JP2004222462A - ハイブリッド変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】2個のモータ/ジェネレータの軸線方向横並び配置を避けて、一方のモータ/ジェネレータを片持ち梁型式に支持する必要をなくす。
【解決手段】第1のモータ/ジェネレータMG1を、変速機主軸線O1に同軸に配して差動装置2の対応する回転メンバ(サンギヤSd)に中空軸13により駆動結合する。第2のモータ/ジェネレータMG2は、その軸線O2をモータ/ジェネレータMG1の軸線O1から平行にオフセットさせて配置すると共に、中空軸13およびモータ/ジェネレータMG1を貫通する中心軸14を介して差動装置2の対応する回転メンバ(サンギヤSs)に駆動結合する。モータ/ジェネレータMG1,MG2を軸線方向横並び配置にしないため、ハイブリッド変速機の軸線方向寸法が大きくなることがなくて車両搭載性の低下を回避することができ、また、モータ/ジェネレータMG2を片持ち梁型式に支持する必要がなくてその取り付け強度の低下によるハイブリッド変速機の剛性不足を回避することができる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンやモータ等の動力源を複数搭載するハイブリッド車両に適したハイブリッド変速機に関し、特に遊星歯車機構等の差動装置により無段変速動作を行わせることが可能なハイブリッド変速機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種の差動装置を用いたハイブリッド変速機としては従来、例えば特許文献1に記載のごとく、差動装置を構成する回転メンバに主動力源からの入力、駆動系への出力、および2個のモータ/ジェネレータを結合した構成のものが知られている。
このハイブリッド変速機においては、2個のモータ/ジェネレータを軸線方向に並べて配置していた。
【0003】
【特許文献1】
特許第3,330,900号明細書
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1に記載のように2個のモータ/ジェネレータを軸線方向に並べて配置するハイブリッド変速機では、変速機の軸線方向寸法が大きくなり、車両への搭載性が低下する。
加えて、2個のモータ/ジェネレータを軸線方向に並べて配置するのでは、主動力源から遠い後方におけるモータ/ジェネレータのオーバーハング量が大きくなって、当該モータ/ジェネレータを片持ち梁型式に支持せざるを得ず、その取り付け強度が低下してハイブリッド変速機の全体的な剛性不足を招くという問題もあった。
【0005】
本発明は、モータ/ジェネレータの一方のみを変速機主軸線と同軸に配置し、他方のモータ/ジェネレータについては、これを上記一方のモータ/ジェネレータの軸線から平行にオフセットさせることにより、2個のモータ/ジェネレータの軸線方向横並び配置を避け、これにより、変速機の軸線方向寸法が大きくならないようにして車両搭載性の低下を回避すると共に、上記他方のモータ/ジェネレータを片持ち梁型式に支持する必要がないようにしてその取り付け強度の低下によるハイブリッド変速機の剛性不足を回避し得るようにしたハイブリッド変速機を提案することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
先ず、請求項1に記載の本発明は、
差動装置を構成する回転メンバに主動力源からの入力、駆動系への出力、および2個のモータ/ジェネレータを結合し、差動装置を挟んで変速機主軸線方向の両側に主動力源および2個のモータ/ジェネレータをそれぞれ配置するハイブリッド変速機に関して上記の目的を達成するため、
第1のモータ/ジェネレータは、変速機主軸線に同軸に配して差動装置の対応する回転メンバに中空軸により駆動結合し、
第2のモータ/ジェネレータは、第1のモータ/ジェネレータの軸線から平行にオフセットさせて配置すると共に、上記中空軸および第1のモータ/ジェネレータを貫通する中心軸を介して差動装置の対応する回転メンバに駆動結合したものである。
【0007】
また、請求項3に記載の本発明は、
差動装置を構成する回転メンバに主動力源からの入力、駆動系への出力、および2個のモータ/ジェネレータを結合し、モータ/ジェネレータを挟んで変速機主軸線方向の両側に主動力源および差動装置をそれぞれ配置するハイブリッド変速機に関して上記の目的を達成するため、
2個のモータ/ジェネレータのうち第1のモータ/ジェネレータを挟んで変速機主軸線方向の両側に主動力源および差動装置をそれぞれ配置し、
第1のモータ/ジェネレータは、前記変速機主軸線に同軸に配して差動装置の対応する回転メンバに駆動結合し、
