(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両の駆動装置において、第１モータジェネレータの振動及び騒音を抑制する。【解決手段】第１モータジェネレータ（第１ＭＧ）１２のロータコア２０がステータコア２１に対し、中空軸１９のスラストと逆方向にずれている。第１ＭＧ１２が発電機として機能するとき、ロータコア２０に電磁吸引力が発生する。電磁吸引力は、ロータコア２０がステータコア２１に対してずれた方向と逆方向、すなわちスラストと同じ方向に発生する。スラストと電磁吸引力により中空軸１９が軸受２３に押さえ付けられる。よって、中空軸１９は軸線方向において安定し、第１ＭＧ１２の振動及び騒音を抑制することができる。【選択図】図２
2007320382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１および第２モータジェネレータと、
これらの原動機が接続され、原動機間で動力の分配、統合を行う動力分配統合装置と、
を有するハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第１モータジェネレータは、
前記動力分配統合装置に接続する軸に固定されているロータコアと、
前記ロータコアと所定の間隔をもって相対し、励磁コイルが巻かれたステータコアと、
を有し、
前記ロータコアと前記ステータコアとが前記軸の軸線方向にずれており、前記軸に発生するスラスト力と同じ方向に電磁吸引力を発生させる、
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記第１モータジェネレータは、前記ロータコアを前記ステータコアに対し前記軸線方向にずらすために、前記軸の軸線方向の位置を調整する調整部材を有する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド車両の駆動装置において、
前記軸線方向における前記ロータコアの長さは、前記ステータコアの長さと異なる長さであり、
前記軸線方向における前記ロータコアの中点と前記ステータコアの中点とが前記軸線方向にずれている、
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置、特にモータジェネレータの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、エンジンと電動機という異なる動力源の原動機を有する駆動装置を搭載し、これら原動機の出力により走行する車両である。
【０００３】
ハイブリッド車両の駆動装置としては、従来から種々提案されている。下記特許文献１には、エンジンと、第１及び第２モータジェネレータと、これら原動機が接続されている動力分配統合装置を備えたものが駆動装置の一例として記載されている。第１モータジェネレータは、主に発電機として機能し、エンジンのスタータモータとしても機能する。第２モータジェネレータは、主に電動機として機能し、車両の減速時には、発電機としても機能する。動力分配統合装置は、遊星歯車機構からなり、エンジンと第１及び第２モータジェネレータとの間で動力の分配及び統合を行う。
【０００４】
エンジンと第１及び第２モータジェネレータは、遊星歯車機構の３要素、すなわちプラネタリキャリア、サンギアそしてリングギアに接続され、また、第２モータジェネレータは、減速機構を介して駆動輪に接続されている。３つの原動機を制御することにより、駆動装置は、第２モータジェネレータ単独で走行するモード、エンジンと第２モータジェネレータを協調して走行するモード、またエンジンの動力の一部で第１モータジェネレータによる発電を行うモードなど、各種のモードによる走行を行う。
【０００５】
下記特許文献２には、ハイブリッド車両の駆動装置に用いる遊星歯車に、はす歯歯車（ヘリカルギア）を採用することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１２４９４号公報
【特許文献２】国際公開第００／３２４３３号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
動力分配統合装置の遊星歯車は、はす歯歯車を使用しているため、動力分配統合装置に接続する第１モータジェネレータの軸にスラストが発生する。このため、駆動装置は、スラストが働く方向に対しこの軸を支持することができる軸受を有している。
【０００８】
