JP2010083230A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のスペースやコストの増加を抑えつつ、スムーズな発進が可能なハイブリッド駆動装置を提供すること。
【解決手段】エンジン１と自動変速機７の間の動力伝達経路にモータジェネレータ６を有し、ポンプインペラ２ｂ、タービンインペラ２ｃ、及びロックアップクラッチ２ｅを有する流体クラッチ２と、エンジン１からポンプインペラ２ｂへのトルク伝達と、ポンプインペラ２ｂからエンジン１へのトルク伝達とを選択的に行えるクラッチ機構（クラッチ３、ワンウェイクラッチ４の組み合わせ）と、ポンプインペラ２ｂと一体回転するとともに、自動変速機７、ロックアップクラッチ２ｅ、及びクラッチ機構（クラッチ３）を作動させる油圧を生成するオイルポンプ５と、を備える。モータジェネレータ６は、ポンプインペラ２ｂと一体回転するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン、流体クラッチ、モータジェネレータ、及び自動変速機を備えたハイブリッド駆動装置に関し、特に、エンジンから自動変速機までの動力伝達経路にオイルポンプが接続されたハイブリッド駆動装置に関する。

従来のハイブリッド駆動装置においては、エンジン、流体クラッチ、モータジェネレータ、及び変速機を備え、エンジンから自動変速機までの動力伝達経路に変速機用オイルポンプが接続されたものがある。例えば、特許文献１では、エンジンと可変ギヤ比を有するトランスミッションとの間に、当該トランスミッションの駆動軸と常時結合されモータとして及び発電機として運転可能な電気機械と、トランスミッション用油圧ポンプと、を備え、前記エンジンと前記トランスミッションとの間に、少なくとも１つの切換え可能な第１クラッチ装置とトルクコンバータとが配設されており、前記油圧ポンプは、前記トルクコンバータと結合されているパワートレインを備えたハイブリッド駆動装置が開示されている。

特開２００８−２４２９８号公報（図２）

特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置において、トルクコンバータに一般的なロックアップ機構付トルクコンバータを採用した場合、第１クラッチ装置に入力されるエンジントルク振動およびそれに起因するトルク共振を抑えることができない。振動や共振を抑えるためには、ロックアップダンパに加えて、エンジンと第１クラッチ装置との間に新たにダンパを追加しなくてはならない場合があり、そうすると取り付けスペースが増加し、コストの増加を招く。

また、第１クラッチ装置にノーマルオープンタイプ（ＯＦＦ時に係合するタイプ）を採用した場合、電気機械（モータジェネレータ）が駆動できない状況において、エンジンを何らかの方法で始動したとしても第１クラッチ装置が開放状態であることでトランスミッション用油圧ポンプを駆動することができず、発進不能となる。

一方、第１クラッチ装置にノーマルクローズタイプ（ＯＦＦ時に非係合になるタイプ）を採用した場合、ＥＶ（Electric Vehicle）走行における発進の過程では、まず電気機械（モータジェネレータ）の回転によってトランスミッション用油圧ポンプを駆動し、発生した油圧によってトランスミッション（変速機）でギヤ比を構成し、トルクコンバータで発進する方法が考えられるが、この時、第１クラッチ装置を係合させたまま電気機械（モータジェネレータ）が回転するため、エンジンも回転してしまい、エンジン側で特殊な対策を打たない限り大きなポンピングロスが発生する。また、十分な油圧が確保できた後に第１クラッチ装置を開放して発進したとしても、発進過程において多くの時間を要し、レスポンスに劣る。

本発明の主な課題は、装置のスペースやコストの増加を抑えつつ、スムーズな発進が可能なハイブリッド駆動装置を提供することである。

本発明の第１の視点においては、エンジンと自動変速機の間の動力伝達経路にモータジェネレータを有するハイブリッド駆動装置であって、前記エンジンの回転動力が入力されるポンプインペラと、前記ポンプインペラからの流体を受けて回転するとともに前記自動変速機に向けて回転動力を出力するタービンインペラと、前記ポンプインペラと前記タービンインペラとを断接可能に動力を伝達するロックアップクラッチと、を有する流体クラッチと、前記エンジンと前記ポンプインペラの間の動力伝達経路に設けられるとともに、前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルク伝達と、前記ポンプインペラから前記エンジンへのトルク伝達とを選択的に行えるクラッチ機構と、前記ポンプインペラと一体回転するとともに、前記自動変速機、前記ロックアップクラッチ、及び前記クラッチ機構を作動させる油圧を生成するオイルポンプと、を備え、前記モータジェネレータは、前記ポンプインペラと一体回転するように構成されることを特徴とする。

本発明の前記ハイブリッド駆動装置において、前記クラッチ機構は、前記エンジンと前記ポンプインペラの間の動力伝達を断接可能なクラッチと、前記クラッチと並列に配されるとともに前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルクのみを伝達するワンウェイクラッチと、の組み合わせとすることができる。

