JP2009166590A - Drive unit for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の動力源としてエンジンとモータジェネレータとを有するハイブリッド車両の駆動装置に係り、詳しくは、ステータハウジングを介してモータケーシングに入力されるエンジン振動を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle having an engine and a motor generator as a power source for the vehicle, and more particularly to a technique for suppressing engine vibration input to a motor casing via a stator housing.
特許文献1には、ステータハウジングの最外周位置をモータケーシングにボルト締結する構成が開示されている。
上記特許文献1に記載された技術では、ステータハウジングの最外周位置をモータケーシングにボルト締結しているため、モータ回転軸からボルト締結位置までの距離が長くなる。よって、モータ回転軸に入力されたエンジン振動に伴いステータハウジングが振動する際の振幅が長く、モータケーシングに入力されるエンジン振動が大きいため、モータケーシングの振動やノイズが発生するという問題があった。
In the technique described in
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ステータハウジングを介してモータケーシングに入力されるエンジン振動を抑制し、音振性能の向上を図る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にある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid that can suppress engine vibration input to the motor casing via the stator housing and improve sound vibration performance. The object is to provide a drive device for a vehicle.
上述の目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の駆動装置では、ステータハウジングとモータケーシングとのボルト締結位置を、ステータハウジングの最外周よりも径方向内側の位置に設定した。 In order to achieve the above-described object, in the hybrid vehicle drive device of the present invention, the bolt fastening position between the stator housing and the motor casing is set at a position radially inward from the outermost periphery of the stator housing.
本発明では、ステータハウジングの最外周よりも径方向内側の位置でステータハウジングをモータケーシングに固定するため、エンジン振動に応じて振動するステータハウジングの振幅を小さく抑えることができる。この結果、ステータハウジングを介してモータケーシングに入力されるエンジン振動を抑制でき、音振性能の向上を図ることができる。 In the present invention, since the stator housing is fixed to the motor casing at a position radially inward of the outermost periphery of the stator housing, the amplitude of the stator housing that vibrates in accordance with engine vibration can be kept small. As a result, engine vibration input to the motor casing via the stator housing can be suppressed, and sound vibration performance can be improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1に基づいて説明する。
[実施例1]
[パワートレインの構成]
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on the first embodiment.
[Example 1]
[Powertrain configuration]
図1は、実施例1のハイブリッド車両の駆動装置を備えたフロントエンジン・リアホイールドライブ式ハイブリッド車両のパワートレインを示し、1はエンジン、2は駆動車輪(後輪)である。
図1に示すハイブリッド車両のパワートレインにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、エンジン1(フライホイールF/Wを有したクランクシャフト1a)からの回転を自動変速機3の入力軸3aへ伝達する軸4に結合してモータジェネレータ5を設ける。
FIG. 1 shows a power train of a front engine / rear wheel drive hybrid vehicle equipped with a hybrid vehicle drive device according to a first embodiment, where 1 is an engine and 2 is a drive wheel (rear wheel).
In the power train of the hybrid vehicle shown in FIG. 1, the
モータジェネレータ5は、モータとして作用したり、ジェネレータ(発電機)として作用したりするもので、エンジン1および自動変速機3間に配置する。
このモータジェネレータ5およびエンジン1間に、より詳しくは、軸4とクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン1およびモータジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的または段階的に変更可能なノーマルクローズの乾式単板クラッチとする。
The
More specifically, a
Here, the
モータジェネレータ5および自動変速機3間に、より詳しくは、軸4と変速機入力軸3aとの間に第2クラッチ7を介挿し、この第2クラッチ7によりモータジェネレータ5および自動変速機3間を切り離し可能に結合する。実施例1では、第2クラッチ7を、自動変速機3内に既存する前進変速段選択用の変速摩擦要素または後退変速段選択用の変速摩擦要素を流用して使用している。
第2クラッチ7は、伝達トルク容量を連続的または段階的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。
第1クラッチ6とモータジェネレータ5とは、自動変速機3へのトルク変動を緩和するようにトーショナルダンパT/Dを介して結合している。
More specifically, a
The
The
自動変速機3は、複数の変速摩擦要素(クラッチやブレーキ等)を選択的に締結したり解放したりすることで、これら変速摩擦要素の締結・解放組み合わせにより伝動経路(変速段)を決定するものとする。
従って自動変速機3は、入力軸3aからの回転を選択変速段に応じたギア比で変速して出力軸3bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギア装置8により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
The
Therefore, the
This output rotation is distributed and transmitted to the left and right
上記した自動変速機3を備える図1のパワートレインにおいては、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、第1クラッチ6を解放し、第2クラッチ7を締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。
この状態でモータジェネレータ5を駆動すると、当該モータジェネレータ5からの出力回転のみが変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギア装置8を経て後輪2に至り、車両をモータジェネレータ5のみによって電気走行(EV走行)させることができる。
In the power train of FIG. 1 equipped with the
When the
Then, the rotation from the
高速走行時や、大負荷走行時や、バッテリの持ち出し可能電力が少ない時などで用いられるハイブリッド走行(HEV走行)モードが要求される場合、第1クラッチ6および第2クラッチ7をともに締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。
この状態では、エンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギア装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータジェネレータ5の双方によってハイブリッド走行(HEV走行)させることができる。
When the hybrid travel (HEV travel) mode used for high speed travel, heavy load travel, or when the battery power that can be taken out is low is required, both the
In this state, the output rotation from the
Then, the rotation from the
かかるHEV走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータジェネレータ5を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、この発電電力をモータジェネレータ5のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。
When the
[モータケーシングの構成]
図2は実施例1のモータケーシングの要部縦断面図、図3は実施例1のモータケーシングの要部軸方向断面図である。
[Configuration of motor casing]
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part of the motor casing of the first embodiment, and FIG. 3 is an axial sectional view of an essential part of the motor casing of the first embodiment.
