JP3691720B2 - 変速機ユニット - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機ユニット、特に、エンジンと、発電機を兼ねるモータとを有し、これらの出力トルクを変速装置に伝達することにより、エンジンおよびモータのいずれか一方又は双方で走行駆動力を得るようにしたハイブリッド車両に搭載される変速機ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保護、及び有限資源の節約の観点から、自動車の燃費向上が求められている。この燃費向上の要求に対する１つの手段としてハイブリッド車両が考えられている。このハイブリッド車両は、エンジンとモータを直列もしくは並列に配置し、エンジン出力のアシストや、減速時には発電機として作用させ、自動車の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより、この電気エネルギを用いて再度出力をアシストするよう構成されているものである。
【０００３】
このハイブリッド車両を構成する際、従来の変速装置の基本的なレイアウトの変更を行うことなくモータ等を新たに構成することで、コストを抑えつつ、従来の車両にそのまま適用することが考えられる。そのような観点から、例えば、従来の変速装置として特開平９−３２９２２８号公報に記載の遊星歯車を有する変速装置が知られている。
【０００４】
この装置は図６に示すように、第１ハウジング１１３及び第１隔壁１１６により形成されるトルクコンバータ室１０１と、第２ハウジング１１４と第１隔壁１１６及び第２隔壁１１７により形成される遊星歯車室１０２と、第３ハウジング１１５及び第２隔壁１１７により形成される変速機室１０３から構成されている。エンジンからの回転は、トルクコンバータ室１０１のトルクコンバータ１１０に入力され、トルクコンバータ１１０からの出力は、遊星歯車室１０２内へ入力され、遊星歯車１１１により前後進切り替えが行われ、さらに変速機室１０３内の変速機１１２へ入力される。
【０００５】
この変速機１１２は、ベルト式無段変速機が備えられており、遊星歯車１１１からの出力回転は、駆動プーリ１１２ａを回転し、ベルト１１２ｃによって従動プーリ１１２ｂへ回転が伝達されるよう構成されている。図外のコントロールバルブユニットからの油圧は、ケース１２０、オイルポンプ１２１、インプットシャフト１２２を経て駆動プーリ１１２ａの軸心油路１２３へ送られ、駆動プーリの駆動プーリシリンダ室１２４へ油圧を供給し、変速比を制御している。
【０００６】
図７は従来の変速機ユニットの第２ハウジング１１４をエンジン側から見た正面図である。この図に示すように、遊星歯車１１１が収装される遊星歯車室１０２の外周にはパーキング機構のサポート部材１３０が設けられている。この従来技術においては、サポート部材１３０がボルトによって第２ハウジング１１４に固定され、一方パーキングポール１３１は第２ハウジング１１４に揺動可能に支持されている。サポート部材１３０とパーキングポール１３１との間に、軸方向に移動可能なアクチュエータ１３３が設けられている。このアクチュエータ１３３はパーキングポール１３１を移動させるためのカム面１３４を有し、アクチュエータ１３３が突出してパーキングポール１３１を揺動させた状態では、パーキングポール１３１の歯が、出力軸と一体に回転するパーキングギヤに噛み合う。これにより出力軸が固定される。図８はこの従来技術のパーキングポール及びサポート部材部分の断面を表す図である。図に示すように、サポート部材１３０は、２本のボルト１３２により固定され、大きな力が掛かったとしても破損しないようよう構成されている。
なお、このサポート部材１３０の従来技術としては、実開平５−７２６２６号公報に記載の技術がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の変速機ユニットの基本的レイアウトを変えることなくハイブリッド車両用の変速機ユニットとする際、トルクコンバータ室１０１に電磁クラッチを収容し、遊星歯車室１０２にモータを収装する事が考えられる。
また、ハイブリッド車両の駆動源として作用するモータはできる限り大きなモータを収装する必要があるため、従来の遊星歯車１１１を収装する部分を更に拡張して構成する必要がある。
【０００８】
しかしながら、遊星歯車室１０２を拡張する場合、遊星歯車室１０２の外周にはパーキング機構が設けられており、モータ室として拡張することができないと言う問題があった。仮に、このパーキング機構のサポート部材を薄型のプレート状とし、遊星歯車室１０２を拡張することが考えられるが、パーキング機構の特にサポート部材には非常に大きな力が掛かるため、確実に強度を確保できないと言う問題があった。また、パーキング機構を別の場所に構成することも考えられるが、設計変更箇所が増大し、コストがかかるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、特にハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、例えば従来の変速機ユニットから最小限の設計変更により、十分なモータ室としての容積を確保することができる変速機ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明においては、変速機ユニットのユニットハウジング内に該ユニットハウジングと一体的に設けられ、
変速機の一部を収装する収装部の外周に、変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、該パーキングポールを支持するサポート部材と、前記パーキングポールを揺動するアクチュエータを備えた変速機ユニットにおいて、
前記サポート部材に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部を設け、該アクチュエータ支持部の両側にボルト固定部を設け、
該２つのボルト固定部のうちの少なくとも１つのボルト固定部を、前記パーキングポールと変速機の軸方向に重なる位置関係に設けたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明においては、エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとエンジンと共に駆動源となるモータと変速機構部が前記変速機入力軸上に直列に配置され、減速機を介して駆動軸へ回転を出力するハイブリッド車両の変速機ユニットであって、
