JP5943127B1 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を損なうことなく、駆動力源としてのモータの単相ロック状態を抑制する車両用駆動装置を提供する。【解決手段】エンジン１が出力した駆動力を駆動輪１３に伝達する第１伝動経路Ｌ1 と、モータ３が出力した駆動力を駆動輪１３に伝達する第２伝動経路Ｌ2 とを有する車両用駆動装置であって、第２伝動経路Ｌ2 は、モータ３が出力した駆動力を第１伝動経路Ｌ1 に伝達する中間軸１４を有し、モータ３と中間軸１４との間に流体継手１８が設けられ、モータ３と中間軸１４との間に、流体継手１８に対して並列にクラッチ機構１９が設けられている。【選択図】図１

Description

この発明は、駆動力源に少なくとも一つのモータを含む車両の駆動装置に関するものである。

特許文献１には、駆動力源であるモータを変速機に連結し、その変速機からデファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪にトルクを出力するように構成された動力出力装置が記載されている。そのモータが停止し、あるいは低回転数で回転している状態で大きい駆動力を出力しようとすると、複数のコイルのうちのいずれか特定の一相のコイルに大きい電流が流れて過熱してしまう可能性がある。このような状態は、単相ロックと称されることがあり、特許文献１に記載された装置では、単相ロックを回避するために、変速機におけるブレーキなどの所定の係合機構を滑り状態に制御し、かつ目標とする駆動トルクを得るようにモータを制御している。

また、特許文献２には、モータ・ジェネレータを駆動力源とした駆動装置が記載され、そのモータ・ジェネレータはトルクコンバータに連結され、そのトルクコンバータには、非制御時に係合状態となってトルクを伝達するノーマルクローズ型のロックアップクラッチが設けられている。

特開２００６−２５６５６０号公報 特開２０１１−２３１８５７号公報

特許文献１に記載された動力出力装置は、単相ロックを回避するために係合機構のトルク容量を低下させてモータを回転させている。したがって、モータが出力した動力の一部は、係合機構の摩擦熱として消費される。このように、いわゆる単相ロックを回避するべく係合機構で摩擦を生じさせてモータを回転させると、係合機構の温度が摩擦熱によって高くなり、その結果、係合機構の耐久性が低下する懸念がある。係合機構の耐久性の低下を抑制するためには係合機構の摩擦を少なくすればよいが、摩擦を少なくするとすれば、モータの回転数を高くすることができなくなって単相ロックを十分に抑制することができず、あるいは係合機構が解放状態に近くなって十分な駆動トルクを得られず、車両が走行できないなどの可能性がある。なお、特許文献２に記載された駆動装置であっても、モータ・ジェネレータを駆動力源としているが、そのモータ・ジェネレータの単相ロックの可能性や、単相ロックの回避のための手段などは特許文献２に開示されていない。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、駆動力源としてのモータもしくはモータ・ジェネレータなどの回転電機の出力軸回転数に対する相対回転数を、発熱による温度上昇やそれに伴う耐久性の低下を招来することなく増大させことができる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。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンが出力した駆動力を駆動輪に伝達する第１伝動経路と、回転電機が出力した駆動力を前記駆動輪に伝達する第２伝動経路とを有する車両用駆動装置において、前記第２伝動経路は、前記回転電機が出力した駆動力を前記第１伝動経路に伝達する中間軸を有し、前記回転電機と前記中間軸との間に流体継手が設けられていることを特徴とするものである。

この発明では、前記第１伝動経路は、前記エンジンの回転中心軸線と同一軸線上に配置された入力軸を有し、前記中間軸は、前記入力軸と平行に配置され、前記入力軸および前記中間軸の軸線方向で前記エンジン側とは反対の端部側にリヤケースが設けられ、前記流体継手は、前記中間軸の前記端部側でかつ前記リヤケースの内面に隣接した位置で前記中間軸に連結されていてよい。

この発明では、前記リヤケースの前記中間軸を延長した位置に、前記流体継手より大径のリヤアダプタが前記リヤケースの一部を閉じるように着脱可能に取り付けられていてよい。

この発明では、係合して駆動力を伝達しかつ解放して駆動力を遮断する係合要素が、前記回転電機と前記中間軸との間でかつ前記流体継手に対して並列に設けられていてよい。

この発明では、前記回転電機は、ロータ軸を有し、前記中間軸は、前記ロータ軸を前記ロータ軸の回転中心軸線に沿って貫通し、前記流体継手は、前記ロータ軸が連結されたポンプインペラと、前記中間軸が連結されたタービンランナとを有し、前記係合要素は、前記ポンプインペラと前記中間軸とを選択的に連結するように配置され、前記中間軸上に、前記係合要素、前記流体継手、前記回転電機の順に配列されるとともに、前記中間軸の前記係合要素側の端部とは反対側の端部に、前記回転電機の動力を前記駆動輪に向けて出力する出力部材が設けられていてよい。

この発明では、前記ポンプインペラは、前記ロータ軸にスプラインによって連結されていてよい。

この発明では、前記タービンランナは、前記中間軸にスプラインによって連結されていてよい。

この発明では、前記第１伝動経路および前記第２伝動経路を収容しているケーシングを有し、前記ケーシングの内部に、前記ロータ軸を支持するとともに前記流体継手を回転可能に摺接させている第１隔壁部が設けられ、前記流体継手に対してオイルを供給し、もしくは前記流体継手からオイルを排出させる第１の油路が、前記第１隔壁部の内部に形成されていてよい。

この発明では、前記流体継手に対してオイルを供給し、もしくは前記流体継手からオイルを排出させる第２の油路が、前記中間軸の内部に前記中間軸の軸線方向に沿って形成されていてよい。

