(57)【要約】【課題】機械駆動式の油圧ポンプ２１を車両停止時などに補助電動モータ２０により駆動できるようにして、油圧回路の簡略化を図る。【解決手段】油圧ポンプ２１の入力軸４２は、チェーンを介して走行用モータジェネレータの回転軸に連動しており、エンジンを停止したモータ走行であっても車両走行時には機械的に駆動される。車両の後退走行は、走行用モータジェネレータが逆転することで実現されるが、入力軸４２と油圧ポンプ２１との間に、遊星歯車機構とワンウェイクラッチ５６，５９とを用いた逆転防止機構４０が設けられていて、後退走行時にも正転方向に駆動される。車両停止時や低速走行時の油圧確保のために補助電動モータ２０が設けられており、２つのワンウェイクラッチ６１，６２からなるポンプ駆動切換機構６０によって、相対的に回転数が高い方の部材によりロータ２１ａが回転駆動される。【選択図】　図３
2004100725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチの入力軸にエンジンが接続されるとともに、該クラッチの出力軸に変速機の入力軸および走行用モータが接続され、かつ上記変速機の出力軸から駆動輪に駆動力が伝達されるように構成された車両推進機構と、
上記走行用モータの回転によって駆動され、上記変速機の変速作動部に作動油を供給する機械駆動式の油圧ポンプと、
を備えたハイブリッド車両の油圧供給装置において、
車両停止時に上記油圧ポンプを駆動するための補助電動モータと、
上記走行用モータによって回転する第１入力回転部材と上記補助電動モータによって回転する第２入力回転部材とのいずれか回転数が高い方の回転部材から上記油圧ポンプのロータへ回転トルクを伝達するポンプ駆動切換機構と、
を備えていることを特徴とするハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項２】
上記ポンプ駆動切換機構は、上記ロータと上記第１入力回転部材との間、上記ロータと上記第２入力回転部材との間、にそれぞれ介装されたワンウェイクラッチから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項３】
上記油圧ポンプは、その回転軸が上記走行用モータの回転軸に対し並行に配置されているとともに、上記補助電動モータの回転軸と同軸上に配置され、かつ上記走行用モータとの間に巻き掛け伝動機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項４】
上記補助電動モータは、車速低下時に、上記第１入力回転部材の回転数が所定値未満となったときに起動されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項５】
上記補助電動モータは、車両走行開始時に、上記第１入力回転部材の回転数が所定値以上となったときに停止されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項６】
上記補助電動モータは、車両走行開始時に、無負荷となったときに停止されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項７】
上記補助電動モータは、上記油圧ポンプに要求される最低必要油圧に対応した一定回転数で駆動されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項８】
上記ハイブリッド車両が、上記クラッチの解放状態で上記走行用モータの逆転によって後退走行を行うように構成されており、
上記走行用モータの正転時および逆転時の双方で、上記第１入力回転部材に同方向に回転力を伝達する逆転防止機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項９】
上記逆転防止機構は、サンギア、リングギアおよびプラネタリギアを有する遊星歯車機構からなり、
サンギアおよびリングギアのいずれか一方のギアが上記走行用モータの回転軸に接続され、
他方のギアが、上記第１入力回転部材に接続されるとともに、上記走行用モータの回転軸に、該回転軸の正転方向の回転のみを伝達可能なワンウェイクラッチを介して接続され、
上記プラネタリギアを支持するキャリアが、上記サンギアおよびリングギアと同軸上に回転可能であるとともに、上記正転方向の回転のみを許容するワンウェイクラッチを介して固定部に接続されていることを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【請求項１０】
