JP2003154862A - トルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータジェネレータがトルクコンバータより
も変速機側に配置されたトルク伝達系の構成において、
コンパクトなトルク伝達装置を提供する。 【解決手段】 トルク伝達装置１は、エンジン８の出力
軸８１からのトルクを変速機９へ伝達するための装置で
あり、トルクコンバータ１１と、伝達軸９１との間でト
ルクを授受可能なモータジェネレータ６１と、伝達軸９
１のトルクとモータジェネレータ６１とを連結するため
の遊星歯車装置７１とを備えている。トルクコンバータ
１１の整流ステータ２１は、整流ステータ２１は、主
に、環状のステータキャリア２１ａと、ステータキャリ
ア２１ａの外周面に設けられた複数のステータブレード
２１ｂとから構成されている。ステータキャリア２１ａ
は、ワンウェイクラッチ２５を介して、後述の遊星歯車
装置７１の遊星キャリア７２に支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの出力ト
ルクを変速機に伝達するためのトルク伝達装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の燃費向上を図る技術の１
つとして、エンジンの出力トルクを変速機に伝達するた
めのトルク伝達系にモータジェネレータを配置して、走
行時の制動エネルギを電力として取り出す回生を行った
り、バッテリに充電された電気をモータジェネレータの
出力トルクによりエンジントルクをアシストする等の技
術が提案されている。

【０００３】このようなトルク伝達系の構成として、エ
ンジンとトルクコンバータとの間にモータジェネレータ
を配置したものがある。トルクコンバータは、エンジン
の出力トルクが入力されるインペラと、インペラに対向
して配置され変速機にトルクを出力するタービンと、イ
ンペラとタービンとの間に配置されタービンからインペ
ラへの流体の流れを整流するための整流ステータとを有
するものである。このトルク伝達系の構成では、制動回
生時に、変速機側のトルクがトルクコンバータを介して
伝達されるため、トルクコンバータにおける制動分だけ
モータジェネレータにおけるエネルギの回生量が減少す
ることになる。

【０００４】これに対して、例えば、特開２０００−２
８７３０３号公報に記載の技術のように、トルクコンバ
ータがエンジンとモータジェネレータとの間に配置され
た構成を有するものがある。このような構成において
は、モータジェネレータがトルクコンバータよりも変速
機側に配置されているため、制動回生時においても、変
速機のトルクが直接モータジェネレータに伝達される。
これにより、モータジェネレータでエネルギ回生がされ
易くなる。すなわち、この構成におけるエネルギ回生量
は、エンジンとトルクコンバータとの間にモータジェネ
レータを配置した構成におけるエネルギ回生量よりも増
加するようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のトルク
伝達系の構成においては、トルクコンバータと変速機と
の間にモータジェネレータが配置されているため、トル
クコンバータの整流ステータをステータ固定軸を介して
変速機のミッションケースに固定する等の通常の固定方
法を採用できない。このため、本トルク伝達系を具体的
に構成する際には、整流ステータの固定方法が問題とな
る。

【０００６】この問題を解決するために、特開２０００
−２８７３０３号公報に記載の技術では、トルクコンバ
ータ及びモータジェネレータを収納する外側ハウジング
に固定された内側ハウジングをトルクコンバータとモー
タジェネレータの軸方向間に設け、この内側ハウジング
に整流ステータのステータ固定軸が固定される構成を採
用している。すなわち、上記トルク伝達系では、トルク
コンバータとモータジェネレータの軸方向間に別部材を
設けて、さらに、この別部材をトルクコンバータ及びモ
ータジェネレータを収納する外側ハウジングに固定して
いる。これにより、整流ステータを固定するという目的
は達成されるが、トルク伝達系の軸方向及び半径方向の
サイズが増加するという問題が生じる。

【０００７】本発明の課題は、モータジェネレータがト
ルクコンバータよりも変速機側に配置されたトルク伝達
系の構成において、コンパクトなトルク伝達装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のトルク
伝達装置は、エンジンの出力トルクを変速機に伝達する
ためのトルク伝達装置であって、変速機にトルクを出力
する伝達軸と、トルクコンバータと、入力軸との間でト
ルクを授受可能なモータジェネレータと、遊星歯車装置
とを備えている。トルクコンバータは、エンジンの出力
トルクが入力されるインペラと、インペラに対向して配
置され伝達軸にトルクを出力するタービンと、インペラ
とタービンとの間に配置されタービンからインペラへの
作動油の流れを整流するための整流ステータとを有して
いる。モータジェネレータは、伝達軸に装着されたロー
タとロータに対向して配置されたステータとを有してい
る。遊星歯車装置は、伝達軸に設けられたサンギアと、
サンギアの外周側に配置されサンギアと噛み合う複数の
プラネタリギアと、ロータが装着されプラネタリギアと
噛み合うリングギアと、整流ステータが装着され複数の
プラネタリギアを軸支する遊星キャリアとを有してい
る。

