JP2004114944A - Driving device for hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a driving device for a hybrid vehicle capable of shortening the length of a power transmission member for transmitting the power of a power distribution mechanism to a front wheel in forward and backward directions of the vehicle. <P>SOLUTION: This driving device for the hybrid vehicle is provided with a first driving force source 2 and a second driving force source 4 for transmitting power to a rear wheel 43, gear shift mechanisms 3, 5 arranged in a power transmission path among the first driving force source 2, the front wheel 32, and the rear wheel 43, and the power distribution mechanism 6 for distributing power outputted from the gear shift mechanisms 3, 5 to the front wheel 32 and the rear wheel 43. The first driving force source 2, the second driving force source 4, the gear shift mechanisms 3, 5, and the power distribution mechanism 6 are arranged in the forward and backward directions of the vehicle 1. The power distribution mechanism 6 is arranged among the gear shift mechanisms 3, 5 and the second driving force source 4 in the forward and backward directions of the vehicle 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の駆動力源を有するハイブリッド車の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の駆動力源、例えば、エンジンおよびモータ・ジェネレータを駆動力源として用いるハイブリッド車が提案されており、そのハイブリッド車の駆動装置の一例が、下記の特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されているハイブリッド車の駆動装置は、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用であり、このハイブリッド車の駆動装置は、エンジン、電気トルコン、自動変速機、トランスファを有している。前記電気トルコンはモータ・ジェネレータを有しており、エンジンと電気トルコンと自動変速機とトランスファとが、車両の前後方向に沿って配置されている。また、電気トルコンとトランスファとの間に、自動変速機が配置されている。
【０００３】
さらに、トランスファは、遊星歯車装置と、前輪出力軸および後輪出力軸とを有しており、遊星歯車装置は、自動変速機の出力軸の延長上に配置されている。この遊星歯車装置は、サンギヤとリングギヤとキャリヤとを有しており、このキャリヤと自動変速機の出力軸とが連結されている。また、サンギヤと前輪用出力軸とが連結され、リングギヤと後輪用出力軸とが連結されている。
【０００４】
上記のように構成されたハイブリッド車駆動装置においては、エンジンおよびモータ・ジェネレータのトルクが、自動変速機を経由してトランスファに伝達される。トランスファに伝達されたトルクは、前輪出力軸と後輪出力軸とに分配される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−３２２３１２号公報（段落番号００１３、段落番号００２１ないし段落番号００２７、段落番号０１２８ないし段落番号０１３１、図１、図１２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１においては、エンジンと電気トルコンと自動変速機とが、車両の前後方向に沿って配置されているとともに、自動変速機の出力軸の延長上に、トランスファの一部を構成する遊星歯車装置が配置されている。このため、前輪用出力軸のトルクを前輪に伝達するための動力伝達部材の長さが、車両の前後方向に長くなってしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、動力分配機構の動力を前輪に伝達する動力伝達部材の長さを、車両の前後方向で短くすることのできるハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、後輪に動力を伝達する第１の駆動力源および第２の駆動力源と、第１の駆動力源と前輪および後輪との間の動力伝達経路に配置された変速機構と、この変速機構から出力される動力を、前輪と後輪とに分配する動力分配機構とを備え、前記第１の駆動力源と前記第２の駆動力源と前記変速機構と前記動力分配機構とが、車両の前後方向に配列されているハイブリッド車の駆動装置において、前記車両の前後方向であって、前記変速機構と前記第２の駆動力源との間に前記動力分配機構が配列されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の発明によれば、車両の前後方向であって、変速機構と第２の駆動力源との間に動力分配機構が配列されているため、動力分配機構の動力を前輪に伝達する動力伝達部材の長さが、車両の前後方向で長くなることが抑制される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記変速機構は、第１のモータ・ジェネレータおよび第１の遊星歯車機構を有しており、この第１の遊星歯車機構は、同心状に配置された第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、第１のサンギヤと第１のリングギヤとの間に配置された第１のピニオンギヤを保持する第１のキャリヤとを有しており、この第１のキャリヤと前記第１の駆動力源とが連結され、前記第１のサンギヤと前記第１のモータ・ジェネレータとが連結され、前記第１のリングギヤと前記動力分配機構とが連結されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、第１の駆動力源の動力が、第１の遊星歯車機構の第１のキャリヤを経由して第１のリングギヤに伝達されるとともに、第１のモータ・ジェネレータの回転速度に基づいて、第１のリングギヤの回転速度が無段階に制御される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の構成に加えて、前記動力分配機構は、３つの回転要素を備えた第２の遊星歯車機構を有しており、第１の回転要素と前記変速機構とが連結され、前記第２の回転要素と前記前輪とが連結され、前記第３の回転要素と前記後輪とが連結されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、第１の駆動力源の動力が、変速機構、第２の遊星歯車機構の第１の回転要素を経由して、遊星歯車機構の第２の回転要素および第３の回転要素に伝達される。そして、第２の回転要素の動力は前輪に伝達され、第３の回転要素の動力は後輪に伝達される。また、前輪および後輪に回転速度差が生じた場合は、その回転速度差が第２の遊星歯車機構により吸収される。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記第１の駆動力源にはエンジンが含まれており、前記第２の駆動力源には第２のモータ・ジェネレータが含まれていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、エンジンの動力が変速機構および動力分配機構を経由して、前輪および後輪に分配されるとともに、第２のモータ・ジェネレータの動力が後輪に伝達される。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１の発明の構成に加えて、前記変速機構は、第１のモータ・ジェネレータおよび第１の遊星歯車機構を有しており、この第１の遊星歯車機構は、同心状に配置された第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、第１のサンギヤおよび第１のリングギヤに噛合する第１のピニオンギヤを保持する第１のキャリヤとを有しており、前記第１のキャリヤと前記第１の駆動力源とが連結され、前記第１のサンギヤと前記第１のモータ・ジェネレータとが連結されているとともに、前記動力分配機構は、３つの回転要素を備えた第２の遊星歯車機構を有しており、第１の回転要素と前記第１の遊星歯車機構の第１のリングギヤとが連結され、前記第２の回転要素と前記前輪とが連結され、前記第３の回転要素と前記後輪とが連結されていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、第１の駆動力源の動力が、第１の遊星歯車機構の第１のキャリヤを経由して第１のリングギヤに伝達されるとともに、第１のモータ・ジェネレータの回転速度に基づいて、第１のリングギヤの回転速度が無段階に制御される。また、第１の遊星歯車機構の第１のリングギヤの動力が、第２の遊星歯車機構の第１の回転要素を経由して、第２の回転要素および第３の回転要素に伝達される。そして、第２の回転要素の動力は前輪に伝達され、第３の回転要素の動力は後輪に伝達される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、この発明の実施例である四輪駆動車１のパワートレーンを示すスケルトン図である。この四輪駆動車１のパワートレーンは、エンジン２、第１のモータ・ジェネレータ３、第２のモータ・ジェネレータ４、第１の遊星歯車機構５、第２の遊星歯車機構６、フロントデファレンシャル７、リヤデファレンシャル８などを有している。この図１のパワートレーンは、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車；エンジン前置き後輪駆動車）のパワートレーンをベースとしている。