上記リングギアが上記走行用モータの回転軸に接続されるギアであり、上記サンギアが上記第１入力回転部材に接続されるギアであることを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド車両の油圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定の運転状態のときにエンジンを停止して電動モータによる走行を行うハイブリッド車両に関し、特に、その変速機の変速作動に必要な油圧を供給する油圧供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の運転状態に応じて、エンジンの自動的な停止および再始動を行うハイブリッド車両においては、変速機で必要となる油圧を常時確保するために、一般に、エンジンにより駆動される機械駆動式油圧ポンプのほかに、電動モータにて駆動される電動式油圧ポンプを備える必要がある。特に、変速機として、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を用いる場合には、ベルトを締め付けるピストンを作動させるために、高い油圧が要求されるので、その油圧の確保は、この種のハイブリッド車両の実用化の上で大きな課題となっている。
【０００３】
例えば、特開２００１−２００９２０号公報に開示されたベルト式無段変速機を用いたハイブリッド車両においては、エンジンと変速機との間で駆動力の伝達、遮断を行うクラッチよりもエンジン側に機械駆動式油圧ポンプが配設されており、エンジンの回転に連動する形で駆動されるようになっている。従って、エンジンを停止して走行用モータにて走行するときには、上記クラッチが断状態となることから、エンジン停止に伴って油圧ポンプも停止する。そのため、第２の油圧ポンプとして電動式油圧ポンプが設けられており、エンジン停止時には、この電動式油圧ポンプによって、変速機の変速作動部へ油圧が供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載の構成においては、エンジン停止時には、常に、必要な油圧の全体を電動式油圧ポンプによって供給するようになっている。そのため、大型の電動式油圧ポンプが必要となり、一般に、インバータ方式による高電圧交流モータを用いた大型のシステムとなってしまう。
【０００５】
また、機械式油圧ポンプと電動式油圧ポンプとの２つのポンプが必要であることから、車両への搭載性や重量ならびにコストの点で好ましくないのは勿論のこと、特に、２つのポンプが存在することに起因して、油圧回路が複雑となる不具合がある。
【０００６】
この発明は、１つのポンプでもってモータ走行時さらには車両停止時においても所期の作動油の圧送が可能なハイブリッド車両の油圧供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１のように、クラッチの入力軸にエンジンが接続されるとともに、該クラッチの出力軸に変速機の入力軸および走行用モータが接続され、かつ上記変速機の出力軸から駆動輪に駆動力が伝達されるように構成された車両推進機構と、上記走行用モータの回転によって駆動され、上記変速機の変速作動部に作動油を供給する機械駆動式の油圧ポンプと、を備えたハイブリッド車両の油圧供給装置に関する。従って、エンジンがクラッチを介して駆動輪を駆動している状態では、このエンジンの出力によって走行用モータとともに油圧ポンプが駆動され、また、エンジンが停止し、走行用モータによって前進方向へ走行しているときにも、油圧ポンプは同様に機械的に駆動される。
【０００８】
そして、本発明では、車両停止時に上記油圧ポンプを駆動するための補助電動モータと、上記走行用モータによって回転する第１入力回転部材と上記補助電動モータによって回転する第２入力回転部材とのいずれか回転数が高い方の回転部材から上記油圧ポンプのロータへ回転トルクを伝達するポンプ駆動切換機構と、を備えている。すなわち、１つの油圧ポンプが、機械的に駆動されると同時に、電動式油圧ポンプとして機能するように補助電動モータによる駆動が可能となっている。
【０００９】
上記のエンジンもしくは走行用モータによる機械的な駆動が不十分となる運転状態、例えば車両停止時や低車速時には、上記補助電動モータが回転するが、上記ポンプ駆動切換機構の作用によって、エンジンもしくは走行用モータによる機械的な駆動と、補助電動モータによる駆動と、が自動的に切り換えられる。すなわち、補助電動モータが起動されても、エンジンもしくは走行用モータによる回転数が十分に高いときには、エンジンもしくは走行用モータによって機械的に駆動される。そして、これらの回転数が低下していくと、補助電動モータによる駆動に切り換えられ、必要な油圧供給が継続される。
【００１０】
また、本発明の油圧供給装置は、望ましくは、上記走行用モータの正転時および逆転時の双方で、上記第１入力回転部材に同方向に回転力を伝達する逆転防止機構をさらに備えている。この構成によれば、上記ハイブリッド車両が、上記クラッチの解放状態で上記走行用モータの逆転によって後退走行を行う場合でも、油圧ポンプを正転方向に機械的に駆動することが可能である。
【００１１】
【発明の効果】
