JP2000272362A - ハイブリット車用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向寸法及び軸方向寸法が大きくなること
を防止して、車輌搭載性能を確保すると共に、モータ・
ジェネレータの出力トルクを確保する。 【解決手段】 トルクコンバータ５のフロントカバー３
０の中間部分３０ｂを軸方向に延出し、該中間部分の内
径側に多板クラッチからなるロックアップクラッチ３を
配置し、上記中間部分の外径側にモータ・ジェネレータ
６を配置する。ロックアップクラッチの摩擦板３６，３
７部分の内径側にダンパスプリング４１を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとモータ
とを連結して動力源としたパラレルタイプのハイブリッ
ト車輌における駆動装置に係り、詳しくはトルクコンバ
ータ等の流体伝動装置を有する自動変速機にモータを付
設したハイブリット車用駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トルクコンバータ付き自動変速機
にモータ・ジェネレータを付設して、発進時、加速時等
にモータ・ジェネレータの駆動力をエンジン駆動力にア
シストし、また降坂路走行時、制動時にモータ・ジェネ
レータをジェネレータとして機能してエンジンブレーキ
効果を補い、また制動エネルギを回生して燃費を向上す
ると共に排気ガス排出量を低減させるパラレルハイブリ
ット車用駆動装置が、例えば特開平９−２１５２７０号
公報（従来技術１）、特開平５−３０６０５号公報（従
来技術２）、特開平５−０２４４４７号公報（従来技術
３）により提案されている。

【０００３】上記従来技術１のものは、モータ・ジェネ
レータを収納したモータハウジングをエンジンとトルク
コンバータを収納したミッションハウジングとの間に挟
むように配置してある。また、上記従来技術２のもの
は、トルクコンバータのポンプインペラとタービンラン
ナとの間に、モータ・ジェネレータがバイパスして装着
されている。上記従来技術３のものは、トルクコンバー
タから自動変速機構を介して出力軸に至る駆動系の所定
要素と駆動系を覆うケースとの間に、モータ・ジェネレ
ータが装着されており、具体的にはトルクコンバータと
自動変速機構との間又は自動変速機構の伝動後ろ側にモ
ータ・ジェネレータが配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術１のよう
に、モータ・ジェネレータを内燃エンジンとトルクコン
バータとの間に配置すると、モータ・ジェネレータの長
さ分軸方向に長くなり、変速機及びエンジンを含む装置
全体の全長が長くなって、車輌搭載上に問題を生じる。
また、全長が長くなることを抑えるため、モータ・ジェ
ネレータの軸方向長さの短縮化を図ることも考えられる
が、モータ（ジェネレータ）の出力トルクは、ロータと
ステータの長さにより定まるので、モータの必要出力ト
ルクを確保しつつ全長を短くすることは困難である。

【０００５】また、前記従来技術２のように、該モータ
・ジェネレータをトルクコンバータとロックアップクラ
ッチとの間に軸方向に並列して配置する場合、モータ・
ジェネレータの長さ分上述と同様に軸方向長さが長くな
り、またモータ・ジェネレータをトルクコンバータと径
方向に並べて配置する場合、トルクコンバータ部分の外
径側にモータ・ジェネレータが重なり、径方向寸法が大
きくなり、最低地上高の確保が困難になると共に、車輌
搭載性が悪くなる。なお、この場合、モータ・ジェネレ
ータが大径化するため、モータ（ジェネレータ）の出力
トルクの確保は比較的容易となるが、トルクコンバータ
の径はエンジンの出力トルクにより定まるため、その外
径に配置されるモータ・ジェネレータを小径化すること
はできない。

【０００６】更に、前記従来技術３のように、モータ・
ジェネレータをトルクコンバータと自動変速機構との
間、又は自動変速機構の後ろ側に配置すると、モータ・
ジェネレータの径を大きくすることが困難となり、限ら
れたスペースでモータ（ジェネレータ）の出力トルクを
確保することが難しい。

【０００７】そこで、本発明は、軸方向及び径方向寸法
が大きくなることを防止した、ハイブリット車用駆動系
装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、エンジン（１３）と、変速機構（２）と、前記エン
ジンのクランク軸（５２）及び前記変速機構の入力軸
（１０）の間に介在され、ロックアップクラッチ（３）
を有する流体伝動装置（５）と、ステータ（４２）及び
ロータ（４３）を有し、該ロータを前記流体伝動装置の
入力部（３０）に連結したモータと、を備えてなるハイ
ブリット車用駆動装置において、前記ロックアップクラ
ッチ（３）が、前記流体伝動装置のトーラスより前記エ
ンジン側にあってかつ該トーラス外径より小径に構成さ
れ、前記モータ（６）が、前記ロックアップクラッチ
（３）の外径側にて軸方向にオーバラップする位置に配
置されてなる、ことを特徴とするハイブリット車用駆動
装置にある。

【０００９】請求項２に係る本発明は、前記ロックアッ
プクラッチが多板クラッチである、請求項１記載のハイ
ブリット車用駆動装置にある。

【００１０】請求項３に係る本発明は、前記ロックアッ
プクラッチ（３）は、周方向に配置したコイルスプリン
グからなるダンパスプリング（４１）を有し、該ダンパ
スプリングが、前記ロックアップクラッチの摩擦板部分
（３６，３７）の内径側にて軸方向にオーバラップする
位置に配置されてなる、請求項１又は２記載のハイブリ
ット車用駆動装置にある。