【００１９】
前記エンジン２としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。このエンジン２のクランクシャフト９は、四輪駆動車１は、車両１の前後方向に配置された回転軸線（図示せず）を中心として回転可能である。そして、四輪駆動車１の前後方向であって、エンジン２の後方にはケーシング５０が配置されており、ケーシング５０は、第１のケース５１および第２のケース５２を有している。第１のケース５１および第２のケース５２は、四輪駆動車１の前後方向に配置されている。具体的には、第１のケース５１は第２のケース５２よりも前方に配置されている。そして、ケーシング５０の内部に、第１のモータ・ジェネレータ３、第２のモータ・ジェネレータ４、第１の遊星歯車機構５、第２の遊星歯車機構６が配置されている。
【００２０】
前記クランクシャフト９には、トルクリミッタ１０、ダンパ機構１１を介して第１のシャフト１２が連結されている。このトルクリミッタ１０、ダンパ機構１もケーシング５０の内部に配置されている。前記第１のモータ・ジェネレータ３および第２のモータ・ジェネレータ４は、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ている。
【００２１】
そして、四輪駆動車１の前後方向であって、トルクリミッタ１０およびダンパ機構１１よりも後方に、第１のモータ・ジェネレータ３が配置されている。第１のモータ・ジェネレータ３は、ステータ１３およびロータ１４を有している。このロータ１４には中空シャフト１５が一体回転可能に連結されている。そして、この中空シャフト１５は第１のシャフト１２の外周に相対回転可能に取り付けられている。
【００２２】
さらに、第１のモータ・ジェネレータ３と第２のモータ・ジェネレータ４とは、四輪駆動車１の前後方向に配置されている。具体的には、第１のモータ・ジェネレータ３よりも後方に、第２のモータ・ジェネレータ４が配置されている。なお、第１のモータ・ジェネレータ３は、第１のケース５１の内部に配置され、第２のモータ・ジェネレータ５４は第２のケース５２の内部に配置されている。そして、ケーシング５０の内部であって、第１のモータ・ジェネレータ３と第２のモータ・ジェネレータ４との間に、前記第１の遊星歯車機構５が配置されている。
【００２３】
この第１の遊星歯車機構５は、いわゆるシングルピニオン式の遊星歯車機構であって、この第１の遊星歯車機構５は、中空シャフト１５と一体回転するサンギヤ１６と、サンギヤ１６と同心状に配置されたリングギヤ１７と、サンギヤ１６およびリングギヤ１７に噛合するピニオンギヤ１８を保持したキャリヤ１９とを有している。リングギヤ１７は、環状部材であるコネクティングドラム５３に形成されている。そして、キャリヤ１９と第１のシャフト１２とが一体回転するように連結されている。
【００２４】
前記第２の遊星歯車機構６は、いわゆるダブルピニオン式の遊星歯車機構である。この第２の遊星歯車機構６は、四輪駆動車１の前後方向において、第１の遊星歯車機構５と第２のモータ・ジェネレータ４との間に配置されている。この第２の遊星歯車機構６は、エンジン２のトルクを、フロントデファレンシャル７とリヤデファレンシャル８とに分配する動力分配機構（トランスファ）である。この第２の遊星歯車機構６は、第２のシャフト２０と一体回転するサンギヤ２１と、サンギヤ２１と同心状に配置されたリングギヤ２２と、サンギヤ２１に噛合するピニオンギヤ２３と、ピニオンギヤ２３およびリングギヤ２２に噛合するピニオンギヤ２４と、ピニオンギヤ２３，２４を一体的に公転可能に保持するキャリヤ２５とを有している。前記リングギヤ２２は、前記コネクティングドラム５３に形成されており、リングギヤ１７とリングギヤ２２とが一体回転する。
【００２５】
前記第２のシャフト２０は、クランクシャフト９および中空シャフト１２と同心状に配置されているとともに、四輪駆動車１の前後方向において、第１のシャフト１２よりも第２のシャフト２０の方が後方に配置されている。この第２のシャフト２０と相対回転可能な中空シャフト２６が設けられており、中空シャフト２６とキャリヤ２５とが一体回転するように連結されている。さらに、中空シャフト２６の外周には第１のスプロケット２７が形成されている。
【００２６】
一方、ケーシング５０により回転可能に支持されたシャフト２８が設けられている。シャフト２８には第２のスプロケット２９が形成されている。そして、第１のスプロケット２７および第２のスプロケット２９に、無端状のチェーン３０が巻き掛けられている。また、シャフト２８にはプロペラシャフト３３が連結されており、プロペラシャフト３３は、ケーシング５０の外部に配置されている。このプロペラシャフト３３は、四輪駆動車１の前後方向における回転軸線（図示せず）を中心として回転可能であり、プロペラシャフト３３とフロントデファレンシャル７とが連結されている。フロントデファレンシャル７には、フロントドライブシャフト３１を介して前輪３２が連結されている。
【００２７】
前記第２のモータ・ジェネレータ４は、ステータ３４およびロータ３５を有している。このロータ３５には中空シャフト３６が一体回転可能に連結されている。そして、この中空シャフト３６は第２のシャフト２０の外周に相対回転可能に取り付けられている。さらにケーシング５０の内部であって、四輪駆動車１の前後方向において、第２のモータ・ジェネレータ４よりも後方には、減速機構３７が設けられている。上記のように、エンジン２、第１のモータ・ジェネレータ３、第２のモータ・ジェネレータ４、第１の遊星歯車機構５、第２の遊星歯車機構６は、減速機構３７は同一軸線上に配列されている。
【００２８】
この減速機構３７は、いわゆる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いる。すなわち、減速機構３７は、中空シャフト３６と一体回転するサンギヤ３８と、サンギヤ３８と同心状に配置されたリングギヤ３９と、サンギヤ３８およびリングギヤ３９に噛合するピニオンギヤ４０を保持したキャリヤ４１とを有している。このキャリヤ４１は、ケーシング５０に対して回転不可能に固定されている。また、リングギヤ３９と第２のシャフト２０とが一体回転するように連結されている。第２のシャフト２０の一部は、ケーシング５０の外部に露出しており、第２のシャフト２０にはプロペラシャフト５４を介してリヤデファレンシャル８が連結されている。リヤデファレンシャル８にはドライブシャフト４２を介して後輪４３が連結されている。
【００２９】
つぎに、四輪駆動車１の制御について説明する。まず、四輪駆動車１が停止している状態で、エンジン２を始動する場合を説明する。この場合は、第１のモータ・ジェネレータ３を電動機として駆動させる。そして、第１のモータ・ジェネレータ３のトルクが、サンギヤ１４に伝達されると、リングギヤ１７が反力要素となり、キャリヤ１９が回転する。このキャリヤ１９のトルクは、第１のシャフト１２を経由してクランクシャフト９に伝達される。
【００３０】
このように、エンジン２がクランキングされるとともに、エンジン２がガソリンエンジンであれば、燃料噴射制御および点火制御がおこなわれて、エンジン２が自律回転する。このエンジン２のトルクは、第１のシャフト１２、第１の遊星歯車機構５のキャリヤ１９を経由して、リングギヤ１７に伝達される。ここで、第１のモータ・ジェネレータ３の回転速度に基づいて、リングギヤ１７の回転速度が無段階に制御される。つまり、第１の遊星歯車機構５の入力要素であるキャリヤ１９の回転速度と、第１の遊星歯車機構５の出力要素であるリングギヤ１７との間の回転速度の比、すなわち回転速度を無段階に制御する、いわゆる無段変速機としての機能を有している。
【００３１】
上記のようにして、コネティングドラム５３に伝達された動力が、第２の遊星歯車機構６のリングギヤ２２に伝達されると、リングギヤ２２の動力の一部は、キャリヤ２５、中空シャフト２６、第１のスプロケット２７，チェーン２７を経由して、第２のスプロケット２９に伝達される。第２のスプロケット２９のトルクは、シャフト２８、プロペラシャフト３３を経由してフロントデファレンシャル７に伝達される。このフロントデファレンシャル７に伝達されたトルクは、左右の前輪３２に分配される。
【００３２】