しかしながら、スラストは、エンジンの回転変動により変動する。これに伴い、軸及び軸に固定されているロータコアが軸線方向に変動し、第１モータジェネレータから振動及び騒音が発生してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、簡易な構造によりモータジェネレータ、特に発電機として主に機能する第１モータジェネレータの振動及び騒音を抑制するハイブリッド車両の駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のハイブリッド車両の駆動装置は、エンジンと、  第１および第２モータジェネレータと、これらの原動機が接続され、原動機間で動力の分配、統合を行う動力分配統合装置とを有するハイブリッド車両の駆動装置であって、前記第１モータジェネレータは、前記動力分配統合装置に接続する軸に固定されているロータコアと、前記ロータコアと所定の間隔をもって相対し、励磁コイルが巻かれたステータコアとを有し、前記ロータコアと前記ステータコアとが前記軸の軸線方向にずれており、前記軸に発生するスラスト力と同じ方向に電磁吸引力を発生させることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ハイブリッド車両の駆動装置は、前記第１モータジェネレータは、前記ロータコアを前記ステータコアに対し前記軸線方向にずらすために、前記軸の軸線方向の位置を調整する調整部材を有することが好適である。
【００１２】
さらに、前記ハイブリッド車両の駆動装置は、前記軸線方向における前記ロータコアの長さは、前記ステータコアの長さと異なる長さであり、前記軸線方向における前記ロータコアの中点と前記ステータコアの中点とが前記軸線方向にずれていることが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のハイブリッド車両の駆動装置によれば、簡易な構造によりモータジェネレータ、特に発電機として主に機能する第１モータジェネレータの騒音及び振動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るハイブリッド車両の駆動装置の実施形態について図１を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１０の概略構成を示す図である。図１に示す駆動装置１０は、ＦＲ車両、すなわち車両の前部にエンジンを搭載し、エンジンの動力が後部の駆動輪に伝達される車両等に適用するよう構成された装置の一例である。駆動装置１０は、異なる動力源の原動機であるエンジン１１と発電機能を有する第１及び第２モータジェネレータ１２，１３と、遊星歯車機構からなる動力分配統合装置１４を有する。
【００１６】
エンジン１１と第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記す）１２は、動力分配統合装置１４が有する遊星歯車機構の３要素のうち２要素に接続されている。すなわち、エンジン１１がエンジン出力軸３０、ダンパ装置３１そしてインプットシャフト３２を介して遊星歯車機構のプラネタリキャリア１６に接続され、第１ＭＧ１２が中空軸１９を介して遊星歯車機構のサンギア１７に接続されている。遊星歯車機構の残り１要素には、駆動輪３７が接続されている。すなわち、遊星歯車機構のリングギア１８には、アウトプットシャフト３３、差動機構３５そしてドライブシャフト３６を介して駆動輪３７が接続されている。アウトプットシャフト３３には、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記す）１３が減速機構１５を介して接続されている。これにより、各原動機の動力がアウトプットシャフト３３で統合され、駆動輪３７へ伝達される。
【００１７】
駆動装置１０は、各種のモードにより走行を行う。すなわち、駆動装置１０は、エンジン１１または第２ＭＧ１３のどちらか一方で走行するモード、エンジン１１と第２ＭＧ１３を協調して走行するモード、またエンジン１１の動力の一部で第１ＭＧ１２による発電を行うモードなど、各種のモードによる走行を行う。また、駆動装置１０は、減速時において、駆動輪３７から入力される車両の運動エネルギーを用いて第２ＭＧ１３による発電を行う。
【００１８】
駆動装置１０は、各種のモードに対応してエンジン１１、第１ＭＧ１２、第２ＭＧ１３および動力分配統合装置１４等の動作を制御する電子制御装置（図示せず）を有している。この電子制御装置は、各種センサ（図示せず）からの信号に基づき、運転者の要求出力とバッテリ（図示せず）の充電要求値を算出する。これら算出結果により、電子制御装置は、各種のモードを選択し、エンジン１１、第１ＭＧ１２、第２ＭＧ１３および動力分配統合装置１４等の動作を制御する。
