JP3855489B2

JP3855489B2 - Vehicle drive device

Info

Publication number: JP3855489B2
Application number: JP26362398A
Authority: JP
Inventors: 淳田端; 豊多賀; 隆次茨木; 周二永野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: JP2000085387A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving device for a vehicle, that can heighten the accuracy of supporting a motor and a fluid transmission device arranged adjacently to the motor. SOLUTION: A driving device for a vehicle has a fluid transmission device 5 and a motor 2 adjacently arranged in a direction along the rotational center axes thereof. An outer shell for storing a fluid of the fluid transmission device 5 is integrally provided with rotating members 23, 36 extended on both front and rear sides in the axial direction. An output rotating member 32 of the motor 2 is integrally connected to either one of the front and rear rotating members 23. One rotating member 23 with the output rotating member 32 connected thereto is rotatably supported in an axial movement impeded state by a bearing member 21, and the other rotating member 36 is rotatably supported in an axially movable state by the other bearing member 40.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行用の駆動力源として少なくとも電動機を備えた車両の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、環境保全および資源の有効利用などの観点から車両の燃費を向上し、また排ガスを削減する要求が高まっている。このような要請に応えるために、従来の内燃機関に替えて、もしくは内燃機関と共に電動機が使用されるようになってきている。すなわち前者がいわゆる電気自動車であり、後者がハイブリッド車である。この後者の例が特開平８−１６８１０４号公報に記載されている。
【０００３】
この公報に記載された装置は、エンジンの出力側にモータ・ジェネレータを配置し、さらにこのモータ・ジェネレータに続けてトルクコンバータと変速機構とを順に配列したハイブリッド駆動装置である。この公報に記載された発明は、エンジントルクの脈動をモータ・ジェネレータの出力トルクでキャンセルすることを目的としたものであるが、モータ・ジェネレータを上記のように配置してエンジンと共にトルクコンバータに連結した構成であるから、減速時にエネルギを回生して蓄電し、その電力を使用して発進あるいは加速することができ、このようにすることにより燃費を改善し、また排ガスの排出量を削減することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の装置は、動力源を内燃機関とした自動変速機付の車両に、新たにモータ・ジェネレータを追加した構成である。一般に、車両では小型軽量化と併せて車室空間の拡大などの要請があり、そのために動力装置やそれに付随する機器などに許容される空間容積がきわめて制限されており、したがって上記のようにモータ・ジェネレータを新たに追加設置する場合、単にエンジンとトルクコンバータとの間にモータ・ジェネレータを設置したのでは、駆動装置の全体としての長さが長くなり、あるいは体格が大きくなって車載性が損なわれる問題が生じる。
【０００５】
また上記従来の装置のように、トルクコンバータに隣接させてモータ・ジェネレータを配置する場合、トルクコンバータが動力源と変速機構との連結手段となるから、モータ・ジェネレータをトルクコンバータに連結することになる。その場合、トルクコンバータは内部のオイル（フルード）の圧力の変化によって膨張収縮するから、その変形を許容する構造が要求される。またモータ・ジェネレータでは、固定子と回転子とのギャップを正確に設定かつ維持する必要がある。これらのトルクコンバータやモータ・ジェネレータについての機構上の要請は相反するものであるが、これらの要請を満たしつつ、全体としての小型軽量化を図ることは、全く新たな技術的な課題であり、従来、この種の課題に応える技術は見当たらない。
【０００６】
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、流体伝動装置や電動機を、全体の小型化を図りつつその機構上の要請を満たす配置とすることの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。
【０００７】
【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、流体伝動装置と電動機とが、それらの回転中心軸線に沿う方向に互いに隣接して配列された車両用駆動装置において、前記流体伝動装置の流体を収容している外殻に、その軸線方向での前後両側に延びた回転部材が一体的に設けられるとともに、その前後いずれか一方の回転部材に前記電動機の出力用回転部材が一体に連結され、この出力用回転部材が連結された前記一方の回転部材が軸線方向の移動が阻止された状態で軸受部材によって回転自在に支持され、かつ他方の回転部材が軸線方向の移動が可能な状態で他の軸受部材によって回転自在に支持されていることを特徴とするものである。
【０００８】
したがって請求項１の発明によれば、流体伝動装置の外殻と一体化されている一方の回転部材と電動機の出力用回転部材とが連結されており、その一方の回転部材が軸受部材によって軸線方向への移動を阻止した状態で回転自在に保持されている。したがって電動機の出力用回転部材も軸線方向への移動が阻止された状態となり、その結果、電動機における出力用回転部材と共に回転するロータなどの回転子の軸線方向での位置が固定されている。これに対して流体伝動装置の外殻と一体の他方の回転部材が軸線方向への移動が可能な他の軸受部材によって回転自在に支持されているので、流体伝動装置の外殻がその内部の流体の圧力の変動で変形した場合には、前記他方の軸受部材によって支持されている回転部材が軸線方向に移動し、したがって圧力変動に基づく過大な応力が生じることがない。また、他方の回転部材の軸線方向への移動によって圧力変動を吸収するので、流体伝動装置の支持精度や電動機での固定子と回転子との相対位置の精度を良好な状態に維持することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、固定子と回転子とが相対回転して動力を出力しもしくは電力を発生する電動機を備えた車両用駆動装置において、前記固定子が第１のハウジングの内周面に固定され、その第１のハウジングの内周面に半径方向で内側に突出した隔壁部が設けられるとともに、その隔壁部の内周部に取り付けた軸受部材によって前記回転子と一体の軸部材が回転自在に直接保持され、さらに前記第１のハウジングが一体化して取り付けられた第２のハウジングに機能装置が一体的に固定され、前記軸部材の他の一部がこの機能装置における固定構造部によって更に回転自在に保持されていることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって請求項２の発明によれば、回転子と一体の軸部材が、固定子を取り付けてある第１のハウジングと一体の隔壁部に取り付けてある軸受部材によって直接支持され、その第１のハウジングを取り付けて一体化してある第２のハウジングに機能装置が一体的に固定され、この機能装置における固定構造部によって、その軸部材の他の一部が回転自在に支持されている。したがって回転子を支持している部材と固定子を取り付けてある部材とが全体として一体化されているので、固定子と回転子との相対的な位置精度が高くなる。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記機能装置は、油圧ポンプからなることを特徴とする車両用駆動装置である。
請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記他の軸受部材は、ブッシュからなることを特徴とする車両用駆動装置である。
請求項５の発明は、請求項１または４の発明において、前記一方の回転部材を支持している前記軸受部材は、スラスト力を受けるように構成されていることを特徴とする車両用駆動装置である。
請求項６の発明は、請求項１，４，５のいずれかの発明において、中心部に向けて延びた隔壁部を内周面に一体に備えた第１のハウジングと、該第１のハウジングが開口端部に連結された第２のハウジングと、該第２のハウジングの内周部に前記隔壁部に対向するように取り付けられた油圧ポンプとを更に備え、前記電動機が、前記隔壁部と油圧ポンプとの間に配置されていることを特徴とする車両用駆動装置である。
請求項７の発明は、請求項１，４，５，６のいずれかの発明において、前記流体伝動装置の外殻の一部が内側に窪まされて凹部が形成され、その凹部に前記電動機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である。したがって、軸線方向の寸法および半径方向の寸法を小さくして全体として小型化を図ることができる。
請求項８の発明は、請求項１，４，５，６，７のいずれかの発明において、前記電動機がレゾルバを備えるとともに、前記一方の回転部材に伝達されるトルクの制振を行うダンパが設けられ、前記レゾルバが前記電動機の回転子の内周側に配置され、かつ前記ダンパが前記電動機のステータの内周側に配置されていることを特徴とする車両用駆動装置である。したがって、全長の短縮化を図ることができる。
請求項９の発明は、請求項１の発明において、前記流体伝動装置を収容する第２のハウジングと、該第２のハウジングの内部に組み付けられた油圧ポンプと、該油圧ポンプの内周部に挿入された前記他の軸受部材とによって構成される第１のモジュールと、前記流体伝動装置と、その流体伝動装置の外殻に一体化された前記前後両側の回転部材と、前記いずれか一方の回転部材に一体化された前記電動機の回転子とからなり、かつ前記第２のハウジングの開口端側から挿入されて前記第１のモジュールに組み付けられる第２のモジュールと、前記第２のハウジングの開口端に取り付けられかつその中心部に延びる隔壁部を備えた第１のハウジングと、その第１のハウジングの内周面に取り付けられた前記電動機の固定子と、前記隔壁部の内周部に嵌合させられた前記軸受部材とからなり、かつ前記第１のモジュールに組み付けられた前記第２のモジュールに組み付けられる第３のモジュールとを有することを特徴とする車両用駆動装置である。したがって組み立て性を向上させることができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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化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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、かつこれらモータ・ジェネレータ２とトルクコンバータ５とはそれらの回転中心軸線に沿う方向に互いに隣接して配列されている。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。
【００１７】
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でこれらトランスミッションハウジング１０とエンジン１とに連結されて固定されている。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。
【００１８】
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１４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。
【００１９】
