JP7272863B2 - 駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、駆動ユニットに関するものである。

自動車は、摩擦ブレーキの他に、エンジンブレーキ又は回生ブレーキなどによって減速することができる。具体的には、減速時などにおいて駆動輪側からトルクが入力されることによって、エンジンブレーキ、又はモータの回生ブレーキが作動し、制動力が発生する。

特開２０１８－２０６６３号公報

上述したような自動車において、減速時においてより大きな制動力が要望されることがある。そこで、本発明の課題は、減速時における制動力の向上が可能な駆動ユニットを提供することにある。

本発明の第１側面に係る駆動ユニットは、トルクを駆動輪へと伝達するように構成されている。駆動ユニットは、原動機と、トルクコンバータと、入力軸と、出力軸と、遊星歯車機構と、制動機構と、を備えている。トルクコンバータは、インペラ、タービン、及びステータを有する。トルクコンバータは、原動機からトルクが入力される。入力軸は、インペラに接続される。出力軸は、タービンに接続される。遊星歯車機構は、第１ギア、遊星ギア、遊星キャリア、及び第２ギアを有する。第１ギアは、入力軸に取り付けられる。遊星キャリアは、出力軸に取り付けられる。制動機構は、駆動輪側からトルクが入力されるときに第２ギアの回転を制動可能に構成されている。第１ギアは、サンギア及びリングギアの一方のギアである。第２ギアは、サンギア及びリングギアの他方のギアである。

この構成によれば、減速時に駆動輪側から出力軸にトルクが入力される。この出力軸に入力されたトルクは、タービンに伝達されるとともに、遊星キャリアにも伝達される。減速時に制動機構が第２ギアの回転を制動することによって、遊星キャリア、遊星ギア、第１ギアを介して入力軸に伝達されるトルクは増速される。この結果、入力軸に接続されるインペラは、出力軸に接続されるタービンよりも高い回転速度で回転し、この回転速度の差によって制動力が発生する。従って、減速時における制動力の向上が可能となる。

好ましくは、駆動ユニットは、制御部をさらに備える。制御部は、駆動輪側からトルクが入力されたときに第２ギアの回転を制動するように制動機構を制御する。

好ましくは、駆動ユニットは、運転者に操作される補助制動力調整スイッチをさらに備える。制御部は、補助制動力調整スイッチの操作情報に基づき、制動機構を制御する。

好ましくは、原動機は、モータである。

好ましくは、駆動ユニットは、アクセルセンサ、バッテリセンサ、ブレーキセンサ、及び車速センサをさらに備える。アクセルセンサは、アクセル開度を検知する。バッテリセンサは、モータとの間で電力を授受するバッテリの充電量を検知する。ブレーキセンサは、ブレーキ操作量を検知する。車速センサは、車速を検知する。制御部は、アクセル開度、バッテリの充電量、ブレーキ操作量、車速の少なくともいずれかに基づき、モータ及び制動機構の少なくとも一方を制御する。

本発明の第２側面に係る駆動ユニットは、トルクを駆動輪へと伝達するように構成されている。駆動ユニットは、原動機と、トルクコンバータと、変速機とを備える。トルクコンバータは、インペラ、タービン、及びステータを有する。トルクコンバータは、原動機からトルクが入力される。変速機は、駆動輪側からのトルクをトルクコンバータに伝達するように構成されている。変速機は、タービンに伝達されるトルクよりも増速されたトルクをインペラに伝達する。

本発明によれば、減速時における制動力を向上させることができる。

駆動ユニットの概略図。 トルクコンバータの断面図。 インペラハブの断面図。 インペラハブの断面図。 第１冷却流路を示すための、駆動ユニットの断面図。 カバーの側壁部の断面図。 カバーの側壁部の断面図。 制御部の制御方法を示すフローチャート。 変形例に係る駆動ユニットの概略図。

以下、本発明に係る駆動ユニットの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る駆動ユニットの概略図である。なお、以下の説明において、軸方向とはモータ２及びトルクコンバータ３の回転軸Ｏが延びる方向である。また、円周方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の円周方向であり、径方向とは、回転軸Ｏを中心とした円の径方向である。また、正回転とは、車両が前進するときの回転であり、逆回転とは、車両が後進するときの回転である。

［駆動ユニット１００］
図１に示すように、駆動ユニット１００は、モータ２、遊星歯車機構８、トルクコンバータ３、制御部４、入力軸５、出力軸６、制動機構１２、各種センサ４１～４５、及びバッテリ４６を備えている。また、駆動ユニット１００は、減速機８００、トルクコンバータケース７、及び第１冷却流路９ａ（図５参照）を備えている。この駆動ユニット１００は、例えば、電気自動車に搭載される。駆動ユニット１００は、駆動輪１０１にモータ２からのトルクを伝達する。

