(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、モータジェネレータと、エンジンと変速機との間に配置され、機械的に前記エンジンと前記モータジェネレータとの力を合成あるいはエンジンの力を分配する合成分配機構とを備えた電気式トルクコンバータであって、
合成分配機構の回転メンバを軸受部材を介して支持するボス部を有し、モータジェネレータ側と合成分配機構側とを仕切るケース部材と、
外周にモータロータが配置された外側円筒状部と、内周で前記回転メンバと連結する内側円筒状部と、前記外側円筒状部と前記内側円筒状部とを結ぶ連結部とを有するロータサポートと、
前記回転メンバの外周でかつ前記ロータサポートの内側円筒状部の軸方向であって、前記内側円筒状部を介して前記軸受部材と対向する側に配置され、前記ロータサポートを介して前記軸受部材に予圧を与えるロックナットと、
前記外側円筒状部の内周に配置されたレゾルバロータと、前記ボス部外周側に配置されたレゾルバステータとからなる位置検出センサと、
により構成されたことを特徴とする電気式トルクコンバータ。
【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、発電機を兼ねる電動機とを有し、これらの出力トルクを差動装置を介して変速装置に伝達することにより、エンジンおよび発電機のいずれか一方又は双方で走行駆動力を得るようにしたパラレルハイブリッド車両に搭載される電気式トルクコンバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保護、及び有限資源の節約の観点から、自動車の燃費向上が求められている。この燃費向上の要求に対する１つの手段としてハイブリッド車両が考えられている。このハイブリッド車両は、エンジンとモータを直列もしくは並列に配置し、エンジン出力のアシストや、減速時には発電機として作用させ、自動車の運動エネルギーを電気エネルギーに変換することにより、この電気エネルギーを用いて再度出力をアシストするよう構成されているものである。
【０００３】
そのような観点から、例えば、特開平９−２２６３９２号公報に記載の装置が知られている。この装置は図４に示すように、エンジンから入力される回転が、合成分配機構１０３に入力され、この合成分配機構１０３に連結されたジェネレータ１０２を回転することで発電すると共に、モータ１０１による駆動力を合成分配機構１０３に入力することによりエンジンのトルクアシスト及びモータ走行用の駆動源として使用することができるよう構成されている。また、減速時においては、ジェネレータ１０２において制動エネルギーを回生することが可能となり、車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換することで、再度トルクアシスト用もしくは走行用にこの電気エネルギーを用いることができるものである。
【０００４】
このようなハイブリッド車両を効率よく走行させるためには、車両の走行状況を正確に認識し、かつ、その認識した走行状況にあった駆動源を用い、もしくは発電・回生を行う必要がある。よって、モータやジェネレータの回転制御を正確に行うことが非常に重要である。この回転制御を行う際の重要な情報として、回転位置検出センサからの情報が挙げられる。上記従来技術においては、モータ用レゾルバ１０４と、ジェネレータ用レゾルバ１０５を備えており、このそれぞれのレゾルバ１０４，１０５から回転位置検出を行っている。このレゾルバの基本的な原理はモータと同じであり、回転により発生する起電力を読みとることで回転位置を検出できるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術においては、ジェネレータ用レゾルバ１０５がジェネレータ１０２のコイルに近接配置されているため、コイルで発生する主たる磁束は、図上、コイルに垂直な平面上を通るため問題ないものの、コイルの横方向に逃げる磁束の影響によりレゾルバの回転位置検出精度が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、モータ用レゾルバ１０４に関しては、ノイズの影響を削減するためモータ１０１室とは別のレゾルバ室に構成されているが、レゾルバのカバー部材を別途モータハウジングに取り付けなければならず、部品点数及び組み付け工数の増加につながるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、ハイブリッド車両において、モータやジェネレータの回転位置をレゾルバにより検出する際、モータやジェネレータのコイルに起因するノイズの影響を受けることなく、正確に回転位置を検出することができるハイブリッドユニットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明においては、エンジンと、モータジェネレータと、エンジンと変速機との間に配置され、機械的に前記エンジンと前記モータジェネレータとの力を合成あるいはエンジンの力を分配する合成分配機構とを備えた電気式トルクコンバータであって、
合成分配機構の回転メンバを軸受部材を介して支持するボス部を有し、モータジェネレータ側と合成分配機構側とを仕切るケース部材と、
外周にモータロータが配置された外側円筒状部と、内周で前記回転メンバと連結する内側円筒状部と、前記外側円筒状部と前記内側円筒状部とを結ぶ連結部とを有するロータサポートと、