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せ、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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のロータ（回転子）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。
【００２４】
このロータ３２は、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、その円板状部材の内周部を、前記ハブ部３１における図３での左側端部に溶接などの固定手段によって一体化させることにより、ハブ部３１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、かつ軸受２１によって回転自在に支持されている。また、トルクコンバータ５に対するスラスト荷重をこの軸受２１を介して隔壁部１２で受けている。
【００２５】
このロータ３２の外周側にステータ（固定子）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。
【００２６】
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。
【００２７】
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の外側を覆う部材であって、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の中心部分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、また内周側の端部で前記ハブ部３１の軸線方向での他端部（図３での右端部）に溶接などの固定手段で一体化されている。
【００２８】
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。
【００２９】
したがってフロントカバー３３およびこれに取り付けられたハブ部３１ならびにポンプシェル３５が、トルクコンバータ５の外殻を形成している。そしてハブ部３１に一体の入力軸２３と円筒軸３６とが、この発明における外殻と一体の回転部材に相当し、前記軸受２１がこの発明の一方の軸受部材、ブッシュ４０が他方の軸受部材にそれぞれ相当している。
【００３０】
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。
【００３１】
したがって前記ロータ３２がこの発明の出力用回転部材に相当し、またアダプタ１１がこの発明の第１のハウジング、トランスミッションハウジング１０が第２のハウジングにそれぞれ相当し、さらに油圧ポンプ３７がこの発明の機能装置に相当している。
【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、ほぼ有底円筒状の成す部材であって、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の内面の取り付けたリンク状のリテーナ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。
【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、トルクコンバータ５の支持精度が良好に維持されるとともに、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。トランスミッションハウジング１０の開口端（図３の左側の開口端）から見て油圧ポンプ３７がトルクコンバータ５の奥に配置されるから、トルクコンバータ５やアダプタ１１を組み付けるのに先立って油圧ポンプ３７をトランスミッションハウジング１０の内部に組み付ける。その場合、前記ブッシュ４０をポンプボデー３８におけるボス部３９の内周側に嵌合させておく。すなわち図１に模式的に示すように、これら油圧ポンプ３７およびブッシュ４０をトルクコンバータハウジング１０に組み付けて第１のモジュールＩとして一体化しておく。
【００４３】
一方、トルクコンバータ５は、その内部にポンプインペラやタービンランナ４８およびロックアップクラッチ４９、ステータ３５Ａなどを収容した全体として密閉構造であるから、それらを予め第２のモジュールIIとして組み立てて一体化しておく。その場合、前述したように入力軸２３のハブ部３１がトルクコンバータ５の外殻の一部となっており、またポンプシェル３５の内周側の端部に円筒軸３６が一体的に形成されているから、これら入力軸２３および円筒軸３６も第２のモジュールIIの一部として一体化される。さらに、モータ・ジェネレータ２のロータ３２は、入力軸２３におけるハブ部３１に溶接などの固着手段で固定されて第２のモジュールIIの一部として一体化される。この第２のモジュールIIを上記の第１のモジュールＩに、トランスミッションハウジング１０の開口端側から挿入して組み付ける。
【００４４】
さらに、アダプタ１１の内周部にモータ・ジェネレータ２のステータ３４を取り付けるとともに、その隔壁部１２の内周側の円筒状の部分２０に軸受２１を嵌合させてスナップリング２２で固定し、これらを第３のモジュールIII として一体化しておく。そして、前記の第１のモジュールＩに組み付けられた第２のモジュールIIにこの第３のモジュールIII を組み付ける。すなわち、軸受２１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の端部に当接させ、図示しないボルトなどで固定する。
【００４５】
この状態で隔壁部１２におけるアダプタ１１の開口端側の側面にレゾルバ７のステータ２９を取り付けるとともに、入力軸２３にロータ２５をキー２６を介して嵌合させ、かつスナップリング２７で固定する。また、これらロータ２９とステータ２８との相対位置は、ボルト３０をゆるめてステータ２８を円周方向に移動させることにより、微調整する。
【００４６】
そして、最終的に、互いに組み付けて一体化した第１ないし第３のモジュールＩ，II，III をエンジン１に対して組み付ける。すなわちエンジン１のクランクシャフト１３の先端部にフライホイール３およびダンパ４を取り付けておき、そのダンパ４の出力側の部材である従動側部材１７のボス部１６に入力軸２３の先端部を挿入してスプライン嵌合させる。その状態でアダプタ１１をエンジンに図示しないボルトなどの固定手段で連結して固定する。
【００４７】
上述した構成では、アダプタ１１がトランスミッションハウジング１０に連結されて一体化され、そのアダプタ１１に隔壁部１２が一体的に形成されるとともに、固定構造部となるボデー３８を備えた油圧ポンプ３７がトランスミッションハウジング１０に一体化される。そしてモータ・ジェネレータ２のロータ３２を取り付けてある入力軸２３が隔壁部１２に軸受２１を介して回転自在に支持され、しかもその入力軸２３が、ブッシュ４０を介して油圧ポンプ３７によって回転自在に支持される円筒軸３６と共にトルクコンバータ５の外殻に一体化されている。その結果、ステータ３４を取り付けてあるアダプタ１１と実質的に一体の油圧ポンプ３７によって入力軸２３を更に支持することになる。すなわち、ステータ３４を取り付けてある部材とロータ３２を支持している部材とが実質的に一体であることにより、ステータ３４とロータ３２との相対的な位置精度が高く、またそのズレが効果的に防止される。
【００４８】
ところで、上記の構成では、トランスミッションハウジング１０の先端部にアダプタ１１を連結することにより、トランスミッションハウジング１０が延長された状態になり、かつその開口端側に隔壁部１２が形成されてその隔壁部１２の内側にモータ・ジェネレータ２が配置される。そしてその隔壁部１２の内周端に嵌合させた軸受２１によって入力軸２３が回転自在に支持される。したがってその軸受２１をシール構造のものとすれば、アダプタ１１およびその隔壁部１２ならびにトランスミッションハウジング１０と油圧ポンプ３７とによって包囲しているモータ・ジェネレータ２の周囲が液密状態に維持される。すなわちモータ・ジェネレータ２を上記のように包囲した構成とすることにより、モータ・ジェネレータ２のためのシールが容易になる。
【００４９】
ここで、上記の駆動装置を構成している各要素の配列順序を示せば、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、スタータへの信号、前記コントローラ５９への信号、減速装置への信号、ＡＴソレノイドへの信号、ＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、エアコン用コンプレッサへの信号、駆動力源インジケータへの信号、スポーツモードインジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、ＡＴロックアップコントロールバルブへの信号などである。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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 を係合させてサンギヤ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に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。例えばモータ・ジェネレータ２の冷却のためにアダプタ１１の外周面に多数の放熱フィンを取り付け、あるいはアダプタ１１に冷却水を流通させる中空部を形成してもよい。また、ロックアップクラッチ４９における摩擦板の枚数は、上記の例で示した２枚に限らず、更に多数の摩擦板を設けた構成としてもよい。さらにモータ・ジェネレータ２を収容した空間部を液密状態に維持するために軸受２１をシール材を備えた構成としたが、これに替えて軸受２１とは別にシール材を設けてもよい。
【００６７】
また、この発明においては、電動機の種類によってレゾルバを廃止することができ、またレゾルバを設ける場合であってもその位置は、前記隔壁部の内側すなわちモータ・ジェネレータ２側であってもよい。さらにこの発明では、電動機を流体伝動装置よりも後ろ側すなわち変速機側に配置してもよい。その場合、前記のブッシュ４０を軸線方向への移動を阻止するタイプの軸受部材に変更し、また前記軸受２１を軸線方向への移動を許容するタイプの軸受部材に変更する。そしてまたこの発明は、電動機のみを駆動力源として備えた電気自動車の駆動装置にも適用することができる。さらに流体伝動装置の外殻に取り付けた回転部材を支持する機能装置は、上述した油圧ポンプに限定されないのであり、要は、ハウジングに固定される装置であればよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１および請求項４〜９の発明によれば、流体伝動装置の外殻と一体化されている一方の回転部材と電動機の出力用回転部材とが連結されており、その一方の回転部材が軸受部材によって軸線方向への移動を阻止した状態で回転自在に保持され、これに対して流体伝動装置の外殻と一体の他方の回転部材が軸線方向への移動が可能な他の軸受部材によって回転自在に支持されているので、流体伝動装置の外殻がその内部の流体の圧力の変動で変形した場合には、前記他方の軸受部材によって支持されている回転部材が軸線方向に移動し、したがって圧力変動に基づく過大な応力が生じることがないのみならず、他方の回転部材の軸線方向への移動によって圧力変動を吸収するので、流体伝動装置の支持精度や電動機での固定子と回転子との相対位置の精度を良好な状態に維持することができる。
【００６９】
また、請求項２および３の発明によれば、回転子と一体の軸部材が、固定子を取り付けてある第１のハウジングと一体の隔壁部によって支持され、またその軸部材の他の一部が、その第１のハウジングを取り付けて一体化してある第２のハウジングと一体化されている機能装置の固定構造部によって回転自在に支持されているので、回転子を支持している部材と固定子を取り付けてある部材とが全体として一体化された状態となり、固定子と回転子との相対的な位置精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における電動機および流体伝動装置の配置構造および支持構造の一例を模式的に示す図である。
【図２】この発明に係る駆動装置の一例における配列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】
２…モータ・ジェネレータ（電動機）、５…トルクコンバータ（流体伝動装置）、１０…トルクコンバータハウジング（第２のハウジング）、１１…アダプタ（第１のハウジング）、１２…隔壁部、２１…軸受（軸受部材）、２３…入力軸、３２…ロータ、３３…フロントカバー、３４…ステータ、３５…ポンプシェル、３６…円筒軸、３７…油圧ポンプ（機能装置）、４０…ブッシュ（軸受部材）、Ｉ…第１のモジュール、 II…第２のモジュール、 III …第３のモジュール。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle drive apparatus including at least an electric motor as a driving force source for traveling.
