(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）のクランクシャフト（１１）とトランスミッション（Ｔ）のメインシャフト（１２）との間に、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）とトルクコンバータ（ＴＣ）とを直列に配置したハイブリッド車両の動力伝達装置において、
トルクコンバータ（ＴＣ）の外周部から半径方向外側にボス部（３７）を突出させて、このボス部（３７）及びトルクコンバータ（ＴＣ）の外周部に、該ボス部（３７）から半径方向内側に延びて該ボス部（３７）及びトルクコンバータ（ＴＣ）の外周部に各々密着するドライブプレート（３９）の外周部を連結し、そのドライブプレート（３９）の内周部をモータ・ジェネレータ（ＭＧ）のロータ（１４）に密着させ且つ一体的に連結し、トルクコンバータ（ＴＣ）の外周部とドライブプレート（３９）の外周部との間には、その両者の密着部の近傍に間隙（α）を設け、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）のロータ（１４）の中心にトルクコンバータ（ＴＣ）の出力軸（１２）の軸端を支持する支持孔（３６ａ）を設け、エンジン（Ｅ）のクランクシャフト（１１）にモータ・ジェネレータ（ＭＧ）のロータ（１４）を固定するボルト（１６）と、該ロータ（１６）にドライブプレート（３９）の内周部を固定するボルト（３８）と、該ドライブプレート（３９）にトルクコンバータ（ＴＣ）のボス部（３７）を固定するボルト（４０）とを、トルクコンバータ（ＴＣ）側からクランクシャフト（１１）側に向けて同方向に配置したことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションのメインシャフトとの間に、モータ・ジェネレータとトルクコンバータとを直列に配置したハイブリッド車両の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのクランクシャフトとトランスミッションのメインシャフトとの間にモータ・ジェネレータおよびトルクコンバータを直列に接続し、モータ・ジェネレータをジェネレータとして機能させることで、バッテリを充電したり回生制動によるエネルギー回収を行ったりし、またモータ・ジェネレータをモータとして機能させることで、エンジンを始動したりエンジンの出力をアシストしたりするハイブリッド車両が、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２０００−８５３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来のハイブリッド車両は、トルクコンバータのサイドカバーとモータ・ジェネレータのロータとが小さい間隙を介して相互に対向しているため、運転により温度上昇したトルクコンバータからの輻射熱が前記間隙を介してロータに伝達されてしまい、モータ・ジェネレータが温度上昇して性能が低下する問題があった。またサイドカバーの内周部とロータの内周部とがボスを介して連結されているため、トルクコンバータの熱がサイドカバーからボスを介してロータに伝達されてしまい、これによってもモータ・ジェネレータが温度上昇する問題があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジンおよびトランスミッション間にモータ・ジェネレータおよびトルクコンバータを配置したときに、トルクコンバータからモータ・ジェネレータへの熱伝達を最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションのメインシャフトとの間に、モータ・ジェネレータとトルクコンバータとを直列に配置したハイブリッド車両の動力伝達装置において、トルクコンバータの外周部から半径方向外側にボス部を突出させて、このボス部及びトルクコンバータの外周部に、該ボス部から半径方向内側に延びて該ボス部及びトルクコンバータの外周部に各々密着するドライブプレートの外周部を連結し、そのドライブプレートの内周部をモータ・ジェネレータのロータに密着させ且つ一体的に連結し、トルクコンバータの外周部とドライブプレートの外周部との間には、その両者の密着部の近傍に間隙を設け、モータ・ジェネレータのロータの中心にトルクコンバータの出力軸の軸端を支持する支持孔を設け、エンジンのクランクシャフトにモータ・ジェネレータのロータを固定するボルトと、該ロータにドライブプレートの内周部を固定するボルトと、該ドライブプレートにトルクコンバータのボス部を固定するボルトとを、トルクコンバータ側からクランクシャフト側に向けて同方向に配置したことを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置が提案される。
