JPH08318746A

JPH08318746A - ハイブリット車輌

Info

Publication number: JPH08318746A
Application number: JP12690195A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Moroto; 脩三諸戸; Mutsumi Kawamoto; 睦川本; Satoru Tanaka; 悟田中
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】車輌後進時、電気モータを逆回転することな
く、かつ電気モータのみによるトルク容量不足を解消す
る。【構成】ハイブリット車輌は、通常では、入力切換え
クラッチＣ₃ が接続状態にあり、燃焼エンジンの出力軸
１ａの回転は、該クラッチＣ₃ を介して電気モータ７の
ロータ４６に伝達され、更に該電気モータ７の電気エネ
ルギによりロータ４６に回転力が付与され、そして前進
３速及び後進１速に適宜変速される自動変速装置６を介
して車輪６６ａ，６６ｂに伝達される。車輌の後進時、
自動変速装置６は後進（リバース）位置に操作され、燃
焼エンジン１及び電気モータ７を正転状態に保持したま
ま、自動変速装置６の出力部材３５が逆転することによ
り、車輌は後進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガソリンエンジン、デ
ィーゼルエンジン及びガスタービンエンジン等の燃焼エ
ンジンと、バッテリ等の電気エネルギによる電気モータ
とを動力源として組合わせて用いるハイブリット車輌に
係り、詳しくは燃焼エンジン及び／又は電気モータの回
転を自動変速装置を介して車輪に伝達する駆動装置に関
する。

【０００２】上記ハイブリット車輌は、エンジンを一定
状態で回転してジェネレータを駆動し、該ジェネレータ
の発電による電気エネルギによりモータを駆動して走行
するシリーズタイプと、エンジン及びモータの出力をそ
れぞれ駆動車輪に連結し、エンジン及びモータのいずれ
か一方を選択的に用いるパラレルタイプと、そしてこれ
らシリーズタイプとパラレルタイプとを組合せたシリー
ズ・パラレルタイプとがあるが、本発明は、上記パラレ
ルタイプ、又はシリーズ・パラレルタイプ、即ちエンジ
ンを略々一定状態で駆動すると共に、変動する負荷に対
応して電気モータをアシストとして車輪を駆動するタイ
プに用いて好適である。

【０００３】

【従来の技術】従来、本出願人は、特開平７−１５８０
６号公報に示すように、燃焼エンジンからの出力を自動
変速装置の入力部材に選択的に入力し得るに入力クラッ
チを設けて、該入力クラッチを切断することにより、電
気モータからの出力を自動変速装置を介して車輪に伝達
し、また前記入力クラッチを接続することにより、燃焼
エンジンからの出力を自動変速装置を介して車輪に伝達
するハイブリット車輌の駆動装置を提案している。

【０００４】該ハイブリット車輌における上記自動変速
装置は、２速等の前進のみからなり、車輌を後進する場
合、入力クラッチを切断してモータ走行モードとした状
態で、自動変速装置を１速状態として、更に電気モータ
を逆回転にて駆動する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したハイブリット
車輌の駆動装置は、後進を得るために電気モータを逆回
転するため、該モータ逆回転用の切換え回路が必要であ
り、電気モータ制御回路を複雑にしてしまう。また、車
庫入れ等の車輌後進時、縁石等の段差がある場合、電気
モータのみの出力ではトルク不足になり、電気モータに
過大な負荷を掛たり、更には段差を乗越えることが不能
になるような事態が発生する虞れがある。

【０００６】そこで、本発明は、後進時にも燃焼エンジ
ン及び電気モータを正転状態で共働して出力し得るよう
に構成し、もって上述課題を解決したハイブリット車輌
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、燃焼エンジン（１）と、電気
モータ（７）と、前記燃焼エンジン及び／又は電気モー
タの回転を車輪に伝達する変速装置（６）と、を備えて
なるハイブリット車輌（ＨＶ）において、前記変速装置
が、前進複数段及び後進１速の各変速段に切換えられる
自動変速装置（６）であり、前記電気モータ（７）が、
ケース（３₃ ）に固定されたステータ（４５）と、該ス
テータの内側に位置して回転自在なロータ（４６）と、
を有すると共に、該ロータと前記自動変速装置（６）の
入力部材（４２）とを連結してなり、前記燃焼エンジン
の出力軸（１ａ）と前記ロータ（４６）との間に、入力
切換えクラッチ（Ｃ₃ ）を介在してなる、ことを特徴と
する。

