JP5531756B2

JP5531756B2 - 車両の駆動装置

Info

Publication number: JP5531756B2
Application number: JP2010102305A
Authority: JP
Inventors: 良雄伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: JP2011231844A

Description

本発明は、回転駆動する必要がある補機が設けられた車両の駆動装置に関する。

車両には、オルタネータ、オイルポンプ、エアコンのコンプレッサ、ブレーキに使用する負圧を発生させるためのポンプ等回転駆動する必要がある種々の補機が設けられている。このような補機に動力を伝達する装置として、内燃機関と変速機との間にクラッチ手段としてロックアップ機構付きのトルクコンバータが設けられ、そのトルクコンバータの内燃機関側の回転数と変速機側の回転数のうちの高い方から回転トルクを取り出して補機に伝達するものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−２０７２４３号公報

特許文献１の装置では、内燃機関と変速機との間の動力伝達をロックアップ機構付きのトルクコンバータで制御し、内燃機関の動力又は駆動輪の動力のいずれか一方で補機を駆動している。しかしながら、周知のようにこのようなトルクコンバータではロックアップ機構をオフにして直結を解除したとしても入力側と出力側との間で若干の動力伝達が生じる。そのため、変速機側の動力、すなわち駆動輪から伝達される動力で補機を駆動する場合に、その動力の一部がトルクコンバータを介して内燃機関に伝達され、内燃機関を駆動するために消費されてしまう。

そこで、本発明は、駆動輪側からの動力で補機を駆動する場合に動力が無駄に消費されることを抑制可能な車両の駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の車両の駆動装置は、内燃機関と、前記内燃機関から動力が伝達される動力伝達機構と、前記動力伝達機構から動力が出力されるとともに車両の駆動輪との間で相互に動力を伝達可能なように設けられた出力部材と、前記内燃機関と前記出力部材とのうちのいずれか一方の動力が補機に伝達されるように前記補機の接続先を前記内燃機関又は前記出力部材のいずれか一方に選択的に切替可能な補機駆動機構と、を備え、前記動力伝達機構は、前記内燃機関と前記出力部材との間で動力が伝達される動力伝達状態と、前記内燃機関と前記出力部材との間の動力伝達が制限される制限状態とに切替可能な動力伝達制御手段を備え、前記補機駆動機構は、前記補機に動力を出力するための伝達部材と、前記内燃機関から前記伝達部材への動力伝達は許容し、前記伝達部材から前記内燃機関への動力伝達は阻止する第１一方向クラッチと、を備え、前記補機駆動機構は、前記出力部材から前記伝達部材への動力伝達は許容し、前記伝達部材から前記出力部材への動力伝達は阻止する第２一方向クラッチをさらに備えている（請求項１）。

本発明の駆動装置によれば、動力伝達制御手段によって内燃機関と出力部材との間の動力伝達を制限できる。また、第１一方向クラッチによって伝達部材から内燃機関への動力伝達を阻止できる。そのため、出力部材の動力によって補機を駆動している場合にその出力部材の動力が内燃機関に伝達されることを抑制できる。そのため、駆動輪側からの動力で補機を駆動する場合にその動力が無駄に消費されることを抑制できる。また、本発明によれば、第１一方向クラッチ及び第２一方向クラッチを設けたので、内燃機関と出力部材とのうち回転数が高い方のいずれか一方の動力を選択的に補機に伝達することができる。

本発明の駆動装置の一形態において、前記補機駆動機構は、前記内燃機関と前記伝達部材との間で動力が伝達される係合状態と前記内燃機関と前記伝達部材との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切替可能なクラッチ手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。この場合、出力部材よりも内燃機関の方が回転数が高い場合はクラッチ手段を係合状態に切り替え、出力部材よりも内燃機関の方が回転数が低い場合はクラッチ手段を解放状態に切り替えることにより、内燃機関と出力部材とのうち回転数が高い方のいずれか一方の動力を選択的に補機に伝達することができる。また、この形態では、クラッチ手段を係合状態に切り替えることによって伝達部材の動力を内燃機関に伝達できる。そのため、内燃機関を停止させた状態で車両を走行させている慣性走行中にクラッチ手段を係合状態に切り替えることにより駆動輪からの動力で内燃機関をクランキングすることができる。

本発明の駆動装置の一形態において、前記伝達部材には、前記出力部材と前記補機との間で動力が伝達される係合状態と、前記出力部材と前記補機との間の動力伝達が阻止される解放状態とに切替可能な補機クラッチ手段が設けられていてもよい（請求項３）。この場合、補機クラッチ手段を解放状態に切り替えることにより、内燃機関から伝達された動力が出力部材に伝達されることを確実に防止できる。そのため、内燃機関で補機を駆動する場合に内燃機関の動力が無駄に消費されることを抑制できる。

以上に説明したように、本発明の車両の駆動装置によれば、動力伝達制御手段によって内燃機関と出力部材との間の動力伝達を制限できるので、出力部材の動力が内燃機関に伝達されることを抑制できる。そのため、駆動輪側からの動力で補機を駆動する場合にその動力が無駄に消費されることを抑制できる。