この発明では、前記ケーシングの内部に、前記中間軸を支持するとともに前記中間軸を回転可能に摺接させている第２隔壁部が設けられ、前記第２の油路に連通する第３の油路が、前記第２隔壁部の内部に形成されていてよい。

この発明では、前記第１伝動経路は、第１回転要素と第２回転要素と第３回転要素とによって差動作用を行う動力分割機構と、他の回転電機とを有し、前記第１回転要素に前記エンジンの動力が伝達され、前記第２回転要素に前記他の回転電機の動力が伝達され、前記第３回転要素から前記駆動輪に駆動力を出力するように構成されていてよい。

この発明によれば、エンジンから駆動輪に対して駆動力を伝達する第１伝動経路とは別に、回転電機から駆動輪に駆動力を伝達する第２伝動経路が設けられており、第２伝動経路における回転電機が駆動力を出力する場合、低回転数でかつ出力トルクが大きければ、流体継手を介して回転電機から中間軸に駆動力が伝達される。したがって、流体継手でいわゆる滑りが生じて出力軸回転数に対する相対回転数が増大するために、回転電機の回転数は低回転数に制限されず、そのため、回転電機が単相ロック状態になることを回避もしくは抑制することができる。流体継手でのいわゆる滑りによって発熱するが、その熱は流体（オイル）自身の発熱であり、かつオイルが流体継手の外部との間で循環するから、熱を外部に運び、流体継手に熱が籠もったり、それに伴って高温になったりすることを回避もしくは抑制でき、ひいては流体継手や駆動装置の耐久性を向上させることができる。さらに、流体継手に作用する駆動力は回転電機による駆動力であって、エンジンの駆動力が流体継手に掛からないから、流体継手を容量の小さいものとして、駆動装置の全体としての構成を小型化することができる。

この発明では、エンジンの回転中心軸線上の入力軸に平行な中間軸と同一の軸線上でかつリヤケースに隣接した位置に流体継手が配置されているので、エンジンの回転中心軸線上に配列する部材あるいは部品の数を少なくして、駆動装置の全体としての軸長を短縮することができる。

特に、リヤケースの一部をリヤアダプタによって開閉できる構成とすれば、流体継手を容易に駆動装置に組み付けることができるので、組み立て性を更に向上させることができる。

前記流体継手と並列に係合要素を設ければ、係合要素を係合させることにより前記回転電機と前記中間軸との間のトルクの伝達効率を向上させることができる。

また、前記係合要素を設けた場合、中間軸上に、係合要素、流体継手、回転電機、ならびに出力部材の順に配列されているから、中間軸を回転電機の回転中心側を貫通させて配置し、回転電機を貫通した中間軸の端部に流体継手や係合要素を連結することが可能になる。そのため、流体継手や係合要素の内径の制約が少なくなってこれらの外径が大きくなることを抑制し、ひいては駆動装置の全体としての構成を小型化することができる。

また、この発明では、流体継手を構成しているポンプインペラやタービンランナを、スプラインによってロータ軸や中間軸に組み付けるように構成されているので、駆動装置の組み立てが容易になる。

さらに、この発明によれば、ハウジングの内部に設けられている隔壁部の内部に油路を形成することにより、オイルの漏洩を抑制することができるとともに、シールすべき箇所を少なくすることができ、さらには油路のための加工や構成を簡素化することができる。

この発明では、流体継手がリヤケースに近い箇所に配置されるとしても、流体継手に対してオイルを供給もしくは排出する油路を中間軸の内部に形成したことにより、リヤケースにリヤアダプタを設けることが可能になり、また油路の全体としての構成を簡素化することができる。

この発明の実施形態の一例を示すスケルトン図である。 その第２伝動経路の一例を示す部分断面図である。 単相ロック状態の領域を定めたマップの一例を模式的に示す図である。 ロックアップクラッチの係合および解放のための制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施形態の他の例を簡略化して示すスケルトン図である。

図１にこの発明の実施形態の一例をスケルトン図で示してある。ここに示す例は、いわゆるツーモータタイプのハイブリッド駆動装置にこの発明を適用した例である。駆動力源としてエンジン１と、二つのモータ２，３とを駆動力源として備えている。モータ２はこの発明の実施形態における他の回転電機に相当している。また、モータ３はこの発明の実施形態における回転電機に相当している。エンジン（ＥＮＧ）１は、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であり、また各モータ２，３は、永久磁石式の三相同期電動機などの発電機能のあるモータ・ジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）を採用することができる。

エンジン１の回転中心軸線と同一の軸線上に、エンジン１側から順に、オーバードライブ機構４、動力分割機構５、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２が配置されている。オーバードライブ機構４は、出力回転数をエンジン回転数より増大させるための機構であって、図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。したがってオーバードライブ機構４は、サンギヤＳ4 と、サンギヤＳ4 に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ4 と、サンギヤＳ4 およびリングギヤＲ4 に噛み合っているピニオンギヤを自転可能および公転可能に保持しているキャリヤＣ4 とを備えている。エンジン１の回転中心軸線と同一の軸線上に配置されかつエンジン１が出力する駆動力を伝達する入力軸６がそのキャリヤＣ4 に連結されている。また、サンギヤＳ4 とキャリヤＣ4 とを選択的に連結する第１クラッチＣ1 と、サンギヤＳ4 を選択的に固定するブレーキＢ1 とが設けられている。したがって、第１クラッチＣ1 を係合させることによりオーバードライブ機構４の全体が一体となって回転するいわゆる直結段（ロー）となり、オーバードライブ機構４での変速比は「１」になる。これに対してブレーキＢ1 を係合させてサンギヤＳ4 の回転を止めれば、キャリヤＣ4 よりもリングギヤＲ4 の回転数が高回転数になり、変速比が「１」より小さいいわゆるオーバードライブ段（ハイ）となる。また、第１クラッチＣ1 およびブレーキＢ1 を共に係合させれば、オーバードライブ機構４の全体が固定され、エンジン１の回転も止められる。さらに、第１クラッチＣ1 およびブレーキＢ1 を共に解放させれば、サンギヤＳ4 が自由回転状態になるので、オーバードライブ機構４はトルク伝達を行わない。

