JP5220706B2

JP5220706B2 - ハイブリッド車両用パワーユニット

Info

Publication number: JP5220706B2
Application number: JP2009177200A
Authority: JP
Inventors: 正宏黒木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-30
Filing date: 2009-07-30
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-07-30
Also published as: JP2011031646A

Description

本発明は、エンジンが発揮する駆動力ならびに電動モータが発揮する駆動力のいずれによっても駆動輪を回転駆動し得るようにしたハイブリッド車両用パワーユニットに関する。

エンジンのクランクシャフトと平行な軸線を有する動力伝達軸上に、発電機と、前記エンジンからの動力を前記発電機および後輪に対して分割する動力分配装置と、後輪を回転させる動力を発揮するようにして前記動力分配装置を前記発電機との間に挟む位置に配置される電動モータとが配設されるようにしたハイブリッド車両用パワーユニットが、特許文献１で既に知られている。

特開２００６−２５６４６８号公報

ところが上記特許文献１で開示されるものでは、発電機および電動モータが別個に設けられており、パワーユニットの大型化および部品点数の増加を招いている。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の低減および小型化を可能としたハイブリッド車両用パワーユニット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、本発明は、エンジンのクランクシャフトからの動力が入力されるリングギヤ、該リングギヤで同軸に囲繞されるサンギヤ、前記リングギヤおよび前記サンギヤに噛合する遊星ギヤ、ならびに前記クランクシャフトと平行な軸線を有するとともに駆動輪に伝動手段を介して連動、連結される出力軸に連結されるとともに前記遊星ギヤを軸支する遊星キャリアを有して前記出力軸と同軸に配置される遊星ギヤ式伝動機構と、発電可能として前記サンギヤに連結されるとともに前記出力軸と同軸に配置される単一のモータ発電機と、前記サンギヤの回転を制動し得る制動手段とを備えるるハイブリッド車両用パワーユニットであって、前記遊星キャリアの外周に、回転数センサで検出される複数の突起が突設され、セルモータが、前記クランクシャフトからの正転方向の駆動力を遮断するものの前記クランクシャフトからの逆転方向の駆動力を伝達する一方向クラッチを介して前記クランクシャフトに連結され、前記エンジンの停止状態での前記モータ発電機の作動に応じて前記遊星ギヤ式伝動機構から前記セルモータに作用する逆転方向の駆動トルクが、車両が移動できない状態で前記モータ発電機が最大駆動力を出力する場合でも、前記セルモータのフリクショントルクよりも小さくなるように設定されることを第１の特徴とする。

本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記遊星キャリアが発揮する回転トルクの変化に応じて前記出力軸の軸方向に作動する可動部材を含むとともに該可動部材の軸方向位置に応じて前記遊星キャリアの回転トルクを検出するように構成されるトルク検出手段が、前記遊星ギヤ式伝動機構に関して前記モータ発電機とは反対側で該遊星ギヤ式伝動機構に隣接して配設されることを第２の特徴とする。

本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記制動手段が、正逆回転自在の前記セルモータの逆転作動に応じて前記サンギヤを制動するように構成されることを第３の特徴とする。

なお実施の形態のリング板１１１が本発明の可動部材に対応し、実施の形態の後輪ＷＲが本発明の駆動輪に対応する。

本発明の第１の特徴によれば、モータ発電機によってサンギヤを回転駆動することによってモータ発電機からの動力を出力軸から伝動手段を介して駆動輪に伝達することができ、また遊星ギヤ式伝動機構におけるサンギヤの回転を制動手段で制動することによってモータ発電機を低速で回転させて発電しながらエンジンのクランクシャフトからの動力を出力軸から伝動手段を介して駆動輪に伝達することができ、さらに遊星ギヤ式伝動機構におけるサンギヤの回転を制動手段で停止した状態ではモータ発電機によるロスを無くしてエンジンの出力のみによる走行が可能であり、発電機および電動モータの機能を単一のモータ発電機に持たせるようにして部品点数の低減およびパワーユニットの小型化が可能となる。しかも制動手段は、サンギヤを制動すればよいので制動トルクが小さくてすみ、制動手段の小型化が可能である。

また、前記遊星キャリアの外周に、回転数センサで検出される複数の突起が遊星キャリアの外周に突設されるので、遊星キャリアをパルスロータとしても機能させることができ、専用のパルスロータを設けることを不要として、部品点数の低減を図ることができるとともに、出力軸の短縮およびパワーユニットの小型化を図ることができる。

また更に、セルモータが、クランクシャフトからの正転方向の駆動力を遮断するもののクランクシャフトからの逆転方向の駆動力を伝達する一方向クラッチを介してクランクシャフトに連結され、エンジンの停止状態でのモータ発電機の作動に応じて遊星ギヤ式伝動機構からセルモータに作用する逆転方向の駆動トルクが、車両が移動できない状態で前記モータ発電機が最大駆動力を出力する場合でも、セルモータのフリクショントルクよりも小さくなるように設定されるので、エンジンの停止状態でのモータ発電機の作動時にはクランクシャフトが回転することはなく、モータ発電機の出力による車両の発進が可能となる。

