JP3841102B2 - Hybrid vehicle drive device - Google Patents
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Description
本発明は、駆動源としてエンジン及び電動モータを備え、エンジン或いは電動モータによる駆動力を変速機を介して車軸に伝達するハイブリッド車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle drive device that includes an engine and an electric motor as drive sources, and transmits a driving force of the engine or the electric motor to an axle via a transmission.
従来の技術として、特開平11−78555号公報に開示される技術がある。この公報には、フライホイールの外周部にリングギアを介して大トルクを必要としないスタータモータを配置できるようにするために、クランクシャフトにモータジェネレータ、フライホイール、クラッチおよびトランスミッションを順に連結し、フライホイールの外周部のリングギアにスタータモータを連結するとともに、スタータモータは、トランスミッションのケースおよびモータジェネレータのハウジングを介してエンジンに取り付けた、ハイブリッド車両用駆動装置が開示されている。
しかしながら、上記公報に開示される技術では、モータジェネレータのロータと、フライホイールと、フライホイールとトランスミッションとを連結・切離するクラッチとが、同軸上における異なる軸方向位置に配置されているため、駆動装置の軸方向寸法が大型化してしまう、という問題がある。 However, in the technology disclosed in the above publication, the rotor of the motor generator, the flywheel, and the clutch that connects and disconnects the flywheel and the transmission are arranged at different axial positions on the same axis. There exists a problem that the axial direction dimension of a drive device will enlarge.
そこで本発明は、上記問題点を解決すべく、できるだけ軸方向寸法を短縮化することが可能なハイブリッド車両用駆動装置を提供することを技術的課題とする。 Accordingly, in order to solve the above-described problems, it is a technical object of the present invention to provide a hybrid vehicle drive device capable of reducing the axial dimension as much as possible.
上記の課題を解決するために請求項1の発明は、第1の駆動源であるエンジンと、前記エンジンの駆動力が入力される変速機と、前記エンジンのクランクシャフトに連結されるフライホイールと、前記フライホイールと前記変速機の入力軸の間に配置され、前記フライホイールと前記入力軸とを連結・切離可能なクラッチ機構と、前記入力軸に連結された第2の駆動源である電気モータと、前記フライホイール、前記入力軸、前記クラッチ機構および前記電気モータを収容するハウジングと、を備え、前記エンジン及び前記電動モータの少なくともいずれか一方の駆動力が前記入力軸に入力するハイブリッド車両用駆動装置であって、前記入力軸は、前記フライホイール側へ延在する軸部と、径方向外方に向けて延在する連結部と、および前記連結部の外径部から前記フライホイール側の軸方向に向けて延在する円筒状の固定部を有し、前記固定部の外周側には前記電動モータのロータが固定されるとともに、前記固定部の内周側には前記クラッチ機構が配置され、前記クラッチ機構は、複数の摩擦要素と、供給される流体圧で変位し前記摩擦要素を互いに押付けて前記フライホイールと前記入力軸とを連結する押付部材とを有し、前記押付部材との間で流体圧空間を形成するドラムが、前記固定部の内周側と前記摩擦要素の間、かつ前記連結部の前記フライホイール側と前記押付部材の間に位置するように、前記入力軸に固定されており、前記ドラムには、前記流体圧を前記入力軸を介して前記空間に導入されるための貫通孔が、径方向に設けられたハイブリッド車両用駆動装置とした。
In order to solve the above problems, an invention according to
請求項2の発明は、請求項1のクラッチ機構の具体的な構成を説明したものであり、前記ドラムは、薄板をプレス加工して成形されることである。
The invention of
また、請求項3の発明は、請求項1で説明したクラッチ機構の構成を更に具体的に説明したものであり、前記ドラムは、前記固定部に対してピンで固定されることである。
The invention of
また、請求項4の発明は、請求項1で説明したクラッチ機構の構成を更に具体的に説明したものであり、前記ドラムは、その内周側において前記入力軸に沿って前記フライホイール側に延在することである。
また、請求項5の発明は、請求項1で説明したクラッチ機構の構成を更に具体的に説明したものであり、前記ドラムは、薄板をプレス加工して形成され、前記固定部にピンで固定されており、その内周側において前記入力軸に沿って前記フライホイール側に延在し、該内周側の前記フライホイール側の一端には円環状のプレートが配置され、該プレートと前記押付部材の間には該押付部材を前記プレートと前記押付部材とが互いに離間する方向に付勢するスプリングが配設されていることである。
The invention of claim 4 further specifically explains the structure of the clutch mechanism described in