第2のモータ/ジェネレータは、変速機主軸線から平行にオフセットさせて配置すると共に、主動力源から遠い差動装置の側に延在する軸を介して差動装置の対応する回転メンバに駆動結合したものである。
【0008】
【発明の効果】
請求項1,3におけるいずれの構成のハイブリッド変速機においても、第1のモータ/ジェネレータのみを変速機主軸線と同軸に配置し、第2のモータ/ジェネレータについては、これを第1のモータ/ジェネレータの軸線から平行にオフセットさせるため、2個のモータ/ジェネレータの軸線方向横並び配置を避けることとなり、これにより、変速機の軸線方向寸法が大きくなることがなくて車両搭載性の低下を回避することができると共に、第2のモータ/ジェネレータを片持ち梁型式に支持する必要がなくてその取り付け強度の低下によるハイブリッド変速機の剛性不足を回避することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1(a)は、本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機を展開断面として示し、これを本実施の形態においては前輪駆動車(FF車)用のトランスアクスルとして構成する。
【0010】
図において1は変速機ケースを示し、該変速機ケース1の軸線方向(図の左右方向)右側にラビニョオ型プラネタリギヤセット2を、また図の左側に第1のモータ/ジェネレータMG1および第2のモータ/ジェネレータMG2を内蔵させる。
ラビニョオ型プラネタリギヤセット2の更に右側には、変速機ケース1の外側であるが、エンジン(主動力源)3(クランクシャフトのみが見えている)を配置する。
【0011】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット2、エンジン3、および第1のモータ/ジェネレータMG1は、変速機ケース1の主軸線O1上に同軸に配置するが、第2のモータ/ジェネレータMG2は、その軸線O2が変速機主軸線O1から平行にオフセットするよう配置する。
変速機ケース1内には更に、変速機主軸線O1からオフセットさせて平行に配置したカウンターシャフト5(軸線をO3で示す)およびディファレンシャルギヤ装置6(軸線をO4で示す)をも内蔵させる。
軸線O1〜O4の配置は実際上図6に示す如きものとし、変速機主軸線(後述するごとく出力軸の軸線でもある)O1およびディファレンシャルギヤ(ファイナルギヤ)軸線O4を含む面Mを挟んでカウンターシャフト5(軸線O3)が配置されるとは反対の側に第2のモータ/ジェネレータMG2(軸線O2)を配置する。
【0012】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット2は、ピニオンP1およびリングギヤRsを共有するシングルピニオン遊星歯車組7およびダブルピニオン遊星歯車組8の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組7をダブルピニオン遊星歯車組8に対しエンジン3に近い側に配置する。
シングルピニオン遊星歯車組7はサンギヤSsおよびリングギヤRsにそれぞれピニオンP1を噛合させた構造とし、
ダブルピニオン遊星歯車組8は共有ピニオンP1および共有リングギヤRsの他に、サンギヤSdおよび大径のショートピニオンP2を有し、当該ショートピニオンP2をサンギヤSdおよび共有ピニオンP1に噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組7,8のピニオンP1,P2を全て、共通なキャリアCにより回転自在に支持する。
【0013】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット2は、サンギヤSs、サンギヤSd、リングギヤRs、およびキャリアCの4個の回転メンバを主たる要素とし、これら4個のメンバのうち2個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる2自由度の差動装置を構成する。
そして4個の回転メンバの回転速度順は、図1(b)の共線図に示すごとく、サンギヤSd、リングギヤRs、キャリアC、サンギヤSsの順番である。
【0014】
第1のモータ/ジェネレータMG1は、変速機ケース1に回転自在に支持された第1ロータ4r1と、これを包囲するよう変速機ケース1に固設された環状の第1ステータ4s1とで構成し、
第2のモータ/ジェネレータMG2は、変速機ケース1に回転自在に支持された第2ロータ4r2と、これを包囲するよう変速機ケース1に固設された環状の第2ステータ4s2とで構成する。
