JP4710362B2

JP4710362B2 - 動力出力装置及びその補機駆動装置

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Publication number: JP4710362B2
Application number: JP2005070086A
Authority: JP
Inventors: 隆男渡辺; 博幸西澤; 正敬大澤
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
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Priority date: 2005-03-11
Filing date: 2005-03-11
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2025-03-11
Also published as: JP2006248446A

Description

本発明は、動力出力装置及びその補機駆動装置に関し、特に、変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置にて用いられ、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する装置に関する。

例えば車両等の負荷を駆動するための動力出力装置において、油圧ポンプやオルタネータ（発電機）等の補機は、エンジンの動力の一部により駆動されるのが一般的である。ただし、この場合は、補機の回転速度がエンジン回転速度に依存するため、補機の回転速度を負荷の駆動状態に応じて適切に制御することが困難となる。例えば補機が油圧ポンプである場合は、エンジン回転速度が高くなるに従い、油圧ポンプの無駄吐出流量が増大するため、油圧ポンプの駆動効率が低下してしまうことになる。

下記特許文献１には、無段変速機用の油圧ポンプを電動モータにより駆動し、電動モータの回転速度を制御することで、油圧ポンプの吐出流量を制御することが開示されている。さらに、下記特許文献１には、エンジンの動力の一部により駆動される無段変速機用の油圧ポンプに可変容量ポンプを用い、可変容量ポンプの容量を変化させることで、油圧ポンプの吐出流量を調整することも開示されている。

その他にも、下記特許文献２による無段変速機用の油圧ポンプの駆動装置が開示されている。

特開平１−１３５９５６号公報特開平１１−２８０６４３号公報

特許文献１における油圧ポンプを電動モータにより駆動する構成では、電動モータを用いているため、電動モータを駆動制御するドライバ回路を含めてコスト高を招くという問題点がある。さらに、特許文献１における可変容量ポンプを用いた構成では、可変容量ポンプは容積効率が低いため、油圧ポンプを効率よく駆動することが困難であるという問題点がある。以上のように、特許文献１においては、簡単な構成で補機を効率よく駆動することが困難であるという問題点がある。

本発明は、簡単な構成で補機を効率よく駆動することができる動力出力装置及びその補機駆動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る動力出力装置及びその補機駆動装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明に係る動力出力装置の補機駆動装置は、変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置にて用いられ、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置であって、原動機から変速機の入力軸に至る入力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する入力側駆動と、変速機の出力軸から負荷に至る出力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する出力側駆動と、のいずれかを選択的に行う動力切替機構を備え、動力切替機構は、前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な入力側駆動用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な出力側駆動用回転要素と、前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を入力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な入力側伝達用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を出力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な出力側伝達用回転要素と、を含む動力伝達機構と、入力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記入力側駆動を行い、出力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記出力側駆動を行う結合機構と、を有し、動力伝達機構は、結合機構により入力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合は、入力側伝達用回転要素に伝達された動力を入力側駆動用回転要素及び出力側伝達用回転要素に分配し、結合機構により出力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合は、出力側伝達用回転要素に伝達された動力を出力側駆動用回転要素及び入力側伝達用回転要素に分配することを要旨とする。

また、本発明の一態様では、動力伝達機構は、結合機構により入力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合に、入力側伝達用回転要素の回転速度が出力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、入力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より高くなる状態で、入力側伝達用回転要素に伝達された動力を入力側駆動用回転要素及び出力側伝達用回転要素に分配し、出力側伝達用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、入力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より低くなる状態で、入力側伝達用回転要素に伝達された動力を入力側駆動用回転要素及び出力側伝達用回転要素に分配することが好適である。

また、本発明の一態様では、動力伝達機構は、結合機構により出力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合に、出力側伝達用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、出力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より高くなる状態で、出力側伝達用回転要素に伝達された動力を出力側駆動用回転要素及び入力側伝達用回転要素に分配し、入力側伝達用回転要素の回転速度が出力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、出力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より低くなる状態で、出力側伝達用回転要素に伝達された動力を出力側駆動用回転要素及び入力側伝達用回転要素に分配することが好適である。

また、本発明に係る動力出力装置の補機駆動装置は、変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置にて用いられ、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置であって、原動機から変速機の入力軸に至る入力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する入力側駆動と、変速機の出力軸から負荷に至る出力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する出力側駆動と、のいずれかを選択的に行う動力切替機構を備え、動力切替機構は、前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な入力側駆動用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な出力側駆動用回転要素と、前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を入力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な入力側伝達用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を出力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な出力側伝達用回転要素と、を含む動力伝達機構と、入力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記入力側駆動を行い、出力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記出力側駆動を行う結合機構と、を有し、動力伝達機構は、各々がサンギアとキャリアとリングギアを回転要素として含む複数の遊星歯車により構成された遊星歯車機構であって、該遊星歯車機構が２自由度の回転自由度を有するように各遊星歯車の回転要素のいずれかが他の遊星歯車の回転要素のいずれかと結合または共用化された遊星歯車機構を有し、入力側駆動用回転要素と出力側駆動用回転要素と入力側伝達用回転要素と出力側伝達用回転要素が、前記遊星歯車機構の回転要素により構成されていることを要旨とする。

また、本発明に係る動力出力装置の補機駆動装置は、変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置にて用いられ、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置であって、原動機から変速機の入力軸に至る入力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する入力側駆動と、変速機の出力軸から負荷に至る出力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する出力側駆動と、のいずれかを選択的に行う動力切替機構と、前記入力側駆動による補機の駆動性能と前記出力側駆動による補機の駆動性能とを推定し、該推定した補機の駆動性能に基づいて前記入力側駆動と前記出力側駆動とのいずれを行うかを選択する駆動選択手段と、を備えることを要旨とする。

また、本発明の一態様では、補機は、入力される動力を基に流体を出力するポンプであり、駆動選択手段は、前記補機の駆動性能として、ポンプから出力される流体の流量を推定することが好適である。この態様では、駆動選択手段は、ポンプの要求流量と前記入力側駆動によるポンプの推定流量と前記出力側駆動によるポンプの推定流量とに基づいて、前記入力側駆動と前記出力側駆動とのいずれを行うかを選択することが好適である。また、この態様では、ポンプは、入力される動力を基に変速機にて用いられる作動油を出力することが好適である。

