JP4151646B2

JP4151646B2 - Drive device for hybrid vehicle

Info

Publication number: JP4151646B2
Application number: JP2004360968A
Authority: JP
Inventors: 祐一渋川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: JP2006168442A

Description

本発明は、エンジン及びモータジェネレータを組合せて搭載したハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle on which an engine and a motor generator are mounted in combination.

近年、低公害性と航続距離、およびエネルギ供給のインフラ等の要求から、エンジン及びモータジェネレータ（以下「ＭＧ」という）を組合せて搭載したハイブリッド車両（ＨＥＶ）の実用化が進められている。このようなＨＥＶの一種として、例えば、既存のトロイダル式無段変速機（以下「Ｔ−ＣＶＴ」という）を搭載したシステムが考えられている。ところでＴ−ＣＶＴは入力ディスク及び出力ディスクを同軸上に備えているので、ディスクの半径方向の長さは短くなるものの、軸方向長さは長くなる。そのため、パワートレイン系が横置きに配置される車両においては、搭載が困難である。そこで、前後進切替装置やトルクコンバータなどを廃止して、変速機の長さを短縮し、搭載性を向上させた駆動システムが提案されている。例えば、ＭＧ及びＴ−ＣＶＴを平行に配置して、ＭＧを駆動源として後進する駆動システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１０４０００号公報 In recent years, a hybrid vehicle (HEV) equipped with a combination of an engine and a motor generator (hereinafter referred to as “MG”) has been put into practical use because of demands for low pollution, cruising distance, and energy supply infrastructure. As one type of HEV, for example, a system equipped with an existing toroidal continuously variable transmission (hereinafter referred to as “T-CVT”) is considered. By the way, since the T-CVT includes the input disk and the output disk on the same axis, the length in the radial direction of the disk is shortened but the length in the axial direction is increased. Therefore, it is difficult to mount the vehicle in which the powertrain system is arranged horizontally. In view of this, a drive system has been proposed in which the forward / reverse switching device, the torque converter, and the like are eliminated, the length of the transmission is shortened, and the mountability is improved. For example, a drive system has been disclosed in which MG and T-CVT are arranged in parallel, and the MG is used as a drive source to move backward (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-104000 A

ところで、前述した従来の駆動システムにあっては、エンジン及びＭＧが変速機の入力側においてのみ接続されている。そのため、例えば、エンジンの駆動力を要しないＭＧ走行の場合であっても変速機を介して駆動輪に動力を伝達しなければならないので、変速機の変速比を適宜設定する必要がある。そして変速機を動作させるためには油圧が必要であるので、ＭＧ走行の効率が低下していた。 By the way, in the conventional drive system described above, the engine and MG are connected only on the input side of the transmission. Therefore, for example, even in the case of MG traveling that does not require the driving force of the engine, power must be transmitted to the drive wheels via the transmission, so it is necessary to appropriately set the transmission gear ratio. Since hydraulic pressure is required to operate the transmission, the efficiency of MG travel has been reduced.

また、装置全体をコンパクト化するために前後進切換手段を廃止した場合には、回転方向を変更可能なＭＧにより後進することになる。しかし、ＭＧのみで後進するシステムであって、現行の内燃機関の車両と同等の動力性能を実現するためには、大トルクを出力可能なＭＧが必要である。しかし、そのようなＭＧは大型であり、搭載性が悪化し、またコストの上昇を招くという問題があった。 Further, when the forward / reverse switching means is abolished in order to make the entire apparatus compact, the vehicle is moved backward by an MG whose rotation direction can be changed. However, in order to realize a power performance equivalent to that of a vehicle of an internal combustion engine, which is a system that moves backward only with MG, an MG capable of outputting a large torque is required. However, such an MG is large, has a problem that the mountability is deteriorated and the cost is increased.

さらに、後進性能がバッテリの蓄電量にも依存するので、大きなバッテリを搭載するか、エンジンに駆動ＭＧ並みの大きな発電機を搭載する必要がある。したがって、車両全体としての搭載性が悪化し、またコストの上昇を招くという問題があった。 Furthermore, since the reverse performance also depends on the amount of electricity stored in the battery, it is necessary to install a large battery or a large generator similar to the drive MG to the engine. Therefore, there is a problem that mountability as a whole vehicle is deteriorated and cost is increased.

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、装置全体をコンパクトにしながらも大トルクのモータジェネレータを必要とせず、全車速域でモータジェネレータ運転を行うことができるハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and a hybrid vehicle drive device capable of operating a motor generator in the entire vehicle speed range without requiring a large torque motor generator while making the entire device compact. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明では、エンジン駆動力を変速機で変速して出力軸を介して駆動輪に伝達すると共に、モータジェネレータが発生する駆動力を出力軸を介して駆動輪に伝達可能にしたハイブリッド車両の駆動装置において、
前記変速機は、エンジンからの駆動力を入力する入力軸と、該入力軸に平行に配置されたカウンタ軸と、前記入力軸に入力されるエンジン回転数を所定の変速比でカウンタ軸に伝達する変速機構と、を有し、
前記カウンタ軸から駆動力を伝達可能に連結された出力軸を、前記入力軸に同軸、且つ、前記カウンタ軸に平行に配置し、
前記モータジェネレータを、前記入力軸と前記出力軸との間の位置に、モータジェネレータ軸が入力軸及び出力軸と同軸となるように配置し、
前記エンジンや前記モータジェネレータからの駆動力伝達経路を決定する駆動力伝達機構により、少なくとも前記モータジェネレータの発生する駆動力を前記カウンタ軸を介し減速して前記出力軸に伝達する低速モードと、少なくとも前記モータジェネレータの発生する駆動力を前記入力軸または前記出力軸に直接伝達する高速モードと、を設けた。 In order to achieve the above object, in the present invention, the engine driving force is shifted by a transmission and transmitted to the driving wheel via the output shaft, and the driving force generated by the motor generator is transmitted to the driving wheel via the output shaft. In the hybrid vehicle drive device,
The transmission transmits an input shaft for inputting a driving force from the engine, a counter shaft arranged in parallel to the input shaft, and an engine speed input to the input shaft to the counter shaft at a predetermined speed ratio. And a transmission mechanism that
An output shaft connected so as to be able to transmit driving force from the counter shaft is arranged coaxially with the input shaft and parallel to the counter shaft,
The motor generator is arranged at a position between the input shaft and the output shaft so that the motor generator shaft is coaxial with the input shaft and the output shaft,
A low-speed mode in which at least the driving force generated by the motor generator is decelerated via the counter shaft and transmitted to the output shaft by a driving force transmission mechanism that determines a driving force transmission path from the engine or the motor generator; And a high speed mode for directly transmitting the driving force generated by the motor generator to the input shaft or the output shaft.

よって、本発明のハイブリッド車両の駆動装置にあっては、低速モードと高速モードにおいて、モータジェネレータの発生する駆動力を、変速機構を介することなく出力軸に伝達するため、変速機構の油圧を必要とせず、効率の高い運転が可能となる。また、低速モードにおいて、減速比を大きくとれば、大トルクのモータジェネレータを必要とせず、モータジェネレータの小型化を図ることができる。さらに、低速モードと高速モードとを有するため、全車速域でモータジェネレータを用いた電気自動車モードでの走行が可能である。加えて、トルクコンバータや前後進切替装置などを省略することができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。 Therefore, in the hybrid vehicle drive device of the present invention, in the low speed mode and the high speed mode, the driving force generated by the motor generator is transmitted to the output shaft without passing through the speed change mechanism, so that the hydraulic pressure of the speed change mechanism is required. However, efficient operation is possible. Further, if the reduction ratio is increased in the low speed mode, a motor generator having a large torque is not required and the motor generator can be reduced in size. Furthermore, since it has a low speed mode and a high speed mode, it is possible to run in the electric vehicle mode using the motor generator in the entire vehicle speed range. In addition, since a torque converter, a forward / reverse switching device, and the like can be omitted, the entire device can be made compact.

以下、本発明のハイブリッド車両の駆動装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the hybrid vehicle drive device of the present invention will be described below based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.

