JP4145250B2 - ハイブリッド車の駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関や電動機などの複数の動力装置を走行のための動力源として備えたハイブリッド車用の駆動装置に関し、特に内燃機関の出力トルクを発電のための機構と出力側の機構とに分配する動力分配部を備えたハイブリッド駆動装置に関するものである。

動力源の一つである内燃機関の出力トルクを、動力分配部によって発電のための装置と出力側とに分配し、またその発電のための装置で得られた電力によって電動機を駆動し、その出力トルクを、内燃機関からのトルクに付加するように構成したハイブリッド駆動装置が、機械分配式ハイブリッド駆動装置として知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置においては、エンジンからトルクを受けて動作することにより発電をおこなう第１モータ・ジェネレータと、主として電動機として機能して出力軸にトルクを付与する第２モータ・ジェネレータとが同一軸線上に配列され、これらのモータ・ジェネレータの間に、動力分配部を構成する遊星歯車機構が配置されている。その遊星歯車機構におけるサンギヤに、中空のロータ軸が一体となって回転するように連結され、そのロータ軸の内部に、エンジンのトルクを遊星歯車機構におけるキャリヤに伝達する入力軸が相対回転可能に挿入されている。さらに、入力軸に対して同一軸線上に出力軸が配置され、前記遊星歯車機構におけるリングギヤがその出力軸に連結されている。そして、出力軸の外周側に第２モータ・ジェネレータが配置され、そのロータ軸の内周側を前記出力軸が相対回転可能に貫通させられている。

特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置は、上記のように多数の構成部材が軸線方向に配列されていることにより、そのケースは、エンジン側の第１ケースと、エンジンとは反対側（仮に出力側とする）の第２ケースとに分割されている。その第１ケースは、出力側もしくは第２ケース側に支持壁（あるいは隔壁）を備える一方、エンジン側にはその支持壁と対向するようにカバーがボルトなどによって着脱可能に取り付けられている。これらの支持壁およびカバーは、前記入力軸の中心軸線を中心として貫通孔の形成されたほぼ環状をなしている。そして、前記第１モータ・ジェネレータのロータ軸が、その外周側に嵌合させた軸受を介して支持壁およびカバーによって回転自在に保持されている。また、入力軸は、そのロータ軸の内周面によって回転自在に保持されている。この入力軸は、エンジン側に突出しているので、その外周面とカバーの内周端との間に介在させたシール材によって、ケースの内部の液密性が維持されている。

ハイブリッド駆動装置としては、上述した機械分配式のもの以外に各種の形式のものが知られており、例えば特許文献２には、エンジンによって発電機を駆動し、その電力によって電動機を駆動し、その電動機の出力トルクを駆動トルクとして走行するように構成したシリーズハイブリッド駆動装置が記載されている。この特許文献２の装置では、発電機と電動機とが互いに隣接しかつ同一軸線上に配列された状態でケースの内部に収容されている。そのケースは、発電機側の壁部と電動機側の壁部とから、これら発電機および電動機の中心軸線に沿っていわゆる片持ち状に延びた円筒状の延出部を有しており、発電機および電動機の各ロータが、その延出部に嵌合させた軸受によって回転自在に保持されている。したがってこの特許文献２の装置では、同一軸線上に配列されている主たる部材が発電機と電動機との二つであり、これらの間の隔壁が不要になっている。

上記の特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置では、出力軸のトルクと第２モータ・ジェネレータの出力トルクとを、遊星歯車機構からなる合成機構によって合成して出力するように構成されているが、これに替えて第２モータ・ジェネレータと出力軸との間に変速機を介在させた構成のハイブリッド駆動装置が、特許文献３に記載されている。その変速機は、第２モータ・ジェネレータの出力トルクを増幅して出力軸に伝達し、また高車速時には、第２モータ・ジェネレータの回転数を抑制するように機能する。

また一方、特許文献１に記載されているように、各モータ・ジェネレータや分配機構などを同一軸線上に配列した構成のハイブリッド駆動装置では、車載性を向上させ、またコストの低廉化などのために軸長を可及的に短くするなどの小型化のための改良が求められる。そこで例えば、特許文献４に記載された装置では、第１モータ・ジェネレータや第２モータ・ジェネレータのステータコイルの内周側に隔壁を入り込ませ、それらのコイルの内周側に隔壁を挟んで、ダンパ装置や遊星歯車機構などを配置した構成とされている。
特開２００３−１９１７６１号公報 特開２００１−１３８７５２号公報 特開２００２−２２５５７８号公報 特開平９−２２６３９２号公報

