JP6743742B2 - Hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関と回転電機とを動力源として搭載するハイブリッド車両に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a rotating electric machine as power sources.
近年、内燃機関と回転電機とを動力源として搭載するハイブリッド車両が普及している。ハイブリッド車両には、内燃機関と変速機との間に回転電機を介在させて、これら内燃機関および回転電機の双方から回転動力を取り出す動力伝達経路、あるいは、その回転電機のみから回転動力を取り出す動力伝達経路のいずれかを選択的に形成する動力伝達装置を搭載することが行われている。 In recent years, a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine and a rotating electric machine as power sources has become widespread. In a hybrid vehicle, a rotary electric machine is interposed between an internal combustion engine and a transmission, and a power transmission path for extracting rotary power from both the internal combustion engine and the rotary electric machine, or power for extracting rotary power only from the rotary electric machine. A power transmission device that selectively forms one of the transmission paths is mounted.
このような動力伝達装置では、ハイブリッド車両の動力源として利用する内燃機関と回転電機とを使い分けるために設置する2組のクラッチを、回転電機のロータの内側に配置するレイアウトが採用されている(特許文献1を参照)。 In such a power transmission device, a layout is adopted in which two sets of clutches, which are installed to selectively use an internal combustion engine used as a power source of a hybrid vehicle and a rotating electric machine, are arranged inside a rotor of the rotating electric machine ( See Patent Document 1).
しかしながら、このようなハイブリッド車両にあっては、動力源の動力伝達経路を切り換えるために、回転電機の内側に2組分のクラッチを収容していることから、動力系統が大型化してしまうという課題があった。 However, in such a hybrid vehicle, since two sets of clutches are housed inside the rotating electric machine in order to switch the power transmission path of the power source, there is a problem that the power system becomes large. was there.
そこで、本発明は、動力系統の小型化を実現して、コンパクトな動力系統を搭載するハイブリッド車両を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle in which a power system is downsized and a compact power system is mounted.
上記課題を解決するハイブリッド車両の発明の一態様は、内燃機関と回転電機とを動力源として搭載して、前記内燃機関や前記回転電機の出力する回転動力を変速機に伝達する動力伝達経路を備え、前記回転電機のみを、あるいは、前記内燃機関および前記回転電機の双方を走行用動力源として利用するハイブリッド車両であって、前記回転電機は、ステータ内に回転自在に収容されて該ステータ側から回転磁力を受けることによって前記変速機に伝達する回転動力を出力するように回転駆動するロータを備え、当該ロータは、ロータ本体内から軸線方向に引く抜くことにより回転動力の伝達不能な状態に、あるいは、前記回転磁力を受けても回転力の発生不能な状態に切り換えるシャフトと、当該シャフトを軸線方向にスライドさせて前記ロータ本体内から引き抜く機構と、が設置されている。 One aspect of the invention of a hybrid vehicle that solves the above-mentioned problem is to mount an internal combustion engine and a rotary electric machine as power sources, and to provide a power transmission path for transmitting the rotary power output from the internal combustion engine or the rotary electric machine to a transmission. A hybrid vehicle using only the rotating electric machine, or both the internal combustion engine and the rotating electric machine as a power source for traveling, wherein the rotating electric machine is rotatably housed in a stator. The rotor includes a rotor that is rotationally driven to output the rotational power transmitted to the transmission by receiving the rotational magnetic force from the rotor, and the rotor is pulled in the axial direction from the inside of the rotor body so that the rotational power cannot be transmitted. Alternatively, a shaft for switching to a state in which the rotational force cannot be generated even when receiving the rotational magnetic force, and a mechanism for sliding the shaft in the axial direction and pulling the shaft out of the rotor body are installed.
このように本発明の一態様によれば、回転電機のロータは、シャフトが引き抜かれることなくロータ本体内に位置する限り、ステータ側からの回転磁力を受けるロータを回転駆動させて回転力を発生させることができ、回転動力を変速機側に伝達することができる。また、回転電機のロータは、そのシャフトを軸線方向にスライドさせて引く抜くことにより、回転動力の伝達不能な状態に、あるいは、ステータ側からの回転磁力で回転力を発生不能な状態に切り換えられる。 Thus, according to one aspect of the present invention, the rotor of the rotating electric machine generates rotational force by rotationally driving the rotor that receives rotational magnetic force from the stator side as long as the shaft is located inside the rotor body without being pulled out. The rotation power can be transmitted to the transmission side. Further, the rotor of the rotating electric machine is switched to a state in which the rotational power cannot be transmitted or a state in which the rotational force cannot be generated by the rotating magnetic force from the stator side by sliding the shaft in the axial direction and pulling it out. ..