本発明の第１の形態に係る駆動装置のスケルトン図。内燃機関が運転されている場合の第１の形態の駆動装置の共線図。内燃機関に対してフューエルカットが実行されている場合の第１の形態の駆動装置の共線図。本発明の第２の形態に係る駆動装置のスケルトン図。内燃機関が運転されている場合の第２の形態の駆動装置の共線図。内燃機関に対してフューエルカットが実行されている場合の第２の形態の駆動装置の共線図。本発明の実施の形態に対する第１の参考例に係る駆動装置のスケルトン図。内燃機関が運転されている場合の第１の参考例の駆動装置の共線図。内燃機関に対してフューエルカットが実行されている場合の第１の参考例の駆動装置の共線図。本発明の実施の形態に対する第２の参考例に係る駆動装置のスケルトン図。内燃機関が運転されている場合の第２の参考例の駆動装置の共線図。内燃機関に対してフューエルカットが実行されている場合の第２の参考例の駆動装置の共線図。

（第１の形態）
図１は、本発明の第１の形態に係る駆動装置のスケルトン図を示している。この駆動装置１０Ａは、車両１に搭載されるものであり、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１１を備えている。エンジン１１は、車両に搭載される周知のものであるため、詳細な説明は省略する。エンジン１１の出力軸１１ａはトルクコンバータ１２と接続されている。トルクコンバータ１２は、出力軸１１ａが一体回転するように連結されたポンプ１３と、そのポンプ１３と組み合わされるタービン１４とを備えている。このトルクコンバータ１２には、ポンプ１３とタービン１４とが一体に回転するように連結する連結状態と、その連結を解除する解放状態とに切替可能なロックアップクラッチ１５が設けられている。

トルクコンバータ１２のタービン１４は、エンジン１１の回転を変速可能であるとともにその回転方向を切替可能な動力伝達機構１６と接続されている。動力伝達機構１６は、回転制御用遊星歯車機構１７と、駆動輪２に動力を出力するための出力軸１８とを備えている。図示は省略したが、出力軸１８の動力は、変速機及びディファレンシャル機構等を経由して駆動輪２に伝達される。出力軸１８は、駆動輪２に動力を出力可能であるとともに駆動輪２から動力が伝達された場合は回転するように設けられている。すなわち、出力軸１８は、駆動輪２との間で相互に動力を伝達可能なように設けられている。そのため、出力軸１８が本発明の被駆動部材に相当する。

回転制御用遊星歯車機構１７は、シングルプラネタリ型の遊星歯車機構であり、外歯歯車であるサンギアＳ１と、そのサンギアＳ１に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲ１と、これらのギアＳ１、Ｒ１に噛み合うピニオンギアＰ１を自転可能かつサンギアＳ１の周囲を公転可能に保持するキャリアＣ１とを備えている。リングギアＲ１はタービン１４と連結され、サンギアＳ１は出力軸１８と連結されている。また、動力伝達機構１６は、リングギアＲ１とキャリアＣ１とが一体に回転するようにこれらを連結する係合状態とその連結を解除する解放状態とに切替可能な伝達制御クラッチ手段としての伝達制御クラッチ１９と、キャリアＣ１を制動する制動状態とその制動を解除する制動解除状態とに切替可能な伝達制御ブレーキ手段としての伝達制御ブレーキ２０とを備えている。このように各部と連結されることにより、サンギアＳ１が本発明の回転制御用遊星歯車機構の第１回転要素に、リングギアＲ１が本発明の回転制御用遊星歯車機構の第２回転要素に、キャリアＣ１が本発明の回転制御用遊星歯車機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。

この図に示すように車両１には、オイルポンプ３、エアコンのコンプレッサ４、ブレーキに使用するための負圧を発生させるための負圧ポンプ５、及びオルタネータ６等の複数の補機が設けられている。これらの補機は、それぞれ回転駆動されることによって動作する。以降、これらの補機を区別する必要がない場合は、単に補機と称することがある。

駆動装置１０Ａは、これら補機を駆動するための補機駆動機構２１を備えている。補機駆動機構２１は、ポンプ１３に設けられた第１一方向クラッチ２２と、出力軸１８に設けられた第２一方向クラッチ２３と、補機に動力を出力するための伝達部材としての伝達軸２４とを備えている。第１一方向クラッチ２２は、内輪２２ａ及び外輪２２ｂを備え、内輪２２ａの回転数が外輪２２ｂの回転数以上の場合は内輪２２ａと外輪２２ｂとが一体に回転し、内輪２２ａの回転数が外輪２２ｂの回転数未満の場合は内輪２２ａと外輪２２ｂとが別々に回転するように構成されている。第２一方向クラッチ２３も同様に、内輪２３ａ及び外輪２３ｂを備え、内輪２３ａの回転数が外輪２３ｂの回転数以上の場合は内輪２３ａと外輪２３ｂとが一体に回転し、内輪２３ａの回転数が外輪２３ｂの回転数未満の場合は内輪２３ａと外輪２３ｂとが別々に回転するように構成されている。伝達軸２４の一端には第１プーリ２５が設けられ、他端には第２プーリ２６が設けられている。第１一方向クラッチ２２の外輪２２ｂと第１プーリ２５とには、第１ベルト２７が巻き掛けられている。このように第１ベルト２７を巻き掛けることにより、第１一方向クラッチ２２によってポンプ１３から伝達軸２４への動力伝達は許容され、伝達軸２４からポンプ１３への動力伝達は阻止される。第２一方向クラッチ２３の外輪２３ｂと第２プーリ２６とには、第２ベルト２８が巻き掛けられている。このように第２ベルト２８を巻き掛けることにより、第２一方向クラッチ２３によって出力軸１８から伝達軸２４への動力伝達は許容され、伝達軸２４から出力軸１８への動力伝達は阻止される。伝達軸２４には、出力軸１８と補機との間で動力が伝達される係合状態と、出力軸１８と補機との間の動力伝達が阻止される解放状態とに切替可能な補機クラッチ手段としての補機クラッチ２９が設けられている。