上記の特許文献１に記載されたハイブリッド駆動装置は、エンジンの出力軸の延長軸線上に各モータ・ジェネレータや分配機構あるいは出力軸を配置した構成であるから、フロントエンジン・リヤドライブ形式の車両などのエンジンを車両の前後方向に向けて配置する形式の車両に適している。しかしながら、エンジン側の第１のケースが、支持壁とこれに対向するカバーとを有しているから、その内部に配置する第１モータ・ジェネレータを組み付ける場合には、カバーを取り外した状態でその開口部側から第１モータ・ジェネレータを組み付け、その後にカバーを取り付けるとともに、第１のケースを反転させて遊星歯車機構などの他の機構を組み付けることになる。そのため、構成部品の連続した組み付け作業が阻害される可能性がある。また、支持壁がケースの内部の軸線方向での空間を少なからず占有するので、装置の全体としての軸長が長くなる可能性があり、さらには支持壁を有することにより第１ケースの鋳造作業性が損なわれたり、第１ケースの重量が増大するなどのことが考えられる。

これに対して特許文献２に記載されている装置では、ケースと一体の片持ち状の円筒部でロータを保持するので、ケース内の支持壁を省くことができるが、この特許文献２に開示されている構成は、発電機と電動機とを隣接して同一軸線上に配列したシリーズハイブリッド形式のものであるから、動力の分配機構などの他の構成部材を同一軸線上に配列する構成のハイブリッド車に適用するためには、更に改良する余地がある。

さらに、装置の軸長の短縮のために特許文献４に記載されているように、ステータコイルの内周側に隔壁を湾曲させて入り込ませることが可能であるが、たとえそうであっても、隔壁の肉厚分は、ケースの軸線方向での空間を占有するので、軸長の短縮に制約があり、しかもステータコイルの収容空間が狭くなってステータコイルの冷却性が損なわれる可能性がある。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、製造性やコイルの冷却性に優れた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ものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、内燃機関によってロータが回転させられて発電する発電機と、前記内燃機関の出力トルクを前記発電機と出力軸とに分配する遊星歯車機構と、電磁気力によって回転するロータのトルクを前記出力軸に対して出力する電動機とが、軸線方向に並んで所定のケースの内部に配置されたハイブリッド車の駆動装置において、前記発電機と電動機との間に前記遊星歯車機構が配置されるとともに、前記発電機に対して前記遊星歯車機構とは反対側と前記電動機に対して前記遊星歯車機構とは反対側とのいずれか一方から前記発電機もしくは電動機の中心軸線に沿って片持ち状に延び、かつ前記発電機もしくは電動機に近い軸線方向の長さを有する一つの延出部が前記ケースと一体的に設けられ、その延出部の外周側に前記発電機もしくは電動機のロータが配置されるとともにそのロータが前記延出部によって回転自在に支持されていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記発電機と電動機との少なくともいずれか一方が全体として円筒状をなす巻線を有し、前記遊星歯車機構の少なくとも一部が、その巻線の内周側に配置され、その遊星歯車機構に対して回転中心側からオイルを供給する潤滑機構が設けられていることを特徴とする駆動装置である。

さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記電動機と出力軸との間でのトルクの伝達をおこなう伝動機構が設けられるとともに、前記電動機のロータもしくは該ロータと一体に回転する部材からトルクを受けて回転することにより前記伝動機構にオイルを供給するオイルポンプが設けられていることを特徴とする駆動装置である。

そして、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記オイルポンプの少なくとも一部が、前記電動機における巻線の内周側に位置するように前記オイルポンプが配置されていることを特徴とする駆動装置である。
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記延出部は、前記ケースに形成された隔壁部に一体化されており、前記電動機もしくは発電機と前記遊星歯車機構とは、その隔壁部によって一端側が区画された密閉空間部に配置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である。

請求項１の発明によれば、発電機もしくは電動機のロータを支持する延出部が、発電機もしくは電動機に対してその軸線方向での外側すなわちこれらの間に配置されている遊星歯車機構とは反対側から延びているので、その延出部をケースに対して一体化させるために半径方向に向けて形成されるいわゆる壁に相当する部分は、発電機あるいは電動機に対して外側に設けてあればよく、これら発電機と電動機との間に壁に相当する部分を設ける必要がなくなる。

また、請求項２の発明によれば、発電機もしくは電動機の巻線の内周側に遊星歯車機構の少なくとも一部を入り込ませることにより、軸線方向での空間を有効利用することができ、言い換えれば、発電機あるいは電動機と遊星歯車機構とを軸線方向に詰めて配置できるので、駆動装置の全体としての軸長を短縮することができる。しかも、遊星歯車機構と巻線とが半径方向ではオーバーラップしていることになり、その状態で遊星歯車機構の回転中心側からオイルを供給するので、そのオイルが巻線にも供給され、その結果、巻線の冷却を促進することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、上述した請求項１あるいは２の発明で得られる効果と同様の効果に加えて、電動機の出力するトルクの一部を利用してオイルポンプを駆動して油圧を発生させ、そのオイルを伝動機構に供給することができる。