【０００９】このトルク伝達装置では、トルクコンバー
タの整流ステータが遊星歯車装置を構成する遊星キャリ
アに固定されている。そして、モータジェネレータのト
ルクの伝達軸との入出力は、モータジェネレータのロー
タが装着されたリングギアと伝達軸に形成されたサンギ
アとの間で、プラネタリギアを介して行われる。遊星歯
車装置は、軸方向及び半径方向の寸法を増加させること
なく配置することができるため、従来のように整流ステ
ータをトルクコンバータとモータジェネレータの軸方向
間に別部材を設けて外側ハウジングに固定する必要がな
く、コンパクトなトルク伝達装置を実現できる。

【００１０】請求項２に記載のトルク伝達装置では、請
求項１において、インペラ、整流ステータ及びタービン
は、トーラスを形成している。そして、トーラスは、半
径方向寸法Ｈに対する軸方向寸法Ｌの比である扁平率Ｌ
／Ｈが０．７以下である。このトルク伝達装置では、ト
ーラスの扁平率が０．７以下のトルクコンバータを使用
しているので、トルク伝達系の軸方向寸法の短縮化が可
能である。

【００１１】請求項３に記載のトルク伝達装置は、請求
項１又は２において、タービンは伝達軸に対してその反
回転方向にのみ相対回転可能となるように伝達軸に装着
されている。このトルク伝達装置では、トルクコンバー
タのタービンが伝達軸に対してその反回転方向にのみ相
対回転可能となるように変速機の伝達軸に装着されてい
るため、トルクコンバータのタービンの回転数が変速機
の伝達軸の回転数よりも相対的に大きい場合は、タービ
ンと伝達軸とが一体となって回転し、タービンから伝達
軸へトルクが伝達する。逆に、タービンの回転速度が伝
達軸の回転速度よりも小さい場合は、タービンが伝達軸
の回転方向と逆方向に相対回転し、伝達軸からトルクコ
ンバータへトルクが伝達しないようになっている。これ
により、トルクコンバータを経由してエンジン部分で吸
収されるトルクによる制動を抑えて、モータジェネレー
タによるエネルギ回生の効率を向上させることができ
る。

【００１２】請求項４に記載のトルク伝達装置では、請
求項１〜３のいずれかにおいて、トルクコンバータは、
インペラ、整流ステータ及びタービンを介さずにエンジ
ンから入力されるトルクを出力側に出力するためのロッ
クアップ装置をさらに備えている。このトルク伝達装置
は、ロックアップ装置を作動した際に、トルクコンバー
タを構成するフロントカバーと、ロックアップ装置を構
成するダンパー機構と、モータジェネレータのロータと
が伝達軸上に直列に並んだ構成となる。この構成におい
ては、ロックアップ装置のダンパー機構の下流側に大き
な慣性モーメントを有するロータがあるため、２つのフ
ライホイールの間にダンパー機構が配置された振動系と
類似の振動系を形成する。これにより、トルク伝達系の
共振点が低回転数側にシフトして、エンジン回転数の変
動の伝達軸への伝達を減衰させることができる。

【００１３】請求項５に記載のトルク伝達装置では、請
求項４において、ロックアップ装置は、インペラ、整流
ステータ及びタービンの作動油系統とは別の作動油系統
から供給される油圧によって作動される別室式のクラッ
チ機構を備えたものである。このトルク伝達装置では、
別室式のクラッチ機構を備えているため、ロックアップ
動作の応答性が向上している。ここで、別室式のクラッ
チ機構とは、インペラ、タービン及び整流ステータの作
動油系統とは別の作動油系統の油圧によって操作され、
インペラ、タービン及び整流ステータ側の作動油がクラ
ッチ機構の操作に影響されにくい構造を有するものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】第１実施形態 本発明の第１実施形態にかかるトルク伝達装置１の模式
図を図１に示す。 ［構成］図１に示すトルク伝達装置１は、エンジン８の
出力軸８１と、変速機９との間に配置されている。

【００１５】エンジン８はガソリン等を燃焼させて動力
を得るための内燃機関であり、このエンジン８のクラン
ク軸（図示せず）から出力されるトルクがエンジン出力
軸８１を介してエンジン８の側面に装着されたトルク伝
達装置１に出力される。変速機９は、自動変速機又は無
段変速機であり、トルク伝達装置１から出力されたトル
クが入力される。

【００１６】トルク伝達装置１は、エンジン８の出力軸
８１からのトルクを変速機９へ伝達するための装置であ
り、トルクコンバータ１１と、伝達軸９１との間でトル
クを授受可能なモータジェネレータ６１と、伝達軸９１
のトルクとモータジェネレータ６１とを連結するための
遊星歯車装置７１とを備えている。トルクコンバータ１
１は、エンジン８の出力トルクが入力されるインペラ１
２と、インペラ１２に対向して配置され伝達軸９１にト
ルクを出力するタービン１３と、インペラ１２とタービ
ン１３との間に配置されタービン１３からインペラ１２
への作動油の流れを整流するための整流ステータ２１
と、ロックアップ装置１４とを備えている。