この補機駆動機構２１では、第１一方向クラッチ２２の外輪２２ｂと第１プーリ２５との間の速度比と、第２一方向クラッチ２３の外輪２３ｂと第２プーリ２６との間の速度比とは同じに設定されている。この場合、ポンプ１３の回転数が出力軸１８の回転数より高い場合はポンプ１３の動力が伝達軸２４に伝達される。一方、補機クラッチ２９が係合状態であり、かつポンプ１３の回転数が出力軸１８の回転数より低い場合は出力軸１８の動力が伝達軸２４に伝達される。このように補機駆動機構２１は、ポンプ１３と出力軸１８とのうち回転数が高い方の動力が補機に伝達されるように補機の接続先をポンプ１３又は出力軸１８のいずれか一方に選択的に切替可能に構成されている。なお、第１一方向クラッチ２２の外輪２２ｂと第１プーリ２５との間の速度比と、第２一方向クラッチ２３の外輪２３ｂと第２プーリ２６との間の速度比とが異なっていてもよい。この場合は、ポンプ１３の回転数、出力軸１８の回転数、及び速度比の差に応じて補機の接続先が切り替えられる。

伝達制御クラッチ１９、伝達制御ブレーキ２０、及び補機クラッチ２９の動作は、制御手段としてのエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ。）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットであり、車両１に設けられた各種センサからの出力信号に基づいてエンジン１１の運転状態等を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ３０は、例えば車両１の減速時又はエンジン１１の回転数が所定の判定回転数以上の場合にはエンジン１１への燃料供給を停止する、いわゆるフューエルカットを実行する。また、ＥＣＵ３０は、車両１の速度に応じてロックアップクラッチ１５の状態を切り替える。ＥＣＵ３０には、例えば車両１の速度に対応した信号を出力する車速センサ３１、アクセルの開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ３２、及びエンジン１１のクランク軸の回転速度に対応した信号を出力するクランク角センサ３３等が接続されている。この他にもＥＣＵ３０には種々のセンサが接続されているがそれらの図示は省略した。また、ＥＣＵ３０には、センサの他にシフト操作装置３４が接続されている。シフト操作装置３４は、前進走行レンジとしてのドライブレンジ（Ｄレンジ）、ニュートラル（Ｎ）レンジ、及び後進走行レンジとしてのリバースレンジ（Ｒレンジ）を含む複数のレンジ間で切り替え操作可能な周知のものである。

ＥＣＵ３０は、車両１の走行状態及びエンジン１１の運転状態に応じて伝達制御クラッチ１９、伝達制御ブレーキ２０、及び補機クラッチ２９の動作を制御し、これにより駆動装置１０Ａにおける動力伝達状態を切り替える。図２及び図３を参照して駆動装置１０Ａの各動力伝達状態について説明する。図２はエンジン１１が運転されている場合の共線図を示し、図３はエンジン１１に対してフューエルカットが実行されている場合の共線図を示している。これらの図中の「Ｓ１」、「Ｃ１」、「Ｒ１」はそれぞれ回転制御用遊星歯車機構１７のサンギアＳ１、キャリアＣ１、リングギアＲ１を示している。また、これらの図の右端に示されている補機（ポンプ側）は、伝達軸２４のポンプ１３側の一端２４ａから補機に伝達される回転数を示し、左端に示されている補機（出力軸側）は伝達軸２４の出力軸１８側の他端２４ｂから補機に伝達される回転数を示している。そして、図２の実線Ｆ１は車両１が前進走行中のときの動力伝達状態を、実線Ｂ１は車両１が後進走行中のときの動力伝達状態を、実線Ｎ１はシフト操作装置３４がＮレンジであり、かつ車両１が停止中のときの動力伝達状態をそれぞれ示している。図３の実線Ｆ２は車両１が前進走行中のときの動力伝達状態を、実線Ｂ２は車両１が後進走行中のときの動力伝達状態をそれぞれ示している。なお、これらの図に示した動力伝達状態では、いずれもロックアップクラッチ１５は解放状態に切り替えられている。

まず、図２を参照してエンジン１１が運転中であり、かつ車両１が前進走行中の場合について説明する。この場合、ＥＣＵ３０は伝達制御クラッチ１９を係合状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動解除状態に、補機クラッチ２９を解放状態にそれぞれ切り替える。この動力伝達状態では補機クラッチ２９が解放状態であるため、補機にはポンプ１３側から動力が伝達される。そのため、この図に示すように右端の補機（ポンプ側）の回転数がポンプ１３の回転数と同じになり、出力軸側からの回転は伝達されない。従って、補機はエンジン１１の動力にて駆動される。ポンプ１３の動力はオイルを介してタービン１４にも伝達されるが上述したようにロックアップクラッチ１５は解放状態であるため、タービン１４の回転数はポンプ１３の回転数よりも若干低下する。タービン１４の動力は回転制御用遊星歯車機構１７を介して出力軸１８に伝達される。この際、伝達制御クラッチ１９が係合状態であり、伝達制御ブレーキ２０が制動解除状態であるため、実線Ｆ１で示したようにサンギアＳ１、リングギアＲ１、及びキャリアＣ１は、一体に回転する。そのため、タービン１４の回転数と出力軸１８の回転数は同じになる。

