(57)【要約】【課題】エンジンのトルクを駆動軸に伝達するための動力伝達経路に設けられるクラッチの接続時のショックを緩和することができるハイブリッド車両駆動装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両駆動装置１００は、エンジン出力軸６１と、駆動輪７０ａ，７０ｂに連結される駆動軸６６と、駆動軸６６に連結される減速ギヤ機構４と、インナーロータ１０、アウターロータ２０及びステータ３０を有する回転電機１と、エンジン出力軸６１のトルクをインナーロータ１０に伝達する第一動力伝達経路Ｒ１と、アウターロータ２０のトルクを減速ギヤ機構４に伝達する第二動力伝達経路Ｒ２と、第一動力伝達経路Ｒ１及び第二動力伝達経路Ｒ２を介さず、エンジン出力軸６１のトルクを減速ギヤ機構４に伝達する第三動力伝達経路Ｒ３と、第一動力伝達経路Ｒ１の増速ギヤ機構５と、第三動力伝達経路Ｒ３のクラッチ８１とを備える。【選択図】図１
2016078624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンに設けられるエンジン出力軸と、
前記車両の駆動輪に機械的に連結される駆動軸と、
前記駆動軸に機械的に連結される減速ギヤ機構と、
前記エンジン出力軸に機械的に連結されるインナーロータ、前記インナーロータの径方向外側に設けられるとともに前記減速ギヤ機構に機械的に連結されるアウターロータ及び、前記アウターロータの径方向外側に設けられるステータとを有する回転電機と、
前記エンジン出力軸のトルクを前記回転電機の前記インナーロータに伝達する第一動力伝達経路と、
前記回転電機の前記アウターロータのトルクを前記減速ギヤ機構に伝達する第二動力伝達経路と、
前記第一動力伝達経路及び前記第二動力伝達経路を介さずに、前記エンジン出力軸のトルクを前記減速ギヤ機構に伝達する第三動力伝達経路と、
前記第一動力伝達経路に設けられるとともに、前記エンジン出力軸と前記インナーロータとの間に配置される増速ギヤ機構と、
前記第三動力伝達経路に設けられ、前記エンジン出力軸と前記減速ギヤ機構との間を機械的に接続する接続状態と切断する切断状態とに切り替えられるクラッチとを備えるハイブリッド車両駆動装置。
【請求項２】
前記第三動力伝達経路は、前記クラッチに連結されるとともに前記エンジン出力軸に連結されるクラッチ入力軸と、前記クラッチに連結されるとともに前記減速ギヤ機構に連結されるクラッチ出力軸とを有し、
前記アウターロータと前記クラッチ出力軸とは前記減速ギヤ機構を介して機械的に連結されるとともに、前記クラッチ出力軸は前記アウターロータの回転に伴って回転駆動され、
前記クラッチ出力軸が回転している状態にある時、前記クラッチは、前記切断状態から前記接続状態に切り替えられる請求項１に記載のハイブリッド車両駆動装置。
【請求項３】
前記エンジン出力軸と前記クラッチ入力軸とは常時一体回転可能に連結されている請求項２に記載のハイブリッド車両駆動装置。
【請求項４】
前記エンジン出力軸と前記クラッチ入力軸とは同軸上に設けられる請求項３に記載のハイブリッド車両駆動装置。
【請求項５】
前記エンジン出力軸と前記インナーロータとは常時相対回転可能に連結される請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両駆動装置に関するものであり、特にダブルロータ型の回転電機を有するハイブリッド車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ハイブリッド自動車に搭載される回転電機は、インナーロータと、インナーロータの周りに配置されるアウターロータと、アウターロータの周りに配置されるステータとを有する。アウターロータは車両の駆動輪の駆動軸に機械的に接続し、インナーロータはエンジンの出力軸に機械的に接続する。
【０００３】
