JPH1089446A - 油圧発生装置および動力出力装置 - Google Patents

油圧発生装置および動力出力装置

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JPH1089446A
JPH1089446A JP8772897A JP8772897A JPH1089446A JP H1089446 A JPH1089446 A JP H1089446A JP 8772897 A JP8772897 A JP 8772897A JP 8772897 A JP8772897 A JP 8772897A JP H1089446 A JPH1089446 A JP H1089446A
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hydraulic pressure
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gear
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Haruhisa Suzuki
晴久 鈴木
Koichi Kondo
宏一 近藤
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啓次郎 大島
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２以上の回転動力のうち一つを入力動力とし
て選択して油圧を発生する。 【解決手段】 油圧発生装置２０は、歯車ポンプを構成
するドライブギヤ３０，ドリブンギヤ３２およびクレセ
ント３４と、２つの回転軸４２，４６がドライブギヤ３
０に対してそれぞれが相対的に同一の方向に回転すると
きに係合するよう取り付けられたワンウェイクラッチ３
６，３８とを備える。このため、２つの回転軸４２，４
６が共に係合する方向に回転しているときには、回転数
の大きい方の回転軸に取り付けられたワンウェイクラッ
チが係合し、ドライブギヤ３０を駆動する。この結果、
油圧発生装置２０は、２つの回転軸４２，４６のうち回
転数の大きい方の回転軸によって油圧を発生することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧発生装置およ
び動力出力装置に関し、詳しくは、入力軸に入力される
回転動力により油圧を発生する油圧発生装置およびこれ
を備え駆動軸に動力を出力する動力出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の油圧発生装置としては、
車両に搭載される油圧発生装置であって、トルクコンバ
ータへの送油やトランスミッション内のプラネタリギヤ
ユニットの潤滑およびトランスミッションの油圧制御の
作用油圧供給等のために、トランスミッションの一構成
部品として原動機（例えば、ガソリンエンジンやディー
ゼルエンジンなどの内燃機関等）のクランクシャフトに
直接または間接に取り付けられ、原動機からクランクシ
ャフトに出力される回転動力の一部を動力として駆動す
るものが提案されている。この装置は、例えば、図１１
に例示する歯車ポンプ２００のように、ケーシング２２
０と、クランクシャフトに結合されたドライブギヤ２３
０と、ドライブギヤ２３０と噛み合って回転するドリブ
ンギヤ２３２と、ドライブギヤ２３０とドリブンギヤ２
３２とで挟持されるクレセント２３４とから構成され、
ドライブシャフトの回転に伴ってドライブギヤ２３０と
ドリブンギヤ２３２が回転することにより油圧を発生さ
せる。なお、ケーシング２２０には、オイルの流入通路
２２４および流出通路２２６が形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、環境保全やエネ
ルギ資源の効率利用の観点から、原動機と発電機と電動
機とバッテリとを搭載し、原動機から出力される動力に
よる走行と、電動機から出力される動力による走行と、
原動機と電動機とからそれぞれ出力される動力による走
行とを可能とする、いわゆるハイブリッド型の電気自動
車が提案されている。こうしたハイブリッド型の電気自
動車でも、原動機のクランクシャフトと駆動輪に結合さ
れる駆動軸との接続がギヤ装置による場合にはこのギヤ
装置の潤滑のために、原動機のクランクシャフトと駆動
軸との接続がクラッチによる場合にはこのクラッチの動
作のために、また、変速機等のギヤ装置を備えるときに
はこのギヤ装置の潤滑のために、油圧発生装置が必要と
なる。
【０００４】しかしながら、こうしたハイブリッド型の
電気自動車に搭載する油圧発生装置として前述の歯車ポ
ンプ２００を原動機のクランクシャフトに取り付けた場
合、原動機が運転されているときには油圧を発生できる
が、電動機から出力される動力により走行し原動機の運
転を停止しているときには油圧発生装置は動作しないか
ら油圧を発生させることができず、クラッチの動作やギ