【００１７】次に、図２を用いてトルク伝達装置１の詳
細を説明する。図２は、本実施形態のトルク伝達装置１
の縦断面概略図である。図２の左側に図示しないエンジ
ン８が配置され、図２の右側に図示しない変速機９が配
置されている。また、図２に示すＯ−Ｏがトルクコンバ
ータ１１、モータジェネレータ６１及び遊星歯車装置７
１の回転軸である。

【００１８】（ａ）トルクコンバータ トルクコンバータ１１は、主に、３種の羽根車（インペ
ラ１２、タービン１３、整流ステータ２１）からなるト
ーラス２０を有するトルクコンバータ本体と、ロックア
ップ装置１４とから構成されている。フロントカバー１
５は、円板状の部材であり、最も軸方向エンジン８側に
配置されている。フロントカバー１５の内周部には、セ
ンターボス２２が固定されている。センターボス２２
は、軸方向に延びる円柱形状の部材であり、図示しない
クランクシャフトの中心孔に挿入されている。フロント
カバー１５の最外周部には、円周方向に複数のナット２
３が固定されている。このナット２３に対して、図示し
ない例えばフレキシブルプレートの外周部がボルトによ
って固定されている。フロントカバー１５の外周部に
は、軸方向変速機９側に延びる外周筒状部１５ａが形成
されている。この外周筒状部１５ａの内周面には、軸方
向に延びる複数の歯１５ｂが円周方向に並んで形成され
ている。また、外周筒状部１５ａの軸方向変速機９側先
端には、インペラ１２のインペラーシェル１２ａの外周
縁が固定されている。この結果、フロントカバー１５と
外周筒状部１５ａとインペラ１２とによって、内部に作
動油が充填された流体作動室を形成している。

【００１９】インペラ１２は、フロントカバー１５と一
体に固定された部材であり、インペラーシェル１２ａ
と、インペラーシェル１２ａの内側に固定された複数の
インペラーブレート１２ｂとから主に構成されている。
タービン１３は、流体作動室内でインペラ１２に対向し
て配置されている。タービン１３は、タービンシェル１
３ａと、タービンシェル１３ａのインペラ１２側の面に
固定された複数のタービンブレード１３ｂと、タービン
シェル１３ａを伝達軸９１に固定するためのタービンハ
ブ１３ｃとから主に構成されている。タービンシェル１
３ａの内周部は、タービンハブ１３ｃの半径方向中間部
分に複数のリベット２４によって、後述のダンパー機構
１８を構成するドリブンプレート４０の内周部とともに
固定されている。なお、タービンハブ１３ｃの内周面
は、伝達軸９１にスプライン係合して相対回転不能にな
っている。タービンハブ１３ｃの軸方向エンジン８側の
外周部には、フロントカバー１５の内面に接するように
円板状部材２６が配置されている。円板状部材２６の内
周端は、タービンハブ１３ｃの外周部に回転可能に支持
され、フロントカバー１５及びセンターボス２２と一体
に回転する。円板状部材２６のフロントカバー１５に接
する面には、放射状に延びる油路２６ａ、２６ｂが形成
されている。これにより、フロントカバー１５とタービ
ン１３との間の空間は、軸方向に分割されている。さら
に、フロントカバー１５とタービンハブ１３ｃとの軸方
向間には、スラストワッシャ２７が配置されている。ス
ラストワッシャ２７がフロントカバー１５及びタービン
ハブ１３ｃに接する面には、放射状に延びる油路が形成
されている。

【００２０】整流ステータ２１は、タービン１３からイ
ンペラ１２へと戻る作動油の流れを整流するための機構
である。整流ステータ２１は、樹脂やアルミ合金等によ
り鋳造によって製造された一体の部材である。整流ステ
ータ２１はインペラ１２の内周部とタービン１３の内周
部との軸方向間に配置されている。整流ステータ２１
は、主に、環状のステータキャリア２１ａと、ステータ
キャリア２１ａの外周面に設けられた複数のステータブ
レード２１ｂとから構成されている。ステータキャリア
２１ａは、ワンウェイクラッチ２５を介して、後述の遊
星歯車装置７１の遊星キャリア７２に支持されている。
タービンハブ１３ｃの内周部と第１ワンウェイクラッチ
２５との軸方向間には、第１スラストベアリング２８が
配置されている。第１スラストベアリング２８には、半
径方向に貫通する複数の溝が形成されている。ステータ
キャリア２１ａとインペラーシェル２１ａの内周部との
軸方向間には、第２スラストベアリング２９が配置され
ている。ステータキャリア２１ａの第２スラストベアリ
ング２９側には、半径方向に貫通する複数の溝が形成さ
れている。

【００２１】ここで、インペラ１２、タービン１３及び
整流ステータ２１により構成されるトーラス２０は、扁
平率が小さいものを使用している。具体的には、トーラ
ス２０の半径方向寸法Ｈと軸方向寸法Ｌとの比Ｌ／Ｈが
０．７以下のものである。ここで、半径方向寸法Ｈは整
流ステータ２１のステータキャリア２１ａの最も半径方
向外側の部分とインペラ１２の内側で半径方向外側の部
分との間の距離をいい、軸方向寸法Ｌはインペラ１２の
内側で軸方向変速機９側の部分とタービン１３の内側で
軸方向エンジン８側の部分との間の距離をいう。

