(57)【要約】【課題】変更可能な回転数比の範囲を広げることができ、かつ装置の大型化を抑制しつつギア比の設定の自由度を高めることが可能なハイブリッド車の駆動装置を提供する。【解決手段】駆動軸５に第２ＭＧ６の出力軸６ｃの回転を変速して伝達する変速機構１０を備えたハイブリッド車の駆動装置１において、変速機構１０は、シングルピニオン型の第１遊星歯車機構２０と、ダブルピニオン型の第２遊星歯車機構３０と、リングギア２３の回転を制動する第１ブレーキ４０と、リングギア３４の回転を制動する第２ブレーキとを備え、第２ＭＧ６のロータ６ａと第１遊星歯車機構２０のサンギア２１とが連結され、第１遊星歯車機構２０のキャリア２４及び第２遊星歯車機構３０のキャリア３５が駆動軸５にそれぞれ連結され、第１遊星歯車機構２０のリングギア２３と第２遊星歯車機構３０のサンギア３１とが連結される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び第１電動機が連結される動力分配機構から出力された動力が伝達される駆動軸に第２電動機の出力軸の回転を変速して伝達する変速機構を備えたハイブリッド車の駆動装置において、
前記変速機構は、サンギアとリングギアとの間にキャリアに支持される一つのプラネタリギアが介在するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構と、サンギアとリングギアとの間にキャリアに支持されて互いに噛み合う二つのプラネタリギアが介在するダブルピニオン型の第２遊星歯車機構と、前記第１遊星歯車機構のリングギアの回転を制動する第１ブレーキ手段と、前記第２遊星歯車機構のリングギアの回転を制動する第２ブレーキ手段と、を備え、
前記第２電動機の出力軸と前記第１遊星歯車機構のサンギアとが一体回転するように連結され、前記第１遊星歯車機構のキャリア及び前記第２遊星歯車機構のキャリアが前記駆動軸にそれぞれ一体回転するように連結され、前記第１遊星歯車機構のリングギアと前記第２遊星歯車機構のサンギアとが一体回転するように連結されていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
【請求項２】
前記変速機構には、前記第２電動機に近い側から前記第１遊星歯車機構、前記第２遊星歯車機構の順にこれらが並べて配置されており、
前記第２遊星歯車機構のリングギアのフランジが前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間に配置されるとともに、そのフランジが配置された側と前記第２遊星歯車機構を挟んで反対の側に前記第２遊星歯車機構のキャリアが配置され、
前記第２遊星歯車機構のキャリアには、前記駆動軸の回転を禁止するパーキングブレーキ手段と噛み合うパーキングギアが一体に設けられることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【請求項３】
前記第２遊星歯車機構のリングギアのフランジにて、第１遊星歯車機構又は前記第２遊星歯車機構に作用するスラスト荷重を受けるスラストベアリングを支持することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸に電動機の出力軸の回転を変速して伝達する変速機構を備えたハイブリッド車の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に加えて電動機やモータジェネレータを走行用動力源として備えたハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車に適用される駆動装置は、車両の走行状態に応じて各走行用動力源の動力を適宜分配、変速して駆動輪に伝達可能なように動力分配機構及び変速機構を備えている。そして、このような駆動装置として、ラビニョ型の遊星歯車機構を変速機構として備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６６８９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ラビニョ型の遊星歯車機構は、並べて設けられる一対のサンギアと、一方のサンギアの周囲に設けられる一つのリングギアと、一方のサンギアとリングギアとの間に介在し、このサンギアの回りを公転可能に設けられる第１プラネタリギアと、他方のサンギアの回りを公転可能に設けられる第２プラネタリギアとを備え、第１プラネタリギアと第２プラネタリギアとが一体に各サンギアの回りを公転するように連結されている。遊星歯車機構においてはサンギア、プラネタリギアを支持するキャリア、リングギアのいずれか一つの回転を停止させることによって遊星歯車機構に入力された回転数と遊星歯車機構から出力される回転数との比である回転数比を変更するが、このようなラビニョ型の遊星歯車機構ではリングギアが一つしかないため、変更可能な回転数比の範囲が狭い。