まず、構成を説明する。
図１(a)は実施例１のハイブリッド車両の駆動装置を示す全体断面図である。
実施例１のハイブリッド車両の駆動装置は、エンジンＥの駆動力をトロイダル型無段変速機Ｔ−ＣＶＴ（変速機）で変速して出力軸３を介して図外の駆動輪に伝達すると共に、モータジェネレータＭＧが発生する駆動力を出力軸３を介して図外の駆動輪に伝達可能にしている。 First, the configuration will be described.
FIG. 1A is an overall cross-sectional view illustrating a drive device for a hybrid vehicle according to a first embodiment.
In the hybrid vehicle drive device of the first embodiment, the driving force of the engine E is shifted by a toroidal-type continuously variable transmission T-CVT (transmission) and transmitted to drive wheels (not shown) via the output shaft 3. The driving force generated by the motor generator MG can be transmitted to driving wheels (not shown) via the output shaft 3.

前記トロイダル型無段変速機Ｔ−ＣＶＴは、エンジンＥからの駆動力を発進クラッチ５を介して入力する入力軸１と、該入力軸１に平行に配置されたカウンタ軸２と、前記入力軸１に入力されるエンジン回転数を所定の変速比でカウンタ軸２に伝達する無段変速機構４（変速機構）と、を有する。 The toroidal continuously variable transmission T-CVT includes an input shaft 1 for inputting a driving force from the engine E via a start clutch 5, a counter shaft 2 arranged in parallel to the input shaft 1, and the input shaft And a continuously variable transmission mechanism 4 (transmission mechanism) that transmits the engine speed input to 1 to the counter shaft 2 at a predetermined speed ratio.

前記無段変速機構４は、前記入力軸１に連結された入力ディスク４１，４２と、後述する第１出力ギヤ３１に連結された出力ディスク４３，４４と、入出力ディスク４１，４３及び入出力ディスク４２，４４の間に挟持配置されたパワーローラ４５，４６と、ローディングカム機構４７と、を有して構成されている。 The continuously variable transmission mechanism 4 includes input disks 41 and 42 connected to the input shaft 1, output disks 43 and 44 connected to a first output gear 31 described later, input / output disks 41 and 43, and input / output disks. Power rollers 45 and 46 sandwiched between the disks 42 and 44 and a loading cam mechanism 47 are provided.

前記カウンタ軸２から駆動力を伝達可能に連結された出力軸３は、前記入力軸１に同軸、且つ、前記カウンタ軸２に平行に配置している。また、前記モータジェネレータＭＧは、前記入力軸１と前記出力軸３との間の位置に、モータジェネレータ軸６，７が入力軸１及び出力軸３と同軸となるように配置している。 An output shaft 3 connected so as to be able to transmit a driving force from the counter shaft 2 is arranged coaxially with the input shaft 1 and parallel to the counter shaft 2. Further, the motor generator MG is disposed at a position between the input shaft 1 and the output shaft 3 so that the motor generator shafts 6 and 7 are coaxial with the input shaft 1 and the output shaft 3.

前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記カウンタ軸２を介し減速して前記出力軸３に伝達する「低速モード」と、前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記出力軸３に直接伝達する「高速モード」と、を設定可能な駆動力伝達機構を設けている。ここで、前記駆動力伝達機構は、「低速モード」の選択時と「高速モード」の選択時に、前記モータジェネレータＭＧと前記出力軸３との回転方向が同方向となるように設定している。また、前記駆動力伝達機構は、無段変速機構４とカウンタ軸２とを切り離し、エンジンＥからの駆動力を入力する入力軸１と第１モータジェネレータ軸６とを連結し、前記エンジンＥとモータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記カウンタ軸２を介して前記出力軸３に伝達する「後進モード」を設定している。 The “low speed mode” in which the driving force generated by the motor generator MG is decelerated via the counter shaft 2 and transmitted to the output shaft 3, and the driving force generated by the motor generator MG is directly transmitted to the output shaft 3. A driving force transmission mechanism capable of setting “high speed mode” is provided. Here, the driving force transmission mechanism is set so that the rotation directions of the motor generator MG and the output shaft 3 are the same when the “low speed mode” is selected and the “high speed mode” is selected. . The driving force transmission mechanism separates the continuously variable transmission mechanism 4 and the counter shaft 2, connects the input shaft 1 for inputting the driving force from the engine E and the first motor generator shaft 6, and A “reverse mode” is set in which the driving force generated by the motor generator MG is transmitted to the output shaft 3 via the counter shaft 2.

前記駆動力伝達機構は、前記カウンタ軸２上に第１カウンタギヤ２１と第２カウンタギヤ２２と第３カウンタギヤ２３とが設けられ、前記第１カウンタギヤ２１は前記無段変速機構４の第１出力ギヤ３１と噛み合い、前記第２カウンタギヤ２２は前記入力軸１側の第１モータジェネレータ軸６に設けられた第２出力ギヤ３２と噛み合い、前記第３カウンタギヤ２３は前記出力軸３に設けられた第３出力ギヤ３３と噛み合う。 The driving force transmission mechanism is provided with a first counter gear 21, a second counter gear 22, and a third counter gear 23 on the counter shaft 2, and the first counter gear 21 is the first counter gear 21 of the continuously variable transmission mechanism 4. The second counter gear 22 meshes with a second output gear 32 provided on the first motor generator shaft 6 on the input shaft 1 side, and the third counter gear 23 meshes with the output shaft 3. It meshes with the provided third output gear 33.

そして、前記第１カウンタギヤ２１と前記カウンタ軸２との連結位置に第１クラッチ１１を設け、前記第２カウンタギヤ２２と前記カウンタ軸２との連結位置に第２クラッチ１２を設け、前記第１モータジェネレータ軸６と前記入力軸１との連結位置に第３クラッチ１３を設け、前記出力軸３側の第２モータジェネレータ軸７と前記出力軸３との連結位置に第４クラッチ１４を設けることで構成されている。なお、前記４つのクラッチ１１，１２，１３，１４は、例えば、外部からの制御指令により断接制御が可能な電磁式ドグクラッチ等が用いられる。また、図１(a)の８は、無段変速機構４の変速比を制御する制御圧を作り出す油圧コントロールユニットを示す。 A first clutch 11 is provided at a connection position between the first counter gear 21 and the counter shaft 2, and a second clutch 12 is provided at a connection position between the second counter gear 22 and the counter shaft 2. A third clutch 13 is provided at a connection position between one motor generator shaft 6 and the input shaft 1, and a fourth clutch 14 is provided at a connection position between the second motor generator shaft 7 on the output shaft 3 side and the output shaft 3. It is composed of that. The four clutches 11, 12, 13, and 14 are, for example, electromagnetic dog clutches that can be connected and disconnected by an external control command. Reference numeral 8 in FIG. 1A denotes a hydraulic pressure control unit that generates a control pressure for controlling the transmission ratio of the continuously variable transmission mechanism 4.

次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.

［技術背景］
特開２００２−１０４０００号公報に記載された変速機前置きＭＧレイアウトでは、モータジェネレータのみを用いる電気自動車モードでの走行時、変速機用油圧供給が必要となり、損失が大きくなる。また、後進モードをモータジェネレータのみを用いて達成しようとするとモータジェネレータが大型化する。 [Technical background]
In the transmission front MG layout described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-104000, when traveling in the electric vehicle mode using only the motor generator, transmission hydraulic pressure is required, resulting in a large loss. In addition, if the reverse mode is achieved using only the motor generator, the motor generator is increased in size.

上記課題を解決するため、本出願人は、先に特願２００３−３８２６０７号の出願において、図２に示すように、エンジンの発生する駆動力を変速機構を介して出力される駆動力と、モータジェネレータの発生する駆動力と、の合わせた駆動力をカウンタ軸を介して出力軸に伝達する「低速モード」と、モータアシストが可能なように入力軸とモータジェネレータ軸とを接続し、エンジンとモータジェネレータの発生する駆動力を変速機構及びカウンタ軸を介して出力軸に伝達する「高速モード」と、エンジンアシストが可能なように入力軸とモータジェネレータ軸とを接続し、エンジンとモータジェネレータの発生する駆動力をカウンタ軸を介して出力軸に伝達する「後進モード」と、を設けたレイアウトを提案している。 In order to solve the above-mentioned problem, the applicant of the present application previously described in Japanese Patent Application No. 2003-382607, as shown in FIG. 2, the driving force generated by the engine is output via the speed change mechanism; Connect the drive shaft generated by the motor generator to the output shaft via the counter shaft and connect the input shaft and the motor generator shaft so that motor assist is possible. The high-speed mode that transmits the driving force generated by the motor generator to the output shaft via the speed change mechanism and the counter shaft, and the input shaft and the motor generator shaft are connected so that the engine can be assisted. Has proposed a layout provided with a “reverse mode” in which the driving force generated is transmitted to the output shaft via the counter shaft.