【００１１】請求項４に係る本発明は、前記流体伝動装
置（５）は、タービンランナ（１６）及び前記ロックア
ップクラッチ（３）を覆いかつ前記ポンプインペラ（１
７）と前記クランク軸（５２）及び前記ロータ（４３）
とを連結するフロントカバー（３０）を有し、該フロン
トカバーが、その中間部に軸方向に延びる部分（３０
ｂ）を有し、該部分の外径側に前記モータ（６）を配置
し、かつ前記部分の内径側に前記ロックアップクラッチ
（３）を配置してなる、請求項１ないし３のいずれか記
載のハイブリット車用駆動装置にある。

【００１２】請求項５に係る本発明は、前記ロータ（４
３）の回転位置を検出するセンサ（４６）を備え、該セ
ンサが、前記ステータ（４２）の内径側にて前記ロック
アップクラッチ（３）と軸方向に略々整列する位置に配
置されてなる、請求項１ないし４のいずれか記載のハイ
ブリット車用駆動装置にある。

【００１３】請求項６に係る本発明は、前記モータ
（６）が、モータハウジング（１５）に収納されると共
に、該モータハウジングに前記ステータ（４２）が固定
され、該モータハウジング（１５）が、前記流体伝動装
置を覆うハウジング（１２）と前記エンジン（１３）と
の間に配置されてなる、請求項１ないし５のいずれか記
載のハイブリット車用駆動装置にある。

【００１４】請求項７に係る本発明は（図４参照）、前
記ロータ（４３）が、前記フロントカバー（３０）に直
接連結されてなる、請求項４記載のハイブリット車用駆
動装置にある。

【００１５】請求項８に係る本発明は、前記流体伝動装
置が、タービンランナ、ポンプインペラ及びステータを
有するトルクコンバータ（５）である、請求項１ないし
７のいずれか記載のハイブリット車用駆動装置にある。

【００１６】請求項９に係る本発明は、前記モータが、
ジェネレータとしても機能するモータ・ジェネレータ
（６）である、請求項１ないし８のいずれか記載のハイ
ブリット車用駆動装置にある。

【００１７】なお、上記カッコ内の符号は、図面を対照
するためのものであるが、本発明の構成に何等影響を与
えるものではない。

【００１８】

【発明の効果】請求項１に係る本発明によると、ロック
アップクラッチと軸方向にオーバラップしてモータを配
置したので、軸方向寸法の長大化することを防止して、
車輌搭載性を確保でき、かつ該モータを流体伝動装置の
トーラスよりエンジン側におけるロックアップクラッチ
の外径側に配置したので、流体伝動装置の容量を確保す
ると共に、モータは、地上高等の車輌搭載性能を確保し
つつ、径方向寸法を確保して配置され、該モータの出力
トルクを確保し、上記エンジンの始動性能及び車輌駆動
性能を向上することができる。

【００１９】請求項２に係る本発明によると、ロックア
ップクラッチは、その外径側にモータが配置される関係
上、小径となるにも拘らず、多板クラッチからなるた
め、充分なトルク容量を確保することができる。

【００２０】請求項３に係る本発明によると、ダンパス
プリングをロックアップクラッチの摩擦板部分の内径側
に配置して、該ダンパスプリングのための特別な軸方向
寸法を必要としないので、駆動装置の全長が長くなるこ
とを防止できる。

【００２１】請求項４に係る本発明によると、フロント
カバーの中間部分に軸方向に延びる部分を設け、該部分
の外径側にモータを、内径側にロックアップクラッチを
配置したので、フロントカバーによりモータとロックア
ップクラッチとを区画して、モータを、流体伝動装置の
油から隔離して、油の撹拌によるモータの効率低下を防
止できるものでありながら、軸方向寸法の短縮化を図り
つつ、半径方向寸法が膨径化することを防止できる。

【００２２】請求項５に係る本発明によると、センサに
よりロータの回転位置を検出して、モータの効率を向上
することができると共に、始動時の逆回転を確実に阻止
することができるものでありながら、前記センサを設置
するための特別な軸方向スペースを必要とせず、全長が
長くなることを防止できる。

【００２３】請求項６に係る本発明によると、モータを
収納したモータハウジングを、流体伝動装置ハウジング
とエンジンとの間に配置したので、流体伝動装置のトー
ラス部及び変速機構等を変更する必要がなく、かつモー
タハウジングを含めてモータをサブアッシ化することが
でき、従来の製造ラインを大幅に変更することなく比較
的容易に製造することが可能となり、またエンジン及び
車輌の多くのバリエーションに対して柔軟に対応するこ
とが可能となる。

【００２４】請求項７に係る本発明によると、ロータを
フロントカバーに直接支持したので、ロータ支持のため
の特別なスペースを必要とせず、軸方向寸法の短縮化を
図ることができる。

【００２５】請求項８に係る本発明によると、発進時に
トルクコンバータによりトルクの増大を図って、モータ
による発進を確実に行うことができる。

【００２６】請求項９に係る本発明によると、エンジン
のクランク軸に直接連結されているモータ・ジェネレー
タは、モータとして単独で又は内燃エンジンをアシスト
して車輌を駆動すると共に、ジェネレータとして、エン
ジンブレーキ効果の増大及び回生ブレーキとして機能
し、更にスタータモータとして、内燃エンジンを始動し
て、特別なスタータモータを必要としない簡単な構成で
ありながら、エンジンのアイドリングをなくすことが可
能となり、上記車輌駆動機能及び回生ブレーキ機能と相
俟って、更なる燃費の低下及び排ガスの減少を図ること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明を適用した
ハイブリット車用駆動装置を示す断面図であって、図中
符号１は、ハイブリット車用駆動装置であり、ミッショ
ンケースに収納されている多段変速機構２と、ロックア
ップクラッチ３を有するトルクコンバータ５と、ブラシ
レスＤＣモータ等からなるモータ・ジェネレータ６と、
を備え、図面右方部分にてガソリンエンジン等の内燃エ
ンジン１３に接続されている。即ち、本ハイブリット車
用駆動装置１は、従来からある自動変速機Ａ／Ｔのトル
クコンバータ部分にモータ・ジェネレータ６を付設した
ものに係る。