本発明の前記ハイブリッド駆動装置において、前記クラッチ機構は、前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルクのみ伝達する第１モードと、前記ポンプインペラから前記エンジンへのトルクのみ伝達する第２モードとに切替可能なツーウェイクラッチとすることができる。

本発明の第２の視点においては、エンジンと自動変速機の間の動力伝達経路にモータジェネレータを有するハイブリッド駆動装置であって、前記エンジンの回転動力が入力されるポンプインペラと、前記ポンプインペラからの流体を受けて回転するとともに前記自動変速機に向けて回転動力を出力するタービンインペラと、を有する流体クラッチと、前記エンジンと前記ポンプインペラの間の動力伝達経路に設けられるとともに、前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルク伝達と、前記ポンプインペラから前記エンジンへのトルク伝達とを選択的に行える第１クラッチ機構と、前記ポンプインペラと前記タービンインペラとを断接可能に動力を伝達する第２クラッチ機構と、前記ポンプインペラと一体回転するとともに、前記自動変速機、前記第１クラッチ機構及び前記第２クラッチ機構を作動させる油圧を生成するオイルポンプと、を備え、前記モータジェネレータは、前記ポンプインペラと一体回転するように構成されることを特徴とする。

本発明によれば、エンジンのトルク振動は、流体に充満した流体と、一般的に配置されているロックアップダンパ（図示せず）によって減衰することができるため、ダンパ機構を２重に配置する必要がなく、取り付けスペースが小さく済み、またコストを抑えることができる。また、クラッチとロックアップクラッチの断接を組み合わせることで、どのような状況下においても、エンジン、モータジェネレータのいずれによってもオイルポンプを駆動することができ、モータジェネレータによる駆動力が望めない状況でも、即座に発進、走行することができる。また、発進時において、自動変速機を発進段にし、加えてロックアップクラッチをあらかじめ係合しておくことで、発進時における駆動力のロスを低減し、燃費を向上させることができる。

本発明の実施形態１では、エンジン（図１、図５の１）と自動変速機（図１、図５の７）の間の動力伝達経路にモータジェネレータ（図１、図５の６）を有するハイブリッド駆動装置であって、前記エンジン（図１、図５の１）の回転動力が入力されるポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）からの流体を受けて回転するとともに前記自動変速機（図１、図５の７）に向けて回転動力を出力するタービンインペラ（図１、図５の２ｃ）と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と前記タービンインペラ（図１、図５の２ｃ）とを断接可能に動力を伝達するロックアップクラッチ（図１、図５の２ｅ）と、を有する流体クラッチ（例えば、図１、図５のトルクコンバータ２）と、前記エンジン（図１、図５の１）と前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）の間の動力伝達経路に設けられるとともに、前記エンジン（図１、図５の１）から前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）へのトルク伝達と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）から前記エンジン（図１、図５の１）へのトルク伝達とを選択的に行えるクラッチ機構（例えば、図１のクラッチ３とワンウェイクラッチ４の組み合わせ、図５のツーウェイクラッチ１１）と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と一体回転するとともに、前記自動変速機（図１、図５の７）、前記ロックアップクラッチ（図１、図５の２ｅ）、及び前記クラッチ機構（例えば、図１のクラッチ３、図５のツーウェイクラッチ１１）を作動させる油圧を生成するオイルポンプ（図１、図５の５）と、を備え、前記モータジェネレータ（図１、図５の６）は、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と一体回転するように構成されている。

本発明の実施形態１では、エンジン（図１、図５の１）と自動変速機（図１、図５の７）の間の動力伝達経路にモータジェネレータ（図１、図５の６）を有するハイブリッド駆動装置であって、前記エンジン（図１、図５の１）の回転動力が入力されるポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）からの流体を受けて回転するとともに前記自動変速機（図１、図５の７）に向けて回転動力を出力するタービンインペラ（図１、図５の２ｃ）と、を有する流体クラッチ（例えば、図１、図５のトルクコンバータ２）と、前記エンジン（図１、図５の１）と前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）の間の動力伝達経路に設けられるとともに、前記エンジン（図１、図５の１）から前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）へのトルク伝達と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）から前記エンジン（図１、図５の１）へのトルク伝達とを選択的に行える第１クラッチ機構（例えば、図１のクラッチ３とワンウェイクラッチ４の組み合わせ、図５のツーウェイクラッチ１１）と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と前記タービンインペラ（図１、図５の２ｃ）とを断接可能に動力を伝達する第２クラッチ機構（図１、図５の２ｅ）と、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と一体回転するとともに、前記自動変速機（図１、図５の７）、前記ロックアップクラッチ（図１、図５の２ｅ）、及び前記クラッチ機構（例えば、図１のクラッチ３、図５のツーウェイクラッチ１１）を作動させる油圧を生成するオイルポンプ（図１、図５の５）と、を備え、前記モータジェネレータ（図１、図５の６）は、前記ポンプインペラ（図１、図５の２ｂ）と一体回転するように構成されている。

