モータ変速装置
【課題】モータ変速装置のインターロックを防止する。
【解決手段】駆動輪に連結される変速出力軸とモータジェネレータに連結されるモータ軸との間にはモータ変速装置が設けられる。モータ変速装置は、クラッチ油室６６を備えるハイクラッチによって動力伝達状態に切り換えられる第１動力伝達径路と、ブレーキ油室７４を備えるローブレーキによって動力伝達状態に切り換えられる第２動力伝達径路とを有している。オイルポンプ８１から吐出される作動油は、出力制御弁８２を経て油路切換弁８３に案内される。そして、油路切換弁８３によってクラッチ油室６６とブレーキ油室７４とのいずれか一方に作動油が分配され、ハイクラッチおよびローブレーキが同時に締結されるインターロックを回避することが可能となる。
【解決手段】駆動輪に連結される変速出力軸とモータジェネレータに連結されるモータ軸との間にはモータ変速装置が設けられる。モータ変速装置は、クラッチ油室６６を備えるハイクラッチによって動力伝達状態に切り換えられる第１動力伝達径路と、ブレーキ油室７４を備えるローブレーキによって動力伝達状態に切り換えられる第２動力伝達径路とを有している。オイルポンプ８１から吐出される作動油は、出力制御弁８２を経て油路切換弁８３に案内される。そして、油路切換弁８３によってクラッチ油室６６とブレーキ油室７４とのいずれか一方に作動油が分配され、ハイクラッチおよびローブレーキが同時に締結されるインターロックを回避することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪に連結される駆動軸と走行用モータに連結されるモータ軸との間に設けられるモータ変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機等には、複数のクラッチ機構やブレーキ機構が組み込まれている(例えば、特許文献１参照)。これらのクラッチ機構やブレーキ機構においては、異なるギア比の歯車列が同時に係合されるインターロックを回避しながら締結制御を行うことが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７０９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンおよび走行用モータを駆動源とするハイブリッド車両や、走行用モータを駆動源とする電気自動車においては、走行用モータの誘起電圧を抑制してインバータを保護するため、走行用モータの過回転を防止する必要がある。そこで、駆動輪と走行用モータとの間に変速装置を組み付けることにより、高速時に走行用モータの回転数を引き下げて過回転を防止することが考えられる。このように、走行用モータの過回転を防止するための変速装置においても、複数のクラッチ機構やブレーキ機構が設けられることから、変速装置のインターロックを防止するための構造を採用することが重要となっている。
【０００５】
本発明の目的は、モータ変速装置のインターロックを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータ変速装置は、駆動輪に連結される駆動軸と走行用モータに連結されるモータ軸との間に設けられるモータ変速装置であって、前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第１動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第１係合機構と、前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第２動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第２係合機構と、油圧供給源と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記油圧供給源からの作動油を通過させる連通状態と、前記油圧供給源からの作動油を遮断する遮断状態とに切り換えられる出力制御弁と、前記出力制御弁と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記出力制御弁からの作動油を前記第１係合機構に案内する状態と、前記出力制御弁からの作動油を前記第２係合機構に案内する状態とに切り換えられる油路切換弁とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のモータ変速装置は、前記油路切換弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とする。
【０００８】
本発明のモータ変速装置は、前記出力制御弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とする。
【０００９】
本発明のモータ変速装置は、前記油圧供給源は電動ポンプであり、前記出力制御弁は前記電動ポンプからの作動油によって切り換えられることを特徴とする。
【００１０】
本発明のモータ変速装置は、前記電動ポンプは前記走行用モータによって駆動されることを特徴とする。
【００１１】
本発明のモータ変速装置は、前記第１および第２動力伝達径路は１つの遊星歯車列によって構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、油路切換弁によって第１係合機構と第２係合機構とのいずれか一方に作動油を分配するようにしたので、第１係合機構と第２係合機構とが共に係合されるインターロックを回避することが可能となる。また、油路切換弁の上流側に出力制御弁を設けるようにしたので、油路切換弁が制御不能に陥った場合であっても、出力制御弁を遮断状態に切り換えることにより、走行用モータの過回転を防止して電力系統を保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ハイブリッド車両を示す概略図である。
【図２】ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニットの内部構造を示すスケルトン図である。
【図３】パワーユニットのモータ変速装置を拡大して示す断面図である。
【図４】(ａ)はモータ変速装置が備える油圧制御回路を示す回路図であり、(ｂ)は油圧制御回路を簡単に示す回路図である。
【図５】(ａ)はハイクラッチを締結してローブレーキを解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｂ)はローブレーキを締結してハイクラッチを解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｃ)はハイクラッチおよびローブレーキを解放する際の作動状態を示す回路図である。
【図６】本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置が備える油圧制御回路を示す回路図である。
【図７】モータジェネレータによって駆動されるオイルポンプを備えたパワーユニットの一部を示すスケルトン図である。
【図８】本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置が組み込まれたパワーユニットの一部を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両１０を示す概略図である。また、図２はハイブリッド車両１０に搭載されるパワーユニット１１の内部構造を示すスケルトン図である。このパワーユニット１１には本発明の一実施の形態であるモータ変速装置１２が組み付けられている。
【００１５】
図１に示すように、エンジンルーム１３からフロアトンネル１４にかけて、車体にはパワーユニット１１が縦置きに搭載されている。このパワーユニット１１の一端部にはエンジン１５が組み付けられ、パワーユニット１１の他端部にはモータジェネレータ(走行用モータ)１６が組み付けられている。パワーユニット１１内には、無段変速機１７やデファレンシャル機構１８等が組み込まれており、エンジン動力やモータ動力はデファレンシャル機構１８から駆動輪１９に伝達されている。また、交流電動機であるモータジェネレータ１６に対して電力を供給するため、高電圧バッテリ２０とモータジェネレータ１６との間にはインバータ２１が設けられている。インバータ２１はスイッチング素子等によって構成されており、高電圧バッテリ２０からの直流電力はインバータ２１を介してモータジェネレータ１６用の交流電力に変換される。なお、モータジェネレータ１６を発電機として用いる際には、モータジェネレータ１６からの交流電力がインバータ２１を介して高電圧バッテリ２０用の直流電力に変換される。
【００１６】