そして、請求項４の発明によれば、上記のオイルポンプが、前記巻線の内周側の空間を有効に利用して配置されるので、装置の全体としての軸長を短くすることができ、またオイルポンプがケースの内部に配置され、かつ伝動機構に接近して配置することが可能であるから、伝動機構にオイルを供給する油路構成を簡素化することが可能になる。
請求項５の発明によれば、請求項１ないし４の発明と同様の効果を得ることができる。

つぎに、この発明を図に示す具体例を参照して説明する。先ず、この発明に係るハイブリッド車の駆動装置の一例を図４に示すスケルトン図によって説明する。なお、図４は各構成部材の連結関係を主として示し、各構成部材の相互の位置関係を特定するものではない。

図４に示す例は、前置きエンジン・後輪駆動車（すなわちＦＲ車）などの車両の前後方向に向けてエンジンを搭載する形式の車両に適するように構成した例であり、第１の駆動力源としてエンジン１を有している。そのエンジン１としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどの内燃機関を用いることができる。

エンジン１のクランクシャフト２には、ダンパ機構３を介してインプットシャフト４が連結されている。また、駆動装置の全体を収容しているケース５の内部には、この発明の発電機に相当する第１のモータ・ジェネレータ６と、この発明の電動機に相当する第２のモータ・ジェネレータ７との二つのモータ・ジェネレータが設けられている。これらのモータ・ジェネレータ６，７として、電気エネルギを機械エネルギに変換する力行機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータを用いることができる。

図４に示すハイブリッド駆動装置は、いわゆる機械分配式のものであって、エンジン１の出力したトルクを上記の第１のモータ・ジェネレータ６と出力部材であるアウトプットシャフト８とに分配する動力分配装置９が設けられている。この動力分配装置９は、シングルピニオン形式の遊星歯車機構により構成されており、中空シャフト１０に形成されたサンギヤ１１と、サンギヤ１１と同心状に配置された内歯歯車であるリングギヤ１２と、サンギヤ１１およびリングギヤ１２に噛合するピニオンギヤ１３を保持したキャリヤ１４とを有している。そして、インプットシャフト４とキャリヤ１４とが一体回転するように連結されている。また、リングギヤ１２にアウトプットシャフト８が連結されている。さらに、インプットシャフト４は中空シャフト１０の内部に相対回転可能に挿入されており、第１のモータ・ジェネレータ６におけるロータ１５と前記サンギヤ１１とがその中空シャフト１０を介して連結されている。なお、第１のモータ・ジェネレータ６におけるステータ１６は、ケース５に固定されている。

一方、前記第２のモータ・ジェネレータ７は、ステータ１７およびロータ１８を有し、そのステータ１７がケース５に固定されており、これに対してロータ１８は、この発明の伝動機構に相当する変速機１９を介してアウトプットシャフト８に連結されている。その変速機１９は、遊星歯車機構を主体として構成されており、同心円上に配置された第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１と、これらの第１サンギヤ２０とリングギヤ２１とに噛み合っている第１のピニオンギヤ２２と、第１サンギヤ２０に隣接してかつ同一軸線上に配置された第２サンギヤ２３と、その第２サンギヤ２３に噛み合っている第２のピニオンギヤ２４と、この第２のピニオンギヤ２４と一体でかつ前記第１のピニオンギヤ２２に噛み合っている第３のピニオンギヤ２５と、各ピニオンギヤ２２，２４，２５を自転自在かつ公転自在に保持しているキャリヤ２６とを有している。したがって第１サンギヤ２０と、リングギヤ２１と、これら第１サンギヤ２０およびリングギヤ２１に噛み合っている第１のピニオンギヤ２２を保持しているキャリヤ２６とによってシングルピニオン型の遊星歯車機構が構成され、また第２サンギヤ２３と、リングギヤ２１と、これらの間に配置されている第２および第３のピニオンギヤ２４，２５および第１のピニオンギヤ２２を保持しているキャリヤ２６とによってダブルピニオン型の遊星歯車機構が構成されている。すなわち、図４に示す変速機１９は、ラビニョ型遊星歯車機構を主体として構成されている。なお、この発明の伝動機構は、シングルピニオン型遊星歯車機構とダブルピニオン型遊星歯車機構などの複数組の遊星歯車機構を組み合わせた複合構造の遊星歯車機構やその他の歯車機構、チェーン機構などによって構成することもできる。

そして、キャリヤ２６がアウトプットシャフト８に一体回転するように連結されている。なお、インプットシャフト４とアウトプットシャフト８とは同一軸線上に配置されている。