前記変速機ユニットのユニットハウジングを、エンジンから軸方向に前記電磁クラッチと前記モータの一部及び減速機の一部を収装する第１ハウジングと、前記モータ，前記変速機構部の一部及び前記減速機の一部を収装する第２ハウジングと、前記変速機構部を収装する第３ハウジングから構成し、
前記第２ハウジングの前記モータを収装するモータ収装部の外周に、前記変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、該パーキングポールを支持するサポート部材と、前記パーキングポールを揺動するアクチュエータを備えたハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、
前記サポート部材の略中央に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部を設け、該アクチュエータ支持部の両側にボルト固定部を設け、
該２つのボルト固定部の前記パーキングポールと入力軸の軸方向に重ならない第１ボルト固定部を、前記パーキングポールと同一軸方向位置に設け、
前記パーキングポールと入力軸の軸方向に重なる第２ボルト固定部を前記パーキングポールと異なる軸方向位置に設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載の変速機ユニットにおいては、ユニットハウジング内に、このユニットハウジングと一体的に設けられ、変速機の一部を収装する収装部の外周に、変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、このパーキングポールを支持するサポート部材と、パーキングポールを揺動するアクチュエータが備えられている。
このとき、サポート部材にアクチュエータを支持するアクチュエータ支持部が設けられ、このアクチュエータ支持部の両側にボルト固定部が設けられている。そして、この２つのボルト固定部のうちの少なくとも１つのボルト固定部が、パーキングポールと変速機の軸方向に重なる位置関係に設けられている。
すなわち、パーキング機構部であるサポート部材が収装部外周に構成されていたため、収装部を拡張することができなかったが、上述のような構成を取ったことにより、サポート部材の強度を維持しつつ、収装部の外径を拡張することができる。また、大きな設計変更を伴わないため、コストを削減することができる。請求項２記載のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいては、エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとエンジンと共に駆動源となるモータと変速機構部が前記変速機入力軸上に直列に配置され、減速機を介して駆動輪へ回転を出力するよう構成されている。
この変速機ユニットのユニットハウジングは、エンジンから軸方向に電磁クラッチとモータの一部及び減速機の一部を収装する第１ハウジングと、モータ，変速機構部の一部及び減速機の一部を収装する第２ハウジングと、変速機構部を収装する第３ハウジングから構成されている。そして、第２ハウジングのモータを収装するモータ収装部の外周に、変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、このパーキングポールを支持するサポート部材と、パーキングポールを揺動するアクチュエータが備えられている。
このとき、サポート部材の略中央に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部が設けられ、このアクチュエータ支持部の両側にボルト固定部が設けられている。この２つのボルト固定部のパーキングポールと入力軸の軸方向に重ならない第１ボルト固定部がパーキングポールと同一軸方向位置に設けられ、パーキングポールと入力軸の軸方向に重なる第２ボルト固定部がパーキングポールと異なる軸方向位置に設けられている。
【００１２】
すなわち、図５に示すように、従来の変速機ユニットをハイブリッド車両とする際、遊星歯車室をモータ室として構成することが考えられるが、この場合、エンジンと共に駆動源となるため、モータ室の容積を拡張する必要がある。しかしながらパーキング機構部であるサポート部材が遊星歯車室外周に構成されていたため、モータ室として拡張することができなかったが、上述のような構成を取ったことにより、サポート部材の強度を維持しつつ、モータ収装部の外径を拡張することができる。また、大きな設計変更を伴わないため、コストを削減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は実施の形態におけるハイブリッド車両の主要ユニットの構成を示す図である。
１は変速機ユニット、２はエンジン、３は発電／始動用のＢモータ、４はインバータ、５はバッテリ、６は電動式パワーステアリング、７はハイブリッド制御ユニット、８はチェーンである。
【００１４】
変速機ユニット１内には、電磁クラッチ１１と、駆動用モータであるＡモータ１５と、無段変速機（以下ＣＶＴと記す）１３が収装され、Ａモータ１５は減速時と制動時のエネルギ回生用モータとしても機能する。また、電動式油圧ポンプを駆動するためのＣモータ９が備えられている。これは、モータのみでの走行域があるハイブリッド車では、エンジンに駆動されるオイルポンプだけではモータのみ走行時の油圧（特にＣＶＴ１３のプーリ油圧）が得られないからである。また、同様の理由により、パワーステアリング６のアシスト力も電動式とされており、モータによってアシストされる。
【００１５】
発電／始動用モータであるＢモータ３は、エンジンブロックにマウントされ、エンジン２とはチェーン８でつながれており、通常は発電機、始動時はスタータとして機能する。
バッテリ５，モータ３，１５，エンジン２，クラッチ１１，ＣＶＴ１３の各制御ユニット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅはそれぞれ独立され、最終的にハイブリッド制御ユニット７で統合制御されている。
【００１６】
次に、駆動システムの作用を説明する。
本実施の形態のハイブリッド車両はパラレル方式で、Ａモータ１５が出力よりも燃費を優先させたエンジン２のアシスト役として機能する。またＣＶＴ１３は、エンジンを最良燃費点で運転させるための調整役も担っている。
