第２のブレーキ７７が係合され、かつ、補機８２の負荷が低い場合に相当する。
【００３６】
この図３の速度線図に示すように、エンジン１が正方向に回転するとともに、第１のモータ・ジェネレータ３４が停止して反力要素となり、リングギヤ７２が正方向に回転する。エンジン回転速度よりも、リングギア７２の回転速度の方が高速となる。また、第１のモータ・ジェネレータ３４では発電が実行されない。したがって、第１のモータ・ジェネレータ３４の発熱量の増加を抑制できる。このようにして、第２のブレーキ７６において、
ρ／（１＋ρ）・Ｔｅ
に相当するパワーを受けている。さらに、リングギヤ７２には、
１／（１＋ρ）・Ｔｅ
のパワーが伝達される。ここで、ρはプラネタリギヤ７０の変速比であり、Ｔｅはエンジントルクである。
【００３７】
つぎに、変速機３で変速が実行される場合におけるエンジン回転速度、リングギヤ７２の回転速度、第１のモータ・ジェネレータ３４の回転速度を、図４に示す。図４は、第１のブレーキ７６がスリップ（または係合）されているか、または補機８２の負荷が高負荷であり、第２のブレーキ７７が解放されている場合に相当する。この図４の速度線図に示すように、エンジン１が正方向に回転するとともに、リングギヤ７２がエンジン１よりも低回転速度となり、かつ、反力要素となり、第１のモータ・ジェネレータ３４が正方向に高速回転する。第１のモータ・ジェネレータ３４は発電機として駆動し、その電力が第２のモータ・ジェネレータ３５に供給される。この第１のモータ・ジェネレータ３４の回転速度は、エンジン回転速度よりも高速となっている。
【００３８】
このように、リングギヤ７２において、
１／（１＋ρ）・Ｔｅ
に相当するトルクが受け止められ、第１のモータ・ジェネレータ３４には、
ρ／（１＋ρ）・Ｔｅ
に相当するトルクが吸収される。
【００３９】
このように、エンジントルクにより第１のモータ・ジェネレータ３４を駆動させて発電する場合に、第１のモータ・ジェネレータ３４の回転数が高められて、第１のモータ・ジェネレータ３４の発電量を可及的に増加することができる。したがって、第２のモータ・ジェネレータ３５に電力を供給するバッテリ４３の大型化を抑制できる。また、変速機３で変速を実行する場合は、第１のブレーキ７６の係合力を高めるか、または補機８２の負荷を高めることにより、エンジン１からクラッチ２に伝達されるトルクを、クラッチ２を解放可能なトルクまで低下させることができる。クラッチ２に伝達されるトルクが低下した後、クラッチ２を解放すると、第１のクラッチ板７８の回転速度が急激に上昇することを抑制できる。
【００４０】
さらに、この実施例においては、エンジン１が運転されている場合は、エンジン１からシャフト８０に伝達されたトルクにより、補機８２を駆動することができる。これに対して、エンジン１が停止している場合でも、第１のモータ・ジェネレータ３４を電動機として駆動するとともに、第１のモータ・ジェネレータ３４のトルクを、リングギヤ７２、シャフト８０を経由させて補機８２に伝達することにより、補機８２を駆動することができる。さらに、第２のモータ・ジェネレータ３５に電力を供給する蓄電装置（電源）として、バッテリに代えてキャパシタを用いることもできる。
【００４１】
ここで、この実施例の構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン１がこの発明の駆動力源に相当し、第２のモータ・ジェネレータ３５が、この発明の電動機に相当し、第１のモータ・ジェネレータ３４が、この発明の発電機に相当し、プラネタリギヤ７０が、この発明の増速機構および遊星歯車機構に相当し、キャリヤ７４が、この発明の第１の回転要素に相当し、サンギヤ７１が、この発明の第２の回転要素に相当し、リングギヤ７２が、この発明の第３の回転要素に相当する。
【００４２】
さらに、この発明において、増速機構として、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いることもできる。この場合は、エンジン１がリングギヤに連結され、第１のモータ・ジェネレータ３４がサンギヤに連結され、シャフト８０がキャリヤに連結される。すなわち、リングギヤが第１の回転要素に相当し、サンギヤが第２の回転要素に相当し、キャリヤが第３の回転要素に相当する。
【００４３】
なお、図１に示されたパワートレーンにおいては、同じ車輪５に、エンジン１および第２のモータ・ジェネレータ３５が動力伝達可能に連結されているが、エンジン１および第２のモータ・ジェネレータ３５が異なる車輪に連結されているパワートレーン、例えば、エンジンが前輪に連結され、第２のモータ・ジェネレータが後輪に連結されているパワートレーン、または、エンジンが後輪に連結され、第２のモータ・ジェネレータが前輪に連結されているパワートレーンにも、この発明を適用できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量を高めることができる。したがって、電動機に電力を供給する電源の大型化を抑制できる。また、請求項１または２の発明によれば、変速機で変速が実行される場合は、クラッチに伝達されるトルクを抑制できる。したがって、クラッチを解放し易くなる。
