JP4409551B2 - 内燃機関の動力伝達装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関の駆動軸の動力を駆動輪側の出力軸に伝達する動力伝達装置に関し、とりわけ、発電または駆動補助を行うジェネレータモータを備えた内燃機関の動力伝達装置に関するものである。

車両の駆動補助や発電に用いられるジェネレータモータとして、夫々個別に永久磁石を備える内周側回転子と外周側回転子とが同軸に配設され、この両回転子を周方向に相対的に回動させる（両回転子の相対的な位相を変更する）ことにより、回転子全体としての界磁特性を変更できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このジェネレータモータでは、モータの回転速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材によって、外周側回転子と内周側回転子との何れか一方を他方に対して周方向に回動させる。また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、外周側回転子及び内周側回転子の周方向の相対位置を変更する。

このジェネレータモータにおいては、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を強めて誘起電圧定数を増大させ、逆に、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに同極同士で対向させる（対極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を弱めて誘起電圧定数を減少させる。
特開２００２−２０４５４１号公報 特開２００４−２０８９０４号公報

しかし、この従来のジェネレータモータの場合、外周側回転子と内周側回転子の相対位相を変更できる条件が限られており、ジェネレータモータの運転停止時や任意の回転時に自由に相対位相を変更することができない。特に、ハイブリッド車に用いる場合には、車両の運転状況に応じて瞬時に所望の電動機特性に変更することが望まれ、この要望に応えるためにも相対位相の変更制御の自由度を高めることが重要となる。
このため、本出願人は、作動流体を用いる位相変更手段をジェネレータモータに組み込むことを発案し、そのジェネレータモータを、内燃機関の駆動軸と駆動輪側の出力軸の間に直列に介装して用いることを検討している。

ところが、ジェネレータモータを、内燃機関と駆動輪側の出力軸の間に介装する場合、内燃機関と出力軸の間がジェネレータモータによって占有され、内燃機関のトルク変動を吸収する高性能の捩りダンパを介在するスペースが無くなることが懸念される。

そこでこの発明は、油圧によって誘起電圧定数を任意に、かつ迅速に変更できるジェネレータモータを採用しつつも、装置の大型化を招くことなく内燃機関のトルク変動を充分に吸収することのできる内燃機関の動力伝達装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、内燃機関（例えば、後述の実施形態におけるエンジン９０）の駆動軸（例えば、後述の実施形態における駆動軸９０ａ）と駆動輪側の出力軸（例えば、後述の実施形態における出力軸４）の間に、発電または駆動補助を行うジェネレータモータ（例えば、後述の実施形態におけるジェネレータモータ１）が介装された内燃機関の動力伝達装置であって、前記ジェネレータモータは、円周方向に沿うように永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石９Ｂ）が配設された内周側回転子（例えば、後述の実施形態における内周側回転子６）と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石９Ａ）が配設された外周側回転子（例えば、後述の実施形態における外周側回転子５）と、油圧によって前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて前記両回転子の相対位相に応じた誘起電圧定数を変更する位相変更手段（例えば、後述の実施形態における回動操作機構１１）と、を備え、前記位相変更手段は、前記内周側回転子の内側に一体に設けられ、内周に凹部を有するハウジング（例えば、後述の実施形態における環状ハウジング１５）と、このハウジングの径方向内側に回動可能に配置され、ハウジングの凹部（例えば、後述の実施形態における凹部１９）内に突出して同凹部内を進角側作動室（例えば、後述の実施形態における進角側作動室２４）と遅角側作動室（例えば、後述の実施形態における遅角側作動室２５）とに隔成するベーン（例えば、後述の実施形態におけるベーン１８）を有するとともに、前記内周側回転子の軸方向の一端を跨ぐ側板（例えば、後述の実施形態におけるドライブプレート１６）を介して前記外周側回転子に一体に結合されたベーンロータ（例えば、後述の実施形態におけるベーンロータ１４）と、前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動液の給排を制御する油圧制御装置（例えば、後述の実施形態における油圧制御装置９５）と、を備えて成り、前記内周側回転子と外周側回転子の一方が内燃機関の駆動軸に連結されるとともに、前記内周側回転子と外周側回転子の他方が駆動輪側の前記出力軸に連結され、前記ジェネレータモータに入力される内燃機関のトルク変動を、前記位相変更手段の内周側回転子と外周側回転子の永久磁石の磁気反力によって吸収することを特徴とする。

