JP2009051484A - ハイブリッド車両用動力伝達装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 エンジン振動の減少効果があり、エンジンクラッチ制御が容易で、現実的に大量生産の可能性が高いパッケージ形態のレイアウトを有するハイブリッド車両用動力伝達装置を提供する。
【解決手段】本発明は、ハイブリッド車両用動力伝達装置において、外周部がモーターローターを支持するモーター支持部材と、モーターハウジングと、エンジン出力軸と自動変速機の入力軸間に動力を伝達するために、モーターハウジングの変速機側の端部と、モーター支持部材の内周部の変速機側の面の間の空間に配置されるエンジンクラッチと、モーターローターの変速機側の面とモーター支持部材の内周部をカバーしながら配置され、その変速機側の面に凹部を有するモーターカバーハウジングと、モーターカバーハウジングの凹部に位置し、モーターローターと遮断されて配置されるトーションダンパーと、を含めて構成されることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明はハイブリッド車両用動力伝達装置に係り、更に詳しくは、エンジンの振動を減少させる効果において有利であり、エンジンクラッチの制御が容易であり、現実的に大量生産の可能性が高いパッケージ形態のレイアウトを有するハイブリッド車両用動力伝達装置に関する。
ハイブリッド車両用動力伝達装置は、図１に示すように、自動変速機、モーター、エンジンおよびＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｏｒ ＆ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）が一列に配列されるレイアウトを有する。
エンジンとモーターを利用したハイブリッド自動車において、モーターの役割は、初期出発時に駆動モーター（初期出発領域時に低ＲＰＭでの効率が良いというモーターの特性を利用）を使用して車両の出発を図り、車両が一定速度に到達すると、発電機、即ちＩＳＧがエンジンを使用してエンジンの出力とモーターの出力を同時に利用する。
この時、エンジンの出力とＩＳＧを使用して発電されたエネルギーを利用するモーターの出力を総合的に使用するために、各々の出力を自動変速機の遊星ギア（図示せず）の一ユニットと結合した構造を有する。
即ち、エンジンは遊星ギアのキャリアと、ＩＳＧは遊星ギアのサンギアと、駆動モーターはリングギアと連結された構造を有する。
従って、エンジンの回転動力が自動変速機の遊星ギア装置を通して変速されて駆動軸に伝達され、この駆動軸に伝達された動力は推進軸を通して駆動輪に伝達される。
これと同時に、自動変速機の遊星ギアの中、サンギアと連結されたＩＳＧは走行中に減速すると、エンジン動力の伝達を受けて電気を発生させ、更に、ＩＳＧで発生された電気はインバータ（図示せず）を通して充電器に充電され、その後、車両の発進時や加速時に駆動軸を回転させる駆動モーターに電気を提供する。
このようなハイブリッド車両の動力伝達装置は、自動変速機、モーター、トルクコンバータ、エンジンおよびＩＳＧが一軸上に配列された構造であるため、エンジンルームの全長が長くなり、各構成に対するレイアウトおよび搭載に非常に不利な構造となっている。従って、互いに異なる多数のプラットフォームを共用しにくいという短所があるため、大量生産において有利であり、最適なレイアウトを有する動力伝達装置の開発が進められている。
このような点を勘案し、米国登録特許６，１７６，８０８にはハイブリッド車両の動力伝達装置に対するレイアウトが開示されているが、モーターがトーションダンパーを通して直接変速機の入力軸に連結される構造となり、エンジンクラッチおよびトーションダンパーなどの位置が複雑な配列になる短所がある。
更に、米国登録特許６，４７４，４２８にもハイブリッド車両の動力伝達装置のレイアウトが開示されており、モーターとエンジンクラッチが一つの空間に配置されておらず、カバーにより分離されることによって、モーターはオイルに浸されず、冷却効率が落ちる短所がある。
米国登録特許６，１７６，８０８ 米国登録特許６，４７４，４２８ 特開２００７−２６１３０２号公報
本発明は前記のような点を勘案してなされたもので、本発明は、エンジンクラッチがモーターと変速機の間に配置されると同時に、エンジンクラッチの一部がモーター内部とオーバーラップするようにし、モーターとトーションダンパーとの間にモーターカバーハウジングを装着し、変速機オイルがトーションダンパー側に流れるのを遮断し、トーションダンパーの一部がクランク軸の位置にオーバーラップするなど、エンジンクラッチ、モーター、モーターハウジング、トーションダンパーなどが一つの空間で最適のレイアウトを有することで、エンジン振動の減少効果があり、エンジンクラッチ制御が容易で、現実的に大量生産の可能性が高いパッケージ形態のレイアウトを有するハイブリッド車両用動力伝達装置の提供を目的とする。