上記のリングギヤＲ4 は出力要素であって、動力分割機構５に動力を伝達するようになっている。動力分割機構５は図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。したがって動力分割機構５は、サンギヤＳ5 と、サンギヤＳ5 に対して同心円上に配置されたリングギヤＲ5 と、サンギヤＳ5 およびリングギヤＲ5 に噛み合っているピニオンギヤを自転可能および公転可能に保持しているキャリヤＣ5 とを備えている。そのキャリヤＣ5 にオーバードライブ機構４におけるリングギヤＲ4 が連結されている。動力分割機構５における出力要素はリングギヤＲ5 であって、リングギヤＲ5 に出力ギヤ７が連結されている。サンギヤＳ5 に第１モータ・ジェネレータ２が連結されていて、サンギヤＳ5 が反力要素となっている。前記キャリヤＣ5 がこの発明の実施形態における第１回転要素に相当し、前記サンギヤＳ5 がこの発明の実施形態における第２回転要素に相当し、前記リングギヤＲ5 がこの発明の実施形態における第３回転要素に相当する。

サンギヤＳ5 はサンギヤ軸に一体化されており、そのサンギヤ軸の内部を入力軸６が回転可能に貫通している。そして、入力軸６とサンギヤＳ5 とを選択的に連結する第２クラッチＣＳが設けられている。この第２クラッチＣＳは、シリーズモードを設定するためのクラッチである。

入力軸６と平行にカウンタ軸８が配置され、このカウンタ軸８に径の大きいドリブンギヤ９と径の小さいドライブギヤ１０とが一体回転するように設けられている。そのドリブンギヤ９に前述した出力ギヤ７が噛み合っている。また、ドライブギヤ１０には、終減速機であるデファレンシャルギヤ１１におけるリングギヤ１２が噛み合っている。駆動力はデファレンシャルギヤ１１から左右の駆動輪１３に伝達される。したがって、これらのドリブンギヤ９およびドライブギヤ１０からなるギヤ列は、減速機構を構成している。

上述したエンジン１からオーバードライブ機構４、動力分割機構５、カウンタ軸８上のドリブンギヤ９およびドライブギヤ１０、デファレンシャルギヤ１１を介して駆動輪１３に駆動力を伝達する経路がこの発明の実施形態における第１伝動経路Ｌ1 となっている。

この発明の実施形態における他の回転電機に相当する第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３は、第２伝動経路Ｌ2 を介して駆動輪１３に駆動力を伝達するように構成されている。第２伝動経路Ｌ2 について説明すると、中間軸１４が前述した入力軸６およびカウンタ軸８と平行に配置されている。中間軸１４の一方に端部側（図１の右側）にドライブギヤ１５が取り付けられており、このドライブギヤ１５が前述したドリブンギヤ９に噛み合っている。

中間軸１４の他方の端部側に第２モータ・ジェネレータ３が配置され、中間軸１４は第２モータ・ジェネレータ３のロータ１６と一体化されているロータ軸１７を貫通している。ロータ軸１７から突出した中間軸１４の前記他方の端部は、流体継手１８を介してロータ軸１７に連結されている。また、中間軸１４とロータ軸１７との間には、流体継手１８に対して並列にロックアップクラッチ（すなわちクラッチ機構）１９が設けられている。これら流体継手１８およびロックアップクラッチ１９については後述する。

したがって、第２伝動経路Ｌ2 は、第２モータ・ジェネレータ３から流体継手１８またはロックアップクラッチ１９、中間軸１４、ドライブギヤ１５を経てドリブンギヤ９に動力を伝達するように構成されている。すなわち、第２伝動経路Ｌ2 は、第１伝動経路Ｌ1 から前記ドリブンギヤ９の箇所で分岐している。したがって、流体継手１８には第２モータ・ジェネレータ３の駆動力が掛かるが、エンジン１が出力した駆動力は流体継手１８には作用しないようになっている。

上記の伝動経路Ｌ1 ，Ｌ2 を収容しているケーシングは、大きく分けて、ハウジング２０と、ミドルケース２１と、リヤケース２２との三つの部材によって構成されている。ハウジング２０は、エンジン１の回転中心軸線の方向で最もエンジン１側に配置された部材であって、エンジン１側の側壁によって閉じ、これとは反対方向に開いた所定の形状をなしている。ミドルケース２１は、このハウジング２０の開口端に取り付けられる筒状の部材であって、隔壁部２３によってハウジング２０側とこれとは反対側とに区画されている。この隔壁部２３はこの発明の実施形態における第２隔壁部に相当し、この隔壁部２３とハウジング２０との間の空間部分（収容部）に、前述したオーバードライブ機構４および動力分割機構５、カウンタ軸８に取り付けられたドリブンギヤ９およびドライブギヤ１０、中間軸１４に取り付けられているドライブギヤ１５が収容されている。そして、前記サンギヤＳ5 と一体のサンギヤ軸が隔壁部２３を貫通し、またそのサンギヤ軸の内部を入力軸６が貫通している。また、カウンタ軸８はその端部を前記ハウジング２０と隔壁部２３とによって支持されている。さらに中間軸１４の一方の端部がハウジング２０によって支持されている。なお、デファレンシャルギヤ１１は、ハウジング２０と隔壁部２３との間に収容してもよく、あるいはこれらとは別に設けられた収容室（図示せず）に配置してもよい。