本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。

図１を参照すると、実施例１に係るハイブリッド駆動装置は、エンジン１及びモータジェネレータ６の一方又は両方を駆動源として自動変速機７に回転動力を伝達する装置である。ハイブリッド駆動装置は、エンジン１と自動変速機７の間の動力伝達経路にトルクコンバータ２、クラッチ３、ワンウェイクラッチ４、変速機用オイルポンプ５、及びモータジェネレータ６を有し、制御系として制御ユニット８を有し、電源系としてバッテリ９を有する。

エンジン１は、燃料の燃焼により回転動力を出力する内燃機関である。エンジン１は、出力軸１ａから回転動力を出力する。出力軸１ａはトルクコンバータハウジング２ａに固定されている。エンジン１は、インジェクタ（図示せず）からの燃料噴出量を調整（フューエルカットを含む）や、点火時期を調整する各種アクチュエータ（図示せず）を有し、エンジン回転数やエンジン水温を検出する各種センサ（図示せず）を有する。エンジン１は、燃料噴出量、点火時期等が制御ユニット８によって制御される。

トルクコンバータ２は、流体を介して回転動力を伝達する流体クラッチであり、トルク増幅作用を有するものである。トルクコンバータ２は、トルクコンバータハウジング２ａと、ポンプインペラ２ｂと、タービンインペラ２ｃと、ステータ２ｄと、ロックアップクラッチ２ｅと、を有する。なお、トルクコンバータ２の代わりに、流体クラッチ（流体継ぎ手）として、トルク増幅作用のないフルードカップリングを用いてもよい。

トルクコンバータハウジング２ａは、エンジン１の出力軸１ａと連結されるとともに、クラッチ３の一端と連結され、ワンウェイクラッチ４の一端と連結されている。

ポンプインペラ２ｂは、タービンインペラ２ｃに向けて油圧を送る羽根車であり、エンジン１の出力軸１ａに連結されたトルクコンバータハウジング２ａと、並列に配されたクラッチ３及びワンウェイクラッチ４を介して連結されている。ポンプインペラ２ｂは、変速機用オイルポンプ５及びモータジェネレータ６（ロータ）と常時固定されている。ポンプインペラ２ｂは、並列に配されたクラッチ３及びワンウェイクラッチ４を介してトルクコンバータハウジング２ａと接続されており、トルクコンバータハウジング２ａからポンプインペラ２ｂへの駆動力はクラッチ３の係合／非係合にかかわらずワンウェイクラッチ４を介して常時伝達されるが、ポンプインペラ２ｂからトルクコンバータハウジンク２ａへの駆動力は、クラッチ３が係合時のみ伝達される。

タービンインペラ２ｃは、ポンプインペラ２ｂからの油圧を受けて回転する羽根車であり、自動変速機７の入力軸７ａに連結されている。

ステータ２ｄは、ワンウェイクラッチ２ｆを介してトルクコンバータ２のケース２ｇに固定されている。

ロックアップクラッチ２ｅは、流体の滑りによる動力伝達ロスを避けるため、入力側のポンプインペラ２ｂと出力側のタービンインペラ２ｃとを両者の回転差が小さいときに直結して動力を伝達するクラッチである。ロックアップクラッチ２ｅは、油圧作動による摩擦材式湿式クラッチが望ましい。ロックアップクラッチ２ｅは、ポンプインペラ２ｂとタービンインペラ２ｃよりなる流体式伝達機構と並列に連結されており、一端がポンプインペラ２ｂに連結され、他端がタービンインペラ２ｃに連結されている。ロックアップクラッチ２ｅは、制御ユニット８によって断接（非係合／係合）が制御される。ロックアップクラッチ２ｅは、非係合時にはポンプインペラ２ｂとタービンインペラ２ｃの回転差を許容するが、係合時にはポンプインペラ２ｂとタービンインペラ２ｃを一体回転させる。なお、図示していないが、ロックアップクラッチ２ｅは、エンジントルク振動を吸収するダンパ（ロックアップダンパ）を有する。

クラッチ３は、トルクコンバータハウジング２ａとポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６との間の動力伝達を断接（非係合／係合）する装置である。クラッチ３は、油圧作動による摩擦材式湿式クラッチが望ましい。クラッチ３は、一端がトルクコンバータハウジング２ａに連結され、他端がポンプインペラ２ｂに連結されている。クラッチ３は、動力伝達経路上、ワンウェイクラッチ４と並列に配されている。クラッチ３は、制御ユニット８によって断接（非係合／係合）が制御される。

ワンウェイクラッチ４は、エンジン１（トルクコンバータハウジング２ａ）の駆動力がポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６の駆動力よりも大きいときにトルクコンバータハウジング２ａからポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６に回転動力を伝達し、エンジン１（トルクコンバータハウジング２ａ）の駆動力がポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６の駆動力よりも小さいときにトルクコンバータハウジング２ａとポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６とが空転するフリーホイールである。ワンウェイクラッチ４は、動力伝達経路上、クラッチ３と並列に配されている。