一方、前記第２の遊星歯車機構６のリングギヤ２２に伝達された動力の一部は、サンギヤ２１、第２のシャフト２０、リヤデファレンシャル８を経由して左右の後輪４３に分配される。また、エンジン２の運転中、または、エンジン２の停止中に、第２のモータ・ジェネレータ４を電動機として駆動させると、そのトルクがサンギヤ３８、ピニオンギヤ４０、リングギヤ３９を経由して第２のシャフト２０に伝達される。この場合、減速機構３７のキャリヤ４１が反力要素となり、リングギヤ３９は第２のモータ・ジェネレータ４とは逆方向に回転する。さらに、第２のモータ・ジェネレータ４の回転速度に対して、リングギヤ３９の回転速度は減速される。
【００３３】
なお、前輪３２と後輪４３とに回転速度差が生じて、中空シャフト２６と第２のシャフト２０とに回転速度差が生じた場合は、その回転速度差は、第２の遊星歯車機構６により吸収される。すなわち、第２の遊星歯車機構６は、差動装置（センターデファレンシャル）としての機能をも有している。また、エンジントルクの一部を第１のモータ・ジェネレータ３に伝達して、第１のモータ・ジェネレータ３を発電機として機能させ、発生した電力を蓄電装置に蓄電することもできる。
【００３４】
さらに、四輪駆動車１の惰力走行中には、後輪４３の運動エネルギに対応するトルクが、リヤデファレンシャル８、第２の中空シャフト２０を経由して第２の遊星歯車機構６に伝達される。これに対して、前輪３２の運動エネルギに対応するトルクが、フロントデファレンシャル７、プロペラシャフト３３、シャフト２８、第２のスプロケット２９、チェーン３０、第１のスプロケット２７を経由して第２の遊星歯車機構６に伝達される。
【００３５】
このようにして、第２の遊星歯車機構６に伝達されたトルクは、第１の遊星歯車機構５、第１の中空シャフト１２を経由してエンジン２に伝達されて、エンジンブレーキ力が強められる。なお、後輪４３の運動エネルギに対応するトルクの一部を第２のモータ・ジェネレータ４に伝達して発電機として機能させ、その電力を蓄電装置（図示せず）に蓄電することもできる。さらに、前輪３２および後輪４３の運動エネルギに対応するトルクが、第１の遊星歯車機構５に伝達された場合に、そのトルクの一部を第２のモータ・ジェネレータ４に伝達して発電機として機能させ、その電力を蓄電装置に蓄電することもできる。
【００３６】
このように、図１に示す四輪駆動車１は、ＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ；エンジン前置き後輪駆動車）のパワートレーンをベースとして、第２の遊星歯車機構６を加えた四輪駆動車である。また、この四輪駆動車１は、エンジン１または第２の第１のモータ・ジェネレータ３のトルクを前輪３２および後輪４３に分配することができるとともに、後輪４３に対して第２のモータ・ジェネレータ４のトルクを加えることのできる四輪駆動車、すなわち、複数種類の駆動力源を有するハイブリッド形式の四輪駆動車である。
【００３７】
図１に示す四輪駆動車１のパワートレーンにおいては、ケーシング５０の内部に、駆動ユニット、例えば、第１のモータ・ジェネレータ３、第１の遊星歯車機構５、第２の遊星歯車機構６、第２のモータ・ジェネレータ４、減速機構３７などが、四輪駆動車１の前後方向に配置されている。そして、四輪駆動車１の前後方向における駆動ユニットの配置空間であって、四輪駆動車１の前後方向のほぼ中央部、具体的には、第１のモータ・ジェネレータ３と第２のモータ・ジェネレータ４との間に、第２の遊星歯車機構６が配置されている。さらに、四輪駆動車１の幅方向（左右方向）において、第２の動力伝達装置６の側方に第２のスプロケット２９が配置され、かつ、第２のスプロケット２９とフロントデファレンシャル７とがシャフト２８およびプロペラシャフト３３により連結されている。したがって、四輪駆動車１の前後方向において、プロペラシャフト３３の長さを可及的に短く設定することができる。また、減速機構３７よりも後方にはトランスファが配置されないため、減速機構３７よりも後方におけるケーシング５０の長さ（突出量）の増加を抑制できる。
【００３８】
ところで、パワープラント、すなわち、エンジン２、第１の遊星歯車機構５を含む機構の固有振動の周波数と、プロペラシャフト３３，５３の回転１次の振動周波数とが一致すると、パワープラントが共振（連成振動）する可能性がある。
【００３９】
これに対して、図１のパワートレーンにおいては、第２の遊星歯車機構６が、第１のモータ・ジェネレータ３と第２のモータ・ジェネレータ４との間に配置されており、第２の遊星歯車機構６とエンジン２との間の動力伝達経路が可及的に短くなっている。例えば、第１のシャフト１２の長さを可及的に短くして、第１のシャフト１２のねじり剛性が高められている。つまり、前記のパワープラントの固有振動の周波数を高められている。したがって、図１に示す第２の遊星歯車機構６のレイアウトを採用すれば、連成振動の増加を抑制することができる。このようにして、第１の遊星歯車機構５および第１のシャフト２を含む動力伝達経路を、車両の前後方向に短くし、かつ、軽量化している。
【００４０】
さらに、後輪４３に伝達されるトルクに、第２のモータ・ジェネレータ４のトルクを加えることにより、前輪３２で発生する駆動力よりも、後輪４３で発生する駆動力の方を高くすることができる。したがって、四輪駆動車１の走行性能を、乗用車に適した走行性能、具体的には、“オーバーステア傾向を強めて操縦安定性に優れたもの”とすることができる。
【００４１】
図１に示す実施例においては、エンジン２のトルクを、前輪３２と後輪４３とに分配する機能と、センターデファレンシャルとしての機能を兼備する動力分配機構として、第２の遊星歯車機構６が記載されているが、前記２つの機能を兼備した動力分配機構として、例えば、傘歯車を用いた動力分配機構、差動制限機構付きの動力分配機構を用いることもできる。また、エンジン２のトルクを、前輪３２または後輪４３のうちの少なくとも一方に分配する機能を有するビスカスカップリングを動力分配機構として用いることもできる。さらに、中空シャフト２６とシャフト２８との間の伝動装置として、巻き掛け伝動装置（チェーン）に代えて、歯車伝動装置を用いることもできる。
【００４２】
さらに、図１においては、第２のモータ・ジェネレータ４と、第２のシャフト２０とが、減速機構３７を介して動力伝達可能に連結されている。このため、第２のモータ・ジェネレータ４の動力は、後輪４３には伝達されるが、前輪３２には伝達されない。そこで、第２のモータ・ジェネレータ４の動力を、前輪３２および後輪４３に伝達可能なドライブトレーンを形成してもよい。例えば、第２のモータ・ジェネレータ４のロータ３５と、コネクティングドラム５３とを連結する動力伝達機構（図示せず）を設けることができる。このように構成すれば、第２のモータ・ジェネレータ４の動力は、動力伝達機構および第２の第２の遊星歯車機構６を経由して前輪３２および後輪４３に分配されるため、前輪３２で発生する駆動力と、後輪４３で発生する駆動力との差の増加を抑制できる。したがって、悪路走破性に適した走行性能を得ることができる。
【００４３】
さらに、この実施例では、プロペラシャフト３３の長さを可及的に短くし、かつ、第１のシャフト１２の長さを可及的に短くすることができ、駆動装置の軽量化・コンパクト化・低コスト化を図ることができる。
【００４４】
ここで、実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すれば、エンジン２がこの発明の第１の駆動力源に相当し、第２のモータ・ジェネレータ４がこの発明の第２の駆動力源に相当し、第１のモータ・ジェネレータ３および第１の遊星歯車機構５が、この発明の変速機構に相当し、第２の遊星歯車機構６、傘歯車を用いた動力分配機構、差動制限機構付きの動力分配機構が、この発明の動力分配機構に相当し、四輪駆動車１が、この発明の車両およびハイブリッド車に相当する。
【００４５】
また、サンギヤ１６がこの発明の第１のサンギヤに相当し、リングギヤ１７がこの発明の第１のリングギヤに相当し、ピニオンギヤ１８がこの発明の第１のピニオンギヤに相当し、キャリヤ１９がこの発明の第１のキャリヤに相当し、サンギヤ２１が、この発明の第２のサンギヤおよび第３の回転要素に相当し、リングギヤ２２がこの発明の第１の回転要素に相当し、キャリヤ２５がこの発明の第２の回転要素に相当し、リングギヤ２２とキャリヤ２５とサンギヤ２１とが、この発明の３つの回転要素に相当する。
【００４６】
また、図１に示す実施例では、第１の遊星歯車機構としてシングルピニオン式の遊星歯車機構が用いられているが、第１の遊星歯車機構として、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いることもできる。さらに、第２の遊星歯車機構としてダブルピニオン式の遊星歯車機構が用いられているが、第２の遊星歯車機構として、シングルピニオン式の遊星歯車機構（図示せず）を用いることもできる。この構成は、請求項３および請求項５の発明に対応する構成である。
【００４７】
すなわち、第３のサンギヤおよび第３のリングギヤと、第３のサンギヤおよび第３のリングギヤに噛合する第４のピニオンギヤを保持する第３のキャリヤとを有する第２の遊星歯車機構を構成することができる。そして、第１の遊星歯車機構のリングギヤと、第２の遊星歯車機構のキャリヤとが連結され、第３のサンギヤと前輪とが連結され、第３のリングギヤと後輪とが連結される。この場合、第３のサンギヤがこの発明の第１の回転要素に相当し、第３のキャリヤがこの発明の第２の回転要素に相当し、第３のリングギヤがこの発明の第３の回転要素に相当する。
【００４８】
さらに、図１に示す四輪駆動車１は、第１の駆動力源の動力を、前輪および後輪に同時に伝達することのできる、いわゆるフルタイム四輪駆動車であるが、この発明は、▲１▼第１の駆動力源の動力を、前輪または後輪に伝達するとともに、前輪と後輪の回転速度差が所定値に以上となった場合に、第１の駆動力源の動力を前輪および後輪に同時に伝達する、いわゆるスタンバイ四輪駆動車、または▲２▼四輪駆動状態と二輪駆動状態とを、ドライバーの切換操作により切り換えることのできる、いわゆるパートタイム四輪駆動車にも適用できる。