これにより、ロータの内側にクラッチを収容することなく、変速機に伝達する回転動力を伝達不能あるいは発生不能にして、回転電機を実質的に機能不能(無効)にすることができる。 This makes it impossible to transmit or generate the rotational power transmitted to the transmission without housing the clutch inside the rotor, thereby making the rotary electric machine substantially inoperable (ineffective).
この結果、回転電機の動力伝達経路を含む動力系統の小型化を実現することができ、コンパクトな動力系統を搭載するハイブリッド車両を提供することができる。 As a result, downsizing of the power system including the power transmission path of the rotary electric machine can be realized, and a hybrid vehicle equipped with a compact power system can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1および図2は本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両の一例を説明する図である。
(First embodiment)
1 and 2 are diagrams illustrating an example of a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention.
図1において、車両100は、内燃機関型のエンジン110と、回転電機120と、を走行用動力源として搭載するハイブリッド車両に構築されている。車両100は、車両全体をECU(Electronic Control Unit)50が統括制御することにより、エンジン110および回転電機120を効率よく駆動させて回転動力を出力し駆動輪101を回転させることによって走行する。この車両100は、エンジン110や回転電機120の出力する回転動力を、動力伝達装置10を介して変速機130に伝達して変速させつつ駆動輪101側に伝達するようになっている。
In FIG. 1, a
エンジン110は、燃料を燃焼させて出力軸111を回転させることにより駆動力を出力する。回転電機120は、車両100の不図示のフレーム側に固定されているステータ121の三相巻線コイル122に、バッテリBa内の直流電流をインバータInvにより交流電流に変換して通電することによって、回転磁力を発生させてロータ123を回転させることにより駆動力を出力する。変速機130は、動力伝達装置10を介して伝達されてくる回転動力を入力軸131で受け取って変速しつつ出力軸132から出力する。なお、車両100は、変速機130から変速出力される回転動力がデファレンシャル装置140を介して左右の駆動輪101に伝達されて回転されることにより走行する。
The
動力伝達装置10は、入力回転軸11と、中間回転軸12と、出力回転軸13と、摩擦クラッチ15と、アクチュエータ17と、を備えて構築されている。
The power transmission device 10 is constructed by including an input
入力回転軸11は、エンジン110の出力軸111に連結されて、そのエンジン110から出力されてくる回転動力を受け取る。中間回転軸12は、摩擦クラッチ15を介してその入力回転軸11に連結され、また、ロータ123には直接連結されて、エンジン110や回転電機120の出力する回転動力を受け取る。出力回転軸13は、中間回転軸12と変速機130の入力軸131との双方に連結されて、その中間回転軸12から伝達されてくるエンジン110や回転電機120の回転動力を受け取って変速機130に受け渡す。
The
摩擦クラッチ15は、アクチュエータ17により機能されて、入力回転軸11と中間回転軸12との連結状態または切断状態を切り換えることにより、エンジン110からの回転動力の伝達経路を形成または遮断する。なお、中間回転軸12は、ロータ123と常時、連結状態にされて、回転電機120からの回転動力の伝達経路が形成されている。
The
この構造により、動力伝達装置10は、入力回転軸11がエンジン110の出力軸111と一体回転され、中間回転軸12が出力回転軸13と共に変速機130の入力軸131と一体回転される。このため、入力回転軸11を介するエンジン110の回転動力の伝達経路が摩擦クラッチ15により形成または遮断されて、回転電機120の回転動力に加えて、エンジン110の回転動力が出力回転軸13(変速機130)に適宜に伝達または遮断される。
With this structure, in the power transmission device 10, the input
これら入力回転軸11、中間回転軸12および出力回転軸13は、軸心の延長線が共通にされて同軸回転するように、車両100の不図示のフレーム側に取り付けられている軸受を介して回転自在に支持されている。
The input
