JP2012228143A - 電動車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの回転電機及びエアコンディショナ用のコンプレッサを備える場合において、２つの回転電機のそれぞれから出力部材までの変速比の設定の自由度が容易に確保できると共に、全体として小型化することが容易な電動車両用駆動装置が求められる。
【解決手段】第一回転電機のロータ軸は、出力部材と同軸上に配置されると共に、第一回転電機のロータ軸とは異なる軸上にギヤ回転軸が配置されたカウンタギヤ機構を介して出力部材に駆動連結され、第二回転電機のロータ軸は、第一回転電機のロータ軸とは異なる軸上に配置されると共に、コンプレッサと同軸上に配置され、第二回転電機とカウンタギヤ機構とは、ギヤ回転軸の軸方向視で少なくとも一部が重複するように配置されている電動車両用駆動装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサと、を有し、前記出力部材及び前記コンプレッサに伝達する駆動力を回転電機のみにより発生させる電動車両用駆動装置に関する。

上記のような車両用駆動装置に関して、例えば下記の特許文献１には、以下のような技術が開示されている。特許文献１の技術では、エアコンディショナ用の回転電機のロータ軸を、コンプレッサ連結部材だけでなく出力部材にも駆動連結することにより、エアコンディショナ用の回転電機の駆動力により、車輪駆動用の回転電機を補助して、車両を駆動できるように構成されている。

特許文献１の技術では、遊星歯車装置のリングギヤに車輪駆動用の回転電機のロータ軸が駆動連結され、遊星歯車装置のサンギヤにエアコンディショナ用の回転電機のロータ軸及びコンプレッサ連結部材が駆動連結され、遊星歯車装置のキャリヤに出力部材が駆動連結されている。これにより、遊星歯車装置を介して、車輪駆動用の回転電機のロータ軸と、エアコンディショナ用の回転電機のロータ軸と、出力部材とが常に駆動連結されている。すなわち、特許文献１の技術は、各回転電機及び出力部材の回転速度の変化が、互いに影響するように構成されている。

しかしながら、特許文献１の技術では、車輪駆動用の回転電機のロータ軸とエアコンディショナ用の回転電機のロータ軸とが同軸上に配置されているため、各回転電機の軸方向長さの制約が大きく、各回転電機が大径化し易い。そして、そのような回転電機の径方向外側にコンプレッサが配置されているため、車両用駆動装置の全体としても大型化し易い。また、各回転電機から出力部材までの変速比（トルク比）が、遊星歯車装置の歯数比によって定まる構成であるため、各回転電機から出力部材までの変速比の設定上の制約も大きい。

特開２０１０−１７８４０３号公報

そこで、２つの回転電機及びエアコンディショナ用のコンプレッサを備える場合において、２つの回転電機のそれぞれから出力部材までの変速比の設定の自由度が容易に確保できると共に、全体として小型化することが容易な電動車両用駆動装置が求められる。

本発明に係る、車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサと、を有し、前記出力部材及び前記コンプレッサに伝達する駆動力を回転電機のみにより発生させる電動車両用駆動装置の特徴構成は、ロータ軸が前記出力部材に駆動連結される第一回転電機と、ロータ軸が前記コンプレッサに駆動連結されると共に前記出力部材に駆動連結される第二回転電機と、を備え、前記第一回転電機のロータ軸は、前記出力部材と同軸上に配置されると共に、前記第一回転電機のロータ軸とは異なる軸上にギヤ回転軸が配置されたカウンタギヤ機構を介して前記出力部材に駆動連結され、前記第二回転電機のロータ軸は、前記第一回転電機のロータ軸とは異なる軸上に配置されると共に、前記コンプレッサと同軸上に配置され、前記第二回転電機と前記カウンタギヤ機構とは、前記ギヤ回転軸の軸方向視で少なくとも一部が重複するように配置されている点にある。

なお、本願において「回転電機」とは、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。
また、本願において「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、当該２つの回転要素が一体的に回転するように連結された状態、或いは当該２つの回転要素が一又は二以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いている。このような伝動部材としては、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材が含まれ、例えば、軸、歯車機構、ベルト、チェーン等が含まれる。また、このような伝動部材として、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合要素、例えば摩擦クラッチや噛み合い式クラッチ等が含まれていてもよい。

上記の特徴構成によれば、第一回転電機のロータ軸がカウンタギヤ機構を介して出力部材に駆動連結されるため、第一回転電機から出力部材までの変速比の設定の自由度が容易に確保できる。また、このカウンタギヤ機構は、第一回転電機のロータ軸及び出力部材に対して異なる軸上に配置される。よって、カウンタギヤ機構の少なくとも一部が、ギヤ回転軸の軸方向視で、第一回転電機及び出力部材に対して径方向外側に突出し易い配置となっている。そして、第二回転電機とカウンタギヤ機構とは、ギヤ回転軸の軸方向視で少なくとも一部が重複するように配置される。これにより、第一回転電機及び出力部材に対してカウンタギヤ機構が径方向外側に突出するのと同じ側に、第二回転電機及びコンプレッサが配置されることになる。よって、カウンタギヤ機構を備えることにより生じる空間を有効利用して電動車両用駆動装置を全体として小型化することができる。

ここで、前記第二回転電機のロータ軸は、第一係合装置を介して前記第一回転電機のロータ軸に駆動連結されると共に、第二係合装置を介して前記コンプレッサに駆動連結されると好適である。

