車両用動力分割装置
【課題】動力分割機構２４のリングギアＲにオルタネータ４０を機械的に連結するのみでは、回生運転時において、駆動輪１６側からフライホイール３６側への動力の伝達量が十分とならないこと。
【解決手段】動力分割機構２４は、１の遊星歯車機構によって構成されており、そのキャリアＣには、駆動輪１６が機械的に連結され、サンギアＳには、フライホイール３６が機械的に連結されている。リングギアＲに、オルタネータ４０に加えて、オイルポンプ４４の従動軸を機械的に連結する。これにより、回生運転時にリングギアＲに加わる負荷トルクを大きくすることができ、ひいては駆動輪１６からフライホイール３６に伝達される動力を大きくすることができる。
【解決手段】動力分割機構２４は、１の遊星歯車機構によって構成されており、そのキャリアＣには、駆動輪１６が機械的に連結され、サンギアＳには、フライホイール３６が機械的に連結されている。リングギアＲに、オルタネータ４０に加えて、オイルポンプ４４の従動軸を機械的に連結する。これにより、回生運転時にリングギアＲに加わる負荷トルクを大きくすることができ、ひいては駆動輪１６からフライホイール３６に伝達される動力を大きくすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、駆動輪に連結された変速装置および内燃機関間の回転軸の動力と、フライホイールの動力と、発電機の動力とが遊星歯車機構によって分割されるものも提案されている。これによれば、駆動輪の回転力を変速装置を介してフライホイールや発電機に蓄えることができる。
【０００３】
ただし、遊星歯車機構は、各回転体に加わるトルクの間に比例関係がある。このため、バッテリがフル充電状態に近かったり電気負荷が小さい場合等には、発電機に機械的に連結される回転体に加わるトルクが小さくなり、ひいては遊星歯車機構を介した動力の伝達を十分に行うことができなくなる。このため、こうした状況にあっては、たとえ回生時であってもフライホイールへのエネルギの蓄積を十分に行うことができなくなるおそれがある。そこで上記装置では、発電機に機械的に連結される回転体にブレーキによって制動力を付与可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１０８１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記遊星歯車機構を介した動力の伝達量を大きくするためには、ブレーキに要求される制動力も自ずと大きいものとなる。そしてこれは、ブレーキの体格や重量の増大につながる。またブレーキはメンテナンスの要求が生じやすいというデメリットもある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する新たな車両用動力分割装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１記載の発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、車両内において潤滑油を供給するオイルポンプをさらに備え、前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、前記第３の回転体に、前記オイルポンプの従動軸を機械的に連結したことを特徴とする。
【０００９】
上記発明では、第１の回転体の動力をフライホイールに伝達させる際に伝達可能な量が第３の回転体の動力によって制限される。上記発明では、この点に鑑み、第３の回転体にオイルポンプの従動軸を機械的に連結させることで、第３の回転体の動力の絶対値を確保することができ、ひいては第１の回転体を介してフライホイールに伝達される動力を大きくすることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記オイルポンプは、吐出量および吐出圧の少なくとも一方を電子制御可能なものであることを特徴とする。
【００１１】
上記発明では、オイルポンプの吐出量や吐出圧を電子制御することで、第３の回転体およびオイルポンプ間の動力を制御することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記オイルポンプは、前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体に前記潤滑油を供給することを特徴とする。
【００１３】
上記発明では、オイルポンプに供給される動力を上記潤滑油の供給のために有効利用することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体は、羽根車を備える回転体を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、オイルポンプから供給される潤滑油の有する運動エネルギをフライホイールの回転エネルギとして有効利用することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記フライホイールの周囲を覆うハウジングと、前記オイルポンプの吐出口が設けられたエジェクタとを備え、前記エジェクタは、前記ハウジングに連通されていることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、エジェクタから潤滑油が流出するに際し、ハウジング内の気体がエジェクタ側に吸引される。このため、ハウジング内においてフライホイールの回転が周囲の気体によって妨げられることを好適に抑制することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記ハウジングと前記エジェクタとの間に、前記ハウジング側の圧力の方が前記エジェクタ側の圧力よりも低い場合に閉弁する逆止弁を備えることを特徴とする。
【００１９】
ハウジング内の圧力が低下し、エジェクタ側の圧力よりも低くなることでエジェクタ側からハウジング側に気体が流入する場合、ハウジング内の低圧化が妨げられることとなる。この点、上記発明では、逆止弁を備えることでこうした事態を回避することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記フライホイールの周囲を覆うハウジングを備え、前記車両は、内燃機関を搭載し、前記ハウジングは内燃機関の吸気通路と連通していることを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、内燃機関の吸気通路の圧力がハウジング内の圧力よりも低い間は、ハウジング内の気体が吸気通路へと吸引されるため、ハウジング内の圧力を低下させることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記オイルポンプと前記第３の回転体との間には、前記オイルポンプ側である出力側に対する前記第３の回転体側である入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
上記発明では、オイルポンプの回転方向を一方向とすることができるため、オイルポンプが逆回転によって消耗しやすい場合であっても、消耗を抑制することができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００２５】
上記発明では、動力分割機構による動力伝達量の制限を受けることなく、フライホイールの回転エネルギを発電機によって電気エネルギに変換することができる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記第３の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００２７】
上記発明では、第３の回転体に発電機を機械的に連結することで、第３の回転体に加えることが可能な動力の絶対値を、オイルポンプ単独の場合よりも大きくすることができ、ひいては第１の回転体を介した第２の回転体からフライホイールへの動力の伝達量を増大させることができる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであり、前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段と、前記第２の回転体に制動力を付与する制動手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２９】
上記発明では、動力伝達規制手段によって駆動輪と第２の回転体との間の動力の伝達を遮断することができる。ただしこの場合、第２の回転体に加わるトルクがゼロとなると、動力分割機構を介した動力の伝達ができなくなるため、フライホイールの回転エネルギを発電機に伝達することができなくなる。この点、上記発明では、制動手段を備えることで、こうした場合であっても第２の回転体にトルクを付与することができ、ひいては動力分割機構を介した動力の伝達を可能とする。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の発明において、前記第３の回転体には、前記オイルポンプに加えて、前記発電機以外の車載補機がさらに機械的に連結されていることを特徴とする。
【００３１】
上記発明では、第３の回転体に加える動力の絶対値をさらに大きくすることができるため、第１の回転体を介した第２の回転体からフライホイールへの動力の伝達量をさらに大きくすることができる。また、上記車載補機が回転エネルギを機械的なエネルギのまま利用するものである場合、エネルギの変換ロスを抑制することができることから、車載補機の駆動に際してのエネルギ利用効率を高めることもできる。
【００３２】
請求項１３記載の発明は、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００３３】
上記発明では、発電機による発電電力を蓄電手段に十分に蓄えることができない状況等においても、回転機によって発電電力を消費することができるため、第３の回転体に十分な負荷トルクを付与することができる。そして、消費された発電電力を、フライホイールの回転エネルギとして蓄えることができる。
【００３４】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３５】
上記発明では、動力伝達規制手段によって駆動輪側と動力分割機構側との間の動力の伝達を遮断可能であるため、駆動輪の駆動に際して動力分割機構側から負荷トルクが加わる事態を回避することなどができる。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、前記第２の回転体と前記内燃機関との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３７】
請求項１６記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発明において、前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、前記内燃機関と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３８】
上記発明では、内燃機関の負荷トルクが駆動輪に加わることを回避することも可能となる。
【００３９】
請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の発明において、前記フライホイールの周囲を覆うハウジングをさらに備え、前記ハウジングには、真空ポンプが接続されていることを特徴とする。
【００４０】
上記発明では、ハウジング内の気体を好適に低減することができるため、フライホイールの回転エネルギが、気体の運動エネルギに変換される事態を好適に抑制することができる。
【００４１】
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであることを特徴とする。