回転電機120は、ステータ121内にロータ123が回転自在に収容されている。ステータ121は、U相、V相、W相の各相毎の三相巻線コイル122が設置されて、バッテリBa内の直流電流がインバータInvにより交流電流に変換されて通電されることにより、ロータ123を回転させる回転磁界が発生される。
In the rotating
ロータ123は、中空空間125sを備える有底の円筒部材125をベースに構築されている。ロータ123は、その円筒部材125の筒形状部125aの外周側にロータ本体124が設置されている。ロータ本体124は、積層されている電磁鋼板内に永久磁石128が周方向の複数箇所に埋設されている。このロータ123は、ステータ121の三相巻線コイル122への通電励磁により発生する回転磁力(磁束)がそのロータ本体124に鎖交することにより回転駆動されて駆動力を出力する。
The
また、ロータ123は、円筒部材125の筒形状部125aの両端側の外周縁に、円筒形状の底部として円盤形状部125bが固定されている。この円筒部材125は、円盤形状部125bの軸心側が入力回転軸11および中間回転軸12のそれぞれにベアリング126を介して回転自在に支持されている。
Further, in the
そして、動力伝達装置10は、このロータ123の円筒部材125の内側に、エンジン110の出力軸111に一体回転するように連結されている入力回転軸11の一端部11aと、変速機130の入力軸131に一体回転するように出力回転軸13を介して連結されている中間回転軸12の一端部12aと共に、摩擦クラッチ15およびアクチュエータ17が収容されて構築されている。
Then, the power transmission device 10 has one
摩擦クラッチ15は、連結プレート21と、摩擦プレート25と、支持プレート35と、を備えて構成されている。連結プレート21や支持プレート35は、円盤部材22と、円筒部材23とを介して支持されている。摩擦プレート25も、連結プレート21などと同様に、円盤部材127と、筒形状部125aとを介して支持されている。
The
連結プレート21は、円盤部材22が入力回転軸11の一端部11aに軸心を共通にして同軸回転するように固定されて、円筒部材23がその円盤部材22の外周縁に軸心を共通にして同軸回転するように固定されている。この連結プレート21は、ドーナツ状の円盤形状に形成されて、その円筒部材23の外周面に軸心を共通にして同軸回転するように支持されている。
The
支持プレート35は、連結プレート21と同様に、ドーナツ状の円盤形状に形成されて、円筒部材23を共通利用し、その外周面に軸心を共通にして同軸回転するように支持されている。
Like the connecting
摩擦プレート25も、連結プレート21と同様に、円盤部材127が中間回転軸12の一端部12aに軸心を共通にして同軸回転するように固定されて、円筒部材125の筒形状部125aにその円盤部材127の外周縁が軸心を共通にして同軸回転するように固定されている。この摩擦プレート25も、ドーナツ状の円盤形状に形成されて、その円筒部材125の筒形状部125aの内周面に軸心を共通にして同軸回転するように支持されている。
Similarly to the
この摩擦クラッチ15は、連結プレート21を支持する円筒部材23が摩擦プレート25を支持する円筒部材125内に収容されて、その円筒部材23の外周面に支持されている入力回転軸11側の連結プレート21がその円筒部材125の筒形状部125aの内周面に支持されている中間回転軸12側の摩擦プレート25に所定面積以上で対面するように設置されている。
In the
これらドーナツ円盤状の連結プレート21と摩擦プレート25とは、後述するように、アクチュエータ17から負荷される圧力に応じて接近または離隔して、その負荷圧力に応じて支持プレート35に押し付けるようにして対面接触し摩擦力を発生させることによって、連結状態になって一体回転し、あるいは、無負荷では非接触状態になって互いに自由回転するようになっている。
As will be described later, the donut disk-shaped connecting
なお、本実施形態の説明では、摩擦クラッチ15の連結プレート21と摩擦プレート25とをそれぞれ単板の形態で図示しているが、それぞれ複数枚を交互に挟み込むように配置されている汎用の多板クラッチ構造を採用してもよいことはいうまでもない。
In the description of the present embodiment, the
そして、摩擦プレート25は、中間回転軸12に一体に同軸回転するように固定されている円筒部材125の筒形状部125aの内周面側に、不図示のスプライン構造によりその軸線方向にスライド可能に支持されている。また、連結プレート21も、同様に、入力回転軸11に一体に同軸回転するように固定されている円筒部材23の外周面側に、不図示のスプライン構造により、その軸線方向にスライド可能に支持されている。支持プレート35は、その連結プレート21に、摩擦プレート25の背面側の入力回転軸11側から対面するように、その円筒部材23の外周面にスライド不能に固定されて設置されている。
The
要するに、連結プレート21および摩擦プレート25は、入力回転軸11に固定されてスライド不能な状態で対面する支持プレート35に対して、それぞれ入力回転軸11や中間回転軸12と一体に同軸回転する円筒部材23、27に、その軸線方向にスライド自在に支持されている。
In short, the