本発明の第２の特徴によれば、トルク検出手段が遊星ギヤ式伝動機構に関してモータ発電機とは反対側で該遊星ギヤ式伝動機構に隣接して配設されるので、トルク検出手段のための専用の軸の増加を回避して、パワーユニットの小型化に寄与することができる。

本発明の第３の特徴によれば、セルモータの正逆回転制御によって制動手段の作動制御すなわちモータ発電機の回転制御が可能となり、制動手段を作動せしめるための専用のアクチュエータを不要として部品点数を低減することができる。

参考例の自動二輪車の側面図である。パワーユニットおよび後輪間の動力伝達系を簡略化して示す図である。図１の３−３線に沿うパワーユニットの断面図である。図３の４−４線断面図である。図４の５−５線矢視図である。実施例１のパワーユニットの図３に対応した断面図である。図６の要部拡大図である。実施例２のパワーユニットの要部の図７に対応した断面図である。

以下、本発明の実施の形態および参考形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

参考例

本発明の参考例について図１〜図５を参照しながら説明すると、先ず図１において、ハイブリッド式車両であるハイブリッド式自動二輪車の車体フレームＦは、フロントフォーク１１を操向可能に支承するヘッドパイプ１２と、該ヘッドパイプ１２から後下がりに延びるメインフレーム１３と、メインフレーム１３の後端から下方に延びる左右一対のピボットプレート１４…と、該ピボットプレート１４…の連設部よりも前方で前記メインフレーム１３の後部に連設されて後上がりに延びる左右一対のシートフレーム１５…とを備え、前記フロントフォーク１１の下端に前輪ＷＦが軸支され、フロントフォーク１１の上部にはバー状の操向ハンドル１６が連結される。

前記車体フレームＦには、パワーユニットＰＡが前記メインフレーム１３の下方に配置されるようにして搭載される。また車体フレームＦにおけるピボットプレート１４…には、スイングアーム１７の前端部が支軸１８を介して揺動可能に支承されており、前記パワーユニットＰＡが出力する動力で回転駆動される駆動輪としての後輪ＷＲの車軸１９が前記スイングアーム１７の後端部に軸支される。また車体フレームＦにおけるシートフレーム１５…の後部および前記スイングアーム１７の後部間には左右一対のリヤクッションユニット２０…が設けられる。

前記両シートフレーム１９には、たとえばタンデム型である乗車用シート２１が支持される。また車体フレームＦには、該車体フレームＦ、前記パワーユニットＰＡの一部を覆う合成樹脂製の車体カバー２２が取付けられる。

図２において、前記パワーユニットＰＡは、単気筒のエンジンＥＡと、前記後輪ＷＲに連動、連結される出力軸２５Ａおよび前記エンジンＥＡ間に設けられる遊星ギヤ式伝動機構２６Ａと、該遊星ギヤ式伝動機構２６Ａを介して前記出力軸２５Ａに連結されるモータ発電機２７と、該モータ発電機２７の作動を制動し得る制動手段２８とを備える。

図３を併せて参照して、前記エンジンＥＡのエンジン本体３０Ａは、車幅方向に沿う軸線を有するクランクシャフト２９Ａを回転自在に支承するクランクケース３１と、軸線Ｃをわずかに前上がりに傾斜させたシリンダボア３５を有して前記クランクケース３１の前部に結合されるシリンダブロック３２と、該シリンダブロック３２の前部に結合されるシリンダヘッド３３と、クランクケース３１の左側に結合される第１クランクケースカバー３６と、前記クランクケース３１の右側に結合される第２クランクケースカバー３７Ａとで構成され、前記クランクケース３１は、前記クランクシャフト２９Ａの軸線に直交する結合面３８で結合される左ケース半体３１ａおよび右ケース半体３１ｂから成る。

前記クランクケース３１の後部には、前記クランクシャフト２９Ａと平行な軸線を有する前記出力軸２５Ａが回転自在に支承され、パワーユニットＰＡからの動力は、前記出力軸２５Ａの左端部に設けられた駆動スプロケット３９と、該駆動スプロケット３９に巻き掛けられる無端状のチェーン４０とを含む伝動手段４１を介して前記後輪ＷＲに伝達される。

前記クランクケース３１および第１クランクケースカバー３６間には、前記クランクシャフト２９Ａの左端部に固定される回転伝動体４２が配置されており、この回転伝動体４２との間に一方向クラッチ４３を介在させたギヤ４４が前記クランクシャフト２９Ａに相対回転可能に支承されており、前記クランクシャフト２９Ａに始動用回転動力を付与するためのセルモータ４５（図１および図４参照）が、前記ギヤ４４に連動、連結されつつ前記クランクケース３１の上方に固定配置される。