ここで、特許文献１の図１に記載される動力伝達装置では、回転電機のインナーロータとアウターロータとの間にクラッチが設けられている。また、アウターロータと車軸、すなわち駆動軸との間にもクラッチが設けられる。そして、エンジンのトルクを駆動輪の駆動軸に直接的に伝達する時は、これら二個のクラッチが繋がれる。一方、回転電機のアウターロータの回転のみによって車両の駆動輪を駆動する時には、アウターロータと駆動軸との間のクラッチは繋がれ、インナーロータとアウターロータとの間のクラッチは切り離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の動力伝達装置では、エンジンから車両の駆動軸に至るまでにそれぞれ２個のクラッチが設けられている。従って、エンジンと駆動軸との間に複数個のクラッチが介在することになるため、それぞれのクラッチの入力軸の回転数と出力軸の回転数とを一致させることが難しく、両者の回転数の間に差が生じやすくなる。
このように、入力軸の回転数と出力軸の回転数との間の差が大きいと、クラッチを接続する時に生じるショックも大きくなってしまうという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような問題を解決するためになされ、エンジンのトルクを駆動軸に伝達するための動力伝達経路に設けられるクラッチの接続時のショックを緩和することができるハイブリッド車両駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明に係るハイブリッド車両駆動装置は、車両のエンジンに設けられるエンジン出力軸と、車両の駆動輪に機械的に連結される駆動軸と、駆動軸に機械的に連結される減速ギヤ機構と、エンジン出力軸に機械的に連結されるインナーロータ、インナーロータの径方向外側に設けられるとともに減速ギヤ機構に機械的に連結されるアウターロータ及び、アウターロータの径方向外側に設けられるステータとを有する回転電機と、エンジン出力軸のトルクを回転電機のインナーロータに伝達する第一動力伝達経路と、回転電機のアウターロータのトルクを減速ギヤ機構に伝達する第二動力伝達経路と、第一動力伝達経路及び第二動力伝達経路を介さずに、エンジン出力軸のトルクを減速ギヤ機構に伝達する第三動力伝達経路と、第一動力伝達経路に設けられるとともに、エンジン出力軸とインナーロータとの間に配置される増速ギヤ機構と、第三動力伝達経路に設けられ、エンジン出力軸と減速ギヤ機構との間を機械的に接続する接続状態と切断する切断状態とに切り替えられるクラッチとを備える。
【０００８】
また、この発明に係るハイブリッド車両駆動装置の第三動力伝達経路は、クラッチに連結されるとともにエンジン出力軸に連結されるクラッチ入力軸と、クラッチに連結されるとともに減速機に連結されるクラッチ出力軸とを有し、アウターロータとクラッチ出力軸とは減速ギヤ機構を介して機械的に連結されるとともに、クラッチ出力軸はアウターロータの回転に伴って回転駆動され、クラッチ出力軸が回転している状態にある時、クラッチは、切断状態から接続状態に切り替えられてもよい。
【０００９】
また、エンジン出力軸とクラッチ入力軸とは常時一体回転可能に連結されてもよい。
また、エンジン出力軸とクラッチ入力軸とは同軸上に設けられてもよい。
【００１０】
さらに、エンジン出力軸とインナーロータとは常時相対回転可能に連結されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係るハイブリッド車両駆動装置によれば、エンジンのトルクを駆動軸に伝達するための動力伝達経路に設けられるクラッチの接続時のショックを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態に係るハイブリッド車両駆動装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態に係るハイブリッド車両駆動装置１００について図１に基づいて説明する。