クラッチ１１は電磁クラッチであり、ＯＦＦすればＡモータ１５のみでの走行となる。クラッチ１１のＯＮ／ＯＦＦは、ハイブリッド制御ユニット７から指令を受けるクラッチ制御ユニット７ｄで自動的かつ最適に制御される。
【００１７】
（システム起動時）
始動時はＢモータ３がスタータとして機能し、エンジン２を始動する。
【００１８】
（発進・低速走行時）
エンジン２の燃費消費効率が低い低負荷での発進や低速走行時には、エンジン２は停止してＡモータ１５のみの走行となる。発進と低速走行でも、負荷が大きい（スロットル開度が大きい）場合は直ちにエンジン２が始動し、クラッチ１１がＯＮしてエンジン２＋Ａモータ１５での走行となる。
【００１９】
（通常走行時）
主にエンジン２による走行となる。この場合、ＣＶＴ１３の変速制御によりエンジン回転数を調整することで、最良燃費ライン上での運転が実現されている。
【００２０】
（高負荷時）
エンジン２が最大出力を発生しても駆動力が不足するような高負荷時は、バッテリ５からＡモータ１５に積極的に電気エネルギが供給され、全体の駆動力が増強される。
【００２１】
（減速時）
減速時、エンジン２は燃料カットされる。同時にＡモータ１５がジェネレータとして機能し、従来は捨てられていた運動エネルギの一部を電気エネルギに変えてバッテリ５に回収する。
【００２２】
（後退時）
ＣＶＴ１３には、リバースギアは設定されていない。従って、後退時はクラッチ１１を開放し、Ａモータ１５を逆回転させて、Ａモータ１５のみの走行となる。
【００２３】
（停止時）
車両停止時は、エンジン２は停止する。但し、バッテリ５の充電が必要なときやエアコンコンプレッサの作動が必要なときと暖機中などは、エンジン２は停止しない。
【００２４】
図２は本発明にベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を備えたハイブリッド車両の変速機ユニットの断面図である。
図２において、エンジン出力軸１０には回転伝達機構として電磁式のクラッチ１１が連結されるとともに、この電磁クラッチ１１に電源を供給するスリップリング１１ａが備えられている。電磁クラッチ１１の出力側は変速機入力軸１２と連結されており、この入力軸１２の端部にはＣＶＴ１３の駆動プーリ１４が設けられると共に、駆動プーリ１４と電磁クラッチ１１との間に位置するように走行用のＡモータ（請求項記載のモータ）１５が設けられている。
【００２５】
Ａモータ１５は、入力軸１２に固定されたロータ１６と、ハウジング側に固定されたステータ１７とからなり、バッテリ５からの電力の供給を受けて入力軸１２を駆動し、または減速時等の入力軸１２の回転力に基づいて発電機として機能する。
【００２６】
ＣＶＴ１３は、上記駆動プーリ１４と従動プーリ１８と、駆動プーリ１４の回転力を従動プーリ１８に伝達するベルト１９等からなっている。駆動プーリ１４は、入力軸１２と一体に回転する固定円錐板２０と、固定円錐板２０に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリンダ室２１に作用する油圧によって入力軸１２の軸方向に移動可能である可動円錐板２２からなっている。従動プーリ１８は、従動軸２３上に設けられている。従動プーリ１８は、従動軸２３と一体に回転する固定円錐板２４と、固定円錐板２４に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ室３２に作用する油圧によって従動軸２３の軸方向に移動可能である可動円錐板２５とからなっている。
【００２７】
従動軸２３には駆動ギア２６が固着されており、この駆動ギア２６はアイドラ軸２７上のアイドラギヤ２８と噛み合っている。アイドラ軸２７に設けられたピニオン２９はファイナルギヤ３０と噛み合っている。ファイナルギヤ３０はディファレンシャル３１を介して図示しない車輪に至るドライブシャフトを駆動する。
【００２８】
上記のようなＣＶＴ１３にエンジン出力軸１０から入力された回転力は、電磁クラッチ１１及び入力軸１２を介してＣＶＴ１３に伝達される。入力軸１２の回転力は駆動プーリ１４，ベルト１９，従動プーリ１８，従動軸２３，駆動ギア２６，アイドラギヤ２８，アイドラ軸２７，ピニオン２９，及びファイナルギヤ３０を介してディファレンシャル３１に伝達される。
【００２９】
上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ１４の可動円錐板２２及び従動プーリ１８の可動円錐板２５を軸方向に移動させてベルト１９との接触位置半径を変えることにより、駆動プーリ１４と従動プーリ１８との間の回転比つまり変速比を変えることができる。このような駆動プーリ１４と従動プーリ１８のＶ字状のプーリ溝の幅を変化させる制御は、ＣＶＴ制御ユニット７ｅを介して駆動プーリシリンダ室２１または従動プーリシリンダ室３２への油圧制御により行われる。
【００３０】
図３は第２ハウジング４１のエンジン側から見た正面図である。
第２ハウジング４１には、モータ収装部６１とサポート部材収装部６２ａとマニュアルシャフト支持部６２ｂと従動軸収装部６３とアイドラ軸収装部６４とディファレンシャル収装部６５が設けられている。
【００３１】
図４はモータ収装部６１の外周に設けられたサポート部材収装部６２ａの断面図である。サポート部材収装部６２ａには、パーキングポール７４を支持すると共にアクチュエータ７３を支持するアクチュエータ支持部７０ａを備えたサポート部材７０がボルト７１ａ，７１ａにより固定されている。
【００３２】
サポート部材７０は、第１ボルト固定部７１と第２ボルト固定部７２により第２ハウジング４１に固定され、一方パーキングポール７４は第２ハウジング４１の支持部材７５に揺動可能に支持されている。サポート部材７０とパーキングポール７４の間に、軸方向に移動可能なアクチュエータ７３が設けられ、アクチュエータ７３はパーキングポール７４を移動させるためのカム面７３ａを有している。アクチュエータ７３が突出してパーキングポール７４を揺動させた状態では、パーキングポール７４の歯が、従動軸２３と一体に回転するパーキングギヤ７６に噛み合い、従動軸２３を固定するよう構成されている。また、アクチュエータ７３が突出していない状態では、サポート部材７０に設けられたパーキングポール支持部７０ｂにパーキングポール７４が支持される。
【００３３】
図５にはサポート部材７０の拡大図である。
図に示すように、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重ならない第１ボルト固定部７１がパーキングポール７４と軸方向に重なる位置に設けられている。これは、従来のサポート部材と同じ位置に構成しているため、新たに設計変更する必要が無い。