また、アウトプットシャフト８の外周側に中空シャフト２７が相対回転可能に嵌合されており、この中空シャフト２７と第２のモータ・ジェネレータ７のロータ１８とが一体回転するように連結されている。すなわち、第２のモータ・ジェネレータ７が中空シャフト２７を介して第１サンギヤ２０に連結されている。さらに、サンギヤ２３の回転を選択的に止める第１ブレーキＢ１と、前記リングギヤ２１の回転を選択的に止める第２ブレーキＢ２とが設けられている。そして、第２のモータ・ジェネレータ７と変速機１９との間に、第２のモータ・ジェネレータ７からトルクを受けて動作し、油圧を発生するオイルポンプＯp が設けられ、このオイルポンプＯp で発生させた圧油を変速機１９に供給するように構成されている。

なお、アウトプットシャフト８と、デファレンシャル２８の入力部材（図示せず）とが、プロペラシャフト（図示せず）により連結されている。また、デファレンシャル２８の回転部材（図示せず）とドライブシャフト２９とが連結されている。さらに、ドライブシャフト２９には車輪３０が連結されている。このように、エンジン１および第２のモータ・ジェネレータ７が同じ車輪３０に動力伝達可能に連結され、エンジン１の動力および第２のモータ・ジェネレータ７の動力のいずれによっても走行できるように構成されている。

つぎに、車両Ｖｅの制御系統について説明する。上記のハイブリッド駆動装置の全体を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）３１が設けられており、電子制御装置３１には、エンジン１の始動・停止要求を示す信号、モータ・ジェネレータ６，７の制御要求信号、シフトポジション選択信号、車速を示す信号、加速要求を示す信号、制動要求を示す信号、エンジン回転速度を示す信号、油圧制御装置３２の状態を示す信号などが入力される。シフトポジションセンサにより検知されるシフトポジションとしては、例えば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジションがある。ここで、ＰポジションおよびＮポジションは、変速機を動力伝達不可能な状態（非駆動状態、非走行状態）とする場合に選択されるポジションであり、Ｄポジションおよびリバースポジションは、変速機１９を動力伝達可能な状態（駆動状態、走行状態）とする場合に選択されるポジションである。

これに対して、電子制御装置３１からは、エンジン１を制御する信号、各モータ・ジェネレータ６，７を制御する信号、油圧制御装置３２を制御する信号などが出力される。この油圧制御装置３２については後述する。そして、油圧制御装置３２からブレーキＢ１，Ｂ２に伝達される油圧に応じて、ブレーキＢ１，Ｂ２が係合・解放する。

油圧制御装置３２は、図５に示すように、機械式オイルポンプ３３と電動オイルポンプ３４と、これらのオイルポンプ３３，３４で発生させた油圧をライン圧に調圧するとともに、そのライン圧を元圧として調圧した油圧を前記各ブレーキＢ１，Ｂ２に対して給排し、かつ適宜の箇所に潤滑のためのオイルを供給する油圧回路３５とを備えている。その機械式オイルポンプ３３は、エンジン１によって駆動されて油圧を発生するポンプであって、例えば前記ダンパ機構３の出力側に同軸上に配置され、エンジン１からトルクを受けて動作するようになっている。これに対して電動オイルポンプ３４は、適宜のモータ（図示せず）によって駆動されるポンプであって、ケース５の外部などの適宜の箇所に取り付けられ、バッテリーなどの蓄電装置から電力を受けて動作し、油圧を発生するようになっている。

なお、各オイルポンプ３３，３４の吐出側には、それぞれのオイルポンプ３３，３４の吐出圧で開き、これとは反対方向には閉じる逆止弁３６，３７が設けられ、かつ油圧回路３５に対してこれらのオイルポンプ３３，３４は互いに並列に接続されている。したがって、吐出圧の高いオイルポンプ３３，３４側の逆止弁３６，３７が開くとともに吐出圧の低いオイルポンプ３４，３３側の逆止弁３７，３６が閉じることにより、吐出圧の高いオイルポンプ３３，３４で発生させた圧油が、吐出圧の低いオイルポンプ３４，３３側に流れたり、さらにはその吐出圧の低いオイルポンプ３４，３３から漏れ出たりすることが防止される。

したがってこれらの逆止弁３６，３７は、シャトルバルブなどの切換弁で置換することができる。例えば図６に示すように、機械式オイルポンプ３３の吐出口に連通された第１供給油路３８と電動オイルポンプ３４の吐出口に連結された第２供給油路３９との分岐部に、高圧側の供給油路３８，３９の圧油に押されて低圧側の供給油路３９，３８を閉じる弁体４０を設けた構成の切換弁４１を用いることができる。

