JP2010234922A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流体伝動装置の代わりにモータを配設してハイブリッド化を可能にするものでありながら、モータにより機械式オイルポンプを駆動することを可能とするハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド駆動装置１_１は、ミッションケースとエンジンとを接続するハウジングケース６内に、機械式オイルポンプ３にロータ２ｂが駆動連結されるモータ２と、モータ２のロータ２ｂと変速機構の入力軸６０ａとの動力伝達状態を係脱し得るブレーキＢ０と、エンジンの出力軸５０ａと変速機構の入力軸６０ａとの動力伝達状態を係脱し得るクラッチＣ０とを備えて構成される。モータ２により機械式オイルポンプ３を駆動でき、変速機構の動力伝達経路の形成に必要な油圧を得ることができるので、車輌、変速機構、機械式オイルポンプ３等の大幅な設計変更を行うことなく、モータ走行やハイブリッド走行を可能にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば車輌に搭載されるハイブリッド装置に係り、詳しくは、エンジンと変速機構とを接続する接続ケースに内包されたモータを有するハイブリッド駆動装置に関する。

一般に、車輌等に搭載される自動変速機は、大まかに、トルクコンバータ等の流体伝動装置と、変速を行う変速機構（多段式の変速歯車機構、ベルト式やトロイダル式の無段変速機構など）とにより構成されている。このうちの特に変速機構においては、例えば多段式自動変速機にあってはクラッチやブレーキの係合圧が必要であったり、例えばベルト式無段変速機にあってはベルトの挟持圧が必要であったり、つまり動力伝達経路を形成するために油圧を必要とする。このような油圧は、一般に流体伝動装置と変速機構との間に配設されたエンジンに連動する機械式オイルポンプにより発生されるように構成されている。また、エンジンにより駆動される機械式オイルポンプから発生した油圧が、変速機構で必要な油圧に満たない場合に、モータにより該機械式オイルポンプを駆動して、必要な油圧を確保するように構成されたものも提案されている（特許文献１参照）。

特開２００２−２２７９７８号公報

ところで、近年、車輌の燃費向上を目的として、ハイブリッド車輌の開発が進められていると共に、ハイブリッド車輌のコストダウンも求められている。そのため、従来の自動変速機やそれを搭載する車輌を大幅に変更することなく、ハイブリッド化することが望まれる。上記特許文献１のものは、機械式オイルポンプをエンジンとモータとの双方で駆動することが可能であるが、モータで車輌を走行できるものではなく、つまりハイブリッド化されたものではない。

従来の自動変速機を大幅に変更することなく、ハイブリッド化するためには、流体伝動装置の代わりにモータを配設し、変速機構をそのまま変更することなく、ハイブリッド駆動装置を構成することが考えられる。しかし、変速機構は、上述したように動力伝達経路を形成するために油圧が必要であり、従来のようにエンジンに連動する機械式オイルポンプを備えただけでは、エンジンを停止してモータ走行を行うことが不能となってしまう。また、モータの駆動力を変速機構が動力伝達できるように（つまりモータ走行できるように）電動オイルポンプを別途に設けることも考えられるが、油路構成の変更も必要となり、かつ電動オイルポンプを新たに設ける分、コストアップにもなってしまう。

そこで本発明は、流体伝動装置の代わりにモータを配設してハイブリッド化を可能にするものでありながら、該モータにより機械式オイルポンプを駆動することを可能とし、もって大幅な設計変更を不要とし、かつコストアップが不要なハイブリッド駆動装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図３参照）、エンジン（５０）の出力部材（５０ａ）に接続されると共に、機械式オイルポンプ（３）により発生された油圧に基づき動力伝達経路を形成する変速機構（６０）の入力部材（６０ａ）に接続され、かつ前記変速機構（６０）を収納する変速機ケースと前記エンジン（５０）とを接続する接続ケース（６）に内包されて構成されるハイブリッド駆動装置（１）において、
ステータ（２ａ）とロータ（２ｂ）とを有し、前記変速機ケースと前記接続ケース（６）との間に配置された前記機械式オイルポンプ（３）に前記ロータ（２ｂ）が駆動連結されるモータ（２）と、
前記モータ（２）のロータ（２ｂ）と前記変速機構（６０）の入力部材（６０ａ）との動力伝達状態を係脱する第１摩擦係合要素（Ｂ０）と、
前記エンジン（５０）の出力部材（５０ａ）と前記変速機構（６０）の入力部材（６０ａ）との動力伝達状態を係脱する第２摩擦係合要素（Ｃ０）と、を備えた、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置（１）にある。

請求項２に係る本発明は（例えば図１乃至図３参照）、前記第１摩擦係合要素は、ブレーキ（Ｂ０）からなり、
前記モータ（２）のロータ（２ｂ）に接続される入力回転要素（Ｓ１，ＣＲ２）と、前記ブレーキ（Ｂ０）により前記接続ケース（６）に回転が固定自在にされる回転固定要素（Ｒ１，Ｓ２）と、前記回転固定要素（Ｒ１，Ｓ２）の回転が固定された際に前記入力回転要素（Ｓ１，ＣＲ２）に対して減速回転すると共に前記変速機構（６０）の入力部材（６０ａ）に接続された減速回転要素（ＣＲ１，Ｓ３）と、を有する減速プラネタリギヤ（ＳＰ，ＳＰＰ）を備えた、
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（１）にある。