【００３４】
また、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重なる第２ボルト固定部７２がパーキングポール７４と軸方向に重ならないよう軸方向ＣＶＴ１３側に変位している。これと同時にアクチュエータ７３の中心と第２ボルト固定部７２の中心を結ぶ直線をモータ収装部６１のサポート部材７０近接部における接線と略平行になる径方向位置に設けられている。すなわち、図に示すように、従来は遊星歯車収装部外径が図中点線の円弧部分であったのに対し、本実施の形態では、遊星歯車収装部に変わってモータ収装部６１として構成されており、このモータ収装部６１は遊星歯車収装部よりも大きな外径を有している。よって、軸方向と径方向の両方に第２ボルト固定部７２のみ回避するサポート部材形状としたことで、モータ収装部６１の容積を確保しつつ、パーキング機構自体の設計を変更する必要がないため、コストを低減することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいては、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重ならない第１ボルト固定部７１がパーキングポール７４と軸方向に重なる位置に設けられている。そして、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重なる第２ボルト固定部７２がパーキングポール７４と軸方向に重ならないよう軸方向変速機室４３側に変位すると共に、第２ボルト固定部７２の径方向位置が、アクチュエータ７３の中心と第２ボルト固定部７２の中心を結ぶ直線と、モータ収装部６１のサポート部材７０近接部における接線が略平行となる位置に第２ボルト固定部７２が設けられている。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、従来の変速機ユニットをハイブリッド車両とする際、遊星歯車室をモータ室として構成することが考えられるが、この場合、エンジンと共に駆動源となるため、モータ室の容積を拡張する必要がある。しかしながらパーキング機構部であるサポート部材が遊星歯車室外周に構成されていたため、モータ室として拡張することができなかったが、上述のような構成を取ったことにより、サポート部材の強度を維持しつつ、モータ収装部の外径を拡張することができる。また、パーキング機構自体に設計変更が無く、大きな設計変更を伴わないため、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるハイブリッド車両の主要ユニットの構成を示す図である。
【図２】実施の形態におけるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を備えたハイブリッド車両の変速機ユニットの断面図である。
【図３】実施の形態における第２ハウジングの正面図である。
【図４】実施の形態におけるサポート部材収装部の断面図である。
【図５】実施の形態におけるサポート部材の拡大図である。
【図６】従来技術を表す図である。
【図７】従来技術の遊星歯車を備えた変速機ユニットの第２ハウジングの正面図である。
【図８】従来技術のサポート部材周辺の断面図である。
【符号の説明】
１ 変速機ユニット
２ エンジン
３ Ｂモータ
５ バッテリ
６ パワーステアリング
７ ハイブリッド制御ユニット
７ａ バッテリ制御ユニット
７ｂ モータ制御ユニット
７ｃ エンジン制御ユニット
７ｅ ＣＶＴ制御ユニット
７ｄ クラッチ制御ユニット
８ チェーン
９ Ｃモータ
１０ エンジン出力軸
１１ａ スリップリング
１１ 電磁クラッチ
１２ 入力軸
１４ 駆動プーリ
１５ Ａモータ
１６ ロータ
１７ ステータ
１８ 従動プーリ
１９ ベルト
２０ 固定円錐板
２１ 駆動プーリシリンダ室
２２ 可動円錐板
２３ 従動軸
２４ 固定円錐板
２５ 可動円錐板
２６ 駆動ギア
２７ アイドラ軸
２８ アイドラギヤ
２９ ピニオン
３０ ファイナルギヤ
３１ ディファレンシャル
３２ 従動プーリシリンダ室
４１ 第２ハウジング
４２ 第１ハウジング
４３ 変速機室
４４ モータ室
４５ 第２隔壁
４６ 第１隔壁
４７ クラッチ室
４８ 冷却水ジャケット
６１ モータ収装部
６２ａ サポート部材収装部
６２ｂ マニュアルシャフト支持部
６３ 従動軸収装部
６４ アイドラ軸収装部
６５ ディファレンシャル収装部
６６ ハーネス収装室
７０ サポート部材
７０ａ アクチュエータ支持部
７０ｂ パーキングポール支持部
７１ 第１ボルト固定部
７１ａ ボルト
７２ 第２ボルト固定部
７２ａ ボルト
７３ アクチュエータ
７３ａ カム面
７４ パーキングポール
７５ 支持部材
７６ パーキングギヤ
１０１ トルクコンバータ室
１０２ 遊星歯車室
１０３ 変速機室
１１０ トルクコンバータ
１１１ 遊星歯車
１１２ 変速機
１１２ａ 駆動プーリ
１１２ｂ 従動プーリ
１１２ｃ ベルト
１１３ 第１ハウジング
１１４ 第２ハウジング
１１５ 第３ハウジング
１１６ 第１隔壁
１１７ 第２隔壁
１２０ ケース
１２１ オイルポンプ
１２２ インプットシャフト
１２３ 軸心油路
１２４ 駆動プーリシリンダ室
１３０ サポート部材
１３１ パーキングポール
１３２ ボルト
１３３ アクチュエータ
１３４ カム面
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機ユニット、特に、エンジンと、発電機を兼ねるモータとを有し、これらの出力トルクを変速装置に伝達することにより、エンジンおよびモータのいずれか一方又は双方で走行駆動力を得るようにしたハイブリッド車両に搭載される変速機ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の保護、及び有限資源の節約の観点から、自動車の燃費向上が求められている。この燃費向上の要求に対する１つの手段としてハイブリッド車両が考えられている。このハイブリッド車両は、エンジンとモータを直列もしくは並列に配置し、エンジン出力のアシストや、減速時には発電機として作用させ、自動車の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより、この電気エネルギを用いて再度出力をアシストするよう構成されているものである。
