JP2010274881A - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータジェネレータでエンジンを始動可能であり装置の小型化を図ること。
【解決手段】駆動源であるエンジンＥ１と、トランスミッションＴ１との間に配設された駆動源であるモータジェネレータＭＧ１のロータ５２内に、エンジンＥ１とモータジェネレータＭＧ１との係合又は離脱を切換可能な第１の係合手段としての摩擦板５６，５７を有する第１のクラッチＣ１と、トランスミッションＴ１とモータジェネレータＭＧ１との係合又は離脱を切換可能な第２の係合手段としての転動体５９を有する第２のクラッチＣ２とを備えると共に、摩擦板５６，５７をロータ５２の回転方向に回転／非回転自在に規制する第１の連結部５２ａと、転動体５９をロータ５２の回転方向に回転／非回転自在に規制する第２の連結部５２ｂとを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、１つのモータジェネレータと２つのクラッチとをモジュール化したハイブリッド車両用駆動装置に関し、特に、エンジンと電気モータの両方で車輪を駆動するパラレルハイブリッド方式の車両に適用されるハイブリッド車両用駆動装置に関する。

従来、上述したハイブリッド車両用駆動装置として特許文献１に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置が有る。この動力伝達装置は、エンジンのクランクシャフトとトランスミッションのメインシャフトとの間に直列に配置したモータジェネレータと、湿式多板クラッチよりなる発進クラッチとを備える。発進クラッチは、モータジェネレータのロータの内部に、そのロータの軸方向の幅内に納まるように収納されている。この構成によって、エンジンとトランスミッションとの距離を短縮して動力伝達装置の小型化を図っている。

特開２００３−６３２６１号公報

しかし、上記の特許文献１に記載の装置は、減速時やブレーキ時にモータを発電機として働かせて制動エネルギーを回収する場合、より効率よく回収するためにはエンジンの圧縮損失，摩擦損出を回避することが重要となるが、その場合、モータジェネレータとトランスミッションとを切り離す必要がある。この切り離し機構を必要とする場合、ロータの軸方向の距離が長くなるので、その分、動力伝達装置が大きくなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、モータジェネレータでエンジンを始動可能であり装置の小型化を図ることができるハイブリッド車両用駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、駆動源であるエンジンと、トランスミッションとの間に配設された駆動源であるモータジェネレータのロータに、前記エンジンと前記モータジェネレータとの係合又は離脱を切換可能な第１の係合手段を有する第１のクラッチと、前記トランスミッションと前記モータジェネレータとの係合又は離脱を切換可能な第２の係合手段を有する第２のクラッチとを備えると共に、前記第１の係合手段を前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する第１の連結部と、前記第２の係合手段を前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する第２の連結部とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、第１のクラッチのオン時には、第１の連結部によって第１の係合手段がロータに非回転状態に規制されてモータジェネレータとエンジンとが係合（連結）されるので、モータジェネレータでエンジンが始動可能となる。第１のクラッチのオフ時には、第１の連結部によって第１の係合手段がロータに回転可能状態とされてモータジェネレータがエンジンから離脱される。第２のクラッチのオン時には、第２の連結部によって第２の係合手段がロータに非回転状態に規制されてモータジェネレータとトランスミッションとが係合されるので、モータジェネレータでトランスミッションが回転可能となる。第２のクラッチのオフ時には、第２の連結部によって第２の係合手段がロータに回転可能状態とされてモータジェネレータがトランスミッションから離脱される。これによって、第１及び第２のクラッチによって、モータジェネレータでエンジンを始動できるように、モータジェネレータとトランスミッションとを切り離しすることができる。また、第１及び第２のクラッチは、モータジェネレータのロータ内に配設されているので小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、前記第１のクラッチは、前記第１の連結部が前記第１の係合手段を摩擦によって前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する摩擦式であり、第２のクラッチは、前記第２の連結部が前記第２の係合手段を噛み合わせによって前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する噛合式であることを特徴とする。

この構成によれば、摩擦式のクラッチは、摩擦面が必要なので有る程度の径が必要となってサイズが大きくなり、噛合式のクラッチは、噛み合わせるだけなので径を小さくできるのでサイズが小さい。ここで、２つのクラッチが摩擦式だと摩擦面積が必要なので回転軸方向に直列に配置しなければならずハイブリッド車両用駆動装置が大きくなる。２つのクラッチが噛合式だとエンジン側からのショックが吸収できず実情に合わない。そこで、エンジン側を摩擦式のクラッチ、トランスミッション側を噛合式のクラッチとすることで、エンジン側からのショックを吸収可能となり、尚且つ小型とすることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の概略構成を示す図である。 本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置の詳細な構成を示す図である。 図２のＡ１−Ａ２矢視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両用駆動装置の概略構成を示す図である。

図１に示すハイブリッド車両用駆動装置５０は、エンジンＥ１の出力軸であるクランクシャフトＥｓと、トランスミッションＴ１の入出力軸であるメインシャフトＴｓとの間に配置されたモータジェネレータＭＧ１の内部に、第１のクラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を収納して構成したものである。