このため、動力伝達装置10では、連結プレート21と摩擦プレート25とが支持プレート35に押し付けられるようにして摩擦接触して締結されることにより摩擦クラッチ15が機能して、エンジン110や回転電機120が変速機130に回転動力を伝達可能に連結される。ここで、本実施形態では、摩擦クラッチ15のクラッチ要素である連結プレート21を入力回転軸11側の円筒部材23に支持させて、摩擦プレート25を中間回転軸12側の円筒部材125に支持させる一例を説明するが、これに限るものではなく、支持プレート35も含めて、位置関係を入れ替えて配置してもよいことはいうまでもない。
Therefore, in the power transmission device 10, the friction clutch 15 functions by the frictional contact between the connecting
そして、アクチュエータ17は、ピストン部材41を連結プレート21に突き当てて摩擦プレート25と支持プレート35とに順次に押し付けるように軸線方向にスライド移動させることにより、摩擦クラッチ15を機能させるようになっている。ここで、ピストン部材41は,連結プレート21の全周にわたって突き当たって付勢することができるように、円筒形状に形成されている。
The
アクチュエータ17は、入力回転軸11の一端部11aに非接触に近接する中間回転軸12の一端部12aの周回りに切換油室43および復帰室45が配置されている。アクチュエータ17は、中間回転軸12側に固定されている外壁部材17a、17b間に、軸線方向に移動可能な隔壁部材17cをピストン部材41側に固定して設置することにより、切換油室43が出力回転軸13側に位置して、復帰室45が入力回転軸11側に位置するように構築されている。このアクチュエータ17は、中間回転軸12周りに形成されている油路42を介して適宜に所定の油圧が切換油室43に供給されることにより隔壁部材17cをスライドさせて機能するように構築されている。このアクチュエータ17の復帰室45には、その切換油室43への供給油圧に応じて移動された隔壁部材17cを、油圧供給停止時に、弾性力により戻す方向に付勢する復帰スプリング(弾性部材)49が収容されている。ここで、復帰室45の復帰スプリング49は、中間回転軸12周りの周方向均等箇所に複数設置されている。
In the
このアクチュエータ17は、外壁部材17a、17bの間で軸線方向にスライド自在の隔壁部材17cの外周縁側に、同軸回転する円筒部材46が固定されて一体にスライドするように設置されている。この円筒部材46は、出力回転軸13側の一端部に円盤部材47を介してピストン部材41が外装されるように連結固定されている。この構造により、ピストン部材41は、円筒部材46を内部に同軸回転するように軸心を共通にして収容し、アクチュエータ17により軸線方向にスライドされる。ここで、アクチュエータ17の外壁部材17a、17bは、それぞれ円盤形状に形成されて軸心側が中間回転軸12に固定されることにより、円筒部材46内で相対移動し、また、隔壁部材17cは、固定されている円筒部材46と一体に中間回転軸12に対して相対移動する。
The
これにより、動力伝達装置10は、アクチュエータ17の切換油室43に油圧供給されていない場合、ピストン部材41が移動されることがない。このため、摩擦クラッチ15は、摩擦プレート25の連結プレート21などとの非接触状態が維持されて、エンジン110の出力軸111が中間回転軸12から切り離されている。
As a result, in the power transmission device 10, the
また、動力伝達装置10は、アクチュエータ17の切換油室43に油圧供給される場合、そのアクチュエータ17の復帰スプリング49の弾性力に抗して復帰室45の空間が縮小されつつ、ピストン部材41が連結プレート21に突き当てられる。
Further, in the power transmission device 10, when hydraulic pressure is supplied to the switching
したがって、摩擦クラッチ15は、アクチュエータ17のピストン部材41が負荷圧力に応じて突き当てられて連結プレート21が移動されることにより、その連結プレート21が支持プレート35との間に挟み込むようにして摩擦プレート25に摩擦接触される。この摩擦クラッチ15は、その摩擦プレート25が連結プレート21と支持プレート35の間に挟み込まれて一体になって回転可能にする圧力で接触されることにより、エンジン110の出力軸111を中間回転軸12に締結する連結状態に切り換えることができる。
Therefore, in the
なお、摩擦クラッチ15は、ピストン部材41からの負荷圧力の減少により、復帰室45の復帰スプリング49の弾性力で、そのピストン部材41が戻されることによって、連結プレート21と摩擦プレート25との摩擦接触が解消され、エンジン110の出力軸111が中間回転軸12から切り離されて遮断状態に切り換えられる。
In the
そして、本実施形態の回転電機120のロータ123は、永久磁石128が埋設されているロータ本体124と、中間回転軸12に固定されている円筒部材125とがロータ実動機構60により連結されて一体回転されるように構築されている。
In the
ロータ実動機構60は、外リング部材61と、内リング部材62、63と、連結シャフト64と、引抜部材66と、を備えて構築されている。
The
