JP2000289475A

JP2000289475A - ハイブリット車用駆動装置

Info

Publication number: JP2000289475A
Application number: JP11104540A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Tsuzuki; 繁男都築; Kenji Omote; 賢司表; Masahiro Hasebe; 正広長谷部; Satoshi Wakuta; 聡和久田; Keiichi Shinohara; 敬一篠原; Atsushi Tabata; 淳田端; Yutaka Taga; 豊多賀; Masashi Nakamura; 誠志中村; Masaya Amano; 正弥天野
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-04-12
Filing date: 1999-04-12
Publication date: 2000-10-17
Anticipated expiration: 2019-04-12
Also published as: JP3575529B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンクランク軸のセンタリング精度及び
トルクコンバータの変形等の影響を受けずに、モータ・
ジェネレータを高い精度にて支持し、モータ・ジェネレ
ータの効率を向上して、モータ・ジェネレータの小型化
を可能とする。【解決手段】モータハウジング１５をコンバータハウ
ジング１２と内燃エンジン１３との間に配置し、モータ
ハウジングの前方に設けた側壁１５ａにベアリング４７
を装着し、該ベアリングにてロータ支持部材４５，４９
が独立して支持される。クランク軸５２の爆発振動に伴
う偏心回転は２枚のフレックスプレート５５，５１によ
り吸収され、かつトルクコンバータ５の変形は、別構造
のロータ支持部材に影響しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとモータ
とを連結して動力源としたパラレルタイプのハイブリッ
ト車輌における駆動装置に係り、詳しくは流体伝動装置
を有する自動変速機にモータを付設したハイブリット車
用駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トルクコンバータ付き自動変速機
にモータ・ジェネレータを付設して、発進時、加速時等
にモータ・ジェネレータの駆動力をエンジン駆動力にア
シストし、また降坂路走行時、制動時にモータ・ジェネ
レータをジェネレータとして機能してエンジンブレーキ
効果を補い、また制動エネルギを回生して燃費を向上す
ると共に排気ガス排出量を低減させるパラレルハイブリ
ット車用駆動装置が、例えば特開平９−２１５２７０号
公報（従来技術１）、特開平５−３０６０５号公報（従
来技術２）、特開平５−０２４４４７号公報（従来技術
３）により提案されている。

【０００３】上記従来技術１のものは、モータ・ジェネ
レータを収納したモータハウジングをエンジンとトルク
コンバータを収納したミッションハウジングとの間に挟
むように配置してある。また、上記従来技術２のもの
は、トルクコンバータのポンプインペラとタービンラン
ナとの間に、モータ・ジェネレータがバイパスして装着
されている。上記従来技術３のものは、トルクコンバー
タから自動変速機構を介して出力軸に至る駆動系の所定
要素と駆動系を覆うケースとの間に、モータ・ジェネレ
ータが装着されており、具体的にはトルクコンバータと
自動変速機構との間又は自動変速機構の伝動後流側にモ
ータ・ジェネレータが配置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】内燃エンジンは、シリ
ンダ室の混合気の爆発によりピストンが往復動してクラ
ンク軸が回転するため、クランク軸は、上記爆発振動に
起因して偏心回転（撓み回転）を生じ、センタリング精
度を高めることは、その構造・機能上不可能である。

【０００５】一方、モータ・ジェネレータは、ステータ
とロータとの間隙（エアギャップ）が小さい程、即ちロ
ータの半径方向の支持精度を向上してセンタリング精度
を高くする程効率がアップする。また、ステータとロー
タとの軸方向の対向長さに応じてモータ・ジェネレータ
の出力が大きくなるので、ロータの軸方向の支持精度も
効率に大きく影響する。

【０００６】上記従来技術１のように、クランク軸にロ
ータを直接連結するものは、上記クランク軸のセンタリ
ング精度が直接ロータのセンタリング精度に影響する。
従って、ロータは、爆発振動に伴う偏心分だけ余分にエ
アギャップを設定する必要があり、このためモータ・ジ
ェネレータの効率が低下して、その分モータ・ジェネレ
ータの容量（体積）の増大を招くことになる。

【０００７】また、上記従来技術２のように、トルクコ
ンバータのフロントカバーとタービンとの間にモータ・
ジェネレータを配置するものは、フロントカバーが上記
クランク軸に直結している関係上、上記クランク軸のセ
ンタリング精度がロータの支持精度に直接影響すると共
に、トルクコンバータがそのチャージ圧及び遠心油圧に
基づき膨出又は収縮する等の変形を生じることにより、
ポンプインペラに固定されているステータとタービンラ
ンナに固定されているロータとが軸方向に相対移動し、
その分モータの効率が低下する。従って、モータ・ジェ
ネレータの上記効率の低下に対応して、必要出力を得る
ために大型のモータ・ジェネレータを設置する必要が生
じる。

【０００８】更に、前記従来技術３のように、モータ・
ジェネレータをトルクコンバータと自動変速機構との
間、又は自動変速機構の後流側に配置すると、モータ・
ジェネレータの径を大きくすることが困難となり、限ら
れたスペースでモータ（ジェネレータ）の出力トルクを
確保することが難しい。また、モータ・ジェネレータが
トルクコンバータを介して又は更に自動変速機構を介し
てエンジンに連結されているため、モータ・ジェネレー
タによりエンジンを始動することが困難であり、エンジ
ン始動用のモータが更に必要となる。