変速機用オイルポンプ５は、主に自動変速機７においてギヤ段の構成に用いられる摩擦要素（図示せず）を作動させる油圧を生成するポンプである。変速機用オイルポンプ５は、クラッチ３及びロックアップクラッチ２ｅを作動させる油圧も生成する。変速機用オイルポンプ５は、ポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６に常時固定されており、ポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６と一体に回転する。変速機用オイルポンプ５は、エンジン１が回転している時は出力軸１ａ、トルクコンバータハウジング２ａ、及びワンウェイクラッチ４を介して必ず回転し、モータジェネレータ６が回転している時は必ず回転するようになっている。

モータジェネレータ６は、発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる同期発電電動機である。モータジェネレータ６は、ポンプインペラ２ｂ及び変速機用オイルポンプ５と常時固定されておりポンプインペラ２ｂ及び変速機用オイルポンプ５と一体に回転する。モータジェネレータ６は、並列に配されたクラッチ３及びワンウェイクラッチ４を介してトルクコンバータハウジング２ａと接続されており、トルクコンバータハウジング２ａからモータジェネレータ６への駆動力はクラッチ３の係合／非係合にかかわらずワンウェイクラッチ４を介して常時伝達されるが、モータジェネレータ６からトルクコンバータハウジンク２ａへの駆動力は、クラッチ３が係合時のみ伝達される。モータジェネレータ６は、制御ユニット８によって制御される。

自動変速機７は、発進操作、変速操作を自動的に行う変速機である。自動変速機７は、タービンインペラ２ｃの回転動力を入力するための入力軸７ａを有する。自動変速機７は、ギヤ段を構成するための複数の遊星歯車を有し、遊星歯車の回転要素の断接を行う摩擦要素を有し、摩擦要素を作動させるための油圧回路を有する。自動変速機７は、油圧回路において、変速機用オイルポンプ５からの圧油が入力されており、油路を切り替えたり、油圧を調整する各種アクチュエータを有する。自動変速機７の油圧回路は、ロックアップクラッチ２ｅ及びクラッチ３の作動に用いる圧油を切替可能かつ調圧可能に供給する。自動変速機７は、制御ユニット８によって制御される。

制御ユニット８は、エンジン１、ロックアップクラッチ２ｅ、クラッチ３、モータジェネレータ６、及び自動変速機７の動作を制御するコンピュータである。制御ユニット８は、バッテリ９と電気的に接続されている。制御ユニット８は、アクセル開度センサ、シフト位置センサ、回転センサ等の各種センサと電気的に接続されている。制御ユニット８は、所定のプログラム（データベース、マップ等を含む）に基づいて制御処理を行う。制御ユニット８の制御動作については、後述する。

バッテリ９は、放電及び充電可能な２次電池であり、制御ユニット８と電気的に接続されている。

次に、本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の動作について図面を用いて説明する。図２〜図４は、本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の動作モードを示したトルクフロー図である。

（１）ＥＶ発進・ＥＶ走行モード
図２（Ａ）を参照すると、ＥＶ発進・ＥＶ走行モードでは、ハイブリッド駆動装置がエンジン停止状態からの発進過程において、制御ユニット（図１の８）は、まず、モータジェネレータ６を回転させ、変速機用オイルポンプ５を駆動させる。制御ユニット（図１の８）は、変速機用オイルポンプ５により発生した油圧を用いて自動変速機７の発進段を構成する。モータジェネレータ６の駆動力は、トルクコンバータ２の流体を介して自動変速機７に伝達され、車両を発進させることができる。ほどなく、制御ユニット（図１の８）はロックアップクラッチ２ｅを係合させることで、モータジェネレータ６の駆動出力を、トルクコンバータ２の流体によるエネルギー損失を伴うことなく自動変速機７に伝達される。

（２）エンジン始動・走行モード
図２（Ｂ）を参照すると、エンジン始動・走行モードでは、ＥＶ走行中（図２（Ａ）参照）においてエンジン１による駆動力が必要な場合、制御ユニット（図１の８）は、クラッチ３を係合させることで、モータジェネレータ６の駆動力をクラッチ３を介してエンジン１へ入力させ、エンジン１をクランキングさせ、エンジン１を始動させる。これにより、従来のセルモータは不要となる。一方で、モータジェネレータ６の駆動力は、トルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を介して自動変速機７にも入力され、車両走行のための駆動力としても働く。始動したエンジンの駆動力は、クラッチ３、ワンウェイクラッチ４、ロックアップクラッチ２ｅを介して自動変速機７に入力され、モータジェネレータ６の駆動力とともに車両を駆動する。

（３）回生モード
図３（Ａ）を参照すると、回生モードでは、エンジン作動での走行中（図２（Ｂ）参照）に駆動力の要求がなくなり（つまりアクセルオフ）、回生モードに移る過程において、制御ユニット（図１の８）は、クラッチ３を開放することで、エンジン１を停止することができる。これにより、車両より入力された逆駆動力は、ロックアップクラッチ２ｅを介してモータジェネレータ６に入力され、エンジン１に吸収されることなく回生することができる。なおかつ、エンジン停止によって燃費向上を図ることができる。