[0002]
[Prior art]
Recently, there is an increasing demand for improving the fuel efficiency of vehicles and reducing exhaust gas from the viewpoint of environmental conservation and effective use of resources. In order to meet such demands, electric motors have been used instead of or in conjunction with conventional internal combustion engines. That is, the former is a so-called electric vehicle and the latter is a hybrid vehicle. This latter example is described in JP-A-8-168104.
[0003]
The device described in this publication is a hybrid drive device in which a motor / generator is arranged on the output side of an engine and a torque converter and a speed change mechanism are arranged in order after the motor / generator. The invention described in this publication is intended to cancel the pulsation of engine torque with the output torque of the motor / generator. The motor / generator is arranged as described above and connected to the torque converter together with the engine. Therefore, energy can be regenerated and stored when decelerating, and the power can be used to start or accelerate. Change costs It is good, and exhaust gas emissions can be reduced.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional apparatus has a configuration in which a motor / generator is newly added to a vehicle with an automatic transmission having an internal combustion engine as a power source. In general, there is a demand for a vehicle to expand the cabin space in conjunction with a reduction in size and weight, and for this reason, the space volume allowed for the power unit and its associated equipment is extremely limited. -When installing a new generator, simply installing a motor / generator between the engine and the torque converter will increase the overall length of the drive unit, or increase the size of the drive unit. Problems arise.
[0005]
Further, when the motor / generator is arranged adjacent to the torque converter as in the above-described conventional device, the torque converter serves as a connection means between the power source and the transmission mechanism, and therefore the motor / generator is connected to the torque converter. Become. In that case, since the torque converter expands and contracts due to a change in the pressure of the internal oil (fluid), a structure that allows the deformation is required. In the motor / generator, it is necessary to accurately set and maintain the gap between the stator and the rotor. Although the mechanical requirements for these torque converters and motor / generators are contradictory, it is a completely new technical challenge to reduce the overall size and weight while satisfying these requirements. Conventionally, there is no technology that can meet this type of problem.
[0006]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and provides a vehicle drive device in which a fluid transmission device and an electric motor can be arranged so as to satisfy the requirements of the mechanism while reducing the overall size. It is for the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problem and Action]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a vehicle drive device in which a fluid transmission device and an electric motor are arranged adjacent to each other in a direction along a rotation center axis thereof. A rotating member extending in the axial direction is integrally provided in the outer shell that contains the fluid of the above-mentioned fluid, and the rotating member for output of the electric motor is integrally formed in one of the front and rear rotating members. The one rotary member connected to the output rotary member is rotatably supported by the bearing member in a state in which the movement in the axial direction is blocked, and the other rotary member is movable in the axial direction. In this state, it is rotatably supported by another bearing member.
[0008]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the one rotary member integrated with the outer shell of the fluid transmission device is connected to the output rotary member of the electric motor, and the one rotary member is connected to the axis line by the bearing member. It is rotatably held in a state where movement in the direction is prevented. Therefore, the output rotating member of the electric motor is also prevented from moving in the axial direction. As a result, the position of the rotor such as the rotor rotating together with the output rotating member in the electric motor is fixed. On the other hand, the other rotating member integral with the outer shell of the fluid transmission device is rotatably supported by another bearing member that can move in the axial direction. In the case of deformation due to fluctuations in the pressure of the fluid, the rotating member supported by the other bearing member moves in the axial direction, so that excessive stress based on pressure fluctuations does not occur. Further, since the pressure fluctuation is absorbed by the movement of the other rotating member in the axial direction, the accuracy of supporting the fluid transmission device and the accuracy of the relative position between the stator and the rotor in the electric motor can be maintained in a good state. it can.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a vehicle drive device including an electric motor that outputs power or generates electric power by relative rotation of a stator and a rotor, wherein the stator is an inner periphery of a first housing. A partition member fixed to the surface and projecting radially inwardly on the inner peripheral surface of the first housing is provided, and a shaft member integrated with the rotor by a bearing member attached to the inner peripheral portion of the partition unit Is directly held rotatably, and the first housing Integrated Functionally mounted on the attached second housing The device is firmly fixed The other part of the shaft member is To the fixed structure Therefore, it is further characterized by being held rotatably.
[0010]
Therefore, according to the invention of claim 2, the shaft member integral with the rotor is directly supported by the bearing member attached to the partition wall portion integral with the first housing to which the stator is attached. , That Install the first housing Integrated Second housing The functional device is integrally fixed to the fixing device, By The other part of the shaft member It is supported to roll freely. Accordingly, since the member supporting the rotor and the member to which the stator is attached are integrated as a whole, the relative positional accuracy between the stator and the rotor is increased.
A third aspect of the invention is the vehicle drive device according to the second aspect of the invention, wherein the functional device is a hydraulic pump.
A fourth aspect of the invention is the vehicle drive device according to the first aspect of the invention, wherein the other bearing member is a bush.
According to a fifth aspect of the present invention, in the first or fourth aspect of the invention, the bearing member that supports the one rotating member is configured to receive a thrust force. It is.
According to a sixth aspect of the present invention, in the first, fourth, or fifth aspect of the present invention, the first housing integrally provided on the inner peripheral surface with the partition wall portion extending toward the center portion, and the first housing And a hydraulic pump attached to an inner peripheral portion of the second housing so as to face the partition wall, and the electric motor includes the partition wall and the second housing. The vehicle drive device is disposed between the hydraulic pump and the vehicle.
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first, fourth, fifth, and sixth aspects, a part of the outer shell of the fluid transmission device is recessed inward to form a recess, and the recess has the recess of the electric motor. A vehicle drive device characterized in that a part of a stator is arranged. Therefore, the size in the axial direction and the size in the radial direction can be reduced to reduce the size as a whole.
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first, fourth, fifth, sixth, and seventh aspects, the motor includes a resolver, and a damper that suppresses the torque transmitted to the one rotating member. It is provided, The said resolver is arrange | positioned at the inner peripheral side of the rotor of the said electric motor, And the said damper is arrange | positioned at the inner peripheral side of the stator of the said electric motor, The drive device for vehicles characterized by the above-mentioned. Accordingly, the overall length can be shortened.