【００４２】
請求項１９記載の発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、前記第３の回転体には、発電機が機械的に連結され、前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００４３】
上記発明では、発電機による発電電力を蓄電手段に十分に蓄えることができない状況等においても、回転機によって発電電力を消費することができるため、第３の回転体の動力の絶対値を十分に確保することができる（十分な負荷トルクを付与することができる）。そして、消費された発電電力を、フライホイールの回転エネルギとして蓄えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる動力伝達装置の一部の断面構成を示す断面図。
【図３】同実施形態にかかるエジェクタの構成を示す図。
【図４】同実施形態にかかる動力伝達機構の利用手法を示す図。
【図５】同実施形態にかかる動力伝達態様を示すタイムチャート。
【図６】同実施形態の効果を示す図。
【図７】第２の実施形態にかかるシステム構成図。
【図８】第３の実施形態にかかるシステム構成図。
【図９】第４の実施形態にかかるシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる車両用動力分割装置を車載主機として内燃機関のみを搭載する車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４６】
図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。
【００４７】
図示されるように、エンジン１０は、車載主機としての内燃機関である。エンジン１０のクランク軸１０ａは、クラッチ１１や、変速装置１２、ディファレンシャル１４を介して駆動輪１６に機械的に連結されている。ここで、クラッチ１１は、エンジン１０と変速装置１２との間の締結状態および解除状態を切り替えることで、エンジン１０と変速装置１２との間の動力伝達および遮断を切り替える電子制御式の締結手段である。なお、クランク軸１０ａには、これに初期回転を付与する初期回転付与手段（スタータ１８）が設けられている。
【００４８】
クラッチ１１および変速装置１２間には、クラッチ２０およびロック機構２２を介して動力分割機構２４が機械的に連結されている。ここで、動力分割機構２４は、互いに連動して回転する回転体であって且つ、エンジン１０、フライホイール３６およびオルタネータ４０間の動力を分割する複数の動力分割用回転体を備える。詳しくは、動力分割機構２４は、１つの遊星歯車機構によって構成されており、そのサンギアＳにフライホイール３６が機械的に連結され、キャリアＣにエンジン１０が機械的に連結され、リングギアＲにオルタネータ４０が機械的に連結されている。また、ロック機構２２は、動力分割機構２４のキャリアＣの回転を禁止する制動手段である。一方、クラッチ２０は、エンジン１０や駆動輪１６と動力分割機構２４（キャリアＣ）との間の締結状態および解除状態を切り替えることで、エンジン１０や駆動輪１６と動力分割機構２４（キャリアＣ）との間の動力伝達および遮断を切り替える電子制御式の締結手段である。
【００４９】
上記オルタネータ４０は、スタータ１８等の車載補機の電源としての機能や補機バッテリ（図示略）を充電する機能等を有する発電手段である。
【００５０】
一方、上記フライホイール３６は、入力される回転エネルギを運動エネルギのまま蓄えるエネルギ蓄積手段である。フライホイール３６は、サンギアＳと、ロック機構２６、クラッチ２８、羽根車３０および増速歯車３２を介して機械的に連結されている。ここで、ロック機構２６は、フライホイール３６に機械的に連結される回転体（サンギアＳ）の回転を禁止する制動手段である。クラッチ２８は、フライホイール３６と動力分割機構２４（サンギアＳ）との間の締結状態および解除状態を切り替えることで、フライホイール３６と動力分割機構２４（サンギアＳ）との間の動力伝達および遮断を切り替える電子制御式の締結手段である。また、増速歯車３２は、動力分割機構２４側（サンギアＳ側）の回転速度よりもフライホイール３６側の回転速度を大きくするための変速手段である。また、フライホイール３６は、ハウジング３４内に収容されている。
【００５１】
上記動力分割機構２４のリングギアＲには、さらに、ワンウェイクラッチ４２を介してオイルポンプ４４の従動軸が機械的に連結されている。ワンウェイクラッチ４２は、出力側であるオイルポンプ４４側に対する入力側であるリングギアＲ側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達させる一方向伝達機構である。上記オイルポンプ４４の吐出する潤滑油（図中、破線）は、電子制御式の圧力制御弁４６を介してエジェクタ４８に取り込まれる。エジェクタ４８は、その吐出口が羽根車３０や増速歯車に対向しており、また、逆止弁４９を介してハウジング３４に接続されている。ここで、逆止弁４９は、ハウジング３４内の圧力の方がエジェクタ４８側の圧力よりも高い場合に開弁し、そうでないなら閉弁するものである。これにより、エジェクタ４８から潤滑油が吐出されるに際し、フライホイール３６内の気体がエジェクタ４８側に吸引されることとなる。
【００５２】
上記ハウジング３４は、実際には、図２（ａ）に示すように、動力分割機構２４やオイルポンプ４４等を収容する部材と一体的に構成されている。
【００５３】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面である。図示されるように、オイルポンプ４４は、外周がトロコイド曲線を描くロータ４４ｂがハウジング４４ａ内で回転するトロコイドポンプである。トロコイドポンプは、回転方向が規定されており、逆回転をする場合には、ロータ４４ｂの外周とハウジング４４ａの内壁との摩擦力が大きくなり劣化が促進されやすくなる。このため、本実施形態では、オイルポンプ４４の逆回転を回避すべく、上述したようにワンウェイクラッチ４２を備えている。
【００５４】
図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面である。図示されるように、羽根車３０は、円盤状の回転体の外周から複数の羽３０ａが突き出すようにして設けられるものであり、この羽３０ａにエジェクタ４８から流出する潤滑油がぶつかることで、潤滑油の運動エネルギを羽根車３０の回転エネルギに変換する手段である。
【００５５】
図３に、エジェクタ４８の構造を示す。図示されるように、エジェクタ４８は、ノズル部から潤滑油を吐出するに際し、その周囲の気圧を低下させるため、潤滑油の流通方向に直交する方向から気体を吸引する。これにより、混合部において気体と潤滑油とが混合され、デフューザ部において、混合物が拡散しつつ外部へと流出する。
【００５６】
先の図１に示した制御装置５０は、車両を制御対象とする制御装置である。詳しくは、エンジン１０、スタータ１８、クラッチ２０、ロック機構２２、ロック機構２６、クラッチ２８およびオルタネータ４０、圧力制御弁４６等を操作することで、車両の駆動力等を制御する。
【００５７】
図４に、制御装置５０によって実現される動力分割機構２４の３つの回転体（サンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲ）の回転速度の共線図を、エンジン１０の回転速度とともに示す。なお、矢印は、トルクの向きを示すものである。トルクの向きは、回転速度と同様、図中上側を正としており、これにより、動力分割機構２４に動力が入力される場合の動力の符号を正と定義している。以下、図２（ａ）〜図２（ｆ）の順に説明していく。
【００５８】
図２（ａ）：車両の停止時
車両停止時であってフライホイール３６に回転エネルギが十分ある場合（i）には、この回転エネルギをオルタネータ４０によって電気エネルギに変換して補機バッテリに入力させる。この際、エンジン１０は、停止状態とされており、先の図１に示したクラッチ２０は遮断状態である。このため、ロック機構２２によってキャリアＣの回転を禁止している。これは、キャリアＣにトルクを付与するための処理である。すなわち、遊星歯車機構のサンギアＳのトルクＴｓ、キャリアＣのトルクＴｃおよびリングギアＲのトルクＴｒの関係は、リングギアＲの歯数Ｚｒに対するサンギアＳの歯数Ｚｓの比ρ（Ｚｓ／Ｚｒ）を用いて、以下の式（ｃ１）、（ｃ２）にて表現される。
【００５９】
Ｔｒ＝−Ｔｃ／（１＋ρ） …（ｃ１）
Ｔｓ＝−ρＴｃ／（１＋ρ） …（ｃ２）
このため、ロック機構２２をロックしない場合には、キャリアＣのトルクＴｃがゼロとなることから、リングギアＲおよびサンギアＳにトルクが付与されない。そしてこの場合には、リングギアＲおよびサンギアＳ間で動力を伝達することができなくなる。これに対し、ロック機構２２によってキャリアＣをロックすることで、オルタネータ４０がリングギアＲに付与するトルクによってフライホイール３６からオルタネータ４０へと伝達される動力を制御することができる。ちなみに、サンギアＳ，キャリアＣおよびリングギアＲの回転速度は一直線上に並ぶため、キャリアＣの回転速度をゼロに固定する場合、フライホイール３６（サンギアＳ）の回転速度によってオルタネータ４０（リングギアＲ）の回転速度が一義的に定まる。
【００６０】
一方、車両の停止時であってフライホイール３６の回転速度がゼロである場合（ii）には、動力分割機構２４の３つの回転体は、すべて停止状態となる。
【００６１】
図４（ｂ）：エンジン１０の始動時
エンジン１０の始動に際してフライホイール３６の回転エネルギが十分である場合（i）には、スタータ１８を用いることなく、フライホイール３６の回転エネルギを利用してエンジン１０のクランク軸１０ａに初期回転を付与することができる。この際オルタネータ４０を発電制御する。これは、上記の式（ｃ１）、（ｃ２）の関係より、動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とするための処理である。
【００６２】
これに対し、エンジン１０の始動に際してフライホイール３６の回転エネルギが不十分である場合（ii）には、スタータ１８によってエンジン１０を始動させる。この際、オルタネータ４０による発電は行なわない。このため、動力分割機構２４を介した動力伝達はなされない。なお、この際、クラッチ２８を解除状態として且つロック機構２６によってサンギアＳをロックする。これは、クラッチ２８を締結する際にその入力側と出力側との回転速度の相違が大きくなることを回避するためのものである。なお、クラッチ２８を締結状態として且つロック機構２６を解除状態としてもよい。
【００６３】
図４（ｃ）：発進・軽負荷走行時
フライホイール３６に回転エネルギが十分にある場合（i）、エンジン１０を使用せずフライホイール３６の回転エネルギを利用して走行することもできる。この際、オルタネータ４０の発電制御を行なうことでリングギアＲにトルクが付与されることから、動力分割機構２４を介した動力伝達が可能となる。もっとも、フライホイール３６に回転エネルギが十分にある場合であっても、フライホイール３６の回転エネルギを走行に利用することなくオルタネータ４０による発電にのみ利用してもよい。
【００６４】
これに対し、フライホイール３６の回転エネルギが不十分である場合（ii）には、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ４０の発電制御を行いつつ、エンジン１０の駆動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、エンジン１０の回転エネルギがフライホイール３６に供給されない状態で動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とし、ひいてはオルタネータ４０の発電制御を可能とするための設定である。これに対し、ロック機構２６を用いない場合には、エンジン１０の回転エネルギの一部がフライホイール３６に供給されることとなる。