ヤ装置の潤滑等が行なえないという問題があった。一
方、歯車ポンプ２００を駆動軸に取り付け、駆動軸の回
転動力により油圧を発生させる手法もあるが、車両が停
止しているときには、油圧を発生できないという問題を
生じる。
【０００５】こうした問題に対して、原動機のクランク
シャフトと駆動軸とにそれぞれ歯車ポンプ２００を取り
付けることも考えられるが、歯車ポンプ２００が２つ必
要となることから部品数が多くなり装置が大型化すると
いう問題や、油圧回路が複雑になるという問題が生じ
る。
【０００６】これらの問題は、原動機と電動機とを搭載
する車両に限定されるものではなく、２以上の動力源か
ら出力される動力により動作するすべての駆動装置につ
いてもいえることである。
【０００７】なお、出願人は、以前に、ギヤ装置を備え
るハイブリッド型の電気自動車であって、原動機のクラ
ンクシャフトに油圧ポンプを取り付けた構成（特開昭５
０−３０２２３号公報）や、原動機のクランクシャフト
と駆動軸のそれぞれに油圧ポンプを取り付けた構成（特
開昭４８−４９１１５号公報）を提案している。
【０００８】本発明の油圧発生装置および動力出力装置
は、こうした問題を解決し、２以上の回転動力のうち一
つを入力動力として選択して油圧を発生することを目的
とする。また、本発明の動力出力装置は、油圧発生装置
への原動機の振動等の外乱の入力を小さくして、装置の
耐久性を向上させると共により精度の高い装置とするこ
とを目的の一つとする。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の油圧発生装置は、入力軸に入力される回転動力に
より油圧を発生する油圧発生装置であって、異なる回転
動力を入力可能な２以上の回転軸と、該２以上の回転軸
のうち一つを前記入力軸として選択する選択手段とを備
えることを要旨とする。
【００１０】この本発明の油圧発生装置は、異なる回転
動力を入力可能な２以上の回転軸のうち、選択手段によ
り一つを入力軸として選択することにより、入力軸に入
力される回転動力により油圧を発生する。
【００１１】こうした本発明の油圧発生装置によれば、
２以上の回転軸のうち一つを選択して動力の入力軸とす
るから、２以上の動力源から出力される動力のうち選択
された一つの動力源から出力される動力により油圧を発
生することができる。
【００１２】この本発明の油圧発生装置において、前記
選択手段は、前記２以上の回転軸のうち所定方向の回転
数が最も大きい回転軸を選択する手段であるものとする
ことができる。こうすれば、所定方向の回転数の最も大
きな回転軸に入力される動力により油圧を発生すること
ができる。
【００１３】こうした所定方向の回転数の最も大きな回
転軸を選択する油圧発生装置において、前記選択手段
は、前記所定方向の回転のときには回転動力を伝達する
が該所定方向と反対の方向の回転のときには回転動力を
伝達しないワンウェイクラッチを、前記２以上の回転軸
の各々に前記入力軸に対して取り付けてなる手段である
ものとすることもできる。こうすれば、所定方向の回転
数の最も大きな回転軸を選択する油圧発生装置を簡易な
構成により構成することができる。
【００１４】本発明の動力出力装置は、駆動軸に動力を
出力する動力出力装置であって、出力軸を有する原動機
と、第１の回転軸を有し、該第１の回転軸に動力を入出
力する第１の電動機と、前記駆動軸に結合される第２の
回転軸を有し、該第２の回転軸に動力を入出力する第２
の電動機と、前記原動機の出力軸と前記第１の電動機の
第１の回転軸と前記第２の電動機の第２の回転軸とに各
々結合される３軸を有し、該３軸のうちいずれか２軸へ
入出力される動力を決定したとき、該決定された動力に
基づいて残余の１軸へ入出力される動力が決定される３
軸式動力入出力手段と、前述の変形例を含めた本発明の
油圧発生装置とを備え、前記油圧発生装置の２以上の回
転軸のうち２つの回転軸は、前記原動機の出力軸に結合
される回転軸と前記第２の電動機の第２の回転軸に結合
される回転軸であることを要旨とする。
【００１５】この本発明の動力出力装置は、３軸式動力
入出力手段が、原動機の出力軸と第１の電動機の第１の
回転軸と第２の電動機の第２の回転軸とに各々結合され
る３軸を有する３軸式動力入出力手段が、これらの３軸
のうちのいずれか２軸へ動力が入出力されたとき、この
入出力された動力に基づいて決定される動力を残余の１
軸から入出力する。油圧発生装置は、原動機の出力軸に
結合される回転軸と第２の電動機の第２の回転軸に結合
される回転軸とを入力軸として選択可能な２以上の回転
軸とし、原動機から出力される動力や第２の電動機から
出力される動力により油圧を発生する。
【００１６】こうした本発明の動力出力装置によれば、
原動機の出力軸に結合される回転軸や第２の電動機の第
２の回転軸に結合される回転軸を選択することにより、
原動機から出力される動力や第２の電動機から出力され
る動力により油圧を発生することができる。
