JP5940844B2

JP5940844B2 - 油圧ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP5940844B2
Application number: JP2012056809A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎石川; 安成木村; 雅士加藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP2013189085A

Description

本発明は、エンジンおよびトランスミッションを含むパワートレインと、ポンプ・モータと、アキュムレータとを備え、前記アキュムレータに蓄圧した油圧で前記ポンプ・モータをモータとして駆動して前記エンジンの始動を行うとともに、前記エンジンの駆動力あるいは駆動輪から逆伝達される駆動力で前記ポンプ・モータをポンプとして駆動して前記アキュムレータを蓄圧する油圧ハイブリッド車両に関する。

エンジンをトランスミッションを介して前輪に接続し、ポンプおよびモータとして機能するポンプ・モータを後輪に接続し、発進時にアキュムレータに蓄圧した油圧でポンプ・モータをモータとして駆動するとともに、制動時に後輪から逆伝達される駆動力でポンプ・モータをポンプとして駆動してアキュムレータを蓄圧する油圧ハイブリッド車両が、下記特許文献１により公知である。

またエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する駆動軸をドグクラッチおよびギヤボックスを介してポンプ・モータに接続し、ポンプ・モータの回転数が許容最大回転数になったときにドグクラッチを切り離し、ポンプ・モータの回転数と駆動軸の回転数との差回転が許容回転数内になったときにドグクラッチを接続することで、ドグクラッチの歯欠けを防止する油圧ハイブリッド車両が、下記特許文献２により公知である。

特開平８−２８２３２４号公報特開平６−１０７１３９号公報

ところで、かかる油圧ハイブリッド車両がエンジンおよびトランスミッションよりなるパワートレインを備える場合、そのパワートレインに作動油や潤滑油を供給するためのオイルパンおよびオイルポンプに加えて、油圧ハイブリッドシステム用のオイルタンクおよびポンプ・モータが必要となり、これら二つの油圧系統が併存することで部品点数の増加、装置の大型化、重量の増加、コストの増加等が免れないという問題があった。

この問題を解決するために、パワートレインのオイルポンプを廃止し、油圧ハイブリッドシステム用のポンプ・モータを利用してパワートレインに作動油や潤滑油を供給することが考えられるが、このようにすると、油圧ハイブリッドシステム用のポンプ・モータに大容量のものが必要となり、その大容量のポンプ・モータを小容量で運転するときに効率が低下するため、全体としてエンジンの燃料消費量を増加させる懸念がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、油圧ハイブリッドシステム用のポンプ・モータとエンジンのオイルポンプとを併用して燃費効率を高めながら、両者の機能を更に有効利用することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンおよびトランスミッションを含むパワートレインと、第１ポンプ・モータと、アキュムレータとを備え、前記アキュムレータに蓄圧した油圧で前記第１ポンプ・モータをモータとして駆動して前記エンジンの始動を行うとともに、前記エンジンの駆動力あるいは駆動輪から逆伝達される駆動力で前記第１ポンプ・モータをポンプとして駆動して前記アキュムレータを蓄圧する油圧ハイブリッド車両において、前記エンジンのクランクシャフトに、前記第１ポンプ・モータの回転軸を動力伝達手段を介して接続するとともに第２ポンプ・モータを直接接続し、前記エンジンの運転時には、前記第２ポンプ・モータをポンプとして駆動して前記パワートレインに作動油あるいは潤滑油を供給するとともに、前記エンジンの始動時には、前記アキュムレータから供給されるオイルの一部で前記第１ポンプ・モータをモータとして駆動するとともに、前記アキュムレータから供給されるオイルの残部で前記第２ポンプ・モータをモータとして駆動することで、前記第１ポンプ・モータのトルクおよび前記第２ポンプ・モータのトルクの両方で前記エンジンを始動することを特徴とする油圧ハイブリッド車両が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、エンジンおよびトランスミッションを含むパワートレインと、ポンプ・モータと、アキュムレータとを備え、前記アキュムレータに蓄圧した油圧で前記ポンプ・モータをモータとして駆動して前記エンジンの始動を行うとともに、前記エンジンの駆動力あるいは駆動輪から逆伝達される駆動力で前記ポンプ・モータをポンプとして駆動して前記アキュムレータを蓄圧する油圧ハイブリッド車両において、前記エンジンのクランクシャフトに前記ポンプ・モータおよびオイルポンプを接続し、前記エンジンの運転時には、前記オイルポンプを前記エンジンで駆動して前記パワートレインに作動油あるいは潤滑油を供給するとともに、前記エンジンの始動時には、前記ポンプ・モータをモータとして駆動したオイルを前記パワートレインに作動油あるいは潤滑油として供給することを特徴とする油圧ハイブリッド車両が提案される。