【００６５】
図４（ｄ）：定常走行時
フライホイール３６に回転エネルギを蓄える場合（i）、エンジン１０を駆動する。この際、オルタネータ４０を発電制御してもよい。
【００６６】
これに対し、フライホイール３６へのエネルギの蓄積およびフライホイール３６からのエネルギの放出のいずれも行なわない場合（ii）、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ４０の発電制御を行いつつ、エンジン１０の駆動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、エンジン１０の動力がフライホイール３６に供給されない状態で動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とし、ひいてはオルタネータ４０の発電制御を可能とするための設定である。
【００６７】
また、エンジン１０の駆動力によって車両を走行させた状態でフライホイール３６のエネルギをオルタネータ４０によって電気エネルギに変換する場合（iii）、ロック機構２２によってキャリアＣをロックしつつオルタネータ４０による発電制御を行なう。この際、クラッチ２０を解除状態とすることで、エンジン１０側と動力分割機構２４側との動力伝達を遮断する。ここで、ロック機構２２によってキャリアＣをロックするのは、フライホイール３６の回転エネルギを動力分割機構２４を介してオルタネータ４０に伝達可能とするための設定である。
【００６８】
図４（ｅ）：加速時
エンジン１０の動力に加えてフライホイール３６の動力を利用する場合（i）、クラッチ２０，２８の双方を締結状態とする。なお、この際、フライホイール３６から駆動輪１６への動力の伝達量を増加させる上では、オルタネータ４０の発電制御を行なってもよい。
【００６９】
これに対し、フライホイール３６の動力を利用しない場合（ii）、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ４０の発電制御を行いつつ、エンジン１０の動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、動力分割機構２４を介した動力の伝達を可能とするための設定である。このため、オルタネータ４０の発電制御を停止する場合には、ロック機構２６によるロック制御を行なわなくてもよい。
【００７０】
図４（ｆ）：回生時
この場合、エンジン１０を停止させ、オルタネータ４０の発電制御を行なう。これにより、キャリアＣに入力された動力は、サンギアＳおよびリングギアＲのそれぞれからフライホイール３６およびオルタネータ４０のそれぞれに出力される。ちなみに、この際、エンジン１０による負荷トルクが不要である場合には、クラッチ１１を解除状態とすることが望ましい。
【００７１】
このように本実施形態によれば、車両の減速回生運転時において、フライホイール３６に回転エネルギを蓄えることができるため、エネルギの利用効率を向上させることができる。しかも、オイルポンプ４４を動力分割機構２４のリングギアＲに機械的に連結することで、フライホイール３６への動力の供給量を増大させることができる。すなわち、オルタネータ４０による発電量は、補機バッテリのＳＯＣ等によって制約を受けるため、回生運転時であってもオルタネータ４０のトルクを大きくすることができるとは限らない。このため、リングギアＲにオルタネータ４０のみを機械的に連結する場合には、回生運転時において駆動輪１６側からフライホイール３６への動力の伝達量がオルタネータ４０のトルクによって制限される。これに対し、本実施形態では、リングギアＲにオイルポンプ４４を機械的に連結することで、リングギアＲにオイルポンプ４４のトルクを付与することができ、ひいては駆動輪１６側からフライホイール３６への動力の伝達量を増大させることができる。
【００７２】
ここで、オイルポンプ４４とリングギアＲとの間には、ワンウェイクラッチ４２が設けられているため、リングギアＲの逆回転時においては、オイルポンプ４４には動力が伝達されない。しかし先の図４（ｆ）に示されるように、回生運転時においては、リングギアＲが逆回転しない設定とされている。このため、動力分割機構２４を介した動力の伝達量を増大させる必要がある回生運転時においては、オイルポンプ４４の負荷トルクを動力分割機構２４に付与することができる。しかも、回生運転時においては、オイルポンプ４４のオイルを増速歯車３２や羽根車３０に供給することが最も望まれる状況となる。すなわち、回生運転時においては、動力分割機構２４側とフライホイール３６との間の動力伝達量が大きくなるため、増速歯車３２に加わるトルクが最も大きくなる。このため、増速歯車３２を構成するギア同士の係合部に潤滑油を供給することが最も望まれる期間となる。また、回生運転時においては駆動輪１６からの動力をフライホイール３６に極力蓄えることが望ましいため、オイルポンプ４４の駆動によって消費された駆動輪１６側のエネルギについても可能ならフライホイール３６の回転エネルギとして回収することが望ましい。このため、駆動輪１６の動力によって生成された潤滑油の運動エネルギを羽根車３０によって回収する。
【００７３】
図５に、車両が発進および停車を繰り返すに際してのフライホイール３６やオルタネータ４０のエネルギ蓄積処理態様を例示する。図示されるように、車両の減速時において、クラッチ２０を締結状態とすることで、駆動輪１６の回転エネルギを動力分割機構２４を介してオルタネータ４０およびフライホイール３６に伝達させる。この処理は、リングギアＲの回転速度がゼロとなるまで行なわれる。なお、リングギアＲが逆回転する場合であっても動力分割機構２４の動力をオルタネータ４０に伝達させることは可能であるが、この場合にはオルタネータ４０が力行側となるため、本実施形態では、オルタネータ４０から動力分割機構２４へのトルクの付与も停止される。なお、図５では、クラッチ２０の解除タイミングを駆動輪１６の回転速度がゼロとなるタイミングとする例を示したが、これは、クラッチ２０の解除によって駆動輪１６にショックが伝達される事態を回避することを狙ったものである。
【００７４】
図６に、オイルポンプ４４をリングギアＲに機械的に連結したことの効果を示す。詳しくは、リングギアＲに付与されるトルクのうちのオルタネータ４０によるもの以外の最大トルクと燃料消費率の改善効果との関係を示す。図示されるように、リングギアＲに加えることのできるトルクが大きくなるほど燃料消費率の改善効果が大きくなる。このため、オイルポンプ４４をリングギアＲに機械的に連結することで、量的に明確な効果を奏することができる。
【００７５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７６】
（１）動力分割機構２４のリングギアＲに、オイルポンプ４４の従動軸を機械的に連結した。これにより、回生運転時において、キャリアＣからサンギアＳを介してフライホイール３６に伝達される動力を大きくすることができる。特にオイルポンプ４４は、リングギアＲに加えることのできるトルクを増大させることによる体格の増大がロック機構２２，２６よりも小さいため、本システムの小型化にも寄与する。さらに、オイルポンプ４４は、正回転時には、ロータ４４ｂとハウジング４４ａとの摩擦による磨耗が小さいため、メンテナンスの要求も生じにくい。
【００７７】
（２）オイルポンプ４４の吐出圧を調節する電子制御式の圧力制御弁４６を備えた。これにより、オイルポンプ４４がリングギアＲに加えるトルクを制御することができ、ひいては、キャリアＣからサンギアＳを介してフライホイール３６に伝達される動力を制御することができる。
【００７８】
（３）オイルポンプ４４の潤滑油の供給対象を、増速歯車３２とした。これにより、オイルポンプ４４に供給される動力を、潤滑油の供給を必要とする増速歯車３２への潤滑油の供給のために有効利用することができる。
【００７９】
（４）フライホイール３６に羽根車３０を機械的に連結させた。これにより、オイルポンプ４４から供給される潤滑油の有する運動エネルギをフライホイール３６の回転エネルギとして有効利用することができる。
【００８０】
（５）エジェクタ４８をハウジング３４に連通した。これにより、ハウジング３４内においてフライホイール３６の回転が周囲の気体によって妨げられることを好適に抑制することができる。
【００８１】
（６）ハウジング３４とエジェクタ４８との間に、ハウジング３４側の圧力の方がエジェクタ４８側の圧力よりも低い場合に閉弁する逆止弁４９を備えた。これにより、ハウジング３４内の圧力がエジェクタ４８側の圧力よりも低くなる場合に、エジェクタ４８側からハウジング３４側に気体が流入する事態を好適に回避することができる。
【００８２】
（７）オイルポンプ４４とリングギアＲとの間に、ワンウェイクラッチ４２を備えた。これにより、オイルポンプ４４が逆回転することを回避することができ、ひいてはオイルポンプ４４の消耗を抑制することができる。
【００８３】
（８）リングギアＲにオルタネータ４０を機械的に連結した。これにより、リングギアＲに機械的に連結される部材をオイルポンプ４４単独とする場合と比較して、駆動輪１６から動力分割機構２４を介してフライホイール３６に伝達される動力を増大させることができる。
【００８４】
（９）キャリアＣと駆動輪１６との間の動力の伝達および遮断を切り替えるクラッチ２０と、キャリアＣに制動力を付与するロック機構２２とを備えた。これにより、クラッチ２０を解除状態とした場合であっても、ロック機構２２によってキャリアＣにトルクを付与することで、フライホイール３６の回転エネルギを動力分割機構２４を介してオルタネータ４０に伝達することができる。
【００８５】
（１０）クラッチ１１を設けた。これにより、エンジン１０による負荷トルクが駆動輪１６に付与される事態を回避することも可能となるため、駆動輪１６に制動力を付与する際に駆動輪１６から取り出されるエネルギを十分に有効利用することができる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８６】
図７に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図７において、先の図１に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００８７】
図示されるように、本実施形態では、動力分割機構２４のリングギアＲに、車載空調装置（エアコン６０）に搭載されるコンプレッサ６２の従動軸が機械的に連結されている。また、フライホイール３６を収容するハウジング３４は、エンジン１０の吸気通路５４に連通されている。また、ハウジング３４は、ブレーキブースタ用バキュームポンプ５６によって減圧されるようになっている。ブレーキブースタ用バキュームポンプ５６は、たとえばエンジン１０のカム軸等からエンジン１０の動力が付与されることで駆動される機関駆動式の真空ポンプである。
【００８８】
以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の上記各効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。
【００８９】
（１１）リングギアＲにコンプレッサ６２の従動軸を機械的に連結した。これにより、リングギアＲに付与可能なトルクをさらに大きくすることができるため、回生運転時において、駆動輪１６から動力分割機構２４を介してフライホイール３６に伝達可能な動力をいっそう大きくすることができる。また、駆動輪１６の動力等を、機械的なエネルギのままコンプレッサ６２によって利用可能なため、エネルギ利用効率が向上する。
【００９０】
（１２）フライホイール３６が収容されるハウジング３４とエンジン１０の吸気通路５４とを連通させた。これにより、ハウジング３４内の圧力を好適に低下させることができる。
【００９１】