請求項３に係る本発明は（例えば図１及び図２参照）、前記入力回転要素がサンギヤ（Ｓ１）であり、前記回転固定要素がリングギヤ（Ｒ１）であり、前記減速回転要素が該サンギヤ（Ｓ１）及び該リングギヤ（Ｒ１）に噛合するピニオン（Ｐ１）を回転自在に支持するキャリヤ（ＣＲ１）であって、前記減速プラネタリギヤがシングルピニオンプラネタリギヤ（ＳＰ）からなり、
前記モータ（２）は、前記シングルピニオンプラネタリギヤ（ＳＰ）の外周側に配置されてなり、
前記モータ（２）のロータ（２ｂ）に連結されて内周側に延びるフランジ部（５ａ）と、該フランジ部（５ａ）の内周部分から軸方向両側に延びる軸部（５ｂ，５ｃ）とを有するロータプレート（５）を備え、
前記ロータプレート（５）の軸部は、前記エンジン側の一端（５ｃ）が前記サンギヤ（Ｓ１）に連結され、前記変速機構（６０）側の他端（５ｂ）が前記機械式オイルポンプ（３）に連結されてなる、
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（１_１）にある。

請求項４に係る本発明は（例えば図１及び図２参照）、前記エンジン（５０）の出力部材（５０ａ）に接続されるダンパ装置（４）を備え、
前記第２摩擦係合要素は、前記ダンパ装置（４）と前記減速回転要素（ＣＲ１）との回転状態を係脱自在なクラッチ（Ｃ０）からなり、
前記モータ（２）を、前記減速プラネタリギヤ（ＳＰ）及び前記クラッチ（Ｃ０）の外周側に配置してなり、
前記ブレーキ（Ｂ０）を、前記ダンパ装置（４）の外周側で、かつ前記モータ（２）に対して軸方向の前記エンジン（５０）側に配置してなる、
ことを特徴とする請求項２または３記載のハイブリッド駆動装置（１_１）にある。

請求項５に係る本発明は（例えば図３参照）、前記入力回転要素が、小径ピニオン（Ｐ３）及び該小径ピニオン（Ｐ３）より大径な大径ピニオン（Ｐ２）を有するステップピニオン（Ｐｓ）を回転自在に支持するキャリヤ（ＣＲ２）であり、前記回転固定要素が大径ピニオン（Ｐ２）に噛合する小径サンギヤ（Ｓ２）であり、前記減速回転要素が小径ピニオン（Ｐ３）に噛合する大径サンギヤ（Ｓ３）であり、前記減速プラネタリギヤがステップピニオンプラネタリギヤ（ＳＰＰ）からなり、
前記ブレーキ（Ｂ０）は、前記小径サンギヤ（Ｓ２）の回転を前記接続ケース（６）に固定自在にすると共に、前記モータ（２）に対し、軸方向の前記変速機構（６０）側に配置されてなる、
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（１_２）にある。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、変速機ケースと接続ケースとの間に配置された機械式オイルポンプにモータのロータを駆動連結したので、エンジンの回転とは無関係に機械式オイルポンプを駆動することができ、例えば電動オイルポンプを設けることなく、変速機構の動力伝達経路の形成を可能とすることができ、電動オイルポンプを設ける必要がない分のコストアップも不要とすることができる。また、エンジンを停止したモータ走行にあっても、変速機構の動力伝達経路の形成を可能とすることができるので、第１摩擦係合要素の係脱を制御するだけでモータ走行を可能とすることができる。勿論、第２摩擦係合要素の係脱を制御することで、エンジンによる走行もエンジン及びモータによる走行も可能とすることができる。そして、本ハイブリッド駆動装置は、接続ケースに内包されて構成されているので、車輌を設計変更することなく搭載することができ、また、変速機構や機械式オイルポンプも設計変更することなく、ハイブリッド化することを可能とすることができる。

請求項２に係る本発明によると、モータの回転を減速して変速機構の入力部材に伝達する減速プラネタリギヤを備えているので、機械式オイルポンプを高回転で駆動しつつ変速機構を低回転で駆動することができ、特にブレーキをスリップ制御することなく、低速走行を可能とすることができる。なお、勿論であるが、ブレーキをスリップ制御することで車輌の発進や超低速域での走行も可能とすることができる。

請求項３に係る本発明によると、機械式オイルポンプを一般的な自動変速機と同じ配置にしたまま、モータのロータを機械式オイルポンプに連結することを可能とすることができる。また、減速プラネタリギヤをシングルピニオンプラネタリギヤで構成することができるので、例えばステップピニオンプラネタリギヤで構成した場合に比して、本ハイブリッド駆動装置をコンパクトに構成することができる。

請求項４に係る本発明によると、モータを減速プラネタリギヤ及びクラッチの外周側に配置し、ブレーキをダンパ装置の外周側でかつモータに対して軸方向のエンジン側に配置したので、本ハイブリッド駆動装置をコンパクトに構成することができる。

請求項５に係る本発明によると、ブレーキを、モータに対して軸方向の変速機構側に配置することができるので、該ブレーキの油圧サーボまでの油路構造を簡素化することができる。