【０００８】望ましくは、前記自動変速装置（６）は、
シングルプラネタリギヤ（２６）とデュアルプラネタリ
ギヤ（２７）とからなるプラネタリギヤユニット（２
２）を有し、かつ両プラネタリギヤのサンギヤ（Ｓ₁ ，
Ｓ₂ ）を同じ軸上に形成すると共にキャリヤ（ＣＲ₁ ）
を共通に構成し、更に入力回転を、第１のクラッチ（Ｃ
₁ ）を介して前記シングルプラネタリギヤのリングギヤ
（Ｒ₁ ）に伝達すると共に第２のクラッチ（Ｃ₂ ）を介
して前記サンギヤ（Ｓ₁ ，Ｓ₂ ）に伝達し、また該サン
ギヤ及びデュアルプラネタリギヤのリングギヤ（Ｒ₂ ）
を係止手段（Ｂ₁）（Ｂ₂ ）（Ｆ₁ ）にて適宜係止し、
そして前記キャリヤ（ＣＲ₁ ）を出力部材（３５）に連
結して、前進３速及び後進１速を達成してなる。

【０００９】更に、前記自動変速装置（６）と前記燃焼
エンジン（１）との間にトルクコンバータ（５）を配置
して、前記燃焼エンジン出力軸（１ａ）の回転を該トル
クコンバータ（５）を介して前記入力切換えクラッチ
（Ｃ₃ ）に伝達し、また前記電気モータ（７）を、前記
自動変速装置に対して前記トルクコンバータ（５）の反
対側である後端側に配置すると好ましい。

【００１０】

【作用】本ハイブリット車輌（ＨＶ）は、燃焼エンジン
（１）と電気モータ（７）が夫々回転されて車輪（６６
ａ，６６ｂ）に駆動力を与える。例えば燃焼エンジン
（１）が、燃費が良くかつ排気ガスのきれいな状態の負
荷範囲で駆動されると共に、電気モータ（７）が、車輌
の負荷変動に伴い、上記燃焼エンジンの出力では不足す
る部分をアシストすべく駆動される。この場合、入力切
換えクラッチ（Ｃ₃）は接続状態にあり、燃焼エンジン
の出力軸（１ａ）の回転は、該クラッチ（Ｃ₃ ）を介し
て電気モータ（７）のロータ（４６）に伝達され、更に
該電気モータ（７）の電気エネルギによりロータ（４
６）に回転力が付与されて、そして自動変速装置（６）
を介して車輪（６６ａ，６６ｂ）に伝達される。

【００１１】自動変速装置（６）は、燃焼エンジン
（１）及び電気モータ（７）が、略々所定回転数及びト
ルク範囲に維持されるように、前進複数段、後進１速の
各変速段に適宜操作される。車輌の後進時には、自動変
速装置（６）は後進（リバース）位置に操作され、燃焼
エンジン（１）及び電気モータ（７）を正転状態に保持
したまま、自動変速装置（６）の出力部材（３５）が逆
転することにより、車輌は後進する。

【００１２】一例として、１速状態にあっては、燃焼エ
ンジン（１）及び電気モータ（７）に基づくロータ（４
６）の回転は、第１のクラッチ（Ｃ₁ ）を介してシング
ルプラネタリギヤ（２６）の（小）リングギヤ（Ｒ₁ ）
に伝達され、かつ係止手段（Ｆ₁ ，Ｂ₂ ）にてデュアル
プラネタリギヤ（２７）の（大）リングギヤ（Ｒ₂ ）が
停止されていることに基づき、サンギヤ（Ｓ₁ ，Ｓ₂ ）
を空転しつつ、キャリヤ（ＣＲ₁ ）が減速回転して出力
部材（３５）に伝達される。

【００１３】２速状態にあっては、前記ロータ（４６）
の回転は、第１のクラッチ（Ｃ₁ ）を介して小リングギ
ヤ（Ｒ₁ ）に伝達され、かつ係止手段（Ｂ₁ ）にてサン
ギヤ（Ｓ₁ ，Ｓ₂ ）が停止されていることに基づき、大
リングギヤ（Ｒ₂ ）を空転しつつ、キャリヤ（ＣＲ₁ ）
が回転して出力部材（３５）に伝達される。

【００１４】３速状態にあっては、第１のクラッチ（Ｃ
₁ ）が係合していることに加えて第２のクラッチ（Ｃ
₂ ）がさらに係合していることに基づき、燃焼エンジン
（１）及び電気モータ（７）の回転は、小リングギヤ
（Ｒ₁ ）及びサンギヤ（Ｓ₁ ，Ｓ₂ ）に伝達され、プラ
ネタリギヤユニット２２が一体回転し、該一体回転がキ
ャリヤ（ＣＲ₁ ）を介して出力部材（３５）に伝達され
る。