（１３）ブレーキブースタ用バキュームポンプ５６にハウジング３４を連通させた。これにより、ハウジング３４内の圧力をいっそう好適に低下させることができる。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９２】
図８に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図８において、先の図１に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００９３】
図示されるように、本実施形態では、オルタネータ４０をサンギアＳに機械的に連結させた。これにより、フライホイール３６の回転エネルギをオルタネータ４０によって電気エネルギに変換するに際して、動力分割機構２４を介在させる必要が生じない。
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９４】
図９に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図９において、先の図１に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００９５】
図示されるように、本実施形態では、オルタネータ４０をリングギアＲに機械的に連結させて且つ、サンギアＳにさらに、モータジェネレータ６０を機械的に連結させた。これにより、補機バッテリが満充電に近い状況であっても、オルタネータ４０によって発電制御を行い、その発電電力によってモータジェネレータ６０を駆動することで、フライホイール３６へのエネルギ充填速度を向上させることができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９６】
「オイルポンプについて」
オイルポンプによる潤滑油の供給対象としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば変速装置１２やエンジン１０を含めてもよい。もっとも、上記各実施形態において例示した供給対象を除き、変速装置１２やエンジン１０のみを供給対象とすることも可能である。
【００９７】
オイルポンプとしては、トロコイダルポンプに限らない。また、吐出圧や吐出量を電子制御可能なものでなくても、オイルポンプを動力分割機構２４に機械的に連結することで、動力分割機構２４を介した動力伝達量を増大させることはできる。
【００９８】
「一方向伝達機構について」
出力側に対する入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構としては、ワンウェイクラッチに限らず、ワンウェイベアリング等であってもよい。
【００９９】
「動力分割機構との機械的な連結態様について」
たとえばサンギアＳにオルタネータ４０を機械的に連結して且つ、リングギアＲにフライホイール３６を機械的に連結してもよい。またたとえば、サンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲのそれぞれに、駆動輪１６、オルタネータ４０およびフライホイール３６を機械的に連結してもよい。
【０１００】
「動力分割機構について」
動力分割機構としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえばダブル遊星ギアタイプのものであってもよい。また、３つの回転体のみからなるものに限らず、たとえば一対の遊星歯車機構のそれぞれの３つの回転体のうちの２つずつを互いに機械的に連結することで、互いに相違した回転速度となりうる回転体を４つ備えるものとしてもよい。
【０１０１】
また、遊星歯車機構を備えるものに限らず、たとえばデフギアを備えるものであってもよい。
【０１０２】
さらに、動力分割機構を構成する回転体のトルク同士に比例関係があるものに限らず、フライホイールに機械的に連結される回転体とオイルポンプに機械的に連結される回転体とのそれぞれのトルク同士（または動力同士）の間に正の相関があるものであれば、オイルポンプを用いて動力伝達量を増大させるという上記実施形態同様の技術的意義を有する。
【０１０３】
「車載補機について」
車載補機としては、エアコン６０のコンプレッサ６２に限らず、たとえばウォーターポンプであってもよい。
【０１０４】
「発電機について」
発電機としては、オルタネータ４０に限らず、電動機としても機能するモータジェネレータであってもよい。
【０１０５】
「真空ポンプについて」
真空ポンプとしては、ブレーキブースタ用バキュームポンプに限らず、ハウジング３４を減圧する専用のポンプであってもよい。
【０１０６】
「そのほか」
・上記第４の実施形態において、オイルポンプ４４を備えなくても、モータジェネレータ６０を備えることで、オルタネータ４０によってリングギアＲに確実に負荷トルクを付与することはできる。
【０１０７】
・上記第４の実施形態において、モータジェネレータ６０を電動機（発電機として機能しない回転機）としてもよい。
【０１０８】
・上記各実施形態において、羽根車３０を削除しても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１０９】
・上記各実施形態において、増速歯車３２を備えなくても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１０】
・上記各実施形態において、オイルポンプ４４の動力を利用してハウジング３４内の気体を吸引しなくても、上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１１】
・上記各実施形態において、クラッチ２８を削除したり、クラッチ２８およびロック機構２６を削除しても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１２】
・上記各実施形態において、クラッチ２０を削除したり、クラッチ２０およびロック機構２２を削除しても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１３】
・上記第３の実施形態において、サンギアＳおよびオルタネータ４０間に、クラッチを設けてもよい。また、これに限らず、オルタネータ４０側である出力側に対するサンギアＳ側である入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構を備えてもよい。
【０１１４】
・車両としては、車載主機として内燃機関のみを搭載するものに限らない。たとえば先の図１に示した構成において、クラッチ２０および変速装置１２間にモータジェネレータを備えるパラレルハイブリッド車であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１０…エンジン、１６…駆動輪、２４…動力分割機構、３６…フライホイール、４４…オイルポンプ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、駆動輪に連結された変速装置および内燃機関間の回転軸の動力と、フライホイールの動力と、発電機の動力とが遊星歯車機構によって分割されるものも提案されている。これによれば、駆動輪の回転力を変速装置を介してフライホイールや発電機に蓄えることができる。
【０００３】
ただし、遊星歯車機構は、各回転体に加わるトルクの間に比例関係がある。このため、バッテリがフル充電状態に近かったり電気負荷が小さい場合等には、発電機に機械的に連結される回転体に加わるトルクが小さくなり、ひいては遊星歯車機構を介した動力の伝達を十分に行うことができなくなる。このため、こうした状況にあっては、たとえ回生時であってもフライホイールへのエネルギの蓄積を十分に行うことができなくなるおそれがある。そこで上記装置では、発電機に機械的に連結される回転体にブレーキによって制動力を付与可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０１０８１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記遊星歯車機構を介した動力の伝達量を大きくするためには、ブレーキに要求される制動力も自ずと大きいものとなる。そしてこれは、ブレーキの体格や重量の増大につながる。またブレーキはメンテナンスの要求が生じやすいというデメリットもある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する新たな車両用動力分割装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１記載の発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、車両内において潤滑油を供給するオイルポンプをさらに備え、前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、前記第３の回転体に、前記オイルポンプの従動軸を機械的に連結したことを特徴とする。
【０００９】
上記発明では、第１の回転体の動力をフライホイールに伝達させる際に伝達可能な量が第３の回転体の動力によって制限される。上記発明では、この点に鑑み、第３の回転体にオイルポンプの従動軸を機械的に連結させることで、第３の回転体の動力の絶対値を確保することができ、ひいては第１の回転体を介してフライホイールに伝達される動力を大きくすることができる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記オイルポンプは、吐出量および吐出圧の少なくとも一方を電子制御可能なものであることを特徴とする。
【００１１】
上記発明では、オイルポンプの吐出量や吐出圧を電子制御することで、第３の回転体およびオイルポンプ間の動力を制御することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記オイルポンプは、前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体に前記潤滑油を供給することを特徴とする。
【００１３】
上記発明では、オイルポンプに供給される動力を上記潤滑油の供給のために有効利用することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体は、羽根車を備える回転体を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記発明では、オイルポンプから供給される潤滑油の有する運動エネルギをフライホイールの回転エネルギとして有効利用することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記フライホイールの周囲を覆うハウジングと、前記オイルポンプの吐出口が設けられたエジェクタとを備え、前記エジェクタは、前記ハウジングに連通されていることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、エジェクタから潤滑油が流出するに際し、ハウジング内の気体がエジェクタ側に吸引される。このため、ハウジング内においてフライホイールの回転が周囲の気体によって妨げられることを好適に抑制することができる。
【００１８】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記ハウジングと前記エジェクタとの間に、前記ハウジング側の圧力の方が前記エジェクタ側の圧力よりも低い場合に閉弁する逆止弁を備えることを特徴とする。
【００１９】
ハウジング内の圧力が低下し、エジェクタ側の圧力よりも低くなることでエジェクタ側からハウジング側に気体が流入する場合、ハウジング内の低圧化が妨げられることとなる。この点、上記発明では、逆止弁を備えることでこうした事態を回避することができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、前記フライホイールの周囲を覆うハウジングを備え、前記車両は、内燃機関を搭載し、前記ハウジングは内燃機関の吸気通路と連通していることを特徴とする。
