JP6168955B2

JP6168955B2 - 動力伝達機構

Info

Publication number: JP6168955B2
Application number: JP2013205083A
Authority: JP
Inventors: 雷太中西
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP2015067226A

Description

本発明は、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所定回転数に低下するまで、エンジンへの燃料の供給を停止（フューエルカット）する制御である。

特開２０１１−４３１０９号公報

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による減速力が車両に作用する。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する。アクセルペダルが操作されると、エンジンへの燃料の供給が再開されるので、不必要な燃料の消費が発生する。とくに、中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。また、減速中に発電機でエネルギ回生し、補機電力や走行アシストのためのモータ電力として消費して、燃費を向上する技術が用いられるが、減速度が大きいと（アクセルペダル操作されずとも）、エネルギ回生量を多く取れず、燃費を大きく向上することができない。

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、本発明に係る動力伝達機構は、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、エンジン側のトルコン入力軸と変速機側のトルコン出力軸との間で動力を伝達するトルクコンバータと、トルクコンバータに連結され、変速機側からの動力を減速してトルクコンバータに伝達する逆方向減速機構と、変速機から逆方向減速機構に向かう一方向に動力を伝達するクラッチと、クラッチに対してエンジン側の動力伝達経路上に設けられたモータジェネレータとを含む。

この構成によれば、変速機側からの動力を減速してトルクコンバータに伝達する逆方向減速機構が設けられている。そのため、車両のコースト走行時に、変速機側からの動力を逆方向減速機構およびトルクコンバータを介してエンジンに伝達することができる。これにより、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る。よって、車両のコースト走行時に、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、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るので、フューエルカット制御による燃費向上の効果を増すことができる。

また、変速機から逆方向減速機構に向かう一方向に動力を伝達するクラッチが設けられている。そのため、車両の加速時に、エンジンの動力が逆方向減速機構を介して変速機に伝達されることを阻止できる。その結果、エンジンの動力をトルクコンバータを介して変速機に良好に伝達することができる。

車両のコースト走行時（フューエルカット制御時）に、エンジンの回転数が自立復帰可能な最低の回転数（たとえば、３００ｒｐｍ）以上に維持されていれば、アクセル操作がなされたことに応答して、エンジンへの燃料の供給を再開して、エンジンの点火プラグをスパークすることにより、エンジンを再始動（ファイアリング）させることができる。しかしながら、その場合、エンジンの回転数が上昇する過程で、エンジンが回転数に起因する大きな振動を生じるため、乗員に不快感（乗り心地の悪さ）を与えるおそれがある。

クラッチに対してエンジン側の動力伝達経路上には、モータジェネレータが設けられており、モータジェネレータの動力をエンジンに伝達することができる。そのため、モータジェネレータの動力により、エンジンの回転数をエンジンに大きな振動が発生する回転数域を越えるまで上げてから、エンジンをファイアリングさせることができる。これにより、エンジンが回転数に起因する大きな振動を生じることを抑制でき、乗り心地の向上を図ることができる。

モータジェネレータは、逆方向減速機構とクラッチとの間に動力を入力可能に設けられていてもよい。

この場合、モータジェネレータの動力は、逆方向減速機構により減速されて、エンジンに伝達される。そのため、モータジェネレータを高回転化することができ、モータジェネレータの高回転化による小型化を図ることができる。

逆方向減速機構は、トルコン入力軸に連結され、変速機側からの動力を減速してトルコン入力軸に伝達するように設けられていてもよい。

トルクコンバータは、ロックアップクラッチを有しており、逆方向減速機構は、トルコン出力軸に連結され、変速機側からの動力を減速してトルコン出力軸に伝達するように設けられていてもよい。この場合、トルコン出力軸とクラッチとの間に、トルコン出力軸から変速機側に向かう一方向に動力を伝達する第２のクラッチが設けられることが好ましい。

これにより、車両のコースト走行時に、変速機側からの動力が逆方向減速機構を経由せずにトルコン出力軸に伝達されることを防止できる。そのため、車両のコースト走行時に、ロックアップクラッチが継合されていても、変速機側からの動力を逆方向減速機構により減速してエンジンに伝達することができる。その結果、コースト走行の開始時に、ロックアップ解除が不要になるので、ロックアップ解除によるショックの発生を防止でき、また、エンジンの回転数を速やかに低下させることができる。