第１の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置を示すスケルトン図。 第１の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置を示す断面図。 第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置を示すスケルトン図。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係る第１の実施の形態を図１及び図２に沿って説明する。まず、本発明を適用し得るハイブリッド駆動装置１_１の概略構成について図１に沿って説明する。なお、図１に示すスケルトン図のハイブリッド駆動装置１_１と、図２に示す断面図のハイブリッド駆動装置１_１とは、左右逆方向に示すものであり、特に図２においては右方側にエンジン５０が、左方側に変速機構６０が配置されるものであるが、その内容は同じものである。

図１に示すように、本ハイブリッド駆動装置１_１は、エンジン（Ｅ／Ｇ）５０と変速機構６０との間に配置されており、エンジン５０の出力軸（出力部材）５０ａ（即ち、クランク軸）に接続されると共に、変速機構６０の入力軸（入力部材）６０ａに接続されて構成されている。エンジン５０の出力軸５０ａには、ダンパ装置４が接続されており、該ダンパ装置４を介してクラッチ（第２摩擦係合要素）Ｃ０が接続されている。該クラッチＣ０は、変速機構６０の入力軸６０ａに接続されており、つまりエンジン５０と変速機構６０とを係脱自在にし得るように構成されている。従って、クラッチＣ０は、エンジン５０の出力軸５０ａと変速機構６０の入力軸６０ａとの動力伝達状態を係脱することになる。

一方、モータ（ＭＧ）２は、ハウジングケース（接続ケース）６に固定されたステータ２ａとロータ２ｂとを有しており、ロータ２ｂは、機械式オイルポンプ（Ｏ／Ｐ）３に接続されていると共にシングルピニオンプラネタリギヤ（減速プラネタリギヤ）ＳＰのサンギヤ（入力回転要素）Ｓ１に接続される。該シングルピニオンプラネタリギヤＳＰ（以下、単に「プラネタリギヤＳＰ」という。）は、ピニオンＰ１を回転自在に支持するキャリヤ（減速回転要素）ＣＲ１、該ピニオンＰ１にそれぞれ噛合するサンギヤＳ１、リングギヤ（回転固定要素）Ｒ１を有しており、該リングギヤＲ１は、ブレーキ（第１摩擦係合要素）Ｂ０によりハウジングケース６に係止自在（固定自在）にされている。従って、ブレーキＢ０を解放すれば、リングギヤＲ１が空転してモータ２の動力が変速機構６０に伝達されることはなく、ブレーキＢ０を係合すると、サンギヤＳ１を介してキャリヤＣＲ１から変速機構６０の入力軸６０ａにモータ２の回転が減速されて伝達され、つまりブレーキＢ０は、モータ２のロータ２ｂと変速機構６０の入力軸６０ａとの動力伝達状態を係脱することになる。

詳細には、図２に示すように、エンジン５０と変速機構６０との間に配置されるハイブリッド駆動装置１_１は、変速機構６０を内包するミッションケース（変速機ケース）（不図示）とエンジン５０との間を接続するハウジングケース６に内包されて構成されている。即ち、一般的な自動変速機にあっては、トルクコンバータやロックアップクラッチ等が配設される位置に、本ハイブリッド駆動装置１_１が配設されている。

なお、ハウジングケース６は、複数のボルト４５によりミッションケース（不図示）に対して締結されている。また、オイルポンプユニット４０は、ミッションケース（不図示）とハウジングケース６との間に位置し、変速機構６０と本ハイブリッド駆動装置１_１とを隔離する隔壁の役目を有する。該オイルポンプユニット４０は、機械式オイルポンプ３を収納する収納穴３ｂが形成されたポンプボディ４１と、該収納穴３ｂにドライブギヤ３ａ及びドリブンギヤ３ｃを封入して覆い被さるポンプカバー４２とが複数のボルト４３により締結されることで一体的に構成されている。上記ドライブギヤ３ａとドリブンギヤ３ｃとによりストレーナ（不図示）等を介してオイルパン（不図示）より油が吸い上げられ、該ドライブギヤ３ａとドリブンギヤ３ｃとの歯により順次圧縮されることで油圧制御装置（不図示）に対する油圧が発生される。

一方、エンジン５０の入力軸５０ａには、複数のボルト４６によりフライホイール３３が締結されており、該フライホイール３３には、ピン４９によりダンパ装置４のドライブプレート４ａが例えばカシメられて連結されている。また、該エンジン５０の入力軸５０ａは、ボールベアリングｂ１を介して変速機構６０の入力軸６０ａを回転自在に支持している。

ダンパ装置４において、上記ドライブプレート４ａには、もう一枚のドライブプレート４ｂが貼り合わされており、これら２枚のドライブプレート４ａ，４ｂの間に、ダンパスプリング４ｓ及びドリブンプレート４ｃを挟持して支持している。即ち、ドライブプレート４ａ，４ｂがダンパスプリング４ｓの一端に当接していると共に、ドリブンプレート４ｃがダンパスプリング４ｓの他端に当接しており、エンジン５０の回転振動を該ダンパスプリング４ｓが吸収してドリブンプレート４ｃに伝達する。該ドリブンプレート４ｃの内周側には、内周面にスプラインが形成されたスリーブ部４ｄが形成されており、後述のクラッチドラム１１の円筒部１１ａにスプライン係合されている。