【００２８】上記ハイブリット車用駆動装置１は、１軸
状に配置されており、前エンジン・後駆動（ＦＲ）方式
に適用される。詳しくは、エンジン側から、モータ・ジ
ェネレータ６、トルクコンバータ５、そして自動変速機
構２が１軸状に順次配置されており、かつ自動変速機構
２は、トルクコンバータ５側から、１個のシンプルプラ
ネタリギヤからなるオーバ・ドライブ部７、シンプソン
タイプのプラネタリギヤユニット９ａ及び１個のシンプ
ルプラネタリギヤ９ｂからなる主変速部９が配置されて
おり、入力軸１０の回転を、前進５速・後進１速に変速
して出力軸１１に出力する。

【００２９】図２は、上記ハイブリット車用駆動装置１
の主要部であって、トルクコンバータ５及びモータ・ジ
ェネレータ６部分を示す図であり、コンバータハウジン
グ１２と内燃エンジン１３との間にモータハウジング１
５が挟まれるようにして、１軸状に配置されいる。トル
クコンバータ５はタービンランナ１６、ポンプインペラ
１７及びステータ１９を有しており、タービンランナ１
６は入力軸１０の前端にスプライン結合しているハブ２
０に連結されている。また、コンバータハウジング１２
と前記自動変速機構２のミッションケース４との間部分
にはオイルポンプ２２が配設されており、ポンプケース
２２ａが上記ハウジング１２及びケース４に固定されて
いる。

【００３０】前記ポンプインペラ１７の基部に固定され
ているハブ１７ａは前記ポンプケース２２ａの内周にニ
ードルベアリング２３を介して回転自在に支持されてい
ると共に、前記ケースとハブとの間にオイルシール２５
が配設されている。また、前記ステータ１９はワンウェ
イクラッチ２６に連結されており、該ワンウェイクラッ
チのインナケージは入力軸１０と上記ハブ１７ａとの間
に配置されるスリーブ２７を介してオイルポンプ２２に
固定されている。

【００３１】そして、前記ポンプインペラ１７に固定さ
れているフロントカバー３０は、その外径部分３０ａが
タービンランナ１６の外周に沿って斜めにかつ滑らかに
構成され、中間部分３０ｂが軸方向に略々平行にエンジ
ン側（前方）に延び、その内径部分３０ｃが半径方向に
略々垂直に延びている。上記フロントカバーの内径端は
センタピース３１に固定されており、該センタピースは
前記入力軸１０と整列するように前方に向けて軸方向に
延びている。

【００３２】一方、前記フロントカバー３０の軸方向に
延びる中間部分３０ｂの内径側にはロックアップクラッ
チ３が収納・配置されている。該ロックアップクラッチ
３は、上記フロントカバーの内径部分３０ｃに固定され
かつ中間部分３０ｂに沿って軸方向に延びるドラム３２
と、前記センタピース３１の後方端にニードルベアリン
グ３３を介して支持されているハブ３５と、これらドラ
ム３２又はハブ３５のスプラインにそれぞれ係合してい
る複数の内摩擦板３６及び外摩擦板３７とを有する。更
に、上記外摩擦板３７はその後方側がドラム３２に係合
するスナップリング３９により抜止めされていると共
に、その前方側がピストンプレート４０に当接し得る。
即ち、該ロックアップクラッチ３は、前記トルクコンバ
ータ５のタービンランナ１６及びポンプインペラ１７の
外郭からなるトーラスより小径に構成されており、具体
的にはトーラスの半径方向略々中央部分に上記ドラム３
２が位置するように配置されており、かつ多板クラッチ
からなる。

【００３３】ピストンプレート４０は、前記ドラム３２
とセンタピース３１の外周面とに密接して移動自在であ
り、上記多板クラッチからなるロックアップクラッチ３
を接続、解放又はスリップ制御し得る。該ピストンプレ
ートは、オリフィス孔が形成されて、該ピストンプレー
トで隔てられた両油室間の油圧を絞りつつ流通可能で、
その油の流れ方向を変化することにより上記ロックアッ
プクラッチ制御し得る。更に、上記ハブ３５の内摩擦板
係合用スプラインの内径部分にはコイルスプリングから
なるダンパスプリング４１が周方向に複数個配設されて
おり、該ダンパスプリングは前記ハブ３５に固定されて
いるラグ３５ａとタービンハブ２０に固定されているラ
グ２０ａとの間に縮設されている。即ち、該ダンパスプ
リング４１は、前記ロックアップクラッチ３の摩擦板部
分３６，３７の内径側にて半径方向に略々整列する位
置、即ちロックアップクラッチ３の摩擦板部分と軸方向
にオーバラップする位置に配置されている。