リヤケース２２は、上記のミドルケース２１における前記エンジン１側とは反対側の開口端に取り付けられてケーシングを閉じるように構成された部材であり、その内部をミドルケース２１側とこれとは反対側とに二分する隔壁部２４を備えている。また、前記入力軸６の延長位置を開閉できるリヤアダプタ２５と、前記中間軸１４の延長位置を開閉できかつ流体継手１８より大径のリヤアダプタ２６とを備えている。そして、ミドルケース２１における隔壁部２３とリヤケース２２における隔壁部２４との間の空間部分（収容部）に、第１モータ・ジェネレータ２と第２モータ・ジェネレータ３とが収容されている。その第１モータ・ジェネレータ２のロータと一体のロータ軸もしくはそのロータ軸に連結されている前記サンギヤ軸が各隔壁部２３，２４によって支持されている。また、第２モータ・ジェネレータ３におけるロータ軸１７が各隔壁部２３，２４によって支持され、その内部を中間軸１４が貫通している。なお、隔壁部２４がこの発明の実施形態における第１隔壁部に相当している。

さらに、リヤケース２２のうち隔壁部２４とリヤアダプタ２５との間に、第２クラッチＣＳが収容されている。また、入力軸６もしくはこれと一体の軸がリヤアダプタ２５によって支持されている。さらに、隔壁部２４と他のリヤアダプタ２６との間でかつリヤアダプタ２６に隣接した位置（すなわちリヤケース２２の内面に隣接した位置）に前述した流体継手１８とロックアップクラッチ１９とが収容され、流体継手１８がこれら隔壁部２４とリヤアダプタ２６とによって支持されている。

図２は、流体継手１８およびロックアップクラッチ１９を含む第２伝動経路Ｌ2 の主要部分を示す断面図である。ロータ軸１７は円筒軸であって、その両端部が軸受２７，２８を介して各隔壁部２３，２４によって支持されている。ロータ軸１７の中心軸線に沿って中間軸１４が挿入されており、この中間軸１４のうち前記隔壁部２３よりハウジング２０側の部分に軸受２９が嵌合させられ、中間軸１４はこの軸受２９を介して隔壁部２３によって支持されている。また、中間軸１４の外周面とロータ軸１７の内周面との間に複数のニードル軸受３０が配置されている。

中間軸１４の図２での左側の端部（以下、先端部と記すことがある。）は、リヤケース２２における隔壁部２４を越えてリヤアダプタ２６側に突出しており、その先端部に流体継手１８およびロックアップクラッチ１９が連結されている。流体継手１８は、駆動側部材であるポンプインペラ３１によって生じさせたオイルの螺旋流を、従動側部材であるタービンランナ３２に流入させることにより、タービンランナ３２を回転させるように構成されている。そのポンプインペラ３１におけるポンプシェル３３の外周端にカバー３４が接合され、カバー３４はポンプシェル３３と共に流体継手１８の全体としてのハウジングを形成している。カバー３４は、リヤアダプタ２６の内壁面に沿う円板状のプレート部３５を有し、そのプレート部３５の中心部に形成された凸部３６に軸受３７が嵌合させられ、その軸受３７を介してリヤアダプタ２６によって回転可能に支持されている。また、プレート部３５とリヤアダプタ２６との間にはスラスト軸受３８が配置されている。

一方、ポンプシェル３３は環状に形成され、その内周端部にはボス部３９が一体に形成されている。ボス部３９は、隔壁部２４の内周端と中間軸１４の外周面との間に挿入されており、隔壁部２４の内周端に対しては摺接し、中間軸１４の外周面に対しては僅かな隙間を空けて嵌合している。そして、ボス部３９と中間軸１４との間にシール部材４０が配置されて、これら両者の間の液密性が維持されている。さらに、ボス部３９（すなわちポンプインペラ３１）とロータ軸１７とがスプライン部４１によって連結されている。

中間軸１４の先端部は、上記のボス部３９よりもカバー３４側に突出しており、その突出した先端部にハブ部４２がスプライン嵌合しており、かつ中間軸１４とハブ部４２との間にシール部材４３が配置され、ハブ部４２とカバー３４との間の部分と、ハブ部４２と前記ボス部３９側の部分とが液密状態に区画されている。すなわち、タービンランナ３２と中間軸１４とがスプラインによって連結されている。

ハブ部４２にはタービンランナ３２が一体となって回転するように連結されている。ロックアップクラッチ１９は、このハブ部４２の外周側で、タービンランナ３２とカバー３４の内側面との間に配置されている。ロックアップクラッチ１９は、この発明の実施形態における係合要素に相当し、その構成を説明すると、ロックアップクラッチ１９は摩擦クラッチであって、前記ハブ部４２に軸線方向に前後動可能でかつ回転可能に嵌合しているピストン４４を備え、ピストン４４の外周側の円筒状の部分に複数枚のクラッチディスク４５がスプライン嵌合させられている。なお、ピストン４４の外周部分には、クラッチディスク４５とほぼ平行に半径方向での外側に延びた円板状部分が形成されていて、その円板状部分でクラッチディスク４５をその板厚方向（軸線方向）に押すようになっている。また、ピストン４４がハブ部４２に嵌合している部分にはＯリングなどのシール材が配置され、ピストン４４の軸線方向での両側の間が液密状態に区画されている。