上記の駆動装置を具体化した例を図１に示し、またこの発明に係る主要部分を図２および図３に示してある。図１ないし図３に示す駆動装置におけるケース５は、エンジン１側からフロントケース５ｆと、ミッドケース５ｍと、リヤケース５ｒとの三つの部分によって構成されている。フロントケース５ｆの内面で軸線方向でのほぼ中間部に、隔壁部５１が形成されている。この隔壁部５１は、ダンパ機構３を収容する開放部分と、第１のモータ・ジェネレータ６などを収容する内部とを区画するためのものであって、フロントケース５ｆの内面から中心部に向けて延びた状態に形成されている。

この隔壁部５１の中心部は、インプットシャフト４を挿通させるように貫通しており、その中心側貫通部（隔壁部５１の内周端）には、インプットシャフト４の中心軸線に沿ってケース５の内部に片持ち状に延びた円筒状の延出部５２が一体的に形成されている。この延出部５２の軸線方向の長さは、第１のモータ・ジェネレータ６の軸線方向の長さに近い長さに設定されており、精度良く仕上げ加工された外周面５３と内周面５４とを有している。その外周面５３に嵌合させられた二つの軸受５５，５５によって、第１のモータ・ジェネレータ６におけるロータ１５が回転自在に保持されている。また、内周面５４の内部に二つの軸受５６，５６が嵌合され、延出部５２の内部に挿通されたインプットシャフト４がこれらの軸受５６，５６によって回転自在に保持されている。

そのインプットシャフト４は、ダンパ機構３側（すなわち外側）に突出しており、その突出部と前記隔壁部５１の内周端との間にシールリング５７が嵌め込まれている。したがって、インプットシャフト４を支持している軸受５６の嵌合されている内周面５４と、シールリング５７が嵌合されている隔壁部５１の内周端とは、相互に一体となっている隔壁部５１と延出部５２との一部であるから、それぞれの中心軸線が正確に一致している。その結果、インプットシャフト４がシールリング５７に対していわゆる振れ回ることがないので、液密性が良好になると同時に、シールリング５７の耐久性が向上する。

第１のモータ・ジェネレータ６におけるステータ１６は、上記のロータ１５の外周側に配置されていて、フロントケース５ｆの内面に固定されている。このステータ１６は、全体として、第１のモータ・ジェネレータ６の中心軸線を中心とした円筒状もしくは環状をなす巻線（コイル）５８を有しており、その巻線５８は前記ロータ１５よりも軸線方向に突出している。その巻線５８の前記隔壁部５１側の端部の内周側に、ロータ１５の回転位置もしくは回転角度を検出するレゾルバーなどの位置センサ５９が配置され、隔壁部５１の内面に固定されている。これに対して、巻線５８の前記隔壁部５１とは反対側の端部の内周側に、前記動力分配機構９を構成している遊星歯車機構の一部が入り込んで位置している。すなわち、巻線５８の内周側に生じる空間部を有効に利用して、動力分配機構９を構成している遊星歯車機構が配置されており、その結果、第１のモータ・ジェネレータ６と遊星歯車機構（動力分配機構９）とを軸線方向に詰めて配置した構造となっている。そのため、軸線方向での無駄な空間が削減されて、装置の全体としての軸長が短縮されている。

インプットシャフト４には、その中心軸線に沿って潤滑油路６０が形成されており、その潤滑油路６０から半径方向で外側に延びて外周面に開口する複数の分岐油路６１がインプットシャフト４に併せて形成されている。それらの分岐油路６１のいずれかは、動力分配機構９を構成している遊星歯車機構に向けて潤滑油を供給するように開口しており、したがってその遊星歯車機構に対しては回転中心側から潤滑油が供給されるようになっている。すなわち、これらの潤滑油路６０および分岐油路６１がこの発明の潤滑機構を構成している。この潤滑機構から動力分配機構９を構成している遊星歯車装置に供給された潤滑油は、遊星歯車装置が回転することによる遠心力によって半径方向で外側に飛散させられ、その潤滑油は、遊星歯車装置の外周側に前記巻線５８が位置しているので、巻線５８に供給される。その結果、その潤滑油によって巻線５８が冷却される。

なお、第１のモータ・ジェネレータ６におけるロータ軸６２は、ロータ１５とほぼ等しい軸長の円筒軸であって、その内周面の大半の部分は、前記軸受５５の外径と等しい内径の円筒面とされており、また動力分配機構９側の端部には、軸受５５用の円筒面より内径の小さいトルク伝達部６３が形成されている。そのトルク伝達部６３は、前述した中空シャフト１０をトルク伝達可能に連結する部分であって、その内周面にスプラインが形成され、中空シャフト１０の端部に形成されたフランジ部が、そのスプラインに嵌合している。したがってロータ軸６２の内径は、上記のスプラインが形成されているトルク伝達部６３で最も小さくなっている。そのため、上記のロータ軸６２は、そのスプラインをブローチ加工によって形成できるようになっている。