エンジン１１が運転中であり、かつ車両１が後進走行中の場合について説明する。この場合、ＥＣＵ３０は、伝達制御クラッチ１９を解放状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動状態に、補機クラッチ２９を解放状態にそれぞれ切り替える。この動力伝達状態においても上述した前進走行中の場合と同様に補機クラッチ２９が解放状態であるため、補機（ポンプ側）の回転数がポンプ１３の回転数と同じになり、補機（出力軸側）の回転数が０になる。そのため、この場合も補機はエンジン１１の動力にて駆動される。タービン１４に伝達された動力は実線Ｂ１で示すように回転制御用遊星歯車機構１７において回転方向が逆方向に変更され、その後出力軸１８に伝達される。

エンジン１１が運転中であり、かつシフト操作装置３４がＮレンジであるとともに車両１が停止中の場合について説明する。この場合、ＥＣＵ３０は、伝達制御クラッチ１９を解放状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動解除状態に、補機クラッチ２９を解放状態にそれぞれ切り替える。この動力伝達状態においても上述した前進走行中及び後進走行中と同様に補機クラッチ２９が解放状態であるため、補機（ポンプ側）の回転数がポンプ１３の回転数と同じになり出力軸側からの回転は伝達されない。そのため、この場合も補機はエンジン１１の動力にて駆動される。この場合、実線Ｎ１で示すように車両１が停止中であるため出力軸１８の回転数、すなわちサンギアＳ１の回転数が０になる。そして、リングギアＲ１及びキャリアＣ１がタービン１４によって回転駆動される。

次に図３を参照してエンジン１１に対してフューエルカットが実行されており、かつ車両１が前進走行中の場合について説明する。この状態においては車両１が前進方向に慣性走行している。この場合、ＥＣＵ３０は伝達制御クラッチ１９を解放状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動解除状態に、補機クラッチ２９を係合状態にそれぞれ切り替える。この動力伝達状態では、フューエルカット中であるためポンプ１３の回転数、すなわちエンジン１１の回転数が０になる。一方、車両１は走行中であるため、出力軸１８は駆動輪２によって回転駆動される。そして、補機クラッチ２９が係合状態であるため、補機には出力軸１８側から動力が伝達される。また、この図に示すように左端の補機（出力軸側）の回転数及び右端の補機（ポンプ側）の回転数がそれぞれ出力軸１８の回転数と同じになる。従って、補機は駆動輪２から伝達された動力にて駆動される。なお、伝達軸２４からポンプ１３への動力伝達は第１一方向クラッチ２２によって阻止されるので、ポンプ１３の回転数は０に維持される。実線Ｆ２で示すようにキャリアＣ１及びリングギアＲ１は、それぞれサンギアＳ１の回転に引き摺られて回転する。ただし、キャリアＣ１が空転するためリングギアＲ１は殆ど回転しない。そのため、出力軸１８とタービン１４との間の動力伝達が制限される。

エンジン１１に対してフューエルカットが実行されており、かつ車両１が後進走行中の場合について説明する。この状態においては車両１が後進方向に慣性走行している。この場合も、ＥＣＵ３０は伝達制御クラッチ１９を解放状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動解除状態に、補機クラッチ２９を係合状態にそれぞれ切り替える。エンジン１１が停止中であり、かつ車両１が後進走行中の場合には、実線Ｂ２で示すように駆動輪２から伝達軸２４に動力が伝達されないので、伝達軸２４の回転数が０になる。そのため、補機（出力軸側）及び補機（ポンプ側）のそれぞれの回転数は０になる。

ＥＣＵ３０は、車両１が前進方向に慣性走行をしている状態からエンジン１１を始動する場合には、伝達制御クラッチ１９を係合状態に切り替えるとともにロックアップクラッチ１５を連結状態に切り替える。これにより駆動輪２の動力が動力伝達機構１６及びトルクコンバータ１２を介してエンジン１１まで伝達されるので、駆動輪２の動力によってエンジン１１がクランキングされる。

この第１の形態の駆動装置１０Ａによれば、図２に示したようにエンジン１１の運転中はエンジン１１の動力によって補機が駆動される。一方、図３に示したように車両１が前進方向に慣性走行している場合には駆動輪２の動力によって補機が駆動される。この際、伝達制御クラッチ１９が解放状態に、伝達制御ブレーキ２０が制動解除状態にそれぞれ切り替えられる。これによりタービン１４と出力軸１８との間の動力伝達を制限することができるので、駆動輪２の動力が動力伝達機構１６を介してポンプ１３に伝達されることを抑制できる。これにより、駆動輪２の動力が無駄に消費されることを抑制できる。そのため、エネルギの回収効率を向上させることができる。なお、このように伝達制御クラッチ１９及び伝達制御ブレーキ２０にてタービン１４と出力軸１８との間の動力伝達を制御することにより、これらが本発明の動力伝達制御手段に相当する。そして、伝達制御クラッチ１９が解放状態であり、かつ伝達制御ブレーキ２０が制動解除状態の場合が本発明の制限状態に相当し、伝達制御クラッチ１９が係合状態であり、かつ伝達制御ブレーキ２０が制動解除状態の場合が本発明の動力伝達状態に相当する。

また、この形態では、車両１が前進方向に慣性走行している状態からエンジン１１を始動する場合には駆動輪２の動力によってエンジン１１のクランキングを行うので、始動モータを動作させる必要がない。そのため、始動時に消費されるエネルギを低減できる。

（第２の形態）
図４〜図６を参照して本発明の第２の形態について説明する。なお、図４は、第２の形態に係る駆動装置１０Ｂのスケルトン図を示している。また、図５はエンジン１１が運転されている場合の共線図を示し、図６はエンジン１１に対してフューエルカットが実行されている場合の共線図を示している。なお、これらの図において第１の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すようにこの形態の駆動装置１０Ｂでは、第１一方向クラッチ２２の外輪２２ｂとポンプ１３との間で動力が伝達される係合状態と、第１方向クラッチ２２の外輪２２ｂとポンプ１３との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切替可能なクラッチ手段としての切替クラッチ４０がポンプ１３に設けられている点が第１の形態と異なる。それ以外は第１の形態と同じである。