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る。よって、車両のコースト走行時に、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、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るので、フューエルカット制御による燃費向上の効果を増すことができる。

また、コースト走行中のエンジンの再始動の際に、モータジェネレータの動力により、エンジンの回転数をエンジンに大きな振動が発生する回転数域を越えるまで上げてから、エンジンをファイアリングさせることができる。これにより、エンジンが回転数に起因する大きな振動を生じることを抑制でき、乗り心地の向上を図ることができる。

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。エンジンの始動時における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。機械式オイルポンプの発生油圧の立ち上げおよび走行開始時における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。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。車両の停止中における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。車両の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。車両のコースト走行中におけるＥ／Ｇ出力軸、トルコン出力軸およびＭ／Ｇ回転軸の回転数の関係を示す図である。車両のコースト走行中にエンジンが再始動されるときのＥ／Ｇ出力軸、トルコン出力軸およびＭ／Ｇ回転軸の回転数の関係を示す図である。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の駆動系統の構成を概念的に示す図である。本発明の第３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。本発明の第４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。

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）の構成を有し、プライマリプーリ４、セカンダリプーリ５およびプライマリプーリ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が取り付けられている。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。

また、変速機３は、前後進切換機構１７を備えている。前後進切換機構１７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を含む。

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、Ｔ／Ｍ入力軸４０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おり、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、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おり、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、Ｔ／Ｍ入力軸４０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、Ｔ／Ｍ入力軸４０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、Ｔ／Ｍ入力軸４０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、Ｔ／Ｍ入力軸４０に動力が伝達されると、サンギヤ４４がＴ／Ｍ入力軸４０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と逆方向に減速回転する。このとき、リングギヤ４７の回転は、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が車両１の前進方向に回転する。

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、Ｔ／Ｍ入力軸４０に動力が伝達されると、サンギヤ４４およびプラネタリギヤ４５がＴ／Ｍ入力軸４０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、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が車両１の後進方向に回転する。

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、逆方向減速機構１５、ワンウェイクラッチ１６および前後進切換機構１７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。トルコン出力軸２２には、Ｔ／Ｍ入力軸４０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。

逆方向減速機構１５は、トルコン出力軸２２とポンプインペラ２３との間に介装されている。逆方向減速機構１５は、ダブルピニオン式遊星歯車機構からなり、サンギヤ３１、第１プラネタリギヤ３２、第２プラネタリギヤ３３、キャリア３４およびリングギヤ３５を備えている。サンギヤ３１は、トルコン出力軸２２と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。サンギヤ３１の外周面には、ギヤ歯が形成されている。第１プラネタリギヤ３２は、たとえば、複数個設けられ、サンギヤ３１の周囲に等角度間隔で配置されている。各第１プラネタリギヤ３２の外周面には、ギヤ歯が形成されている。各第１プラネタリギヤ３２は、サンギヤ３１と噛合している。第２プラネタリギヤ３３は、各第１プラネタリギヤ３２に対応して設けられ、第１プラネタリギヤ３２の周囲に配置されている。各第２プラネタリギヤ３３の外周面には、ギヤ歯が形成されており、対応する第１プラネタリギヤ３２と噛合している。キャリア３４は、回転不能に設けられ、各第１プラネタリギヤ３２および各第２プラネタリギヤ３３を回転可能に一括して保持している。リングギヤ３５は、円環状をなし、ポンプインペラ２３と一体回転可能に設けられている。リングギヤ３５の内周面には、ギヤ歯が形成されており、各第２プラネタリギヤ３３と噛合している。

ワンウェイクラッチ１６は、トルコン出力軸２２とサンギヤ３１との間に介装されている。ワンウェイクラッチ１６には、トルコン出力軸２２からサンギヤ３１への動力の伝達を許容し、サンギヤ３１からトルコン出力軸２２への動力の伝達を阻止する。

また、車両１には、モータジェネレータ５１が備えられている。モータジェネレータ５１は、モータおよび発電機の両方の機能を有している。モータジェネレータ５１のロータ５２は、逆方向減速機構１５のサンギヤ３１と一体回転可能に設けられている。具体的には、モータジェネレータ５１は、ロータ５２と一体回転する回転軸（以下、「Ｍ／Ｇ回転軸」という。）５３を有している。そして、Ｍ／Ｇ回転軸５３は、逆方向減速機構１５のサンギヤ３１と回転軸線を共通に有し、サンギヤ３１に接続されている。モータジェネレータ５１から出力される電力は、バッテリ（図示せず）に蓄えられて、補機類の駆動に使用される。