前記動力分配機構９に隣接しかつ前記第１のモータ・ジェネレータ６とは反対側に、ミッドケース５ｍの内面から中心部に向けて延びている支持部６４が配置されており、この支持部６４によって、第２のモータ・ジェネレータ７のロータ軸である前記中空シャフト２７の一端部が、軸受６５を介して回転自在に保持されている。一方、アウトプットシャフト８は、互いに同一軸線上で連結された長尺の第１軸８ａと短尺の第２軸８ｂとから構成され、その第１軸８ａが前記中空シャフト２７の内部に挿通されるとともに、中空シャフト２７の内周面との間に介在させた軸受６６によって回転自在に保持されている。さらに、その第１軸８ａは、動力分配機構９側に突出しており、その突出端に前記インプットシャフト４の先端部が、液密状態で嵌合させられており、かつその動力分配機構９におけるリングギヤ１２が第１軸８ａに連結されている。

前記第２のモータ・ジェネレータ７に対して前記動力分配機構９とは反対側（図１および図３で右側）に、ミッドケース５ｍの内周面から中心部に延びた隔壁部６７が設けられている。この隔壁部６７は、前記アウトプットシャフト８の中心軸線に沿って開口しており、その開口部に前記中空シャフト２７の他方の端部が挿入され、かつ軸受６８によって回転自在に保持されている。したがって、この隔壁部６７と前記フロントケース５ｆにおける隔壁部５１とが対向していて、これらの隔壁部６７，５１の間に密閉空間部が形成され、その内部に、第１および第２のモータ・ジェネレータ６，７および動力分配機構９を構成している遊星歯車装置が収容されている。なお、これらの配列順序は図に示すとおりであって、各モータ・ジェネレータ６，７の間に動力分配機構９が配置されている。

第２のモータ・ジェネレータ７のステータ１７は、前記第１のモータ・ジェネレータ６と同様に、全体として円筒状もしくは環状をなす巻線６９を有しており、その巻線６９は、ロータ１８よりも軸線方向の両側に突出している。すなわちロータ１８に対してオーバーハングした状態となっている。

そして、この巻線６９における前記隔壁部６７側の端部の内周側に、前記オイルポンプＯP が配置されている。このオイルポンプＯP は、歯車ポンプなどの回転することによりオイルを吐出させるポンプであって、その歯車などのいわゆる本体部分７０は、前記隔壁部６７の内部に収容されており、駆動軸７１が第２のモータ・ジェネレータ７側で前記巻線６９の内周側に突出し、かつその駆動軸７１に歯車７２が取り付けられている。その歯車７２に噛合している駆動歯車７３が、第２のモータ・ジェネレータ７のロータ軸である前記中空シャフト２７に取り付けられている。したがってこのオイルポンプＯP は、第２のモータ・ジェネレータ７の出力トルクによって駆動されるようになっている。さらに、前記隔壁部６７の内部には、オイルポンプＯP が吐出したオイルを変速機１９に導く油路７４が形成されている。なお、そのオイルは、各ブレーキＢ１，Ｂ２を係合させるための油圧として使用することもでき、あるいは変速機１９の潤滑のために使用することができる。したがって、このオイルポンプＯP を前述した電動オイルポンプ３４と同様に機能させることができるので、電動オイルポンプ３４を小型化することができ、あるいは電動オイルポンプ３４をこのオイルポンプＯP によって置換することができる。

前記ミッドケース５ｍの端部に連結されたリヤケース５ｒと前記隔壁部６７との間に密閉空間が形成され、その内部に変速機１９が収容されている。また、アウトプットシャフト８を構成している第１軸８ａと第２軸８ｂとがこの空間部で連結されている。すなわち第１軸８ａの先端部が、第２軸８ｂの端部に挿入されて一体回転するようにスプライン嵌合している。その第２軸８ｂの外周側には、回転センサ用の歯車軸７５がスプライン嵌合されており、その歯車軸７５とリヤケース５ｒとの間に軸受７６が配置されている。したがって、第１軸８ａおよび第２軸８ｂの一端部がこの軸受７６によって回転自在に保持されている。さらに第２軸８ｂの他方の端部がリヤケース５ｒから突出し、その突出端にコンパニオンフランジ７７が取り付けられている。

したがって図１ないし図３に示すように構成されたこの発明に係る駆動装置においては、第１のモータ・ジェネレータ６におけるロータ１５を、動力分配機構９とは反対側（すなわち外側）から片持ち状の延びた延出部５２によって支持しているから、第１のモータ・ジェネレータ６と第２のモータ・ジェネレータ７との間を遮る隔壁に相当する部材が不要になる。そのため、ケース５（特にフロントケース５ｆ）の構成が簡素化され、その製造性が良好になるとともに軽量化を図ることができる。また、フロントケース５ｆの内部には、隔壁部５１とは反対側の開口部側から位置センサ５９や第１のモータ・ジェネレータ６あるいは動力分配機構９、さらには第１のモータ・ジェネレータ６に対する電気ケーブル（図示せず）などを順に組み付けることができ、その組み付け作業中にフロントケース５ｆを反転させるなどの作業を要しないので、組み付け作業性が向上する。

