動力伝達装置
【課題】 非円形歯車の回転にともない、歯車式無段変速機の変速比が変化した場合に、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制する。
【解決手段】 動力源と駆動部材との間に、非円形歯車を備えた歯車式無段変速機が設けられており、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、歯車式無段変速機の変速比を制御するアクチュエータが設けられている動力伝達装置において、歯車式無段変速機と駆動部材との間にモータ・ジェネレータが設けられており、非円形歯車の回転にともなう歯車式無段変速機の変速比の変化を検知し、かつ、出力トルクの変化を検知する出力トルク検知手段（ステップＳ１）と、出力トルクの変化に基づいてモータ・ジェネレータを制御することにより、駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制するモータ・ジェネレータ制御手段（ステップＳ２）とを備えている。
【解決手段】 動力源と駆動部材との間に、非円形歯車を備えた歯車式無段変速機が設けられており、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、歯車式無段変速機の変速比を制御するアクチュエータが設けられている動力伝達装置において、歯車式無段変速機と駆動部材との間にモータ・ジェネレータが設けられており、非円形歯車の回転にともなう歯車式無段変速機の変速比の変化を検知し、かつ、出力トルクの変化を検知する出力トルク検知手段（ステップＳ１）と、出力トルクの変化に基づいてモータ・ジェネレータを制御することにより、駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制するモータ・ジェネレータ制御手段（ステップＳ２）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に、非円形歯車を使用した歯車式無段変速機が設けられている構成の動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に配置される無段変速機としては、歯車式無段変速機、ベルト式無段変速機、トロイダル式無段変速機などが知られており、歯車式無段変速機の例が、特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、特許文献１に記載された無段変速機は、第１の回転軸および第２の回転軸および第３の回転軸を有しており、第２の回転軸には入力軸がトルク伝達可能に連結され、第３の回転軸には出力軸がトルク伝達可能に連結されている。前記第１の回転軸には、第１組の第１の非円形歯車および第２組の第１の非円形歯車が、位相を互いにずらして固定されている。また、第２の回転軸には、第１組の第２の非円形歯車および第２組の第２の非円形歯車が、位相を互いにずらして取り付けられている。第１組の第２の非円形歯車は第２の回転軸に固定されており、第２組の第２の非円形歯車と第２の回転軸との間には軸受が介在されている。さらに、第３の回転軸には、第１組の第３の非円形歯車および第２組の第３の非円形歯車が、位相を互いにずらして取り付けられている。そして、第１組の第２の非円形歯車が、第１組の第１の非円形歯車および第１組の第３の非円形歯車に噛合されている。また、第２組の第２の非円形歯車が、第１組の第２の非円形歯車および第２組の第３の非円形歯車に噛合されている。
【０００３】
一方、固定フレームとして第１のフレームが設けられており、第１の回転軸は第１のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。また、第２の回転軸も、第１のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。さらに可動フレームとして第２のフレームが設けられており、第２のフレームは第２の回転軸に取り付けられた軸受により回動可能に支持されている。そして、第３の回転軸は第２のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。さらにまた、第３の回転軸と、第１組の第３の非円形歯車との間には一方向クラッチが介在され、第３の回転軸と、第２組の第３の非円形歯車との間にも一方向クラッチが介在されている。
【０００４】
その一方向クラッチは、第３の非円形歯車が、第３の回転軸より低速で回転する場合（第３の非円形歯車が第３の回転軸に対して相対的に逆回転する場合）には解放状態となり、これとは反対に第３の非円形歯車が第３の回転軸より速く回転しようとする場合には係合して両者一体となるように構成されている。すなわち、第３の非円形歯車から第３の回転軸にトルクを伝達するように構成されている。
【０００５】
この特許文献１に記載された無段変速機においては、歯の噛み合い箇所の回転中心からの距離が連続的に変化する。したがって、入力軸から第２の回転軸にトルクが伝達された場合に、第１組の第２の非円形歯車が一定回転数で回転しても、第１組の第１の非円形歯車の回転数が連続的に変化し、さらに第１組の第３の非円形歯車の回転数がその歯車の形状に従って連続的に変化する。また、第２組の第２の非円形歯車が一定回転数で回転しても、第２組の第１の非円形歯車の回転数が連続的に変化し、さらに、第２組の第３の非円形歯車の回転数がその歯車の形状に従って連続的に変化する。すると、第１組の第３の非円形歯車と、第２組の第３の非円形歯車とでは、第３の回転軸に対する相対回転数が逐次変化するので、各非円形歯車と第３の回転軸との相対回転数の変化に応じて、２つの一方向クラッチが、順次、かつ、交互に係合・解放を繰り返す。その結果、第３の回転軸は、２つの第３の非円形歯車のうち、最も回転速度の速い第３の非円形歯車と一体となって回転する。
【０００６】
これら互いに噛み合っている非円形歯車同士の間の回転速度比は、非円形歯車のピッチ円形状から定まる所定の関数で表される。その関係は、第１の非円形歯車と第３の非円形歯車との間でも成立するが、第２のフレームを回動させることにより、第３の回転軸と共に第３の非円形歯車を、第１の非円形歯車の回転中心軸線を中心にして公転させると、第１の非円形歯車と第３の非円形歯車との相対的な位相が、第１の非円形歯車と第２の非円形歯車との位相に対して変化し、その位相同士の変位が、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比に現れる。したがって、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比は、第２のフレームの回動角度に応じて、連続的に（無段階に）変化することになる。なお、非円形歯車式無段変速機は、特許文献２、特許文献３にも記載されている。
【特許文献１】特公平５−７８７０５号公報
【特許文献２】特開平２−２７１１４３号公報
【特許文献３】特公平６−６３５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載された歯車式無段変速機においては、第２のフレームが固定されている場合でも、各非円形歯車の回転にともない、非円形歯車の回転中心から、非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化する。その結果、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比が変化するとともに、各非円形歯車のイナーシャが変化し、第３の回転軸から出力されるトルクが変化する問題があった。
【０００８】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、歯車式無段変速機における各非円形歯車の回転にともない、入力部材と出力部材との間における変速比が変化した場合でも、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制することの可能な動力伝達装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に歯車式無段変速機が設けられており、この歯車式無段変速機の入力部材から出力部材に至る動力伝達経路に、相互に噛み合わされた複数の非円形歯車が設けられており、各非円形歯車の回転にともない、各非円形歯車の回転中心から、各非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化して、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比が変化する構成を有しているとともに、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比を制御するアクチュエータが設けられている動力伝達装置において、前記歯車式無段変速機から前記駆動部材に至る動力伝達経路にモータ・ジェネレータが設けられているとともに、前記非円形歯車の回転にともなう前記歯車式無段変速機の変速比の変化を検知するとともに、この変速比の変化にともなう前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する出力トルク検知手段と、
【００１０】
この出力トルク検知手段により検知される前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化に基づいて、前記モータ・ジェネレータで力行制御および回生制御を実行することにより、前記駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制するモータ・ジェネレータ制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記アクチュエータにより制御される前記歯車式無段変速機の変速比の変化に基づいて、前記出力トルクの変化振幅を検知する手段と、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する出力トルクの変化位相を検知する手段とを含み、前記モータ・ジェネレータ制御手段は、前記モータ・ジェネレータの力行トルクおよび回生トルクの振幅を決定する第１の制御、または、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する前記モータ・ジェネレータの力行制御および回生制御の実行時期を決定する第２の制御のうち、少なくとも一方の制御を実行する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記歯車式無段変速機への入力トルクの大きさに基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅を検知する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転数に基づいて、前記出力トルクの変化周期を検知する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１の構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転方向における位相に基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明で対象とする動力伝達装置においては、動力源のトルクが歯車式無段変速機を経由して駆動部材に伝達される。また、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比が制御される。さらに、所定の非円形歯車の回転中心と、他の非円形歯車の回転中心との相対位置が固定されている場合でも、各非円形歯車は、回転にともない各非円形歯車の回転中心から、非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化し、歯車式無段変速機の変速比が変化するとともに、各非円形歯車のイナーシャが変化する。このため、歯車式無段変速機から出力されるトルクが、非円形歯車の回転にともない変化する。そこで、請求項１の発明では、非円形歯車の回転にともない変化する歯車式無段変速機の変速比に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクを判断し、その判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータで力行制御および回生制御を実行することにより、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制することが可能である。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、アクチュエータにより制御される歯車式無段変速機の変速比に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅と、入力部材または出力部材の回転方向の位相に対する歯車式無段変速機の出力トルクの変化位相とが検知される。これらの検知結果に基づいて、モータ・ジェネレータの力行トルクおよび回生トルクの振幅を決定する第１の制御、または、入力部材または出力部材の回転方向における位相に対するモータ・ジェネレータの力行制御および回生制御の実行時期を決定する第２の制御のうち、少なくとも一方の制御が実行される。したがって、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【００１７】
さらに、請求項３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、歯車式無段変速機への入力トルクの大きさに基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅を検知し、その検知結果に基づいて、モータ・ジェネレータを制御することが可能である。したがって、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【００１８】