上記ダンパ装置４の軸方向の変速機構６０側には、クラッチＣ０の摩擦板１９及び該摩擦板１９を係脱する油圧サーボ１０が配設されている。油圧サーボ１０は、クラッチドラム１１と、ピストン部材１２と、キャンセルプレート１３と、リターンスプリング１４と等を有して構成されている。クラッチドラム１１は、内周側に、変速機構６０の入力軸６０ａにブッシュｂ２を介して回転自在に支持された円筒部１１ａと、該円筒部１１ａの略々中央から外周側に向けてフランジ状に延びるフランジ状部１１ｂと、該フランジ状部１１ｂから軸方向の変速機構６０側にドラム状に延びるドラム部１１ｃとを有して構成されている。

ピストン部材１２は、上記クラッチドラム１１の円筒部との間をシールリングｃ３によりシールされると共に、ドラム部１１ｃとの間をシールリングｃ５によりシールされて、フランジ状部１１ｂとの間に作動油室１５を形成しており、かつクラッチドラム１１に対して軸方向に摺動自在に配設されている。また、キャンセルプレート１３は、スナップリング１７によりクラッチドラム１１の円筒部１１ａに位置決めされており、かつピストン部材１２との間に配設されたリターンスプリング１４の反力を受圧していると共に、ピストン部材１２との間にシールリングｃ４によりシールされたキャンセル油室１６を構成している。そして、クラッチドラム１１のドラム部１１ｃの内周側には、複数の外摩擦板１９ａがスナップリング１８により位置決め規制された形でスプライン係合しており、それら複数の外摩擦板１９ａの間に配置された複数の内摩擦板１９ｂは、詳しくは後述するキャリヤＣＲ１の側板ＣＲ１ｂに連結されたハブ部材３１にスプライン係合されている。該キャリヤＣＲ１の側板ＣＲ１ｂは、変速機構６０の入力軸６０ａにスプライン係合されている。

上記作動油室１５には、変速機構６０の入力軸６０ａの中心に形成された油路ａ１から径方向に穿設された油路ａ２を通り、さらにシールリングｃ１，ｃ２により入力軸６０ａとクラッチドラム１１の円筒部１１ａとの間がシールされつつ該円筒部１１ａに形成された油路ａ３を通って、不図示の油圧制御装置からの作動圧が給排される。該作動油室１５に作動油が供給されると、リターンスプリング１４の付勢力に抗してピストン部材１２を軸方向の変速機構６０側に移動駆動し、該ピストン部材１２の先端部により外摩擦板１９ａ及び内摩擦板１９ｂからなる摩擦板１９を押付けて係合させる。これにより、エンジン５０の出力回転は、出力軸５０ａ、フライホイール３３、ダンパ装置４、クラッチドラム１１、摩擦板１９、ハブ部材３１、キャリヤＣＲ１の側板ＣＲ１ｂを通って、変速機構６０の入力軸６０ａに伝達される。また、該作動油室１５から作動油が排出されると、キャンセル油室１６により作動油室１５の遠心油圧がキャンセルされつつ、リターンスプリング１４の付勢力によりピストン部材１２が軸方向のエンジン５０側に移動駆動され、摩擦板１９を解放する。これにより、クラッチドラム１１まで入力されるエンジン５０の回転は、キャリヤＣＲ１の側板ＣＲ１ｂ及び変速機構６０の入力軸６０ａに対して切離される。

一方、クラッチＣ０の油圧サーボ１０の軸方向の変速機構６０側には、プラネタリギヤＳＰが配置されており、該プラネタリギヤＳＰ及びクラッチＣ０の油圧サーボ１０の外周側にはモータ２が配置されている。該モータ２は、ステータ２ａとロータ２ｂを有しており、該ステータ２ａは、ハウジングケース６の内周面に回転不能に固定されている。また、ロータ２ｂは、ロータプレート５により回転自在に支持されている。即ち、ロータプレート５は、径方向に延びる略々フランジ状のフランジ部５ａと、該フランジ部５ａの内周部分から軸方向両側に延びる中空状の軸部５ｂ，５ｃとを有しており、特に該軸部は、軸方向のエンジン５０側に延びる一端部５ｃと、軸方向の変速機構６０側に延びる他端部５ｂとにより構成されている。

該ロータプレート５は、そのフランジ状部５ａとオイルポンプユニット４０との間にスラストベアリングｂ７が介在され、かつ他端部５ｂとオイルポンプユニット４０との間にブッシュｂ８が介在されて、該オイルポンプユニット４０（即ちミッションケースやハウジングケース６）に対して回転自在に支持されている。また、該ロータプレート５は、一端部５ｃとキャリヤＣＲ１の側板ＣＲ１ｂとの間にスラストベアリングｂ３及びブッシュｂ６が介在されて、該キャリヤＣＲ１の側板ＣＲ１ｂを回転自在に支持している。そして、該ロータプレート５の一端部５ｃの外周部には、プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１としての歯面が形成されており、一方の他端部５ｂは、上述した機械式オイルポンプ３のドライブギヤ３ａの内周部に対して回転方向に連結されている。