クラッチディスク４５と交互に配置されたクラッチプレート４６が、前記カバー３４の内側面に取り付けたリテーナ４７にスプライン嵌合している。したがって、ピストン４４とカバー３４の内側面との間の油圧が、ピストン４４の背面側（タービンランナ３２側）の油圧より高いと、ピストン４４がカバー３４の内側面から離隔する方向に移動するので、クラッチディスク４５とクラッチプレート４６との接触圧がほぼゼロになってロックアップクラッチ１９がトルクを伝達しない解放状態になる。これとは反対に、ピストン４４とカバー３４の内側面との間の油圧が、ピストン４４の背面側（タービンランナ３２側）の油圧より低いと、ピストン４４がカバー３４の内側面に接近する方向に押圧されるので、クラッチディスク４５とクラッチプレート４６との接触圧が大きくなってロックアップクラッチ１９がトルクを伝達する係合状態になる。したがって、ロックアップクラッチ１９は、ポンプインペラ３１と中間軸１４とを選択的に連結するように構成されている。

なお、ロックアップクラッチ１９とハブ部４２との間には、捩り振動を低減するばねダンパ機構４８が設けられている。ばねダンパ機構４８は、駆動側の部材と従動側の部材との間に、円周方向に向けたコイルばねを配置した公知の構成のダンパ機構である。

流体継手１８に対してオイルを循環させ、またロックアップクラッチ１９を係合および解放させるオイルを給排するための油路について説明する。ポンプシェル３３と一体となっている前記ボス部３９には、一方でタービンランナ３２側に向けて開口し、他方で前記隔壁部２４の内周面に摺接している外周面に開口する油路４９が形成されている。ボス部３９の外周面には、その油路４９を開口させた溝が全周に亘って形成され、その溝に向けて開口している油路５０が、隔壁部２４の内部を貫通して形成されている。なお、前記溝を挟んだ両側にシールリングが配置され、各油路４９，５０がオイルの漏洩を生じることなく連通するようになっている。また、油路５０がこの発明の実施形態における第１の油路に相当している。

一方、中間軸１４にはその先端部に開口する油路５１が中間軸１４の中心軸線に沿って形成されている。この油路５１はこの発明の実施形態における第２の油路に相当し、前述したロックアップクラッチ１９におけるピストン４４とカバー３４の内側面との間の部分（油室）に開口し、連通している。また、油路５１は、他方で、中間軸１４における前記隔壁部２３の内周面に摺接する部分に開口している。中間軸１４の外周面のうち隔壁部２３に摺接して嵌合している部分には、油路５１を開口させた溝が全周に亘って形成され、その溝に向けて開口している油路５２が、隔壁部２３の内部を貫通して形成されている。なお、前記溝を挟んだ両側にシールリングが配置され、各油路５１，５２がオイルの漏洩を生じることなく連通するようになっている。また、油路５２が、この発明の実施形態における第３の油路に相当している。

各隔壁部２３，２４に形成された油路５０，５２は、図示しない油圧制御装置やオイルクーラさらにはオイルポンプに連通されており、流体継手１８の内部のオイルは、これらの油路５０，５２を介してオイルクーラなどとの間で循環させられている。また、隔壁部２４の油路５０側の油圧を隔壁部２３の油路５２側の油圧より高くすることにより、ロックアップクラッチ１９が係合し、これとは反対に隔壁部２４の油路５０側の油圧を隔壁部２３の油路５２側の油圧より低くすることにより、ロックアップクラッチ１９が解放する。

なお、特には図示していないが、第１モータ・ジェネレータ２および第２モータ・ジェネレータ３は、蓄電装置やインバータあるいはコンバータを含む電源部に接続され、第１モータ・ジェネレータ２で発電した電力を第２モータ・ジェネレータ３に供給し、蓄電装置の電力を各モータ・ジェネレータ２，３に供給し、さらには各モータ・ジェネレータ２，３で発電した電力を蓄電装置に充電するように構成されている。また、図２に示すように、相対回転する部材同士の間には軸受部材が配置されている。

図１および図２に示す構成のパワートレーンを備えたハイブリッド車では、エンジン１が出力した駆動力は第１伝動経路Ｌ1 を介して駆動輪１３に伝達され、また第２モータ・ジェネレータ３が出力する駆動力は第２伝動経路Ｌ2 を介して駆動輪１３に伝達される。これらの伝動経路Ｌ1 ，Ｌ2 は、前記ドリブンギヤ９で合流し、それ以降では共通した経路となっているものの、互いに独立しているから、エンジン１の駆動力が第２モータ・ジェネレータ３や流体継手１８に作用することはない。そして、これらの伝動経路Ｌ1 ，Ｌ2 を適宜に選択して、各種の走行モードを設定することができる。

例えば、いわゆるハイブリッドモードでは、エンジン１が出力したトルクの一部が前記オーバードライブ機構４や動力分割機構５、カウンタ軸８などの第１伝動経路Ｌ1 を介して駆動輪１３に伝達される。また、第１モータ・ジェネレータ２がエンジン１によって駆動されて発電した電力が第２モータ・ジェネレータ３に供給され、その第２モータ・ジェネレータ３が出力したトルクが第２伝動経路Ｌ2 を介して駆動輪１３に伝達される。

また、いわゆるシリーズモードでは、第１クラッチＣ1 およびブレーキＢ1 を解放するとともに第２クラッチＣ2 を係合させることにより、エンジン１によって第１モータ・ジェネレータ２を駆動し、第１モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させることができる。その場合、動力分割機構５におけるキャリヤＣ5 が空転するので、出力ギヤ７は駆動トルクを出力しない。そして、第１モータ・ジェネレータ２で発電した電力が第２モータ・ジェネレータ３に供給されて第２モータ・ジェネレータ３が駆動力を出力する。その駆動力が第２伝動経路Ｌ2 を介して駆動輪１３に伝達され、ハイブリッド車は第２モータ・ジェネレータ３の駆動力で走行する。

さらに、電気自動車（ＥＶ）モードでは、蓄電装置から第２モータ・ジェネレータ３に電力を供給し、あるいは各モータ・ジェネレータ２，３に電力を供給してこれらのモータ・ジェネレータ２，３が出力する駆動力で走行する。