【００４５】
請求項３の発明によれば、駆動力源の動力が増速機構を介して発電機に伝達されるため、発電機の回転数が増加して発電量を高めることができる。したがって、電動機に電力を供給する電源の大型化を抑制できる。また、請求項３の発明によれば、変速機で変速が実行されない場合に、発電機の温度上昇を抑制できる。
【００４６】
請求項４の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、変速機で変速が実行されない場合に、発電機の温度上昇を抑制できる。また、請求項５の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の対象となる車両のパワートレーンを示すスケルトン図である。
【図２】 図１に示す車両の電気系統および制御系統を示す概念図である。
【図３】 図１に示す車両において、エンジン回転速度と、第２のモータ・ジェネレータの回転速度と、リングギヤの回転速度との関係を示す速度線図である。
【図４】 図１に示す車両において、エンジン回転速度と、第２のモータ・ジェネレータの回転速度と、リングギヤの回転速度との関係を示す速度線図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…クラッチ、 ３…変速機、 ５…車輪、 ３４…第１のモータ・ジェネレータ、 ３５…第２のモータ・ジェネレータ、 ７０…プラネタリギヤ、 ７１…サンギヤ、 ７２…リングギヤ、 ７４…キャリヤ、 Ｖｅ…車両。
Claims (5)
- 駆動力源のトルクが、クラッチおよび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、電動機のトルクが車輪に伝達されるように構成され、前記変速機で変速を実行する場合に、前記電動機から車輪に伝達されるトルクを高める車両用動力伝達装置において、
前記駆動力源により駆動され、かつ、前記電動機に供給する電力を発生する発電機と、
この発電機と前記駆動力源との間の動力伝達経路に配置され、前記駆動力源の動力を前記発電機に伝達する場合に、その回転速度を増速する増速機構とを備えており、
この増速機構には、第１の回転要素ないし第３の回転要素を有する遊星歯車機構が含まれており、前記第１の回転要素が前記駆動力源に連結され、前記第２の回転要素が前記発電機に連結され、前記第３の回転要素が前記クラッチの入力側に連結されているとともに、
前記変速機で変速が実行される場合は、前記第３の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とする車両用動力伝達装置。 - 前記第３の回転要素の回転を規制する第１のブレーキと、前記第３の回転要素に伝達されるトルクにより駆動される補機とが設けられており、
前記第１のブレーキの係合力を高めるか、または前記補機の負荷を高めることにより、前記第３の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。 - 駆動力源のトルクが、クラッチおよび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、電動機のトルクが前記車輪に伝達されるように構成され、前記変速機で変速を実行する場合に、前記電動機から前記車輪に伝達されるトルクを高める車両用動力伝達装置において、
前記駆動力源により駆動され、かつ、前記電動機に供給する電力を発生する発電機と、
この発電機と前記駆動力源との間の動力伝達経路に配置され、前記駆動力源の動力を前記発電機に伝達する場合に、その回転速度を増速する増速機構と
を備えており、
この増速機構には、第１の回転要素ないし第３の回転要素を有する遊星歯車機構が含まれており、前記第１の回転要素が前記駆動力源に連結され、前記第２の回転要素が前記発電機に連結され、前記第３の回転要素が前記クラッチの入力側に連結されているとともに、
前記変速機で変速が実行されない場合は、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とする車両用動力伝達装置。 - 前記変速機で変速が実行されない場合は、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
- 前記第２の回転要素の回転を規制する第２のブレーキが設けられており、この第２のブレーキを係合することにより、前記第２の回転要素の回転速度の上昇を抑制する制御をおこなうことを特徴とする請求項３または４に記載の車両用動力伝達装置。
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