【０００５】
そこで、本発明は、変更可能な回転数比の範囲を広げることができ、かつ装置の大型化を抑制しつつギア比の設定の自由度を高めることが可能なハイブリッド車の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】
【０００６】
本発明のハイブリッド車の駆動装置は、内燃機関及び第１電動機が連結される動力分配機構から出力された動力が伝達される駆動軸に第２電動機の出力軸の回転を変速して伝達する変速機構を備えたハイブリッド車の駆動装置において、前記変速機構は、サンギアとリングギアとの間にキャリアに支持される一つのプラネタリギアが介在するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構と、サンギアとリングギアとの間にキャリアに支持されて互いに噛み合う二つのプラネタリギアが介在するダブルピニオン型の第２遊星歯車機構と、前記第１遊星歯車機構のリングギアの回転を制動する第１ブレーキ手段と、前記第２遊星歯車機構のリングギアの回転を制動する第２ブレーキ手段と、を備え、前記第２電動機の出力軸と前記第１遊星歯車機構のサンギアとが一体回転するように連結され、前記第１遊星歯車機構のキャリア及び前記第２遊星歯車機構のキャリアが前記駆動軸にそれぞれ一体回転するように連結され、前記第１遊星歯車機構のリングギアと前記第２遊星歯車機構のサンギアとが一体回転するように連結されていることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００７】
本発明のハイブリッド車の駆動装置によれば、第２電動機の出力軸の回転をシングルピニオン型の第１遊星歯車機構及びダブルピニオン型の第２遊星歯車機構にて変速して駆動軸に伝達できるので、変更可能な回転数比の範囲を広げることができる。また、ダブルピニオン型の第２遊星歯車機構は、リングギアの径を変更しなくても二つのプラネタリギアの歯数をそれぞれ変更することによってギア比を変更できる。そのため、装置の大型化を抑制しつつギア比の設定の自由度を高めることができる。さらに、第１ブレーキ手段及び第２ブレーキ手段は、各遊星歯車機構のうちで最も直径が大きいリングギアの回転をそれぞれ制動するので、速やかにリングギアの回転を止めることができる。
【０００８】
本発明の駆動装置の一形態において、前記変速機構には、前記第２電動機に近い側から前記第１遊星歯車機構、前記第２遊星歯車機構の順にこれらが並べて配置されており、前記第２遊星歯車機構のリングギアのフランジが前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間に配置されるとともに、そのフランジが配置された側と前記第２遊星歯車機構を挟んで反対の側に前記第２遊星歯車機構のキャリアが配置され、前記第２遊星歯車機構のキャリアには、前記駆動軸の回転を禁止するパーキングブレーキ手段と噛み合うパーキングギアが一体に設けられてもよい（請求項２）。このように第２遊星歯車機構のキャリアにパーキングギアを一体に設けることにより変速機構の全長を短縮できる。そのため、駆動装置を小型化することができる。
【０００９】
この形態においては、前記第２遊星歯車機構のリングギアのフランジにて、第１遊星歯車機構又は前記第２遊星歯車機構に作用するスラスト荷重を受けるスラストベアリングを支持してもよい（請求項３）。このようにリングギアのフランジにてスラストベアリングを支持することにより、リングギアの直径よりも小さい径のスラストベアリングにてスラスト荷重を受けることができる。一般にベアリングの径は小さいほどそのベアリングを回転させることが可能な回転数の上限値が高くなる。そのため、リングギアよりも径の小さいスラストベアリングを使用することで、変速機構に入力可能な回転数の上限値を上昇させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明によれば、第２電動機の出力軸の回転をシングルピニオン型の第１遊星歯車機構及びダブルピニオン型の第２遊星歯車機構にて変速して駆動軸に伝達できるので、変速可能な回転数比の範囲を広げることができる。