この構成によれば、第一係合装置及び第二係合装置の係合状態を制御することにより、第二回転電機から車輪及びコンプレッサへの駆動力の伝達状態を制御することができる。従って、第二回転電機の駆動力を必要に応じて適切に車輪及びコンプレッサに伝達することができ、電動車両用駆動装置のエネルギ効率を高めることが容易となっている。

ここで、前記第一回転電機と前記第二回転電機とは、径方向視で互いに重複するように配置されていると好適である。

この構成によれば、第一回転電機及び第二回転電機の軸方向の配置領域を小さく抑えることができる。よって、電動車両用駆動装置を全体として小型化することができる。

本発明の実施形態に係る電動車両用駆動装置のスケルトン図及び軸方向視での配置図である。 その他の実施形態に係わる電動車両用駆動装置のスケルトン図及び軸方向視での配置図である。 その他の実施形態に係わる電動車両用駆動装置のスケルトン図及び軸方向視での配置図である。

〔第一の実施形態〕
本発明に係る電動車両用駆動装置１の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１の概略構成を示す模式図である。図１（ａ）は、電動車両用駆動装置１の歯車装置及び係合装置などの動力伝達機構の構造を表したスケルトン図であり、図１（ｂ）は、電動車両用駆動装置１の各構成要素の軸方向視での配置を表した配置図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１は、車輪Ｗに駆動連結される出力軸Ｏと、エアコンディショナ用のコンプレッサＣＭと、を有しており、出力軸Ｏ及びコンプレッサＣＭに伝達する駆動力を回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のみにより発生させる駆動装置である。
電動車両用駆動装置１は、ロータ軸ＲＳ１が出力軸Ｏに駆動連結される第一回転電機ＭＧ１と、ロータ軸ＲＳ２がコンプレッサＣＭに駆動連結されると共に出力軸Ｏに駆動連結される第二回転電機ＭＧ２と、を備えている。なお、出力軸Ｏが、本発明における「出力部材」である。

このような構成において、図１（ａ）に示すように、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１は、出力軸Ｏと同軸上に配置されると共に、カウンタギヤ機構ＣＧを介して出力軸Ｏに駆動連結されている。ここで、カウンタギヤ機構ＣＧは、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１とは異なる軸上にギヤ回転軸ＣＧＳが配置されている。また、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１とは異なる軸上に配置されると共に、コンプレッサＣＭと同軸上に配置されている。そして、第二回転電機ＭＧ２とカウンタギヤ機構ＣＧとは、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視で少なくとも一部が重複するように配置される。本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、第二回転電機ＭＧ２の全体が、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視でカウンタギヤ機構ＣＧと重複するように配置されている。なお、図１（ｂ）は、電動車両用駆動装置１を、図１（ａ）に示すIｂ−Iｂ断面の位置から、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向に、軸第一方向Ｘ１側（図１（ａ）の左側、以下同じ）から、当該軸第一方向Ｘ１側とは反対側である軸第二方向Ｘ２側（図１（ａ）の右側、以下同じ）を見た図である。

なお、本実施形態では、出力軸Ｏは、出力用差動歯車装置ＤＦを介して、車輪Ｗに駆動連結されている。また、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第一クラッチＣＬ１を介して第一回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結されると共に、第二クラッチＣＬ２を介しコンプレッサＣＭに駆動連結されている。なお、第一クラッチＣＬ１が、本発明における「第一係合装置」であり、第二クラッチＣＬ２が、本発明における「第二係合装置」である。

また、本実施形態では、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１と、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２と、カウンタギヤ機構ＣＧのギヤ回転軸ＣＧＳと、は互いに平行に配置されている。よって、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向と、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の軸方向と、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２の軸方向とは、いずれも同じ方向となる。また、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１と、出力軸Ｏ、出力用差動歯車装置ＤＦの回転軸、車軸ＡＸは、同軸上に配置されている。よって、上記の軸第一方向Ｘ１及び軸第二方向Ｘ２は、これらの軸並びにギヤ回転軸ＣＧＳ及び第二回転電機のロータ軸ＲＳ２に共通した軸方向となる。
以下、本実施形態に係る電動車両用駆動装置１について、詳細に説明する。

１．電動車両用駆動装置１の構成
１−１．第一回転電機ＭＧ１
図１（ａ）に示すように、第一回転電機ＭＧ１は、ケースなどの非回転部材に固定されたステータＳｔ１と、このステータＳｔ１の径方向内側に、回転自在に支持されたロータ軸ＲＳ１を備えたロータＲｏ１と、を有している。ステータＳｔ１は、例えば、円環状の電磁鋼板を軸方向に多数積み重ねた積層鋼板等からなるステータコアを有している。本実施形態において、第一回転電機ＭＧ１の径方向外側端は、ステータＳｔ１の径方向外側端、ここではステータＳｔ１の外周面を意味する。

第一回転電機ＭＧ１は、直流交流変換を行う第一インバータを介して蓄電装置としてのバッテリに電気的に接続されている。そして、第一回転電機ＭＧ１は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能と、を果たすことが可能とされている。