【００４９】
さらに、この実施例に記載した特徴的な構成を述べる。すなわち、後輪に動力を伝達する第１の駆動力源および第２の駆動力源と、第１の駆動力源と前輪および後輪との間の動力伝達経路に配置された変速機構と、この変速機構から出力される動力を、前輪と後輪とに分配する動力分配機構とを備え、前記第１の駆動力源と前記第２の駆動力源と前記変速機構と前記動力分配機構とが、車両の前後方向に配置されているとともに、前記動力分配機構と前輪とを連結する動力伝達部材とを有し、この動力伝達部材が車両の前後方向に配置されているハイブリッド車の駆動装置において、前記車両の前後方向であって、前記変速機構と前記第２の駆動力源との間に前記動力分配機構が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。前記の動力伝達部材には、プロペラシャフト３３が含まれる。
【００５０】
また、後輪に動力を伝達する第１の駆動力源および第２の駆動力源と、第１の駆動力源と前輪および後輪との間の動力伝達経路に配置された変速機構と、この変速機構から出力される動力を、前輪と後輪とに分配する動力分配機構とを備え、前記第１の駆動力源と前記第２の駆動力源と前記変速機構と前記動力分配機構とが、車両の前後方向に配置されているハイブリッド車の駆動装置において、前記車両の前後方向であって、前記変速機構と前記第２の駆動力源との間に前記動力分配機構が配置されているとともに、第２の駆動力源の動力を、前記動力分配機構を経由させて前記前輪および後輪に伝達させる動力伝達機構が設けら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。
【００５１】
さらに、車両の前後方向に第１の車輪と第２の車輪とが配置されているとともに、第２の車輪に動力を伝達する第１の駆動力源および第２の駆動力源と、第１の駆動力源と第１の車輪および第２の車輪との間の動力伝達経路に配置された変速機構と、この変速機構から出力される動力を、第１の車輪と第２の車輪とに分配する動力分配機構とを備え、前記第１の駆動力源と前記第２の駆動力源と前記変速機構と前記動力分配機構とが、車両の前後方向に配列されているハイブリッド車の駆動装置において、前記車両の前後方向であって、前記変速機構と前記第２の駆動力源との間に前記動力分配機構が配列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。
【００５２】
上記の第１の車輪としては、前輪または後輪の一方が挙げられ、第２の車輪としては前輪または後輪のうち、第１の車輪以外の車輪が挙げられる。すなわち、この実施例は動力分配機構と、前輪または後輪が連結されたデファレンシャルとが、車両の前後方向に配置される構成の車両に適用できる。また、この実施例は、ＲＦ車（リヤエンジン・フロントドライブ車；エンジンを車両の後部に搭載し、前輪を駆動する形式の車）のパワートレーンをベースとして、前輪に加えて後輪をも駆動できるように構成した四輪駆動車にも適用できる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、動力分配機構の動力を前輪に伝達する動力伝達部材の長さが、車両の前後方向に長くなることを抑制できる。
【００５４】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の駆動力源の動力を、第１の遊星歯車機構の第１のキャリヤを経由させて第１のリングギヤに伝達できるとともに、第１のモータ・ジェネレータの回転速度に基づいて、第１のリングギヤの回転速度を無段階に制御できる。したがって、第１の駆動力源から前輪および後輪に伝達する動力を任意に制御でき、ハイブリッド車の走行性能が向上する。
【００５５】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の駆動力源の動力を、変速機構、第２の遊星歯車機構の第１の回転要素を経由させて、第２の回転要素および第３の回転要素に伝達することができる。そして、第２の回転要素の動力を前輪に伝達し、第３の回転要素の動力を後輪に伝達することができる。また、前輪および後輪に回転速度差が生じた場合は、その回転速度差を第２の遊星歯車機構により吸収できる。
【００５６】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得ることができる他に、エンジンの動力を、変速機構および動力分配機構を経由させて、前輪および後輪に分配することができるとともに、第２のモータ・ジェネレータの動力を後輪に伝達できる。
【００５７】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる他に、第１の駆動力源の動力を、第１の遊星歯車機構の第１のキャリヤを経由させて第１のリングギヤに伝達することができるとともに、第１のモータ・ジェネレータの回転速度に基づいて、第１のリングギヤの回転速度を無段階に制御できる。したがって、第１の駆動力源から前輪および後輪に伝達する動力を任意に制御でき、ハイブリッド車の走行性能が向上する。また、第１の遊星歯車機構の第１のリングギヤの動力を、第２の遊星歯車機構の第１の回転要素を経由させて、第２の回転要素および第３の回転要素に伝達することができる。そして、第２の回転要素の動力を前輪に伝達し、第３の回転要素の動力を後輪に伝達することができる。また、前輪および後輪に回転速度差が生じた場合は、その回転速度差を第２の遊星歯車機構により吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例であるハイブリッド車のパワートレーンを示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１…四輪駆動車、　２…エンジン、　３…第１のモータ・ジェネレータ、　４…第２のモータ・ジェネレータ、　５…第１の遊星歯車機構、　６…第２の遊星歯車機構、　１６，２１…サンギヤ、　１７，２２…リングギヤ、　１８，２３，２４…ピニオンギヤ、　１９，２５…キャリヤ、　３２…前輪、　４３…後輪。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle having a plurality of drive power sources.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a hybrid vehicle using a plurality of driving power sources, for example, an engine and a motor / generator as driving power sources has been proposed, and an example of a driving device for the hybrid vehicle is described in Patent Document 1 below. The drive device of the hybrid vehicle described in Patent Document 1 is for an FR (front engine / rear drive) vehicle, and the drive device of the hybrid vehicle includes an engine, an electric torque converter, an automatic transmission, and a transfer. ing. The electric torque converter has a motor / generator, and an engine, an electric torque converter, an automatic transmission, and a transfer are arranged along the front-rear direction of the vehicle. Further, an automatic transmission is arranged between the electric torque converter and the transfer.
[0003]
Further, the transfer has a planetary gear unit, a front wheel output shaft and a rear wheel output shaft, and the planetary gear unit is disposed on an extension of the output shaft of the automatic transmission. This planetary gear device has a sun gear, a ring gear, and a carrier, and the carrier is connected to an output shaft of the automatic transmission. Further, the sun gear and the front wheel output shaft are connected, and the ring gear and the rear wheel output shaft are connected.