【００１５】そして、後進状態にあっては、第２のクラ
ッチ（Ｃ₂ ）の係合により、燃焼エンジン（１）及び電
気モータ（７）の回転は、サンギヤ（Ｓ₁ ，Ｓ₂ ）に伝
達され、かつ係止手段（Ｂ₂ ）により大リングギヤ（Ｒ
₂ ）が停止されていることに基づき、小リングギヤ（Ｒ
₁ ）を空転しつつ、キャリヤ（ＣＲ₁ ）が逆回転して出
力部材（３５）に伝達される。

【００１６】なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであるが、何等本発明の構成を限定する
ものではない。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
電気モータ及び／又は燃焼エンジンの出力を、前進複数
段及び後進１速の自動変速装置を介して車輪に伝達し得
るので、前進時には、燃焼エンジン及び／又は電気モー
タの回転数及びトルクを所定範囲内に保持し得ると共
に、後進時には、モータを逆回転することなく、燃焼エ
ンジンのトルクで後進しえる。従って、使用頻度の低い
後進時のためにのみモータの逆転駆動回路を設ける必要
がない。

【００１８】更に、自動変速装置として、シングルプラ
ネタリギヤ及びデュアルプラネタリギヤを組合せたプラ
ネタリギヤユニットを有するもの（請求項２記載のも
の）を用いると、自動変速装置を、コンパクト特に軸方
向に短縮化を図ることができ、エンジン横置きタイプの
ものにも、本ハイブリットユニットを搭載することが可
能となり、かつ本自動変速装置が信頼性が高いことと相
俟って、比較的容易に実用化することができる。

【００１９】また、トルクコンバータを用いると、燃焼
エンジンを回転したままで停車する場合等、入力切換え
クラッチ等のクラッチを切断しなくてもよく、かつ実績
のあるトルクコンバータの性能と相俟って、車輌の発進
性能を向上することができる。

【００２０】更に、電気モータを、自動変速装置の後端
側に配置すると、信頼性の高いトルクコンバータ付きの
自動変速装置を適用して、その後端側に電気モータを付
設すればよく、製造が容易になると共に、メンテナンス
も容易となる。

【００２１】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。図１及び図２は、本発明の実施例を示すもの
であり、図１は、概略を示す図で、図２はその具体的な
構成を示す断面図である。

【００２２】ハイブリット車輌の前部（いわゆるエンジ
ンルーム）には、ガソリン又はディーゼル等の内燃エン
ジン１が横向きに搭載されており、更に該エンジン１に
連接して、従来の自動変速装置に相当する部分に本発明
に係るハイブリットユニット２が設置されている。な
お、内燃エンジン１として、リーンバーンエンジン（希
薄空燃エンジン）を用いると好ましい。該ハイブリット
ユニット２は、コンバータハウジング３₁ 、トランスア
クスルケース３₂ 及びモータケース３₃ が一体化された
一体ケース３を有しており、該ケース内には、エンジン
出力軸１ａに整列して、トルクコンバータ５、３速自動
変速装置６及び電気モータ７が配置され、更にその下方
にはディファレンシャル装置９が配置されており、かつ
該一体ケースはエンジン１の側部に固定されている。

【００２３】トルクコンバータ５は、エンジンクランク
軸（エンジン出力軸）１ａに連結されているポンプ１
０、変速装置６の入力軸１１に連結されているタービン
１２及び固定部にワンウェイクラッチ１３を介して連結
されているステータ１５を有しており、更にポンプハウ
ジング１０ａと入力軸１１との間にロックアップクラッ
チ１６を介在してなる。従って、該トルクコンバータ５
は、エンジンクランク軸１ａから、トルクコンバータ５
内の油流又はロックアップクラッチ１６による機械的接
続を介して自動変速装置６内の入力軸１１に伝動する。
なお、自動変速装置６とトルクコンバータ５との間部分
にオイルポンプ１７が設置されている。

【００２４】３速自動変速装置６は、エンジン出力部よ
り軸方向に外側に向かって制御部２０、出力部２１、プ
ラネタリギヤユニット部２２そしてクラッチ部２３が順
に配置されており、更に入力軸１１に被嵌して回転自在
に中空軸２５が支持されている。

【００２５】そして、プラネタリギヤユニット部２２は
シングルプラネタリギヤ２６とデュアルプラネタリギヤ
２７とからなり、シングルプラネタリギヤ２６は中空軸
２５に形成されたサンギヤＳ₁ 、リングギヤＲ₁ 、及び
これらギヤに噛合するピニオンＰ₁ を支持したキャリヤ
ＣＲ₁ からなり、またデュアルプラネタリギヤ２７は前
記中空軸２５に形成されたサンギヤＳ₂ 、リングギヤＲ
₂ 、並びにサンギヤＳ₂ に噛合する第１ピニオンＰ₂ 及
びリングギヤＲ₂ に噛合する第２のピニオンＰ₃ を互に
噛合するように支持するキャリヤＣＲ₁ からなる。そし
て、これら両プラネタリギヤ２６，２７はサンギヤＳ
₁ ，Ｓ₂ が中空軸２５に形成されて一体回転し、またキ
ャリヤＣＲ₁ も一体に構成されており、更に第１ピニオ
ンＰ₁ 及び第２のピニオンＰ₂ は同じシャフトに支持さ
れている。