図２に示すように、エンジン１５にはミッションケース２２が組み付けられており、このミッションケース２２には無段変速機１７が収容されている。無段変速機１７は、エンジン１５に駆動されるプライマリ軸２３と、これに平行となるセカンダリ軸２４とを有している。プライマリ軸２３にはプライマリプーリ２５が設けられており、このプライマリプーリ２５は固定シーブ２５ａと可動シーブ２５ｂとを備えている。可動シーブ２５ｂの背面側には作動油室２６ａ，２６ｂが区画されており、作動油室２６ａ，２６ｂ内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリ軸２４にはセカンダリプーリ２７が設けられており、このセカンダリプーリ２７は固定シーブ２７ａと可動シーブ２７ｂとを備えている。可動シーブ２７ｂの背面側には作動油室２８が区画されており、作動油室２８内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。さらに、プライマリプーリ２５およびセカンダリプーリ２７には駆動チェーン２９が巻き掛けられている。プーリ２５，２７の溝幅を変化させて駆動チェーン２９の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸２３からセカンダリ軸２４に対する無段変速が可能となる。
【００１７】
このような無段変速機１７にエンジン動力を伝達するため、クランク軸３０とプライマリ軸２３との間にはトルクコンバータ３１および前後進切換機構３２が設けられている。トルクコンバータ３１は、クランク軸３０に連結されるポンプインペラ３３と、このポンプインペラ３３に対向するとともにタービン軸３４に連結されるタービンランナ３５とを備えている。また、前後進切換機構３２は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３６、前進クラッチ３７および後退ブレーキ３８を備えている。前進クラッチ３７や後退ブレーキ３８を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えてプライマリ軸２３の回転方向を切り換えることが可能となる。さらに、ミッションケース２２内にはセカンダリ軸２４に平行となる駆動軸としての変速出力軸３９が収容されており、変速出力軸３９とセカンダリ軸２４とは歯車列４０を介して連結されている。また、変速出力軸３９の端部にはピニオンギア４１が固定されており、このピニオンギア４１はデファレンシャル機構１８のリングギア４２に噛み合っている。このように、無段変速機１７とデファレンシャル機構１８とは変速出力軸３９を介して連結されており、無段変速機１７から出力されるエンジン動力は変速出力軸３９を介してデファレンシャル機構１８に伝達されるようになっている。
【００１８】
また、ミッションケース２２にはモータケース５０が組み付けられており、モータケース５０にはモータジェネレータ１６が収容されている。モータジェネレータ１６は、モータケース５０に固定されるステータ５１と、ステータ５１の内側に回転自在に収容されるロータ５２とを有している。モータジェネレータ１６と変速出力軸３９との間にはモータ変速装置１２および歯車列５３が設けられ、モータ動力はモータ変速装置１２および歯車列５３を経て駆動輪１９に伝達される。モータ変速装置１２は遊星歯車列５４を有しており、遊星歯車列５４は、ロータ５２から延びるモータ軸５５に連結されるサンギア５６と、歯車列５３を介して変速出力軸３９に連結されるキャリア５７と、キャリア５７のピニオンギア５８に噛み合うリングギア５９とによって構成されている。なお、キャリア５７のピニオンギア５８は、リングギア５９だけでなくサンギア５６にも噛み合っている。また、サンギア５６とキャリア５７との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第１係合機構としてのハイクラッチ６０が設けられている。さらに、リングギア５９とモータケース５０との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第２係合機構としてのローブレーキ６１が設けられている。
【００１９】
図３はパワーユニット１１のモータ変速装置１２を拡大して示す断面図である。図３に示すように、モータ変速装置１２を構成するハイクラッチ６０は、モータ軸５５に固定されるクラッチハブ６２と、歯車列５３の駆動ギア５３ａに連結されるクラッチドラム６３とを有している。クラッチハブ６２には複数の摩擦プレート６４ａが取り付けられ、クラッチドラム６３には複数の摩擦プレート６４ｂが取り付けられている。また、クラッチドラム６３にはピストン部材６５が収容されており、クラッチドラム６３とピストン部材６５とによってクラッチ油室６６が区画されている。このクラッチ油室６６に対して作動油を供給することにより、ピストン部材６５は油圧によって押し出されるため、摩擦プレート６４ａ，６４ｂが互いに押し付けられてハイクラッチ６０は締結状態に切り換えられる。一方、クラッチ油室６６から作動油を排出することにより、ピストン部材６５はバネ部材６７によって押し戻されるため、摩擦プレート６４ａ，６４ｂの係合状態が解かれてハイクラッチ６０は解放状態に切り換えられる。このようなハイクラッチ６０を締結状態に切り換えることにより、キャリア５７とサンギア５６とを一体に回転させることができ、キャリア回転数とモータ回転数とを一致させることが可能となる。すなわち、ハイクラッチ６０を締結状態に切り換えることにより、サンギア５６からハイクラッチ６０を介してキャリア５７にモータ動力を伝達する第１動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。
【００２０】
また、モータ変速装置１２を構成するローブレーキ６１は、リングギア５９に設けられるブレーキハブ７０と、モータケース５０に設けられるブレーキドラム７１とを有している。ブレーキハブ７０には複数の摩擦プレート７２ａが取り付けられ、ブレーキドラム７１には複数の摩擦プレート７２ｂが取り付けられている。また、ブレーキドラム７１にはピストン部材７３が収容されており、ブレーキドラム７１とピストン部材７３とによってブレーキ油室７４が区画されている。このブレーキ油室７４に対して作動油を供給することにより、ピストン部材７３は油圧によって押し出されるため、摩擦プレート７２ａ，７２ｂが互いに押し付けられてローブレーキ６１は締結状態に切り換えられる。一方、ブレーキ油室７４から作動油を排出することにより、ピストン部材７３はバネ部材７５によって押し戻されるため、摩擦プレート７２ａ，７２ｂの係合状態が解かれてローブレーキ６１は解放状態に切り換えられる。このようなローブレーキ６１を締結状態に切り換えることにより、リングギア５９がモータケース５０に固定されるため、モータ回転数をキャリア回転数よりも引き上げることが可能となる。すなわち、ローブレーキ６１を締結状態に切り換えることにより、サンギア５６からピニオンギア５８を介してキャリア５７にモータ動力を伝達する第２動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。
【００２１】
前述したように、ローブレーキ６１を締結してハイクラッチ６０を解放することにより、リングギア５９がモータケース５０に固定されるため、モータ回転数をキャリア回転数よりも引き上げることが可能となる。一方、ハイクラッチ６０を締結してローブレーキ６１を解放することにより、キャリア５７とサンギア５６とを一体に回転させることができ、キャリア回転数とモータ回転数とを一致させることが可能となる。このように、モータ変速装置１２を制御することでモータ回転数を２段階に変速させることができるため、モータジェネレータ１６の上限回転数を引き下げることが可能となる。すなわち、低速時にはローブレーキ６１が締結されてハイクラッチ６０が解放される一方、高速時にはハイクラッチ６０が締結されてローブレーキ６１が解放されるようになっている。なお、ハイクラッチ６０とローブレーキ６１とを共に解放することにより、高速時に変速出力軸３９からモータジェネレータ１６を切り離すことも可能となっている。
【００２２】
ところで、ハイクラッチ６０とローブレーキ６１とが共に締結されてしまうと、ギア比の異なる動力伝達径路が同時に動力伝達状態となるため、変速出力軸３９およびモータ軸５５の回転が急停止することになる。このようなインターロックを回避するため、ハイクラッチ６０およびローブレーキ６１に対して同時に作動油を供給することのないように油圧制御回路８０が構成されている。ここで、図４(ａ)はモータ変速装置１２が備える油圧制御回路８０を示す回路図であり、図４(ｂ)は油圧制御回路８０を簡単に示す回路図である。
【００２３】
図４(ａ)および(ｂ)に示すように、エンジン１５に駆動される油圧供給源としてのオイルポンプ８１と、クラッチ油室６６およびブレーキ油室７４との間には、出力制御弁８２が設けられている。この出力制御弁８２は、オイルポンプ８１からの作動油を通過させる連通状態と、オイルポンプ８１からの作動油を遮断する遮断状態とに切り換えることが可能となっている。また、出力制御弁８２と、クラッチ油室６６およびブレーキ油室７４との間には、油路切換弁８３が設けられている。この油路切換弁８３は、出力制御弁８２からの作動油をクラッチ油室６６に案内するクラッチ締結状態と、出力制御弁８２からの作動油をブレーキ油室７４に案内するブレーキ締結状態とに切り換えることが可能となっている。さらに、出力制御弁８２から油路切換弁８３に作動油を案内する供給油路には油圧センサ８５が設けられており、油圧センサ８５から制御ユニット８６に対して油圧信号が出力されている。
【００２４】