また、本発明の一態様では、補機は、入力される動力を基に発電を行う発電機であり、駆動選択手段は、前記補機の駆動性能として、発電機の効率を推定することが好適である。この態様では、駆動選択手段は、前記入力側駆動による発電機の推定効率が前記出力側駆動による発電機の推定効率より高い場合には、前記入力側駆動を行う方を選択し、前記出力側駆動による発電機の推定効率が前記入力側駆動による発電機の推定効率より高い場合には、前記出力側駆動を行う方を選択することが好適である。

また、本発明に係る動力出力装置は、変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置であって、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置を備え、該補機駆動装置が、本発明に係る動力出力装置の補機駆動装置であることを要旨とする。

本発明によれば、原動機から変速機の入力軸に至る入力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する入力側駆動と、変速機の出力軸から負荷に至る出力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する出力側駆動と、のいずれかを選択的に行うことで、補機の回転速度を変化させることができる。したがって、簡単な構成で原動機と負荷との間で伝達される動力の一部を利用して補機を効率よく駆動することができる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る補機駆動装置を備えた動力出力装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る動力出力装置は、エンジン１０の動力を変速機１４により変速して負荷へ出力可能であり、エンジン１０と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する。なお、本実施形態に係る動力出力装置は、例えば車両の駆動に用いられるものである。

エンジン１０の発生する動力は、トルクコンバータ１６及び前後進切替装置１８を介して変速機１４の入力軸２６に伝達される。変速機１４は、入力軸２６に伝達された動力を変速して出力軸３６へ伝達する。変速機１４の出力軸３６に伝達された動力は、出力軸３６に結合された負荷（図示せず）へ出力されることで、例えば車両の駆動等の負荷の駆動に用いられる。

なお、図１では、変速機１４の一例として、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を示している。ベルト式無段変速機１４は、入力軸２６に連結されたプライマリプーリ３０、出力軸３６に連結されたセカンダリプーリ３２、及びプライマリプーリ３０とセカンダリプーリ３２とに巻き掛けられた無端ベルト３４を備えており、プライマリプーリ３０及びセカンダリプーリ３２への無端ベルト３４の掛かり径を変化させることで変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎｉｎ／出力軸回転速度Ｎｏｕｔ）を変更する。ただし、ここでの変速機１４の種類は特に限定されるものではなく、例えば多段式の自動変速機（ＡＴ）であってもよいし、手動変速機（ＭＴ）であってもよい。変速機１４が自動変速機（ＡＴ）である場合は、エンジン１０の動力はトルクコンバータ１６を介して変速機１４の入力軸２６に伝達される。また、変速機１４が手動変速機（ＭＴ）である場合は、エンジン１０の動力はクラッチ（図示せず）を介して変速機１４の入力軸２６に伝達される。

本実施形態に係る動力出力装置においては、エンジン１０と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動するために、以下に説明する動力伝達機構２０及び結合機構２２が設けられている。なお、図１では、補機の一例として、入力される動力を基にリザーバ５２に貯溜された作動油を汲み上げて吐出する油圧ポンプ５４を示している。ここでの油圧ポンプ５４としては、例えば容積効率の高い固定容量式のものを用いることができる。油圧ポンプ５４が吐出した作動油は、変速機１４の変速比γを変更するための供給油圧に用いられる（変速機１４がＣＶＴやＡＴの場合）他に、変速機１４の各部の潤滑やトルクコンバータ１６における動力の伝達や前後進切替装置１８のクラッチ（図示せず）への供給油圧等にも用いられる。

動力伝達機構２０は、各々がサンギアとキャリアとリングギアを回転要素として有する複数の遊星歯車により構成された遊星歯車機構を備えている。図１に示す例では、動力伝達機構２０は、シングルピニオン遊星歯車とダブルピニオン遊星歯車とがキャリア及びリングギアを共用化した構成となっているラビニオ（Ravigneaux）型遊星歯車機構を備え、このラビニオ型遊星歯車機構は、サンギアＳ１，Ｓ２、キャリアＣＲ、及びリングギアＲを回転要素として有する。キャリアＣＲは、その回転速度Ｎｃがエンジン回転速度Ｎｅと一致する状態で、エンジン１０の出力軸１０−１に結合されている。リングギアＲは、その回転速度Ｎｒが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔと一致する状態で、変速機１４の出力軸３６に結合されている。

結合機構２２は、複数のクラッチＣ１，Ｃ２を備えている。クラッチＣ１は、サンギアＳ１と油圧ポンプ５４との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。サンギアＳ１と油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１がクラッチＣ１により結合されたときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐは、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１と一致する。一方、クラッチＣ２は、サンギアＳ２と油圧ポンプ５４との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。サンギアＳ２と油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１がクラッチＣ２により結合されたときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐは、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２と一致する。各クラッチＣ１，Ｃ２は、例えば油圧や電磁力を利用して係合／解放を切り替えることが可能であり、さらに、各クラッチＣ１，Ｃ２に供給する油圧力や電磁力を調整することで、各クラッチＣ１，Ｃ２の締結力を調整することもできる。

ラビニオ型遊星歯車機構において、サンギアＳ１，Ｓ２、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの４つの回転要素の回転速度は、図２の共線図に示す共線関係にある。図２の共線図では、ラビニオ型遊星歯車機構の各回転要素がサンギアＳ１、キャリアＣＲ、リングギアＲ、サンギアＳ２の順に配列されていることで、エンジン１０の出力軸１０−１に結合されたキャリアＣＲ及び変速機１４の出力軸３６に結合されたリングギアＲが油圧ポンプ５４と結合可能なサンギアＳ１，Ｓ２間に配置されている。そして、ラビニオ型遊星歯車機構は２自由度の回転自由度を有する機構であり、サンギアＳ１，Ｓ２、キャリアＣＲ、及びリングギアＲの４つの回転要素のうち２つの回転要素の回転速度が決まると、残りの２つの回転要素の回転速度も決まる。例えばキャリアＣＲの回転速度Ｎｃ（エンジン回転速度Ｎｅ）及びリングギアＲの回転速度Ｎｒ（変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔ）が決まると、サンギアＳ１，Ｓ２の回転速度Ｎｓ１，Ｎｓ２も決まる。

電子制御装置４２は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶したＲＯＭと、一時的にデータを記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、を備える。この電子制御装置４２には、図示しない各センサにより検出されたスロットル開度Ａを示す信号、エンジン回転速度Ｎｅを示す信号、変速機１４の入力軸回転速度Ｎｉｎを示す信号、変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔを示す信号、及び車速Ｖを示す信号等が入力ポートを介して入力されている。一方、電子制御装置４２からは、変速機１４の変速比γを制御するための変速制御信号ＣＳ＿１（変速機１４がＣＶＴやＡＴの場合）、及びクラッチＣ１，Ｃ２の締結力を制御するためのクラッチ制御信号ＣＳ＿２等が出力ポートを介して出力されている。