しかし、この先願において、前進時の出力軸の回転方向を正とすると、「低速モード」においては、入力軸回転方向が負で、変速機出力回転方向が正で、モータジェネレータ回転方向が正で、カウンタ軸回転方向が負となるのに対し、入力軸とモータジェネレータ軸とを接続する「高速モード」においては、モータジェネレータ回転方向を入力軸回転方向と一致するように負としなければならない。つまり、「低速モード」と「高速モード」でモータジェネレータの回転方向を反転させる必要があるため、「低速モード」と「高速モード」との間でのモード遷移時に、もたつきや損失が大きいという課題がある。 However, in this prior application, if the rotation direction of the output shaft during forward movement is positive, in the “low speed mode”, the input shaft rotation direction is negative, the transmission output rotation direction is positive, and the motor generator rotation direction is positive. On the other hand, in the “high speed mode” in which the input shaft and the motor generator shaft are connected, the motor generator rotation direction must be negative so as to coincide with the input shaft rotation direction. In other words, it is necessary to reverse the rotation direction of the motor generator in “low-speed mode” and “high-speed mode”, so that there is a large amount of slack and loss during mode transition between “low-speed mode” and “high-speed mode” There is.

［ＨＥＶ走行モード］
エンジンＥとモータジェネレータＭＧとを動力源として走行するハイブリッド（ＨＥＶ）走行モードについて説明する。実施例１のハイブリッド車両の駆動装置では、図１(b)の締結作動表に示すように、「低速モード」は、第１クラッチ１１と第２クラッチ１２を締結することで得られ、「高速モード」は、第１クラッチ１１と第４クラッチ１４を締結することで得られ、「後進モード」は、第２クラッチ１２と第３クラッチ１３を締結することで得られる。 [HEV driving mode]
A hybrid (HEV) traveling mode in which the engine E and the motor generator MG are used as power sources will be described. In the hybrid vehicle drive device of the first embodiment, as shown in the engagement operation table of FIG. 1B, the “low speed mode” is obtained by engaging the first clutch 11 and the second clutch 12, and “high speed” The “mode” is obtained by engaging the first clutch 11 and the fourth clutch 14, and the “reverse mode” is obtained by engaging the second clutch 12 and the third clutch 13.

前記「低速モード」では、エンジンＥからの回転数とトルクは、発進クラッチ５を介して入力軸１に入力され、無段変速機構４によりロー側変速比により変速され、第１出力ギヤ３１では回転数が低下してトルクが増大した変速機駆動力となる。そして、第１クラッチ１１の締結により、前記変速機駆動力は、第１出力ギヤ３１から、第１カウンタギヤ２１→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。一方、モータジェネレータＭＧからの出力は、第２クラッチ１２に締結により、第１モータジェネレータ軸６から、第２出力ギヤ３２→第２カウンタギヤ２２→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the “low speed mode”, the rotational speed and torque from the engine E are input to the input shaft 1 via the start clutch 5, and are shifted by the low speed gear ratio by the continuously variable transmission mechanism 4. A transmission driving force with reduced torque and increased torque is obtained. When the first clutch 11 is engaged, the transmission driving force is output from the first output gear 31 through the first counter gear 21 → the counter shaft 2 → the third counter gear 23 → the third output gear 33. It is transmitted to the shaft 3. On the other hand, the output from the motor generator MG is fastened to the second clutch 12 and is output from the first motor generator shaft 6 to the second output gear 32 → second counter gear 22 → counter shaft 2 → third counter gear 23 → third. The output gear 33 passes and is transmitted to the output shaft 3.

前記「高速モード」では、エンジンＥからの回転数とトルクは、発進クラッチ５を介して入力軸１に入力され、無段変速機構４によりハイ側変速比により変速され、第１出力ギヤ３１では回転数が増大してトルクが低下した変速機駆動力となる。そして、第１クラッチ１１の締結により、前記変速機駆動力は、第１出力ギヤ３１から、第１カウンタギヤ２１→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。一方、モータジェネレータＭＧからの出力は、第４クラッチ１４に締結により、第２モータジェネレータ軸７から、第３出力ギヤ３３を介して出力軸３へ伝達される。 In the “high speed mode”, the rotational speed and torque from the engine E are input to the input shaft 1 via the start clutch 5, and are shifted by the continuously variable transmission mechanism 4 at the high gear ratio. The rotational speed increases, resulting in a transmission driving force with reduced torque. When the first clutch 11 is engaged, the transmission driving force is output from the first output gear 31 through the first counter gear 21 → the counter shaft 2 → the third counter gear 23 → the third output gear 33. It is transmitted to the shaft 3. On the other hand, the output from the motor generator MG is transmitted from the second motor generator shaft 7 to the output shaft 3 via the third output gear 33 when the fourth clutch 14 is engaged.

前記「後進モード」では、第３クラッチ１３の締結により、入力軸１と第１モータジェネレータ軸６とが接続され、第２クラッチ１２の締結により、エンジン駆動力とモータジェネレータ駆動力とを合わせた駆動力が、第１モータジェネレータ軸６から、第２出力ギヤ３２→第２カウンタギヤ２２→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the "reverse mode", the input shaft 1 and the first motor generator shaft 6 are connected by engaging the third clutch 13, and the engine driving force and the motor generator driving force are combined by engaging the second clutch 12. The driving force is transmitted from the first motor generator shaft 6 to the output shaft 3 through the second output gear 32 → second counter gear 22 → counter shaft 2 → third counter gear 23 → third output gear 33. .

すなわち、「低速モード」及び「高速モード」において、出力軸３へ伝達される変速機駆動力に対し、モータジェネレータ駆動力が加わる。このため、「低速モード」では、加算されるモータジェネレータ駆動力分によりトルク増大機能を発揮し、トルクコンバータを省略することができる。さらに、カウンタ軸２を経過するモータジェネレータ駆動力の経路で減速比を大きくとれば、大トルクのモータジェネレータを必要とせず、モータジェネレータＭＧの小型化を図ることができる。「高速モード」では、加算されるモータジェネレータ駆動力分により、中間加速時の加速性を高めることができる。 That is, in the “low speed mode” and the “high speed mode”, the motor generator driving force is applied to the transmission driving force transmitted to the output shaft 3. For this reason, in the “low speed mode”, a torque increasing function is exhibited by the added motor generator driving force, and the torque converter can be omitted. Furthermore, if the reduction ratio is increased in the path of the motor generator driving force that passes through the counter shaft 2, the motor generator MG can be reduced in size without requiring a large torque motor generator. In the “high speed mode”, the acceleration performance during intermediate acceleration can be enhanced by the added motor generator driving force.

また、「後進モード」においては、エンジン駆動力とモータジェネレータ駆動力とを合わせた駆動力を、カウンタ軸２を介して出力軸３へ伝達するようにしているため、後進時にはエンジンＥによる動力アシストが達成され、坂道後進時等において、登坂機能を高めることができる。 Further, in the “reverse mode”, a driving force that is a combination of the engine driving force and the motor generator driving force is transmitted to the output shaft 3 via the counter shaft 2, so that the power assist by the engine E is performed during the reverse traveling. Is achieved, and the climbing function can be enhanced when the vehicle is traveling backward on a slope.

さらに、「前進モード（「低速モード」及び「高速モード」）」と「後進モード」とを有するため、従来の前後進切替装置を省略することができる。すなわち、トルクコンバータや前後進切替装置を省略することができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。例えば、図１(a)に示す実線による従来の自動変速機の外形線であるが、この自動変速機外形線と比べた場合、リヤ側を僅かに径方向に拡大するだけで、軸方向にはほぼ同じサイズにてハイブリッド車両の駆動装置を構成できる。 Furthermore, since it has “forward mode (“ low speed mode ”and“ high speed mode ”)” and “reverse mode”, the conventional forward / reverse switching device can be omitted. That is, since the torque converter and the forward / reverse switching device can be omitted, the entire device can be made compact. For example, the outline of the conventional automatic transmission shown by the solid line in FIG. 1 (a). Compared with the outline of the automatic transmission, the rear side is slightly enlarged in the radial direction, and the axial direction Can constitute a drive device for a hybrid vehicle with approximately the same size.