【００２６】また、制御部２０は、第２のクラッチＣ₂
及び第１のブレーキＢ₁ を有している。そして、第２の
クラッチＣ₂ は入力軸１１から立上がっているフランジ
部１１ａと中空軸２５の先端から立上がっているフラン
ジ部２５ａとの間に介在しており、また該クラッチＣ₂
に対して前記フランジ２５ａの軸方向反対側にシリンダ
部材２５ｂが配設されている。更に、該シリンダ部材２
５ｂにはピストン部材３０が嵌挿していると共に、該ピ
ストン部材３０の背面と止めリングとの間にスプリング
３１が介在されており、これらにより第２のクラッチＣ
₂ 用の油圧アクチュエータ３２を構成している。また、
中空軸フランジ部２５ａの外方端部分にはブレーキ用ド
ラム２５ｃが固定されており、該ドラムにはバンドブレ
ーキからなる第１のブレーキＢ₁ が接離し得る。

【００２７】一方、出力部２１はハイブリットユニット
２の略々中央部に位置しており、ボス部３５ａを有する
出力（カウンタドライブ）ギヤ３５からなる。該出力ギ
ヤ３５のボス部３５ａの外径をアクスルケース３₂ に一
体に形成されている隔壁３₂ａにベアリング３６を介し
て回転自在にかつ軸方向移動不能に支持されており、か
つ該ベアリング３６は隔壁３₂ ａにスプライン結合され
ているアウタレース及びスペーサリングを介在した２個
のインナレースを有するダブルテーパドローラベアリン
グからなる。更に、アウタレースは軸方向に延びてお
り、該延長部分には第１のワンウェイクラッチＦ₁ のイ
ンナレースが固定されている。また、デュアルユニット
２７のリングギヤＲ₂ とスプライン結合して軸方向に延
びてワンウェイクラッチのアウタレースとなる連結部材
３９が配置されており、これら両レースとの間に第１の
ワンウェイクラッチＦ₁ が介在している。

【００２８】従って、該ワンウェイクラッチＦ₁ はデュ
アルプラネタリギヤ２７とケース隔壁３₂ ａとの間にて
軸方向に並んで、かつ該デュアルプラネタリギヤ２７の
リングギヤＲ₂ の略々内方に配置される。また、リング
ギヤＲ₂ 外周とアクスルケース３₂ との間には第２のブ
レーキＢ₂ が介在しており、かつ隔壁３₂ ａ一側壁面部
にはシリンダが形成されて、かつ該シリンダにはピスト
ンからなる油圧アクチュエータ４０が第１のワンウェイ
クラッチＦ₁ との間で挟まれるように配設されている。
更に、該油圧アクチュエータ４０は円筒状のくし歯形状
からなるアームを有しており、該アームは第１のワンウ
ェイクラッチＦ₁ の外径側を通って軸方向に延びて、第
２のブレーキＢ₂ を制御すると共に、そのくし歯部分に
戻しスプリング４１が配設される。

【００２９】そして、クラッチ部２３は第１の（フォワ
ード）クラッチＣ₁ を備えており、かつ自動変速装置６
の後端部分に配置されている。また、入力軸１１後端部
には外径方向に延びるフランジ状のシリンダ部材４２が
回転自在に支持されており、該シリンダ部材にはピスト
ン部材４３が嵌合されており、クラッチＣ₁ 用の油圧ア
クチュエータ４５を構成している。また、第１のクラッ
チＣ₁ は、シリンダ部材４２の膨径延長部４２ｂの内径
部とシングルプラネタリギヤ２６のリングギヤＲ₁ の外
径部との間に介在しており、またピストン部材４３の背
面と止めリングとの間に戻しスプリング４５が縮設され
ている。

【００３０】そして、自動変速装置６のトルクコンバー
タ５と反対側となる後端側に電気モータ７が配置されて
いる。該電気モータ７は、ブラシレスＤＣモータ、誘導
モータ、直流分巻モータ等のホローモータからなり、エ
ンジン１から離れた軸方向最後端部に配置され、かつ前
記一体ケースの一部を構成するモータケース３₃ 内に配
置されている。該電気モータ１０はステータ４５及びロ
ータ４６を有しており、ステータ４５はモータケース３
₃ の内壁に固定され、コイル２８が巻装されているか又
はフェライト、希土類等の永久磁石からなる。また、ロ
ータ４６は後端側が半径方向に延びる鍔部４６ａとなっ
ていると共に前端側が開放されており、かつ該鍔部４６
ａの内径端部にスリーブ部材４６ｂが一体に固定されて
いる。