外リング部材61は、円筒部材125の筒形状部125aの外周面に対面するロータ本体124の内周面に固定されるリング形状に形成されて、その軸線方向中央に位置している。内リング部材62、63は、ロータ本体124の内周面に対面する円筒部材125の筒形状部125aの外周面に固定される一対のリング形状に形成されて、その軸線方向中央で外リング部材61を間に挟み込むように位置している。これら外リング部材61および内リング部材62、63は、概略同一径のリング形状に形成されて、軸線方向に重なるように、それぞれロータ本体124と円筒部材125とに固定されている。
The
これら外リング部材61および内リング部材62、63は、軸線方向に重なる状態で、その軸線方向に貫通する貫通穴61a、62a、63aがそれぞれ形成されている。この貫通穴61a、62a、63aは、外リング部材61および内リング部材62、63の均等間隔の周方向の少なくとも2箇所以上の複数個所に開口している。
The
連結シャフト64は、外リング部材61および内リング部材62、63の貫通穴61a、62a、63aに嵌め込み可能な棒状に形成されている。これにより、複数本の連結シャフト64は、外リング部材61および内リング部材62、63の貫通穴61a、62a、63aの個々に差し込まれて嵌め込まれることにより、それら外リング部材61および内リング部材62、63にそれぞれ固定されているロータ本体124と円筒部材125とを一体回転するように連結することができる。すなわち、連結シャフト64が外リング部材61と内リング部材62、63とを連結する連結部材を構成している。
The connecting
この連結シャフト64は、外リング部材61および内リング部材62、63の貫通穴61a、62a、63aに差し込む先端部64aの反対側の後端部に、先端部64a側よりも大径の円盤形状に形成されている引っ掛け部65を備えている。
The connecting
引抜部材66は、連結シャフト64の引っ掛け部65の近傍に位置するように、外リング部材61や内リング部材62、63と同等の径のフランジ形状に形成されて、円盤形状部66aと円筒形状部66bとを備えている。引抜部材66は、円盤形状部66aが連結シャフト64の引っ掛け部65よりもロータ123の軸線方向内側に位置して、その引っ掛け部65の内側端面65aに対面し、また、円筒形状部66bが連結シャフト64の引っ掛け部65よりもロータ123の径方向内側に位置して、その引っ掛け部65の外周面65cに対面するように設置されている。この引抜部材66は、回転することなく設置されて、回転する連結シャフト64の引っ掛け部65の内側端面65aに円盤形状部66aが軸線方向内側から常時対面しているように設置されている。
The pull-out
この引抜部材66は、円筒形状部66bの少なくとも周方向3箇所以上の複数個所に、軸線方向外方に延長されている複数本のワイヤ67が設置されている。このワイヤ67は、少なくとも回転電機120を収容するケース部材68の通し穴68hに通されて外部から牽引することができるように準備されている。
The pull-out
これにより、引抜部材66は、複数本のワイヤ67がケース部材68の外側から同時に、あるいは傾斜してしまわないようにバランスよく順次に牽引されることにより、ロータ123の軸線方向外側に向かってスライドされる。すると、この引抜部材66は、円盤形状部66aが連結シャフト64の引っ掛け部65の内側端面65aに突き当たって移動させることができる。このため、連結シャフト64は、先端部64aが外リング部材61および内リング部材62、63の貫通穴61a、62a、63aから引き抜かれて、ロータ本体124と円筒部材125とを相対的に自由回転可能に解放する。すなわち、引抜部材66がロータ本体124と円筒部材125との連結状態を解除する解除機構をワイヤ67と共に構成している。
As a result, the pull-out
要するに、動力伝達装置10は、図2(a)の模式図に示すように、エンジン110の出力軸111を、変速機130の出力回転軸13に連結されている中間回転軸12と、摩擦クラッチ15により連結状態または切断状態にする。また、動力伝達装置10は、中間回転軸12に連結されている回転電機120のロータ123を、ロータ実動機構60により連結状態から切断状態に切換可能な動力伝達経路を備えている。
In short, the power transmission device 10 includes, as shown in the schematic view of FIG. 2A, the
この動力伝達装置10は、図2(b)の切換表に示すように、回転電機120の状態に応じて摩擦クラッチ15とロータ実動機構60とをそれぞれ適宜機能させるようになっている。例えば、動力伝達装置10は、回転電機120が正常な場合、車両100の走行状態に応じてアクチュエータ17の切換油室43に油圧供給(油圧遮断を含む)されることにより、回転電機120のロータ123を中間回転軸12に連結した状態を維持したまま、エンジン110をその中間回転軸12に連結または切断する。また、動力伝達装置10は、回転電機120が異常な場合、後述するようにロータ実動機構60を機能させることにより、エンジン110の中間回転軸12との連結状態を維持したまま、回転電機120のロータ本体124を中間回転軸12から切り離すことができる。
As shown in the switching table of FIG. 2B, this power transmission device 10 causes the