この発明に係るハイブリッド車両の油圧供給装置によれば、１つの油圧ポンプによって、エンジン走行時、モータ走行時および車両停止中の油圧供給が可能となり、２つの油圧ポンプを併用する構成に比べて、装置の小型軽量化が図れるのは勿論のこと、油圧回路の構成が簡単となる利点がある。また、エンジンを停止したモータ走行時にも、機械的な駆動による油圧供給が可能であることから、補助電動モータによる油圧供給に要求される能力ないし性能を軽減でき、そのため、補助電動モータの小型化が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、この発明に係る油圧供給装置が用いられるハイブリッド車両の車両推進機構の構成を示している。この推進機構は、例えばガソリンエンジンもしくはディーゼルエンジンなどからなるエンジン１と、このエンジン１の回転を変速するベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴと略記する）２と、上記エンジン１と上記ＣＶＴ２との間で駆動力の伝達，遮断を行うクラッチ３と、エンジン１停止中をも含め、車両の走行を行うための走行用モータつまり走行用モータジェネレータ４と、から大略構成されている。また、この実施例では、主にエンジン走行中に発電を行うとともにエンジン１の再始動の際のクランキングを行う発電用モータジェネレータ５をさらに備えている。
【００１４】
上記クラッチ３は、例えば油圧多板式クラッチからなり、その入力軸３ａは、エンジン１のクランクシャフト１ａに実質的に直結されている。そして、この入力軸３ａに上記発電用モータジェネレータ５のロータ（図示せず）が固定されている。なお、上記発電用モータジェネレータ５および走行用モータジェネレータ４は、いずれも交流モータジェネレータであり、公知のインバータ回路によって、駆動側および発電側の双方で制御される。
【００１５】
上記ＣＶＴ２は、駆動側となるプライマリプーリ１１と従動側となるセカンダリプーリ１２と両者間に巻き掛けられた金属製ベルト１３とを備えるものであって、上記プライマリプーリ１１のプーリ幅が図示せぬ油圧機構によって調整可能となっており、かつこれに応じてセカンダリプーリ１２のプーリ幅が変化し、無段階に変速がなされるものである。上記プライマリプーリ１１を備えた変速機入力軸１１ａは、上記クラッチ３の出力軸３ｂに実質的に直結されている。また同時に、上記走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａが上記変速機入力軸１１ａに接続されている。なお、この走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａと変速機入力軸１１ａとの間には、後述するように減速歯車機構が介在している。上記セカンダリプーリ１２を備えた変速機出力軸１２ａは、ファイナルギア列１４と、ディファレンシャルギア１７と、を介してアクスルシャフト１８に接続され、駆動輪１９へ動力を伝達するようになっている。
【００１６】
一方、油圧供給装置として、例えば内接歯車型ポンプからなる油圧ポンプ２１が設けられており、巻き掛け伝動機構例えばチェーン２２を介して上記走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａによって機械的に駆動されるようになっている。また、この機械的な駆動によるポンプ回転数が不十分となるときに、油圧ポンプ２１を補助的に駆動するために、補機用の車載のバッテリで駆動可能な低電圧直流モータからなる補助電動モータ２０が油圧ポンプ２１と一体に取り付けられている。ここで、上記チェーン２２により駆動されるスプロケットと上記油圧ポンプ２１との間には、後述するように、走行用モータジェネレータ４の逆転時にも油圧ポンプ２１を正転方向へ駆動する逆転防止機構４０が介在しており、さらに、油圧ポンプ２１の駆動源を走行用モータジェネレータ４と補助電動モータ２０との間で自動的に切り換えるポンプ駆動切換機構６０が後述するように設けられている。なお、上記油圧ポンプ２１は、上記ＣＶＴ２の作動油溜まりから該ＣＶＴ２の変速作動部などへ作動油を圧送するものであって、上記変速作動部は、例えば調圧弁や油圧制御弁を含んで構成され、上記の油圧ポンプ２１から供給された油圧を利用して任意の制御油圧を生成し、ＣＶＴ２の変速比を可変制御している。
【００１７】
図２は、上記ハイブリッド車両の制御システムの概要を示すブロック図である。図示するように、この制御システムは、オイルポンプ用ＤＣモータつまり上記補助電動モータ２０を制御するオイルポンプ用ＤＣモータ制御部３２と、エンジン１の種々の制御を行うエンジン制御部３３と、インバータ回路を介して走行用モータジェネレータ４および発電用モータジェネレータ５の制御を行うモータジェネレータ制御部３４と、油圧制御弁を介してクラッチ３の制御を行うクラッチ制御部３５と、ＣＶＴ２の変速比等の制御を行うＣＶＴ制御部３６と、を備えており、これらのシステム全体がハイブリッドシステム制御部３１によって統合的に制御されている。
【００１８】