次に、本実施形態に係る動力出力装置の動作、特に、補機（油圧ポンプ５４）を駆動する動作について説明する。

まずサンギアＳ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１の係合により結合されているとともに、サンギアＳ２と油圧ポンプ５４のクラッチＣ２による結合が解除されている場合の動作について説明する。その場合において、エンジン１０の動力により負荷を駆動するときは、図３（Ａ）の動力の流れを説明する図に示すように、エンジン１０の動力の一部が出力軸１０−１にて取り出されてキャリアＣＲに伝達される。一方、負荷のエネルギーを回生するとき（負荷の減速運転時）には、図３（Ｂ）の動力の流れを説明する図に示すように、負荷の動力が変速機１４を介してエンジン１０の出力軸１０−１に伝達され、この伝達された動力の一部が出力軸１０−１にて取り出されてキャリアＣＲに伝達される。キャリアＣＲに伝達された動力は、図４（Ａ）の共線図、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、サンギアＳ１及びリングギアＲに分配され、サンギアＳ１に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動される。このように、サンギアＳ１には、エンジン１０の出力軸１０−１に伝達された動力の一部がキャリアＣＲを介して伝達される。また、リングギアＲに伝達された動力は、変速機１４の出力軸３６に伝達される。以上のように、サンギアＳ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１により結合されている場合は、エンジン１０の出力軸１０−１にて取り出した動力を用いて油圧ポンプ５４を回転駆動する入力側駆動が行われる。そして、エンジン１０の動力により負荷を駆動するときには、エンジン１０の動力の一部を変速機１４を介さずに油圧ポンプ５４に伝達させることができる。

入力側駆動が行われている場合に、リングギアＲの回転速度ＮｒがキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高い（出力軸回転速度Ｎｏｕｔがエンジン回転速度Ｎｅより高い）ときは、図５（Ａ）の共線図に示すように、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより低くなる状態で、キャリアＣＲの動力がサンギアＳ１及びリングギアＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなり、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなる。一方、キャリアＣＲの回転速度ＮｃがリングギアＲの回転速度Ｎｒより高い（エンジン回転速度Ｎｅが出力軸回転速度Ｎｏｕｔより高い）ときは、図５（Ｂ）の共線図に示すように、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高くなる状態で、キャリアＣＲの動力がサンギアＳ１及びリングギアＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなり、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなる。また、キャリアＣＲの回転速度ＮｃがリングギアＲの回転速度Ｎｒに等しいときは、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１、リングギアＲの回転速度Ｎｒ、及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃが等しくなる。すなわち、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐ、出力軸回転速度Ｎｏｕｔ、及びエンジン回転速度Ｎｅが等しくなる。以上のことから、入力側駆動が行われている場合、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐは、変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γに応じて連続的に変化する。そのため、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐも、変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γに応じて連続的に変化する。

次に、サンギアＳ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２の係合により結合されているとともに、サンギアＳ１と油圧ポンプ５４のクラッチＣ１による結合が解除されている場合の動作について説明する。その場合において、エンジン１０の動力により負荷を駆動するときは、図３（Ｃ）の動力の流れを説明する図に示すように、エンジン１０の動力が変速機１４を介して出力軸３６に伝達され、この伝達された動力の一部が出力軸３６にて取り出されてリングギアＲに伝達される。一方、負荷のエネルギーを回生するとき（負荷の減速運転時）には、図３（Ｄ）の動力の流れを説明する図に示すように、負荷の動力の一部が出力軸３６にて取り出されてリングギアＲに伝達される。リングギアＲに伝達された動力は、図４（Ｂ）の共線図、図３（Ｃ）及び図３（Ｄ）に示すように、サンギアＳ２及びキャリアＣＲに分配され、サンギアＳ２に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動される。このように、サンギアＳ２には、変速機１４の出力軸３６に伝達された動力の一部がリングギアＲを介して伝達される。また、キャリアＣＲに伝達された動力は、エンジン１０の出力軸１０−１に伝達される。以上のように、サンギアＳ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２により結合されている場合は、変速機１４の出力軸３６にて取り出した動力を用いて油圧ポンプ５４を回転駆動する出力側駆動が行われる。そして、負荷のエネルギーを回生するときには、負荷の動力の一部を変速機１４を介さずに油圧ポンプ５４に伝達させることができるので、負荷のエネルギーの回生時における油圧ポンプ５４の駆動効率を向上させることができる。なお、図３では、トルクコンバータ１６及び前後進切替装置１８の図示を省略している。

出力側駆動が行われている場合に、リングギアＲの回転速度ＮｒがキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高いときは、図５（Ｃ）の共線図に示すように、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高くなる状態で、リングギアＲの動力がサンギアＳ２及びキャリアＣＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなり、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなる。一方、キャリアＣＲの回転速度ＮｃがリングギアＲの回転速度Ｎｒより高いときは、図５（Ｄ）の共線図に示すように、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより低くなる状態で、リングギアＲの動力がサンギアＳ２及びキャリアＣＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなり、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなる。また、キャリアＣＲの回転速度ＮｃがリングギアＲの回転速度Ｎｒに等しいときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐ、出力軸回転速度Ｎｏｕｔ、及びエンジン回転速度Ｎｅが等しくなる。以上のことから、出力側駆動が行われている場合も、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐは、変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γに応じて連続的に変化し、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐも、変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γに応じて連続的に変化する。

以上のことから、油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合する動力伝達機構２０の回転要素（サンギアＳ１，Ｓ２）を結合機構２２（クラッチＣ１，Ｃ２）により切り替えることで、前述の入力側駆動による油圧ポンプ５４の駆動と出力側駆動による油圧ポンプ５４の駆動とを切り替えることができる。この切り替えによって、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐを変化させることができ、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを変化させることができる。このように、動力伝達機構２０及び結合機構２２が入力側駆動または出力側駆動を選択的に行う動力切替機構として機能する。