【０００９】そこで、本発明は、エンジンクランク軸の
センタリング精度及び流体伝動装置の変形等の影響を受
けずに、モータを高い精度にて支持し、モータの効率を
向上して、モータの小型化を可能としたハイブリット車
用駆動装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、エンジン（１３）と、流体伝動装置（５）及び自動
変速機構（２）を有する自動変速機（ＡＴ）と、ステー
タ（４２）及びロータ（４３）を有し、該ロータを前記
流体伝動装置の入力部（３０）に連結したモータ（６）
と、を備えてなるハイブリット車用駆動装置（１）にお
いて、前記流体伝動装置のハウジング（１２）と前記エ
ンジン（１３）との間に、前記モータ用のモータハウジ
ング（１５）を配設し、該モータハウジングに、前記ス
テータ（４２）を固定すると共に前記ロータ（４２）を
回転自在に支持してなる、ことを特徴とするハイブリッ
ト車用駆動装置にある。

【００１１】請求項２に係る本発明は、前記流体伝動装
置（５）は、ロックアップクラッチ（３）を有すると共
に、ポンプインペラ（１７）の外郭と一体に結合しター
ビンランナ（１６）及び前記ロックアップクラッチ
（３）を覆うフロントカバー（３０）を有し、前記ロー
タを支持する支持部材（４５，４９）を、前記フロント
カバーのエンジン側にて該フロントカバーに別体に設け
ると共に前記モータハウジング（１５ａ）に装着したベ
アリング（４７）に回転自在に支持してなる、請求項１
記載のハイブリット車用駆動装置にある。

【００１２】請求項３に係る本発明は、前記モータハウ
ジングは、前記モータの前記エンジン側を区隔する側壁
（１５ａ）を有し、該側壁の内径端部分に、前記ベアリ
ング（４７）を装着し、かつ前記ロータを支持する支持
部材（４５，４９）を前記フロントカバー（３０）に連
結してなる、請求項２記載のハイブリット車用駆動装置
にある。

【００１３】請求項４に係る本発明は、前記流体伝動装
置（５）は、ポンプインペラ（１７）の外郭と一体に結
合しタービンランナ（１６）を覆うフロントカバー（３
０）を有し、該フロントカバー（３０）に一体にセンタ
ピース（３１）を結合し、該センタピースが、前記エン
ジンのクランク軸（５２）と空隙を存して対向すると共
に、該センタピースとクランク軸とを衝撃緩衝部材（５
１，５５）を介して連結してなる、請求項２又は３記載
のハイブリット車用駆動装置にある。

【００１４】請求項５に係る本発明は、前記センタピー
ス（３１）に、前記クランク軸（５２）に前記衝撃緩衝
部材（５１，５５）を介して連動しているプレートハブ
（５０）をスプライン嵌合し、該スプライン嵌合が、リ
ード付きスプライン（３１ａ）と直歯スプライン（５０
ａ）との係合による圧入状態からなる、請求項４記載の
ハイブリット車用駆動装置にある。

【００１５】請求項６に係る本発明は、前記ロータ（４
３）を支持する支持部材のハブ（４９）が前記センタピ
ース（３１）に嵌合し、上記支持部材のハブ（４９）
が、前記センタピースに形成されたネジ（３１ｂ）に螺
合するナット（５９）により締付けられて、前記フロン
トカバーと一体部分（３１ｃ）に圧着して連結されてな
る、請求項４又は５記載のハイブリット車用駆動装置に
ある。

【００１６】請求項７に係る本発明は、前記衝撃緩衝部
材は、可撓性を有する２枚のプレート（５１，５５）か
らなる、請求項４又は５記載のハイブリット車用駆動装
置にある。

【００１７】請求項８に係る本発明は、前記流体伝動装
置が、タービンランナ（１６）、ポンプインペラ（１
７）及びステータ（１９）を有するトルクコンバータ
（５）であり、前記モータが、ジェネレータとしても機
能するモータ・ジェネレータ（６）である、請求項１な
いし７のいずれか記載のハイブリット車用駆動装置にあ
る。

【００１８】［作用］以上構成に基づき、前記モータ
（６）は、そのロータ（４３）がモータハウジング（１
５，１５ａ）に例えばベアリング（４７）を介して、ク
ランク軸（５２）の爆発振動に伴う偏心回転の影響を受
けることなくかつ流体伝動装置のチャージ圧及び遠心油
圧による変形の影響を受けることなく、独立して支持さ
れる。

【００１９】なお、上記カッコ内の符号は、図面を対照
するためのものであるが、本発明の構成に何等影響を与
えるものではない。

【００２０】

【発明の効果】請求項１に係る本発明によると、モータ
ハウジングに、ステータを固定すると共にロータを回転
自在に支持して、モータを独立して配置・支持したの
で、モータを高い精度、特にクランク軸の偏心回転に影
響されることのない高いセンタリング精度で支持して、
ロータとステータとの間の間隙（エアギャップ）の高い
精度を確保し、モータの効率を向上して、比較的小型な
形状でもって上述した各機能を確実に達成することがで
きる。

【００２１】請求項２に係る本発明によると、モータ
は、フロントカバーにより流体伝動装置から区画され
て、該流体伝動装置の油から隔離され、油の撹拌による
モータの効率低下を防止することができ、更にロータ
を、上記フロントカバーと別体に設けた支持部材で支持
することにより、流体伝動装置のチャージ圧及び遠心油
圧による変形による影響をなくして、ロータの軸方向長
さ（積厚）を増加してモータ寸法を増大することなく、
モータの上記必要能力を確保することができる。