また、第２遊星歯車機構がダブルピニオン型の遊星歯車機構であるため、装置の大型化を抑制しつつギア比の設定の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の一形態に係る駆動装置の概略を示している。この駆動装置１は、ハイブリッド車に搭載されるものであり、内燃機関２と、第１電動機としての第１モータジェネレータ（ＭＧ）３と、内燃機関２及び第１ＭＧ３が連結された動力分配機構４と、動力分配機構４から出力された動力が伝達される駆動軸５と、第２電動機としての第２モータジェネレータ（ＭＧ）６と、第２ＭＧ６のロータ６ａの回転を駆動軸５に変速して伝達する変速機構１０とを備えている。駆動軸５の動力は、不図示の差動装置を介して駆動輪に伝達される。
【００１２】
図１に示したように動力分配機構４には内燃機関２の出力軸２ａと、第１ＭＧ３のロータ３ａとが連結される。第１ＭＧ３のステータ３ｂは、回転しないようにケース７に固定される。動力分配機構４は、遊星歯車機構を利用して例えば内燃機関２から出力された動力を第１ＭＧ３と駆動軸５に分配する。変速機構１０には、駆動軸５と第２ＭＧ６のロータ６ａが連結される。なお、第２ＭＧ６のステータ６ｂも回転しないようにケース７に固定される。第１ＭＧ３及び第２ＭＧ６は、電動機及び発電機として機能し、ハイブリッド車に搭載される周知のものと同じでよいため、詳細な説明は省略する。また、内燃機関２もハイブリッド車に搭載される周知のものと同じでよいため、詳細な説明は省略する。
【００１３】
図２及び図３を参照して変速機構１０について説明する。なお、図２は変速機構１０のスケルトン図であり、図３は図２に示した部分の変速機構１０の断面図である。図２及び図３に示したように変速機構１０は、第１遊星歯車機構２０と、第２遊星歯車機構３０と、第１ブレーキ手段としての第１ブレーキ４０、第２ブレーキ手段としての第２ブレーキ５０とを備えている。また、変速機構１０には、第２ＭＧ６に近い側から第１遊星歯車機構２０、第２遊星歯車機構３０の順にこれらが並べて配置されている。第１遊星歯車機構２０は、第２ＭＧ６のロータ６ａと一体回転するようにロータ６ａが固定される出力軸６ｃと連結されるサンギア２１と、サンギア２１と噛み合いつつその周囲を公転する複数のプラネタリギア（遊星ギア）２２と、プラネタリギア２２と噛み合うリングギア２３と、プラネタリギア２２を軸線Ａｘの回りに回転自在に支持し、駆動軸５と一体回転するように駆動軸５に連結されるキャリア２４とを備えている。図２に示したように第１遊星歯車機構２０は、サンギア２１とリングギア２３の間に一つのプラネタリギア２２が介在するシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
【００１４】
第２遊星歯車機構３０は、第１遊星歯車機構２０のリングギア２３と一体回転するようにこのリングギア２３と連結部材２５で連結されるサンギア３１と、サンギア３１と噛み合いつつサンギア３１の周囲を公転する複数の第１プラネタリギア３２と、第１プラネタリギア３２と噛み合いつつサンギア３１の周囲を公転する複数の第２プラネタリギア３３と、第２プラネタリギア３３と噛み合うリングギア３４と、第１プラネタリギア３２及び第２プラネタリギア３３を軸線Ａｘの回りに回転自在に支持し、駆動軸５と一体回転するように駆動軸５に連結されるキャリア３５とを備えている。図２に示したように第２遊星歯車機構３０は、サンギア３１とリングギア３４との間に互いに噛み合う２つのプラネタリギア３２、３３が介在するダブルピニオン型の遊星歯車機構である。図３に示したように、第２遊星歯車機構３０のリングギア３４のフランジ３４ａは第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間に配置され、キャリア３５はフランジ３４ａが配置された側と第２遊星歯車機構３０を挟んで反対側（図３の右側）となる第２遊星歯車機構３０の終端に配置される。また、キャリア３５には、駆動軸５の回転を禁止するパーキングブレーキ装置と噛み合うパーキングギア３６が一体に設けられている。
【００１５】