ここで、図５の共線図に示すように、サンギアＳ１，Ｓ２のいずれか一方の回転速度は、エンジン回転速度Ｎｅ以下となる。そのため、油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合するサンギアＳ１，Ｓ２の切り替え制御により、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐをエンジン回転速度Ｎｅ以下に制御することができる。また、図５の共線図に示すように、サンギアＳ１，Ｓ２のいずれか他方の回転速度は、エンジン回転速度Ｎｅ以上となる。そのため、油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合するサンギアＳ１，Ｓ２の切り替え制御により、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐをエンジン回転速度Ｎｅ以上に制御することもできる。さらに、サンギアＳ１，Ｓ２の回転速度Ｎｓ１，Ｎｓ２は、変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γに応じて連続的に変化する。以上のことから、本実施形態においては、油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合するサンギアＳ１，Ｓ２をクラッチＣ１，Ｃ２により切り替えることで、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを柔軟に変化させることができる。なお、ここでのサンギアＳ１，Ｓ２の切り替えについては、例えば、電子制御装置４２からのクラッチ制御信号ＣＳ＿２により、係合された一方のクラッチの締結力を徐々に低下させるとともに、解放された他方のクラッチの締結力を徐々に増大させることで行うことができる。

電子制御装置４２は、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを制御するために、前述の入力側駆動により補機（油圧ポンプ５４）を駆動するか、あるいは前述の出力側駆動により補機（油圧ポンプ５４）を駆動するかを、負荷の駆動状態に応じて選択する。以下、電子制御装置４２により入力側駆動または出力側駆動を選択する処理について説明する。図６は、電子制御装置４２により実行される補機駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返して実行される。

この補機駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御装置４２のＣＰＵは、まずステップＳ１０１において、各種信号の入力処理を実行する。ここでの入力信号は、エンジン回転速度Ｎｅを示す信号、変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔを示す信号、及び車速Ｖを示す信号等である。

こうして入力信号処理を実行すると、次にステップＳ１０２において、油圧ポンプ５４の要求流量Ｑｒｅｑが算出される。ここでの要求流量Ｑｒｅｑについては、例えば車速Ｖ（あるいは出力軸回転速度Ｎｏｕｔ）を用いて算出することができる。そして、車速Ｖ（あるいは出力軸回転速度Ｎｏｕｔ）の増大に対して要求流量Ｑｒｅｑも増大する。

次に、ステップＳ１０３においては、補機（油圧ポンプ５４）の駆動性能として、入力側駆動による油圧ポンプ５４の推定流量Ｑｓ１、及び出力側駆動による油圧ポンプ５４の推定流量Ｑｓ２が算出される。ここでは、油圧ポンプ５４の容量をｑｐ（固定値）とすると、例えば以下の（１）、（２）式により、推定流量Ｑｓ１，Ｑｓ２を算出することができる。以下の（１）、（２）式において、サンギアＳ１，Ｓ２の回転速度Ｎｓ１，Ｎｓ２は、エンジン回転速度Ｎｅ及び出力軸回転速度Ｎｏｕｔから算出することができる。また、油圧ポンプ５４の効率を考慮して推定流量Ｑｓ１，Ｑｓ２を算出することもできる。

Ｑｓ１＝Ｎｓ１×ｑｐ（１）
Ｑｓ２＝Ｎｓ２×ｑｐ（２）

次に、ステップＳ１０４においては、Ｑｓ１≧ＱｒｅｑとＱｓ２≧Ｑｒｅｑの両方が成立しているか否かが判定される。Ｑｓ１≧ＱｒｅｑとＱｓ２≧Ｑｒｅｑの両方が成立している場合（ステップＳ１０４の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ１０５に進む。一方、Ｑｓ１≧ＱｒｅｑとＱｓ２≧Ｑｒｅｑの両方が成立していない場合（ステップＳ１０４の判定結果がＮｏの場合）は、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０５においては、サンギアＳ１，Ｓ２のうち、回転速度が低い方のギアが油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合されるように、クラッチ制御信号ＣＳ＿２が設定される。ここでは、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより低いときは、サンギアＳ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１により結合されることで、入力側駆動が選択される。一方、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより高いときは、サンギアＳ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２により結合されることで、出力側駆動が選択される。これによって、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐが、以下の（３）式に設定される。ただし、（３）式のｍｉｎ｛Ｎｓ１，Ｎｓ２｝は、Ｎｓ１，Ｎｓ２のうち、回転速度が低い方の値を表す。そして、本ルーチンの実行を終了する。

Ｑｐ＝ｍｉｎ｛Ｎｓ１，Ｎｓ２｝×ｑｐ（３）

一方、ステップＳ１０６においては、サンギアＳ１，Ｓ２のうち、回転速度が高い方のギアが油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合されるように、クラッチ制御信号ＣＳ＿２が設定される。ここでは、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより高いときは、サンギアＳ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１により結合されることで、入力側駆動が選択される。一方、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより低いときは、サンギアＳ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２により結合されることで、出力側駆動が選択される。これによって、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐが、以下の（４）式に設定される。ただし、（４）式のｍａｘ｛Ｎｓ１，Ｎｓ２｝は、Ｎｓ１，Ｎｓ２のうち、回転速度が高い方の値を表す。そして、本ルーチンの実行を終了する。

Ｑｐ＝ｍａｘ｛Ｎｓ１，Ｎｓ２｝×ｑｐ（４）

なお、ステップＳ１０５またはステップＳ１０６において、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔに等しいときは、入力側駆動を選択してもよいし、出力側駆動を選択してもよい。また、以上の補機駆動制御ルーチンにおいて、油圧ポンプ５４の容量ｑｐは、以下の（５）式を常に満たすように予め設定されている。

ｍａｘ｛Ｎｓ１，Ｎｓ２｝×ｑｐ≧Ｑｒｅｑ（５）

以上説明したように、本実施形態においては、前述の入力側駆動による油圧ポンプ５４の駆動と出力側駆動による油圧ポンプ５４の駆動とを選択的に切り替えることで、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを変化させることができる。そして、入力側駆動または出力側駆動の選択により、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐをエンジン回転速度Ｎｅ以上に制御するか、あるいはエンジン回転速度Ｎｅ以下に制御するかを選択することができる。例えば油圧ポンプ５４の要求流量Ｑｒｅｑが大きいときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐをエンジン回転速度Ｎｅ以上となるように入力側駆動または出力側駆動を選択することで、エンジン回転速度Ｎｅが低いときでも十分な油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを確保することができる。一方、油圧ポンプ５４の要求流量Ｑｒｅｑが小さいときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐをエンジン回転速度Ｎｅ以下となるように入力側駆動または出力側駆動を選択することで、エンジン回転速度Ｎｅが高いときでも油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを抑制することができる。さらに、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐは、変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γに応じて連続的に変化する。以上のことから、本実施形態によれば、簡単な構成で補機（油圧ポンプ５４）を要求流量Ｑｒｅｑに応じて効率よく駆動することができる。