上記プラネタリギヤＳＰは、上述したようにサンギヤＳ１、ピニオンＰ１を回転自在に支持するキャリヤＣＲ１、リングギヤＲ１を有して構成されている。該サンギヤＳ１は、上記ロータプレート５の一端部５ｃの外周部に形成されている。また、キャリヤＣＲ１は、２枚の側板ＣＲ１ａと側板ＣＲ１ｂとを有し、それら側板ＣＲ１ａ，ＣＲ１ｂは互いに不図示のブリッジにより連結され、かつ不図示のピニオンシャフトを支持しており、該ピニオンシャフトを介してピニオンＰ１を回転自在に支持している。また、一方の側板ＣＲ１ａは、リングギヤＲ１を支持する支持部材３５と２つのスラストベアリングｂ４，ｂ５とを介して上記ロータプレート５に対して回転自在に支持されている。さらに、他方の側板ＣＲ１ｂは、上述したようにスラストベアリングｂ３及びブッシュｂ６を介して上記ロータプレート５に対して回転自在に支持されていると共に、上記クラッチＣ０の内摩擦板１９ｂにスプライン係合するハブ部材３１に固着されており、かつ変速機構６０の入力軸６０ａにスプライン係合されている。そして、上記支持部材３５により支持されたリングギヤＲ１には、後述のブレーキＢ０の内摩擦板２９ｂにスプライン係合するハブ部材３２が固着されている。

ブレーキＢ０及びその油圧サーボ２０は、上記ダンパ装置４及びクラッチＣ０の油圧サーボ１０の外周側に配置されていると共に、モータ２の軸方向のエンジン５０側に配置されている。油圧サーボ２０は、シリンダ部材２１と、ピストン部材２２と、スナップリング２７により位置決め規制されたリターンスプリング２４と等を有して構成されている。シリンダ部材２１は、ハウジングケース６の内周部における軸方向のエンジン５０側の端部に対して固着されており、側面視コの字状に形成されたシリンダ面２１ａにおいてピストン部材２２を摺動自在に支持している。該ピストン部材２２は、上記シリンダ部材２１のシリンダ面２１ａとの間をシールリングｃ７，ｃ８によりシールされて、該シリンダ面２１ａとの間に作動油室２５を形成している。また、リターンスプリング２４は、スナップリング２７により反力が受圧されており、ピストン部材２２をシリンダ面２１ａ側に付勢している。そして、シリンダ部材２１に形成されたドラム部２１ｂの内周側には、複数の外摩擦板２９ａがスナップリング２８により位置決め規制された形でスプライン係合しており、それら外摩擦板２９ａの間に配置された内摩擦板２９ｂは、上記リングギヤＲ１に連結されたハブ部材３２にスプライン係合されている。

該ブレーキＢ０の油圧サーボ２０の作動油室２５には、ハウジングケース６及びシリンダ部材２１に穿設された油路（不図示）から作動圧が給排される。該作動油室２５に作動油が供給されると、リターンスプリング２４の付勢力に抗してピストン部材２２を軸方向の変速機構６０側に移動駆動し、該ピストン部材２２の先端部により外摩擦板２９ａ及び内摩擦板２９ｂからなる摩擦板２９を押付けて係合させる。これにより、リングギヤＲ１の回転は、ハブ部材３２、摩擦板２９、シリンダ部材２１を介してハウジングケース６に対して固定される。また、該作動油室２５から作動油が排出されると、リターンスプリング２４の付勢力によりピストン部材２２が軸方向のエンジン５０側に移動駆動され、摩擦板２９を解放する。これにより、リングギヤＲ１の回転は自由回転状態となる。

なお、以上説明したハイブリッド駆動装置１_１は、変速機構６０の入力軸６０ａとクラッチドラム１１との間がオイルシールｃ９によりシールされ、シリンダ部材２１とクラッチドラム１１に連結された環状部材３６との間がオイルシールｃ６によりシールされ、ロータプレート５とオイルポンプユニット４０との間がシールリングｃ１０によりシールされて、これらによりハウジングケース６の内部からダンパ装置４側のスペースやエンジン５０側への油の流出を防止している。従って、機械式オイルポンプ３の内周側からロータプレート５の内側を通る油路ａ４から潤滑油がこの密封空間に供給され、プラネタリギヤＳＰの潤滑、モータ２の冷却、摩擦板１９の冷却、摩擦板２９の冷却、キャンセル油室１６の油の充填、各ベアリングやブッシュの潤滑等が行われることになる。その後、図示しない油穴から変速機ケースにこの潤滑油が排出され、不図示のオイルパンに戻される。

ついで、以上説明した構成に基づくハイブリッド駆動装置１_１の作用について図１及び図２に沿って説明する。まず、車輌の停止時にあっては、例えばクラッチＣ０及びブレーキＢ０が解放されており、また、例えばエンジン５０はアイドルストップされて停止されている。この状態において、例えばドライバによる車輌の発進意図を検知したら（例えばＮレンジからＤレンジに切換えられた際、フットブレーキの踏圧を所定量緩めた際、等）、モータ２をアイドリング回転数程度の所定回転数で回転する。これにより、機械式オイルポンプ３が所定回転数で回転されて油圧が発生され、不図示の油圧制御装置から変速機構６０において動力伝達経路を形成するために必要な油圧（多段式自動変速機であればクラッチやブレーキの係合制御用の油圧、ベルト式無段変速機であれば前後進切換え用のクラッチやブレーキ及びベルトの挟持圧など）が供給される。これにより、変速機構６０は、発進時の変速比を形成した状態で車輌の発進まで待機することができる。