切替クラッチ４０の動作は、ＥＣＵ３０によって制御される。ＥＣＵ３０は、エンジン１１が運転中の場合には切替クラッチ４０を係合状態に切り替える。なお、伝達制御クラッチ１９、伝達制御ブレーキ２０、及び補機クラッチ２９は、第１の形態と同様に制御される。この場合、ポンプ１３と第１一方向クラッチ２２の外輪２２ｂとが一体に回転するので、エンジン１１の動力が伝達軸２４に伝達される。そのため、エンジン１１によって補機が駆動される。図５は、このときの動力伝達状態を示している。この図に示すようにこの形態におけるエンジン１１の運転中の動力伝達状態は上述した第１の形態と同じになる。

一方、ＥＣＵ３０は、エンジン１１に対してフューエルカットが実行されている場合には切替クラッチ４０を解放状態に切り替える。なお、この場合においても伝達制御クラッチ１９、伝達制御ブレーキ２０、及び補機クラッチ２９は、第１の形態と同様に制御される。この場合、第１一方向クラッチ２２及び切替クラッチ４０によってポンプ１３と伝達軸２４との間の動力伝達が遮断される。そのため、図６に実線Ｆ２で示すように第１の形態と同様に補機は出力軸１８の動力によって駆動される。また、車両１が後進方向に慣性走行している場合には、実線Ｂ２で示すように補機が逆方向に駆動されることを防止できる。

この形態おいてＥＣＵ３０は、車両１が前進方向に慣性走行している状態からエンジン１１を始動する場合に切替クラッチ４０を係合状態に切り替える。なお、この形態では伝達制御クラッチ１９及びロックアップクラッチ１５はそれぞれ解放状態に維持される。上述したように車両１が前進方向に慣性走行しているときは、補機クラッチ２９が係合状態である。そのため、切替クラッチ４０を係合状態に切り替えることにより、図６に破線Ｓｔで示したように出力軸１８の動力が伝達軸２４及び切替クラッチ４０を介してポンプ１３に伝達される。そのため、この動力によってエンジン１１をクランキングすることができる。なお、この際にはタービン１４もポンプ１３に引き摺られて回転する。

この第２の形態では、ポンプ１３に切替クラッチ４０を設けたので、ロックアップクラッチ１５及び伝達制御クラッチ１９を操作することなくエンジン１１のクランキングを行うことができる。そのため、車両１の慣性走行時にエンジン１１を始動する場合の制御を簡略化できる。また、ロックアップクラッチ１５には、ポンプ１３がエンジン１１によって駆動されていない場合は連結状態に切り替えることができないものもある。この形態では、ロックアップクラッチ１５を連結状態に切り替えることなく駆動輪２の動力をエンジン１１に伝達できるので、このようなロックアップクラッチ１５が設けられていてもエンジン１１を駆動輪２の動力でクランキングすることができる。なお、この形態においては、第１一方向クラッチ２２は省略し、ポンプ１３と伝達軸２４の間の動力伝達状態の切り替えを切替クラッチ４０のみで行ってもよい。

（第１の参考例）
図７〜図９を参照して本発明の実施の形態に対する第１の参考例に係る駆動装置１０Ｃについて説明する。図７は、第１の参考例に係る駆動装置１０Ｃのスケルトン図を示している。図８は、エンジン１１が運転されている場合の共線図を示し、図９はエンジン１１に対してフューエルカットが実行されている場合の共線図を示している。なお、これらの図において上述した本発明の実施の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すようにこの参考例の駆動装置１０Ｃでは、回転制御用遊星歯車機構１７のキャリアＣ１に円筒状の出力部材５０が設けられている。この参考例では、第２一方向クラッチ２３が出力部材５０に設けられている。なお、この参考例では、出力部材５０が本発明の出力部材に対応し、出力軸１８は本発明の被駆動部材に対応する。補機駆動機構２１は、動力切替用遊星歯車機構５１を備えている。動力切替用遊星歯車機構５１は、シングルプラネタリ型の遊星歯車機構であり、外歯歯車であるサンギアＳ２と、そのサンギアＳ２に対して同軸的に配置された内歯歯車であるリングギアＲ２と、これらのギアＳ２、Ｒ２に噛み合うピニオンギアＰ２を自転可能かつサンギアＳ２の周囲を公転可能に保持するキャリアＣ２とを備えている。リングギアＲ２は第１プーリ２５と連結され、サンギアＳ２は第２プーリ２６と連結されている。また、キャリアＣ２は、伝達軸２４と連結されている。第１ベルト２７は、ポンプ１３と第１プーリ２５とに巻き掛けられている。第２ベルト２８は、第２一方向クラッチ２３の外輪２３ｂと第２プーリ２６とに巻き掛けられている。また、補機駆動機構２１は、動力切替用遊星歯車機構５１のリングギアＲ２を制動する制動状態とその制動を解除する制動解除状態とに切替可能なブレーキ手段としての切替ブレーキ５２を備えている。このように各部と連結されることにより、サンギアＳ２が本発明の動力切替用遊星歯車機構の第１回転要素に、リングギアＲ２が本発明の動力切替用遊星歯車機構の第２回転要素に、キャリアＣ２が本発明の動力切替用遊星歯車機構の第３回転要素にそれぞれ相当する。