［ＥＶ走行モード］
モータジェネレータＭＧのみを動力源として走行する電気自動車（ＥＶ）走行モードについて説明する。実施例１のハイブリッド車両の駆動装置では、図１(b)の締結作動表に示すように、「低速モード」は、第２クラッチ１２を締結することで得られ、「高速モード」は、第４クラッチ１４を締結することで得られる。 [EV driving mode]
An electric vehicle (EV) traveling mode that travels using only motor generator MG as a power source will be described. In the hybrid vehicle drive apparatus of the first embodiment, as shown in the engagement operation table of FIG. 1B, the “low speed mode” is obtained by engaging the second clutch 12, and the “high speed mode” is It is obtained by engaging the four clutch 14.

前記「低速モード」では、モータジェネレータＭＧからの出力は、第２クラッチ１２の締結により、第１モータジェネレータ軸６から、第２出力ギヤ３２→第２カウンタギヤ２２→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the “low speed mode”, the output from the motor generator MG is output from the first motor generator shaft 6 to the second output gear 32 → the second counter gear 22 → the counter shaft 2 → the third counter when the second clutch 12 is engaged. The gear 23 is transmitted to the output shaft 3 after passing through the third output gear 33.

前記「高速モード」では、モータジェネレータＭＧからの出力は、第４クラッチ１４に締結により、第２モータジェネレータ軸７から、第３出力ギヤ３３を介して出力軸３へ伝達される。 In the “high speed mode”, the output from the motor generator MG is transmitted from the second motor generator shaft 7 to the output shaft 3 via the third output gear 33 when the fourth clutch 14 is engaged.

上記ＥＶ走行での「低速モード」と「高速モード」において、モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を、無段変速機構４を介することなく出力軸３に伝達するため、無段変速機構４の油圧を必要とせず、効率の高い運転が可能となる。 In the “low speed mode” and the “high speed mode” in the EV traveling, the driving force generated by the motor generator MG is transmitted to the output shaft 3 without passing through the continuously variable transmission mechanism 4. This makes it possible to operate efficiently.

さらに、カウンタ軸２の経過により減速した「低速モード」と、第２モータジェネレータ軸７を出力軸３に直結する「高速モード」とを有するため、全車速域でモータジェネレータを用いたＥＶモードでの走行が可能である。なお、ＥＶモードでの走行継続時間を十分に確保したい場合には、エンジンＥにスタータモータを兼ねる第２のモータジェネレータを接続し、発進クラッチ５を切り離した状態で、エンジンＥにより第２のモータジェネレータで発電し、この発電電力によりモータジェネレータＭＧのバッテリを充電するシリーズ型ハイブリッド機能を備えたシステムとしても良い。 Furthermore, since it has a “low speed mode” in which the speed is reduced by the passage of the counter shaft 2 and a “high speed mode” in which the second motor generator shaft 7 is directly connected to the output shaft 3, an EV mode using a motor generator in all vehicle speed ranges. Is possible. If it is desired to ensure a sufficient running duration in the EV mode, the second motor generator that also serves as the starter motor is connected to the engine E, and the second motor is driven by the engine E with the starting clutch 5 disconnected. A system having a series hybrid function of generating power with a generator and charging the battery of the motor generator MG with the generated power may be used.

［モード遷移作用］
発進してから定常走行に移行する場合、高い燃費性能を確保するには、走行の途中で「低速モード」から「高速モード」へとモード遷移する必要があるし、また、走行状態から停止する場合、走行の途中で「高速モード」から「低速モード」へとモード遷移する必要がある。 [Mode transition action]
When shifting to steady driving after starting, to ensure high fuel efficiency, it is necessary to change the mode from "low speed mode" to "high speed mode" during driving, and to stop from the driving state. In this case, it is necessary to change the mode from the “high speed mode” to the “low speed mode” during the traveling.

このモード遷移時、前進時の出力軸３の回転方向を正とすると、「低速モード」においては、入力軸１の回転方向が負で、第１出力ギヤ３１の回転方向が正で、第１モータジェネレータ軸６の回転方向が正で、カウンタ軸２の回転方向が負となる（図１(a)参照）。これに対し、第２モータジェネレータ軸７と出力軸３を接続する「高速モード」においては、第２モータジェネレータ軸７の回転方向は出力軸３の回転方向と同じく正であり、「低速モード」と「高速モード」とでモータジェネレータＭＧの回転方向は一致する。 When the rotational direction of the output shaft 3 during forward movement is positive during this mode transition, in the “low speed mode”, the rotational direction of the input shaft 1 is negative, the rotational direction of the first output gear 31 is positive, and the first The rotation direction of the motor generator shaft 6 is positive, and the rotation direction of the counter shaft 2 is negative (see FIG. 1A). On the other hand, in the “high speed mode” in which the second motor generator shaft 7 and the output shaft 3 are connected, the rotation direction of the second motor generator shaft 7 is the same as the rotation direction of the output shaft 3 and the “low speed mode”. The motor generator MG has the same rotational direction in the “high speed mode”.

このため、「低速モード」と「高速モード」との間でのモード遷移時に、モータジェネレータＭＧの回転方向を変える必要がないため、例えば、ニュートラル状態として、一旦モータジェネレータＭＧの回転を停止し、回転方向を逆転させる等のシーケース制御処理手順を省略でき、その分、モード遷移応答性が高まることで、モード遷移時におけるもたつきや損失を解消できる。 For this reason, since it is not necessary to change the rotation direction of the motor generator MG at the time of mode transition between the “low speed mode” and the “high speed mode”, for example, the rotation of the motor generator MG is temporarily stopped in a neutral state, The sea case control processing procedure such as reversing the rotation direction can be omitted, and the mode transition responsiveness can be increased correspondingly, so that the slack and loss at the time of mode transition can be eliminated.

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の駆動装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。 Next, the effect will be described.
In the hybrid vehicle drive device of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.

(1) エンジンＥの駆動力を変速機で変速して出力軸３を介して図外の駆動輪に伝達すると共に、モータジェネレータＭＧが発生する駆動力を出力軸３を介して図外の駆動輪に伝達可能にしたハイブリッド車両の駆動装置において、前記変速機は、エンジンＥからの駆動力を入力する入力軸１と、該入力軸１に平行に配置されたカウンタ軸２と、前記入力軸１に入力されるエンジン回転数を所定の変速比でカウンタ軸２に伝達する無段変速機構４と、を有し、前記カウンタ軸２から駆動力を伝達可能に連結された出力軸３は、前記入力軸１に同軸、且つ、前記カウンタ軸２に平行に配置し、前記モータジェネレータＭＧは、前記入力軸１と前記出力軸３との間の位置に、モータジェネレータ軸６，７が入力軸１及び出力軸３と同軸となるように配置し、前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記カウンタ軸２を介し減速して前記出力軸３に伝達する「低速モード」と、前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記出力軸３に直接伝達する「高速モード」と、を設定可能な駆動力伝達機構を設けたため、装置全体をコンパクトにしながらも、大トルクのモータジェネレータＭＧを必要とせず、さらに、モータジェネレータＭＧのみを用いた「低速モード」と「高速モード」とを有することで全車速域で電気自動車モードでの走行が可能である。 (1) The driving force of the engine E is shifted by the transmission and transmitted to the driving wheel (not shown) via the output shaft 3, and the driving force generated by the motor generator MG is driven via the output shaft 3 (not shown). In the hybrid vehicle driving apparatus capable of transmitting to wheels, the transmission includes an input shaft 1 for inputting driving force from the engine E, a counter shaft 2 arranged in parallel to the input shaft 1, and the input shaft. And a continuously variable transmission mechanism 4 that transmits the engine speed input to 1 to the counter shaft 2 at a predetermined speed ratio, and an output shaft 3 that is connected so as to be able to transmit a driving force from the counter shaft 2; The motor generator MG is arranged coaxially with the input shaft 1 and in parallel with the counter shaft 2, and the motor generator shafts 6, 7 are input shafts at a position between the input shaft 1 and the output shaft 3. 1 and the output shaft 3 And a “low speed mode” in which the driving force generated by the motor generator MG is decelerated via the counter shaft 2 and transmitted to the output shaft 3, and the driving force generated by the motor generator MG is applied to the output shaft 3. Since the driving force transmission mechanism capable of setting the “high-speed mode” for direct transmission is provided, the entire apparatus is compact, but the large-torque motor generator MG is not required, and only the motor generator MG is used. By having the “low speed mode” and the “high speed mode”, it is possible to run in the electric vehicle mode at all vehicle speed ranges.