According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second housing that houses the fluid transmission device, the hydraulic pump that is assembled inside the second housing, and the inner peripheral portion of the hydraulic pump A first module constituted by the other bearing member inserted; the fluid transmission device; the rotary members on both the front and rear sides integrated with an outer shell of the fluid transmission device; A second module which is composed of a rotor of the electric motor integrated with a rotating member and is inserted from the opening end side of the second housing and assembled to the first module; and A first housing having a partition wall portion attached to the open end and extending to the center thereof, a stator of the electric motor attached to an inner peripheral surface of the first housing, and an inner periphery of the partition wall portion Consists of a said bearing member which is fitted in, and a vehicle drive device, characterized in that it comprises a third module to be assembled to said first of said second module that is assembled to the module. Therefore, assemblability can be improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a basic configuration of the driving apparatus according to the present invention, and a first driving force source 1 and a second driving force source 2 are provided. The first driving force source 1 is a device that outputs power by the combustion of fuel, such as an engine that burns gas fuel such as liquefied petroleum gas or natural gas in addition to a gasoline engine or a diesel engine. It is. The present invention is particularly effective when an engine in which the torque output as the first driving force source 1 repeatedly fluctuates (pulsates) is used. In the following description, the first driving force source 1 is referred to as the engine 1.
[0012]
The second driving force source 2 is basically a driving force source of a type different from that of the engine 1, and in principle is a device that can output power without causing torque fluctuation (pulsation). An example is an electric motor that can output electrical energy by changing it into kinetic energy such as rotational motion. In particular, the present invention is effective when an electric motor having a power generation function (regeneration function) is used. In the following description, the second driving force source 2 is referred to as a motor / generator 2.
[0013]
A flywheel 3 is connected to the engine 1. This flywheel 3 is a disk-shaped member having a large rotational inertia moment, and is for suppressing fluctuations in the torque of the engine 1, as is the case with conventional gasoline engines and diesel engines. . A vibration damping mechanism (damper) 4 is connected to the flywheel 3. The damper 4 is a mechanism that attenuates fluctuations of power input from the flywheel 3, that is, reduces (amplifies) the amplitude of vibration or pulsation (leveling), and outputs various configurations as necessary. Can be used. In general, it is possible to use a configuration in which an elastic body is interposed between an input-side member and an output-side member capable of relative rotation, and vibration is attenuated by expansion and contraction of the elastic body. In addition, the thing of the structure assembled | attached integrally previously can be used for this flywheel 3 and the damper 4. FIG. The flywheel 3 may be a member that can be selectively employed, and the engine 1 and the damper 4 may be directly connected without the flywheel 3.
[0014]
A fluid transmission device 5 is connected to the damper 4, and a transmission 6 is connected to the output side of the fluid transmission device 5. The fluid transmission device 5 in the drive device that is the subject of the present invention may be any device that does not have a torque amplifying action or has a torque amplifying action as long as the power transmission can be performed via the fluid. Any of the devices (torque converters) may be used. Further, either a fluid transmission device that does not include a lockup clutch that selectively and directly connects an input side member and an output side member that mutually transmit torque via a fluid, or a fluid transmission device that includes the fluid transmission device Can be used. In the following description, a torque converter (T / C) 5 with a lock-up clutch is shown as an example.
[0015]
On the other hand, the transmission 6 is a device capable of appropriately changing the ratio (speed ratio) between the input rotational speed and the output rotational speed, and continuously changes the stepped transmission and the speed ratio. A continuously variable transmission or the like can be employed. Further, either an automatic transmission or a manual transmission may be used. In the following description, an example in which an automatic transmission (AT) 6 is used as the transmission 6 is shown.
[0016]
The motor / generator 2 is connected to a member connecting the damper 4 and the torque converter 5, in other words, a member on the input side of the torque converter 5, and the motor / generator 2 and the torque converter 5 are rotated. They are arranged adjacent to each other in the direction along the central axis. That is, the power of the engine 1 and the power of the motor / generator 2 can be output to the automatic transmission 6 via the torque converter 5. For example, when a permanent magnet type synchronous motor is used as the motor / generator 2, a resolver 7 for detecting a rotation angle of a rotor which is an output side member is arranged in parallel with the motor / generator 2. In this case, the rotor of the resolver 7 is also connected to a member connecting the damper 4 and the torque converter 5 or a member on the input side of the torque converter 5, similarly to the rotor of the motor / generator 2.
[0017]
A configuration that further embodies the configuration shown in FIG. 2 is shown in FIG. 3 as a partial cross-sectional view. An adapter 11 is attached to the end of the transmission housing 10 that houses the torque converter 5 on the engine 1 side. The adapter 11 is a cylindrical member having an outer diameter substantially equal to the opening end of the transmission housing 10, and is sandwiched between the end of the transmission housing 10 and the engine 1. It is connected and fixed. A partition wall portion 12 is formed integrally with an intermediate portion in the axial direction on the inner peripheral surface of the adapter 11 and is bent and extended appropriately toward the center portion. The partition wall portion 12 is formed with a through hole in which the central axis of the torque converter 5 is aligned with the axis.
[0018]
A distal end portion of a crankshaft 13 that is an output member of the engine 1 extends into a space portion on the engine 1 side that is partitioned by the partition wall portion 12 among the space portion on the inner peripheral side of the adapter 11. The flywheel 3 is fixed to the front end portion with bolts 14. A damper 4 is attached to the front surface of the flywheel 14 (the surface opposite to the engine 1). Therefore, the flywheel 3 and the damper 4 are accommodated in a space portion on the engine 1 side partitioned by the partition wall portion 12 on the inner peripheral side of the adapter 11.
[0019]
The damper 4 is attached to a hollow disk-shaped first plate having a flat plate portion extending outward in the radial direction and a central portion thereof, and is a window hole portion along the circumferential direction together with the first plate. A drive-side member 15 formed of a second plate forming a plate, and a plate-like projecting portion extending in a relatively rotatable manner between the plates of the drive-side member 15 on the outer peripheral side of the cylindrical boss portion 16. And the driven side member 17 having the plate-like projecting portion formed with the window hole portion coinciding with the window hole portion, and being held in these window hole portions, the driving side member 15 and the driven side member 17 are The damper spring 18 is compressed by these members 15 and 17 by relative rotation. A flat plate portion extending outward in the radial direction in the drive side member 15 is fixed to the front surface of the flywheel 3 by a bolt 19. That is, the drive side member 15 is an input side member of the damper 4, and the driven side member 17 is an output side member of the damper 4.
[0020]
An end on the inner peripheral side of the partition wall 12 is formed in a relatively short cylindrical shape extending in the axial direction, and a bearing 21 is fitted into the cylindrical portion 20, and the bearing 21 is It is fixed by a snap ring 22 which is a fixing member attached to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 20. The input shaft 23 is fitted on the inner peripheral side of the bearing 21. Therefore, the input shaft 23 is rotatably supported by the partition wall 12 through the bearing 21 and is fixed in the axial direction. .
[0021]
A tip end portion (left end portion in FIG. 3) of the input shaft 23 extends to the inner peripheral portion of the damper 4 and is inserted into the boss portion 16 of the driven side member 17 in the damper 4. The input shaft 23 and the driven member 17 are connected by splines 24 formed respectively. A rotor 25 of the resolver 7 is fitted to a portion of the outer peripheral portion of the input shaft 23 adjacent to the bearing 21, and the rotor 25 is prevented from rotating with respect to the input shaft 23 by a key 26. At the same time, it is fixed in the axial direction by a snap ring 27. That is, the right end of the rotor 25 in FIG. 3 is in contact with the bearing 21, and therefore the rotor 25 is sandwiched and fixed by the bearing 21 and the snap ring 27.
[0022]
As shown in FIG. 3, the partition wall portion 12 has an intermediate portion bent in two stages in the axial direction, and a plurality of spigot fitting portions 28 are circular on the inner peripheral surface of the bent portion on the inner peripheral side. The stator 29 in the resolver 7 is fitted to the spigot fitting portion 28 and fixed by bolts 30. More specifically, the stator 29 is disposed at a position close to the outer peripheral surface of the rotor 25 with the position in the axial direction being coincident with that of the rotor 25. The portion where the bolt 30 passes through the stator 29 is a long hole along the circumferential direction, and the bolt 30 is inserted from the partition wall portion 12 from the engine 1 side as shown in FIG. Are screwed together. Therefore, prior to the damper 4 being spline-fitted with the input shaft 23, the stator 29 is rotated in the circumferential direction with the bolts 30 loosened, so that the stator 29 is relative to the rotor 25 in the circumferential direction. The position can be adjusted.