さらに、請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、入力部材または出力部材の回転数に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化周期を検知することが可能である。したがって、出力トルクの変化周期に基づいて、モータ・ジェネレータを制御することにより、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【００１９】
さらに、請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、入力部材または出力部材の回転方向における位相に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知することが可能である。したがって、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図２は、車両のパワートレーンを示す模式図であり、エンジン５０のトルクが、歯車式無段変速機１００およびモータ・ジェネレータ５１およびデファレンシャル５２を経由して車輪５３に伝達されるように構成されている。図３は、歯車式無段変速機１００の一例を模式的に示す正面断面図、図４は、図３のII−II線における略示的な側面断面図である。ここに示す歯車式無段変速機１００は、３つの非円形歯車を噛み合わせた歯車列を使用して１組の無段変速ユニットとし、全部で４組の無段変速ユニット１，２，３，４を有している。この４組の無段変速ユニット１，２，３，４は、入力軸５と出力軸６との間の動力伝達経路に並列に配置されている。入力軸５にはシャフト５９が連結され、出力軸６にはシャフト６０が連結されている。シャフト６０は、デファレンシャル５２に連結されている。
【００２１】
無段変速ユニット１，２，３，４を構成する非円形歯車は、指数関数歯車や楕円歯車などであって、ピッチ円の形状が円形となっていない歯車である。図１および図２に示す例では、楕円歯車を使用した例を示してあり、かつ、図４においては、ピッチ円の形状で各歯車を示しており、歯は省略してある。
【００２２】
前記無段変速ユニット１，２，３，４および入力軸５および中間軸７および出力軸６を保持する固定フレーム８が設けられており、固定フレーム８に取り付けられた軸受９により、入力軸５が回転可能に保持されている。この固定フレーム８は、ケーシングあるいは機台部もしくは機枠となっている。また、固定フレーム８には相互に平行な壁部１０，１１が形成されており、壁部１０，１１に軸受９が取り付けられている。また、壁部１０，１１には軸受１２が取り付けられており、この軸受１２により出力軸６が回転可能に保持されている。さらに、出力軸６にはキャリヤ１３が取り付けられている。このキャリヤ１３は、壁部１０と壁部１１との間に配置されており、キャリヤ１３は相互に平行な壁部１４，１５を有している。この壁部１４，１５に取り付けた軸受１６により、中間軸７が回転可能に保持されている。さらにまた、出力軸６とキャリヤ１３とが軸受１７により連結されている。上記の構成により、入力軸５の回転軸線Ａ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１と、中間軸７の回転軸線Ｃ１とが相互に平行に配置されているとともに、キャリヤ１３が回転軸線Ｂ１を中心として回転可能となっている。
【００２３】
つぎに、無段変速ユニット１，２，３，４の構成について説明する。まず、入力軸５に、複数（具体的には４つ）の非円形第１歯車である入力歯車１８，１９，２０，２１が取り付けられている。これらの入力歯車１８，１９，２０，２１は、入力軸５に対して、回転軸線方向の異なる位置に配置されている。各入力歯車１８，１９，２０，２１は、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。各入力歯車１８，１９，２０，２１は、それぞれ一方向クラッチ２２を介して入力軸５に取り付けられている。一方向クラッチ２２は、入力軸５と一体回転する内輪２３と、各入力歯車１８，１９，２０，２１と一体回転する外輪２４と、内輪２３と外輪２４との間に配置された係合体２５と、ニードルベアリング２６とを有する公知のものである。この一方向クラッチ２２は、スプラグタイプまたはローラタイプのいずれでもよい。そして、内輪２３と入力軸５とがスプライン結合されており、外輪２４の外周に歯が形成されている。
【００２４】
また、この一方向クラッチ２２にはスラストベアリング（図示せず）が取り付けられている。上記構成の一方向クラッチ２２は、入力軸５が、入力歯車１８，１９，２０，２１に対して、例えば図４の矢印で示す時計方向に回転しようとする場合には係合して、入力軸５と入力歯車１８，１９，２０，２１との間でトルクが伝達される一方、入力軸５が、入力歯車１８，１９，２０，２１に対して、図４で反時計方向に回転しようとする場合に解放されて、入力軸５と入力歯車１８，１９，２０，２１との間でトルクが伝達されないように構成されている。
【００２５】
一方、各入力歯車１８，１９，２０，２１に対応し、かつ、それぞれの入力歯車に噛み合う複数の非円形第２歯車である中間歯車２７，２８，２９，３０が、出力軸６によって保持されている。これらの中間歯車２７，２８，２９，３０同士は、諸元が同じ非円形歯車であって、上記の入力歯車１８，１９，２０，２１が楕円歯車であれば、それに合わせて楕円歯車が使用される。そして、これらの中間歯車２７，２８，２９，３０は、軸受３１を介して出力軸６に対して回転可能に保持されている。なお、入力歯車１８，１９，２０，２１と、中間歯車２７，２８，２９，３０とを楕円歯車で構成した場合は、入力軸５の回転軸線Ａ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１との距離は、楕円の長軸方向の半径と、短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。
【００２６】
上記の中間歯車２７，２８，２９，３０に対応し、かつ、それぞれの中間歯車に噛み合う複数の非円形第３歯車である可動歯車３２，３３，３４，３５が、前記中間軸７によって保持されている。これらの可動歯車３２，３３，３４，３５は、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。これらの可動歯車３２，３３，３４，３５と、中間軸７とが一体回転するように、スプライン結合されている。また、中間歯車２７，２８，２９，３０と、可動歯車３２，３３，３４，３５とを楕円歯車で構成した場合は、中間軸７の回転軸線Ｃ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１との距離は、楕円の長軸方向の半径と短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。
【００２７】
上記の入力歯車１８および中間歯車２７および可動歯車３２の歯車列により、無段変速ユニット１が構成され、入力歯車１９および中間歯車２８および可動歯車３３の歯車列により、無段変速ユニット２が構成され、入力歯車２０および中間歯車２９および可動歯車３４の歯車列により、無段変速ユニット３が構成され、入力歯車２１および中間歯車３０および可動歯車３５の歯車列により、無段変速ユニット４が構成されている。上記のように各無段変速ユニット１，２，３，４は、それぞれ３つの楕円歯車で構成されている。また、無段変速ユニット１においては、入力歯車１８と中間歯車２７とが噛合された状態で、入力歯車１８の取り付け角度に対して、中間歯車２７の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット２においては、入力歯車１９と中間歯車２８とが噛合された状態で、入力歯車１９の取り付け角度に対して、中間歯車２８の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット３においては、入力歯車２０と中間歯車２９とが噛合された状態で、入力歯車２０の取り付け角度に対して、中間歯車２９の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット４においては、入力歯車２１と中間歯車３０とが噛合された状態で、入力歯車２１の取り付け角度に対して、中間歯車３０の取り付け角度がπ／２ずれている。
【００２８】
一方、上記のように構成された中間歯車２７，２８，２９，３０および可動歯車３２，３３，３４，３５の幅は、一方向クラッチ２２を有する入力歯車１８，１９，２０，２１の幅よりも狭く設定されている。ここで、各歯車の幅とは、少なくともボス部の幅を意味する。これは、一方向クラッチ２２が、前述したような各種の部品から構成されているためである。さらに、入力歯車１８，１９，２０，２１に対応する全ての一方向クラッチ２２を係合させた場合に、入力軸５に対する入力歯車１８，１９，２０，２１同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれるように、入力軸５に入力歯車１８，１９，２０，２１が取り付けられている。さらに、中間軸７に対する可動歯車３２，３３，３４，３５同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれるように、中間軸７に可動歯車３２，３３，３４，３５が取り付けられている。
【００２９】
さらに、中間軸７と一体回転するカウンタドライブギヤ３６が設けられており、出力軸６と一体回転するカウンタドリブンギヤ３７が設けられている。このカウンタドリブンギヤ３７とカウンタドライブギヤ３６とが噛合されている。また、カウンタドライブギヤ３６およびカウンタドリブンギヤ３７は、共に円形歯車により構成されている。
【００３０】
上記のキャリヤ１３と共に中間軸７および可動歯車３２，３３，３４，３５およびカウンタドライブギヤ３６を、出力軸６の周りで所定の角度範囲内で回動させるための回動機構について説明すると、出力軸６に軸受３８を介して従動ギヤ３９が取り付けられるとともに、アクチュエータであるモータ４０で回転させられる駆動ギヤ４１が、その従動ギヤ３９に噛み合っている。また、駆動ギヤ３９とキャリヤ１３とが、回転軸線Ｂ１を中心として一体回転するように連結されている。さらに、モータ４０としてはステッピングモータが用いられており、モータ４０を駆動して駆動ギヤ４１を所定角度範囲内で回動することにより、キャリヤ１３および中間軸７が、回転軸線Ｂ１を中心として回転する。その結果、出力軸６を中心とする各中間歯車２７，２８，２９，３０のピッチ円上で、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間歯車２７，２８，２９，３０との噛み合い位置が、図４に示すように、円周方向に変位する。
【００３１】
一方、前記エンジン５０を始動するスタータ５４が設けられており、エンジン５０のクランクシャフト（図示せず）と、シャフト５９とが動力伝達可能に連結されている。また、モータ・ジェネレータ５１は、ケーシング（図示せず）に固定されたステータ５５と、回転可能なロータ６１とを有しており、ロータ６１はシャフト６０に連結されている。また、モータ・ジェネレータ５１にはインバータ５６を介して蓄電装置５７が接続されている。さらに、車両全体を制御するコントローラとしての電子制御装置５８が設けられており、電子制御装置５８には、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクを示す信号、エンジン回転数を示す信号、入力軸５の回転数を示す信号、出力軸６の回転数を示す信号、出力軸６の回転角度（位相）を検知する位相検知センサ６２の信号などが入力される。入力軸５の回転数を示す信号および出力軸６の回転数を示す信号に基づいて、歯車式無段変速機１００の変速比が判断される。これに対して、電子制御装置５８からは、インバータ５６を制御する信号、モータ４０を制御する信号、エンジン５０を制御する信号などが出力される。エンジン５０を制御する信号には、燃料噴射量を制御する信号、点火時期を制御する信号、吸入空気量を制御する信号が含まれる。
【００３２】
上述した歯車式無段変速機１００の作用について説明する。エンジントルクが歯車式無段変速機１００の入力軸５に伝達されると、そのトルクが各無段変速ユニット１，２，３，４および中間軸７を経由して出力軸６に伝達される。具体的に説明すると、各無段変速ユニット１，２，３，４においては、各入力歯車と各中間歯車との間で変速が生じ、かつ、各中間歯車と各可動歯車との間で変速が生じる。したがって、入力軸５と出力軸６との間における変速比は、入力歯車と中間歯車との間における変速比と、中間歯車と可動歯車との間における変速比との比で表される。
【００３３】
入力軸５と出力軸６との間における変速の原理を、無段変速ユニット１を例として説明する。まず、入力歯車１８の回転速度をω1とし、入力歯車１８に噛み合っている中間歯車２７の回転速度をω2とした場合、速度比ω2／ω1は、回転軸線Ａ１，Ｂ１と、各歯車１８，２７の接触点（噛み合い位置）との距離の連続的な変化に対応して変化する。同様に、可動歯車３２の回転速度をω3とし、可動歯車３２に噛み合っている中間歯車２７の速度比をω2とした場合、速度比ω3／ω2は、回転軸線Ｂ１，Ｃ１と、各歯車２７，３２の接触点との距離の連続的な変化に対応して変化する。
【００３４】
図４においては、回転軸線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１が直線Ｄ１に位置している状態（この状態を基準状態と呼ぶ）に対応して、各歯車およびキャリヤ１３が実線で示されている。図４においては、各入力歯車および各可動歯車および各中間歯車が、便宜上、それぞれ同一の位相として示されている。この基準状態においては、入力歯車１８および可動歯車３２の長軸（図示せず）が、直線Ｄ１上に位置し、中間歯車２７の短軸（図示せず）が直線Ｄ１上に位置する。この基準状態においては、前記の速度比ω2／ω1は、最も小さく（増速側に）なる。また、前記速度比ω3／ω2は、最も大きく（減速側に）なる。図５には、各歯車を楕円歯車で構成した場合における各速度比ω2／ω1，ω3／ω2と、各歯車の回転角度（位相）との関係を線図で示してある。上記のように入力歯車１８と中間歯車２７との間の速度比ω2／ω1が最小の時に、中間歯車２７と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω2が最大となるから、速度比ω2／ω1と、速度比ω3／ω2とは、その位相がπ／２ずれる。したがって、前記の基準状態においては、入力歯車１８と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω1は、“１”となる。すなわち、増減速が生じない。