（４）再加速モード
図３（Ｂ）を参照すると、再加速モードでは、回生モード（図３（Ａ）参照）から再加速を行う場合、制御ユニット（図１の８）は、モータジェネレータ６を駆動させることで、モータジェネレータ６の駆動力はトルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由して自動変速機７に入力され、再加速を行うことができる。このとき、必要に応じてクラッチ３を係合させることで、エンジン１を始動させ、エンジン１とモータジェネレータ６の両方の駆動力によって再加速することができる。

（５）エンジン発進モード
図４（Ａ）を参照すると、エンジン発進モードでは、車両停車時において、バッテリ（図１の９）の電力が十分でなく、モータジェネレータ６による発進が不可能な場合（但し、エンジン１を始動させることが可能な場合）、制御ユニット（図１の８）は、発進過程においては、モータジェネレータ６を回転させることで、変速機用オイルポンプ５を駆動し、十分な油圧が確保できたのち、クラッチ３を係合させて、エンジン１を始動することができる。その後、エンジン１の駆動力は、クラッチ３、ワンウェイクラッチ４、トルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由し、自動変速機７に入力され、発進することができる。

（６）ＥＶ発進不能モード
図４（Ｂ）を参照すると、ＥＶ発進不能モードでは、発進過程において、制御ユニット（図１の８）は、セルモータ（図示せず）によってエンジン１を始動させることで、エンジン１の駆動力がワンウェイクラッチ４を経由し、変速機オイルポンプ５に入力され、十分な油圧を確保し、クラッチ３、ワンウェイクラッチ４、トルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由して自動変速機７に入力される。これにより、モータジェネレータ６に頼ることなく、再発進が可能となる。

実施例１によれば、エンジントルク振動は、トルクコンバータ２に充満した流体と、一般的に配置されているロックアップダンパ（図示せず）によって減衰することができるため、ダンパ機構を２重に配置する必要がなく、取り付けスペースが小さく済み、またコストを抑えることができる。また、クラッチ３とロックアップクラッチ２ｅの断接を組み合わせることで、どのような状況下においても、エンジン１、モータジェネレータ６のいずれによっても変速機用オイルポンプ５を駆動することができ、モータジェネレータ６による駆動力が望めない状況でも、即座に発進、走行することができる。また、発進時において、自動変速機７を発進段にし、加えてロックアップクラッチ２ｅをあらかじめ係合しておくことで、発進時における駆動力のロスを低減し、燃費を向上させることができる。

本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置について図面を用いて説明する。図５は、本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。

実施例２に係るハイブリッド駆動装置では、実施例１におけるクラッチ（図１の３）及びワンウェイクラッチ（図１の４）を廃止し、その代わりに動力伝達方向を切り替え可能なツーウェイクラッチ１１（切替式フリーホイール）を用いたものである。その他の構成は、実施例１と同様である。

ツーウェイクラッチ１１は、エンジン１（トルクコンバータハウジング２ａ）のトルクをトルクコンバータハウジング２ａからポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６にのみ伝達する第１モードと、ポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６のトルクをポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６からコンバータハウジング２ａにのみ伝達する第２モードとに切替可能な切替式フリーホイールである。ツーウェイクラッチ１１は、制御ユニット８によって第１モードと第２モードの切り替えが制御される。

次に、本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の動作について図面を用いて説明する。図６〜図８は、本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の動作モードを示したトルクフロー図である。

（１）ＥＶ発進・ＥＶ走行モード
図６（Ａ）を参照すると、ＥＶ発進・ＥＶ走行モードでは、ハイブリッド駆動装置がエンジン停止状態からの発進過程において、制御ユニット（図５の８）は、まず、モータジェネレータ６を回転させ、変速機用オイルポンプ５を駆動させる。制御ユニット（図５の８）は、変速機用オイルポンプ５で発生した油圧を用いて自動変速機７の発進段を構成する。モータジェネレータ６の駆動力は、トルクコンバータ２の流体を介して自動変速機に伝達され、車両を駆動することができる。ほどなく、制御ユニット（図５の８）は、ロックアップクラッチ２ｅを係合することで、モータジェネレータ６の駆動出力を、流体損失を伴うことなく自動変速機７に伝達される。このとき、ツーウェイクラッチ１１は、ポンプインペラ２ｂからトルクコンバータハウジング２ａに動力伝達しない方向にセットする。

（２）エンジン始動・走行モード
図６（Ｂ）を参照すると、エンジン始動・走行モードでは、ＥＶ走行中（図６（Ａ）参照）においてエンジン１による駆動が必要な場合、制御ユニット（図５の８）は、ツーウェイクラッチ１１をポンプインペラ２ｂからトルクコンバータハウジング２ａに動力伝達をする方向に切り替えることで、モータジェネレータ６の駆動力がツーウェイクラッチ１１を介してエンジン１へ入力され、エンジン１をクランキングさせ、エンジン１を始動することができる。これにより、従来のセルモータは不要となる。一方で、モータジェネレータ６の駆動力は、トルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を介して自動変速機７にも入力され、車両走行のための駆動力としても働く。なお、エンジン始動後は、ツーウェイクラッチ１１をトルクコンバータハウジング２ａからポンプインペラ２ｂへ動力伝達する方向に切り替え、エンジン１の駆動力を自動変速機７に伝達する。