さらに、車両１には、機械式オイルポンプ６１が備えられている。機械式オイルポンプ６１は、ポンプ入力軸６２がＭ／Ｇ回転軸５３と同軸に設けられている。これにより、Ｍ／Ｇ回転軸５３が回転すると、機械式オイルポンプ６１のポンプ入力軸６２が回転し（機械式オイルポンプ６１が作動し）、機械式オイルポンプ６１からオイルが送り出される。機械式オイルポンプ６１から送り出されるオイルは、変速機３などに供給される。

図２は、エンジン２の始動時における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および前後進切換機構１７の逆転クラッチ４２が切断される。また、前後進切換機構１７の前進ブレーキ４３が非作動状態にされる。

この状態で、モータジェネレータ５１が制御されて、モータジェネレータ５１がモータとして動作する。Ｍ／Ｇ回転軸５３が回転すると、逆方向減速機構１５のサンギヤ３１がＭ／Ｇ回転軸５３と一体的に回転する。サンギヤ３１の回転は、第１プラネタリギヤ３２および第２プラネタリギヤ３３を介して、リングギヤ３５に伝達され、リングギヤ３５をサンギヤ３１と同方向にサンギヤ３１よりも低速で回転させる。リングギヤ３５が回転すると、トルクコンバータ１４のポンプインペラ２３、トルコン入力軸２１およびＥ／Ｇ出力軸１３がリングギヤ３５と一体的に回転する。このように、モータジェネレータ５１の動力は、逆方向減速機構１５により減速され、トルクコンバータ１４を介して、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。その結果、エンジン２がクランキングされ、点火プラグのスパークにより、エンジン２が始動する。

このとき、ワンウェイクラッチ１６の機能により、サンギヤ３１からトルコン出力軸２２への動力の伝達が阻止されるので、トルコン出力軸２２は回転しない。

図３は、機械式オイルポンプ６１の発生油圧の立ち上げおよび車両１の走行開始時における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

エンジン２が始動すると、モータジェネレータ５１の動作が停止され、前後進切換機構１７の前進ブレーキ４３が作動状態にされる。

エンジン２の動力がＥ／Ｇ出力軸１３からトルコン入力軸２１に入力され、トルコン入力軸２１およびポンプインペラ２３が一体的に回転する。トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が切断されているので、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。

また、ポンプインペラ２３の回転に伴って、逆方向減速機構１５のリングギヤ３５が回転し、そのリングギヤ３５の回転が第１プラネタリギヤ３２および第２プラネタリギヤ３３を介してサンギヤ３１に伝達される。これにより、サンギヤ３１がリングギヤ３５よりも高速で回転する。そして、機械式オイルポンプ６１のポンプ入力軸６２がサンギヤ３１と一体的に回転し、機械式オイルポンプ６１の発生油圧が上昇する。

前後進切換機構１７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と一体に回転するＴ／Ｍ入力軸４０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、Ｔ／Ｍ入力軸４０の動力は、減速されて、入力軸７に伝達される。

車両１のサービスブレーキが解除されると、入力軸７に伝達される動力は、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、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。このとき、トルクコンバータ１４のトルク増幅効果により、キャリア３３に対してサンギヤ３１（トルコン出力軸２２）の回転数が低くなる関係が保たれた状態で、車両１がトルコン領域で走行する。

また、ワンウェイクラッチ１６の機能により、サンギヤ３１からトルコン出力軸２２への動力の伝達は阻止される。

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。

車両１の発進後、所定車速に達すると、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、前述のとおりであるから、その説明を省略する。

このとき、モータジェネレータ５１が制御されて、モータジェネレータ５１がモータとして動作する場合、モータジェネレータ５１の動力は、逆方向減速機構１５を介して、ポンプインペラ２３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１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５１が発電機として動作する場合、ポンプインペラ２３から逆方向減速機構１５を介してＭ／Ｇ回転軸５３に伝達される動力がモータジェネレータ５１より電力に回生される。これにより、車両１の燃費が向上する。