そして、動力伝達装置10は、ECU50がセンサ等の各種取得情報に基づいてメモリ51内に格納されている制御プログラムを実行することによって、アクチュエータ17の切換油室43への油圧供給が制御されて摩擦クラッチ15が適宜に稼動される。また、動力伝達装置10は、ロータ実動機構60の引抜部材66がワイヤ67で牽引されることにより、回転電機120のロータ本体124と円筒部材125との連結状態を解消する解除機能が機能される。
The power transmission device 10 controls the hydraulic pressure supply to the switching
例えば、ECU50は、ドライバによる操作指示に応じて電源回路129から回転電機120のステータ121の三相巻線コイル122に通電する電流を制御するのに加えて、車両100の走行条件を取得する各種センサ群の検出情報に基づいてエンジン110の稼動停止を制御する。このとき、ECU50は、アクチュエータ17の切換油室43への油圧供給を制御して、エンジン110の回転動力の動力伝達装置10による動力伝達状態または動力遮断状態のいずれかに切り換える。
For example, the
このECU50は、回転電機120の健全性を確認する各種センサ55と液晶パネル57とが接続されている。このECU50は、例えば、回転電機120の異常発生が検知された場合に、ステータ121の三相巻線コイル122への通電を遮断し、アクチュエータ17の切換油室43に油圧供給する。ここで、ECU50は、ロータ123の回転数(回転速度)を検出する速度センサ55aの検出情報に基づいて、例えば、ベアリング126の異常などに起因して回転電機120の駆動に支障が生じたと判断する。また、ECU50は、ステータ121の三相巻線コイル122への通電電流値を検出する電流センサ55bの検出情報に基づいて、例えば、インバータInv等に異常が発生して回転電機120の駆動に支障が生じたと判断する。すなわち、ECU50が異常検知部を備える制御部を構成している。
The
また、ECU50は、回転電機120の異常発生検知時に、メモリ51内に格納されている警報メッセージを液晶パネル57に送って表示出力させるようになっている。このため、ドライバは回転電機120の不調を直ちに把握して適宜対処することができる。例えば、回転電機120の不調を把握したドライバは、車両100を路肩に寄せるなどした後に、迅速に、ワイヤ67を牽引する作業を行うことができる。この作業により、ロータ実動機構60の引抜部材66が連結シャフト64を外リング部材61および内リング部材62、63の貫通穴61a、62a、63aから引き抜くようにスライドされ、中間回転軸12(変速機130の入力軸131)と一体の円筒部材125が回転電機120のロータ本体124から切り離されて自由回転可能な状態にされる。
Further, the
これにより、ECU50は、回転電機120の不調時に、エンジン110を中間回転軸12に連結して車両100の走行能力を確保すると共に、その回転電機120の不調を報知することができる。この回転電機120の不調を把握したドライバなどは、ワイヤ67を牽引するだけで、ロータ本体124に対して中間回転軸12を自由回転可能にすることができる。このため、回転電機120は、ロータ123を構成するロータ本体124と円筒部材125とを互いに自由回転可能にして機能不能な無効状態にすることができる。このことから、回転電機120は、ロータ123のロータ本体124が変速機130の入力軸131の回転に連れ回されることにより回転負荷になったり、回生電流でバッテリBaの過充電などを発生させてしまことを未然に回避することができる。
As a result, when the rotating
したがって、動力伝達装置10は、切換油室43への油圧供給によりピストン部材41を軸線方向にスライドさせるアクチュエータ17を利用して摩擦クラッチ15を機能させることによって、エンジン110の回転動力の伝達経路を形成または遮断することができる。また、動力伝達装置10は、回転電機120に異常が発生した場合には、エンジン110の回転動力の伝達経路を形成して車両100の走行機能を確保するとともに、その回転電機120への通電を遮断しつつ、回転電機120の不調を液晶パネル57に表示して報知することにより、ロータ本体124を切り離して実質的に動力伝達経路を遮断状態にする作業を促すことができる。
Therefore, the power transmission device 10 causes the friction clutch 15 to function by using the
このように、本実施形態の動力伝達装置10にあっては、アクチュエータ17の切換油室43によりピストン部材41をスライドさせて摩擦クラッチ15を機能させることによって、エンジン110の回転動力の伝達経路を形成または遮断することができ、また、回転電機120の回転動力の伝達経路はワイヤ67を牽引するだけでロータ実動機構60を機能させて遮断状態にすることができる。この結果、動力伝達装置10は、アクチュエータ17を1組としてコンパクトにすることができ、動力源全体を小型化することができる。
As described above, in the power transmission device 10 of the present embodiment, the
(第2実施形態)