【００３５】
一方、モータ４０を駆動させて、図４において、キャリヤ１３および中間軸７を回転軸線Ｂ１を中心として反時計方向に回動させることにより、回転軸線Ｃ１を、直線Ｄ１とは異なる直線Ｄ２上に変位させることが可能である。ここで、直線Ｄ１と直線Ｄ２の間には、回転軸線Ｂ１を基準として所定の角度（零度を越える値）αが存在する。例えば、前記キャリヤ１３を、図４で反時計方向に所定角度α回転させると、入力歯車１８と中間歯車２７との間の速度比が最増速比となっていても、中間歯車２７と可動歯車３２との間の速度比は、最減速比よりも小さい減速比となる。その結果、入力歯車１８と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω1は、“１”より小さくなる。
【００３６】
非円形歯車からなる歯車を噛み合わせてなる歯車列において、非円形歯車からなる入力歯車と非円形歯車からなる中間歯車との間の速度比ω2／ω1を、（１＋Ｃｓｉｎ２θ）（Ｃは絶対値が１より小さい定数）で表すと、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））で表され、結局、入力歯車と可動歯車との間における速度比ω3／ω1は、
（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））／（１＋Ｃｓｉｎ２θ）
となる。無段変速ユニット全体としての変速比は、無段変速ユニットを構成する歯車が、楕円歯車である場合、指数関数歯車である場合など、その歯車の形状に応じて演算可能である。
【００３７】
この実施例のように、３個の楕円歯車を用いた無段変速ユニット１において、入力歯車と中間歯車との速度比ω2／ω1＝は、
ω2／ω1＝（１−ε2）／（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ（２θ1）） ・・・（１）
で表される。
また、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は、
ω3／ω2＝（１−ε2）／（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ（２θ2）） ・・・（２）
で表される。上記の式（１）および式（２）において、εは、離心率である。離心率とは、歯車の中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離の変化を示すものであり、離心率は、
０＜ε＜１
で表される。上記の式（１）および式（２）から、無段変速ユニット１としての速度比ω3／ω1を算出可能であり、キャリヤ１３の角度αを変化させることにより、無段変速ユニット１としての変速比が連続的に（無段階に）変化することが判明している。
【００３８】
図５においては、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１上から変位させた場合における速度比ω2／ω1が線Ｅ１で示され、速度比ω3／ω2が線Ｅ２で示されている。なお、他の無段変速ユニット２，３，４における変速の原理は、無段変速ユニット１と同様である。さらに、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１上から変位させた場合において、無段変速ユニット２における速度比ω2／ω1は線Ｅ３で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ４で示され、無段変速ユニット３における速度比ω2／ω1は線Ｅ５で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ６で示され、無段変速ユニット４における速度比ω2／ω1は線Ｅ７で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ８で示されている。
【００３９】
上述したように、各無段変速ユニット１，２，３，４には、それぞれ一方向クラッチ２２が介装されている。このため、前述の基準状態においては、全ての入力歯車１８，１９，２０，２１の回転速度が同一となり、４つの一方向クラッチ２２が共に係合される。したがって、入力軸５のトルクは、全ての無段変速ユニット１，２，３，４を経由して中間軸７に伝達される。これに対して、キャリヤ１３および中間軸７を回動させて、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１とは異なる位置に変位させると、入力軸５に対して中間軸７を増速させるように機能するいずれかの無段変速ユニットを経由して、トルクの伝達がおこなわれる。より具体的には、入力歯車の回転速度が最高速となる無段変速ユニットを順次経由して、トルクが伝達される。つまり、歯車式無段変速機１００全体としての変速比は、図５に示すように、各無段変速ユニット１，２，３，４における速度比のピーク付近を接続した線Ｆ１で表される。すなわち、前記基準状態以外では、角度αを一定に維持（固定）した場合でも、変速比は微小幅Ｇ１の範囲で変化する。
【００４０】
そして、キャリヤ１３および中間軸７の位置を制御することにより、歯車式無段変速機１００全体としての変速比を“１”以下の領域で大小に制御することが可能である。ちなみに、角度αは、９０度の範囲で調整可能であり、図４に示すように、角度αを９０度に設定して回転軸線Ｃ１を直線Ｄ上に移動させた場合は、変速比が最も小さくなる。
【００４１】
上記のようにして、入力軸５から各無段変速ユニット１，２，３，４を経由して中間軸７にトルクが伝達されるとともに、そのトルクはカウンタドライブギヤ３６およびカウンタドリブンギヤ３７を経由して出力軸６に伝達される。この出力軸６のトルクは、シャフト６０を経由してデファレンシャル５２に伝達され、デファレンシャル５２のトルクが車輪５３に伝達されて、駆動力が発生する。一方、蓄電装置５７の電力をインバータ５６を経由させてモータ・ジェネレータ５１に供給して、モータ・ジェネレータ５１を力行制御することにより、モータ・ジェネレータ５１のトルクを車輪５３に伝達することも可能である。つまり、図２に示す車両は、エンジン５０またはモータ・ジェネレータ５１の少なくとも一方を駆動力源とすることのできるハイブリッド車である。
【００４２】
ところで、前述したように、歯車式無段変速機１００においては、キャリヤ１３が固定されて、角度αが一定に維持されている場合でも、各歯車の回転にともない、歯車の中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離が変化する。その結果、図５に示すように、歯車式無段変速機１００における入力軸５と出力軸６との間における変速比が変化するとともに、各歯車のイナーシャが変化する。したがって、エンジントルクが略一定であっても、線分Ｈ１のように出力軸６のトルクが変化する。図６は、この出力トルクの経時変化を波形で示した線図である。より具体的には、図５に示す微小幅Ｇ１の範囲で変化する変速比と相似する特性で、経時変化に応じて出力トルクが増減を繰り返す。
【００４３】
そこで、図６に示すような出力トルクの変動が生じた場合に、車輪５３に伝達されるトルクの変動を抑制するための制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。図１の制御例は、請求項１および５の発明に対応するものである。まず、各歯車の回転にともなう歯車式無段変速機１００の変速比の変化が判断されるとともに、その変速比の経時変化と、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクとに基づいて、歯車式無段変速機１００における出力トルクの経時変化が判断される（ステップＳ１）。ここで、歯車式無段変速機１００の出力トルクの経時変化は、出力回転軸６の回転角度の変化に対応して判断すればよい。また、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクは、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期などにより判断される。また、歯車式無段変速機１００の変速比は、入力軸５の回転数と出力軸６の回転数とに基づいて判断される。ついで、ステップＳ１の判断結果に基づいて、車輪５３に伝達されるトルクを抑制するように、モータ・ジェネレータ５１を制御し（ステップＳ２）、リターンする。
【００４４】
このステップＳ２においては、例えば、車輪５３に伝達されるトルクが、線分ｈ１で示すような略一定のトルクになるように、モータ・ジェネレータ５１の力行制御と回生制御とを交互に繰り返す。つまり、出力トルクが線分ｈ１よりも高い位相または領域では、モータ・ジェネレータ５１で回生制御を実行し、出力トルクが線分ｈ１よりも低い位相または領域では、モータ・ジェネレータ５１で力行制御を実行すれば、車輪５３に伝達されるトルクを、時間の経過、つまり、出力軸６の回転角度に関わりなく、線分ｈ１で示すような略一定のトルクに制御することが可能である。ここで、モータ・ジェネレータ５１の力行トルクおよび回生トルクの大きさ（量）は、線分ｈ１に相当するトルクと、出力トルクＨ１との差に基づいて決定される。
【００４５】
図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。
【００４６】
つぎに、歯車式無段変速機１００で実行可能な他の制御例を、図７のフローチャートに基づいて説明する。図７の制御例は、請求項２の発明に対応するものである。前述したように、キャリア１３を回転させて角度αを変更すると、歯車式無段変速機１００の変速比が変化し、出力トルクが変化する。この図７のフローチャートは、キャリア１３の角度αの変化に対応させて、モータ・ジェネレータ５１を制御するものである。まず、キャリヤ１３の角度αの調整による歯車式無段変速機１００の変速比が検知され、かつ、この歯車式無段変速機１００の変速比において、各歯車の回転にともなう出力トルクの変化が検知される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の検知結果に基づいて、モータ・ジェネレータ１２の制御を実行し（ステップＳ１２）、リターンされる。
【００４７】
この図７の制御を具体的に説明すると、図８の線図に示すように、キャリヤ１３の角度αが小さい場合（変速比大）と、キャリヤ１３の角度αが大きい場合（変速比小）とでは、出力トルクの変化状態が異なる。まず、変速比大の場合の方が、変速比小の場合よりも、出力トルクの変化する振幅が小さくなる。また、変速比大の場合と、変速比小の場合とでは、出力回転角の変化に応じた出力トルクの変化位相が異なる。例えば、出力トルクの位相変化φは、次式により求められる。
φ＝ｆ（α）
上記の式において、ｆは、回転中心を基準とする歯車のピッチ円の形状、歯車の葉数などに応じた関数である。なお、歯車の葉数については後述する。このよな条件に基づいて、ステップＳ１１の処理がおこなわれる。なお、ステップＳ１２の制御において、出力トルクＨ１の変化に応じて、車輪５３に伝達されるトルクが線分ｈ１となるように、モータ・ジェネレータ１２の回生トルクおよび力行トルクの大きさを制御することは、図１の制御と同じである。
【００４８】
このように、図７の制御によれば、キャリア１３の回転角度の変化にともなう歯車式無段変速機１００の変速比の変化に応じて、出力トルクの変化振幅および出力トルクの変化位相を検知することが可能である。したがって、前輪５３に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。なお、ステップＳ１２の処理では、モータ・ジェネレータ５１の回生制御と力行制御との間の振幅、または回生制御と力行制御とを含む位相のうち、少なくとも一方を制御することが可能である。
【００４９】
ここで、図７に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ１２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。また、キャリア１３の角度αに応じて出力トルクの振幅を判断し、その判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータ１２の力行トルクおよび回生トルクを決定する制御が、この発明の「第１の制御」に相当する。さらに、キャリア１３の角度αに応じて出力トルクの位相変化を判断し、その判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータ１２の力行トルクおよび回生トルクを制御することが、この発明の「第２の制御」に相当する。
【００５０】
つぎに、歯車式無段変速機１００で実行可能な他の制御例を、図９のフローチャートに基づいて説明する。この図９の制御例は、請求項３の発明に対応するものである。まず、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクが検知され、その検知結果に基づいて、出力軸６の回転角度に応じた出力トルクの変化およびその振幅が判断される（ステップＳ２１）。ここで、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクは、燃焼噴射量、点火時期、吸入空気量などに基づいて判断される。
【００５１】