（３）回生モード
図７（Ａ）を参照すると、回生モードでは、エンジン作動での走行中（図６（Ｂ）参照）に駆動力の要求がなくなり（つまりアクセルオフ）、回生モードに移る過程において、制御ユニット（図５の８）は、ツーウェイクラッチ１１をポンプインペラ２ｂからトルクコンバータハウジング２ａに動力伝達しない方向に切り替えることでエンジン１を停止することができる。これにより、車両より入力された逆駆動力は、ロックアップクラッチ２ｅを介してモータジェネレータ６に入力され、エンジン１に吸収されることなく回生することができる。なおかつ、エンジン停止によって燃費向上を図ることができる。

（４）再加速モード
図７（Ｂ）を参照すると、再加速モードでは、回生モード（図７（Ａ）参照）から再加速を行う場合、制御ユニット（図５の８）は、モータジェネレータ６を駆動させることで、モータジェネレータ６の駆動力はトルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由して自動変速機７に入力され、再加速を行うことができる。このとき、必要に応じてツーウェイクラッチ１１をポンプインペラ２ｂからトルクコンバータハウジング２ａに動力伝達する方向に切り替えることで、エンジン１を始動させ、エンジン１とモータジェネレータ６の両方の駆動力によって再加速することができる。

（５）エンジン発進モード
図８（Ａ）を参照すると、エンジン発進モードでは、車両停車時において、バッテリ（図５の９）の電力が十分でなく、モータジェネレータ６による発進が不可能な場合（但し、エンジン１を始動させることが可能な場合）、制御ユニット（図５の８）は、発進過程においては、ツーウェイクラッチ１１をポンプインペラ２ｂからトルクコンバータハウジング２ａに動力伝達する方向に切り替え、モータジェネレータ６を回転させることで、少ない電力でエンジン１を始動することができる。エンジン始動後、制御ユニット（図５の８）は、ツーウェイクラッチ１１をトルクコンバータハウジング２ａからポンプインペラ２ｂに動力伝達する方向に切り替える。これにより、エンジン１の駆動力は、ツーウェイクラッチ１１とトルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由し、自動変速機７に入力され、発進することができる。

（６）ＥＶ発進不能モード
図８（Ｂ）を参照すると、ＥＶ発進不能モードでは、発進過程において、制御ユニット（図５の８）は、ツーウェイクラッチ１１をトルクコンバータハウジング２ａからポンプインペラ２ｂへ動力伝達する方向に切り替え、セルモータ（図示せず）によってエンジン１を始動させることで、変速機用オイルポンプ５が駆動し、十分な油圧を確保し、ツーウェイクラッチ１１、トルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由して自動変速機７に入力される。これにより、モータジェネレータ６に頼ることなく、再発進が可能となる。

実施例２によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、ツーウェイクラッチ１１を用いることで、実施例１よりもさらに取り付けスペースの削減を図ることができる。

本発明の実施例３に係るハイブリッド駆動装置について図面を用いて説明する。図９は、本発明の実施例３に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。

実施例３に係るハイブリッド駆動装置では、実施例１に係るハイブリッド駆動装置に、エンジン１、モータジェネレータ６、及び車両ともに停止中においても駆動することができる補助用電動オイルポンプ１２を追加したものである。その他の構成は実施例１と同様である。なお、補助用電動オイルポンプ１２は、実施例２に係るハイブリッド駆動装置に適用してもよい。

補助用電動オイルポンプ１２は、電動によって駆動するオイルポンプである。補助用電動オイルポンプ１２は、変速機用オイルポンプ５を補助するためのもので、変速機用オイルポンプ５と同様に、主に自動変速機７においてギヤ段の構成に用いられる摩擦要素（図示せず）を作動させる油圧を生成する。補助用電動オイルポンプ１２は、クラッチ３及びロックアップクラッチ２ｅを作動させる油圧も生成する。補助用電動オイルポンプ１２は、制御ユニット８によって制御される。

次に、本発明の実施例３に係るハイブリッド駆動装置の動作について説明する。

（１）ＥＶ発進・ＥＶ走行モード
ＥＶ発進・ＥＶ走行モードでは、車両が停止状態において、制御ユニット８は、まず、補助用電動オイルポンプ１２を作動させ、補助用電動オイルポンプ１２の油圧で自動変速機７を発進段に構成する。その後、発進過程において、制御ユニット８は、モータジェネレータ６を回転させ、モータジェネレータ６の駆動力をトルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を介して自動変速機７に伝達され、車両を駆動することができる。また、この時、変速機用オイルポンプ５はモータジェネレータ６の回転によって駆動するので、補助用電動オイルポンプ１２を停止することができる。このとき、あらかじめロックアップクラッチ２ｅを係合させ、モータジェネレータ６の駆動力を、ロックアップクラッチ２ｅを介して自動変速機７に入力することで、流体を介する場合と比べて燃費を向上させることができる。