ハイブリッド車両駆動装置１００において、エンジン２にはエンジン出力軸６１が設けられている。また、エンジン出力軸６１にはクラッチ入力軸６２が常時一体回転可能に連結されている。エンジン出力軸６１とクラッチ入力軸６２とは同軸上に設けられている。また、エンジン出力軸６１とクラッチ入力軸６２との間には、増速ギヤ機構５が配置されている。ここで、エンジン出力軸６１は増速ギヤ機構５の入力軸として機能している。また、クラッチ入力軸６２はクラッチ８１に連結されるとともに、クラッチ８１を介してクラッチ出力軸６３と連結されている。クラッチ出力軸６３の他端には、さらに減速ギヤ機構４が連結されている。減速ギヤ機構４及び増速ギヤ機構５は、それぞれ複数のギヤの組み合わせによって構成されている。なお、クラッチ８１は、エンジン出力軸６１と減速ギヤ機構４との間を機械的に接続する接続状態と切断する切断状態とに切り替えられることができる。ここで、接続状態とは、クラッチ８１が繋がれ、クラッチ入力軸６２、クラッチ８１及びクラッチ出力軸６３を介してエンジン出力軸６１のトルクが減速機構４に伝達される状態をいう。また、切断状態とは、クラッチ８１が切り離されており、エンジン出力軸６１の動力が減速機構４に伝達されていない状態をいう。
さらに、クラッチ入力軸６２及びクラッチ出力軸６３は、エンジン出力軸６１のトルクを減速ギヤ機構４に伝達する第三動力伝達経路Ｒ３を構成する。すなわち、クラッチ８１は第三動力伝達経路Ｒ３に設けられている。
【００１４】
減速ギヤ機構４の出力側にはプロペラシャフト６５が接続されている。さらに、プロペラシャフト６５には、差動装置８２を介して駆動軸６６が接続されている。すなわち、駆動軸６６は、プロペラシャフト６５及び差動装置８２を介して減速ギヤ機構４に機械的に連結されている。また、駆動軸６６の両端には、一対の駆動輪７０ａ，７０ｂが機械的に連結されている。
【００１５】
また、増速ギヤ機構５の出力側には、増速ギヤ機構５の出力軸としてモータ回転軸４０が接続されている。よって、増速ギヤ機構５の入力側のエンジン出力軸６１の回転数及び増速ギヤ機構５に設定されたギヤ比に応じて、モータ回転軸４０の回転数はエンジン出力軸６１の回転数よりも大きくなる。また、モータ回転軸４０には回転電機１が取り付けられている。回転電機１は、モータ回転軸４０に一体回転可能に設けられるインナーロータ１０と、インナーロータ１０の径方向外側に設けられるアウターロータ２０と、アウターロータ２０の径方向外側に設けられるステータ３０とを有する。ここで、インナーロータ１０は、モータ回転軸４０及び増速ギヤ機構５を介してエンジン出力軸６１と常時相対回転可能に連結される。すなわち、インナーロータ１０はエンジン出力軸６１に機械的に連結されている。また、アウターロータ２０には、モータ出力軸６４が接続されている。そして、モータ出力軸６４は減速ギヤ機構４に接続されている。これによりアウターロータ２０はモータ出力軸６４を介して減速ギヤ機構４に機械的に連結されるとともに、モータ出力軸６４及び減速ギヤ機構４を介してクラッチ出力軸６３と機械的に連結されている。また、インナーロータ１０には第一インバータ６ａが電気的に接続されており、ステータ３０には第二インバータ６ｂが電気的に接続されている。さらに、第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂには蓄電池７が電気的に接続されている。また、エンジン２、クラッチ８１、第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂにはＥＣＵ３が電気的に接続されている。
なお、減速ギヤ機構４を介して、プロペラシャフト６５はモータ出力軸６４の回転数に対して減速される。また、減速ギヤ機構４を介して、クラッチ出力軸６３の回転数は、モータ出力軸６４の回転数及びプロペラシャフト６５の回転数に応じて一義的に定まるように構成されている。よって、ＥＣＵ３が第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂを制御してモータ出力軸６４の回転数を変化させることで、クラッチ出力軸６３の回転数を調整することができる。