而して前記セルモータ４５は、正逆回転自在のものであり、前記一方向クラッチ４３は、前記クランクシャフト２９Ａからの正転方向の駆動力の前記セルモータ４５側への伝達は遮断するものの前記クランクシャフト２９Ａからの逆転方向の駆動力を前記セルモータ４５側に伝達するものであり、セルモータ４５は、該一方向クラッチ４３および前記回転伝動体４２を介して前記クランクシャフト２９Ａに連結される。

前記シリンダヘッド３３には、前記クランクシャフト２９Ａと平行な軸線を有するカムシャフト４６を含む動弁装置４７が配設されており、前記クランクシャフト２９Ａおよび前記カムシャフト４６間にはクランクシャフト２９Ａからの回転動力を１／２の減速比でカムシャフト４６に伝達するための調時伝動手段４８が設けられる。而して該調時伝動手段４８は、前記ギヤ４４に軸方向内方で隣接して前記クランクシャフト２９Ａに固定される駆動スプロケット４９と、前記カムシャフト４６の左端部に固定される被動スプロケット５０とに無端状のカムチェーン５１が巻き掛けられて成る。

前記クランクケース３１における右ケース半体３１ｂからの突出部で前記クランクシャフト２９Ａには、前記クランクシャフト２９Ａおよび遊星ギヤ式伝動機構２６Ａ間に設けられる回転部材として円筒状の伝動筒軸５４が相対回転自在に支承されており、この伝動筒軸５４および前記クランクシャフト２９Ａ間には遠心クラッチ５５が介設される。

前記遠心クラッチ５５は、前記クランクシャフト２９Ａに固定されるドライブプレート５６と、前記伝動筒軸５４に固定されて前記ドライブプレート５６を同軸に覆う椀状のクラッチハウジング５７と、クランクシャフト２９Ａの回転に伴う遠心力の作用に応じて前記クラッチハウジング５７の内周に摩擦係合することを可能として前記ドライブプレート５６に回動可能に軸支される複数のクラッチウエイト５８…とを備える。

また前記伝動筒軸５４の一部を囲繞する円筒状の支持ケース５９がクランクケース３１に固定されており、コイル６０を有する電磁ブレーキ６１が前記伝動筒軸５４を囲んで前記支持ケース５９に支持される。而してコイル６０に通電した状態で前記電磁ブレーキ６１は、前記伝動筒軸５４の回転を制動する。

また第２クランクケースカバー３７Ａの内面には、前記クランクシャフト２９Ａの右端部を回転自在に嵌合せしめる円筒状の軸受ハウジング５３が一体に突設される。前記遠心クラッチ５５におけるドライブプレート５６には遠心フィルタ６２が固定され、第２クランクケースカバー３７Ａに設けられた油路６３に通じる第１油孔６４がクランクシャフト２９Ａの右端部に同軸に設けられる。ところでシリンダブロック３２のシリンダボア３５に摺動可能に嵌合されるピストン６５はコネクティングロッド６６およびクランクピン６７を介してクランクシャフト２９Ａに連接されるものであり、クランンクピン６７およびコネクティングロッド６６間のオイルを供給するようにして前記クランクシャフト２９Ａに設けられる第２油孔６８との間に前記遠心フィルタ６２が介装される。

図４を併せて参照して、前記遊星ギヤ式伝動機構２６Ａは、前記クランクシャフト２９Ａからの動力が入力されるリングギヤ７０と、該リングギヤ７０で同軸に囲繞されるサンギヤ７１と、前記リングギヤ７０および前記サンギヤ７１に噛合する複数の遊星ギヤ７２…と、それらの遊星ギヤ７２…を軸支する遊星キャリア７３Ａとを備え、出力軸２５Ａと同軸に配置される。

前記リングギヤ７０には、一次減速ギヤ機構７４Ａおよびダンパゴム７５を介してクランクシャフト２９Ａからの動力が入力されるものであり、一次減速ギヤ機構７４Ａは、前記伝動筒軸５４に相対回転不能に結合されて前記クランクシャフト２９Ａで回転自在に支承される一次駆動ギヤ７６と、前記クランクケース３１で回転自在に支承されて前記一次駆動ギヤ７６に噛合するアイドルギヤ７７と、前記出力軸２５Ａと同軸の軸線まわりに回転することを可能として前記アイドルギヤ７７に噛合する一次被動ギヤ７８とから成り、一次被動ギヤ７８は前記ダンパゴム７５を介してリングギヤ７０に連結される。

前記クランクケース３１の右ケース半体３１ｂを回転自在に貫通する円筒状の回転軸８０が前記出力軸２５Ａを同軸に囲繞するように配置されており、この回転軸８０および前記右ケース半体３１ｂ間にはボールベアリング８１が介装され、前記出力軸２５Ａおよび前記回転軸８０間には一対のボールベアリング８２…が介装される。また一次減速ギヤ機構７４Ａの一次被動ギヤ７８は、前記回転軸８０を同軸に囲繞して配置されており、一対のボールベアリング８３…が一次被動ギヤ７８および前記回転軸８０間に介装される。