尚、実施の形態の無端ベルト５２は本発明の動力伝達手段に対応する。

請求項１の構成によれば、アキュムレータに蓄圧した油圧で第１ポンプ・モータをモータとして駆動することで、エンジンの始動を行うことができ、またエンジンの駆動力あるいは駆動輪から逆伝達される駆動力で第１ポンプ・モータをポンプとして駆動することで、アキュムレータを蓄圧することができる。エンジンのクランクシャフトに、第１ポンプ・モータの回転軸を動力伝達手段を介して接続するとともに第２ポンプ・モータを直接接続したので、エンジンの運転時には、第２ポンプ・モータをポンプとして駆動してパワートレインに作動油あるいは潤滑油を供給することで、第１ポンプ・モータからパワートレインに作動油あるいは潤滑油を供給する場合に比べて、第２ポンプ・モータをパワートレイン専用に使用する分だけ燃費効率を高めることができる。

しかもエンジンの始動時には、アキュムレータから供給されるオイルの一部で第１ポンプ・モータをモータとして駆動するとともに、アキュムレータから供給されるオイルの残部で第２ポンプ・モータをモータとして駆動することで、第１、第２ポンプ・モータの両方のトルクを合算した大トルクでエンジンをクランキングして確実に始動することができる。

また請求項２の構成によれば、アキュムレータに蓄圧した油圧でポンプ・モータをモータとして駆動することで、エンジンの始動を行うことができ、またエンジンの駆動力あるいは駆動輪から逆伝達される駆動力でポンプ・モータをポンプとして駆動することで、アキュムレータを蓄圧することができる。エンジンのクランクシャフトにポンプ・モータおよびオイルポンプを接続したので、エンジンの運転時には、オイルポンプでパワートレインに作動油あるいは潤滑油を供給することで、ポンプ・モータからパワートレインに作動油あるいは潤滑油を供給する場合に比べて、オイルポンプをパワートレイン専用に使用する分だけ燃費効率を高めることができる。

またエンジンの始動時には、アキュムレータに蓄圧した油圧でポンプ・モータをモータとして駆動した後のオイルをパワートレインに作動油あるいは潤滑油として供給するので、アイドリングストップ制御用の電動オイルポンプを廃止してコストダウンを図ることができるだけなく、電動スタータモータのトルクよりも遥かに大きいポンプ・モータのトルクでエンジンを素早く始動するとともに、始動したエンジンにより駆動されるオイルポンプの油圧を早期に立ち上げて車両の速やかな発進を可能にすることができ、しかもエンジンの始動時にポンプ・モータを通過したオイルはパワートレイン側に供給されるため、このオイルでパワートレインの油圧を更に早期に立ち上げることができる。

スプールバルブの中立位置での縦断面図。［第１の実施の形態］スプールバルブの駆動位置での縦断面図。［第１の実施の形態］スプールバルブの蓄圧位置での縦断面図。［第１の実施の形態］エンジンの縦断面図。［第１の実施の形態］図４の５方向矢視図。［第１の実施の形態］油圧ハイブリッドシステムおよびパワートレインの油圧回路図（エンジン始動時以外の状態）。［第１の実施の形態］油圧ハイブリッドシステムおよびパワートレインの油圧回路図（エンジン始動時の状態）。［第１の実施の形態］図４に対応する図。［第２の実施の形態］油圧ハイブリッドシステムを備えるパワートレインの構造を示す図。［第３の実施の形態］油圧ハイブリッドシステムおよびパワートレインの油圧回路図（エンジン始動時以外の状態）。［第３の実施の形態］油圧ハイブリッドシステムおよびパワートレインの油圧回路図（エンジン始動時の状態）。［第３の実施の形態］電動スタータモータによる始動特性とポンプ・モータによる始動特性とを比較するグラフ。［第１〜第３の実施の形態］

第１の実施の形態

以下、図１〜図７および図１２に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、自動車用の油圧ハイブリッドシステムに使用されるスプールバルブＶは、バルブケース１１に形成したスリーブ支持孔１１ａに嵌合する円筒状のスリーブ１２を備えており、スリーブ１２の一端に当接する環状の第１エンドプレート１３の外面を覆うソレノイド支持部材１４が、リニアソレノイド１５と共に複数本のボルト１６…でバルブケース１１の一方の側面に締結され、スリーブ１２の他端に当接する環状の第２エンドプレート１７の外面を覆うカバー部材１８が複数本のボルト１９…でバルブケース１１の他方の側面に締結される。スリーブ１２に形成されたスプール孔１２ａの内部にスプール２０が軸方向摺動可能に嵌合しており、その一端から延びるロッド部２０ａの先端とリニアソレノイド１５の出力ロッド１５ａの先端とが接続される。