これらモータ/ジェネレータMG1,MG2は、ほぼ同じ軸直角面内に配置し、それぞれのロータ4r1,4r2およびステータ4s1,4s2のエンジン側における前端を変速機ケース1の中間壁1aに支持し、変速機ケース1の後端開口部をリヤカバー1bにより塞ぐ。
【0015】
ここでモータ/ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、電流を モータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた方向の、また供給電流に応じた速度(停止を含む)の回転を出力するモータとして機能し、電流を発電機側が負荷として印加した時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【0016】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット2の上記した4個の回転メンバには、回転速度順に、つまり図1(b)の共線図にも示したが、サンギヤSd、リングギヤRs、キャリアC、サンギヤSsの順に、第1のモータ/ジェネレータMG1(第1ロータ4r1)、主動力源であるエンジン3からの入力(In)、車輪駆動系への出力(Out)、第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)を結合する。
【0017】
この結合を図1(a)に基づき以下に詳述するに、リングギヤRsを上記の通りエンジン回転が入力される入力要素とするため、このリングギヤRsを変速機入力軸10に結合し、この変速機入力軸10はクラッチ11を介してエンジン(クランクシャフト)3に結合する。
サンギヤSdは、これからエンジンと反対の後方へ延在する中空軸13を介して第1のモータ/ジェネレータMG1(第1ロータ4r1)に結合し、このモータ/ジェネレータMG1および中空軸13を遊嵌する中心軸14を介してサンギヤSsを第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)に結合する。
【0018】
中心軸14は、サンギヤSsからエンジンと反対側の後方へ延在させて中空軸13およびモータ/ジェネレータMG1(ロータ4r1)および中空軸13に遊嵌する。
そして中心軸14は、変速機ケース1のリヤカバー1b内に突出させ、この中心軸突出端部に歯車21を設ける。
第2のモータ/ジェネレータMG2の第2ロータ4r2にも歯車22を設け、これを歯車21に噛合させて変速機ケース1のリヤカバー1b内に配置する。
これら歯車21,22は、直径を異ならせることにより変速伝動手段を構成し、この手段を介してサンギヤSs(中心軸14)と第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)との間を駆動結合する。
【0019】
キャリアCを前記のごとく、車輪駆動系へ回転を出力する出力要素とするため、このキャリアCに中空のコネクティングメンバ(出力軸)15を介して出力歯車16を結合し、これをラビニョオ型プラネタリギヤセット2およびモータ/ジェネレータMG1間に配置して変速機ケース1内に回転自在に支持する。
出力歯車16は、カウンターシャフト5上のカウンター歯車17に噛合させ、カウンターシャフト5には別にファイナルドライブピニオン18を一体的に設け、これを、ディファレンシャルギヤ装置6に設けたファイナルドライブリングギヤ19に噛合させる。
【0020】
出力歯車16からの変速機出力回転は、カウンター歯車17を経由し、その後、ファイナルドライブピニオン18およびファイナルドライブリングギヤ19により構成されるファイナルドライブギヤ組を経てディファレンシャルギヤ装置6に至り、このディファレンシャルギヤ装置により図示せざる左右駆動輪に分配されるものとし、これらで車輪駆動系を構成する。
【0021】
上記の構成になるハイブリッド変速機は、図1(b)の共線図により示すような変速動作を以下のごとくに行う。
先ず前進(正)回転出力状態の時の変速動作を説明するに、図1(b)の共線図にレバーEVとして示すように、モータ/ジェネレータMG1,MG2を駆動に用いて出力を取り出し、エンジンパワーに依存しないでモータ/ジェネレータのみによる電気(EV)走行が可能である。
【0022】
図1(b)の共線図にレバーMAXとして示す変速状態は、モータ/ジェネレータMG1,MG2の正回転をできるだけ高めると共にエンジン3(In)の回転速度をできるだけ上昇させて、キャリアCからの出力(Out)回転を最大まで上昇させた時の変速状態である。
【0023】