【００１７】こうした本発明の動力出力装置において、
前記油圧発生装置は、前記第２の電動機と一体として支
持されてなるものとすることもできる。こうすれば、油
圧発生装置に対して質量が大きく制振効果の大きな第２
の電動機と一体のものとなるから、油圧発生装置へ入力
される原動機の振動等の外乱を小さくすることができ
る。この結果、油圧発生装置の耐久性、延いては動力出
力装置の耐久性を向上させることができると共に、油圧
発生装置、延いては動力出力装置の精度を高くすること
ができる。
【００１８】こうした油圧発生装置が第２の電動機と一
体として支持されてなる動力出力装置において、前記油
圧発生装置の前記出力軸に結合される回転軸と該出力軸
との間にガタを吸収可能な間隙を設けてなるものとした
り、前記油圧発生装置の前記第２の回転軸に結合される
回転軸と該第２の回転軸との間にガタを吸収可能な間隙
を設けてなるものとすることもできる。こうすれば、原
動機の出力軸や第２の回転軸に予期しない振動等の外乱
が生じても、外乱の油圧発生装置への入力を小さくする
ことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図１は本発明の一実施例としての
油圧発生装置２０の概略構成を示す断面図、図２は図１
の油圧発生装置２０のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
なお、図１は、図２におけるＡ−Ａ断面を示す断面図と
なる。
【００２０】油圧発生装置２０は、図１および図２に示
すように、図１１を用いて説明した従来例の歯車ポンプ
２００と同一の構成、即ち、歯車ポンプとしての構成で
あるケーシング２２と、ドライブギヤ３０と、ドライブ
ギヤ３０と噛み合って回転するドリブンギヤ３２と、ド
ライブギヤ３０とドリブンギヤ３２とで挟持されるクレ
セント３４とを備える他、所定方向の回転のときのみ中
空軸の第１の回転軸４２と係合するワンウェイクラッチ
３６と、同じく所定方向の回転のときのみ軸中心を第１
の回転軸４２に回転自在に貫通された中空軸の第２の回
転軸４６と係合するワンウェイクラッチ３８と、ワンウ
ェイクラッチ３６，３８をドライブギヤ３０に固定する
固定部材４０とを備える。
【００２１】ケーシング２２には、図２に示すように、
ドライブギヤ３０とドリブンギヤ３２の隙間のうちクレ
セント３４の右下側の隙間と連通するオイルの流入通路
２４と、同じくクレセント３４の左下側の隙間と連通す
るオイルの流出通路２６とが形成されている。この流出
通路２６は、図１に示すケーシング２２に形成された流
出口２８と連絡しており、オイルは、この流出口２８か
ら第１の回転軸４２の内側へ圧送される。
【００２２】ワンウェイクラッチ３６は、第１の回転軸
４２がドライブギヤ３０に対して相対的に図１中の矢印
の方向に回転しようとするときに第１の回転軸４２の外
周に取付固定された円環状の係合部材４４に係合するよ
う取り付けられている。実施例では、この係合部材４４
は、第１の回転軸４２との間に若干のクリアランスが設
けられた状態で固定ピン４４ａにより第１の回転軸４２
に固定されている。したがって、第１の回転軸４２が外
力により偏心してもこのクリアランスによっていわゆる
ガタが吸収されるようになっている。また、ワンウェイ
クラッチ３８は、第２の回転軸４６がドライブギヤ３０
に対して相対的に図１中の矢印の方向に回転しようとす
るときに第２の回転軸４６に係合するよう取り付けられ
ている。このように第１の回転軸４２および第２の回転
軸４６に取り付けることにより、第１の回転軸４２と第
２の回転軸４６とが共に図１中の矢印の方向に回転して
いるときには、その回転数の大きい方の回転軸に取り付
けられたワンウェイクラッチが係合してドライブギヤ３
０を回転させることができる。このとき、回転数の小さ
い方の回転軸はドライブギヤ３０に対する相対的な回転
としては図１中の矢印と反対方向の回転となるから、こ
の回転軸に取り付けられたワンウェイクラッチの状態は
係合を解除した状態となる。したがって、ドライブギヤ
３０は、２つの回転軸４２，４６のうち、常に図１中の
矢印の方向の回転数の大きい方の回転軸により回転駆動
することになり、油圧発生装置２０は、この回転数の大
きい方の回転軸により油圧を発生することになる。
【００２３】以上説明した実施例の油圧発生装置２０に
よれば、２つの回転軸４２，４６のうち所定方向の回転
数の大きい方の回転軸の回転によって油圧を発生するこ
とができる。この結果、２つの回転軸４２，４６のいず
れかが所定方向に回転していれば一方が回転していない
ときでも油圧を発生することができる。しかも、ワンウ
ェイクラッチを、その係合する方向を合わせて取り付け
るだけで２つの回転軸の選択を簡易に行なうことができ
る。
【００２４】また、実施例の油圧発生装置２０によれ
ば、第１の回転軸４２と若干のクリアランスを設けて取
付固定される係合部材４４とワンウェイクラッチ３６と
が係合するようにしているから、第１の回転軸４２が外
