(57)【要約】【課題】コンパクトに収容可能であると共に、使用するモータジェネレータの個数が少なく、既存のトランスミッションの設計資産を活用容易な、ハイブリッド駆動装置を提供すること。【解決手段】ハイブリッド駆動装置１は、トルクコンバータ（流体クラッチ）３と、トランスミッション４を駆動するモータトルクを出力自在なモータジェネレータ５と、を有し、トルクコンバータ３のタービンランナ３ｂは、トランスミッション４のインプットシャフト４ａに一体回転可能に連結され、モータジェネレータ５は、トランスミッション４のインプットシャフト４ａにモータトルクを出力するよう接続されている。【選択図】図１
2011079500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが出力するエンジントルクが入力される入力要素及びトランスミッションのインプットシャフトに対してトルクを出力する出力要素を少なくとも含み、該入力要素と該出力要素の間で流体を介してトルクを増大又は増大せずに伝達する流体クラッチと、
前記トランスミッションを駆動するモータトルクを出力自在なモータジェネレータと、
を有する、ハイブリッド駆動装置であって、
前記流体クラッチの前記出力要素に、前記トランスミッションの前記インプットシャフトが一体回転するよう連結され、
前記モータジェネレータは、前記トランスミッションのインプットシャフトにモータトルクを出力するよう接続される、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記エンジンと前記流体クラッチの前記入力要素との間に接続され、両者間のトルク伝達を断接自在なインプットクラッチを有する、ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記モータジェネレータは、前記流体クラッチを収容する入力側ハウジングと、前記トランスミッションを収容するトランスミッションハウジングとの間に存在するスペースに、配置される、ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記流体クラッチを収容する入力側ハウジング及び前記トランスミッションを収容するトランスミッションハウジングの外に、前記モータジェネレータが配置され、
前記トランスミッションの前記インプットシャフト上に、該インプットシャフトと一体回転するパワーテイクオフギヤが設けられ、
少なくとも前記パワーテイクオフギヤを介して、前記トランスミッションハウジング外の前記モータジェネレータから、前記トランスミッションハウジング内の前記インプットシャフトに、モータトルクが伝達される、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記トランスミッションの各変速段を達成する複数の係合要素に油圧を供給するオイルポンプを有し、
前記オイルポンプは、前記流体クラッチの前記入力要素と一体回転するインペラシャフト、前記流体クラッチの前記入力要素と一体回転する流体クラッチカバー、及び、前記トランスミッションの前記インプットシャフト、のいずれか一によって駆動される、ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとトランスミッション間の動力伝達経路上に、流体クラッチが接続されたハイブリッド駆動装置に関し、特に、この流体クラッチとして、トルクコンバータ又はフュールドカップリングを備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、駆動源として、エンジンとモータの両方を備え、エンジン又はモータが発生するトルクによって、オートマチックトランスミッションの遊星歯車機構が駆動される、ハイブリッド駆動装置が知られている。特許文献１及び２には、さらに、エンジンとオートマチックトランスミッション間に、トルク増幅機能を有するトルクコンバータが接続されたハイブリッド駆動装置が開示されている。
【０００３】
特許文献１及び２のハイブリッド駆動装置においては、いずれも、エンジン出力と、トルクコンバータ入力の間の動力伝達経路上、すなわち、クランクシャフトとポンプインペラ間の動力伝達経路上に、モータを接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０３９９８号公報（図４参照）
【特許文献２】特開２００７−２３０３４１号公報（図１及び図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２のハイブリッド駆動装置によれば、エンジンとトルクコンバータ間にモータを配置するため、エンジンとトルクコンバータ間において、ハイブリッド駆動装置を収容しているハウジングが、中でも径方向に肥大化するという問題が発生する。特に、エンジンとトルクコンバータ間に、ダンパ機構などを配置する場合は、エンジンとトルクコンバータ間において、ハウジングが径方向にますます肥大化するという問題が発生する。