また、第１のモータ・ジェネレータ６のロータ軸６２を前記延出部５２で支持する構成であるため、ロータ軸６２の構造が簡素化され、これを動力分配機構９に連結するためのトルク伝達部６３を、ロータ軸６２において最小内径の部分としてその内周部のスプラインなどの加工をブローチ加工することが可能になり、その結果、その加工性が向上する。一方、前記延出部５２によってインプットシャフト４を回転自在に支持するので、その延出部５２がケース５と一体の固定部分であることにより、インプットシャフト４の支持精度が高くなり、その結果、インプットシャフト４のいわゆる振れ回りが生じず、動力分配機構９を構成している遊星歯車機構での騒音の発生やインプットシャフト４と隔壁部５１との間のシール材の耐久性の低下などを未然に防止することができる。

さらに、上述した構成では、第１のモータ・ジェネレータ６に対して動力分配機構９側の部分を遮る壁に相当する部材がないことにより、動力分配機構９を構成する遊星歯車機構を、第１のモータ・ジェネレータ６における巻線５８の内周側に入り込ませて配置することができ、その結果、軸線方向での空間を有効に利用して装置の全体としての軸長を短くすることができる。また、これと併せて、遊星歯車機構に対してその回転中心側から潤滑油を供給するように構成されているので、その潤滑油が遊星歯車機構の回転に伴って巻線５８にも供給され、その結果、巻線５８に対する潤滑油の供給が確実におこなわれて、その冷却効果を向上させることができる。

このような軸線方向での空間部の有効利用は、第２のモータ・ジェネレータ７のトルクで駆動される前記オイルポンプＯp についても同様であり、第２のモータ・ジェネレータ７における巻線６９の内周側にオイルポンプＯp が入り込んで配置されているので、装置の全体としての軸長を短縮することが可能になる。また、このオイルポンプＯp は、変速機１９などの伝動機構に潤滑油を供給するだけでなく、前記ブレーキＢ１，Ｂ２などの係合装置を動作させる係合圧を発生させることができるので、電動オイルポンプ３４などの他のオイルポンプを小容量化あるいは小型化でき、さらには他のオイルポンプのいずれかを廃止することが可能になる。なお、上記のオイルポンプＯp は第２のモータ・ジェネレータ７の出力するトルクによって駆動できればよいのであり、したがってオイルポンプＯp に対するトルクの伝達は、第２のモータ・ジェネレータ７のロータ１８以外に、そのロータ１８と一体に回転する部材からおこなうようにしてもよい。

ところで、上記のハイブリッド車の駆動装置では、各モータ・ジェネレータ６，７の冷却、回転摺動部などの潤滑と冷却、各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放の制御などにオイルを必要とするが、これらは必ずしも同時にオイルを必要とするわけではないので、必要性に応じてオイルの供給およびそのカットをおこなうことが好ましい。このように構成することにより、前述した各オイルポンプ３３，３４，ＯP の小容量化や小型化を図ることができる。図７は、オイルの供給の選択をおこなう制御例を示すフローチャートであって、前記変速機１９の変速応答性を確保するように構成した例である。

図７において、先ず、各ブレーキＢ１，Ｂ２などのブレーキ部での必要油量が算出される（ステップＳ１）。これは、例えば油温やアクセル開度（駆動要求量）などから求めることができ、より具体的には油温やアクセル開度に応じたブレーキ部必要油量をマップとして予め用意し、そのマップから算出することができる。つぎに、そのブレーキ部必要油量が、オイルポンプから吐出されるオイルの配分を調整しない状態でブレーキ部に流入する油量より多いか否かが判断される（ステップＳ２）。このいわゆる未調整時におけるブレーキ部への流入油量は、油圧回路の構成によってほぼ決まるので、設計の段階で求めておくことができる。

このステップＳ２で否定的に判断された場合には、オイルポンプから吐出されるオイルの配分を調整しなくても、ブレーキ部に充分オイル（圧油）を供給できるので、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを一旦抜ける。これとは反対にステップＳ２で肯定的に判断された場合には、オイルの配分を調整しなければ、ブレーキ部で必要とする油量を確保できないことになるので、オイルの配分の条件が成立しているか否かが判断される。その条件は、一例としてモータの冷却の必要性の有無であり、例えば前述したいずれかのモータ・ジェネレータ６，７の温度が、モータ冷却油必要最低温度より低温であるか否かが判断される（ステップＳ３）。このステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわちモータ・ジェネレータ６，７の冷却が特には必要でない場合には、潤滑・冷却用油の供給がカットされる（ステップＳ４）。