[0004]
In the hybrid vehicle driving device configured as described above, the torques of the engine and the motor generator are transmitted to the transfer via the automatic transmission. The torque transmitted to the transfer is distributed to the front wheel output shaft and the rear wheel output shaft.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-32212 (paragraph number 0013, paragraph number 0021 to paragraph number 0027, paragraph number 0128 to paragraph number 0131, FIG. 1, FIG. 12)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in Patent Document 1 described above, the engine, the electric torque converter, and the automatic transmission are arranged along the front-rear direction of the vehicle, and a part of the transfer is placed on the extension of the output shaft of the automatic transmission. The constituent planetary gears are arranged. For this reason, there has been a problem that the length of the power transmission member for transmitting the torque of the front wheel output shaft to the front wheels increases in the front-rear direction of the vehicle.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a drive apparatus for a hybrid vehicle that can reduce the length of a power transmission member that transmits the power of a power distribution mechanism to front wheels in the front-rear direction of the vehicle. It is intended to be.
[0008]
Means for Solving the Problems and Their Functions
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a first driving force source and a second driving force source for transmitting power to a rear wheel, a first driving force source, a front wheel, and a rear wheel. And a power distribution mechanism that distributes the power output from the transmission mechanism to front wheels and rear wheels, wherein the first driving force source and the second A driving force source, the transmission mechanism, and the power distribution mechanism are arranged in the front-rear direction of the vehicle, wherein the transmission mechanism and the second drive are arranged in the front-rear direction of the vehicle. The power distribution mechanism is arranged between a power source and a power source.
[0009]
According to the first aspect of the invention, since the power distribution mechanism is arranged between the transmission mechanism and the second driving force source in the front-rear direction of the vehicle, the power of the power distribution mechanism is transmitted to the front wheels. An increase in the length of the power transmission member in the front-rear direction of the vehicle is suppressed.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the speed change mechanism has a first motor-generator and a first planetary gear mechanism, and the first planetary gear mechanism is concentric. A first sun gear and a first ring gear arranged in a shape, and a first carrier holding a first pinion gear arranged between the first sun gear and the first ring gear, The first carrier is connected to the first driving force source, the first sun gear is connected to the first motor generator, and the first ring gear is connected to the power distribution mechanism. It is characterized by having.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the same effect as that of the first aspect of the present invention, the power of the first driving force source is transmitted via the first carrier of the first planetary gear mechanism to the first carrier. , And the rotation speed of the first ring gear is steplessly controlled based on the rotation speed of the first motor / generator.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the power distribution mechanism includes a second planetary gear mechanism having three rotating elements, and the first rotating element and the speed change mechanism. Are connected, the second rotating element and the front wheel are connected, and the third rotating element and the rear wheel are connected.
[0013]
According to the third aspect of the invention, in addition to the same effect as the first aspect of the invention, the power of the first driving force source is transmitted via the speed change mechanism and the first rotating element of the second planetary gear mechanism. Then, it is transmitted to the second rotating element and the third rotating element of the planetary gear mechanism. Then, the power of the second rotating element is transmitted to the front wheels, and the power of the third rotating element is transmitted to the rear wheels. Further, when a rotation speed difference occurs between the front wheel and the rear wheel, the rotation speed difference is absorbed by the second planetary gear mechanism.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the first driving power source includes an engine, and the second driving power source includes a second motor. -It is characterized by including a generator.
[0015]
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the same effect as in any one of the first to third aspects of the present invention, the power of the engine is distributed to the front wheels and the rear wheels via the speed change mechanism and the power distribution mechanism. At the same time, the power of the second motor / generator is transmitted to the rear wheels.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the speed change mechanism has a first motor / generator and a first planetary gear mechanism. A first sun gear and a first ring gear arranged concentrically, and a first carrier for holding a first pinion gear meshing with the first sun gear and the first ring gear. One carrier and the first driving force source are connected, the first sun gear and the first motor generator are connected, and the power distribution mechanism includes three rotating elements. A second planetary gear mechanism, a first rotary element and a first ring gear of the first planetary gear mechanism are connected, the second rotary element and the front wheel are connected, A third rotating element is connected to the rear wheel. And it is characterized in that it is.
[0017]
According to the fifth aspect of the invention, in addition to the same effect as that of the first aspect of the invention, the power of the first driving force source is transmitted via the first carrier of the first planetary gear mechanism to the first carrier. , And the rotation speed of the first ring gear is steplessly controlled based on the rotation speed of the first motor / generator. Further, the power of the first ring gear of the first planetary gear mechanism is transmitted to the second rotating element and the third rotating element via the first rotating element of the second planetary gear mechanism. Then, the power of the second rotating element is transmitted to the front wheels, and the power of the third rotating element is transmitted to the rear wheels.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a skeleton diagram showing a power train of a four-wheel drive vehicle 1 according to an embodiment of the present invention. The power train of the four-wheel drive vehicle 1 includes an engine 2, a first motor generator 3, a second motor generator 4, a first planetary gear mechanism 5, a second planetary gear mechanism 6, a front differential 7, It has a rear differential 8 and the like. The power train in FIG. 1 is based on the power train of an FR vehicle (front engine / rear drive vehicle; vehicle with front and rear wheels driven by an engine).
[0019]
As the engine 2, an internal combustion engine, specifically, a gasoline engine, a diesel engine, an LPG engine, or the like can be used. The crankshaft 9 of the engine 2 allows the four-wheel drive vehicle 1 to rotate about a rotation axis (not shown) arranged in the front-rear direction of the vehicle 1. A casing 50 is disposed in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1 and behind the engine 2, and the casing 50 has a first case 51 and a second case 52. The first case 51 and the second case 52 are arranged in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1. Specifically, the first case 51 is disposed forward of the second case 52. The first motor generator 3, the second motor generator 4, the first planetary gear mechanism 5, and the second planetary gear mechanism 6 are arranged inside the casing 50.
[0020]
A first shaft 12 is connected to the crankshaft 9 via a torque limiter 10 and a damper mechanism 11. The torque limiter 10 and the damper mechanism 1 are also disposed inside the casing 50. The first motor generator 3 and the second motor generator 4 have both a power running function of converting electric energy into mechanical energy and a regenerative function of converting mechanical energy into electric energy.
[0021]
The first motor-generator 3 is disposed in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1 and behind the torque limiter 10 and the damper mechanism 11. The first motor generator 3 has a stator 13 and a rotor 14. A hollow shaft 15 is connected to the rotor 14 so as to be integrally rotatable. The hollow shaft 15 is attached to the outer periphery of the first shaft 12 so as to be relatively rotatable.
[0022]
Further, the first motor generator 3 and the second motor generator 4 are arranged in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1. Specifically, the second motor generator 4 is arranged behind the first motor generator 3. Note that the first motor generator 3 is arranged inside the first case 51, and the second motor generator 54 is arranged inside the second case 52. The first planetary gear mechanism 5 is disposed inside the casing 50 and between the first motor generator 3 and the second motor generator 4.
[0023]
The first planetary gear mechanism 5 is a so-called single pinion type planetary gear mechanism. The first planetary gear mechanism 5 includes a sun gear 16 that rotates integrally with the hollow shaft 15 and a concentric arrangement with the sun gear 16. And a carrier 19 holding a pinion gear 18 meshing with the sun gear 16 and the ring gear 17. The ring gear 17 is formed on a connecting drum 53 that is an annular member. The carrier 19 and the first shaft 12 are connected so as to rotate integrally.