【００２１】
上記発明では、内燃機関の吸気通路の圧力がハウジング内の圧力よりも低い間は、ハウジング内の気体が吸気通路へと吸引されるため、ハウジング内の圧力を低下させることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明において、前記オイルポンプと前記第３の回転体との間には、前記オイルポンプ側である出力側に対する前記第３の回転体側である入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
上記発明では、オイルポンプの回転方向を一方向とすることができるため、オイルポンプが逆回転によって消耗しやすい場合であっても、消耗を抑制することができる。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００２５】
上記発明では、動力分割機構による動力伝達量の制限を受けることなく、フライホイールの回転エネルギを発電機によって電気エネルギに変換することができる。
【００２６】
請求項１０記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の発明において、前記第３の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００２７】
上記発明では、第３の回転体に発電機を機械的に連結することで、第３の回転体に加えることが可能な動力の絶対値を、オイルポンプ単独の場合よりも大きくすることができ、ひいては第１の回転体を介した第２の回転体からフライホイールへの動力の伝達量を増大させることができる。
【００２８】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであり、前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段と、前記第２の回転体に制動力を付与する制動手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２９】
上記発明では、動力伝達規制手段によって駆動輪と第２の回転体との間の動力の伝達を遮断することができる。ただしこの場合、第２の回転体に加わるトルクがゼロとなると、動力分割機構を介した動力の伝達ができなくなるため、フライホイールの回転エネルギを発電機に伝達することができなくなる。この点、上記発明では、制動手段を備えることで、こうした場合であっても第２の回転体にトルクを付与することができ、ひいては動力分割機構を介した動力の伝達を可能とする。
【００３０】
請求項１２記載の発明は、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の発明において、前記第３の回転体には、前記オイルポンプに加えて、前記発電機以外の車載補機がさらに機械的に連結されていることを特徴とする。
【００３１】
上記発明では、第３の回転体に加える動力の絶対値をさらに大きくすることができるため、第１の回転体を介した第２の回転体からフライホイールへの動力の伝達量をさらに大きくすることができる。また、上記車載補機が回転エネルギを機械的なエネルギのまま利用するものである場合、エネルギの変換ロスを抑制することができることから、車載補機の駆動に際してのエネルギ利用効率を高めることもできる。
【００３２】
請求項１３記載の発明は、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００３３】
上記発明では、発電機による発電電力を蓄電手段に十分に蓄えることができない状況等においても、回転機によって発電電力を消費することができるため、第３の回転体に十分な負荷トルクを付与することができる。そして、消費された発電電力を、フライホイールの回転エネルギとして蓄えることができる。
【００３４】
請求項１４記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発明において、前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３５】
上記発明では、動力伝達規制手段によって駆動輪側と動力分割機構側との間の動力の伝達を遮断可能であるため、駆動輪の駆動に際して動力分割機構側から負荷トルクが加わる事態を回避することなどができる。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の発明において、前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、前記第２の回転体と前記内燃機関との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３７】
請求項１６記載の発明は、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の発明において、前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、前記内燃機関と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする。
【００３８】
上記発明では、内燃機関の負荷トルクが駆動輪に加わることを回避することも可能となる。
【００３９】
請求項１７記載の発明は、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の発明において、前記フライホイールの周囲を覆うハウジングをさらに備え、前記ハウジングには、真空ポンプが接続されていることを特徴とする。
【００４０】
上記発明では、ハウジング内の気体を好適に低減することができるため、フライホイールの回転エネルギが、気体の運動エネルギに変換される事態を好適に抑制することができる。
【００４１】
請求項１８記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の発明において、前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであることを特徴とする。
【００４２】
請求項１９記載の発明は、回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、前記第３の回転体には、発電機が機械的に連結され、前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする。
【００４３】
上記発明では、発電機による発電電力を蓄電手段に十分に蓄えることができない状況等においても、回転機によって発電電力を消費することができるため、第３の回転体の動力の絶対値を十分に確保することができる（十分な負荷トルクを付与することができる）。そして、消費された発電電力を、フライホイールの回転エネルギとして蓄えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態にかかるシステム構成図。
【図２】同実施形態にかかる動力伝達装置の一部の断面構成を示す断面図。
【図３】同実施形態にかかるエジェクタの構成を示す図。
【図４】同実施形態にかかる動力伝達機構の利用手法を示す図。
【図５】同実施形態にかかる動力伝達態様を示すタイムチャート。
【図６】同実施形態の効果を示す図。
【図７】第２の実施形態にかかるシステム構成図。
【図８】第３の実施形態にかかるシステム構成図。
【図９】第４の実施形態にかかるシステム構成図。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる車両用動力分割装置を車載主機として内燃機関のみを搭載する車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００４６】
図１に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。
【００４７】
図示されるように、エンジン１０は、車載主機としての内燃機関である。エンジン１０のクランク軸１０ａは、クラッチ１１や、変速装置１２、ディファレンシャル１４を介して駆動輪１６に機械的に連結されている。ここで、クラッチ１１は、エンジン１０と変速装置１２との間の締結状態および解除状態を切り替えることで、エンジン１０と変速装置１２との間の動力伝達および遮断を切り替える電子制御式の締結手段である。なお、クランク軸１０ａには、これに初期回転を付与する初期回転付与手段（スタータ１８）が設けられている。
【００４８】
クラッチ１１および変速装置１２間には、クラッチ２０およびロック機構２２を介して動力分割機構２４が機械的に連結されている。ここで、動力分割機構２４は、互いに連動して回転する回転体であって且つ、エンジン１０、フライホイール３６およびオルタネータ４０間の動力を分割する複数の動力分割用回転体を備える。詳しくは、動力分割機構２４は、１つの遊星歯車機構によって構成されており、そのサンギアＳにフライホイール３６が機械的に連結され、キャリアＣにエンジン１０が機械的に連結され、リングギアＲにオルタネータ４０が機械的に連結されている。また、ロック機構２２は、動力分割機構２４のキャリアＣの回転を禁止する制動手段である。一方、クラッチ２０は、エンジン１０や駆動輪１６と動力分割機構２４（キャリアＣ）との間の締結状態および解除状態を切り替えることで、エンジン１０や駆動輪１６と動力分割機構２４（キャリアＣ）との間の動力伝達および遮断を切り替える電子制御式の締結手段である。
【００４９】
上記オルタネータ４０は、スタータ１８等の車載補機の電源としての機能や補機バッテリ（図示略）を充電する機能等を有する発電手段である。
【００５０】
一方、上記フライホイール３６は、入力される回転エネルギを運動エネルギのまま蓄えるエネルギ蓄積手段である。フライホイール３６は、サンギアＳと、ロック機構２６、クラッチ２８、羽根車３０および増速歯車３２を介して機械的に連結されている。ここで、ロック機構２６は、フライホイール３６に機械的に連結される回転体（サンギアＳ）の回転を禁止する制動手段である。クラッチ２８は、フライホイール３６と動力分割機構２４（サンギアＳ）との間の締結状態および解除状態を切り替えることで、フライホイール３６と動力分割機構２４（サンギアＳ）との間の動力伝達および遮断を切り替える電子制御式の締結手段である。また、増速歯車３２は、動力分割機構２４側（サンギアＳ側）の回転速度よりもフライホイール３６側の回転速度を大きくするための変速手段である。また、フライホイール３６は、ハウジング３４内に収容されている。
【００５１】
上記動力分割機構２４のリングギアＲには、さらに、ワンウェイクラッチ４２を介してオイルポンプ４４の従動軸が機械的に連結されている。ワンウェイクラッチ４２は、出力側であるオイルポンプ４４側に対する入力側であるリングギアＲ側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達させる一方向伝達機構である。上記オイルポンプ４４の吐出する潤滑油（図中、破線）は、電子制御式の圧力制御弁４６を介してエジェクタ４８に取り込まれる。エジェクタ４８は、その吐出口が羽根車３０や増速歯車に対向しており、また、逆止弁４９を介してハウジング３４に接続されている。ここで、逆止弁４９は、ハウジング３４内の圧力の方がエジェクタ４８側の圧力よりも高い場合に開弁し、そうでないなら閉弁するものである。これにより、エジェクタ４８から潤滑油が吐出されるに際し、フライホイール３６内の気体がエジェクタ４８側に吸引されることとなる。
【００５２】
上記ハウジング３４は、実際には、図２（ａ）に示すように、動力分割機構２４やオイルポンプ４４等を収容する部材と一体的に構成されている。