（２）エンジン発進モード
エンジン発進モードでは、車両停車時において、バッテリ９の電力が十分でなく、モータジェネレータ６による発進が不可能な場合（但し、エンジン１を始動させることが可能な場合）、制御ユニット８は、発進過程においては、補助用電動オイルポンプ１２によって発生した油圧で予めクラッチ３を係合させておくことで、モータジェネレータ６の駆動力は、エンジン１に入力され、エンジン１を始動することができる。その後、エンジン１の駆動力はクラッチ３、ワンウェイクラッチ４、トルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由し、自動変速機７に入力され、発進することができる。

実施例３によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、補助用電動オイルポンプ１２を配置することで、発進時において予め自動変速機７を発進段に構成したり、エンジン始動時において予めクラッチ３を係合しておくことで、応答性をさらに向上させることができる。

本発明の実施例４に係るハイブリッド駆動装置について図面を用いて説明する。図１０は、本発明の実施例４に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。

実施例４に係るハイブリッド駆動装置では、実施例１に係るハイブリッド駆動装置に、エンジン１、モータジェネレータ６、及び車両ともに停止中においても、変速機用オイルポンプ５を補助的に駆動する補助用モータ１３と、補助用モータ１３（変速機用オイルポンプ５）の駆動力をポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６に伝達せず、かつ、ポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６と変速機用オイルポンプ５の間の動力伝達経路に配されたワンウェイクラッチ１４と、を追加したものである。その他の構成は実施例１と同様である。なお、補助用モータ１３及びワンウェイクラッチ１４は、実施例２に係るハイブリッド駆動装置に適用してもよい。

補助用モータ１３は、補助的に変速機用オイルポンプ５を駆動するモータである。補助用モータ１３は、制御ユニット８によって制御される。

ワンウェイクラッチ１４は、補助用モータ１３（変速機用オイルポンプ５）の駆動力をポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６に伝達せず、かつ、ポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６の駆動力を変速機用オイルポンプ５に伝達するフリーホイールである。

次に、本発明の実施例４に係るハイブリッド駆動装置の動作について説明する。

（１）ＥＶ発進・ＥＶ走行モード
ＥＶ発進・ＥＶ走行モードでは、車両が停止状態において、制御ユニット８は、まず、補助用モータ１３を作動させ、変速機用オイルポンプ５の油圧で自動変速機７を発進段に構成する。このとき、補助用モータ１３から変速機用オイルポンプ５に入力された回転動力は、ワンウェイクラッチ１４によって、ポンプインペラ２ｂ及びモータジェネレータ６に伝達されない。その後、発進過程において、制御ユニット８は、モータジェネレータ６を回転させ、モータジェネレータ６の駆動力をトルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を介して自動変速機７に伝達され、車両を駆動することができる。また、この時、変速機用オイルポンプ５は、モータジェネレータ６の回転によってワンウェイクラッチ１４を介して駆動するので、補助用モータ１３を停止することができる。このとき、あらかじめロックアップクラッチ２ｅを係合させ、モータジェネレータ６の駆動力を、ロックアップクラッチ２ｅを介して自動変速機７に入力することで、流体を介する場合と比べて燃費を向上させることができる。

（２）エンジン発進モード
エンジン発進モードでは、車両停車時において、バッテリ９の電力が十分でなく、モータジェネレータ６による発進が不可能な場合（但し、エンジン１を始動させることが可能な場合）、制御ユニット８は、発進過程においては、補助用モータ１３を駆動させ、変速機用オイルポンプ５によって発生した油圧で予めクラッチ３を係合させておくことで、モータジェネレータ６の駆動力は、エンジン１に入力され、エンジン１を始動することができる。その後、エンジン１の駆動力はクラッチ３、ワンウェイクラッチ４、トルクコンバータ２（流体又はロックアップクラッチ２ｅ）を経由し、自動変速機７に入力され、発進することができる。

実施例４によれば、実施例１と同様な効果を奏するとともに、補助用モータ１３を配置することで、発進時において予め自動変速機７を発進段に構成したり、エンジン始動時において予めクラッチ３を係合しておくことで、応答性をさらに向上させることができる。

本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。 本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の（Ａ）ＥＶ発進・ＥＶ走行モード、及び（Ｂ）エンジン始動・走行モードを示したトルクフロー図である。 本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の（Ａ）回生モード、及び（Ｂ）再加速モードを示したトルクフロー図である。 本発明の実施例１に係るハイブリッド駆動装置の（Ａ）エンジン発進モード、及び（Ｂ）ＥＶ発進不能モードを示したトルクフロー図である。 本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。 本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の（Ａ）ＥＶ発進・ＥＶ走行モード、及び（Ｂ）エンジン始動・走行モードを示したトルクフロー図である。 本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の（Ａ）回生モード、及び（Ｂ）再加速モードを示したトルクフロー図である。 本発明の実施例２に係るハイブリッド駆動装置の（Ａ）エンジン発進モード、及び（Ｂ）ＥＶ発進不能モードを示したトルクフロー図である。 本発明の実施例３に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。 本発明の実施例４に係るハイブリッド駆動装置の構成を模式的に示したパワートレイン図である。