【００２２】次に、ロックアップ装置１４について説明
する。ロックアップ装置１４は、運転の必要に応じてフ
ロントカバー１５と伝達軸９１との間を機械的に連結す
るための装置であり、クラッチ機構１７とダンパー機構
１８とから主に構成されている。クラッチ機構１７は、
フロントカバー１５から直接タービン１３に対してトル
クを伝達可能とするための機構である。クラッチ機構１
７は、主に、フロントカバー１５の外周筒状部１５ａ
と、ダンパー機構１８を構成する第１ドライブプレート
３１と、クラッチプレート３２、３３、３４と、ピスト
ン３５とから構成されている。クラッチプレート３２、
３４は、外周縁に外周筒状部１５ａの歯１５ｂに係合す
る外周歯を有している。これにより、クラッチプレート
３２、３４は、フロントカバー１５と一体回転するよう
に、かつ、軸方向に相対移動可能になっている。クラッ
チプレート３３は、クラッチプレート３２とクラッチプ
レート３４との軸方向間に配置されている。クラッチプ
レート３３の内周縁には複数の歯が形成されている。ま
た、クラッチプレート３３の軸方向両面には摩擦フェー
シングが貼られている。第１ドライブプレート３１の外
周面には軸方向に延びる複数の歯が円周方向に並んで形
成されている。この第１ドライブプレート３１の歯にク
ラッチプレート３３の歯が係合している。これにより、
クラッチプレート３３は、第１ドライブプレート３１と
一体回転するように、かつ、軸方向に相対移動するよう
になっている。外周筒状部１５ａの内周縁の軸方向変速
機９側には、スナップリング３６が装着されている。ス
ナップリング３６は、クラッチプレート３４等の軸方向
変速機９側への移動を制限するための部材である。

【００２３】ピストン３５は、環状の部材である。ピス
トン３５は、フロントカバー１５の軸方向変速機９側に
近接して配置されている。ピストン３５の外周面は、フ
ロントカバー１５の外周側に形成された内周面に当接し
て半径方向に支持され、軸方向及び回転方向には相対移
動可能になっている。ピストン３５の外周面には、環状
のシール部材が装着されている。このシール部材は、前
記の内周面に当接し、その軸方向両側間の作動油の流れ
を遮断している。ピストン３５の内周面は、円板状部材
２６の外周面に当接し支持されている。円板状部材２６
の外周面には環状のシール部材が装着されている。この
シール部材は、ピストン３５の内周面に当接し、その軸
方向両側間の作動油の流れを遮断している。また、ピス
トン３５の外周側部分はクラッチプレート３２に近接し
て配置されている。ピストン３５は、ピストン３５とフ
ロントカバー１５との間に形成された油圧室内の油圧変
化によって軸方向に移動する構成となっている。この油
圧室は、円板状部材２６の油路２６ａ、２６ｂを介して
伝達軸９１の軸中心を貫通するの油孔６１ａに連通して
いる。これにより、クラッチ機構１７を作動させるため
の作動油系統は、トーラス２０を作動するための作動油
系統とは別の独立した油圧系統となっている。

【００２４】ダンパー機構１８は、第１ドライブプレー
ト３１と、第２ドライブプレート３７と、タービンハブ
１３ｃと、複数のトーションスプリング３８とから構成
されている。ドライブプレート３１、３７は環状の部材
であり、外周部は互いに固定され、それより内周側の部
分は軸方向に間隔をあけて配置されている。ドライブプ
レート３１、３７の外周部は、複数のリベット３９によ
り一体となるように固定されている。また、ドライブプ
レート３１、３７の内周側部分には、軸方向に切り起こ
されたばね支持部３１ａ、３７ａが形成されている。ド
ライブプレート３１、３７の軸方向間には、ドリブンプ
レート４０が配置されている。そして、ドリブンプレー
ト４０の内周部は、リベット２４によってタービンハブ
１３ｃに固定されている。ドリブンプレート４０の外周
部においてばね支持部３１ａ、３７ａに対応する部分に
は、窓孔４０ａが形成されている。トーションスプリン
グ３８は、窓孔４０ａ内及びばね支持部３１ａ、３７ａ
内に配置された部材であり、ドライブプレート３１、３
７からドリブンプレート４０を介してタービンハブ１３
ｃにトルクを伝達すると共に捩り振動を吸収・減衰する
ための部材である。トーションスプリング３８は、円周
方向に弧状又は直線状に延びるコイルスプリングからな
る。トーションスプリング３８の円周方向両端は、窓孔
４０ａ及びばね支持部３１ａ、３７ａの円周方向両端に
支持されている。また、トーションスプリング３８の軸
方向両側は、ばね支持部３１ａ、３７ａによって支持さ
れている。

【００２５】ここで、トルクコンバータ１１に供給され
る作動油は、伝達軸９１の回転によって駆動されるオイ
ルポンプ１９によって供給されるようになっている。こ
のオイルポンプ１９は、後述のモータジェネレータ６１
のロータ６２と伝達軸９１との結合部付近に配置されて
いる。 （ｂ）モータジェネレータ モータジェネレータ６１は、トルクコンバータ１１の変
速機９側に配置され、伝達軸９１に遊星歯車装置７１を
介して装着されたロータ６２とロータ６２に対向して配
置されたステータ６３とを備えている。

【００２６】ロータ６２の外周側には、永久磁石からな
るロータマグネット６２ａが備えられている。ロータ６
２の内周部には、リングギア６４がリベット６５を介し
て固定されており、後述の遊星歯車装置７１の一部を構
成している。ステータ６３は、トルク伝達装置１の最外
周側に配置されたコイルが巻き付けられた部材であり、
バッテリ（図示せず）に接続され、電気の授受を行って
いる。

【００２７】（ｃ）遊星歯車装置 遊星歯車装置７１は、伝達軸９１に形成されたサンギア
９１ｂと、サンギア９１ｂに噛み合うプラネタリギア７
３と、プラネタリギア７３に噛み合うリングギア６４
と、プラネタリギア７３を軸支するための遊星キャリア
７２とから主に構成されている。

【００２８】リングギア６４は、ロータ６２の内周部に
固定されており、サンギア９１ｂとリングギア６４との
両方に噛み合うプラネタリギア７３を介して、伝達軸９
１とロータ６２との間で回転を伝達している。遊星キャ
リア７２は、プラネタリギア７３を軸支するための部材
であり、プラネタリギア７３の軸方向エンジン８側に配
置された環状の第１プレート部材７４と、プラネタリギ
ア７３の軸方向変速機９側に配置された環状の第２プレ
ート部材７５とから主に構成されている。

【００２９】第１プレート部材７４の内周部には、伝達
軸９１の外周部に沿って、軸方向エンジン８側に延びる
第１筒状部７４ａが形成されている。第１筒状部７４ａ
の先端の外周部には、スプライン７４ｂが形成されてい
る。そして、整流ステータ２１のステータキャリア２１
ａは、スプライン７４ｂと嵌合して回転不能に固定され
ている。また、第１筒状部７４ａの外周部とロータ６２
の内周部との半径方向間には、軸受７６が設けられてい
る。

【００３０】第２プレート部材７５の内周部には、伝達
軸９１の外周部に沿って、軸方向変速機９側に延びる第
２筒状部７５ａが形成されている。第２筒状部７５ａの
外周部には、スプライン７５ｂが形成されている。そし
て、第２筒状部７５ａのスプライン７５ｂは、トルク伝
達装置１の周囲を覆うハウジング３に回転不能に固定さ
れている。

【００３１】［動作］次に、トルク伝達装置１の動作に
ついて説明する。図３は運転モードとトルク伝達装置１
の各部等の状態を示す表であり、図４は図３のトルク伝
達装置１の各部の状態を示したタイムチャートである。
図３には、トルク伝達装置１の各部等として、エンジン
８、モータジェネレータ６１、変速機９、ロックアップ
装置１４、トルクコンバータ１１（以下の説明では、イ
ンペラ１２、タービン１３及び整流ステータ２１を指
す）及びエンジン８を始動するためのスタータ（図１に
は図示せず）が項目として列記されている。図４には、
図３の項目に加えて、車両の速度、フットブレーキ及び
アクセルが列記されている。以下、図３及び図４の番号
に従って、トルク伝達装置１の動作を説明する。

【００３２】（１）駐車（停車）時 駐車（停車）時においては、エンジン８はオフであり、
変速機９のシフトポジションはパーキング（以下、Ｐと
する）又はニュートラル（以下、Ｎとする）であり、ス
タータ、モータジェネレータ６１及びトルクコンバータ
１１はオフとなっている。

【００３３】（２）初回始動 エンジン８の初回始動時は、スタータをオンにして、エ
ンジン８を始動する。ここで、エンジン８は低速回転で
作動する。尚、変速機９のシフトポジションは、Ｐ又は
Ｎである（アイドリング状態）。 （３）暖機運転 エンジン８が始動されると、トルクコンバータ１１は低
トルク状態で作動し、暖機運転に移行する。このとき、
バッテリが充電不足の場合には、モータジェネレータ６
１を発電モード（以下、Ｇモードとする）にして、伝達
軸９１に遊星歯車装置７１を介して装着されたロータ６
２のトルクをステータ６３との電磁作用により電気に変
換してバッテリの充電を行う。逆に、バッテリの充電が
十分な場合や暖機運転中に充電が完了した場合は、エン
ジン８を停止し、モータジェネレータ６１及びトルクコ
ンバータ１１をオフにする。

【００３４】（４）発進への変速機シフトチェンジ及び
発進待機 次に、変速機９のシフトポジションをＰ又はＮの状態か
ら前進（以下、Ｄとする）の状態に変更する（後進する
場合はシフトポジションをＲにする）。このとき、モー
タジェネレータ６１を放電モード（以下、Ｍモードとす
る）にして、バッテリに充電した電気をロータ６２の回
転に変換して伝達軸９１にトルクを入力する。これによ
り、通常、エンジンからのトルクにより発生させるクリ
ープ状態（以下、エンジンクリープとする）をモータジ
ェネレータ６１によって発生させる（以下、モータクリ
ープとする）。これによって、例えば、ブレーキを踏み
込んだ車両停止の場面からブレーキを解除すると、その
瞬間から車両を駆動する加速度を生じさせることがで
き、制御された車両に生じやすい応答遅れによる不快感
を与えることを回避できる。

【００３５】（５）発進 次に、アクセルを踏み込んで発進する。このとき、エン
ジン８はオフの状態で発進する。つまり、車両は、モー
タジェネレータ６１のみにより駆動される。そして、ア
クセルの踏み込み量に応じて、モータジェネレータ６１
から伝達軸９１に入力されるトルクが増大し、徐々に車
両の速度が増加する。これにより、滑らかな発進が得ら
れる。

【００３６】（６）エンジン再始動 次に、回転数が例えば４００〜５００ｍｉｎ^-1になった
時点で、ロックアップ装置１４を作動（以下、ロックア
ップオンとする）させて、エンジン８の出力軸８１と伝
達軸９１とを直結して、エンジン８を再始動する。エン
ジン８が再始動したら、ロックアップ装置１４をロック
アップオフにして、エンジン８の出力トルクがトルクコ
ンバータ１１を介して伝達軸９１に伝達されるようにす
る。具体的には、ロックアップオンの場合は、図２にお
いて、伝達軸９１の油孔９１ａを通じてフロントカバー
１５とピストン３５との間の空間に作動油を供給し、ピ
ストン３５をクラッチプレート３２に押し付けることに
よって、ダンパー機構１８を介して、フロントカバー１
５と伝達軸９１とを直結する。逆に、ロックアップオフ
の場合は、フロントカバー１５とピストン３５との間の
空間の作動油を排出して、ピストン３５をクラッチプレ
ート３２から離反させる。これにより、車両は、エンジ
ン８とモータジェネレータ６１とのトルクによって駆動
されるようになる。このように、ロックアップ装置１４
は、別室式のクラッチ機構１７を備えているため、上記
のような一時的な動作においても、応答よくロックアッ
プ動作を行うことができる。

【００３７】（７）加速 エンジン８が再始動した後、上記のように、伝達軸９１
に伝達されるトルクは、エンジン８の出力トルクとモー
タジェネレータ６１の出力トルクの合計値となってい
る。そして、さらにアクセルを踏み込むことによって、
エンジン８からのトルクが大きくなり、モータジェネレ
ータ６１からの入力トルクが相対的に小さくなり、エン
ジン８での駆動に切り替わって行く。尚、バッテリの充
電量が不足してきた場合には、適時モータジェネレータ
６１をＧモードとしてバッテリへの充電を行う。

【００３８】（８）低速走行 ある程度加速された後、車両は低速での走行を行う。こ
のときも加速時と同様、モータジェネレータ６１をオフ
又はＧモードにしている。 （９）変速 次に、変速機９のシフトポジションを適時変更しながら
走行する。この際、モータジェネレータ６１を伝達軸９
１の回転数の同期制御を行う。具体的には、変速機９の
ダウンシフト時においては、モータジェネレータ６１を
Ｍモードとし伝達軸９１の回転数を増加させて、エンジ
ン８と伝達軸９１との回転数を同期させた後、シフトチ
ェンジを行うものである。逆に、アップシフト時におい
ては、モータジェネレータ６１をＧモードにして、伝達
軸９１の回転数を下降させてエンジン８と伝達軸９１と
の回転数を同期させた後、シフトチェンジを行う。これ
により、変速時のショックを少なくできる。

【００３９】（１０）高速走行 次に、車速が上昇したら、ロックアップ装置１４をロッ
クアップオンにして運転する。このとき、バッテリの充
電が不足している場合は、モータジェネレータをＧモー
ドとして、エンジン８からのトルクを回生してバッテリ
を充電する。 （１１）走行中の緩いアクセルオフ 走行中において、アクセルの踏み込みを緩めて少し速度
を下降させる場合がある。この際には、ロックアップ装
置１４をロックアップオフにし、同時に、モータジェネ
レータ６１はＧモードにして、伝達軸９１のトルクを回
生する。すなわち、車両を緩やかに制動しながらエネル
ギ回生を行う。

【００４０】（１２）走行中の急なアクセルオフ 走行中において、さらに車両を減速させるためにアクセ
ルを全閉して、エンジン８の燃料供給を止める場合（以
下、燃料カットとする。）がある。この際には、ロック
アップ装置１４をロックアップオンにして、エンジン８
の出力軸８１と伝達軸９１とを直結する。このとき、モ
ータジェネレータ６１はＧモードのままにして、モータ
ジェネレータ６１による回生制動を行うとともに、エン
ジンブレーキによる制動を行う。尚、ロックアップ装置
１４はロックアップオンとしているので、再加速時のエ
ンジン８の再始動が容易な状態となっている。

【００４１】（１３）ブレーキング フットブレーキを踏み込んでブレーキングすると、エン
ジンブレーキ、モータジェネレータ６１による回生制動
及びフットブレーキによる制動がかかり、車両は急激に
減速される。 （１４）ブレーキオンの車両停止 車両を停止する場合、フットブレーキによりブレーキン
グして、車両を停止させた後、シフトポジションをＮ又
はＰにする。そして、エンジン８、トルクコンバータ１
１、ロックアップ装置１４及びモータジェネレータ６１
がオフになる。

【００４２】［特徴］本実施形態のトルク伝達装置の特
徴について説明する。 （１）コンパクト化 本実施形態のトルク伝達装置１では、トルクコンバータ
１１の整流ステータ２１が遊星歯車装置７１を構成する
遊星キャリア７２に固定されている。そして、モータジ
ェネレータ６１のトルクの伝達軸９１との入出力は、モ
ータジェネレータ６１のロータ６２が装着されたリング
ギア６４と伝達軸９１に形成されたサンギア９１ｂとの
間で、プラネタリギア７３を介して行われる。遊星歯車
装置７１は、軸方向及び半径方向の寸法を増加させるこ
となく配置することができるため、従来のように整流ス
テータ２１をトルクコンバータ１１とモータジェネレー
タ６１の軸方向間に別部材を設けてハウジング３に固定
する必要がなく、コンパクトなトルク伝達装置を実現で
きる。

【００４３】また、トルク伝達装置１では、トーラス２
０の扁平率が０．７以下のトルクコンバータ１１を使用
しているので、トルク伝達系の軸方向寸法の短縮化が可
能である。 （３）エンジンの回転数変動の伝達の減衰効果 本実施形態のトルク伝達装置１は、ロックアップ装置１
４を作動した際に、トルクコンバータ１１を構成するフ
ロントカバー１５と、ロックアップ装置１４を構成する
ダンパー機構１８と、モータジェネレータ６１のロータ
６２とが伝達軸９１上に直列に並んだ構成となる。この
構成においては、ロックアップ装置１４のダンパー機構
１８の下流側に大きな慣性モーメントを有するロータ６
２があるため、２つのフライホイールの間にダンパー機
構が配置された振動系と類似の振動系を形成する。これ
により、トルク伝達系の共振点が低回転数側にシフトし
て、エンジン回転数の変動の伝達軸への伝達を減衰させ
ることができる。

【００４４】（４）発進時にモータジェネレータのみで
駆動することによる燃費向上 本実施形態のトルク伝達装置１は、発進時にモータジェ
ネレータ６１のトルクのみで車両を駆動することができ
るため、燃費の向上に寄与できる。 （５）変速ショックの低減 本実施形態のトルク伝達装置１は、変速機９のシフト変
更の際、モータジェネレータ６１を伝達軸９１の回転数
の同期制御を行っている。具体的には、変速機９のダウ
ンシフト時においては、モータジェネレータ６１をＭモ
ードにして、伝達軸９１の回転数を上昇させてエンジン
８と伝達軸９１との回転数を同期させた後、シフトチェ
ンジを行う。逆に、アップシフト時においては、モータ
ジェネレータ６１をＧモードにして、伝達軸９１の回転
数を下降させてエンジン８と伝達軸９１との回転数を同
期させた後、シフトチェンジを行う。これにより、変速
ショックを少なくできる。

【００４５】第２実施形態 本発明の第１実施形態にかかるトルク伝達装置１０１の
模式図を図７に示す。 ［構成］図７に示すトルク伝達装置１０１は、図１の第
１実施形態に示されるトルク伝達装置１のタービン１３
を伝達軸９１に第２ワンウェイクラッチ１６を介して固
定している点のみが異なる。その他については、第１実
施形態と同様であるため説明を省略する。

【００４６】本実施形態のトルクコンバータ１１１は、
エンジン８の出力トルクが入力されるインペラ１２と、
インペラ１２に対向して配置され伝達軸９１にトルクを
出力するタービン１３と、整流ステータ２１と、ロック
アップ装置１４とを備えている。前述のように、タービ
ン１３は、伝達軸９１に対してその反回転方向にのみ相
対回転可能となるように、第２ワンウェイクラッチ１６
を介して、伝達軸９１に装着されている。すなわち、ト
ルクコンバータ１１１のタービン１３の回転数が伝達軸
９１の回転数よりも相対的に大きい場合は、タービン１
３と伝達軸９１とが一体となって回転し、タービン１３
から伝達軸９１へトルクが伝達する。逆に、タービン１
３の回転数が伝達軸９１の回転数よりも相対的に小さい
場合は、タービン１３が伝達軸９１の回転方向と反対方
向に相対回転し、伝達軸９１からタービン１３へトルク
が伝達しないようになっている。