また図1(b)の共線図にレバーREVとして示す変速状態は、キャリアCから出力(Out)へ逆回転が出力される後進(逆)回転出力状態である。
この状態は、第1のモータ/ジェネレータMG1を正回転出力方向に駆動すると共に第2のモータ/ジェネレータMG2を逆回転出力方向に駆動することで得ることができる。
【0024】
ところで上記した本実施の形態においては、
第1のモータ/ジェネレータMG1を、変速機主軸線O1に同軸に配してラビニョオ型プラネタリギヤセット2(差動装置)の対応する回転メンバ(サンギヤSd)に中空軸13により駆動結合し、
第2のモータ/ジェネレータMG2は、その軸線O2を第1のモータ/ジェネレータMG1の軸線O1から平行にオフセットさせて配置すると共に、中空軸13および第1のモータ/ジェネレータMG1(第1ロータ4r1)を貫通する中心軸14を介してラビニョオ型プラネタリギヤセット2(差動装置)の対応する回転メンバ(サンギヤSs)に駆動結合したため、
ラビニョオ型プラネタリギヤセット2(差動装置)を挟んで変速機主軸線O1方向の両側に主動力源としてのエンジン3および2個のモータ/ジェネレータMG1,MG2をそれぞれ配置した、図1(a)に示す型式のハイブリッド変速機に関して以下の作用効果を達成することができる。
【0025】
つまり、第1のモータ/ジェネレータMG1のみを変速機主軸線O1と同軸に配置し、第2のモータ/ジェネレータMG2についてはこれを、その軸線O2が第1のモータ/ジェネレータMG1の軸線O1から平行にオフセットするよう配置したため、2個のモータ/ジェネレータMG1,MG2の軸線方向横並び配置を避けることとなり、これにより、ハイブリッド変速機の軸線方向寸法が大きくなることがなくて車両搭載性の低下を回避することができると共に、第2のモータ/ジェネレータMG2を片持ち梁型式に支持する必要がなくてその取り付け強度の低下によるハイブリッド変速機の剛性不足を回避することができる。
しかも、モータ/ジェネレータMG1,MG2をほぼ同じ軸直角面内に配置し、それぞれのロータ4r1,4r2およびステータ4s1,4s2のエンジン側における前端を変速機ケース1の同じ中間壁1aに支持したから、この点でも、第1のモータ/ジェネレータMG1はもとより、第2のモータ/ジェネレータMG2についても、その取り付け強度を高めてハイブリッド変速機の剛性を大きくすることができる。
【0026】
また、図6につき前述したごとく変速機主軸線(出力軸15の軸線)O1およびディファレンシャルギヤ(ファイナルギヤ)軸線O4を含む面Mを挟んでカウンターシャフト5(軸線O3)が配置されるとは反対の側に第2のモータ/ジェネレータMG2(軸線O2)を配置したから、
面Mの両側におけるスペースをバランス良く有効利用して、ハイブリッド変速機の径方向寸法を小さくすることができると共に、面Mの両側における重量バランスを良くして搭載安定性を高めることができる。
【0027】
更に、歯車21,22よりなる変速伝動手段を介してサンギヤSs(中心軸14)と第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)との間を駆動結合するため、変速比の適切な選択により当該モータ/ジェネレータMG2の選択に関する自由度を高めることができると共に、当該モータ/ジェネレータMG2の軸として小径のものを用い得ることとなってハイブリッド変速機の更なる小径化を実現することができる。
【0028】
図2は、本発明の他の実施の形態になるハイブリッド変速機を示し、本実施の形態においては図1(a)のハイブリッド変速機に対し、第2のモータ/ジェネレータMG2を第1のモータ/ジェネレータMG1よりも軸長が長い構成とし、その分、小径化する。
この場合、第2のモータ/ジェネレータMG2に関するロータ4r2の軸受スパンを大きくすることができ、その分、当該モータ/ジェネレータMG2の取り付け剛性を、前述した実施の形態におけるよりも更に高めることができる。
【0029】
また、第2のモータ/ジェネレータMG2が長い分、これを包套するモータ/ジェネレータケース4cが変速機ケース1に被さって変速機ケース1の剛性を高めることができる。
更に、第2のモータ/ジェネレータMG2の小径化はその応答性を高め得ると共に、モータ/ジェネレータMG1,MG2間の軸間距離の短縮によりハイブリッド変速機の小径化にも繋がって、これを一層コンパクトなものにすることができる。
なお、第2のモータ/ジェネレータMG2は第1のモータ/ジェネレータMG1よりも軸長が長い構成にするが、ハイブリッド変速機の軸長を越えないようにするのが寛容で、これにより、第2のモータ/ジェネレータMG2がエンジン3と干渉することがないようにできる。