【００５３】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面である。図示されるように、オイルポンプ４４は、外周がトロコイド曲線を描くロータ４４ｂがハウジング４４ａ内で回転するトロコイドポンプである。トロコイドポンプは、回転方向が規定されており、逆回転をする場合には、ロータ４４ｂの外周とハウジング４４ａの内壁との摩擦力が大きくなり劣化が促進されやすくなる。このため、本実施形態では、オイルポンプ４４の逆回転を回避すべく、上述したようにワンウェイクラッチ４２を備えている。
【００５４】
図２（ｃ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面である。図示されるように、羽根車３０は、円盤状の回転体の外周から複数の羽３０ａが突き出すようにして設けられるものであり、この羽３０ａにエジェクタ４８から流出する潤滑油がぶつかることで、潤滑油の運動エネルギを羽根車３０の回転エネルギに変換する手段である。
【００５５】
図３に、エジェクタ４８の構造を示す。図示されるように、エジェクタ４８は、ノズル部から潤滑油を吐出するに際し、その周囲の気圧を低下させるため、潤滑油の流通方向に直交する方向から気体を吸引する。これにより、混合部において気体と潤滑油とが混合され、デフューザ部において、混合物が拡散しつつ外部へと流出する。
【００５６】
先の図１に示した制御装置５０は、車両を制御対象とする制御装置である。詳しくは、エンジン１０、スタータ１８、クラッチ２０、ロック機構２２、ロック機構２６、クラッチ２８およびオルタネータ４０、圧力制御弁４６等を操作することで、車両の駆動力等を制御する。
【００５７】
図４に、制御装置５０によって実現される動力分割機構２４の３つの回転体（サンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲ）の回転速度の共線図を、エンジン１０の回転速度とともに示す。なお、矢印は、トルクの向きを示すものである。トルクの向きは、回転速度と同様、図中上側を正としており、これにより、動力分割機構２４に動力が入力される場合の動力の符号を正と定義している。以下、図２（ａ）〜図２（ｆ）の順に説明していく。
【００５８】
図２（ａ）：車両の停止時
車両停止時であってフライホイール３６に回転エネルギが十分ある場合（i）には、この回転エネルギをオルタネータ４０によって電気エネルギに変換して補機バッテリに入力させる。この際、エンジン１０は、停止状態とされており、先の図１に示したクラッチ２０は遮断状態である。このため、ロック機構２２によってキャリアＣの回転を禁止している。これは、キャリアＣにトルクを付与するための処理である。すなわち、遊星歯車機構のサンギアＳのトルクＴｓ、キャリアＣのトルクＴｃおよびリングギアＲのトルクＴｒの関係は、リングギアＲの歯数Ｚｒに対するサンギアＳの歯数Ｚｓの比ρ（Ｚｓ／Ｚｒ）を用いて、以下の式（ｃ１）、（ｃ２）にて表現される。
【００５９】
Ｔｒ＝−Ｔｃ／（１＋ρ） …（ｃ１）
Ｔｓ＝−ρＴｃ／（１＋ρ） …（ｃ２）
このため、ロック機構２２をロックしない場合には、キャリアＣのトルクＴｃがゼロとなることから、リングギアＲおよびサンギアＳにトルクが付与されない。そしてこの場合には、リングギアＲおよびサンギアＳ間で動力を伝達することができなくなる。これに対し、ロック機構２２によってキャリアＣをロックすることで、オルタネータ４０がリングギアＲに付与するトルクによってフライホイール３６からオルタネータ４０へと伝達される動力を制御することができる。ちなみに、サンギアＳ，キャリアＣおよびリングギアＲの回転速度は一直線上に並ぶため、キャリアＣの回転速度をゼロに固定する場合、フライホイール３６（サンギアＳ）の回転速度によってオルタネータ４０（リングギアＲ）の回転速度が一義的に定まる。
【００６０】
一方、車両の停止時であってフライホイール３６の回転速度がゼロである場合（ii）には、動力分割機構２４の３つの回転体は、すべて停止状態となる。
【００６１】
図４（ｂ）：エンジン１０の始動時
エンジン１０の始動に際してフライホイール３６の回転エネルギが十分である場合（i）には、スタータ１８を用いることなく、フライホイール３６の回転エネルギを利用してエンジン１０のクランク軸１０ａに初期回転を付与することができる。この際オルタネータ４０を発電制御する。これは、上記の式（ｃ１）、（ｃ２）の関係より、動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とするための処理である。
【００６２】
これに対し、エンジン１０の始動に際してフライホイール３６の回転エネルギが不十分である場合（ii）には、スタータ１８によってエンジン１０を始動させる。この際、オルタネータ４０による発電は行なわない。このため、動力分割機構２４を介した動力伝達はなされない。なお、この際、クラッチ２８を解除状態として且つロック機構２６によってサンギアＳをロックする。これは、クラッチ２８を締結する際にその入力側と出力側との回転速度の相違が大きくなることを回避するためのものである。なお、クラッチ２８を締結状態として且つロック機構２６を解除状態としてもよい。
【００６３】
図４（ｃ）：発進・軽負荷走行時
フライホイール３６に回転エネルギが十分にある場合（i）、エンジン１０を使用せずフライホイール３６の回転エネルギを利用して走行することもできる。この際、オルタネータ４０の発電制御を行なうことでリングギアＲにトルクが付与されることから、動力分割機構２４を介した動力伝達が可能となる。もっとも、フライホイール３６に回転エネルギが十分にある場合であっても、フライホイール３６の回転エネルギを走行に利用することなくオルタネータ４０による発電にのみ利用してもよい。
【００６４】
これに対し、フライホイール３６の回転エネルギが不十分である場合（ii）には、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ４０の発電制御を行いつつ、エンジン１０の駆動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、エンジン１０の回転エネルギがフライホイール３６に供給されない状態で動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とし、ひいてはオルタネータ４０の発電制御を可能とするための設定である。これに対し、ロック機構２６を用いない場合には、エンジン１０の回転エネルギの一部がフライホイール３６に供給されることとなる。
【００６５】
図４（ｄ）：定常走行時
フライホイール３６に回転エネルギを蓄える場合（i）、エンジン１０を駆動する。この際、オルタネータ４０を発電制御してもよい。
【００６６】
これに対し、フライホイール３６へのエネルギの蓄積およびフライホイール３６からのエネルギの放出のいずれも行なわない場合（ii）、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ４０の発電制御を行いつつ、エンジン１０の駆動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、エンジン１０の動力がフライホイール３６に供給されない状態で動力分割機構２４を介した動力伝達を可能とし、ひいてはオルタネータ４０の発電制御を可能とするための設定である。
【００６７】
また、エンジン１０の駆動力によって車両を走行させた状態でフライホイール３６のエネルギをオルタネータ４０によって電気エネルギに変換する場合（iii）、ロック機構２２によってキャリアＣをロックしつつオルタネータ４０による発電制御を行なう。この際、クラッチ２０を解除状態とすることで、エンジン１０側と動力分割機構２４側との動力伝達を遮断する。ここで、ロック機構２２によってキャリアＣをロックするのは、フライホイール３６の回転エネルギを動力分割機構２４を介してオルタネータ４０に伝達可能とするための設定である。
【００６８】
図４（ｅ）：加速時
エンジン１０の動力に加えてフライホイール３６の動力を利用する場合（i）、クラッチ２０，２８の双方を締結状態とする。なお、この際、フライホイール３６から駆動輪１６への動力の伝達量を増加させる上では、オルタネータ４０の発電制御を行なってもよい。
【００６９】
これに対し、フライホイール３６の動力を利用しない場合（ii）、上記ロック機構２６によってサンギアＳをロックして且つオルタネータ４０の発電制御を行いつつ、エンジン１０の動力で走行する。ここで、ロック機構２６を用いるのは、動力分割機構２４を介した動力の伝達を可能とするための設定である。このため、オルタネータ４０の発電制御を停止する場合には、ロック機構２６によるロック制御を行なわなくてもよい。
【００７０】
図４（ｆ）：回生時
この場合、エンジン１０を停止させ、オルタネータ４０の発電制御を行なう。これにより、キャリアＣに入力された動力は、サンギアＳおよびリングギアＲのそれぞれからフライホイール３６およびオルタネータ４０のそれぞれに出力される。ちなみに、この際、エンジン１０による負荷トルクが不要である場合には、クラッチ１１を解除状態とすることが望ましい。
【００７１】
このように本実施形態によれば、車両の減速回生運転時において、フライホイール３６に回転エネルギを蓄えることができるため、エネルギの利用効率を向上させることができる。しかも、オイルポンプ４４を動力分割機構２４のリングギアＲに機械的に連結することで、フライホイール３６への動力の供給量を増大させることができる。すなわち、オルタネータ４０による発電量は、補機バッテリのＳＯＣ等によって制約を受けるため、回生運転時であってもオルタネータ４０のトルクを大きくすることができるとは限らない。このため、リングギアＲにオルタネータ４０のみを機械的に連結する場合には、回生運転時において駆動輪１６側からフライホイール３６への動力の伝達量がオルタネータ４０のトルクによって制限される。これに対し、本実施形態では、リングギアＲにオイルポンプ４４を機械的に連結することで、リングギアＲにオイルポンプ４４のトルクを付与することができ、ひいては駆動輪１６側からフライホイール３６への動力の伝達量を増大させることができる。
【００７２】
ここで、オイルポンプ４４とリングギアＲとの間には、ワンウェイクラッチ４２が設けられているため、リングギアＲの逆回転時においては、オイルポンプ４４には動力が伝達されない。しかし先の図４（ｆ）に示されるように、回生運転時においては、リングギアＲが逆回転しない設定とされている。このため、動力分割機構２４を介した動力の伝達量を増大させる必要がある回生運転時においては、オイルポンプ４４の負荷トルクを動力分割機構２４に付与することができる。しかも、回生運転時においては、オイルポンプ４４のオイルを増速歯車３２や羽根車３０に供給することが最も望まれる状況となる。すなわち、回生運転時においては、動力分割機構２４側とフライホイール３６との間の動力伝達量が大きくなるため、増速歯車３２に加わるトルクが最も大きくなる。このため、増速歯車３２を構成するギア同士の係合部に潤滑油を供給することが最も望まれる期間となる。また、回生運転時においては駆動輪１６からの動力をフライホイール３６に極力蓄えることが望ましいため、オイルポンプ４４の駆動によって消費された駆動輪１６側のエネルギについても可能ならフライホイール３６の回転エネルギとして回収することが望ましい。このため、駆動輪１６の動力によって生成された潤滑油の運動エネルギを羽根車３０によって回収する。
【００７３】
図５に、車両が発進および停車を繰り返すに際してのフライホイール３６やオルタネータ４０のエネルギ蓄積処理態様を例示する。図示されるように、車両の減速時において、クラッチ２０を締結状態とすることで、駆動輪１６の回転エネルギを動力分割機構２４を介してオルタネータ４０およびフライホイール３６に伝達させる。この処理は、リングギアＲの回転速度がゼロとなるまで行なわれる。なお、リングギアＲが逆回転する場合であっても動力分割機構２４の動力をオルタネータ４０に伝達させることは可能であるが、この場合にはオルタネータ４０が力行側となるため、本実施形態では、オルタネータ４０から動力分割機構２４へのトルクの付与も停止される。なお、図５では、クラッチ２０の解除タイミングを駆動輪１６の回転速度がゼロとなるタイミングとする例を示したが、これは、クラッチ２０の解除によって駆動輪１６にショックが伝達される事態を回避することを狙ったものである。
【００７４】
図６に、オイルポンプ４４をリングギアＲに機械的に連結したことの効果を示す。詳しくは、リングギアＲに付与されるトルクのうちのオルタネータ４０によるもの以外の最大トルクと燃料消費率の改善効果との関係を示す。図示されるように、リングギアＲに加えることのできるトルクが大きくなるほど燃料消費率の改善効果が大きくなる。このため、オイルポンプ４４をリングギアＲに機械的に連結することで、量的に明確な効果を奏することができる。
【００７５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７６】
（１）動力分割機構２４のリングギアＲに、オイルポンプ４４の従動軸を機械的に連結した。これにより、回生運転時において、キャリアＣからサンギアＳを介してフライホイール３６に伝達される動力を大きくすることができる。特にオイルポンプ４４は、リングギアＲに加えることのできるトルクを増大させることによる体格の増大がロック機構２２，２６よりも小さいため、本システムの小型化にも寄与する。さらに、オイルポンプ４４は、正回転時には、ロータ４４ｂとハウジング４４ａとの摩擦による磨耗が小さいため、メンテナンスの要求も生じにくい。
【００７７】
（２）オイルポンプ４４の吐出圧を調節する電子制御式の圧力制御弁４６を備えた。これにより、オイルポンプ４４がリングギアＲに加えるトルクを制御することができ、ひいては、キャリアＣからサンギアＳを介してフライホイール３６に伝達される動力を制御することができる。
【００７８】
（３）オイルポンプ４４の潤滑油の供給対象を、増速歯車３２とした。これにより、オイルポンプ４４に供給される動力を、潤滑油の供給を必要とする増速歯車３２への潤滑油の供給のために有効利用することができる。
【００７９】
（４）フライホイール３６に羽根車３０を機械的に連結させた。これにより、オイルポンプ４４から供給される潤滑油の有する運動エネルギをフライホイール３６の回転エネルギとして有効利用することができる。
【００８０】
（５）エジェクタ４８をハウジング３４に連通した。これにより、ハウジング３４内においてフライホイール３６の回転が周囲の気体によって妨げられることを好適に抑制することができる。
【００８１】
（６）ハウジング３４とエジェクタ４８との間に、ハウジング３４側の圧力の方がエジェクタ４８側の圧力よりも低い場合に閉弁する逆止弁４９を備えた。これにより、ハウジング３４内の圧力がエジェクタ４８側の圧力よりも低くなる場合に、エジェクタ４８側からハウジング３４側に気体が流入する事態を好適に回避することができる。
【００８２】
（７）オイルポンプ４４とリングギアＲとの間に、ワンウェイクラッチ４２を備えた。これにより、オイルポンプ４４が逆回転することを回避することができ、ひいてはオイルポンプ４４の消耗を抑制することができる。
【００８３】
（８）リングギアＲにオルタネータ４０を機械的に連結した。これにより、リングギアＲに機械的に連結される部材をオイルポンプ４４単独とする場合と比較して、駆動輪１６から動力分割機構２４を介してフライホイール３６に伝達される動力を増大させることができる。
【００８４】
（９）キャリアＣと駆動輪１６との間の動力の伝達および遮断を切り替えるクラッチ２０と、キャリアＣに制動力を付与するロック機構２２とを備えた。これにより、クラッチ２０を解除状態とした場合であっても、ロック機構２２によってキャリアＣにトルクを付与することで、フライホイール３６の回転エネルギを動力分割機構２４を介してオルタネータ４０に伝達することができる。
【００８５】
（１０）クラッチ１１を設けた。これにより、エンジン１０による負荷トルクが駆動輪１６に付与される事態を回避することも可能となるため、駆動輪１６に制動力を付与する際に駆動輪１６から取り出されるエネルギを十分に有効利用することができる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８６】
図７に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図７において、先の図１に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００８７】
図示されるように、本実施形態では、動力分割機構２４のリングギアＲに、車載空調装置（エアコン６０）に搭載されるコンプレッサ６２の従動軸が機械的に連結されている。また、フライホイール３６を収容するハウジング３４は、エンジン１０の吸気通路５４に連通されている。また、ハウジング３４は、ブレーキブースタ用バキュームポンプ５６によって減圧されるようになっている。ブレーキブースタ用バキュームポンプ５６は、たとえばエンジン１０のカム軸等からエンジン１０の動力が付与されることで駆動される機関駆動式の真空ポンプである。
【００８８】
以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の上記各効果に加えて、さらに以下の効果が得られるようになる。
【００８９】
（１１）リングギアＲにコンプレッサ６２の従動軸を機械的に連結した。これにより、リングギアＲに付与可能なトルクをさらに大きくすることができるため、回生運転時において、駆動輪１６から動力分割機構２４を介してフライホイール３６に伝達可能な動力をいっそう大きくすることができる。また、駆動輪１６の動力等を、機械的なエネルギのままコンプレッサ６２によって利用可能なため、エネルギ利用効率が向上する。
【００９０】
（１２）フライホイール３６が収容されるハウジング３４とエンジン１０の吸気通路５４とを連通させた。これにより、ハウジング３４内の圧力を好適に低下させることができる。
【００９１】
（１３）ブレーキブースタ用バキュームポンプ５６にハウジング３４を連通させた。これにより、ハウジング３４内の圧力をいっそう好適に低下させることができる。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９２】
図８に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図８において、先の図１に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００９３】
図示されるように、本実施形態では、オルタネータ４０をサンギアＳに機械的に連結させた。これにより、フライホイール３６の回転エネルギをオルタネータ４０によって電気エネルギに変換するに際して、動力分割機構２４を介在させる必要が生じない。
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９４】
図９に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図９において、先の図１に示した部材と対応する部材については、便宜上同一の符号を付している。
【００９５】
図示されるように、本実施形態では、オルタネータ４０をリングギアＲに機械的に連結させて且つ、サンギアＳにさらに、モータジェネレータ６０を機械的に連結させた。これにより、補機バッテリが満充電に近い状況であっても、オルタネータ４０によって発電制御を行い、その発電電力によってモータジェネレータ６０を駆動することで、フライホイール３６へのエネルギ充填速度を向上させることができる。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００９６】
「オイルポンプについて」
オイルポンプによる潤滑油の供給対象としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえば変速装置１２やエンジン１０を含めてもよい。もっとも、上記各実施形態において例示した供給対象を除き、変速装置１２やエンジン１０のみを供給対象とすることも可能である。
【００９７】
オイルポンプとしては、トロコイダルポンプに限らない。また、吐出圧や吐出量を電子制御可能なものでなくても、オイルポンプを動力分割機構２４に機械的に連結することで、動力分割機構２４を介した動力伝達量を増大させることはできる。
【００９８】
「一方向伝達機構について」
出力側に対する入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構としては、ワンウェイクラッチに限らず、ワンウェイベアリング等であってもよい。
【００９９】
「動力分割機構との機械的な連結態様について」
たとえばサンギアＳにオルタネータ４０を機械的に連結して且つ、リングギアＲにフライホイール３６を機械的に連結してもよい。またたとえば、サンギアＳ、キャリアＣおよびリングギアＲのそれぞれに、駆動輪１６、オルタネータ４０およびフライホイール３６を機械的に連結してもよい。
【０１００】
「動力分割機構について」
動力分割機構としては、上記実施形態において例示したものに限らない。たとえばダブル遊星ギアタイプのものであってもよい。また、３つの回転体のみからなるものに限らず、たとえば一対の遊星歯車機構のそれぞれの３つの回転体のうちの２つずつを互いに機械的に連結することで、互いに相違した回転速度となりうる回転体を４つ備えるものとしてもよい。
【０１０１】
また、遊星歯車機構を備えるものに限らず、たとえばデフギアを備えるものであってもよい。
【０１０２】
さらに、動力分割機構を構成する回転体のトルク同士に比例関係があるものに限らず、フライホイールに機械的に連結される回転体とオイルポンプに機械的に連結される回転体とのそれぞれのトルク同士（または動力同士）の間に正の相関があるものであれば、オイルポンプを用いて動力伝達量を増大させるという上記実施形態同様の技術的意義を有する。
【０１０３】
「車載補機について」
車載補機としては、エアコン６０のコンプレッサ６２に限らず、たとえばウォーターポンプであってもよい。
【０１０４】
「発電機について」
発電機としては、オルタネータ４０に限らず、電動機としても機能するモータジェネレータであってもよい。
【０１０５】
「真空ポンプについて」
真空ポンプとしては、ブレーキブースタ用バキュームポンプに限らず、ハウジング３４を減圧する専用のポンプであってもよい。
【０１０６】
「そのほか」
・上記第４の実施形態において、オイルポンプ４４を備えなくても、モータジェネレータ６０を備えることで、オルタネータ４０によってリングギアＲに確実に負荷トルクを付与することはできる。
【０１０７】
・上記第４の実施形態において、モータジェネレータ６０を電動機（発電機として機能しない回転機）としてもよい。
【０１０８】
・上記各実施形態において、羽根車３０を削除しても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１０９】
・上記各実施形態において、増速歯車３２を備えなくても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１０】
・上記各実施形態において、オイルポンプ４４の動力を利用してハウジング３４内の気体を吸引しなくても、上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１１】
・上記各実施形態において、クラッチ２８を削除したり、クラッチ２８およびロック機構２６を削除しても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１２】
・上記各実施形態において、クラッチ２０を削除したり、クラッチ２０およびロック機構２２を削除しても上記第１の実施形態の上記（１）等の効果を得ることはできる。
【０１１３】