その後、モータ２による発進を行う際は、例えばモータ２を所定回転数に維持したまま、ブレーキＢ０をスリップ制御し、徐々にリングギヤＲ１を空転状態から係止していく。これにより、モータ２により回転されているサンギヤＳ１の回転が、減速された状態でキャリヤＣＲ１から徐々に出力され、つまり変速機構６０の入力軸６０ａに回転が徐々に入力されて、車輌が発進される。そして、車速が所定速度（例えば２ｋｍ／ｈ）に達すると、ブレーキＢ０を完全に係止する。即ち、変速機構６０が低変速比に形成され、かつプラネタリギヤＳＰがモータ２の回転を減速して変速機構６０の入力軸６０ａに伝達するので、機械式オイルポンプ３をアイドル回転数程度の回転数で駆動しつつ、車輌の低速走行を可能とすることができる。このため、モータ２としては、高回転型でかつ低トルク出力型のものを用いると好適である。

そして、モータ２の回転数を上昇して車速を上昇する一方で、エンジン５０を不図示のスタータ等により始動させ、クラッチＣ０を徐々に係合することで、エンジン５０の駆動力も変速機構６０に伝達する状態となり、エンジン５０とモータ２との駆動力を協調して走行する、いわゆるハイブリッド走行状態に移行することができる。この状態では、エンジン５０の出力が運転者の要求する出力より過多である場合はモータ２により回生することもでき、エンジン５０の出力が過小である場合はモータ２によりアシストすることもできる。なお、モータ２に対する高圧電源の充電残量（ＳＯＣ）が少ないときは、エンジン５０の出力を過多にしてモータ２による充電を行っても良い。

一方、エンジン５０による発進を行う際は、ブレーキＢ０を解放してモータ２により機械式オイルポンプ３を回転し、不図示の油圧制御装置から変速機構６０において動力伝達経路を形成するために必要な油圧を発生させた状態で、クラッチＣ０を徐々に係合し、エンジン５０の回転を徐々に変速機構６０の入力軸６０ａに伝達し、車輌を発進する。その後は、エンジン５０だけによる走行を行ってもよいが、ブレーキＢ０を係合することで、上述と同様、エンジン５０とモータ２との駆動力を協調して走行する、いわゆるハイブリッド走行状態に移行することができる。

また、例えば中高速走行に移行する場合など、特にモータ２や機械式オイルポンプ３が高回転となってしまう場合には、ブレーキＢ０を解放することで、ハイブリッド走行ではなく、エンジン５０による走行を行うことができる。この場合は、エンジン５０の回転を変速機構６０により変速しつつ走行することになる。この際、モータ２は、エンジン５０及び変速機構６０に対してリングギヤＲ１が空転することで切離された状態となるが、機械式オイルポンプ３を回転するため、変速機構６０に必要な油圧を発生させる回転数により駆動される。即ち、モータ２は、専ら機械式オイルポンプ３を回す役目となり、電動オイルポンプを駆動しているのと同様な状態となる。なお、この状態でモータ２に対する高圧電源の充電残量が少ないときは、エンジン５０により駆動されるオルタネータ（低圧電源用の発電機）等により充電された電力を昇圧して用いることも考えられる。

そして、車輌を減速させる場合には、クラッチＣ０を解放してエンジン５０を切離し、ブレーキＢ０を係止することでモータ２と変速機構６０とを接続状態とし、該モータ２により回生を行う。この場合は、特に機械式オイルポンプ３が高回転になり過ぎないように、変速機構６０の変速比を制御することが好ましい。

なお、例えば車輌が停止した状態で充電残量が少ないときは、変速機構６０をニュートラルに制御し、クラッチＣ０及びブレーキＢ０を共に係合することで、エンジン５０によりモータ２を回転駆動し、該モータ２で回生して充電を行うことも可能である。また、上述したように、モータ２に対する高圧電源の充電残量が少ないときは、エンジン５０により駆動されるオルタネータ（低圧電源用の発電機）等により充電された電力を昇圧して用いることも考えられる。そして、モータ２による発進に必要な十分な充電を行っておき、エンジン５０による発進ではなく、モータ２による発進を選択することで、クラッチＣ０の高度なスリップ制御が不要となり、かつエンジン５０の振動が大きい領域でのエンジン５０の使用も避けることができ、車輌の静粛性や乗り心地等の向上にも寄与することができる。

以上説明したように、本ハイブリッド駆動装置１_１によれば、ミッションケースとハウジングケースとの間に配置された機械式オイルポンプ３にモータ２のロータ２ｂを駆動連結したので、エンジン５０の回転とは無関係に機械式オイルポンプ３を駆動することができ、例えば電動オイルポンプを設けることなく、変速機構６０の動力伝達経路の形成を可能とすることができ、電動オイルポンプを設ける必要がない分のコストアップも不要とすることができる。

また、エンジン５０を停止したモータ走行にあっても、変速機構６０の動力伝達経路の形成を可能とすることができるので、ブレーキＢ０の係脱を制御するだけでモータ走行を可能とすることができる。勿論、クラッチＣ０の係脱を制御することで、エンジン５０による走行もエンジン５０及びモータ２によるハイブリッド走行も可能とすることができる。