＜モータ２＞
モータ２は、モータケース２１、ステータ２２、ロータ２３、及びモータ出力軸２４を有している。本実施形態におけるモータ２は、いわゆるインナーロータ型のモータである。モータケース２１は、車体フレームなどに固定されており、回転不能である。

ステータ２２は、モータケース２１の内周面に固定されている。ステータ２２は回転不能である。ロータ２３は、回転軸Ｏ周りに回転する。ロータ２３は、径方向において、ステータ２２の内側に配置される。モータ出力軸２４は、ロータ２３と一体的に回転する。また、モータ出力軸２４は、入力軸５と一体的に回転する。モータ出力軸２４は、入力軸５と別部材で構成されていてもよいし、入力軸５と１つの部材で構成されていてもよい。

＜遊星歯車機構８＞
遊星歯車機構８は、サンギア８１、複数の遊星ギア８２、遊星キャリア８３、及びリングギア８４を有している。遊星歯車機構８は、変速機ケース８０２内に収容されている。なお、本実施形態では、サンギア８１が本発明の第１ギアに相当し、リングギア８４が本発明の第２ギアに相当する。

サンギア８１は、入力軸５に取り付けられている。サンギア８１は、入力軸５と一体回転する。遊星キャリア８３は、出力軸６に取り付けられている。遊星キャリア８３は、出力軸６と一体回転する。リングギア８４は、回転可能に配置されている。

モータ２からのトルクは、遊星歯車機構８において変速することなく、トルクコンバータ３へと伝達される。一方、駆動輪１０１側からのトルクは、遊星歯車機構８において変速して、トルクコンバータ３へと伝達される。また、駆動輪１０１側からのトルクは、遊星歯車機構８において変速して、モータ２へと伝達される。

＜制動機構＞
制動機構１２は、リングギア８４の回転を制動するように構成されている。詳細には、制動機構１２は、オン状態になるとリングギア８４の回転を制動し、オフ状態になるとリングギア８４を回転可能とする。

制動機構１２は、駆動輪１０１側からトルクが入力されるとき、すなわち車両の減速時に、オン状態となり、リングギア８４の回転を制動する。一方、制動機構１２は、モータ２からトルクが入力されるときに、オフ状態となり、リングギア８４を回転可能とする。なお、制動機構１２は、制御部４によって制御されて、オン状態又はオフ状態に切り替えられる。

＜トルクコンバータ３＞
トルクコンバータ３は、軸方向において、モータ２と間隔をあけて配置されている。このトルクコンバータ３とモータ２との間に、減速機８００が配置されている。また、トルクコンバータ３とモータ２との間に遊星歯車機構８も配置されている。軸方向において、モータ２、遊星歯車機構８、減速機８００、トルクコンバータ３の順で配列している。

トルクコンバータ３の回転軸Ｏは、モータ２の回転軸Ｏと実質的に一致している。また、トルクコンバータ３の回転軸Ｏは、遊星歯車機構８の回転軸Ｏとも実質的に一致している。トルクコンバータ３は、モータ２からのトルクが伝達される。トルクコンバータ３は、モータ２からのトルクを増幅して減速機８００へと出力する。

図２に示すように、トルクコンバータ３は、カバー３１、インペラ３２、タービン３３、ステータ３４、第１ワンウェイクラッチ３５、及び第２ワンウェイクラッチ３６を有している。また、トルクコンバータ３は、遠心クラッチ３７をさらに有している。

トルクコンバータ３は、インペラ３２がモータ２側（図２の左側）を向き、カバー３１がモータ２と反対側（図２の右側）を向くように配置されている。このトルクコンバータ３は、トルクコンバータケース７内に収容されている。トルクコンバータ３内には作動流体が供給されている。作動流体は、例えば作動油である。

カバー３１は、モータ２からの動力が入力される。カバー３１は、モータ２からのトルクによって回転する。カバー３１は、入力軸５に固定されている。例えば、カバー３１は、スプライン孔を有しており、入力軸５がカバー３１のスプライン孔にスプライン嵌合する。このため、カバー３１は、入力軸５と一体的に回転する。カバー３１は、タービン３３を覆うように配置されている。

カバー３１は、円板部３１１、円筒部３１２、及びカバーハブ３１３を有している。円板部３１１は、中央に開口を有する。円筒部３１２は、円板部３１１の外周端部からモータ２側に延びている。円板部３１１と円筒部３１２とは１つの部材によって構成されている。

カバーハブ３１３は、円板部３１１の内周端部に固定されている。本実施形態では、カバーハブ３１３は、円板部３１１と別部材によって構成されているが、円板部３１１と一つの部材によって構成されていてもよい。

カバーハブ３１３は、第１ボス部３１３ａ、第１フランジ部３１３ｂ、及び突出部３１３ｃを有している。第１ボス部３１３ａ、第１フランジ部３１３ｂ、及び突出部３１３ｃは、一つの部材によって構成されている。