力によって偏心等することによって生じるガタを吸収す
ることができる。この結果、油圧発生装置２０をより耐
久性のあるものにすることができ、より精度の高いもの
にすることができる。
【００２５】実施例の油圧発生装置２０では、第１の回
転軸４２が第２の回転軸４６の軸中心を回転自在に貫通
した２つの回転軸に接続するものとしたが、図３の変形
例の油圧発生装置５０に示すように、対向する方向から
延出した２つの回転軸５６，５８にそれぞれワンウェイ
クラッチ５２，５４を介して接続するものとしてもよ
い。なお、図３の変形例の油圧発生装置５０では、２つ
の回転軸５６，５８と２つのワンウェイクラッチ５２，
５４だけを模式的に記載し、他の構成の図示は省略した
が、この他の構成については実施例の油圧発生装置２０
と同一である。
【００２６】実施例の油圧発生装置２０では、２つの回
転軸４２，４６に２つのワンウェイクラッチ３６，３８
をそれぞれ所定方向に係合するよう取り付けたが、３以
上の回転軸に３以上のワンウェイクラッチをそれぞれ所
定方向に係合するよう取り付けるものとしてもよい。例
えば、図４の変形例の油圧発生装置６０に示すように、
３つの回転軸７２〜７６に３つのワンウェイクラッチ６
２〜６６をそれぞれ所定方向に係合するよう取り付ける
ものとしてもよい。こうすれば、３以上の回転軸のうち
所定方向の回転数が最も大きい回転軸により油圧を発生
することができる。なお、図４の変形例の油圧発生装置
６０も図３と同様に３つの回転軸７２〜７６と３つのワ
ンウェイクラッチ６２〜６６だけを模式的に記載した。
【００２７】実施例の油圧発生装置２０では、２つの回
転軸４２，４６にワンウェイクラッチ３６，３８を用い
て歯車ポンプ（ドライブギヤ３０，ドリブンギヤ３２お
よびクレセント３４とからなる歯車ポンプ）に接続する
構成としたが、２つの回転軸４２，４６にワンウェイク
ラッチ３６，３８を用いてクレセント３４を備えない歯
車ポンプに接続する構成としてもよいことは勿論、回転
軸を動力の入力軸として油圧を発生するものであれば、
歯車ポンプの構成以外の如何なる構成としてもよい。
【００２８】実施例の油圧発生装置２０では、第２の回
転軸４６とワンウェイクラッチ３８とが直接係合するも
のとしたが、第１の回転軸４２とワンウェイクラッチ３
６との係合のように、第２の回転軸４６に若干のクリア
ランスを設けて取付固定される係合部材とワンウェイク
ラッチ３８とが係合するようにしてもよい。こうすれ
ば、第２の回転軸４６に生じるガタを吸収することがで
き、油圧発生装置２０をより耐久性のあるもの及びより
精度の高いものにすることができる。
【００２９】実施例の油圧発生装置２０では、第１の回
転軸４２と係合部材４４とを固定ピン４４ａにより取り
付けたが、若干のクリアランスを設けた状態で固定でき
ればいかなる手法により取り付けてもよい。
【００３０】次に、本発明の一実施例としての油圧発生
装置２０を備える動力出力装置１１０について説明す
る。図５は、油圧発生装置２０を備える動力出力装置１
１０の概略構成を示すブロック図である。
【００３１】図示するように、動力出力装置１１０は、
大きくは、エンジン１５０、エンジン１５０のクランク
シャフト１５６にプラネタリキャリア１２４が機械的に
結合されたプラネタリギヤ１２０、プラネタリギヤ１２
０のサンギヤ１２１に結合されたモータＭＧ１、プラネ
タリギヤ１２０のリングギヤ１２２に結合されたモータ
ＭＧ２、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する制御装置
１８０およびプラネタリギヤ１２０に潤滑油を供給する
油圧発生装置２０とから構成されている。
【００３２】プラネタリギヤ１２０は、クランクシャフ
ト１５６に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸１２５
に結合されたサンギヤ１２１と、クランクシャフト１５
６と同軸でキャリア軸１２７に軸中心を貫通された中空
のリングギヤ軸１２６に結合されたリングギヤ１２２
と、サンギヤ１２１とリングギヤ１２２との間に配置さ
れサンギヤ１２１の外周を自転しながら公転する複数の
プラネタリピニオンギヤ１２３と、クランクシャフト１
５６の端部に結合され各プラネタリピニオンギヤ１２３
の回転軸を軸支するプラネタリキャリア１２４とから構
成されている。このプラネタリギヤ１２０では、サンギ
ヤ１２１，リングギヤ１２２およびプラネタリキャリア
１２４にそれぞれ結合されたサンギヤ軸１２５，リング
ギヤ軸１２６およびクランクシャフト１５６の３軸が動
力の入出力軸とされ、３軸のうちいずれか２軸へ入出力
される動力が決定されると、残余の１軸に入出力される
動力は決定された２軸へ入出力される動力に基づいて定
まる。
【００３３】リングギヤ１２２には、動力の取り出し用
の動力取出ギヤ１２８がモータＭＧ１側に結合されてい
る。この動力取出ギヤ１２８は、チェーンベルト１２９
により動力伝達ギヤ１１１に接続されており、動力取出