【０００３】
このハイブリッド車両を構成する際、従来の変速装置の基本的なレイアウトの変更を行うことなくモータ等を新たに構成することで、コストを抑えつつ、従来の車両にそのまま適用することが考えられる。そのような観点から、例えば、従来の変速装置として特開平９−３２９２２８号公報に記載の遊星歯車を有する変速装置が知られている。
【０００４】
この装置は図６に示すように、第１ハウジング１１３及び第１隔壁１１６により形成されるトルクコンバータ室１０１と、第２ハウジング１１４と第１隔壁１１６及び第２隔壁１１７により形成される遊星歯車室１０２と、第３ハウジング１１５及び第２隔壁１１７により形成される変速機室１０３から構成されている。エンジンからの回転は、トルクコンバータ室１０１のトルクコンバータ１１０に入力され、トルクコンバータ１１０からの出力は、遊星歯車室１０２内へ入力され、遊星歯車１１１により前後進切り替えが行われ、さらに変速機室１０３内の変速機１１２へ入力される。
【０００５】
この変速機１１２は、ベルト式無段変速機が備えられており、遊星歯車１１１からの出力回転は、駆動プーリ１１２ａを回転し、ベルト１１２ｃによって従動プーリ１１２ｂへ回転が伝達されるよう構成されている。図外のコントロールバルブユニットからの油圧は、ケース１２０、オイルポンプ１２１、インプットシャフト１２２を経て駆動プーリ１１２ａの軸心油路１２３へ送られ、駆動プーリの駆動プーリシリンダ室１２４へ油圧を供給し、変速比を制御している。
【０００６】
図７は従来の変速機ユニットの第２ハウジング１１４をエンジン側から見た正面図である。この図に示すように、遊星歯車１１１が収装される遊星歯車室１０２の外周にはパーキング機構のサポート部材１３０が設けられている。この従来技術においては、サポート部材１３０がボルトによって第２ハウジング１１４に固定され、一方パーキングポール１３１は第２ハウジング１１４に揺動可能に支持されている。サポート部材１３０とパーキングポール１３１との間に、軸方向に移動可能なアクチュエータ１３３が設けられている。このアクチュエータ１３３はパーキングポール１３１を移動させるためのカム面１３４を有し、アクチュエータ１３３が突出してパーキングポール１３１を揺動させた状態では、パーキングポール１３１の歯が、出力軸と一体に回転するパーキングギヤに噛み合う。これにより出力軸が固定される。図８はこの従来技術のパーキングポール及びサポート部材部分の断面を表す図である。図に示すように、サポート部材１３０は、２本のボルト１３２により固定され、大きな力が掛かったとしても破損しないようよう構成されている。
なお、このサポート部材１３０の従来技術としては、実開平５−７２６２６号公報に記載の技術がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、従来の変速機ユニットの基本的レイアウトを変えることなくハイブリッド車両用の変速機ユニットとする際、トルクコンバータ室１０１に電磁クラッチを収容し、遊星歯車室１０２にモータを収装する事が考えられる。
また、ハイブリッド車両の駆動源として作用するモータはできる限り大きなモータを収装する必要があるため、従来の遊星歯車１１１を収装する部分を更に拡張して構成する必要がある。
【０００８】
しかしながら、遊星歯車室１０２を拡張する場合、遊星歯車室１０２の外周にはパーキング機構が設けられており、モータ室として拡張することができないと言う問題があった。仮に、このパーキング機構のサポート部材を薄型のプレート状とし、遊星歯車室１０２を拡張することが考えられるが、パーキング機構の特にサポート部材には非常に大きな力が掛かるため、確実に強度を確保できないと言う問題があった。また、パーキング機構を別の場所に構成することも考えられるが、設計変更箇所が増大し、コストがかかるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもので、特にハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、例えば従来の変速機ユニットから最小限の設計変更により、十分なモータ室としての容積を確保することができる変速機ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明においては、変速機ユニットのユニットハウジング内に該ユニットハウジングと一体的に設けられ、
変速機の一部を収装する収装部の外周に、変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、該パーキングポールを支持するサポート部材と、前記パーキングポールを揺動するアクチュエータを備えた変速機ユニットにおいて、
前記サポート部材に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部を設け、該アクチュエータ支持部の両側にボルト固定部を設け、
該２つのボルト固定部のうちの少なくとも１つのボルト固定部を、前記パーキングポールと変速機の軸方向に重なる位置関係に設けたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明においては、エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとエンジンと共に駆動源となるモータと変速機構部が前記変速機入力軸上に直列に配置され、減速機を介して駆動軸へ回転を出力するハイブリッド車両の変速機ユニットであって、
前記変速機ユニットのユニットハウジングを、エンジンから軸方向に前記電磁クラッチと前記モータの一部及び減速機の一部を収装する第１ハウジングと、前記モータ，前記変速機構部の一部及び前記減速機の一部を収装する第２ハウジングと、前記変速機構部を収装する第３ハウジングから構成し、
前記第２ハウジングの前記モータを収装するモータ収装部の外周に、前記変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、該パーキングポールを支持するサポート部材と、前記パーキングポールを揺動するアクチュエータを備えたハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、
前記サポート部材の略中央に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部を設け、該アクチュエータ支持部の両側にボルト固定部を設け、