このハイブリッド車両全体の制御を簡単に説明すると、例えば中車速以上での定常走行においては、エンジン１が燃焼運転しているとともにクラッチ３が接続状態となって、エンジン１の駆動力により車両が走行する。このとき、発電用モータジェネレータ５では発電が行われる。走行状態から車両が減速していくと、走行用モータジェネレータ４により減速エネルギの回生つまり発電が行われ、かつ車両停止前にクラッチ３が切断されてエンジン１が停止状態となる。そして、車両停止状態から発進する際には、クラッチ３が切断状態に保たれ、かつ走行用モータジェネレータ４が駆動されて、車両が発進し始める。その後、車速が所定の低車速以上になると、発電用モータジェネレータ５によるクランキングが行われてエンジン１が再始動される。このエンジン１の再始動に伴って、クラッチ３を徐々に接続し、かつ走行用モータジェネレータ４を制御して、エンジン１による走行へ移行する。
【００１９】
一方、この実施例の構成では、車両推進機構は、前後進切換機構を具備しておらず、エンジン１による走行としては、前進走行のみが可能となっている。従って、後退走行は、クラッチ３を切断状態として、走行用モータジェネレータ４を逆転させることによって実現される。つまり、後退走行のまま長時間走行することは一般に考えられないので、エンジン１は停止状態として、走行用モータジェネレータ４によって後進するようにし、変速機構の簡素化を図っている。
【００２０】
基本的に機械駆動される油圧ポンプ２１は、上記のようにクラッチ３よりも下流つまり変速機入力軸１１ａ側に設けられているので、エンジン１による走行であっても走行用モータジェネレータ４による走行であっても、車両が走行していれば、これに伴って機械的に駆動される。そして、後述する逆転防止機構４０の作用により、前進走行つまり走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａが正転するときも、後退走行つまり走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａが逆転するときも、油圧ポンプ２１のロータが同じ方向つまりポンプとして所期の回転方向に駆動されるようになっている。さらに、走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａの回転数が低くなる低車速時ならびに車両停止時には、上記補助電動モータ２０によるポンプ駆動に切り換えられ、必要な油圧の確保が継続される。
【００２１】
次に、ポンプ駆動切換機構６０ならびに逆転防止機構４０の一実施例を図３に基づいて説明する。
【００２２】
この実施例では、ワンウェイクラッチを用いたポンプ駆動切換機構６０と遊星歯車機構を用いた逆転防止機構４０とが、一端部に油圧ポンプ２１を備えた同じケーシング４４内に収容されており、かつ、油圧ポンプ２１の背面側に、補助電動モータ２０が配置されている。つまり、油圧ポンプ２１のロータ２１ａの回転中心と、スプロケット４１を端部に備えた入力軸４２と、補助電動モータ２０の回転軸２０ａと、が互いに同軸上に配置されている。上記入力軸４２と上記回転軸２０ａとは、直列に並んで配置され、かつそれぞれの端部がブッシュ４３を介して互いに回転自在に嵌合している。また、上記入力軸４２のスプロケット４１側の端部は、ベアリング４５を介して上記ケーシング４４に回転自在に支持されている。
【００２３】
逆転防止機構４０を構成する遊星歯車機構は、上記入力軸４２の外周に同軸上に配置された円環状のサンギア５１と、このサンギア５１の外周に同軸上に配置されたリングギア５２と、これらのサンギア５１とリングギア５２との間に位置するとともに、それぞれと噛み合った複数個のプラネタリギア５３と、を備えている。上記サンギア５１は、段付状の略円筒形をなすサンギアサポート５４によって支持されており、このサンギアサポート５４がブッシュ５５を介して入力軸４２上に回転自在に支持されている。また、上記サンギアサポート５４と入力軸４２とは、サンギア用ワンウェイクラッチ５６によって接続されている。このサンギア用ワンウェイクラッチ５６は、上記入力軸４２が正転方向（前進走行時の回転方向）に回転した場合にのみ、その回転力がサンギア５１へ伝達され、入力軸４２の逆転方向（後退走行時の回転方向）の回転力はサンギア５１へ伝達されない方向に構成されている。
【００２４】
上記リングギア５２は、円板状をなすリングギアサポート５７の外周部に取り付けられており、かつこのリングギアサポート５７が上記入力軸４２に固定されている。つまり、リングギア５２は入力軸４２と一体に回転する。また、上記プラネタリギア５３は、断面略Ｌ字形の環状をなすキャリア５８にそれぞれ回転自在に支持されている。このキャリア５８は、サンギア５１およびリングギア５２と同軸上に回転可能なものであって、固定部となる上記ケーシング４４とこのキャリア５８の外周側の円筒部とが、キャリア用ワンウェイクラッチ５９によって接続されている。このキャリア用ワンウェイクラッチ５９は、キャリア５８が上記入力軸４２の正転方向と同方向に回転することを許容し、かつ逆方向の回転を阻止する構成となっている。
【００２５】