符号の説明

１ エンジン
１ａ 出力軸
２ トルクコンバータ（流体クラッチ）
２ａ トルクコンバータハウジング
２ｂ ポンプインペラ
２ｃ タービンインペラ
２ｄ ステータ
２ｅ ロックアップクラッチ（第２クラッチ機構）
２ｆ ワンウェイクラッチ
２ｇ ケース
３ クラッチ（第１クラッチ機構）
４ ワンウェイクラッチ（第１クラッチ機構）
５ 変速機用オイルポンプ（オイルポンプ）
６ モータジェネレータ
７ 自動変速機
７ａ 入力軸
８ 制御ユニット
９ バッテリ
１１ ツーウェイクラッチ
１２ 補助用電動オイルポンプ
１３ 補助用モータ
１４ ワンウェイクラッチ（第２ワンウェイクラッチ）

Claims (9)

1. エンジンと自動変速機の間の動力伝達経路にモータジェネレータを有するハイブリッド駆動装置であって、
   前記エンジンの回転動力が入力されるポンプインペラと、前記ポンプインペラからの流体を受けて回転するとともに前記自動変速機に向けて回転動力を出力するタービンインペラと、前記ポンプインペラと前記タービンインペラとを断接可能に動力を伝達するロックアップクラッチと、を有する流体クラッチと、
   前記エンジンと前記ポンプインペラの間の動力伝達経路に設けられるとともに、前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルク伝達と、前記ポンプインペラから前記エンジンへのトルク伝達とを選択的に行えるクラッチ機構と、
   前記ポンプインペラと一体回転するとともに、前記自動変速機、前記ロックアップクラッチ、及び前記クラッチ機構を作動させる油圧を生成するオイルポンプと、
   を備え、
   前記モータジェネレータは、前記ポンプインペラと一体回転するように構成されることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
2. 前記クラッチ機構は、
   前記エンジンと前記ポンプインペラの間の動力伝達を断接可能なクラッチと、
   前記クラッチと並列に配されるとともに前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルクのみを伝達するワンウェイクラッチと、
   の組み合わせからなることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
3. 前記エンジン、前記モータジェネレータ、前記自動変速機、前記ロックアップクラッチ、及び前記クラッチの動作を制御する制御ユニットを備えることを特徴とする請求項２記載のハイブリッド駆動装置。
4. 前記クラッチ機構は、前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルクのみ伝達する第１モードと、前記ポンプインペラから前記エンジンへのトルクのみ伝達する第２モードとに切替可能なツーウェイクラッチであることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
5. 前記エンジン、前記モータジェネレータ、前記自動変速機、前記ロックアップクラッチ、及び前記ツーウェイクラッチの動作を制御する制御ユニットを備えることを特徴とする請求項４記載のハイブリッド駆動装置。
6. 前記オイルポンプとは別に設けられるとともに、前記自動変速機、前記ロックアップクラッチ、及び前記クラッチ機構を作動させる油圧を生成し、電動によって駆動する補助用電動オイルポンプを備え、
   前記制御ユニットは、前記補助用電動オイルポンプの動作も制御することを特徴とする請求項３又は５記載のハイブリッド駆動装置。
7. 前記オイルポンプを駆動する補助用モータと、
   前記ポンプインペラと前記オイルポンプの間の動力伝達経路に設けられるとともに、前記ポンプインペラから前記オイルポンプへのトルクのみ伝達する第２ワンウェイクラッチと、
   を備え、
   前記制御ユニットは、前記補助用モータの動作も制御することを特徴とする請求項３又は５記載のハイブリッド駆動装置。
8. 前記ロックアップクラッチは、前記エンジンのトルク振動を吸収するダンパを備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のハイブリッド駆動装置。
9. エンジンと自動変速機の間の動力伝達経路にモータジェネレータを有するハイブリッド駆動装置であって、
   前記エンジンの回転動力が入力されるポンプインペラと、前記ポンプインペラからの流体を受けて回転するとともに前記自動変速機に向けて回転動力を出力するタービンインペラと、を有する流体クラッチと、
   前記エンジンと前記ポンプインペラの間の動力伝達経路に設けられるとともに、前記エンジンから前記ポンプインペラへのトルク伝達と、前記ポンプインペラから前記エンジンへのトルク伝達とを選択的に行える第１クラッチ機構と、
   前記ポンプインペラと前記タービンインペラとを断接可能に動力を伝達する第２クラッチ機構と、
   前記ポンプインペラと一体回転するとともに、前記自動変速機、前記第１クラッチ機構及び前記第２クラッチ機構を作動させる油圧を生成するオイルポンプと、
   を備え、
   前記モータジェネレータは、前記ポンプインペラと一体回転するように構成されることを特徴とするハイブリッド駆動装置。

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