【０００６】
尚、実施例のメインシャフト１２は本発明のトルクコンバータの出力軸を構成する。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成によれば、トルクコンバータの外周部から半径方向内側に延びるドライブプレートの内周部をモータ・ジェネレータのロータに連結したので、高温となるトルクコンバータからの輻射熱をドライブプレートで遮ってモータ・ジェネレータに達し難くし、モータ・ジェネレータの温度上昇に伴う性能低下を抑制することができる。また板状の部材であるドライブプレートは放熱性が高いため、トルクコンバータからドライブプレートを介してモータ・ジェネレータのロータに伝達される伝導熱を減少させ、モータ・ジェネレータの温度上昇を更に効果的に防止することができる。しかもトルクコンバータの外周部から半径方向外側に突出するボス部にドライブプレートの外周部を連結したので、トルクコンバータの熱がドライブプレートに直接伝達し難くしてモータ・ジェネレータの温度上昇を更に効果的に防止することができる。
【０００８】
またトルクコンバータの外周部とドライブプレートとの間には、その両者の密着部の近傍に間隙を設けたので、トルクコンバータからドライブプレートを介してモータ・ジェネレータのロータに伝達される伝導熱を更に減少させることができる。
【０００９】
またモータ・ジェネレータのロータの中心に設けた支持孔にトルクコンバータの出力軸の軸端を支持したので、トルクコンバータからモータ・ジェネレータへの熱伝達が行われる伝熱面積の増加を最小限に抑制しながら、トルクコンバータの軸線およびモータ・ジェネレータの軸線を一致させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１はハイブリッド車両の動力伝達装置の縦断面図、図２は図１の要部拡大図、図３はトルクコンバータからモータ・ジェネレータへの熱伝達特性を示すグラフである。
【００１２】
図１に示すように、エンジンＥのクランクシャフト１１とトランスミッションＴのメインシャフト１２との間に、モータ・ジェネレータＭＧと、トルクコンバータＴＣとが直列に配置される。モータ・ジェネレータＭＧはロータ１４とステータ１５とから構成され、ロータ１４はクランクシャフト１１の軸端にボルト１６…で固定されたロータディスク１７と、ロータディスク１７の外周に積層鋼板１３を介して固定された複数の永久磁石１８…とを備え、またケーシング１９にボルト２０…で固定されたステータ１５は積層鋼板よりなるコア２１と、コア２１の外周にボビン２２…を介して巻き付けた複数のコイル２３…とを備える。
【００１３】
図２を併せて参照すると明らかなように、トルクコンバータＴＣは、ポンプインペラ３１と、それと対置されるタービンランナー３２と、それらの内周部間に配置されるステータ３３とを備えており、これらポンプインペラ３１、タービンランナー３２およびステータ３３間にはオイルによる動力伝達のための循環回路３４が形成される。
【００１４】
ポンプインペラ３１にはタービンランナー３２の外側面を覆うサイドカバー３５が溶接Ｗ１されており、サイドカバー３５の外側面中心に溶接Ｗ２された支軸部３５ａは、モータ・ジェネレータＭＧのロータディスク１７の中心に同軸に嵌合するセンタープレート３６に形成した支持孔３６ａに嵌合する。サイドカバー３５の外周面に溶接Ｗ３されたボス部３７は、ロータディスク１７にボルト３８…で固定されたドライブプレート３９の外周部にボルト４０…で固定される。ドライブプレート３９は円環状の板材からなり、その内周部が前記センタープレート３６の段部に同軸に嵌合して溶接Ｗ４される。
【００１５】
ドライブプレート３９の外周部およびサイドカバー３５の外周部は相互に密着しているが、その密着部の面積を最小限に抑えるべく、ドライブプレート３９およびサイドカバー３５間に間隙αが形成される。またドライブプレート３９の内周部およびロータディスク１７の側面は相互に密着しているが、その密着部の面積を最小限に抑えるべく、ドライブプレート３９およびロータディスク１７間に間隙βが形成される。
【００１６】
トランスミッションＴのメインシャフト１２はトルクコンバータＴＣの出力軸を構成するもので、そのメインシャフト１２の外周にタービンランナー３２のボス４１がスプライン嵌合する。タービンランナー３２のボス４１とサイドカバー３５との間にはスラストベアリング４２が配置されており、メインシャフト１２の先端部の外周面とサイドカバー３５の支軸部３５ａの内周面との間に軸受ブッシュ４３が配置される。メインシャフト１２の外周には、ステータ３３を一方向クラッチ４４を介して支持する円筒状のステータシャフト４５が配置されており、これらメインシャフト１２およびステータシャフト４５間には軸受ブッシュ４６が配置される。ステータシャフト４５の右端部はミッションケース４７に回転不能に固定される。