【0030】
図3は、サンギヤSsから延在する中心軸14と、第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)との間における駆動結合を、前記した歯車組21,22により行う代わりに、ベルトやチェーンなどの巻き掛け変速伝動系23により行うようにしたもので、
また図4は、中心軸14および第2ロータ4r2間の駆動結合を、前記した一対の歯車21,22により行う代わりに、中心軸14上の歯車24と、第2ロータ4r2に結合した歯車25と、これら歯車24,25に噛合するアイドラギヤ26との3個の歯車よりなる変速伝動手段により行うようにしたものである。
【0031】
これら巻き掛け変速伝動系23や、3個の歯車24〜26よりなる変速伝動手段を用いる場合、変速幅を大きくとることができて以下の作用効果が得られる。つまり、第2のモータ/ジェネレータMG2を小径化した場合、モータ/ジェネレータMG1,MG2間の軸間距離が小さくなって、図1および図2に示す一対の歯車21,22のみからなる変速伝動手段を用いたのでは、十分な変速比を得ることができなくなるが、巻き掛け変速伝動系23や、3個の歯車24〜26よりなる変速伝動手段を用いた場合、第2のモータ/ジェネレータMG2を小径化した時にも大きな変速比幅により確実に所定の変速比を実現することができて、第2のモータ/ジェネレータMG2の選択に関する自由度を更に高めることができる。
【0032】
図5(a)は、本発明の更に他の実施の形態になるハイブリッド変速機を展開断面として示し、これを前輪駆動車(FF車)用のトランスアクスルとして構成する。
本実施の形態においては、変速機ケース1内の主軸線O1方向右側に第1のモータ/ジェネレータMG1を配置し、また図の左側に差動装置31を配置し、これらを変速機ケース1内に内蔵させる。
第1のモータ/ジェネレータMG1の更に右側には、変速機ケース1の外側であるが、エンジン(主動力源)3(クランクシャフトのみが見えている)を配置する。
【0033】
差動装置31、エンジン3、および第1のモータ/ジェネレータMG1は、変速機ケース1の主軸線O1上に同軸に配置するが、第2のモータ/ジェネレータMG2は、その軸線O2が変速機主軸線O1から平行にオフセットするよう配置する。
変速機ケース1内には更に、変速機主軸線O1からオフセットさせて平行に配置したカウンターシャフト5(軸線をO3で示す)およびディファレンシャルギヤ装置6(軸線をO4で示す)をも内蔵させる。
軸線O1〜O4の配置は実際上、前記した各実施の形態におけると同じく図6に示す如きものとし、変速機主軸線(出力軸の軸線でもある)O1およびディファレンシャルギヤ(ファイナルギヤ)軸線O4を含む面Mを挟んでカウンターシャフト5(軸線O3)が配置されるとは反対の側に第2のモータ/ジェネレータMG2(軸線O2)を配置する。
【0034】
差動装置31は、エンジンに近いフロント側の単純遊星歯車組32およびリヤ側における単純遊星歯車組33の同軸配置により構成する。
フロント側の単純遊星歯車組32は、サンギヤS1と、リングギヤR1と、これら噛合させた複数のピニオンを回転自在に支持するキャリアC1とで構成し、
リヤ側の単純遊星歯車組33は、サンギヤS2と、リングギヤR2と、これら噛合させた複数のピニオンを回転自在に支持するキャリアC2とで構成する。
これら遊星歯車組32,33は、キャリアC1をリングギヤR2に駆動結合し、キャリアC2をリングギヤR1に駆動結合して相関させ、当該遊星歯車組32,33の相関により差動装置31を構成する。
【0035】
以上の構成になる差動装置31は、サンギヤS1、サンギヤS2、キャリアC1(リングギヤR2)、およびリングギヤR1(キャリアC2)の4個の回転メンバを主たる要素とし、これら4個のメンバのうち2個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる2自由度の差動装置を構成する。
そして4個の回転メンバの回転速度順は、図5(b)の共線図に示すごとく、サンギヤS1、キャリアC1(リングギヤR2)、リングギヤR1(キャリアC2)、サンギヤS2の順番である。
【0036】
第1のモータ/ジェネレータMG1は、変速機ケース1に回転自在に支持された第1ロータ4r1と、これを包囲するよう変速機ケース1に固設された環状の第1ステータ4s1とで構成し、
第2のモータ/ジェネレータMG2は、変速機ケース1に回転自在に支持された第2ロータ4r2と、これを包囲するようモータ/ジェネレータケース4cに固設された環状の第2ステータ4s2とで構成し、モータ/ジェネレータケース4cは変速機ケース1に一体成形する。