第１ボス部３１３ａは、円筒状であって、スプライン孔を有している。この第１ボス部３１３ａに、入力軸５がスプライン嵌合する。第１ボス部３１３ａは、トルクコンバータケース７に軸受部材１０２を介して回転可能に支持されている。このため、第１ボス部３１３ａは、軸方向において、第１フランジ部３１３ｂからモータ２と反対側に延びている。

第１フランジ部３１３ｂは、第１ボス部３１３ａから径方向外側に延びている。詳細には、第１フランジ部３１３ｂは、第１ボス部３１３ａのモータ２側の端部から径方向外側に延びている。この第１フランジ部３１３ｂの外周端部に、円板部３１１が固定されている。

突出部３１３ｃは、第１フランジ部３１３ｂから軸方向に延びている。突出部３１３ｃは、モータ２に向かって延びている。突出部３１３ｃは、第１フランジ部３１３ｂの外周端部から延びている。突出部３１３ｃは、円筒状である。この突出部３１３ｃは、複数の貫通孔３１３ｄを有している。この貫通孔３１３ｄを介して作動流体がトルクコンバータ３から排出される。

インペラ３２は、カバー３１と一体的に回転する。インペラ３２は、カバー３１に固定されている。インペラ３２は、インペラシェル３２１、複数のインペラブレード３２２、インペラハブ３２３、及び複数の供給流路３２４を有している。

インペラシェル３２１は、カバー３１に固定されている。複数のインペラブレード３２２はインペラシェル３２１の内側面に取り付けられている。

インペラハブ３２３は、インペラシェル３２１の内周端部に取り付けられている。なお、本実施形態では、インペラハブ３２３は、インペラシェル３２１と一つの部材によって構成されているが、インペラシェル３２１と別部材によって構成されていてもよい。

インペラハブ３２３は、第２ボス部３２３ａと、第２フランジ部３２３ｂとを有する。第２ボス部３２３ａは、円筒状であって、軸方向に延びている。第２ボス部３２３ａは、軸受部材１０３を介してトルクコンバータケース７に回転可能に支持されている（図５参照）。第２ボス部３２３ａ内を、固定軸１０４が軸方向に延びている。なお、この固定軸１０４は円筒状であり、この固定軸１０４内を出力軸６が軸方向に延びている。また、固定軸１０４は、例えば、変速機ケース８０２又はトルクコンバータケース７から延びている。固定軸１０４は、回転不能である。

供給流路３２４は、インペラハブ３２３に形成されている。詳細には、供給流路３２４は、第２フランジ部３２３ｂに形成されている。供給流路３２４は、インペラハブ３２３の内周面から径方向外側に延びている。そして、供給流路３２４は、トーラスＴ内に開口している。なお、トーラスＴは、インペラ３２とタービン３３とによって囲まれた空間である。

供給流路３２４は、軸方向において閉じられている。すなわち、供給流路３２４は、インペラハブ３２３内を径方向に延びる貫通孔である。図３に示すように、供給流路３２４は、放射状に延びている。供給流路３２４は、径方向外側に向かって、正回転方向と反対側に傾斜している。すなわち、供給流路３２４は、径方向外側に向かって、逆回転方向（図３の反時計回り）に傾斜している。なお、供給流路３２４は直線状に延びているものに限らず、例えば、図４に示すように、供給流路３２４は曲線状に延びていてもよい。

図２に示すように、タービン３３は、インペラ３２と対向して配置されている。詳細には、タービン３３は、軸方向においてインペラ３２と対向している。タービン３３は、作動流体を介してインペラ３２からの動力が伝達される。

タービン３３は、タービンシェル３３１、複数のタービンブレード３３２、及びタービンハブ３３３を有している。タービンブレード３３２は、タービンシェル３３１の内側面に固定されている。

タービンハブ３３３は、タービンシェル３３１の内周端部に固定されている。例えば、タービンハブ３３３は、リベットによって、タービンシェル３３１に固定されている。本実施形態では、タービンハブ３３３は、タービンシェル３３１と別部材によって構成されているが、タービンシェル３３１と一つの部材によって構成されていてもよい。

タービンハブ３３３には、出力軸６が取り付けられている。詳細には、出力軸６が、タービンハブ３３３にスプライン嵌合している。タービンハブ３３３は、出力軸６と一体的に回転する。

タービンハブ３３３は、第３ボス部３３３ａ及び第３フランジ部３３３ｂを有している。第３ボス部３３３ａ及び第３フランジ部３３３ｂは、一つの部材によって構成されている。

第３ボス部３３３ａは、円筒状であって、スプライン孔を有している。この第３ボス部３３３ａに、出力軸６がスプライン嵌合する。第３ボス部３３３ａは、軸方向において、第３フランジ部３３３ｂからモータ２と反対側に延びている。すなわち、第３ボス部３３３ａは、軸方向において、第３フランジ部３３３ｂからカバーハブ３１３に向かって延びている。