出力制御弁８２は、ハウジング８７とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸８８とを有している。ハウジング８７には入力ポート８７ａ、出力ポート８７ｂおよび排出ポート８７ｃが形成されており、入力ポート８７ａにはオイルポンプ８１から延びる供給油路８９が接続され、出力ポート８７ｂには油路切換弁８３に向かう供給油路８４が接続され、排出ポート８７ｃには排出油路９０が接続されている。また、出力制御弁８２のスプール弁軸８８を作動させるため、スプール弁軸８８の一端側にはバネ部材９１が組み付けられ、スプール弁軸８８の他端側にはパイロット圧室９２が形成されている。ハウジング８７にはパイロット圧室９２に連通するパイロットポート８７ｄが形成されており、パイロットポート８７ｄにはパイロット圧路９３が接続されている。このパイロット圧路９３には制御ユニット８６によって制御される電磁弁９４が接続されており、パイロット圧室９２には電磁弁９４によって調圧された制御圧が供給されている。そして、パイロット圧室９２に作動油を供給することにより、スプール弁軸８８はバネ力に抗して矢印Ａ方向に移動し、出力制御弁８２は入力ポート８７ａと出力ポート８７ｂとを遮断する遮断状態に切り換えられる。一方、パイロット圧室９２から作動油を排出することにより、スプール弁軸８８はバネ力によって矢印Ｂ方向に移動し、出力制御弁８２は入力ポート８７ａと出力ポート８７ｂとを連通する連通状態に切り換えられる。
【００２５】
また、油路切換弁８３は、ハウジング９５とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸９６とを有している。ハウジング９５には入力ポート９５ａが形成され、この入力ポート９５ａには出力制御弁８２から延びる供給油路８４が接続される。また、ハウジング９５には一対の出力ポート９５ｂ，９５ｃが形成され、一方の出力ポート９５ｂにはクラッチ油室６６に連通するクラッチ油路９７が接続され、他方の出力ポート９５ｃにはブレーキ油室７４に連通するブレーキ油路９８が接続される。さらに、ハウジング９５には一対の排出ポート９５ｄ，９５ｅが形成され、それぞれの排出ポート９５ｄ，９５ｅには排出油路９９，１００が接続されている。また、出力制御弁８２のスプール弁軸９６を作動させるため、スプール弁軸９６の一端側にはバネ部材１０１が組み付けられ、スプール弁軸９６の他端側にはパイロット圧室１０２が形成されている。ハウジング９５にはパイロット圧室１０２に連通するパイロットポート９５ｆが形成されており、パイロットポート９５ｆにはパイロット圧路１０３が接続されている。このパイロット圧路１０３には制御ユニット８６によって制御される電磁弁１０４が接続されており、パイロット圧室１０２には電磁弁１０４によって調圧された制御圧が供給されている。そして、パイロット圧室１０２に作動油を供給することにより、スプール弁軸９６はバネ力に抗して矢印Ａ方向に移動し、油路切換弁８３は入力ポート９５ａと出力ポート９５ｃとを連通するブレーキ締結状態に切り換えられる。一方、パイロット圧室１０２から作動油を排出することにより、スプール弁軸９６はバネ力によって矢印Ｂ方向に移動し、油路切換弁８３は入力ポート９５ａと出力ポート９５ｂとを連通するクラッチ締結状態に切り換えられる。
【００２６】
続いて、油圧制御回路８０の作動状態について説明する。図５(ａ)はハイクラッチ６０を締結してローブレーキ６１を解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｂ)はローブレーキ６１を締結してハイクラッチ６０を解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｃ)はハイクラッチ６０およびローブレーキ６１を解放する際の作動状態を示す回路図である。
【００２７】
まず、図５(ａ)に示すように、ハイクラッチ６０を締結してローブレーキ６１を解放する際には、電磁弁９４から出力制御弁８２に対するパイロット圧が遮断され、出力制御弁８２は連通状態に切り換えられる。また、電磁弁１０４から油路切換弁８３に対するパイロット圧が遮断され、油路切換弁８３は作動油をクラッチ油室６６に案内するクラッチ締結状態に切り換えられる。これにより、オイルポンプ８１から吐出された作動油は、出力制御弁８２から油路切換弁８３を経てクラッチ油室６６に案内され、ハイクラッチ６０は締結状態に切り換えられる。このとき、油路切換弁８３はブレーキ油路９８と排出油路１００とを連通させるため、ブレーキ油室７４内の作動油は油路切換弁８３を介して排出され、ローブレーキ６１は確実に解放状態に保たれる。
【００２８】
また、図５(ｂ)に示すように、ローブレーキ６１を締結してハイクラッチ６０を解放する際には、電磁弁９４から出力制御弁８２に対するパイロット圧が遮断され、出力制御弁８２は連通状態に切り換えられる。また、電磁弁１０４から油路切換弁８３に対してパイロット圧が供給され、油路切換弁８３は作動油をブレーキ油室７４に案内するブレーキ締結状態に切り換えられる。これにより、オイルポンプ８１から吐出された作動油は、出力制御弁８２から油路切換弁８３を経てブレーキ油室７４に案内され、ローブレーキ６１は締結状態に切り換えられる。このとき、油路切換弁８３はクラッチ油路９７と排出油路９９とを連通させるため、クラッチ油室６６内の作動油は油路切換弁８３を介して排出され、ハイクラッチ６０は確実に解放状態に保たれる。
【００２９】
さらに、図５(ｃ)に示すように、ハイクラッチ６０とローブレーキ６１との双方を解放する際には、電磁弁９４から出力制御弁８２に対してパイロット圧が供給され、出力制御弁８２は遮断状態に切り換えられる。これにより、オイルポンプ８１からの作動油は出力制御弁８２によって遮断されるため、クラッチ油室６６やブレーキ油室７４に対する作動油の供給を遮断することが可能となる。このとき、出力制御弁８２は供給油路８４と排出油路９０とを連通させるため、油路切換弁８３の作動状態に拘わらずハイクラッチ６０とローブレーキ６１との双方を確実に解放状態に保つことが可能となる。すなわち、図示する場合には、油路切換弁８３を介してブレーキ油路９８と排出油路１００とが連通するため、ブレーキ油室７４内の作動油は油路切換弁８３を介して排出される一方、油路切換弁８３を介してクラッチ油路９７と供給油路８４とが連通するため、クラッチ油室６６内の作動油は油路切換弁８３を介して出力制御弁８２に案内される。しかしながら、出力制御弁８２は供給油路８４と排出油路９０とを連通させるため、クラッチ油室６６内の作動油は油路切換弁８３から出力制御弁８２を介して排出され、ハイクラッチ６０についても確実に解放状態に切り換えることが可能となる。
【００３０】
これまで説明したように、油路切換弁８３によってクラッチ油室６６とブレーキ油室７４とのいずれか一方に作動油を分配するようにしたので、クラッチ油室６６とブレーキ油室７４との双方に作動油が供給されることはなく、インターロックを確実に防止することが可能となる。また、油路切換弁８３の上流側に出力制御弁８２を設けるようにしたので、油路切換弁８３がブレーキ締結状態で制御不能に陥った場合であっても、出力制御弁８２を遮断状態に切り換えることにより、ローブレーキ６１を解放してモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。すなわち、油路切換弁８３を制御する電磁弁１０４に天絡故障(常時オン状態)が生じたり、異物の噛み込み等によって油路切換弁８３がブレーキ締結状態で固着したりしても、ローブレーキ６１を確実に解放することができるため、高速時におけるモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。これにより、モータジェネレータ１６からの過大な誘起電圧によるインバータ２１の故障を回避することが可能となる。
【００３１】
また、出力制御弁８２が連通状態で制御不能に陥った場合であっても、油路切換弁８３をクラッチ締結状態に切り換えることにより、ローブレーキ６１を解放してモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。すなわち、出力制御弁８２を制御する電磁弁９４に地絡故障(常時オフ状態)が生じたり、異物の噛み込み等によって出力制御弁８２が連通状態で固着したりしても、ローブレーキ６１を確実に解放することができるため、高速時にモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。これにより、モータジェネレータ１６からの過大な誘起電圧によるインバータ２１の故障を回避することが可能となる。なお、出力制御弁８２の故障状態は、電磁弁９４に対する制御信号と油圧センサ８５からの油圧信号とを比較することで検出される。
【００３２】