実施例1のハイブリッド車両のパワートレインは、モータジェネレータ5を収容するモータケーシング10と、自動変速機3を収容する変速機ケーシング11とを有している。モータケーシング10と変速機ケーシング11は、ボルト締結により軸方向に連結している。
The powertrain of the hybrid vehicle according to the first embodiment includes a
モータケーシング10には、上述した変速機入力軸3aの一部、軸4、モータジェネレータ5、第1クラッチ6およびトーショナルダンパT/Dの他に、クラッチ駆動機構12と、オイルポンプO/Pとを収容している。クラッチ駆動機構12は、作動油の供給に応じて進退し、伸長時に第1クラッチ6の締結状態を解除する。オイルポンプO/Pは、変速機入力軸3aと一体に回転駆動し、自動変速機3の作動油を生成する。オイルポンプO/Pとしては、例えば、内接ギアポンプとしている。
クラッチ駆動機構12は、反力支持部材13に取り付けている。この反力支持部材13は、ベアリング14を介して軸4で支持すると共に、ボルト20により後述するステータハウジング18と共締めしている。反力支持部材13とモータケーシング10との間には、Oリング21を介装している。
In addition to a part of the
The
モータジェネレータ5は、ロータ5aとステータ5bとを有している。ロータ5aは、ロータ支持軸15により支持している。このロータ支持軸15の内周は、変速機入力軸3aの外周とスプライン嵌合しており、モータ支持軸15は変速機入力軸3aと一体に回転する。また、ロータ支持軸15は、ベアリング16を介してオイルポンプO/Pのポンプケース17に支持している。ポンプケース17は、変速機ケーシング11の縦壁部11aとボルト締結により固定している。
The
ステータ5bは、ステータハウジング18によりモータケーシング10に固定している。このステータハウジング18は、ステータ5bを支持する支持部18aと、モータケーシング10とボルト締結する締結部18bとを有して環状に形成している。支持部18aは、ステータ5bの径方向外側でステータ5bとモータケーシング10との間に介在し、ステータ5bのステータハウジング18に対する軸方向および径方向の相対移動を規制する。支持部18aとモータケーシング10との間には、Oリング22,23を介装している。
The
締結部18bは、支持部18aの車両後方側(自動変速機3側)から径方向内側へ延在し、その内周縁はロータ5aよりも径方向内側に位置している。締結部18bの内周縁付近には、周方向に等ピッチで8つのボルト穴18cを形成している。
一方、モータケーシング10の内周には、締結部18bに対応する環状のステータハウジング固定部10aを形成している。このステータハウジング固定部10aの周方向には、締結部18bのボルト穴18cと対応する位置に、8つの雌ねじ部10bを形成している。
The fastening portion 18b extends radially inward from the vehicle rear side (
On the other hand, an annular stator
締結部18bとステータハウジング固定部10aは、モータジェネレータ5側から8つのボルト19により共締めしている(図3参照)。
ステータ5bは、締結部18bとステータハウジング固定部10aとのボルト締結後、モータケーシング10の一方の開口部10cからケーシング内に挿入し、ステータハウジング18に組み付ける。よって、締結部18bとステータハウジング固定部10aとのボルト締結位置を、ステータハウジング18へのステータ5bの組み付け方向と反対側に設定することで、組み付け性を確保している。
The fastening portion 18b and the stator
The
次に、作用を説明する。
[モータケーシングの振動抑制作用]
実施例1のパワートレインにおいて、エンジン駆動による走行時、第1クラッチ6は締結状態であり、エンジン1の出力トルクは、クランクシャフト1a→第1クラッチ6→トーショナルダンパT/D→軸4→変速機入力軸3a→変速機3→ディファレンシャルギア装置8→左右後輪2へと順に伝達する。
Next, the operation will be described.