ギヤ１２８と動力伝達ギヤ１１１との間で動力の伝達が
なされる。したがって、動力出力装置１１０からの動力
は、この動力伝達ギヤ１１１から取り出すことができ
る。
【００３４】モータＭＧ１とモータＭＧ２は、共に同期
電動発電機として構成されており、それぞれ外周面に複
数個の永久磁石１３５，１４５を有するロータ１３２，
１４２と、回転磁界を形成する三相コイル１３４，１４
４が巻回されたステータ１３３，１４３とを備える。モ
ータＭＧ１のロータ１３２は、プラネタリギヤ１２０の
サンギヤ１２１に結合されたサンギヤ軸１２５に結合さ
れており、モータＭＧ２のロータ１４２は、プラネタリ
ギヤ１２０のリングギヤ１２２に結合されたリングギヤ
軸１２６に結合されている。また、各モータＭＧ１，Ｍ
Ｇ２にはそれぞれのロータ１３２，１４２の回転角度θ
１，θ２を検出するためのレゾルバ１３９，１４９が設
けられている。
【００３５】油圧発生装置２０は、プラネタリキャリア
１２４に同軸に結合されたキャリア軸１２７とリングギ
ヤ軸１２６とに２つワンウェイクラッチ３６，３８を介
してそれぞれ接続されており、油圧発生装置２０のケー
シング２２は、モータＭＧ２のステータ１４３が取り付
けられたケース１４７と一体として形成されている。な
お、油圧発生装置２０の構成は、２つの回転軸４２，４
６をキャリア軸１２７およびリングギヤ軸１２６に代え
た点およびケーシング２２がケース１４７と一体として
形成されている点を除いて図１および図２を用いて説明
した油圧発生装置２０と同一の構成をしている。したが
って、ここでは油圧発生装置２０の各構成の説明につい
ては省略する。このように動力出力装置１１０では、油
圧発生装置２０のケーシング２２をケース１４７と一体
として形成することによって油圧発生装置２０をモータ
ＭＧ１と一体となって振動する大きなマスとするから、
エンジン１５０を運転することによって生じる振動に対
する制振効果を大きくすることができる。しかも、振動
の発生源であるエンジン１５０の入力軸としてのキャリ
ア軸１２７とワンウェイクラッチ３６との係合をキャリ
ア軸１２７に若干のクリアランスを設けて取付固定され
た係合部材４４を介して行なう構成としたから、エンジ
ン１５０の予期しない振動や外乱等によりキャリア軸１
２７にガタが生じても、このガタを吸収することがで
き、外乱等の油圧発生装置２０への入力を小さくするこ
とができる。
【００３６】制御装置１８０の詳細については図示しな
いが、制御装置１８０は、モータＭＧ１およびモータＭ
Ｇ２の各三相コイル１３４，１４４に供給する擬似的な
正弦波電流を作り出す２つのインバータ回路と、２つの
インバータ回路を介して充放電するバッテリと、２つの
インバータ回路のスイッチングを制御するモータ制御用
ＣＰＵと、エンジン１５０の運転を制御するエンジン制
御用ＣＰＵとを備え、モータＭＧ１，モータＭＧ２およ
びエンジン１５０の状態を検出する各種センサから入力
される信号に基づいてモータＭＧ１，モータＭＧ２およ
びエンジン１５０の運転を制御する。この制御装置１８
０による制御の詳細については、本発明の実施の形態と
しては不要であるから、その説明については省略する。
【００３７】次に、こうして構成された動力出力装置１
１０の動作について説明する。いま、エンジン１５０を
回転数Ｎｅ，トルクＴｅの運転ポイントＰ１で運転し、
このエンジン１５０から出力されるエネルギＰｅと同一
のエネルギであるが異なる回転数Ｎｒ，トルクＴｒの運
転ポイントＰ２でリングギヤ軸１２６を運転する場合、
すなわち、エンジン１５０から出力される動力をトルク
変換してリングギヤ軸１２６に作用させる場合について
考える。
【００３８】プラネタリギヤ１２０の３軸（サンギヤ軸
１２５，リングギヤ軸１２６およびプラネタリキャリア
１２４）における回転数やトルクの関係は、機構学の教
えるところによれば、図６および図７に例示する共線図
と呼ばれる図として表わすことができ、幾何学的に解く
ことができる。なお、プラネタリギヤ１２０における３
軸の回転数やトルクの関係は、上述の共線図を用いなく
ても各軸のエネルギを計算することなどにより数式的に
解析することもできる。本実施例では説明の容易のため
共線図を用いて説明する。
【００３９】図６における縦軸は３軸の回転数軸であ
り、横軸は３軸の座標軸の位置の比を表わす。すなわ
ち、サンギヤ軸１２５とリングギヤ軸１２６の座標軸
Ｓ，Ｒを両端にとったとき、プラネタリキャリア１２４
の座標軸Ｃは、軸Ｓと軸Ｒを１：ρに内分する軸として
定められる。ここで、ρは、リングギヤ１２２の歯数に
対するサンギヤ１２１の歯数の比であり、次式（１）で
表わされる。
【００４０】
【数１】
【００４１】今、エンジン１５０が回転数Ｎｅで運転さ
れており、リングギヤ軸１２６が回転数Ｎｒで運転され
ている場合を考えているから、エンジン１５０のクラン
クシャフト１５６が結合されているプラネタリキャリア
１２４の座標軸Ｃにエンジン１５０の回転数Ｎｅを、リ
ングギヤ軸１２６の座標軸Ｒに回転数Ｎｒをプロットす
ることができる。この両点を通る直線を描けば、この直
線と座標軸Ｓとの交点で表わされる回転数としてサンギ
ヤ軸１２５の回転数Ｎｓを求めることができる。以下、
この直線を動作共線と呼ぶ。なお、回転数Ｎｓは、回転
数Ｎｅと回転数Ｎｒとを用いて比例計算式（次式
（２））により求めることができる。このようにプラネ
タリギヤ１２０では、サンギヤ１２１，リングギヤ１２
２およびプラネタリキャリア１２４のうちいずれか２つ
の回転を決定すると、残余の１つの回転は、決定した２
つの回転に基づいて決定される。
【００４２】
【数２】
【００４３】次に、描かれた動作共線に、エンジン１５
０のトルクＴｅをプラネタリキャリア１２４の座標軸Ｃ
を作用線として図中下から上に作用させる。このとき動
作共線は、トルクに対してはベクトルとしての力を作用
させたときの剛体として取り扱うことができるから、座
標軸Ｃ上に作用させたトルクＴｅは、向きが同じで異な
る作用線への力の分離の手法により、座標軸Ｓ上のトル
クＴｅｓと座標軸Ｒ上のトルクＴｅｒとに分離すること
ができる。このときトルクＴｅｓおよびＴｅｒの大きさ
は、次式（３）および（４）によって表わされる。
【００４４】
【数３】
【００４５】動作共線がこの状態で安定であるために
は、動作共線の力の釣り合いをとればよい。すなわち、
座標軸Ｓ上には、トルクＴｅｓと大きさが同じで向きが
反対のトルクＴｍ１を作用させ、座標軸Ｒ上には、リン
グギヤ軸１２６に出力するトルクＴｒと同じ大きさで向
きが反対のトルクとトルクＴｅｒとの合力に対し大きさ
が同じで向きが反対のトルクＴｍ２を作用させるのであ
る。このトルクＴｍ１はモータＭＧ１により、トルクＴ
ｍ２はモータＭＧ２により作用させることができる。こ
のとき、モータＭＧ１では回転の方向と逆向きにトルク
を作用させるから、モータＭＧ１は発電機として動作す
ることになり、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わ
される電気エネルギＰｍ１をサンギヤ軸１２５から回生
する。モータＭＧ２では、回転の方向とトルクの方向と
が同じであるから、モータＭＧ２は電動機として動作
し、トルクＴｍ２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気
エネルギＰｍ２を動力としてリングギヤ軸１２６に出力
する。
【００４６】ここで、電気エネルギＰｍ１と電気エネル
ギＰｍ２とを等しくすれば、モータＭＧ２で消費する電
力のすべてをモータＭＧ１により回生して賄うことがで
きる。このためには、入力されたエネルギのすべてを出
力するものとすればよいから、エンジン１５０から出力
されるエネルギＰｅとリングギヤ軸１２６に出力される
エネルギＰｒとを等しくすればよい。すなわち、トルク
Ｔｅと回転数Ｎｅとの積で表わされるエネルギＰｅと、
トルクＴｒと回転数Ｎｒとの積で表わされるエネルギＰ
ｒとを等しくするのである。前述したように、リングギ
ヤ軸１２６に出力された動力は、動力取出ギヤ１２８お
よび動力伝達ギヤ１１１により駆動軸１１２に伝達さ
れ、ディファレンシャルギヤ１１４を介して駆動輪１１
６，１１８に伝達される。したがって、リングギヤ軸１
２６に出力される動力と駆動輪１１６，１１８に伝達さ
れる動力とにはリニアな関係が成立するから、駆動輪１
１６，１１８に伝達される動力は、リングギヤ軸１２６
に出力される動力を制御することにより制御することが
できる。
【００４７】図６に示す共線図ではサンギヤ軸１２５の
回転数Ｎｓは正であったが、エンジン１５０の回転数Ｎ
ｅとリングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒとによっては、図
７に示す共線図のように負となる場合もある。このとき
には、モータＭＧ１では、回転の方向とトルクの作用す
る方向とが同じになるから、モータＭＧ１は電動機とし
て動作し、トルクＴｍ１と回転数Ｎｓとの積で表わされ
る電気エネルギＰｍ１を消費する。一方、モータＭＧ２
では、回転の方向とトルクの作用する方向とが逆になる
から、モータＭＧ２は発電機として動作し、トルクＴｍ
２と回転数Ｎｒとの積で表わされる電気エネルギＰｍ２
をリングギヤ軸１２６から回生することになる。この場
合、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１とモー
タＭＧ２で回生する電気エネルギＰｍ２とを等しくすれ
ば、モータＭＧ１で消費する電気エネルギＰｍ１をモー
タＭＧ２で丁度賄うことができる。
【００４８】こうした図６および図７の共線図の状態で
は、油圧発生装置２０は、共にリンクギヤ軸１２６の回
転数Ｎｒの方がエンジン１５０の回転数Ｎｅ、即ちキャ
リア軸１２７の回転数Ｎｃより大きいから、リングギヤ
軸１２６に取り付けられたワンウェイクラッチ３８が係
合状態となってリングギヤ軸１２６の回転によってドラ
イブギヤ３０が駆動し、油圧を発生する。
【００４９】図６および図７の共線図の状態では、リン
グギヤ軸１２６の回転数Ｎｒより小さな回転数Ｎｅの運
転ポイントでエンジン１５０を運転する場合について説
明したが、実施例の動力出力装置１１０は、図８に示す
ように、リングギヤ軸１２６の回転数Ｎｒより大きな回
転数Ｎｅの運転ポイントでエンジン１５０を運転するこ
ともできる。この場合、エンジン１５０のクランクシャ
フト１５６にプラネタリキャリア１２４を介して結合さ
れたキャリア軸１２７の回転数Ｎｃがリングギヤ軸１２
６の回転数Ｎｒより大きくなるから、油圧発生装置２０
では、キャリア軸１２７に取り付けられたワンウェイク
ラッチ３６が係合状態となって、キャリア軸１２７の回
転によって油圧を発生する。
【００５０】また、実施例の動力出力装置１１０は、エ
ンジン１５０の運転を停止し、モータＭＧ２のみにより
駆動することもできる。このときの共線図を図９に例示
する。図示するように、エンジン１５０は運転を停止し
ているから、エンジン１５０の回転数Ｎｅは値０とな
り、キャリア軸１２７の回転数Ｎｃも値０となる。しか
し、リングギヤ軸１２６はモータＭＧ２により回転駆動
しているから、油圧発生装置２０は、このリングギヤ軸
１２６の回転によって油圧を発生することができる。
【００５１】実施例の動力出力装置１１０は、車両を停
止した状態でエンジン１５０を運転し、モータＭＧ１を
発電機として機能させることにより制御装置１８０が備
える図示しないバッテリを充電することもできる。この
状態の共線図を図１０に示す。図示するように、車両は
停止した状態であるから、リングギヤ軸１２６の回転数
Ｎｒは値０となる。しかし、エンジン１５０が運転され
ているから、油圧発生装置２０は、このエンジン１５０
のクランクシャフト１５６に結合されたキャリア軸１２
７によって油圧を発生することができる。
【００５２】以上、説明した実施例の動力出力装置１１
０によれば、リングギヤ軸１２６とキャリア軸１２７と
に接続された油圧発生装置２０を備えることにより、リ
ングギヤ軸１２６とキャリア軸１２７とのいずれかが回
転していれば油圧を発生することができる。即ち、エン
ジン１５０が運転されているか、車両が前進していれ
ば、油圧発生装置２０により油圧を発生することができ
る。しかも、リングギヤ軸１２６とキャリア軸１２７と
にワンウェイクラッチ３６，３８を用いて１つの歯車ポ
ンプの構成に接続するから、リングギヤ軸１２６とキャ
リア軸１２７とに別個に歯車ポンプを備える構成に比し
て装置を小型化することができる。
【００５３】また、実施例の動力出力装置１１０では、
油圧発生装置２０のケーシング２２をモータＭＧ２のス
テータ１４３が取り付けられたケース１４７と一体とし
て形成するから、油圧発生装置２０をモータＭＧ２と一
体となって振動する大きなマスとし、振動に対する制振
効果を大きくすることができる。しかも、振動の発生源
であるエンジン１５０の入力軸としてのキャリア軸１２
７とワンウェイクラッチ３６との係合をキャリア軸１２
７に若干のクリアランスを設けて取付固定された係合部
材４４を介して行なう構成としたから、エンジン１５０
の予期しない振動や外乱等によりキャリア軸１２７にガ
タが生じても、このガタを吸収することができ、外乱等
の油圧発生装置２０への入力を小さくすることができ
る。
【００５４】実施例の動力出力装置１１０では、リング
ギヤ軸１２６とワンウェイクラッチ３８とが直接係合す
るものとしたが、キャリア軸１２７とワンウェイクラッ
チ３６との係合のように、リングギヤ軸１２６に若干の
クリアランスを設けて取付固定される係合部材とワンウ
ェイクラッチ３８とが係合するようにしてもよい。こう
すれば、リングギヤ軸１２６に生じるガタを吸収するこ
とができ、油圧発生装置２０、延いては動力出力装置１
１０をより耐久性のあるもの及びより精度の高いものに
することができる。
【００５５】実施例の動力出力装置１１０では、エンジ
ン１５０と、プラネタリギヤ１２０と、モータＭＧ１
と、モータＭＧ２とにより駆動する構成に油圧発生装置
２０を取り付けたが、エンジンによる駆動とモータによ
る駆動とが可能な如何なる動力出力装置に油圧発生装置
２０を取り付ける構成としてもよい。
【００５６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるも
のではなく、例えば、実施例の動力出力装置を船舶，航
空機などの交通手段や、その他各種産業機械などに搭載
する構成など、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である油圧発生装置２０の概
略構成を例示する断面図である。
【図２】図１の油圧発生装置２０のＢ−Ｂ線断面の断面
図である。
【図３】変形例である油圧発生装置５０の構成を模式的
に例示する模式図である。
【図４】変形例である油圧発生装置６０の構成を模式的
に例示する模式図である。
【図５】実施例の油圧発生装置２０を構成として備える