歯車式無段変速機１００に入力されるトルクと、出力トルクとの関係の一例が、図１０に示されている。図１０の線図に示すように、入力トルク大である場合の方が、入力トルク小である場合に比べて、出力トルクの変化振幅が大きくなる。そして、ステップＳ２１の判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータ５１の回生トルクおよび力行トルクを制御し（ステップＳ２２）、リターンされる。
【００５２】
なお、ステップＳ２２の制御において、出力トルクＨ１の変化に応じて、車輪５３に伝達されるトルクが線分ｈ１となるように、モータ・ジェネレータ１２の回生トルクおよび力行トルクの大きさを制御することは、図１の制御と同じである。このように、図９の制御例を実行すれば、入力トルクの変化に応じて出力トルクの変化振幅を高精度に判断することができ、車輪５３に伝達されるトルクの変化を、一層確実に抑制することができる。ここで、図９に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ２２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。
【００５３】
つぎに、車輪５３に伝達されるトルクの変動を抑制するための他の制御例を、図１１のフローチャートに基づいて説明する。図１１の制御例は、請求項４の発明に対応するものである。まず、出力軸６の回転数に基づいて、出力トルクの変化および出力トルクの変化周期が検知され（ステップＳ３１）、ステップＳ３１の検知結果に基づいてモータ・ジェネレータ５１の制御を実行し（ステップＳ３２）、リターンされる。すなわち、図１２の線図に示すように、出力トルクの変化周期Ｔは、歯車式無段変速機１００の出力回転数に基づいて変化する。
【００５４】
ここで、出力トルクの変化周期Ｔとは、線分ｈ１を基準として、１つの力行領域と１つの回生領域とが発生する出力トルクの変化を１サイクルとした場合に、その１サイクルの開始から終了までの時間を意味する。この周期Ｔは、出力回転数に応じて変化する。より具体的には、出力回転数が小さくなるほど、周期Ｔが長くなる傾向を示す。この周期Ｔは、次式により求めることが可能である。
Ｔ＝１／（Ｎ・Ｊ・ｋ）
【００５５】
この式において、Ｎは出力回転数であり、Ｊは歯車の葉数であり、ｋは無段変速ユニットの列数である。ここで、歯車の葉数とは、相互に噛み合う歯車同士の間で、減速１回および増速１回がおこなわれる場合を１サイクルとして、歯車が１回転する間に発生するサイクル数を意味する。また、無段変速ユニットの列数とは、相互に噛み合う複数の歯車を１列として、各歯車の回転方向の位相が異なる歯車列の数を意味する。
【００５６】
そして、ステップＳ３２では、ステップＳ３１で検知された出力トルクの変化および出力トルクの変化周期Ｔに基づいて、モータ・ジェネレータ５１の力行トルクおよび回生トルクの大きさが制御され、かつ、力行制御および回生制御の１サイクルを開始してから終了するまでの時間が制御される。なお、ステップＳ３２の制御において、出力トルクＨ１の変化に応じて、車輪５３に伝達されるトルクが線分ｈ１となるように、モータ・ジェネレータ１２の回生トルクおよび力行トルクの大きさを制御することは、図１の制御と同じである。
【００５７】
この図１１の制御例によれば、出力トルクの変化位相と、モータ・ジェネレータ５１の制御位相とを一致させることが可能であり、車輪５３に伝達されるトルクの変動を、一層抑制することができる。図１１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ３１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ３２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。
【００５８】
つぎに、図２に示す歯車式無段変速機１００の他の構成例を、図１３に基づいて説明する。図１３の構成において、図３の構成と同じ構成については、図３と同じ符号を付してある。図１３においては、各入力歯車１８，１９，２０，２１と入力軸５とが一体回転するようにスプライン結合されている。一方、可動歯車３２，３３，３４，３５は、それぞれ一方向クラッチ６３を介して中間軸７に取り付けられている。一方向クラッチ６３は、中間軸７と一体回転する内輪６４と、各可動歯車３２，３３，３４，３５と一体回転する外輪６５と、内輪６４と外輪６５との間に配置された係合体６６と、ニードルベアリング６７とを有する公知のものである。そして、内輪６４と中間軸７とがスプライン結合されており、外輪６５の外周に歯が形成されている。
【００５９】
上記構成の一方向クラッチ６３は、可動歯車３２，３３，３４，３５が、中間軸７に対して、図４の矢印で示す時計方向に回転する場合に係合して、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間軸７との間でトルクが伝達される一方、可動歯車３２，３３，３４，３５が、中間軸７に対して図４で反時計方向に回転する場合に場合に解放されて、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間軸７との間でトルクが伝達されなくなるように構成されている。なお、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間歯車２７，２８，２９，３０とが噛合した状態で、可動歯車３２，３３，３４，３５同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれている構成は、図３の構成と同じである。また、図１３の歯車式無段変速機１００においては、入力軸５の回転角度（位相）を検知する位相検知センサ６８が設けられている。位相検知センサ６８の信号は、図２に示す電子制御装置５８に入力される。
【００６０】
この図１３に示された歯車式無段変速機１００においては、エンジントルクがシャフト５９を経由して入力軸５に伝達されると、入力軸５と各入力歯車１８，１９，２０，２１とが一体回転し、入力軸５のトルクが中間歯車２７，２８，２９，３０を経由して可動歯車３２，３３，３４，３５に伝達される。ここで、可動歯車３２，３３，３４，３５同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれているため、図３の場合と同様にして、最も回転速度が速い可動歯車に対応する一方向クラッチ６３が順次係合し、その他の可動歯車に対応する一方向クラッチが解放される。このようにして、入力軸５のトルクが中間軸７に伝達されるとともに、入力軸５と出力軸６との間における変速比が、図３で説明した変速の原理と同様にして変化する。なお、この図１３における歯車式無段変速機１４０においても、キャリア１３の角度を調整することにより、歯車式無段変速機１００の変速比を制御可能である。
【００６１】
この図１３に示す歯車式無段変速機１００を有する車両においても、図１、図７、図９、図１１の制御を実行して、車輪５３に伝達されるトルクの変化を抑制することが可能である。図１３の歯車式無段変速機１００において、図１、図７、図９の制御を実行する場合、これらの制御で説明した「出力軸６の回転角度（出力回転角度）」を、「入力軸５の回転角度（入力回転角度）」と読み替えればよい。また、図１３に示す歯車式無段変速機１００で図１１の制御を実行する場合、図１１の制御および図１２の線図で説明した「出力回転数」を、「入力回転数」と読み替えればよい。したがって、図１３に示された歯車式無段変速機１００においても、図３の歯車式無段変速機１００で各制御を実施した場合と同様の効果を得られる。なお、前述した各制御例を組み合わせて実行することも可能である。
【００６２】
ところで、図３または図１３のいずれに示された歯車式無段変速機１００においても、動力伝達経路に一方向クラッチが設けられており、車両の惰力走行による運動エネルギに応じたトルクが、前輪５３から出力軸６に伝達された場合、一方向クラッチは解放される。このため、前記のトルクはエンジン５０には伝達されず、エンジンブレーキ力は発生しない。そこで、図２に示すパワートレーンにおいては、車両の惰力走行時には、モータ・ジェネレータ５１を回生制御することにより、運動エネルギに応じた動力を電力に変換して、その電力を蓄電装置５７に充電する際に、回生ブレーキを生じさせることが可能である。さらに、車両の惰力走行時には、運動エネルギに応じたトルクがエンジン５０には伝達されないため、モータ・ジェネレータ５１で回生制動をおこなう場合に、回生効率の低下を抑制できる。また、運動エネルギに応じた動力の一部がエンジン５０に伝達されることを防止するために、歯車式無段変速機１００とエンジン５０との間の動力伝達を遮断するクラッチを設ける必要もない。
【００６３】
なお、この発明の歯車式無段変速機の非円形歯車は楕円歯車に限定されず、各種の形状のものを使用することができる。すなわち、この発明における「非円形歯車」とは、歯車の回転中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離が、歯車の回転にともなって変化する構成の歯車を意味する。このため、この発明における非円形歯車には、指数関数歯車、偏心位置を中心に回転する円形歯車などが含まれる。ここで、円形歯車とは、歯先円の形状が円形である構成の歯車を意味する。また、キャリヤ１３を回動させるためのアクチュエータとしてモータ以外の回転式のアクチュエータや直動型のアクチュエータを使用してもよい。また、複数の無段変速ユニットは、５組以上でもよいし、２組または３組でもよい。無段変速ユニットの組数に応じて、一方向クラッチが係合された状態における入力歯車同士の位相のずれ量、および可動歯車同士の位相のずれ量が設計されることは当然である。
【００６４】
ここで、図２，図３，図１３で説明した構成と、入力歯車１８，１９，２０，２１および中間歯車２７，２８，２９，３０および可動歯車３２，３３，３４，３５が、この発明の複数の非円形歯車に相当し、入力軸５が、この発明の入力部材に相当し、出力軸６が、この発明の出力部材に相当し、車輪５３が、この発明の駆動部材に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明における動力伝達装置で実行可能な制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明における動力伝達装置を有する車両のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。
【図３】この発明で用いる歯車式無段変速機の一例を示す正面断面図である。
【図４】図３のII−II線における模式的な側面断面図である。
【図５】図３に示す歯車式無段変速機において、入力歯車と中間歯車と可動歯車との間の回転速度比を示す線図である。
【図６】歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図７】この発明における動力伝達装置で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。
【図８】図７の制御例に対応し、かつ、歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図９】この発明における動力伝達装置で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。
【図１０】図９の制御例に対応し、かつ、歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図１１】この発明における動力伝達装置で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の制御例に対応し、かつ、歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図１３】この発明で用いる歯車式無段変速機の一例を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
５…入力軸、 ６…出力軸、 １８，１９，２０，２１…入力歯車、 ２２…一方向クラッチ、 ２７，２８，２９，３０…中間歯車、 ３２，３３，３４，３５…可動歯車、 ４０…アクチュエータ、 ５０…エンジン、 ５１…モータ・ジェネレータ、 ５３…車輪、 １００…歯車式無段変速機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に、非円形歯車を使用した歯車式無段変速機が設けられている構成の動力伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に配置される無段変速機としては、歯車式無段変速機、ベルト式無段変速機、トロイダル式無段変速機などが知られており、歯車式無段変速機の例が、特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、特許文献１に記載された無段変速機は、第１の回転軸および第２の回転軸および第３の回転軸を有しており、第２の回転軸には入力軸がトルク伝達可能に連結され、第３の回転軸には出力軸がトルク伝達可能に連結されている。前記第１の回転軸には、第１組の第１の非円形歯車および第２組の第１の非円形歯車が、位相を互いにずらして固定されている。また、第２の回転軸には、第１組の第２の非円形歯車および第２組の第２の非円形歯車が、位相を互いにずらして取り付けられている。第１組の第２の非円形歯車は第２の回転軸に固定されており、第２組の第２の非円形歯車と第２の回転軸との間には軸受が介在されている。さらに、第３の回転軸には、第１組の第３の非円形歯車および第２組の第３の非円形歯車が、位相を互いにずらして取り付けられている。そして、第１組の第２の非円形歯車が、第１組の第１の非円形歯車および第１組の第３の非円形歯車に噛合されている。また、第２組の第２の非円形歯車が、第１組の第２の非円形歯車および第２組の第３の非円形歯車に噛合されている。
【０００３】