【００１７】
ステータシャフト４５の外周には、ポンプインペラ３１に溶接Ｗ５したオイルポンプハブ４８が相対回転可能に配置されており、このオイルポンプハブ４８によって、トルクコンバータＴＣにオイルを供給するオイルポンプ（図示せず）が駆動される。オイルポンプハブ４８はミッションケース４７にボールベアリング４９を介して支持され、オイルポンプハブ４８およびミッションケース４７間はシール部材５０でシールされる。
【００１８】
タービンランナー３２とサイドカバー３５との間に配置されたロックアップクラッチ５１は、内周面をタービンランナー３２のボス４１の外周面に摺動自在に支持された円板状のピストン５２を備えており、タービンランナー３２に溶接されたステー５３…と、ピストン５２にリベット５４…で固定したばね座５５…とが、円周方向に配置されたダンパースプリング５６…で連結される。ピストン５２の外周部に、サイドカバー３５の内壁面に当接可能な摩擦ライニング５７が固定される。
【００１９】
ロックアップクラッチ５１のピストン５２とタービンランナー３２との間に第１油室５８が区画され、ピストン５２とサイドカバー３５との間に第２油室５９が区画される。第１油室５８はポンプインペラ３１およびタービンランナー３２間に連通し、更にオイルポンプハブ４８およびステータシャフト４５間の第１油路６０に連通する。第２油室５９はメインシャフト１２の油孔１２ａを介して該メインシャフト１２の中心の第２油路６１に連通する。第１油路６０および第２油路６１は、図示せぬロックアップ制御弁により、オイルポンプの吐出側とオイル溜めとに交互に接続される。
【００２０】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用を説明する。
【００２１】
本実施例のハイブリッド車両では、発進時や加速時にモータ・ジェネレータＭＧをモータとして機能させることにより、エンジンＥの出力をアシストして発進性能や加速性能を高めることができ、しかも燃費の向上およびエミッションの低減に寄与することができる。また減速時にモータ・ジェネレータＭＧをジェネレータとして機能させることにより、回生制動力を発生させて油圧ブレーキ装置の制動力をアシストするとともに、車両の運動エネルギーを回生電力としてバッテリに回収することができる。
【００２２】
エンジンのアイドリングないし低速運転域では、第２油路６１がオイルポンプの吐出側に接続され、第１油路６０がオイル溜めに接続される。そこで、エンジンＥのクランクシャフト１１の回転トルクが、モータ・ジェネレータＭＧのロータディスク１７、ドライブプレート３９、ボス部３７、サイドカバー３５およびポンプインペラ３１を介してオイルポンプハブ４８に伝達するとオイルポンプが駆動され、それから吐出されたオイルが、第２油路６１および油孔１２ａを通って第２油室５９に流入する。その結果、ピストン５２が第１油室５８側に移動して摩擦ライニング５７がサイドカバー３５から離反し、ロックアップクラッチ５１は非係合状態になってポンプインペラ３１およびタービンランナー３２の相対回転を許容する。
【００２３】
第２油室５９から第１油室５８に流入したオイルは、ポンプインペラ３１およびタービンランナー３２間から循環回路３４に流入し、該循環回路３４を満たした後、第１油路６０を経てオイル溜めに還流する。
【００２４】
而して、クランクシャフト１１の回転がポンプインペラ３１に伝達されると、循環回路３４を満たしているオイルは、ポンプインペラ３１の回転により、ポンプインペラ３１→タービンランナー３２→ステータ３３→ポンプインペラ３１と循環しながらポンプインペラ３１の回転トルクをタービンランナー３２に伝達し、メインシャフト１２を駆動する。このとき、ポンプインペラ３１およびタービンランナー３２間でトルクの増幅作用が生じていれば、それに伴う反力がステータ３３に負担され、ステータ３３は一方向クラッチ４４により回転不能に固定される。
【００２５】
エンジン回転数に増加に伴ってトルクコンバータＴＣの速度比が１に近づき、ステータ３３によるトルク増幅作用が発揮されなくなると、一方向クラッチ４４がスリップしてステータ３３がフリー状態になり、ステータ３３はポンプインペラ３１およびタービンランナー３２と同一方向へ回転するようになる。トルクコンバータＴＣがこのようなカップリング状態となったところで、第１油路６０をオイルポンプの吐出側に接続するとともに、第２油路６１をオイル溜めに接続する。その結果、オイルポンプから吐出されたオイルは、先刻とは反対に、第１油路６０から循環回路３４を経て第１油室５８に供給される一方、第２油室５９は第２油路６１を経てオイル溜めに開放されるので、ピストン５２が第１油室６０側から第２油室６１側に押圧されて摩擦ライニング５７がサイドカバー３５に当接し、タービンランナー３２がサイドカバー３５に一体化される。