【００２２】請求項３に係る本発明によると、モータ
は、そのエンジン側を側壁にて区隔されかつその内径端
部分にロータ支持用のベアリングが装着されるので、モ
ータは、そのエンジン側を上記側壁により覆われて、防
水、防塵が図れると共に、該側壁は上記ロータ支持とし
ての機能の外に上記カバーとしての機能を兼用して、部
品の兼用によるコンパクト化を図ることができる。

【００２３】請求項４に係る本発明によると、センタピ
ースとクランク軸との間に間隙を存して縁を切ると共
に、衝撃緩衝部材によりクランク軸とセンタピースを連
結したので、エンジンの爆発振動を上記衝撃緩衝部材に
より吸収して、ロータ側に伝播することを防止し、前記
ロータの支持精度を確実にすると共に、ベアリングのラ
ジアル負荷荷重を減少して、ベアリングの耐久性を向上
することができる。

【００２４】請求項５に係る本発明によると、プレート
ハブとセンタピースとを、リード付きスプラインの圧入
係合により遊びのない状態に一体に連結したので、エン
ジンの爆発振動に伴うフレッチング摩耗の発生を防止で
きる。

【００２５】請求項６に係る本発明によると、ロータ支
持部材のハブを、ナットの締付けによりフロントカバー
と一体部分に圧着して連結したので、スプラインの歯面
ガタ等によるフレッチング摩耗の発生を防止して、錆粉
等によるモータ・ジェネレータへの悪影響を確実に防止
できる。

【００２６】請求項７によると、エンジンの爆発振動を
２枚のプレートが撓むことにより吸収して、エンジンク
ランク軸のトルクを確実にセンタピースに伝達し、ロー
タの支持精度を確実にすると共に、ベアリングの耐久性
を向上することができる。

【００２７】請求項８によると、モータ・ジェネレータ
が内燃エンジンとトルクコンバータの間に配置されてい
るので、該モータ・ジェネレータは、モータとして単独
で又は内燃エンジンをアシストして車輌を駆動すると共
に、ジェネレータとして、エンジンブレーキ効果の増大
及び回生ブレーキとして機能し、更にスタータモータと
して、内燃エンジンを始動して、特別なスタータモータ
を必要としない簡単な構成でありながら、エンジンのア
イドリングをなくすことが可能となり、上記車輌駆動機
能及び回生ブレーキ機能と相俟って、更なる燃費の低下
及び排ガスの減少を図ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明を適用した
ハイブリット車用駆動装置を示す断面図であって、図中
符号１は、ハイブリット車用駆動装置であり、ミッショ
ンケースに収納されている多段変速機構２と、ロックア
ップクラッチ３を有するトルクコンバータ５と、ブラシ
レスＤＣモータ等からなるモータ・ジェネレータ６と、
を備え、図面右方部分にてガソリンエンジン等の内燃エ
ンジン１３に接続されている。即ち、本ハイブリット車
用駆動装置１は、従来からある自動変速機ＡＴのトルク
コンバータ部分にモータ・ジェネレータ６を付設したも
のに係る。

【００２９】上記ハイブリット車用駆動装置１は、１軸
状に配置されており、前エンジン・後駆動（ＦＲ）方式
に適用される。詳しくは、エンジン側から、モータ・ジ
ェネレータ６、トルクコンバータ５、そして自動変速機
構２が１軸状に順次配置されており、かつ自動変速機構
２は、トルクコンバータ５側から、１個のシンプルプラ
ネタリギヤからなるオーバ・ドライブ部７、シンプソン
タイプのプラネタリギヤユニット９ａ及び１個のシンプ
ルプラネタリギヤ９ｂからなる主変速部９が配置されて
おり、入力軸１０の回転を、前進５速・後進１速に変速
して出力軸１１に出力する。

【００３０】図２は、上記ハイブリット車用駆動装置１
の主要部であって、トルクコンバータ５及びモータ・ジ
ェネレータ６部分を示す図であり、コンバータハウジン
グ１２と内燃エンジン１３との間にモータハウジング１
５が挟まれるようにして、１軸状に配置されいる。トル
クコンバータ５はタービンランナ１６、ポンプインペラ
１７及びステータ１９を有しており、タービンランナ１
６は入力軸１０の前端にスプライン結合しているハブ２
０に連結されている。また、コンバータハウジング１２
と前記自動変速機構２のミッションケース４との間部分
にはオイルポンプ２２が配設されており、ポンプケース
２２ａが上記ハウジング１２及びケース４に固定されて
いる。

【００３１】前記ポンプインペラ１７の基部に固定され
ているハブ１７ａは前記ポンプケース２２ａの内周にブ
ッシュ２３を介して回転自在に支持されていると共に、
前記ケースとハブとの間にオイルシール２５が配設され
ている。また、前記ステータ１９はワンウェイクラッチ
２６に連結されており、該ワンウェイクラッチのインナ
レースは入力軸１０と上記ハブ１７ａとの間に配置され
るステータシャフト２７を介してオイルポンプ２２に固
定されている。

【００３２】そして、前記ポンプインペラ１７に固定さ
れているフロントカバー３０は、その外径部分３０ａが
タービンランナ１６の外周に沿って斜めにかつ滑らかに
構成され、中間部分３０ｂが軸方向に略々平行にエンジ
ン側（前方）に延び、その内径部分３０ｃが半径方向に
略々垂直に延びている。上記フロントカバーの内径端は
センタピース３１に固定されており、該センタピースは
前記入力軸１０と整列するように前方に向けて軸方向に
延びている。