【０００６】
本発明の目的は、コンパクトに収容可能であると共に、使用するモータジェネレータの個数が少なく、既存のトランスミッションの設計資産を活用容易な、ハイブリッド駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の視点において、エンジンが出力するエンジントルクが入力される入力要素及びトランスミッションのインプットシャフトに対してトルクを出力する出力要素を少なくとも含み、該入力要素と該出力要素の間で流体を介してトルクを増大又は増大せずに伝達する流体クラッチと、前記トランスミッションを駆動するモータトルクを出力自在なモータジェネレータと、を有する、ハイブリッド駆動装置であって、前記流体クラッチの前記出力要素に、前記トランスミッションの前記インプットシャフトが一体回転するよう連結され、前記モータジェネレータは、前記トランスミッションのインプットシャフトにモータトルクを出力するよう接続される、ハイブリッド駆動装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モータジェネレータは、トランスミッションのインプットシャフトにモータトルクを出力するよう接続されることにより、モータジェネレータを、例えば、トルクコンバータとトランスミッションの間に存在するデッドスペースに配置すること、或いは、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）付車両においては、ＰＴＯ機構のハウジング内に配置することができる。これによって、本発明のハイブリッド駆動装置は、コンパクトに構成されて、ハウジングの肥大化が防止される。
【０００９】
本発明によるハイブリッド駆動装置は、一個のモータジェネレータで実現可能であるため、高価なモータの使用数を削減することができ、部品コストが大幅に低減される。また、本発明によるモータジェネレータの接続構成によれば、モータジェネレータが発生するモータトルクがトランスミッションのインプットシャフトに出力される構成であるため、既存のパワートレーンの構成ないし既存のトランスミッションの構成をそのまま利用可能である。例えば、既存のオートマチックトランスミッションに一つのモータジェネレータを追加すれば、専用のパワートレーンを新たに設計しなくても、既存のパワートレーンを利用して、本発明のハイブリッド駆動装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置のパワートレーン図である。
【図２】図１に示したハイブリッド駆動装置において、モータジェネレータをトランスミッション内に配置した例を示す断面図である。
【図３】図１に示したハイブリッド駆動装置において、モータジェネレータをＰＴＯハウジング内に配置した例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置のパワートレーン図である。
【図５】図４に示したハイブリッド駆動装置において、モータジェネレータをトランスミッション内に配置した例を示す断面図である。断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態に係るハイブリッド駆動装置は、前記エンジンと前記流体クラッチの前記入力要素との間に接続され、両者間のトルク伝達を断接自在なインプットクラッチを有する。この形態によれば、エンジントルクを必要としない場合、例えば、モータジェネレータによって回生を行う場合、インプットクラッチを切断状態（解放状態）にすることにより、車軸からの逆駆動力がエンジンに吸収されることなく、モータジェネレータに入力され、回生効率が向上される。また、エンジンへのトルク要求がない走行状態においては、インプットクラッチを切断状態、且つ、エンジンを停止状態にすることにより、燃料噴射量を抑制することができる。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態に係るハイブリッド駆動装置において、前記モータジェネレータは、前記流体クラッチを収容する入力側ハウジングと、前記トランスミッションを収容するトランスミッションハウジングとの間に存在するスペースに、配置される。この形態によれば、モータジェネレータが、トルクコンバータとトランスミッションの間に存在するデッドスペースに配置されるため、エンジンとトルクコンバータ間のハウジングの肥大化を防止することができる。