これにより、ジェネレータモータの誘起電圧定数を変更するときには、進角側作動室と遅角側作動室の一方に油圧を導入し、油圧の力によって内周側回転子と外周側回転子とを相対回動させる。また、内燃機関の動力を駆動輪側に伝達する場合には、進角側作動室と遅角側作動室の作動液の出入りを自由にし、内燃機関の駆動軸から出力軸への動力の伝達が、内周側回転子と外周側回転子の間の磁気反力を介して行われるようにする。このとき内燃機関のトルク変動は磁気反力による回動方向の弾性によって吸収される。

請求項２に記載の発明は、内燃機関の駆動軸と駆動輪側の出力軸の間に、発電または駆動補助を行うジェネレータモータが介装された内燃機関の動力伝達装置であって、前記ジェネレータモータは、円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、油圧によって前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて前記両回転子の相対位相に応じた誘起電圧定数を変更する位相変更手段と、を備え、前記位相変更手段は、前記内周側回転子の内側に一体に設けられ、内周に凹部を有するハウジングと、このハウジングの径方向内側に回動可能に配置され、ハウジングの凹部内に突出して同凹部内を進角側作動室と遅角側作動室とに隔成するベーンを有するとともに、前記内周側回転子の軸方向の一端を跨ぐ側板を介して前記外周側回転子に一体に結合されたベーンロータと、前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動液の給排を制御する油圧制御装置と、を備えて成り、前記内周側回転子と外周側回転子の一方が内燃機関の駆動軸に連結されるとともに、前記内周側回転子と外周側回転子の他方が駆動輪側の前記出力軸に連結され、前記ジェネレータモータに入力される内燃機関のトルク変動を、前記進角側作動室と遅角側作動室の少なくとも一方の作動室内の作動液の緩衝作用によって吸収することを特徴とする。

これにより、ジェネレータモータの誘起電圧定数を変更するときには、進角側作動室と遅角側作動室の一方に油圧を導入し、油圧の力によって内周側回転子と外周側回転子とを相対回動させる。また、内燃機関の動力を駆動輪側に伝達する場合には、進角側作動室と遅角側作動室の少なくとも一方に作動液を充填し、例えば、トルクの入力に伴う作動室からの作動液の微少なリーク等によって内燃機関のトルク変動を減衰する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の動力伝達装置において、前記駆動輪側の出力軸が前記位相変更手段の内周側回転子と外周側回転子に対して相対回動可能にされ、前記出力軸と内周側回転子の間に第１の断接手段（例えば、後述の実施形態における第１クラッチＣ1）が設けられ、前記出力軸と外周側回転子の間に第２の断接手段（例えば、後述の実施形態における第２クラッチＣ2）が設けられていることを特徴とする。

これにより、第１の断接手段と第２の断接手段をともに接続状態にすることによって内周側回転子と外周側回転子の相対位相が固定され、この状態から第１の断接手段と第２の断接手段の少なくとも一方を遮断状態にすることによって内周側回転子と外周側回転子の相対回動が自由になる。したがって、例えば、この状態から進角側作動室と遅角側作動室の一方に油圧を供給することによって両回転子の相対位相が変更され、その後に両断接手段を接続することによって両回転子の相対位相が固定される。
また、内燃機関による運転時には、内周側回転子と外周側回転子のうちの内燃機関に直結されない側の一方の回転子と出力軸の間の一方の断切手段を接続したまま、内燃機関に直結される他方の回転子と出力軸の間の他方の断切手段を遮断することにより、内周側回転子と外周側回転子の相対位相が固定されずに内燃機関の動力が他方の回転子から一方の回転子に伝達される。このとき、内燃機関のトルク変動は、永久磁石の磁気反力や作動室内の作動液による緩衝作用によって吸収される。
また、内燃機関に直結される側の他方の回転子と出力軸の間の他方の断切手段を接続したまま、内燃機関に直結されない側の一方の回転子と出力軸の間の一方の断切手段を遮断すると、内燃機関の駆動軸が出力軸に連結されたまま、一方の回転子が他方の回転子に対してフローティング状態にされる。このため、例えば、内燃機関とともにジェネレータモータが駆動補助運転されるとき等には、前記のフローティング状態のまま進角側作動室や遅角側作動室に油圧を供給することで、内周側回転子と外周側回転子の相対位相が容易に変更されるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の動力伝達装置において、前記内燃機関とジェネレータモータの間に、弾性部材（例えば、後述の実施形態における弾性部材５６）を有する捩りダンパ（例えば、後述の実施形態における捩りダンパ５５）が介装されていることを特徴とする。

これにより、内燃機関のトルク変動は、ジェネレータモータの内周側回転子と外周側回転子の間の振動吸収部と、捩りダンパの各制振作用を受けて低減される。

請求項１に記載の発明によれば、油圧によって相対位相を変更する位相変更手段がジェネレータモータに設けられ、ジェネレータモータの内周側回転子と外周側回転子のうちの一方が内燃機関の駆動軸に連結されるとともに、他方が駆動輪側の出力軸に連結され、内燃機関のトルク変動が内周側回転子と外周側回転子の永久磁石の磁気反力によって吸収されようになっているため、ジェネレータモータの誘起電圧定数を、油圧による両回転子の相対位相操作によって任意に、かつ迅速に変更することができるとともに、ジェネレータモータ自体を利用して装置の大型化を招くことなく内燃機関のトルク変動を充分に低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、油圧によって相対位相を変更する位相変更手段がジェネレータモータに設けられ、ジェネレータモータの内周側回転子と外周側回転子のうちの一方が内燃機関の駆動軸に連結されるとともに、他方が駆動輪側の出力軸に連結され、内燃機関のトルク変動が、進角側作動室と遅角側作動室の少なくとも一方の作動室内の作動液の緩衝作用によって吸収されるようになっているため、ジェネレータモータの誘起電圧定数を、油圧による両回転子の相対位相操作によって任意に、かつ迅速に変更することができるとともに、ジェネレータモータ自体を利用して装置の大型化を招くことなく内燃機関のトルク変動を充分に低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第１の断接手段と第２の断接手段の断接操作を適宜組み合わせることにより、位相変更手段を複数の操作モードに切換えて用いることができるため、車両の運転状況に適した作動を容易に得ることができる。そして、この発明の場合、第１の断接手段と第２の断切手段をともに接続状態にすることによって両回転子の相対位相を固定できるため、外乱による位相変化の防止と、位相固定のためのエネルギーロスの抑制を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、捩りダンパとジェネレータモータの振動吸収部を直列に機能させることができるため、内燃機関のトルク変動をより有効に低減することができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図３に示す第１の実施形態について説明する。
図１は、ハイブリッド車両に用いられるこの発明にかかる動力伝達装置の全体構成を示し、同図中、９０は、内燃機関である４気筒のガソリンエンジン（以下、「エンジン」と呼ぶ。）であり、１は、エンジン９０の駆動軸９０ａに連結されたジェネレータモータ、９１は、車両の駆動輪側の動力伝達機構、４は、駆動力をジェネレータモータ１から動力伝達機構９０に伝達する出力軸である。

ジェネレータモータ１は、エンジン９０の駆動補助と発電に用いられ、図示しないパワードライブユニット（ＰＤＵ）を通して車載バッテリ（図示せず）との間で電力の授受を行うようになっている。このジェネレータモータ１は、円環状の固定子２の内周側に回転子ユニット３が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、固定子２は複数相の固定子巻線２ａを有し、回転子ユニット３は軸芯部に前記出力軸４を有している。

回転子ユニット３は、図１，図２に示すように円環状の外周側回転子５と、この外周側回転子５の内周に同軸に配置される円環状の内周側回転子６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６が設定角度の範囲で回動可能とされている。

外周側回転子５と内周側回転子６は、回転子本体である円環状のロータ鉄心７，８が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心７，８の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット７ａ…，８ａ…が円周方向等間隔に形成されている。外周側回転子５の各磁石装着スロット７ａには、厚み方向に磁化された２つの平板状の永久磁石９Ａ，９Ａが並列に並んで装着され、同様に、内周側回転子６の磁石装着スロット８ａには、厚み方向に磁化された２つの平板状の永久磁石９Ｂ，９Ｂが並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット７ａ，８ａ内に装着される２つの永久磁石９Ａ，９Ａ、及び、９Ｂ，９Ｂは夫々同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａに装着される永久磁石９Ａ、及び、９Ｂの対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子５，６においては、外周側がＮ極とされた永久磁石９Ａ，９Ａ、及び、９Ｂ，９Ｂの対と、Ｓ極とされた永久磁石９Ａ，９Ａ、及び、９Ｂ，９Ｂの対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子５，６の外周面の隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａの各間には、永久磁石９Ａ，９Ｂの磁束の流れを制御するための切欠き部１０が回転子５，６の軸方向に沿って形成されている。

外周側回転子５と内周側回転子６の磁石装着スロット７ａ，８ａは夫々同数設けられ、両回転子５，６の永久磁石９Ａ…，９Ｂ…が夫々１対１で対応するようになっている。したがって、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９Ａ，９Ａ、及び、９Ｂ，９Ｂの対を互いに同極同士で対向させる（異極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態（図３（ｂ）参照）を得ることができるとともに、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９，９Ａ、及び、９Ｂ，９Ｂの対を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態（図３（ａ）参照）を得ることができる。

また、回転子ユニット３は、外周側回転子５と内周側回転子６を相対回動させる回動操作機構１１（位相変更手段）を備えている。この回動操作機構１１は油圧制御装置９５に接続され、油圧制御装置９５から給排される油圧によって適宜回動操作されるようになっている。

回動操作機構１１は、出力軸４の外周に一体回転可能に嵌合固定されたベーンロータ１４と、ベーンロータ１４の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング１５とを備えている。出力軸４は、ベーンロータ１４の軸方向の一端からエンジン９０と逆側に突出し、その突出部の付根部分が軸受９２Ａを介して図示しないミッションケース等に回転自在に支持されている。また、環状ハウジング１５は内周側回転子６の内周面に一体に固定され、ベーンロータ１４は、環状ハウジング１５と内周側回転子６のエンジン９０と逆側の軸端を跨ぐ円板状のドライブプレート１６を介して外周側回転子５に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ１４は出力軸４と外周側回転子５に一体化され、環状ハウジング１５は内周側回転子６に一体化されている。なお、図１中９３は、外周側回転子５のドライブプレート１６と逆側の軸端に結合されて、内周側回転子６の他方の軸端をガイドするガイドプレートである。

また、環状ハウジング１５には、エンジン９０の駆動軸９０ａが連結軸９４を介して結合されている。連結軸９４は、一端が駆動軸９０ａに同軸に結合され、他端に円板状の接続フランジ９４ａが形成されている。この接続フランジ９４ａは、ベーンロータ１４の端面に摺動可能に対向して設けられ、外周縁部が環状ハウジング１５の端面に密接状態で固定されている。したがって、環状ハウジング１５と内周側回転子６は連結軸９４を介してエンジン９０の駆動軸９０ａと一体化されている。なお、図１中、９２Ｂは、連結軸９４をミッションケース等に回転自在に支持する軸受である。

ベーンロータ１４は、出力軸４に嵌合固定される円筒状のボス部１７の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン１８が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング１５は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部１９が設けられ、この各凹部１９にベーンロータ１４の対応するベーン１８が収容配置されるようになっている。各凹部１９は、ベーン１８の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁２０と、隣接する凹部１９，１９同士を隔成する略三角形状の仕切壁２１によって構成され、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動時に、ベーン１８が一方の仕切壁２１と他方の仕切壁２１の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁２１はベーン１８と当接することにより、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン１８の先端部と仕切壁２１の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材２２が設けられ、これらのシール部材２２によってベーン１８と凹部１９の底壁２０、仕切壁２１とボス部１７の外周面の各間が液密にシールされている。

ベーンロータ１４の一方の軸端に結合されたドライブプレート１６は環状ハウジング１５の同側の軸端に摺動自在に密接し、環状ハウジング１５の他方の軸端に結合された接続フランジ９４ａはベーンロータ１４の他方の軸端に摺動自在に密接している。したがって、環状ハウジング１５の各凹部１９は、ベーンロータ１４のボス部１７と、その側部のドライブプレート１６および接続フランジ９４ａによって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、オイルが導入される導入空間２３となっている。各導入空間２３内は、ベーンロータ１４の対応する各ベーン１８によって夫々２室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。進角側作動室２４は、内部に導入されたオイルの圧力によって外周側回転子５を内周側回転子６に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入されたオイルの圧力によって外周側回転子５を内周側回転子６に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、外周側回転子５を内周側回転子６に対して、図２中の矢印Ｒで示すジェネレータモータ１の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、外周側回転子５を内周側回転子６に対して、ジェネレータモータ１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。
また、各進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対するオイルの給排は、出力軸４に形成された進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７を通して行われるようになっている。

ここで、この実施形態のジェネレータモータ１の場合、外周側回転子５が内周側回転子６に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９Ａ…，９Ｂ…が異極同士で対向して強め界磁の状態（図３（ａ）参照）になり、外周側回転子５が内周側回転子６に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９Ａ…，９Ｂ…が同極同士で対向して弱め界磁の状態（図３（ｂ）参照）になるように設定されている。したがって、最遅角状態（強め界磁状態）にあった内周側回転子６と外周側回転子５が最進角状態（弱め界磁状態）に変更される場合には、内周側回転子６と外周側回転子５の永久磁石９Ｂ，９Ａ間に両者の相対回動を阻止する磁気反力が相対トルクとして作用する。

また、ジェネレータモータ１は、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、ジェネレータモータ１の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、ジェネレータモータ１として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、ジェネレータモータ１の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。

そして、この実施形態の場合、油圧制御装置９５によって回動操作機構１１が操作されて、ジェネレータモータ１の誘起電圧定数が変更されるが、エンジン９０のみを駆動源とする走行時（以下、「エンジン走行時」と呼ぶ。）には、油圧制御装置９５によって回動操作機構１１の進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の出入りが自由な状態にされ、それによって内周側回転子６と外周側回転子５の間の磁気反力を介した動力伝達が行われるようになっている。

以上の構成において、ジェネレータモータ１をエンジン９０の駆動補助や発電に用いる場合には、油圧制御装置９５による制御によってジェネレータモータ１の回動操作機構１１が適宜操作され、内周側回転子６と外周側回転子５の相対位相が最適位置に固定されてジェネレータモータ１が使用に供される。

また、エンジン走行時には、ジェネレータモータ１の回動操作機構１１の作動室２４，２５に対する作動液の出入りが自由にされ、その状態において、エンジン９０の動力がジェネレータモータ１を介して出力軸４に伝達される。このとき、内周側回転子６と外周側回転子５の間には前述のように磁気反力が作用するため、エンジン９０のトルク変動は動力伝達中にジェネレータモータ１の磁気反力によって吸収される。

以上のように、この動力伝達装置においては、ジェネレータモータ１の電動機特性（誘起電圧定数）を油圧によって任意のタイミングで自由に、かつ迅速に変更することができるうえ、エンジン走行時にエンジン９０の変動トルクをジェネレータモータ１の回転子５，６間の磁気反力によって吸収することが可能であることから、装置全体の大型化を招くことなくエンジン９０のトルク変動を充分に低減することができる。

なお、以上で説明した実施形態においては、エンジン動力の伝達時に、回動操作機構１１の各作動室２４，２５に対する作動液の出入りが自由な状態にされるが、例えば、作動液が充填されたまま一方の作動室２５（または２６）への作動液の給排を遮断し、トルクの入力に応じた作動液の微小なリークによってエンジン９０のトルク変動を吸収するようにしても良い。

つづいて、図４〜図１２に示す第２の実施形態について説明する。なお、図１〜図３に示した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する説明については一部省略するものとする。

図４は、この実施形態の動力伝達装置の全体構成を示すものであり、同図中、１０１は、エンジン９０の駆動軸９０ａと駆動輪側の出力軸４の間に介装されたジェネレータモータである。出力軸４の先端部側にはクラッチＣ3（以下、「第３クラッチＣ3」と呼ぶ。）を介して出力ギヤ５０が設けられ、この出力ギヤ５０が、駆動輪Ｗに連係される動力伝達機構５１のギヤ列に噛合されている。また、図４中、５２は、車両駆動と電力回生に用いられる主モータであり、この主モータ５２のモータ軸５２ａは出力ギヤ５３を介して前記動力伝達機構５１のギヤ列に噛合されている。この実施形態のハイブリッド車両は、主モータ５２とエンジン９０による各車両の駆動が可能にされるとともに、ジェネレータモータ１０１によるアシストを伴うエンジン駆動と、主モータ５２による走行時におけるジェネレータモータ１０１での発電が可能とされている。

エンジン９０の駆動軸９０ａには、フライホイール５４と捩りダンパ５５を介して連結軸が９４結合されている。捩りダンパ５５は、複数に分割された回転伝達部にコイルスプリング等の弾性部材５６が介装された周知の構造のものが用いられている。

ジェネレータモータ１０１は、基本的な構造は第１の実施形態とほぼ同様であり、固定子２の内側に配置される回転子ユニット３が外周側回転子５と内周側回転子６とから構成され、回動操作機構１１のベーンロータ１４がドライブプレート１６を介して外周側回転子５に結合されるとともに、回動操作機構１１の環状ハウジング１５が内周側回転子６に一体に結合されている。

このジェネレータモータ１０１では、エンジン９０側の連結軸９４がドライブプレート１６を介してベーンロータ１４と外周側回転子５に一体に結合され、出力軸４がベーンロータ１４の内周部に滑り軸受５７を介して回転自在に支持されている。また、内周側回転子６と環状ハウジング１５のドライブブレート１６と逆側の軸端には、ベーンロータ１４の軸方向の端面に摺接して作動液の導入空間を隔成する円板状の側板５８が取り付けられ、その側板５８の内周部が前記滑り軸受５７に回動自在に支持されている。したがって、出力軸４は、外周側回転子５と内周側回転子６に対し、滑り軸受５７を介して相対回動可能とされている。そして、内周側回転子６と一体の前記側板５８と出力軸４の間には第１の断切手段であるクラッチＣ1（以下、「第１クラッチＣ1」と呼ぶ。）が介装され、外周側回転子５と出力軸４の間には第２の断切手段であるクラッチＣ2（以下、「第２クラッチＣ2」と呼ぶ。）が介装されている。これらの第１，第２クラッチＣ1，Ｃ2は、電磁力や油圧による操作によって動力を滑らかに断切し得るようになっている。

ここで、上記の第１，第２，第３クラッチＣ1，Ｃ2，Ｃ3は、これらの断切操作の組み合わせによって図６に示すような複数の操作モードが得られるようになっている。以下、各操作モードについて簡単に説明する。

（ａ）ＳＨＥＶ位相変更モード
エンジン動力を利用してジェネレータモータ１０１で発電を行い、主モータ５２のみで走行するシリーズ走行時（図８参照）に、ジェネレータモータ１０１の相対位相を変更するモード。
このモードでは、第３クラッチＣ3を遮断して出力軸４を駆動輪側の動力伝達機構５１から切り離し、かつ、第１クラッチＣ1と第２クラッチＣ2を遮断して、環状ハウジング１５をベーンロータ１４および出力軸４に対して回転可能にする。この状態から進角側作動室２４や遅角作動側作動室２５に油圧が導入されると、環状ハウジング１５がベーンロータ１４に対して相対回動し、内周側回転子６と外周側回転子５の相対位相が油圧に応じて操作される。

（ｂ）ＳＨＥＶ位相固定モード
前記シリーズ走行時に、ジェネレータモータ１０１の相対位相を固定するモード。
このモードでは、第３クラッチＣ3を遮断して出力軸４を駆動輪側の動力伝達機構５１から切り離したまま、第１クラッチＣ1と第２クラッチＣ2を接続状態にする。この状態では、環状ハウジング１５とベーンロータ１４が出力軸４に対して固定され、内周側回転子６と外周側回転子５の相対位相が固定される。

（ｃ）アシスト位相変更モード
エンジン動力とジェネレータモータ１０１の補助駆動力によるアシスト走行時（図９参照）に、ジェネレータモータ１０１の相対位相を変更するモード。
このモードでは、第１クラッチＣ2と第３クラッチＣ3を接続状態にしてエンジン９０の駆動力を駆動輪側の動力伝達機構５１に伝達しつつ、第１クラッチＣ1を遮断して、環状ハウジング１５をベーンロータ１４および出力軸４に対して回転可能にする。この状態から進角側作動室２４や遅角作動側作動室２５に油圧が導入されると、内周側回転子６と外周側回転子５の相対位相が油圧に応じて操作される。

（ｄ）アシスト位相固定モード
前記アシスト走行時に、ジェネレータモータ１０１の相対位相を固定するモード。
このモードでは、第２クラッチＣ2と第３クラッチＣ3を接続状態にしてエンジン９０の駆動力を駆動輪側の動力伝達機構５１に伝達し、さらに第３クラッチＣ3を接続状態にすることにより、内周側回転子６と外周側回転子５の相対位相を固定する。

（ｅ）エンジン走行モード
ジェネレータモータ１０１を駆動補助のために作動させずにエンジン９０のみで走行するモード（図１０参照）。
このモードでは、第１クラッチＣ1と第３クラッチＣ3を接続状態にして、環状ハウジング１５および内周側回転子６を駆動輪側の動力伝達機構５１に連結し、さらに第２クラッチＣ2を遮断状態にすることにより、外周側回転子５と内周側回転子６の設定角度範囲の相対回動を許容する。この状態では、外周側回転子５と内周側回転子６の間に永久磁石９Ａ，９Ｂによる磁気反力が働き、エンジン９０のトルク変動がこの磁気反力によって吸収される。なお、このエンジン走行モードのときには、進角側作動室２４と遅角側作動室２５の少なくとも一方に作動液を充填し、前述のように作動液によってエンジン９０のトルク変動を減衰するようにしても良い。

（ｆ）エンジン停止モード
エンジン９０を完全停止しているときのモード。
このモードでは、第１，第２，第３クラッチＣ1，Ｃ2，Ｃ3をすべて遮断状態にする。

（ｇ）エンジン始動モード
エンジン９０を始動するときのモード（図１１参照）。
このモードでは、第１，第２，第３クラッチＣ1，Ｃ2，Ｃ3をすべて遮断状態にする（エンジン停止モードと同様）。これにより、出力軸４にはジェネレータモータ１０１の駆動力が伝達されず、エンジン９０側のみに駆動力が伝達されるようになる。

また、車両の運転時には、図示しないコントローラによって現在の車両の運転状況が判定され、その判定結果に応じて上記の各操作モードが選択されるようになっている。図７は、この各操作モードの選択処理の一例を示すフローチャートである。以下、この処理の一例を図７のフローチャートに沿って説明する。

まず、ステップＳ１０１においては、現在、エンジン９０が運転中かどうかを判定し、運転中である場合には、ステップＳ１０２に進み、運転中でない場合には、ステップＳ１０３に進んでエンジン停止モード（エンジン始動モード）を選択して処理を終了する。
ステップＳ１０２においては、現在、ジェネレータモータ１０１が駆動／回生運転を行っているかどうかを判定し、駆動／回生運転を行っている場合には、ステップＳ１０４に進み、駆動／回生運転を行っていない場合には、ステップＳ１０５に進んでエンジン走行モードを選択して処理を終了する。
ステップＳ１０４においては、現在、車両がシリーズ運転を行っているかどうかを判定し、シリーズ運転を行っている場合には、ステップＳ１０６に進み、シリーズ運転を行っていない場合には、ステップＳ１０７に進む。
ステップＳ１０６においては、現在、ジェネレータモータ１０１の位相変更要求があるかどうかを判定し、変更要求がある場合には、ステップＳ１０８に進んで、ＳＨＥＶ位相変更モードを選択して処理を終了し、変更要求がない場合には、ステップＳ１０９に進んで、ＳＨＥＶ位相固定モードを選択して処理を終了する。
ステップＳ１０７においては、同様に、現在、ジェネレータモータ１０１の位相変更要求があるかどうかを判定し、変更要求がある場合には、ステップＳ１１０に進んで、アシスト位相変更モードを選択して処理を終了し、変更要求がない場合には、ステップＳ１１１に進んで、アシスト位相固定モードを選択して処理を終了する。

以上のように、この実施形態の動力伝達装置においては、車両の運転中にエンジン走行モードが選択されると、ジェネレータモータ１０１の磁気反力がエンジン９０のトルク変動を吸収するように機能するようになるため、装置全体の大型化を招くことなくエンジン９０のトルク変動を充分に低減することができる。
特に、この実施形態においては、エンジン９０の駆動軸９０ａとジェネレータモータ１０１の間に、弾性部材５６を備えた捩りダンパ５５がさらに介装されているため、捩りダンパ５５とジェネレータモータ１０１の吸振部が直列に作用し、トルク変動に対してより大きな制振効果が得られる。

なお、図１２は、ジェネレータモータ１０１と捩りダンパ５５を直列に配置したこの実施形態の動力伝達装置を採用した場合（同図中の「２段バネ」に対応）と、ジェネレータモータ１０１と捩りダンパ５５の一方のみを用いた場合（同図中の「１段バネ」に対応）の振動特性を比較したものである。同図から明らかなように、殆どの振動周波数域において、この実施形態の動力伝達装置の方がより大きな振動抑制効果を得ることができる。

また、この実施形態の動力伝達装置の場合、出力軸４が内周側回転子６と外周側回転子５に回動可能に組み付けられ、出力軸４と内周側回転子６、外周側回転子５の各間に第１クラッチＣ1と第２クラッチＣ2が夫々介装されているため、出力軸４と出力ギヤ５０の間の第３のクラッチＣ3も合わせ、これらのクラッチの断切の組み合わせによって複数の操作モードを容易に得ることができる。

特に、この動力伝達装置では、第１クラッチＣ1と第２クラッチＣ2をともに接続状態にすることで、ジェネレータモータ１０１の相対位相を完全にロックすることができるため、外乱による相対位相の変化を確実に防止することができ、さらに、相対位相を保持するための進角側作動室２４や遅角側作動室２５に高圧の作動液を供給し続ける必要が無いことから、位相保持のためのエネルギーロスを抑制することができるという利点もある。

また、この動力伝達装置においては、アシスト位相変更モード時には、第２クラッチＣ2を接続状態にして外周側回転子５と出力軸４を一体に結合したまま第１クラッチＣ1を解除状態することによって、内周側回転子６をフローティング状態にできるため、両回転子５，６の相対位相を比較的小さな油圧で容易に変更できるという利点もある。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

この発明の第１の実施形態を示すものであり、ジェネレータモータの縦断面図を主とする動力伝達装置の概略構成図。 同実施形態のジェネレータモータの回転子ユニットの一部部品を取り去った側面図。 内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石が同極配置された強め界磁状態を模式的に示す図（ａ）と、内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石が異磁極配置された弱め界磁状態を模式的に示す図（ｂ）を併せて記載した図。 この発明の第２の実施形態を示す動力伝達装置の概略構成図。 同実施形態のジェネレータモータの回転子ユニットの一部部品を取り去った側面図。 同実施形態を示すものであり、動力伝達装置の各操作モードとクラッチ作動状況の対応図。 同実施形態を示すものであり、各操作モードの選択処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態を示すものであり、シリーズ走行時の動力伝達状態を示す図１と同様の概略構成図。 同実施形態を示すものであり、アシスト走行時の動力伝達状態を示す図１と同様の概略構成図。 同実施形態を示すものであり、エンジン走行時の動力伝達状態を示す図１と同様の概略構成図。 同実施形態を示すものであり、エンジン停止時とエンジン始動時の動力伝達状態を示す図１と同様の概略構成図。 同実施形態を示すものであり、捩りダンパを設けた場合と設けない場合の振動レベルを示す特性図。

符号の説明

１，１０１…ジェネレータモータ
４…出力軸
５…外周側回転子
６…内周側回転子
９Ａ，９Ｂ…永久磁石
１１…回動操作機構（位相変更手段）
１４…ベーンロータ
１５…環状ハウジング（ハウジング）
１６…ドライブプレート（側板）
１８…ベーン
１９…凹部
２４…進角側作動室
２５…遅角側作動室
５５…捩りダンパ
５６…弾性部材
９０…エンジン（内燃機関）
９０ａ…駆動軸
９５…油圧制御装置
Ｃ1…第１クラッチ（第１の断切手段）
Ｃ2…第２クラッチ（第２の断切手段）

Claims (4)

1. 内燃機関の駆動軸と駆動輪側の出力軸の間に、発電または駆動補助を行うジェネレータモータが介装された内燃機関の動力伝達装置であって、
   前記ジェネレータモータは、
   円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
   この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
   油圧によって前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて前記両回転子の相対位相に応じた誘起電圧定数を変更する位相変更手段と、を備え、
   前記位相変更手段は、
   前記内周側回転子の内側に一体に設けられ、内周に凹部を有するハウジングと、
   このハウジングの径方向内側に回動可能に配置され、ハウジングの凹部内に突出して同凹部内を進角側作動室と遅角側作動室とに隔成するベーンを有するとともに、前記内周側回転子の軸方向の一端を跨ぐ側板を介して前記外周側回転子に一体に結合されたベーンロータと、
   前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動液の給排を制御する油圧制御装置と、を備えて成り、
   前記内周側回転子と外周側回転子の一方が内燃機関の駆動軸に連結されるとともに、前記内周側回転子と外周側回転子の他方が駆動輪側の前記出力軸に連結され、
   前記ジェネレータモータに入力される内燃機関のトルク変動を、前記位相変更手段の内周側回転子と外周側回転子の永久磁石の磁気反力によって吸収することを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。
2. 内燃機関の駆動軸と駆動輪側の出力軸の間に、発電または駆動補助を行うジェネレータモータが介装された内燃機関の動力伝達装置であって、
   前記ジェネレータモータは、
   円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
   この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
   油圧によって前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて前記両回転子の相対位相に応じた誘起電圧定数を変更する位相変更手段と、を備え、
   前記位相変更手段は、
   前記内周側回転子の内側に一体に設けられ、内周に凹部を有するハウジングと、
   このハウジングの径方向内側に回動可能に配置され、ハウジングの凹部内に突出して同凹部内を進角側作動室と遅角側作動室とに隔成するベーンを有するとともに、前記内周側回転子の軸方向の一端を跨ぐ側板を介して前記外周側回転子に一体に結合されたベーンロータと、
   前記進角側作動室と遅角側作動室に対する作動液の給排を制御する油圧制御装置と、を備えて成り、
   前記内周側回転子と外周側回転子の一方が内燃機関の駆動軸に連結されるとともに、前記内周側回転子と外周側回転子の他方が駆動輪側の前記出力軸に連結され、
   前記ジェネレータモータに入力される内燃機関のトルク変動を、前記進角側作動室と遅角側作動室の少なくとも一方の作動室内の作動液の緩衝作用によって吸収することを特徴とする内燃機関の動力伝達装置。
3. 前記駆動輪側の出力軸が前記位相変更手段の内周側回転子と外周側回転子に対して相対回動可能にされ、
   前記出力軸と内周側回転子の間に第１の断接手段が設けられ、前記出力軸と外周側回転子の間に第２の断接手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の動力伝達装置。
4. 前記内燃機関とジェネレータモータの間に、弾性部材を有する捩りダンパが介装されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の動力伝達装置。

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