第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転がカウンタギヤ機構ＣＧを介して伝達されて出力軸Ｏに伝達されるように駆動連結されている。すなわち、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１は、カウンタギヤ機構ＣＧを介して出力軸Ｏに駆動連結されている。そして、本実施形態では、出力軸Ｏは、出力用差動歯車装置ＤＦを介して左右二つの車軸ＡＸに駆動連結され、各車軸ＡＸは、左右二つの車輪Ｗのそれぞれに駆動連結されている。よって、第一回転電機ＭＧ１からロータ軸ＲＳ１へ伝達されたトルクは、カウンタギヤ機構ＣＧ、出力軸Ｏ、出力用差動歯車装置ＤＦ、及び車軸ＡＸを介して、左右２つの車輪Ｗに伝達される。なお、第一回転電機ＭＧ１から車輪Ｗまでの動力伝達経路上に、カウンタギヤ機構ＣＧに加えて、変速比が変更可能に構成された変速装置や遊星歯車機構などの各種の変速機構が備えられてもよい。

また、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１は、第一クラッチＣＬ１、動力伝達機構ＲＧ、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２、及び第二クラッチＣＬ２を介して、コンプレッサＣＭに駆動連結されるように構成されている。よって、第一回転電機ＭＧ１からロータ軸ＲＳ１へ伝達されたトルクは、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２が係合状態にある場合には、コンプレッサＣＭにも伝達される。

１−２．第二回転電機ＭＧ２
第二回転電機ＭＧ２は、ケースなどの非回転部材に固定されたステータＳｔ２と、このステータＳｔ２の径方向内側に、回転自在に支持されたロータ軸ＲＳ２を備えたロータＲｏ２と、を有している。ステータＳｔ２は、例えば、円環状の電磁鋼板を軸方向に多数積み重ねた積層鋼板等からなるステータコアを有している。本実施形態において、第二回転電機ＭＧ２の径方向外側端は、ステータＳｔ２の径方向外側端、ここではステータＳｔ２の外周面を意味する。

第二回転電機ＭＧ２は、直流交流変換を行う第二インバータを介して蓄電装置としてのバッテリに電気的に接続されている。そして、第二回転電機ＭＧ２は、電力の供給を受けて動力を発生するモータ（電動機）としての機能と、動力の供給を受けて電力を発生するジェネレータ（発電機）としての機能と、を果たすことが可能とされている。

第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１とは異なる軸上に配置されると共に、コンプレッサＣＭ（回転軸ＣＭＣ）と同軸上に配置されている。
第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第二クラッチＣＬ２を介してコンプレッサの回転軸ＣＭＣに駆動連結される。また、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、動力伝達機構ＲＧ、第一クラッチＣＬ１及びカウンタギヤ機構ＣＧを介して出力軸Ｏに駆動連結される。
第二クラッチＣＬ２が係合状態にある場合には、第二回転電機ＭＧ２からロータ軸ＲＳ２へ伝達されたトルクは、コンプレッサの回転軸ＣＭＣに伝達される。
また、第一クラッチＣＬ１が係合状態にある場合には、第二回転電機ＭＧ２からロータ軸ＲＳ２へ伝達されたトルクは、動力伝達機構ＲＧ、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１、カウンタギヤ機構ＣＧ、出力軸Ｏ、出力用差動歯車装置ＤＦ、及び車軸ＡＸを介して、左右２つの車輪Ｗに伝達される。

１−３．カウンタギヤ機構ＣＧ
本実施形態においては、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１及び第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、カウンタギヤ機構ＣＧを介して出力軸Ｏに駆動連結されるように構成されている。
カウンタギヤ機構ＣＧは、図１（ａ）に示すように、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１とは異なる軸上に配置されたギヤ回転軸ＣＧＳと、ギヤ回転軸ＣＧＳと一体回転するように駆動連結された第一カウンタギヤＣＧ１及び当該第一カウンタギヤＣＧ１より大径の第二カウンタギヤＣＧ２と、により構成される。
第一カウンタギヤＣＧ１は、出力軸Ｏと一体回転するように駆動連結されている第一ギヤＧ１と噛み合っている。第二カウンタギヤＣＧ２は、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１と一体回転するように駆動連結されている第二ギヤＧ２と噛み合っている。ここで、第一ギヤＧ１は、第二ギヤＧ２より大径である。

カウンタギヤ機構ＣＧは、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転速度を所定の変速比（減速比）で減速して出力軸Ｏに伝達する減速機として機能する。ここで、カウンタギヤ機構ＣＧの変速比は、出力軸Ｏの回転速度に対する第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転速度の比であり、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転速度を出力軸Ｏの回転速度で除算した値である。

１−４．出力用差動歯車装置ＤＦ
出力用差動歯車装置ＤＦは、互いに噛み合う複数の傘歯車ＤＦ１、ＤＦ２を用いた差動歯車機構とされており、出力軸Ｏに伝達される回転及びトルクを分配して、それぞれ車軸ＡＸを介して左右２つの車輪Ｗに伝達する。
本実施形態では、出力用差動歯車装置ＤＦは、出力軸Ｏに駆動連結されて出力軸Ｏと一体回転する差動キャリヤＤＦ４を備えている。差動キャリヤＤＦ４内には、各車軸ＡＸとそれぞれ一体回転する一対のサイドギヤＤＦ２と、当該２つのサイドギヤＤＦ２をつなぐと共に差動キャリヤＤＦ４と共に回転する一対のピニオンギヤＤＦ１と、が収容されている。