この参考例では、ＥＣＵ３０は、車両１の走行状態及びエンジン１１の運転状態に応じて伝達制御クラッチ１９、伝達制御ブレーキ２０、及び切替ブレーキ５２の動作を制御し、これにより駆動装置１０Ｃにおける動力伝達状態を切り替える。図８は、エンジン１１が運転されている場合の共線図を示し、図９はエンジン１１に対してフューエルカットが実行されている場合の共線図を示している。なお、これらの図中の「Ｓ２」、「Ｃ２」、「Ｒ２」はそれぞれ動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２、キャリアＣ２、リングギアＲ２を示している。図８の実線Ｆ３ａ、Ｆ３ｂは、車両１が前進走行中のときの動力伝達状態を、実線Ｂ３ａ、Ｂ３ｂは車両１が後進走行中のときの動力伝達状態を、実線Ｎ３ａ、Ｎ３ｂはシフト操作装置３４がＮレンジであり、かつ車両１が停止中のときの動力伝達状態をそれぞれ示している。図９の実線Ｆ４ａ、Ｆ４ｂは車両１が前進走行中のときの動力伝達状態を示している。これらの動力伝達状態では、いずれもロックアップクラッチ１５は解放状態に切り替えられている。なお、これらの動力伝達状態の他に、車両１が前進走行中であり、かつロックアップクラッチ１５が連結状態のときの動力伝達状態を図８に実線Ｆ３ｂＯＮで示した。

まず、図８を参照してエンジン１１が運転中であり、かつ車両１が前進走行中の場合について説明する。この場合、ＥＣＵ３０は伝達制御クラッチ１９を係合状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動解除状態に、切替ブレーキ５２を制動解除状態にそれぞれ切り替える。この動力伝達状態では、切替ブレーキ５２が解放状態であるため、動力切替用遊星歯車機構５１のリングギアＲ２はポンプ１３と同じ回転数で回転する。また、伝達制御クラッチ１９が係合状態であり、かつ伝達制御ブレーキ２０が制動解除状態であるため、実線Ｆ３ａで示したように回転制御用遊星歯車機構１７のリングギアＲ１、キャリアＣ１、及びサンギアＳ１は一体に回転する。これにより出力軸１８はタービン１４と同じ回転数で回転する。そして、この動力伝達状態では、第２一方向クラッチ２３の内輪２３ａと外輪２３ｂとが別々に回転するので、出力軸１８側から動力切替用遊星歯車機構５１への動力伝達は阻止される。そのため、実線Ｆ３ｂで示したように動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２、キャリアＣ２、及びリングギアＲ２は、ポンプ１３から伝達された動力によって回転する。なお、この際にロックアップクラッチ１５が連結状態の場合は実線Ｆ３ｂＯＮで示すようにこれらの回転要素は一体に回転する。そして、このように動力切替用遊星歯車機構５１の各回転要素が回転することにより伝達軸２４が回転して補機が駆動される。したがって、この動力伝達状態ではエンジン１１の動力によって補機が駆動される。

エンジン１１が運転中であり、かつ車両１が後進走行中の場合について説明する。この場合、ＥＣＵ３０は、伝達制御クラッチ１９を解放状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動状態に、切替ブレーキ５２を制動解除状態にそれぞれ切り替える。この動力伝達状態においても切替ブレーキ５２が解放状態であるため、動力切替用遊星歯車機構５１のリングギアＲ２にポンプ１３の動力が伝達される。ポンプ１３の動力はタービン１４にも伝達されるが、この動力伝達状態では伝達制御クラッチ１９が解放状態であり、伝達制御ブレーキ２０が制動状態であるため、その動力は実線Ｂ３ａで示すように回転制御用遊星歯車機構１７において回転方向が逆方向に変更され、その後出力軸１８に伝達される。この動力伝達状態では伝達制御ブレーキ２０が制動状態に切り替えられるため、回転制御用遊星歯車機構１７のキャリアＣ１及び動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２は回転不能に制動される。そのため、出力軸１８側から動力切替用遊星歯車機構５１への動力伝達は阻止される。また、これにより動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２、リングギアＲ２、及びキャリアＣ２のそれぞれの回転数は実線Ｂ３ｂで示した関係になる。このようにこの動力伝達状態においても補機はエンジン１１の動力によって駆動される。

エンジン１１が運転中であり、かつシフト操作装置３４がＮレンジであるとともに車両１が停止中の場合について説明する。この場合、ＥＣＵ３０は、伝達制御クラッチ１９を解放状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動解除状態に、切替ブレーキ５２を制動解除状態にそれぞれ切り替える。この動力伝達状態においても上述した前進走行中及び後進走行中と同様に切替ブレーキ５２が解放状態であるため、動力切替用遊星歯車機構５１のリングギアＲ２にポンプ１３の動力が伝達される。また、ポンプ１３の動力はタービン１４にも伝達されるが出力軸１８が回転していないため、回転制御用遊星歯車機構１７のサンギアＳ１、リングギアＲ１、及びキャリアＣ１のそれぞれの回転数は実線Ｎ３ａで示した関係になる。この動力伝達状態では、第２一方向クラッチ２３によって回転制御用遊星歯車機構１７のキャリアＣ１と動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２とが接続されるので、これらの回転数が同じになる。そのため、動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２、リングギアＲ２、及びキャリアＣ２のそれぞれの回転数は実線Ｎ３ｂで示した関係になる。そして、この動力伝達状態においても補機はエンジン１１の動力によって駆動される。