[0023]
A rear end portion (right end portion in FIG. 3) of the input shaft 23 is near the tip of the cylindrical portion 20 in the partition wall portion 12 and extends outward in the radial direction from the cylindrical portion 20. A hub portion 31 is formed at a portion extending outward. Therefore, the hub portion 31 is accommodated in a space portion on the opposite side of the damper 4 with the partition wall portion 12 interposed therebetween, and is concentrically connected to the cylindrical portion 20 on the outer peripheral side of the cylindrical portion 20. It is arranged at the position. A rotor (rotor) 32 of the motor / generator 2 and a front cover 33 of the torque converter 5 are integrally connected to the hub portion 31.
[0024]
The rotor 32 has a permanent magnet attached to the outer peripheral portion of a disk-shaped member, and the inner peripheral portion of the disk-shaped member is welded to the left end portion in FIG. It is attached to the hub portion 31 by being integrated by the fixing means. Since the input shaft 23 is positioned in the axial direction by the partition wall 12 through the bearing 21, the rotor 32 is also positioned in the axial direction by the partition wall 12 through the bearing 21 together with the input shaft 23. And rotatably supported by a bearing 21. Further, a thrust load on the torque converter 5 is received by the partition wall portion 12 through the bearing 21.
[0025]
A stator (stator) 34 is disposed on the outer peripheral side of the rotor 32. The stator 34 includes a laminated iron core and a coil, and is fixed to the inner peripheral surface of the adapter 11. The laminated iron core is close to and opposed to the permanent magnet in the rotor 32 in the radial direction, and the coil protrudes in the axial direction with respect to the laminated iron core. Therefore, in the motor / generator 2, the coil protrudes in the axial direction, and the permanent magnet portion of the rotor 32 is larger inward in the axial direction than the coil. The part is the thinnest and penetrates further in the axial direction. The partition wall 12 is bent along such a contour shape in the motor / generator 2.
[0026]
Therefore, a part of the flywheel 3 is inserted into the inner peripheral side of the coil portion protruding to the engine 1 side (left side in FIG. 3), and the damper 4 is disposed. That is, by arranging a part of the damper 4 and the flywheel 3 and a part of the stator 34 side by side in the radial direction, the axial length is shortened by effectively using the space. Further, by separating the rotor 25 in the resolver 7 from the rotor 32 of the motor / generator 2 and attaching it to the input shaft 23, the resolver 7 is taken out from the space where the motor / generator 2 is accommodated. Is arranged on the inner peripheral side of the rotor 32 in the motor / generator 2, the number of members arranged in the radial direction is also increased in this respect to shorten the axial length. Further, by arranging the permanent magnet portions of the stator 34 and the rotor 32 on the outer peripheral side as much as possible from the rotation center, the generated torque is increased and the motor generator 2 is reduced in size.
[0027]
On the other hand, the front cover 33 is a member that is integrated with the pump shell 35 in the torque converter 5 and covers the outside of the torque converter 5, and is a disk-shaped member having an irregular cross section as shown in FIG. 3. The center portion of the front cover 33 and the intermediate portion in the radial direction have a relatively simple flat plate shape along the radial direction, whereas the outer peripheral portion has an inner periphery of the coil protruding in the axial direction. It is formed into a bent shape so as to reach the side surface in the axial direction of the coil through the side. The bent outer peripheral portion is integrated with the distal end portion of the pump shell 35 by a fixing means such as welding, and the inner peripheral end portion is the other end portion in the axial direction of the hub portion 31 (FIG. 3). And the right end portion) are integrated by fixing means such as welding.
[0028]
Similarly to the pump shell of the conventional torque converter, the pump shell 35 has a portion extending in the radial direction from the center of rotation that is curved in a so-called saddle-shaped cross section, and an inner surface of the curved portion in the saddle shape. The pump blade is fixed to constitute a pump impeller. The other end (right end in FIG. 3) of the pump shell 35 is a cylindrical shaft 36 whose center axis coincides with the input shaft 23. The cylindrical shaft 36 is inserted into the inner peripheral side of the boss portion 39 in the body 38 of the hydraulic pump 37 and is rotatably held in a state where it can move in the axial direction by the bush 40 inserted into the inner peripheral portion of the boss portion 39. Has been. In addition, this bush 40 is a sliding bearing, and it can replace with this and can also use the rolling bearing which can accept | permit the movement to an axial direction.
[0029]
Therefore, the front cover 33, the hub portion 31 attached to the front cover 33, and the pump shell 35 form an outer shell of the torque converter 5. The input shaft 23 and the cylindrical shaft 36 integral with the hub portion 31 correspond to a rotating member integral with the outer shell in the present invention. The bearing 21 is one bearing member of the present invention, and the bush 40 is the other bearing member. Respectively.
[0030]
The hydraulic pump body 38 is fixed to the inner peripheral surface of the transmission housing 10 and accommodates a rotor 37A in a rotatable manner. The tip of the cylindrical shaft 36 of the pump shell 35 is attached to the rotor 37A. Is engaged. That is, the hydraulic pump 37 is driven by the power transmitted to the input shaft 23. An oil seal 41 is disposed between the tip of the boss portion 39 and the outer peripheral surface of the cylindrical shaft 36. Therefore, by using the bearing 21 as a seal structure, the space in which the motor / generator 2 is accommodated is maintained in a liquid-tight state.
[0031]
Therefore, the rotor 32 corresponds to the output rotating member of the present invention, the adapter 11 corresponds to the first housing of the present invention, the transmission housing 10 corresponds to the second housing, and the hydraulic pump 37 functions as the function of the present invention. It corresponds to the device.
[0032]
A cylindrical fixed shaft 42 is disposed on the same axis line on the inner peripheral side of the cylindrical shaft 36. The fixed shaft 42 is a support shaft that is integrated with the body 38 of the hydraulic pump 37, and a tip portion thereof extends to the inside of the torque converter 5. An inner race of the one-way clutch 43 is attached to the outer periphery of the distal end portion of the fixed shaft 42 by spline fitting, and a stator 35A is attached to the outer race of the one-way clutch 43.
[0033]
Further, a transmission input shaft 44 is inserted on the inner peripheral side of the fixed shaft 42 and is rotatably supported by a bearing 45 disposed between the inner peripheral surface of the fixed shaft 42. The distal end portion of the transmission input shaft 44 protrudes toward the distal end portion of the fixed shaft 42, and a hub 46 is spline-fitted to the distal end portion. The hub 46 and the transmission input shaft 44 are sealed in a liquid-tight state by an oil seal 47.
[0034]
A turbine runner 48 and a lockup clutch 49 are connected to the hub 46. The turbine runner 48 has a structure in which a plurality of blades are fixed to the inner surface of a shell that is curved in a bowl shape, is substantially symmetric with the pump impeller, and faces the pump impeller across the stator 35A. Has been placed.
[0035]
The lockup clutch 49 is a multi-plate clutch, and is provided at a position facing the inner surface of the front cover 33. That is, the clutch drum 50 is disposed opposite to the front surface of the flat plate portion along the radial direction at the intermediate portion of the front cover 33. The clutch drum 50 is a member having a substantially bottomed cylindrical shape, and is disposed at a position facing the inner surface of the intermediate portion of the front cover 33, and a rivet is attached to the hub 46 at an inner peripheral end thereof. Fixed and integrated. A friction plate 51 is spline-fitted to the inner surface of the outer peripheral portion of the clutch drum 50 that forms a cylinder. Further, another friction plate 52 is disposed at a position facing the inner surface of the front cover 33 with the friction plate 51 interposed therebetween. The other friction plate 52 is an outer periphery of a link-like retainer 53 attached to the inner surface of the front cover 33. It is fitted on the side. Further, the piston 54 is arranged to move back and forth in the axial direction at a position facing the inner surface of the front cover 33 with the friction plates 51 and 52 interposed therebetween. The piston 54 is an annular plate-like body, and is slidably fitted to the hub 46 while maintaining its liquid-tight state by the inner peripheral portion thereof, and the outer peripheral portion is a cylindrical portion of the clutch drum 50. It is in sliding contact with the inner peripheral surface.