次に、ポンプ駆動切換機構６０について説明する。この実施例では、上記サンギアサポート５４が、走行用モータジェネレータ４の回転に伴って回転する第１入力回転部材に相当し、補助電動モータ２０の回転軸２０ａが、該補助電動モータ２０の回転に伴って回転する第２入力回転部材に相当する。ポンプ駆動切換機構６０は、第１入力回転部材から油圧ポンプ２１のロータ２１ａへ回転トルクを伝達する機械駆動用ワンウェイクラッチ６１と、第２入力回転部材から油圧ポンプ２１のロータ２１ａへ回転トルクを伝達する電動用ワンウェイクラッチ６２と、から構成されている。上記ロータ２１ａは、略円筒状をなすポンプ駆動部材６３に連結固定されており、このポンプ駆動部材６３の端部と上記サンギアサポート５４とが、上記機械駆動用ワンウェイクラッチ６１を介して接続されている。また、ポンプ駆動部材６３は、内周側に折れ曲がった延長部を有し、この延長部と上記回転軸２０ａとが、上記電動用ワンウェイクラッチ６２を介して接続されている。従って、これらの２つのワンウェイクラッチ６１，６２の作用により、第１入力回転部材となるサンギアサポート５４と第２入力回転部材となる補助電動モータ２０の回転軸２０ａとの中で、いずれか回転数が高い方からロータ２１ａへ回転トルクが伝達されることになる。
【００２６】
次に、上記逆転防止機構４０およびポンプ駆動切換機構６０の作用を、図４のスケルトン図を併せて説明する。なお、理解を容易にするために、以下の説明では、全ての部材について、車両前進走行時のスプロケット４１の回転方向と同じ回転方向を「正転方向」と呼び、逆の回転方向を「逆転方向」と呼ぶものとする。
【００２７】
図４の（ａ）は、車両が十分な速度で前進走行し、スプロケット４１を備えた入力軸４２が正転方向に回転しているときの状態を示す。この正転時には、サンギア用ワンウェイクラッチ５６は締結状態となり、入力軸４２の回転がサンギアサポート５４に伝達される。なお、このときリングギア５２も入力軸４２と一体に回転し、これに伴ってキャリア５８も正転方向に回転する。キャリア用ワンウェイクラッチ５９は、いわゆるフリー状態となり、キャリア５８の回転が許容される。また、補助電動モータ２０は停止しているので、機械駆動用ワンウェイクラッチ６１が締結状態となり、サンギアサポート５４の回転が油圧ポンプ２１のロータ２１ａに伝達される。つまり、ロータ２１ａは、正転方向に機械的に駆動される。なお、電動用ワンウェイクラッチ６２はフリー状態となり、補助電動モータ２０は停止状態を保つ。従って、車両の前進走行時は、エンジン１による走行であっても走行用モータジェネレータ４による走行であっても、油圧ポンプ２１は、所期の回転方向である正転方向に機械的に駆動される。このとき、ロータ２１ａの回転数は、入力軸４２の回転数と等しく、つまり車速とＣＶＴ２の変速比とで定まるポンプ回転数でもって駆動される。
【００２８】
図４の（ｂ）は、車両が十分な速度で後退走行し、走行用モータジェネレータ４の逆転に伴って入力軸４２が逆転方向に回転しているときの状態を示す。なお、補助電動モータ２０はやはり停止している。この逆転時には、サンギア用ワンウェイクラッチ５６はフリー状態となる。リングギア５２はリングギアサポート５７を介して入力軸４２と一体に逆転方向に回転するが、キャリア５８の逆転方向への回転は、キャリア用ワンウェイクラッチ５９が締結状態となって阻止されるため、プラネタリギア５３を介して、サンギア５１が正転方向に駆動される。これにより、サンギアサポート５４から機械駆動用ワンウェイクラッチ６１を介してロータ２１ａが正転方向に回転する。従って、走行用モータジェネレータ４による後退走行時に、油圧ポンプ２１は、前進走行時と同じく、所期の回転方向である正転方向に駆動されることになる。このとき、ロータ２１ａの回転数は、サンギア５１とリングギア５２との歯数の比に応じて、入力軸４２の回転数に対し増速される。つまり車速およびＣＶＴ２の変速比が同じであれば、前進走行時に比べて後退走行時の方が油圧ポンプ２１の回転数が高く得られる。後退走行は、一般に徐行運転として低い車速でなされ、走行用モータジェネレータ４の回転数が比較的低いものとなるが、このような増速作用によって、十分な油圧を確保することができる。
【００２９】
図４の（ｃ）は、車両が停止しているときの状態、ならびに、ごく低速で走行（前進もしくは後退）しているときの状態を示す。このときには、補助電動モータ２０がサンギアサポート５４の回転数よりも相対的に高い回転数で正転方向に回転しているので、電動用ワンウェイクラッチ６２が締結状態となって、補助電動モータ２０の回転軸２０ａによりロータ２１ａが正転方向に駆動される。このとき、機械駆動用ワンウェイクラッチ６１はフリー状態となり、サンギアサポート５４へのトルク伝達は阻止される。なお、サンギア用ワンウェイクラッチ５６およびキャリア用ワンウェイクラッチ５９は、いずれもいわゆる連れ回りを伴うものの、トルク伝達はなされずに実質的にフリー状態となる。
【００３０】
なお、上記実施例とは逆に、リングギア５２側を第１入力回転部材としてロータ２１ａに接続可能にするとともにワンウェイクラッチを介して入力軸４２に接続し、かつサンギア５１側を入力軸４２と一体に回転するように構成することも可能である。また、本発明の逆転防止機構２０は、この実施例の遊星歯車機構に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００３１】