【００３４】そして、前記モータ・ジェネレータ６は、
ステータ４２とロータ４３とを有しており、これらステ
ータ及びロータは、前記フロントカバーの軸方向に延び
る中間部分３０ｂの外径側において略々整列する位置、
即ちその内径側に位置する前記ロックアップクラッチ３
及び更にその内径に位置するダンパスプリング４１と軸
方向にオーバラップする位置に配置されている。詳しく
は、ロータ４３は永久磁石からなる多数の積層板４３ａ
を軸方向に並べて構成されており、これら積層板は支持
板４５に固定・支持されている。該支持板４５は、前記
フロントカバーの内径部分３０ａの前方にてかつ平行に
半径方向に延びる円板部４５ａと、上記積層板４３ａを
保持する保持部４５ｂとを有しており、保持部４５ｂ
は、その前方端部にて円板部４５ａに連結され、前記フ
ロントカバーの中間部分３０ｂの外周を覆うように軸線
方向に延びている。

【００３５】ステータ４２は、軸方向に積層された多数
の鉄心４２ａにコイル４２ｂを巻回してなり、モータハ
ウジング１５に固定されている。ロータ４３とステータ
４２とは、その積層板４３ａと鉄心４２ａとが軸方向に
同じ位置（オーバラップした位置）、即ち所定軸方向長
さにおいて半径方向に整列しており、かつこれら積層板
と鉄心が僅かの間隔を存して対向している。なお、上記
モータ・ジェネレータは、そのステータ４２が、地上高
等の車輌搭載上に支障を来さない範囲で可能な限り大き
く設定されており、かつ多極化を図って所定出力を確保
すると共に、ロータ４３の磁石積載板４３ａが遠心力に
充分耐えられる強度を確保している。

【００３６】また、モータハウジング１５は、前記ステ
ータ４２の前方部分に沿うように側壁１５ａを有してお
り、該側壁１５ａの中間部分と前記ロータ支持板４５と
の間には、ロータの回転位置を検出するセンサである、
レゾルバ４６が設けられている。レゾルバ４６は、前記
ブラシレスＤＣモータ３のロータの回転位置を正確に検
出して、ステータに流す電流のタイミングを制御するた
めのものであり、それぞれ精密加工された積層板からな
る回転子４６ａと固定子４６ｂからなる。そして、コイ
ルにより励磁される固定子４６ｂを外径側に、回転子４
６ａを内径側にして半径方向に整列（即ち軸方向にオー
バラップした位置）して配置されており、かつ該レゾル
バ４６は、前記モータ・ジェネレータ３の前方側ステー
タコイル４２ｂの半径方向内径側にて軸方向にオーバラ
ップした位置で、かつフロントカバー内径部分３０ｃの
前方側、即ちロックアップクラッチ３と軸方向に略々整
列した位置に配置されている。

【００３７】更に、前記モータハウジング側壁１５ａの
内径端にはボールベアリング４７が装着されており、該
ボールベアリングは前記レゾルバ４６の内径側にあって
半径方向に略々整列する位置（即ち軸方向にオーバラッ
プする位置）に配置されている。該ボールベアリング４
７の内径側には前記ローラ支持板４５の内径端に固定さ
れているハブ４９の鍔部４９ｂが隙間の殆どない精度の
高い公差状態（圧入ではない）で嵌合しており、更にそ
の内径側にインプットプレートボス部５０が同様に嵌合
している。該ボス部５０にはその外径側においてインプ
ットプレート５１が固定されており、またエンジンのク
ランク軸５２の先端部分にはボルト５３によりドライブ
プレート５５が固定されており、これら両プレート５
５，５１は可撓性を有すると共にその先端部にてボルト
５６により固定・連結されている。

【００３８】そして、前記センタピース３１はクランク
シャフト５２の先端凹部５２ａに嵌合しておらず、充分
な空隙をもって即ち縁が切られて対向している。該セン
タピース３１の外周には、図３の展開図に詳示するよう
に、所定角度θ傾斜しているリード付きスプライン３１
ａが形成されている。一方、前記インプットプレートハ
ブ５０の内周にはその全長に亘って軸方向に平行な直歯
スプライン５０ａが形成されている。また、前記ロータ
ハブ４９の内周の後側一部に比較的短い軸方向に平行な
直歯スプライン４９ｂが形成されている。そして、セン
タピース３１の前端には所定長さのネジ溝３１ｂが形成
されており、該ネジ溝３１ｂにはナット５９が締付けら
れている。

【００３９】前記センタピース３１のリード付きスプラ
イン３１ａに前記ロータハブのスプライン４９ｂ及びイ
ンプットプレートハブのスプライン５０ａを係合した状
態で前記ナット５９が締付けられる。これにより、図３
に詳示するように、直歯からなる比較的長いインプット
プレートハブスプライン５０ａは、その歯の両端部分の
反対側歯側面ａ，ｂがセンタピース傾斜スプライン３１
ａの隣接する歯側面に圧接して圧入状態となって、両ス
プライン５０ａ，３１ａは遊びのない圧着状態にて嵌合
し、スプライン歯の係合間隙等に起因するフレッチング
摩耗の発生を防止して一体に回転する。

【００４０】一方、直歯からなる比較的短いロータハブ
スプライン４９ｂは、リード付スプライン３１ａに係合
しているが、短いことに起因して歯側面間に空隙を有す
る遊嵌状態となって、上記インプットプレートハブスプ
ライン５０ａの圧着に拘らず、容易に組付けし得る。該
ロータハブ４９は、上記スプラインの遊嵌状態に基づき
軸方向に移動自在であることに起因して、前記ナット５
９の締付けに基づき、インプットプレートハブ５０とセ
ンタピース鍔部３１ｃとの間で密接して挟持される。こ
れにより、ロータハブ４９は、センタピース３１及びイ
ンプットプレートハブ５０の摩擦力に基づいて一体に回
転する。