差動キャリヤＤＦ４は、差動キャリヤＤＦ４の回転軸心に直交交差すると共に差動キャリヤＤＦ４と一体回転するピニオン回転軸ＤＦ３を備えており、ピニオンギヤＤＦ１は、ピニオン回転軸ＤＦ３周りに自転可能に支持されている。すなわち、ピニオンギヤＤＦ１は、差動キャリヤＤＦ４と共に回転（公転）すると共に、ピニオン回転軸ＤＦ３周りに自転可能にされている。
各ピニオンギヤＤＦ１は、左右二つのサイドギヤＤＦ２の双方と噛み合っている。差動キャリヤＤＦ４が回転すると、差動キャリヤＤＦ４と共に回転するピニオンギヤＤＦ１を介して、左右二つのサイドギヤＤＦ２が回転し、各サイドギヤＤＦ２に駆動連結された各車軸ＡＸが回転する。そして、各車軸ＡＸが回転すると、各車軸ＡＸに駆動連結された各車輪Ｗが回転する。ここで、各ピニオンギヤＤＦ１は、ピニオン回転軸ＤＦ３周りに自転することにより、左右二つのサイドギヤＤＦ２を差動動作させる。

出力用差動歯車装置ＤＦの回転軸は、差動キャリヤＤＦ４及びサイドギヤＤＦ２の回転軸であり、出力軸Ｏと同軸上に配置されている。車軸ＡＸは、出力軸Ｏと同軸上に配置されており、軸第二方向Ｘ２側の車軸ＡＸは、円筒状に形成された出力軸Ｏ及び第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の径方向内側を貫通するように配置され、電動車両用駆動装置１の軸第二方向Ｘ２側まで延出している。

１−５．第一クラッチＣＬ１
第一クラッチＣＬ１は、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２を、出力軸Ｏに、選択的に駆動連結又は駆動連結を解除（分離）する係合装置である。
本実施形態では、第一クラッチＣＬ１の入力側部材は、動力伝達機構ＲＧを介して第二回転電機のロータ軸ＲＳ２に駆動連結されており、第一クラッチＣＬ１の出力側部材は、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結されている。そして、第一クラッチＣＬ１の入力側部材と出力側部材との間が、選択的に係合又は解放される。本実施形態では、第一クラッチＣＬ１は、電磁クラッチとされている。ここで、電磁クラッチとは、クラッチの係合又は解放を電磁石に発生させる電磁力により行う装置である。なお、第一クラッチＣＬ１に、クラッチの係合又は解放を油圧により行う油圧クラッチ、又はサーボモータの駆動力により行う電動クラッチなどが用いられてもよい。

１−６．動力伝達機構ＲＧ
動力伝達機構ＲＧは、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２を、所定の変速比で第一回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結する動力伝達機構である。すなわち、動力伝達機構ＲＧは、所定の変速比で、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２の回転速度を変速すると共にトルクを変換して、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１に伝達する変速機として構成されている。ここで、変速比は、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２の回転速度に対する第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の回転速度の比であり、ロータ軸ＲＳ２の回転速度をロータ軸ＲＳ１の回転速度で除算した値である。すなわち、ロータ軸ＲＳ２の回転速度を変速比で除算した値が、ロータ軸ＲＳ１の回転速度になる。また、第二回転電機ＭＧ２からロータ軸ＲＳ２に伝達されたトルクに、変速比を乗算したトルクが、ロータ軸ＲＳ１に伝達されるトルクになる。

本実施形態では、動力伝達機構ＲＧは減速機であり、その変速比は１より大きい値となる。また、本実施形態では、動力伝達機構ＲＧは歯車機構から構成されており、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２に駆動連結された第一動力伝達ギヤＲＧ１と、当該第一動力伝達ギヤＲＧ１より大径であって、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１に、第一クラッチＣＬ１を介して駆動連結される第三動力伝達ギヤＲＧ３と、第一動力伝達ギヤＲＧ１及び第三動力伝達ギヤＲＧ３に噛み合って、これらの間を駆動連結する第二動力伝達ギヤＲＧ２と、を備えている。

１−７．第二クラッチＣＬ２
第二クラッチＣＬ２は、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２を、コンプレッサＣＭに、選択的に駆動連結又は駆動連結を解除（分離）する係合装置である。本実施形態では、第二クラッチＣＬ２の入力側部材は、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２と一体回転するように駆動連結されており、第二クラッチＣＬ２の出力側部材は、コンプレッサの回転軸ＣＭＣと一体回転するように駆動連結されている。そして、第二クラッチＣＬ２の入力側部材と出力側部材との間が、選択的に係合又は解放される。本実施形態では、第二クラッチＣＬ２は、電磁クラッチとされている。なお、第二クラッチＣＬ２に、油圧クラッチ又は電動クラッチなどが用いられてもよい。

１−８．コンプレッサＣＭ
車両には、車内の温度及び湿度を調節するためのエアコンディショナが備えられている。コンプレッサＣＭは、エアコンディショナに用いられる熱媒を圧縮する装置であり、外部からの回転駆動力により駆動されるものとなっている。本実施形態では、コンプレッサＣＭとして、ベーンロータリー式のコンプレッサが用いられている。コンプレッサＣＭのロータは、コンプレッサの回転軸ＣＭＣと一体回転するように駆動連結されている。なお、コンプレッサＣＭとして、スクロール式、斜板式、可変容量式（片側斜板式）等のコンプレッサが用いられてもよい。