次に図５は、上記の実施例において、車両が前進走行から後退走行へ移行するときの油圧ポンプ２１の作動および油圧変化を説明する説明図である。具体的には、運転者が前進走行中に車両を減速して停車し、変速機（ＣＶＴ２）のシフトレバーを前進走行用のＤレンジから後退走行用のＲレンジに切り換えた後、後進を開始するまでの様子を示している。なお、破線がサンギア５１（サンギアサポート５４）の回転数、点線が補助電動モータ２０の回転数、細実線が入力軸４２の回転数、太実線が油圧、をそれぞれ示す。
【００３２】
前述したように、油圧ポンプ２１は、前進走行時には正転方向に機械的に駆動されているが、車速の低下に伴って回転数が低下し、これにより、発生油圧も低下していく。そして、この油圧が所定油圧（これは最低必要油圧よりも僅かに高く設定される）まで低下したとき（あるいは入力軸４２回転数が所定回転数未満となったとき）に、補助電動モータ２０が起動される。そして、補助電動モータ２０の回転数に対してサンギア５１の回転数が相対的に低くなると、前述したように、ワンウェイクラッチ６１，６２の作用により、入力軸４２による機械的な駆動から補助電動モータ２０による駆動に自動的に切り換えられる。これにより、変速作動部などへ圧送される作動油の油圧は、最低必要油圧以上に確保される。車両の停車中は、補助電動モータ２０による駆動が継続し、必要な油圧が与えられる。なお、この間の補助電動モータ２０の回転数は、一定値に制御される。そして、後退走行が開始すると、前述した逆転防止機構４０によってサンギア５１が正転方向に増速されつつ回転する。このサンギア５１の回転数が補助電動モータ２０の回転数を上回ると、ワンウェイクラッチ６１，６２の作用により、補助電動モータ２０による駆動から入力軸４２による機械的な駆動に自動的に切り換えられる。この切換により補助電動モータ２０が無負荷となったとき、あるいはサンギア５１の回転数が所定回転数以上となったときに、補助電動モータ２０が停止される。従って、瞬間的な油圧低下などを伴わずに、前進→停止→後退の切換の間も円滑に油圧供給を継続することができる。
【００３３】
次に、上記油圧ポンプ２１のより具体的なレイアウトについて説明する。図６は、上述のクラッチ３以降の機構を、トランスアクスル装置７１として一体的に構成した具体的構成を示している。このトランスアクスル装置７１は、エンジン１の後端に取り付けられ、エンジン１とともに車両のパワートレインを構成する。図中、前述した図１，図３の各部と等価な箇所には同一符号を付してある。なお、このトランスアクスル装置７１は、エンジン１とともに車両にいわゆる横置形式に搭載されるものであって、プライマリプーリ１１の後方にアクスルシャフト１８が位置するとともに、前方に走行用モータジェネレータ４が位置し、かつアクスルシャフト１８の上方にセカンダリプーリ１２が位置しているが、図６は、それぞれの軸中心を通る面に沿った展開図となっている。
【００３４】
図６に示すように、このトランスアクスル装置７１は、分割面７２に沿って分割された第１ハウジング７３と第２ハウジング７４とを主体としたハウジング内に全体が収容されているものであって、上記第２ハウジング７４の開口部はさらにサイドカバー７５によって覆われている。このハウジング内に、プライマリプーリ１１を備えた変速機入力軸１１ａと、セカンダリプーリ１２を備えた変速機出力軸１２ａと、走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａと、中間シャフト７６と、が互いに平行に配置されており、かつディファンレンシャルギア１７に接続されるアクスルシャフト１８が、これらと平行な方向に沿って延びたものとなる。
【００３５】
上記走行用モータジェネレータ４は、ハウジング側に固定されたステータ８１と、回転軸４ａに固定されたロータ８２と、から構成されており、回転軸４ａの端部に固定された走行用モータドライビングギア８３と、変速機入力軸１１ａの端部に固定された走行用モータドリブンギア８４とが、２段に構成された第１，第２中間ギア８５，８６を介して、互いに連動している。また、変速機出力軸１２ａには、ピニオン８７が固定されており、ファイナルギア列１４として、中間シャフト７６上のリダクションドリブンギア８８およびファイナルドライビングギア８９を介して、ファイナルドリブンギア９０に、上記変速機出力軸１２ａの回転が伝達されている。
【００３６】
セカンダリプーリ１２は、変速機出力軸１２ａに一体に形成された固定シーブ９１と、プーリ幅の変更のために軸方向に移動可能な可動シーブ９２と、を有し、両者間で金属製ベルト１３を挟持している。上記可動シーブ９２は、軸方向に一体に動くピストン９３を備え、このピストン９３によって、円筒状のシリンダ９４内にセカンダリ油圧室９５が形成されている。このセカンダリ油圧室９５には、プーリ幅を狭める方向に作用するリターンスプリング９６が配置されている。
【００３７】