また、本ハイブリッド駆動装置１_１は、モータ２、プラネタリギヤＳＰ、クラッチＣ０、ブレーキＢ０、ダンパ装置４をコンパクトに適宜な位置に配置し、ハウジングケース６に内包できるように構成しているので、例えばトルクコンバータ等の流体伝動装置と置き換えて代用しても、大型化することなく用いることができ、つまり既存の車輌に対して大幅な設計変更等を行うことなく、当該車輌のハイブリッド化を可能とすることができる。また、オイルポンプユニット４０、変速機構６０も設計変更することなく用いることができるので、既存の自動変速機を僅かに改良するだけで、大幅な設計変更等を行うことなく、ハイブリッド駆動装置１_１を提供することができる。

また、モータ２の回転を減速して変速機構６０の入力軸６０ａに伝達する減速プラネタリギヤＳＰを備えているので、機械式オイルポンプ３を高回転で駆動しつつ変速機構６０を低回転で駆動することができ、特にブレーキＢ０をスリップ制御することなく、低速走行を可能とすることができる。なお、勿論であるが、ブレーキＢ０をスリップ制御することで車輌の発進や超低速域（例えば２ｋｍ／ｈ未満）での走行も可能とすることができる。

さらに、モータ２のロータ２ｂを支持するロータプレート５の軸部５ｂを機械式オイルポンプ３に連結するだけで、機械式オイルポンプ３を一般的な自動変速機と同じ配置にしたまま、モータ２のロータ２ｂを機械式オイルポンプ３に連結することを可能とすることができる。また、減速プラネタリギヤＳＰをシングルピニオンプラネタリギヤで構成することができるので、例えば後述するステップピニオンプラネタリギヤで構成した場合に比して、本ハイブリッド駆動装置１_１をコンパクトに構成することができる。

また特に、モータ２を減速プラネタリギヤＳＰ及びクラッチＣ０の外周側に配置し、ブレーキＢ０をダンパ装置４の外周側でかつモータ２に対して軸方向のエンジン５０側に配置したので、本ハイブリッド駆動装置１_１をコンパクトに構成することができる。

＜第２の実施の形態＞
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した第２の実施の形態について、図３に沿って説明する。なお、本第２の実施の形態の説明においては、第１の実施の形態と同様な部分に同符号を付し、その説明を省略する。

本第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置１_２は、第１の実施の形態におけるシングルピニオンプラネタリギヤＳＰに代えて、ステップピニオンプラネタリギヤ（減速プラネタリギヤ）ＳＰＰで構成したものであり、かつブレーキＢ０をモータ２に対して軸方向の変速機構６０側に配置したものである。

詳細には、図３に示すように、エンジン５０の出力軸５０ａにダンパ装置４が接続されており、該ダンパ装置４を介してクラッチＣ０が接続されている。該クラッチＣ０は、変速機構６０の入力軸６０ａに接続されており、つまりエンジン５０と変速機構６０とを係脱自在にし得るように構成されている。従って、クラッチＣ０は、エンジン５０の出力軸５０ａと変速機構６０の入力軸６０ａとの動力伝達状態を係脱することになる。

一方、モータ（ＭＧ）２は、ハウジングケース６に固定されたステータ２ａとロータ２ｂとを有しており、ロータ２ｂは、ステップピニオンプラネタリギヤ（減速プラネタリギヤ）ＳＰＰのキャリヤ（入力回転要素）ＣＲ２に接続されていると共に、該キャリヤＣＲ２を介して機械式オイルポンプ３に接続されている。ステップピニオンプラネタリギヤＳＰＰは、小径ピニオンＰ３と該小径ピニオンＰ３より大径な大径ピニオンＰ２を有するステップピニオンＰｓを回転自在に支持するキャリヤＣＲ２、大径ピニオンＰ２に噛合する小径サンギヤ（回転固定要素）Ｓ２、小径ピニオンＰ３に噛合する大径サンギヤ（減速回転要素）Ｓ３を有しており、大径サンギヤＳ３が変速機構６０の入力軸６０ａに接続されていると共に、小径サンギヤＳ２がブレーキＢ０によりハウジングケース６に係止自在にされている。

従って、ブレーキＢ０を解放すれば、小径サンギヤＳ２が空転してモータ２の動力が変速機構６０に伝達されることはなく、ブレーキＢ０を係合すると、キャリヤＣＲ２を介して大径サンギヤＳ３から変速機構６０の入力軸６０ａにモータ２の回転が減速されて伝達され、つまりブレーキＢ０は、モータ２のロータ２ｂと変速機構６０の入力軸６０ａとの動力伝達状態を係脱する。

以上のように構成された第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置１_２は、ブレーキＢ０を、モータ２に対して軸方向の変速機構６０側に配置することができる。そのため、例えば変速機構６０の側面或いは底面に取付けられる不図示の油圧制御装置からブレーキＢ０の油圧サーボまでのブレーキＢ０の係合圧を給排する油路を、例えばオイルポンプユニット或いはミッションケースに形成することができる。即ち、第１の実施の形態のブレーキＢ０の場合は、その係合圧を給排する油路を、モータ２を迂回する形でハウジングケース６内からシリンダ部材２１を通すように形成する必要があるが（図２参照）、本第２の実施の形態に係るハイブリッド駆動装置１_２においては、モータ２を迂回する必要がなく、第１の実施の形態に比して、ブレーキＢ０の油圧サーボまでの油路構造を簡素化することができる。