【００２６】
このようにしてロックアップクラッチ５１が係合すると、クランクシャフト１１のトルクはサイドカバー３５からピストン５２およびボス４１を経てメインシャフト１２に伝達されるようになり、ポンプインペラ３１およびタービンランナー３２間の滑りを無くして伝達効率を高めることができる。ロックアップクラッチ５１の係合中におけるエンジントルクの変動はダンパースプリング５６…により緩衝される。
【００２７】
作動中のトルクコンバータＴＣはロックアップクラッチ５１のスリップによる摩擦熱やオイルの循環により発熱し、トルクコンバータＴＣの外郭を構成するポンプインペラ３１およびサイドカバー３５から外部に輻射熱が放射される。サイドカバー３５から放射される輻射熱がモータ・ジェネレータＭＧに直接作用すると、モータ・ジェネレータＭＧが温度上昇して性能が低下する虞があるが、トルクコンバータＴＣのサイドカバー３５とモータ・ジェネレータＭＧとの間にドライブプレート３９が介在することにより、前記輻射熱をドライブプレート３９で遮ってモータ・ジェネレータＭＧの温度上昇を抑制することができる。
【００２８】
またサイドカバー３５の熱は、ドライブプレート３９中を伝導熱として伝達してモータ・ジェネレータＭＧのロータ１４のロータディスク１７を温度上昇させるが、ドライブプレート３９が放熱性に富む板材から構成されており、しかもドライブプレート３９の外周部とサイドカバー３５との間に間隙αが形成され、かつドライブプレート３９とロータディスク１７との間に間隙βが形成されているため、ドライブプレート３９を介しての伝導熱の伝達を最小限に抑えてモータ・ジェネレータＭＧの温度上昇を抑制することができる。更に、サイドカバー３５とドライブプレート３９との間にボス部３７が介在することによっても、サイドカバー３５からドライブプレート３９への伝導熱の伝達を抑制することができる。
【００２９】
またロータディスク１７とサイドカバー３５とをドライブプレート３９で接続するだけでは、モータ・ジェネレータＭＧおよびトルクコンバータＴＣを同軸に位置決めすることが困難であるが、サイドカバー３５の中心に設けた支持部３５ａを、ロータディスク１７に固定したセンタープレート３６の支持孔３６ａに支持することにより、モータ・ジェネレータＭＧの軸線とトルクコンバータＴＣの軸線とを精密に一致させることができる。しかも支持部３５ａおよび支持孔３６ａ間の接触面積は小さいため、その接触部を通してトルクコンバータＴＣからモータ・ジェネレータＭＧに伝達される熱は僅かなものとなり、モータ・ジェネレータＭＧの温度上昇を抑制することができる。
【００３０】
図３における実線は、サイドプレート３５からロータディスク１７に向けて測ったドライブプレート３９上の距離に対する温度変化の特性を示すものである。サイドプレート３５に接続されるドライブプレート３９の半径方向外端においてＴ０であった温度は、放熱性に優れ、かつ伝熱経路が長いドライブプレート３９を伝達する間の放熱により、ロータディスク１７に接続されるドライブプレート３９の半径方向内端においてＴ１まで低下する。それに対して、破線で示す特性は、サイドプレートおよびからロータディスクを短いハブで接続した従来例（特開２０００−８５３８７号公報参照）のものであり、放熱性に劣り、かつ伝熱経路が短いハブを伝達する間に殆ど放熱が行われないことにより、サイドプレート３５においてＴ０であった温度はロータディスクにおいてＴ２までしか低下していない。
【００３１】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３２】
例えば、実施例のモータ・ジェネレータＭＧはモータおよびジェネレータの両方の機能を発揮するものであるが、モータおよびジェネレータの何れか一方の機能を発揮するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ハイブリッド車両の動力伝達装置の縦断面図
【図２】図１の要部拡大図
【図３】トルクコンバータからモータ・ジェネレータへの熱伝達特性を示すグラフ
【符号の説明】
【００３４】
Ｅ          エンジン
ＭＧ        モータ・ジェネレータ
Ｔ          トランスミッション
ＴＣ        トルクコンバータ
１１        クランクシャフト
１２        メインシャフト（出力軸）
１４        ロータ
１６ ボルト
３６ａ      支持孔
３７        ボス部
３８ ボルト
３９        ドライブプレート
４０ ボルト
α          間隙
【図１】
0003709885.tif 000002
【図２】
0003709885.tif 000003
【図３】
0003709885.tif 000004