【００４１】前記ロータハブ４９とフロントカバー３０
との間はＯリング６０によりシールされており、前記ボ
ールベアリング４７がシール付きであること及び前記ポ
ンプケース２２ａとの間のシール２５とが相俟って、ポ
ンプケース２２と、トルクコンバータ５のケースである
フロントカバー３０及びポンプ１７の外郭との間で構成
されるモータ室Ａが防水、防油及び防塵構造となってい
る。なお、前記モータハウジング側壁１５ａは、上記モ
ータ・ジェネレータ６の前方を覆うカバー部材であると
共に、ボールベアリング４７を装着してロータ４３を支
持する部材でもあり、両機能を兼用して装置のコンパク
ト化を向上している。また、前記モータハウジング１５
には円環状の凹溝１５ｃが形成されており、該凹溝１５
ｃはリング状の蓋部材６１にて水密状に閉塞されて、冷
却用水路６２が形成されており、該冷却用水路６２には
エンジン冷却用の水が循環されて、モータ室Ａの加熱を
防いでいる。

【００４２】上述したように、ロックアップクラッチ３
を小径化して、その外径部分に、半径方向に略々整列し
てモータ・ジェネレータ６を配置し、更にダンパスプリ
ング４１をロックアップクラッチ３の内径部分に、半径
方向に略々整列して配置し、またレゾルバ４６をモータ
・ジェネレータ６の前方コイル４２ｂの内径側にかつロ
ックアップクラッチ３と軸方向に略々整列して配置する
こと及び上記モータハウジング側壁１５ａのカバー部材
及びロータ支持部材の兼用化が相俟って、モータ・ジェ
ネレータ６を、軸方向及び半径方向に寸法を大きく拡大
することなく、自動変速機に付設することが可能とな
る。具体的には、半径方向寸法を従来のトルクコンバー
タハウジング１２と略々同径に、また軸方向寸法を僅か
に増大するだけで、モータ・ジェネレータ６を配置する
ことが可能となる。

【００４３】ついで、上述した本ハイブリット車用駆動
装置１の作用について説明する。車輌の停止状態でかつ
（イグニッション）スイッチがＯＮ状態にあって、運転
者が発進意図に基づきアクセルペダルを踏む（低スロッ
トル開度時）と、まず、モータ・ジェネレータ６にバッ
テリ（図示せず）からの電流が流れて、モータとして機
能する。ブラシレスＤＣモータからなるモータ・ジェネ
レータ６は、レゾルバ４６によりロータ４３の位置を正
確に検出することに基づき、コントローラ（図示せず）
によりステータ４２のコイル４２ｂに流す電流のタイミ
ングを調整して、前進方向にかつ高い効率にてロータ４
３を回転する。該ロータ４３の回転は、ロータ支持板４
５、ロータハブ４９、そしてナット５９の締付けに基づ
く、該ハブ４９のインプットプレートハブ５０及びセン
タピース鍔部３１ｃとの間での挟持摩擦力によりセンタ
ピース３１に伝達され、更にフロントカバー３０、ポン
プインペラ１７、タービンランナ１６及びステータ１９
からなるトルクコンバータ５を介して、所定のトルク比
の増大を伴って入力軸１０に伝達される。

【００４４】該発進時にあっては、燃料噴射装置は停止
状態にあって、エンジンは停止状態にある。詳しくは、
前記ロータハブ４９の回転に基づきインプットプレート
５０，５１及びドライブプレート５５を介してクランク
シャフト５２が回転するが、単にピストンがシリンダ室
の空気を圧縮・解放するだけで、エンジンは空転状態に
ある、即ち、車輌発進時にあっては、低回転数時に高い
トルクを出力するブラシレスＤＣモータ６の駆動特性に
基づき、更にトルクコンバータ５のトルク比増大及び自
動変速機構２の１速段による高いトルク比が相俟って、
車輌を滑らかにかつ所定のトルクにより発進・走行す
る。

【００４５】そして、発進直後の車輌が比較的低速な所
定速度にあって、スロットルが一定開度以上踏まれると
燃料噴射装置を作動して、点火プラグにより点火してモ
ータ・ジェネレータ６がスタータモータとして機能し、
内燃エンジンを始動する。これにより、内燃エンジンの
クランク軸５２の回転は、ドライブプレート５５、イン
プットプレート５１、ハブ５０、そしてリードスプライ
ン３１ａ及び直歯スプライン５０ａにて圧入状態となっ
ているセンタピース３１に伝達される。この状態では、
内燃エンジンの駆動力及びモータとして機能しているモ
ータ・ジェネレータ６の駆動力が加算されて、トルクコ
ンバータに伝達され、更に自動変速機構２がアップシフ
トして、所望の回転速度にて駆動車輪に伝達される。即
ち、車輌の加速状態及び登坂状態等の大きな駆動力を必
要とする場合、内燃エンジンの駆動力にモータ・ジェネ
レータ６の駆動力がアシストして、高馬力にて車輌を走
行する。

【００４６】そして、車輌が定常高速走行状態になる
と、モータ・ジェネレータ６が無負荷運転（モータに生
じる逆起電力により生じるトルクを相殺させるようにモ
ータ出力を制御する）され、モータ・ジェネレータを空
転し、専ら内燃エンジンの駆動力にて車輌を走行する。
なお、バッテリの充電量（ＳＯＣ）によっては、モータ
・ジェネレータ６をジェネレータとして機能してエネル
ギの回生を行う。前記内燃エンジンによる駆動状態又は
内燃エンジンにモータをアシストした駆動状態（場合に
よってはモータのみによる駆動状態）にあって、コンバ
ータ圧の方向に換えることによりピストンプレート４０
が移動して、ロックアップクラッチ３を接続する。これ
により、フロントカバー３０に伝達されているトルク
は、ドラム３２、外摩擦板３７、内摩擦板３６、ハブ３
５、ダンパスプリング４１及びタービンハブ２０を介し
て、トルクコンバータの油流を介することなく直接入力
軸１０に伝達される。