一方、固定フレームとして第１のフレームが設けられており、第１の回転軸は第１のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。また、第２の回転軸も、第１のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。さらに可動フレームとして第２のフレームが設けられており、第２のフレームは第２の回転軸に取り付けられた軸受により回動可能に支持されている。そして、第３の回転軸は第２のフレームに取り付けられた軸受により支持されている。さらにまた、第３の回転軸と、第１組の第３の非円形歯車との間には一方向クラッチが介在され、第３の回転軸と、第２組の第３の非円形歯車との間にも一方向クラッチが介在されている。
【０００４】
その一方向クラッチは、第３の非円形歯車が、第３の回転軸より低速で回転する場合（第３の非円形歯車が第３の回転軸に対して相対的に逆回転する場合）には解放状態となり、これとは反対に第３の非円形歯車が第３の回転軸より速く回転しようとする場合には係合して両者一体となるように構成されている。すなわち、第３の非円形歯車から第３の回転軸にトルクを伝達するように構成されている。
【０００５】
この特許文献１に記載された無段変速機においては、歯の噛み合い箇所の回転中心からの距離が連続的に変化する。したがって、入力軸から第２の回転軸にトルクが伝達された場合に、第１組の第２の非円形歯車が一定回転数で回転しても、第１組の第１の非円形歯車の回転数が連続的に変化し、さらに第１組の第３の非円形歯車の回転数がその歯車の形状に従って連続的に変化する。また、第２組の第２の非円形歯車が一定回転数で回転しても、第２組の第１の非円形歯車の回転数が連続的に変化し、さらに、第２組の第３の非円形歯車の回転数がその歯車の形状に従って連続的に変化する。すると、第１組の第３の非円形歯車と、第２組の第３の非円形歯車とでは、第３の回転軸に対する相対回転数が逐次変化するので、各非円形歯車と第３の回転軸との相対回転数の変化に応じて、２つの一方向クラッチが、順次、かつ、交互に係合・解放を繰り返す。その結果、第３の回転軸は、２つの第３の非円形歯車のうち、最も回転速度の速い第３の非円形歯車と一体となって回転する。
【０００６】
これら互いに噛み合っている非円形歯車同士の間の回転速度比は、非円形歯車のピッチ円形状から定まる所定の関数で表される。その関係は、第１の非円形歯車と第３の非円形歯車との間でも成立するが、第２のフレームを回動させることにより、第３の回転軸と共に第３の非円形歯車を、第１の非円形歯車の回転中心軸線を中心にして公転させると、第１の非円形歯車と第３の非円形歯車との相対的な位相が、第１の非円形歯車と第２の非円形歯車との位相に対して変化し、その位相同士の変位が、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比に現れる。したがって、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比は、第２のフレームの回動角度に応じて、連続的に（無段階に）変化することになる。なお、非円形歯車式無段変速機は、特許文献２、特許文献３にも記載されている。
【特許文献１】特公平５−７８７０５号公報
【特許文献２】特開平２−２７１１４３号公報
【特許文献３】特公平６−６３５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載された歯車式無段変速機においては、第２のフレームが固定されている場合でも、各非円形歯車の回転にともない、非円形歯車の回転中心から、非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化する。その結果、第２の回転軸と第３の回転軸との間における変速比が変化するとともに、各非円形歯車のイナーシャが変化し、第３の回転軸から出力されるトルクが変化する問題があった。
【０００８】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、歯車式無段変速機における各非円形歯車の回転にともない、入力部材と出力部材との間における変速比が変化した場合でも、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制することの可能な動力伝達装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に歯車式無段変速機が設けられており、この歯車式無段変速機の入力部材から出力部材に至る動力伝達経路に、相互に噛み合わされた複数の非円形歯車が設けられており、各非円形歯車の回転にともない、各非円形歯車の回転中心から、各非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化して、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比が変化する構成を有しているとともに、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比を制御するアクチュエータが設けられている動力伝達装置において、前記歯車式無段変速機から前記駆動部材に至る動力伝達経路にモータ・ジェネレータが設けられているとともに、前記非円形歯車の回転にともなう前記歯車式無段変速機の変速比の変化を検知するとともに、この変速比の変化にともなう前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する出力トルク検知手段と、
【００１０】
この出力トルク検知手段により検知される前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化に基づいて、前記モータ・ジェネレータで力行制御および回生制御を実行することにより、前記駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制するモータ・ジェネレータ制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記アクチュエータにより制御される前記歯車式無段変速機の変速比の変化に基づいて、前記出力トルクの変化振幅を検知する手段と、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する出力トルクの変化位相を検知する手段とを含み、前記モータ・ジェネレータ制御手段は、前記モータ・ジェネレータの力行トルクおよび回生トルクの振幅を決定する第１の制御、または、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する前記モータ・ジェネレータの力行制御および回生制御の実行時期を決定する第２の制御のうち、少なくとも一方の制御を実行する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記歯車式無段変速機への入力トルクの大きさに基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅を検知する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転数に基づいて、前記出力トルクの変化周期を検知する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１の構成に加えて、前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転方向における位相に基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する手段を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明で対象とする動力伝達装置においては、動力源のトルクが歯車式無段変速機を経由して駆動部材に伝達される。また、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比が制御される。さらに、所定の非円形歯車の回転中心と、他の非円形歯車の回転中心との相対位置が固定されている場合でも、各非円形歯車は、回転にともない各非円形歯車の回転中心から、非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化し、歯車式無段変速機の変速比が変化するとともに、各非円形歯車のイナーシャが変化する。このため、歯車式無段変速機から出力されるトルクが、非円形歯車の回転にともない変化する。そこで、請求項１の発明では、非円形歯車の回転にともない変化する歯車式無段変速機の変速比に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクを判断し、その判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータで力行制御および回生制御を実行することにより、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制することが可能である。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、アクチュエータにより制御される歯車式無段変速機の変速比に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅と、入力部材または出力部材の回転方向の位相に対する歯車式無段変速機の出力トルクの変化位相とが検知される。これらの検知結果に基づいて、モータ・ジェネレータの力行トルクおよび回生トルクの振幅を決定する第１の制御、または、入力部材または出力部材の回転方向における位相に対するモータ・ジェネレータの力行制御および回生制御の実行時期を決定する第２の制御のうち、少なくとも一方の制御が実行される。したがって、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【００１７】
さらに、請求項３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、歯車式無段変速機への入力トルクの大きさに基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅を検知し、その検知結果に基づいて、モータ・ジェネレータを制御することが可能である。したがって、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【００１８】
さらに、請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、入力部材または出力部材の回転数に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化周期を検知することが可能である。したがって、出力トルクの変化周期に基づいて、モータ・ジェネレータを制御することにより、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【００１９】
さらに、請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、入力部材または出力部材の回転方向における位相に基づいて、歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知することが可能である。したがって、歯車式無段変速機から駆動部材に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図２は、車両のパワートレーンを示す模式図であり、エンジン５０のトルクが、歯車式無段変速機１００およびモータ・ジェネレータ５１およびデファレンシャル５２を経由して車輪５３に伝達されるように構成されている。図３は、歯車式無段変速機１００の一例を模式的に示す正面断面図、図４は、図３のII−II線における略示的な側面断面図である。ここに示す歯車式無段変速機１００は、３つの非円形歯車を噛み合わせた歯車列を使用して１組の無段変速ユニットとし、全部で４組の無段変速ユニット１，２，３，４を有している。この４組の無段変速ユニット１，２，３，４は、入力軸５と出力軸６との間の動力伝達経路に並列に配置されている。入力軸５にはシャフト５９が連結され、出力軸６にはシャフト６０が連結されている。シャフト６０は、デファレンシャル５２に連結されている。
【００２１】
無段変速ユニット１，２，３，４を構成する非円形歯車は、指数関数歯車や楕円歯車などであって、ピッチ円の形状が円形となっていない歯車である。図１および図２に示す例では、楕円歯車を使用した例を示してあり、かつ、図４においては、ピッチ円の形状で各歯車を示しており、歯は省略してある。
【００２２】
前記無段変速ユニット１，２，３，４および入力軸５および中間軸７および出力軸６を保持する固定フレーム８が設けられており、固定フレーム８に取り付けられた軸受９により、入力軸５が回転可能に保持されている。この固定フレーム８は、ケーシングあるいは機台部もしくは機枠となっている。また、固定フレーム８には相互に平行な壁部１０，１１が形成されており、壁部１０，１１に軸受９が取り付けられている。また、壁部１０，１１には軸受１２が取り付けられており、この軸受１２により出力軸６が回転可能に保持されている。さらに、出力軸６にはキャリヤ１３が取り付けられている。このキャリヤ１３は、壁部１０と壁部１１との間に配置されており、キャリヤ１３は相互に平行な壁部１４，１５を有している。この壁部１４，１５に取り付けた軸受１６により、中間軸７が回転可能に保持されている。さらにまた、出力軸６とキャリヤ１３とが軸受１７により連結されている。上記の構成により、入力軸５の回転軸線Ａ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１と、中間軸７の回転軸線Ｃ１とが相互に平行に配置されているとともに、キャリヤ１３が回転軸線Ｂ１を中心として回転可能となっている。
【００２３】