これらモータ/ジェネレータMG1,MG2は、第2のモータ/ジェネレータMG2を第1のモータ/ジェネレータMG1よりも長くするが、ハイブリッド変速機の軸長よりも短くし、第2のモータ/ジェネレータMG2を第1のモータ/ジェネレータMG1よりも長くした分だけ小径に構成する。
【0037】
差動装置31の上記した4個の回転メンバには、回転速度順に、つまり図5(b)の共線図にも示したが、サンギヤS1、キャリアC1(リングギヤR2)、リングギヤR1(キャリアC2)、サンギヤS2の順に、第1のモータ/ジェネレータMG1(第1ロータ4r1)、主動力源であるエンジン3からの入力(In)、車輪駆動系への出力(Out)、第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)を結合する。
【0038】
この結合を図5(a)に基づき以下に詳述するに、キャリアC1(リングギヤR2)を上記の通りエンジン回転が入力される入力要素とするため、このキャリアC1(リングギヤR2)を変速機入力軸10に結合し、この変速機入力軸10はクラッチ11を介してエンジン(クランクシャフト)3に結合する。
サンギヤS1は、これからエンジンに向かう前方へ延在する中空軸13を介して第1のモータ/ジェネレータMG1(第1ロータ4r1)に結合し、このモータ/ジェネレータMG1および中空軸13に上記の変速機入力軸10を遊嵌させる。
【0039】
サンギヤS2には、これからエンジン3と反対の方向へ延在する中心軸14を設け、これを介してサンギヤS2を第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)に結合する。
これがため、変速機ケース1のリヤカバー1b内に突出する中心軸14の端部に歯車21を設け、
第2のモータ/ジェネレータMG2の第2ロータ4r2にも歯車22を設け、これら歯車21,22に相互に噛合させて変速機ケース1のリヤカバー1b内に配置する。
これら歯車21,22は、直径を異ならせることにより変速伝動手段を構成し、この手段を介してサンギヤS2(中心軸14)と第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)との間を駆動結合する。
【0040】
リングギヤR1(キャリアC2)を前記のごとく、車輪駆動系へ回転を出力する出力要素とするため、このリングギヤR1(キャリアC2)に中空のコネクティングメンバ(出力軸)15を介して出力歯車16を結合し、これを差動装置31および歯車組21,22間に配置して変速機ケース1内に回転自在に支持する。
出力歯車16は、カウンターシャフト5上のカウンター歯車17に噛合させ、カウンターシャフト5には別にファイナルドライブピニオン18を一体的に設け、これを、ディファレンシャルギヤ装置6に設けたファイナルドライブリングギヤ19に噛合させる。
【0041】
出力歯車16からの変速機出力回転は、カウンター歯車17を経由し、その後ファイナルドライブピニオン18およびファイナルドライブリングギヤ19により構成されるファイナルドライブギヤ組を経てディファレンシャルギヤ装置6に至り、このディファレンシャルギヤ装置により図示せざる左右駆動輪に分配されるものとし、これらで車輪駆動系を構成する。
【0042】
上記の構成になるハイブリッド変速機は、図5(b)の共線図により示すような変速動作を以下のごとくに行う。
先ず前進(正)回転出力状態の時の変速動作を説明するに、図5(b)の共線図にレバーEVとして示すように、モータ/ジェネレータMG1,MG2を駆動に用いて出力を取り出し、エンジンパワーに依存しないでモータ/ジェネレータのみによる電気(EV)走行が可能である。
【0043】
図5(b)の共線図にレバーMAXとして示す変速状態は、モータ/ジェネレータMG1,MG2の正回転をできるだけ高めると共にエンジン3(In)の回転速度をできるだけ上昇させて、リングギヤR1(キャリアC2)からの出力(Out)回転を最大まで上昇させた時の変速状態である。
【0044】
また図5(b)の共線図にレバーREVとして示す変速状態は、リングギヤR1(キャリアC2)から出力(Out)へ逆回転が出力される後進(逆)回転出力状態である。
この状態は、第1のモータ/ジェネレータMG1を正回転出力方向に駆動すると共に第2のモータ/ジェネレータMG2を逆回転出力方向に駆動することで得ることができる。
【0045】
ところで図5に示す本実施の形態においては、
第1のモータ/ジェネレータMG1を、変速機主軸線O1に同軸に配して差動装置31の対応する回転メンバ(サンギヤS1)に中空軸13により駆動結合し、