第３ボス部３３３ａは、径方向において、突出部３１３ｃと間隔をあけて配置されている。すなわち、径方向において、第３ボス部３３３ａの外側に突出部３１３ｃが配置されている。第３ボス部３３３ａと突出部３１３ｃとの間に、第１ワンウェイクラッチ３５が配置されている。なお、第１ワンウェイクラッチ３５が無い状態では、第３ボス部３３３ａの外周面と、突出部３１３ｃの内周面とが対向する。

第３ボス部３３３ａの先端とカバーハブ３１３との間には作動流体が流れる流路が形成されている。本実施形態では、第３ボス部３３３ａの先端部に複数の切り欠き部３３３ｃが形成されている。切り欠き部３３３ｃは、第３ボス部３３３ａの先端部を径方向に延びている。この切り欠き３３３ｃ及び貫通孔３１３ｄを介して作動流体がトルクコンバータ３から排出される。

第３フランジ部３３３ｂは、第３ボス部３３３ａから径方向外側に延びている。詳細には、第３フランジ部３３３ｂは、第３ボス部３３３ａのモータ２側の端部から径方向外側に延びている。この第３フランジ部３３３ｂの外周端部に、タービンシェル３３１がリベットなどによって固定されている。

ステータ３４は、タービン３３からインペラ３２へと戻る作動油を整流するように構成されている。ステータ３４は、回転軸Ｏ周りに回転可能である。例えば、ステータ３４は、固定軸１０４に、第２ワンウェイクラッチ３６を介して支持されている。このステータ３４は、軸方向において、インペラ３２とタービン３３との間に配置される。

ステータ３４は、円板状のステータキャリア３４１と、その外周面に取り付けられる複数のステータブレード３４２と、を有している。

第１ワンウェイクラッチ３５は、カバー３１とタービン３３との間に配置されている。第１ワンウェイクラッチ３５は、正回転方向において、カバー３１をタービン３３に対して相対回転可能とする。すなわち、車両が前進するようにモータ２が正回転したとき、カバー３１がタービン３３と相対回転するように第１ワンウェイクラッチ３５は構成されている。このため、車両の前進時は、第１ワンウェイクラッチ３５は、カバー３１からタービン３３へと動力を伝達しない。

一方、第１ワンウェイクラッチ３５は、逆回転方向において、カバー３１をタービン３３と一体回転させる。すなわち、車両が後進するようにモータ２が逆回転したとき、カバー３１がタービン３３と一体回転するように第１ワンウェイクラッチ３５は構成されている。このため、車両の後進時は、第１ワンウェイクラッチ３５は、カバー３１からタービン３３へと動力を伝達する。

第２ワンウェイクラッチ３６は、固定軸１０４とステータ３４との間に配置されている。第２ワンウェイクラッチ３６は、ステータ３４を正回転方向に回転可能とするように構成されている。一方、第２ワンウェイクラッチ３６は、ステータ３４を逆回転方向に回転不能とする。このステータ３４によって、トルクが増幅されて、インペラ３２からタービン３３へと伝達される。

遠心クラッチ３７は、タービン３３に取り付けられている。遠心クラッチ３７は、タービン３３と一体的に回転する。遠心クラッチ３７は、タービン３３の回転によって生じる遠心力によって、カバー３１とタービン３３とを連結するように構成されている。詳細には、遠心クラッチ３７は、タービン３３が所定の回転速度以上になると、カバー３１からタービン３３に動力を伝達するように構成されている。なお、駆動輪１０１側からトルクが入力されるとき、遠心クラッチ３７は作動しないように構成されている。

遠心クラッチ３７は、複数の遠心子３７１と、摩擦材３７２とを有している。摩擦材３７２は、遠心子３７１の外周面に取り付けられている。遠心子３７１は、径方向に移動可能に配置されている。なお、遠心子３７１は、周方向に移動不能に配置されている。このため、遠心子３７１は、タービン３３とともに回転し、遠心力によって径方向外側に移動する。

この遠心クラッチ３７は、タービン３３の回転速度が所定の回転速度以上になると、遠心子３７１が径方向外側に移動し、摩擦材３７２がカバー３１の円筒部３１２の内周面と摩擦係合する。この結果、遠心クラッチ３７はオン状態となり、カバー３１からの動力が遠心クラッチ３７を介してタービン３３へと伝達される。なお、遠心クラッチ３７がオン状態になっても、作動流体は遠心クラッチ３７を介して流通可能である。

タービン３３の回転速度が所定の回転速度未満になると、遠心子３７１が径方向内側に移動し、摩擦材３７２とカバー３１の円筒部３１２の内周面との摩擦係合が解除される。この結果、遠心クラッチ３７はオフ状態となり、カバー３１からの動力は遠心クラッチ３７を介してタービン３３へと伝達されない。すなわち、カバー３１からの動力は、インペラ３２に伝達された後、作動流体を介してタービン３３へと伝達される。

