NACHITECHNICALREPORT

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30B4

Vol.

January/2016■ 新商品・適用事例紹介「ＰＨＥＶ用クラッチ制御油圧モジュール」
機能部品事業Hydraulic Module for Clutch Control of PHEV
〈キーワード〉

油圧モジュール・動力切換・クラッチ・エンジン
モーター・アウトランダー PHEV
パラレル走行・シリーズ走行・ハイブリッド
リニアソレノイドカーハイドロリクス事業部／技術部バルブ課

吉井 一博

Kazuhiro Yoshii

「PHEV用クラッチ制御油圧モジュール」

要旨

自動車において、エンジンとモーターの組み合わ1. PHEVの走行とNACHI油圧モジュールせで効率的に走行するハイブリッド技術の進化は目覚ましい。多様な方式がある中で、電気自動車
（EV）

電気自動車
（EV）として走行中に排気ガスを出さでありながら、発電しながらモーターで走行するシずに低コストで走れる利点に対し、航続距離に不リーズ方式に加え、必要時に応じてエンジン動力に足を感じる欠点を解決した三菱自動車のアウトラン切り替えてパラレル走行モードを可能とするNACHI

ダー PHEV。
（図1）近距離なら電気自動車として高のクラッチ制御用油圧モジュールを紹介する。

い経済性を確保し、長距離ドライブ時はハイブリッド※1車となる。このハイブリッド走行に貢献しているのがNACHIのクラッチ制御用油圧モジュール（以下、油圧モジュール）である。

Abstract
In the automobile industry, the hybrid technology utilizes combination of an engine anda motor for efficient drivability and has been
advancing remarkably. Among various methods ofpowering a vehicle, an electric vehicle（EV）using
a series method is powered by a motor while it isgenerating electric power. NACHI introduces
a hydraulic module for clutch control thatenables a parallel drive mode by switching powerfrom motor to engine or vice versa when it isnecessary.

図1

三菱自動車

アウトランダー PHEV

車両の走行パターンを図2、エネルギーフローを図3に示す。油圧モジュールは、ハイブリッド走行におけるパラレル走行モードを行なう時に機能する。発電しながらモーターで走行するシリーズ走行モードに対し、パラレル走行モードはエンジンで走って、モーターがアシストする走行モードである。モーター効率が悪い部分をエンジンの効率が良い部分で走行し、例えば、高速走行を続ける時やパワーを必要とする時に自動的に選択される。それと同時に必要に応じて充電することも可能である。
油圧モジュールは、パラレル走行モード時に、発電用であったエンジン動力をタイヤの回転軸に伝えるための油圧クラッチに油圧力を瞬時に出力する。

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図2

PHEV 走行パターン

図3

エネルギーフロー図2

「PHEV用クラッチ制御油圧モジュール」

2. 油圧モジュールの機能と特長
油圧モジュールは、図4に示すトランスアクスルに取り付けられる。図5には油圧モジュールを含むトランスアクスルの断面図を示す。このトランスアクスルには、エンジンとエンジン動力を電気に変換するジェネレーターと、発電と走行駆動兼用のモーターと、タイヤの回転軸となるドライブシャフトが取り付けられ、それらの動力を増速、減速して伝達をするギヤとクラッチがケースの中に組み込まれている。

図43

トランスアクスルと油圧モジュール

図5

トランスアクスル断面図

油圧モジュールは、図6に示すような外観で、モーターとジェネレーターとドライブシャフトに囲まれた狭い空間に設置するため、油圧回路レイアウトについてはGKNドライブラインジャパンにより基 本 設計がなされ、NACHIにて油圧回路の取り回し検討を実施した。
要求機能は、制約ある小さなレイアウトで、タイヤの回転軸に同期する入力軸の回転で油圧を発生し、後退時の逆回転を許容し、素早いクラッチ作動を得る流量を小さな動力で確保し、安定したクラッチ

図6

制御を行ない、低温などでの一時的な高圧発生時

油圧モジュール外観でも機能安全を確保することである。
油圧モジュールの構成要素は、図7に示すような、アルミダイカストの2つのボディ（カバーとハウジング）と、ハウジングにはオイルポンプと調圧バルブと※2