前記回転メンバの外周でかつ前記ロータサポートの内側円筒状部の軸方向であって、前記内側円筒状部を介して前記軸受部材と対向する側に配置され、前記ロータサポートを介して前記軸受部材に予圧を与えるロックナットと、
前記外側円筒状部の内周に配置されたレゾルバロータと、前記ボス部外周側に配置されたレゾルバステータとからなる位置検出センサと、
により構成されたことを特徴とする
【０００９】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載の電気式トルクコンバータにおいては、エンジンと、モータジェネレータと、前記エンジンと変速機との間に配置され、機械的に前記エンジンと前記モータジェネレータとの力を合成あるいはエンジンの力を分配する合成分配機構とから構成されている。
【００１０】
このとき、モータジェネレータ側と合成分配機構側とを仕切るケース部材においては、合成分配機構の回転メンバが軸受部材を介して支持されるボス部が有され、ロータサポートにおいては、外周にモータロータが配置された外側円筒状部と、内周で前記回転メンバと連結する内側円筒状部と、前記外側円筒状部と前記内側円筒状部とを結ぶ連結部とが有される。
【００１１】
また、ロックナットにおいては、前記回転メンバの外周でかつ前記ロータサポートの内側円筒状部の軸方向であって、前記内側円筒状部を介して前記軸受部材と対向する側に配置されることで、前記ロータサポートを介して前記軸受部材に予圧が与えられるよう構成され、位置検出センサにおいては、前記外側円筒状部の内周に配置されたレゾルバロータと、前記ボス部外周側に配置されたレゾルバステータとから構成されている。
【００１２】
よって、コイルによって発生する磁束のうち、磁束の影響の小さい前記ケース部材のボス部とロータサポートの外側円筒状部内周側との間に位置検出センサを配置することが可能となる。よって、コイルのノイズによりセンサの位置検出精度が低下することなく正確に回転位置を検出することができる。また、位置検出センサ用の部屋を構成する必要がないため、部品点数及び組み付け工数の増加を招くことがない。
【００１３】
また、ロックナットによりロータサポートを介して軸受部材に予圧を与えることにより、ロータサポートのがたつきを抑えることができるため、前記レゾルバステータの位置決め精度の向上を更に図ることができる。よって、更に位置検出精度の向上を図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１には実施の形態の電気式トルクコンバータ４の断面図を示す。まず構成を説明する。
【００１６】
エンジン出力軸１ａには、ダンパ２が連結され、ダンパ２を介して電気式トルクコンバータ入力軸３がスプライン結合により連結されている。この電気式トルクコンバータ入力軸３にはリングギヤ１３がスプライン結合により連結されている。
【００１７】
コンバータケースは第１ケース部材４１，第２ケース部材４２，第３ケース部材４３により構成されている。
【００１８】
第３ケース部材４３のボス部４３ｃには、ボールベアリング１５を介して回転メンバ５４が回転可能に支持され、この回転メンバ５４にロータサポート５３がスプライン結合されている。また、回転メンバ５４の端部からロータサポート５３をロックナット５４ａで締め付けることにより、ボールベアリング１５の軸方向の動きを規制している。よって、第３ケース部材４３とロータサポート５３が軸方向に相対的に動くことがないように構成されている。このロータサポート５３の外周５３ａにはロータ５２が支持されている。また前記回転メンバ５４の外周にはサンギヤ１０が構成されている。
【００１９】
第３ケース部材４３外周とロータサポート５３の間には、回転センサ１４が備えられている。
【００２０】
ピニオンキャリヤ１１は、ドラム１１ａを介して変速機入力軸９に連結されている。このドラム１１ａ内には、リングギヤ１３との逆回転を防止するワンウェイクラッチ８と、リングギヤ１３と係合するためのクラッチ１２と、このクラッチ１２を係合するためのピストン１２ａが構成されている。また、ドラム１１ａと第１ケース部材４１の間にはワンウェイクラッチ７が構成され、ドラム１１ａの逆回転を防止している。
【００２１】
第３ケース部材４３とロータサポート５３の間、及び回転メンバ５４と電気式トルクコンバータ入力軸３の間には、オイルシール１６，１７が構成され、これによりモータジェネレータ室を乾燥室とし、合成分配機構室を油室として分離構成している。
【００２２】
図３には、本実施の形態のスケルトン図を示す。
【００２３】
エンジン始動時はスタータモータとしてモータジェネレータ５が逆転駆動する。なお、正転・正トルクとはエンジンと同一の回転方向・トルクを示し、逆転・逆トルクとはその逆の回転方向・トルクを示す。ピニオンキャリア１１はワンウェイクラッチ７の作用によって停止し、リングギヤ１３が正転させられてエンジンが始動する。なお、変速機２０がニュートラル等駆動力を伝達していない状態にあっては、モータジェネレータ５を正転駆動することによってエンジン１を始動することもできる。
【００２４】
発進時には、モータジェネレータ５がエンジン１の出力トルクに応じた適切な正トルクを出力することにより発進する。発進中、ピニオンキャリヤ１１の回転を滑らかに増速していきながら、エンジン１とモータジェネレータ５の回転速度差を徐々に小さくしていく。速度差が充分小さくなった時点でクラッチ１２を締結して、発進が完了する。
【００２５】
発進完了後は、従来のロックアップクラッチ付き流体式トルクコンバータにおけるロックアップ状態と同様に、エンジン１と変速機入力軸９とを直結した状態で走行する。直結状態においては、モータジェネレータ５は、状況に応じてトルクアシストまたは発電を行う。