前述した油圧制御回路８０にあっては、出力制御弁８２を電磁弁９４からのパイロット圧によって切り換えているが、これに限られることはなく、オイルポンプ８１から吐出される作動油によって出力制御弁８２を切り換えるようにしても良い。ここで、図６は本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置が備える油圧制御回路１１０を示す回路図である。なお、図４に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、油圧供給源であるオイルポンプ１１１には電動モータ１１２が組み付けられており、オイルポンプ１１１は電動モータ１１２に駆動される電動ポンプとして機能している。また、オイルポンプ１１１と油路切換弁８３との間に設けられる出力制御弁１１３は、ハウジング１１４とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸８８とを有している。ハウジング１１４には入力ポート１１４ａ、出力ポート１１４ｂおよび排出ポート１１４ｃが形成されており、入力ポート１１４ａにはオイルポンプ１１１から延びる供給油路８９が接続され、出力ポート１１４ｂには油路切換弁８３に向かう供給油路８４が接続され、排出ポート１１４ｃには排出油路９０が接続されている。また、ハウジング１１４にはパイロット圧室９２に連通するパイロットポート１１４ｄが形成されており、パイロットポート１１４ｄには供給油路８９から分岐するパイロット圧路１１５が接続されている。そして、パイロット圧室９２に作動油を供給することにより、スプール弁軸８８はバネ力に抗して矢印Ａ方向に移動し、出力制御弁８２は入力ポート１１４ａと出力ポート１１４ｂとを連通する連通状態に切り換えられる。一方、パイロット圧室９２から作動油を排出することにより、スプール弁軸８８はバネ力によって矢印Ｂ方向に移動し、出力制御弁１１３は入力ポート１１４ａと出力ポート１１４ｂとを遮断する遮断状態に切り換えられる。
【００３４】
このような構成により、電動モータ１１２が駆動されたときには、オイルポンプ１１１からパイロット圧室９２に作動油が供給されるため、出力制御弁１１３は連通状態に切り換えられる。一方、電動モータ１１２の駆動が停止されたときには、オイルポンプ１１１からパイロット圧室９２に対する作動油の供給が停止されるため、出力制御弁１１３は遮断状態に切り換えられる。このように、電動モータ１１２の駆動状態に連動して出力制御弁１１３を切り換えることができるため、前述した電磁弁９４を削減することが可能となり、油圧制御回路１１０の簡素化を図ることが可能となる。
【００３５】
また、図６に示す油圧制御回路１１０にあっては、オイルポンプ１１１用の電動モータ１１２を備えているが、これに限られることはなく、モータジェネレータ１６を用いてオイルポンプ１１１を駆動しても良い。ここで、図７はモータジェネレータ１６によって駆動されるオイルポンプ１２０を備えたパワーユニット１２１の一部を示すスケルトン図である。なお、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７に示すように、パワーユニット１２１の後端部には、モータジェネレータ１６に隣接するように油圧供給源としてのオイルポンプ１２０が設けられている。オイルポンプ１２０はアウタロータ１２２とインナロータ１２３とを備えており、インナロータ１２３にはモータジェネレータ１６のロータ５２から延びるポンプ駆動軸１２４が連結されている。このように、モータジェネレータ１６によって駆動されるオイルポンプ１２０を設けることにより、オイルポンプ専用の電動モータ１１２を設ける必要がなく、油圧制御回路１１０の簡素化を図ることが可能となる。なお、オイルポンプ１２０として、例えば外接ギアタイプのオイルポンプを用いるようにしても良い。
【００３６】
また、図示するモータ変速装置１２は遊星歯車列５４を用いて構成されているが、これに限られることはなく、平行軸式の変速歯車列によってモータ変速装置１２を構成しても良い。ここで、図８は本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置１３０が組み込まれたパワーユニット１３１の一部を示すスケルトン図である。なお、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図８に示すように、モータ軸５５には２つの駆動ギア１３２ａ，１３３ａが回転自在に設けられており、変速出力軸３９には駆動ギア１３２ａ，１３３ａに噛み合う２つの従動ギア１３２ｂ，１３３ｂが固定されている。また、駆動ギア１３２ａとモータ軸５５との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第１係合機構としてのハイクラッチ１３４が設けられている。さらに、駆動ギア１３３ａとモータ軸５５との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第２係合機構としてのロークラッチ１３５が設けられている。
【００３７】
ハイクラッチ１３４およびロークラッチ１３５は、モータ軸５５に固定されるクラッチハブ１３６，１３７と、駆動ギア１３２ａ，１３３ａに連結されるクラッチドラム１３８，１３９とを有している。クラッチハブ１３６とクラッチドラム１３８との間には複数の摩擦プレート１４０が取り付けられ、クラッチハブ１３７とクラッチドラム１３９との間には複数の摩擦プレート１４１が取り付けられている。また、クラッチドラム１３８，１３９にはピストン部材１４２，１４３が収容されており、クラッチドラム１３８，１３９とピストン部材１４２，１４３とによってクラッチ油室１４４，１４５が区画されている。そして、クラッチ油室１４４に作動油を供給してハイクラッチ１３４を締結状態に切り換えることにより、ハイクラッチ１３４を介して駆動ギア１３２ａから従動ギア１３２ｂにモータ動力を伝達する第１動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。また、クラッチ油室１４５に作動油を供給してロークラッチ１３５を締結状態に切り換えることにより、ロークラッチ１３５を介して駆動ギア１３３ａから従動ギア１３３ｂにモータ動力を伝達する第２動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。
【００３８】
このように、平行軸式の変速歯車列によってモータ変速装置１３０を構成した場合であっても、前述したモータ変速装置１２と同様の効果を得ることが可能となる。なお、図示する場合には、摩擦係合機構であるハイクラッチ１３４やロークラッチ１３５を用いているが、これに限られることはなく、変速歯車列を動力伝達状態に切り換えるシンクロメッシュ機構を設けるとともに、このシンクロメッシュ機構を油圧アクチュエータによって駆動しても良い。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、ハイブリッド車両１０に対して本発明を適用しているが、動力源として走行用モータのみを備える電気自動車に対して本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１６ モータジェネレータ(走行用モータ)
１９ 駆動輪
３９ 変速出力軸(駆動軸)
５４ 遊星歯車列
５５ モータ軸
５６ サンギア(第１動力伝達径路，第２動力伝達径路)
５７ キャリア(第１動力伝達径路，第２動力伝達径路)
５８ ピニオンギア(第２動力伝達径路)
６０ ハイクラッチ(第１係合機構，第１動力伝達径路)
６１ ローブレーキ(第２係合機構)
８１ オイルポンプ(油圧供給源)
８２ 出力制御弁
８３ 油路切換弁
９４ 電磁弁
１０４ 電磁弁
１１１ オイルポンプ(油圧供給源，電動ポンプ)
１１２ 電動モータ
１１３ 出力制御弁
１２０ オイルポンプ(油圧供給源)
１３０ モータ変速装置
１３２ａ 駆動ギア(第１動力伝達径路)
１３３ａ 駆動ギア(第２動力伝達径路)
１３２ｂ 従動ギア(第１動力伝達径路)
１３３ｂ 従動ギア(第２動力伝達径路)
１３４ ハイクラッチ(第１係合機構，第１動力伝達径路)
１３５ ロークラッチ(第２係合機構，第２動力伝達径路)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動輪に連結される駆動軸と走行用モータに連結されるモータ軸との間に設けられるモータ変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機等には、複数のクラッチ機構やブレーキ機構が組み込まれている(例えば、特許文献１参照)。これらのクラッチ機構やブレーキ機構においては、異なるギア比の歯車列が同時に係合されるインターロックを回避しながら締結制御を行うことが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７０９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンおよび走行用モータを駆動源とするハイブリッド車両や、走行用モータを駆動源とする電気自動車においては、走行用モータの誘起電圧を抑制してインバータを保護するため、走行用モータの過回転を防止する必要がある。そこで、駆動輪と走行用モータとの間に変速装置を組み付けることにより、高速時に走行用モータの回転数を引き下げて過回転を防止することが考えられる。このように、走行用モータの過回転を防止するための変速装置においても、複数のクラッチ機構やブレーキ機構が設けられることから、変速装置のインターロックを防止するための構造を採用することが重要となっている。
【０００５】
