JP2001113970A - 電気式トルクコンバータ - Google Patents

電気式トルクコンバータ

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motor generator
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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センサにより検出する際、モータや
ジェネレータのコイルに起因するセンサのノイズを生ず
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。 【解決手段】 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、
ロータサポートと、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とした。

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、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、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他端側に配置され、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
の軸方向他端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５
３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１
１ａ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１
４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４
３のボス部４３ｃにステータホルダ１４ｄをボルト１４
ｅ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４
３ｂ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の軸方向他端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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 健治 静岡県富士市吉原宝町１番１号 ジヤト コ・トランステクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA03 AA04 AA25 AB01 AB27 AC03 AC06 AC21 AC24 AC37 AC39 AC74 AC78 AD06 AD11 AD23 AD53

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    円筒状部の軸方向他端側に配置され、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。
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