このハイブリッド車両用駆動装置５０の詳細な構成を示す断面図を図２に示し、図２のＡ１−Ａ２矢視図を図３に示し、その構成を説明する。第１のクラッチＣ１は摩擦式としての湿式多板電磁クラッチであり、第２クラッチＣ２は噛合式の二方向電磁クラッチである。

モータジェネレータＭＧ１は、回転軸５１を中心に回転するロータ５２と、ロータ５２の外周に所定間隙を介して配置されたステータ５３とを備える。ステータ５３は外側のハウジング５４にネジ固定されている。ロータ５２は、第１のクラッチＣ１の第１の係合手段としての複数の摩擦板５６，５７を回転方向に回転／非回転自在に規制する第１の連結部５２ａと、第２のクラッチＣ２の第２の係合手段としての複数の転動体５９を回転方向に回転／非回転自在に規制する第２の連結部５２ｂとを備える。また、ロータ５２は、ハウジング５４にベアリングＢ１を介して支持されており、回転軸５１を中心に回転可能となっている。

第１のクラッチＣ１は、モータジェネレータＭＧ１の内周面に納められた第１のクラッチ係合部Ｃ１ａと、電磁コイル６３と、当該電磁コイル６３と、所定の隙間Ｇ１を有して設置されたヨーク６４とを備えている。第１のクラッチ係合部Ｃ１ａは、複数の摩擦板５６，５７と、磁気回路を形成するプレート６５とを備えている。また、一方の摩擦板５６は、ロータ５２と図示せぬスプライン（噛み合い部）にて嵌合しており、他方の摩擦板５７は、回転軸５１に沿ったシャフト６６とスプラインにて嵌合している。

シャフト６６は、ベアリングＢ２及びＢ３で支持されており、この逆端部で図示せぬダンパを介してエンジンＥ１のクランクシャフトＥｓと連結している。また、シャフト６６にはヨーク６４が圧入固定されており、ヨーク６４、摩擦板５６，５７、プレート６５が一体となって回転する。

第２のクラッチＣ２は、モータジェネレータＭＧ１の内周面に納められた第２のクラッチ係合部Ｃ２ａと、電磁コイル６８と、所定の隙間Ｇ２を有して設置されたヨーク６９と、摩擦板７０と、連結プレート７１とを備えている。第２のクラッチ係合部Ｃ２ａは、内輪７４と、この内輪７４の外周に所定間隔で配置された複数の転動体５９と、これら転動体５９の保持器７３と、スイッチバネ７５とを備えており、第１のクラッチ係合部Ｃ１ａよりもロータ５２の内周側に位置し、また、回転軸５１の軸方向に第１のクラッチ係合部Ｃ１ａとオーバラップして配設されている。

ヨーク６９は、ロータ５２に圧入固定されると共にヨーク６９の突起部６９ａにて嵌合されており、ロータ５２と一体で回転する。内輪７４は多角形状をしており、内輪７４の回転に伴って複数の転動体５９、これら転動体５９の保持器７３、スイッチバネ７５、連結プレート７１及び摩擦板７０が一体で回転する。

また、第２のクラッチＣ２は、トランスミッションＴ１の入出力軸であるメインシャフトＴｓと図３に示すセレーション７９にて嵌合している。また、ロータ５２と内輪７４にて、図３に示すようにくさび部７７を形成している。また、メインシャフトＴｓと内輪７４との間のセレーション７９で、メインシャフトＴｓと内輪７４を回転方向に規制している。また、回転軸５１に沿って油を潤滑させる油路８０が配設されている。

このような構成において、第１のクラッチＣ１がオンとなることによって、第１のクラッチ係合部Ｃ１ａにおいてシャフト６６とロータ５２が連結され、これらが一体で回転し、モータジェネレータＭＧ１でエンジンＥ１が始動可能となる。

第２のクラッチＣ２がオンとなることによって、摩擦板７０がヨーク６９に吸引される。これにより第２のクラッチ係合部Ｃ２ａにおいて、連結プレート７１及び保持器７３を介して転動体５９がくさび部７７に移動して噛み込み、ロータ５２と内輪７４とが連結され、ロータ５２とトランスミッションＴ１のメインシャフトＴｓが一体で回転する。一方、第２のクラッチＣ２がオフとなると、スイッチバネ７５の復元力により転動体５９がくさび部７７から離れる中立位置に移動し、ロータ５２とトランスミッションＴ１のメインシャフトＴｓが解放される。

このように、本実施形態のハイブリッド車両用駆動装置５０を、駆動源であるエンジンＥ１と、トランスミッションＴ１との間に配設された駆動源であるモータジェネレータＭＧ１のロータ５２内に、エンジンＥ１とモータジェネレータＭＧ１との係合又は離脱を切換可能な第１の係合手段としての摩擦板５６，５７を有する第１のクラッチＣ１と、トランスミッションＴ１とモータジェネレータＭＧ１との係合又は離脱を切換可能な第２の係合手段としての転動体５９を有する第２のクラッチＣ２とを備えると共に、第１の係合手段をロータ５２の回転方向に回転／非回転自在に規制する第１の連結部５２ａと、第２の係合手段をロータ５２の回転方向に回転／非回転自在に規制する第２の連結部５２ｂとを備えて構成した。

