(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の軸を第一クラッチを介してモータジェネレータに接続し、該モータジェネレータを第二クラッチを介して第二の軸に接続したハイブリッド駆動装置において、
上記第一クラッチと上記第二クラッチのクラッチケーシングを共通とし、
上記第一の軸と上記第二の軸とを同軸且つ互いに突き合わせて配置し、
上記第一クラッチと上記第二クラッチとを、上記第一の軸及び上記第二の軸の軸方向に対称となるように互いに隣接させて配置し、
上記クラッチケーシングに、上記第一クラッチ及び上記第二クラッチのプレートを軸方向内側から支持する共通のクラッチプレート受けを形成し、
上記第一クラッチ及び上記第二クラッチの軸方向外側部位にそれぞれ、上記第一クラッチ及び上記第二クラッチを別々に単独で作動させるための作動装置を接続した
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
上記第一の軸を車両のエンジンのクランクシャフトに接続し、上記第二の軸を変速機の入力軸に接続した請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータジェネレータとの二つの駆動源を搭載したハイブリッドカーに適用されるハイブリッド駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境汚染や省エネルギ等の観点からエンジン（内燃機関）とモータジェネレータとの二つの駆動源を使用するハイブリッドカーが開発されるに至っている。この場合、始動、発進、モータ走行、エンジン走行、回生制動、充電等の各種の運転モードが設定されるため、エンジン、モータジェネレータ及び変速機間で動力伝達ルートを適宜変更する必要がある。このため、二つのクラッチが使用されるのが通常である（特開平9-193676号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハイブリッドカーのレイアウトにおいては、エンジン、モータジェネレータ及び二つのクラッチを限られたスペース内にコンパクトに収める要請がある。従来のものは必ずしもこの要請に沿ったものではなく、全体として比較的大きくならざるを得なかった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、コンパクトな構成で２クラッチ機構を実現できるハイブリッド駆動装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第一の軸を第一クラッチを介してモータジェネレータに接続し、該モータジェネレータを第二クラッチを介して第二の軸に接続したハイブリッド駆動装置において、上記第一クラッチと上記第二クラッチのクラッチケーシングを共通とし、上記第一の軸と上記第二の軸とを同軸且つ互いに突き合わせて配置し、上記第一クラッチと上記第二クラッチとを、上記第一の軸及び上記第二の軸の軸方向に対称となるように互いに隣接させて配置し、上記クラッチケーシングに、上記第一クラッチ及び上記第二クラッチのプレートを軸方向内側から支持する共通のクラッチプレート受けを形成し、上記第一クラッチ及び上記第二クラッチの軸方向外側部位にそれぞれ、上記第一クラッチ及び上記第二クラッチを別々に単独で作動させるための作動装置を接続したものである。
【０００６】
ここで、上記第一の軸を車両のエンジンのクランクシャフトに接続し、上記第二の軸を変速機の入力軸に接続しても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】
本実施形態のハイブリッド駆動装置は車両特にハイブリッドカーに搭載される。図１及び図３に示すように、ハイブリッド駆動装置１は、第一の駆動源であるエンジンＥと変速機Ｔ／Ｍとの間に直列に配置されたものであり、ケーシング２を備えると共に、そのケーシング２内やや前方寄り（図の左側を前とする）に第二の駆動源であるモータジェネレータＭを備えてなる。エンジンＥは燃料を燃焼させて駆動力を発生する内燃機関で、ここではディーゼルエンジンである。変速機Ｔ／Ｍは通常のマニュアルトランスミッションで、その出力軸（図示せず）はプロペラシャフト、ディファレンシャル等を介して駆動輪に連結される。モータジェネレータＭは図示しない蓄電装置に接続され、蓄電装置から電力の供給を受けて駆動力を発生すると共に、制動時には変速機Ｔ／Ｍないし駆動輪側から駆動されて発電する、いわばジェネレータとして機能する。