なお、特許文献２には、エンジンの動力の一部によりタンデム駆動される無段変速機用の油圧ポンプを２つ設け、一方の油圧ポンプの吐出口とリザーバとの連通を電磁弁により開閉することで、油圧ポンプ全体の容量を２段階に変化させることが開示されている。しかし、特許文献２においては、エンジン回転速度に対応した油圧ポンプ全体の吐出流量を２通りにしか切り替えることができないため、油圧ポンプ全体の吐出流量の調整を柔軟に行うことが困難となる。これに対して本実施形態においては、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐをエンジン回転速度Ｎｅ以下にもエンジン回転速度Ｎｅ以上にも制御することができ、さらに、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐを変速機（ＣＶＴ）１４の変速比γに応じて連続的に変化させることができる。したがって、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを柔軟に制御することができる。

次に、本実施形態の他の構成例について説明する。

「遊星歯車機構の他の構成例」
図７に示す構成例においては、図１に示す構成例と比較して、ラビニオ型遊星歯車機構のリングギアＲは、その回転速度Ｎｒがエンジン回転速度Ｎｅと一致する状態で、エンジン１０の出力軸１０−１に結合されている。そして、キャリアＣＲは、その回転速度Ｎｃが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔと一致する状態で、変速機１４の出力軸３６に結合されている。他の構成については、図１に示す構成例と同様である。

図７に示す構成例において、サンギアＳ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１の係合により結合されている場合の動作について説明する。その場合において、エンジン１０の動力により負荷を駆動するときは、図８（Ａ）の動力の流れを説明する図に示すように、エンジン１０の動力が変速機１４を介して出力軸３６に伝達され、この伝達された動力の一部が出力軸３６にて取り出されてキャリアＣＲに伝達される。一方、負荷のエネルギーを回生するときには、図８（Ｂ）の動力の流れを説明する図に示すように、負荷の動力の一部が出力軸３６にて取り出されてキャリアＣＲに伝達される。キャリアＣＲに伝達された動力は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、サンギアＳ１及びリングギアＲに分配される。そして、サンギアＳ１に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、出力側駆動が行われる。

出力側駆動が行われている場合に、リングギアＲの回転速度ＮｒがキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高いときは、図９（Ａ）の共線図に示すように、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより低くなる状態で、キャリアＣＲの動力がサンギアＳ１及びリングギアＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなり、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなる。一方、キャリアＣＲの回転速度ＮｃがリングギアＲの回転速度Ｎｒより高いときは、図９（Ｂ）の共線図に示すように、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高くなる状態で、キャリアＣＲの動力がサンギアＳ１及びリングギアＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなり、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなる。

次に、サンギアＳ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２の係合により結合されている場合において、エンジン１０の動力により負荷を駆動するときは、図８（Ｃ）の動力の流れを説明する図に示すように、エンジン１０の動力の一部が出力軸１０−１にて取り出されてリングギアＲに伝達される。一方、負荷のエネルギーを回生するとき（負荷の減速運転時）には、図８（Ｄ）の動力の流れを説明する図に示すように、負荷の動力が変速機１４を介してエンジン１０の出力軸１０−１に伝達され、この伝達された動力の一部が出力軸１０−１にて取り出されてリングギアＲに伝達される。リングギアＲに伝達された動力は、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示すように、サンギアＳ２及びキャリアＣＲに分配される。そして、サンギアＳ２に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、入力側駆動が行われる。なお、図８では、トルクコンバータ１６及び前後進切替装置１８の図示を省略している。

入力側駆動が行われている場合に、リングギアＲの回転速度ＮｒがキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高いときは、図９（Ｃ）の共線図に示すように、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより高くなる状態で、リングギアＲの動力がサンギアＳ２及びキャリアＣＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなり、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなる。一方、キャリアＣＲの回転速度ＮｃがリングギアＲの回転速度Ｎｒより高いときは、図９（Ｄ）の共線図に示すように、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２がリングギアＲの回転速度Ｎｒ及びキャリアＣＲの回転速度Ｎｃより低くなる状態で、リングギアＲの動力がサンギアＳ２及びキャリアＣＲに分配される。このときは、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐが出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより低くなり、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１が出力軸回転速度Ｎｏｕｔ及びエンジン回転速度Ｎｅより高くなる。

また、図１０に示す構成例においては、動力伝達機構２０は、シングルピニオン遊星歯車とダブルピニオン遊星歯車とがサンギア及びキャリアを共用化した構成となっているラビニオ型遊星歯車機構を備え、このラビニオ型遊星歯車機構は、サンギアＳ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲ１，Ｒ２を回転要素として有する。リングギアＲ２は、その回転速度Ｎｒ２がエンジン回転速度Ｎｅと一致する状態で、エンジン１０の出力軸１０−１に結合されている。キャリアＣＲは、その回転速度Ｎｃが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔと一致する状態で、変速機１４の出力軸３６に結合されている。そして、結合機構２２のクラッチＣ１は、リングギアＲ１と油圧ポンプ５４との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。一方、クラッチＣ２は、サンギアＳと油圧ポンプ５４との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。他の構成については、図１に示す構成例と同様である。

図１０に示すラビニオ型遊星歯車機構においても、サンギアＳ、キャリアＣＲ、及びリングギアＲ１，Ｒ２の４つの回転要素の回転速度は、図１１の共線図に示す共線関係にある。図１１の共線図では、ラビニオ型遊星歯車機構の各回転要素がサンギアＳ、リングギアＲ２、キャリアＣＲ、リングギアＲ１の順に配列されていることで、エンジン１０の出力軸１０−１に結合されたリングギアＲ２及び変速機１４の出力軸３６に結合されたキャリアＣＲが油圧ポンプ５４と結合可能なサンギアＳとリングギアＲ１との間に配置されている。そして、図１０に示すラビニオ型遊星歯車機構も、２自由度の回転自由度を有する機構である。

図１０に示す構成例において、サンギアＳと油圧ポンプ５４がクラッチＣ２の係合により結合されている場合は、エンジン１０の出力軸１０−１に伝達された動力の一部がリングギアＲ２に伝達される。リングギアＲ２に伝達された動力は、図１１（Ａ）の共線図に示すように、サンギアＳ及びキャリアＣＲに分配される。そして、サンギアＳに伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、入力側駆動が行われる。一方、リングギアＲ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１の係合により結合されている場合は、変速機１４の出力軸３６に伝達された動力の一部がキャリアＣＲに伝達される。キャリアＣＲに伝達された動力は、図１１（Ｂ）の共線図に示すように、リングギアＲ１，Ｒ２に分配される。そして、リングギアＲ１に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、出力側駆動が行われる。