スプール２０のロッド部２０ａが貫通するハット状の第１スプリングシート２１がスプール孔１２ａおよび第１エンドプレート１３の内周面に摺動自在に嵌合し、ソレノイド支持部材１４との間に縮設した第１スプリング２２でスプール２０に向けて付勢された第１スプリングシート２１は、そのフランジ部２１ａが第１エンドプレート１３の段部１３ａに当接する位置に停止する。またハット状の第２スプリングシート２３がスプール孔１２ａおよび第２エンドプレート１７の内周面に摺動自在に嵌合し、カバー部材１８との間に縮設した第２スプリング２４でスプール２０に向けて付勢された第２スプリングシート２３は、そのフランジ部２３ａが第２エンドプレート１７の段部１７ａに当接する位置に停止する。

この状態で、スプール２０の両端部は第１スプリングシート２１および第２スプリングシート２３間に挟まれ、スプール２０は中立位置に位置決めされる。リニアソレノイド１５を一方向に励磁して出力ロッド１５ａが前進すると、スプール２０が図１において左動することで、スプール２０に押圧された第２スプリングシート２３は第２スプリング２４を圧縮しながら左動する。この位置を駆動位置（図２参照）と呼ぶ。またリニアソレノイド１５を他方向に励磁して出力ロッド１５ａが後退すると、スプール２０が図１において右動することで、スプール２０に押圧された第１スプリングシート２１は第１スプリング２２を圧縮しながら右動する。この位置を蓄圧位置（図３参照）と呼ぶ。

リニアソレノイド１５は出力ロッド１５ａを任意の位置に前進あるいは後退させることができるため、スプール２０は任意の位置にストロークすることが可能であり、スプールバルブＶは駆動位置および蓄圧位置においてオイルの流量を制御する絞り弁としての機能を発揮する。

スリーブ１２のスプール孔１２ａの内周面には、その右端側から左端側に向かって環状の第１ポートＰ１〜第７ポートＰ７が順次形成される。またスプール２０の外周面には、その右端側から左端側に向かって大径の第１ランドＬ１〜第５ランドＬ５が順次形成されるとともに、第１ランドＬ１〜第５ランドＬ５間に挟まれた小径の第１グルーブＧ１〜第４グルーブＧ４が順次形成される。第１ランドＬ１〜第５ランドＬ５の外径はスプール孔１２ａの内径と同一であり、第１ランドＬ１〜第５ランドＬ５の外周面がスプール孔１２ａに内周面に当接する位置では、オイルが通過不能にシールされる。

スプール２０の第２ランドＬ２の外周面における第１グルーブＧ１に臨む部分と、スプール２０の第４ランドＬ４の外周面における第３グルーブＧ３に臨む部分とに、周方向に９０°ずつ離間した各４個の絞り溝３０…が形成される。これらの絞り溝３０…により、スプール２０のストローク位置に応じたオイルの流量制御が可能になる。

図１に示すように、第１ポートＰ１は油路２５Ａを介してオイルタンク２６に連通し、第７ポートＰ７は油路２５Ｂを介してオイルタンク２６に連通し、第２ポートＰ２は油路２５Ｃを介して第１ポンプ・モータ２７の吐出側に連通し、第６ポートＰ６は油路２５Ｄを介して第１ポンプ・モータ２７の吸入側に連通し、第３ポートＰ３は油路２５Ｅを介して前記油路２５Ｄに連通し、第４ポートＰ４は油路２５Ｆ、チェックバルブ２８および油路２５Ｇを介して前記油路２５Ｃに連通し、第５ポートＰ５は油路２５Ｈを介してアキュムレータ２９に連通する。