[0036]
The space defined by the front cover 33 and the pump shell 35, that is, the inside of the torque converter 5, is filled with oil (automatic transmission fluid), and the spiral of oil generated by the pump impeller rotating with the input shaft 23. The flow is supplied to the turbine runner 48 and the turbine runner 48 rotates, and as a result, power is transmitted from the input shaft 23 to the transmission input shaft 44. Therefore, the input shaft 23 is a member on the input side of the torque converter 5.
[0037]
Further, by making the oil pressure on the back side of the piston 54, that is, the side opposite to the friction plates 51, 52 higher than the oil pressure on the front side, ie, the friction plates 51, 52, the piston 54 causes the friction plates 51, 52 to move to the front cover 33. As a result, power is transmitted from the front cover 33 to the clutch drum 50, the hub 46, and the transmission input shaft 44 through the friction plates 51 and 52. That is, when the lockup clutch 49 is engaged, power is directly transmitted from the input shaft 23 to the transmission input shaft 44 via the lockup clutch 49.
[0038]
Thus, the position where the lock-up clutch 49 is provided is a position which is an intermediate portion of the front cover 33 and faces a flat plate portion along the radial direction. This is because the front cover 33 is bent as described above. Therefore, the position is on the inner peripheral side of the stator 34 in the motor / generator 2, more precisely on the inner peripheral side of the coil in the stator 34. In other words, a part of the outer peripheral side of the torque converter 5 which is a fluid transmission device is recessed inward in the radial direction to form a recess, and the portion whose outer diameter is reduced in this way is the motor generator 2. It is inserted inside the stator 34. In other words, a recess is formed in a part on the outer peripheral side of the torque converter 5, and a part of the coil of the stator 34 is arranged in the recess.
[0039]
The reason why such a configuration is possible is as follows. A part of the torque converter 5 entering the inner peripheral side of the stator 34 is a lock-up clutch 49. Even if the lock-up clutch 49 has a multi-plate structure and its outer diameter is reduced, a necessary and sufficient transmission torque is obtained. This is because the capacity can be secured. Further, when the lockup clutch 49 is engaged, the fluctuation of the input torque to the torque converter 5 is transmitted as it is to the output side. However, in the configuration shown in FIG. 3, the damper 4 is disposed on the input side of the input shaft 23. This is because fluctuations in the input torque to the torque converter 5 are suppressed or prevented, and as a result, it is not necessary to provide a damper mechanism in the lock-up clutch 49, so that the lock-up clutch 49 can be reduced in diameter.
[0040]
In addition, although not indicated in particular, between the input shaft 23 and the hub 46, between the hub 46 and the one-way clutch 43, between the one-way clutch 43 and the flange portion of the cylindrical shaft 36, respectively. A thrust bearing is arranged. Further, the operation of the stator 35A in the torque converter 5 and the operation of the one-way clutch 43 supporting the stator 35A are the same as those of the conventional torque converter, and thus the description thereof is omitted.
[0041]
As described above, the torque converter 5 has a structure in which oil is filled in a hollow container constituted by the front cover 33, the pump shell 35, a part of the input shaft 23, and a part of the cylindrical shaft 36. As the pressure increases, the whole expands somewhat. In that case, in the configuration shown in FIG. 3, the input shaft 23 substantially integrated with the pump shell 35 is supported by the bearing 21 so as not to move in the axial direction, and the cylindrical shaft 36 is supported by the bush 40. Therefore, the deformation due to the increase in the hydraulic pressure of the torque converter 5 is absorbed by the displacement of the cylindrical shaft 36 in the axial direction. As a result, the support accuracy of the torque converter 5 is maintained satisfactorily, the relative position in the axial direction between the rotor 32 and the stator 34 in the motor / generator 2, and the axial direction between the rotor 25 and the stator 29 in the resolver 7. A shift in the relative position is prevented.
[0042]
Here, the assembly procedure of the apparatus shown in FIG. 3 will be described. Since the hydraulic pump 37 is disposed at the back of the torque converter 5 when viewed from the opening end of the transmission housing 10 (the opening end on the left side in FIG. 3), the hydraulic pump 37 is transmitted to the transmission before the torque converter 5 and the adapter 11 are assembled. It is assembled inside the housing 10. In that case, the bush 40 is fitted on the inner peripheral side of the boss 39 in the pump body 38. That is, as schematically shown in FIG. 1, the hydraulic pump 37 and the bush 40 are assembled to the torque converter housing 10 and integrated as a first module I.
[0043]
On the other hand, the torque converter 5 has a sealed structure as a whole in which the pump impeller, the turbine runner 48, the lock-up clutch 49, the stator 35A, and the like are housed, so that they are assembled and integrated in advance as the second module II. deep. In this case, as described above, the hub portion 31 of the input shaft 23 is a part of the outer shell of the torque converter 5, and the cylindrical shaft 36 is integrally formed at the inner peripheral end of the pump shell 35. Therefore, the input shaft 23 and the cylindrical shaft 36 are also integrated as a part of the second module II. Further, the rotor 32 of the motor / generator 2 is fixed to the hub portion 31 of the input shaft 23 by fixing means such as welding and integrated as a part of the second module II. The second module II is inserted into the first module I from the opening end side of the transmission housing 10 and assembled.
[0044]
Further, the stator 34 of the motor / generator 2 is attached to the inner peripheral portion of the adapter 11, and the bearing 21 is fitted into the cylindrical portion 20 on the inner peripheral side of the partition wall portion 12 and fixed by the snap ring 22. Are integrated as a third module III. Then, the third module III is assembled to the second module II assembled to the first module I. That is, the adapter 11 is brought into contact with the end portion of the transmission housing 10 while the input shaft 23 is inserted into the bearing 21 and fixed with a bolt or the like (not shown).
[0045]
In this state, the stator 29 of the resolver 7 is attached to the side surface of the partition wall 12 on the opening end side of the adapter 11, and the rotor 25 is fitted to the input shaft 23 via the key 26 and fixed with the snap ring 27. The relative position between the rotor 29 and the stator 28 is finely adjusted by loosening the bolts 30 and moving the stator 28 in the circumferential direction.
[0046]
Finally, the first to third modules I, II, and III that are assembled and integrated with each other are assembled to the engine 1. That is, the flywheel 3 and the damper 4 are attached to the tip of the crankshaft 13 of the engine 1, and the tip of the input shaft 23 is inserted into the boss 16 of the driven member 17 that is a member on the output side of the damper 4. To fit the spline. In this state, the adapter 11 is connected and fixed to the engine by a fixing means such as a bolt (not shown).
[0047]
In the above-described configuration, the adapter 11 is connected and integrated with the transmission housing 10, the partition wall portion 12 is formed integrally with the adapter 11, and the hydraulic pump 37 including the body 38 serving as a fixed structure portion is provided in the transmission. The housing 10 is integrated. An input shaft 23 to which the rotor 32 of the motor / generator 2 is attached is rotatably supported by the partition wall 12 via a bearing 21, and the input shaft 23 is rotatable by a hydraulic pump 37 via a bush 40. A cylindrical shaft 36 to be supported is integrated with the outer shell of the torque converter 5. As a result, the input shaft 23 is further supported by the hydraulic pump 37 that is substantially integrated with the adapter 11 to which the stator 34 is attached. That is, since the member to which the stator 34 is attached and the member that supports the rotor 32 are substantially integrated, the relative positional accuracy between the stator 34 and the rotor 32 is high, and the deviation is effective. To be prevented.
[0048]
By the way, in the above configuration, the adapter 11 is connected to the distal end portion of the transmission housing 10 so that the transmission housing 10 is extended, and the partition wall portion 12 is formed on the opening end side thereof. The motor / generator 2 is arranged inside the motor. The input shaft 23 is rotatably supported by a bearing 21 fitted to the inner peripheral end of the partition wall portion 12. Therefore, if the bearing 21 has a seal structure, the periphery of the motor / generator 2 surrounded by the adapter 11, the partition wall 12, the transmission housing 10 and the hydraulic pump 37 is maintained in a liquid-tight state. That is, when the motor / generator 2 is enclosed as described above, sealing for the motor / generator 2 is facilitated.