また、図１２に示す構成例においては、図１０に示す構成例と比較して、ラビニオ型遊星歯車機構のキャリアＣＲは、その回転速度Ｎｃがエンジン回転速度Ｎｅと一致する状態で、エンジン１０の出力軸１０−１に結合されている。リングギアＲ２は、その回転速度Ｎｒ２が変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔと一致する状態で、変速機１４の出力軸３６に結合されている。他の構成については、図１０に示す構成例と同様である。

図１２に示す構成例において、リングギアＲ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１の係合により結合されている場合は、エンジン１０の出力軸１０−１に伝達された動力の一部がキャリアＣＲに伝達される。キャリアＣＲに伝達された動力は、図１３（Ａ）の共線図に示すように、リングギアＲ１，Ｒ２に分配される。そして、リングギアＲ１に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、入力側駆動が行われる。一方、サンギアＳと油圧ポンプ５４がクラッチＣ２の係合により結合されている場合は、変速機１４の出力軸３６に伝達された動力の一部がリングギアＲ２に伝達される。リングギアＲ２に伝達された動力は、図１３（Ｂ）の共線図に示すように、サンギアＳ及びキャリアＣＲに分配される。そして、サンギアＳに伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、出力側駆動が行われる。

さらに、各回転要素の回転速度が共線関係にある２自由度の遊星歯車機構については、以上に説明したラビニオ型遊星歯車機構の他に、複数の遊星歯車を組み合わせた様々な構成を採り得ることができる。例えば遊星歯車機構を２つの遊星歯車を組み合わせて構成する場合は、一方の遊星歯車における２つの回転要素が他方の遊星歯車における２つの回転要素とそれぞれ結合されていることによっても、４つの回転要素の回転速度が共線関係にある２自由度の遊星歯車機構を得ることができる。このように、本実施形態の遊星歯車機構については、遊星歯車機構が２自由度の回転自由度を有するように、各遊星歯車の回転要素のいずれかが他の遊星歯車の回転要素のいずれかと結合または共用化された構成を採り得ることができる。

「補機の他の構成例」
以上の説明では、補機の一例として油圧ポンプ５４を回転駆動する場合について説明した。ただし、以下に説明するように、本実施形態において駆動対象となる補機は、油圧ポンプ５４に限定されるものではない。図１４では、補機の一例として、入力される動力を基に発電を行うオルタネータ（発電機）５０を示している。オルタネータ５０により発電された電力は、バッテリ等の蓄電装置（図示せず）に蓄えられ、車両電装品（図示せず）の作動に用いられる。なお、図１４では、動力伝達機構２０及び結合機構２２等の他の構成が図１の構成と同様である例を示している。

次に、補機がオルタネータ５０である場合に、電子制御装置４２により入力側駆動または出力側駆動を選択する処理について説明する。図１５は、電子制御装置４２により実行される補機駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返して実行される。

この補機駆動制御ルーチンが実行されると、電子制御装置４２のＣＰＵは、まずステップＳ２０１において、各種信号の入力処理を実行する。ここでの入力信号は、エンジン回転速度Ｎｅを示す信号、及び変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔを示す信号等である。

こうして入力信号処理を実行すると、次にステップＳ２０２において、補機（オルタネータ５０）の駆動性能として、入力側駆動によるオルタネータ５０の推定効率ηｓ１、及び出力側駆動によるオルタネータ５０の推定効率ηｓ２が算出される。ここで、オルタネータ５０の効率ηは、例えば図１６に示すように、オルタネータ５０の回転速度Ｎｓ及びトルクＴｓに対する特性マップで表すことができる。そこで、サンギアＳ１の回転速度Ｎｓ１及びトルクＴｓ１から推定効率ηｓ１を算出することができ、サンギアＳ２の回転速度Ｎｓ２及びトルクＴｓ２から推定効率ηｓ２を算出することができる。なお、サンギアＳ１，Ｓ２の回転速度Ｎｓ１，Ｎｓ２は、例えばエンジン回転速度Ｎｅ及び出力軸回転速度Ｎｏｕｔから算出することができる。また、サンギアＳ１，Ｓ２のトルクＴｓ１，Ｔｓ２は、例えばオルタネータ５０の設定発電量及びサンギアＳ１，Ｓ２の回転速度Ｎｓ１，Ｎｓ２から算出することができる。

次に、ステップＳ２０３においては、ηｓ１≧ηｓ２が成立しているか否かが判定される。ηｓ１≧ηｓ２が成立している場合（ステップＳ２０３の判定結果がＹｅｓの場合）は、ステップＳ２０４に進む。一方、ηｓ１＜ηｓ２であり、ηｓ１≧ηｓ２が成立していない場合（ステップＳ２０３の判定結果がＮｏの場合）は、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０４においては、サンギアＳ１がオルタネータ５０の駆動軸５０−１にクラッチＣ１により結合されることで、入力側駆動が選択される。そして、本ルーチンの実行を終了する。一方、ステップＳ２０５においては、サンギアＳ２がオルタネータ５０の駆動軸５０−１にクラッチＣ２により結合されることで、出力側駆動が選択される。そして、本ルーチンの実行を終了する。ただし、以上の補機駆動制御ルーチンにおいて、ηｓ１＝ηｓ２の場合は、出力側駆動を選択してもよい。

以上説明したように、補機がオルタネータ５０の場合は、入力側駆動または出力側駆動の選択により、オルタネータ５０の効率が高くなるようにオルタネータ５０を回転駆動することができる。例えば入力側駆動によるオルタネータ５０の推定効率ηｓ１が出力側駆動によるオルタネータ５０の推定効率ηｓ２より高い場合は入力側駆動を選択し、推定効率ηｓ２が推定効率ηｓ１より高い場合は出力側駆動を選択する。このように、オルタネータ５０の効率が高くなるように入力側駆動または出力側駆動を選択することで、オルタネータ５０の効率を向上させることができる。したがって、簡単な構成で補機（オルタネータ５０）を効率よく駆動することができる。

また、本実施形態において駆動対象となる補機は、油圧ポンプ５４やオルタネータ（発電機）５０の他に、入力される動力を基に気体を圧縮して出力するコンプレッサ（例えばエアコンディショナ用）や、入力される動力を基にエンジン１０の冷却液を吐出するポンプや、入力される動力を基に車両のパワーステアリング（図示せず）にて用いられる作動油を吐出するポンプ等であってもよい。