上記のいずれかの走行モードで第２モータ・ジェネレータ３を走行のための駆動力源とする場合、回転数と要求駆動力との状態によっては、単相ロック状態となることがある。すなわち、第２モータ・ジェネレータ３が同期電動機によって構成されている場合、所定の回転数以下の低回転数の状態で、要求された所定の駆動力に応じる大きい電流を流すと、特定のいずれか一相のコイルに過剰な電流が流れて過熱することがあり、このような状態が単相ロック状態である。このような状態は、例えば単相ロック状態が生じる運転状態を、回転数とトルク（もしくは要求駆動力）とによる領域Ａloc として予め定めてマップとして用意しておき、そのマップに基づいて推定もしくは予測することができる。なお、その領域Ａloc は、第２モータ・ジェネレータ３の最大トルクより小さいトルクの領域に設定されている。図３にはそのようなマップの一例を模式的に示してある。また、泥濘路や凹凸の激しい道路などのいわゆるオフロードを走行する場合に、オフロードスイッチ（図示せず）をＯＮ操作して、オフロード走行に適した駆動力に制御することがある。その場合、回転を抑制するとともにトルクを大きくするように制御されるから、単相ロック状態になる可能性が高く、したがってオフロードスイッチがＯＮであることに基づいて単相ロック状態の可能性を推定もしくは予測することができる。

単相ロック状態は、モータの回転数が低いことにより発生するから、この実施形態におけるハイブリッド車では、前述したロックアップクラッチ１９を解放して第２モータ・ジェネレータ３の回転数が高くなることを許容し、単相ロック状態を回避もしくは抑制する。図４はそのような制御の一例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンは、例えばハイブリッド車が発進可能な状態あるいは走行している状態で繰り返し実行される。先ず、単相ロックの可能性が判断される（ステップＳ１）。この判断は、前述したように、例えば図３に示すマップを利用して行うことができる。このステップＳ１で否定的に判断された場合には、オフロードスイッチがＯＮか否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２で否定的に判断された場合には、前記ロックアップクラッチ１９を係合させ（ステップＳ３）、リターンする。すなわち、停車を含む低車速状態で特に大きい駆動力が要求されていない通常の状態では、ロックアップクラッチ１９は係合状態に制御される。

一方、ステップＳ１で肯定的に判断された場合、およびステップＳ２で肯定的に判断された場合には、ロックアップクラッチ１９を差動回転が生じるように解放させ（ステップＳ４）、リターンする。すなわち、第２モータ・ジェネレータ３が単相ロック状態になることが推定もしくは予測された場合には、流体継手１８を介してトルクを伝達し、したがって流体継手１８で生じる滑りによって、第２モータ・ジェネレータ３の回転数が単相ロック領域Ａloc 以上の回転数となることを許容する。

例えば登坂路で発進する場合、第２モータ・ジェネレータ３には低回転数で大きいトルクを出力することが要求され、単相ロック状態になる可能性が高くなる。その場合、ロックアップクラッチ１９が解放されて流体継手１８を介して第２モータ・ジェネレータ３のトルクが中間軸１４に伝達される。流体継手１８はオイルを介してトルクを伝達するから、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２との相対回転が可能であり、したがって発進時であることにより中間軸１４と共にタービンランナ３２がほぼ停止していても、第２モータ・ジェネレータ３はポンプインペラ３１と共に回転することができる。そのため、第２モータ・ジェネレータ３の回転数は前述した単相ロック状態の領域Ａloc より高回転数になる。すなわち、第２モータ・ジェネレータ３の出力軸回転数（出力ギヤ７の回転数あるいは駆動輪１３の回転数）に対する相対回転数が増大する。その結果、いわゆる単相ロック状態が生じることが回避される。また、流体継手１８は、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２との相対回転数に応じてトルクを伝達するので、駆動輪１３における駆動トルクは第２モータ・ジェネレータ３の出力に応じて大きくなり、登坂路などでの発進が可能になる。

このように流体継手１８においてポンプインペラ３１とタービンランナ３２との相対回転が生じると、オイルが激しく撹拌され、また剪断されて発熱する。しかしながら、発熱はオイル自体で生じ、しかもオイルはオイルクーラなどの外部の機器との間で循環させられているから、熱は流体継手１８の外部に運び出される。そのため、流体継手１８やその周囲の部材の温度の上昇が抑制され、耐久性の点で支障が生じることを回避もしくは抑制することができる。

また、この発明の実施形態における上記の車両用駆動装置によれば、以下のような利点がある。上記の流体継手１８は、前述した入力軸６に対して平行に配置された中間軸１４上に配置されて、前記第１伝動経路Ｌ1 とは独立した第２伝動経路Ｌ2 の一部を構成している。したがって、第２モータ・ジェネレータ３と併せてエンジン１が駆動力を出力するとしても、エンジン１が出力した駆動力が流体継手１８に作用することはない。すなわち、この発明の実施形態である上述した構成では、流体継手１８は第２モータ・ジェネレータ３が出力した駆動力を伝達するだけの容量あるいは大きさであればよく、そのため流体継手１８を小型化でき、さらには駆動装置の全体としての構成を小型化することができる。

さらに、上記の車両用駆動装置は、入力軸６と平行に中間軸１４を設けたいわゆる複軸タイプであり、その中間軸１４上に流体継手１８や第２モータ・ジェネレータ３ならびにロックアップクラッチ１９などを配置してあるので、エンジン１の回転中心軸線上に配列する部材もしくは部品の数を少なくして、軸長の短縮を図ることができる。