[Motor casing vibration suppression action]
In the power train of the first embodiment, the
このとき、エンジン振動は、クランクシャフト1a→第1クラッチ6→トーショナルダンパT/D→軸4→変速機入力軸3a→ロータ支持軸15→ロータ5a→ステータ5b→ステータハウジング18へと順に伝達する。そして、ステータハウジング18に伝達したエンジン振動は、締結部18bからステータハウジング固定部10aを介してモータケーシング10へと伝わる。
At this time, the engine vibration is transmitted in order from the
これに対し、実施例1では、締結部18bとステータハウジング固定部10aとのボルト締結位置を、ステータハウジング18の最外周よりも径方向内側の位置に設定しているため、ステータハウジング18を介してモータケーシング10に入力される振動を抑制することができる。
On the other hand, in the first embodiment, the bolt fastening position between the fastening portion 18b and the stator
以下、その理由を説明する。
ステータハウジング18からモータケーシング10に伝わる振動の大きさは、締結部18bとステータハウジング固定部10aとの締結位置の変位xとして表すことができる。ここで、変位xは、下記の式(1)に示すオイラーの基礎式から求めることができる。
x=Acos(ωt−φ)+jAsin(ωt−φ) …(1)
ここで、
x :変位[mm]
A :振幅[mm]
ω:角速度[rad/sec]
t :時間[sec]
φ:初期位相[mm]
j2=-1
である。
The reason will be described below.
The magnitude of vibration transmitted from the
x = Acos (ωt−φ) + jAsin (ωt−φ) (1)
here,
x: Displacement [mm]
A: Amplitude [mm]
ω: Angular velocity [rad / sec]
t: Time [sec]
φ: Initial phase [mm]
j 2 = -1
It is.
すなわち、式(1)からわかるように、変位xは振幅Aに依存しているため、振幅Aを小さくすることで、変位xをより小さく抑えることができ、ステータハウジング18からモータケーシング10へと伝わる振動を抑制することができる。
That is, as can be seen from the equation (1), the displacement x depends on the amplitude A. Therefore, by reducing the amplitude A, the displacement x can be further reduced, and the
ところが、特開2006−94680号公報等に記載された従来技術では、ステータハウジングの最外周位置をモータケーシングにボルト締結しているため、モータ回転軸(変速機入力軸)からボルト締結位置までの距離が長くなる。したがって、モータケーシングの振動が大きく、モータケーシングの振動やノイズが発生するという問題があった。 However, in the related art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-94680 and the like, the outermost peripheral position of the stator housing is bolted to the motor casing, and therefore, from the motor rotation shaft (transmission input shaft) to the bolt fastening position. The distance gets longer. Therefore, there has been a problem that the vibration of the motor casing is large and vibration and noise of the motor casing are generated.
また、従来技術では、ステータハウジングの最外周位置をモータケーシングにボルト締結しているため、ダッシュフロアパネルとの干渉を避ける必要上、モータの体格を小さくしなければならず、大容量のモータを用いることができないという問題があった。 In the prior art, since the outermost peripheral position of the stator housing is bolted to the motor casing, it is necessary to reduce the physique of the motor to avoid interference with the dash floor panel. There was a problem that it could not be used.
これに対し、実施例1では、締結部18bとステータハウジング固定部10aとのボルト締結位置を、ステータハウジング18の最外周よりも径方向内側の位置に設定しているため、変速機入力軸3aから締結部18bとステータハウジング固定部10aとのボルト締結位置までの距離(振幅A)を、上記従来技術よりも短くすることができる。よって、ステータハウジング18を介してモータケーシング10に入力される振動を小さく抑え、音振性能の向上を図ることができる。
On the other hand, in the first embodiment, the bolt fastening position between the fastening portion 18b and the stator
また、締結部18bとステータハウジング固定部10aとのボルト締結位置を、モータジェネレータ5の軸方向一方側に設けているため、モータジェネレータ5の外周側にボルト締結スペースを確保する必要がない。したがって、モータケーシング10の径方向寸法を小さく抑えることができるため、モータジェネレータ5の体格を制限することなく、ダッシュフロアパネルとの干渉を避けることが可能となる(図2参照)。
Further, since the bolt fastening position between the fastening portion 18 b and the stator
次に、実施例1の効果を説明する。
実施例1のハイブリッド車両の駆動装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
Next, the effect of Example 1 will be described.
The hybrid vehicle drive device according to the first embodiment has the following effects.
