JP3750365B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関と電動機などの少なくとも二種類の駆動力源を備えた車両用駆動装置に関し、特にこれらの駆動力源から出力された動力をトルクコンバータなどの流体伝動装置を介して出力するように構成された駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車などの車両の駆動力源として一般に使用されている内燃機関（エンジン）に加えて、第２の駆動力源として電動機（モータ）を搭載した車両が開発されている。この種の車両では、電動機の出力する動力が、車両の走行のためには必ずしも充分ではないが、電動機の出力の制御性がよいこと、電動機によってエネルギの回生をおこなうことができること、電動機は排ガスを生じないことなどの利点を生かして電動機を使用するように構成している。例えば、発進時などに大きいトルクが必要な場合には、電動機を内燃機関の補助的な駆動力源として動作させ、また減速時には、電動機を発電機として機能させてエネルギの回生をおこない、さらにはエンジンの出力トルクの脈動とは１８０度位相がずれて脈動するトルクを電動機によって出力することにより車両の振動を抑制するなどのことがおこなわれている。
【０００３】
また、車両の駆動トルクを必要十分に大きくし、あるいはエンジンが出力する動力によって後進走行を可能にするために、上記の二種類の駆動力源の出力側に変速機を連結し、その変速機と各動力源とを流体伝動装置を介して連結することもおこなわれている。その一例が特開平８−１６８１０４号公報に記載されている。
【０００４】
この公報に記載された装置は、エンジンの出力するトルクの脈動を電動機によって抑制することを目的としたものであり、そのためにエンジンの出力側にモータ・ジェネレータを配置し、さらにそのモータ・ジェネレータの出力側に、トルクコンバータと変速機とを順に配置して構成されている。
【０００５】
ところで、流体伝動装置は、その内部に封入されたオイルなどの流体を、駆動側の回転翼によって螺旋流として流動させ、その駆動側の回転翼と対向して配置された従動側の回転翼にその螺旋流が衝突することにより、従動側回転翼が回転し、このようにして流体を介して動力を伝達するように構成されている。したがって内部にオイルなどの流体を封入する必要があるために、流体伝動装置は、全体として密閉された構造とされる。上記の公報に記載されているトルクコンバータもこの種の密閉構造の装置であり、従来では、内面に多数のブレードを取り付けたポンプシェルの先端側に、全体として椀形を成すフロントカバーを一体に接合して中空容器を形成し、その内部にタービンランナやステータを収容するとともに、フルードを封入して構成されている。そして従来では、このトルクコンバータをエンジンの直後に配置し、エンジンのフライホイールをフロントカバーの正面にボルトによって直接連結している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の公報に記載された装置は、エンジンの直後に配置されていたトルクコンバータをエンジンから離隔し、そのエンジンとトルクコンバータとの間にモータ・ジェネレータを配置する構成であるから、従来一般のトルクコンバータの構造とは異なる新たな構造を採用する必要がある。すなわち、上記公報に記載されている装置は、エンジンおよびモータ・ジェネレータならびにトルクコンバータ、自動変速機を一直線上に配列する構成であるから、元来、全体としての軸長が長くなる要因があり、したがって従来のトルクコンバータとエンジンとの間にこれらを連結するシャフトなどの連結部材とモータ・ジェネレータとを単に介在させたのでは、全体の軸長が更に長くなり、車載性が悪くなるばかりか、車両の小型軽量化を阻害する要因になる。
【０００７】
例えば従来のトルクコンバータは、ポンプシェルとフロントカバーとによって中空の容器を形成した構成であるから、これにモータ・ジェネレータを介してエンジンを連結するとすれば、エンジンのフライホイールに類似したプレートおよびその中心部に設けたシャフトをエンジンとの間に介在させてエンジンとトルクコンバータとを連結することになる。そして、それらの間に更にモータ・ジェネレータを介在させることになるから、全体としての軸長が長くなってしまう。
【０００８】
また、これらトルクコンバータやモータ・ジェネレータを連結するための手段としてボルトやスプラインなどの手段を採用するとすれば、機械加工をおこなう部品点数が多くなるうえに、組み付け時の工数が多くなって装置全体としての生産性が悪化する可能性がある。
【０００９】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、軸長を短くでき、また生産性の良好な車両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およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１駆動力源と、第２駆動力源と、これら第１駆動力源の出力する動力および第２駆動力源の出力する動力が入力される外殻の内部に流体を封入した流体伝動装置とを有する車両用駆動装置において、前記第１駆動力源の出力する動力が伝達されて回転する入力部材に、半径方向に突出した板状の部分を備えたハブ部が形成されるとともに、前記流体伝動装置の外殻の一部が、回転中心側に開口部を形成されたフロントカバーによって形成され、そのフロントカバーの開口部内に前記ハブ部における板状の部分を嵌合させてハブ部にフロントカバーが一体的に固着されてハブ部が前記外殻の一部を形成し、さらにそのハブ部における前記外殻の外側に位置する部分に、前記第２駆動力源の出力側部材が一体的に取り付けられ、さらに前記外殻の他の一部の外周側に前記第２駆動力源のステータの一部が配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記入力部材が、前記第１駆動力源の出力部材に連結される入力軸によって構成され、かつ前記ハブ部が、その入力軸における前記流体伝動装置側の端部に一体的に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