【００３１】一方、モータケース３₃ の後壁中心部分に
は、段付円筒状の支持部材４９が固定されており、該支
持部材はケース３₃ と連通した油路が形成されていると
共に、その大径部分にてベアリング５０を介してロータ
４６の鍔部４６ａが回転自在に支持されている。更に、
その小径部分にはスリーブ４９ａが嵌合・固定されてお
り、該スリーブには油路及びシール用溝が形成されてい
ると共に、ローラベアリング５１を介して前記ロータの
スリーブ部材４６ｂが回転自在に支持されている。更
に、前記入力軸１１の先端部分には段付環状の連結部材
５２がスプライン結合されており、該連結部の外周面に
は前記シリンダ部材４２がブッシュを介して回転自在に
支持されており、かつその大径部内周面は連通路及びオ
イルシールにより油路を形成して前記スリーブ４９ａに
支持されている。更に、前記中空軸２５、小リングギヤ
Ｒ₁ 用支持部材５３、連結部材５２は、支持部材４９の
端面によりそれぞれスラストドベアリング５４を介して
軸方向に位置決めされている。

【００３２】そして、前記ロータ４６の内周面にはスプ
ライン溝４６ｄが形成されており、該スプライン溝と前
記連結部材５２に固定されたラグ５２ａ外周面との間に
は湿式多板クラッチからなる入力切換えクラッチＣ₃ が
介在している。更に、前記ロータ４６の内周面、鍔部４
６ａ及び内径スリーブ部材４６ｂとにより構成される環
状溝部分にてシリンダ４６ｃが形成されており、該シリ
ンダにはピストン５５が嵌合して、入力切換えクラッチ
用油圧アクチュエータ５６が構成されている。また、ス
リーブ部材４６ｂに抜止されたフランジ部とピストン背
面との間には戻しスプリング５７が縮設されており、ま
たスリーブ部材４６ｂ端と連結部材５２との間にスラス
トベアリング５９が介在し、かつ該連結部材と一体のラ
グ５２ａと前記シリンダ部材４２との間に樹脂型スラス
トベアリング５８が介在して、軸方向に位置決めされて
いる。

【００３３】更に、前記ロータ４６は、組立てられた状
態でその開放側が前記フランジ状のシリンダ部材４２に
て閉塞された形となり、かつ該閉塞空間Ａ即ちロータ４
６の内径側に前記入力切換えクラッチＣ₃ 及びその油圧
アクチュエータ５６が内蔵される。また、シリンダ部材
４２の小径部外周面にはスプライン突起４２ａが形成さ
れており、該突起４２ａはロータに形成されたスプライ
ン溝４６ｄに係合している。従って、シリンダ部材４２
は、内燃エンジン１及び／又は電気モータ７により駆動
される自動変速装置６の入力部材を構成している。

【００３４】そして、トランスアクスルケース３₂ にお
ける入力軸１１と異なる位置にカウンタシャフト６０及
びディファレンシャル装置９が配置されている。カウン
タシャフト６０には前記出力（カウンタドライブ）ギヤ
３５と噛合するカウンタドリブンギヤ６１及び小ギヤ６
２が固定されており、またディファレンシャル装置９は
該小ギヤと噛合するリングギヤ６３を有している。更
に、該ディファレンシャル装置９はリングギヤからの回
転が左右に差動・分岐され、それぞれ左右アクスル軸６
５ａ，６５ｂを介して前記軸６６ａ，６６ｂに伝達され
る。

【００３５】図４は、各要素の配置を示すハイブリット
車輌ＨＶの平面図であり、車輌の前部いわゆるエンジン
ルーム内に、トルクコンバータ６、自動変速装置６及び
電気モータ７からなるハイブリット駆動ユニット２とエ
ンジン１とが横方向に配置されており、略々その中央部
から突出している出力部を介してディファレンシャル装
置９に連結している。該ディファレンシャル装置９は、
右前アクスル軸６５ａ，６５ｂの略々中央に位置してお
り、同長の車軸を介して左右前輪６６ａ，６６ｂに連動
している。また、車輌の後部における左右後輪６７ａ，
６７ｂの間にバッテリ７０が搭載されている。