NACHI製のリニアソレノイドバルブとリリーフバルブ（安全弁）とワンウェイバルブが組み込まれて構成されている。

図7

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油圧モジュールの構成

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「PHEV用クラッチ制御油圧モジュール」

1）オイルポンプと関連回路の特長
オイルポンプは内接歯車ポンプの少ない歯数タ
反面、歯数が少ないことは1歯当たりの吐出量が多いため、1回転における圧力の振幅が大きく、すなわち、油圧脈動が大きくなりやすい欠点がある。これを解決するため、調圧バルブにて調圧後の油を吸入回路に戻す部分に特長ある段付き形状を採用し、さらには調圧バルブのフィードバック回路で油圧脈動を減衰させるための図8に示す多段の溝回転数（赤）／ライン圧（緑）イプを選定することで小型化に貢献している。その型オリフィス構造を採用した。これにより図9（改善前）、図10（改善後）に示すようなライン圧脈動の低減効果を得ている。
また、オイルポンプを回転させる入力軸を支持す

図9ライン圧脈動（改善前）図10ライン圧脈動（改善後）るブッシュなどをハウジングに設けず、オイルポンプ自身が調心できるよう図11に示すインナーローターにこれにより軸 振 れを回 避して騒 音が小さくなり、入力軸と係合される際に組み立てやすくなり、部品点数を減らしてコストを抑えることが可能となる。

図8

回転数
（赤）
／ライン圧
（緑）

回転を支持するボス部を設けた形状を採用した。

ハウジングのフィードバック回路

図115

オイルポンプ（内接歯車ポンプ）

2）逆回転に対応する
ワンウェイバルブ

3）動力切換クラッチを制御する
高精度なリニアソレノイドバルブ

オイルポンプは、一般的にはエンジンの回転軸で油圧モジュールが作り出した一定圧の油圧は、車駆動力を得るが、当該車両ではタイヤの回転軸に両からの信号がリニアソレノイドバルブに入ると、指係合された軸によって駆動する。このため、車が後定電流にあわせ開弁動作を即座に行ない、車両制退するときには逆回転となるため、出力側＝クラッ御による走行回転数とエンジン回転数の同調制御

チから油を吸引することになり、エア吸いによって性とあわせ、接続動作が運転者に分からないレベル能に悪影響が生じる。これを解決する手段として図でエンジン動力をタイヤの回転軸に接続すること7に示したようにワンウェイバルブを、制約あるレイアを可能としている。図7に示したリニアソレノイドバウトに効率的に備えた。これにより車両の後退時でルブは、NACHIが独自に開発した図12に示す軸も油圧モジュール内に逆回転によるエア混入がなく、受構造を備え、低温安定性や耐コンタミ性に強い

また、逆流により吸入回路に圧力が発生することをことを特長としている。またクラッチに直接大流量回避できる。

を流すタイプでありながら電磁部サイズがφ29であり、油圧モジュールをコンパクトに構成することに貢献している。生産面においては、インラインでの部品計測データと、完成品の性能検査データを個々で記録管理したトレーサビリティ体制が実施されている。

図12

リニアソレノイドの内部構造

特長のまとめ●小型なバルブボディに小型な油圧ポンプと4つのバルブを搭載し、逆回転にも対応●ブッシュレスを可能とするオイルポンプのローター構造●NACHI製高精度リニアソレノイドバルブによる動力切換クラッチ制御

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3. まとめ
プラグインハイブリッド車として高い市場評価をの採用実績がある。今後は自動車業界から要求の得ているアウトランダー PHEVにNACHIの油圧モある油圧モジュールのニーズに対しても多様な技術ジュールが搭載され、走行性能の向上に貢献したで対応していく。

NACHIの油圧モジュールは、今後のPHEVへの搭

本稿の作成にあたり、資料のご提供と承諾をいた

載も期待されている。NACHIの油圧技術は長い

だいた三菱自動車工業 様、GKNドライブライン

歴史をもち、加えて多くの自動車用ソレノイドバルブジャパン様へ厚く御礼申し上げます。

用語解説※1 PHEV

Plug-in Hybrid Electric Vehicle＝プラグインハイブリッド電気自動車。

※2 リニアソレノイドバルブ

比例電磁弁であり、電流により出力する油圧を比例的に出力することができる。

引用文献
三菱自動車工業 web ページ（カーラインアップ アウトランダー PHEV）（敬称略）

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January / 2016〈発行〉2016 年 1 月 20 日株式会社 不二越 技術開発部
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