(2) 前記駆動力伝達機構は、「低速モード」の選択時と「高速モード」の選択時に、前記モータジェネレータＭＧと前記出力軸３との回転方向が同方向となるように設定したため、「低速モード」と「高速モード」との間でのモード遷移時に、もたつきや損失を解消できる。 (2) Since the driving force transmission mechanism is set so that the rotation directions of the motor generator MG and the output shaft 3 are the same when the “low speed mode” is selected and the “high speed mode” is selected. At the time of mode transition between “low speed mode” and “high speed mode”, it is possible to eliminate slack and loss.

(3) 前記駆動力伝達機構は、無段変速機構４とカウンタ軸２とを切り離し、エンジンＥからの駆動力を入力する入力軸１と第１モータジェネレータ軸６とを連結し、前記エンジンＥとモータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記カウンタ軸２を介して前記出力軸３に伝達する「後進モード」を設定したため、従来の前後進切替装置を省略することができると共に、後進時においてエンジンＥによる動力アシストを達成することができる。 (3) The driving force transmission mechanism separates the continuously variable transmission mechanism 4 and the counter shaft 2 and connects the input shaft 1 for inputting the driving force from the engine E and the first motor generator shaft 6 to the engine E. Since the “reverse mode” for transmitting the driving force generated by the motor generator MG to the output shaft 3 via the counter shaft 2 is set, the conventional forward / reverse switching device can be omitted, and the engine can be used during reverse travel. Power assist by E can be achieved.

(4) 前記駆動力伝達機構は、前記カウンタ軸２上に第１カウンタギヤ２１と第２カウンタギヤ２２と第３カウンタギヤ２３とが設けられ、前記第１カウンタギヤ２１は前記無段変速機構４の第１出力ギヤ３１と噛み合い、前記第２カウンタギヤ２２は前記入力軸１側の第１モータジェネレータ軸６に設けられた第２出力ギヤ３２と噛み合い、前記第３カウンタギヤ２３は前記出力軸３に設けられた第３出力ギヤ３３と噛み合い、前記第１カウンタギヤ２１と前記カウンタ軸２との連結位置に第１クラッチ１１を設け、前記第２カウンタギヤ２２と前記カウンタ軸２との連結位置に第２クラッチ１２を設け、前記第１モータジェネレータ軸６と前記入力軸１との連結位置に第３クラッチ１３を設け、前記出力軸３側の第２モータジェネレータ軸７と前記出力軸３との連結位置に第４クラッチ１４を設け、「低速モード」は、第１クラッチ１１と第２クラッチ１２を締結することで得られ、「高速モード」は、第１クラッチ１１と第４クラッチ１４を締結することで得られ、「後進モード」は、第２クラッチ１２と第３クラッチ１３を締結することで得られるため、４つのクラッチ１１，１２，１３，１４の締結／解放制御により、装置全体のコンパクト性を保ちながら、ＨＥＶモードによる走行時に「低速モード」と「高速モード」と「後進モード」を選択でき、ＥＶモードによる走行時に「低速モード」と「高速モード」を選択することができる。 (4) The driving force transmission mechanism includes a first counter gear 21, a second counter gear 22, and a third counter gear 23 provided on the counter shaft 2, and the first counter gear 21 is the continuously variable transmission mechanism. 4, the second counter gear 22 meshes with a second output gear 32 provided on the first motor generator shaft 6 on the input shaft 1 side, and the third counter gear 23 communicates with the output. It meshes with a third output gear 33 provided on the shaft 3, a first clutch 11 is provided at a connection position between the first counter gear 21 and the counter shaft 2, and the second counter gear 22 and the counter shaft 2 are connected to each other. A second clutch 12 is provided at a connection position, a third clutch 13 is provided at a connection position between the first motor generator shaft 6 and the input shaft 1, and a second motor generator shaft 7 on the output shaft 3 side. The fourth clutch 14 is provided at a connecting position between the first clutch 11 and the output shaft 3, and the “low speed mode” is obtained by engaging the first clutch 11 and the second clutch 12, and the “high speed mode” is the first clutch 11. And the fourth clutch 14 is engaged, and the “reverse mode” is obtained by engaging the second clutch 12 and the third clutch 13, so that the four clutches 11, 12, 13, 14 are engaged / With release control, the low speed mode, high speed mode, and reverse mode can be selected when driving in the HEV mode while maintaining the overall compactness of the device, and the low speed mode and high speed mode when driving in the EV mode. Can be selected.

(5) 前記変速機は、トロイダル型無段変速機Ｔ−ＣＶＴであるため、有段変速機を採用する場合に比べ、燃費及び滑らかさを向上させることができる。 (5) Since the transmission is a toroidal-type continuously variable transmission T-CVT, fuel consumption and smoothness can be improved as compared with a case where a stepped transmission is employed.

実施例２は、「低速モード」の選択時と「高速モード」の選択時に、モータジェネレータＭＧと入力軸１との回転方向が同方向となるように設定した例である。 The second embodiment is an example in which the rotation direction of the motor generator MG and the input shaft 1 is set to be the same when the “low speed mode” is selected and the “high speed mode” is selected.

まず、構成を説明すると、実施例２のハイブリッド車両の駆動装置は、図３(a)に示すように、前記カウンタ軸２から駆動力を伝達可能に連結された出力軸３は、前記入力軸１に同軸、且つ、前記カウンタ軸２に平行に配置している。また、前記モータジェネレータＭＧは、前記入力軸１と前記出力軸３との間の位置に、モータジェネレータ軸６，７が入力軸１及び出力軸３と同軸となるように配置している。 First, the configuration will be described. As shown in FIG. 3 (a), the hybrid vehicle drive device according to the second embodiment is configured such that the output shaft 3 connected to transmit the driving force from the counter shaft 2 is the input shaft. 1 coaxially with the counter shaft 2. Further, the motor generator MG is disposed at a position between the input shaft 1 and the output shaft 3 so that the motor generator shafts 6 and 7 are coaxial with the input shaft 1 and the output shaft 3.

前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記カウンタ軸２を介し減速して前記出力軸３に伝達する「低速モード」と、前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記入力軸１に直接伝達する「高速モード」と、を設定可能な駆動力伝達機構を設けている。ここで、前記駆動力伝達機構は、「低速モード」の選択時と「高速モード」の選択時に、前記モータジェネレータＭＧと前記入力軸１との回転方向が同方向となるように設定している。また、前記駆動力伝達機構は、無段変速機構４とカウンタ軸２とを切り離し、エンジンＥの発生する駆動力を前記入力軸１から前記出力軸３に伝達し、前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記カウンタ軸２を介して前記出力軸３に伝達する「後進モード」を設定している。 The “low speed mode” in which the driving force generated by the motor generator MG is decelerated via the counter shaft 2 and transmitted to the output shaft 3, and the driving force generated by the motor generator MG is directly transmitted to the input shaft 1. A driving force transmission mechanism capable of setting “high speed mode” is provided. Here, the driving force transmission mechanism is set so that the rotation directions of the motor generator MG and the input shaft 1 are the same when the “low speed mode” is selected and the “high speed mode” is selected. . The driving force transmission mechanism separates the continuously variable transmission mechanism 4 and the counter shaft 2, transmits the driving force generated by the engine E from the input shaft 1 to the output shaft 3, and is generated by the motor generator MG. A “reverse mode” is set in which the driving force is transmitted to the output shaft 3 via the counter shaft 2.