本実施形態では、コンプレッサの回転軸ＣＭＣは、第二クラッチＣＬ２を介して、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２に駆動連結されるように構成されている。よって、第二クラッチＣＬ２が係合状態にある場合には、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２の回転が、コンプレッサＣＭの回転軸ＣＭＣに伝達され、コンプレッサＣＭを回転駆動することが可能となっている。

２．電動車両用駆動装置１の配置
次に、電動車両用駆動装置１の各構成要素の配置を説明する。
カウンタギヤ機構ＣＧのギヤ回転軸ＣＧＳは第一回転電機のロータ軸ＲＳ１及び出力軸Ｏとは異なる軸上であって、第一回転電機ＭＧ１の第一軸方向側に配置されている。本実施形態では、ギヤ回転軸ＣＧＳは、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１及び出力軸Ｏと平行に配置されている。そして、カウンタギヤＣＧ１、ＣＧ２は出力軸Ｏと一体回転する第一ギヤＧ１及びロータ軸ＲＳ１と一体回転する第二ギヤＧ２と噛み合っている。このため、カウンタギヤ機構ＣＧのギヤ回転軸ＣＧＳは、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１及び出力軸Ｏに対して径方向一方側へ離間して配置されており、カウンタギヤ機構ＣＧの少なくとも一部が、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視で、第一回転電機ＭＧ１及び出力用差動歯車装置ＤＦに対して径方向外側に突出し易い配置となっている。

図１に示すように、カウンタギヤＣＧ１、ＣＧ２の直径が大きい場合は、カウンタギヤ機構ＣＧの一部が、第一回転電機ＭＧ１の径方向外側端（ステータＳｔ１の外周面）の径方向位置よりも径方向外側に配置され、第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側に突出している。特に、第一カウンタギヤＣＧ１の直径と第二ギヤＧ２の半径との合計が、第一回転電機ＭＧ１の半径（ステータＳｔ１の外径の半分）より大きい場合は、カウンタギヤ機構ＣＧの一部が、第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側に突出する。
よって、このカウンタギヤ機構ＣＧの突出部と軸方向視で重複する領域であって、径方向視で当該カウンタギヤ機構ＣＧと重複せず、第一回転電機ＭＧ１又は出力用差動歯車装置ＤＦと重複する領域には、無駄な空間が生じ得る。

第二回転電機ＭＧ２とカウンタギヤ機構ＣＧとは、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視で少なくとも一部が重複するように配置される。これにより、第一回転電機ＭＧ１及び出力用差動歯車装置ＤＦに対してカウンタギヤ機構ＣＧが径方向外側に突出するのと同じ側に、第二回転電機ＭＧ２が配置されることになる。よって、カウンタギヤ機構ＣＧを備えることにより生じる空間を有効利用することができる。
本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及びステータＳｔ２の全体が、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視で、カウンタギヤ機構ＣＧの第二カウンタギヤＣＧ２と重複するように配置されている。

本実施形態では、図１（ａ）に示すように、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２とは、径方向視で互いに重複するように配置されている。すなわち、第二回転電機ＭＧ２は、カウンタギヤ機構ＣＧの突出部に対して軸第二方向Ｘ２側（第一回転電機ＭＧ１側）であって第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側に配置されている。詳しくは、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側の空間に、第一回転電機ＭＧ１と径方向に隣接して配置されている。なお、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２との間には、各回転電機ＭＧ１、ＭＧ２のステータＳｔ１、Ｓｔ２を支持するケースなどの支持部材が配置されていてもよく、この支持部材を除いて、第一回転電機ＭＧ１と第二回転電機ＭＧ２とが、互いに径方向に隣接して配置される。ここで、回転電機ＭＧ１、ＭＧ２の間に配置される支持部材には、配線、油路などの周辺部材が含まれてもよい。

本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２に加えて、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２と同軸上に配置されるコンプレッサＣＭも、径方向視で第一回転電機ＭＧ１と重複するように配置されている。すなわち、第二回転電機ＭＧ２と同様に、コンプレッサＣＭは、カウンタギヤ機構ＣＧの突出部に対して軸第二方向Ｘ２側（第一回転電機ＭＧ１側）であって第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側に配置されている。詳しくは、コンプレッサＣＭは、第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側の空間に、第一回転電機ＭＧ１と径方向に隣接して配置されている。この構成によれば、カウンタギヤ機構ＣＧを備えることにより生じる空間を有効利用して、第二回転電機ＭＧ２に加えて、コンプレッサＣＭも配置することができる。更に、第二回転電機ＭＧ２とコンプレッサＣＭとの間には、第二クラッチＣＬ２も配置されている。

本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２の軸方向長さに比べて第一回転電機ＭＧ１の軸方向長さがより大きい。これにより、第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側の空間において、第二回転電機ＭＧ２を除いた空間が大きくなり、コンプレッサＣＭ及び第二クラッチＣＬ２を配置する空間を確保できている。
また、本実施形態では、第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとの駆動連結は、第一回転電機ＭＧ１に対して軸第二方向Ｘ２側に配置された動力伝達機構ＲＧ及び第一クラッチＣＬ１と、第一回転電機ＭＧ１の径方向内側に配置されたロータ軸ＲＳ１と、第一回転電機ＭＧ１に対して軸第一方向Ｘ１側に配置されたカウンタギヤ機構ＣＧと、を用いて行われている。すなわち、第二回転電機ＭＧ２と出力軸Ｏとの駆動連結機構は、第一回転電機ＭＧ１に対して軸方向両側及び径方向内側に配置されている。そして、第一回転電機ＭＧ１と駆動連結機構に囲まれた空間に第二回転電機ＭＧ２とコンプレッサＣＭを適切に配置している。