したがってこの発明によれば、入力部材が、第１駆動力源から流体伝動装置に対して動力を伝達する部材と、第２駆動力源と流体伝動装置とを連結する部材とを兼ねるうえに、そのハブ部が流体伝動装置の外殻の一部を構成するので、これらの部材の連結部分に必要とするスペースが小さくてよいうえに、部品点数が少なくなり、その結果、装置の全体としての軸長が短くなる。またそのハブ部とフロントカバーとを一体化する手段として溶接などの溶着手段を採用することが可能であるから、流体伝動装置のシール性が確実なものとなる。さらに入力部材のハブ部とフロントカバーと第２駆動力源の出力側部材とを一体に構成しておくことができ、しかもそのための固着部をそれぞれ１箇所、合計２箇所とすることができるので、製造作業性が向上するのみならず工数が低減されて生産性の高いものとすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面を参照して具体的に説明する。図２はこの発明による駆動装置の基本的な構成を示しており、第１駆動力源１と第２駆動力源２とが設けられている。その第１駆動力源１は、燃料の燃焼によって動力を出力する形式の装置であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのほかに、液化石油ガスや天然ガスなどのガス燃料を燃焼させるエンジンなどがその例である。この発明は、その第１駆動力源１として出力されるトルクが繰り返し変動（脈動）するエンジンを使用した場合に、特に有効である。なお、以下の説明では、第１駆動力源１をエンジン１と記す。
【００１４】
第２駆動力源２は、要は、エンジン１とは異なる種類の駆動力源であり、原理的にはトルクの変動（脈動）を生じさせることなく動力を出力することのできる装置であり、電気的エネルギを回転運動などの運動エネルギに変換して出力することのできる電動機がその例である。特に、この発明は、発電機能（回生機能）のある電動機を使用した場合に、有効である。なお、以下の説明では、第２駆動力源２をモータ・ジェネレータ２と記す。
【００１５】
上記のエンジン１にフライホイール３が連結されている。このフライホイール３は、従来のガソリンエンジンやディーゼルエンジンに取り付けられているものと同様に、エンジン１のトルクの変動を抑制するためのものであり、回転慣性モーメントの大きい円板状の部材である。また、このフライホイール３に制振機構（ダンパ）４が連結されている。このダンパ４は、フライホイール３から入力される動力の変動を減衰させて、すなわち振動もしくは脈動の振幅を小さく（平準化）して出力する機構であり、必要に応じて各種の構成のものを使用することができる。一般的には、相対回転可能な入力側の部材と出力側の部材との間に弾性体を介在させ、その弾性体の伸縮によって振動を減衰させる構成のものを使用することができる。なお、このフライホイール３とダンパ４とは、予め一体に組み付けた構成のものを使用することができる。また、フライホイール３は、選択的に採用することのできる部材であって、これを省いてエンジン１とダンパ４とを直接連結してもよい。
【００１６】
上記のダンパ４に流体伝動装置５が連結され、その流体伝動装置５の出力側に変速機６が連結されている。この発明で対象とする駆動装置における流体伝動装置５は、要は、流体を介して動力を伝達することのできる構成であればよく、トルクの増幅作用のない装置、あるいはトルクの増幅作用のある装置（トルクコンバータ）のいずれであってもよい。また、流体を介して相互にトルクの伝達をおこなう入力側の部材と出力側の部材とを選択的に直接連結するロックアップクラッチを備えていない流体伝動装置あるいは備えている流体伝動装置のいずれかを使用することができる。なお、以下の説明では、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５を例に示す。
【００１７】
また一方、変速機６は、入力回転数と出力回転数との比（変速比）を適宜に変更することのできる装置であって、有段式の変速機や変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機などを採用することができる。また自動変速機と手動変速機とのいずれであってもよい。以下の説明では、変速機６として自動変速機（ＡＴ）６を使用した例を示す。
【００１８】
前記モータ・ジェネレータ２は、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材、言い換えればトルクコンバータ５の入力側の部材に連結されている。すなわちエンジン１の動力とモータ・ジェネレータ２の動力とをトルクコンバータ５を介して自動変速機６に出力できるように構成されている。なお、モータ・ジェネレータ２として例えば永久磁石型同期モータを使用した場合には、その出力側部材であるロータの回転角度を検出するためのレゾルバ７がモータ・ジェネレータ２と並列に配列される。その場合、レゾルバ７のロータもモータ・ジェネレータ２のロータと同様に、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材もしくはトルクコンバータ５の入力側の部材に連結される。
【００１９】
図２に示す構成を更に具体化した構成を図３に部分断面図として示してある。前記トルクコンバータ５を収容しているトランスミッションハウジング１０のエンジン１側の端部に、アダプタ１１が取り付けられている。このアダプタ１１は、トランスミッションハウジング１０の開口端とほぼ等しい外径の円筒状の部材であって、トランスミッションハウジング１０の端部とエンジン１との間に挟み込んだ状態に固定されている。このアダプタ１１の内周面で軸線方向での中間部には、中心部に向けて適宜に屈曲して延びた隔壁部１２が一体に形成されている。その隔壁部１２には、トルクコンバータ５の中心軸線と軸線を一致させた貫通孔が形成されている。
【００２０】
前記アダプタ１１の内周側の空間部のうち隔壁部１２によって仕切られたエンジン１側の空間部に、エンジン１の出力部材であるクランクシャフト１３の先端部が延びており、そのクランクシャフト１３の先端部にフライホイール３がボルト１４によって固定されている。このフライホイール３の正面（エンジン１とは反対側の面）にダンパ４が取り付けられている。したがってフライホイール３とダンパ４とが、アダプタ１１の内周側で隔壁部１２によって仕切られたエンジン１側の空間部に収容されている。
【００２１】
ダンパ４は、半径方向で外側に延びた平板部を有する中空円板状の第１のプレートとその中心側の部分に対向して取り付けられかつ第１のプレートと共に円周方向に沿う窓孔部を形成する第２のプレートとからなる駆動側部材１５と、その駆動側部材１５における各プレートの間に相対回転可能に延ばした板状の突出部を円筒状のボス部１６の外周側に一体化させ、かつその板状の突出部に前記窓孔部と一致する窓孔部を形成した従動側部材１７と、それらの窓孔部に保持されかつ駆動側部材１５と従動側部材１７とが相対回転することによってこれらの部材１５，１７によって圧縮されるダンパスプリング１８とによって構成されている。そしてその駆動側部材１５における半径方向で外側に延びた平板部が、フライホイール３の正面にボルト１９によって固定されている。すなわち駆動側部材１５がダンパ４の入力側部材となり、かつ従動側部材１７がダンパ４の出力側部材となっている。
【００２２】
前記隔壁部１２の内周側の端部は、軸線方向に延びた比較的短い円筒状に形成され、この円筒状の部分２０に軸受２１が嵌合させられており、この軸受２１は、前記円筒状の部分２０の内周面に取り付けた固定用部材であるスナップリング２２によって固定されている。そしてこの軸受２１の内周側に入力軸２３が嵌合させられ、したがってこの入力軸２３が軸受２１を介して隔壁部１２によって回転自在に支持され、また軸線方向に対しては固定されている。
【００２３】
この入力軸２３の先端部（図３での左側端部）が、前記ダンパ４の内周部にまで延びており、かつ前記ダンパ４における従動側部材１７のボス部１６に挿入されている。そして、これら入力軸２３と従動側部材１７とが、それぞれに形成されたスプライン２４によって連結されている。また、入力軸２３の外周部のうち前記軸受２１に隣接する部分に、レゾルバ７のロータ２５が嵌合させられており、このロータ２５は、キー２６によって入力軸２３に対して回り止めされるとともに、スナップリング２７によって軸線方向に対して固定されている。すなわちこのロータ２５の図３での右側の端部が前記軸受２１に当接しており、したがってロータ２５は軸受２１とスナップリング２７とによって挟み込まれて固定されている。
【００２４】
前記隔壁部１２は、図３に示すように、その中間部が軸線方向に二段に屈曲しており、内周側の屈曲部分の内周面には、複数のインロー嵌合部２８が円周方向に一定の間隔をあけて形成され、このインロー嵌合部２８にレゾルバ７におけるステータ２９が嵌合されかつボルト３０によって固定されている。より具体的には、そのステータ２９は、軸線方向における位置を前記ロータ２５と一致させ、そのロータ２５の外周面に接近した位置に配置されている。なお、ボルト３０がステータ２９を貫通している部分は円周方向に沿う長孔となっており、かつボルト３０は図３に示すように隔壁部１２よりエンジン１側から挿入されて隔壁部１２に螺合している。したがってダンパ４を入力軸２３に対してスプライン嵌合させるに先立って、ボルト３０をゆるめた状態でステータ２９を円周方向に回動させることにより、ロータ２５に対するステータ２９の円周方向での相対位置を調整できるように構成されている。
【００２５】
入力軸２３の後端部（図３での右側端部）は、隔壁部１２における円筒状の部分２０の先端近傍にあってその円筒状の部分２０より半径方向で外側に延び、その半径方向で外側に延びた部分にハブ部３１が形成されている。したがってこのハブ部３１は、前記隔壁部１２を挟んで前記ダンパ４とは反対側の空間部に収容されており、また、前記円筒状の部分２０の外周側で該円筒状部分２０と同心円上の位置に配置されている。そしてそのハブ部３１には、モータ・ジェネレータ２の出力側部材であるロータ３２と、トルクコンバータ５のフロントカバー３３とが一体的に連結されている。このハブ部３１に対するロータ３２とフロントカバー３３との取付構造を図１に拡大して示してある。したがってこの入力軸２３がこの発明における入力部材に相当している。
【００２６】
前記ハブ部３１は、軸線方向に所定の長さを有した円筒状の部分であり、これに対してロータ３２は、回転中心部に貫通孔を形成した中空円板状の部材の外周部に永久磁石を取り付けたものであって、その円板状部材の貫通孔の部分を、前記ハブ部３１における図１および図３での左側端部に嵌合させて溶接などの固定手段によってー体化させることにより、ハブ部３１に一体的に取り付けられている。なお、入力軸２３が前記軸受２１を介して隔壁部１２によって軸線方向に位置決めされていることにより、ロータ３２も入力軸２３と共に軸受２１を介して隔壁部１２によって軸線方向での位置が決められている。
【００２７】
このロータ３２の外周側にステータ３４が配置されている。このステータ３４は、積層鉄心とコイルとからなるものであって、前記アダプタ１１の内周面に固定されている。そしてその積層鉄心がロータ３２における永久磁石と半径方向で接近して対向しており、これに対してコイルが積層鉄心に対して軸線方向に張り出している。したがってモータ・ジェネレータ２は、コイルが軸線方向に突出し、これに対してロータ３２の永久磁石の部分がコイルよりも軸線方向で内側に大きく入り込んでおり、さらに永久磁石を取り付けてある円板状の部分が最も薄くて軸線方向に更に入り込んでいる。前記隔壁部１２は、モータ・ジェネレータ２におけるこのような輪郭形状に沿って屈曲している。
【００２８】
したがってエンジン１側（図３での左側）に突出しているコイルの部分の内周側に、前記フライホイール３の一部が入り込んでおり、かつ前記ダンパ４が配置されている。すなわちダンパ４およびフライホイール３の一部ならびにステータ３４の一部を、半径方向に並べて配置することにより、空間を有効利用して軸長の短縮化が図られている。さらにレゾルバ７におけるロータ２５を、モータ・ジェネレータ２のロータ３２から分離して入力軸２３に取り付けることにより、レゾルバ７をモータ・ジェネレータ２を収容している空間部分から外に出し、かつそのレゾルバ７をモータ・ジェネレータ２におけるロータ３２の内周側に配置したので、この点でも半径方向に配列する部材を増やして軸長の短縮化が図られている。また、ステータ３４およびロータ３２の永久磁石の部分を、その回転中心から可及的に外周側に配置することにより、発生するトルクを大きくしてモータ・ジェネレータ２の小型化が図られている。
【００２９】
一方、フロントカバー３３は、トルクコンバータ５におけるポンプシェル３５と一体化されてトルクコンバータ５の外殻の一部を形成する部材であって、図３に示すような異形断面の円板状の部材である。このフロントカバー３３の回転中心部には、図１に示すように、所定半径の開口部３３Ａが形成されており、その開口部３３Ａの近傍および半径方向での中間部分は、半径方向に沿う比較的単純な平板形状であり、これに対して外周側の部分は、軸線方向に張り出している前記コイルの内周側を通ってそのコイルの軸線方向の側面に到るように屈曲した形状に成形されている。そしてこの屈曲した外周部の先端部でポンプシェル３５の先端部に溶接などの固定手段で一体化され、また開口部３３Ａを前記ハブ部３１の軸線方向での他端部（図１および図３での右端部）に嵌合させるとともに溶接などの固定手段で一体化されている。したがってハブ部３１がフロントカバー３３と共にトルクコンバータ５の外殻の一部を形成している。また、ロータ３２のハブ部３１に対する取付部分が、トルクコンバータ５の外殻の外側に位置している。
【００３０】
ポンプシェル３５は、従来のトルクコンバータのポンプシェルと同様に、回転中心から半径方向に延びた部分が、いわゆる椀形断面に湾曲した形状を成しており、その椀形に湾曲した部分の内面に、ポンプブレードが固定されてポンプインペラを構成している。そしてこのポンプシェル３５の他方の端部（図３での右側の端部）は、前記入力軸２３と中心軸線を一致させた円筒軸３６となっている。そしてこの円筒軸３６が油圧ポンプ３７のボデー３８におけるボス部３９の内周側に挿入され、そのボス部３９の内周部に挿入したブッシュ４０によって軸線方向に移動し得る状態で回転可能に保持されている。なお、このブッシュ４０は滑り軸受であり、これに替えて軸線方向への移動を許容できるころがり軸受を使用することもできる。
【００３１】
この油圧ポンプボデー３８は、トランスミッションハウジング１０の内周面に固定されるとともに、その内部にロータ３７Ａを回転自在に収容しており、前記ポンプシェル３５における円筒軸３６の先端部がそのロータ３７Ａに係合している。すなわち入力軸２３に伝達された動力によって油圧ポンプ３７を駆動するように構成されている。なお、ボス部３９の先端部と円筒軸３６の外周面との間にオイルシール４１が配置されている。したがって前記軸受２１をシール構造のものとすることにより、モータ・ジェネレータ２が収容されている空間部が液密状態に維持されている。
【００３２】
上記の円筒軸３６の内周側に、円筒状の固定軸４２が、同一軸線上に配置されている。この固定軸４２は、油圧ポンプ３７のボデー３８に一体化された支持用の軸であって、その先端部がトルクコンバータ５の内部にまで延びている。そしてこの固定軸４２の先端部外周に一方向クラッチ４３のインナーレースがスプライン嵌合して取り付けられており、またその一方向クラッチ４３のアウターレースにステータ３５Ａが取り付けられている。
【００３３】
さらに固定軸４２の内周側には変速機入力軸４４が挿入され、固定軸４２の内周面との間に配置した軸受４５によって回転自在に支持されている。この変速機入力軸４４の先端部は、前記固定軸４２の先端部方向に突出しており、その先端部にハブ４６がスプライン嵌合されている。なお、このハブ４６と変速機入力軸４４との間はオイルシール４７によって液密状態に封止されている。
【００３４】
ハブ４６には、タービンランナ４８とロックアップクラッチ４９とが連結されている。タービンランナ４８は、椀形に湾曲したシェルの内面に複数のブレードを固定した構造であって、前記ポンプインペラとほぼ対称形状を成しており、前記ステータ３５Ａを挟んでポンプインペラと対向して配置されている。
【００３５】
ロックアップクラッチ４９は、多板構造のクラッチであって、前記フロントカバー３３の内面に対向した位置に設けられている。すなわちフロントカバー３３の中間部で半径方向に沿う平板状の部分の正面に対向してクラッチドラム５０が配置されている。このクラッチドラム５０は、ほぼ有底円筒状を成す部材であって、フロントカバー３３の中間部の内面に対向する位置に配置されるとともに、その内周側の端部で前記ハブ４６にリベットによって固定・一体化されている。このクラッチドラム５０の円筒状を成す外周部の内面に摩擦板５１がスプライン嵌合されている。またこの摩擦板５１を挟んでフロントカバー３３の内面と対向する位置に他の摩擦板５２が配置され、この他の摩擦板５２は、フロントカバー３３の内面に取り付けたリング状のリテーナ５３の外周側に嵌合されている。さらにこれらの摩擦板５１，５２を挟んでフロントカバー３３の内面に対向する位置にピストン５４が軸線方向に前後動するように配置されている。このピストン５４は、環状の板状体であって、その内周部によって前記ハブ４６に液密状態を維持して摺動自在に嵌合するとともに、外周部がクラッチドラム５０の円筒状部分の内周面に摺接している。
【００３６】
上述したフロントカバー３３およびポンプシェル３５によって区画されている空間部すなわちトルクコンバータ５の内部にはオイル（オートマチックトランスミッションフルード）が充填されており、入力軸２３と共にポンプインペラが回転して生じるオイルの螺旋流がタービンランナ４８に供給されてタービンランナ４８が回転し、その結果、入力軸２３から変速機入力軸４４に動力が伝達される。したがって入力軸２３がトルクコンバータ５の入力側の部材になっている。
【００３７】
また、ピストン５４の背面側すなわち摩擦板５１，５２とは反対側の油圧を、正面側すなわち摩擦板５１，５２側の油圧より高くすることにより、ピストン５４が摩擦板５１，５２をフロントカバー３３の内面との間に挟み付け、その結果、フロントカバー３３からこれらの摩擦板５１，５２を介してクラッチドラム５０ならびにハブ４６および変速機入力軸４４に動力が伝達される。すなわちロックアップクラッチ４９が係合することにより、このロックアップクラッチ４９を介して入力軸２３から変速機入力軸４４に直接動力が伝達される。
【００３８】
このようにロックアップクラッチ４９が設けられている位置は、フロントカバー３３の中間部であって半径方向に沿う平板部分に対向する位置であり、これは、フロントカバー３３が前述したように屈曲していることにより、モータ・ジェネレータ２におけるステータ３４の内周側、より正確にはステータ３４におけるコイルの内周側の位置である。言い換えれば、流体伝動装置であるトルクコンバータ５の外周側の一部が半径方向で内側に窪まされて凹部を形成しており、このようにして外径を縮小した部分が、モータ・ジェネレータ２におけるステータ３４の内側に入り込まされている。言い換えれば、トルクコンバータ５の外周側の一部に凹部が形成され、その凹部にステータ３４のコイルの一部が配置されている。
【００３９】
このような構成が可能になったのは、以下の理由による。ステータ３４の内周側に入り込んでいるトルクコンバータ５の一部は、ロックアップクラッチ４９であり、ロックアップクラッチ４９が多板構造とされてその外径寸法を小さくしても必要十分な伝達トルク容量を確保できるからである。また、ロックアップクラッチ４９が係合すると、トルクコンバータ５に対する入力トルクの変動がそのまま出力側に伝達されるが、図３に示す構成では、入力軸２３の入力側にダンパ４が配置されていて、トルクコンバータ５に対する入力トルクの変動が抑制もしくは防止されており、その結果、ロックアップクラッチ４９にダンパ機構を設ける必要がなく、そのためにロックアップクラッチ４９を小径化できたためである。したがって上記の例では、ロックアップクラッチ４９の外径が、タービンランナ４８の外径より小さく設定されている。
【００４０】
なお、特には符号を付さないが、入力軸２３とハブ４６との間、ハブ４６と一方向クラッチ４３との間、一方向クラッチ４３と円筒軸３６のフランジ部との間には、それぞれスラスト軸受が配置されている。また、上記のトルクコンバータ５におけるステータ３５Ａの作用およびこれを支持している一方向クラッチ４３の作用は、従来のトルクコンバータと同様であるので、その説明は省略する。
【００４１】
上述したようにトルクコンバータ５は、フロントカバー３３およびポンプシェル３５ならびに入力軸２３の一部と円筒軸３６の一部とによって構成された中空容器の内部にオイルを充填した構造であり、そのオイルの圧力が高くなると、その全体が幾分膨張する。その場合、図３に示す構成では、ポンプシェル３５と実質的に一体の入力軸２３が前記軸受２１によって軸線方向に対しては移動しないように支持され、これに対して円筒軸３６がブッシュ４０によって支持されているので、トルクコンバータ５の油圧の上昇による変形は、円筒軸３６の軸線方向の変位によって吸収される。その結果、モータ・ジェネレータ２におけるロータ３２とステータ３４との軸線方向での相対位置やレゾルバ７におけるロータ２５とステータ２９との軸線方向での相対位置にズレが生じることが防止されている。
【００４２】
ここで、図３に示す装置の組み付け手順を説明する。トルクコンバータ５は、その全体が密閉構造であり、かつ一端部が油圧ポンプ３７によって支持されるから、トルクコンバータ５の全体を予め組み立てた状態で、トランスミッションハウジング１０の内部に挿入されて油圧ポンプ３７や固定軸４２あるいは変速機入力軸４４に対して組み付けられる。このトルクコンバータ５と一体の部材は、前述した円筒軸３６および入力軸２３ならびにロータ３２である。一方、アダプタ１１には、モータ・ジェネレータ２のステータ３４と、レゾルバ７のステータ２９と、軸受２１とを組み付けておく。その状態で、軸受２１の内周側に入力軸２３を挿入しつつ、アダプタ１１をトランスミッションハウジング１０の端面に接合する。その結果、モータ・ジェネレータ２のロータ３２の外周側にステータ３４が位置決めされ、モータ・ジェネレータ２が正規の状態に組み付けられる。
【００４３】
つぎにレゾルバ７のロータ２５を入力軸２３の外周にはめ込み、キー２６によって回り止めするとともに、スナップリング２７によって固定する。この状態では、アダプタ１１のエンジン１側の端部が開口した状態になっているので、レゾルバ７のステータ２９を固定しているボルト３０をゆるめて、ステータ２９を円周方向に回動させることにより、ロータ２５との円周方向での相対位置の調整をおこなうことができる。
【００４４】
さらにフライホイール３をエンジン１のクランクシャフト１３に取り付けるとともに、そのフライホイール３にダンパ４を固定しておく。そして、上記のようにトランスミッションハウジング１０に接合されたアダプタ１１を、入力軸２３の先端部にダンパ４のボス部１６をスプライン嵌合させつつ、エンジン１に連結する。
【００４５】
したがって上記の駆動装置を構成している各要素の配列順序は、図４のとおりである。すなわちここに示す例は、エンジン１を車両の前後方向に向けて配置したＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に適する配置例であり、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ２が配置され、そのモータ・ジェネレータ２の出力側にトルクコンバータ５を介して自動変速機６が配置されている。この自動変速機６は、後述する歯車変速機部５５と油圧制御部５６とを備えており、歯車変速機部５５から後方側に延びた出力軸５７を介して動力を出力するようになっている。また、油圧制御部５６は、前記ロックアップクラッチ４９の係合・解放の制御および変速制御ならびに摩擦係合装置の係合圧の制御をおこなうためのものであって、複数の電磁バルブや切り換えバルブならびに調圧バルブを備え、電磁バルブを電気的に制御することにより、上記の各制御を実行するように構成されている。なお、この油圧制御部５６としては、従来知られている自動変速機用の油圧制御装置を採用することができる。
【００４６】
前述したようにモータ・ジェネレータ２は、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材、より具体的には入力軸２３に連結されており、したがってモータ・ジェネレータ２を駆動することによりモータ走行をおこない、また反対に入力軸２３からモータ・ジェネレータ２に動力を伝達することにより、モータ・ジェネレータ２で発電をおこなってエネルギの回生をおこなう。そのために、モータ・ジェネレータ２には、図５に示すように、インバータ５７を介してバッテリ５８が接続されている。
【００４７】
そのインバータ５７は、モータ・ジェネレータ２の制御のために従来使用されているものと同様であって、モータ・ジェネレータ２に対する電流および周波数を制御し、またモータ・ジェネレータ２で発電する際の電流を制御するように構成されている。そして、それらの制御をおこなうためにコントローラ５９が設けられている。このコントローラ５９は、一例としてマイクロコンピュータを主体とするものであって、エンジン１の始動要求、発進あるいは加速要求、さらには制動要求などに従ってインバータ５７およびバッテリ５８を制御するように構成されている。
【００４８】
その制御の例を挙げると、エンジン１の始動要求があると、バッテリ５８からモータ・ジェネレータ２に電流を供給してモータ・ジェネレータ２を駆動し、その動力によってクランクシャフト１３を回転させ、同時にエンジン１に燃料を供給してエンジン１を始動する。また発進や加速などのために大きい駆動力が要求された場合には、モータ・ジェネレータ２をバッテリ５８の電力で駆動し、エンジン１による動力に加えてモータ・ジェネレータ２による動力をトルクコンバータ５に入力する。さらに制動操作に伴う制動要求があった場合には、モータ・ジェネレータ２を入力軸２３から伝達される動力によって回転させて発電をおこなわせ、その電流をバッテリ５８に供給して充電する。したがって運動エネルギを電気エネルギに変換するので、これが車両の走行に対しては負荷となり、制動力を得ることができる。なお、バッテリ５８がほぼ満杯まで充電されていたり、あるいは温度が上限程度まで高くなっていれば、バッテリ５８に対する充電が制限されるので、充電回路を開くなどのことによって充電を中止する。
【００４９】
上記のエンジン１やモータ・ジェネレータ２ならびに自動変速機６などの各装置は、車両の状態を示す各種のデータに基づいて制御される。例えば図６に示すように、マイクロコンピュータを主体とする総合制御装置（ＥＣＵ）６０に各種の信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を制御信号として出力するようになっている。この入力信号の例を挙げれば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE 、エンジン水温、イグニッションスイッチからの信号、バッテリＳＯＣ（State of Charge：充電状態）、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機（ＡＴ）油温、シフトポジション、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキのオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度、アクセル開度、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサからの信号、駆動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサからの信号、レゾルバ信号などである。
【００５０】
また、出力信号の例を挙げると、点火信号、噴射（燃料の噴射）信号、スタータヘの信号、前記コントローラ５９への信号、減速装置への信号、ＡＴソレノイドヘの信号、ＡＴライン圧コントロールソレノイドヘの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、自動停止制御実施インジケータヘの信号、自動停止制御未実施インジケータヘの信号、スポートモードインジケータヘの信号、ＶＳＣアクチュエータヘの信号、ＡＴロックアップコントロールバルブヘの信号などである。
【００５１】
この発明に係る上記の駆動装置は、基本的には、走行のための動力をエンジン１によって出力し、またエンジン１によって減速し、モータ・ジェネレータ２は走行のための駆動力あるいは制動力を補助するために使用される。したがって前記自動変速機６は後進段を含む複数の変速段を設定することができるように構成されている。その歯車変速機部５５の一例を図７に示してある。
【００５２】
ここに示す構成では、前進５段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。すなわちここに示す自動変速機６は、トルクコンバータ５に続けて副変速部６１と、主変速部６２とを備えている。その副変速部６１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構６３によって構成され、キャリヤ６４が前記変速機入力軸４４に連結され、またこのキャリヤ６４とサンギヤ６５との間に一方向クラッチＦ0 と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ６５がキャリヤ６４に対して相対的に正回転（変速機入力軸４４の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ６５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部６１の出力要素であるリングギヤ６６が、主変速部６２の入力要素である中間軸６７に接続されている。
【００５３】
したがって副変速部６１は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構６３の全体が一体となって回転するため、中間軸６７が変速機入力軸４４と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係介させてサンギヤ６５の回転を止めた状態では、リングギヤ６６が変速機入力軸４４に対して増速され正回転し、高速段となる。
【００５４】
他方、主変速部６２は三組の遊星歯車機構７０，８０，９０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１と第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構７０のリングギヤ７３と第２遊星歯車機構８０のキャリヤ８２と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９２との三者が連結され、かつそのキャリヤ９２に出力軸５７が連結されている。さらに第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１に連結されている。
【００５５】
この主変速部６２の歯車列では後進段と前進側の四つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１と中間軸６７との間に第１クラッチＣ１が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１と中間軸６７との間に第２クラッチＣ２が設けられている。
【００５６】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構７０および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ７１，８１の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ７１，８１（すなわち共通サンギヤ軸）とトランスミッションハウジング１０との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ７１，８１が逆回転（変速機入力軸４４の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構７０のキャリヤ７２とトランスミッションハウジング１０との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ９３の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトランスミッションハウジング１０との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ９３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００５７】
上述した各変速部６１，６２の回転部材のうち副変速部６１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービン回転数センサ６８と、出力軸５７の回転数を検出する出力軸回転数センサ６９とが設けられている。
【００５８】
上記の自動変速機６では、各クラッチやブレーキを図８の作動表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図８において○印は係合状態、空欄は解放状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことをそれぞれ示す。
【００５９】
図８に示すＰ（パーキング）、Ｒ（リバース：後進段）、Ｎ（ニュートラル）ならびに第１速（１ｓｔ）ないし第５速（５ｔｈ）の各シフト状態は、図示しないシフト装置のレバーをマニュアル操作することにより設定される。そのシフトレバーによって設定される各シフトポジションの配列は、図９に示すとおりであり、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジションが、ここに挙げた順序で車両の前後方向に沿って配列され、そのＤポジションに対して車両の幅方向に隣接する位置に“４”ポジションが配置され、その“４”ポジションに対して車両後方側に隣接して“３”ポジションが配置され、さらにこの“３”ポジションの位置から車両の斜め後方に“２”ポジションおよびＬポジションが順に配列されている。
【００６０】
ここで、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また“４”ポジションは、第１速ないし第４速、“３”ポジションは第１速ないし第３速、“２”ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、“３”ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００６１】
また、ＤポジションないしＬポジションのいずれかをシフトレバーによって選択することにより、そのポジションに応じた変速段を設定することができるようになっている。すなわち、マニュアル操作によって変速段を設定する変速モードであって、これが前記のスポーツモードである。このスポーツモードを選択するスポーツモードスイッチ１００がインストルメントパネルもしくはセンターコンソール（それぞれ図示せず）などに設けられている。このスイッチ１００をオン操作した状態で、シフトレバーをＤポジションに設定すると前進第５速となり、また“４”ポジションに設定すると前進第４速、“３”ポジションに設定すると前進第３速、“２”ポジションに設定すると前進第２速、Ｌポジションに設定すると前進第１速の各変速段が設定される。
【００６２】