同様に、プライマリプーリ１１は、変速機入力軸１１ａに一体に形成された固定シーブ１０１と、プーリ幅の変更のために軸方向に移動可能な可動シーブ１０２と、を有し、両者間で金属製ベルト１３を挟持している。上記可動シーブ１０２は、軸方向に一体に動くピストン１０３を備え、このピストン１０３によって、円筒状のシリンダ１０４内にプライマリ油圧室１０５が形成されている。なお、セカンダリプーリ１２ではエンジン１から遠い方のシーブが固定シーブ５１となっているのに対し、プライマリプーリ１１ではエンジン１に近い方のシーブが固定シーブ１０１となっている。上記のプライマリ油圧室１０５に導入される油圧は、運転条件に応じて制御され、これによってプーリ幅ひいては変速比が変化する。つまり、プライマリ油圧室１０５内の油圧を高くすると、プライマリプーリ１１のプーリ幅が狭くなってベルト半径が大となり、逆に油圧を低くすると、プーリ幅が拡大してベルト半径が小となる。一方、セカンダリ油圧室９５に導入される油圧は、プライマリプーリ１１のプーリ幅変化に対応して、常に適切なベルト張力が発生するように制御される。
【００３８】
上記変速機入力軸１１ａは、ケーシング全体の軸方向寸法に比べて短いものであり、走行用モータドリブンギア８４と反対側となる端部に連続するような形でもって、クラッチ入力軸３ａが直列に配置されている。そして、上記変速機入力軸１１ａと上記クラッチ入力軸３ａとの間に、油圧多板式のクラッチ３が設けられている。また、上記クラッチ入力軸３ａの反対側の端部は、第１ハウジング７３からエンジン１側に突出し、かつこの端部に、接線方向に沿ったコイルスプリングを具備した円盤状をなすトーショナルダンパ１００が取り付けられており、このトーショナルダンパ１００を介して、エンジン１のクランクシャフト後端が連結されるようになっている。さらに、軸方向に見て、上記クラッチ３と上記トーショナルダンパ１００との間に、発電用モータジェネレータ５が配置されている。この発電用モータジェネレータ５は、ハウジング側に固定されたステータ１１１と、このステータ１１１内周に位置するロータ１１２と、から構成されている。
【００３９】
一方、前述した補助電動モータ２０を一体に備えた油圧ポンプ２１は、図示するように、トランスアクスル装置７１のハウジングの外部に図示せぬブラケット等を介して取り付けられており、その入力軸４２と走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａとが互いに並行に配置され、かつ前述したように、チェーン２２によって連動している。なお、２３は、走行用モータジェネレータ４側のスプロケットである。
【００４０】
次に、図７に示す実施例は、逆転防止機構４０とポンプ駆動切換機構６０とをそれぞれ分離独立させ、ポンプ駆動切換機構６０を前述の実施例と同様に油圧ポンプ２１と一体のケーシング４４内に配置するとともに、逆転防止機構４０をトランスアクスル装置７１のハウジング内に収容した構成となっている。これは、特に、走行用モータジェネレータ４のステータ８１のコイル部分の内周に生じる空間を利用して逆転防止機構４０を配置することで、トランスアクスル装置７１の外部に設けられる油圧ポンプ２１のケーシング４４の小型化を図ったものである。そして、本実施例では、このようにケーシング４４の軸方向寸法に余裕が生じることから、油圧ポンプ２１として、それぞれベーンポンプからなる低圧用ポンプ部２１Ａと高圧用ポンプ部２１Ｂとを直列に備えたいわゆるタンデム型油圧ポンプ２１を用いている。
【００４１】
図８は、この実施例における逆転防止機構４０およびポンプ駆動切換機構６０の構成を示したものである。なお、前述した第１の実施例と機能的に等価な箇所には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。この実施例では、上記油圧ポンプ２１の各ポンプ部２１Ａ，２１Ｂは、共通のポンプ駆動シャフト１２１によって同時に駆動されるようになっており、このポンプ駆動シャフト１２１の前端に、ポンプ駆動切換機構６０の一部をなす機械駆動用ワンウェイクラッチ６１を介して従動側のスプロケット１２２が取り付けられている。上記ポンプ駆動シャフト１２１は、補助電動モータ２０の回転軸２０ａと同軸上に配置されており、両者が、電動用ワンウェイクラッチ６２を介して互いに接続されている。つまり、この実施例では、スプロケット１２２が第１入力回転部材に相当し、このスプロケット１２２と、第２入力回転部材に相当する補助電動モータ２０の回転軸２０ａと、のいずれか高速回転している方からポンプ駆動シャフト１２１に回転トルクが伝達される。
【００４２】
また、逆転防止機構４０においては、入力軸４２が走行用モータジェネレータ４の回転軸４ａに直列に連結されて一体に回転するようになっており、かつこの入力軸４２にサンギア５１が固定されている。また、リングギアサポート５７と入力軸４２とがリングギア用ワンウェイクラッチ５６’を介して接続されており、入力軸４２が正転方向へ回転するときにのみリングギアサポート５７へ回転力を伝達するようになっている。上記リングギアサポート５７には、駆動側のスプロケット１２３が固定されており、チェーン２２を介して上記の従動側スプロケット１２２に連動している。プラネタリギア５３を支持した回転自在なキャリア５８は、キャリア用ワンウェイクラッチ５９を介して、固定部（例えばトランスアクスル装置７１のハウジング）に接続されている。なお、このキャリア５８は、スラストメタル１２４によって軸方向に位置決めされている。