ここで、モータ回転軸４０は、エンジン出力軸６１のトルクを回転電機１のインナーロータ１０に伝達する第一動力伝達経路Ｒ１を構成する。すなわち、増速ギヤ機構５は第一動力伝達経路Ｒ１に設けられている。
また、モータ出力軸６４は、回転電機１のアウターロータ２０のトルクを減速ギヤ機構４に伝達する第二動力伝達経路Ｒ２を構成する。
【００１６】
次に、このハイブリッド車両駆動装置１００の動作について説明する。
まず、通常時は、回転電機１において発生したトルクが減速ギヤ機構４、プロペラシャフト６５及び差動装置８２を介して駆動軸６６に伝達され、駆動輪７０ａ，７０ｂが駆動される。具体的には、蓄電池７から第二インバータ６ｂを介してステータ３０に電力が供給され、アウターロータ２０とステータ３０との間に回転磁界が発生して、アウターロータ２０が回転駆動される。そして、アウターロータ２０のトルクはモータ出力軸６４を介して減速ギヤ機構４に伝達される。この時、減速ギヤ機構４を挟んで、モータ出力軸６４の回転数よりもプロペラシャフト６５の回転数の方が小さくなるが、モータ出力軸６４のトルクよりも減速ギヤ機構４を介してプロペラシャフト６５に伝達されたトルクの方が大きくなる。そして、差動装置８２を介して駆動軸６６にトルクが伝達され、駆動輪７０ａ，７０ｂが回転駆動される。なお、この時、第三動力伝達経路Ｒ３のクラッチ８１の接続は切られており、エンジン２が作動状態の時、エンジン２のトルクは減速ギヤ機構４には伝達されない。
【００１７】
また、蓄電池７の電力が不足している時には、エンジン２は作動状態となり、エンジン２のトルクは、エンジン出力軸６１及び増速ギヤ機構５を介してモータ回転軸４０に伝達されて、モータ回転軸４０は回転する。さらに、モータ回転軸４０の回転に伴って、インナーロータ１０も一体的に回転する。よって、インナーロータ１０の回転数はエンジン出力軸６１の回転数よりも大きい状態で、常時回転している。すなわち、エンジン出力軸６１とインナーロータ１０とは常時相対回転可能に連結されている。そして、このインナーロータ１０の回転数がアウターロータ２０の回転数よりも大きい時、インナーロータ１０に誘導電流が発生し、第一インバータ６ａを介して蓄電池７に電力が蓄えられる。
なお、ステータ３０のみならずインナーロータ１０にも電力を供給し、インナーロータ１０とアウターロータ２０との間及びアウターロータ２０とステータ３０との間にそれぞれ回転磁界を発生させ、インナーロータ１０及びアウターロータ２０を駆動してもよい。
【００１８】
次に、駆動輪７０ａ，７０ｂを高速回転させて車両を高速巡航させる時には、エンジン２で発生したトルクを直接的に駆動軸６６に伝達するため、ＥＣＵ３は、クラッチ８１を繋ぐように制御する。この時、クラッチ入力軸６２はエンジン出力軸６１と常時一体回転可能に連結されているため、エンジン出力軸６１の回転に伴ってクラッチ入力軸６２も回転している。また。クラッチ出力軸６３も、減速ギヤ機構４を介して回転電機１のアウターロータ２０の回転に伴って回転している。
従って、クラッチ８１が繋げられて、切断状態から接続状態に切り替えられようとする時、クラッチ入力軸６２とクラッチ出力軸６３とは互いに回転している状態にある。また、クラッチ入力軸６２にはエンジン２から駆動力としてのトルクが伝達されるとともに、ＥＣＵ３が第一インバータ６ａを制御してインナーロータ１０の回転数を制御することにより、クラッチ入力軸６２の回転数を調整する。
従って、ＥＣＵ３はクラッチ入力軸６２の回転数をクラッチ出力軸６３の回転数に近づけるように調整した上で、クラッチ８１を繋ぐ。
また、クラッチ出力軸６３は減速ギヤ機構４にトルクを伝達する。すなわち、エンジン２のトルクは、第三動力伝達経路Ｒ３を通って減速ギヤ機構４に直接的に伝達される。そして、第三動力伝達経路Ｒ３を通ってエンジン２から減速ギヤ機構４に直接的に伝達されるトルクによって、駆動輪７０ａ，７０ｂが駆動される。