前記駆動力伝達機構は、前記カウンタ軸２上に第１カウンタギヤ２１と第２カウンタギヤ２２と第３カウンタギヤ２３とが設けられ、前記第１カウンタギヤ２１は前記無段変速機構４の第１出力ギヤ３１と噛み合い、前記第２カウンタギヤ２２は中間ギヤ２４を介し中空モータジェネレータ軸６’に設けられた第２出力ギヤ３２と噛み合い、前記第３カウンタギヤ２３は前記出力軸３に設けられた第３出力ギヤ３３と噛み合う。 The driving force transmission mechanism is provided with a first counter gear 21, a second counter gear 22, and a third counter gear 23 on the counter shaft 2, and the first counter gear 21 is the first counter gear 21 of the continuously variable transmission mechanism 4. The first counter gear 22 meshes with the second output gear 32 provided on the hollow motor generator shaft 6 ′ via the intermediate gear 24, and the third counter gear 23 is provided on the output shaft 3. Meshed with the third output gear 33.

そして、前記第１カウンタギヤ２１と前記カウンタ軸２との連結位置に第１クラッチ１１を設け、前記第２カウンタギヤ２２と前記カウンタ軸２との連結位置に第２クラッチ１２を設け、前記中空モータジェネレータ軸６’と前記入力軸１との連結位置に第３クラッチ１３を設け、前記出力軸３の位置までモータジェネレータＭＧを貫通して設けられた延長入力軸１ａと前記出力軸３との連結位置に第４クラッチ１４を設けることで構成されている。なお、他の構成は実施例１と同様であるので対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。 The first clutch 11 is provided at a connection position between the first counter gear 21 and the counter shaft 2, and the second clutch 12 is provided at a connection position between the second counter gear 22 and the counter shaft 2. A third clutch 13 is provided at a connection position between the motor generator shaft 6 ′ and the input shaft 1, and an extension input shaft 1 a provided through the motor generator MG to the position of the output shaft 3 and the output shaft 3 The fourth clutch 14 is provided at the connecting position. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the corresponding components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.

［ＨＥＶ走行モード］
エンジンＥとモータジェネレータＭＧとを動力源として走行するハイブリッド（ＨＥＶ）走行モードについて説明する。実施例２のハイブリッド車両の駆動装置では、図３(b)の締結作動表に示すように、「低速モード」は、第１クラッチ１１と第２クラッチ１２を締結することで得られ、「高速モード」は、第１クラッチ１１と第３クラッチ１３を締結することで得られ、「後進モード」は、第２クラッチ１２と第４クラッチ１４を締結することで得られる。 [HEV driving mode]
A hybrid (HEV) traveling mode in which the engine E and the motor generator MG are used as power sources will be described. In the hybrid vehicle drive apparatus of the second embodiment, as shown in the engagement operation table of FIG. 3B, the “low speed mode” is obtained by engaging the first clutch 11 and the second clutch 12, and “high speed” The “mode” is obtained by engaging the first clutch 11 and the third clutch 13, and the “reverse mode” is obtained by engaging the second clutch 12 and the fourth clutch 14.

前記「低速モード」では、エンジンＥからの回転数とトルクは、発進クラッチ５を介して入力軸１に入力され、無段変速機構４によりロー側変速比により変速され、第１出力ギヤ３１では回転数が低下してトルクが増大した変速機駆動力となる。そして、第１クラッチ１１の締結により、前記変速機駆動力は、第１出力ギヤ３１から、第１カウンタギヤ２１→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。一方、モータジェネレータＭＧからの出力は、第２クラッチ１２に締結により、中空モータジェネレータ軸６’から、第２出力ギヤ３２→中間ギヤ２４→第２カウンタギヤ２２→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the “low speed mode”, the rotational speed and torque from the engine E are input to the input shaft 1 via the start clutch 5, and are shifted by the low speed gear ratio by the continuously variable transmission mechanism 4. A transmission driving force with reduced torque and increased torque is obtained. When the first clutch 11 is engaged, the transmission driving force is output from the first output gear 31 through the first counter gear 21 → the counter shaft 2 → the third counter gear 23 → the third output gear 33. It is transmitted to the shaft 3. On the other hand, the output from the motor generator MG is fastened to the second clutch 12 and from the hollow motor generator shaft 6 ′, the second output gear 32 → the intermediate gear 24 → the second counter gear 22 → the counter shaft 2 → the third counter gear. 23 → The third output gear 33 passes and is transmitted to the output shaft 3.

前記「高速モード」では、第１クラッチ１１と第３クラッチ１３の締結により、エンジン駆動力とモータジェネレータ駆動力とを合わせた駆動力が、入力軸１に入力され、無段変速機構４によりハイ側変速比により変速され、第１出力ギヤ３１では回転数が増大してトルクが低下した変速機駆動力となる。そして、第１出力ギヤ３１から、第１カウンタギヤ２１→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the “high speed mode”, when the first clutch 11 and the third clutch 13 are engaged, the combined driving force of the engine driving force and the motor generator driving force is input to the input shaft 1 and is increased by the continuously variable transmission mechanism 4. The first output gear 31 is changed in speed by the side gear ratio, and becomes a transmission driving force in which the rotational speed increases and the torque decreases. Then, the first output gear 31 passes through the first counter gear 21 → the counter shaft 2 → the third counter gear 23 → the third output gear 33 and is transmitted to the output shaft 3.

前記「後進モード」では、第４クラッチ１４の締結により、エンジン駆動力はそのまま出力軸３へ伝達される。一方、モータジェネレータ駆動力は、第２クラッチ１２に締結により、中空モータジェネレータ軸６’から、第２出力ギヤ３２→中間ギヤ２４→第２カウンタギヤ２２→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the “reverse mode”, the engine driving force is transmitted to the output shaft 3 as it is by engaging the fourth clutch 14. On the other hand, the motor generator driving force is applied to the second clutch 12 from the hollow motor generator shaft 6 ′, from the second output gear 32 → the intermediate gear 24 → the second counter gear 22 → the counter shaft 2 → the third counter gear 23 → The third output gear 33 passes and is transmitted to the output shaft 3.

また、「後進モード」においては、モータジェネレータ駆動力を、カウンタ軸２を介し減速して出力軸３へ伝達する際に、出力軸３にエンジン駆動力を加算するようにしているため、後進時にはエンジンＥによる動力アシストが達成され、坂道後進時等において、登坂機能を高めることができる。 Further, in the “reverse mode”, when the motor generator driving force is decelerated via the counter shaft 2 and transmitted to the output shaft 3, the engine driving force is added to the output shaft 3. The power assist by the engine E is achieved, and the climbing function can be enhanced when traveling backward on a slope.

さらに、「前進モード（「低速モード」及び「高速モード」）」と「後進モード」とを有するため、従来の前後進切替装置を省略することができる。すなわち、トルクコンバータや前後進切替装置を省略することができるので、装置全体をコンパクトにすることができる。例えば、図３(a)に示す実線による従来の自動変速機の外形線であるが、この自動変速機外形線と比べた場合、リヤ側を僅かに径方向に拡大するだけで、軸方向にはほぼ同じサイズにてハイブリッド車両の駆動装置を構成できる。 Furthermore, since it has “forward mode (“ low speed mode ”and“ high speed mode ”)” and “reverse mode”, the conventional forward / reverse switching device can be omitted. That is, since the torque converter and the forward / reverse switching device can be omitted, the entire device can be made compact. For example, the outline of the conventional automatic transmission is shown by the solid line in FIG. 3 (a). Compared with the outline of the automatic transmission, the rear side is slightly enlarged in the radial direction, Can constitute a drive device for a hybrid vehicle with approximately the same size.

［ＥＶ走行モード］
モータジェネレータＭＧのみを動力源として走行する電気自動車（ＥＶ）走行モードについて説明する。実施例２のハイブリッド車両の駆動装置では、図３(b)の締結作動表に示すように、「低速モード」は、第２クラッチ１２を締結することで得られ、「高速モード」は、第３クラッチ１３を締結することで得られる。 [EV driving mode]
An electric vehicle (EV) traveling mode that travels using only motor generator MG as a power source will be described. In the hybrid vehicle drive apparatus of the second embodiment, as shown in the engagement operation table of FIG. 3B, the “low speed mode” is obtained by engaging the second clutch 12, and the “high speed mode” is It is obtained by engaging the 3 clutch 13.