本発明の目的は、モータ変速装置のインターロックを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータ変速装置は、駆動輪に連結される駆動軸と走行用モータに連結されるモータ軸との間に設けられるモータ変速装置であって、前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第１動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第１係合機構と、前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第２動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第２係合機構と、油圧供給源と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記油圧供給源からの作動油を通過させる連通状態と、前記油圧供給源からの作動油を遮断する遮断状態とに切り換えられる出力制御弁と、前記出力制御弁と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記出力制御弁からの作動油を前記第１係合機構に案内する状態と、前記出力制御弁からの作動油を前記第２係合機構に案内する状態とに切り換えられる油路切換弁とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のモータ変速装置は、前記油路切換弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とする。
【０００８】
本発明のモータ変速装置は、前記出力制御弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とする。
【０００９】
本発明のモータ変速装置は、前記油圧供給源は電動ポンプであり、前記出力制御弁は前記電動ポンプからの作動油によって切り換えられることを特徴とする。
【００１０】
本発明のモータ変速装置は、前記電動ポンプは前記走行用モータによって駆動されることを特徴とする。
【００１１】
本発明のモータ変速装置は、前記第１および第２動力伝達径路は１つの遊星歯車列によって構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、油路切換弁によって第１係合機構と第２係合機構とのいずれか一方に作動油を分配するようにしたので、第１係合機構と第２係合機構とが共に係合されるインターロックを回避することが可能となる。また、油路切換弁の上流側に出力制御弁を設けるようにしたので、油路切換弁が制御不能に陥った場合であっても、出力制御弁を遮断状態に切り換えることにより、走行用モータの過回転を防止して電力系統を保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ハイブリッド車両を示す概略図である。
【図２】ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニットの内部構造を示すスケルトン図である。
【図３】パワーユニットのモータ変速装置を拡大して示す断面図である。
【図４】(ａ)はモータ変速装置が備える油圧制御回路を示す回路図であり、(ｂ)は油圧制御回路を簡単に示す回路図である。
【図５】(ａ)はハイクラッチを締結してローブレーキを解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｂ)はローブレーキを締結してハイクラッチを解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｃ)はハイクラッチおよびローブレーキを解放する際の作動状態を示す回路図である。
【図６】本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置が備える油圧制御回路を示す回路図である。
【図７】モータジェネレータによって駆動されるオイルポンプを備えたパワーユニットの一部を示すスケルトン図である。
【図８】本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置が組み込まれたパワーユニットの一部を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両１０を示す概略図である。また、図２はハイブリッド車両１０に搭載されるパワーユニット１１の内部構造を示すスケルトン図である。このパワーユニット１１には本発明の一実施の形態であるモータ変速装置１２が組み付けられている。
【００１５】
図１に示すように、エンジンルーム１３からフロアトンネル１４にかけて、車体にはパワーユニット１１が縦置きに搭載されている。このパワーユニット１１の一端部にはエンジン１５が組み付けられ、パワーユニット１１の他端部にはモータジェネレータ(走行用モータ)１６が組み付けられている。パワーユニット１１内には、無段変速機１７やデファレンシャル機構１８等が組み込まれており、エンジン動力やモータ動力はデファレンシャル機構１８から駆動輪１９に伝達されている。また、交流電動機であるモータジェネレータ１６に対して電力を供給するため、高電圧バッテリ２０とモータジェネレータ１６との間にはインバータ２１が設けられている。インバータ２１はスイッチング素子等によって構成されており、高電圧バッテリ２０からの直流電力はインバータ２１を介してモータジェネレータ１６用の交流電力に変換される。なお、モータジェネレータ１６を発電機として用いる際には、モータジェネレータ１６からの交流電力がインバータ２１を介して高電圧バッテリ２０用の直流電力に変換される。
【００１６】
図２に示すように、エンジン１５にはミッションケース２２が組み付けられており、このミッションケース２２には無段変速機１７が収容されている。無段変速機１７は、エンジン１５に駆動されるプライマリ軸２３と、これに平行となるセカンダリ軸２４とを有している。プライマリ軸２３にはプライマリプーリ２５が設けられており、このプライマリプーリ２５は固定シーブ２５ａと可動シーブ２５ｂとを備えている。可動シーブ２５ｂの背面側には作動油室２６ａ，２６ｂが区画されており、作動油室２６ａ，２６ｂ内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。また、セカンダリ軸２４にはセカンダリプーリ２７が設けられており、このセカンダリプーリ２７は固定シーブ２７ａと可動シーブ２７ｂとを備えている。可動シーブ２７ｂの背面側には作動油室２８が区画されており、作動油室２８内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となる。さらに、プライマリプーリ２５およびセカンダリプーリ２７には駆動チェーン２９が巻き掛けられている。プーリ２５，２７の溝幅を変化させて駆動チェーン２９の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸２３からセカンダリ軸２４に対する無段変速が可能となる。
【００１７】
このような無段変速機１７にエンジン動力を伝達するため、クランク軸３０とプライマリ軸２３との間にはトルクコンバータ３１および前後進切換機構３２が設けられている。トルクコンバータ３１は、クランク軸３０に連結されるポンプインペラ３３と、このポンプインペラ３３に対向するとともにタービン軸３４に連結されるタービンランナ３５とを備えている。また、前後進切換機構３２は、ダブルピニオン式の遊星歯車列３６、前進クラッチ３７および後退ブレーキ３８を備えている。前進クラッチ３７や後退ブレーキ３８を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えてプライマリ軸２３の回転方向を切り換えることが可能となる。さらに、ミッションケース２２内にはセカンダリ軸２４に平行となる駆動軸としての変速出力軸３９が収容されており、変速出力軸３９とセカンダリ軸２４とは歯車列４０を介して連結されている。また、変速出力軸３９の端部にはピニオンギア４１が固定されており、このピニオンギア４１はデファレンシャル機構１８のリングギア４２に噛み合っている。このように、無段変速機１７とデファレンシャル機構１８とは変速出力軸３９を介して連結されており、無段変速機１７から出力されるエンジン動力は変速出力軸３９を介してデファレンシャル機構１８に伝達されるようになっている。
【００１８】
また、ミッションケース２２にはモータケース５０が組み付けられており、モータケース５０にはモータジェネレータ１６が収容されている。モータジェネレータ１６は、モータケース５０に固定されるステータ５１と、ステータ５１の内側に回転自在に収容されるロータ５２とを有している。モータジェネレータ１６と変速出力軸３９との間にはモータ変速装置１２および歯車列５３が設けられ、モータ動力はモータ変速装置１２および歯車列５３を経て駆動輪１９に伝達される。モータ変速装置１２は遊星歯車列５４を有しており、遊星歯車列５４は、ロータ５２から延びるモータ軸５５に連結されるサンギア５６と、歯車列５３を介して変速出力軸３９に連結されるキャリア５７と、キャリア５７のピニオンギア５８に噛み合うリングギア５９とによって構成されている。なお、キャリア５７のピニオンギア５８は、リングギア５９だけでなくサンギア５６にも噛み合っている。また、サンギア５６とキャリア５７との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第１係合機構としてのハイクラッチ６０が設けられている。さらに、リングギア５９とモータケース５０との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第２係合機構としてのローブレーキ６１が設けられている。