「遊星歯車機構以外の構成例」
本実施形態においては、例えば図１７に示すように、遊星歯車機構を用いずに動力伝達機構２０を構成することもできる。図１７に示す構成例においては、動力伝達機構２０は伝達ギアＧ１，Ｇ２を備えている。伝達ギアＧ１は、その回転速度Ｎｇ１がエンジン回転速度Ｎｅと一致する状態で、エンジン１０の出力軸１０−１に結合されている。伝達ギアＧ２は、その回転速度Ｎｇ２が変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔと一致する状態で、変速機１４の出力軸３６に結合されている。結合機構２２のクラッチＣ１は、伝達ギアＧ１と油圧ポンプ５４との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。クラッチＣ２は、伝達ギアＧ２と油圧ポンプ５４との結合状態を切り替えることで、両者間における動力の断続を行う。他の構成については、図１に示す構成例と同様である。

図１７に示す構成例において、伝達ギアＧ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１の係合により結合されているとともに、伝達ギアＧ２と油圧ポンプ５４のクラッチＣ２による結合が解除されている場合は、エンジン１０の出力軸１０−１に伝達された動力の一部が伝達ギアＧ１に伝達される。そして、伝達ギアＧ１に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、入力側駆動が行われる。このとき、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐは、エンジン回転速度Ｎｅに等しくなる。一方、伝達ギアＧ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２の係合により結合されているとともに、伝達ギアＧ１と油圧ポンプ５４のクラッチＣ１による結合が解除されている場合は、変速機１４の出力軸３６に伝達された動力の一部が伝達ギアＧ２に伝達される。そして、伝達ギアＧ２に伝達された動力により油圧ポンプ５４が回転駆動されることで、出力側駆動が行われる。このとき、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐは、変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔに等しくなる。このように、図１７に示す構成例においても、油圧ポンプ５４に結合する伝達ギアＧ１，Ｇ２をクラッチＣ１，Ｃ２により切り替えることで、油圧ポンプ５４の回転速度Ｎ＿ｐｕｍｐを変化させることができ、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを変化させることができる。

図１７に示す構成例の場合は、電子制御装置４２にて算出される入力側駆動による油圧ポンプ５４の推定流量Ｑｓ１、及び出力側駆動による油圧ポンプ５４の推定流量Ｑｓ２を、以下の（６）、（７）式で表すことができる。

Ｑｓ１＝Ｎｇ１×ｑｐ＝Ｎｅ×ｑｐ（６）
Ｑｓ２＝Ｎｇ２×ｑｐ＝Ｎｏｕｔ×ｑｐ（７）

Ｑｓ１≧ＱｒｅｑとＱｓ２≧Ｑｒｅｑの両方が成立している場合は、伝達ギアＧ１，Ｇ２のうち、回転速度が低い方のギアが油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合される。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより低いときは、伝達ギアＧ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１により結合されることで、入力側駆動が選択される。一方、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより高いときは、伝達ギアＧ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２により結合されることで、出力側駆動が選択される。

Ｑｓ１≧ＱｒｅｑとＱｓ２≧Ｑｒｅｑの両方が成立していない場合は、伝達ギアＧ１，Ｇ２のうち、回転速度が高い方のギアが油圧ポンプ５４の駆動軸５４−１に結合される。すなわち、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより高いときは、伝達ギアＧ１と油圧ポンプ５４がクラッチＣ１により結合されることで、入力側駆動が選択される。一方、エンジン回転速度Ｎｅが変速機１４の出力軸回転速度Ｎｏｕｔより低いときは、伝達ギアＧ２と油圧ポンプ５４がクラッチＣ２により結合されることで、出力側駆動が選択される。

以上説明したように、図１７に示す構成例においても、前述の入力側駆動による油圧ポンプ５４の駆動と出力側駆動による油圧ポンプ５４の駆動とを選択的に切り替えることで、油圧ポンプ５４の吐出流量Ｑｐを変化させることができる。したがって、簡単な構成で補機（油圧ポンプ５４）を要求流量Ｑｒｅｑに応じて効率よく駆動することができる。

以上の説明においては、動力伝達機構２０がエンジン１０の出力軸１０−１及び変速機１４の出力軸３６に結合されており、エンジン１０の出力軸１０−１にて取り出した動力を用いて入力側駆動を行い、変速機１４の出力軸３６にて取り出した動力を用いて出力側駆動を行う場合について説明した。ただし、本実施形態においては、動力伝達機構２０がエンジン１０から変速機１４の入力軸２６に至る入力側動力伝達経路のいずれかの位置に結合されていてもよく、エンジン１０から変速機１４の入力軸２６に至る入力側動力伝達経路のいずれかの位置にて取り出した動力を用いて入力側駆動を行うこともできる。ただし、エンジン１０の出力軸１０−１にて取り出した動力を用いて入力側駆動を行うことで、負荷（変速機１４の出力軸３６）の回転が停止しているときでもエンジン１０が回転していれば補機を回転駆動することができる。また、動力伝達機構２０が変速機１４の出力軸３６から負荷に至る出力側動力伝達経路のいずれかの位置に結合されていてもよく、変速機１４の出力軸３６から負荷に至る出力側動力伝達経路のいずれかの位置にて取り出した動力を用いて出力側駆動を行うこともできる。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

実施形態に係る補機駆動装置を備えた動力出力装置の概略構成を示す図である。ラビニオ型遊星歯車機構の各回転要素の回転速度を示す共線図である。実施形態に係る動力出力装置における動力の流れを説明する図である。実施形態に係る動力出力装置の動作を説明する共線図である。実施形態に係る動力出力装置の動作を説明する共線図である。電子制御装置によって実行される処理を説明するフローチャートである。実施形態に係る補機駆動装置を備えた動力出力装置の他の概略構成を示す図である。実施形態に係る動力出力装置の他の構成例における動力の流れを説明する図である。実施形態に係る動力出力装置の他の構成例における動作を説明する共線図である。実施形態に係る補機駆動装置を備えた動力出力装置の他の概略構成を示す図である。実施形態に係る動力出力装置の他の構成例における動作を説明する共線図である。実施形態に係る補機駆動装置を備えた動力出力装置の他の概略構成を示す図である。実施形態に係る動力出力装置の他の構成例における動作を説明する共線図である。実施形態に係る補機駆動装置を備えた動力出力装置の他の概略構成を示す図である。電子制御装置によって実行される処理を説明するフローチャートである。オルタネータの回転速度及びトルクに対する効率の特性マップの一例を示す図である。実施形態に係る補機駆動装置を備えた動力出力装置の他の概略構成を示す図である。