また、機械式オイルポンプ６１のポンプ入力軸６２が回転し、機械式オイルポンプ６１から油圧が発生する。

図５は、車両１の停止中における動力の伝達の様子を図解的に示す図である。

車両１では、停車中に、モータジェネレータ５１により、エンジン２の動力を電力に回生（停止発電）することができる。

停止発電の際には、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が継合される。これにより、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転は、速度変化なく、トルコン出力軸２２に伝達される。このとき、ワンウェイクラッチ１６の機能により、トルコン出力軸２２からサンギヤ３１に動力が伝達され、Ｍ／Ｇ回転軸５３がサンギヤ３１と一体的に回転する。そして、モータジェネレータ５１が発電機として制御され、Ｍ／Ｇ回転軸５３の回転が電力に回生される。

また、前後進切換機構１７の逆転クラッチ４２が切断される。また、前後進切換機構１７の前進ブレーキ４３が非作動状態にされる。これにより、トルコン出力軸２２の動力は、変速機３の入力軸７に伝達されない。

図６は、車両１の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。

車両１の走行中に、運転者によるアクセルペダルの踏み込みがなくなると、車両１がコースト走行状態となる。なお、コースト走行状態は、一般には、アクセルペダルおよびブレーキペダルが踏み込まれていない惰性走行状態をいうが、本実施形態では、アクセルペダルが踏み込まれず、ブレーキペダルが踏み込まれている減速状態においても同じ制御が実施可能である。

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および前後進切換機構１７の逆転クラッチ４２が切断される。また、前後進切換機構１７の前進ブレーキ４３が作動状態にされる。また、フューエルカット制御により、エンジン２に対する燃料の供給が停止される。

駆動輪１２Ｌ，１２Ｒからの動力は、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、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に伝達される。出力軸８に伝達された動力は、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を介して、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。

前後進切換機構１７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、入力軸７に伝達される動力は、遊星歯車機構４１のプラネタリギヤ４５を介してサンギヤ４４に伝達され、サンギヤ４４およびトルコン出力軸２２を回転させる。このとき、キャリア４６が固定されているので、入力軸７の動力は、増速および反転されて、Ｔ／Ｍ入力軸４０を介してトルコン出力軸２２に伝達される。

このとき、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が切断されているので、トルコン出力軸２２の回転は、トルコン入力軸２１に直接には伝達されない。

ワンウェイクラッチ１６の機能により、トルコン出力軸２２からサンギヤ３１に動力が速度変化なく伝達される。サンギヤ３１の回転は、第１プラネタリギヤ３２および第２プラネタリギヤ３３を介して、リングギヤ３５に伝達され、リングギヤ３５をサンギヤ３１と同方向にサンギヤ３１よりも低速で回転させる。リングギヤ３５が回転すると、トルクコンバータ１４のポンプインペラ２３、トルコン入力軸２１およびＥ／Ｇ出力軸１３がリングギヤ３５と一体的に回転する。このように、トルコン出力軸２２の回転は、逆方向減速機構１５により減速され、ポンプインペラ２３およびトルコン入力軸２１を介して、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。

また、Ｍ／Ｇ回転軸５３がサンギヤ３１と一体的に回転する。そして、モータジェネレータ５１が発電機として制御されて、Ｍ／Ｇ回転軸５３の回転が電力に回生される。

さらに、機械式オイルポンプ６１のポンプ入力軸６２がサンギヤ３１と一体的に回転し、機械式オイルポンプ６１から油圧が発生する。

図７は、車両１のコースト走行中におけるＥ／Ｇ出力軸１３、トルコン出力軸２２およびＭ／Ｇ回転軸５３の回転数の関係を示す図である。

車両１のコースト走行中、Ｔ／Ｍ入力軸４０からトルコン出力軸２２を介してサンギヤ３１に動力が速度変化なく伝達され、Ｍ／Ｇ回転軸５３がサンギヤ３１と一体的に回転するので、Ｔ／Ｍ入力軸４０およびＭ／Ｇ回転軸５３は、同じ回転数で回転する。トルコン出力軸２２の回転は、逆方向減速機構１５のギヤ比で減速され、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。そのため、Ｅ／Ｇ出力軸１３は、Ｔ／Ｍ入力軸４０およびＭ／Ｇ回転軸５３よりも低い回転数で回転する。