また、上記の車両用駆動装置においては、第２伝動経路Ｌ2 を構成している中間軸１４上に、図１の左側から、ロックアップクラッチ１９と、流体継手１８と、駆動力源である第２モータ・ジェネレータ３と、出力部材となっているドライブギヤ１５とが、ここに挙げた順に配列されている。また、中間軸１４の外周側にロータ軸１７が配置され、そのロータ軸１７によってロータ１６とポンプインペラ３１とが連結されている。したがって、タービンランナ３２やロックアップクラッチ１９さらにはばねダンパ機構４８は、最も内周側に配置されている中間軸１４に連結されるので、それらの内径の制約が少なくなる。その結果、タービンランナ３２やロックアップクラッチ１９さらにはばねダンパ機構４８などの外径を抑制して小型化を図ることができる。言い換えれば、半径方向に重ねて配置する部材の数が少なくなるので、車両用駆動装置の全体としての構成を簡素化でき、また小型化することができる。

図２を参照して説明したように、流体継手１８およびロックアップクラッチ１９は、リヤケース２２の内部に収容され、そのポンプインペラ３１は、隔壁部２４によって支持されているロータ軸１７にスプライン部４１で連結され、またタービンランナ３２は、これと一体のハブ部４２を中間軸１４の先端部にスプライン嵌合させることにより中間軸１４に連結されている。そして、リヤケース２２のうち中間軸１４を延長した箇所の開口部はリヤアダプタ２６によって液密状態に閉じられている。なお、その開口部あるいはリヤアダプタ２６の外径は、流体継手１８の外径以上である。したがって、車両用駆動装置を組み立てる場合、ハウジング２０の内部や各隔壁部２３，２４の間の空間部（収容室）に前述した各部品を順に挿入して組み付ける。一方、流体継手１８およびばねダンパ機構４８ならびにロックアップクラッチ１９を互いに組み付けてユニットとしておく。その流体継手１８のユニットを、リヤアダプタ２６を取り外していることに開いている開口部からリヤケース２２の内部に挿入し、前記ボス部３９を隔壁部２４の内周側に嵌合させるとともにスプライン部４１を嵌合させ、さらにハブ部４２を中間軸１４にスプライン嵌合させる。その後、リヤアダプタ２６を前記開口部に嵌め込んで密閉する。なお、その場合、前記カバー３４に形成されている凸部３６を軸受３７に嵌合させ、あるいは凸部３６に予め嵌合させた軸受３７をリヤアダプタ２６に嵌合させる。

前記車両用駆動装置においては、流体継手１８やロックアップクラッチ１９をリヤケース２２の内側面に隣接して配置し、かつリヤケース２２に一体化されている隔壁部２４によって直接もしくは間接的に支持されているロータ軸１７や中間軸１４に、流体継手１８やロックアップクラッチ１９を組み付けるように構成されている。しかもリヤケース２２のうち中間軸１４の延長位置が開閉できるように構成されている。そのため、流体継手１８やロックアップクラッチ１９は、他の構成部品を組み付けた後に組み付けることができることにより、車両用駆動装置の組み立て作業性が良好になる。特に、中間軸１４の先端部が上方を向くように所定のジグによって支持し、その状態で流体継手１８のユニットを組み付けるようにすれば、そのユニットやスラスト軸受などを、リヤケース２２の内部に順に投入することにより、スプライン部４１の嵌合を含めて、各部品の組み付けを行うことができるので、車両用駆動装置の組み立て作業が容易になる。

前述したように流体継手１８で発生する熱は、オイルによって外部に運び出され、またロックアップクラッチ１９は油圧によって係合および解放させられる。そのオイルの循環や油圧の供給および排出は、前述した油路４９〜５２を介して行われる。前記車両用駆動装置においては、特に、ミドルケース２１に一体の隔壁部２３やリヤケース２２に一体の隔壁部２４の内部に油路５０，５２を形成してある。そのため、オイルの漏洩箇所が少ないうえに、シールするべき箇所を少なくすることができる。その結果、オイルの漏洩による動力の損失を削減できるだけでなく、部品点数の削減や組み立て工数の削減を図ることができる。また、上記の油路５０，５２は、ミドルケース２１やリヤケース２２の成形時に同時に作成することができるので、油路を構成するための複雑な後加工を削減することができる。

また、流体継手１８の内部に対してオイルを供給および排出する油路のうちの一方を、中間軸１４の内部に形成してある。言い換えれば、流体継手１８がリヤケース２２に接近して配置されているとしても、リヤケース２２を介することなく流体継手１８に対してオイルを供給もしくは排出できるように構成されている。そのため、オイルの循環経路の構造を複雑化することなく、リヤケース２２に前述したリヤアダプタ２６を取り付ける構成を採用することができる。したがって、上記の車両用駆動装置の構成であれば、組み立て作業性の向上と油路構成の簡素化とを両立させることができる。

なお、この発明は上述した実施形態に限定されない。本発明は、要は、走行のための駆動力を発生するモータと駆動輪との間に、モータの単相ロック状態を解消するようにモータの回転を許容する流体継手が設けられていればよい。したがって、エンジンを備えずに、モータのみを駆動力源とした車両であってもよい。

その例を図５に簡素化して記載してあり、駆動力源としてのモータ・ジェネレータＭＧの出力側に、ロックアップクラッチ１９を備えた流体継手１８が連結されている。そのタービンランナ３２に出力ギヤ７が連結され、その出力ギヤ７が、左右の駆動輪１３にトルクを伝達するデファレンシャルギヤ１１におけるリングギヤ１２に噛み合っている。図５において、図１および図２に示す構成と同一の構成の部分には、図１および図２に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に示す構成であっても、前述した図４に示す制御を行うことができる。すなわち、モータ・ジェネレータＭＧの単相ロック状態が生じる可能性のある場合にロックアップクラッチ１９を解放させれば、流体継手１８においてポンプインペラ３１とタービンランナ３２との相対回転すなわち滑りが生じる。そのため、モータ・ジェネレータＭＧの回転数が単相ロック状態の領域Ａloc の回転数より高回転数になり、単相ロック状態となることを回避することができる。なお、図５に示すようにモータ・ジェネレータＭＧのみを駆動力源とする場合であっても、前述した図１や図２に示す構成のうち、軸を支持する構成、油路の構成などを適宜選択して採用してもよい。