次に図９を参照してエンジン１１に対してフューエルカットが実行されており、かつ車両１が前進走行中の場合、すなわち車両１が前進方向に慣性走行している場合について説明する。この場合、ＥＣＵ３０は伝達制御クラッチ１９を解放状態に、伝達制御ブレーキ２０を制動解除状態に、切替ブレーキ５２を制動状態にそれぞれ切り替える。この場合、実線Ｆ４ａで示したように駆動輪２によって回転制御用遊星歯車機構１７のサンギアＳ１及びキャリアＣ１が駆動される。そして、これに引き摺られて回転制御用遊星歯車機構１７のリングギアＲ１が回転する。この動力伝達状態では第２一方向クラッチ２３の内輪２３ａと外輪２３ｂとが一体に回転するので、回転制御用遊星歯車機構１７のキャリアＣ１によって動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２が駆動される。上述したように切替ブレーキ５２は制動状態であるため、動力切替用遊星歯車機構５１のリングギアＲ２は停止状態に維持される。そのため、動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２、リングギアＲ２、及びキャリアＣ２のそれぞれの回転数は実線Ｆ４ｂで示した関係になる。従って、この動力伝達状態では補機は駆動輪２からの動力によって駆動される。

この参考例においてＥＣＵ３０は、このように車両１が前進方向に慣性走行をしている状態からエンジン１１を始動する場合には、切替ブレーキ５２を制動解除状態に切り替える。これにより図９に破線Ｃｌで示したように動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２の動力がリングギアＲ２に伝達される。そのため、駆動輪２の動力がエンジン１１に伝達され、これによりエンジン１１がクランキングされる。

この参考例においても、上述した本発明の実施の形態と同様にエンジン１１の運転中はエンジン１１の動力によって補機を駆動し、車両１が前進方向に慣性走行している場合には駆動輪２の動力によって補機を駆動できる。また、駆動輪２の動力によって補機を駆動している場合には、伝達制御クラッチ１９が解放状態に、伝達制御ブレーキ２０が制動解除状態にそれぞれ切り替えられるので、これによりタービン１４と出力軸１８との間の動力伝達を遮断することができる。そのため、駆動輪２の動力が無駄に消費されることを抑制できる。また、車両１が前進方向に慣性走行している状態からエンジン１１を始動する場合には駆動輪２の動力によってエンジン１１のクランキングを行うことができるので、この始動時に消費されるエネルギを低減できる。さらに、この参考例では、ポンプ１３がエンジン１１によって駆動されていない場合は連結状態に切り替えることができないロックアップクラッチ１５がトルクコンバータ１２に設けられていても、エンジン１１を駆動輪２の動力でクランキングすることができる。なお、この参考例では、動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２とポンプ１３とが動力伝達可能に接続され、動力切替用遊星歯車機構５１のリングギアＲ２と出力部材５０とが第２一方向クラッチ２３を介して動力伝達可能に接続されていてもよい。この場合においても上述した作用効果を同様に得ることができる。

（第２の参考例）
図１０〜図１２を参照して本発明の実施の形態に対する第２の参考例に係る駆動装置１０Ｄについて説明する。図１０は、第２の参考例に係る駆動装置１０Ｄのスケルトン図を示している。図１１は、エンジン１１が運転されている場合の共線図を示し、図１２はエンジン１１に対してフューエルカットが実行されている場合の共線図を示している。なお、これらの図において上述した本発明の実施の形態と共通の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０に示すようにこの駆動装置１０Ｄでは、出力部材５０と第２一方向クラッチ２３の外輪２３ｂとの間で動力が伝達される係合状態と、出力部材５０と第２一方向クラッチ２３の外輪２３ｂとの間の動力伝達が遮断される解放状態とに切替可能な駆動輪側クラッチ手段としての駆動輪側クラッチ６０が出力部材５０に設けられている。また、オルタネータ６の代わりに補機として電動機及び発電機として機能するモータジェネレータＭＧが設けられている。それ以外は上述した第１の参考例と同じである。

駆動輪側クラッチ６０の動作及びモータジェネレータＭＧの動作は、ＥＣＵ３０によって制御される。ＥＣＵ３０は、エンジン１１が運転中の場合には駆動輪側クラッチ６０を解放状態に切り替える。なお、伝達制御クラッチ１９、伝達制御ブレーキ２０、及び切替ブレーキ５２は、第１の参考例と同様に制御される。この場合、出力部材５０と第２一方向クラッチ２３の外輪２３ｂとの間の動力伝達は第２一方向クラッチ２３によって制御される。そのため、図１１に示すようにこの参考例におけるエンジン１１の運転中の各動力伝達状態は上述した第１の参考例と同じになる。そのため、エンジン１１の動力によって補機が駆動される。

一方、ＥＣＵ３０は、エンジン１１に対してフューエルカットが実行されている場合には駆動輪側クラッチ６０を係合状態に切り替える。なお、伝達制御クラッチ１９、伝達制御ブレーキ２０、及び切替ブレーキ５２の動作は、この場合においても上述した第１の参考例と同様に制御される。そのため、回転制御用遊星歯車機構１７のキャリアＣ１によって動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２が駆動される。そして、これにより動力切替用遊星歯車機構５１のキャリアＣ２が駆動される。従って、駆動輪２の動力によって補機が駆動される。