図１、図４および図５に示すように、本実施の形態の油圧ハイブリッドシステム４１はエンジンＥのシリンダブロック４２の下面に締結された既存のオイルパンの内部に収納される。このオイルパンは、上述した油圧ハイブリッドシステム４１のオイルタンク２６に兼用される。油圧ハイブリッドシステム４１は、クランクシャフト４３をシリンダブロック４２に支持するロアブロック４４の下面に、複数のブラケット４５…を介して吊り下げ支持される。油圧ハイブリッドシステム４１のケーシング４６の内部にスプールバルブＶおよび外接型ギヤポンプよりなるオイルポンプ２７が収納され、ケーシング４６の外部にスプールバルブＶを駆動するリニアソレノイド１５が固定される。またケーシング４６の後部には、４個の球体よりなるアキュムレータ２９が接続される。ケーシング４６の下部にはオイルタンク２６の内部空間に連通する吸入口４７が形成されており、ケーシング４６の上部から延びるオイル供給配管４８がロアブロック４４内の油路に接続される。

パワートレインＰＴを構成するエンジンＥとトランスミッションとに油圧系統および潤滑系統を共有させ、エンジンＥのメインギャラリのオイルをトランスミッションにも供給することが可能である。このように、パワートレインＰＴおよび油圧ハイブリッドシステム４１がオイルタンク２６だけでなく、オイルフィルタ、油温センサ、オイルクーラー等を共有することで部品点数、重量、スペース、コスト等の大幅な削減が可能になる。

クランクシャフト４３には、例えばトロコイドポンプよりなる第２ポンプ・モータ３１が設けられる。第２ポンプ・モータ３１の吸入ポートは、吸入油路５４およびオイルストレーナ５５を介してオイルタンク２６の内部に連通する。またシリンダブロック４２の外部において、クランクシャフト４３の軸端に設けた第１プーリ４９と、第１ポンプ・モータ２７の回転軸５０に設けた第２プーリ５１とに無端ベルト５２が巻き掛けられており、第２プーリ５１と第１ポンプ・モータ２７の回転軸５０との間に電磁クラッチ５３が設けられる。これにより、クランクシャフト４３および第１ポンプ・モータ２７の間で双方向のトルク伝達が可能であり、第１ポンプ・モータ２７および第２ポンプ・モータ３１は相互に連動して回転することになる。

図６および図７に示すように、油圧ハイブリッドシステム４１のアキュムレータ２９から延びる油路２５Ｈは、電磁開閉バルブ３２および油路２５Ｉを介して第２ポンプ・モータ３１に連通するとともに、チェックバルブ３４および油路２５Ｌを介してオイルタンク２６に連通する。また第２ポンプ・モータ３１は、油路２５Ｊ、リリーフバルブ３３および油路２５Ｋを介してオイルタンク２６に連通し、油路２５ＪはパワートレインＰＴの油圧機器および被潤滑部３６および油路２５Ｍを介してオイルタンク２６に連通する。パワートレインＰＴの油圧機器は、例えばエンジンＥの動弁機構や、トランスミッションの油圧クラッチ、油圧ブレーキ、トルクコンバータ等である。

尚、図６および図７において便宜的に四つに分けて記載されているオイルタンク２６は、実際にはエンジンＥの１個のオイルパンである。

従って、油圧ハイブリッドシステム４１の駆動状態では、アキュムレータ２９に蓄圧した油圧で第１ポンプ・モータ２７がモータとして機能し、そのトルクが第２プーリ５１、無端ベルト５２および第１プーリ４９を介してクランクシャフト４３に伝達されることで、エンジンＥの駆動力をアシストしたり、エンジンＥをクランキングしたり、エンジンＥを停止した状態で車両を走行させたりすることができる。油圧ハイブリッドシステム４１の蓄圧状態では、エンジンＥから第１プーリ４９、無端ベルト５２および第２プーリ５１を介して伝達されるトルク、あるいは駆動輪から上記経路で逆伝達されるトルクで第１ポンプ・モータ２７がポンプとして機能し、オイルタンク２６のオイルを加圧してリザーバ２９に蓄圧することができる。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

図２はスプール２０が左動した駆動位置を示しており、第１グルーブＧ１によって第１ポートＰ１および第２ポートＰ２が連通し、第２グルーブＧ２によって第３ポートＰ３および第４ポートＰ４が連通し、第３グルーブＧ３によって第５ポートＰ５および第６ポートＰ６が連通し、残りの第７ポートＰ７は第４ランドＬ４によって他のポートとの連通を遮断される。

その結果、アキュムレータ２９に蓄圧した油圧が油路２５Ｈ→第５ポートＰ５→第３グルーブＧ→第６ポートＰ６→油路２５Ｄ→第１ポンプ・モータ２７→油路２５Ｃ→第２ポートＰ２→第１グルーブＧ１→第１ポートＰ１→油路２５Ａ→オイルタンク２６の経路で流れ、アキュムレータ２９に蓄圧した油圧で第１ポンプ・モータ２７をモータとして駆動することで、走行用の駆動力を発生させたり、エンジンの駆動力をアシストしたり、エンジンＥをクランキングしたりすることができる。