本実施形態の構成によると、第一回転電機ＭＧ１と出力軸Ｏとの駆動連結に、ギヤ比の変更設定が容易なカウンタギヤ機構ＣＧを用いているため、第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏまでの変速比の設定の自由度が容易に確保できる。また、第二回転電機ＭＧ２と第一回転電機ＭＧ１のロータ軸ＲＳ１との駆動連結に、変速機として構成された動力伝達機構ＲＧを用いているため、第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの変速比の設定の自由度が容易に確保できる。従って、本実施形態の構成は、カウンタギヤ機構ＣＧ及び動力伝達機構ＲＧの変速比を適切に設定することにより、第一回転電機ＭＧ１から出力軸Ｏまでの変速比及び第二回転電機ＭＧ２から出力軸Ｏまでの変速比のそれぞれを適切に設定することが可能な構成となっている。

従って、図１（ａ）に示すように、出力軸Ｏに駆動連結される各機構ＣＧ、Ｇ１、Ｇ２、ＭＧ１、ＭＧ２、ＣＭ、ＲＧ、ＣＬ１、ＣＬ２を、集合させてコンパクトに配置することができ、電動車両用駆動装置１を全体として小型化することができている。
軸第二方向Ｘ２側の車軸ＡＸは、出力軸Ｏ及び第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の径方向内側に配置されているので、車軸ＡＸを配置するための空間を出力軸Ｏ及び第一回転電機のロータ軸ＲＳ１の径方向外側に設ける必要がなく、電動車両用駆動装置１を全体として小型化することができている。

〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記の実施形態においては、図１（ａ）に示すように、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、動力伝達機構ＲＧ、第一クラッチＣＬ１、第一回転電機ＭＧのロータ軸ＲＳ１、及びカウンタギヤ機構ＣＧを介して、出力軸Ｏに駆動連結されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、何れの駆動連結機構を介して、出力軸Ｏに駆動連結されてもよい。例えば、図２（ａ）に示すように、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、カウンタギヤ機構ＣＧのギヤ回転軸ＣＧＳと同軸上に配置されると共に、第一クラッチＣＬ１を介して、ギヤ回転軸ＣＧＳに駆動連結されるように構成されてもよい。すなわち、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、第一クラッチＣＬ１、カウンタギヤ機構ＣＧを介して、出力軸Ｏに駆動連結される。

この場合も、図２（ｂ）に示すように、第二回転電機ＭＧ２のロータＲｏ２及びステータＳｔ２の全体が、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視で、カウンタギヤ機構ＣＧと重複するように配置されている。図２（ｂ）に示す例では、第二回転電機ＭＧ２は、カウンタギヤ機構ＣＧに対して軸第二方向Ｘ２側であって、第一回転電機ＭＧ１と径方向視で重複するように配置されている。なお、図２（ｂ）は、電動車両用駆動装置１を、図２（ａ）に示すIIｂ−IIｂ断面の断面位置から、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向に、軸第一方向Ｘ１側（図２（ａ）の左側）から、軸第二方向Ｘ２側（図２（ａ）の右側）を見た図である。

また、この場合は、第二回転電機ＭＧ２に加えて、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２と同軸上に配置されるコンプレッサＣＭも、径方向視で第一回転電機ＭＧ１と重複するように配置されている。すなわち、第二回転電機ＭＧ２と同様に、コンプレッサＣＭは、カウンタギヤ機構ＣＧの突出部に対して軸第二方向Ｘ２側（第一回転電機ＭＧ１側）であって第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側に配置されている。よって、カウンタギヤ機構ＣＧを備えることにより、第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側に生じる空間を有効利用して、第二回転電機ＭＧ２、コンプレッサＣＭ、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２をコンパクトに配置することができている。

また、この構成によると、動力伝達機構ＲＧを介することなく、第二回転電機ＭＧ２をカウンタギヤ機構ＣＧに駆動連結するので、上記した実施形態に比べて、二回転電機ＭＧ２を出力軸Ｏに駆動連結するための部品点数を少なくすることができ、電動車両用駆動装置１を全体として小型化することができる。

（２）或いは、図３（ａ）に示すように、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２は、カウンタギヤ機構ＣＧの第二カウンタギヤＣＧ２に、第一クラッチＣＬ１を介して、駆動連結されるように構成されてもよい。ここでは、第二カウンタギヤＣＧ２は、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１と一体回転するように駆動連結されている第二ギヤＧ２とは異なる周方向の位置で、第二回転電機ＭＧ２のロータ軸ＲＳ２と第一クラッチＣＬ１を介して一体回転するように駆動連結される第三ギヤＧ３と噛み合っている。