【００４７】この際、上述したように、モータ・ジェネ
レータ６の配設により、ロックアップクラッチ３が小径
化されているが、該ロックアップクラッチ３は、多板ク
ラッチからなり、上記モータアシストによる高馬力に対
しても充分なトルク容量を備えており、前記内燃エンジ
ン及びモータの駆動力を確実に入力軸１０に伝達する。
また、該多板クラッチからなるロックアップクラッチ３
は、上記ピストンプレート４０の構造と相俟って、スリ
ップ制御も容易となり、多くの変速段にて上記スリップ
制御を適用しつつ該ロックアップクラッチ３を作動する
ことができる。

【００４８】また、定常低・中速走行及び降坂路走行等
により内燃エンジンの出力に余裕がある場合、バッテリ
のＳＯＣに応じて、モータ・ジェネレータ６をジェネレ
ータとして機能してバッテリを充電する。特に、降坂時
においてエンジンブレーキを要求する場合、前記ジェネ
レータとなっているモータ・ジェネレータ６の回生電力
を大きくして、充分なエンジンブレーキ効果を得ること
ができる。また、運転者がフートブレーキを踏んで車輌
の停止を要求する場合、前記モータ・ジェネレータ６の
回生電力を更に大きくして、回生ブレーキとして作動
し、車輌の慣性エネルギを電力として回生して、摩擦ブ
レーキに基づく熱によるエネルギ放散を減少する。ま
た、中速域においても、エンジンをより高出力、高効率
な領域で運転できるように、モータ・ジェネレータ６を
回生状態とし、これによりエンジン効率を向上できると
共に、上記回生によるバッテリの充電に基づきモータ走
行を増大することができ、エネルギ効率を向上し得る。

【００４９】そして、車輌が信号等にて停止している状
態では、モータ・ジェネレータ６が停止されると共に、
燃料噴射装置がＯＦＦとなって内燃エンジンも停止され
る。即ち、従来のエンジンのアイドリング状態はなくな
る。また、該停止状態からの車輌の発進は、前述したよ
うに、まず、モータ・ジェネレータ６のモータ駆動力に
より発進し、その直後の比較的低速状態で、上記モータ
駆動力によりエンジンが始動され、モータ６の駆動力に
てアシストすることにより、エンジンの急激な駆動力変
動をなくして、滑らかに運転し、そしてエンジンブレー
キ必要時及び制動停止時に、モータ・ジェネレータ６を
回生ブレーキとして車輌慣性エネルギを電気エネルギと
して回生する。また、エンジン低負荷、極低負荷時のよ
うにエンジン効率の悪い領域をモータ走行する。これら
が相俟って、本ハイブリット車は、省燃費及び排ガスの
減少を達成し得る。

【００５０】そして、前記内燃エンジンは、シリンダ室
内の爆発によりピストンが往復動してクランク軸に回転
として伝達されるため、クランク軸５２は、上記爆発振
動にり偏心回転を生じ、このため必然的に軸芯精度が悪
くなっている。一方、前記モータ・ジェネレータ６は、
エンジン１３及びコンバータハウジング１２との間で挟
持される独立したモータハウジング１５内に配置されて
おり、かつそのロータ４３は、モータハウジング１５に
ベアリング４７を介して支持されている。詳しくは、ロ
ータ４３の永久磁石積層板４３ａを支持する支持板ハブ
４９の鍔部４９ａが、ハウジング側壁１５ａに装着され
たボールベアリング４７の内径側に精度の高い公差にて
嵌合して支持されている。

【００５１】前記クランク軸５２とロータハブ４９と
は、インプットプレート５１及びドライブプレート５５
等を介して連結されているが、前記クランク軸５２の爆
発振動に基づく偏心回転は、フレックスプレートを構成
する上記ドライブプレート５５及びインプットプレート
５１が撓むことにより吸収され、ロータハブ１５に伝播
されることはなく、またクランク軸５２とセンタピース
３１とは軸方向に離れて配置されて縁が切れているの
で、前記ロータ４３の独立した高い精度での回転支持に
影響を与えることはない。また、ステータ４２は、上記
モータハウジング１５に直接固定されており、従ってロ
ータ４３とステータ４２とは僅かな間隔を存して正確に
対向している。また、前記ボールベアリング４７は、上
記２枚のプレート５１，５５で上記爆発振動が吸収さ
れ、かつモータハウジング側壁１５ａにより独立して支
持されているので、作用するラジアル負荷荷重が少な
い。

【００５２】一方、トルクコンバータ５は、そのフロン
トカバー３０及びポンプインペラ１７の外郭により形成
されるコンバータ室Ｂへ供給されるチャージ圧及びその
回転に伴う遠心油圧の変化により、膨出したり収縮した
り変形するが、フロントカバー３０と前記ロータ支持板
４５とがそれぞれ独立した別構造となっており、上記ト
ルクコンバータ５の変形が前記ロータ４３の高い精度の
回転支持に影響を与えることはない。なお、上記チャー
ジ圧及び遠心油圧によるトルクコンバータの変形は、フ
ロントカバー３０がその中間部分３０ｂが軸方向に延び
る段付き形状からなる堅牢な構造からなること、及び該
フロントカバー内径部がセンタピース鍔部３１ｃに固定
されかつロータハブ４９及びナット５９等を介してベア
リング４９により軸方向に支持されていることが相俟っ
て、フロントカバー３０が前方に膨んでロータ支持板４
５に影響を与えることはなく、専ら後方に向けて変形し
てオイルポンプ２２ａの支持部分にて移動・吸収され
る。