【００３６】ついで、本実施例の作用について説明す
る。

【００３７】本ハイブリット車輌ＨＶの一般的な使用に
あっては、内燃エンジン１を、効率が高く（即ち燃料消
費率が少なく）かつ排気ガスがきれいな状態の一定負荷
範囲で回転し、走行状況に応じた負荷変動により、前記
内燃エンジン１の出力では足りない分を電気モータ７が
アシストすべく適宜駆動される。従って、大きな駆動力
を必要とする車輌発進時は、入力切換えクラッチＣ₃ は
接続状態となる。この状態で、内燃エンジン１からの出
力は、トルクコンバータ５及び変速装置６の入力軸１１
そして入力切換えクラッチＣ₃ を介して電気モータ７の
ロータ４６に伝達され、かつ電気モータ７は、内燃エン
ジン１では不足する動力をアシストすべく、所定出力状
態となっており、バッテリ７０からの電気エネルギに基
づく動力がロータ４６に付加される。そして、これら内
燃エンジン１及び電気モータ７による両出力が統合し
て、スプライン４６ｄ，４２ａを介して入力部材となる
シリンダ部材４２に伝達され、更に適宜変速される（後
述）自動変速装置６を介して車輪６６ａ，６６ｂに伝達
される。

【００３８】車輌が巡航状態となって、消費動力が少な
くなると、それに応じて電気モータ７からの出力が少な
くなり、更には電気モータ７への給電回路が切られて、
ロータ４６は空転状態となり、車輌は、効率状態で回転
する内燃エンジン１からの動力のみにより回転する。ま
た高速走行となって、内燃エンジン１からの動力だけで
は不足する場合、制御部からの指令により、不足分に応
じた動力をアシストすべく、再び電気モータ７が駆動さ
れる。

【００３９】減速、停止及び下り勾配等によりコースト
状態、即ち車輪からエンジン側へ動力伝達される逆駆動
状態となる場合、入力切換えクラッチＣ₃ は切断される
と共に、電気モータ７は回生ブレーキ用回路に切換えら
れる。すると、車輌の慣性エネルギは、電気モータ７の
回生ブレーキ回路により電気エネルギに変換され、バッ
テリ７０に蓄電される。なおこの際、内燃エンジン１は
アイドリング状態になる。これにより、加速及び減速、
停止が繰返される通常走行状態では、上述した回生ブレ
ーキ作用により、バッテリ７０に電気モータの通常の出
力消費に対応した大きな電気エネルギが蓄えられるが、
該回生ブレーキでは足りない場合、車輌巡航時におい
て、電気モータ７を回生ブレーキ（発電）回路に切換
え、内燃エンジン１の出力の一部を電気モータによる発
電に使用して、バッテリ７０に蓄えてもよく、また車輌
停止状態において、第１及び第２のクラッチＣ₁ ，Ｃ₂
を切断すると共に、入力切換えクラッチＣ₃ を接続し、
かつ電気モータ７を回生ブレーキ（発電）回路に切換え
て内燃エンジン１の動力を電気モータ７による発電に用
いてもよく、更に通常のジェネレータを別設して、常時
充電するようにしてもよい。

【００４０】なお、上述したハイブリットユニット２に
マッチする内燃エンジン１としてリーンバーンエンジン
（希薄空燃エンジン）を用いると、該エンジンの希薄空
燃比域を大幅に拡大して、該エンジンのメリットであ
る、低燃費及び低窒素酸化物等による燃費向上及び排気
ガス浄化を一層発揮することが可能となる。

【００４１】また、早朝時等で内燃エンジンの騒音が気
になる場合、又はエンジン効率の悪い低トルク領域で
は、入力切換えクラッチＣ₃ を切断して、電気モータ７
の動力によってのみ車輌を駆動・走行することも可能で
ある。この場合、電気モータ７のロータ４６の回転は、
スプライン４６ｄ，４２ａを介して入力部材となるシリ
ンダ部材４２に伝達され、更に適宜変速される（１速及
び２速）変速装置６を介して車輪６６ａ，６６ｂに伝達
される。この際、内燃エンジン１はアイドリング状態に
ある。そして、一般道に出るか又は暖気運転が終了した
後、上述したハイブリット駆動に切換えられる。また、
電気モータ７の駆動回路を切断すると共に、入力切換え
クラッチＣ₃ を接続して、ロータを空転しつつ、内燃エ
ンジン１の動力のみによって車輌を走行することも可能
である。

【００４２】また、電気モータ７をエンジンスタータと
して用いることも可能である。トルクコンバータ５のロ
ックアップクラッチ１６が、エンジン停止時に接続する
ようにして、シフトレバーをニュートラル位置、即ち第
１及び第２のクラッチＣ₁ ，Ｃ₂ を切断し、かつ入力切
換えクラッチＣ₃ を接続した状態で、電気モータ７を回
転する。すると、ロータ４６の回転は、入力切換えクラ
ッチＣ₃ 、入力軸１１及びロックアップクラッチ１６を
介してエンジンクランク軸１ａに伝達され、エンジン１
を始動する。