図3は本発明の第2実施形態に係るハイブリッド車両の一例を説明する図である。ここで、本実施形態は上述実施形態と略同様に構成されていることから同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hybrid vehicle according to the second embodiment of the present invention. Here, since the present embodiment is configured substantially the same as the above-described embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations and the characteristic portions will be described.
図3において、車両100に搭載される動力伝達装置70は、入力回転軸11と、中間回転軸12と、出力回転軸13と、摩擦クラッチ15とを備え、上述実施形態におけるロータ実動機構60に代えて、ロータ実動機構80が設置されている。
In FIG. 3, the power transmission device 70 mounted on the
本実施形態の回転電機120は、ロータ本体124内に永久磁石78が埋設されている。この回転電機120は、上述実施形態と同様に、ステータ121の三相巻線122への通電励磁により発生する回転磁力(磁束)が永久磁石78の埋設されているロータ本体124に鎖交することにより、ロータ123が回転駆動されて駆動力を出力する。
In the rotary
永久磁石78は、ロータ本体124の軸線方向の幅程度の長さを有する棒状に形成されている。本実施形態のロータ本体124は、その永久磁石78を嵌め込むことができるように軸線方向に延長されている差込穴74が形成されている。差込穴74は、ロータ本体124の周方向複数個所の永久磁石78の設置箇所毎に、その永久磁石78を軸線方向にスライド自在な形状に形成されて端面124a側に開口されている。この差込穴74は、上述実施形態における連結シャフト64と同様に、永久磁石78をロータ実動機構80により軸線方向にスライドさせることにより、そのロータ本体124内から取り外すことができるように形成されている。なお、差込穴74は、スライドさせる軸線方向の負荷が加えられない限り、永久磁石78を脱落しないように保持している。すなわち、本実施形態のロータ123は、ロータ本体124の差込穴74内に永久磁石78を差し込んで埋設状態にすることにより、ステータ121からの回転磁力を受けて回転駆動(実動)することができる。
The
ロータ実動機構80は、永久磁石78自体と共に、引抜部材86を備えて構築されている。
The rotor
そして、本実施形態の永久磁石78は、上述実施形態の連結シャフト64と同様に、ロータ本体124の周方向複数個所に開口する差込穴74に先端部78a側から嵌め込み可能な断面形状を有する棒状に形成されている。また、永久磁石78は、ロータ本体124の差込穴74内に差し込んで埋設状態にする磁石部78Mと、この磁石部78Mから同一の軸線方向に直線状に連続する支持部78Sとが、例えば、差込穴74の外側でネジ止め等されることより一体形成されている。この永久磁石78は、支持部78Sの磁石部78Mの反対側端部に、上述実施形態における連結シャフト64と同様に、その支持部78S側よりも大径の円盤形状に形成されている引っ掛け部79を備えている。
The
引抜部材86は、上述実施形態と同様に、永久磁石78の支持部78Sの引っ掛け部79の近傍に位置するように、ロータ本体124の差込穴74と同等の径のフランジ形状に形成されて、円盤形状部86aと円筒形状部86bとを備えている。引抜部材86は、円盤形状部86aが永久磁石78の引っ掛け部79よりもロータ123の軸線方向内側に位置して、その引っ掛け部79の内側端面79aに対面し、また、円筒形状部86bが永久磁石78の引っ掛け部79よりもロータ123の径方向内側に位置して、その引っ掛け部79の外周面79cに対面するように設置されている。この引抜部材86は、回転することなく設置されて、回転する永久磁石78の引っ掛け部79の内側端面79aに円盤形状部86aが軸線方向内側から常時対面しているように設置されている。
Similar to the above-described embodiment, the
この引抜部材86は、上述実施形態の引抜部材66と同様に、回転電機120のケース部材68の通し穴68hに牽引可能に通されているワイヤ67が設置されている。
Similar to the pulling
これにより、引抜部材86は、複数本の牽引されるワイヤ67によりロータ123の軸線方向外側に向かってスライドされることによって、円盤形状部86aが永久磁石78の引っ掛け部79の内側端面79aに突き当たって移動させることができる。このため、永久磁石78は、磁石部78Mをロータ本体124の差込穴74から引き抜かれて、中間回転軸12と一体のロータ本体124がステータ121に対して自由回転可能に解放する。すなわち、引抜部材86がロータ123のステータ121との連携を解除する解除機構をワイヤ67と共に構成している。
As a result, the pull-out
要するに、動力伝達装置70も、図示することは省略するが、上述実施形態と同様に、エンジン110の出力軸111を、変速機130の出力回転軸13に連結されている中間回転軸12と、摩擦クラッチ15により連結状態または切断状態にする。また、動力伝達装置70は、中間回転軸12に連結されている回転電機120のロータ123を、ロータ実動機構80により連結状態から切断状態に切換可能な動力伝達経路を備えている。