・上記第３の実施形態において、サンギアＳおよびオルタネータ４０間に、クラッチを設けてもよい。また、これに限らず、オルタネータ４０側である出力側に対するサンギアＳ側である入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構を備えてもよい。
【０１１４】
・車両としては、車載主機として内燃機関のみを搭載するものに限らない。たとえば先の図１に示した構成において、クラッチ２０および変速装置１２間にモータジェネレータを備えるパラレルハイブリッド車であってもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１０…エンジン、１６…駆動輪、２４…動力分割機構、３６…フライホイール、４４…オイルポンプ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、
車両内において潤滑油を供給するオイルポンプをさらに備え、
前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、
前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、
前記第３の回転体に、前記オイルポンプの従動軸を機械的に連結したことを特徴とする車両用動力分割装置。
【請求項２】
前記オイルポンプは、吐出量および吐出圧の少なくとも一方を電子制御可能なものであることを特徴とする請求項１記載の車両用動力分割装置。
【請求項３】
前記オイルポンプは、前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体に前記潤滑油を供給することを特徴とする請求項１または２記載の車両用動力分割装置。
【請求項４】
前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体は、羽根車を備える回転体を含むことを特徴とする請求項３記載の車両用動力分割装置。
【請求項５】
前記フライホイールの周囲を覆うハウジングと、
前記オイルポンプの吐出口が設けられたエジェクタとを備え、
前記エジェクタは、前記ハウジングに連通されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項６】
前記ハウジングと前記エジェクタとの間に、前記ハウジング側の圧力の方が前記エジェクタ側の圧力よりも低い場合に閉弁する逆止弁を備えることを特徴とする請求項５記載の車両用動力分割装置。
【請求項７】
前記フライホイールの周囲を覆うハウジングを備え、
前記車両は、内燃機関を搭載し、
前記ハウジングは内燃機関の吸気通路と連通していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項８】
前記オイルポンプと前記第３の回転体との間には、前記オイルポンプ側である出力側に対する前記第３の回転体側である入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項９】
前記第１の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１０】
前記第３の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１１】
前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであり、
前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段と、
前記第２の回転体に制動力を付与する制動手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の車両用動力分割装置。
【請求項１２】
前記第３の回転体には、前記オイルポンプに加えて、前記発電機以外の車載補機がさらに機械的に連結されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１３】
前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１４】
前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１５】
前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、
前記第２の回転体と前記内燃機関との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１６】
前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、
前記内燃機関と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１７】
前記フライホイールの周囲を覆うハウジングをさらに備え、
前記ハウジングには、真空ポンプが接続されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１８】
前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１９】
回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、
前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、
前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、
前記第３の回転体には、発電機が機械的に連結され、
前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする車両用動力分割装置。
【請求項１】
回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、
車両内において潤滑油を供給するオイルポンプをさらに備え、
前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、
前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、
前記第３の回転体に、前記オイルポンプの従動軸を機械的に連結したことを特徴とする車両用動力分割装置。
【請求項２】
前記オイルポンプは、吐出量および吐出圧の少なくとも一方を電子制御可能なものであることを特徴とする請求項１記載の車両用動力分割装置。
【請求項３】
前記オイルポンプは、前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体に前記潤滑油を供給することを特徴とする請求項１または２記載の車両用動力分割装置。
【請求項４】
前記フライホイールおよび前記第１の回転体間に介在する回転体は、羽根車を備える回転体を含むことを特徴とする請求項３記載の車両用動力分割装置。
【請求項５】
前記フライホイールの周囲を覆うハウジングと、
前記オイルポンプの吐出口が設けられたエジェクタとを備え、
前記エジェクタは、前記ハウジングに連通されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項６】
前記ハウジングと前記エジェクタとの間に、前記ハウジング側の圧力の方が前記エジェクタ側の圧力よりも低い場合に閉弁する逆止弁を備えることを特徴とする請求項５記載の車両用動力分割装置。
【請求項７】
前記フライホイールの周囲を覆うハウジングを備え、
前記車両は、内燃機関を搭載し、
前記ハウジングは内燃機関の吸気通路と連通していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項８】
前記オイルポンプと前記第３の回転体との間には、前記オイルポンプ側である出力側に対する前記第３の回転体側である入力側の相対回転速度が負でない場合に動力を伝達する一方向伝達機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項９】
前記第１の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１０】
前記第３の回転体に、発電機が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１１】
前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであり、
前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段と、
前記第２の回転体に制動力を付与する制動手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１０記載の車両用動力分割装置。
【請求項１２】
前記第３の回転体には、前記オイルポンプに加えて、前記発電機以外の車載補機がさらに機械的に連結されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１３】
前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１４】
前記第２の回転体と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える動力伝達規制手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１５】
前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、
前記第２の回転体と前記内燃機関との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１６】
前記第２の回転体には、内燃機関が機械的に連結されており、
前記内燃機関と前記駆動輪との間の動力の伝達および遮断を切り替える手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１７】
前記フライホイールの周囲を覆うハウジングをさらに備え、
前記ハウジングには、真空ポンプが接続されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１８】
前記第１の回転体、前記第２の回転体および前記第３の回転体は、そのトルクの絶対値が比例関係を有するものであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の車両用動力分割装置。
【請求項１９】
回転エネルギを力学的エネルギとして蓄えるフライホイールおよび駆動輪のそれぞれに機械的に連結される第１の回転体および第２の回転体に加えて第３の回転体を備える動力分割機構を備え、前記フライホイールおよび前記駆動輪の間の動力を分割する車両用動力分割装置において、
前記動力分割機構は、前記第２の回転体に入力される動力が正である場合に前記第１の回転体および第３の回転体のそれぞれに入力される動力が負となりうるように設定され、
前記第１の回転体に入力される動力の絶対値は、前記第３の回転体に入力される動力の絶対値と正の相関を有し、
前記第３の回転体には、発電機が機械的に連結され、
前記第１の回転体には、前記発電機の発電電力によって力行運転可能な回転機が機械的に連結されていることを特徴とする車両用動力分割装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１２６３６１（Ｐ２０１２−１２６３６１Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８２１５０（Ｐ２０１０−２８２１５０）
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１７日（２０１０．１２．１７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]