また、この参考例においても車両１が前進方向に慣性走行している状態からエンジン１１を始動する場合には、切替ブレーキ５２を制動解除状態に切り替える。これにより図１２に破線Ｃｌで示したように動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２の動力がリングギアＲ２に伝達される。そのため、駆動輪２の動力がエンジン１１に伝達され、これによりエンジン１１がクランキングされる。この参考例ではさらにこの状態からモータジェネレータＭＧによってキャリアＣ２を駆動する。この場合の動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２、リングギアＲ２、及びキャリアＣ２のそれぞれの回転数は破線Ｃｌｍｇで示した関係になる。この場合、リングギアＲ２の回転数はモータジェネレータＭＧによって調整可能となる。そこで、この参考例では、エンジン１１の始動時に振動等の発生が抑制されるようにモータジェネレータＭＧによってリングギアＲ２の回転数を調整する。また、この参考例では、車両１が停止し、かつエンジン１１が停止している状態からエンジン１１を始動する場合にも切替ブレーキ５２を制動解除状態に切り替え、その後モータジェネレータＭＧを動作させることによってエンジン１１のクランキングを行う。

以上に説明したように第２の参考例の駆動装置１０Ｄでは、補機としてモータジェネレータＭＧが設けられたので、このモータジェネレータＭＧによってエンジン１１の始動時に動力切替用遊星歯車機構５１の各回転要素の回転数を調整することができる。そのため、エンジン１１の始動時に振動等が発生することを抑制できる。また、車両１が停止し、かつエンジン１１が停止している状態からもこのモータジェネレータＭＧによってエンジン１１を始動することができるので、エンジン１１の始動モータを省略することができる。そのため、コストを低減できる。さらにこの参考例では、切替ブレーキ５２を制動状態に、駆動輪側クラッチ６０を係合状態にそれぞれ切り替えることによりモータジェネレータＭＧで車両１を駆動することができる。

なお、この参考例では、第２一方向クラッチ２３は省略し、出力部材５０と動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２との間の動力伝達状態の切り替えを駆動輪側クラッチ６０のみで行ってもよい。また、この参考例においても第１の参考例と同様に、動力切替用遊星歯車機構５１のサンギアＳ２とポンプ１３とが動力伝達可能に接続され、動力切替用遊星歯車機構５１のリングギアＲ２と出力部材５０とが第２一方向クラッチ２３を介して動力伝達可能に接続されていてもよい。この場合においても上述した作用効果を同様に得ることができる。

本発明は、上述した各形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明の駆動装置にて駆動される補機は、上述した各形態に示したものに限定されない。車両に搭載され、回転駆動する必要がある種々の補機を本発明で駆動してよい。本発明の駆動装置に設けられる回転制御用遊星歯車機構、及び動力切替用遊星歯車機構はシングルプラネタリ型に限定されず、サンギアとリングギアとの間の互いに噛み合う２つのピニオンギアが設けられるダブルプラネタリ型であってもよい。

１車両
２駆動輪
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ駆動装置
１１内燃機関
１１ａ出力軸
１２トルクコンバータ
１３ポンプ
１４タービン
１５ロックアップクラッチ
１６動力伝達機構
１７回転制御用遊星歯車機構
１８出力軸（出力部材）
１９伝達制御クラッチ（伝達制御クラッチ手段）
２０伝達制御ブレーキ（伝達制御ブレーキ手段）
２１補機駆動機構
２２第１一方向クラッチ
２３第２一方向クラッチ
２４伝達軸（伝達部材）
２９補機クラッチ（補機クラッチ手段）
４０切替クラッチ（クラッチ手段）
５１動力切替用遊星歯車機構
５２切替ブレーキ（ブレーキ手段）
６０駆動輪側クラッチ（駆動輪側クラッチ手段）
ＭＧモータジェネレータ
Ｓ１回転制御用遊星歯車機構のサンギア（第１回転要素）
Ｒ１回転制御用遊星歯車機構のリングギア（第２回転要素）
Ｃ１回転制御用遊星歯車機構のキャリア（第３回転要素）
Ｓ２動力切替用遊星歯車機構のサンギア（第１回転要素）
Ｒ２動力切替用遊星歯車機構のリングギア（第２回転要素）
Ｃ２動力切替用遊星歯車機構のキャリア（第３回転要素）

Claims

内燃機関と、前記内燃機関から動力が伝達される動力伝達機構と、前記動力伝達機構から動力が出力されるとともに車両の駆動輪との間で相互に動力を伝達可能なように設けられた出力部材と、前記内燃機関と前記出力部材とのうちのいずれか一方の動力が補機に伝達されるように前記補機の接続先を前記内燃機関又は前記出力部材のいずれか一方に選択的に切替可能な補機駆動機構と、を備え、
前記動力伝達機構は、前記内燃機関と前記出力部材との間で動力が伝達される動力伝達状態と、前記内燃機関と前記出力部材との間の動力伝達が制限される制限状態とに切替可能な動力伝達制御手段を備え、
前記補機駆動機構は、前記補機に動力を出力するための伝達部材と、前記内燃機関から前記伝達部材への動力伝達は許容し、前記伝達部材から前記内燃機関への動力伝達は阻止する第１一方向クラッチと、を備え、
前記補機駆動機構は、前記出力部材から前記伝達部材への動力伝達は許容し、前記伝達部材から前記出力部材への動力伝達は阻止する第２一方向クラッチをさらに備えている車両の駆動装置。
前記補機駆動機構は、前記内燃機関と前記伝達部材との間で動力が伝達される係合状態と前記内燃機関と前記伝達部材との間の動力伝達が遮断される解放状態とに切替可能なクラッチ手段をさらに備えている請求項１に記載の車両の駆動装置。
前記伝達部材には、前記出力部材と前記補機との間で動力が伝達される係合状態と、前記出力部材と前記補機との間の動力伝達が阻止される解放状態とに切替可能な補機クラッチ手段が設けられている請求項１又は２に記載の車両の駆動装置。