【００１９】
図３はパワーユニット１１のモータ変速装置１２を拡大して示す断面図である。図３に示すように、モータ変速装置１２を構成するハイクラッチ６０は、モータ軸５５に固定されるクラッチハブ６２と、歯車列５３の駆動ギア５３ａに連結されるクラッチドラム６３とを有している。クラッチハブ６２には複数の摩擦プレート６４ａが取り付けられ、クラッチドラム６３には複数の摩擦プレート６４ｂが取り付けられている。また、クラッチドラム６３にはピストン部材６５が収容されており、クラッチドラム６３とピストン部材６５とによってクラッチ油室６６が区画されている。このクラッチ油室６６に対して作動油を供給することにより、ピストン部材６５は油圧によって押し出されるため、摩擦プレート６４ａ，６４ｂが互いに押し付けられてハイクラッチ６０は締結状態に切り換えられる。一方、クラッチ油室６６から作動油を排出することにより、ピストン部材６５はバネ部材６７によって押し戻されるため、摩擦プレート６４ａ，６４ｂの係合状態が解かれてハイクラッチ６０は解放状態に切り換えられる。このようなハイクラッチ６０を締結状態に切り換えることにより、キャリア５７とサンギア５６とを一体に回転させることができ、キャリア回転数とモータ回転数とを一致させることが可能となる。すなわち、ハイクラッチ６０を締結状態に切り換えることにより、サンギア５６からハイクラッチ６０を介してキャリア５７にモータ動力を伝達する第１動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。
【００２０】
また、モータ変速装置１２を構成するローブレーキ６１は、リングギア５９に設けられるブレーキハブ７０と、モータケース５０に設けられるブレーキドラム７１とを有している。ブレーキハブ７０には複数の摩擦プレート７２ａが取り付けられ、ブレーキドラム７１には複数の摩擦プレート７２ｂが取り付けられている。また、ブレーキドラム７１にはピストン部材７３が収容されており、ブレーキドラム７１とピストン部材７３とによってブレーキ油室７４が区画されている。このブレーキ油室７４に対して作動油を供給することにより、ピストン部材７３は油圧によって押し出されるため、摩擦プレート７２ａ，７２ｂが互いに押し付けられてローブレーキ６１は締結状態に切り換えられる。一方、ブレーキ油室７４から作動油を排出することにより、ピストン部材７３はバネ部材７５によって押し戻されるため、摩擦プレート７２ａ，７２ｂの係合状態が解かれてローブレーキ６１は解放状態に切り換えられる。このようなローブレーキ６１を締結状態に切り換えることにより、リングギア５９がモータケース５０に固定されるため、モータ回転数をキャリア回転数よりも引き上げることが可能となる。すなわち、ローブレーキ６１を締結状態に切り換えることにより、サンギア５６からピニオンギア５８を介してキャリア５７にモータ動力を伝達する第２動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。
【００２１】
前述したように、ローブレーキ６１を締結してハイクラッチ６０を解放することにより、リングギア５９がモータケース５０に固定されるため、モータ回転数をキャリア回転数よりも引き上げることが可能となる。一方、ハイクラッチ６０を締結してローブレーキ６１を解放することにより、キャリア５７とサンギア５６とを一体に回転させることができ、キャリア回転数とモータ回転数とを一致させることが可能となる。このように、モータ変速装置１２を制御することでモータ回転数を２段階に変速させることができるため、モータジェネレータ１６の上限回転数を引き下げることが可能となる。すなわち、低速時にはローブレーキ６１が締結されてハイクラッチ６０が解放される一方、高速時にはハイクラッチ６０が締結されてローブレーキ６１が解放されるようになっている。なお、ハイクラッチ６０とローブレーキ６１とを共に解放することにより、高速時に変速出力軸３９からモータジェネレータ１６を切り離すことも可能となっている。
【００２２】
ところで、ハイクラッチ６０とローブレーキ６１とが共に締結されてしまうと、ギア比の異なる動力伝達径路が同時に動力伝達状態となるため、変速出力軸３９およびモータ軸５５の回転が急停止することになる。このようなインターロックを回避するため、ハイクラッチ６０およびローブレーキ６１に対して同時に作動油を供給することのないように油圧制御回路８０が構成されている。ここで、図４(ａ)はモータ変速装置１２が備える油圧制御回路８０を示す回路図であり、図４(ｂ)は油圧制御回路８０を簡単に示す回路図である。
【００２３】
図４(ａ)および(ｂ)に示すように、エンジン１５に駆動される油圧供給源としてのオイルポンプ８１と、クラッチ油室６６およびブレーキ油室７４との間には、出力制御弁８２が設けられている。この出力制御弁８２は、オイルポンプ８１からの作動油を通過させる連通状態と、オイルポンプ８１からの作動油を遮断する遮断状態とに切り換えることが可能となっている。また、出力制御弁８２と、クラッチ油室６６およびブレーキ油室７４との間には、油路切換弁８３が設けられている。この油路切換弁８３は、出力制御弁８２からの作動油をクラッチ油室６６に案内するクラッチ締結状態と、出力制御弁８２からの作動油をブレーキ油室７４に案内するブレーキ締結状態とに切り換えることが可能となっている。さらに、出力制御弁８２から油路切換弁８３に作動油を案内する供給油路には油圧センサ８５が設けられており、油圧センサ８５から制御ユニット８６に対して油圧信号が出力されている。
【００２４】
出力制御弁８２は、ハウジング８７とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸８８とを有している。ハウジング８７には入力ポート８７ａ、出力ポート８７ｂおよび排出ポート８７ｃが形成されており、入力ポート８７ａにはオイルポンプ８１から延びる供給油路８９が接続され、出力ポート８７ｂには油路切換弁８３に向かう供給油路８４が接続され、排出ポート８７ｃには排出油路９０が接続されている。また、出力制御弁８２のスプール弁軸８８を作動させるため、スプール弁軸８８の一端側にはバネ部材９１が組み付けられ、スプール弁軸８８の他端側にはパイロット圧室９２が形成されている。ハウジング８７にはパイロット圧室９２に連通するパイロットポート８７ｄが形成されており、パイロットポート８７ｄにはパイロット圧路９３が接続されている。このパイロット圧路９３には制御ユニット８６によって制御される電磁弁９４が接続されており、パイロット圧室９２には電磁弁９４によって調圧された制御圧が供給されている。そして、パイロット圧室９２に作動油を供給することにより、スプール弁軸８８はバネ力に抗して矢印Ａ方向に移動し、出力制御弁８２は入力ポート８７ａと出力ポート８７ｂとを遮断する遮断状態に切り換えられる。一方、パイロット圧室９２から作動油を排出することにより、スプール弁軸８８はバネ力によって矢印Ｂ方向に移動し、出力制御弁８２は入力ポート８７ａと出力ポート８７ｂとを連通する連通状態に切り換えられる。
【００２５】
また、油路切換弁８３は、ハウジング９５とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸９６とを有している。ハウジング９５には入力ポート９５ａが形成され、この入力ポート９５ａには出力制御弁８２から延びる供給油路８４が接続される。また、ハウジング９５には一対の出力ポート９５ｂ，９５ｃが形成され、一方の出力ポート９５ｂにはクラッチ油室６６に連通するクラッチ油路９７が接続され、他方の出力ポート９５ｃにはブレーキ油室７４に連通するブレーキ油路９８が接続される。さらに、ハウジング９５には一対の排出ポート９５ｄ，９５ｅが形成され、それぞれの排出ポート９５ｄ，９５ｅには排出油路９９，１００が接続されている。また、出力制御弁８２のスプール弁軸９６を作動させるため、スプール弁軸９６の一端側にはバネ部材１０１が組み付けられ、スプール弁軸９６の他端側にはパイロット圧室１０２が形成されている。ハウジング９５にはパイロット圧室１０２に連通するパイロットポート９５ｆが形成されており、パイロットポート９５ｆにはパイロット圧路１０３が接続されている。このパイロット圧路１０３には制御ユニット８６によって制御される電磁弁１０４が接続されており、パイロット圧室１０２には電磁弁１０４によって調圧された制御圧が供給されている。そして、パイロット圧室１０２に作動油を供給することにより、スプール弁軸９６はバネ力に抗して矢印Ａ方向に移動し、油路切換弁８３は入力ポート９５ａと出力ポート９５ｃとを連通するブレーキ締結状態に切り換えられる。一方、パイロット圧室１０２から作動油を排出することにより、スプール弁軸９６はバネ力によって矢印Ｂ方向に移動し、油路切換弁８３は入力ポート９５ａと出力ポート９５ｂとを連通するクラッチ締結状態に切り換えられる。
【００２６】