前記目的を達成するための本発明は、入力軸を有する自動変速機と、モーターと、トーションダンパー、エンジンのクランク軸と連結されるエンジン出力軸を有するエンジンが一軸上に直結されたハイブリッド車両用動力伝達装置において、外周部はモーターローターに結合されて前記モーターローターを支持し、内周部は前記エンジン出力軸と前記自動変速機の入力軸間の境界部側に延長配置されるモーター支持部材と、前記モーターローターの外周部と変速機側の面を囲み配置されるモーターハウジングと、前記エンジン出力軸と前記自動変速機の入力軸間に動力を伝達するために、前記モーターハウジングの変速機側の端部と、前記モーター支持部材の前記内周部の変速機側の面の間の空間に配置されるエンジンクラッチと、前記モーターローターの変速機側の面と前記モーター支持部材の前記内周部をカバーしながら配置され、その変速機側の面に凹部を有するモーターカバーハウジングと、前記モーターカバーハウジングの凹部に位置し、前記モーターローターと遮断されて配置されるトーションダンパーと、を含めて構成されることを特徴とする。
前記モーター支持部材の前記内周部と前記モーターカバーハウジングの内側部間にはモーター支持部材の回転を支持する支持ベアリングが装着されることを特徴とする。
前記モーター支持部材の前記内周部に隣接し、前記モーターカバーハウジングの内側部の変速機側の面にはモーター位置センサーが装着されることを特徴とする。
前記モーター支持部材の前記内周部はモーターローターに結合され、前記モーターローターを支持する前記外周部の中央位置に一体に形成されることを特徴とする。
前記トーションダンパーは、クランク軸の外周部とオーバーラップされ、前記モーターカバーハウジングの凹部に配置され、エンジン側のねじり振動を減衰するトーションスプリングを有することを特徴とする。
本発明は、エンジンクラッチがモーターと変速機の間に配置されると同時に、エンジンクラッチ一部がモーター内部とオーバーラップされるようにし、モーターとトーションダンパーとの間にモーターカバーハウジングを装着し、変速機オイルがトーションダンパー側に流れることを遮断し、エンジンクラッチとモーターが一つの空間に配置されるようにすることで、エンジンクラッチとモーターに対するオイル冷却効果を同時に提供することができる。
更に、エンジンクラッチがモーターと変速機の間に配置されると同時に、エンジンクラッチの一部がモーター内部とオーバーラップされるようにし、トーションダンパーの一部がクランク軸の位置にオーバーラップされるようにするなど、エンジンクラッチ、モーター、モーターハウジング、トーションダンパーなどが一つの空間で最適のレイアウトを有することで、エンジンの振動を減少させる効果およびエンジンクラッチの制御を容易にする効果がある。
上記効果を有することにより、本発明の動力伝達装置は、現実的にハイブリッド車両に適用され、大量生産の可能性が高いパッケージ形態のレイアウトを提供できる。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
図１は本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置を説明する動力伝達系統図であり、図２は本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置のレイアウトを表す概略断面図である。
ハイブリッド車両の動力伝達装置は、入力軸を有する自動変速機と、モーターと、トーションダンパー、エンジンのクランク軸と連結されるエンジン出力軸などが一軸上に直結されたレイアウト構造を有する。
前記のようなハイブリッド車両の動力伝達装置の各構成を最適に配置することにより、エンジンの振動を減少させ、エンジンクラッチの制御を容易にし、現実的に大量生産の可能性が高いパッケージ形態のレイアウトに特徴がある。
まず、エンジンと自動変速機の間に直結されたモーター組立部のレイアウトについて説明する。
モーター組立部の構成中、モーターローター１０がモーター支持部材１２により支持され、モーター支持部材１２の外周部はモーターローター１０に支持・結合され、その内周部はエンジン２０と連結されたエンジン出力軸１４と自動変速機１６の入力軸１８間の境界部側に延長配置される。
この時、モーター支持部材１２の内周部は、モーターローター１０の等剛性支持のためにモーターローター１０に支持結合されたモーター支持部材１２の外周部の中央位置に一体形成され、図２に示すように、モーター支持部材１２の内周部は“Ｕ”断面形状を有する。
更に、モーター組立部には、モーターハウジング２２が含まれ、このモーターハウジング２２は、モーターローター１０の外周部と変速機側の面、そしてモーター支持部材１２の変速機側の面を所定の距離を維持して囲むように配置される。
特に、エンジン出力軸１４と自動変速機１６の入力軸１８間の動力伝達のためにエンジンクラッチ２４が配置されるが、このエンジンクラッチ２４は、モーターハウジング２２の変速機側の端部とモーター支持部材１２の内周部の変速機側の面の間の空間に配置される。
従って、モーターローター１０とエンジンクラッチ２４、そしてモーターローター１０を支持しているモーター支持部材１２は、一つの空間、即ちモーターハウジング２２の内部に集約的に配置される状態となる。
結局、空間活用のためにエンジンクラッチ２４がモーター２６と変速機１６の間に配置され、エンジンクラッチ２４の一部がモーター内部、即ちモーターローター１０の内周部とオーバーラップするように配置される。