【００５３】これにより、モータ・ジェネレータ６は、
半径方向及び軸方向に高い精度にて支持され、小径化さ
れたロックアップクラッチ３の外径部分にあって、かつ
トルクコンバータ５のトーラス外径よりあまり外径方向
に突出しない位置にあり、軸方向及び半径方向に大きく
拡大しないコンパクトな構成からなるにも拘らず、高い
効率で高い出力を得ることができる。

【００５４】また、前記クラッチ軸５２の爆発振動は、
ドライブプレート５５及びインプットプレート５１を介
して微小振動としてプレートハブ５０に伝わったとして
も、該ハブ５０の直歯スプライン５０ａとセンタピース
３１のリード付きスプライン３１ａは圧入関係にあって
ガタのない一体回転をするので、この間でフレッチング
摩耗を発生することがなく、トルクを伝達することがで
きる。また、ロータハブ４９は、ナット５９の締付けに
基づきプレートハブ５０及びセンタピース鍔部３１ｃに
挟持されて、これらの間の摩擦力によりガタのない一体
回転をするので、センタピース３１及びロータハブ４９
との間でフレッチング摩耗を発生することなく、トルク
を伝達し得る。

【００５５】ついで、図４に沿って一部変更した実施の
形態について説明する。本実施例によるハイブリット車
用駆動装置は、モータ・ジェネレータ６のロータ４３
を、フロントカバー３０に直接支持したものであり、先
の実施例と同様な部分は同一符号を付して説明を省略す
る。

【００５６】本実施例によるモータ・ジェネレータ６
は、そのステータ４２がモータハウジング１５に固定さ
れており、かつロータ４３がフロントカバー３０の軸方
向に延びる中間部分３０ｂの外周面に嵌合・配置されて
いる。詳しくは、ロータ４３を支持する支持板４５にお
ける永久磁石積層板４３ａを保持する保持部４５ｂの内
周面を前記フロントカバー中間部分３０ｂに嵌合・支持
し、更に上記支持板４５の円板部４５ａをフロントカバ
ー内径部分３０ｃの外側面に固定されたナット６５にボ
ルト６６にて固定されている。

【００５７】ロックアップクラッチ３は、先の実施例と
同様に、トルクコンバータ５のトーラスより小径からな
り、前記フロントカバー中間部分３０ｂの内径側に配置
されており、従って該ロックアップクラッチ３と前記モ
ータ・ジェネレータ６とは半径方向に整列した位置、即
ち軸方向にオーバラップする位置に配置されている。な
お、ロックアップクラッチのダンパスプリング４１は、
先の実施例と同様に、ロックアップクラッチのハブ３５
スプライン部分の内径側に、該クラッチと半径方向に整
列するように配置されており、従って、外径から内径方
向に順次、モータ・ジェネレータ６のステータ４２、ロ
ータ４３、ロックアップクラッチ３の摩擦板部分、ダン
パスプリング４１が半径方向に整列（軸方向にオーバラ
ップ）して配置されている。

【００５８】また、クランク軸５２の先端にはボルト５
３によりドライブプレート５５が固定されており、該ド
ライブプレートの先端が前記ロータ支持板の保持部４５
ｂにボルト６６により固定されている。一方、前記フロ
ントカバー３０の中心部分に固定されているセンタピー
ス３１は、前方に向けて突出して、その先端部分３１ｄ
が前記クランク軸５２の中心孔５２ａに嵌合して、従来
の自動変速機と同様に芯合せが行われている。

【００５９】また、トルクコンバータハウジング１２の
一部に、軸方向に貫通する孔１２ａが形成されており、
該孔にはホール素子等の回転変位センサ４６′が設置さ
れている。該センサは、フロントカバー３０に固定され
た回転ディスク６７との間で、フロントカバー３０、従
ってそれと一体のロータ４３の回転位置を高精度にて検
出し得る。

【００６０】本実施の形態にあっては、先の実施例のよ
うにロータを独立して回転支持していないので、ロータ
の支持精度は落ちるが、ロータを支持するベアリング及
び支持板、ハブ等が不要となり、その分、更なる軸方向
のコンパクト化が可能となる。なお、作用は、先の実施
例と同様なので、説明を省略する。

【００６１】上記実施例は、自動変速機構として前記５
速段のものを用いているが、これに限らず、４速段、３
速段等の他の自動変速機構でもよく、更にＦ・Ｒタイプ
に限らず、Ｆ・Ｆ（前エンジン・前輪駆動）タイプ等の
他の形式の自動変速機に適用することも可能である。ま
た、上記実施例は、モータ・ジェネレータとして、ブラ
シレスＤＣモータを用いているが、これは、直流モー
タ、誘導式交流モータ等の他のモータでもよい。また、
上記実施例は、トルクコンバータを用いているがが、こ
れは流体継手でもよく、即ち、トルクコンバータ又は流
体継手等の流体伝動装置を備えたものに適用し得る。

【００６２】なお、上述した実施例の作用をまとめて示
すと、以下の通りである。

【００６３】車輌発進時には、モータ・ジェネレータ
（６）がモータとして機能し、該モータの駆動力がトル
クコンバータ（５）及び自動変速機構（２）を介して車
輪に伝達される。この際、内燃エンジン（１３）は燃料
噴射装置等が非作動状態にあって、空転している。そし
て、車輌の発進後の比較的早期に、燃料噴射装置が作動
して、前記モータ・ジェネレータ（６）がスタータモー
タとして機能してエンジンが始動される。