つぎに、無段変速ユニット１，２，３，４の構成について説明する。まず、入力軸５に、複数（具体的には４つ）の非円形第１歯車である入力歯車１８，１９，２０，２１が取り付けられている。これらの入力歯車１８，１９，２０，２１は、入力軸５に対して、回転軸線方向の異なる位置に配置されている。各入力歯車１８，１９，２０，２１は、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。各入力歯車１８，１９，２０，２１は、それぞれ一方向クラッチ２２を介して入力軸５に取り付けられている。一方向クラッチ２２は、入力軸５と一体回転する内輪２３と、各入力歯車１８，１９，２０，２１と一体回転する外輪２４と、内輪２３と外輪２４との間に配置された係合体２５と、ニードルベアリング２６とを有する公知のものである。この一方向クラッチ２２は、スプラグタイプまたはローラタイプのいずれでもよい。そして、内輪２３と入力軸５とがスプライン結合されており、外輪２４の外周に歯が形成されている。
【００２４】
また、この一方向クラッチ２２にはスラストベアリング（図示せず）が取り付けられている。上記構成の一方向クラッチ２２は、入力軸５が、入力歯車１８，１９，２０，２１に対して、例えば図４の矢印で示す時計方向に回転しようとする場合には係合して、入力軸５と入力歯車１８，１９，２０，２１との間でトルクが伝達される一方、入力軸５が、入力歯車１８，１９，２０，２１に対して、図４で反時計方向に回転しようとする場合に解放されて、入力軸５と入力歯車１８，１９，２０，２１との間でトルクが伝達されないように構成されている。
【００２５】
一方、各入力歯車１８，１９，２０，２１に対応し、かつ、それぞれの入力歯車に噛み合う複数の非円形第２歯車である中間歯車２７，２８，２９，３０が、出力軸６によって保持されている。これらの中間歯車２７，２８，２９，３０同士は、諸元が同じ非円形歯車であって、上記の入力歯車１８，１９，２０，２１が楕円歯車であれば、それに合わせて楕円歯車が使用される。そして、これらの中間歯車２７，２８，２９，３０は、軸受３１を介して出力軸６に対して回転可能に保持されている。なお、入力歯車１８，１９，２０，２１と、中間歯車２７，２８，２９，３０とを楕円歯車で構成した場合は、入力軸５の回転軸線Ａ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１との距離は、楕円の長軸方向の半径と、短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。
【００２６】
上記の中間歯車２７，２８，２９，３０に対応し、かつ、それぞれの中間歯車に噛み合う複数の非円形第３歯車である可動歯車３２，３３，３４，３５が、前記中間軸７によって保持されている。これらの可動歯車３２，３３，３４，３５は、歯数やピッチ円などの諸元が同一の楕円歯車である。これらの可動歯車３２，３３，３４，３５と、中間軸７とが一体回転するように、スプライン結合されている。また、中間歯車２７，２８，２９，３０と、可動歯車３２，３３，３４，３５とを楕円歯車で構成した場合は、中間軸７の回転軸線Ｃ１と、出力軸６の回転軸線Ｂ１との距離は、楕円の長軸方向の半径と短軸方向の半径とを加算した距離に設定される。
【００２７】
上記の入力歯車１８および中間歯車２７および可動歯車３２の歯車列により、無段変速ユニット１が構成され、入力歯車１９および中間歯車２８および可動歯車３３の歯車列により、無段変速ユニット２が構成され、入力歯車２０および中間歯車２９および可動歯車３４の歯車列により、無段変速ユニット３が構成され、入力歯車２１および中間歯車３０および可動歯車３５の歯車列により、無段変速ユニット４が構成されている。上記のように各無段変速ユニット１，２，３，４は、それぞれ３つの楕円歯車で構成されている。また、無段変速ユニット１においては、入力歯車１８と中間歯車２７とが噛合された状態で、入力歯車１８の取り付け角度に対して、中間歯車２７の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット２においては、入力歯車１９と中間歯車２８とが噛合された状態で、入力歯車１９の取り付け角度に対して、中間歯車２８の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット３においては、入力歯車２０と中間歯車２９とが噛合された状態で、入力歯車２０の取り付け角度に対して、中間歯車２９の取り付け角度がπ／２ずれている。さらに、無段変速ユニット４においては、入力歯車２１と中間歯車３０とが噛合された状態で、入力歯車２１の取り付け角度に対して、中間歯車３０の取り付け角度がπ／２ずれている。
【００２８】
一方、上記のように構成された中間歯車２７，２８，２９，３０および可動歯車３２，３３，３４，３５の幅は、一方向クラッチ２２を有する入力歯車１８，１９，２０，２１の幅よりも狭く設定されている。ここで、各歯車の幅とは、少なくともボス部の幅を意味する。これは、一方向クラッチ２２が、前述したような各種の部品から構成されているためである。さらに、入力歯車１８，１９，２０，２１に対応する全ての一方向クラッチ２２を係合させた場合に、入力軸５に対する入力歯車１８，１９，２０，２１同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれるように、入力軸５に入力歯車１８，１９，２０，２１が取り付けられている。さらに、中間軸７に対する可動歯車３２，３３，３４，３５同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれるように、中間軸７に可動歯車３２，３３，３４，３５が取り付けられている。
【００２９】
さらに、中間軸７と一体回転するカウンタドライブギヤ３６が設けられており、出力軸６と一体回転するカウンタドリブンギヤ３７が設けられている。このカウンタドリブンギヤ３７とカウンタドライブギヤ３６とが噛合されている。また、カウンタドライブギヤ３６およびカウンタドリブンギヤ３７は、共に円形歯車により構成されている。
【００３０】
上記のキャリヤ１３と共に中間軸７および可動歯車３２，３３，３４，３５およびカウンタドライブギヤ３６を、出力軸６の周りで所定の角度範囲内で回動させるための回動機構について説明すると、出力軸６に軸受３８を介して従動ギヤ３９が取り付けられるとともに、アクチュエータであるモータ４０で回転させられる駆動ギヤ４１が、その従動ギヤ３９に噛み合っている。また、駆動ギヤ３９とキャリヤ１３とが、回転軸線Ｂ１を中心として一体回転するように連結されている。さらに、モータ４０としてはステッピングモータが用いられており、モータ４０を駆動して駆動ギヤ４１を所定角度範囲内で回動することにより、キャリヤ１３および中間軸７が、回転軸線Ｂ１を中心として回転する。その結果、出力軸６を中心とする各中間歯車２７，２８，２９，３０のピッチ円上で、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間歯車２７，２８，２９，３０との噛み合い位置が、図４に示すように、円周方向に変位する。
【００３１】
一方、前記エンジン５０を始動するスタータ５４が設けられており、エンジン５０のクランクシャフト（図示せず）と、シャフト５９とが動力伝達可能に連結されている。また、モータ・ジェネレータ５１は、ケーシング（図示せず）に固定されたステータ５５と、回転可能なロータ６１とを有しており、ロータ６１はシャフト６０に連結されている。また、モータ・ジェネレータ５１にはインバータ５６を介して蓄電装置５７が接続されている。さらに、車両全体を制御するコントローラとしての電子制御装置５８が設けられており、電子制御装置５８には、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクを示す信号、エンジン回転数を示す信号、入力軸５の回転数を示す信号、出力軸６の回転数を示す信号、出力軸６の回転角度（位相）を検知する位相検知センサ６２の信号などが入力される。入力軸５の回転数を示す信号および出力軸６の回転数を示す信号に基づいて、歯車式無段変速機１００の変速比が判断される。これに対して、電子制御装置５８からは、インバータ５６を制御する信号、モータ４０を制御する信号、エンジン５０を制御する信号などが出力される。エンジン５０を制御する信号には、燃料噴射量を制御する信号、点火時期を制御する信号、吸入空気量を制御する信号が含まれる。
【００３２】
上述した歯車式無段変速機１００の作用について説明する。エンジントルクが歯車式無段変速機１００の入力軸５に伝達されると、そのトルクが各無段変速ユニット１，２，３，４および中間軸７を経由して出力軸６に伝達される。具体的に説明すると、各無段変速ユニット１，２，３，４においては、各入力歯車と各中間歯車との間で変速が生じ、かつ、各中間歯車と各可動歯車との間で変速が生じる。したがって、入力軸５と出力軸６との間における変速比は、入力歯車と中間歯車との間における変速比と、中間歯車と可動歯車との間における変速比との比で表される。
【００３３】
入力軸５と出力軸６との間における変速の原理を、無段変速ユニット１を例として説明する。まず、入力歯車１８の回転速度をω1とし、入力歯車１８に噛み合っている中間歯車２７の回転速度をω2とした場合、速度比ω2／ω1は、回転軸線Ａ１，Ｂ１と、各歯車１８，２７の接触点（噛み合い位置）との距離の連続的な変化に対応して変化する。同様に、可動歯車３２の回転速度をω3とし、可動歯車３２に噛み合っている中間歯車２７の速度比をω2とした場合、速度比ω3／ω2は、回転軸線Ｂ１，Ｃ１と、各歯車２７，３２の接触点との距離の連続的な変化に対応して変化する。
【００３４】
図４においては、回転軸線Ａ１，Ｂ１，Ｃ１が直線Ｄ１に位置している状態（この状態を基準状態と呼ぶ）に対応して、各歯車およびキャリヤ１３が実線で示されている。図４においては、各入力歯車および各可動歯車および各中間歯車が、便宜上、それぞれ同一の位相として示されている。この基準状態においては、入力歯車１８および可動歯車３２の長軸（図示せず）が、直線Ｄ１上に位置し、中間歯車２７の短軸（図示せず）が直線Ｄ１上に位置する。この基準状態においては、前記の速度比ω2／ω1は、最も小さく（増速側に）なる。また、前記速度比ω3／ω2は、最も大きく（減速側に）なる。図５には、各歯車を楕円歯車で構成した場合における各速度比ω2／ω1，ω3／ω2と、各歯車の回転角度（位相）との関係を線図で示してある。上記のように入力歯車１８と中間歯車２７との間の速度比ω2／ω1が最小の時に、中間歯車２７と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω2が最大となるから、速度比ω2／ω1と、速度比ω3／ω2とは、その位相がπ／２ずれる。したがって、前記の基準状態においては、入力歯車１８と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω1は、“１”となる。すなわち、増減速が生じない。
【００３５】
一方、モータ４０を駆動させて、図４において、キャリヤ１３および中間軸７を回転軸線Ｂ１を中心として反時計方向に回動させることにより、回転軸線Ｃ１を、直線Ｄ１とは異なる直線Ｄ２上に変位させることが可能である。ここで、直線Ｄ１と直線Ｄ２の間には、回転軸線Ｂ１を基準として所定の角度（零度を越える値）αが存在する。例えば、前記キャリヤ１３を、図４で反時計方向に所定角度α回転させると、入力歯車１８と中間歯車２７との間の速度比が最増速比となっていても、中間歯車２７と可動歯車３２との間の速度比は、最減速比よりも小さい減速比となる。その結果、入力歯車１８と可動歯車３２との間の速度比ω3／ω1は、“１”より小さくなる。
【００３６】
非円形歯車からなる歯車を噛み合わせてなる歯車列において、非円形歯車からなる入力歯車と非円形歯車からなる中間歯車との間の速度比ω2／ω1を、（１＋Ｃｓｉｎ２θ）（Ｃは絶対値が１より小さい定数）で表すと、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））で表され、結局、入力歯車と可動歯車との間における速度比ω3／ω1は、
（１＋Ｃｓｉｎ２（θ＋α））／（１＋Ｃｓｉｎ２θ）
となる。無段変速ユニット全体としての変速比は、無段変速ユニットを構成する歯車が、楕円歯車である場合、指数関数歯車である場合など、その歯車の形状に応じて演算可能である。
【００３７】
この実施例のように、３個の楕円歯車を用いた無段変速ユニット１において、入力歯車と中間歯車との速度比ω2／ω1＝は、
ω2／ω1＝（１−ε2）／（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ（２θ1）） ・・・（１）
で表される。
また、中間歯車と可動歯車との間の速度比ω3／ω2は、
ω3／ω2＝（１−ε2）／（１＋ε2＋２・ε・ｃｏｓ（２θ2）） ・・・（２）
で表される。上記の式（１）および式（２）において、εは、離心率である。離心率とは、歯車の中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離の変化を示すものであり、離心率は、
０＜ε＜１
で表される。上記の式（１）および式（２）から、無段変速ユニット１としての速度比ω3／ω1を算出可能であり、キャリヤ１３の角度αを変化させることにより、無段変速ユニット１としての変速比が連続的に（無段階に）変化することが判明している。
【００３８】
図５においては、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１上から変位させた場合における速度比ω2／ω1が線Ｅ１で示され、速度比ω3／ω2が線Ｅ２で示されている。なお、他の無段変速ユニット２，３，４における変速の原理は、無段変速ユニット１と同様である。さらに、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１上から変位させた場合において、無段変速ユニット２における速度比ω2／ω1は線Ｅ３で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ４で示され、無段変速ユニット３における速度比ω2／ω1は線Ｅ５で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ６で示され、無段変速ユニット４における速度比ω2／ω1は線Ｅ７で示され、速度比ω3／ω2は線Ｅ８で示されている。