なお、第２の実施の形態においては、キャリヤＣＲ２が第１の実施の形態のサンギヤＳ１に相当し、小径サンギヤＳ２が第１の実施の形態のリングギヤＲ１に相当し、大径サンギヤＳ３が第１の実施の形態のキャリヤＣＲ１に相当するだけの相違であって、これ以外の作用・効果は、第１の実施の形態と略々同様であるので、その説明を省略する。

なお、以上説明した第１及び第２の実施の形態において、変速機構６０として具体的なものを示していないが、多段式の変速歯車機構、ベルト式の無段変速機構、トロイダル式の無段変速機構、コーンカップ式の無段変速機構など、特に油圧により動力伝達経路を制御できるものであれば、どのような変速機構であってもよい。

本発明に係るハイブリッド駆動装置は、乗用車、トラック、バス、農機等に搭載して用いることが可能であり、特にトルクコンバータ等の代わりのスペースに配置され、かつ機械式オイルポンプにより発生された油圧を用いる変速機構に組み合わせてモータ走行を行うことが求められるハイブリッド駆動装置に用いて好適である。

１ ハイブリッド駆動装置
２ モータ
２ａ ステータ
２ｂ ロータ
３ 機械式オイルポンプ
４ ダンパ装置
５ ロータプレート
５ａ フランジ部
５ｂ 軸部（他端部）
５ｃ 軸部（一端部）
６ 接続ケース（ハウジングケース）
５０ エンジン
５０ａ 出力部材（出力軸）
６０ 変速機構
６０ａ 入力部材（入力軸）
Ｂ０ 第１摩擦係合要素、ブレーキ
Ｃ０ 第２摩擦係合要素、クラッチ
ＳＰ 減速プラネタリギヤ、シングルピニオンプラネタリギヤ
Ｓ１ 入力回転要素、サンギヤ
Ｒ１ 回転固定要素、リングギヤ
ＣＲ１ 減速回転要素、キャリヤ
Ｐ１ ピニオン
ＳＰＰ 減速プラネタリギヤ、ステップピニオンプラネタリギヤ
Ｓ２ 回転固定要素、小径サンギヤ
Ｓ３ 減速回転要素、大径サンギヤ
ＣＲ２ 入力回転要素、キャリヤ
Ｐｓ ステップピニオン
Ｐ２ 大径ピニオン
Ｐ３ 小径ピニオン

Claims (5)

1. エンジンの出力部材に接続されると共に、機械式オイルポンプにより発生された油圧に基づき動力伝達経路を形成する変速機構の入力部材に接続され、かつ前記変速機構を収納する変速機ケースと前記エンジンとを接続する接続ケースに内包されて構成されるハイブリッド駆動装置において、
   ステータとロータとを有し、前記変速機ケースと前記接続ケースとの間に配置された前記機械式オイルポンプに前記ロータが駆動連結されるモータと、
   前記モータのロータと前記変速機構の入力部材との動力伝達状態を係脱する第１摩擦係合要素と、
   前記エンジンの出力部材と前記変速機構の入力部材との動力伝達状態を係脱する第２摩擦係合要素と、を備えた、
   ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
2. 前記第１摩擦係合要素は、ブレーキからなり、
   前記モータのロータに接続される入力回転要素と、前記ブレーキにより前記接続ケースに回転が固定自在にされる回転固定要素と、前記回転固定要素の回転が固定された際に前記入力回転要素に対して減速回転すると共に前記変速機構の入力部材に接続された減速回転要素と、を有する減速プラネタリギヤを備えた、
   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. 前記入力回転要素がサンギヤであり、前記回転固定要素がリングギヤであり、前記減速回転要素が該サンギヤ及び該リングギヤに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリヤであって、前記減速プラネタリギヤがシングルピニオンプラネタリギヤからなり、
   前記モータは、前記シングルピニオンプラネタリギヤの外周側に配置されてなり、
   前記モータのロータに連結されて内周側に延びるフランジ部と、該フランジ部の内周部分から軸方向両側に延びる軸部とを有するロータプレートを備え、
   前記ロータプレートの軸部は、前記エンジン側の一端が前記サンギヤに連結され、前記変速機構側の他端が前記機械式オイルポンプに連結されてなる、
   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. 前記エンジンの出力部材に接続されるダンパ装置を備え、
   前記第２摩擦係合要素は、前記ダンパ装置と前記減速回転要素との回転状態を係脱自在なクラッチからなり、
   前記モータを、前記減速プラネタリギヤ及び前記クラッチの外周側に配置してなり、
   前記ブレーキを、前記ダンパ装置の外周側で、かつ前記モータに対して軸方向の前記エンジン側に配置してなる、
   ことを特徴とする請求項２または３記載のハイブリッド駆動装置。
5. 前記入力回転要素が、小径ピニオン及び該小径ピニオンより大径な大径ピニオンを有するステップピニオンを回転自在に支持するキャリヤであり、前記回転固定要素が大径ピニオンに噛合する小径サンギヤであり、前記減速回転要素が小径ピニオンに噛合する大径サンギヤであり、前記減速プラネタリギヤがステップピニオンプラネタリギヤからなり、
   前記ブレーキは、前記小径サンギヤの回転を前記接続ケースに固定自在にすると共に、前記モータに対し、軸方向の前記変速機構側に配置されてなる、
   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。

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