動力出力装置１１０の概略構成を例示する構成図であ
る。
【図６】プラネタリギヤ１２０に結合された３軸の回転
数とトルクの関係を示す共線図である。
【図７】プラネタリギヤ１２０に結合された３軸の回転
数とトルクの関係を示す共線図である。
【図８】エンジン１５０の回転数Ｎｅがリングギヤ軸１
２６の回転数Ｎｒより大きな場合の共線図である。
【図９】エンジン１５０の運転が停止されている場合の
共線図である。
【図１０】リングギヤ軸１２６の回転を停止している場
合の共線図である。
【図１１】従来例の歯車ポンプ２００の概略構成を例示
する構成図である。
【符号の説明】
２０…油圧発生装置 ２２…ケーシング ２４…流入通路 ２６…流出通路 ２８…流出口 ３０…ドライブギヤ ３２…ドリブンギヤ ３４…クレセント ３６，３８…ワンウェイクラッチ ４０…固定部材 ４２…回転軸 ４４…係合部材 ４４ａ…固定ピン ４６…回転軸 ５０…油圧発生装置 ５２，５４…ワンウェイクラッチ ５６，５８…回転軸 ６０…油圧発生装置 ６２〜６６…ワンウェイクラッチ ７２〜７６…回転軸 １１０…動力出力装置 １１１…動力伝達ギヤ １１２…駆動軸 １１４…ディファレンシャルギヤ １１６，１１８…駆動輪 １２０…プラネタリギヤ １２１…サンギヤ １２２…リングギヤ １２３…プラネタリピニオンギヤ １２４…プラネタリキャリア １２５…サンギヤ軸 １２６…リンクギヤ軸 １２６…リングギヤ軸 １２７…キャリア軸 １２８…動力取出ギヤ １２９…チェーンベルト １３２，１４２…ロータ １３３，１４３…ステータ １３４，１４４…三相コイル １３５，１４５…永久磁石 １３９，１４９…レゾルバ １４２…ロータ １４７…ケース １５０…エンジン １５６…クランクシャフト １８０…制御装置 ２００…歯車ポンプ ２０２…ドライブギヤ ２０４…ドリブンギヤ ２２０…ケーシング ２２４…流入通路 ２２６…流出通路 ２３０…ドライブギヤ ２３２…ドリブンギヤ ２３４…クレセント ＭＧ１…モータ ＭＧ２…モータ
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 晴久 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 近藤 宏一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 大島 啓次郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸に入力される回転動力により油圧
    を発生する油圧発生装置であって、 異なる回転動力を入力可能な２以上の回転軸と、 該２以上の回転軸のうち一つを前記入力軸として選択す
    る選択手段とを備える油圧発生装置。
  2. 【請求項２】 前記選択手段は、前記２以上の回転軸の
    うち所定方向の回転数が最も大きい回転軸を選択する手
    段である請求項１記載の油圧発生装置。
  3. 【請求項３】 前記選択手段は、前記所定方向の回転の
    ときには回転動力を伝達するが該所定方向と反対の方向
    の回転のときには回転動力を伝達しないワンウェイクラ
    ッチを、前記２以上の回転軸の各々に前記入力軸に対し
    て取り付けてなる手段である請求項２記載の油圧発生装
    置。
  4. 【請求項４】 駆動軸に動力を出力する動力出力装置で
    あって、 出力軸を有する原動機と、 第１の回転軸を有し、該第１の回転軸に動力を入出力す
    る第１の電動機と、 前記駆動軸に結合される第２の回転軸を有し、該第２の
    回転軸に動力を入出力する第２の電動機と、 前記原動機の出力軸と前記第１の電動機の第１の回転軸
    と前記第２の電動機の第２の回転軸とに各々結合される
    ３軸を有し、該３軸のうちいずれか２軸へ入出力される
    動力を決定したとき、該決定された動力に基づいて残余
    の１軸へ入出力される動力が決定される３軸式動力入出
    力手段と、 請求項１ないし３いずれか記載の油圧発生装置とを備
    え、 前記油圧発生装置の２以上の回転軸のうち２つの回転軸
    は、前記原動機の出力軸に結合される回転軸と前記第２
    の電動機の第２の回転軸に結合される回転軸である動力
    出力装置。
  5. 【請求項５】 前記油圧発生装置は、前記第２の電動機
    と一体として支持されてなる請求項４記載の動力出力装
    置。
  6. 【請求項６】 前記油圧発生装置の前記出力軸に結合さ
    れる回転軸と該出力軸との間にガタを吸収可能な間隙を
    設けてなる請求項４または５記載の動力出力装置。
  7. 【請求項７】 前記油圧発生装置の前記第２の回転軸に
    結合される回転軸と該第２の回転軸との間にガタを吸収
    可能な間隙を設けてなる請求項４ないし６いずれか記載
    の動力出力装置。
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