＜減速機８００＞
図１に示すように、減速機８００は、軸方向においてモータ２とトルクコンバータ３との間に配置されている。減速機８００は、トルクコンバータ３からのトルクを駆動輪１０１側へと伝達する。詳細には、減速機８００は、トルクコンバータ３からのトルクを増幅して、デファレンシャルギア１０９を介して、駆動輪１０１側へと伝達する。なお、減速機８００は、複数の歯車８０１を有している。減速機８００は、変速機ケース８０２内に収容される。なお、複数の歯車８０１のうちの一つは、出力軸６に固定されている。歯車８０１は出力軸６と一体的に回転する。

＜入力軸５＞
入力軸５は、遊星歯車機構８から延びている。詳細には、入力軸５は、遊星歯車機構８のサンギア８１から延びている。入力軸５は、サンギア８１と一体的に回転する。また、入力軸５は、モータ２の出力軸２４とも一体的に回転する。入力軸５は、トルクコンバータ３に向かって延びている。入力軸５の回転軸は、モータ２の回転軸、及びトルクコンバータ３の回転軸と実質的に同一線上にある。

入力軸５は、モータ２からのトルクをトルクコンバータ３に入力する。入力軸５は、トルクコンバータ３のインペラ３２に接続されている。詳細には、入力軸５は、カバー３１を介してインペラ３２に接続されている。入力軸５の先端部は、トルクコンバータ３のカバーハブ３１３に取り付けられている。

入力軸５は、出力軸６内を延びている。入力軸５は、中実状である。入力軸５は、先端部に連通路５１を有している。連通路５１は、軸方向に延びている。そして、連通路５１は、第１冷却流路９ａに向かって開口している。

＜出力軸６＞
出力軸６は、トルクコンバータ３からの動力を出力する。出力軸６は、トルクコンバータ３からの動力を減速機８００へと出力する。出力軸６は、トルクコンバータ３からモータ２に向かって延びている。

図２に示すように、出力軸６は、円筒状である。入力軸５は、この出力軸６内を延びている。出力軸６の一方の端部（図２の右端部）は、トルクコンバータ３のタービン３３に取り付けられている。また、出力軸６の他方の端部には、遊星キャリア８３が取り付けられている。出力軸６は、例えば、変速機ケース８０２に軸受部材などを介して回転可能に支持されている。

＜トルクコンバータケース７＞
図５に示すように、トルクコンバータケース７は、トルクコンバータ３を収容している。本実施形態では、トルクコンバータケース７は、変速機ケース８０２と一つの部材によって構成されているが、別部材によって構成されていてもよい。

トルクコンバータケース７は、側壁部７１と、外壁部７２と、複数の放熱フィン７３とを有している。側壁部７１は、トルクコンバータ３のカバー３１と対向するように配置されている。側壁部７１は、回転軸Ｏと直交するように配置されている。

軸方向において、側壁部７１の一方側（図５の左側）には、トルクコンバータ３が配置されている。一方、側壁部７１の他方側（図５の右側面）は、外気と接している。すなわち、側壁部７１の他方側には、熱源となる部材は配置されていない。

側壁部７１の中央部には、軸受部材１０２を介して、カバー３１が回転可能に取り付けられている。側壁部７１は、第１冷却流路９ａ内を流れる作動流体から速やかに多くの熱を吸収して大気へ放熱できるように、比熱及び熱伝導率の大きい材料によって構成されている。例えば、側壁部７１は、マグネシウム、又はアルミニウムなどによって構成されている。

外壁部７２は、トルクコンバータ３の外周面と対向するように配置されている。外壁部７２は、側壁部７１と一つの部材によって構成されているが、別部材によって構成されていてもよい。外壁部７２は、側壁部７１の外周端部からモータ２に向かって延びている。外壁部７２は、回転軸Ｏと実質的に平行に延びている。なお、外壁部７２の先端部（モータ２側の端部）は、径方向内側に向かって傾斜している。外壁部７２の材質は、側壁部７１と同様とすることができる。

放熱フィン７３は、側壁部７１に形成されている。放熱フィン７３は、側壁部７１からトルクコンバータ３と反対側（図５の右側）に延びている。放熱フィン７３は、第１冷却流路９ａ内を流れる作動流体を効率的に放熱するために側壁部７１に取り付けられている。放熱フィン７３の熱伝導率は、側壁部７１の熱伝導率と同等、もしくはより高くすることが好ましいが、特に限定されない。例えば、放熱フィン７３は、マグネシウム、アルミニウム、又は銅などによって構成されている。

＜第１冷却流路９ａ＞
第１冷却流路９ａは、トルクコンバータ３から排出された作動流体を冷却するための流路である。第１冷却流路９ａは、トルクコンバータケース７内を延びている。本実施形態では、第１冷却流路９ａは、トルクコンバータケース７の上半分のみに形成されている。