【００１０】
図１において、ケーシング２は、その前端部（図の左側を前とする）がエンジンＥのシリンダブロック（図示せず）にボルト（図示せず）で締結されると共に、その後端部が変速機Ｔ／Ｍのケーシング３にボルト（図示せず）で締結される。ケーシング２内やや後方寄りに二つのクラッチ即ち第一クラッチＣ1 及び第二クラッチＣ2 が設けられ、中心位置に入力軸４及び出力軸５とが設けられる。
【００１１】
入力軸４（第一の軸）は、エンジンのクランクシャフト６にフライホイール７及びダンパ装置８を介して同軸に接続される。入力軸４の前端部が、フライホイール７の中心部に取り付けられたベアリング７ａにより回転自在に支持される。出力軸５（第二の軸）は変速機Ｔ／Ｍの入力軸（図示せず）に同軸に接続される。入力軸４と出力軸５とも互いに同軸に配置され、これによりクランクシャフト６、入力軸４、出力軸５及び変速機Ｔ／Ｍの入力軸が全て１本の基準軸Ｃ上に直列配置されることになる。
【００１２】
図２に拡大して示すが、入力軸４の後端と出力軸５の前端とが互いに突き合わされ、インロー嵌合されて、相対回転可能に接続されている。即ち、入力軸４の後端に嵌合穴４ａが設けられ、これに出力軸５の前端中心に設けられた凸軸５ｂがニードルベアリング９を介在させて嵌合される。この突合せ接続部において入力軸４と出力軸５とは同径とされ、それぞれ外周部にスプライン１０が刻設される。
【００１３】
第一クラッチＣ1 及び第二クラッチＣ2 は互いに隣接して配置され、共通のクラッチケーシング１１を有してコンパクト化が図られると共に、入力軸４と出力軸５との突合せ位置Ｐを境に互いに対称になるよう構成され、部品の共通化が図られている。即ち、第一クラッチＣ1 及び第二クラッチＣ2 は湿式多板クラッチとして構成され、それぞれ構成部品としてインナプレートハブ１２1 ，１２2 、インナープレート１３1 ，１３2 、アウタプレート１４1 ，１４2 、クラッチピストン１５1 ，１５2 、クラッチスプリング１６1 ，１６2 及びスプリング受け１７1 ，１７2 を有すると共に、これら構成部品を第一クラッチＣ1 側と第二クラッチＣ2 側とで同一とし、且つ一方側の部品を他方側の部品に対し反転させて対称配置し、共通のクラッチケーシング１１内に収めるようになっている。
【００１４】
例えば、第一クラッチＣ1 のインナプレートハブ１２1 と第二クラッチＣL1のインナプレートハブ１２2 とは全く同じ部品であり、一方１２2 を他方１２2 に対し反転させて用い、これらを突合せ位置Ｐを境に対称になるよう配置している。他の構成部品についても同様である。
【００１５】
インナプレートハブ１２1 ，１２2 は、内周部にスプラインを有してそれぞれ入力軸４及び出力軸５のスプライン１０に嵌合され、回転方向に固定されると共に、図示しない拘束手段により軸方向にも固定されている。インナプレートハブ１２1 ，１２2 は断面コ字状、全体としてリング状に形成され、互いに小隙間を介して隣接配置される。スプリング受け１７1 ，１７2 は、単なるリング板状に形成され、インナプレートハブ１２1 ，１２2 のコ字内に入力外筒軸１８又は出力外筒軸１９に挟まれて支持される。入力外筒軸１８及び出力外筒軸１９はそれぞれクラッチケーシング１１の一部であり、入力軸４及び出力軸５の外周側に相対回転自在に嵌合されて二重軸をなす。入力軸４と入力外筒軸１８との間にニードルベアリング２０が設けられる。
【００１６】
インナープレート１３1 ，１３2 とアウタプレート１４1 ，１４2 とはそれぞれ動力を伝達するためのリング状のクラッチプレートであり、複数ずつ設けられ交互に重ね合わされると共に、インナプレートハブ１２1 ，１２2 の外周部及びクラッチケーシング１１の内周部にそれぞれスプラインを介して取り付けられる。クラッチピストン１５1 ，１５2 は断面コ字状、全体としてリング状とされ、入力外筒軸１８及び出力外筒軸１９の径方向外側に相対回転自在に嵌合されると共に、インナープレート１３1 ，１３2 とアウタプレート１４1 ，１４2 との全体を軸方向両外側から挟み込むようにして対向配置される。