また、この発明における流体継手は、ポンプインペラとタービンランナとの回転数比である速度比に応じてトルクを増幅することのできるトルクコンバータであってもよい。この発明では、前記ロックアップクラッチ１９などの係合要素は、設けられていなくてもよい。さらに、この発明では、動力分割機構は、前述したシングルピニオン型の遊星歯車機構以外の差動機構によって構成されていてもよく、また、オーバードライブ機構を設けずに、エンジンの動力を直接、動力分割機構に入力するように構成されていてもよい。

１…エンジン、 ２…第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）、 ３…第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）、 ４…オーバードイブ機構、 ５…動力分割機構、 ６…入力軸、 ７…出力ギヤ、 ８…カウンタ軸、 ９…ドリブンギヤ、 １０…ドライブギヤ、 １１…デファレンシャルギヤ、 １２…リングギヤ、 １３…駆動輪、 Ｌ1 …第１伝動経路、 Ｌ2 …第２伝動経路、 １４…中間軸、 １５…ドライブギヤ、 １６…ロータ、 １７…ロータ軸、 １８…流体継手、 １９…ロックアップクラッチ、 ２０…ハウジング、 ２１…ミドルケース、 ２２…リヤケース、 ２３…隔壁部、 ２４…隔壁部、 ２５，２６…リヤアダプタ、 ２７，２８，２９…軸受、 ３０…ニードル軸受、 ３１…ポンプインペラ、 ３２…タービンランナ、 ３３…ポンプシェル、 ３４…カバー、 ３５…プレート部、 ３６…凸部、 ３７…軸受、 ３８…スラスト軸受、 ３９…ボス部、 ４０…シール部材、 ４１…スプライン部、 ４２…ハブ部、 ４３…シール部材、 ４４…ピストン、 ４５…クラッチディスク、 ４６…クラッチプレート、 ４７…リテーナ、 ４８…ばねダンパ機構、 ４９，５０，５１，５２…油路。

Claims (11)

1. エンジンが出力した駆動力を駆動輪に伝達する第１伝動経路と、回転電機が出力した駆動力を前記駆動輪に伝達する第２伝動経路とを有する車両用駆動装置において、
   前記第２伝動経路は、前記回転電機が出力した駆動力を前記第１伝動経路に伝達する中間軸を有し、
   前記回転電機と前記中間軸との間に流体継手が設けられている
   ことを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記第１伝動経路は、前記エンジンの回転中心軸線と同一軸線上に配置された入力軸を有し、
   前記中間軸は、前記入力軸と平行に配置され、
   前記入力軸および前記中間軸の軸線方向で前記エンジン側とは反対の端部側にリヤケースが設けられ、
   前記流体継手は、前記中間軸の前記端部側でかつ前記リヤケースの内面に隣接した位置で前記中間軸に連結されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記リヤケースの前記中間軸を延長した位置に、前記流体継手より大径のリヤアダプタが前記リヤケースの一部を閉じるように着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動装置。
4. 係合して駆動力を伝達しかつ解放して駆動力を遮断する係合要素が、前記回転電機と前記中間軸との間でかつ前記流体継手に対して並列に設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
5. 前記回転電機は、ロータ軸を有し、
   前記中間軸は、前記ロータ軸を前記ロータ軸の回転中心軸線に沿って貫通し、
   前記流体継手は、前記ロータ軸が連結されたポンプインペラと、前記中間軸が連結されたタービンランナとを有し、
   前記係合要素は、前記ポンプインペラと前記中間軸とを選択的に連結するように配置され、
   前記中間軸上に、前記係合要素、前記流体継手、前記回転電機の順に配列されるとともに、
   前記中間軸の前記係合要素側の端部とは反対側の端部に、前記回転電機の動力を前記駆動輪に向けて出力する出力部材が設けられている
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動装置。
6. 前記ポンプインペラは、前記ロータ軸にスプラインによって連結されていることを特徴とする請求項５に記載の車両用駆動装置。
7. 前記タービンランナは、前記中間軸にスプラインによって連結されていることを特徴とする請求項５または６に記載の車両用駆動装置。
8. 前記第１伝動経路および前記第２伝動経路を収容しているケーシングを有し、
   前記ケーシングの内部に、前記ロータ軸を支持するとともに前記流体継手を回転可能に摺接させている第１隔壁部が設けられ、
   前記流体継手に対してオイルを供給し、もしくは前記流体継手からオイルを排出させる第１の油路が、前記第１隔壁部の内部に形成されている
   ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
9. 前記流体継手に対してオイルを供給し、もしくは前記流体継手からオイルを排出させる第２の油路が、前記中間軸の内部に前記中間軸の軸線方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
10. 前記ケーシングの内部に、前記中間軸を支持するとともに前記中間軸を回転可能に摺接させている第２隔壁部が設けられ、
    前記第２の油路に連通する第３の油路が、前記第２隔壁部の内部に形成されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の車両用駆動装置。
11. 前記第１伝動経路は、第１回転要素と第２回転要素と第３回転要素とによって差動作用を行う動力分割機構と、他の回転電機とを有し、
    前記第１回転要素に前記エンジンの動力が伝達され、前記第２回転要素に前記他の回転電機の動力が伝達され、前記第３回転要素から前記駆動輪に駆動力を出力するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。

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