第１ブレーキ４０は、第１遊星歯車機構２０のリングギア２３の回転を制動するものであり、このリングギア２３の外周に設けられるブレーキ板４１と、ケース７に固定されるディスク４２とを備えている。図３に示したように第１ブレーキ４０は、ブレーキ板４１及びディスク４２をそれぞれ複数備える多板式ブレーキである。また、図３に示したように第１ブレーキ４０はアクチュエータ４３を備えており、このアクチュエータ４３によってディスク４２を図３に左側から押して互いに接近させ、これらディスク４２にてブレーキ板４１を挟んでリングギア２３の回転を止める。以降、この状態を係合状態と称することがある。また、第１ブレーキ４０は、アクチュエータ４３によるディスク４２の押さえを解除してディスク４２によるブレーキ４１の挟み込みを解除することにより、リングギア２３の回転を許可する。以降、この状態を解除状態と称することがある。第２ブレーキ５０は、第２遊星歯車機構３０のリングギア３４の回転を制動するものであり、このリングギア３４の外周に設けられるブレーキ板５１と、ケース７に固定されるディスク５２とを備えている。図３に示したように第２ブレーキ５０も第１ブレーキ４０と同様にブレーキ板５１及びディスク５２をそれぞれ複数備えた多板式ブレーキである。また、第２ブレーキ５０もアクチュエータ５３を備えており、このアクチュエータ５３によってディスク５３を図３の右側から押して互いに接近させ、これによりリングギア３４の回転を止める。以降、この状態を係合状態と称することがある。また、第２ブレーキ５０は、アクチュエータ５３によるディスク５２の押さえを解除することにより、リングギア３４の回転を許可する。以降、この状態を解除状態と称することがある。
【００１６】
図３に示したように各遊星歯車機構２０、３０の各サンギア２１、３１と駆動軸５との間、第２ＭＧ６のロータ６ａとケース７との間、及び第２遊星歯車機構３０のキャリア３５とケース７との間にはそれぞれベアリング６０が設けられている。また、第１遊星歯車機構２０のサンギア２１とキャリア２４の間、キャリア２４とケース７との間、連結部材２５とキャリア２４との間、連結部材２５と第２遊星歯車機構３０のリングギア３４のフランジ３４ａとの間、フランジ３４ａと第２遊星歯車機構３０のキャリア３５との間、及び第２遊星歯車機構３０のサンギア３１とキャリア３５との間には、それぞれスラストベアリング６１が設けられている。これらスラストベアリング６１は、第１遊星歯車機構２０又は第２遊星歯車機構３０に作用するスラスト荷重を受けるためのものである。連結部材２５と第２遊星歯車機構３０のリングギア３４のフランジ３４ａとの間、及びフランジ３４ａと第２遊星歯車機構３０のキャリア３５との間に設けられるスラストベアリング６１はそれぞれフランジ３４ａに支持され、第１遊星歯車機構２０のリングギア２３の直径及び第２遊星歯車機構３０のリングギア３４の直径よりも径の小さいものが使用される。他のスラストベアリング６１も同様に、第１遊星歯車機構２０のリングギア２３の直径及び第２遊星歯車機構３０のリングギア３４の直径よりも径の小さいものが使用される。
【００１７】
次に図４及び図５を参照して変速機構１０の変速特性について説明する。図４は、変速機構１０の変速段と各ブレーキ４０、５０の作動状態との関係を示した図である。また、図５は、各変速段における共線図の一例を示している。なお、図５において縦軸は回転数を示している。また、図５の符号Ｓ１、Ｃ１、Ｒ１は、それぞれ第１遊星歯車機構２０のサンギア２１、キャリア２４、リングギア２３を示し、符号Ｓ２、Ｃ２、Ｒ２はそれぞれ第２遊星歯車機構３０のサンギア３１、キャリア３５、リングギア３４を示している。図４に示したように変速機構１０は、第１ブレーキ４０を解除状態に操作するとともに第２ブレーキ５０を係合状態に操作することにより、変速段が低速に設定される。この場合、第１ブレーキ４０が解除状態に操作され、第２ブレーキ５０が係合状態に操作されるので、第２ＭＧ６の動力は第１遊星歯車機構２０及び第２遊星歯車機構３０を介して駆動軸５に伝達される。一方、第１ブレーキ４０を係合状態に操作するとともに第２ブレーキ５０を解除状態に操作することにより、変速段が高速に設定される。この場合、第２ＭＧ６の動力は、第１遊星歯車機構２０のサンギア２１、プラネタリギア２２、及びキャリア２４を介して駆動軸５に伝達される。
【００１８】
図５の線Ｌ１は、変速機構１０の変速段が低速に設定されたときの各部の回転数の関係の一例を示している。また、線Ｌ２は、変速機構１０の変速段が高速に設定されたときの各部の回転数の関係の一例を示している。図５に示したように変速段を高速又は低速に設定することにより、回転数が０にロックされる位置を変化させることができる。そのため、回転数比の変更範囲を広くすることができる。