これは、例えば前述した油圧制御装置３２に、ブレーキ係合圧用油路と潤滑・冷却用油路とにオイルを振り分ける三方切換弁（図示せず）を設けておき、上記のステップＳ３の判断の成立・不成立に応じてその三方切換弁を切換動作させることにより実行できる。あるいは潤滑・冷却用油路に遮断弁を設け、その遮断弁を適宜に動作させることにより実行することができる。

したがって潤滑・冷却用油の供給がカットされることにより、ブレーキ部に対して充分な量の圧油が供給され、その結果、ブレーキＢ１，Ｂ２の切換動作が迅速におこなわれて変速機１９の応答性が向上する。これとは反対にステップＳ３で否定的に判断された場合には、モータ・ジェネレータ６，７の冷却のためにオイルを必要とするので、ステップＳ４の制御を実行することなく、このルーチンを一旦抜ける。この場合は、モータ・ジェネレータ６，７が冷却されるので、その耐久性の低下を防止することができる。

なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、片持ち状の延出部は、第１のモータ・ジェネレータ６側以外に第２のモータ・ジェネレータ７側にも設けてもよく、あるいは第１のモータ・ジェネレータ６側に替えて第２のモータ・ジェネレータ７側のみに設け、第２のモータ・ジェネレータ７のロータを回転自在に支持するように構成してもよい。また、この発明の発電機は、モータ機能をも有する発電機を含み、電動機は発電機能のある電動機を含むが、これに限らず、モータ機能のない発電機、および発電機能のない電動機であってもよい。さらに、この発明の伝動機構は、変速機能のない機構であってもよい。

この発明に係るハイブリッド車の駆動装置の一例を一部省略して示す全体的な断面図である。 その駆動装置の一部を示す部分断面図である。 その駆動装置の他の部分を示す部分断面図である。 その駆動装置のスケルトン図である。 機械式オイルポンプと電動オイルポンプとの並列接続の状態を模式的に示す図である。 機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを切り換える切換弁の一例を模式的に示す図である。 オイルポンプで発生したオイルの配分をおこなう制御の一例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…エンジン、 ２…出力軸、 ４…インプットシャフト、 ５…ケース、 ６…第１のモータ・ジェネレータ、 ７…第２のモータ・ジェネレータ、 ８…アウトプットシャフト、 ９…動力分配装置、 １９…変速機、 ３２…油圧制御装置、 ３４…電動オイルポンプ、 ５２…延出部、 ５８，６９…巻線、 ６０…潤滑油路、 ６１…分岐油路、 Ｂ１，Ｂ２…ブレーキ、 Ｏp …オイルポンプ。

Claims (5)

1. 内燃機関によってロータが回転させられて発電する発電機と、前記内燃機関の出力トルクを前記発電機と出力軸とに分配する遊星歯車機構と、電磁気力によって回転するロータのトルクを前記出力軸に対して出力する電動機とが、軸線方向に並んで所定のケースの内部に配置されたハイブリッド車の駆動装置において、
   前記発電機と電動機との間に前記遊星歯車機構が配置されるとともに、
   前記発電機に対して前記遊星歯車機構とは反対側と前記電動機に対して前記遊星歯車機構とは反対側とのいずれか一方から前記発電機もしくは電動機の中心軸線に沿って片持ち状に延び、かつ前記発電機もしくは電動機に近い軸線方向の長さを有する一つの延出部が前記ケースと一体的に設けられ、
   その延出部の外周側に前記発電機もしくは電動機のロータが配置されるとともにそのロータが前記延出部によって回転自在に支持されている
   ことを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
2. 前記発電機と電動機との少なくともいずれか一方が全体として円筒状をなす巻線を有し、前記遊星歯車機構の少なくとも一部が、その巻線の内周側に配置され、
   その遊星歯車機構に対して回転中心側からオイルを供給する潤滑機構が設けられている
   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。
3. 前記電動機と出力軸との間でのトルクの伝達をおこなう伝動機構が設けられるとともに、
   前記電動機のロータもしくは該ロータと一体に回転する部材からトルクを受けて回転することにより前記伝動機構にオイルを供給するオイルポンプが設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の駆動装置。
4. 前記オイルポンプの少なくとも一部が、前記電動機における巻線の内周側に位置するように前記オイルポンプが配置されていることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動装置。
5. 前記延出部は、前記ケースに形成された隔壁部に一体化されており、前記電動機もしくは発電機と前記遊星歯車機構とは、その隔壁部によって一端側が区画された密閉空間部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動装置。

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