The invention of
請求項1によると、クラッチ機構がロータの内周面と入力軸の外周面との間に配設されているので、クラッチ機構と電動モータとの軸方向位置が重なり合うように構成することができる。これにより請求項1におけるハイブリッド車両用駆動装置は、フライホイールと電動モータとクラッチ機構とが順番に配置されていた従来の装置に比べて軸方向寸法を短縮化することができる。
According to the first aspect, since the clutch mechanism is disposed between the inner peripheral surface of the rotor and the outer peripheral surface of the input shaft, the axial positions of the clutch mechanism and the electric motor can be configured to overlap each other. . Thus, the hybrid vehicle drive device according to
請求項2乃至請求項5に示したようにクラッチ機構を構成することで、クラッチ機構の軸方向位置と電動モータのロータの軸方向位置とが重なり合うような構成をより具現化することが可能になる。
By configuring the clutch mechanism as described in
本発明の実施の形態を、図面を参照して以下に説明する。図1は、本実施の形態におけるハイブリッド車両用駆動装置1全体を示す概略図、図2は本発明の主要部を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing the entire hybrid
ハイブリッド車両用駆動装置1は、駆動源であるエンジン10と、同じく駆動源である電動モータ20と、エンジン10及び電動モータ20の少なくともいずれか一方の駆動に応じて入力軸31が駆動される変速機30と、エンジン10のクランクシャフト11に固定されるフライホイール12と変速機30の入力軸31との連結・切離を切換可能なクラッチ機構40と、変速機30内への流体圧を制御する電動オイルポンプ60と、複数のセンサ51、52、53の出力信号を入力し、信号に基づいて電動モータ20への通電及び電動オイルポンプ60への通電をそれぞれ制御する制御回路50と、制御回路50と接続するバッテリ100とを備えており、フライホイール12、電動モータ20、クラッチ機構40及び入力軸31は、それぞれの回転中心が同一軸心上となるようにハウジング2内に配設されている。尚、本実施の形態における変速機は、従来から一般的に採用されている遊星歯車式変速機であり、変速機内の複数の摩擦係合要素(図示せず)の係合・開放の組合せを変化させることで、変速段が切換えられる。入力軸31の回転は変速機30内部で増速或いは減速され、差動装置33を介して車軸90に伝達されることで車両が走行する。
The hybrid
電動モータ20は、入力軸31の外周側に固定されるとともに入力軸31と一体回転する略円筒状のロータ21と、ロータ21の外周に配置され、径方向内方に向けて突出する複数の突出部22Aを有するとともに珪素鋼板を積層してなるステータ22と、ステータ22の突出部22Aに巻回されるコイル23とを備えている。尚、ステータ22の外周側はハウジング2に固定されている。入力軸31の外周側には、入力軸31と一体回転すべくロータ軸32がスプライン結合しており、このロータ軸32は、入力軸31の外周側から径方向外方に向けて延在する連結部32Aと、連結部32Aの最外径部からフライホイール12側の軸方向に向けて延在する円筒状の固定部32Bとを有している。ロータ軸32の固定部32Bの外周面にロータ21の内周面が取り付けられることによりロータ21とロータ軸32とが固定され、これによってロータ21が入力軸31と一体回転する。コイル23は制御回路50と電気的に接続しており、制御回路50は、各種状態を検出するセンサ(車速センサ51、スロットル開度センサ52、シフト位置センサ53)からの信号に基づいてコイル23への通電量、或いはコイル23の非通電を制御している。
The
クラッチ機構40について説明する。クラッチ機構40は、フライホイール12の回転に追従して回転する回転軸41の外周側に支持される円環状の複数の第1摩擦要素42と、複数の第1摩擦要素42の間に配置されるようにロータ軸32の固定部32Bの内周側に支持される複数の円環状の第2摩擦要素43と、軸方向に関して第2摩擦要素43と連結部32Aとの間に配置され、第2摩擦要素43を第1摩擦要素42に対して押し付ける押付部材44とを備える。回転軸41は中空形状を呈しており、その内周側にて入力軸31の先端近傍の外周に軸受支持されている。ロータ軸32におけるクラッチ機構40と面する箇所には、薄板をプレス加工してなるドラム45がピン46によりロータ軸32に固定され、押付部材44とドラム45との間には液密的な空間が構成される。そして、押付部材44とドラム45との間の空間内に供給される流体圧が大きくなると、押付部材44が図2の左側に向かって変位し、第2摩擦要素43を第1摩擦要素42に対して押し付ける。これによって第2摩擦要素43と第1摩擦要素42とが摩擦係合し、回転軸41の回転駆動力が入力軸31に伝達される。ドラム45の一端には略円環状のプレート47が配置され、プレート47と押付部材44との間には押付部材44を図2の右側に向けて常時付勢するスプリング48が配設されている。
The
押付部材44とドラム45との間の空間内への流体圧の導入について説明する。入力軸31の内部には軸方向に油路31Aが設けられ、また、入力軸31、ロータ軸32及びドラム45には油路31Aと垂直な方向に関して貫通する貫通孔が設けられている。これによって、油路31A内の流体圧が押付部材44と連結部32Aとの間に導入されるように構成される。尚、変速機30内部の流体圧を調整するための電動オイルポンプ60の駆動によって、油路31A内に導入される流体圧が調整される。電動オイルポンプ60は制御回路50と電気的に接続されており、電動オイルポンプ60の駆動は制御回路50によって制御される。押付部材44とドラム45との間の空間内に流体圧を導入する際には電動オイルポンプ60が正転し、押付部材44とドラム45との間の空間内から流体圧を排出する際には電動オイルポンプ60が逆転し、ストレーナ80に流体を排出する。