また図３はスプール２０が右動した蓄圧位置を示しており、第３グルーブＧ３によって第４ポートＰ４および第５ポートＰ５が連通し、第４グルーブＧ４によって第６ポートＰ６および第７ポートＰ７が連通し、残りの第１ポートＰ１、第２ポートＰ２および第３ポートＰ３は第２ランドＬ２および第３ランドＬ３によって他のポートとの連通を遮断される。

その結果、駆動輪から逆伝達される駆動力やエンジンＥの駆動力で第１ポンプ・モータ２７をポンプとして駆動することで、オイルタンク２６のオイルが油路２５Ｂ→第７ポートＰ７→第４グルーブＧ４→第６ポートＰ６→油路２５Ｄ→第１ポンプ・モータ２７→油路２５Ｃ→油路２５Ｇ→チェックバルブ２８→油路２５Ｆ→第４ポートＰ４→第３グルーブＧ３→第５ポートＰ５→油路２５Ｈ→アキュムレータ２９の経路で流れ、加圧したオイルをアキュムレータ２９に蓄圧することができる。

図１に示す中立位置では、第１グルーブＧ１によって第１ポートＰ１および第２ポートＰ２が連通し、第４グルーブＧ４によって第６ポートＰ６および第７ポートＰ７が連通し、残りの第３ポートＰ３、第４ポートＰ４および第５ポートＰ５は第２ランドＬ２、第３ランドＬ３および第４ランドＬ４によって他のポートとの連通を遮断される。

その結果、駆動輪から逆伝達される駆動力やエンジンＥの駆動力で第１ポンプ・モータ２７がポンプとして機能するときに、第１ポンプ・モータ２７が吐出するオイルを、油路２５Ｃ→第２ポートＰ２→第１グルーブＧ１→第１ポートＰ１→油路２５Ａ→油路２５Ｂ→第７ポートＰ７→第４グルーブＧ４→第６ポートＰ６→油路２５Ｄ→第１第１ポンプ・モータ２７の経路で循環させ、第１ポンプ・モータ２７を低負荷状態で運転することができる。また電磁クラッチ５３を切断することで、作動を停止することも可能である。

さて、エンジンＥの始動時以外のときには、図６に示すように、電磁開閉バルブ３２が閉弁して油路２５Ｈおよび油路２５Ｉ間の連通は遮断されている。この状態でエンジンＥにより駆動される第２ポンプ・モータ３１はポンプとして機能し、オイルタンク２６から汲み上げられたオイルは油路２５Ｌ→チェックバルブ３４→油路２５Ｉ→第２ポンプ・モータ３１→油路２５Ｊ→パワートレインＰＴの油圧機器および被潤滑部３５→油路２５Ｍの経路でオイルタンク２６に流れ、その間にパワートレインＰＴの油圧機器を作動させるとともにパワートレインＰＴの被潤滑部を潤滑する。このとき余剰となったオイルは、油路２５Ｊからリリーフバルブ３３および油路２５Ｋを介してオイルタンク２６に排出される。

また図７に示すように、エンジンＥの始動時には、電磁開閉バルブ３２が開弁して油路２５Ｈおよび油路２５Ｉ間が連通する。その結果、アキュムレータ２９から油路２５Ｈに流出したオイルの一部は第１ポンプ・モータ２７をモータとして駆動するとともに、前記オイルの残部は、電磁開閉バルブ３２および油路２５Ｉを流れて第２ポンプ・モータ３１をモータとして駆動した後、低圧になったオイルは油路２５ＪからパワートレインＰＴの油圧機器および被潤滑部３５および油路２５Ｍを介してオイルタンク２６に排出されるか、あるいは油路２５Ｊからリリーフバルブ３３および油路２５Ｋを介してオイルタンク２６に排出される。このように、エンジンＥの始動時にはアキュムレータ２９に蓄圧した油圧で第１ポンプ・モータ２７および第２ポンプ・モータ３１を共にモータとして駆動し、第１、第２ポンプ・モータ２７，３１の両方のトルクでエンジンＥをクランキングすることで、エンジンＥの始動性を高めることができる。