第１冷却流路９ａは、側壁部７１の中央部から外周部まで延び、続いて、外壁部７２を軸方向においてトルクコンバータ３を超えるまで延びている。第１冷却流路９ａは、作動流体溜り部９１と連通している。

図６又は図７に示すように、第１冷却流路９ａは、側壁部７１内において、複数の経路を有している。本実施形態では、第１冷却流路９ａは、側壁部７１内において、２本の経路に分かれている。第１冷却流路９ａは、側壁部７１内において、中央部から外周部まで直線状に延びるのではなく、蛇行しながら延びている。

第１冷却流路９ａは、外壁部７２内においても複数の経路を有していてもよい。本実施形態では、例えば、第１冷却流路９ａは、外壁部７２内において、３本の経路に分かれている。第１冷却流路９ａは、外壁部７２内では直線状に軸方向に延びているが、蛇行しながら延びていてもよい。

＜作動流体溜り部＞
図５に示すように、駆動ユニット１００は、作動流体溜り部９１を備えている。作動流体溜り部９１は、軸方向において、側壁部７１と協働してトルクコンバータ３を挟むように配置されている。すなわち、軸方向において、作動流体溜り部９１、トルクコンバータ３、側壁部７１の順で並んでいる。作動流体溜り部９１は、変速機ケース８０２内に配置されている。作動流体溜り部９１は、回転軸Ｏの上方に配置されている。

作動流体溜り部９１は、トルクコンバータ３に供給する作動流体を内部に有している。作動流体溜り部９１は、底面に供給孔９２を有している。この供給孔９２から排出された作動流体は、固定軸１０４とインペラハブ３２３の第２ボス部３２３ａとの間の流路１０６を介して、トルクコンバータ３へと供給される。

具体的には、トルクコンバータ３のインペラ３２の回転によって遠心力が生じ、流路１０６内の作動流体が供給流路３２４を介してトーラスＴ内へと供給される。そして、トルクコンバータ３から排出された作動流体は、連通路５１を介して第１冷却流路９ａへと流れる。そして、第１冷却流路９ａを流れて冷却された作動流体は、作動流体溜り部９１に戻される。

＜バッテリ＞
図１に示すように、バッテリ４６は、モータ２との間で電力の授受を行うように構成されている。すなわち、バッテリ４６は、モータ２と電気的に接続されており、モータ２に電力を供給したり、モータ２の回転によって発生した電力を蓄電したりする。詳細には、バッテリ４６は、制御部４のインバータ回路及びコンバータ回路を介してモータ２と接続されている。そして、バッテリ４６は、コンバータ回路によって直流電力に変換された電力を蓄電する。

また、バッテリ４６に蓄電された電力は、モータ２に供給されてモータ２が回転することもできる。詳細には、バッテリ４６に蓄電された直流電力が、制御部４のインバータ回路によって交流電力に変換されてモータ２へと供給される。

＜各種センサ＞
各種センサとして、ブレーキセンサ４１、アクセルセンサ４２、車速センサ４３、及びバッテリセンサ４４が制御部４に有線又は無線により情報通信可能に接続されている。また、補助制動力調整スイッチ４５が、制御部４に有線又は無線により情報通信可能に接続されている。

ブレーキセンサ４１は、ブレーキ操作量を検知するように構成されている。例えば、ブレーキセンサ４１は、ブレーキペダルのストローク量、又は踏力などを検知するように構成されている。ブレーキセンサ４１は、検出したブレーキ操作量を制御部４に出力する。

アクセルセンサ４２は、アクセル開度を検知するように構成されている。アクセルセンサ４２は、検知したアクセル開度を制御部４へと出力する。

車速センサ４３は、駆動ユニット１００を搭載する車両の速度を検知するように構成されている。車速センサ４３は、検知した車速を制御部４へと出力する。

バッテリセンサ４４は、バッテリ４６の充電量を検知する。バッテリセンサ４４は、検知した充電量を制御部４へと出力する。

補助制動力調整スイッチ４５は、運転者によって操作される。補助制動力調整スイッチ４５は、運転者に操作されることによって、オン状態又はオフ状態のいずれかの状態になる。例えば、運転者が減速時において大きな制動力を要望する場合、運転者が補助制動力調整スイッチ４５を操作し、補助制動力調整スイッチ４５をオン状態にする。一方、運転者が減速時において大きな制動力を要望しない場合、補助制動力調整スイッチ４５はオフ状態となる。補助制動力調整スイッチ４５は、このオン状態又はオフ状態についての操作情報を制御部４に出力する。

＜制御部＞
制御部４は、モータ２の出力トルクを制御するように構成されている。例えば、制御部４は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）、及びＰＣＵ（Power Control Unit）などを含んでいる。制御部４は、ＰＣＵが有するインバータ回路及びコンバータ回路を介して、モータ２とバッテリ８６との間で電力を授受させる。制御部４は、バッテリ８６からの電力を制御することによって、モータ２の出力トルクを制御することができる。