続いて、油圧制御回路８０の作動状態について説明する。図５(ａ)はハイクラッチ６０を締結してローブレーキ６１を解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｂ)はローブレーキ６１を締結してハイクラッチ６０を解放する際の作動状態を示す回路図であり、(ｃ)はハイクラッチ６０およびローブレーキ６１を解放する際の作動状態を示す回路図である。
【００２７】
まず、図５(ａ)に示すように、ハイクラッチ６０を締結してローブレーキ６１を解放する際には、電磁弁９４から出力制御弁８２に対するパイロット圧が遮断され、出力制御弁８２は連通状態に切り換えられる。また、電磁弁１０４から油路切換弁８３に対するパイロット圧が遮断され、油路切換弁８３は作動油をクラッチ油室６６に案内するクラッチ締結状態に切り換えられる。これにより、オイルポンプ８１から吐出された作動油は、出力制御弁８２から油路切換弁８３を経てクラッチ油室６６に案内され、ハイクラッチ６０は締結状態に切り換えられる。このとき、油路切換弁８３はブレーキ油路９８と排出油路１００とを連通させるため、ブレーキ油室７４内の作動油は油路切換弁８３を介して排出され、ローブレーキ６１は確実に解放状態に保たれる。
【００２８】
また、図５(ｂ)に示すように、ローブレーキ６１を締結してハイクラッチ６０を解放する際には、電磁弁９４から出力制御弁８２に対するパイロット圧が遮断され、出力制御弁８２は連通状態に切り換えられる。また、電磁弁１０４から油路切換弁８３に対してパイロット圧が供給され、油路切換弁８３は作動油をブレーキ油室７４に案内するブレーキ締結状態に切り換えられる。これにより、オイルポンプ８１から吐出された作動油は、出力制御弁８２から油路切換弁８３を経てブレーキ油室７４に案内され、ローブレーキ６１は締結状態に切り換えられる。このとき、油路切換弁８３はクラッチ油路９７と排出油路９９とを連通させるため、クラッチ油室６６内の作動油は油路切換弁８３を介して排出され、ハイクラッチ６０は確実に解放状態に保たれる。
【００２９】
さらに、図５(ｃ)に示すように、ハイクラッチ６０とローブレーキ６１との双方を解放する際には、電磁弁９４から出力制御弁８２に対してパイロット圧が供給され、出力制御弁８２は遮断状態に切り換えられる。これにより、オイルポンプ８１からの作動油は出力制御弁８２によって遮断されるため、クラッチ油室６６やブレーキ油室７４に対する作動油の供給を遮断することが可能となる。このとき、出力制御弁８２は供給油路８４と排出油路９０とを連通させるため、油路切換弁８３の作動状態に拘わらずハイクラッチ６０とローブレーキ６１との双方を確実に解放状態に保つことが可能となる。すなわち、図示する場合には、油路切換弁８３を介してブレーキ油路９８と排出油路１００とが連通するため、ブレーキ油室７４内の作動油は油路切換弁８３を介して排出される一方、油路切換弁８３を介してクラッチ油路９７と供給油路８４とが連通するため、クラッチ油室６６内の作動油は油路切換弁８３を介して出力制御弁８２に案内される。しかしながら、出力制御弁８２は供給油路８４と排出油路９０とを連通させるため、クラッチ油室６６内の作動油は油路切換弁８３から出力制御弁８２を介して排出され、ハイクラッチ６０についても確実に解放状態に切り換えることが可能となる。
【００３０】
これまで説明したように、油路切換弁８３によってクラッチ油室６６とブレーキ油室７４とのいずれか一方に作動油を分配するようにしたので、クラッチ油室６６とブレーキ油室７４との双方に作動油が供給されることはなく、インターロックを確実に防止することが可能となる。また、油路切換弁８３の上流側に出力制御弁８２を設けるようにしたので、油路切換弁８３がブレーキ締結状態で制御不能に陥った場合であっても、出力制御弁８２を遮断状態に切り換えることにより、ローブレーキ６１を解放してモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。すなわち、油路切換弁８３を制御する電磁弁１０４に天絡故障(常時オン状態)が生じたり、異物の噛み込み等によって油路切換弁８３がブレーキ締結状態で固着したりしても、ローブレーキ６１を確実に解放することができるため、高速時におけるモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。これにより、モータジェネレータ１６からの過大な誘起電圧によるインバータ２１の故障を回避することが可能となる。
【００３１】
また、出力制御弁８２が連通状態で制御不能に陥った場合であっても、油路切換弁８３をクラッチ締結状態に切り換えることにより、ローブレーキ６１を解放してモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。すなわち、出力制御弁８２を制御する電磁弁９４に地絡故障(常時オフ状態)が生じたり、異物の噛み込み等によって出力制御弁８２が連通状態で固着したりしても、ローブレーキ６１を確実に解放することができるため、高速時にモータジェネレータ１６の過回転を防止することが可能となる。これにより、モータジェネレータ１６からの過大な誘起電圧によるインバータ２１の故障を回避することが可能となる。なお、出力制御弁８２の故障状態は、電磁弁９４に対する制御信号と油圧センサ８５からの油圧信号とを比較することで検出される。
【００３２】
前述した油圧制御回路８０にあっては、出力制御弁８２を電磁弁９４からのパイロット圧によって切り換えているが、これに限られることはなく、オイルポンプ８１から吐出される作動油によって出力制御弁８２を切り換えるようにしても良い。ここで、図６は本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置が備える油圧制御回路１１０を示す回路図である。なお、図４に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、油圧供給源であるオイルポンプ１１１には電動モータ１１２が組み付けられており、オイルポンプ１１１は電動モータ１１２に駆動される電動ポンプとして機能している。また、オイルポンプ１１１と油路切換弁８３との間に設けられる出力制御弁１１３は、ハウジング１１４とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸８８とを有している。ハウジング１１４には入力ポート１１４ａ、出力ポート１１４ｂおよび排出ポート１１４ｃが形成されており、入力ポート１１４ａにはオイルポンプ１１１から延びる供給油路８９が接続され、出力ポート１１４ｂには油路切換弁８３に向かう供給油路８４が接続され、排出ポート１１４ｃには排出油路９０が接続されている。また、ハウジング１１４にはパイロット圧室９２に連通するパイロットポート１１４ｄが形成されており、パイロットポート１１４ｄには供給油路８９から分岐するパイロット圧路１１５が接続されている。そして、パイロット圧室９２に作動油を供給することにより、スプール弁軸８８はバネ力に抗して矢印Ａ方向に移動し、出力制御弁８２は入力ポート１１４ａと出力ポート１１４ｂとを連通する連通状態に切り換えられる。一方、パイロット圧室９２から作動油を排出することにより、スプール弁軸８８はバネ力によって矢印Ｂ方向に移動し、出力制御弁１１３は入力ポート１１４ａと出力ポート１１４ｂとを遮断する遮断状態に切り換えられる。
【００３４】
このような構成により、電動モータ１１２が駆動されたときには、オイルポンプ１１１からパイロット圧室９２に作動油が供給されるため、出力制御弁１１３は連通状態に切り換えられる。一方、電動モータ１１２の駆動が停止されたときには、オイルポンプ１１１からパイロット圧室９２に対する作動油の供給が停止されるため、出力制御弁１１３は遮断状態に切り換えられる。このように、電動モータ１１２の駆動状態に連動して出力制御弁１１３を切り換えることができるため、前述した電磁弁９４を削減することが可能となり、油圧制御回路１１０の簡素化を図ることが可能となる。
【００３５】
また、図６に示す油圧制御回路１１０にあっては、オイルポンプ１１１用の電動モータ１１２を備えているが、これに限られることはなく、モータジェネレータ１６を用いてオイルポンプ１１１を駆動しても良い。ここで、図７はモータジェネレータ１６によって駆動されるオイルポンプ１２０を備えたパワーユニット１２１の一部を示すスケルトン図である。なお、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７に示すように、パワーユニット１２１の後端部には、モータジェネレータ１６に隣接するように油圧供給源としてのオイルポンプ１２０が設けられている。オイルポンプ１２０はアウタロータ１２２とインナロータ１２３とを備えており、インナロータ１２３にはモータジェネレータ１６のロータ５２から延びるポンプ駆動軸１２４が連結されている。このように、モータジェネレータ１６によって駆動されるオイルポンプ１２０を設けることにより、オイルポンプ専用の電動モータ１１２を設ける必要がなく、油圧制御回路１１０の簡素化を図ることが可能となる。なお、オイルポンプ１２０として、例えば外接ギアタイプのオイルポンプを用いるようにしても良い。
【００３６】