一方、モーター組立部には、モーターカバーハウジング２８が含まれ、このモーターカバーハウジング２８は、モーターローター１０のエンジン側の面とモーター支持部材１２の内側端のエンジン側の面を所定の距離を維持しながらカバーすることができるように配置される。
この時、モーター支持部材１２の内周部とモーターカバーハウジング２８の内側部間にはモーター支持部材１２の回転を支持する支持ベアリング３０が装着される。
更に、モーター支持部材１２の内側面に隣接し、モーターカバーハウジング２８の内側部の変速機側の面にはモーター位置センサー３２が装着され、モーターローターの位置および回転数などを感知する。
一方、モーターカバーハウジング２８のエンジン側の面には凹部３６が形成され、このモーターカバーハウジング２８の凹部３６にトーションダンパー３８が配置される。
従って、モーターローター１０とトーションダンパー３８はモーターカバーハウジング２８により互いに遮断された状態となるため、モーターカバーハウジング２８により変速機オイルがトーションダンパー３８が位置する空間に流れなくなり、オイルによるトーションダンパーの駆動損失が防止できるとともに、オイル損失空間を減らすことができる。
この時、トーションダンパー３８は、クランク軸４０の外周部とオーバーラップし、モーターカバーハウジング２８の凹部３６に配置され、エンジン側のねじれ振動を減衰するトーションスプリング４２を有する。
即ち、エンジン側のねじれ振動を効率的に減衰するために、モーターローター１０と一致するトーションダンパー３８の外周部の位置にはトーションスプリング４２が位置し、空間確保のためにトーションダンパー３８の一部がクランク軸４０上にオーバーラップするようになっている。
このように、エンジンクラッチがモーターと変速機の間に配置されると同時にエンジンクラッチの一部がモーター内部とオーバーラップし、トーションダンパーの一部がクランク軸の位置にオーバーラップするようにするなど、エンジンクラッチ、モーター、モーターハウジング、トーションダンパーなどが一つの空間で最適のレイアウトを有することで、現実的にハイブリッド車両に適用され、大量生産の可能性が高いパッケージ形態のレイアウトを提供することができる。
本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置を説明する動力伝達系統図である。 本発明によるハイブリッド車両用動力伝達装置のレイアウトを表す概略断面図である。
符号の説明
１０ モーターローター
１２ モーター支持部材
１４ エンジン出力軸
１６ 自動変速機
１８ 入力軸
２０ エンジン
２２ モーターハウジング
２４ エンジンクラッチ
２６ モーター
２８ モーターカバーハウジング
３０ 支持ベアリング
３２ モーター位置センサー
３６ 凹部
３８ トーションダンパー
４０ クランク軸
４２ トーションスプリング

Claims (5)

  1. 入力軸を有する自動変速機と、モーターと、トーションダンパー、エンジンのクランク軸と連結されるエンジン出力軸を有するエンジンが一軸上に直結されたハイブリッド車両用動力伝達装置において、
    外周部はモーターローターに結合されて前記モーターローターを支持し、内周部は前記エンジン出力軸と前記自動変速機の入力軸間の境界部側に延長配置されるモーター支持部材と、
    前記モーターローターの外周部と変速機側の面を囲み配置されるモーターハウジングと、
    前記エンジン出力軸と前記自動変速機の入力軸間に動力を伝達するために、前記モーターハウジングの変速機側の端部と、前記モーター支持部材の前記内周部の変速機側の面の間の空間に配置されるエンジンクラッチと、
    前記モーターローターの変速機側の面と前記モーター支持部材の前記内周部をカバーしながら配置され、その変速機側の面に凹部を有するモーターカバーハウジングと、
    前記モーターカバーハウジングの凹部に位置し、前記モーターローターと遮断されて配置されるトーションダンパーと、
    を含めて構成されることを特徴とするハイブリッド車両用動力伝達装置。
  2. 前記モーター支持部材の前記内周部と前記モーターカバーハウジングの内側部間にはモーター支持部材の回転を支持する支持ベアリングが装着されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  3. 前記モーター支持部材の前記内周部に隣接し、前記モーターカバーハウジングの内側部の変速機側の面にはモーター位置センサーが装着されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  4. 前記モーター支持部材の前記内周部はモーターローターに結合され、前記モーターローターを支持する前記外周部の中央位置に一体に形成されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
  5. 前記トーションダンパーは、クランク軸の外周部とオーバーラップされ、前記モーターカバーハウジングの凹部に配置され、エンジン側のねじり振動を減衰するトーションスプリングを有することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両用動力伝達装置。
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