【００３３】一方、前記フロントカバー３０の軸方向に
延びる中間部分３０ｂの内径側にはロックアップクラッ
チ３が収納・配置されている。該ロックアップクラッチ
３は、上記フロントカバーの内径部分３０ｃに固定され
かつ中間部分３０ｂに沿って軸方向に延びるドラム３２
と、前記センタピース３１の後方端にニードルベアリン
グ３３を介して支持されているハブ３５と、これらドラ
ム３２又はハブ３５のスプラインにそれぞれ係合してい
る複数の摩擦材３６及びセパレータプレート３７とを有
する。更に、上記外摩擦板３７はその後方側がドラム３
２に係合するスナップリング３９により抜止めされてい
ると共に、その前方側がピストンプレート４０に当接し
得る。即ち、該ロックアップクラッチ３は、前記トルク
コンバータ５のタービンランナ１６及びポンプインペラ
１７の外郭からなるトーラスより小径に構成されてお
り、具体的にはトーラスの半径方向略々中央部分に上記
ドラム３２が位置するように配置されており、かつ多板
クラッチからなる。

【００３４】ピストンプレート４０は、前記ドラム３２
とセンタピース３１の外周面とに密接して移動自在であ
り、上記多板クラッチからなるロックアップクラッチ３
を接続、解放又はスリップ制御し得る。該ピストンプレ
ートは、オリフィス孔が形成されて、該ピストンプレー
トで隔てられた両油室間の油圧を絞りつつ流通可能で、
その油の流れ方向を変化することにより上記ロックアッ
プクラッチ制御し得る。更に、上記ハブ３５の内摩擦板
係合用スプラインの内径部分にはコイルスプリングから
なるダンパスプリング４１が周方向に複数個配設されて
おり、該ダンパスプリングは前記ハブ３５に固定されて
いるプレート３５ａとタービンハブ２０のラグ２０ａと
の間に縮設されている。即ち、該ダンパスプリング４１
は、前記ロックアップクラッチ３の摩擦板部分３６，３
７の内径側にて半径方向に略々整列する位置、即ちロッ
クアップクラッチ３の摩擦板部分と軸方向にオーバラッ
プする位置に配置されている。

【００３５】そして、前記モータ・ジェネレータ６は、
ステータ４２とロータ４３とを有しており、これらステ
ータ及びロータは、前記フロントカバーの軸方向に延び
る中間部分３０ｂの外径側において略々整列する位置、
即ちその内径側に位置する前記ロックアップクラッチ３
及び更にその内径に位置するダンパスプリング４１と軸
方向にオーバラップする位置に配置されている。詳しく
は、ロータ４３は永久磁石からなる多数の積層板４３ａ
を軸方向に並べて構成されており、これら積層板は支持
板４５に固定・支持されている。該支持板４５は、前記
フロントカバーの内径部分３０ａの前方にてかつ所定空
隙を存して平行に半径方向に延びる円板部４５ａと、上
記積層板４３ａを保持する保持部４５ｂとを有してお
り、保持部４５ｂは、その前方端部にて円板部４５ａに
連結され、前記フロントカバーの中間部分３０ｂの外周
を覆うように軸線方向に延びている。

【００３６】ステータ４２は、軸方向に積層された多数
の鉄心４２ａにコイル４２ｂを巻回してなり、モータハ
ウジング１５に固定されている。ロータ４３とステータ
４２とは、その積層板４３ａと鉄心４２ａとが軸方向に
同じ位置（オーバラップした位置）、即ち所定軸方向長
さにおいて半径方向に整列しており、かつこれら積層板
と鉄心が僅かの間隔（エアギャップ）を存して対向して
いる。なお、上記モータ・ジェネレータは、そのステー
タ４２が、地上高等の車輌搭載上に支障を来さない範囲
で可能な限り大きく設定されており、かつ多極化を図っ
て所定出力を確保すると共に、ロータ４３の磁石積載板
４３ａが遠心力に充分耐えられる強度を確保している。

【００３７】また、モータハウジング１５は、前記ステ
ータ４２の前方部分に沿うように側壁１５ａを有してお
り、該側壁１５ａの中間部分と前記ロータ支持板４５と
の間には、ロータの回転位置を検出するセンサである、
レゾルバ４６が設けられている。レゾルバ４６は、前記
ブラシレスＤＣモータ３のロータの回転位置を正確に検
出して、ステータに流す電流のタイミングを制御するた
めのものであり、それぞれ精密加工された積層板からな
る回転子４６ａと固定子４６ｂからなる。そして、コイ
ルにより励磁される固定子４６ｂを外径側に、回転子４
６ａを内径側にして半径方向に整列（即ち軸方向にオー
バラップした位置）して配置されており、かつ該レゾル
バ４６は、前記モータ・ジェネレータ３の前方側ステー
タコイル４２ｂの半径方向内径側にて軸方向にオーバラ
ップした位置で、かつフロントカバー内径部分３０ｃの
前方側、即ちロックアップクラッチ３と軸方向に略々整
列した位置に配置されている。