【００１９】
第１ＭＧ１２について図１および図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置１０の一部を示す断面図である。
【００２０】
第１ＭＧ１２は、中空軸１９に固定されたロータコア２０と、ロータコア２０を囲うように駆動装置１０のケース２４に固定され、励磁コイル２２が巻かれたステータコア２１とを有している。ロータコア２０は、ステータコア２１に僅かなすき間をもって相対しており、中空軸１９の軸線を中心に回転する。第１ＭＧ１２は、例えば永久磁石を用いた同期モータである。このため、ロータコア２０には、永久磁石２５が設けられている。
【００２１】
中空軸１９は、ケース２４が有する軸受２３により回転可能に支持されている。中空軸１９の軸線方向に延びる孔にインプットシャフト３２が貫通している。インプットシャフト３２と中空軸１９は、相対的に回転可能となっている。インプットシャフト３２の先端には、プラネタリキャリア１６が接続されている。このプラネタリキャリア１６は、中空軸１９の先端に接続されているサンギア１７に噛合うよう配置されている。つまり、インプットシャフト３２は、プラネタリキャリア１６、サンギア１７そして中空軸１９を介してロータコア２０に接続されている。これにより、エンジン１１の動力は、インプットシャフト３２、動力分配統合装置１４そして中空軸１９を介してロータコア２０に伝達される。
【００２２】
第１ＭＧ１２は、発電機として機能する。エンジン１１の動力が、インプットシャフト３２と動力分配統合装置１４を介して中空軸１９に伝達されると、中空軸１９と同期してロータコア２０が回転する。ロータコア２０が有する永久磁石２５により磁界が発生し、励磁コイル２２に交流電流が発生する。発電した電力は、インバータ装置（図示せず）により直流電流に変換され、バッテリ（図示せず）に蓄えられる。この電力は、主に第１ＭＧ１２および第２ＭＧ１３の駆動電力として使用される。
【００２３】
動力分配統合装置１４の遊星歯車機構の各歯車は、はす歯歯車（ヘリカルギア）を採用している。このため、動力分配統合装置１４内の動力伝達時において、軸線方向に力、すなわちスラストが発生する。第１ＭＧ１２が発電機として機能するとき、サンギア１７に接続されている中空軸１９にスラストが発生する。中空軸１９がこのスラストにより軸線方向に移動しないよう、例えば軸受２３には、発生するスラストを許容する深溝玉軸受が採用されている。この深溝玉軸受は、軸線方向の両方向のスラストを受けることができる。第１ＭＧ１２が発電機として機能しているとき、本実施形態の遊星歯車機構の各歯車の歯面形状より、中空軸１９のスラストは、第１ＭＧ１２から動力分配統合装置１４に向かって発生する。このスラストにより軸受２３に押さえ付けられる中空軸１９は、軸線方向において安定する。
【００２４】
第１ＭＧ１２は、主にエンジン１１に駆動される発電機として機能する。このとき、エンジン１１の回転変動を受けて、中空軸１９の回転が変動する。この回転変動は、動力分配統合装置１４のはす歯歯車による動力伝達時において、スラストの変動を発生させる。このスラストの変動により、中空軸１９が振動する。通常のモータジェネレータでは、この振動が、ロータコア２０に伝達し、振動及び騒音が発生する原因となる。特に、中空軸１９に伝達される動力が小さいとき、スラストの大きさがスラストの変動分に対して小さくなる場合がある。このとき、中空軸１９は、スラストによって軸受２３に押さえ付けられる力がなくなり、振動しやすくなる。
【００２５】
本実施形態の第１ＭＧ１２は、振動及び騒音を抑制する構造を採用している。以下、第１ＭＧ１２の特徴的な構造について説明する。通常のモータジェネレータは、軸線方向においてロータコアの長さとステータコアの長さが等しく、ロータコアとステータコアが両端を揃え相対している構造である。この構造により、回転する上記モータジェネレータは、軸線方向において、電磁的なバランスをとっている。すなわち、電磁的なずれを発生させない。しかし、本実施形態において、ロータコア２０は、軸線方向において中空軸１９のスラストと逆方向に、ステータコア２１に対しずれている。第１ＭＧ１２が発電機として機能しているとき、中空軸１９のスラストは、上述したように第１ＭＧ１２から動力分配統合装置１４に向かって発生する。よって、本実施形態の第１ＭＧ１２は、ロータコア２０がステータコア２１に対しエンジン側にずれている構造を採用している。