【００１７】
突合せ位置Ｐにはクラッチケーシング１１から径方向内方に突出形成されたプレート受け２１が設けられ、これが第一クラッチＣ1 及び第二クラッチＣ2 に共通のクラッチプレート受けとなる。クラッチピストン１５1 ，１５2 とスプリング受け１７1 ，１７2 との間にそれぞれ複数ずつクラッチスプリング１６1 ，１６2 が設けられ、これにより第一クラッチＣ1 のクラッチピストン１５1 は前方の戻り側に付勢され、第二クラッチＣ2 のクラッチピストン１５2 は後方の戻り側に付勢される。
【００１８】
クラッチケーシング１１は、第一クラッチＣ1 及び第二クラッチＣ2 に共通のクラッチ室２２を区画し、クラッチ室２２には共通のオイルが満たされる。クラッチケーシング１１は入力外筒軸１８及び出力外筒軸１９を一体的に有するが、これら入力外筒軸１８及び出力外筒軸１９がケーシング２により一対のベアリング２３，２３を介して外周側から支持されることにより、回転自在に支持される。ベアリング２３，２３に隣接して一対のシール部材２４，２４が設けられ、オイル漏れが可及的に防止される。ケーシング２と入力外筒軸１８及び出力外筒軸１９とに、クラッチピストン１５1 ，１５2 の作動油圧を供給するための第一及び第二オイル通路２５1 ，２５2 が、クラッチピストン１５1 ，１５2 の作動面側に開口して設けられる。これらオイル通路２５1 ，２５2 は第一及び第二配管２６1 ，２６2 により外部の油圧供給装置（図示せず）に互いに別系統で接続される。これによりそれぞれのクラッチピストン１５1 ，１５2 を単独で且つ選択的に作動させることができる。
【００１９】
なお、ケーシング２と入力外筒軸１８とにクラッチ室２２にオイル補給するための給油通路２７が、クラッチピストン１５1 の非作動面側に開口して設けられる。給油通路２７も第三配管２６3 を介して外部の油圧供給装置に接続されており、クラッチ室２２から漏れたオイルを適宜補給できるようになっている。
【００２０】
入力外筒軸１８はダンパ装置８の直後まで前方に延出され、その径方向外側にはケーシング２の一部である入力側筒状部２ａが位置され、さらにその径方向外側にモータジェネレータＭが位置される。モータジェネレータＭは固定部ｍ1 と回転部ｍ2 とからなり、固定部ｍ1 がケーシング２の内周壁に固定され、回転部ｍ2 が取付フランジ２８を介して入力外筒軸１８の前端部に固定される。これにより回転部ｍ2 とクラッチケーシング１１とが一体回転するようになる。
【００２１】
ケーシング２内部にモータジェネレータＭを囲繞して冷却するウォータジャケット３０が設けられ、ウォータジャケット３０には下方の入口３１から冷却水が導入され、上方の出口３２から冷却水が排出される。入力側筒状部２ａと取付フランジ２８との間にモータジェネレータＭの回転検出のためのレゾルバ２９が設けられる。出力外筒軸１９も後端付近まで後方に延出され、その径方向外側にケーシング２の一部である出力側筒状部２ｂが位置される。
【００２２】
次に、このハイブリッド駆動装置１の作動を説明する。
【００２３】
まず第一クラッチＣ1 の作動を説明する。油圧供給装置から第一配管２６1 及び第一オイル通路２５1 を通じてクラッチピストン１５1 に油圧が供給されると、クラッチピストン１５1 が後方に駆動され、プレート受け２１との間でインナープレート１３1 及びアウタプレート１４1 を互いに押し付け合う。するとプレート同士で摩擦力が発生し、第一クラッチＣ1 が接続ないし締結状態となり、駆動力伝達可能となる。一方、この油圧が排出されるとクラッチスプリング１６1 によりクラッチピストン１５1 が前方に戻され、これによりクラッチ締結力が解除され、第一クラッチＣ1 が分断状態となる。
【００２４】