図１２に示すように、電動スタータモータよりも遥かにトルクの大きい第１、第２ポンプ・モータ２７，３１をスタータモータとして使用することで、電動スタータモータに比べて短時間でエンジンＥを始動することができる。このようにエンジンＥを素早く始動することで、エンジンＥにより駆動されてポンプとして機能する第２ポンプ・モータ３１が発生する油圧の立ち上がりも素早くなるため、パワートレインＰＴの油圧を極めて短時間で立ち上げて車両の発進を遅滞なく行わせることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、エンジンＥのクランクシャフト４３に第１ポンプ・モータ２７の回転軸５０を無端ベルト５２を介して接続するとともに、エンジンＥのクランクシャフト４３に第２ポンプ・モータ３１を直接接続したので、エンジンＥの運転時には、第２ポンプ・モータ３１をポンプとして駆動してパワートレインＰＴに作動油あるいは潤滑油を供給することで、第１ポンプ・モータ２７からパワートレインＰＴに作動油あるいは潤滑油を供給する場合に比べて、第２ポンプ・モータ３１をパワートレインＰＴ用として最適の容量に設定することが可能となり、その分だけ燃費効率を高めることができる。

またエンジンＥの始動時には、第１ポンプ・モータ２７をモータとして駆動するオイルの残部で第２ポンプ・モータ３１をモータとして駆動することで、第１、第２ポンプ・モータ２７，３１の両方のトルクを合算した大トルクでエンジンＥをクランキングして確実に始動することができる。

また油圧ハイブリッドシステム４１をエンジンＥのオイルパン（オイルタンク２６）の内部に収納したので、油圧ハイブリッドシステム４１を設けたことでパワートレインＰＴが大型化するのを防止して車両への搭載性を高めることができるだけでなく、油圧ハイブリッドシステム４１が発生する振動や騒音をエンジンＥの防振マウントで吸収することが可能となって車両の静粛性を高めることができる。

またエンジンＥのクランクシャフト４３と油圧ハイブリッドシステム４１の第１ポンプ・モータ２７の回転軸５０とを平行に配置して無端ベルト５２で接続したので、クランクシャフト４３および第１ポンプ・モータ２７間の駆動力伝達機構の構造を簡素化するとともに、駆動力の伝達ロスを最小限に抑えることが可能となり、第１ポンプ・モータ２７でエンジンＥをクランキングして始動する際の始動性および静粛性を高めることができる。

第２の実施の形態

次に、図８に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態（図４参照）では、油圧ハイブリッドシステム４１がオイルタンク２６の内部に収納されているが、第２の実施の形態（図８参照）では、油圧ハイブリッドシステム４１がオイルタンク２６の下面にボルト５６…で固定されており、エンジンＥのクランクシャフト４３および第１ポンプ・モータ２７の回転軸５０は、シリンダブロック４２の外部で第１プーリ４９、第２プーリ５１および無端ベルト５２を介して接続される。油圧ハイブリッドシステム４１のケーシング４６の上面に設けた吸入口４７がオイルタンク２６の内部空間に連通しており、従って油圧ハイブリッドシステム４１およびパワートレインＰＴはオイルタンク２６を共有する。

この第２の実施の形態のその他の構成は上述した第１の実施の形態と同じある。第１の実施の形態では油圧ハイブリッドシステム４１をオイルタンク２６の内部に収納したので、油圧ハイブリッドシステム４１の暖機、ＮＶ特性、オイルのリーク対策や、油圧ハイブリッドシステム４１を含むパワートレインＰＴの小型化の面で有利であるが、そのメンテナンス性が低下する可能性がある。一方、第２の実施の形態によれば、油圧ハイブリッドシステム４１がオイルタンク２６の外部に配置されているため、そのメンテナンス性が良好になる。

第２の実施の形態のその他の作用効果は、前述した第１の実施の形態と同じである。

第３の実施の形態

次に、図９〜図１２に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

図９に示すように、本実施の形態のパワートレインＰＴは、エンジンＥとベルト式無段変速機よりなるトランスミッションＴとを備えており、油圧ハイブリッドシステム４１はトランスミッションＴのオイルタンク２６の内部に収納される。

トランスミッションＴはトルクコンバータ６１、発進クラッチ６２および無段変速機構６３を備えており、トルクコンバータ６１は、ポンプインペラ６４がエンジンＥのクランクシャフト４３が接続され、タービンランナ６５がタービン軸６６に接続され、ステータベーン６７がケーシングに固定される。タービン軸６６に発進クラッチ６２を介して接続された入力軸６９に無段変速機構６３のドライブプーリ７０が接続され、ドライブプーリ７０は無端ベルト７１を介して図示せぬドリブンプーリや出力軸に接続される。