第2のモータ/ジェネレータMG2は、その軸線O2を第1のモータ/ジェネレータMG1の軸線O1から平行にオフセットさせて配置すると共に、エンジン3(主動力源)から遠い差動装置31の側に延在する中心軸14を介して差動装置31の対応する回転メンバ(サンギヤS2)に駆動結合したため、
第1のモータ/ジェネレータMG1を挟んで変速機主軸線O1方向の両側に主動力源としてのエンジン3および差動装置31をそれぞれ配置した、図5(a)に示す型式のハイブリッド変速機に関して以下の作用効果を達成することができる。
【0046】
つまり、第1のモータ/ジェネレータMG1のみを変速機主軸線O1と同軸に配置し、第2のモータ/ジェネレータMG2についてはこれを、その軸線O2が第1のモータ/ジェネレータMG1の軸線O1から平行にオフセットするよう配置したため、2個のモータ/ジェネレータMG1,MG2の軸線方向横並び配置を避けることとなり、これにより、ハイブリッド変速機の軸線方向寸法が大きくなることがなくて車両搭載性の低下を回避することができると共に、第2のモータ/ジェネレータMG2を片持ち梁型式に支持する必要がなくてその取り付け強度の低下によるハイブリッド変速機の剛性不足を回避することができる。
【0047】
また、図6につき前述したごとく変速機主軸線(出力軸15の軸線)O1およびディファレンシャルギヤ(ファイナルギヤ)軸線O4を含む面Mを挟んでカウンターシャフト5(軸線O3)が配置されるとは反対の側に第2のモータ/ジェネレータMG2(軸線O2)を配置したため、
面Mの両側におけるスペースをバランス良く有効利用して、ハイブリッド変速機の径方向寸法を小さくすることができると共に、面Mの両側における重量バランスを良くして搭載安定性を高めることができる。
【0048】
更に、歯車21,22よりなる変速伝動手段を介してサンギヤS2(中心軸14)と第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)との間を駆動結合するため、変速比の適切な選択により当該モータ/ジェネレータMG2の選択に関する自由度を高めることができると共に、当該モータ/ジェネレータMG2の軸として小径のものを用い得ることとなってハイブリッド変速機の更なる小径化を実現することができる。
【0049】
また、図2につき前述したと同様に第2のモータ/ジェネレータMG2を第1のモータ/ジェネレータMG1よりも軸長が長い構成とし、その分、小径化したから、
第2のモータ/ジェネレータMG2に関するロータ4r2の軸受スパンを大きくすることができ、その分、当該モータ/ジェネレータMG2の取り付け剛性を高めることができ、
しかも第2のモータ/ジェネレータMG2が長い分、これを包套するモータ/ジェネレータケース4cが変速機ケース1に被さって変速機ケース1の剛性を高めることができる。
【0050】
更に、第2のモータ/ジェネレータMG2の小径化はその応答性を高め得ると共に、モータ/ジェネレータMG1,MG2間の軸間距離の短縮によりハイブリッド変速機の小径化にも繋がって、これを一層コンパクトなものにすることができる。
なお、長くする第2のモータ/ジェネレータMG2を、ハイブリッド変速機の軸長を越えないようにしたことで、第2のモータ/ジェネレータMG2がエンジン3と干渉することがないようにできる。
【0051】
なお、サンギヤS2(中心軸14)と第2のモータ/ジェネレータMG2(第2ロータ4r2)との間を駆動結合するに当たり、歯車21,22よりなる変速伝動手段を用いる代わりに、図3につき前述したベルトやチェーンなどの巻き掛け変速伝動系23や、図4につき前述した3個の歯車24〜26よりなる変速伝動手段を用いて、前記したと同様の作用効果が得られるようにしてもよいのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態になるハイブリッド変速機を示し、
(a)は、同ハイブリッド変速機の概略展開縦断側面図、
(b)は、同ハイブリッド変速機の共線図である。
【図2】本発明の他の実施の形態になるハイブリッド変速機を示す概略展開縦断側面図である。
【図3】本発明の更に他の実施の形態になるハイブリッド変速機を示す概略展開縦断側面図である。
【図4】本発明の更に別の実施の形態になるハイブリッド変速機を示す概略展開縦断側面図である。
【図5】本発明の更に他の実施の形態になるハイブリッド変速機を示し、
(a)は、同ハイブリッド変速機の概略展開縦断側面図、
(b)は、同ハイブリッド変速機の共線図である。
【図6】図1〜図5に示すハイブリッド変速機を変速機主軸線方向に見て、第2のモータ/ジェネレータに関する実体配置を示す軸配列説明図である。
【符号の説明】
1 変速機ケース