制御部４は、例えば、アクセル開度、バッテリの充電量、ブレーキ操作量、及び車速の少なくともいずれかに基づき、モータ２の出力トルク、及び制動機構１２の少なくともいずれかを制御するように構成されている。

また、制御部４は、制動機構１２を制御するように構成されている。具体的には、制御部４は、制動機構１２をオン状態又はオフ状態に切り替えるように構成されている。制御部４は、減速時に制動機構１２をオン状態にする。この結果、制動機構１２はリングギア８４の回転を制動し、リングギア８４は回転不能となる。また、制御部４は、減速時以外には制動機構１２をオフ状態とする。この結果、制動機構１２はリングギア８４の回転の制動を解除し、リングギア８４は回転可能となる。

また、制御部４は、補助制動力調整スイッチ４５の操作情報に基づき、制動機構１２を制御してオン状態又はオフ状態に切り替える。例えば、補助制動力調整スイッチ４５がオン状態になっているときに減速すると、制御部４は制動機構１２をオン状態にする。

一方、補助制動力調整スイッチ４５がオフ状態になっているとき、車両が減速しても制御部４は制動機構１２をオフ状態にする。

＜制御方法＞
次に、制御部４による制御方法について説明する。まず、制御部４による制動機構１２の制御方法について説明する。

図８に示すように、制御部４は、補助制動力調整スイッチ４５がオン状態であるか否か判断する（ステップＳ１）。制御部４は、補助制動力調整スイッチ４５がオン状態ではない（ステップＳ１のＮｏ）、すなわち、補助制動力調整スイッチ４５がオフ状態であると判断すると、制動機構１２をオフ状態にする（ステップＳ４）。この結果、リングギア８４は回転可能となる。

一方、制御部４は、補助制動力調整スイッチ４５がオン状態であると判断すると（ステップＳ１のＹｅｓ）、次に、アクセル開度が０％であるか否か判断する（ステップＳ２）。制御部４は、アクセル開度が０％でない（ステップＳ２のＮｏ）、すなわちアクセル開度が０％より大きい（アクセルが操作されている）と判断すると、制動機構１２をオフ状態にする（ステップＳ４）。

一方、制御部４は、アクセル開度が０％であると判断すると（ステップＳ２のＹｅｓ）、制動機構１２をオン状態にする（ステップＳ３）。この結果、リングギア８４は回転不能となる。

このように、リングギア８４が回転不能となった状態で、減速時などに駆動輪１０１側からのトルクは出力軸６に入力されると、以下に説明するように、トルクコンバータ３において制動力が発生する。

まず、出力軸６に入力されたトルクは、遊星キャリア８３、遊星ギア８２、及びサンギア８１を介して入力軸５にも伝達される。ここで、リングギア８４が固定されているため、入力軸５に伝達されたトルクは、回転速度が増速された状態で伝達されている。そして、増速されたトルクは、入力軸５を介してインペラ３２に伝達される。ここで、タービン３３に伝達されたトルクは、出力軸６と同じ回転速度である。このため、インペラ３２は、タービン３３よりも回転速度が高い。このインペラ３２とタービン３３との回転速度の差によって、制動力を発生させることができる。

また、遊星歯車機構８によって増速されたトルクが入力軸５を介してモータ２のロータ２３に伝達されるため、モータ２による発電量を向上させることもできる。

次に、減速時における、制御部４によるモータ２の制御方法について説明する。例えば、制御部４は、ブレーキセンサ４１によって検知されたブレーキ操作量に基づき、モータ２を制御する。例えば、制御部４は、ブレーキ操作量に応じて回生ブレーキの強さを制御してもよい。すなわち、制御部４は、ブレーキ操作量が大きいほど回生ブレーキも大きくなるようにモータ２を制御することができる。

また、制御部４は、ブレーキ操作量が第１閾値以上のときに回生ブレーキを作動させ、ブレーキ操作量が第１閾値未満のときに回生ブレーキをオフにするようにモータ２を制御してもよい。

また、制御部４は、車速センサ４３によって検知された車速に基づき、モータ２を制御する。例えば、制御部４は、車速に応じて回生ブレーキの強さを制御してもよい。すなわち、制御部４は、車速が高いほど回生ブレーキも大きくなるようにモータ２を制御することができる。

また、制御部４は、車速が第２閾値以上のときに回生ブレーキを作動させ、車速が第２閾値未満のときに回生ブレーキをオフにするようにモータ２を制御してもよい。

また、制御部４は、バッテリセンサ４４によって検知されたバッテリ４６の充電量に基づき、モータ２を制御する。例えば、制御部４は、バッテリ４６の充電量が第３閾値未満のときに回生ブレーキを作動させ、充電量が第３閾値以上のときに回生ブレーキをオフにするようにモータ２を制御してもよい。