【００３８】更に、前記モータハウジング側壁１５ａの
内径端にはボールベアリング４７が装着されており、該
ボールベアリングは前記レゾルバ４６の内径側にあって
半径方向に略々整列する位置（即ち軸方向にオーバラッ
プする位置）に配置されている。該ボールベアリング４
７の内径側には前記ローラ支持板４５の内径端に固定さ
れているハブ４９の鍔部４９ａが圧入しており、更にそ
の内径側にインプットプレートボス部５０が、隙間の殆
どない精度の高い公差状態（圧入ではない）で嵌合して
いる。該ボス部５０にはその外径側においてインプット
プレート５１が固定されており、またエンジンのクラン
ク軸５２の先端部分にはボルト５３によりドライブプレ
ート５５が固定されており、これら両プレート５５，５
１は可撓性を有すると共にその先端部にてボルト５６に
より固定・連結されている。

【００３９】そして、前記センタピース３１はクランク
シャフト５２の先端凹部５２ａに嵌合しておらず、充分
な空隙をもって即ち縁が切られて対向している。該セン
タピース３１の外周には、図３の展開図に詳示するよう
に、所定角度θ傾斜しているリード付きスプライン３１
ａが形成されている。一方、前記インプットプレートハ
ブ５０の内周にはその全長に亘って軸方向に平行な直歯
スプライン５０ａが形成されている。また、前記ロータ
ハブ４９の内周の後側一部に比較的短い軸方向に平行な
直歯スプライン４９ｂが形成されている。そして、セン
タピース３１の前端には所定長さのネジ溝３１ｂが形成
されており、該ネジ溝３１ｂにはナット５９が締付けら
れている。

【００４０】前記センタピース３１のリード付きスプラ
イン３１ａに前記ロータハブのスプライン４９ｂ及びイ
ンプットプレートハブのスプライン５０ａを係合した状
態で前記ナット５９が締付けられる。これにより、図３
に詳示するように、直歯からなる比較的長いインプット
プレートハブスプライン５０ａは、その歯の両端部分の
反対側歯側面ａ，ｂがセンタピース傾斜スプライン３１
ａの隣接する歯側面に圧接して圧入状態となって、両ス
プライン５０ａ，３１ａは遊びのない圧着状態にて嵌合
し、スプライン歯の係合間隙等に起因するフレッチング
摩耗の発生を防止して一体に回転する。

【００４１】一方、直歯からなる比較的短いロータハブ
スプライン４９ｂは、リード付スプライン３１ａに係合
しているが、短いことに起因して歯側面間に空隙を有す
る遊嵌状態となって、上記インプットプレートハブスプ
ライン５０ａの圧着に拘らず、容易に組付けし得る。該
ロータハブ４９は、上記スプラインの遊嵌状態に基づき
軸方向に移動自在であることに起因して、前記ナット５
９の締付けに基づき、インプットプレートハブ５０とセ
ンタピース鍔部３１ｃとの間で密接して挟持される。こ
れにより、ロータハブ４９は、上記スプライン歯面ガタ
に拘らず、センタピース３１及びインプットプレートハ
ブ５０の圧着による摩擦力に基づいて一体に回転する。

【００４２】前記ロータハブ４９とフロントカバー３０
との間は０リング６０によりシールされており、前記ボ
ールベアリング４７がシール付きであること及び前記ポ
ンプケース２２ａとの間のシール２５とが相俟って、ポ
ンプケース２２と、トルクコンバータ５のケースである
フロントカバー３０及びポンプ１７の外郭との間で構成
されるモータ室Ａが防水、防油及び防塵構造となってい
る。なお、前記モータハウジング側壁１５ａは、上記モ
ータ・ジェネレータ６の前方を覆うカバー部材であると
共に、ボールベアリング４７を装着してロータ４３を支
持する部材でもあり、両機能を兼用して装置のコンパク
ト化を向上している。また、前記モータハウジング１５
には円環状の凹溝１５ｃが形成されており、該凹溝１５
ｃはリング状の蓋部材６１にて水密状に閉塞されて、冷
却用水路６２が形成されており、該冷却用水路６２には
エンジン冷却用の水が循環されて、モータ室Ａの加熱を
防いでいる。

【００４３】上述したように、ロックアップクラッチ３
を小径化して、その外径部分に、半径方向に略々整列し
てモータ・ジェネレータ６を配置し、更にダンパスプリ
ング４１をロックアップクラッチ３の内径部分に、半径
方向に略々整列して配置し、またレゾルバ４６をモータ
・ジェネレータ６の前方コイル４２ｂの内径側にかつロ
ックアップクラッチ３と軸方向に略々整列して配置する
こと及び上記モータハウジング側壁１５ａのカバー部材
及びロータ支持部材の兼用化、そしてモータ・ジェネレ
ータ６をモータケース１２に独立して支持することに基
づき効率を高めることが相俟って、モータ・ジェネレー
タ６を、軸方向及び半径方向に寸法を大きく拡大するこ
となく、自動変速機に付設することが可能となる。具体
的には、半径方向寸法を従来のトルクコンバータハウジ
ング１２と略々同径に、また軸方向寸法を僅かに増大す
るだけで、モータ・ジェネレータ６を配置することが可
能となる。

【００４４】ついで、上述した本ハイブリット車用駆動
装置１の作用について説明する。車輌の停止状態でかつ
（イグニッション）スイッチがＯＮ状態にあって、運転
者が発進意図に基づきアクセルペダルを踏込むと、ま
ず、モータ・ジェネレータ６にバッテリ（図示せず）か
らの電流が流れて、モータとして機能する。ブラシレス
ＤＣモータからなるモータ・ジェネレータ６は、レゾル
バ４６によりロータ４３の位置を正確に検出することに
基づき、コントローラ（図示せず）によりステータ４２
のコイル４２ｂに流す電流のタイミングを調整して、前
進方向にかつ高い効率にてロータ４３を回転する。該ロ
ータ４３の回転は、ロータ支持板４５、ロータハブ４
９、そしてナット５９の締付けに基づく、該ハブ４９の
インプットプレートハブ５０及びセンタピース鍔部３１
ｃとの間での挟持摩擦力によりセンタピース３１に伝達
され、更にフロントカバー３０、ポンプインペラ１７、
タービンランナ１６及びステータ１９からなるトルクコ
ンバータ５を介して、所定のトルク比の増大を伴って入
力軸１０に伝達される。

【００４５】該発進時にあっては、点火プラグに電流は
供給されずかつ燃料噴射装置は停止状態にある。詳しく
は、前記ロータハブ４９の回転に基づきインプットプレ
ート５０，５１及びドライブプレート５５を介してクラ
ンクシャフト５２が回転するが、単にピストンがシリン
ダ室の空気を圧縮・解放するだけで、エンジンは空転状
態にある、即ち、車輌発進時にあっては、低回転数時に
高いトルクを出力するブラシレスＤＣモータ６の駆動特
性に基づき、更にトルクコンバータ５のトルク比増大及
び自動変速機構２の１速段による高いトルク比が相俟っ
て、車輌を滑らかにかつ所定のトルクにより発進・走行
する。

【００４６】そして、モータ・ジェネレータ６の回転数
がエンジン始動回転数に達すると、点火プラグを点火す
ると共に燃料噴射装置を作動して、内燃エンジンを始動
する。これにより、内燃エンジンのクランク軸５２の回
転は、ドライブプレート５５、インプットプレート５
１、ハブ５０、そしてリードスプライン３１ａ及び直歯
スプライン５０ａにて圧入状態となっているセンタピー
ス３１に伝達される。この状態では、内燃エンジンの駆
動力及びモータとして機能しているモータ・ジェネレー
タ６の駆動力が加算されて、トルクコンバータに伝達さ
れ、更に自動変速機構２がアップシフトして、所望の回
転速度にて駆動車輪に伝達される。即ち、車輌の加速状
態及び登坂状態等の大きな駆動力を必要とする場合、内
燃エンジンの駆動力にモータ・ジェネレータ６の駆動力
がアシストして、高馬力にて車輌を走行する。

【００４７】そして、車輌が定常高速走行状態になる
と、モータ・ジェネレータ６の電流供給を遮断すると共
に回路を解放して、モータ・ジェネレータを空転し、専
ら内燃エンジンの駆動力にて車輌を走行する。前記内燃
エンジンによる駆動状態又は内燃エンジンにモータをア
シストした駆動状態（場合によってはモータのみによる
駆動状態）にあって、コンバータ圧の方向を換えること
によりピストンプレート４０が移動して、ロックアップ
クラッチ３を接続する。これにより、フロントカバー３
０に伝達されているトルクは、ドラム３２、外摩擦板３
７、内摩擦板３６、ハブ３５、ダンパスプリング４１及
びタービンハブ２０を介して、トルクコンバータの油流
を介することなく直接入力軸１０に伝達される。

【００４８】この際、上述したように、モータ・ジェネ
レータ６の配設により、ロックアップクラッチ３が小径
化されているが、該ロックアップクラッチ３は、多板ク
ラッチからなり、上記モータアシストによる高馬力に対
しても充分なトルク容量を備えており、前記内燃エンジ
ン及びモータの駆動力を確実に入力軸１０に伝達する。
また、該多板クラッチからなるロックアップクラッチ３
は、上記ピストンプレート４０の構造と相俟って、スリ
ップ制御も容易となり、多くの変速段にて上記スリップ
制御を適用しつつ該ロックアップクラッチ３を作動する
ことができる。

【００４９】また、定常低速走行及び降坂路走行等によ
り内燃エンジンの出力に余裕がある場合、ステータ４２
のコイル４２ｂを充電回路に切換えると共にチョッパ用
スイッチのオフ時間を制御する等により、モータ・ジェ
ネレータ６をジェネレータとして機能してバッテリを充
電する。特に、降坂時においてエンジンブレーキを要求
する場合、前記ジェネレータとなっているモータ・ジェ
ネレータ６の回生電力を大きくして、充分なエンジンブ
レーキ効果を得ることができる。また、運転者がフート
ブレーキを踏んで車輌の停止を要求する場合、前記モー
タ・ジェネレータ６の回生電力を更に大きくして、回生
ブレーキとして作動し、車輌の慣性エネルギを電力とし
て回生して、摩擦ブレーキに基づく熱によるエネルギ放
散を減少する。

【００５０】そして、車輌が信号等にて停止している状
態では、モータ・ジェネレータ６が停止されると共に、
内燃エンジンも停止される。即ち、従来のエンジンのア
イドリング状態はなくなる。また、該停止状態からの車
輌の発進は、前述したように、まず、モータ・ジェネレ
ータ６のモータ駆動力により発進し、その直後の比較的
低速状態で、上記モータ駆動力によりエンジンが始動さ
れ、モータ６の駆動力にてアシストすることにより、エ
ンジンの急激な駆動力変動をなくして、滑らかに運転
し、そしてエンジンブレーキ必要時及び制動停止時に、
モータ・ジェネレータ６を回生ブレーキとして車輌慣性
エネルギを電気エネルギとして回生する。これらが相俟
って、本ハイブリット車は、省燃費及び排ガスの減少を
達成し得る。

【００５１】そして、前記内燃エンジンは、シリンダ室
内の爆発によりピストンが往復動してクランク軸に回転
として伝達されるため、クランク軸５２は、上記爆発振
動にり偏心回転を生じ、このため必然的に軸芯（センタ
リング）精度が悪くなっている。一方、前記モータ・ジ
ェネレータ６は、エンジン１３及びコンバータハウジン
グ１２との間で挟持される独立したモータハウジング１
５内に配置されており、かつそのロータ４３は、モータ
ハウジング１５にベアリング４７を介して支持されてい
る。詳しくは、ロータ４３の永久磁石積層板４３ａを支
持する支持板ハブ４９の鍔部４９ａが、ハウジング側壁
１５ａに装着されたボールベアリング４７の内径側に圧
入されて支持されている。

【００５２】前記クランク軸５２とロータハブ４９と
は、インプットプレート５１及びドライブプレート５５
等を介して連結されているが、前記クランク軸５２の爆
発振動に基づく偏心回転は、衝撃緩衝部材であるフレッ
クスプレートを構成する上記ドライブプレート５５及び
インプットプレート５１が撓むことにより吸収され、ロ
ータハブ１５に伝播されることはなく、またクランク軸
５２とセンタピース３１とは軸方向に離れて配置されて
縁が切れているので、前記ロータ４３の独立した高い精
度での回転支持に影響を与えることはない。また、ステ
ータ４２は、上記モータハウジング１５に直接固定され
ており、従ってロータ４３とステータ４２とは僅かな間
隔（エアギャップ）を存して正確に対向している。ま
た、前記ボールベアリング４７は、上記２枚のプレート
５１，５５で上記爆発振動が吸収され、かつモータハウ
ジング側壁１５ａにより独立して支持されているので、
作用するラジアル負荷荷重が少ない。

【００５３】一方、トルクコンバータ５は、そのフロン
トカバー３０及びポンプインペラ１７の外郭により形成
されるコンバータ室Ｂへ供給されるチャージ圧及びその
回転に伴う遠心油圧の変化により、膨出したり収縮した
り変形するが、フロントカバー３０と前記ロータ支持板
４５とがそれぞれ独立した別構造となっており、上記ト
ルクコンバータ５の変形が前記ロータ４３の高い精度の
回転支持に影響を与えることはない。なお、上記チャー
ジ圧及び遠心油圧によるトルクコンバータの変形は、フ
ロントカバー３０がその中間部分３０ｂが軸方向に延び
る段付き形状からなる堅牢な構造からなること、及び該
フロントカバー内径部がセンタピース鍔部３１ｃに固定
されかつロータハブ４９及びナット５９等を介してベア
リング４９により軸方向に支持されていることが相俟っ
て、フロントカバー３０が前方に膨んでロータ支持板４
５に影響を与えることはなく、専ら後方に向けて変形し
てオイルポンプ２２ａの支持部分にて移動・吸収され
る。

【００５４】これにより、モータ・ジェネレータ６は、
半径方向及び軸方向に高い精度にて支持され、小径化さ
れたロックアップクラッチ３の外径部分にあって、かつ
トルクコンバータ５のトーラス外径よりあまり外径方向
に突出しない位置にあり、軸方向及び半径方向に大きく
拡大しないコンパクトな構成からなるにも拘らず、比較
的高い出力を得ることができる。

【００５５】また、前記クラッチ軸５２の爆発振動は、
ドライブプレート５５及びインプットプレート５１を介
して微小振動としてプレートハブ５０に伝わったとして
も、該ハブ５０の直歯スプライン５０ａとセンタピース
３１のリード付きスプライン３１ａは圧入関係にあって
ガタのない一体回転をするので、この間でフレッチング
摩耗を発生することがなく、トルクを伝達することがで
きる。また、ロータハブ４９は、ナット５９の締付けに
基づきプレートハブ５０及びセンタピース鍔部３１ｃに
挟持されて、これらの間の圧着による摩擦力によりガタ
のない一体回転をするので、センタピース３１及びロー
タハブ４９との間でフレッチング摩耗を発生することな
く、トルクを伝達し得る。

【００５６】上記実施例は、自動変速機構として前記５
速段のものを用いているが、これに限らず、４速段、３
速段等の他の自動変速機構でもよく、更にＦ・Ｒタイプ
に限らず、Ｆ・Ｆ（前エンジン・前輪駆動）タイプ等の
他の形式の自動変速機に適用することも可能である。ま
た、上記実施例は、モータ・ジェネレータとして、ブラ
シレスＤＣモータを用いているが、これは、直流モー
タ、誘導式交流モータ等の他のモータでもよい。また、
上記実施例は、トルクコンバータを用いているがが、こ
れは流体継手でもよく、即ち、トルクコンバータ又は流
体継手等の流体伝動装置を備えたものに適用し得る。

【００５７】なお、上述した実施例の作用をまとめて示
すと、以下の通りである。

【００５８】車輌発進時には、モータ・ジェネレータ
（６）がモータとして機能し、該モータの駆動力がトル
クコンバータ（５）及び自動変速機構（２）を介して車
輪に伝達される。この際、内燃エンジン（１３）は燃料
噴射装置等が非作動状態にあって、空転している。そし
て、車輌の発進後の比較的早期に、燃料噴射装置が作動
して、前記モータ・ジェネレータ（６）がスタータモー
タとして機能してエンジンが始動される。

【００５９】この状態では、内燃エンジンの駆動力にモ
ータ・ジェネレータ（６）の駆動力がアシストして、加
速及び登坂等の高馬力要求に対応する。そして、定常走
行になると、モータ・ジェネレータ（６）を空転するか
又はジェネレータとして機能し、専ら、内燃エンジンの
駆動力にて車輌を走行する。また、降坂時にあっては、
上記モータ・ジェネレータをジェネレータとして機能し
て、エンジンブレーキ効果を高める。更に、制動時にあ
っては、ジェネレータによる回生電力を更に増大して、
回生ブレーキとして機能する。そして、車輌停止時に
は、内燃エンジンを停止して、アイドリング状態をなく
す。

【００６０】そして、前記モータ・ジェネレータ（６）
は、そのロータ（４３）がモータハウジング（１５，１
５ａ）にベアリング（４７）を介して、クランク軸（５
２）の爆発振動に伴う偏心回転の影響を受けることなく
かつ流体伝動装置のチャージ圧及び遠心油圧による変形
の影響を受けることなく、独立して支持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したハイブリット車用駆動装置を
示す全体断面図。

【図２】その主要部であるトルクコンバータ及びモータ
・ジェネレータ部分を示す断面図。

【図３】センタピースのスプラインと、それに係合する
インプットプレートハブスプライン及びロータハブスプ
ラインを示す展開図。

【符号の説明】

１ハイブリット車用駆動装置２自動変速機構３ロックアップクラッチ５トルクコンバータ６モータ・ジェネレータ１２コンバータハウジング１３内燃エンジン１５モータハウジング１５ａ側壁１６タービンランナ１７ポンプインペラ３０フロントカバー３１センタピース３１ａリード付きスプライン３１ｂネジ３１ｃ一体部材（鍔部）４２ステータ４３ロータ４５，４９ロータの支持部材（支持板、ハブ）４７（ボール）ベアリング５１，５５衝撃緩衝部材（インプットプレート、
ドライブプレート）５２クランク軸５９ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 7/18 (72)発明者表賢司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 (72)発明者長谷部正広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 (72)発明者和久田聡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 (72)発明者篠原敬一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 (72)発明者田端淳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)発明者多賀豊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)発明者中村誠志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)発明者天野正弥愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA03 AA04 AB27 AC03 AC14 AC15 AC21 AC36 5H115 PA12 PA13 PG04 PI16 PI29 PO17 PU11 PU25 QE01 QE04 QE06 QE08 QE10 QI04 QI09 RB08 RE01 SE04 SE05 SJ12 TO21 TO30 UI32 5H607 AA05 AA06 BB01 BB09 BB14 CC03 CC05 CC07 EE02 EE22 EE33 FF24 GG08 HH01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、流体伝動装置及び自動変速機構を有する自動変速機と、ステータ及びロータを有し、該ロータを前記流体伝動装
置の入力部に連結したモータと、を備えてなるハイブリ
ット車用駆動装置において、前記流体伝動装置のハウジングと前記エンジンとの間
に、前記モータ用のモータハウジングを配設し、該モータハウジングに、前記ステータを固定すると共に
前記ロータを回転自在に支持してなる、ことを特徴とするハイブリット車用駆動装置。
【請求項２】前記流体伝動装置は、ロックアップクラ
ッチを有すると共に、ポンプインペラの外郭と一体に結
合しタービンランナ及び前記ロックアップクラッチを覆
うフロントカバーを有し、前記ロータを支持する支持部材を、前記フロントカバー
のエンジン側にて該フロントカバーに別体に設けると共
に前記モータハウジングに装着したベアリングに回転自
在に支持してなる、請求項１記載のハイブリット車用駆動装置。
【請求項３】前記モータハウジングは、前記モータの
前記エンジン側を区隔する側壁を有し、該側壁の内径側端部分に、前記ベアリングを装着し、か
つ前記ロータを支持する支持部材を前記フロントカバー
に連結してなる、請求項２記載のハイブリット車用駆動装置。
【請求項４】前記流体伝動装置は、ポンプインペラの
外郭と一体に結合しタービンランナを覆うフロントカバ
ーを有し、該フロントカバーに一体にセンタピースを結
合し、該センタピースが、前記エンジンのクランク軸と空隙を
存して対向すると共に、該センタピースとクランク軸と
を衝撃緩衝部材を介して連結してなる、請求項１記載のハイブリット車用駆動装置。
【請求項５】前記センタピースに、前記クランク軸に
前記衝撃緩衝部材を介して連動しているプレートハブを
スプライン嵌合し、該スプライン嵌合が、リード付きスプラインと直歯スプ
ラインとの係合による圧入状態からなる、請求項４記載のハイブリット車用駆動装置。
【請求項６】前記ロータを支持する支持部材のハブが
前記センタピースに嵌合し、上記支持部材のハブが、前記センタピースに形成された
ネジに螺合するナットにより締付けられて、前記フロン
トカバーと一体部分に圧着して連結されてなる、請求項４又は５記載のハイブリット車用駆動装置。
【請求項７】前記衝撃緩衝部材は、可撓性を有する２
枚のプレートからなる、請求項４又は５記載のハイブリット車用駆動装置。
【請求項８】前記流体伝動装置が、タービンランナ、
ポンプインペラ及びステータを有するトルクコンバータ
であり、前記モータが、ジェネレータとしても機能するモータ・
ジェネレータである、請求項１ないし７のいずれか記載のハイブリット車用駆
動装置。