【００２６】
ロータコア２０をずらす簡易な方法として、駆動装置１０の組み付け時における軸線方向の調整手段がある。すなわち、中空軸１９を軸受２３に支持させ軸線方向に固定する際、ケース２４と軸受２３のすき間にシム２６を挿入する。これにより、軸受２３がエンジン１１側に向かい軸線方向に移動して取付けられる。つまり、軸受２３に支持されている中空軸１９とこの中空軸１９に固定されているロータコア２０とがエンジン１１側に向かい軸線方向に移動して取付けられる。
【００２７】
この構造を採用することにより、第１ＭＧ１２が発電機として機能するとき、軸線方向の電磁的なずれが発生する。このため、ロータコア２０には、電磁的なずれをなくす方向に電磁吸引力が発生する。つまり、電磁吸引力は、中空軸１９のスラストと同じ方向に発生する。これにより、スラストが変動しても、電磁吸引力により中空軸１９が軸受２３に押さえ付けられ、軸線方向において安定する。よって、第１ＭＧ１２の振動及び騒音を抑制することができる。なお、電磁吸引力の大きさは、ロータコア２０の位置、すなわちロータコア２０がステータコア２１に対しずれる距離による。よって、予めこのずれる距離に対応する電磁吸引力を測定し、第１ＭＧ１２の振動および騒音の発生を抑制することができる距離をシム２６で調整することが可能である。
【００２８】
本実施形態では、駆動装置１０の組み付け時に、シム２６にてロータコア２０をステータコア２１に対しずらす場合について説明したが、この構成に限定されるものではない。第１ＭＧ１２は、発電機として機能するとき、軸線方向において電磁的なずれを発生させ、スラストと同じ方向に電磁吸引力を発生させる構造であればよい。このためには、軸線方向に垂直なロータコア２０の対称軸がステータコア２１の対称軸に対しスラストと逆方向にずれていればよい。これにより、第１ＭＧ１２が発電機として機能するとき、軸線方向において電磁的なバランスが崩れ、スラストと同じ方向に電磁吸引力が発生する。本実施形態では、ロータコア２０の対称軸は、軸線方向におけるロータコア２０の長さの中点を通り、ステータコア２１の対称軸は、軸線方向におけるステータコア２１の長さの中点を通る。つまり、ロータコア２０の長さの中点がステータコア２１の長さの中点に対しスラストと逆方向にずれていればよい。これにより、軸線方向におけるロータコア２０の長さとステータコア２１の長さが異なる構成であっても、スラストと同じ方向に電磁吸引力を発生させることができる。
【００２９】
例えば、軸線方向におけるロータコア２０の長さをステータコア２１の長さより短くし、ロータコア２０とステータコア２１のエンジン側の端部を揃える構成とする。これにより、軸線方向におけるロータコア２０の長さの中点がステータコア２１の長さの中点に対しスラストと逆方向にずれ、スラストと同じ方向に電磁吸引力を発生させることができる。また、軸線方向におけるロータコア２０の長さをステータコア２１の長さより長くし、ロータコア２０とステータコア２１の動力分配統合装置１４側の端部を揃える構成とする。これにより、軸線方向におけるロータコア２０の長さの中点がステータコア２１の長さの中点に対しスラストと逆方向にずれ、スラストを同じ方向に電磁吸引力を発生させることができる。なお、ロータコア２０の長さの中点がステータコア２１の長さの中点に対しスラストと逆方向にずらす構成は、ロータコア２０とステータコア２１との端部を揃える構成に限られない。すなわち、本実施形態と同様に、軸線方向においてロータコア２０がステータコア２１に対しスラストと逆方向にずれていてもよい。これら第１ＭＧ１２の構成は、シム２６による調整にかかわらず、例えば、第１ＭＧ１２を収容するケース２４の軸線方向の大きさ、軸受２３の位置、中空軸１９の形状を変更することにより、容易に電磁吸引力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動装置の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  駆動装置、１１  エンジン、１２  第１ＭＧ、１３  第２ＭＧ、１４  動力分配統合装置、１６  プラネタリキャリア、１７  サンギア、１８  リングギア、１９  中空軸、２０  ロータコア、２１  ステータコア、３２  インプットシャフト、３３  アウトプットシャフト。
【図１】
2007320382.tif 000003
【図２】
2007320382.tif 000004