なお、図３（ａ）は、動力伝達機構の構造を表すスケルトン図であるため、第三ギヤＧ３は、第二ギヤＧ２に対して１８０度の異なる周方向の位置で、第二カウンタギヤＣＧ２に噛み合っているように示されているが、正しい周方向の噛み合い位置を示していない。正しくは、図３（ｂ）に示すように、第三ギヤＧ３は、第二ギヤＧ２に対して例えば４５度の異なる周方向の位置で、第二カウンタギヤＣＧ２に噛み合うように配置されている。すなわち、第三ギヤＧ３は、第二回転電機ＭＧ２が第一回転電機ＭＧ１に隣接して配置されるような周方向の位置で、第二カウンタギヤＣＧ２に噛み合うように配置されている。

この場合も、図３（ｂ）に示すように、第二回転電機ＭＧ２の一部が、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視で、カウンタギヤ機構ＣＧと重複するように配置される。図３（ｂ）に示す例では、第二回転電機ＭＧ２は、カウンタギヤ機構ＣＧに対して軸第二方向Ｘ２側であって、第一回転電機ＭＧ１と径方向視で重複するように配置されている。なお、図３（ｂ）は、電動車両用駆動装置１を、図３（ａ）に示すIIIｂ−IIIｂ断面の位置から、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向に、軸第一方向Ｘ１側（図３（ａ）の左側）から、軸第二方向Ｘ２側（図３（ａ）の右側）を見た図である。

また、この場合も、カウンタギヤ機構ＣＧの突出部及び第二回転電機ＭＧ２に対して軸第二方向Ｘ２側であって、第一回転電機ＭＧ１に対する径方向外側の空間に、第二回転電機ＭＧ２に加えて、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２と同軸上に、コンプレッサＣＭも配置されている。すなわち、第一回転電機ＭＧ１とコンプレッサＣＭとは、径方向視で互いに重複すると共に隣接するように配置されている。更に、第二回転電機とコンプレッサＣＭとの間には、第二クラッチＣＬ２も配置されている。よって、カウンタギヤ機構ＣＧの突出部に対して軸第二方向Ｘ２側であって、第一回転電機ＭＧ１に対して径方向外側に生じる空間を有効利用して、第二回転電機ＭＧ２、コンプレッサＣＭ、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２をコンパクトに配置することができている。

（３）上記の実施形態においては、第二回転電機ＭＧ２は、第一回転電機ＭＧ１と径方向視で互いに重複するように配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二回転電機ＭＧ２とカウンタギヤ機構ＣＧとは、ギヤ回転軸ＣＧＳの軸方向視で少なくとも一部が重複するように配置されていればよく、例えば、第二回転電機ＭＧ２は、出力用差動歯車装置ＤＦと径方向視で互いに重複するように配置されていてもよい。図２（ａ）又は図３（ａ）に示す場合において、第二回転電機ＭＧ２を、カウンタギヤ機構ＣＧに対して軸第一方向Ｘ１側に配置するように構成してもよい。この場合でも、カウンタギヤ機構ＣＧを備えることにより、出力用差動歯車装置ＤＦ（差動キャリヤＤＦ４）に対して径方向外側に生じる空間を有効利用して、第二回転電機ＭＧ２を配置することができ、電動車両用駆動装置１を全体として小型化することができる。
また、この場合、コンプレッサＣＭを、第二回転電機ＭＧ２の軸第一方向Ｘ１側に配置すると好適である。

（４）上記の実施形態においては、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１と、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２と、カウンタギヤ機構ＣＧのギヤ回転軸ＣＧＳと、は互いに平行に配置されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１と、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２と、カウンタギヤ機構ＣＧのギヤ回転軸ＣＧＳとの何れかの軸が、他の軸に対して立体的に交差するように配置されていてもよい。

（５）上記の実施形態においては、図１（ａ）に示すように、動力伝達機構ＲＧが、減速機とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、動力伝達機構ＲＧは、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２を、所定の変速比で第一回転電機のロータ軸ＲＳ１に駆動連結する動力伝達機構であれば、何れの動力伝達機構であってもよい。例えば、動力伝達機構ＲＧは、その変速比が１より小さい値となる増速機であってもよい。或いは、動力伝達機構ＲＧの変速比は、１であってもよい。
また、動力伝達機構ＲＧは、変速比が変更可能に構成された変速装置であってもよい。この場合、例えば、変速比を２段階に切り替え可能な変速機が用いられてもよく、例えば、変速比が異なる第一変速段と第二変速段とがドグクラッチなどにより切り替え可能に構成されていてもよい。
或いは、動力伝達機構ＲＧは、ベルト及び複数のプーリで構成された機構であってもよく、或いは、チェーンと複数のギヤで構成された機構であってもよい。

（６）上記の実施形態においては、図１（ａ）に示すように、動力伝達機構ＲＧが、第一回転電機ＭＧ１に対して軸第二方向Ｘ２側に配置され、ロータ軸ＲＳ１に駆動連結されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、動力伝達機構ＲＧは、第一回転電機ＭＧ１に対して軸第一方向Ｘ１側であって、カウンタギヤ機構ＣＧの軸第二方向Ｘ２側に配置され、ロータ軸ＲＳ１に駆動連結される構成であってもよい。

（７）上記の実施形態においては、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１が、カウンタギヤ機構ＣＧにクラッチを介することなく駆動連結されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一回転電機のロータ軸ＲＳ１は、クラッチを介して、カウンタギヤ機構ＣＧに駆動連結される構成であってもよい。