【００４３】
次に、上記実施例における逆転防止機構４０およびポンプ駆動切換機構６０の作用を、図９のスケルトン図を併せて説明する。なお、図４と同様に、全ての部材について、車両前進走行時の入力軸４２の回転方向と同じ回転方向を「正転方向」と呼び、逆の回転方向を「逆転方向」と呼ぶものとする。
【００４４】
図９の（ａ）は、車両が十分な速度で前進走行し、入力軸４２が正転方向に回転しているときの状態を示す。この正転時には、リングギア用ワンウェイクラッチ５６’は締結状態となり、入力軸４２の回転がリングギアサポート５７ひいてはスプロケット１２３に伝達される。なお、このときサンギア５１およびリングギア５２も入力軸４２と一体に回転し、これに伴ってキャリア５８も正転方向に回転する。キャリア用ワンウェイクラッチ５９は、いわゆるフリー状態となり、キャリア５８の回転が許容される。また、補助電動モータ２０は停止しているので、機械駆動用ワンウェイクラッチ６１が締結状態となり、スプロケット１２２の回転が油圧ポンプ２１のポンプ駆動シャフト１２１に伝達される。つまり、ポンプ駆動シャフト１２１は、正転方向に機械的に駆動される。なお、電動用ワンウェイクラッチ６２はフリー状態となり、補助電動モータ２０は停止状態を保つ。従って、車両の前進走行時は、エンジン１による走行であっても走行用モータジェネレータ４による走行であっても、油圧ポンプ２１は、所期の回転方向である正転方向に機械的に駆動される。
【００４５】
図９の（ｂ）は、車両が十分な速度で後退走行し、走行用モータジェネレータ４の逆転に伴って入力軸４２が逆転方向に回転しているときの状態を示す。なお、補助電動モータ２０はやはり停止している。この逆転時には、リングギア用ワンウェイクラッチ５６’はフリー状態となる。サンギア５１は入力軸４２と一体に逆転方向に回転するが、キャリア５８の逆転方向への回転は、キャリア用ワンウェイクラッチ５９が締結状態となって阻止されるため、プラネタリギア５３を介して、リングギア５２が正転方向に駆動される。これにより、リングギアサポート５７およびスプロケット１２３が正転方向に回転し、スプロケット１２２および機械駆動用ワンウェイクラッチ６１を介してポンプ駆動シャフト１２１が正転方向に回転する。従って、走行用モータジェネレータ４による後退走行時に、油圧ポンプ２１は、前進走行時と同じく、所期の回転方向である正転方向に駆動されることになる。
【００４６】
図９の（ｃ）は、車両が停止しているときの状態、ならびに、ごく低速で走行（前進もしくは後退）しているときの状態を示す。このときには、補助電動モータ２０がスプロケット１２２の回転数よりも相対的に高い回転数で正転方向に回転しているので、電動用ワンウェイクラッチ６２が締結状態となって、補助電動モータ２０の回転軸２０ａによりポンプ駆動シャフト１２１が正転方向に駆動される。このとき、機械駆動用ワンウェイクラッチ６１はフリー状態となり、スプロケット１２２やチェーン２２へのトルク伝達が阻止される。
【００４７】
次に、図１０は、上記の第２の実施例に類似した第３の実施例を示している。この実施例は、油圧ポンプ２１として、タンデム型油圧ポンプではなく、第１の実施例と同じく内接歯車型ポンプを用いたものであり、そのロータ２１ａがポンプ駆動シャフト１２１によって駆動されるようになっている。図１１は、この実施例における逆転防止機構４０およびポンプ駆動切換機構６０の作用を示したものであり、前述した図９と同様の作用となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るハイブリッド車両の車両推進機構の構成説明図。
【図２】このハイブリッド車両の制御システムの概要を示すブロック図。
【図３】補助電動モータ等を一体に備えた油圧ポンプの構成を示す断面図。
【図４】逆転防止機構およびポンプ駆動切換機構の作用を示す説明図。
【図５】前進走行から後退走行へ移行するときの油圧変化等を示す説明図。
【図６】具体的なトランスアクスル装置の断面図。
【図７】第２の実施例を示すトランスアクスル装置の断面図。
【図８】この第２の実施例における要部の断面図。
【図９】この第２の実施例における逆転防止機構およびポンプ駆動切換機構の作用を示す説明図。
【図１０】第３の実施例を示す要部の断面図。
【図１１】この第３の実施例における逆転防止機構およびポンプ駆動切換機構の作用を示す説明図。
【符号の説明】
１…エンジン
２…ＣＶＴ
３…クラッチ
４…走行用モータジェネレータ
２０…補助電動モータ
２１…油圧ポンプ
４０…逆転防止機構
６０…ポンプ駆動切換機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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