【００３９】
上述したように、各無段変速ユニット１，２，３，４には、それぞれ一方向クラッチ２２が介装されている。このため、前述の基準状態においては、全ての入力歯車１８，１９，２０，２１の回転速度が同一となり、４つの一方向クラッチ２２が共に係合される。したがって、入力軸５のトルクは、全ての無段変速ユニット１，２，３，４を経由して中間軸７に伝達される。これに対して、キャリヤ１３および中間軸７を回動させて、回転軸線Ｃ１を直線Ｄ１とは異なる位置に変位させると、入力軸５に対して中間軸７を増速させるように機能するいずれかの無段変速ユニットを経由して、トルクの伝達がおこなわれる。より具体的には、入力歯車の回転速度が最高速となる無段変速ユニットを順次経由して、トルクが伝達される。つまり、歯車式無段変速機１００全体としての変速比は、図５に示すように、各無段変速ユニット１，２，３，４における速度比のピーク付近を接続した線Ｆ１で表される。すなわち、前記基準状態以外では、角度αを一定に維持（固定）した場合でも、変速比は微小幅Ｇ１の範囲で変化する。
【００４０】
そして、キャリヤ１３および中間軸７の位置を制御することにより、歯車式無段変速機１００全体としての変速比を“１”以下の領域で大小に制御することが可能である。ちなみに、角度αは、９０度の範囲で調整可能であり、図４に示すように、角度αを９０度に設定して回転軸線Ｃ１を直線Ｄ上に移動させた場合は、変速比が最も小さくなる。
【００４１】
上記のようにして、入力軸５から各無段変速ユニット１，２，３，４を経由して中間軸７にトルクが伝達されるとともに、そのトルクはカウンタドライブギヤ３６およびカウンタドリブンギヤ３７を経由して出力軸６に伝達される。この出力軸６のトルクは、シャフト６０を経由してデファレンシャル５２に伝達され、デファレンシャル５２のトルクが車輪５３に伝達されて、駆動力が発生する。一方、蓄電装置５７の電力をインバータ５６を経由させてモータ・ジェネレータ５１に供給して、モータ・ジェネレータ５１を力行制御することにより、モータ・ジェネレータ５１のトルクを車輪５３に伝達することも可能である。つまり、図２に示す車両は、エンジン５０またはモータ・ジェネレータ５１の少なくとも一方を駆動力源とすることのできるハイブリッド車である。
【００４２】
ところで、前述したように、歯車式無段変速機１００においては、キャリヤ１３が固定されて、角度αが一定に維持されている場合でも、各歯車の回転にともない、歯車の中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離が変化する。その結果、図５に示すように、歯車式無段変速機１００における入力軸５と出力軸６との間における変速比が変化するとともに、各歯車のイナーシャが変化する。したがって、エンジントルクが略一定であっても、線分Ｈ１のように出力軸６のトルクが変化する。図６は、この出力トルクの経時変化を波形で示した線図である。より具体的には、図５に示す微小幅Ｇ１の範囲で変化する変速比と相似する特性で、経時変化に応じて出力トルクが増減を繰り返す。
【００４３】
そこで、図６に示すような出力トルクの変動が生じた場合に、車輪５３に伝達されるトルクの変動を抑制するための制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。図１の制御例は、請求項１および５の発明に対応するものである。まず、各歯車の回転にともなう歯車式無段変速機１００の変速比の変化が判断されるとともに、その変速比の経時変化と、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクとに基づいて、歯車式無段変速機１００における出力トルクの経時変化が判断される（ステップＳ１）。ここで、歯車式無段変速機１００の出力トルクの経時変化は、出力回転軸６の回転角度の変化に対応して判断すればよい。また、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクは、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期などにより判断される。また、歯車式無段変速機１００の変速比は、入力軸５の回転数と出力軸６の回転数とに基づいて判断される。ついで、ステップＳ１の判断結果に基づいて、車輪５３に伝達されるトルクを抑制するように、モータ・ジェネレータ５１を制御し（ステップＳ２）、リターンする。
【００４４】
このステップＳ２においては、例えば、車輪５３に伝達されるトルクが、線分ｈ１で示すような略一定のトルクになるように、モータ・ジェネレータ５１の力行制御と回生制御とを交互に繰り返す。つまり、出力トルクが線分ｈ１よりも高い位相または領域では、モータ・ジェネレータ５１で回生制御を実行し、出力トルクが線分ｈ１よりも低い位相または領域では、モータ・ジェネレータ５１で力行制御を実行すれば、車輪５３に伝達されるトルクを、時間の経過、つまり、出力軸６の回転角度に関わりなく、線分ｈ１で示すような略一定のトルクに制御することが可能である。ここで、モータ・ジェネレータ５１の力行トルクおよび回生トルクの大きさ（量）は、線分ｈ１に相当するトルクと、出力トルクＨ１との差に基づいて決定される。
【００４５】
図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。
【００４６】
つぎに、歯車式無段変速機１００で実行可能な他の制御例を、図７のフローチャートに基づいて説明する。図７の制御例は、請求項２の発明に対応するものである。前述したように、キャリア１３を回転させて角度αを変更すると、歯車式無段変速機１００の変速比が変化し、出力トルクが変化する。この図７のフローチャートは、キャリア１３の角度αの変化に対応させて、モータ・ジェネレータ５１を制御するものである。まず、キャリヤ１３の角度αの調整による歯車式無段変速機１００の変速比が検知され、かつ、この歯車式無段変速機１００の変速比において、各歯車の回転にともなう出力トルクの変化が検知される（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の検知結果に基づいて、モータ・ジェネレータ１２の制御を実行し（ステップＳ１２）、リターンされる。
【００４７】
この図７の制御を具体的に説明すると、図８の線図に示すように、キャリヤ１３の角度αが小さい場合（変速比大）と、キャリヤ１３の角度αが大きい場合（変速比小）とでは、出力トルクの変化状態が異なる。まず、変速比大の場合の方が、変速比小の場合よりも、出力トルクの変化する振幅が小さくなる。また、変速比大の場合と、変速比小の場合とでは、出力回転角の変化に応じた出力トルクの変化位相が異なる。例えば、出力トルクの位相変化φは、次式により求められる。
φ＝ｆ（α）
上記の式において、ｆは、回転中心を基準とする歯車のピッチ円の形状、歯車の葉数などに応じた関数である。なお、歯車の葉数については後述する。このよな条件に基づいて、ステップＳ１１の処理がおこなわれる。なお、ステップＳ１２の制御において、出力トルクＨ１の変化に応じて、車輪５３に伝達されるトルクが線分ｈ１となるように、モータ・ジェネレータ１２の回生トルクおよび力行トルクの大きさを制御することは、図１の制御と同じである。
【００４８】
このように、図７の制御によれば、キャリア１３の回転角度の変化にともなう歯車式無段変速機１００の変速比の変化に応じて、出力トルクの変化振幅および出力トルクの変化位相を検知することが可能である。したがって、前輪５３に伝達されるトルクの変化を一層確実に抑制することができる。なお、ステップＳ１２の処理では、モータ・ジェネレータ５１の回生制御と力行制御との間の振幅、または回生制御と力行制御とを含む位相のうち、少なくとも一方を制御することが可能である。
【００４９】
ここで、図７に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ１２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。また、キャリア１３の角度αに応じて出力トルクの振幅を判断し、その判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータ１２の力行トルクおよび回生トルクを決定する制御が、この発明の「第１の制御」に相当する。さらに、キャリア１３の角度αに応じて出力トルクの位相変化を判断し、その判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータ１２の力行トルクおよび回生トルクを制御することが、この発明の「第２の制御」に相当する。
【００５０】
つぎに、歯車式無段変速機１００で実行可能な他の制御例を、図９のフローチャートに基づいて説明する。この図９の制御例は、請求項３の発明に対応するものである。まず、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクが検知され、その検知結果に基づいて、出力軸６の回転角度に応じた出力トルクの変化およびその振幅が判断される（ステップＳ２１）。ここで、歯車式無段変速機１００に入力されるトルクは、燃焼噴射量、点火時期、吸入空気量などに基づいて判断される。
【００５１】
歯車式無段変速機１００に入力されるトルクと、出力トルクとの関係の一例が、図１０に示されている。図１０の線図に示すように、入力トルク大である場合の方が、入力トルク小である場合に比べて、出力トルクの変化振幅が大きくなる。そして、ステップＳ２１の判断結果に基づいて、モータ・ジェネレータ５１の回生トルクおよび力行トルクを制御し（ステップＳ２２）、リターンされる。
【００５２】
なお、ステップＳ２２の制御において、出力トルクＨ１の変化に応じて、車輪５３に伝達されるトルクが線分ｈ１となるように、モータ・ジェネレータ１２の回生トルクおよび力行トルクの大きさを制御することは、図１の制御と同じである。このように、図９の制御例を実行すれば、入力トルクの変化に応じて出力トルクの変化振幅を高精度に判断することができ、車輪５３に伝達されるトルクの変化を、一層確実に抑制することができる。ここで、図９に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ２２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。
【００５３】
つぎに、車輪５３に伝達されるトルクの変動を抑制するための他の制御例を、図１１のフローチャートに基づいて説明する。図１１の制御例は、請求項４の発明に対応するものである。まず、出力軸６の回転数に基づいて、出力トルクの変化および出力トルクの変化周期が検知され（ステップＳ３１）、ステップＳ３１の検知結果に基づいてモータ・ジェネレータ５１の制御を実行し（ステップＳ３２）、リターンされる。すなわち、図１２の線図に示すように、出力トルクの変化周期Ｔは、歯車式無段変速機１００の出力回転数に基づいて変化する。
【００５４】
ここで、出力トルクの変化周期Ｔとは、線分ｈ１を基準として、１つの力行領域と１つの回生領域とが発生する出力トルクの変化を１サイクルとした場合に、その１サイクルの開始から終了までの時間を意味する。この周期Ｔは、出力回転数に応じて変化する。より具体的には、出力回転数が小さくなるほど、周期Ｔが長くなる傾向を示す。この周期Ｔは、次式により求めることが可能である。
Ｔ＝１／（Ｎ・Ｊ・ｋ）
【００５５】
この式において、Ｎは出力回転数であり、Ｊは歯車の葉数であり、ｋは無段変速ユニットの列数である。ここで、歯車の葉数とは、相互に噛み合う歯車同士の間で、減速１回および増速１回がおこなわれる場合を１サイクルとして、歯車が１回転する間に発生するサイクル数を意味する。また、無段変速ユニットの列数とは、相互に噛み合う複数の歯車を１列として、各歯車の回転方向の位相が異なる歯車列の数を意味する。
【００５６】
そして、ステップＳ３２では、ステップＳ３１で検知された出力トルクの変化および出力トルクの変化周期Ｔに基づいて、モータ・ジェネレータ５１の力行トルクおよび回生トルクの大きさが制御され、かつ、力行制御および回生制御の１サイクルを開始してから終了するまでの時間が制御される。なお、ステップＳ３２の制御において、出力トルクＨ１の変化に応じて、車輪５３に伝達されるトルクが線分ｈ１となるように、モータ・ジェネレータ１２の回生トルクおよび力行トルクの大きさを制御することは、図１の制御と同じである。
【００５７】
この図１１の制御例によれば、出力トルクの変化位相と、モータ・ジェネレータ５１の制御位相とを一致させることが可能であり、車輪５３に伝達されるトルクの変動を、一層抑制することができる。図１１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ３１が、この発明の出力トルク検知手段に相当し、ステップＳ３２が、この発明のモータ・ジェネレータ制御手段に相当する。
【００５８】
つぎに、図２に示す歯車式無段変速機１００の他の構成例を、図１３に基づいて説明する。図１３の構成において、図３の構成と同じ構成については、図３と同じ符号を付してある。図１３においては、各入力歯車１８，１９，２０，２１と入力軸５とが一体回転するようにスプライン結合されている。一方、可動歯車３２，３３，３４，３５は、それぞれ一方向クラッチ６３を介して中間軸７に取り付けられている。一方向クラッチ６３は、中間軸７と一体回転する内輪６４と、各可動歯車３２，３３，３４，３５と一体回転する外輪６５と、内輪６４と外輪６５との間に配置された係合体６６と、ニードルベアリング６７とを有する公知のものである。そして、内輪６４と中間軸７とがスプライン結合されており、外輪６５の外周に歯が形成されている。
【００５９】