トルクコンバータ６１のポンプインペラ６４に固定した筒状のポンプ軸７２がタービン軸６６の外周に相対回転自在に嵌合しており、このポンプ軸７２に設けたドライブスプロケット７３とオイルポンプ３１′に設けたドリブンスプロケット７４とが無端チェーン７５を介して接続される。またオイルポンプ３１′と油圧ハイブリッドシステム４１のポンプ・モータ２７とが連結軸７６を介して接続される。つまりオイルポンプ３１′は、エンジンＥのクランクシャフト４３にトルクコンバータ６１のポンプインペラ６４、ポンプ軸７２、ドライブスプロケット７３、無端チェーン７５およびドリブンスプロケット７４を介して接続されるとともに、ポンプ・モータ２７に連結軸７６を介して接続される。

エンジンＥおよびトランスミッションＴよりなるパワートレインＰＴはオイルタンク２６を共有しており、オイルタンク２６の内部に収納された油圧ハイブリッドシステム４１も同じオイルタンク２６を共有している。しかもパワートレインＰＴおよび油圧ハイブリッドシステム４１は、オイルタンク２６だけでなく、オイルフィルタ、油温センサ、オイルクーラー等を共有するので、部品点数、重量、スペース、コスト等の大幅な削減が可能になる。

図１０および図１１に示すように、油圧ハイブリッドシステム４１のポンプ・モータ２７の下流側の油路２５Ｃは、電磁開閉バルブ３２、油路２５Ｉ、パワートレインＰＴの油圧機器および被潤滑部３６および油路２５Ｊを介してオイルタンク２６に連通するとともに、前記油路２５Ｉはリリーフバルブ３３および油路２５Ｋを介してオイルタンク２６に連通する。またオイルポンプ３１′は、油路２５Ｌを介してオイルタンク２６に連通するとともに、油路２５Ｍを介して前記油路２５Ｉに連通する。パワートレインＰＴの油圧機器は、例えばエンジンＥの動弁機構や、トランスミッションＴの油圧クラッチ、油圧ブレーキ、トルクコンバータ等である。

エンジンＥの始動時以外のときには、図１０に示すように、電磁開閉バルブ３２が閉弁して油路２５Ｈおよび油路２５Ｉ間の連通は遮断されている。この状態でエンジンＥにより駆動されるオイルポンプ３１′はポンプとして機能し、オイルタンク２６から汲み上げられたオイルは油路２５Ｌ→オイルポンプ３１′→油路２５Ｉ、パワートレインＰＴの油圧機器および被潤滑部３５→油路２５Ｍの経路でオイルタンク２６に流れ、その間にパワートレインＰＴの油圧機器を作動させるとともにパワートレインＰＴの被潤滑部を潤滑する。このとき余剰となったオイルは、油路２５Ｉからリリーフバルブ３３および油路２５Ｋを介してオイルタンク２６に排出される。

また図１１に示すように、エンジンＥの始動時には、電磁開閉バルブ３２が開弁して油路２５Ｃおよび油路２５Ｉ間が連通する。その結果、エンジンＥを始動すべくモータとして機能するポンプ・モータ２７がら油路２５Ｃに排出されたオイルの一部は、電磁開閉バルブ３２→油路２５Ｉ→パワートレインＰＴの油圧機器および被潤滑部３５→油路２５Ｊの経路でオイルタンク２６に排出され、そのとき余剰となったオイルは油路２５Ｉからリリーフバルブ３３および油路２５Ｋを介してオイルタンク２６に排出される。このように、エンジンＥの始動時には、モータとして機能するポンプ・モータ２７から排出されたオイルをパワートレインＰＴの油圧機器および被潤滑部３５に供給することができる。

エンジンＥのアイドリングストップ制御を行う車両では、アイドリングストップ後の発進時にトランスミッションＴに変速用の油圧を遅滞なく供給するために、エンジンＥにより作動するオイルポンプ３１′とは別個に電動油圧ポンプを設け、アイドリングストップ中に電動油圧ポンプで油圧を立ち上げてトランスミッションＴに供給する必要がある。しかしながら本実施の形態によれば、エンジンのアイドリングストップ後の発進時に、エンジンＥをクランキングするポンプ・モータ２７が排出するオイルをトランスミッションＴに作動油として供給することで発進のための変速を行うことが可能となり、アイドリングストップ制御のための電動油圧ポンプを廃止して部品点数やコストを削減することができる。