[0049]
Here, if the arrangement order of each element which comprises said drive device is shown, it will be as FIG. That is, the example shown here is an arrangement example suitable for an FR vehicle (front engine / rear drive vehicle) in which the engine 1 is arranged in the front-rear direction of the vehicle, and the motor / generator 2 is arranged on the output side of the engine 1, An automatic transmission 6 is arranged on the output side of the motor / generator 2 via a torque converter 5. The automatic transmission 6 includes a gear transmission unit 55 and a hydraulic control unit 56, which will be described later, and outputs power through an output shaft 57 extending rearward from the gear transmission unit 55. Yes. The hydraulic control unit 56 controls the engagement / release of the lock-up clutch 49, the shift control, and the engagement pressure of the friction engagement device, and includes a plurality of electromagnetic valves and switching valves. In addition, a pressure regulating valve is provided, and each of the above-described controls is executed by electrically controlling the electromagnetic valve. As the hydraulic control unit 56, a conventionally known hydraulic control device for an automatic transmission can be employed.
[0050]
As described above, the motor / generator 2 is connected to the member that connects the damper 4 and the torque converter 5, more specifically, to the input shaft 23. Therefore, the motor generator 2 is driven to drive the motor. On the contrary, by transmitting power from the input shaft 23 to the motor / generator 2, the motor / generator 2 generates power and regenerates energy. For this purpose, a battery 58 is connected to the motor / generator 2 via an inverter 57 as shown in FIG.
[0051]
The inverter 57 is the same as that conventionally used for controlling the motor / generator 2. The inverter 57 controls the current and frequency for the motor / generator 2, and generates the current when the motor / generator 2 generates power. Configured to control. A controller 59 is provided to perform these controls. The controller 59 is mainly composed of a microcomputer as an example, and is configured to control the inverter 57 and the battery 58 in accordance with a request for starting the engine 1, a request for starting or accelerating, a request for braking, and the like.
[0052]
As an example of the control, when the engine 1 is requested to start, current is supplied from the battery 58 to the motor / generator 2 to drive the motor / generator 2, and the crankshaft 13 is rotated by the motive power. 1 is supplied with fuel and the engine 1 is started. Further, when a large driving force is required for starting or acceleration, the motor / generator 2 is driven by the electric power of the battery 58, and the power from the motor / generator 2 is supplied to the torque converter 5 in addition to the power from the engine 1. input. Further, when there is a braking request accompanying the braking operation, the motor / generator 2 is rotated by the power transmitted from the input shaft 23 to generate power, and the current is supplied to the battery 58 to be charged. Therefore, since kinetic energy is converted into electric energy, this becomes a load for traveling of the vehicle, and a braking force can be obtained. Note that if the battery 58 is almost fully charged or if the temperature is raised to an upper limit, the charging of the battery 58 is restricted, so that the charging is stopped by opening the charging circuit.
[0053]
Each device such as the engine 1, the motor / generator 2, and the automatic transmission 6 is controlled based on various data indicating the state of the vehicle. For example, as shown in FIG. 6, various signals are input to an integrated control unit (ECU) 60 mainly composed of a microcomputer, and calculation results based on the input signals are output as control signals. Examples of this input signal include a signal from an ABS (anti-lock brake) computer, a signal from a vehicle stabilization control (VSC: trademark) computer, an engine speed NE, an engine water temperature, a signal from an ignition switch, a battery SOC (State of Charge), headlight on / off signal, defogger on / off signal, air conditioner on / off signal, vehicle speed signal, automatic transmission (AT) oil temperature, shift position, side brake on・ Off signal, foot brake on / off signal, catalyst (exhaust purification catalyst) temperature, accelerator opening, signal from cam angle sensor, sports shift signal, signal from vehicle acceleration sensor, driving force source brake force switch A signal, a signal from the turbine rotational speed NT sensor, a resolver signal, and the like.
[0054]
Examples of output signals include ignition signals, injection (fuel injection) signals, signals to the starter, signals to the controller 59, signals to the speed reducer, signals to the AT solenoid, and AT line pressure control solenoid. Signal to the ABS actuator, signal to the compressor for the air conditioner, signal to the driving force source indicator, signal to the sports mode indicator, signal to the VSC actuator, signal to the AT lockup control valve, and the like.
[0055]
The driving device according to the present invention basically outputs power for traveling by the engine 1 and decelerates by the engine 1, and the motor / generator 2 assists driving force or braking force for traveling. Used to do. Therefore, the automatic transmission 6 is configured to be able to set a plurality of shift stages including a reverse speed. An example of the gear transmission unit 55 is shown in FIG.
[0056]
In the configuration shown here, the shift speed is set to five forward speeds and one reverse speed. That is, the automatic transmission 6 shown here includes a sub-transmission unit 61 and a main transmission unit 62 following the torque converter 5. The sub-transmission unit 61 is a so-called overdrive unit and is constituted by a set of single pinion type planetary gear mechanisms 63, a carrier 64 is connected to the transmission input shaft 44, and the carrier 64 and the sun gear 65 are connected to each other. A one-way clutch F0 and an integrated clutch C0 are arranged in parallel. The one-way clutch F0 is engaged when the sun gear 65 rotates forward relative to the carrier 64 (rotation in the rotation direction of the transmission input shaft 44). A multi-plate brake B0 for selectively stopping the rotation of the sun gear 65 is provided. A ring gear 66 that is an output element of the sub-transmission unit 61 is connected to an intermediate shaft 67 that is an input element of the main transmission unit 62.
[0057]
Therefore, the sub-transmission unit 61 rotates as a whole with the planetary gear mechanism 63 in a state where the multi-plate clutch C0 or the one-way clutch F0 is engaged, so that the intermediate shaft 67 has the same speed as the transmission input shaft 44. Rotates to a low speed stage. In the state where the brake B0 is engaged and the rotation of the sun gear 65 is stopped, the ring gear 66 is increased in speed with respect to the transmission input shaft 44, and is rotated forward, resulting in a high speed stage.
[0058]
On the other hand, the main transmission unit 62 includes three sets of planetary gear mechanisms 70, 80, 90, and their rotating elements are connected as follows. That is, the sun gear 71 of the first planetary gear mechanism 70 and the sun gear 81 of the second planetary gear mechanism 80 are integrally connected to each other, and the ring gear 73 of the first planetary gear mechanism 70 and the carrier 82 of the second planetary gear mechanism 80 Three members of the third planetary gear mechanism 90 and the carrier 92 are connected, and the output shaft 57 is connected to the carrier 92. Further, the ring gear 83 of the second planetary gear mechanism 80 is connected to the sun gear 91 of the third planetary gear mechanism 90.
[0059]
In the gear train of the main transmission unit 62, the reverse gear and the four forward gears can be set, and a clutch and a brake for the reverse gear are provided as follows. First, the clutch will be described. The first clutch C1 is provided between the ring gear 83 of the second planetary gear mechanism 80 and the sun gear 91 of the third planetary gear mechanism 90 and the intermediate shaft 67, which are connected to each other. A second clutch C2 is provided between the sun gear 71 of the first planetary gear mechanism 70, the sun gear 81 of the second planetary gear mechanism 80, and the intermediate shaft 67.
[0060]
Next, the brake will be described. The first brake B1 is a band brake and is arranged so as to stop the rotation of the sun gears 71 and 81 of the first planetary gear mechanism 70 and the second planetary gear mechanism 80. A first one-way clutch F1 and a second brake B2 that is a multi-plate brake are arranged in series between the sun gears 71 and 81 (that is, a common sun gear shaft) and the transmission housing 10, and The one-way clutch F1 is engaged when the sun gears 71 and 81 are going to rotate in the reverse direction (rotation in the direction opposite to the rotation direction of the transmission input shaft 44). A third brake B3, which is a multi-plate brake, is provided between the carrier 72 of the first planetary gear mechanism 70 and the transmission housing 10. As a brake for stopping the rotation of the ring gear 93 of the third planetary gear mechanism 90, a fourth brake B4, which is a multi-plate brake, and a second one-way clutch F2 are arranged in parallel between the transmission housing 10. The second one-way clutch F2 is engaged when the ring gear 93 tries to rotate in the reverse direction.
[0061]
Among the rotating members of the transmission units 61 and 62 described above, a turbine rotational speed sensor 68 that detects the rotational speed of the clutch C0 of the auxiliary transmission unit 61 and an output shaft rotational speed sensor 69 that detects the rotational speed of the output shaft 57 are provided. Is provided.
[0062]
In the above automatic transmission 6, it is possible to set five forward speeds and one reverse speed by engaging and releasing the clutches and brakes as shown in the operation table of FIG. In FIG. 8, ◯ indicates an engaged state, a blank indicates a released state, an ◎ indicates an engaged state during engine braking, and a Δ indicates that it is engaged but not related to power transmission.