（８）上記の実施形態においては、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２が、第二クラッチＣＬ２を介して、コンプレッサＣＭに駆動連結されるように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、電動車両用駆動装置１に第二クラッチＣＬ２が備えられずに、第二回転電機のロータ軸ＲＳ２が、コンプレッサＣＭの回転軸ＣＭＣと分離不可に駆動連結されるように構成されてもよい。この場合、コンプレッサＣＭに、駆動負荷（負トルク）を調整可能な可変容量型のコンプレッサが用いられるように構成されてもよい。

（９）上記の実施形態においては、係合装置としての第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２は、係合又は解放が制御される種類のクラッチである場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２の一方又は双方は、一方向にのみ回転力を伝達し、逆方向には空転し回転力を伝達しない一方向クラッチ（ワンウェイクラッチ）であってもよい。

（１０）上記の実施形態においては、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２が回転部材同士を係合又は解放するクラッチである場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一クラッチＣＬ１及び第二クラッチＣＬ２の一方又は双方は、回転部材を非回転部材に係合又は解放するブレーキであってもよい。例えば、駆動連結又は分離させる２つの回転部材間に、３つの回転要素を有する遊星歯車機構などを備えるように構成し、ブレーキにより、１つの回転要素を非回転部材に係合又は解放させ、他の２つの回転要素の間が駆動連結又は分離されるように構成することができる。

（１１）上記の実施形態においては、出力軸Ｏが、出力用差動歯車装置ＤＦに駆動連結されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、出力軸Ｏは、変速比が変更可能に構成された変速装置や遊星歯車機構などの各種の変速機構を介して、出力用差動歯車装置ＤＦに駆動連結されていてもよい。或いは、出力軸Ｏは、出力用差動歯車装置ＤＦ以外の駆動連結装置を介して車輪Ｗに駆動連結されていてもよい。

（１２）上記の実施形態においては、カウンタギヤ機構ＣＧが第一カウンタギヤＣＧ１及び第二カウンタギヤＣＧ２を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、カウンタギヤ機構ＣＧが、３つ以上のギヤ、及び、ドグクラッチ或いはスライドギヤなどの連結機構を備えており、変速比（ギヤ比）を切り替え可能に構成されていてもよい。

本発明は、車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサと、を有し、前記出力部材及び前記コンプレッサに伝達する駆動力を回転電機のみにより発生させる電動車両用駆動装置に好適に利用することができる。

１ ：電動車両用駆動装置
ＡＸ ：車軸
ＣＧ ：カウンタギヤ機構
ＣＧ１ ：第一カウンタギヤ
ＣＧ２ ：第二カウンタギヤ
ＣＧＳ ：ギヤ回転軸
ＣＬ１ ：第一クラッチ（第一係合装置）
ＣＬ２ ：第二クラッチ（第二係合装置）
ＣＭ ：コンプレッサ
ＤＦ ：出力用差動歯車装置
ＤＦ１ ：ピニオンギヤ（傘歯車）
ＤＦ２ ：サイドギヤ（傘歯車）
ＤＦ３ ：ピニオン回転軸
ＤＦ４ ：差動キャリヤ
Ｇ１ ：第一ギヤ
Ｇ２ ：第二ギヤ
Ｇ３ ：第三ギヤ
Ｏ ：出力軸（出力部材）
ＲＧ ：動力伝達機構
ＲＧ１ ：第一動力伝達ギヤ
ＲＧ２ ：第二動力伝達ギヤ
ＲＧ３ ：第三動力伝達ギヤ
ＭＧ１ ：第一回転電機
ＭＧ２ ：第二回転電機
ＲＳ１ ：第一回転電機のロータ軸
ＲＳ２ ：第二回転電機のロータ軸
Ｒｏ１ ：第一回転電機のロータ
Ｒｏ２ ：第二回転電機のロータ
Ｓｔ１ ：第一回転電機のステータ
Ｓｔ２ ：第二回転電機のステータ
Ｗ ：車輪
Ｘ１ ：第一軸方向
Ｘ２ ：第二軸方向

Claims (3)

1. 車輪に駆動連結される出力部材と、エアコンディショナ用のコンプレッサと、を有し、前記出力部材及び前記コンプレッサに伝達する駆動力を回転電機のみにより発生させる電動車両用駆動装置であって、
   ロータ軸が前記出力部材に駆動連結される第一回転電機と、
   ロータ軸が前記コンプレッサに駆動連結されると共に前記出力部材に駆動連結される第二回転電機と、を備え、
   前記第一回転電機のロータ軸は、前記出力部材と同軸上に配置されると共に、前記第一回転電機のロータ軸とは異なる軸上にギヤ回転軸が配置されたカウンタギヤ機構を介して前記出力部材に駆動連結され、
   前記第二回転電機のロータ軸は、前記第一回転電機のロータ軸とは異なる軸上に配置されると共に、前記コンプレッサと同軸上に配置され、
   前記第二回転電機と前記カウンタギヤ機構とは、前記ギヤ回転軸の軸方向視で少なくとも一部が重複するように配置されている電動車両用駆動装置。
2. 前記第二回転電機のロータ軸は、第一係合装置を介して前記第一回転電機のロータ軸に駆動連結されると共に、第二係合装置を介して前記コンプレッサに駆動連結される請求項１に記載の電動車両用駆動装置。
3. 前記第一回転電機と前記第二回転電機とは、径方向視で互いに重複するように配置されている請求項１又は２に記載の電動車両用駆動装置。

Images