[0024]
The second planetary gear mechanism 6 is a so-called double pinion type planetary gear mechanism. The second planetary gear mechanism 6 is disposed between the first planetary gear mechanism 5 and the second motor / generator 4 in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1. The second planetary gear mechanism 6 is a power distribution mechanism (transfer) that distributes the torque of the engine 2 to the front differential 7 and the rear differential 8. The second planetary gear mechanism 6 includes a sun gear 21 that rotates integrally with the second shaft 20, a ring gear 22 that is arranged concentrically with the sun gear 21, a pinion gear 23 that meshes with the sun gear 21, a pinion gear 23 and a ring gear 22. And a carrier 25 that integrally holds the pinion gears 23 and 24 so that they can revolve. The ring gear 22 is formed on the connecting drum 53, and the ring gear 17 and the ring gear 22 rotate integrally.
[0025]
The second shaft 20 is arranged concentrically with the crankshaft 9 and the hollow shaft 12, and in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1, the second shaft 20 is larger than the first shaft 12. It is located at the back. A hollow shaft 26 which is rotatable relative to the second shaft 20 is provided, and the hollow shaft 26 and the carrier 25 are connected so as to rotate integrally. Further, a first sprocket 27 is formed on the outer periphery of the hollow shaft 26.
[0026]
On the other hand, a shaft 28 rotatably supported by the casing 50 is provided. A second sprocket 29 is formed on the shaft 28. An endless chain 30 is wound around the first sprocket 27 and the second sprocket 29. Further, a propeller shaft 33 is connected to the shaft 28, and the propeller shaft 33 is disposed outside the casing 50. The propeller shaft 33 is rotatable around a rotation axis (not shown) in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1, and the propeller shaft 33 and the front differential 7 are connected. A front wheel 32 is connected to the front differential 7 via a front drive shaft 31.
[0027]
The second motor / generator 4 has a stator 34 and a rotor 35. A hollow shaft 36 is connected to the rotor 35 so as to be integrally rotatable. The hollow shaft 36 is attached to the outer periphery of the second shaft 20 so as to be relatively rotatable. Further, a speed reduction mechanism 37 is provided inside the casing 50 and behind the second motor / generator 4 in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1. As described above, in the engine 2, the first motor generator 3, the second motor generator 4, the first planetary gear mechanism 5, and the second planetary gear mechanism 6, the reduction mechanism 37 is arranged on the same axis. Have been.
[0028]
The reduction mechanism 37 is constituted by a so-called single pinion type planetary gear mechanism. That is, the reduction mechanism 37 has a sun gear 38 that rotates integrally with the hollow shaft 36, a ring gear 39 that is arranged concentrically with the sun gear 38, and a carrier 41 that holds a pinion gear 40 that meshes with the sun gear 38 and the ring gear 39. ing. The carrier 41 is non-rotatably fixed to the casing 50. Further, the ring gear 39 and the second shaft 20 are connected so as to rotate integrally. A part of the second shaft 20 is exposed to the outside of the casing 50, and the rear differential 8 is connected to the second shaft 20 via a propeller shaft 54. A rear wheel 43 is connected to the rear differential 8 via a drive shaft 42.
[0029]
Next, control of the four-wheel drive vehicle 1 will be described. First, a case where the engine 2 is started while the four-wheel drive vehicle 1 is stopped will be described. In this case, the first motor / generator 3 is driven as an electric motor. When the torque of the first motor / generator 3 is transmitted to the sun gear 14, the ring gear 17 becomes a reaction element, and the carrier 19 rotates. The torque of the carrier 19 is transmitted to the crankshaft 9 via the first shaft 12.
[0030]
As described above, while the engine 2 is cranked and the engine 2 is a gasoline engine, the fuel injection control and the ignition control are performed, and the engine 2 autonomously rotates. The torque of the engine 2 is transmitted to the ring gear 17 via the first shaft 12 and the carrier 19 of the first planetary gear mechanism 5. Here, the rotation speed of the ring gear 17 is steplessly controlled based on the rotation speed of the first motor / generator 3. That is, the ratio of the rotation speed of the carrier 19 as an input element of the first planetary gear mechanism 5 to the rotation speed of the ring gear 17 as the output element of the first planetary gear mechanism 5, that is, the rotation speed is steplessly adjusted. , A function as a so-called continuously variable transmission.
[0031]
As described above, when the power transmitted to the connecting drum 53 is transmitted to the ring gear 22 of the second planetary gear mechanism 6, a part of the power of the ring gear 22 is transferred to the carrier 25, the hollow shaft 26, The power is transmitted to the second sprocket 29 via the first sprocket 27 and the chain 27. The torque of the second sprocket 29 is transmitted to the front differential 7 via the shaft 28 and the propeller shaft 33. The torque transmitted to the front differential 7 is distributed to the left and right front wheels 32.
[0032]
On the other hand, part of the power transmitted to the ring gear 22 of the second planetary gear mechanism 6 is distributed to the left and right rear wheels 43 via the sun gear 21, the second shaft 20, and the rear differential 8. When the second motor / generator 4 is driven as an electric motor during the operation of the engine 2 or the stop of the engine 2, the torque is transmitted to the second shaft via the sun gear 38, the pinion gear 40, and the ring gear 39. 20. In this case, the carrier 41 of the reduction mechanism 37 serves as a reaction force element, and the ring gear 39 rotates in a direction opposite to that of the second motor / generator 4. Further, the rotation speed of the ring gear 39 is reduced with respect to the rotation speed of the second motor / generator 4.
[0033]
In the case where a rotational speed difference occurs between the front wheel 32 and the rear wheel 43 and a rotational speed difference occurs between the hollow shaft 26 and the second shaft 20, the rotational speed difference is determined by the second planetary gear mechanism 6 Is absorbed by That is, the second planetary gear mechanism 6 also has a function as a differential device (center differential). Further, a part of the engine torque can be transmitted to the first motor / generator 3 so that the first motor / generator 3 functions as a generator, and the generated power can be stored in the power storage device.
[0034]
Furthermore, during the coasting of the four-wheel drive vehicle 1, a torque corresponding to the kinetic energy of the rear wheel 43 is transmitted to the second planetary gear mechanism 6 via the rear differential 8 and the second hollow shaft 20. Is done. On the other hand, the torque corresponding to the kinetic energy of the front wheel 32 is transmitted through the front differential 7, the propeller shaft 33, the shaft 28, the second sprocket 29, the chain 30, and the first sprocket 27 to the second planetary gear. It is transmitted to the mechanism 6.
[0035]
Thus, the torque transmitted to the second planetary gear mechanism 6 is transmitted to the engine 2 via the first planetary gear mechanism 5 and the first hollow shaft 12, and the engine braking force is increased. . A part of the torque corresponding to the kinetic energy of the rear wheel 43 may be transmitted to the second motor / generator 4 to function as a generator, and the electric power may be stored in a power storage device (not shown). Further, when a torque corresponding to the kinetic energy of the front wheel 32 and the rear wheel 43 is transmitted to the first planetary gear mechanism 5, a part of the torque is transmitted to the second motor / generator 4 to generate a power. And the electric power can be stored in the power storage device.
[0036]
As described above, the four-wheel drive vehicle 1 shown in FIG. 1 is based on the power train of an FR vehicle (front engine / rear drive; rear-wheel drive vehicle with an engine installed) and has the second planetary gear mechanism 6 added thereto. It is a driving car. The four-wheel drive vehicle 1 can distribute the torque of the engine 1 or the second first motor / generator 3 to the front wheels 32 and the rear wheels 43, and A four-wheel drive vehicle to which the torque of the generator 4 can be applied, that is, a hybrid four-wheel drive vehicle having a plurality of types of driving force sources.
[0037]
In the power train of the four-wheel drive vehicle 1 shown in FIG. 1, a drive unit, for example, a first motor / generator 3, a first planetary gear mechanism 5, a second planetary gear mechanism 6, The second motor / generator 4, the speed reduction mechanism 37 and the like are arranged in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1. The drive unit arrangement space in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1 is substantially the center of the four-wheel drive vehicle 1 in the front-rear direction, specifically, the first motor-generator 3 and the second motor A second planetary gear mechanism 6 is arranged between the generator 4 and the generator 4; Further, a second sprocket 29 is arranged on the side of the second power transmission device 6 in the width direction (lateral direction) of the four-wheel drive vehicle 1, and the second sprocket 29 and the front differential 7 have a shaft. 28 and a propeller shaft 33. Therefore, the length of the propeller shaft 33 in the front-rear direction of the four-wheel drive vehicle 1 can be set as short as possible. Further, since the transfer is not arranged behind the speed reduction mechanism 37, an increase in the length (projection amount) of the casing 50 behind the speed reduction mechanism 37 can be suppressed.