図１２に示すように、電動スタータモータよりも遥かにトルクの大きいポンプ・モータ２７をスタータモータとして使用することで、電動スタータモータに比べて短時間でエンジンＥを始動することができる。このようにエンジンＥを素早く始動することで、エンジンＥにより駆動されるオイルポンプ３１′が発生する油圧の立ち上がりも素早くなり、しかもパワートレインＰＴにはポンプ・モータ２７を通過したオイルと、始動したエンジンＥにより駆動されるオイルポンプ３１′が吐出するオイルとの両方が供給されるため、パワートレインＰＴの油圧を極めて短時間で立ち上げて車両の発進を遅滞なく行わせることができる。

第３の実施の形態のその他の作用効果は、前述した第１の実施の形態と同じである。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、第１、第２の実施の形態ではパワートレインＰＴがエンジンＥおよびトランスミッションの両方を含んでいるが、本発明のパワートレインはエンジンあるいはトランスミッションの少なくとも一方を含んでいれば良い。尚、第３の実施の形態のパワートレインＰＴはトランスミッションＴを含むことが必須である。

また第３の実施の形態では油圧ハイブリッドシステム４１をオイルタンク２６の内部に収納しているが、それをオイルタンク２６の外部に配置しても良い。

また第３の実施の形態のトランスミッションＴはベルト式無段変速機であるが、任意の形式のオートマチックトランスミッションであれば良い。

２７第１ポンプ・モータ、ポンプ・モータ
２９アキュムレータ
３１第２ポンプ・モータ
３１′ オイルポンプ
４３クランクシャフト
５０回転軸
５２無端ベルト（動力伝達手段）
Ｅエンジン
ＰＴパワートレイン
Ｔトランスミッション

Claims

エンジン（Ｅ）およびトランスミッションを含むパワートレイン（ＰＴ）と、第１ポンプ・モータ（２７）と、アキュムレータ（２９）とを備え、
前記アキュムレータ（２９）に蓄圧した油圧で前記第１ポンプ・モータ（２７）をモータとして駆動して前記エンジン（Ｅ）の始動を行うとともに、前記エンジン（Ｅ）の駆動力あるいは駆動輪から逆伝達される駆動力で前記第１ポンプ・モータ（２７）をポンプとして駆動して前記アキュムレータ（２９）を蓄圧する油圧ハイブリッド車両において、
前記エンジン（Ｅ）のクランクシャフト（４３）に、前記第１ポンプ・モータ（２７）の回転軸（５０）を動力伝達手段（５２）を介して接続するとともに第２ポンプ・モータ（３１）を直接接続し、
前記エンジン（Ｅ）の運転時には、前記第２ポンプ・モータ（３１）をポンプとして駆動して前記パワートレイン（ＰＴ）に作動油あるいは潤滑油を供給するとともに、前記エンジン（Ｅ）の始動時には、前記アキュムレータ（２９）から供給されるオイルの一部で前記第１ポンプ・モータ（２７）をモータとして駆動するとともに、前記アキュムレータ（２９）から供給されるオイルの残部で前記第２ポンプ・モータ（３１）をモータとして駆動することで、前記第１ポンプ・モータ（２７）のトルクおよび前記第２ポンプ・モータ（３１）のトルクの両方で前記エンジン（Ｅ）を始動することを特徴とする油圧ハイブリッド車両。
エンジン（Ｅ）およびトランスミッション（Ｔ）を含むパワートレイン（ＰＴ）と、ポンプ・モータ（２７）と、アキュムレータ（２９）とを備え、
前記アキュムレータ（２９）に蓄圧した油圧で前記ポンプ・モータ（２７）をモータとして駆動して前記エンジン（Ｅ）の始動を行うとともに、前記エンジン（Ｅ）の駆動力あるいは駆動輪から逆伝達される駆動力で前記ポンプ・モータ（２７）をポンプとして駆動して前記アキュムレータ（２９）を蓄圧する油圧ハイブリッド車両において、
前記エンジン（Ｅ）のクランクシャフト（４３）に前記ポンプ・モータ（２７）およびオイルポンプ（３１′）を接続し、
前記エンジン（Ｅ）の運転時には、前記オイルポンプ（３１′）を前記エンジン（Ｅ）で駆動して前記パワートレイン（ＰＴ）に作動油あるいは潤滑油を供給するとともに、前記エンジン（Ｅ）の始動時には、前記ポンプ・モータ（２７）をモータとして駆動したオイルを前記パワートレイン（ＰＴ）に作動油あるいは潤滑油として供給することを特徴とする油圧ハイブリッド車両。