【００４３】上述したように、前記ハイブリットユニッ
ト２の使用状態において、入力切換えクラッチＣ₃ は、
適時に接続又は切断するように切換えられる。即ち、モ
ータケース３₃ 及び支持部材４９に形成された油路を介
して、オイルポンプ１７に基づく圧油が油圧アクチュエ
ータ５６の油圧室に供給され、ピストン５５を伸長する
ことにより上記クラッチＣ₃ が接続され、また上記油圧
アクチュエータ５６の油圧室から圧油をドレーンするこ
とにより、ピストン５５が戻しスプリング４７により戻
されて、クラッチＣ₃ は切断される。

【００４４】従って、入力切換えクラッチＣ₃ の切換え
毎に、油圧アクチュエータ５６のシリンダ４６ｃにオイ
ルが供給そして排出され、これにより電気モータ７の使
用（回生ブレーキ等による使用も含む）により発熱した
ロータ４６の熱は、該ロータ自体（ロータ４６、鍔部４
６ａ及び内径スリーブ部材４６ｂ）にて構成されるシリ
ンダ４６ｃから直接油圧室のオイルに伝達され、そして
オイルの排出に伴って電気モータ７の外に排出される。
即ち、電気モータ７のロータ４６は、入力切換えクラッ
チＣ₃ 用油圧アクチュエータ５６の作動に伴うオイルに
より冷却される。

【００４５】なお、電気モータ（７）のステータ４５
は、従来の技術で示したものと同様に、オイルポンプ１
７に基づく潤滑油が、モータケース３₃ に形成された油
路から直接ステータ４５に向けて滴下・供給されて冷却
される。また、支持部材４９の油路を介して供給される
潤滑油は、ローラベアリング５１、スラストベアリング
５９等を潤滑した後、入力切換えクラッチＣ₃ に供給さ
れ、該クラッチを潤滑して、スプライン４６ｄ，４２ａ
から外方に排出される。

【００４６】また、電気モータのロータ４６は、その鍔
部４６ａ及びスリーブ部材４６ｂがベアリング５０，５
１を介して支持部材４９に直接支持されており、ステー
タ４５の間隙を均一かつ一定に保持して、常に安定した
モータ性能を維持している。ついで、３速自動変速装置
６の作動について、図３の作動表に沿って説明する。上
述した内燃エンジン１及び／又は電気モータ７による回
転は、ロータ４６からスプライン４６ｄ，４２ａを介し
て入力部材であるシリンダ部材４２に伝達される。

【００４７】１速（１ＳＴ）状態は第１の（フォワー
ド）クラッチＣ₁ を接続する。すると、入力部材４２の
回転は、該クラッチＣ₁ を介してシングルプラネタリギ
ヤ２６の（小）リングギヤＲ₁ に伝達され、かつこの状
態では、デュアルプラネタリギヤ２７の（大）リングギ
ヤＲ₂ は第１のワンウェイクラッチＦ₁ により回転が阻
止されているので、サンギヤＳ₁ ，Ｓ₂ を逆方向に空転
させながら共通キャリヤＣＲ₁ が正方向に大幅減速回転
され、該回転が出力ギヤ３５から取出される。

【００４８】また、２速（２ＮＤ）状態では、第１のク
ラッチＣ₁ の接続に加えて第１の（セカンド）ブレーキ
Ｂ₁ が作動する。すると、サンギヤＳ₁ ，Ｓ₂ がブレー
キＢ₁ により回転が停止され、従って入力部材４２から
の小リングＲ₁ の回転は、デュアルプラネタリギヤ２７
の大リングギヤＲ₂ を正方向に空転させながらキャリヤ
ＣＲ₁ を正方向に減速回転し、該回転が出力ギヤ３５に
２速として取出される。

【００４９】また、３速（３ＲＤ）状態では、第１の
（フォワード）クラッチＣ₁ 接続に加えて第２の（ダイ
レクト）クラッチＣ₂ が接続する。すると、入力部材４
２の回転が第１のクラッチＣ₁ を介して小リングギヤＲ
₁ に伝達されると共に、入力軸１１の回転が第２のクラ
ッチＣ₂ を介してサンギヤＳ₁ ，Ｓ₂ に伝達され、かつ
入力切換えクラッチＣ₃ が接続状態にあって、入力部材
４２と入力軸１１とは同回転しており、従って両プラネ
タリギヤ２６，２７が一体に回転して、キャリヤＣＲ₁
を介して出力ギヤ３５から入力部材４２と同速回転が取
出される。