【００６４】この状態では、内燃エンジンの駆動力にモ
ータ・ジェネレータ（６）の駆動力がアシストして、加
速及び登坂等の高馬力要求に対応する。そして、定常走
行になると、モータ・ジェネレータ（６）を空転するか
又はジェネレータとして機能し、専ら、内燃エンジンの
駆動力にて車輌を走行する。また、降坂時にあっては、
上記モータ・ジェネレータをジェネレータとして機能し
て、エンジンブレーキ効果を高める。更に、制動時にあ
っては、ジェネレータによる回生電力を更に増大して、
回生ブレーキとして機能する。そして、車輌停止時に
は、内燃エンジンを停止して、アイドリング状態をなく
す。

【００６５】また、前記内燃エンジン及び／又はモータ
・ジェネレータの駆動力は、ロックアップクラッチ
（３）の係合により、トルクコンバータ（５）を介する
ことなく、直接自動変速機構の入力軸（１０）に伝達さ
れる。この際、ロックアップクラッチ（３）は、その外
径側にモータ・ジェネレータ（６）が配置されるため小
径に構成されるが、多板クラッチからなり、上記駆動力
に対応する充分なトルク容量を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したハイブリット車用駆動装置を
示す全体断面図。

【図２】その主要部であるトルクコンバータ及びモータ
・ジェネレータ部分を示す断面図。

【図３】センタピースのスプラインと、それに係合する
インプットプレートハブスプライン及びロータハブスプ
ラインを示す展開図。

【図４】一部変更した本発明の実施の形態の主要部分を
示す断面図。

【符号の説明】

１ ハイブリット車用駆動装置 ２ 自動変速機構 ３ ロックアップクラッチ ５ 流体伝動装置（トルクコンバータ） ６ モータ（ジェネレータ） １２ コンバータハウジング １３ 内燃エンジン １５ モータハウジング １６ タービンランナ １７ ポンプインペラ ３０ フロントカバー ３０ｂ 中間部分 ３６，３７ 摩擦板 ４１ ダンパスプリング ４２ ステータ ４３ ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 敬一 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 長谷部 正広 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 都築 繁男 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 表 賢司 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 田端 淳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 多賀 豊 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 中村 誠志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 天野 正弥 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D039 AA00 AB27 AC03 AC21 AC39 AC64 AD23 5H115 PA12 PA13 PG04 PI16 PO17 PU10 PU11 PU25 PU29 QE10 QI04 QI09 RB08 SE04 SE08 TI01 TO30 UI32

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと、 変速機構と、 前記エンジンのクランク軸及び前記自動変速機構の入力
   軸の間に介在され、ロックアップクラッチを有する流体
   伝動装置と、 ステータ及びロータを有し、該ロータを前記流体伝動装
   置の入力部に連結したモータと、を備えてなるハイブリ
   ット車用駆動装置において、 前記ロックアップクラッチが、前記流体伝動装置のトー
   ラスより前記エンジン側にあってかつ該トーラス外径よ
   り小径に構成され、 前記モータが、前記ロックアップクラッチの外径側にて
   軸方向にオーバラップする位置に配置されてなる、 ことを特徴とするハイブリット車用駆動装置。
2. 【請求項２】 前記ロックアップクラッチが多板クラッ
   チである、 請求項１記載のハイブリット車用駆動装置。
3. 【請求項３】 前記ロックアップクラッチは、周方向に
   配置したコイルスプリングからなるダンパスプリングを
   有し、 該ダンパスプリングが、前記ロックアップクラッチの摩
   擦板部分の内径側にて軸方向にオーバラップする位置に
   配置されてなる、 請求項１又は２記載のハイブリット車用駆動装置。
4. 【請求項４】 前記流体伝動装置は、タービンランナ及
   び前記ロックアップクラッチを覆いかつ前記ポンプイン
   ペラと前記クランク軸及び前記ロータとを連結するフロ
   ントカバーを有し、 該フロントカバーが、その中間部に軸方向に延びる部分
   を有し、該部分の外径側に前記モータを配置し、かつ前
   記部分の内径側に前記ロックアップクラッチを配置して
   なる、 請求項１ないし３のいずれか記載のハイブリット車用駆
   動装置。
5. 【請求項５】 前記ロータの回転位置を検出するセンサ
   を備え、 該センサが、前記ステータの内径側にて前記ロックアッ
   プクラッチと軸方向に略々整列する位置に配置されてな
   る、 請求項１ないし４のいずれか記載のハイブリット車用駆
   動装置。
6. 【請求項６】 前記モータが、モータハウジングに収納
   されると共に、該モータハウジングに前記ステータが固
   定され、 該モータハウジングが、前記流体伝動装置を覆うハウジ
   ングと前記エンジンとの間に配置されてなる、 請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリット車用駆
   動装置。
7. 【請求項７】 前記ロータが、前記フロントカバーに直
   接連結されてなる、 請求項４記載のハイブリット車用駆動装置。
8. 【請求項８】 前記流体伝動装置が、タービンランナ、
   ポンプインペラ及びステータを有するトルクコンバータ
   である、 請求項１ないし７のいずれか記載のハイブリット車用駆
   動装置。
9. 【請求項９】 前記モータが、ジェネレータとしても機
   能するモータ・ジェネレータである、 請求項１ないし８のいずれか記載のハイブリット車用駆
   動装置。