[0038]
By the way, when the natural vibration frequency of the power plant, that is, the mechanism including the engine 2 and the first planetary gear mechanism 5, and the primary vibration frequency of the rotation of the propeller shafts 33 and 53 coincide with each other, the power plant resonates. (Vibration).
[0039]
On the other hand, in the power train of FIG. 1, the second planetary gear mechanism 6 is disposed between the first motor generator 3 and the second motor generator 4, The power transmission path between the gear mechanism 6 and the engine 2 is as short as possible. For example, the length of the first shaft 12 is made as short as possible to increase the torsional rigidity of the first shaft 12. That is, the frequency of the natural vibration of the power plant is increased. Therefore, if the layout of the second planetary gear mechanism 6 shown in FIG. 1 is adopted, an increase in coupled vibration can be suppressed. In this way, the power transmission path including the first planetary gear mechanism 5 and the first shaft 2 is shortened in the front-rear direction of the vehicle, and is reduced in weight.
[0040]
Furthermore, by adding the torque of the second motor / generator 4 to the torque transmitted to the rear wheels 43, the driving force generated by the rear wheels 43 is made higher than the driving force generated by the front wheels 32. Can be. Therefore, the traveling performance of the four-wheel drive vehicle 1 can be made a traveling performance suitable for a passenger car, specifically, “a vehicle having an enhanced oversteer tendency and excellent driving stability”.
[0041]
In the embodiment shown in FIG. 1, a second planetary gear mechanism 6 is described as a power distribution mechanism having both a function of distributing the torque of the engine 2 to the front wheels 32 and the rear wheels 43 and a function of a center differential. However, as the power distribution mechanism having the two functions, for example, a power distribution mechanism using a bevel gear or a power distribution mechanism with a differential limiting mechanism can be used. Further, a viscous coupling having a function of distributing the torque of the engine 2 to at least one of the front wheel 32 and the rear wheel 43 can be used as the power distribution mechanism. Further, as a transmission between the hollow shaft 26 and the shaft 28, a gear transmission can be used instead of a wrapping transmission (chain).
[0042]
Further, in FIG. 1, the second motor / generator 4 and the second shaft 20 are connected via a speed reduction mechanism 37 so that power can be transmitted. Therefore, the power of the second motor / generator 4 is transmitted to the rear wheels 43 but not to the front wheels 32. Therefore, a drive train that can transmit the power of the second motor / generator 4 to the front wheels 32 and the rear wheels 43 may be formed. For example, a power transmission mechanism (not shown) for connecting the rotor 35 of the second motor / generator 4 and the connecting drum 53 can be provided. With this configuration, the power of the second motor / generator 4 is distributed to the front wheels 32 and the rear wheels 43 via the power transmission mechanism and the second second planetary gear mechanism 6, so that the front wheels 32 And the driving force generated by the rear wheel 43 can be suppressed from increasing. Therefore, it is possible to obtain running performance suitable for traveling on rough roads.
[0043]
Further, in this embodiment, the length of the propeller shaft 33 can be made as short as possible, and the length of the first shaft 12 can be made as short as possible. -Cost reduction can be achieved.
[0044]
Here, the correspondence between the configuration described in the embodiment and the configuration of the present invention will be described. The engine 2 corresponds to the first driving force source of the present invention, and the second motor / generator 4 corresponds to the present invention. The first motor-generator 3 and the first planetary gear mechanism 5 correspond to the speed change mechanism of the present invention, and use the second planetary gear mechanism 6 and the bevel gear. The power distribution mechanism with the power distribution mechanism and the differential limiting mechanism corresponds to the power distribution mechanism of the present invention, and the four-wheel drive vehicle 1 corresponds to the vehicle and the hybrid vehicle of the present invention.
[0045]
The sun gear 16 corresponds to the first sun gear of the present invention, the ring gear 17 corresponds to the first ring gear of the present invention, the pinion gear 18 corresponds to the first pinion gear of the present invention, and the carrier 19 corresponds to the present invention. The sun gear 21 corresponds to the first carrier, the sun gear 21 corresponds to the second sun gear and the third rotating element of the present invention, the ring gear 22 corresponds to the first rotating element of the present invention, and the carrier 25 corresponds to the present invention. The ring gear 22, the carrier 25, and the sun gear 21 correspond to the second rotating element, and correspond to the three rotating elements of the present invention.
[0046]
Further, in the embodiment shown in FIG. 1, a single pinion type planetary gear mechanism is used as the first planetary gear mechanism, but a double pinion type planetary gear mechanism may be used as the first planetary gear mechanism. it can. Further, although a double pinion type planetary gear mechanism is used as the second planetary gear mechanism, a single pinion type planetary gear mechanism (not shown) can be used as the second planetary gear mechanism. This configuration corresponds to the third and fifth aspects of the invention.
[0047]
That is, a second planetary gear mechanism having a third sun gear and a third ring gear, and a third carrier holding a fourth pinion gear meshing with the third sun gear and the third ring gear can be configured. it can. Then, the ring gear of the first planetary gear mechanism and the carrier of the second planetary gear mechanism are connected, the third sun gear and the front wheel are connected, and the third ring gear and the rear wheel are connected. In this case, the third sun gear corresponds to the first rotating element of the present invention, the third carrier corresponds to the second rotating element of the present invention, and the third ring gear corresponds to the third rotating element of the present invention. Is equivalent to
[0048]
Further, the four-wheel drive vehicle 1 shown in FIG. 1 is a so-called full-time four-wheel drive vehicle capable of transmitting the power of the first driving force source to the front wheels and the rear wheels at the same time. (1) The power of the first driving force source is transmitted to the front wheel or the rear wheel, and when the rotation speed difference between the front wheel and the rear wheel exceeds a predetermined value, the power of the first driving force source is transmitted. A so-called standby four-wheel drive vehicle that simultaneously transmits to the front and rear wheels or (2) a so-called part-time four-wheel drive vehicle that can switch between a four-wheel drive state and a two-wheel drive state by a driver's switching operation Applicable.
[0049]
Further, a characteristic configuration described in this embodiment will be described. That is, a first drive power source and a second drive power source for transmitting power to the rear wheels, a speed change mechanism disposed on a power transmission path between the first drive power source and the front wheels and the rear wheels, A power distribution mechanism that distributes power output from the transmission mechanism to front wheels and rear wheels, wherein the first drive power source, the second drive power source, the transmission mechanism, the power distribution mechanism, A drive device for a hybrid vehicle, which is disposed in the front-rear direction of the vehicle and has a power transmission member connecting the power distribution mechanism and the front wheels, and the power transmission member is disposed in the front-rear direction of the vehicle. , A drive device for a hybrid vehicle, wherein the power distribution mechanism is disposed between the transmission mechanism and the second driving force source in a front-rear direction of the vehicle. The power transmission member includes a propeller shaft 33.
[0050]
A first drive power source and a second drive power source for transmitting power to the rear wheels; a transmission mechanism disposed on a power transmission path between the first drive power source and the front wheels and the rear wheels; A power distribution mechanism that distributes power output from the transmission mechanism to front wheels and rear wheels, wherein the first drive power source, the second drive power source, the transmission mechanism, the power distribution mechanism, Wherein the power distribution mechanism is disposed between the transmission mechanism and the second driving force source in the vehicle front-rear direction, wherein the power distribution mechanism is disposed in the vehicle front-rear direction. And a power transmission mechanism for transmitting the power of a second driving force source to the front wheels and the rear wheels via the power distribution mechanism.