[0063]
The shift states of P (parking), R (reverse: reverse), N (neutral), and first speed (1st) to fifth speed (5th) shown in FIG. It is set by doing. The arrangement of the shift positions set by the shift lever is as shown in FIG. 9, and the P (parking) position, R (reverse) position, N (neutral) position, and D (drive) position are listed here. The “4” position is arranged at a position adjacent to the D position in the width direction of the vehicle, and adjacent to the “4” position on the rear side of the vehicle. The “3” position is arranged, and further, the “2” position and the L position are arranged in order from the position of the “3” position obliquely behind the vehicle.
[0064]
Here, the D position is a position for setting the forward first speed to the fifth speed based on the traveling state of the vehicle such as the vehicle speed and the accelerator opening, and the “4” position is the first speed to the fourth speed. The speed, “3” position is a position for setting the first speed to the third speed, the “2” position is a position for setting the first speed and the second speed, and the L position is a position for setting the first speed. The “3” position to the L position are positions for setting the engine brake range, and the engine brake is applied at the highest speed among the speeds that can be set in each position. .
[0065]
In addition, by selecting either the D position or the L position with the shift lever, it is possible to set the gear position according to the position. That is, it is a shift mode in which the gear position is set by a manual operation, and this is the sports mode. A sports mode switch 100 for selecting the sports mode is provided on an instrument panel or a center console (not shown). With the switch 100 turned on, setting the shift lever to the D position sets the fifth forward speed, setting the "4" position sets the fourth forward speed, setting the "3" position sets the third forward speed, " When set to the 2 "position, the second forward speed is set, and when set to the L position, the first forward speed is set.
[0066]
In addition, this invention is not limited to the specific example mentioned above, Comprising: A detailed shape, structure, or arrangement | positioning can be changed suitably. For example, many cooling fins may be attached to the outer peripheral surface of the adapter 11 for cooling the motor / generator 2, or a hollow portion through which the cooling water may flow through the adapter 11 may be formed. Further, the number of friction plates in the lock-up clutch 49 is not limited to the two shown in the above example, and a configuration in which a larger number of friction plates are provided may be employed. Further, the bearing 21 is provided with a sealing material in order to maintain the space containing the motor / generator 2 in a liquid-tight state, but instead of this, a sealing material may be provided separately from the bearing 21.
[0067]
In the present invention, the resolver can be abolished depending on the type of electric motor, and even when the resolver is provided, the position thereof may be inside the partition wall, that is, on the motor / generator 2 side. Furthermore, in the present invention, the electric motor may be arranged behind the fluid transmission device, that is, on the transmission side. In that case, the bush 40 is changed to a type of bearing member that prevents movement in the axial direction, and the bearing 21 is changed to a type of bearing member that allows movement in the axial direction. The present invention can also be applied to a drive device for an electric vehicle provided with only an electric motor as a drive force source. Furthermore, the functional device that supports the rotating member attached to the outer shell of the fluid transmission device is not limited to the above-described hydraulic pump, and may be any device that is fixed to the housing.
[0068]
【The invention's effect】
Claims as described above 1 and claims 4-9 According to the invention, the one rotating member integrated with the outer shell of the fluid transmission device is connected to the rotating member for output of the electric motor, and the one rotating member is moved in the axial direction by the bearing member. Since the other rotating member integral with the outer shell of the fluid transmission device is rotatably supported by the other bearing member capable of moving in the axial direction, while being rotatably held in the blocked state, When the outer shell of the fluid transmission device is deformed due to fluctuations in the pressure of the fluid inside, the rotating member supported by the other bearing member moves in the axial direction, and therefore excessive stress based on the pressure fluctuations is generated. Not only does this occur, but also the pressure fluctuation is absorbed by the movement of the other rotating member in the axial direction, so the accuracy of supporting the fluid transmission device and the accuracy of the relative position between the stator and the rotor in the motor are good. Status It can be maintained.
[0069]
According to the second and third aspects of the invention, the shaft member integral with the rotor is supported by the partition wall portion integral with the first housing to which the stator is attached, and the other part of the shaft member. Installed its first housing Integrated Second housing And one Functional equipment that is embodied To the fixed structure Therefore, since it is rotatably supported, the member supporting the rotor and the member to which the stator is attached are integrated as a whole, and the relative positional accuracy between the stator and the rotor is increased. Can be high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of an arrangement structure and a support structure of an electric motor and a fluid transmission device according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing in principle an arrangement in an example of a driving apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view specifically showing an example of the drive device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an arrangement of elements from an engine to a transmission in an example of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a control system of the motor / generator.
FIG. 6 is a diagram showing input / output signals in an integrated control apparatus according to an example of the present invention.
FIG. 7 is a skeleton diagram showing a gear train of an automatic transmission according to an example of the present invention.
FIG. 8 is a chart showing an engagement operation table of clutches and brakes for setting each gear position of the automatic transmission.
FIG. 9 is a diagram showing an arrangement of shift lever positions for the automatic transmission.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Motor generator (electric motor), 5 ... Torque converter (fluid transmission device), 10 ... Torque converter housing (2nd housing), 11 ... Adapter (1st housing), 12 ... Partition part, 21 ... Bearing ( Bearing member), 23 ... input shaft, 32 ... rotor, 33 ... front cover, 34 ... stator, 35 ... pump shell, 36 ... cylindrical shaft, 37 ... hydraulic pump (functional device), 40 ... bush (bearing member), I ... 1st module, II ... 2nd module, III ... 3rd module.

Claims

In the vehicle drive device in which the fluid transmission device and the electric motor are arranged adjacent to each other in the direction along the rotation center axis line thereof,
The outer shell that contains the fluid of the fluid transmission device is integrally provided with a rotating member that extends on both the front and rear sides in the axial direction, and the output rotation of the electric motor is provided on one of the front and rear rotating members. The one rotating member to which the output rotating member is connected is rotatably supported by the bearing member in a state where movement in the axial direction is prevented, and the other rotating member is connected to the axial line. A vehicular drive device, wherein the vehicular drive device is rotatably supported by another bearing member in a state in which movement in a direction is possible.

In a vehicle drive device including an electric motor that outputs power or generates electric power by relatively rotating a stator and a rotor,
The stator is fixed to the inner peripheral surface of the first housing, and a partition wall portion protruding inward in the radial direction is provided on the inner peripheral surface of the first housing, and is attached to the inner periphery portion of the partition wall portion. shaft member integral with said rotor by a bearing member is rotatably held directly, the second functional equipment in the housing is integrally fixed to further the first housing was attach integrally, It said shaft other part is a vehicle driving apparatus characterized by being retained freely Therefore further rotated to the fixed structure of the functional equipment of the member.

The vehicle drive device according to claim 2, wherein the functional device includes a hydraulic pump.

The vehicle drive device according to claim 1, wherein the other bearing member is a bush.

5. The vehicle drive device according to claim 1, wherein the bearing member supporting the one rotating member is configured to receive a thrust force. 6.

A first housing integrally provided on the inner peripheral surface with a partition wall extending toward the center, a second housing connected to the open end, and an inner portion of the second housing A hydraulic pump attached to a peripheral portion so as to face the partition wall, and the electric motor is disposed between the partition wall and the hydraulic pump. The vehicle drive device according to claim 5.

A part of the outer shell of the fluid transmission device is recessed inward to form a recess, and a part of the stator of the electric motor is disposed in the recess. The vehicle drive device according to any one of the above.

The electric motor is provided with a resolver, a damper for damping the torque transmitted to the one rotating member is provided, the resolver is disposed on the inner peripheral side of the rotor of the electric motor, and the damper is the electric motor The vehicle drive device according to claim 1, wherein the vehicle drive device is disposed on an inner peripheral side of the stator.

A second housing configured to contain the fluid transmission device, a hydraulic pump assembled in the second housing, and the other bearing member inserted in the inner periphery of the hydraulic pump. 1 module,
The fluid transmission device, the front and rear rotating members integrated with the outer shell of the fluid transmission device, and the electric motor rotor integrated with one of the rotating members, and the first A second module inserted from the open end side of the two housings and assembled to the first module;
A first housing having a partition wall portion attached to an open end of the second housing and extending to a central portion thereof; a stator of the electric motor attached to an inner peripheral surface of the first housing; and the partition wall A third module that is assembled to the second module and that is assembled to the first module, the bearing member being fitted to the inner peripheral portion of the portion;
The vehicle drive device according to claim 1, comprising: