JP2001113969A - 電気式トルクコンバータ - Google Patents
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
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Abstract
が変わることなく、そのまま車両に適用可能な電気式ト
ルクコンバータを提供すること。 【解決手段】 エンジンと、モータジェネレータと、前
記エンジンと変速機との間に配置され、機械的に前記エ
ンジンと前記モータジェネレータとの力を合成あるいは
エンジンの力を分配する合成分配機構とを備えた電気式
トルクコンバータであって、変速機と電気式トルクコン
バータを仕切る第1ケース部材と、エンジンと変速機の
間で外部と電気式トルクコンバータとを仕切る第2ケー
ス部材と、前記第1ケース部材と連結する大径部と、内
径側に前記合成分配機構を配置し外径側に前記モータジ
ェネレータロータが径方向に少なくとも一部が重なって
配置されている中径部と、変速機の入力軸と同軸上に配
置された回転軸を内周で支持する小径部とを有し、モー
タジェネレータ側と合成分配機構側とを仕切る第3ケー
ス部材とを有することとした。
Description
ネレータを兼ねるあるいはジェネレータを兼ねないモー
タとを有し、これらの出力トルクを差動装置を介して変
速装置に伝達することにより、エンジンおよびモータの
いずれか一方又は双方で走行駆動力を得るようにしたパ
ラレルハイブリッド車両に搭載される電気式トルクコン
バータに関する。
源の節約の観点から、自動車の燃費向上が求められてい
る。この燃費向上の要求に対する1つの手段としてハイ
ブリッド車両が考えられている。このハイブリッド車両
は、エンジンとモータを直列もしくは並列に配置し、エ
ンジン出力のアシストや、減速時には発電機として作用
させ、自動車の運動エネルギを電気エネルギに変換する
ことにより、この電気エネルギを用いて再度出力をアシ
ストするよう構成されているものである。
257121号公報に記載の装置が知られている。この
装置は図5に示すように、内燃機関等のエンジン112
と、電気エネルギによって作動する電動モータとしても
発電機としても作用可能なモータジェネレータ114及
びシングルピニオン型の遊星歯車装置116を備えるこ
とで、機械的に力を合成分配する合成分配機構である電
気式トルクコンバータ124と、自動変速装置118と
を車両の前後方向に沿って備えており、出力軸119か
ら図示しないプロペラシャフトや差動装置などを介して
駆動輪へ駆動力を伝達するものである。
バータを使用していた部分にモータジェネレータ114
及び遊星歯車装置116からなる電気式トルクコンバー
タを配置することで、エネルギロスの大きかった流体式
トルクコンバータを廃止する事が出来る点である。ま
た、トルクコンバータのトルク増幅作用はモータによる
トルクアシスト及び遊星歯車によって達成されている。
ようなハイブリッド車両を考える際、従来の自動車と基
本的な設計が異なると、設備投資等に莫大な費用が必要
となり、生産性及び商品性を考えると大きな問題となっ
てしまう。そこで、従来の車両に大幅な設計変更を加え
ることなく搭載可能なハイブリッドユニットが求められ
ている。よって、従来の流体式トルクコンバータが設け
られていた部分に、流体式トルクコンバータと軸方向寸
法が変わらずに電気式トルクコンバータが配置できるこ
とが望ましい。これは、エンジン及び変速機の出入力位
置は車両側の要求で決定されるもので、仮に電気式トル
クコンバータの軸方向が長くなるとエンジン側または変
速機側をその分短縮しなければならず、エンジン側また
は変速機側の大幅な設計変更をしなければならなくなっ
てしまうからである。また、電気式トルクコンバータに
限らず、モータ機構と歯車要素を備えたハイブリッドユ
ニットにおいて必ず要求される構成上の特徴は、モータ
を構成する際の乾燥室と、歯車機構を構成する際の油室
を分離構成しなくてはならないと言う問題である。
コンバータをみてみると、スケルトン図は開示されてい
るものの、具体的にどのような配置にするのかが考慮さ
れていないため、合成分配機構側とモータジェネレータ
との間に単純に隔壁を設けただけでは、流体式トルクコ
ンバータに比べ電気式トルクコンバータの軸方向寸法が
大きくなりすぎるという問題があった。(図3(a)参
照) 本発明は、上述のような問題点に着目してなされたもの
で、従来の流体式トルクコンバータと軸方向寸法が変わ
ることなく、そのまま車両に適用可能な電気式トルクコ
ンバータを提供することを目的とする。
おいては、エンジンと、モータジェネレータと、前記エ
ンジンと変速機との間に配置され、機械的に前記エンジ
ンと前記モータジェネレータとの力を合成あるいはエン
ジンの力を分配する合成分配機構を備えた電気式トルク
コンバータであって、変速機と電気式トルクコンバータ
を仕切る第1ケース部材と、エンジンと変速機の間で外
部と電気式トルクコンバータとを仕切る第2ケース部材
と、前記第1ケース部材と連結する大径部と、内径側に
前記合成分配機構を配置し外径側に前記モータジェネレ
ータロータが径方向に少なくとも一部が重なって配置さ
れている中径部と、変速機の入力軸と同軸上に配置され
た回転軸を内周で支持する小径部とを有し、モータジェ
ネレータ側と合成分配機構側とを仕切る第3ケース部材
とを有することを特徴とする。
1に記載の電気式トルクコンバータにおいて、前記合成
分配機構と変速機との間で変速機の入力軸の逆回転を禁
止するワンウェイクラッチを大径部の内周側に位置した
ことを特徴とする。
1または2に記載の電気式トルクコンバータにおいて、
前記ロータ内径側と前記第3ケース部材外径側との間
に、前記モータの回転センサを配置したことを特徴とす
る。
ンバータにおいては、エンジンと、モータジェネレータ
と、前記エンジンと変速機との間に配置され、機械的に
前記エンジンと前記モータジェネレータとの力を合成あ
るいはエンジンの力を分配する合成分配機構が備えられ
ている。
と電気式トルクコンバータが仕切られ、第2ケース部材
によって、エンジンと変速機の間で外部と電気式トルク
コンバータとが仕切られ、第3ケース部材によって、モ
ータジェネレータ側と合成分配機構側とが仕切られる。
この第3ケース部材には、前記第1ケース部材と連結す
る大径部と、内径側に前記合成分配機構が配置され外径
側に前記モータジェネレータロータが径方向に少なくと
も一部が重なって配置されている中径部と、変速機の入
力軸と同軸上に配置された回転軸が内周で支持される小
径部とが構成されている。
可能となり、従来の流体式トルクコンバータの代わりに
そのまま置き換えることができる。よって、変速機側を
設計変更する必要がない。
おいては、前記合成分配機構と変速機との間で変速機の
入力軸の逆回転を禁止するワンウェイクラッチが大径部
の内周側に位置されている。
るワンウェイクラッチを配置することによって、更に軸
方向の短縮化を図ることができる。
おいては、前記ロータ内径側と前記第3ケース部材外径
側との間に、前記モータの回転センサが配置される。
モータジェネレータによって発生するセンサのノイズも
抑えることができる。
て図面を用いて説明する。
ータ4の断面図を示す。まず構成を説明する。
トにより連結され、ダンパ2を介して電気式トルクコン
バータ入力軸3がスプライン結合により連結されてい
る。この電気式トルクコンバータ入力軸3にはリングギ
ヤ13がスプライン結合により連結されている。
第2ケース部材42,第3ケース部材43により構成さ
れている。第1ケース部材41は図外のミッションケー
スにボルトにより固定され、第2ケース部材42はミッ
ションケース及びエンジンにボルトにより固定され、第
3ケース部材43は第1ケース部材41にボルトにより
固定されている。なお、第2ケース部材42と第3ケー
ス部材43は一体に形成されていても良い。
成され、変速機入力軸9及びドラム11aを支持するド
ラムサポート41b部分と、電気式トルクコンバータ4
と変速機20の間の隔壁41a部分が圧入により一体と
して構成されている。ドラムサポート41bは摺動部分
の耐摩耗性を考慮してスチール製とされ、隔壁41aは
軽量化を図るためにアルミ製とされている。
2を係合するためのピストン12aに油圧を供給するた
めの油路41cおよび41dが構成され、この2つの油
路の合わせ面にはオーリング41eが構成されている。
このオーリング41eは、ドラムサポート41bと隔壁
41aが圧入される際、軸方向力により潰されることで
確実にシールできるよう構成されている。
グ15を介してロータサポート53が回転可能に支持さ
れている。このロータサポート53の外周53aにはロ
ータ52が支持されている。また内径側の支持部53b
外周にはサンギヤ10が構成されている。
ス部材43外周とロータサポート53の間には、回転セ
ンサ14が備えられている。この回転センサ14は、い
わゆるレゾルバであって、ロータサポート53側に取り
付けられたセンサロータ14aと、第3ケース部材43
側に取り付けられたセンサステータ14bにより構成さ
れ、センサロータ14aの回転をセンサステータ14b
により読みとることで、モータジェネレータ5の回転を
検出するものである。なお、ロータ52内径側と第3ケ
ース部材43外径側との間に回転センサ14を配置した
ことにより、モータジェネレータ5によって発生するセ
ンサのノイズを抑えることができるよう構成されてい
る。つまり、回転センサ14は、モータジェネレータ5
と同じように、コイルと磁石の組み合わせで構成されて
おり、モータジェネレータ5のステータ51付近に構成
すると、ステータ51の磁場の変化に回転センサ14が
影響され、正確な回転角度を検出できなくなってしまう
ためである。
4cにスナップリングと、ねじの頭がないいわゆるイモ
ねじ14dにより固定されている。このセンサホルダ1
4cが、ロータサポート53に構成されたボルトの太さ
よりも大きないわゆる馬鹿穴53c部分にボルトにより
固定される。これにより、センサホルダ14cをロータ
サポート53に対して馬鹿穴53cの範囲内で相対回転
させることが可能となり、センサ14の組み付け角度の
調整を、ロータサポート53を取り外さずに行うことが
できるよう構成されている。
介して変速機入力軸9に連結されている。このドラム1
1a内には、リングギヤ13と係合するためのクラッチ
12と、このクラッチ12を係合するためのピストン1
2aが構成されている。
の間、及びロータサポート53と電気式トルクコンバー
タ入力軸3の間には、オイルシール16,17が構成さ
れ、第3ケース部材43と第2ケース部材42の間には
オーリングが構成され、これによりモータジェネレータ
室を乾燥室とし、合成分配機構室を油室として分離構成
している。
部43a,中径部43b,小径部43cによって構成さ
れている。大径部43cには、ワンウェイクラッチ7の
アウタレース7aがスプライン結合されている。ここ
で、第3ケース部材43はアルミ製であり、アウタレー
ス7aはスチール製であるため、熱膨張率や剛性が異な
る。よって、ある程度の余裕を持たせ、かつ回転を固定
するためスプライン結合とされたものである。また、ワ
ンウェイクラッチ7と第1及び第3ケース部材の間に
は、エンドベアリング7dを軸方向に固定するためのエ
ンドプレート7eが狭持されている。
構成されると共に、外周側には、モータジェネレータ5
のロータ52が重なるように構成されている。これによ
り、軸方向の長さを短縮することができる。また、中径
部43b内周側のドラム11aには、ワンウェイクラッ
チ7のインナレース7bが溶接により固定されている。
このインナレース7bには油路7cが構成され、隔壁4
1aに設けられた油路41fからの油によってワンウェ
イクラッチ7を潤滑する事が出来るよう構成されてい
る。
15を介してロータサポート53を支持していると共
に、小径部43c外周側には、回転センサ14を構成す
ることで、更に軸方向の短縮化を図ることができるよう
構成されている。
と、実施の形態の場合(b)の隔壁の概念図を示す。
ータ5と合成分配機構6及びワンウェイクラッチ7を配
置し、隔壁を構成すると、軸方向にかなり長くなってし
まう。よって、このままでは従来のトルクコンバータに
置き換えて配置することが困難である。これに対し本実
施の形態の構成を用いた図3(b)においては、合成分
配機構6の上方にモータジェネレータ5が構成されるこ
とで、モータジェネレータ5のロータ分を軸方向に短縮
することができる。また、ワンウェイクラッチ7を隔壁
上方に構成することで、ワンウェイクラッチ7分の軸方
向長さを短縮することができる。
示す。
ータジェネレータ5が逆転駆動する。尚、正転・正トル
クとはエンジンと同一の回転方向・トルク方向を示し、
逆転・逆トルクとはその逆の回転方向・トルクを示す。
ピニオンキャリア11はワンウェイクラッチ7の作用に
よって停止し、リングギヤ13が正転させられてエンジ
ンが始動する。尚、変速機20がニュートラル等駆動力
を伝達していない状態にあっては、クラッチ12を締結
した状態でモータジェネレータ5を正転駆動することに
よってエンジンを始動することもできる。
ジン1の出力トルクに応じた適正な正トルクを出力する
ことにより発進する。発進中、ピニオンキャリア11の
回転を滑らかに増速していきながら、エンジン1とモー
タジェネレータ5の回転速度差を徐々に小さくしてい
く。速度差が充分小さくなった時点でクラッチ12を締
結して、発進が完了する。
チ付き流体式トルクコンバータにおけるロックアップ状
態と同様に、エンジン1と変速機入力軸9とを直結した
状態で走行する。直結状態においては、モータジェネレ
ータ5は、状況に応じてトルクアシストまたは発電を行
う。
制動し車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収す
る。尚、減速時にエンジン1を停止して、更に大きなエ
ネルギを回収できるようにしても良い。
式トルクコンバータ4においては、エンジン1と、モー
タジェネレータ5と、エンジン1と変速機との間に配置
され、機械的に前記エンジンと前記モータジェネレータ
との力を合成あるいはエンジンの力を分配する合成分配
機構6とが備えられている。
速機と電気式トルクコンバータ4が仕切られ、第2ケー
ス部材42によって、エンジン1と変速機の間で外部と
電気式トルクコンバータ4とが仕切られ、第3ケース部
材43によって、モータジェネレータ5側と合成分配機
構6側とが仕切られる。この第3ケース部材43には、
第1ケース部材41と連結する大径部43aと、内径側
に合成分配機構6が配置され外径側にロータ52が径方
向に少なくとも一部が重なって配置されている中径部4
3bと、変速機の入力軸9と同軸上に配置されたロータ
サポート53が内周で支持される小径部43cとが構成
されている。
可能となり、従来の流体式トルクコンバータの代わりに
そのまま置き換えることができる。よって、変速機側の
設計変更が少なくなる。
速機の入力軸9の逆回転を禁止するワンウェイクラッチ
7が大径部43aの内周側に位置されている。
7を配置することによって、合成分配機構6と径方向に
重なる位置に構成できるため、更に軸方向の短縮化を図
ることができる。
43外径側との間に、モータジェネレータ5の回転セン
サ14が配置されている。
モータジェネレータ5によって発生するセンサのノイズ
も抑えることができる。
である。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジンと、モータジェネレータと、前
記エンジンと変速機との間に配置され、機械的に前記エ
ンジンと前記モータジェネレータとの力を合成あるいは
エンジンの力を分配する合成分配機構とを備えた電気式
トルクコンバータであって、 変速機と電気式トルクコンバータを仕切る第1ケース部
材と、 エンジンと変速機の間で外部と電気式トルクコンバータ
とを仕切る第2ケース部材と、 前記第1ケース部材と連結する大径部と、内径側に前記
合成分配機構を配置し外径側に前記モータジェネレータ
ロータが径方向に少なくとも一部が重なって配置されて
いる中径部と、変速機の入力軸と同軸上に配置された回
転軸を内周で支持する小径部とを有し、モータジェネレ
ータ側と合成分配機構側とを仕切る第3ケース部材とを
有することを特徴とする電気式トルクコンバータ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電気式トルクコンバー
タにおいて、 前記合成分配機構と変速機との間で変速機の入力軸の逆
回転を禁止するワンウェイクラッチを大径部の内周側に
位置したことを特徴とする電気式トルクコンバータ。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の電気式トルク
コンバータにおいて、 前記ロータ内径側と前記第3ケース部材外径側との間
に、前記モータの回転センサを配置したことを特徴とす
る電気式トルクコンバータ。
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