[0051]
Further, a first wheel and a second wheel are arranged in the front-rear direction of the vehicle, and a first driving force source and a second driving force source for transmitting power to the second wheel; Transmission mechanism disposed in a power transmission path between the driving force source of the first and second wheels and the second wheel, and the power output from the transmission mechanism is transmitted to the first and second wheels. And a power distribution mechanism for distributing the power, wherein the first driving force source, the second driving force source, the speed change mechanism, and the power distribution mechanism are arranged in a longitudinal direction of the vehicle. , The power distribution mechanism is arranged between the transmission mechanism and the second driving force source in the front-rear direction of the vehicle.
[0052]
The first wheel includes one of a front wheel and a rear wheel, and the second wheel includes a front wheel or a rear wheel other than the first wheel. That is, this embodiment can be applied to a vehicle in which the power distribution mechanism and the differential to which the front wheels or the rear wheels are connected are arranged in the front-rear direction of the vehicle. In this embodiment, the rear wheels are driven in addition to the front wheels based on the power train of an RF vehicle (rear engine / front drive vehicle; a vehicle in which an engine is mounted at the rear of the vehicle and drives the front wheels). The present invention can also be applied to a four-wheel drive vehicle configured so as to be able to do so.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, it is possible to suppress the length of the power transmission member that transmits the power of the power distribution mechanism to the front wheels from increasing in the front-rear direction of the vehicle.
[0054]
According to the second aspect of the invention, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained, and in addition, the power of the first driving force source is made to pass through the first carrier of the first planetary gear mechanism. And the rotation speed of the first ring gear can be continuously controlled based on the rotation speed of the first motor / generator. Therefore, the power transmitted from the first drive power source to the front wheels and the rear wheels can be arbitrarily controlled, and the traveling performance of the hybrid vehicle is improved.
[0055]
According to the third aspect of the invention, the same effect as the first aspect of the invention can be obtained, and in addition, the power of the first driving force source is changed to the first rotation of the transmission mechanism and the second planetary gear mechanism. Via the element, it can be transmitted to the second rotating element and the third rotating element. Then, the power of the second rotating element can be transmitted to the front wheels, and the power of the third rotating element can be transmitted to the rear wheels. Further, when a rotation speed difference occurs between the front wheel and the rear wheel, the rotation speed difference can be absorbed by the second planetary gear mechanism.
[0056]
According to the invention of claim 4, in addition to obtaining the same effect as any of the inventions of claims 1 to 3, the power of the engine is transmitted to the front wheels and the rear wheels via the transmission mechanism and the power distribution mechanism. The power of the second motor / generator can be transmitted to the rear wheels while being distributed to the wheels.
[0057]
According to the fifth aspect of the invention, the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained, and in addition, the power of the first driving force source is made to pass through the first carrier of the first planetary gear mechanism. And the rotation speed of the first ring gear can be continuously controlled based on the rotation speed of the first motor / generator. Therefore, the power transmitted from the first drive power source to the front wheels and the rear wheels can be arbitrarily controlled, and the traveling performance of the hybrid vehicle is improved. Also, the power of the first ring gear of the first planetary gear mechanism may be transmitted to the second rotary element and the third rotary element via the first rotary element of the second planetary gear mechanism. it can. Then, the power of the second rotating element can be transmitted to the front wheels, and the power of the third rotating element can be transmitted to the rear wheels. Further, when a rotation speed difference occurs between the front wheel and the rear wheel, the rotation speed difference can be absorbed by the second planetary gear mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Four wheel drive vehicle, 2 ... Engine, 3 ... 1st motor generator, 4 ... 2nd motor generator, 5 ... 1st planetary gear mechanism, 6 ... 2nd planetary gear mechanism, 16, 21 ... sun gear, 17, 22 ring gear, 18, 23, 24 ... pinion gear, 19, 25 ... carrier, 32 ... front wheel, 43 ... rear wheel.

Claims (5)

後輪に動力を伝達する第１の駆動力源および第２の駆動力源と、第１の駆動力源と前輪および後輪との間の動力伝達経路に配置された変速機構と、この変速機構から出力される動力を、前輪と後輪とに分配する動力分配機構とを備え、前記第１の駆動力源と前記第２の駆動力源と前記変速機構と前記動力分配機構とが、車両の前後方向に配列されているハイブリッド車の駆動装置において、
前記車両の前後方向であって、前記変速機構と前記第２の駆動力源との間に前記動力分配機構が配列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。A first drive power source and a second drive power source for transmitting power to the rear wheel, a speed change mechanism disposed on a power transmission path between the first drive power source, the front wheel, and the rear wheel; A power distribution mechanism that distributes power output from the mechanism to front wheels and rear wheels, wherein the first drive power source, the second drive power source, the transmission mechanism, and the power distribution mechanism are: In a drive device of a hybrid vehicle arranged in the front-rear direction of the vehicle,
A drive apparatus for a hybrid vehicle, wherein the power distribution mechanism is arranged between the transmission mechanism and the second driving force source in a front-rear direction of the vehicle. 前記変速機構は、第１のモータ・ジェネレータおよび第１の遊星歯車機構を有しており、この第１の遊星歯車機構は、同心状に配置された第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、第１のサンギヤと第１のリングギヤとの間に配置された第１のピニオンギヤを保持する第１のキャリヤとを有しており、この第１のキャリヤと前記第１の駆動力源とが連結され、前記第１のサンギヤと前記第１のモータ・ジェネレータとが連結され、前記第１のリングギヤと前記動力分配機構とが連結さ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。The speed change mechanism has a first motor / generator and a first planetary gear mechanism, the first planetary gear mechanism having a first sun gear and a first ring gear arranged concentrically, A first carrier for holding a first pinion gear disposed between the first sun gear and the first ring gear, wherein the first carrier and the first driving force source are connected to each other; The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the first sun gear and the first motor / generator are connected, and the first ring gear and the power distribution mechanism are connected. Drive. 前記動力分配機構は、３つの回転要素を備えた第２の遊星歯車機構を有しており、第１の回転要素と前記変速機構とが連結され、前記第２の回転要素と前記前輪とが連結され、前記第３の回転要素と前記後輪とが連結さ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。The power distribution mechanism has a second planetary gear mechanism having three rotating elements, a first rotating element and the speed change mechanism are connected, and the second rotating element and the front wheel are connected to each other. The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the third rotary element and the rear wheel are connected to each other. 前記第１の駆動力源にはエンジンが含まれており、前記第２の駆動力源には第２のモータ・ジェネレータが含まれていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動装置。4. The method according to claim 1, wherein the first driving power source includes an engine, and the second driving power source includes a second motor generator. A drive device for a hybrid vehicle as described in the above. 前記変速機構は、第１のモータ・ジェネレータおよび第１の遊星歯車機構を有しており、この第１の遊星歯車機構は、同心状に配置された第１のサンギヤおよび第１のリングギヤと、第１のサンギヤおよび第１のリングギヤに噛合する第１のピニオンギヤを保持する第１のキャリヤとを有しており、前記第１のキャリヤと前記第１の駆動力源とが連結され、前記第１のサンギヤと前記第１のモータ・ジェネレータとが連結されているとともに、
前記動力分配機構は、３つの回転要素を備えた第２の遊星歯車機構を有しており、第１の回転要素と前記第１の遊星歯車機構の第１のリングギヤとが連結され、前記第２の回転要素と前記前輪とが連結され、前記第３の回転要素と前記後輪とが連結さ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。The speed change mechanism has a first motor / generator and a first planetary gear mechanism, the first planetary gear mechanism having a first sun gear and a first ring gear arranged concentrically, A first carrier for holding a first pinion gear meshing with a first sun gear and a first ring gear, wherein the first carrier and the first driving force source are connected, and the first carrier is connected to the first carrier; A first sun gear and the first motor-generator,
The power distribution mechanism has a second planetary gear mechanism having three rotating elements, and a first rotating element and a first ring gear of the first planetary gear mechanism are connected to each other. The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the second rotary element and the front wheel are connected, and the third rotary element and the rear wheel are connected.
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