第二クラッチＣ2 の作動は、接続・分断時のクラッチピストン１５2 の動作方向が先の方向と逆になるだけで第一クラッチＣ1 と全く同様である。よって詳しい説明は省略する。第一クラッチＣ1 と第二クラッチＣ2 の油圧系統が別系統となっているので、これらクラッチは別々に単独で作動させることができる。そしてこれらクラッチへの油圧の給排が図示しない電子制御装置により制御され、第一クラッチＣ1 及び第二クラッチＣ2 が個別に断接制御される。
【００２５】
次に、本装置のより具体的な作動を説明する。
【００２６】
(1) エンジン停止状態から車両発進する場合
第一クラッチＣ1 を断、第二クラッチＣ2 を接とし、モータジェネレータＭに電力を供給する。するとモータジェネレータＭが駆動され、この駆動力がクラッチケーシング１１、第二クラッチＣ2 、出力軸５と伝わって車両がモータジェネレータＭのみで発進される。モータジェネレータＭの回転部ｍ2 の回転がエンジンのアイドリング回転相当になったら第一クラッチＣ1 を接とする。これによりエンジンが始動される。このときの車速は一般的に５Km/h以下である。
【００２７】
さらに加速するときはエンジンの駆動力を増しつつモータジェネレータＭの駆動力を落としていき、最終的にはモータジェネレータＭの駆動力をゼロとしてエンジン駆動力のみで加速する。
【００２８】
(2) エンジンを始動した後に車両発進する場合
第一クラッチＣ1 を接、第二クラッチＣ2 を断とし、モータジェネレータＭに電力を供給する。するとモータジェネレータＭの回転駆動力がクラッチケーシング１１、第一クラッチＣ1 、入力軸４と伝わって最終的にエンジンのクランクシャフト６に伝わる。最初、燃料噴射しないでエンジンを空回りさせ、エンジン回転がアイドル回転以上に達したら燃料噴射し、エンジンを始動する。このようにすることで黒煙の排出が防止できる。この後第二クラッチＣ2 を接続して車両を発進する。
【００２９】
(3) モータジェネレータＭのみで走行する場合
第一クラッチＣ1 を断、第二クラッチＣ2 を接とし、エンジンの燃料噴射を停止し、モータジェネレータＭのみ駆動する。こうなるとモータジェネレータＭの駆動力がクラッチケーシング１１、第二クラッチＣ2 、出力軸５と伝わって車両が走行される。一方、モータジェネレータＭの駆動力は、第一クラッチＣ1 では断たれるため、エンジンに伝わらなくなる。これによりエンジンをモータジェネレータＭで駆動することなく、エンジンを完全に停止状態として駆動ロスを防止することができる。
【００３０】
(4) 通常走行の場合
第一クラッチＣ1 、第二クラッチＣ2 ともに接とし、エンジンを駆動する一方、モータジェネレータＭには電力供給を行わない。するとエンジン駆動力が入力軸４、第一クラッチＣ1 、クラッチケーシング１１、第二クラッチＣ2 、出力軸５と伝わって車両がエンジンのみで走行され、モータジェネレータＭでは回転部ｍ2 が遊転するのみとなる。
【００３１】
(5) 高負荷走行（全開加速時等）の場合
第一クラッチＣ1 、第二クラッチＣ2 ともに接とし、エンジン、モータジェネレータＭの両方を駆動する。するとエンジン駆動力が入力軸４、第一クラッチＣ1 、クラッチケーシング１１、第二クラッチＣ2 、出力軸５と伝わると共に、モータジェネレータＭの駆動力がクラッチケーシング１１、第二クラッチＣ2 、出力軸５と伝わる。これにより両者の駆動力が駆動輪に伝達され、高負荷走行が可能となる。
【００３２】
(6) 軽減速・軽制動の場合
第一クラッチＣ1 を断、第二クラッチＣ2 を接とする。すると変速機Ｔ／Ｍ側の駆動力が出力軸５、第二クラッチＣ2 、クラッチケーシング１１、モータジェネレータＭと伝わり、モータジェネレータＭが逆駆動される。これによりモータジェネレータＭが発電し、減速エネルギが回生されて蓄電装置が充電されると共に、回生制動が実現される。このとき第一クラッチＣ1 が断たれているのでエンジンに駆動力は伝わらず、エンジンの回転に起因するフリクションロスが防止される。またこのときエンジンの燃料噴射を停止することができ、これによりアイドル分の燃料消費もなくすことができ燃費上有利である。
【００３３】
(7) 急減速・急制動の場合
第一クラッチＣ1 、第二クラッチＣ2 をともに接とし、変速機Ｔ／Ｍ側の駆動力でモータジェネレータＭ及びエンジンの両者を逆駆動する。これにより回生制動に加えエンジンのフリクションロスも利用でき、減速力・制動力がより高められる。