該２つのボルト固定部の前記パーキングポールと入力軸の軸方向に重ならない第１ボルト固定部を、前記パーキングポールと同一軸方向位置に設け、
前記パーキングポールと入力軸の軸方向に重なる第２ボルト固定部を前記パーキングポールと異なる軸方向位置に設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
請求項１記載の変速機ユニットにおいては、ユニットハウジング内に、このユニットハウジングと一体的に設けられ、変速機の一部を収装する収装部の外周に、変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、このパーキングポールを支持するサポート部材と、パーキングポールを揺動するアクチュエータが備えられている。
このとき、サポート部材にアクチュエータを支持するアクチュエータ支持部が設けられ、このアクチュエータ支持部の両側にボルト固定部が設けられている。そして、この２つのボルト固定部のうちの少なくとも１つのボルト固定部が、パーキングポールと変速機の軸方向に重なる位置関係に設けられている。
すなわち、パーキング機構部であるサポート部材が収装部外周に構成されていたため、収装部を拡張することができなかったが、上述のような構成を取ったことにより、サポート部材の強度を維持しつつ、収装部の外径を拡張することができる。また、大きな設計変更を伴わないため、コストを削減することができる。請求項２記載のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいては、エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとエンジンと共に駆動源となるモータと変速機構部が前記変速機入力軸上に直列に配置され、減速機を介して駆動輪へ回転を出力するよう構成されている。
この変速機ユニットのユニットハウジングは、エンジンから軸方向に電磁クラッチとモータの一部及び減速機の一部を収装する第１ハウジングと、モータ，変速機構部の一部及び減速機の一部を収装する第２ハウジングと、変速機構部を収装する第３ハウジングから構成されている。そして、第２ハウジングのモータを収装するモータ収装部の外周に、変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、このパーキングポールを支持するサポート部材と、パーキングポールを揺動するアクチュエータが備えられている。
このとき、サポート部材の略中央に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部が設けられ、このアクチュエータ支持部の両側にボルト固定部が設けられている。この２つのボルト固定部のパーキングポールと入力軸の軸方向に重ならない第１ボルト固定部がパーキングポールと同一軸方向位置に設けられ、パーキングポールと入力軸の軸方向に重なる第２ボルト固定部がパーキングポールと異なる軸方向位置に設けられている。
【００１２】
すなわち、図５に示すように、従来の変速機ユニットをハイブリッド車両とする際、遊星歯車室をモータ室として構成することが考えられるが、この場合、エンジンと共に駆動源となるため、モータ室の容積を拡張する必要がある。しかしながらパーキング機構部であるサポート部材が遊星歯車室外周に構成されていたため、モータ室として拡張することができなかったが、上述のような構成を取ったことにより、サポート部材の強度を維持しつつ、モータ収装部の外径を拡張することができる。また、大きな設計変更を伴わないため、コストを削減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は実施の形態におけるハイブリッド車両の主要ユニットの構成を示す図である。
１は変速機ユニット、２はエンジン、３は発電／始動用のＢモータ、４はインバータ、５はバッテリ、６は電動式パワーステアリング、７はハイブリッド制御ユニット、８はチェーンである。
【００１４】
変速機ユニット１内には、電磁クラッチ１１と、駆動用モータであるＡモータ１５と、無段変速機（以下ＣＶＴと記す）１３が収装され、Ａモータ１５は減速時と制動時のエネルギ回生用モータとしても機能する。また、電動式油圧ポンプを駆動するためのＣモータ９が備えられている。これは、モータのみでの走行域があるハイブリッド車では、エンジンに駆動されるオイルポンプだけではモータのみ走行時の油圧（特にＣＶＴ１３のプーリ油圧）が得られないからである。また、同様の理由により、パワーステアリング６のアシスト力も電動式とされており、モータによってアシストされる。
【００１５】
発電／始動用モータであるＢモータ３は、エンジンブロックにマウントされ、エンジン２とはチェーン８でつながれており、通常は発電機、始動時はスタータとして機能する。
バッテリ５，モータ３，１５，エンジン２，クラッチ１１，ＣＶＴ１３の各制御ユニット７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅはそれぞれ独立され、最終的にハイブリッド制御ユニット７で統合制御されている。
【００１６】
次に、駆動システムの作用を説明する。
本実施の形態のハイブリッド車両はパラレル方式で、Ａモータ１５が出力よりも燃費を優先させたエンジン２のアシスト役として機能する。またＣＶＴ１３は、エンジンを最良燃費点で運転させるための調整役も担っている。
クラッチ１１は電磁クラッチであり、ＯＦＦすればＡモータ１５のみでの走行となる。クラッチ１１のＯＮ／ＯＦＦは、ハイブリッド制御ユニット７から指令を受けるクラッチ制御ユニット７ｄで自動的かつ最適に制御される。
【００１７】
（システム起動時）
始動時はＢモータ３がスタータとして機能し、エンジン２を始動する。
【００１８】
（発進・低速走行時）
エンジン２の燃費消費効率が低い低負荷での発進や低速走行時には、エンジン２は停止してＡモータ１５のみの走行となる。発進と低速走行でも、負荷が大きい（スロットル開度が大きい）場合は直ちにエンジン２が始動し、クラッチ１１がＯＮしてエンジン２＋Ａモータ１５での走行となる。
【００１９】
（通常走行時）
主にエンジン２による走行となる。この場合、ＣＶＴ１３の変速制御によりエンジン回転数を調整することで、最良燃費ライン上での運転が実現されている。
【００２０】
（高負荷時）
エンジン２が最大出力を発生しても駆動力が不足するような高負荷時は、バッテリ５からＡモータ１５に積極的に電気エネルギが供給され、全体の駆動力が増強される。
【００２１】