【００２６】
減速時には、モータジェネレータ５は回生制動し車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。
【００２７】
次に本発明の実施の形態の回転センサ１４について説明する。図２の拡大断面図に示すように、第３ケース部材４３外周とロータサポート５３の間には、回転センサ１４が備えられている。この回転センサ１４は、いわゆるレゾルバであって、ロータサポート５３側に取り付けられたセンサロータ１４ａと、第３ケース部材４３側に取り付けられたセンサステータ１４ｂにより構成され、センサロータ１４ａの回転をセンサステータ１４ｂにより読みとることで、モータジェネレータ５の回転を検出するものである。なお、ロータ５２内径側と第３ケース部材４３外径側との間に回転センサ１４を配置したことにより、モータジェネレータ５によって発生するセンサのノイズを抑えることができるよう構成されている。つまり、回転センサ１４は、モータジェネレータ５と同じように、コイルと磁石の組み合わせで構成されており、モータジェネレータ５のステータ５１付近に構成すると、ステータ５１の磁場の変化に回転センサ１４が影響され、正確な回転角度を検出できなくなってしまうためである。
【００２８】
このセンサロータ１４ａはロータサポート５３にスプライン結合しており、ロータスリーブ１４ｃの圧入またはスナップリングにより軸方向に固定されている。また、センサステータ１４ｂは第３ケース部材４３のボス部４３ｃにステータホルダ１４ｄをボルト１４ｅにより締め付けることで固定支持されている。このとき、前述したように、ロータサポート５３と第３ケース部材４３の軸方向の相対的な動きがロックナット５４ａにより規制されているため、センサロータ１４ａとセンサステータ１４ｂの相対的な動きも同時に規制される。よって、回転センサの検出精度の向上を図ることができるよう構成されている。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態の電気式トルクコンバータ４においては、エンジン１と変速機との間に配置され、機械的に力を合成分配する合成分配機構６とモータジェネレータ５が備えられている。
【００３０】
このとき、モータジェネレータ５側と合成分配機構側６とを仕切る第３ケース部材４３においては、合成分配機構６の回転メンバ５４がボールベアリング１５を介して支持されるボス部４３ｃと、このボス部４３ｃの軸方向一端側から略垂直に延びるフランジ部４３ｂとが有され、ロータサポート５３においては、外周にモータロータ５２が配置された外側円筒状部５３ａと、内周で前記回転メンバ５４と連結する内側円筒状部５３ｃと、外側円筒状部５３ａと内側円筒状部５３ｃとを結ぶ連結部５３ｂとが有される。
【００３１】
また、ロックナット５４ａにおいては、回転メンバ５４の外周でかつロータサポート５３の内側円筒状部５３ｃの軸方向であって、内側円筒状部５３ｃを介してボールベアリング１５と対向する側に配置されることで、ロータサポート５３を介してボールベアリング１５に予圧が与えられるよう構成され、位置検出センサ１４においては、外側円筒状部５３ａの内周に配置されたレゾルバロータ１４ｂと、ボス部４３ｃ外周側に配置されたレゾルバステータ１４ｂとから構成されている。
【００３２】
よって、コイルによって発生する磁束の影響が小さい第３ケース部材４３のボス部４３ｃとロータサポート５３の外側円筒状部５３ａ内周側との間に位置検出センサ１４を構成することが可能となる。また、モータジェネレータ５のコイル５１から離れた位置に配置することが可能となる。そのため、コイル５１によって発生するノイズにより位置検出センサ１４の位置検出精度が低下することなく正確に回転位置を検出することができる。また、位置検出センサ１４用の部屋を構成する必要がないため、部品点数及び組み付け工数の増加を招くことがない。
【００３３】
また、ロックナット５４ａによりロータサポート５３を介してボールベアリング１５に予圧を与えることにより、ロータサポート５３のがたつきを抑えることができるため、レゾルバロータ１４ａの位置決め精度の向上を図ることができる。よって、更に位置検出精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態を表す全体構成図である。
【図２】実施の形態の第３ケース部材付近の拡大断面図である。
【図３】実施の形態のスケルトン図である。
【図４】従来技術のレゾルバの位置を示す概念図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  ダンパ
３  電気式トルクコンバータ入力軸
４  電気式トルクコンバータ
５  モータジェネレータ
６  合成分配機構
７，８  ワンウェイクラッチ
９  変速機入力軸
１０  サンギヤ
１１  ピニオンキャリヤ
１２  クラッチ
１３  リングギヤ
１４  回転センサ
１５  ボールベアリング
１６，１７  オイルシール
２０  変速機
４１  第１ケース部材
４２  第２ケース部材
４３  第３ケース部材
５１  ステータ
５２  ロータ
５３  ロータサポート
５３ａ  外周円筒状部
５３ｃ  内周円筒状部
【図１】
0003553437.tif 000002
【図２】
0003553437.tif 000003
【図３】
0003553437.tif 000004
【図４】
0003553437.tif 000005