【００３４】
(8) 通常の車両停止の場合
エンジンの燃料噴射を止めてエンジンを停止する。
【００３５】
(9) 発電を伴う車両停止の場合
第一クラッチＣ1 を接、第二クラッチＣ2 を断とし、エンジンを駆動する。するとエンジンの駆動力が入力軸４、第一クラッチＣ1 、クラッチケーシング１１、モータジェネレータＭと伝わってモータジェネレータＭが逆駆動される。これによりモータジェネレータＭが発電し、蓄電装置を充電することができる。
【００３６】
このように、本装置によれば様々な運転モードを実現でき、燃費向上や排ガス向上に大きく寄与することができる。
【００３７】
本装置においては、第一クラッチＣ1 と第二クラッチＣ2 とを互いに隣接させ、共通のクラッチケーシング１１としたため、各々単独とする場合に比べクラッチ全体をコンパクト化できる。そして部品点数や部品コストも削減できる。クラッチを小形化した結果、装置全体としてもコンパクト化が達成できる。そしてクラッチ室２２の容積やクラッチオイルの必要量も減少でき、油圧供給装置の小規模化も達成できる。さらにシール箇所の数も少なくなるのでシール部品の減少やシールの容易化が図れるようになる。
【００３８】
さらに、入力軸４と出力軸５とを突き合わせてその突合せ位置Ｐを境に対称に第一クラッチＣ1 及び第二クラッチＣ2 を構成したため、前述のように、クラッチ構成部品に同じものを使用でき、部品コストを大いに削減することができる。また突合せ位置Ｐ付近に各部品が密集するようになるため、クラッチ全体の著しい小形化が達成される。
【００３９】
ところで、図１の装置の概略レイアウトは図３に示す通りであるが、他の実施形態として図４及び図５に示すようなものも考えられる。図４は入力外筒軸１８ではなく出力外筒軸１９の径方向外側にモータジェネレータＭを配置した例であり、図５はクラッチケーシング１１自体の径方向外側にモータジェネレータＭを配置した例である。図４の例では装置全長及び半径距離が前記実施形態と実質同一となり、図５の例では前記実施形態に比べ半径距離が大きくなるが、装置全長が短縮されるのでこれらが相殺され、全体としての大きさは実質同一となる。従って前記実施形態の利点や特徴はいずれも失われるものではない。なお、入力外筒軸１８及び出力外筒軸１９がクラッチケーシング１１の一部であるので、いずれの形態もクラッチケーシング１１の径方向外側にモータジェネレータＭが配置されることには変わりがない。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態は他にも種々考えられる。例えばエンジンをガソリンエンジン等とするが如きである。本発明はＦＲ車、ＦＦ車等、あらゆるエンジンレイアウト、駆動方式の車両に適用できる。本実施形態ではエンジンのクランクシャフトと変速機の入力軸とを本装置の入力軸及び出力軸に同軸としたが、必ずしもこれに限るものではない。上記説明で用いた「前」、「後」等の語句は専ら説明上の便宜のために用いたものであり、特に向きや方向を限定する意図はない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００４２】
（１）  コンパクトな２クラッチ機構を実現できる。
【００４３】
（２）  部品コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の実施形態の概略レイアウト図である。
【図４】他の実施形態に係る概略レイアウト図である。
【図５】さらなる他の実施形態に係る概略レイアウト図である。
【符号の説明】
１  ハイブリッド駆動装置
４  入力軸
５  出力軸
１１  クラッチケーシング
Ｃ  基準軸
Ｃ1   第一クラッチ
Ｃ2   第二クラッチ
Ｅ  エンジン
Ｍ  モータジェネレータ
Ｐ  突合せ位置
Ｔ／Ｍ  変速機
【図１】
0003711850.tif 000002
【図２】
0003711850.tif 000003
【図３】
0003711850.tif 000004
【図４】
0003711850.tif 000005
【図５】
0003711850.tif 000006