前記「低速モード」では、モータジェネレータＭＧからの出力は、第２クラッチ１２の締結により、中空モータジェネレータ軸６’から、第２出力ギヤ３２→中間ギヤ２４→第２カウンタギヤ２２→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the “low speed mode”, the output from the motor generator MG is output from the hollow motor generator shaft 6 ′ by the engagement of the second clutch 12 from the second output gear 32 → the intermediate gear 24 → the second counter gear 22 → the counter shaft 2. → The third counter gear 23 → the third output gear 33 passes and is transmitted to the output shaft 3.

前記「高速モード」では、第３クラッチ１３の締結により、モータジェネレータ駆動力が入力軸１に入力され、無段変速機構４によりハイ側変速比により変速され、第１出力ギヤ３１では回転数が増大してトルクが低下した変速機駆動力となる。そして、第１出力ギヤ３１から、第１カウンタギヤ→カウンタ軸２→第３カウンタギヤ２３→第３出力ギヤ３３を経過して出力軸３へ伝達される。 In the “high speed mode”, when the third clutch 13 is engaged, the motor generator driving force is input to the input shaft 1, the gear is shifted by the continuously variable transmission mechanism 4 with the high gear ratio, and the first output gear 31 has a rotational speed. The transmission driving force increases and the torque decreases. Then, the first output gear 31 passes through the first counter gear → the counter shaft 2 → the third counter gear 23 → the third output gear 33 and is transmitted to the output shaft 3.

上記ＥＶ走行での「低速モード」において、モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を、無段変速機構４を介することなく出力軸３に伝達するため、無段変速機構４の油圧を必要とせず、効率の高い運転が可能となる。 In the “low speed mode” in the EV traveling, the driving force generated by the motor generator MG is transmitted to the output shaft 3 without passing through the continuously variable transmission mechanism 4, so that the hydraulic pressure of the continuously variable transmission mechanism 4 is not required. Highly efficient operation is possible.

さらに、カウンタ軸２の経過により減速した「低速モード」と、中空モータジェネレータ軸６’を入力軸１に直結する「高速モード」とを有するため、全車速域でモータジェネレータを用いたＥＶモードでの走行が可能である。 Furthermore, since it has a “low speed mode” that is decelerated as the counter shaft 2 passes and a “high speed mode” that directly connects the hollow motor generator shaft 6 ′ to the input shaft 1, it is an EV mode that uses a motor generator in the entire vehicle speed range. Is possible.

［モード遷移作用］
「低速モード」と「高速モード」との間のモード遷移時、前進時の出力軸３の回転方向を正とすると、「低速モード」においては、入力軸１の回転方向が負で、第１出力ギヤ３１の回転方向が正で、中空モータジェネレータ軸６’の回転方向が負で、カウンタ軸２の回転方向が負となる（図３(a)参照）。これに対し、中空モータジェネレータ軸６’と入力１を接続する「高速モード」においては、中空モータジェネレータ軸６’の回転方向は入力軸１の回転方向と同じく負であり、「低速モード」と「高速モード」とでモータジェネレータＭＧの回転方向は一致する。 [Mode transition action]
At the time of mode transition between “low speed mode” and “high speed mode”, if the rotation direction of the output shaft 3 during forward movement is positive, in the “low speed mode”, the rotation direction of the input shaft 1 is negative and the first The rotation direction of the output gear 31 is positive, the rotation direction of the hollow motor generator shaft 6 ′ is negative, and the rotation direction of the counter shaft 2 is negative (see FIG. 3A). On the other hand, in the “high speed mode” in which the hollow motor generator shaft 6 ′ and the input 1 are connected, the rotation direction of the hollow motor generator shaft 6 ′ is negative as the rotation direction of the input shaft 1, and the “low speed mode” is designated. The rotation direction of the motor generator MG matches with the “high speed mode”.

次に、効果を説明する。
実施例２のハイブリッド車両の駆動装置にあっては、実施例１の(1),(5)の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。 Next, the effect will be described.
In the hybrid vehicle drive device of the second embodiment, in addition to the effects (1) and (5) of the first embodiment, the following effects can be obtained.

(6) 前記駆動力伝達機構は、「低速モード」の選択時と「高速モード」の選択時に、前記モータジェネレータＭＧと前記入力軸１との回転方向が同方向となるように設定したため、「低速モード」と「高速モード」との間でのモード遷移時に、もたつきや損失を解消できる。 (6) The driving force transmission mechanism is set so that the rotation direction of the motor generator MG and the input shaft 1 is the same when the “low speed mode” is selected and the “high speed mode” is selected. At the time of mode transition between “low speed mode” and “high speed mode”, it is possible to eliminate slack and loss.

(7) 前記駆動力伝達機構は、無段変速機構４とカウンタ軸２とを切り離し、エンジンＥの発生する駆動力を前記入力軸１から前記出力軸３に伝達し、前記モータジェネレータＭＧの発生する駆動力を前記カウンタ軸２を介して前記出力軸３に伝達する「後進モード」を設定したため、従来の前後進切替装置を省略することができると共に、後進時においてエンジンＥによる動力アシストを達成することができる。 (7) The driving force transmission mechanism separates the continuously variable transmission mechanism 4 and the counter shaft 2, transmits the driving force generated by the engine E from the input shaft 1 to the output shaft 3, and generates the motor generator MG. Since the “reverse mode” for transmitting the driving force to be transmitted to the output shaft 3 via the counter shaft 2 is set, the conventional forward / reverse switching device can be omitted, and the power assist by the engine E is achieved at the time of reverse travel. can do.

(8) 前記駆動力伝達機構は、前記カウンタ軸２上に第１カウンタギヤ２１と第２カウンタギヤ２２と第３カウンタギヤ２３とが設けられ、前記第１カウンタギヤ２１は前記無段変速機構４の第１出力ギヤ３１と噛み合い、前記第２カウンタギヤ２２は中間ギヤ２４を介し中空モータジェネレータ軸６’に設けられた第２出力ギヤ３２と噛み合い、前記第３カウンタギヤ２３は前記出力軸３に設けられた第３出力ギヤ３３と噛み合い、前記第１カウンタギヤ２１と前記カウンタ軸２との連結位置に第１クラッチ１１を設け、前記第２カウンタギヤ２２と前記カウンタ軸２との連結位置に第２クラッチ１２を設け、前記中空モータジェネレータ軸６’と前記入力軸１との連結位置に第３クラッチ１３を設け、前記出力軸３の位置までモータジェネレータＭＧを貫通して設けられた延長入力軸１ａと前記出力軸３との連結位置に第４クラッチ１４を設け、「低速モード」は、第１クラッチ１１と第２クラッチ１２を締結することで得られ、「高速モード」は、第１クラッチ１１と第３クラッチ１３を締結することで得られ、「後進モード」は、第２クラッチ１２と第４クラッチ１４を締結することで得られるため、４つのクラッチ１１，１２，１３，１４の締結／解放制御により、装置全体のコンパクト性を保ちながら、ＨＥＶモードによる走行時に「低速モード」と「高速モード」と「後進モード」を選択でき、ＥＶモードによる走行時に「低速モード」と「高速モード」を選択することができる。 (8) The driving force transmission mechanism includes a first counter gear 21, a second counter gear 22, and a third counter gear 23 provided on the counter shaft 2, and the first counter gear 21 is the continuously variable transmission mechanism. 4, the second counter gear 22 meshes with a second output gear 32 provided on the hollow motor generator shaft 6 'via an intermediate gear 24, and the third counter gear 23 communicates with the output shaft. Is engaged with a third output gear 33 provided in the first counter gear 21, the first clutch 11 is provided at a connection position between the first counter gear 21 and the counter shaft 2, and the second counter gear 22 and the counter shaft 2 are connected to each other. A second clutch 12 is provided at a position, and a third clutch 13 is provided at a connection position between the hollow motor generator shaft 6 ′ and the input shaft 1. The fourth clutch 14 is provided at the connecting position between the extended input shaft 1a provided through the data MG and the output shaft 3, and in the "low speed mode", the first clutch 11 and the second clutch 12 are engaged. The "high speed mode" is obtained by engaging the first clutch 11 and the third clutch 13, and the "reverse mode" is obtained by engaging the second clutch 12 and the fourth clutch 14. By engaging / disengaging control of the four clutches 11, 12, 13, and 14, the low speed mode, the high speed mode, and the reverse mode can be selected when traveling in the HEV mode while maintaining the compactness of the entire apparatus. When traveling in the EV mode, the “low speed mode” and the “high speed mode” can be selected.

以上、本発明のハイブリッド車両の駆動装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the drive device of the hybrid vehicle of this invention was demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Each claim of a claim Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to the paragraph.

実施例１，２では、「低速モード」と「高速モード」とを設定可能な駆動力伝達機構として、ギヤとクラッチの組み合わせにより、動力伝達経路を選択する例を示したが、要するに、モータジェネレータの発生する駆動力をカウンタ軸を介し減速して出力軸に伝達する「低速モード」と、モータジェネレータの発生する駆動力を入力軸または出力軸に直接伝達する「高速モード」と、を設定可能な駆動力伝達機構であれば、実施例１，２で示した以外の機構を採用しても良い。 In the first and second embodiments, an example in which a power transmission path is selected by a combination of a gear and a clutch as a driving force transmission mechanism capable of setting the “low speed mode” and the “high speed mode” has been described. "Low-speed mode" that decelerates the driving force generated by the motor via the counter shaft and transmits it to the output shaft, and "High-speed mode" that directly transmits the driving force generated by the motor generator to the input shaft or output shaft Any mechanism other than those shown in the first and second embodiments may be adopted as long as it is a simple driving force transmission mechanism.

実施例１，２では、変速機としてトロイダル型無段変速機を用いたハイブリッド車両の駆動装置を示したが、ベルト式無段変速機や自動マニュアル変速機や有段自動変速機等、変速比を段階的、あるいは、無段階に制御可能な変速機であれば如何なる変速機も適用することができる。 In the first and second embodiments, a hybrid vehicle drive device using a toroidal-type continuously variable transmission as a transmission is shown. However, a belt-type continuously variable transmission, an automatic manual transmission, a stepped automatic transmission, etc. Any transmission can be applied as long as the transmission can be controlled stepwise or steplessly.

実施例１のハイブリッド車両の駆動装置を示す全体断面図と低速モード・高速モード・後進モードでの各クラッチの締結要素表を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall cross-sectional view illustrating a drive device for a hybrid vehicle according to a first embodiment and a fastening element table for each clutch in a low speed mode, a high speed mode, and a reverse mode. 先行例のハイブリッド車両の駆動装置を示す全体断面図である。It is a whole sectional view showing the drive device of the hybrid vehicle of a prior example. 実施例１のハイブリッド車両の駆動装置を示す全体断面図と低速モード・高速モード・後進モードでの各クラッチの締結要素表を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall cross-sectional view illustrating a drive device for a hybrid vehicle according to a first embodiment and a fastening element table for each clutch in a low speed mode, a high speed mode, and a reverse mode.

Explanation of symbols

Ｅエンジン
ＭＧモータジェネレータ
Ｔ−ＣＶＴトロイダル型無段変速機（変速機）
１入力軸
２カウンタ軸
３出力軸
４無段変速機構（変速機構）
５発進クラッチ
６第１モータジェネレータ軸
７第２モータジェネレータ軸
８油圧コントロールユニット
１１第１クラッチ
１２第２クラッチ
１３第３クラッチ
１４第４クラッチ
２１第１カウンタギヤ
２２第２カウンタギヤ
２３第３カウンタギヤ
３１第１出力ギヤ
３２第２出力ギヤ
３３第３出力ギヤ
E Engine MG Motor generator T-CVT Toroidal type continuously variable transmission (transmission)
1 Input shaft 2 Counter shaft 3 Output shaft 4 Continuously variable transmission mechanism (transmission mechanism)
5 Start clutch 6 First motor generator shaft 7 Second motor generator shaft 8 Hydraulic control unit 11 First clutch 12 Second clutch 13 Third clutch 14 Fourth clutch 21 First counter gear 22 Second counter gear 23 Third counter gear 31 1st output gear 32 2nd output gear 33 3rd output gear

Claims

In the hybrid vehicle drive device, the engine drive force is changed by the transmission and transmitted to the drive wheels via the output shaft, and the drive force generated by the motor generator can be transmitted to the drive wheels via the output shaft.
The transmission transmits an input shaft for inputting a driving force from the engine, a counter shaft arranged in parallel to the input shaft, and an engine speed input to the input shaft to the counter shaft at a predetermined speed ratio. And a transmission mechanism that
An output shaft connected so as to be able to transmit driving force from the counter shaft is arranged coaxially with the input shaft and parallel to the counter shaft,
The motor generator is arranged at a position between the input shaft and the output shaft so that the motor generator shaft is coaxial with the input shaft and the output shaft,
A low speed mode in which the driving force generated by the motor generator is decelerated via the counter shaft and transmitted to the output shaft; and a high speed mode in which the driving force generated by the motor generator is directly transmitted to the input shaft or the output shaft; A drive device for a hybrid vehicle, characterized in that a drive force transmission mechanism capable of setting the above is provided.

In the hybrid vehicle drive device according to claim 1,
The driving device for a hybrid vehicle, wherein the driving force transmission mechanism is set so that the rotation direction of the motor generator and the output shaft is the same when the low speed mode is selected and the high speed mode is selected.

The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The driving force transmission mechanism separates the speed change mechanism and the counter shaft, connects an input shaft for inputting driving force from the engine and a motor generator shaft, and transmits the driving force generated by the engine and the motor generator to the counter shaft. A drive device for a hybrid vehicle, wherein a reverse mode for transmission to the output shaft is set.

The drive device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The driving force transmission mechanism includes a first counter gear, a second counter gear, and a third counter gear provided on the counter shaft, the first counter gear meshing with a first output gear of the transmission mechanism, 2 counter gear meshes with a second output gear provided on the first motor generator shaft on the input shaft side, and the third counter gear meshes with a third output gear provided on the output shaft,
A first clutch is provided at a connection position between the first counter gear and the counter shaft, a second clutch is provided at a connection position between the second counter gear and the counter shaft, and the first motor generator shaft and the input shaft are provided. A third clutch is provided at a connection position between the second motor generator shaft and the output shaft, and a fourth clutch is provided at a connection position between the output shaft side and the second motor generator shaft.
The low speed mode is obtained by engaging at least one of the first clutch and the second clutch, and the high speed mode is engaging at least one of the first clutch and the fourth clutch. And the reverse mode is obtained by engaging the second clutch and the third clutch.

In the hybrid vehicle drive device according to claim 1,
The driving device for a hybrid vehicle, wherein the driving force transmission mechanism is set so that the rotation direction of the motor generator and the input shaft is the same when the low speed mode is selected and the high speed mode is selected.

In the hybrid vehicle drive device according to claim 5,
The driving force transmission mechanism separates the speed change mechanism and the counter shaft, transmits the driving force generated by the engine from the input shaft to the output shaft, and transmits the driving force generated by the motor generator via the counter shaft. A hybrid vehicle drive device, wherein a reverse mode for transmission to the output shaft is set.

In the hybrid vehicle drive device according to claim 5 or 6,
The driving force transmission mechanism includes a first counter gear, a second counter gear, and a third counter gear provided on the counter shaft, the first counter gear meshing with a first output gear of the transmission mechanism, 2 counter gear meshes with a second output gear provided on the motor generator shaft via an intermediate gear, the third counter gear meshes with a third output gear provided on the output shaft,
A first clutch is provided at a connection position between the first counter gear and the counter shaft, a second clutch is provided at a connection position between the second counter gear and the counter shaft, and the motor generator shaft and the input shaft are connected to each other. A third clutch is provided at the connection position, and a fourth clutch is provided at a connection position between the extended input shaft provided through the motor generator to the output shaft and the output shaft,
The low speed mode is obtained by engaging at least one of the first clutch and the second clutch, and the high speed mode is engaging at least one of the first clutch and the third clutch. And the reverse mode is obtained by engaging the second clutch and the fourth clutch.

The drive device for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 7,
The drive apparatus for a hybrid vehicle, wherein the transmission is a toroidal-type continuously variable transmission.