この構成によって、第１のクラッチＣ１のオン時には、第１の連結部５２ａによって第１の係合手段がロータ５２に非回転状態に規制されてモータジェネレータＭＧ１とエンジンＥ１とが係合（連結）されるので、モータジェネレータＭＧ１でエンジンＥ１が始動可能となる。第１のクラッチＣ１のオフ時には、第１の連結部５２ａによって第１の係合手段がロータ５２に回転可能状態とされてモータジェネレータＭＧ１がエンジンＥ１から離脱される。第２のクラッチＣ２のオン時には、第２の連結部５２ｂによって第２の係合手段がロータ５２に非回転状態に規制されてモータジェネレータＭＧ１とトランスミッションＴ１とが係合されるので、モータジェネレータＭＧ１でトランスミッションＴ１が回転可能となる。第２のクラッチＣ２のオフ時には、第２の連結部５２ｂによって第２の係合手段がロータ５２に回転可能状態とされてモータジェネレータＭＧ１がトランスミッションＴ１から離脱される。第１及び第２のクラッチＣ１，Ｃ２がオンのとき、エンジンＥ１、モータジェネレータＭＧ１、トランスミッションＴ１が一体となっており、エンジンＥ１、モータジェネレータＭＧ１の双方で駆動できる。

これによって、第１及び第２のクラッチＣ２によって、モータジェネレータＭＧ１でエンジンＥ１を始動できるように、モータジェネレータＭＧ１とトランスミッションＴ１とを切り離しすることができる。また、第１及び第２のクラッチＣ２は、モータジェネレータＭＧ１のロータ５２内に配設されているので小型化を図ることができる。なお、ロータ５２は、クラッチＣ１，Ｃ２の噛合い部などの一部と兼用されている。

更に、第１のクラッチＣ１は、第１の連結部５２ａが第１の係合手段を摩擦によってロータ５２の回転方向に回転／非回転自在に規制する摩擦式であり、第２のクラッチＣ２は、第２の連結部５２ｂが第２の係合手段を噛み合わせによってロータ５２の回転方向に回転／非回転自在に規制する噛合式である。

この構成によって、摩擦式のクラッチは、摩擦面が必要なので有る程度の径が必要となってサイズが大きくなり、噛合式のクラッチは、噛み合わせるだけなので径を小さくできるのでサイズが小さい。ここで、２つのクラッチが摩擦式だと摩擦面積が必要なので回転軸方向に直列に配置しなければならずハイブリッド車両用駆動装置が大きくなる。２つのクラッチが噛合式だとエンジンＥ１側からのショックが吸収できず実情に合わない。そこで、エンジンＥ１側を摩擦式の第１のクラッチＣ１、トランスミッションＴ１側を噛合式の第２のクラッチＣ２とすることで、がエンジンＥ１側からのショックを吸収可能となり、尚且つ小型とすることができる。

５０ ハイブリッド車両用駆動装置
５１ 回転軸
５２ ロータ
５３ ステータ
５４ ハウジング
５６，５７，７０ 摩擦板
５９ 転動体
５２ａ 第１の連結部
５２ｂ 第２の連結部
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ ベアリング
６３ 電磁コイル
６４，６９ ヨーク
６９ａ ヨークの突起部
６５ プレート
６６ シャフト
６８ 電磁コイル
７１ 連結プレート
７３ 転動体の保持器
７４ 内輪
７７ くさび部
７９ セレーション
８０ 油路
Ｃ１ 第１のクラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｃ１ａ 第１のクラッチ係合部
Ｃ２ａ 第２のクラッチ係合部
Ｅ１ エンジン
Ｅｓ エンジンのクランクシャフト
ＭＧ１ モータジェネレータ
Ｔ１ トランスミッション
Ｔｓ トランスミッションのメインシャフト

Claims (2)

1. 駆動源であるエンジンと、トランスミッションとの間に配設された駆動源であるモータジェネレータのロータに、
   前記エンジンと前記モータジェネレータとの係合又は離脱を切換可能な第１の係合手段を有する第１のクラッチと、前記トランスミッションと前記モータジェネレータとの係合又は離脱を切換可能な第２の係合手段を有する第２のクラッチとを備えると共に、
   前記第１の係合手段を前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する第１の連結部と、前記第２の係合手段を前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する第２の連結部とを備えたことを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。
2. 前記第１のクラッチは、前記第１の連結部が前記第１の係合手段を摩擦によって前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する摩擦式であり、第２のクラッチは、前記第２の連結部が前記第２の係合手段を噛み合わせによって前記ロータの回転方向に回転／非回転自在に規制する噛合式であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。

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