遊星ギヤ式伝動機構２６Ａのサンギヤ７１は、前記出力軸２５Ａとの間に一対のニードルベアリング８４…を介在せしめて前記出力軸２５Ａを同軸に囲繞するものであり、前記回転軸８０の右端部が前記サンギヤ７１に相対回転不能に結合される。

ところで遊星キャリア７３Ａは、遊星ギヤ７２…を一次減速ギヤ機構７４Ａの一次被動ギヤ７８との間に挟む位置に配置されており、前記出力軸２５Ａを同軸に囲繞しつつ該出力軸２５Ａに相対回転不能に結合される支持筒８５に回転可能に支承される。しかも支持筒８５には、該支持筒８５との相対回転を不能としたシフタ８６が、前記遊星キャリア７３Ａに相対回転不能に係合される係合位置と、遊星キャリア７３Ａとの係合を解除する係合解除位置との間で軸方向に移動することを可能として支持されており、図示しない操作手段の操作によって前記シフタ８６を前記係合位置に移動せしめると、遊星キャリア７３Ａが出力軸２５Ａに相対回転不能に連結されることになる。また前記シフタ８６を係合解除位置に操作すると、遊星キャリア７３Ａは出力軸２５Ａの軸線まわりに自由に回転可能となる。

前記モータ発電機２７は、前記クランクケース３１内に収容されるものであり、前記回転軸８０に固定されるロータ８８と、該ロータ８８を囲繞するようにして前記クランクケース３１の左ケース半体３１ａに締結されるステータ８９とから成る。すなわちモータ発電機２７は、前記遊星ギヤ式伝動機構２６Ａのサンギヤ７１に、回転軸８０を介して同軸に連結されることになる。

図５を併せて参照して、前記サンギヤ７１およびモータ発電機２７を制動する制動手段２８は、前記ボールベアリング８１，８３…間で前記回転軸８０に内周部が相対回転不能に結合されるドラム９０と、一端部がボルト９２で前記クランクケース３１の右ケース半体３１ｂに固定されて前記ドラム９０の外周に巻き掛けられるベルト９１とを備えており、ベルト９１にその他端側から牽引力を作用せしめることで、前記ドラム９０すなわち前記サンギヤ７１およびモータ発電機２７を制動することができる。

ところでクランクケース３１の上方に配置されるセルモータ４５は、左ケース半体３１ａの上部に一体に設けられる支持板部９３に取付けられており、該セルモータ４５の出力軸９４に設けられたピニオン９５にアイドルギヤ９６が噛合され、該アイドルギヤ９６に被動ギヤ９７が噛合される。而して前記アイドルギヤ９６は、前記回転伝動体４２との間に一方向クラッチ４３を介在させて前記クランクシャフト２９Ａに相対回転可能に支承された前記ギヤ４４に噛合するアイドルギヤ９９に固着されており、このアイドルギヤ９９が、前記クランクケース３１の左ケース半体３１ａおよび第１クランクケースカバー３６間に支持された軸９８で回転自在に支承される。

前記クランクケース３１の左および右ケース半体３１ａ，３１ｂを回転自在に貫通してそれらのケース半体３１ａ，３１ｂで回転自在に支承される伝動軸１００の一端部に、前記被動ギヤ９７が一方向クラッチ１０１を介して装着される。而して前記セルモータ４５は正逆回転自在なものであるが、前記一方向クラッチ１０１は前記セルモータ４５の逆転方向の動力だけを前記伝動軸１００に伝達する。

前記伝動軸１００の他端部には偏心した偏心軸部１００ａが設けられており、この偏心軸部１００ａにリング部材１０２が装着される。一方、前記制動手段２８におけるベルト９１の他端にはコイルばね１０３の一端部が連結されており、このコイルばね１０３の他端部が前記リング部材１０２に連結される。

而して前記セルモータ４５の逆転によって前記伝動軸１００が回動することにより、前記ベルト９１が牽引され、それによって制動手段２８が制動作動することになる。また前記セルモータ４５が逆転作動を停止したときには、前記コイルばね１０３が発揮するばね力によって伝動軸１００が元の位置まで回動し、それによってベルト９１に作用していた牽引力が解放されるので、制動手段２８による制動状態が解除される。