【００４７】［動作及び特徴］次に、トルク伝達装置１
０１の動作及び特徴について説明する。尚、基本的な動
作及び特徴は第１実施形態と同様であるため、第２ワン
ウェイクラッチ１６を装着したことによる相違点を中心
に説明する。図８は運転モードとトルク伝達装置１０１
の各部等の状態を示す表であり、図９は図８のトルク伝
達装置１０１の各部の状態を示したタイムチャートであ
る。具体的には、図８には、トルク伝達装置１０１の各
部等として、エンジン８、モータジェネレータ６１、変
速機９、ロックアップ装置１４、トルクコンバータ１１
１（以下の説明では、インペラ１２、タービン１３及び
第２ワンウェイクラッチ１６を指す）及びエンジン８を
始動するためのスタータ（図１には図示せず）が項目と
して列記されている。図９は、図８の項目に加えて、車
両の速度、フットブレーキ及びアクセルを含む各部等の
状態を示すタイムチャートである。

【００４８】走行中の緩いアクセルオフ（図８及び９中
の番号（１１））については、トルクコンバータ１１１
のタービン１３は、第２ワンウェイクラッチ１６を介し
て伝達軸９１に装着されているので、伝達軸９１からタ
ービン１３へトルクが伝達されることがなく、トルクコ
ンバータ１１１での制動が生じない。これにより、モー
タジェネレータ６１によるエネルギ回生の効率が向上す
る。また、トルクコンバータ１１１内の作動油の発熱も
抑えられている。

【００４９】

【発明の効果】本発明にかかるトルク伝達装置では、モ
ータジェネレータがトルクコンバータよりも変速機側に
配置されたトルク伝達系の構成において、遊星歯車装置
を用いることによって、コンパクトな構造にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態にかかるトルク伝達装置
の模式図。

【図２】第１実施形態にかかるトルク伝達装置の縦断面
概略図。

【図３】第１実施形態のトルク伝達装置の運転モードと
トルク伝達装置各部の状態を示す表。

【図４】図３のトルク伝達装置の各部の状態を示したタ
イムチャート。

【図５】ロックアップ時のトルク伝達系の振動系を示す
模式図。

【図６】ロックアップ時のエンジンの回転速度の変動の
伝達を減衰させる効果を説明する図。

【図７】本発明の第２実施形態にかかるトルク伝達装置
の模式図。

【図８】第２実施形態のトルク伝達装置の運転モードと
トルク伝達装置各部の状態を示す表。

【図９】図８のトルク伝達装置の各部の状態を示したタ
イムチャート。

【符号の説明】

１、１０１ トルク伝達装置 ８ エンジン ９ 変速機 １１、１１１ トルクコンバータ １２ インペラ １３ タービン １４ ロックアップ装置 １６ 第２ワンウェイクラッチ １７ クラッチ機構 ２１ 整流ステータ ６１ モータジェネレータ ６２ ロータ ６３ ステータ ６４ リングギア ７１ 遊星歯車装置 ７２ 遊星キャリア ７３ プラネタリギア ９１ 伝達軸 ９１ｂ サンギア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D039 AA03 AB26 AC06 AC24 AC36 AC74 AD11 3J027 FA36 FB02 GA01 GC13 GC22 GD02 GD04 GD07 GD09 GD13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの出力トルクを変速機に伝達する
   ためのトルク伝達装置であって、 前記変速機にトルクを出力する伝達軸と、 前記エンジンの出力トルクが入力されるインペラと、前
   記インペラに対向して配置され前記伝達軸にトルクを出
   力するタービンと、前記インペラと前記タービンとの間
   に配置され前記タービンから前記インペラへの作動油の
   流れを整流するための整流ステータとを有するトルクコ
   ンバータと、 前記伝達軸に装着されたロータと前記ロータに対向して
   配置されたステータとを有し、前記伝達軸との間でトル
   クを授受可能なモータジェネレータと、 前記伝達軸に設けられたサンギアと、前記サンギアの外
   周側に配置され前記サンギアと噛み合う複数のプラネタ
   リギアと、前記ロータが装着され前記プラネタリギアと
   噛み合うリングギアと、前記整流ステータが装着され前
   記複数のプラネタリギアを軸支する遊星キャリアとを有
   する遊星歯車装置と、を備えたトルク伝達装置。
2. 【請求項２】前記インペラ、前記整流ステータ及び前記
   タービンは、トーラスを形成し、 前記トーラスは、半径方向寸法Ｈに対する軸方向寸法Ｌ
   の比である扁平率Ｌ／Ｈが０．７以下である、請求項１
   に記載のトルク伝達装置。
3. 【請求項３】前記タービンは、前記伝達軸に対してその
   反回転方向にのみ相対回転可能となるように、前記伝達
   軸に装着されている、請求項１又は２に記載のトルク伝
   達装置。
4. 【請求項４】前記トルクコンバータは、前記インペラ、
   前記整流ステータ及び前記タービンを介さずに前記エン
   ジンから入力されるトルクを出力側に出力するためのロ
   ックアップ装置をさらに備えている、請求項１〜３のい
   ずれかに記載のトルク伝達装置。
5. 【請求項５】前記ロックアップ装置は、前記インペラ、
   前記整流ステータ及び前記タービンの作動油系統とは別
   の作動油系統から供給される油圧によって作動される別
   室式のクラッチ機構を備えたものである、請求項４に記
   載のトルク伝達装置。