【００５０】更に、リバース（ＲＥＶ）レンジでは、第
２のクラッチＣ₂ 及び第２の（１ＳＴ・リバース）ブレ
ーキＢ₂ が作動する。すると、入力部材４２と同回転し
ている入力軸１１の回転はクラッチＣ₂ を介してサンギ
ヤＳ₁ ，Ｓ₂ に伝達され、かつこの状態ではデュアルプ
ラネタリギヤ２７の大リングギヤＲ₂ が第２のブレーキ
Ｂ₂ の制動により固定されているので、シングルプラネ
タリギヤ２６の小リングギヤＲ₁ を逆転させながらキャ
リヤＣＲ₁ も逆転し、該キャリヤの逆転が出力ギヤ３５
に取出される。

【００５１】また、コースト時における１速状態ではワ
ンウェイクラッチＦ₁ がフリー状態になるが、第１のク
ラッチＣ₁ の接続に加えて第２のブレーキＢ₂ が作動す
ると、該ブレーキＢ₂ により大リングギヤＲ₂ が固定状
態となり、１速状態が保たれる。また２速、３速及びリ
バースにあっては、ワンウェイクラッチを介していない
ので、コースト状態にあっても該変速段を保持される。
従って、前述したコースト時における電気モータ７によ
る回生ブレーキ機能は、常に維持される。

【００５２】そして、上述した各変速段による出力ギヤ
３５の回転は、ギヤ６１，６２，６３を介して減速さ
れ、ディファレンシャル装置９から左右の車軸６５ａ，
６５ｂそして前輪６６ａ，６６ｂに伝達される。

【００５３】なお、上述した前進３速及び後進１速の自
動変速装置６は、コンパクト、特に軸方向寸法の短縮化
が図られたものであると共に、信頼性の高いものであ
り、かつ後端部に電気モータ７を付設しても、ロータ内
側に入力切換えクラッチＣ₁ 及びその油圧アクチュエー
タ５６を配置する等により、エンジン横置きタイプのＦ
・Ｆ車輌用として搭載可能である。また、自動変速装置
は、上述した実施例のものに限らず、例えば、コンパク
ト特に軸方向の短縮化が図られている特開昭６３−１０
７８１２号公報に示されているようなもの等、他の自動
変速装置でもよいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例を示す概略図。

【図２】その具体化したハイブリットユニットを示す断
面図。

【図３】その自動変速装置の各クラッチ及びブレーキの
作動を示す図。

【図４】本実施例を適用したハイブリット車輌の平面
図。

【符号の説明】

１燃焼エンジン１ａエンジン出力軸２ハイブリットユニット３₃ モータケース５トルクコンバータ６自動変速装置７電気モータ２２プラネタリギヤユニット（部）２６シングルプラネタリギヤ２７デュアルプラネタリギヤＣ₁ 第１の（フォワード）クラッチＣ₂ 第２の（ダイレクト）クラッチＣ₃ 入力切換えクラッチＢ₁ ，Ｂ₂ ，Ｆ₁ 係止手段（第１のブレーキ、第２
のブレーキ、第１のワンウェイクラッチ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中悟愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼エンジンと、電気モータと、前記燃
焼エンジン及び／又は電気モータの回転を車輪に伝達す
る変速装置と、を備えてなるハイブリット車輌におい
て、前記変速装置が、前進複数段及び後進１速の各変速段に
切換えられる自動変速装置であり、前記電気モータが、ケースに固定されたステータと、該
ステータの内側に位置して回転自在なロータと、を有す
ると共に、該ロータと前記自動変速装置の入力部材とを
連結してなり、前記燃焼エンジンの出力軸と前記ロータとの間に、入力
切換えクラッチを介在してなる、ことを特徴とするハイブリット車輌。
【請求項２】前記自動変速装置は、シングルプラネタ
リギヤとデュアルプラネタリギヤとからなるプラネタリ
ギヤユニットを有し、かつ両プラネタリギヤのサンギヤ
を同じ軸上に形成すると共にキャリヤを共通に構成し、
更に入力回転を、第１のクラッチを介して前記シングル
プラネタリギヤのリングギヤに伝達すると共に第２のク
ラッチを介して前記サンギヤに伝達し、また該サンギヤ
及びデュアルプラネタリギヤのリングギヤを係止手段に
て適宜係止し、そして前記キャリヤを出力部材に連結し
て、前進３速及び後進１速を達成してなる、請求項１記載のハイブリット車輌。
【請求項３】前記自動変速装置と前記燃焼エンジンと
の間にトルクコンバータを配置して、前記燃焼エンジン
出力軸の回転を該トルクコンバータを介して前記入力切
換えクラッチに伝達し、また前記電気モータを、前記自動変速装置に対して前記
トルクコンバータの反対側である後端側に配置してな
る、請求項１又は２記載のハイブリット車輌。