【００１９】
以上より、この実施の形態に係るハイブリッド車両駆動装置１００では、第一動力伝達経路Ｒ１及び第二動力伝達経路Ｒ２を介さない第三動力伝達経路Ｒ３によってエンジン２から減速ギヤ機構４にトルクが伝達されている。その上で、増速ギヤ機構５は第一動力伝達経路Ｒ１に設けられているため、増速ギヤ機構５によってクラッチ入力軸６２の回転数が増加されることなく、クラッチ８１が繋がれる。
従って、増速ギヤ機構の出力側にクラッチが設けられている場合に比べ、この実施の形態のハイブリッド車両駆動装置１００では、クラッチ出力軸６３の回転数に対するクラッチ入力軸６２の回転数の差を小さくすることができる。従って、クラッチ８１を繋ぐ際のショックを低減することができる。
また、クラッチ入力軸６２は、増速ギヤ機構５によって回転数が増加されることなく、回転している。従って、増速ギヤ機構の出力側にクラッチが設けられている場合に比べ、この実施の形態のハイブリッド車両駆動装置１００では、クラッチ入力軸６２の回転数を小さくすることができる。よって、クラッチ８１が潤滑油等で潤滑されている場合、クラッチ８１における潤滑油に伴う攪拌トルクを低減することができる。これにより、エンジン２の作動時におけるエンジン２の負荷を低減することができる。
【００２０】
また、クラッチ出力軸６３は、減速ギヤ機構４を介して回転電機１のアウターロータ２０の回転に伴って回転駆動される。このようにクラッチ出力軸６３が回転している状態にある時にクラッチ８１を切断状態から接続状態に切り替えることにより、元々回転しているクラッチ入力軸６２の回転数と、クラッチ出力軸６３の回転数との差をより小さくすることができる。
従って、クラッチ８１を繋ぐ際のショックをより低減することができる。
【００２１】
さらに、エンジン出力軸６１とクラッチ入力軸６２とは一体的に接続されているため、両者は互いに常時一体回転をしている。
そのため、クラッチ８１を接続する際に、速やかにクラッチ入力軸６２の回転数とクラッチ出力軸６３の回転数とを合わせることができ、ＥＣＵ３の制御性が向上する。
【００２２】
また、エンジン出力軸６１とクラッチ入力軸６２とは同軸上に配置されている。
従って、エンジン出力軸６１とクラッチ入力軸６２との間にギヤ機構等を介することなく、両者の一体回転を維持することができる。そのため、エンジン出力軸６１とクラッチ入力軸６２との間にギヤ機構等が設けられていない分、クラッチ８１が繋がっていない状態におけるエンジン２の作動時のエンジン出力軸６１にかかる負荷を軽減することができる。
【００２３】
また、エンジン出力軸６１と回転電機１のインナーロータ１０とは、増速ギヤ機構５を介して常時相対回転可能に連結されている。
従って、エンジン出力軸６１とインナーロータ１０との間にはクラッチを設けてクラッチの接続状態を制御する必要がない。そのため、ハイブリッド車両駆動装置１００では第三動力伝達経路Ｒ３に１個のクラッチ８１を設ければよく、従来の構成に比べ、クラッチの数が減らすことができる。よって、その分、ハイブリッド車両駆動装置１００の構成を簡素化することができ、クラッチを制御する制御機構も減らすことができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  回転電機、２  エンジン、４  減速ギヤ機構、５  増速ギヤ機構、１０  インナーロータ、２０  アウターロータ、３０  ステータ、４０  モータ回転軸（第一動力伝達経路）、６１  エンジン出力軸、６２  クラッチ入力軸（第三動力伝達経路）、６３  クラッチ出力軸（第三動力伝達経路）、６４  モータ出力軸（第二動力伝達経路）、６５  駆動軸、７０ａ，７０ｂ  駆動輪、８１  クラッチ、１００  ハイブリッド車両駆動装置、Ｒ１  第一動力伝達経路、Ｒ２  第二動力伝達経路、Ｒ３  第三動力伝達経路。
【図１】
2016078624.tif 000003