（減速時）
減速時、エンジン２は燃料カットされる。同時にＡモータ１５がジェネレータとして機能し、従来は捨てられていた運動エネルギの一部を電気エネルギに変えてバッテリ５に回収する。
【００２２】
（後退時）
ＣＶＴ１３には、リバースギアは設定されていない。従って、後退時はクラッチ１１を開放し、Ａモータ１５を逆回転させて、Ａモータ１５のみの走行となる。
【００２３】
（停止時）
車両停止時は、エンジン２は停止する。但し、バッテリ５の充電が必要なときやエアコンコンプレッサの作動が必要なときと暖機中などは、エンジン２は停止しない。
【００２４】
図２は本発明にベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を備えたハイブリッド車両の変速機ユニットの断面図である。
図２において、エンジン出力軸１０には回転伝達機構として電磁式のクラッチ１１が連結されるとともに、この電磁クラッチ１１に電源を供給するスリップリング１１ａが備えられている。電磁クラッチ１１の出力側は変速機入力軸１２と連結されており、この入力軸１２の端部にはＣＶＴ１３の駆動プーリ１４が設けられると共に、駆動プーリ１４と電磁クラッチ１１との間に位置するように走行用のＡモータ（請求項記載のモータ）１５が設けられている。
【００２５】
Ａモータ１５は、入力軸１２に固定されたロータ１６と、ハウジング側に固定されたステータ１７とからなり、バッテリ５からの電力の供給を受けて入力軸１２を駆動し、または減速時等の入力軸１２の回転力に基づいて発電機として機能する。
【００２６】
ＣＶＴ１３は、上記駆動プーリ１４と従動プーリ１８と、駆動プーリ１４の回転力を従動プーリ１８に伝達するベルト１９等からなっている。駆動プーリ１４は、入力軸１２と一体に回転する固定円錐板２０と、固定円錐板２０に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に駆動プーリシリンダ室２１に作用する油圧によって入力軸１２の軸方向に移動可能である可動円錐板２２からなっている。従動プーリ１８は、従動軸２３上に設けられている。従動プーリ１８は、従動軸２３と一体に回転する固定円錐板２４と、固定円錐板２４に対向配置されてＶ字状プーリ溝を形成すると共に従動プーリシリンダ室３２に作用する油圧によって従動軸２３の軸方向に移動可能である可動円錐板２５とからなっている。
【００２７】
従動軸２３には駆動ギア２６が固着されており、この駆動ギア２６はアイドラ軸２７上のアイドラギヤ２８と噛み合っている。アイドラ軸２７に設けられたピニオン２９はファイナルギヤ３０と噛み合っている。ファイナルギヤ３０はディファレンシャル３１を介して図示しない車輪に至るドライブシャフトを駆動する。
【００２８】
上記のようなＣＶＴ１３にエンジン出力軸１０から入力された回転力は、電磁クラッチ１１及び入力軸１２を介してＣＶＴ１３に伝達される。入力軸１２の回転力は駆動プーリ１４，ベルト１９，従動プーリ１８，従動軸２３，駆動ギア２６，アイドラギヤ２８，アイドラ軸２７，ピニオン２９，及びファイナルギヤ３０を介してディファレンシャル３１に伝達される。
【００２９】
上記のような動力伝達の際に、駆動プーリ１４の可動円錐板２２及び従動プーリ１８の可動円錐板２５を軸方向に移動させてベルト１９との接触位置半径を変えることにより、駆動プーリ１４と従動プーリ１８との間の回転比つまり変速比を変えることができる。このような駆動プーリ１４と従動プーリ１８のＶ字状のプーリ溝の幅を変化させる制御は、ＣＶＴ制御ユニット７ｅを介して駆動プーリシリンダ室２１または従動プーリシリンダ室３２への油圧制御により行われる。
【００３０】
図３は第２ハウジング４１のエンジン側から見た正面図である。
第２ハウジング４１には、モータ収装部６１とサポート部材収装部６２ａとマニュアルシャフト支持部６２ｂと従動軸収装部６３とアイドラ軸収装部６４とディファレンシャル収装部６５が設けられている。
【００３１】
図４はモータ収装部６１の外周に設けられたサポート部材収装部６２ａの断面図である。サポート部材収装部６２ａには、パーキングポール７４を支持すると共にアクチュエータ７３を支持するアクチュエータ支持部７０ａを備えたサポート部材７０がボルト７１ａ，７１ａにより固定されている。
【００３２】
サポート部材７０は、第１ボルト固定部７１と第２ボルト固定部７２により第２ハウジング４１に固定され、一方パーキングポール７４は第２ハウジング４１の支持部材７５に揺動可能に支持されている。サポート部材７０とパーキングポール７４の間に、軸方向に移動可能なアクチュエータ７３が設けられ、アクチュエータ７３はパーキングポール７４を移動させるためのカム面７３ａを有している。アクチュエータ７３が突出してパーキングポール７４を揺動させた状態では、パーキングポール７４の歯が、従動軸２３と一体に回転するパーキングギヤ７６に噛み合い、従動軸２３を固定するよう構成されている。また、アクチュエータ７３が突出していない状態では、サポート部材７０に設けられたパーキングポール支持部７０ｂにパーキングポール７４が支持される。
【００３３】
図５にはサポート部材７０の拡大図である。
図に示すように、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重ならない第１ボルト固定部７１がパーキングポール７４と軸方向に重なる位置に設けられている。これは、従来のサポート部材と同じ位置に構成しているため、新たに設計変更する必要が無い。
【００３４】
また、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重なる第２ボルト固定部７２がパーキングポール７４と軸方向に重ならないよう軸方向ＣＶＴ１３側に変位している。これと同時にアクチュエータ７３の中心と第２ボルト固定部７２の中心を結ぶ直線をモータ収装部６１のサポート部材７０近接部における接線と略平行になる径方向位置に設けられている。すなわち、図に示すように、従来は遊星歯車収装部外径が図中点線の円弧部分であったのに対し、本実施の形態では、遊星歯車収装部に変わってモータ収装部６１として構成されており、このモータ収装部６１は遊星歯車収装部よりも大きな外径を有している。よって、軸方向と径方向の両方に第２ボルト固定部７２のみ回避するサポート部材形状としたことで、モータ収装部６１の容積を確保しつつ、パーキング機構自体の設計を変更する必要がないため、コストを低減することができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態のハイブリッド車両の変速機ユニットにおいては、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重ならない第１ボルト固定部７１がパーキングポール７４と軸方向に重なる位置に設けられている。そして、パーキングポール７４と入力軸１２の径方向に重なる第２ボルト固定部７２がパーキングポール７４と軸方向に重ならないよう軸方向変速機室４３側に変位すると共に、第２ボルト固定部７２の径方向位置が、アクチュエータ７３の中心と第２ボルト固定部７２の中心を結ぶ直線と、モータ収装部６１のサポート部材７０近接部における接線が略平行となる位置に第２ボルト固定部７２が設けられている。
【００３６】
すなわち、図５に示すように、従来の変速機ユニットをハイブリッド車両とする際、遊星歯車室をモータ室として構成することが考えられるが、この場合、エンジンと共に駆動源となるため、モータ室の容積を拡張する必要がある。しかしながらパーキング機構部であるサポート部材が遊星歯車室外周に構成されていたため、モータ室として拡張することができなかったが、上述のような構成を取ったことにより、サポート部材の強度を維持しつつ、モータ収装部の外径を拡張することができる。また、パーキング機構自体に設計変更が無く、大きな設計変更を伴わないため、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるハイブリッド車両の主要ユニットの構成を示す図である。
【図２】実施の形態におけるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を備えたハイブリッド車両の変速機ユニットの断面図である。
【図３】実施の形態における第２ハウジングの正面図である。
【図４】実施の形態におけるサポート部材収装部の断面図である。
【図５】実施の形態におけるサポート部材の拡大図である。
【図６】従来技術を表す図である。
【図７】従来技術の遊星歯車を備えた変速機ユニットの第２ハウジングの正面図である。
【図８】従来技術のサポート部材周辺の断面図である。
【符号の説明】
１ 変速機ユニット
２ エンジン
３ Ｂモータ
５ バッテリ
６ パワーステアリング
７ ハイブリッド制御ユニット
７ａ バッテリ制御ユニット
７ｂ モータ制御ユニット
７ｃ エンジン制御ユニット
７ｅ ＣＶＴ制御ユニット
７ｄ クラッチ制御ユニット
８ チェーン
９ Ｃモータ
１０ エンジン出力軸
１１ａ スリップリング
１１ 電磁クラッチ
１２ 入力軸
１４ 駆動プーリ
１５ Ａモータ
１６ ロータ
１７ ステータ
１８ 従動プーリ
１９ ベルト
２０ 固定円錐板
２１ 駆動プーリシリンダ室
２２ 可動円錐板
２３ 従動軸
２４ 固定円錐板
２５ 可動円錐板
２６ 駆動ギア
２７ アイドラ軸
２８ アイドラギヤ
２９ ピニオン
３０ ファイナルギヤ
３１ ディファレンシャル
３２ 従動プーリシリンダ室
４１ 第２ハウジング
４２ 第１ハウジング
４３ 変速機室
４４ モータ室
４５ 第２隔壁
４６ 第１隔壁
４７ クラッチ室
４８ 冷却水ジャケット
６１ モータ収装部
６２ａ サポート部材収装部
６２ｂ マニュアルシャフト支持部
６３ 従動軸収装部
６４ アイドラ軸収装部
６５ ディファレンシャル収装部
６６ ハーネス収装室
７０ サポート部材
７０ａ アクチュエータ支持部
７０ｂ パーキングポール支持部
７１ 第１ボルト固定部
７１ａ ボルト
７２ 第２ボルト固定部
７２ａ ボルト
７３ アクチュエータ
７３ａ カム面
７４ パーキングポール
７５ 支持部材
７６ パーキングギヤ
１０１ トルクコンバータ室
１０２ 遊星歯車室
１０３ 変速機室
１１０ トルクコンバータ
１１１ 遊星歯車
１１２ 変速機
１１２ａ 駆動プーリ
１１２ｂ 従動プーリ
１１２ｃ ベルト
１１３ 第１ハウジング
１１４ 第２ハウジング
１１５ 第３ハウジング
１１６ 第１隔壁
１１７ 第２隔壁
１２０ ケース
１２１ オイルポンプ
１２２ インプットシャフト
１２３ 軸心油路
１２４ 駆動プーリシリンダ室
１３０ サポート部材
１３１ パーキングポール
１３２ ボルト
１３３ アクチュエータ
１３４ カム面
Claims (2)
- 変速機ユニットのユニットハウジング内に該ユニットハウジングと一体的に設けられ、
変速機の一部を収装する収装部の外周に、変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、該パーキングポールを支持するサポート部材と、前記パーキングポールを揺動するアクチュエータを備えた変速機ユニットにおいて、
前記サポート部材に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部を設け、該アクチュエータ支持部の両側にボルト固定部を設け、
該２つのボルト固定部のうちの少なくとも１つのボルト固定部を、前記パーキングポールと変速機の軸方向に重なる位置関係に設けたことを特徴とする変速機ユニット。 - エンジンと変速機入力軸を断接する電磁クラッチとエンジンと共に駆動源となるモータと変速機構部が前記変速機入力軸上に直列に配置され、減速機を介して駆動軸へ回転を出力するハイブリッド車両の変速機ユニットであって、
前記変速機ユニットのユニットハウジングを、エンジンから軸方向に前記電磁クラッチと前記モータの一部及び減速機の一部を収装する第１ハウジングと、前記モータ，前記変速機構部の一部及び前記減速機の一部を収装する第２ハウジングと、前記変速機構部を収装する第３ハウジングから構成し、
前記第２ハウジングの前記モータを収装するモータ収装部の外周に、前記変速機構部の出力軸と噛み合うパーキングポールと、該パーキングポールを支持するサポート部材と、前記パーキングポールを揺動するアクチュエータを備えたハイブリッド車両の変速機ユニットにおいて、
前記サポート部材の略中央に前記アクチュエータを支持するアクチュエータ支持部を設け、該アクチュエータ支持部の両側にボルト固定部を設け、
該２つのボルト固定部の前記パーキングポールと入力軸の軸方向に重ならない第１ボルト固定部を、前記パーキングポールと同一軸方向位置に設け、
前記パーキングポールと入力軸の軸方向に重なる第２ボルト固定部を前記パーキングポールと異なる軸方向位置に設けたことを特徴とするハイブリッド車両の変速機ユニット。
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