このようなパワーユニットＰＡにおいて、エンジンＥＡの運転時に遊星ギヤ式伝動機構２６Ａにおけるサンギヤ７１の回転を制動手段２８で制動することによって、モータ発電機２７を低速で回転させて発電しながらエンジンＥＡのクランクシャフト２９Ａからの動力を出力軸２５Ａから伝動手段４１を介して後輪ＷＲに伝達することができ、またサンギヤ７１の回転を制動手段２８で停止した状態ではモータ発電機２７によるロスを無くしてエンジンＥＡの出力のみによる走行が可能である。一方、電磁ブレーキ６１のコイル６０に通電して伝動筒軸５４を制動した状態でモータ発電機２７によってサンギヤ２７を回転駆動すると、リングギヤ７０が制動されているので遊星キャリア７３Ａが正方向に回転し、モータ発電機２７からの動力を出力軸２５Ａから伝動手段４１を介して後輪ＷＲに伝達することができる。また減速時に前記電磁ブレーキ６１のコイル６０に通電して伝動筒軸５４を制動すると、リングギヤ７０が制動されているので出力軸２５Ａからの正転方向のトルクがモータ発電機２７に入力され、モータ発電機２７での回生発電が可能となる。

ところで前記遊星ギヤ式伝動機構２６Ａにおける遊星キャリア７３Ａはパルスロータとしても機能するものであり、遊星キャリア７３Ａの外周に設けられる複数の突起１０４…に対向する回転数センサ１０５が、第２クランクケースカバー３７Ａに取付けられる。

再び図１に注目して、前記モータ発電機２７の作動を制御するパワードライブユニット１０６は、乗車用シート２１の前部下方に配置されて車体カバー２２で覆われており、前記モータ発電機２７に接続されるバッテリ１０７は、乗車用シート２１の後部下方に配置されて車体カバー２２で覆われる。

次にこの参考例の作用について説明すると、パワーユニットＰＡは、単気筒のエンジンＥＡと、後輪ＷＲに伝動手段４１を介して連動、連結される出力軸２５ＡおよびエンジンＥＡ間に設けられる遊星ギヤ式伝動機構２６Ａと、該遊星ギヤ式伝動機構２６Ａを介して前記出力軸２５Ａに連結されるモータ発電機２７と、制動手段２８とを備えており、遊星ギヤ式伝動機構２６Ａは、クランクシャフト２９Ａからの動力が入力されるリングギヤ７０と、該リングギヤ７０で同軸に囲繞されるとともに出力軸２５Ａと同軸に配置される前記モータ発電機２７が連結されるサンギヤ７１と、リングギヤ７０およびサンギヤ７１に噛合する複数の遊星ギヤ７２…と、出力軸２５Ａに連結されるとともに前記遊星ギヤ７２…を軸支する遊星キャリア７３Ａとを有して出力軸２５Ａと同軸に配置され、制動手段２８はサンギヤ７１を制動可能である。

このようなパワーユニットＰＡによれば、モータ発電機２７によってサンギヤ７１を回転駆動することによってモータ発電機２７からの動力を出力軸２５Ａから伝動手段４１を介して後輪ＷＲに伝達することができ、またサンギヤ７１の回転を制動手段２８で制動することによってモータ発電機２７を低速で回転させて発電しながらエンジンＥＡのクランクシャフト２９Ａからの動力を出力軸２５Ａから伝動手段４１を介して後輪ＷＲに伝達することができ、さらにサンギヤ７１の回転を制動手段２８で停止した状態ではモータ発電機２７によるロスを無くしてエンジンＥＡの出力のみによる走行が可能であり、発電機および電動モータの機能を単一のモータ発電機２７に持たせるようにして部品点数の低減およびパワーユニットＰＡの小型化が可能となる。しかも制動手段２８は、サンギヤ７１を制動すればよいので制動トルクが小さくてすみ、制動手段２８の小型化が可能である。

また制動手段２８が、正逆回転自在のセルモータ４５の逆転作動に応じてサンギヤ７１を制動するように構成されているので、セルモータ４５の正逆回転制御によって制動手段２８の作動制御すなわちモータ発電機２７の回転制御が可能となり、制動手段２８を作動せしめるための専用のアクチュエータを不要として部品点数を低減することができる。

さらにクランクシャフト２９Ａおよび遊星ギヤ式伝動機構２６Ａ間に設けられる伝動筒軸５４の回転が電磁ブレーキ６１で制動されるので、電磁ブレーキ６１を設けるだけの簡単な構成で、モータ発電機２７による走行時のリングギヤ７０の制動ならびに出力軸２５Ａからの減速回生時のリングギヤ７０の制動が可能となる。

しかも遊星ギヤ式伝動機構２６Ａにおける遊星キャリア７３Ａの外周に、回転数センサ１０５で検出される複数の突起１０４…が突設されるので、遊星キャリア７３Ａをパルスロータとしても機能させることができ、専用のパルスロータを設けることを不要として、部品点数の低減を図ることができるとともに、出力軸２５Ａの短縮およびパワーユニットＰＡの小型化を図ることができる。

本発明の実施例１について図６および図７を併せて参照しながら説明するが、図１〜図５の参考例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。

先ず図６において、パワーユニットＰＡは、単気筒のエンジンＥＢと、後輪ＷＲ（参考例参照）に連動、連結される出力軸２５Ｂおよび前記エンジンＥＢ間に設けられる遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂと、該遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂを介して前記出力軸２５Ｂに連結されるモータ発電機２７と、該モータ発電機２７の作動を制動し得る制動手段２８とを備える。