したがって、車両１のコースト走行中は、Ｅ／Ｇ出力軸１３（エンジン２）の回転数を変速機３のＴ／Ｍ入力軸４０の回転数よりも下げることができる。よって、車両１のコースト走行時に、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、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るので、フューエルカット制御による燃費向上の効果を増すことができる。

図８は、車両１のコースト走行中にエンジン２が再始動されるときのＥ／Ｇ出力軸１３、トルコン出力軸２２およびＭ／Ｇ回転軸５３の回転数の関係を示す図である。

車両１のコースト走行中に、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。このとき、エンジン２への燃料の供給が再開される前に、モータジェネレータ５１がモータとして制御されて、Ｍ／Ｇ回転軸５３の回転数が上げられる。Ｍ／Ｇ回転軸５３の回転は、逆方向減速機構１５のギヤ比で減速されてＥ／Ｇ出力軸１３に伝達されるので、Ｍ／Ｇ回転軸５３の回転数の上昇に伴って、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転数（エンジン２の回転数）が上昇する。なお、コースト走行中のエンジン２の回転数は、エンジン２が自立復帰可能な最低の回転数（たとえば、３００ｒｐｍ）以下でもよく、０ｒｐｍに近い方がより望ましい。

そして、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転数が回転数に起因する大きな振動がエンジン２に発生する回転数域（たとえば、〜５００ｒｐｍ）を越えた後、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が再始動（ファイアリング）する。その後、Ｅ／Ｇ出力軸１３の回転数がトルコン出力軸２２の回転数付近まで上昇すると、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。

このように、モータジェネレータ５１の動力により、Ｅ／Ｇ出力軸１３（エンジン２）の回転数をエンジン２に大きな振動が発生する回転数域を越えるまで上げてから、エンジン２をファイアリングさせることができる。これにより、エンジン２が回転数に起因する大きな振動を生じることを抑制でき、車両１の乗り心地の向上を図ることができる。

また、モータジェネレータ５１は、逆方向減速機構１５とワンウェイクラッチ１６との間に動力を入力可能に設けられている。これにより、モータジェネレータ５１の動力は、逆方向減速機構１５により減速されて、エンジン２に伝達される。そのため、モータジェネレータ５１を高回転化することができ、モータジェネレータ５１の高回転化による小型化を図ることができる。

図９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９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９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９に示される構成では、シングルピニオン式遊星歯車機構からなる逆方向減速機構７０が採用されている。逆方向減速機構７０は、サンギヤ７１、プラネタリギヤ７２、キャリア７３およびリングギヤ７４を備えている。サンギヤ７１は、トルコン出力軸２２と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。サンギヤ７１の外周面には、ギヤ歯が形成されている。プラネタリギヤ７２は、たとえば、複数個設けられ、サンギヤ７１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７２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７２は、サンギヤ７１と噛合している。キャリア７３は、トルクコンバータ１４のポンプインペラ２３と一体回転可能に設けられ、各プラネタリギヤ７２を回転可能に一括して保持している。リングギヤ７４は、円環状をなし、回転不能に設けられている。リングギヤ７４の内周面には、ギヤ歯が形成されており、各プラネタリギヤ７２と噛合している。

モータジェネレータ５１の動力により、Ｍ／Ｇ回転軸５３が回転すると、サンギヤ７１がＭ／Ｇ回転軸５３と一体的に回転する。サンギヤ７１の回転は、プラネタリギヤ７２に伝達される。リングギヤ７４が回転不能に設けられているので、サンギヤ７１からプラネタリギヤ７２に回転が伝達されると、キャリア７３がサンギヤ７１よりも低速で回転し、トルクコンバータ１４のポンプインペラ２３、トルコン入力軸２１およびＥ／Ｇ出力軸１３がキャリア７３と一体的に回転する。このように、モータジェネレータ５１の動力は、逆方向減速機構７０により減速され、トルクコンバータ１４を介して、Ｅ／Ｇ出力軸１３に伝達される。