上記構成の一方向クラッチ６３は、可動歯車３２，３３，３４，３５が、中間軸７に対して、図４の矢印で示す時計方向に回転する場合に係合して、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間軸７との間でトルクが伝達される一方、可動歯車３２，３３，３４，３５が、中間軸７に対して図４で反時計方向に回転する場合に場合に解放されて、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間軸７との間でトルクが伝達されなくなるように構成されている。なお、可動歯車３２，３３，３４，３５と中間歯車２７，２８，２９，３０とが噛合した状態で、可動歯車３２，３３，３４，３５同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれている構成は、図３の構成と同じである。また、図１３の歯車式無段変速機１００においては、入力軸５の回転角度（位相）を検知する位相検知センサ６８が設けられている。位相検知センサ６８の信号は、図２に示す電子制御装置５８に入力される。
【００６０】
この図１３に示された歯車式無段変速機１００においては、エンジントルクがシャフト５９を経由して入力軸５に伝達されると、入力軸５と各入力歯車１８，１９，２０，２１とが一体回転し、入力軸５のトルクが中間歯車２７，２８，２９，３０を経由して可動歯車３２，３３，３４，３５に伝達される。ここで、可動歯車３２，３３，３４，３５同士の円周方向の位相が、同方向に順次π／４ずつずれているため、図３の場合と同様にして、最も回転速度が速い可動歯車に対応する一方向クラッチ６３が順次係合し、その他の可動歯車に対応する一方向クラッチが解放される。このようにして、入力軸５のトルクが中間軸７に伝達されるとともに、入力軸５と出力軸６との間における変速比が、図３で説明した変速の原理と同様にして変化する。なお、この図１３における歯車式無段変速機１４０においても、キャリア１３の角度を調整することにより、歯車式無段変速機１００の変速比を制御可能である。
【００６１】
この図１３に示す歯車式無段変速機１００を有する車両においても、図１、図７、図９、図１１の制御を実行して、車輪５３に伝達されるトルクの変化を抑制することが可能である。図１３の歯車式無段変速機１００において、図１、図７、図９の制御を実行する場合、これらの制御で説明した「出力軸６の回転角度（出力回転角度）」を、「入力軸５の回転角度（入力回転角度）」と読み替えればよい。また、図１３に示す歯車式無段変速機１００で図１１の制御を実行する場合、図１１の制御および図１２の線図で説明した「出力回転数」を、「入力回転数」と読み替えればよい。したがって、図１３に示された歯車式無段変速機１００においても、図３の歯車式無段変速機１００で各制御を実施した場合と同様の効果を得られる。なお、前述した各制御例を組み合わせて実行することも可能である。
【００６２】
ところで、図３または図１３のいずれに示された歯車式無段変速機１００においても、動力伝達経路に一方向クラッチが設けられており、車両の惰力走行による運動エネルギに応じたトルクが、前輪５３から出力軸６に伝達された場合、一方向クラッチは解放される。このため、前記のトルクはエンジン５０には伝達されず、エンジンブレーキ力は発生しない。そこで、図２に示すパワートレーンにおいては、車両の惰力走行時には、モータ・ジェネレータ５１を回生制御することにより、運動エネルギに応じた動力を電力に変換して、その電力を蓄電装置５７に充電する際に、回生ブレーキを生じさせることが可能である。さらに、車両の惰力走行時には、運動エネルギに応じたトルクがエンジン５０には伝達されないため、モータ・ジェネレータ５１で回生制動をおこなう場合に、回生効率の低下を抑制できる。また、運動エネルギに応じた動力の一部がエンジン５０に伝達されることを防止するために、歯車式無段変速機１００とエンジン５０との間の動力伝達を遮断するクラッチを設ける必要もない。
【００６３】
なお、この発明の歯車式無段変速機の非円形歯車は楕円歯車に限定されず、各種の形状のものを使用することができる。すなわち、この発明における「非円形歯車」とは、歯車の回転中心から、歯車同士の噛み合い点までの距離が、歯車の回転にともなって変化する構成の歯車を意味する。このため、この発明における非円形歯車には、指数関数歯車、偏心位置を中心に回転する円形歯車などが含まれる。ここで、円形歯車とは、歯先円の形状が円形である構成の歯車を意味する。また、キャリヤ１３を回動させるためのアクチュエータとしてモータ以外の回転式のアクチュエータや直動型のアクチュエータを使用してもよい。また、複数の無段変速ユニットは、５組以上でもよいし、２組または３組でもよい。無段変速ユニットの組数に応じて、一方向クラッチが係合された状態における入力歯車同士の位相のずれ量、および可動歯車同士の位相のずれ量が設計されることは当然である。
【００６４】
ここで、図２，図３，図１３で説明した構成と、入力歯車１８，１９，２０，２１および中間歯車２７，２８，２９，３０および可動歯車３２，３３，３４，３５が、この発明の複数の非円形歯車に相当し、入力軸５が、この発明の入力部材に相当し、出力軸６が、この発明の出力部材に相当し、車輪５３が、この発明の駆動部材に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】この発明における動力伝達装置で実行可能な制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明における動力伝達装置を有する車両のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。
【図３】この発明で用いる歯車式無段変速機の一例を示す正面断面図である。
【図４】図３のII−II線における模式的な側面断面図である。
【図５】図３に示す歯車式無段変速機において、入力歯車と中間歯車と可動歯車との間の回転速度比を示す線図である。
【図６】歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図７】この発明における動力伝達装置で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。
【図８】図７の制御例に対応し、かつ、歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図９】この発明における動力伝達装置で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。
【図１０】図９の制御例に対応し、かつ、歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図１１】この発明における動力伝達装置で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１の制御例に対応し、かつ、歯車式無段変速機の出力トルクの変化波形を示す線図である。
【図１３】この発明で用いる歯車式無段変速機の一例を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
５…入力軸、 ６…出力軸、 １８，１９，２０，２１…入力歯車、 ２２…一方向クラッチ、 ２７，２８，２９，３０…中間歯車、 ３２，３３，３４，３５…可動歯車、 ４０…アクチュエータ、 ５０…エンジン、 ５１…モータ・ジェネレータ、 ５３…車輪、 １００…歯車式無段変速機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に歯車式無段変速機が設けられており、この歯車式無段変速機の入力部材から出力部材に至る動力伝達経路に、相互に噛み合わされた複数の非円形歯車が設けられており、各非円形歯車の回転にともない、各非円形歯車の回転中心から、各非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化して、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比が変化する構成を有しているとともに、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比を制御するアクチュエータが設けられている動力伝達装置において、
前記歯車式無段変速機から前記駆動部材に至る動力伝達経路にモータ・ジェネレータが設けられているとともに、
前記非円形歯車の回転にともなう前記歯車式無段変速機の変速比の変化を検知するとともに、この変速比の変化にともなう前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する出力トルク検知手段と、
この出力トルク検知手段により検知される前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化に基づいて、前記モータ・ジェネレータで力行制御および回生制御を実行することにより、前記駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制するモータ・ジェネレータ制御手段と
を備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記出力トルク検知手段は、前記アクチュエータにより制御される前記歯車式無段変速機の変速比の変化に基づいて、前記出力トルクの変化振幅を検知する手段と、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する出力トルクの変化位相を検知する手段とを含み、
前記モータ・ジェネレータ制御手段は、前記モータ・ジェネレータの力行トルクおよび回生トルクの振幅を決定する第１の制御、または、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する前記モータ・ジェネレータの力行制御および回生制御の実行時期を決定する第２の制御のうち、少なくとも一方の制御を実行する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記出力トルク検知手段は、前記歯車式無段変速機への入力トルクの大きさに基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅を検知する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転数に基づいて、前記出力トルクの変化周期を検知する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転方向における位相に基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項１】
動力源から駆動部材に至る動力伝達経路に歯車式無段変速機が設けられており、この歯車式無段変速機の入力部材から出力部材に至る動力伝達経路に、相互に噛み合わされた複数の非円形歯車が設けられており、各非円形歯車の回転にともない、各非円形歯車の回転中心から、各非円形歯車同士の噛み合い箇所までの距離が変化して、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比が変化する構成を有しているとともに、所定の非円形歯車の回転中心を、他の非円形歯車の回転中心に対して変位させることにより、前記歯車式無段変速機の入力部材と出力部材との間における変速比を制御するアクチュエータが設けられている動力伝達装置において、
前記歯車式無段変速機から前記駆動部材に至る動力伝達経路にモータ・ジェネレータが設けられているとともに、
前記非円形歯車の回転にともなう前記歯車式無段変速機の変速比の変化を検知するとともに、この変速比の変化にともなう前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する出力トルク検知手段と、
この出力トルク検知手段により検知される前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化に基づいて、前記モータ・ジェネレータで力行制御および回生制御を実行することにより、前記駆動部材に伝達されるトルクの変化を抑制するモータ・ジェネレータ制御手段と
を備えていることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記出力トルク検知手段は、前記アクチュエータにより制御される前記歯車式無段変速機の変速比の変化に基づいて、前記出力トルクの変化振幅を検知する手段と、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する出力トルクの変化位相を検知する手段とを含み、
前記モータ・ジェネレータ制御手段は、前記モータ・ジェネレータの力行トルクおよび回生トルクの振幅を決定する第１の制御、または、前記入力部材または出力部材の回転方向における位相に対する前記モータ・ジェネレータの力行制御および回生制御の実行時期を決定する第２の制御のうち、少なくとも一方の制御を実行する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記出力トルク検知手段は、前記歯車式無段変速機への入力トルクの大きさに基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化振幅を検知する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転数に基づいて、前記出力トルクの変化周期を検知する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の動力伝達装置。
【請求項５】
前記出力トルク検知手段は、前記入力部材または前記出力部材の回転方向における位相に基づいて、前記歯車式無段変速機の出力トルクの変化を検知する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１１２４８４（Ｐ２００６−１１２４８４Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９９０２８（Ｐ２００４−２９９０２８）
【出願日】平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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