また、図示するモータ変速装置１２は遊星歯車列５４を用いて構成されているが、これに限られることはなく、平行軸式の変速歯車列によってモータ変速装置１２を構成しても良い。ここで、図８は本発明の他の実施の形態であるモータ変速装置１３０が組み込まれたパワーユニット１３１の一部を示すスケルトン図である。なお、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図８に示すように、モータ軸５５には２つの駆動ギア１３２ａ，１３３ａが回転自在に設けられており、変速出力軸３９には駆動ギア１３２ａ，１３３ａに噛み合う２つの従動ギア１３２ｂ，１３３ｂが固定されている。また、駆動ギア１３２ａとモータ軸５５との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第１係合機構としてのハイクラッチ１３４が設けられている。さらに、駆動ギア１３３ａとモータ軸５５との間には、締結状態と解放状態とに切り換えられる第２係合機構としてのロークラッチ１３５が設けられている。
【００３７】
ハイクラッチ１３４およびロークラッチ１３５は、モータ軸５５に固定されるクラッチハブ１３６，１３７と、駆動ギア１３２ａ，１３３ａに連結されるクラッチドラム１３８，１３９とを有している。クラッチハブ１３６とクラッチドラム１３８との間には複数の摩擦プレート１４０が取り付けられ、クラッチハブ１３７とクラッチドラム１３９との間には複数の摩擦プレート１４１が取り付けられている。また、クラッチドラム１３８，１３９にはピストン部材１４２，１４３が収容されており、クラッチドラム１３８，１３９とピストン部材１４２，１４３とによってクラッチ油室１４４，１４５が区画されている。そして、クラッチ油室１４４に作動油を供給してハイクラッチ１３４を締結状態に切り換えることにより、ハイクラッチ１３４を介して駆動ギア１３２ａから従動ギア１３２ｂにモータ動力を伝達する第１動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。また、クラッチ油室１４５に作動油を供給してロークラッチ１３５を締結状態に切り換えることにより、ロークラッチ１３５を介して駆動ギア１３３ａから従動ギア１３３ｂにモータ動力を伝達する第２動力伝達径路が動力伝達状態に切り換えられる。
【００３８】
このように、平行軸式の変速歯車列によってモータ変速装置１３０を構成した場合であっても、前述したモータ変速装置１２と同様の効果を得ることが可能となる。なお、図示する場合には、摩擦係合機構であるハイクラッチ１３４やロークラッチ１３５を用いているが、これに限られることはなく、変速歯車列を動力伝達状態に切り換えるシンクロメッシュ機構を設けるとともに、このシンクロメッシュ機構を油圧アクチュエータによって駆動しても良い。
【００３９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、ハイブリッド車両１０に対して本発明を適用しているが、動力源として走行用モータのみを備える電気自動車に対して本発明を適用しても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１６ モータジェネレータ(走行用モータ)
１９ 駆動輪
３９ 変速出力軸(駆動軸)
５４ 遊星歯車列
５５ モータ軸
５６ サンギア(第１動力伝達径路，第２動力伝達径路)
５７ キャリア(第１動力伝達径路，第２動力伝達径路)
５８ ピニオンギア(第２動力伝達径路)
６０ ハイクラッチ(第１係合機構，第１動力伝達径路)
６１ ローブレーキ(第２係合機構)
８１ オイルポンプ(油圧供給源)
８２ 出力制御弁
８３ 油路切換弁
９４ 電磁弁
１０４ 電磁弁
１１１ オイルポンプ(油圧供給源，電動ポンプ)
１１２ 電動モータ
１１３ 出力制御弁
１２０ オイルポンプ(油圧供給源)
１３０ モータ変速装置
１３２ａ 駆動ギア(第１動力伝達径路)
１３３ａ 駆動ギア(第２動力伝達径路)
１３２ｂ 従動ギア(第１動力伝達径路)
１３３ｂ 従動ギア(第２動力伝達径路)
１３４ ハイクラッチ(第１係合機構，第１動力伝達径路)
１３５ ロークラッチ(第２係合機構，第２動力伝達径路)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪に連結される駆動軸と走行用モータに連結されるモータ軸との間に設けられるモータ変速装置であって、
前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第１動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第１係合機構と、
前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第２動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第２係合機構と、
油圧供給源と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記油圧供給源からの作動油を通過させる連通状態と、前記油圧供給源からの作動油を遮断する遮断状態とに切り換えられる出力制御弁と、
前記出力制御弁と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記出力制御弁からの作動油を前記第１係合機構に案内する状態と、前記出力制御弁からの作動油を前記第２係合機構に案内する状態とに切り換えられる油路切換弁とを有することを特徴とするモータ変速装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ変速装置において、
前記油路切換弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のモータ変速装置において、
前記出力制御弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のモータ変速装置において、
前記油圧供給源は電動ポンプであり、前記出力制御弁は前記電動ポンプからの作動油によって切り換えられることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項５】
請求項４記載のモータ変速装置において、
前記電動ポンプは前記走行用モータによって駆動されることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ変速装置において、
前記第１および第２動力伝達径路は１つの遊星歯車列によって構成されることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項１】
駆動輪に連結される駆動軸と走行用モータに連結されるモータ軸との間に設けられるモータ変速装置であって、
前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第１動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第１係合機構と、
前記駆動軸と前記モータ軸との間に設けられる第２動力伝達径路を、動力伝達状態と動力切断状態とに切り換える第２係合機構と、
油圧供給源と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記油圧供給源からの作動油を通過させる連通状態と、前記油圧供給源からの作動油を遮断する遮断状態とに切り換えられる出力制御弁と、
前記出力制御弁と前記第１および第２係合機構との間に設けられ、前記出力制御弁からの作動油を前記第１係合機構に案内する状態と、前記出力制御弁からの作動油を前記第２係合機構に案内する状態とに切り換えられる油路切換弁とを有することを特徴とするモータ変速装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ変速装置において、
前記油路切換弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のモータ変速装置において、
前記出力制御弁は電磁弁からのパイロット圧によって切り換えられることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項４】
請求項１または２記載のモータ変速装置において、
前記油圧供給源は電動ポンプであり、前記出力制御弁は前記電動ポンプからの作動油によって切り換えられることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項５】
請求項４記載のモータ変速装置において、
前記電動ポンプは前記走行用モータによって駆動されることを特徴とするモータ変速装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ変速装置において、
前記第１および第２動力伝達径路は１つの遊星歯車列によって構成されることを特徴とするモータ変速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１０６４９５（Ｐ２０１１−１０６４９５Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５９７３４（Ｐ２００９−２５９７３４）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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