上述した駆動装置では、エンジン１を駆動すると、そのクランクシャフト１３と共にフライホイール３が回転する。エンジン１は燃料の燃焼に伴うピストンの直線運動を回転運動に変換して動力を出力するものであるから、その出力トルクが燃料の燃焼に応じて変動する。これに対してフライホイール３の回転慣性モーメントが大きいので、エンジン１の出力トルクの変動（脈動）がこのフライホイール３によって平準化される。またダンパ４は、フライホイール３に固定した駆動側部材１５と入力軸２３にスプライン嵌合させた従動側部材１６との間に、ダンパスプリング１８を配置した構成であるから、フライホイール３から駆動側部材１５に伝達された動力の変動によってダンパスプリング１８が伸縮する。すなわち制振作用が生じ、従動側部材１６に現れるトルクは、振動あるいは脈動が更に抑制されたものとなる。
【００６３】
エンジン１の出力した動力はこのようにして振動もしくは脈動が抑制されて入力軸２３に伝達され、その入力軸２３がそのハブ部３１を介してフロントカバー３３と一体化されているので、結局、エンジン１の出力した動力がトルクコンバータ５に伝達される。その場合、入力軸２３にそのハブ部３１を介してロータ３２を連結してあるから、モータ・ジェネレータ２に通電してこれを駆動すれば、モータ・ジェネレータ２の出力する動力が、エンジン１の動力に加えてトルクコンバータ５に伝達される。さらにトルクコンバータ５が変速機６側から入力される動力によって駆動されている場合には、モータ・ジェネレータ２によって発電をおこない、同時に制動力を生じさせることができる。
【００６４】
そして、上記の駆動装置では、入力軸２３のハブ部３１にフロントカバー３３を溶接などの溶着手段によって固定することにより、トルクコンバータ５の外殻を密閉状態とすることができ、そのシール性を確実なものとすることができる。またこのような固着構造によって入力部材である入力軸２３とトルクコンバータ５とを連結することできるので、特別な連結部材を用いる必要がなく、しかも連結部の必要スペースを小さくすることができ、その結果、装置全体としての軸長の短縮化を図ることができる。さらに、前記ハブ部３１は軸長の短い円筒状を成しており、その外周部にロータ３２とフロントカバー３３とを溶接などの手段で固着する構造であるから、その組み付け作業が容易であり、その結果、生産性の良好な駆動装置とすることができる。
【００６５】
なお、この発明は、上述した具体例に限定されないのであって、細部の形状や構造もしくは配置は適宜に変更することができる。例えば入力軸と一体のハブ部は、入力軸と一体成形せずに、個別に加工・製造した部品を一体化させたものであってもよく、またその形状は前述した円筒状に限定されない。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、入力部材が、第１駆動力源から流体伝動装置に対して動力を伝達する部材と、第２駆動力源と流体伝動装置とを連結する部材とを兼ねるうえに、そのハブ部が流体伝動装置の外殻の一部を構成するので、これらの部材の連結部分に必要とするスペースが小さくてよいうえに、部品点数が少なくなり、その結果、装置の全体としての軸長を短くすることができる。またそのハブ部とフロントカバーとを一体化する手段として溶接などの溶着手段を採用することが可能であるから、流体伝動装置の外殻のシール性が確実なものとなる。さらに入力部材のハブ部とフロントカバーと第２駆動力源の出力側部材とを一体に構成しておくことができ、しかもそのための固着部をそれぞれ１箇所、合計２箇所とすることができるので、製造作業性が向上するのみならず工数が低減されて生産性の高いものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による駆動装置における入力軸とモータ・ジェネレータのロータおよびフロントカバーとの連結構造の一例を示す部分断面図である。
【図２】 この発明の駆動装置の構成を原理的に示すブロック図である。
【図３】 この発明の駆動装置の一例を具体的に示す部分断面図である。
【図４】 この発明の一例におけるエンジンから変速機までの各要素の配列を示す模式図である。
【図５】 そのモータ・ジェネレータの制御系統を示すブロック図である。
【図６】 この発明の一例における総合制御装置における入出力信号を示す図である。
【図７】 この発明の一例における自動変速機のギヤトレーンを示すスケルトン図である。
【図８】 その自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合作動表を示す図表である。
【図９】 その自動変速機についてのシフトレバーポジションの配列を示す図である。
【符号の説明】
１…エンジン（第１駆動力源）、 ２…モータ・ジェネレータ（第２駆動力源）、 ５…トルクコンバータ（流体伝動装置）、 ２３…入力軸、 ３１…ハブ部、 ３２…ロータ、 ３３…フロントカバー、 ３５…ポンプシェル。

Claims (2)

1. 第１駆動力源と、第２駆動力源と、これら第１駆動力源の出力する動力および第２駆動力源の出力する動力が入力される外殻の内部に流体を封入した流体伝動装置とを有する車両用駆動装置において、
   前記第１駆動力源の出力する動力が伝達されて回転する入力部材に、半径方向に突出した板状の部分を備えたハブ部が形成されるとともに、前記流体伝動装置の外殻の一部が、回転中心側に開口部を形成されたフロントカバーによって形成され、そのフロントカバーの開口部内に前記ハブ部における板状の部分を嵌合させてハブ部にフロントカバーが一体的に固着されてハブ部が前記外殻の一部を形成し、さらにそのハブ部における前記外殻の外側に位置する部分に、前記第２駆動力源の出力側部材が一体的に取り付けられ、さらに前記外殻の他の一部の外周側に前記第２駆動力源のステータの一部が配置されていることを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記入力部材が、前記第１駆動力源の出力部材に連結される入力軸によって構成され、かつ前記ハブ部が、その入力軸における前記流体伝動装置側の端部に一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。

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