(1) ステータハウジング18とモータケーシング10とのボルト締結位置を、ステータハウジング18の最外周よりも径方向内側の位置に設定した。これにより、エンジン振動に応じて振動するステータハウジング18の振幅Aを小さく抑え、ステータハウジング18を介してモータケーシング10に入力されるエンジン振動を抑制し、音振性能の向上を図ることができる。また、モータジェネレータ5の小型化による動力性能の低下を招くことなく、ダッシュフロアパネルとの干渉を回避することができる。
(1) The bolt fastening position between the
(2) ステータハウジング18は、ステータ5bの径方向外側に位置し、ステータ5bのモータケーシング10に対する相対移動を規制する支持部18aと、この支持部18aからステータ5bの径方向内側へ延在する締結部18bと、を有し、モータケーシング10は、その内周面から締結部18bと対応する位置まで延び、締結部18bとボルト19により共締めされるステータハウジング固定部10aを有する。これにより、ステータハウジング18とモータケーシング10とを、ステータハウジング18の最外周よりも径方向内側の位置でボルト締結する構成を実現できる。
(2) The
(3) ステータハウジング18とモータケーシング10とのボルト締結位置を、ステータハウジング18へのステータ5bの組み付け方向と反対側に設定したため、ステータ5bの組み付け性を確保することができる。
(3) Since the bolt fastening position between the
(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例1により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例1に示したものに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない程度の設計変更等があっても本発明に含まれる。
(Other examples)
Although the best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the first embodiment based on the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to that shown in the first embodiment. Any design changes that do not change the gist of the present invention are included in the present invention.
例えば、実施例1では、本発明をフロントエンジン・リアホイールドライブ式ハイブリッド車両に適用した例を示したが、エンジンと自動変速機との間に介装したモータジェネレータを収容するモータケーシングと、モータジェネレータのステータをモータケーシング内で支持するステータハウジングと、を有するハイブリッド車両の駆動装置であれば、本発明を適用可能であり、実施例1と同様の作用効果を得ることができる。 For example, in the first embodiment, an example in which the present invention is applied to a front engine / rear wheel drive hybrid vehicle has been described. However, a motor casing that houses a motor generator interposed between an engine and an automatic transmission, and a motor The present invention can be applied to any hybrid vehicle drive device having a stator housing that supports the stator of the generator within the motor casing, and effects similar to those of the first embodiment can be obtained.
1 エンジン
1a クランクシャフト
2 左右後輪
3 自動変速機
3a 変速機入力軸
3b 変速機出力軸
4 軸
5 モータジェネレータ
5a ロータ
5b ステータ
6 第1クラッチ
7 第2クラッチ
8 ディファレンシャルギア装置
10 モータケーシング
10a ステータハウジング固定部
10b 雄ねじ部
10c 開口部
11 変速機ケーシング
11a 縦壁部
12 クラッチ駆動機構
13 反力支持部材
14 ベアリング
15 ロータ支持軸
16 ベアリング
17 ポンプケース
18 ステータハウジング
18a 支持部
18b 締結部
18c ボルト穴
19,20 ボルト
21,22,23 Oリング
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ステータハウジングと前記モータケーシングとのボルト締結位置を、前記ステータハウジングの最外周よりも径方向内側の位置に設定したことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 A hybrid vehicle comprising: a motor casing that houses a motor generator interposed between an engine and an automatic transmission; and a stator housing that is bolted to the motor casing and supports a stator of the motor generator within the motor casing. In the drive unit of
A hybrid vehicle drive device, wherein a bolt fastening position between the stator housing and the motor casing is set at a position radially inward of the outermost periphery of the stator housing.
前記ステータハウジングは、前記ステータの径方向外側に位置し、前記ステータの前記モータケーシングに対する相対移動を規制する支持部と、この支持部から前記ステータの径方向内側へ延在する締結部と、を有し、
前記モータケーシングは、その内周面から前記締結部と対応する位置まで延び、前記締結部とボルトにより共締めされるステータハウジング固定部を有することを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1,
The stator housing is located on the radially outer side of the stator, and includes a support part that restricts relative movement of the stator relative to the motor casing, and a fastening part that extends from the support part to the radially inner side of the stator. Have
The motor casing includes a stator housing fixing portion that extends from an inner peripheral surface thereof to a position corresponding to the fastening portion and is fastened together with the fastening portion and a bolt.
前記ステータハウジングと前記モータケーシングとのボルト締結位置を、前記ステータハウジングへの前記ステータの組み付け方向と反対側に設定したことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 The drive device for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
A hybrid vehicle drive device, wherein a bolt fastening position between the stator housing and the motor casing is set on a side opposite to a direction in which the stator is assembled to the stator housing.
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