減速時におけるトルクコンバータ３での制動力を低減させたい場合には、制御部４は、インペラ３２の回転速度を低下させるようにモータ２を力行させることができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

変形例１
上記実施形態では、制動機構１２は制御部４によってオン状態とオフ状態とが切り替えられるように構成されているが、制動機構１２の構成はこれに限定されない。例えば、制動機構１２は、ワンウェイクラッチであってもよい。すなわち、モータ２からトルクコンバータ３にトルクが入力されるとき、制動機構１２は、リングギア８４を回転可能とする。一方で、駆動輪１０１側からトルクが入力されるとき、制動機構１２は、リングギア８４を回転不能とする。

変形例２
上記実施形態では、駆動ユニット１００は、遊星歯車機構８によって、駆動輪１０１側からのトルクを変速してトルクコンバータ３に伝達しているが、遊星歯車機構８以外の変速機によって変速してもよい。この変速機は、駆動輪１０１側のトルクをトルクコンバータ３に伝達する際、タービン３３に伝達されるトルクよりも増幅されたトルクをインペラ３２に伝達するように構成される。

変形例３
上記実施形態では、サンギア８１が本発明の第１ギアに相当し、リングギア８４が本発明の第２ギアに相当しているが、これに限定されない。例えば、図９に示すように、サンギア８１が本発明の第２ギアに相当し、リングギア８４が本発明の第１ギアに相当しているように遊星歯車機構８が構成されていてもよい。

詳細には、リングギア８４は、入力軸５に取り付けられている。リングギア８４は、入力軸５と一体回転する。サンギア８１は、回転可能に配置されている。このサンギア８１は、駆動輪１０１側からトルクが入力されたとき、制動機構１２によって回転が制動される。

この変形例では、モータ２とトルクコンバータ３との間に遊星歯車機構８が配置されているが、減速機８００は、モータ２とトルクコンバータ３との間に配置されていない。具体的には、軸方向において、モータ２、遊星歯車機構８、トルクコンバータ３、減速機８００の順で配置されている。

２ モータ
３ トルクコンバータ
３２ インペラ
３３ タービン
３４ ステータ
４ 制御部
４１ ブレーキセンサ
４２ アクセルセンサ
４３ 車速センサ
４４ バッテリセンサ
４５ 補助制動力調整スイッチ
４６ バッテリ
５ 入力軸
６ 出力軸
８ 遊星歯車機構
８１ サンギア
８２ 遊星ギア
８３ 遊星キャリア
８４ リングギア
１００ 駆動ユニット

Claims (7)

1. トルクを駆動輪へと伝達する駆動ユニットであって、
   原動機と、
   インペラ、タービン、及びステータを有し、前記原動機からトルクが入力されるトルクコンバータと、
   前記インペラに接続される入力軸と、
   前記タービンに接続される出力軸と、
   前記入力軸に取り付けられる第１ギア、遊星ギア、前記出力軸に取り付けられる遊星キャリア、及び第２ギアを有する遊星歯車機構と、
   前記駆動輪側からトルクが入力されるときに前記第２ギアの回転を制動し、前記原動機側からトルクが入力されるときに前記第２ギアを回転可能とするように構成された制動機構と、
   を備え、
   前記第１ギアは、サンギア及びリングギアの一方のギアであり、
   前記第２ギアは、サンギア及びリングギアの他方のギアである、
   駆動ユニット。
   
2. 前記駆動輪側からトルクが入力されたときに前記第２ギアの回転を制動するように前記制動機構を制御する制御部をさらに備える、
   請求項１に記載の駆動ユニット。
   
3. 運転者に操作される補助制動力調整スイッチ、をさらに備え、
   前記制御部は、前記補助制動力調整スイッチの操作情報に基づき、前記制動機構を制御する、
   請求項２に記載の駆動ユニット。
   
4. 前記原動機は、モータである、
   請求項２又は３に記載の駆動ユニット。
   
5. アクセル開度を検知するアクセルセンサと、
   前記モータとの間で電力を授受するバッテリの充電量を検知するバッテリセンサと、
   ブレーキ操作量を検知するブレーキセンサと、
   車速を検知する車速センサと、
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記アクセル開度、前記バッテリの充電量、前記ブレーキ操作量、前記車速の少なくともいずれかに基づき、前記モータ及び前記制動機構の少なくとも一方を制御する、
   請求項４に記載の駆動ユニット。
   
6. 前記遊星歯車機構は、前記原動機と前記トルクコンバータとの間に配置される、
   請求項１から５のいずれかに記載の駆動ユニット。
   
7. 前記トルクコンバータは、前記インペラに固定されるカバーを有し、
   前記インペラは、前記カバーに対して前記原動機側に配置される、
   請求項１から６のいずれかに記載の駆動ユニット。
   

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