【００１９】
以上に説明したように、この駆動装置１では、第２ＭＧ６の回転をシングルピニオン型の第１遊星歯車機構２０及びダブルピニオン型の第２遊星歯車機構３０にて変速して駆動軸５に伝達できるので、変更可能な回転数比の範囲を広くすることができる。また、第２遊星歯車機構３０がダブルピニオン型の遊星歯車機構であるため、リングギア３４の直径を変更しなくとも第１プラネタリギア３２及び第２プラネタリギア３３の歯数を変更することによってギア比を変更できる。そのため、装置の大型化を抑制しつつギア比の設定の自由度を高めることができる。
【００２０】
この駆動装置１では、第１ブレーキ４０のブレーキ板４１が第１遊星歯車機構２０のリングギア２３の外周に、第２ブレーキ５０のブレーキ板５１が第２遊星歯車機構３０のリングギア３４の外周にそれぞれ設けられる。リングギア２３、３４は遊星歯車機構の他のギアよりも直径が大きいため、制動時のトルクを大きくすることができる。そのため、このようにリングギア２３、３４の外周にブレーキ板４１、５１を設け、リングギア２３、３４の回転を制動することにより、速やかにこれらリングギア２３、３４の回転を停止させることができる。
【００２１】
第２遊星歯車機構３０のリングギア３４のフランジ３４ａを第１遊星歯車機構２０と第２遊星歯車機構３０との間に配置し、かつキャリア３５を変速機構１０の端に配置してパーキングギア３６と一体にしたので、変速機構１０の全長を短縮できる。そのため、駆動装置１を小型化できる。また、駆動装置１が備える内燃機関２、第１ＭＧ３、動力分配機構４、第２ＭＧ６、変速機構１０は、この順に大きさが小さくなる。内燃機関２を前方に配置して後輪を駆動するＦＲ車両では、車両の後方になるほど配置スペースが小さくなるので、駆動装置１の各部をこのように配置することにより、ＦＲ車両への搭載性を向上させることができる。
【００２２】
連結部材２５と第２遊星歯車機構３０のリングギア３４のフランジ３４ａとの間、及びフランジ３４ａと第２遊星歯車機構３０のキャリア３５との間に設けられるスラストベアリング６１はそれぞれフランジ３４ａに支持されるので、これらのスラストベアリング６１の直径を第１遊星歯車機構２０のリングギア２３の直径及び第２遊星歯車機構３０のリングギア３４の直径よりも小さくすることができる。一般にベアリングはその直径が小さいほどそのベアリングを回転させることが可能な回転数の上限値が高くなる。そのため、これらのスラストベアリング６１をフランジ３４ａにて支持することにより、変速機構１０に入力可能な回転数の上限値を上昇させることができる。
【００２３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、各遊星歯車機構のリングギアを制動するブレーキは多板式のものに限定されず、噛み合い式ブレーキ、いわゆるドグブレーキを使用してもよい。本発明の駆動装置が搭載される車両はＦＲ車に限定されず、前輪を駆動するＦＦ車に搭載してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一形態に係る駆動装置の概略を示す図。
【図２】図１の変速機構のスケルトン図。
【図３】図２に示した部分の変速機構の断面図。
【図４】変速機構の変速段と各ブレーキの作動状態との関係を示した図。
【図５】変速機構の共線図の一例を示す図。
【符号の説明】
【００２５】
１  駆動装置
２  内燃機関
３  第１モータジェネレータ（第１電動機）
４  動力分配機構
５  駆動軸
６  第２モータジェネレータ（第２電動機）
６ｃ  出力軸
１０  変速機構
２０  第１遊星歯車機構
２１  サンギア
２２  プラネタリギア
２３  リングギア
２４  キャリア
３０  第２遊星歯車機構
３１  サンギア
３２  第１プラネタリギア
３３  第２プラネタリギア
３４  リングギア
３４ａ  フランジ
３５  キャリア
３６  パーキングギア
４０  第１ブレーキ（第１ブレーキ手段）
５０  第２ブレーキ（第２ブレーキ手段）
６１  スラストベアリング
【図１】
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【図２】
2009061923.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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