逆方向減速機構７０は、シングルピニオン式遊星歯車機構からなるので、ダブルピニオン式遊星歯車機構からなる逆方向減速機構１５よりも小型化を図ることができる。

図１０は、本発明の第３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１０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１０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１０に示される構成では、逆方向減速機構１５のリングギヤ３５がトルコン出力軸２２と一体回転可能に設けられている。そして、トルコン出力軸２２上において、リングギヤ３５とワンウェイクラッチ１６との間に、第２のワンウェイクラッチ８１が介裝されている。第２のワンウェイクラッチ８１は、トルクコンバータ１４のタービンランナ２４側から変速機３側に向かう一方向にのみ動力の伝達を許容し、その逆方向への動力の伝達を阻止する。

この構成によれば、車両１のコースト走行時に、トルコン出力軸２２の動力がサンギヤ３１、第１プラネタリギヤ３２および第２プラネタリギヤ３３を介さずにリングギヤ３５に伝達されることを防止できる。そのため、車両１のコースト走行時に、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が継合されていても、トルコン出力軸２２の動力を逆方向減速機構１５を介してエンジン２に伝達することができる。その結果、コースト走行の開始時に、ロックアップクラッチ２５の切断によるロックアップ解除が不要になるので、ロックアップ解除によるショックの発生を防止でき、また、エンジン２の回転数を速やかに低下させることができる。

図１１は、本発明の第４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において、図９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９に示される構成との相違点のみを説明する。

図１１に示される構成では、逆方向減速機構７０のキャリア７３がトルコン出力軸２２と一体回転可能に設けられている。そして、トルコン出力軸２２上において、キャリア７３とワンウェイクラッチ１６との間に、第２のワンウェイクラッチ９１が介裝されている。第２のワンウェイクラッチ９１は、トルクコンバータ１４のタービンランナ２４側から変速機３側に向かう一方向にのみ動力の伝達を許容し、その逆方向への動力の伝達を阻止する。

この構成によれば、車両１のコースト走行時に、トルコン出力軸２２の動力がサンギヤ３１、第１プラネタリギヤ３２および第２プラネタリギヤ３３を介さずにキャリア７３に伝達されることを防止できる。そのため、車両１のコースト走行時に、トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２５が継合されていても、トルコン出力軸２２の動力を逆方向減速機構１５を介してエンジン２に伝達することができる。その結果、コースト走行の開始時に、ロックアップクラッチ２５の切断によるロックアップ解除が不要になるので、ロックアップ解除によるショックの発生を防止でき、また、エンジン２の回転数を速やかに低下させることができる。

以上、本発明のいくつか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、前述の実施形態では、Ｖベルト式の無段変速機の構成を有する変速機３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の構成を有していてもよいし、無段変速機に限らず、有段変速機の構成を有していてもよい。また、自動変速機に限らず、手動変速機の構成を有していてもよい。

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。

２エンジン
３変速機
１３Ｅ／Ｇ出力軸（エンジンの出力軸）
１４トルクコンバータ
１５逆方向減速機構
１６ワンウェイクラッチ（クラッチ）
２１トルコン入力軸
２２トルコン出力軸
２５ロックアップクラッチ
５１モータジェネレータ
７０逆方向減速機構
８１第２のワンウェイクラッチ（第２のクラッチ）
９１第２のワンウェイクラッチ（第２のクラッチ）

Claims

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、
前記エンジン側のトルコン入力軸と前記変速機側のトルコン出力軸との間で動力を伝達するトルクコンバータと、
前記トルクコンバータに連結され、前記変速機側からの動力を減速して前記トルクコンバータに伝達する逆方向減速機構と、
前記変速機から前記逆方向減速機構に向かう一方向に動力を伝達するクラッチと、
前記クラッチに対して前記エンジン側の動力伝達経路上に設けられたモータジェネレータとを含む、動力伝達機構。
前記モータジェネレータは、前記逆方向減速機構と前記クラッチとの間に動力を入力可能に設けられている、請求項１に記載の動力伝達機構。
前記逆方向減速機構は、前記トルコン入力軸に連結され、前記変速機側からの動力を減速して前記トルコン入力軸に伝達する、請求項１または２に記載の動力伝達機構。
前記トルクコンバータは、ロックアップクラッチを有しており、
前記逆方向減速機構は、前記トルコン出力軸に連結され、前記変速機側からの動力を減速して前記トルコン出力軸に伝達し、
前記トルコン出力軸と前記クラッチとの間に設けられ、前記トルコン出力軸から前記変速機側に向かう一方向に動力を伝達する第２のクラッチをさらに含む、請求項１または２に記載の動力伝達機構。