前記エンジンＥＢのエンジン本体３０Ｂは、車幅方向に沿う軸線を有するクランクシャフト２９Ｂを回転自在に支承するクランクケース３１と、軸線Ｃをわずかに前上がりに傾斜させたシリンダボア３５を有して前記クランクケース３１の前部に結合されるシリンダブロック３２と、該シリンダブロック３２の前部に結合されるシリンダヘッド３３と、クランクケース３１の左側に結合される第１クランクケースカバー３６と、前記クランクケース３１の右側に結合される第２クランクケースカバー３７Ｂとで構成される。

前記クランクケース３１の後部には、前記クランクシャフト２９Ｂと平行な軸線を有する前記出力軸２５Ｂが回転自在に支承され、パワーユニットＰＡからの動力は、前記出力軸２５Ｂから伝動手段４１を介して前記後輪ＷＲに伝達される。

前記クランクケース３１および第１クランクケースカバー３６間には、前記クランクシャフト２９Ｂの左端部に固定される回転伝動体４２が配置されており、この回転伝動体４２との間に、前記クランクシャフト２９Ｂからの正転方向の駆動力の前記セルモータ４５側への伝達は遮断するものの前記クランクシャフト２９Ｂからの逆転方向の駆動力を前記セルモータ４５側に伝達する一方向クラッチ４３を介在させたギヤ４４が前記クランクシャフト２９Ｂに相対回転可能に支承されており、前記クランクシャフト２９Ｂに始動用回転動力を付与するためのセルモータ４５（参考例参照）が、前記ギヤ４４に連動、連結されつつ前記クランクケース３１の上方に固定配置される。

前記セルモータ４５は、正逆回転自在のものであり、エンジンＥＢの停止状態での前記モータ発電機２７の作動に応じて前記遊星ギヤ式伝動機構２６からクランクシャフト２９Ｂに作用する逆転方向の駆動トルクが、車両が移動できない状態でモータ発電機２７が最大駆動力を出力する場合でも、セルモータ４５のフリクショントルクよりも小さくなるように設定される。

第２クランクケースカバー３７Ｂの内面には、前記クランクシャフト２９Ｂの右端部を回転自在に嵌合せしめる円筒状の軸受ハウジング１０８が一体に突設され、クランクシャフト２９Ｂの右端部には遠心フィルタ６２が固定され、第２クランクケースカバー３７Ｂに設けられた油路１０９に通じる第１油孔６４がクランクシャフト２９Ｂの右端部に同軸に設けられる。またクランンクピン６７およびコネクティングロッド６６間のオイルを供給するようにして前記クランクシャフト２９Ｂに設けられる第２油孔６８との間に前記遠心フィルタ６２が介装される。

図７を併せて参照して、遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂは、前記クランクシャフト２９Ｂからの動力が入力されるリングギヤ７０と、該リングギヤ７０で同軸に囲繞されるサンギヤ７１と、前記リングギヤ７０および前記サンギヤ７１に噛合する複数の遊星ギヤ７２…と、それらの遊星ギヤ７２…を軸支する遊星キャリア７３Ｂとを備え、出力軸２５Ｂと同軸に配置される。

前記リングギヤ７０には、一次減速ギヤ機構７４Ｂおよびダンパゴム７５を介してクランクシャフト２９Ｂからの動力が入力されるものであり、一次減速ギヤ機構７４Ｂは、前記クランクシャフト２９Ｂに相対回転不能に結合される一次駆動ギヤ１１０と、前記クランクケース３１で回転自在に支承されて前記一次駆動ギヤ１１０に噛合するアイドルギヤ７７と、前記出力軸２５Ｂと同軸の軸線まわりに回転することを可能として前記アイドルギヤ７７に噛合する一次被動ギヤ７８とから成り、一次被動ギヤ７８は前記ダンパゴム７５を介してリングギヤ７０に連結される。

遊星ギヤ式伝動機構２６のサンギヤ７１は、前記出力軸２５Ｂとの間に一対のニードルベアリング８４…を介在せしめて前記出力軸２５Ｂを同軸に囲繞するものであり、モータ発電機２７のロータ８８に同軸に連なる回転軸８０の右端部が前記サンギヤ７１に相対回転不能に結合される。

ところで遊星キャリア７３Ｂは、遊星ギヤ７２…を一次減速ギヤ機構７４Ｂの一次被動ギヤ７８との間に挟む位置に配置されており、前記出力軸２５Ｂを同軸に囲繞しつつ該出力軸２５Ｂに相対回転可能に支承される。この遊星キャリア７３Ｂと、前記遊星ギヤ７２…とは反対側から前記遊星キャリア７３Ｂの内周部に対向しつつ相対回転不能かつ軸方向相対移動を可能として前記出力軸２５Ｂに係合されるリング板１１１との間に、遊星キャリア７３Ｂおよびリング板１１１間に介在する複数のボール１１２…を含むトルクカム機構１１３が設けられる。

このトルクカム機構１１３は、前記遊星キャリア７３Ｂの回転トルクが大きくなるにつれて前記リング板１１１を前記遊星キャリア７３Ｂから遠ざけるようにして、遊星キャリア７３Ｂが発揮する回転トルクの変化に応じて前記リング板１１１を出力軸２５Ｂの軸方向に移動せしめるものである。

前記遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂに関して前記モータ発電機２７とは反対側には、前記リング板１１１を構成要素の一部とするトルク検出手段１３０が、前記遊星キャリア７３Ｂの回転トルクを検出するようにして、前記遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂに隣接して配設される。

前記トルク検出手段１３０は、前記リング板１１１と、該リング板１１１を前記遊星キャリア７３Ｂとの間に挟むリング体１１４と、該リング体１１４との間に環状の液圧室１１８を形成するようにして前記リング体１１４に摺動自在に嵌合されるリング状のピストン１１９と、前記液圧室１１８の液圧を検出することで前記遊星キャリア７３Ｂの回転トルクを得るようにして前記リング体１１４に取付けられるトルクセンサ１２２とを備える。

前記リング体１１４は、前記出力軸２５Ｂとの軸方向相対移動を可能として該出力軸２５Ｂを囲繞するように配置されており、リング体１１４および前記リング板１１１間にはスラストベアリング１１５…が介装される。また前記リング体１１４を前記リング板１１１との間に挟むリング状の支持板１１６が前記出力軸２５Ｂに固定される。

前記リング体１１４には、前記支持板１１６側に開放した円形の凹部１１７が設けられており、該凹部１１７の閉塞端との間に環状の液圧室１１８を形成するリング状のピストン１１９が凹部１１７に液密にかつ摺動可能に嵌合され、ピストン１１９の外端および前記支持板１１６間にはスラストベアリング１２０…が介装される。しかも前記液圧室１１８には、該液圧室１１８の容積を増大するばね力を発揮するようにして前記リング体１１４および前記ピストン１１９間に介設されるばね１３１が収容される。

而して前記遊星キャリア７３Ｂの回転トルクが大きくなるにつれて前記トルクカム機構１１３がリング板１１１を前記遊星キャリア７３Ｂから遠ざけるように軸方向に移動せしめるのに伴って前記液圧室１１８の容積は縮小されることになる。

前記リング体１１４の上部には、作動液を貯留する作動液貯留部１１４ａが上方に開放するようにして一体に設けられており、この作動液貯留部１１４ａ内には、作動液貯留部内１１４ａ内の作動液を前記液圧室１１８側に導く一方向弁１２１が配設される。またリング体１１４には、前記液圧室１１８に通じる通路１２３を形成するセンサ取付け部１１４ｂが一体に設けられており、前記リング板１１１の軸方向移動に応じて変化する前記液圧室１１８および前記通路１２３の液圧を検出することで前記遊星キャリア７３Ｂの回転トルクを得るようにしたトルクセンサ１２２が取付けられる。

この実施例１によっても上記参考例と同様に、モータ発電機２７によってサンギヤ７１を回転駆動することによってモータ発電機２７からの動力を出力軸２５Ｂから伝動手段４１を介して後輪ＷＲに伝達することができ、またサンギヤ７１の回転を制動手段２８で制動することによってモータ発電機２７を低速で回転させて発電しながらエンジンＥＢのクランクシャフト２９Ｂからの動力を出力軸２５Ｂから伝動手段４１を介して後輪ＷＲに伝達することができ、さらにサンギヤ７１の回転を制動手段２８で停止した状態ではモータ発電機２７によるロスを無くしてエンジンＥＢの出力のみによる走行が可能であり、発電機および電動モータの機能を単一のモータ発電機２７に持たせるようにして部品点数の低減およびパワーユニットＰＢの小型化が可能となる。

またセルモータ４５が、クランクシャフト２９Ｂからの正転方向の駆動力を遮断するものの前記クランクシャフト２９Ｂからの逆転方向の駆動力を伝達する一方向クラッチ４３を介してクランクシャフト２９Ｂに連結されており、エンジンＥＢの停止状態でのモータ発電機２７の作動に応じて遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂからクランクシャフト２９Ｂに作用する逆転方向の駆動トルクが、車両が移動できない状態でモータ発電機２７が最大駆動力を出力する場合でも、セルモータ４５のフリクショントルクよりも小さくなるように設定されるので、エンジンＥＢの停止状態でのモータ発電機２７の作動時にはクランクシャフト２９Ｂが回転することはなく、モータ発電機２７の出力による車両の発進が可能となる。

さらに遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂに関して前記モータ発電機２７とは反対側には、遊星キャリア７３Ｂが発揮する回転トルクの変化に応じて出力軸２５Ｂの軸方向に作動するリング板１１１を含むとともに該リング板１１１の軸方向位置に応じて前記遊星キャリア７３Ｂの回転トルクを検出するように構成されるトルク検出手段１３０が、遊星ギヤ式伝動機構２６Ｂに隣接して配設されるので、トルク検出手段１３０のための専用の軸の増加を回避して、パワーユニットＰＢの小型化に寄与することができる。

本発明の実施例２について図８を参照しながら説明するが、図１〜図５の参考例ならびに図６および図７の実施例１に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。

遊星ギヤ機構２６Ｂにおけるサンギヤ７１およびモータ発電機２７の回転を制動し得る制動手段１２５は、ボールベアリング８１，８３…間で回転軸８０に内周部が相対回転不能かつ軸方向相対移動可能に係合される回転板１２６と、該回転板１２６に対向してクランクケース３１における右ケース半体３１ｂに取付けられるコイル１２７とから成り、コイル１２７に通電することで回転板１２６を右ケース半体３１ｂ側に吸引することで前記サンギヤ７１およびモータ発電機２７を制動することができる。

この実施例２によっても実施例１と同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の実施の形態および参考形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

２５Ａ，２５Ｂ・・・出力軸
２６Ａ，２６Ｂ・・・遊星ギヤ式伝動機構
２７・・・モータ発電機
２８，１２５・・・制動手段
２９Ａ，２９Ｂ・・・クランクシャフト
４１・・・伝動手段
４３・・・一方向クラッチ
４５・・・セルモータ
７０・・・リングギヤ
７１・・・サンギヤ
７２・・・遊星ギヤ
７３Ａ，７３Ｂ・・・遊星キャリア
１０４・・・突起
１０５・・・回転数センサ
１１１・・・可動部材であるリング板
１３０・・・トルク検出手段
ＥＡ，ＥＢ・・・エンジン
ＰＡ，ＰＢ・・・パワーユニット
ＷＲ・・・駆動輪である後輪

Claims

エンジン（ＥＡ，ＥＢ）のクランクシャフト（２９Ａ，２９Ｂ）からの動力が入力されるリングギヤ（７０）、該リングギヤ（７０）で同軸に囲繞されるサンギヤ（７１）、前記リングギヤ（７０）および前記サンギヤ（７１）に噛合する遊星ギヤ（７２）、ならびに前記クランクシャフト（２９Ａ，２９Ｂ）と平行な軸線を有するとともに駆動輪（ＷＲ）に伝動手段（４１）を介して連動、連結される出力軸（２５Ａ，２５Ｂ）に連結されるとともに前記遊星ギヤ（７２）を軸支する遊星キャリア（７３Ａ，７３Ｂ）を有して前記出力軸（２５Ａ，２５Ｂ）と同軸に配置される遊星ギヤ式伝動機構（２６Ａ，２６Ｂ）と、発電可能として前記サンギヤ（７１）に連結されるとともに前記出力軸（２５Ａ，２５Ｂ）と同軸に配置される単一のモータ発電機（２７）と、前記サンギヤ（７１）の回転を制動し得る制動手段（２８，１２５）とを備えるハイブリッド車両用パワーユニットであって、
前記遊星キャリア（７３Ａ，７３Ｂ）の外周に、回転数センサ（１０５）で検出される複数の突起（１０４）が突設され、
セルモータ（４５）が、前記クランクシャフト（２９Ｂ）からの正転方向の駆動力を遮断するものの前記クランクシャフト（２９Ｂ）からの逆転方向の駆動力を伝達する一方向クラッチ（４３）を介して前記クランクシャフト（２９Ｂ）に連結され、
前記エンジン（ＥＢ）の停止状態での前記モータ発電機（２７）の作動に応じて前記遊星ギヤ式伝動機構（２６Ｂ）から前記セルモータ（４５）に作用する逆転方向の駆動トルクが、車両が移動できない状態で前記モータ発電機（２７）が最大駆動力を出力する場合でも、前記セルモータ（４５）のフリクショントルクより小さくなるように設定されることを特徴とするハイブリッド車両用パワーユニット。
前記遊星キャリア（７３Ｂ）が発揮する回転トルクの変化に応じて前記出力軸（２５Ｂ）の軸方向に作動する可動部材（１１１）を含むとともに該可動部材（１１１）の軸方向位置に応じて前記遊星キャリア（７３Ｂ）の回転トルクを検出するように構成されるトルク検出手段（１３０）が、前記遊星ギヤ式伝動機構（２６Ｂ）に関して前記モータ発電機（２７）とは反対側で該遊星ギヤ式伝動機構（２６Ｂ）に隣接して配設されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両用パワーユニット。
前記制動手段（２８）が、正逆回転自在の前記セルモータ（４５）の逆転作動に応じて前記サンギヤ（７１）を制動するように構成されることを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両用パワーユニット。