2 ラビニョオ型プラネタリギヤセット(差動装置)
3 エンジン(主動力源)
5 カウンターシャフト
6 ディファレンシャルギヤ装置
7 シングルピニオン遊星歯車組
8 ダブルピニオン遊星歯車組
P1 共有ピニオン
Rs 共有リングギヤ(回転メンバ)
Ss サンギヤ(回転メンバ)
Sd サンギヤ(回転メンバ)
Rd リングギヤ(回転メンバ)
P2 大径ショートピニオン
C キャリア(回転メンバ)
10 変速機入力軸
16 出力歯車
17 カウンター歯車
18 ファイナルドライブピニオン
19 ファイナルドライブリングギヤ
MG1 第1のモータ/ジェネレータ
MG2 第2のモータ/ジェネレータ
21,22 歯車(変速伝動手段)
23 巻き掛け変速伝動手段
24〜26 歯車(変速伝動手段)
31 差動装置
32 単純遊星歯車組
33 単純遊星歯車組
S1,S2 サンギヤ(回転メンバ)
R1,R2 リングギヤ(回転メンバ)
C1,C2 キャリア(回転メンバ)

Claims (7)

  1. 4個以上の回転メンバを有し、これらメンバのうち2個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる2自由度の差動装置を具え、前記回転メンバに主動力源からの入力、駆動系への出力、および2個のモータ/ジェネレータを結合したハイブリッド変速機において、
    前記差動装置を挟んで変速機主軸線方向の両側に前記主動力源および2個のモータ/ジェネレータをそれぞれ配置し、
    第1のモータ/ジェネレータは、前記変速機主軸線に同軸に配して差動装置の対応する回転メンバに中空軸により駆動結合し、
    第2のモータ/ジェネレータは、第1のモータ/ジェネレータの軸線から平行にオフセットさせて配置すると共に、前記中空軸および第1のモータ/ジェネレータを貫通する中心軸を介して差動装置の対応する回転メンバに駆動結合したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  2. 請求項1に記載のハイブリッド変速機において、前記第2のモータ/ジェネレータを第1のモータ/ジェネレータよりも軸長が長い構成としたことを特徴とするハイブリッド変速機。
  3. 4個以上の回転メンバを有し、これらメンバのうち2個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる2自由度の差動装置を具え、前記回転メンバに主動力源からの入力、駆動系への出力、および2個のモータ/ジェネレータを結合したハイブリッド変速機において、
    前記2個のモータ/ジェネレータのうち第1のモータ/ジェネレータを挟んで変速機主軸線方向の両側に前記主動力源および差動装置をそれぞれ配置し、
    第1のモータ/ジェネレータは、前記変速機主軸線に同軸に配して差動装置の対応する回転メンバに駆動結合し、
    第2のモータ/ジェネレータは、変速機主軸線から平行にオフセットさせて配置すると共に、前記主動力源から遠い差動装置の側に延在する軸を介して差動装置の対応する回転メンバに駆動結合したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  4. 請求項1または3に記載のハイブリッド変速機において、前記第2のモータ/ジェネレータを第1のモータ/ジェネレータよりも軸長が長いが、ハイブリッド変速機の軸長よりも短い構成としたことを特徴とするハイブリッド変速機。
  5. 前記変速機主軸線上に配した出力軸からの回転がカウンターシャフトを介してファイナルギヤに伝達される請求項1乃至4のいずれか1項に記載のハイブリッド変速機において、前記出力軸およびファイナルギヤの軸線を含む面を挟んで前記カウンターシャフトが配置されるとは反対の側に前記第2のモータ/ジェネレータを配置したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  6. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のハイブリッド変速機において、前記第2のモータ/ジェネレータを第1のモータ/ジェネレータよりも小径に構成したことを特徴とするハイブリッド変速機。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のハイブリッド変速機において、前記第2のモータ/ジェネレータと、対応する軸との間における駆動結合を、変速伝動手段を介して行ったことを特徴とするハイブリッド変速機。
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