The introduction of fluid pressure into the space between the pressing member 44 and the
尚、電動オイルポンプ60を用いる代わりに、エンジン10の駆動に伴って駆動するポンプを設けるとともにポンプと油路31Aとの間に電磁弁を設けて、電磁弁への通電を切換えることによりドラム45と押付部材44との間への流体圧の供給・排出を切換えるようにしても良い。
Instead of using the
フライホイール12とクラッチ機構40の回転軸41とは、ダンパ70を介して接続されている。このダンパ70は、ボルト71によりフライホイール12に連結される第1回転プレート72と、回転軸41の外周にスプライン結合される第2回転プレート73と、第1回転プレート72と第2回転プレート73との間に配設され、両回転プレート72、73間の回転トルクの変動を吸収するコイルスプリング74とにより構成されている。また、フライホイール12の外周にはリングギア13が固定されており、このリングギア13はハウジング2に固定されるスタータモータ(図示せず)の出力軸と係合し、スタータモータの駆動によりフライホイール12が回転駆動される。
The
上述した構成のハイブリッド車両用駆動装置1の、本発明の主旨に係る箇所の作動について説明する。車両がエンジン10のみを駆動して走行する場合には、クラッチ機構40によりクランクシャフト11と入力軸31とを連結する必要がある。クランクシャフト11と入力軸31とを連結する際には、電動オイルポンプ60の駆動により油路31A及び貫通孔を介して押付部材44とドラム45との間に流体圧を導入し、流体圧が大きくなって押付部材44が図2の左側に変位させる力がスプリング48の付勢力を超えると、押付部材44が図2の状態から図2の左側に変位し、押付部材44が第2摩擦要素43を図2の左側に押し付ける。これによって軸方向に重なり合う複数の第2摩擦要素43と第1摩擦要素42との間のそれぞれに摩擦係合力が発生し、第2摩擦要素43と第1摩擦要素42とが一体となる。すなわち、回転軸41とロータ軸32とが一体となり、回転軸41の回転駆動力がロータ軸32を介して入力軸31に伝達される。これによりエンジン10の駆動力が変速機30の入力軸31に伝達され、車両はエンジン10の駆動力によって走行される。
The operation of the portion related to the gist of the present invention of the hybrid
次に、車両が電動モータ20のみの駆動により走行する場合には、クラッチ機構40が回転軸41と入力軸31とが連結しているとフライホイール12やクランクシャフト11を駆動させるための余分な駆動力が電動モータ20に必要となる。そのため、電動モータ20のみが駆動するときには、通常はクラッチ機構40により回転軸41と入力軸31とを切離している。回転軸41と入力軸31とが連結している状態から切離される際には、電動オイルポンプ60の駆動が制御されることにより油路31A内の流体圧がドレンされ、押付部材44と連結部32Aとの間の流体圧も貫通孔から油路31Aを介してドレンされる。押付部材44と連結部32Aとの間の流体圧が低下して、押付部材44の図2の左側方向への力がスプリング48の不勢力より小さくなると、押付部材44はスプリング48によって図2の右側に付勢され、押付部材44がドラム45と当接して図2に示す状態となる。このように、押付部材44による第2摩擦要素43を第1摩擦要素42に押し付ける力がなくなり、第2摩擦要素43と第1摩擦要素42との間の摩擦係合力も消尽する。したがって、回転軸41とロータ軸32とが切離され、電動モータ20はエンジン10側を回転駆動させることなく、入力軸31を回転駆動する。
Next, when the vehicle travels by driving only the
また、エンジン10と電動モータ20の両方を駆動源として駆動させて車両を走行させる場合は、エンジン10の駆動力を入力軸31に伝達させる必要があるため、エンジン10のみの駆動力により車両を走行させる場合と同様に、クラッチ機構40は回転軸41とロータ軸32を連結する。
Further, when the vehicle is driven by driving both the
上述したハイブリッド車両用駆動装置1によると、クラッチ機構40がロータ21の内周面と入力軸31の外周面との間に配設される構造となっているので、クラッチ機構40と電動モータ20とが軸方向に関して重なり合うように構成することができる。これにより、フライホイール12と電動モータ20とクラッチ機構40とが軸方向に関して順番に配置されていた従来のハイブリッド車両用駆動装置に比べて、クラッチ機構40の軸方向寸法分だけ軸方向寸法を短縮化することができる。
According to the hybrid
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定される意図はなく、例えば、フライホイール12と回転軸との間にダンパ70を設けずに、フライホイール12と回転軸41とが直結している形式のものであってもよい。また、本発明における変速機は、一般的に自動変速機として用いられる遊星歯車変速機以外にも、無段変速機や、一般的に手動変速機で採用される同期噛合式歯車変速機であってもよい。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not intended to be limited to the above-described embodiment. For example, a flywheel can be provided without providing the
1・・・ハイブリッド車両用駆動装置
2・・・ハウジング
10・・・エンジン
11・・・クランクシャフト
12・・・フライホイール
20・・・電動モータ
21・・・ロータ
22・・・ステータ
23・・・コイル
30・・・変速機
31・・・入力軸
32・・・ロータ軸
32A・・・連結部
33・・・差動装置
40・・・クラッチ機構
41・・・回転軸
42・・・第1摩擦要素
43・・・第2摩擦要素
44・・・押付部材
50・・・制御回路
60・・・電動オイルポンプ
70・・・ダンパ
80・・・ストレーナ
90・・・車軸
100・・・バッテリ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記エンジンの駆動力が入力される変速機と、
前記エンジンのクランクシャフトに連結されるフライホイールと、
前記フライホイールと前記変速機の入力軸の間に配置され、前記フライホイールと前記入力軸とを連結・切離可能なクラッチ機構と、
前記入力軸に連結された第2の駆動源である電気モータと、
前記フライホイール、前記入力軸、前記クラッチ機構および前記電気モータを収容するハウジングと、
を備え、前記エンジン及び前記電動モータの少なくともいずれか一方の駆動力が前記入力軸に入力するハイブリッド車両用駆動装置であって、
前記入力軸は、前記フライホイール側へ延在する軸部と、径方向外方に向けて延在する連結部と、および前記連結部の外径部から前記フライホイール側の軸方向に向けて延在する円筒状の固定部を有し、
前記固定部の外周側には前記電動モータのロータが固定されるとともに、前記固定部の内周側には前記クラッチ機構が配置され、
前記クラッチ機構は、複数の摩擦要素と、供給される流体圧で変位し前記摩擦要素を互いに押付けて前記フライホイールと前記入力軸とを連結する押付部材とを有し、
前記押付部材との間で流体圧空間を形成するドラムが、前記固定部の内周側と前記摩擦要素の間、かつ前記連結部の前記フライホイール側と前記押付部材の間に位置するように、前記入力軸に固定されており、前記ドラムには、前記流体圧を前記入力軸を介して前記空間に導入されるための貫通孔が、径方向に設けられることを特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。 An engine as a first drive source;
A transmission to which the driving force of the engine is input;
A flywheel coupled to the crankshaft of the engine;
A clutch mechanism disposed between the flywheel and the input shaft of the transmission, and capable of connecting and disconnecting the flywheel and the input shaft;
An electric motor as a second drive source coupled to the input shaft;
A housing for housing the flywheel, the input shaft, the clutch mechanism and the electric motor;
A drive device for a hybrid vehicle in which a driving force of at least one of the engine and the electric motor is input to the input shaft,
The input shaft includes a shaft portion extending toward the flywheel, a connecting portion extending radially outward, and an outer diameter portion of the connecting portion toward the flywheel side in the axial direction. It has a cylindrical fixing part that extends,
The rotor of the electric motor is fixed to the outer peripheral side of the fixed part, and the clutch mechanism is arranged on the inner peripheral side of the fixed part,
The clutch mechanism includes a plurality of friction elements, and a pressing member that is displaced by a supplied fluid pressure and presses the friction elements together to connect the flywheel and the input shaft.
A drum that forms a fluid pressure space with the pressing member is positioned between the inner peripheral side of the fixed portion and the friction element, and between the flywheel side of the connecting portion and the pressing member. The hybrid vehicle is characterized in that it is fixed to the input shaft, and the drum is provided with a through hole in the radial direction for introducing the fluid pressure into the space through the input shaft . Drive device.
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