符号の説明

１０エンジン、１４変速機、１６トルクコンバータ、１８前後進切替装置、２０動力伝達機構、２２結合機構、２６入力軸、３０プライマリプーリ、３２セカンダリプーリ、３４無端ベルト、３６出力軸、４０油圧制御装置、４２電子制御装置、５０オルタネータ、５４油圧ポンプ。

Claims

変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置にて用いられ、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置であって、
原動機から変速機の入力軸に至る入力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する入力側駆動と、変速機の出力軸から負荷に至る出力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する出力側駆動と、のいずれかを選択的に行う動力切替機構を備え、
動力切替機構は、
前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な入力側駆動用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な出力側駆動用回転要素と、前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を入力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な入力側伝達用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を出力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な出力側伝達用回転要素と、を含む動力伝達機構と、
入力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記入力側駆動を行い、出力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記出力側駆動を行う結合機構と、
を有し、
動力伝達機構は、
結合機構により入力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合は、入力側伝達用回転要素に伝達された動力を入力側駆動用回転要素及び出力側伝達用回転要素に分配し、
結合機構により出力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合は、出力側伝達用回転要素に伝達された動力を出力側駆動用回転要素及び入力側伝達用回転要素に分配することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項１に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
動力伝達機構は、結合機構により入力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合に、
入力側伝達用回転要素の回転速度が出力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、入力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より高くなる状態で、入力側伝達用回転要素に伝達された動力を入力側駆動用回転要素及び出力側伝達用回転要素に分配し、
出力側伝達用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、入力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より低くなる状態で、入力側伝達用回転要素に伝達された動力を入力側駆動用回転要素及び出力側伝達用回転要素に分配することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項１または２に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
動力伝達機構は、結合機構により出力側駆動用回転要素が補機に結合されている場合に、
出力側伝達用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、出力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より高くなる状態で、出力側伝達用回転要素に伝達された動力を出力側駆動用回転要素及び入力側伝達用回転要素に分配し、
入力側伝達用回転要素の回転速度が出力側伝達用回転要素の回転速度より高いときは、出力側駆動用回転要素の回転速度が入力側伝達用回転要素の回転速度及び出力側伝達用回転要素の回転速度より低くなる状態で、出力側伝達用回転要素に伝達された動力を出力側駆動用回転要素及び入力側伝達用回転要素に分配することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項１〜３のいずれか１に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
動力伝達機構は、各々がサンギアとキャリアとリングギアを回転要素として含む複数の遊星歯車により構成された遊星歯車機構であって、該遊星歯車機構が２自由度の回転自由度を有するように各遊星歯車の回転要素のいずれかが他の遊星歯車の回転要素のいずれかと結合または共用化された遊星歯車機構を有し、
入力側駆動用回転要素と出力側駆動用回転要素と入力側伝達用回転要素と出力側伝達用回転要素が、前記遊星歯車機構の回転要素により構成されていることを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置にて用いられ、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置であって、
原動機から変速機の入力軸に至る入力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する入力側駆動と、変速機の出力軸から負荷に至る出力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する出力側駆動と、のいずれかを選択的に行う動力切替機構を備え、
動力切替機構は、
前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な入力側駆動用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部が伝達可能な出力側駆動用回転要素と、前記入力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を入力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な入力側伝達用回転要素と、前記出力側動力伝達経路に伝達された動力の一部を出力側駆動用回転要素へ伝達することが可能な出力側伝達用回転要素と、を含む動力伝達機構と、
入力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記入力側駆動を行い、出力側駆動用回転要素を補機に結合することで前記出力側駆動を行う結合機構と、
を有し、
動力伝達機構は、各々がサンギアとキャリアとリングギアを回転要素として含む複数の遊星歯車により構成された遊星歯車機構であって、該遊星歯車機構が２自由度の回転自由度を有するように各遊星歯車の回転要素のいずれかが他の遊星歯車の回転要素のいずれかと結合または共用化された遊星歯車機構を有し、
入力側駆動用回転要素と出力側駆動用回転要素と入力側伝達用回転要素と出力側伝達用回転要素が、前記遊星歯車機構の回転要素により構成されていることを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項１〜５のいずれか１に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
前記入力側駆動による補機の駆動性能と前記出力側駆動による補機の駆動性能とを推定し、該推定した補機の駆動性能に基づいて前記入力側駆動と前記出力側駆動とのいずれを行うかを選択する駆動選択手段を備えることを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置にて用いられ、原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置であって、
原動機から変速機の入力軸に至る入力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する入力側駆動と、変速機の出力軸から負荷に至る出力側動力伝達経路にて取り出した動力を用いて補機を駆動する出力側駆動と、のいずれかを選択的に行う動力切替機構と、
前記入力側駆動による補機の駆動性能と前記出力側駆動による補機の駆動性能とを推定し、該推定した補機の駆動性能に基づいて前記入力側駆動と前記出力側駆動とのいずれを行うかを選択する駆動選択手段と、
を備えることを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項６または７に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
補機は、入力される動力を基に流体を出力するポンプであり、
駆動選択手段は、前記補機の駆動性能として、ポンプから出力される流体の流量を推定することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項８に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
駆動選択手段は、ポンプの要求流量と前記入力側駆動によるポンプの推定流量と前記出力側駆動によるポンプの推定流量とに基づいて、前記入力側駆動と前記出力側駆動とのいずれを行うかを選択することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項８または９に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
ポンプは、入力される動力を基に変速機にて用いられる作動油を出力することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項６または７に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
補機は、入力される動力を基に発電を行う発電機であり、
駆動選択手段は、前記補機の駆動性能として、発電機の効率を推定することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
請求項１１に記載の動力出力装置の補機駆動装置であって、
駆動選択手段は、
前記入力側駆動による発電機の推定効率が前記出力側駆動による発電機の推定効率より高い場合には、前記入力側駆動を行う方を選択し、
前記出力側駆動による発電機の推定効率が前記入力側駆動による発電機の推定効率より高い場合には、前記出力側駆動を行う方を選択することを特徴とする動力出力装置の補機駆動装置。
変速機の入力軸に伝達された原動機の動力を変速機により変速して変速機の出力軸に結合された負荷へ出力可能な動力出力装置であって、
原動機と負荷との間で伝達される動力の一部により補機を駆動する補機駆動装置を備え、
該補機駆動装置が、請求項１〜１２のいずれか１に記載の補機駆動装置であることを特徴とする動力出力装置。