In short, although not shown in the drawings, the power transmission device 70 also includes the
このように、本実施形態の動力伝達装置70においても、上述実施形態と同様の作用効果を得ることができ、さらに、永久磁石78を引き抜き可能にするロータ実動機構80を備えることにより、上述実施形態における外リング部材61や内リング部材62、63を不要として、動力源全体をより小型化することができる。
As described above, also in the power transmission device 70 of the present embodiment, it is possible to obtain the same operational effects as those of the above-described embodiment, and further, by including the rotor
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 Although an embodiment of this invention has been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of this invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
10、70……動力伝達装置
11……入力回転軸
12……中間回転軸
13……出力回転軸
15……摩擦クラッチ
17……アクチュエータ
41……ピストン部材
51……メモリ
55……各種センサ
57……液晶パネル
60、80……ロータ実動機構
61……外リング部材
61a、62a、63a……貫通穴
62……内リング部材
64……連結シャフト
65、79……引っ掛け部
66、86……引抜部材
67……ワイヤ
68……ケース部材
74……差込穴
78、128……永久磁石
78M……磁石部
78S……支持部
100……ハイブリッド車両
101……駆動輪
110……エンジン
120……回転電機
121……ステータ
123……ロータ
124……ロータ本体
125……円筒部材
126……ベアリング
130……変速機
140……デファレンシャル装置
10, 70...
Claims (1)
前記回転電機は、ステータ内に回転自在に収容されて該ステータ側から回転磁力を受けることによって前記変速機に伝達する回転動力を出力するように回転駆動するロータを備え、
当該ロータは、ロータ本体内から軸線方向に引く抜くことにより回転動力の伝達不能な状態に、あるいは、前記回転磁力を受けても回転力の発生不能な状態に切り換えるシャフトと、当該シャフトを軸線方向にスライドさせて前記ロータ本体内から引き抜く機構と、が設置されている、ハイブリッド車両。 An internal combustion engine and a rotary electric machine are mounted as power sources, and a power transmission path for transmitting the rotary power output from the internal combustion engine or the rotary electric machine to a transmission is provided, and only the rotary electric machine or the internal combustion engine and A hybrid vehicle that uses both of the rotating electric machines as a driving power source,
The rotating electrical machine includes a rotor rotatably housed in a stator and rotationally driven to output rotational power transmitted to the transmission by receiving a rotating magnetic force from the stator side,
The rotor is a shaft that switches to a state in which rotational power cannot be transmitted by pulling it out of the rotor body in the axial direction, or a state in which rotational force cannot be generated even when receiving the rotational magnetic force, and the shaft in the axial direction. And a mechanism for sliding the rotor body to pull out the rotor body from the inside of the rotor body.
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