また、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）付車両においては、本発明のモータジェネレータを、ＰＴＯ機構のハウジング内に配置することができる。これによって、本発明のハイブリッド駆動装置の本体を、トランスミッションのハウジングにコンパクトに収容することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態に係るハイブリッド駆動装置においては、前記流体クラッチを収容する入力側ハウジング及び前記トランスミッションを収容するトランスミッションハウジングの外に、前記モータジェネレータが配置され、前記トランスミッションの前記インプットシャフト上に、該インプットシャフトと一体回転するパワーテイクオフギヤが設けられ、少なくとも前記パワーテイクオフギヤを介して、前記トランスミッションハウジング外の前記モータジェネレータから、前記トランスミッションハウジング内の前記インプットシャフトに、モータトルクが伝達される。この形態によれば、トランスミッションのハウジングの肥大化が防止され、ＰＴＯ装置周辺のデッドスペースが有効利用される。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態に係るハイブリッド駆動装置は、前記トランスミッションの各変速段を達成する複数の係合要素に油圧を供給するオイルポンプを有し、前記オイルポンプは、前記流体クラッチの前記入力要素と一体回転するインペラシャフト、前記流体クラッチの前記入力要素と一体回転する流体クラッチカバー、及び、前記トランスミッションの前記インプットシャフト、のいずれか一によって駆動される。このように、本発明によれば、種々のオイルポンプの駆動方式を採用することができる。
【００１５】
本発明のハイブリッド駆動装置においては、流体クラッチとして、トルクを増幅するトルクコンバータ、又は、トルクをそのまま伝達するフュールドカップリングが採用される。
【実施例１】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置のパワートレーン図である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）２が出力するエンジントルクが入力されるポンプインペラ（入力要素）３ａ、及び、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）４のインプットシャフト４ａに対してトルクを出力するタービンランナ（出力要素）３ｂと、ポンプインペラ３ａとタービンランナ３ｂの間に配置されたステータ３ｃを備え、ポンプインペラ３ａとタービンランナ３ｂの間で流体を介してトルクを増大して伝達するトルクコンバータ（流体クラッチ）３と、トランスミッション４を駆動するモータトルクを出力自在なモータジェネレータ５と、を有している。トランスミッション４としては、既存のトランスミッションの他、特に制限なく種々のトランスミッションを採用することができる。
【００１８】
このハイブリッド駆動装置１において、タービンランナ３ｂは、トランスミッション４のインプットシャフト４ａに一体回転するよう連結され、モータジェネレータ５は、トランスミッション４のインプットシャフト４ａにモータトルクを出力するよう接続されている。詳細には、モータジェネレータ５のステータ５ａは固定され、モータジェネレータのロータ５ｂは、例えば、モータ出力ギヤとそれに噛合するクラッチドラムを介して、トランスミッション４のインプットシャフト４ａにモータトルクを出力するよう接続される。
【００１９】
エンジン２の出力軸であるクランクシャフト２ａと、タービンランナ３ｂの間には、両者２ａ，３ｂ間を直結自在なロックアップクラッチ６が配置されている。トランスミッション４等に潤滑油を供給するオイルポンプ（Ｏ／Ｐ）９は、トルクコンバータ３のポンプインペラ３ａと一体回転するインペラシャフト３ｅによって駆動される。
【００２０】
以上説明した本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の機能を、このハイブリッド駆動装置を搭載した車両の発進時の動作を例にして説明する。引き続き図１を参照すると、通常の発進時、トランスミッション４は低速段、通常は、第１速の状態とされる。この状態で、モータジェネレータ５がモータトルクを出力すると、モータトルクは、ロータ５ｂからインプットシャフト４ａに伝達され、低速段状態のトランスミッション４はスムーズに駆動される。さらに、ドライバーからのハイブリッド駆動装置に対するトルク要求が増大した場合、ロックアップクラッチ６が直結状態にされ、モータトルクによってエンジン２が始動される。
【００２１】
モータジェネレータ５に電力を供給する不図示のバッテリの容量が低下して、モータトルクによってトランスミッション４を直接的に駆動することが困難な場合には、トランスミッション４をニュートラル状態にすると共に、ロックアップクラッチ６を直結状態にして、モータトルクによってエンジン２をまず始動し、エンジンによってトランスミッション４を始動可能とすればよい。
【００２２】
また、回生時には、車軸からの逆駆動力が、トランスミッション４のインプットシャフト４ａからモータジェネレータ５のロータ５ｂに伝達され、ロータ５ｂが回転することによって、ステータ５ａ側に起電力が発生する。
【００２３】
このように、実施例１に係るハイブリッド駆動装置１によれば、一つのモータジェネレータ５によって、又、既存のトランスミッション４を利用して、トランスミッション４やエンジン２の始動、或いは回生を実行することができる。
【００２４】
次に、以上説明した本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の収容構成について説明する。図３は、図１に示したハイブリッド駆動装置において、モータジェネレータをトランスミッション内に配置した例を示す断面図である。
【００２５】
図３を参照すると、ハイブリッド駆動装置１のハウジング１２は、入力側ハウジング１２ａと、トランスミッションハウジング１２ｃと、入力側ハウジング１２ａとトランスミッションハウジング１２ｃの軸方向間に接続されたモータハウジング（アダプタ）１２ｂと、を有している。入力側ハウジング１２ａは、トルクコンバータ３、及び、タービンランナ３ｂとインプットシャフト４ａの間に接続されたダンパ機構１１を収容している。トランスミッションハウジング１２ｃは、遊星歯車機構、クラッチ及びブレーキから構成されるトランスミッション４を収容している。
【００２６】
モータハウジング１２ｂは、モータハウジング１２ｂ内壁に固定されたステータ５ａ及びロータ５ｂの外周側を覆っている。かくして、モータジェネレータ５は、少なくともトルクコンバータ３を収容する入力側ハウジング１２ａと、トランスミッション４を収容するトランスミッションハウジング１２ｂとの間に存在するデッドスペースに、配置される。この配置によって、図１に示すエンジン２とトルクコンバータ３の間の入力側ハウジング１２ａの肥大化、特に、径方向への肥大化を防止することができる。
【００２７】
なお、モータジェネレータ５において、ロータ５ｂには、一体回転するようモータ出力ギヤ５ｃが装着されている。モータ出力ギヤ５ｃは、第１のクラッチ（Ｃ１）７が備える第１のクラッチドラム７ａと噛合している。第１のクラッチドラム７ａは、トランスミッション４のインプットシャフト４ａ、及び、第２のクラッチ（Ｃ２）８が備える第２のクラッチドラム８ａと一体回転するよう接続されている。トランスミッション４においては、第１及び第２のクラッチ７，８等の断接、及び、遊星歯車機構の所定メンバの状態を制御することによって、所定の変速段が実現される。
【００２８】
さらに、別の収容構成について説明する。なお、下記の別の収容構成の説明においては、主として、前記収容構成との相違点について説明し、両者の共通点に関しては、適宜、前記収容構成に関する説明を参照するものとする。図３は、図１に示したハイブリッド駆動装置において、モータジェネレータをＰＴＯハウジング内に配置した例を示す断面図である。
【００２９】
図３を参照すると、ハイブリッド駆動装置１のハウジング１２外には、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）機構１３の本体を収容するＰＴＯハウジング１４が配置されている。トランスミッションのインプットシャフト４ａ上には、インプットシャフト４ａと一体回転するＰＴＯギヤ１５が装着されている。ＰＴＯギヤ１５は、ＰＴＯ中間ギヤ１６に噛合し、ＰＴＯ中間ギヤ１６は、ＰＴＯシャフト１７上に遊嵌されたモータ出力ギヤ１８と噛合している。モータ出力ギヤ１８は、ＰＴＯクラッチ１９によって、ＰＴＯシャフト１７と一体回転するよう固定される。ＰＴＯシャフト１７は、遊星歯車式の減速機２０を介して、ロータ５ｂと一体回転するモータシャフト２１に連結されている。ステータ５ａは、ＰＴＯハウジング１４の内壁に固定されている。
【００３０】
かくして、ＰＴＯハウジング１４内に配置されたモータジェネレータ５は、モータトルクによるトランスミッション４又はエンジンの駆動時、トランスミッションハウジング内に配置されたトランスミッション４のインプットシャフト４ａに、モータシャフト２１、減速機２０、ＰＴＯシャフト１７、モータ出力ギヤ１８、ＰＴＯ中間ギヤ１６及びＰＴＯギヤ１５を介して、モータトルクを出力するよう接続されている。また、車軸からの逆駆動力による回生時、インプットシャフト４ａからモータジェネレータ５に向ってトルクが伝達される。
【００３１】
このように、本発明をＰＴＯ付車両に適用した場合には、ＰＴＯハウジング１４内にモータジェネレータ５を配置することにより、ＰＴＯハウジング１４の軸方向上に存在するデットスペースが有効利用され、ハイブリッド駆動装置１の本体側のハウジング１２の肥大化が防止される。
【実施例２】
【００３２】
本実施例においては、実施例１と実施例２のハイブリッド駆動装置の相違点について説明し、両装置の共通点については、前記実施例１の記載を適宜参照するものとする。図４は、本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置のパワートレーン図である。
【００３３】
図４を参照すると、本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置においては、エンジン２の出力軸であるクランクシャフト２ａと、ポンプインペラ３ａ間の動力伝達経路に、両者２ａ，３ａ間のトルク伝達を断接自在なインプットクラッチ１０が配置されている。また、オイルポンプ（Ｏ／Ｐ）９は、トルクコンバータ３のポンプインペラ３ａと一体回転するトルクコンバータカバー（流体クラッチカバー）３ｄに接続されて駆動される。
【００３４】
本実施例によれば、エンジントルクを必要としない場合、例えば、モータジェネレータ５によって回生を行う場合、インプットクラッチ１０を切断状態（解放状態）にすることにより、車軸からの逆駆動力がエンジン２に吸収されることなく、モータジェネレータ５に入力され、回生効率が向上される。また、エンジン２へのトルク要求がない走行状態においては、インプットクラッチ１０を切断状態、且つ、エンジン２を停止状態にすることにより、燃料噴射量を抑制することができる。
【００３５】
次に、以上説明した本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の収容構成について説明する。なお、下記の収容構成の説明においては、主として、図３に示した実施例１の収容構成との相違点について説明し、両者の共通点に関しては、適宜、前記収容構成に関する説明を参照するものとする。図５は、図４に示したハイブリッド駆動装置において、モータジェネレータをトランスミッション内に配置した例を示す断面図である。
【００３６】
図２及び図５を参照すると、トルクコンバータ３を覆うトルクコンバータカバー３ｄは、エンジン２のクランクシャフト２ａに連結され、一体回転する。トルクコンバータカバー３ｄの内壁とポンプインペラ３ａの外周部の径方向間に、インプットクラッチ１０が配置されている。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、トルクコンバータやフュールドカップリング等の流体クラッチを備えたハイブリッド駆動装置に利用され、特に、オートマチックトランスミッションを有するハイブリッド駆動装置に利用され、ＰＴＯ付ハイブリッド車両にも好適に利用される。
【符号の説明】
【００３８】
１  ハイブリッド駆動装置
２  エンジン（Ｅ／Ｇ）
２ａ  クランクシャフト
３  トルクコンバータ（流体クラッチ）
３ａ  ポンプインペラ（入力要素）
３ｂ  タービンランナ（出力要素）
３ｃ  ステータ（ステータホイール）
３ｄ  トルクコンバータカバー（流体クラッチカバー）
３ｅ  インペラシャフト
４  トランスミッション（オートマチックトランスミッション，Ｔ／Ｍ）
４ａ  インプットシャフト
５  モータジェネレータ
５ａ  ステータ
５ｂ  ロータ
５ｃ  モータ出力ギヤ
６  ロックアップクラッチ
７  第１のクラッチ
７ａ  第１のクラッチドラム
８  第２のクラッチ
８ａ  第２のクラッチドラム
９  オイルポンプ
１０  インプットクラッチ（インペラクラッチ）
１１  ダンパ機構
１２  ハウジング
１２ａ  入力側ハウジング
１２ｂ  モータハウジング
１２ｃ  トランスミッションハウジング
１３  ＰＴＯ機構
１４  ＰＴＯハウジング
１５  ＰＴＯギヤ
１６  ＰＴＯ中間ギヤ
１７  ＰＴＯシャフト
１８  モータ出力ギヤ
１９  ＰＴＯクラッチ
２０  減速機
２１  モータシャフト
【図１】
2011079500.tif 000003
【図２】
2011079500.tif 000004
【図３】
2011079500.tif 000005
【図４】
2011079500.tif 000006
【図５】
2011079500.tif 000007